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1. (WO2016157371) 半導体装置および半導体装置の製造方法

Translation翻訳: 原文 > 日本語
国際公開番号:    WO/2016/157371    国際出願番号:    PCT/JP2015/059956
国際公開日: 06.10.2016 国際出願日: 30.03.2015
H01L 21/338 (2006.01), H01L 21/28 (2006.01), H01L 21/336 (2006.01), H01L 29/423 (2006.01), H01L 29/49 (2006.01), H01L 29/778 (2006.01), H01L 29/78 (2006.01), H01L 29/812 (2006.01)
出願人: RENESAS ELECTRONICS CORPORATION [JP/JP]; 2-24, Toyosu 3-chome, Koutou-ku, Tokyo 1350061 (JP)
発明者: KATO, Yoshitake; (JP)
代理人: TSUTSUI & ASSOCIATES; 3F, Shinjuku Gyoen Bldg., 3-10, Shinjuku 2-chome, Shinjuku-ku, Tokyo 1600022 (JP)
(JA) 半導体装置および半導体装置の製造方法
要約: front page image
(EN)To improve characteristics of a semiconductor device. In a semiconductor device (MISFET) having a gate electrode GE that is formed on a nitride semiconductor layer CH with a gate insulating film GI therebetween, the gate insulating film GI is configured such that the gate insulating film has a first gate insulating film (oxide film formed of a first metal) GIa formed on the nitride semiconductor layer CH, and a second gate insulating film (oxide film formed of a second metal) GIb. The second metal (for instance, Hf) has a lower electronegativity than the first metal (for instance, Al). In this manner, a threshold voltage (Vth) can be shifted in the positive direction by having the electronegativity of the second metal lower than the electronegativity of the first metal. Furthermore, the gate electrode GE is configured such that the gate electrode has a first gate electrode (nitride film formed of a third metal) GEa formed on the second gate insulating film GIb, and a second gate electrode (fourth metal) GEb. Consequently, oxygen is prevented from diffusing to the gate insulating film GI, and fluctuation of the threshold voltage (Vth) can be reduced.
(FR)La présente invention a pour objectif d'améliorer les caractéristiques d'un dispositif à semi-conducteur. Dans un dispositif à semi-conducteur (MISFET) comportant une électrode de grille (GE) formée sur une couche de semi-conducteur au nitrure (CH), un film d'isolation de grille (GI) étant placé entre celles-ci, le film d'isolation de grille (GI) est conçu de manière à présenter un premier film d'isolation de grille (film d'oxyde d'un premier métal) (GIa) formé sur la couche de semi-conducteur au nitrure (CH), et un deuxième film d'isolation de grille (film d'oxyde d'un deuxième métal) (GIb). Le deuxième métal (par exemple l'hafnium (Hf)) présente une électronégativité inférieure à celle du premier métal (par exemple l'aluminium (Al)). Une tension de seuil (Vth) peu ainsi être décalée dans la direction positive du fait que l'électronégativité du deuxième métal est inférieure à celle du premier métal. En outre, l'électrode de grille (GE) est conçue de manière à présenter une première électrode de grille (film de nitrure formé d'un troisième métal) (GEa) formée sur le deuxième film d'isolation de grille (GIb), et une deuxième électrode de grille (quatrième métal) (GEb). Cette configuration permet d'empêcher que l'oxygène se diffuse dans le film d'isolation de grille (GI) et de réduire la fluctuation de la tension de seuil (Vth).
(JA) 半導体装置の特性を向上させる。窒化物半導体層CH上にゲート絶縁膜GIを介して形成されたゲート電極GEを有する半導体装置(MISFET)において、ゲート絶縁膜GIを、窒化物半導体層CH上に形成された第1ゲート絶縁膜(第1金属の酸化膜)GIaと、第2ゲート絶縁膜(第2金属の酸化膜)GIbと、を有するように構成する。そして、第2金属(例えば、Hf)は、第1金属(例えば、Al)より電気陰性度が低い。このように、第1金属の電気陰性度よりも、第2金属の電気陰性度を低くすることにより、閾値電圧(Vth)を正方向にシフトすることができる。また、ゲート電極GEを、第2ゲート絶縁膜GIb上に形成された第1ゲート電極(第3金属の窒化膜)GEaと、第2ゲート電極(第4金属)GEbと、を有するように構成する。これにより、ゲート絶縁膜GIへの酸素の拡散を防止し、閾値電圧(Vth)のばらつきを低減することができる。
指定国: AE, AG, AL, AM, AO, AT, AU, AZ, BA, BB, BG, BH, BN, BR, BW, BY, BZ, CA, CH, CL, CN, CO, CR, CU, CZ, DE, DK, DM, DO, DZ, EC, EE, EG, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, GT, HN, HR, HU, ID, IL, IN, IR, IS, JP, KE, KG, KN, KP, KR, KZ, LA, LC, LK, LR, LS, LU, LY, MA, MD, ME, MG, MK, MN, MW, MX, MY, MZ, NA, NG, NI, NO, NZ, OM, PA, PE, PG, PH, PL, PT, QA, RO, RS, RU, RW, SA, SC, SD, SE, SG, SK, SL, SM, ST, SV, SY, TH, TJ, TM, TN, TR, TT, TZ, UA, UG, US, UZ, VC, VN, ZA, ZM, ZW.
アフリカ広域知的所有権機関(ARIPO) (BW, GH, GM, KE, LR, LS, MW, MZ, NA, RW, SD, SL, ST, SZ, TZ, UG, ZM, ZW)
ユーラシア特許庁(EAPO) (AM, AZ, BY, KG, KZ, RU, TJ, TM)
欧州特許庁(EPO) (AL, AT, BE, BG, CH, CY, CZ, DE, DK, EE, ES, FI, FR, GB, GR, HR, HU, IE, IS, IT, LT, LU, LV, MC, MK, MT, NL, NO, PL, PT, RO, RS, SE, SI, SK, SM, TR)
アフリカ知的所有権機関(OAPI) (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GQ, GW, KM, ML, MR, NE, SN, TD, TG).
国際公開言語: Japanese (JA)
国際出願言語: Japanese (JA)