公开(公告)号：US08324608B2

公开(公告)日：2012-12-04

申请号：US13451265

申请日：2012-04-19

申请人： Takashi Nakagawa ,  Eun-mi Kim ,  Yuichi Otani ,  Naomu Kitano

发明人： Takashi Nakagawa ,  Eun-mi Kim ,  Yuichi Otani ,  Naomu Kitano

IPC分类号： H01L47/00

CPC分类号： H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1641

摘要： In a variable resistance nonvolatile storage element, an electrode suitable for a variable resistance operation and formed of a metallic nitride layer containing Ti and N is provided. In a nonvolatile storage device including: a first electrode; a second electrode; and a variable resistance layer which is sandwiched between the first electrode and the second electrode and in which a resistance value changes to two different resistance states, at least one of the first electrode and the second electrode is an electrode including a metallic nitride layer containing at least Ti and N, and a mole ratio (N/Ti ratio) between Ti and N in at least a part of the metallic nitride layer, the part being in contact with the variable resistance layer is 1.15 or more and a film density is 4.7 g/cc or more.

摘要翻译： 在可变电阻非易失性存储元件中，提供了适用于可变电阻操作并由含有Ti和N的金属氮化物层形成的电极。 一种非易失性存储装置，包括：第一电极; 第二电极; 以及可变电阻层，其夹在所述第一电极和所述第二电极之间，并且电阻值变为两个不同的电阻状态，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个是包括含有 在金属氮化物层的至少一部分中，最小的Ti和​​N以及Ti和N之间的摩尔比（N / Ti比），与可变电阻层接触的部分为1.15以上，膜密度为4.7 g / cc以上。

公开(公告)号：US20120248397A1

公开(公告)日：2012-10-04

申请号：US13451265

申请日：2012-04-19

申请人： Takashi Nakagawa ,  Eun-mi Kim ,  Yuichi Otani ,  Naomu Kitano

发明人： Takashi Nakagawa ,  Eun-mi Kim ,  Yuichi Otani ,  Naomu Kitano

IPC分类号： H01L47/00

CPC分类号： H01L45/08 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1625 ,  H01L45/1641

摘要： In a variable resistance nonvolatile storage element, an electrode suitable for a variable resistance operation and formed of a metallic nitride layer containing Ti and N is provided. In a nonvolatile storage device including: a first electrode; a second electrode; and a variable resistance layer which is sandwiched between the first electrode and the second electrode and in which a resistance value changes to two different resistance states, at least one of the first electrode and the second electrode is an electrode including a metallic nitride layer containing at least Ti and N, and a mole ratio (N/Ti ratio) between Ti and N in at least a part of the metallic nitride layer, the part being in contact with the variable resistance layer is 1.15 or more and a film density is 4.7 g/cc or more.

摘要翻译： 在可变电阻非易失性存储元件中，提供了适用于可变电阻操作并由含有Ti和N的金属氮化物层形成的电极。 一种非易失性存储装置，包括：第一电极; 第二电极; 以及可变电阻层，其夹在所述第一电极和所述第二电极之间，并且电阻值变为两个不同的电阻状态，所述第一电极和所述第二电极中的至少一个是包括含有 在金属氮化物层的至少一部分中，最小的Ti和​​N以及Ti和N之间的摩尔比（N / Ti比），与可变电阻层接触的部分为1.15以上，膜密度为4.7 g / cc以上。

公开(公告)号：US20110312179A1

公开(公告)日：2011-12-22

申请号：US13115410

申请日：2011-05-25

申请人： Takashi Nakagawa ,  Eun-mi Kim ,  Naomu Kitano ,  Kimiko Mashimo

发明人： Takashi Nakagawa ,  Eun-mi Kim ,  Naomu Kitano ,  Kimiko Mashimo

IPC分类号： H01L21/285 ,  B05C11/00

CPC分类号： H01L27/11568 ,  C23C14/14 ,  C23C14/3492 ,  C23C14/5853 ,  H01L21/02181 ,  H01L21/02244 ,  H01L21/28185 ,  H01L21/28229 ,  H01L21/31683 ,  H01L29/40117 ,  H01L29/517 ,  H01L29/792

