【手続補正書】
【提出日】平成16年12月15日(2004.12.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置であって、
前記ＴＦＴは、チャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域の両端に隣接して形成された高抵抗領域と、
前記高抵抗領域と隣接して形成されたソース領域またはドレイン領域と、
前記チャネル形成領域および前記高抵抗領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、
前記ゲート電極は、バルブ金属層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層してなり、
前記ソース領域または前記ドレイン領域には、珪素の結晶化を助長する金属元素が含まれており、
前記高抵抗領域には、前記ソース領域または前記ドレイン領域と比較して、前記結晶化を助長する金属元素が低濃度に含まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置であって、
前記ＴＦＴは、チャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域の両端に隣接して形成された高抵抗領域と、
前記高抵抗領域と隣接して形成されたソース領域またはドレイン領域と、
前記チャネル形成領域および前記高抵抗領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、
前記ゲート電極は、一部が金属酸化物層に変成されたバルブ金属層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層してなり、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層は、表面に無孔質状アルミナ層を有しており、
前記ソース領域または前記ドレイン領域には、珪素の結晶化を助長する金属元素が含まれており、
前記高抵抗領域には、前記ソース領域または前記ドレイン領域と比較して、前記結晶化を助長する金属元素が低濃度に含まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項３】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置であって、
前記ＴＦＴは、チャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域の両端に隣接して形成された高抵抗領域と、
前記高抵抗領域と隣接して形成されたソース領域またはドレイン領域と、
前記チャネル形成領域および前記高抵抗領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極とを有し、
前記ゲート電極は、バルブ金属の酸化物から成る層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層してなり、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層は、表面に無孔質状アルミナ層を有しており、
前記ソース領域または前記ドレイン領域には、珪素の結晶化を助長する金属元素が含まれており、
前記高抵抗領域には、前記ソース領域または前記ドレイン領域と比較して、前記結晶化を助長する金属元素が低濃度に含まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、前記バルブ金属層はタンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、チタンのいずれかを主成分とする材料からなり、その膜厚は１〜２００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項５】
請求項３において、前記バルブ金属の酸化物から成る層はタンタル、ニオブ、ハフニウム、ジルコニウム、チタンのいずれかを主成分とする金属の酸化物からなり、その膜厚は１〜２００ｎｍであることを特徴とする半導体装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、前記ソース領域または前記ドレイン領域に、リン元素がドーピングされていることを特徴とする半導体装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一において、前記珪素の結晶化を助長する金属元素はニッケルであることを特徴とする半導体装置。
【請求項８】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置であって、
前記ＴＦＴは、チャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域の両端に隣接して形成された高抵抗領域と、
前記高抵抗領域と隣接して形成されたソース領域またはドレイン領域と、
前記チャネル形成領域および前記高抵抗領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたブロッキング層と、
前記ブロッキング層上に形成されたゲート電極とを有し、
前記ゲート電極は、アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層からなり、
前記ソース領域または前記ドレイン領域には、珪素の結晶化を助長する金属元素が含まれており、
前記高抵抗領域には、前記ソース領域または前記ドレイン領域と比較して、前記結晶化を助長する金属元素が低濃度に含まれていることを特徴とする半導体装置。
【請求項９】
請求項８において、前記ブロッキング層は、窒化酸化珪素膜、窒化珪素膜、酸化珪素膜、またはそれらの積層であることを特徴とする半導体装置。
【請求項１０】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置の作製方法であって、
珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、バルブ金属層を形成し、前記バルブ金属層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層することによってゲート電極を形成し、
第１の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を選択的に多孔質状アルミナ層に変成し、
第２の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成し、かつ前記多孔質状アルミナ層の下に位置する前記バルブ金属層の全部又は一部を金属酸化物層に変成し、
リン元素のドーピングを行うことで、前記結晶性珪素膜にソース領域及びドレイン領域を形成し、
加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１１】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置の作製方法であって、
珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、バルブ金属層を形成し、前記バルブ金属層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層することによってゲート電極を形成し、
第１の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を選択的に多孔質状アルミナ層に変成し、
第２の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成し、かつ前記多孔質状アルミナ層の下に位置する前記バルブ金属層の全部又は一部を金属酸化物層に変成し、
前記無孔質状アルミナ層及び前記多孔質状アルミナ層をマスクとして前記ゲート絶縁膜をエッチングし、
リン元素のドーピングを行うことで、前記結晶性珪素膜にソース領域及びドレイン領域を形成し、
加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１２】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置の作製方法であって、
珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、バルブ金属層を形成し、前記バルブ金属層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層することによってゲート電極を形成し、
第１の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を選択的に多孔質状アルミナ層に変成し、
第２の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成し、前記多孔質状アルミナ層の下に位置する前記バルブ金属層の一部を金属酸化物層に変成し、
前記多孔質状アルミナ層を除去し、
第３の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成し、前記多孔質状アルミナ層の下に位置する前記バルブ金属層を金属酸化物層に変成し、
前記ゲート電極、前記金属酸化物層及び前記ゲート絶縁膜をマスクとしてリン元素を前記結晶性珪素膜にドーピングし、
加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１３】
同一基板上に形成された複数のＴＦＴを有する半導体回路が設けられた半導体装置の作製方法であって、
珪素の結晶化を助長する金属元素を含む結晶性珪素膜を形成し、
前記結晶性珪素膜上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に、バルブ金属層を形成し、前記バルブ金属層上にアルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を積層することによってゲート電極を形成し、
第１の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層を選択的に多孔質状アルミナ層に変成し、
第２の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成し、前記多孔質状アルミナ層の下に位置する前記バルブ金属層の一部を金属酸化物層に変成し、
前記多孔質状アルミナ層を除去し、
第３の酸化処理により、前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層の表面に無孔質状アルミナ層を形成し、前記多孔質状アルミナ層の下に位置する前記バルブ金属層を金属酸化物層に変成し、
前記アルミニウムまたはアルミニウムを主成分とする材料層、前記無孔質状アルミナ層及び前記多孔質状アルミナ層をマスクとして前記ゲート絶縁膜をエッチングし、
前記ゲート電極、前記金属酸化物層及び前記ゲート絶縁膜をマスクとしてリン元素を前記結晶性珪素膜にドーピングし、
加熱処理を施し、前記金属元素をゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１４】
請求項１０乃至請求項１３のいずれか一において、前記加熱処理を行うことによって前記金属元素を前記ソース領域、前記ドレイン領域にゲッタリングすることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１５】
請求項１０乃至請求項１４のいずれか一において、前記加熱処理は４５０〜７００℃で行うことを特徴とする半導体装置の作製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００９】
しかし、この技術の問題点は、結晶化に利用した金属元素が結晶性珪素膜中に残留することであり、ＴＦＴの素子特性（特に信頼性、均一性等）に悪影響を及ぼしていた。そこで、さらに、本出願人らは、アルミニウム材料を用いた配線を形成後、結晶性珪素膜中の金属元素をゲッタリングする技術（特開平８−３３０６０２号公報）も開発した。