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1. WO2011151183 - EMPILEMENT DE GRILLE MÉTALLIQUE À CONSTANTE DIÉLECTRIQUE ÉLEVÉE

Numéro de publication WO/2011/151183
Date de publication 08.12.2011
N° de la demande internationale PCT/EP2011/058086
Date du dépôt international 18.05.2011
CIB
H01L 21/28 2006.1
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
21Procédés ou appareils spécialement adaptés à la fabrication ou au traitement de dispositifs à semi-conducteurs ou de dispositifs à l'état solide, ou bien de leurs parties constitutives
02Fabrication ou traitement des dispositifs à semi-conducteurs ou de leurs parties constitutives
04les dispositifs présentant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. une jonction PN, une région d'appauvrissement, ou une région de concentration de porteurs de charges
18les dispositifs ayant des corps semi-conducteurs comprenant des éléments du groupe IV de la classification périodique, ou des composés AIIIBV, avec ou sans impuretés, p.ex. des matériaux de dopage
28Fabrication des électrodes sur les corps semi-conducteurs par emploi de procédés ou d'appareils non couverts par les groupes H01L21/20-H01L21/268177
H01L 29/51 2006.1
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
40Electrodes
43caractérisées par les matériaux dont elles sont constituées
49Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
51Matériaux isolants associés à ces électrodes
H01L 29/49 2006.1
HÉLECTRICITÉ
01ÉLÉMENTS ÉLECTRIQUES FONDAMENTAUX
LDISPOSITIFS À SEMI-CONDUCTEURS; DISPOSITIFS ÉLECTRIQUES À L'ÉTAT SOLIDE NON PRÉVUS AILLEURS
29Dispositifs à semi-conducteurs spécialement adaptés au redressement, à l'amplification, à la génération d'oscillations ou à la commutation et ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface; Condensateurs ou résistances ayant au moins une barrière de potentiel ou une barrière de surface, p.ex. jonction PN, région d'appauvrissement, ou région de concentration de porteurs de charges; Détails des corps semi-conducteurs ou de leurs électrodes
40Electrodes
43caractérisées par les matériaux dont elles sont constituées
49Electrodes du type métal-isolant-semi-conducteur
CPC
H01L 21/28
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
21Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
04the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
18the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
H01L 21/28176
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
21Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
04the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
18the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
28008Making conductor-insulator-semiconductor electrodes
28017the insulator being formed after the semiconductor body, the semiconductor being silicon
28158Making the insulator
28167on single crystalline silicon, e.g. using a liquid, i.e. chemical oxidation
28176with a treatment, e.g. annealing, after the formation of the definitive gate conductor
H01L 29/49
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
40Electrodes ; ; Multistep manufacturing processes therefor
43characterised by the materials of which they are formed
49Metal-insulator-semiconductor electrodes, ; e.g. gates of MOSFET
H01L 29/495
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
40Electrodes ; ; Multistep manufacturing processes therefor
43characterised by the materials of which they are formed
49Metal-insulator-semiconductor electrodes, ; e.g. gates of MOSFET
495the conductor material next to the insulator being a simple metal, e.g. W, Mo
H01L 29/4966
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
40Electrodes ; ; Multistep manufacturing processes therefor
43characterised by the materials of which they are formed
49Metal-insulator-semiconductor electrodes, ; e.g. gates of MOSFET
4966the conductor material next to the insulator being a composite material, e.g. organic material, TiN, MoSi2
H01L 29/4975
HELECTRICITY
01BASIC ELECTRIC ELEMENTS
LSEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
29Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof; ; Multistep manufacturing processes therefor
40Electrodes ; ; Multistep manufacturing processes therefor
43characterised by the materials of which they are formed
49Metal-insulator-semiconductor electrodes, ; e.g. gates of MOSFET
4966the conductor material next to the insulator being a composite material, e.g. organic material, TiN, MoSi2
4975being a silicide layer, e.g. TiSi2
Déposants
  • INTERNATIONAL BUSINESS MACHINES CORPORATION [US]/[US] (AllExceptUS)
  • IBM UNITED KINGDOM LIMITED [GB]/[GB] (MG)
  • GUO, Dechao [CN]/[US] (UsOnly)
  • OLDIGES, Philip [US]/[US] (UsOnly)
  • CHEN, Tze-Chiang [US]/[US] (UsOnly)
  • WANG, Yanfeng [CN]/[US] (UsOnly)
Inventeurs
  • GUO, Dechao
  • OLDIGES, Philip
  • CHEN, Tze-Chiang
  • WANG, Yanfeng
Mandataires
  • LITHERLAND, David, Peter
Données relatives à la priorité
12/792,24202.06.2010US
Langue de publication Anglais (en)
Langue de dépôt anglais (EN)
États désignés
Titre
(EN) HIGH-K METAL GATE STACK
(FR) EMPILEMENT DE GRILLE MÉTALLIQUE À CONSTANTE DIÉLECTRIQUE ÉLEVÉE
Abrégé
(EN) A gate stack structure for field effect transistor (FET) devices includes a nitrogen rich first dielectric layer formed over a semiconductor substrate surface; a nitrogen deficient, oxygen rich second dielectric layer formed on the nitrogen rich first dielectric layer, the first and second dielectric layers forming, in combination, a bi-layer interfacial layer; a high-k dielectric layer formed over the bi-layer interfacial layer; a metal gate conductor layer formed over the high-k dielectric layer; and a work function adjusting dopant species diffused within the high-k dielectric layer and within the nitrogen deficient, oxygen rich second dielectric layer, and wherein the nitrogen rich first dielectric layer serves to separate the work function adjusting dopant species from the semiconductor substrate surface.
(FR) La présente invention concerne une structure d'empilement de grille pour dispositifs à transistor à effet de champ (TEC), la structure comprenant une première couche diélectrique riche en azote formée au-dessus d'une surface d'un substrat semi-conducteur ; une seconde couche diélectrique déficiente en azote, riche en oxygène, formée sur la première couche diélectrique riche en azote, les première et seconde couches diélectriques formant, en combinaison, une couche interfaciale bicouche ; une couche diélectrique à constante diélectrique élevée formée au-dessus de la couche interfaciale bicouche ; une couche conductrice de grille métallique formée au-dessus de la couche diélectrique à constante diélectrique élevée ; et une espèce dopante réglant le travail d'extraction diffusée dans la couche diélectrique à constante diélectrique élevée et dans la seconde couche diélectrique déficiente en azote, riche en oxygène, la première couche diélectrique riche en azote servant à séparer l'espèce dopante réglant le travail d'extraction et la surface du substrat semi-conducteur.
Dernières données bibliographiques dont dispose le Bureau international