摘要： The present invention provides a substrate processing method and a substrate processing apparatus, which are capable of forming a high-k dielectric film with few trapping levels due to oxygen deficiencies and hot carriers by a sputtering method in one and the same vacuum vessel. The substrate processing method according to a first embodiment of the present invention includes: a first step of heating a to-be-processed substrate (102) arranged in a film forming treatment chamber (100) and depositing a metal film on the to-be-processed substrate (102) by physical vapor deposition using a target (106); and a second step of supplying a gas containing elements for oxidizing a metal film in the film forming treatment chamber (100) to oxidize the metal film by a thermal oxidation reaction.

摘要翻译： 本发明提供了一种基板处理方法和基板处理装置，其能够通过溅射法在同一真空容器中形成由于氧缺陷而具有很少的捕获水平的高k电介质膜和热载流子。 根据本发明第一实施例的基板处理方法包括：加热布置在成膜处理室（100）中的待处理基板（102）的第一步骤，并将金属膜沉积在待 - 处理的基底（102），通过使用靶（106）的物理气相沉积; 以及第二步骤，在成膜处理室（100）中供给含有氧化金属膜的元素的气体，以通过热氧化反应来氧化金属膜。

公开(公告)号：US08178934B2

公开(公告)日：2012-05-15

申请号：US12953106

申请日：2010-11-23

申请人： Naomu Kitano ,  Takashi Nakagawa ,  Toru Tatsumi

发明人： Naomu Kitano ,  Takashi Nakagawa ,  Toru Tatsumi

IPC分类号： H01L29/51

CPC分类号： H01L29/42324 ,  C23C14/0676 ,  C23C14/225 ,  C23C14/3464 ,  H01L21/02178 ,  H01L21/02181 ,  H01L21/02194 ,  H01L21/02266 ,  H01L21/28273 ,  H01L21/28282 ,  H01L21/31604 ,  H01L21/318 ,  H01L29/4234 ,  H01L29/513 ,  H01L29/7881

摘要： The present invention provides a method of manufacturing a dielectric film having a high permittivity. An embodiment of the present invention is a method of manufacturing, on a substrate, a dielectric film including a metallic oxynitride containing an element A made of Hf or a mixture of Hf and Zr, an element B made of Al, and N and O. The manufacturing method includes: a step of forming a metallic oxynitride whose mole fractions of the element A, the element B, and N expressed as B/(A+B+N) has a range of 0.015≦(B/(A+B+N))≦0.095 and N/(A+B+N) has a range of 0.045≦(N/(A+B+N)) and a mole fraction O/A of the element A and O has a range expressed as 1.0

摘要翻译： 本发明提供具有高介电常数的电介质膜的制造方法。 本发明的一个实施方式是在基板上制造包含含有由Hf或Hf和Zr的混合物构成的元素A的金属氮氧化物的电介质膜，由Al构成的元素B和N和O. 该制造方法包括：形成表示为B /（A + B + N）的元素A，元素B和N的摩尔分数的金属氮氧化物的范围为0.015＆lt; 1EE的工序;（B /（A + B + N））＆nlE; 0.095和N /（A + B + N）的范围为0.045＆nlE;（N /（A + B + N）），元素A和O的摩尔分数O / 表示为1.0 <（O / A）<2.0的范围，具有非结晶结构; 以及在具有非结晶结构的金属氮氧化物上在700℃以上进行退火处理以形成具有80％以上立方晶结合比例的结晶相的金属氧氮化物的工序。

公开(公告)号：US20120043617A1

公开(公告)日：2012-02-23

申请号：US13264955

申请日：2010-04-28

申请人： Takashi Nakagawa ,  Naomu Kitano ,  Kazuaki Matsuo ,  Motomu Kosuda ,  Toru Tatsumi

发明人： Takashi Nakagawa ,  Naomu Kitano ,  Kazuaki Matsuo ,  Motomu Kosuda ,  Toru Tatsumi

