[发明专利]半导体器件及其制造方法

权利要求书

1.一种半导体器件，包括n沟道型的第一MISFET，其特征在于具有：

半导体衬底；

在上述半导体衬底上形成的上述第一MISFET的第一栅绝缘膜；以及

在上述第一栅绝缘膜上形成的上述第一MISFET的第一金属栅电极，

上述第一栅绝缘膜含有铪、稀土类元素和氧作为主要成分，

上述第一栅绝缘膜的厚度方向上的稀土类元素的浓度分布为，在上述第一栅绝缘膜的下表面附近和上表面附近稀土类元素的浓度比在上述第一栅绝缘膜的中央区域低。

2.如权利要求1所述的半导体器件，其特征在于：

上述第一栅绝缘膜的厚度方向上的稀土类元素的浓度分布为，在上述第一栅绝缘膜的厚度方向的上述中央区域具有峰值。

3.如权利要求2所述的半导体器件，其特征在于：

上述第一栅绝缘膜的厚度方向上的铪的浓度分布具有双峰值；

上述第一栅绝缘膜的厚度方向上的稀土类元素的浓度分布为，在上述第一栅绝缘膜的厚度方向上的铪的浓度分布的双峰值之间具有峰值。

4.如权利要求3所述的半导体器件，其特征在于还具有：

形成于上述半导体衬底的上述第一MISFET的源、漏用的半导体区。

5.如权利要求4所述的半导体器件，其特征在于：

上述第一栅绝缘膜含有的稀土类元素是镧。

6.如权利要求5所述的半导体器件，其特征在于还具有：

在上述第一栅绝缘膜与上述半导体衬底的界面上形成的、由氧化硅或氮氧化硅构成的界面层。

7.如权利要求6所述的半导体器件，其特征在于：

还包括p沟道型的第二MISFET，

还具有：

在上述半导体衬底上形成的上述第二MISFET的第二栅绝缘膜；以及

在上述第二栅绝缘膜上形成的上述第二MISFET的第二金属栅电极，

上述第二栅绝缘膜含有铪、铝和氧作为主要成分，

上述第二栅绝缘膜的厚度方向上的铝的浓度分布为，铝的浓度在上述第二栅绝缘膜的下表面附近和上表面附近比在上述第二栅绝缘膜的中央区域低。

8.如权利要求7所述的半导体器件，其特征在于：

上述第二栅绝缘膜的厚度方向上的铪的浓度分布具有双峰值；

上述第二栅绝缘膜的厚度方向上的稀土类元素的浓度分布为，在上述第二栅绝缘膜的厚度方向上的铪的浓度分布的双峰值之间具有峰值。

9.一种半导体器件的制造方法，该半导体器件包括n沟道型MISFET，该n沟道型MISFET具有含有铪、稀土类元素和氧作为主要成分的栅绝缘膜和金属栅电极，其特征在于该制造方法具有：

(a)、准备半导体衬底的工序；

(b)、在上述半导体衬底上形成用来形成上述栅绝缘膜且含有铪和氧作为主要成分的第一含Hf膜的工序；

(c)、在上述第一含Hf膜上形成用来形成上述栅绝缘膜且含有稀土类元素作为主要成分的含稀土类膜的工序；

(d)、在上述含稀土类膜上形成用来形成上述栅绝缘膜且含有铪和氧作为主要成分的第二含Hf膜的工序；

(e)、在上述第二含Hf膜上形成金属膜的工序；以及

(f)、在上述(e)工序之后，对上述金属膜构图而形成上述金属栅电极的工序。

10.如权利要求9所述的半导体器件的制造方法，其特征在于：

在上述(e)工序之后、上述(f)工序之前还具有：

(e1)、在上述金属膜上形成硅膜的工序；

在上述(f)工序中，对上述硅膜和上述金属膜构图而形成上述金属栅电极。

11.如权利要求10所述的半导体器件的制造方法，其特征在于：

在上述(f)工序之后还具有：

(g)、对上述半导体衬底进行用来形成上述MISFET的源区、漏区的离子注入的工序；

(h)、在上述(g)工序之后，进行用来激活由上述(g)工序的上述离子注入导入的杂质的第一热处理的工序。

12.如权利要求11所述的半导体器件的制造方法，其特征在于：

在上述(c)工序中形成的上述含稀土类膜是氧化稀土类膜。