[发明专利]半导体器件的制造方法和半导体器件

权利要求书

1.一种具有MIS晶体管的半导体器件的制造方法，包括以下工序：

(a)在半导体衬底的主面上形成氧化硅膜的工序；

(b)在所述氧化硅膜上形成第一铪类氧化膜的工序；

(c)在所述第一铪类氧化膜上形成金属膜的工序；

(d)通过将构成所述金属膜的金属元素在所述第一铪类氧化膜中 扩散，在所述氧化硅膜上形成含有所述金属元素作为化合物的第二铪类 氧化膜的工序；

(e)在所述工序(d)之后，在所述第二铪类氧化膜上形成与所述 金属膜不同的导电性膜的工序；

(f)在所述工序(e)之后，通过将所述导电性膜、所述第二铪类 氧化膜和所述氧化硅膜按规定形状形成图案，形成含有所述导电性膜的 栅电极、和含有所述第二铪类氧化膜以及所述氧化硅膜的栅绝缘膜的工 序。

2.一种具有MIS晶体管的半导体器件的制造方法，包括以下工序：

(a)在半导体衬底的主面上形成氧化硅膜的工序；

(b)在所述氧化硅膜上形成含有铪和氧的膜状基材的工序；

(c)在所述基材上，形成比所述基材薄的、并且只由金属元素构 成的膜状混合材的工序；

(d)通过将所述混合材在所述基材中扩散，在所述氧化硅膜上形 成比氧化硅的介电率高的、含有所述基材的铪和氧以及所述混合材的金 属元素的混合膜的工序；

(e)在所述混合膜上形成导电性膜的工序；

(f)形成由所述导电性膜构成的栅电极、由所述混合膜和所述氧 化硅膜构成的栅绝缘膜的工序。

3.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在将 所述混合材的表面氮化后，通过所述工序(d)的退火处理将所述混合 材在所述基材中扩散。

4.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在将 所述混合材的表面氧化后，通过所述工序(d)的退火处理将所述混合 材在所述基材中扩散。

5.如权利要求2所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，在将 所述混合材的表面氧化，进一步氮化后，通过所述工序(d)的退火处 理将所述混合材在所述基材中扩散。

6.一种具有MIS晶体管的半导体器件的制造方法，包括以下工序：

(a)在半导体衬底的主面上形成氧化硅膜的工序；

(b)在所述氧化硅膜上形成含有铪和氧的膜状基材的工序；

(c)在所述基材上形成比所述基材薄的、并且只由金属元素构成 的膜状混合材的工序；

(d)在所述混合材上形成保护膜的工序；

(e)在具有所述保护膜的状态下，通过将所述混合材在所述基材 中扩散，在所述氧化硅膜上形成比氧化硅的介电率高的、含有所述基材 的铪和氧以及所述混合材的金属元素的混合膜的工序；

(f)在所述工序(e)之后将所述保护膜除去的工序；

(g)在所述混合膜上形成导电性膜的工序；

(h)形成由所述导电性膜构成的栅电极、由所述混合膜和所述氧 化硅膜构成的栅绝缘膜的工序。

7.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，

所述MIS晶体管是n沟道型，

在所述工序(c)中形成由金属元素构成的所述混合材，所述金属 元素是构成电负性比氧化铪小的金属氧化物的金属元素。

8.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，

所述MIS晶体管是p沟道型，

在所述工序(c)中形成由金属元素构成的所述混合材，所述金属 元素是构成电负性比氧化铪大的金属氧化物的金属元素。

9.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，

所述工序(e)中通过退火处理将所述混合材在所述基材中扩散。

10.如权利要求6所述的半导体器件的制造方法，其特征在于，

所述工序(c)中在真空状态下形成所述混合材，且保持该真空状 态在所述工序(d)中形成所述保护膜。