IPC分类号： H01L27/092 ,  H01L21/336

CPC分类号： H01L29/517 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/7833

摘要： This invention provides a semiconductor device having a field effect transistor comprising agate electrode comprising a metal nitride layer and a polycrystalline silicon layer, and the gate electrode is excellent in thermal stability and realizes a desired work function.In the semiconductor device, a gate insulating film 6 on a silicon substrate 5 has a high-permittivity insulating film formed of a metal oxide, a metal silicate, a metal oxide introduced with nitrogen, or a metal silicate introduced with nitrogen, the gate electrode has a first metal nitride layer 7 provided on the gate insulating film 6 and containing Ti and N, a second metal nitride layer 8 containing Ti and N, and a polycrystalline silicon layer 9, in the first metal nitride layer 7, a molar ratio between Ti and N (N/Ti) is not less than 1.1, and a crystalline orientation X1 is 1.1

摘要翻译： 本发明提供一种具有场效应晶体管的半导体器件，该场效应晶体管包括包含金属氮化物层和多晶硅层的玛瑙电极，并且该栅电极具有优异的热稳定性并实现所需的功函数。 在半导体装置中，硅基板5上的栅极绝缘膜6具有由金属氧化物，金属硅酸盐，被引入氮的金属氧化物或导入氮的金属硅酸盐形成的高电容率绝缘膜，栅电极 具有设置在栅极绝缘膜6上并且含有Ti和N的第一金属氮化物层7，含有Ti和N的第二金属氮化物层8和多晶硅层9在第一金属氮化物层7中的摩尔比 Ti和N（N / Ti）不小于1.1，结晶取向X1为1.1

公开(公告)号：US20110064642A1

公开(公告)日：2011-03-17

申请号：US12953106

申请日：2010-11-23

申请人： Naomu Kitano ,  Takashi Nakagawa ,  Toru Tatsumi

发明人： Naomu Kitano ,  Takashi Nakagawa ,  Toru Tatsumi

IPC分类号： C01B21/00

CPC分类号： H01L29/42324 ,  C23C14/0676 ,  C23C14/225 ,  C23C14/3464 ,  H01L21/02178 ,  H01L21/02181 ,  H01L21/02194 ,  H01L21/02266 ,  H01L21/28273 ,  H01L21/28282 ,  H01L21/31604 ,  H01L21/318 ,  H01L29/4234 ,  H01L29/513 ,  H01L29/7881

摘要： The present invention provides a method of manufacturing a dielectric film having a high permittivity. An embodiment of the present invention is a method of manufacturing, on a substrate, a dielectric film including a metallic oxynitride containing an element A made of Hf or a mixture of Hf and Zr, an element B made of Al, and N and O. The manufacturing method includes: a step of forming a metallic oxynitride whose mole fractions of the element A, the element B, and N expressed as B/(A+B+N) has a range of 0.015≦(B/(A+B+N))≦0.095 and N/(A+B+N) has a range of 0.045≦(N/(A+B+N)) and a mole fraction O/A of the element A and O has a range expressed as 1.0

摘要翻译： 本发明提供具有高介电常数的电介质膜的制造方法。 本发明的一个实施方式是在基板上制造包含含有由Hf或Hf和Zr的混合物构成的元素A的金属氮氧化物的电介质膜，由Al构成的元素B和N和O. 该制造方法包括：形成表示为B /（A + B + N）的元素A，元素B和N的摩尔分数的金属氮氧化物的范围为0.015＆lt; 1EE的工序;（B /（A + B + N））＆nlE; 0.095和N /（A + B + N）的范围为0.045＆nlE;（N /（A + B + N）），元素A和O的摩尔分数O / 表示为1.0 <（O / A）<2.0的范围，具有非结晶结构; 以及在具有非结晶结构的金属氮氧化物上在700℃以上进行退火处理以形成具有80％以上立方晶结合比例的结晶相的金属氧氮化物的工序。

公开(公告)号：US20130285158A1

公开(公告)日：2013-10-31

申请号：US13558746

申请日：2012-07-26

申请人： Naomu Kitano ,  Takashi Minami ,  Nobuo Yamaguchi ,  Takuya Seino ,  Takashi Nakagawa ,  Heiji Watanabe ,  Takayoshi Shimura ,  Takuji Hosoi

发明人： Naomu Kitano ,  Takashi Minami ,  Nobuo Yamaguchi ,  Takuya Seino ,  Takashi Nakagawa ,  Heiji Watanabe ,  Takayoshi Shimura ,  Takuji Hosoi

IPC分类号： H01L29/49 ,  H01L21/285

CPC分类号： H01L29/4966 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/823842 ,  H01L21/823857 ,  H01L29/51 ,  H01L29/78

摘要： Provided are a semiconductor device which enables reduction of diffusion of Si in the manufacturing process of an MIPS element and suppression of an increase in EOT, and a method of manufacturing the same. An embodiment of the present invention is a semiconductor device including a field effect transistor having a gate insulating film provided on a silicon substrate and a gate electrode provided on the gate insulating film. The gate electrode is a stack-type electrode including a conductive layer containing at least Ti, N, and O (oxygen) and a silicon layer provided on the conductive layer, and the concentration of oxygen in the conductive layer is highest in the side of the silicon layer.

摘要翻译： 提供一种能够减少MIPS元件的制造工序中Si的扩散，抑制EOT的增加的半导体装置及其制造方法。 本发明的实施例是一种半导体器件，其包括具有设置在硅衬底上的栅极绝缘膜和设置在栅极绝缘膜上的栅电极的场效应晶体管。 栅电极是包括至少含有Ti，N和O（氧）的导电层和设置在导电层上的硅层的堆叠型电极，导电层中的氧浓度在 硅层。

公开(公告)号：US08524617B2

公开(公告)日：2013-09-03

申请号：US13147990

申请日：2010-02-26

申请人： Takashi Nakagawa ,  Naomu Kitano ,  Toru Tatsumi

发明人： Takashi Nakagawa ,  Naomu Kitano ,  Toru Tatsumi

IPC分类号： H01L21/31 ,  H01L21/469

CPC分类号： H01L21/02356 ,  C23C14/08 ,  C23C14/083 ,  C23C14/352 ,  H01L21/02145 ,  H01L21/02148 ,  H01L21/02159 ,  H01L21/02161 ,  H01L21/02178 ,  H01L21/02181 ,  H01L21/02189 ,  H01L21/02194 ,  H01L21/02266 ,  H01L21/28088 ,  H01L21/28176 ,  H01L21/28194 ,  H01L21/28282 ,  H01L21/316 ,  H01L28/40 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/513 ,  H01L29/517 ,  H01L29/6659 ,  H01L29/7833 ,  H01L29/7881 ,  H01L29/792 ,  H01L29/94

摘要： A method for manufacturing a dielectric film having a high dielectric constant is provided.The method is a method for forming, on a substrate, a dielectric film including a metal oxide containing O and elements A and B, wherein the element A comprises Hf or a mixture of Hf and Zr and the element B comprises Al or Si, which includes the steps of: forming a metal oxide having an amorphous structure which has a molar ratio between element A and element B, B/(A+B) of 0.02≦(B/(A+B))≦0.095 and a molar ratio between element A and O, O/A of 1.0

摘要翻译： 提供了具有高介电常数的电介质膜的制造方法。 该方法是在衬底上形成包含含有O和元素A和B的金属氧化物的电介质膜的方法，其中元素A包括Hf或Hf和Zr的混合物，元素B包含Al或Si， 包括以下步骤：形成具有元素A和元素B之间的摩尔比，B /（A + B）为0.02（B /（A + B））≤0.095的非晶结构的金属氧化物，摩尔比 在元素A和O之间，O / A为1.0 <（O / A）<2.0; 并在700℃以上退火具有非晶结构的金属氧化物，形成含有立方晶体含量为80％以上的结晶相的金属氧化物。

公开(公告)号：US20100221885A1

公开(公告)日：2010-09-02

申请号：US12761924

申请日：2010-04-16

申请人： Naomu Kitano ,  Takashi Nakagawa ,  Toru Tatsumi

发明人： Naomu Kitano ,  Takashi Nakagawa ,  Toru Tatsumi

IPC分类号： H01L21/336 ,  H01L21/28 ,  G06F19/00 ,  C23C14/35 ,  C01B21/20

CPC分类号： H01L29/42324 ,  C23C14/0676 ,  C23C14/225 ,  C23C14/3464 ,  H01L21/02178 ,  H01L21/02181 ,  H01L21/02194 ,  H01L21/02266 ,  H01L21/28273 ,  H01L21/28282 ,  H01L21/31604 ,  H01L21/318 ,  H01L29/4234 ,  H01L29/513 ,  H01L29/7881

摘要： The present invention provides a method of manufacturing a dielectric film having a high permittivity. An embodiment of the present invention is a method of manufacturing, on a substrate, a dielectric film including a metallic oxynitride containing an element A made of Hf or a mixture of Hf and Zr, an element B made of Al, and N and O. The manufacturing method includes: a step of forming a metallic oxynitride whose mole fractions of the element A, the element B, and N expressed as B/(A+B+N) has a range of 0.015≦(B/A+B+N))≦0.095 and N/(A+B+N) has a range of 0.045≦(N/(A+B+N)) and a mole fraction O/A of the element A and O has a range expressed as 1.0

摘要翻译： 本发明提供具有高介电常数的电介质膜的制造方法。 本发明的一个实施方式是在基板上制造包含含有由Hf或Hf和Zr的混合物构成的元素A的金属氮氧化物的电介质膜，由Al构成的元素B和N和O. 制造方法包括：形成金属氮氧化物的步骤，其中元素A，元素B和元素B的摩尔分数表示为B /（A + B + N）的范围为0.015＆amp; NlE;（B / A + B + N））＆nlE; 0.095和N /（A + B + N）的范围为0.045＆nlE;（N /（A + B + N）），元素A和O的摩尔分数O / 范围为1.0 <（O / A）<2.0，具有非晶结构; 以及在具有非结晶结构的金属氮氧化物上在700℃以上进行退火处理以形成具有80％以上立方晶结合比例的结晶相的金属氧氮化物的工序。

公开(公告)号：US08786031B2

公开(公告)日：2014-07-22

申请号：US13036664

申请日：2011-02-28

申请人： Takashi Nakagawa ,  Naomu Kitano

发明人： Takashi Nakagawa ,  Naomu Kitano

IPC分类号： H01L21/02 ,  H01L21/44

CPC分类号： H01L21/28282 ,  C23C14/0641 ,  G11C13/0007 ,  H01L21/28088 ,  H01L29/4966 ,  H01L29/6656 ,  H01L45/04 ,  H01L45/1233 ,  H01L45/1253 ,  H01L45/146 ,  H01L45/1608 ,  H01L45/1625

摘要： The present invention provides a metal nitride film that realizes an intended effective work function (for example, a high effective work function) and has EOT exhibiting no change or a reduced change, a semiconductor device using the metal nitride film, and a manufacturing method of the semiconductor device. The metal nitride film according to an embodiment of the present invention contains Ti, Al and N, wherein the metal nitride film has such molar fractions of Ti, Al and N as (N/(Ti+Al+N)) of 0.53 or more, (Ti/(Ti+Al+N)) of 0.32 or less, and (Al/(Ti+Al+N)) of 0.15 or less.

摘要翻译： 本发明提供一种金属氮化物膜，其实现了预期的有效功函数（例如，高有效功函数），并且具有没有变化或减小的变化的EOT，使用该金属氮化物膜的半导体器件及其制造方法 半导体器件。 根据本发明实施方案的金属氮化物膜包含Ti，Al和N，其中，作为（N /（Ti + Al + N））的Ti，Al和N的摩尔分数为0.53以上的金属氮化物膜 ，（Ti /（Ti + Al + N））为0.32以下，（Al /（Ti + Al + N））为0.15以下。