JP2002359190A - SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND FIELD EFFECT TRANSISTOR, METHOD FOR FORMING SiGe LAYER, METHOD FOR FORMING STRAINED Si LAYER USING IT AND METHOD FOR MANUFACTURING FIELD EFFECT TRANSISTOR - Google Patents

SEMICONDUCTOR SUBSTRATE AND FIELD EFFECT TRANSISTOR, METHOD FOR FORMING SiGe LAYER, METHOD FOR FORMING STRAINED Si LAYER USING IT AND METHOD FOR MANUFACTURING FIELD EFFECT TRANSISTOR

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JP2002359190A
JP2002359190A JP2001165693A JP2001165693A JP2002359190A JP 2002359190 A JP2002359190 A JP 2002359190A JP 2001165693 A JP2001165693 A JP 2001165693A JP 2001165693 A JP2001165693 A JP 2001165693A JP 2002359190 A JP2002359190 A JP 2002359190A
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layer
sige layer
forming
strained
semiconductor substrate
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Kazuki Mizushima
一樹 水嶋
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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Mitsubishi Materials Silicon Corp
Mitsubishi Materials Corp
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    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor substrate and a field effect transistor, a method for forming an SiGe layer, a method for forming a strained Si layer and a method for manufacturing a field effect transistor in which dislocation density of the SiGe layer is reduced by a method by which restriction on the process and on the degree of freedom in the placement of device design is suppressed. SOLUTION: The semiconductor substrate comprises an SiGe layer SG formed on an Si substrate 1 and a region 1a having a higher impurity concentration than other region is patterned on the surface of the Si substrate.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、高速MOSFET
等に用いられる半導体基板と電界効果型トランジスタ並
びに歪みSi層等を形成するために好適なSiGe層の
形成方法及びこれを用いた歪みSi層の形成方法と電界
効果型トランジスタの製造方法に関する。
The present invention relates to a high-speed MOSFET
The present invention relates to a method for forming a SiGe layer suitable for forming a semiconductor substrate, a field effect transistor, a strained Si layer, and the like used for the like, a method for forming a strained Si layer using the same, and a method for manufacturing a field effect transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、Si(シリコン)基板上にSiG
e(シリコン・ゲルマニウム)層を介してエピタキシャ
ル成長した歪みSi層をチャネル領域に用いた高速のM
OSFET、MODFET、HEMTが提案されてい
る。この歪みSi−FETでは、Siに比べて格子定数
の大きいSiGeによりSi層に引っ張り歪みが生じ、
そのためSiのバンド構造が変化して縮退が解けてキャ
リア移動度が高まる。したがって、この歪みSi層をチ
ャネル領域として用いることにより通常の1.5〜8倍
程度の高速化が可能になるものである。また、プロセス
としてCZ法による通常のSi基板を基板として使用で
き、従来のCMOS工程で高速CMOSを実現可能にす
るものである。
2. Description of the Related Art In recent years, SiG (SiG)
High-speed M using a strained Si layer epitaxially grown through an e (silicon-germanium) layer for the channel region
OSFET, MODFET and HEMT have been proposed. In this strained Si-FET, tensile strain occurs in the Si layer due to SiGe having a larger lattice constant than Si,
For this reason, the band structure of Si is changed, the degeneracy is released, and the carrier mobility is increased. Therefore, by using this strained Si layer as a channel region, it is possible to increase the speed by about 1.5 to 8 times the normal speed. Further, a normal Si substrate by the CZ method can be used as a substrate as a process, and a high-speed CMOS can be realized by a conventional CMOS process.

【0003】しかしながら、FETのチャネル領域とし
て要望される上記歪みSi層をエピタキシャル成長する
には、Si基板上に良質なSiGe層をエピタキシャル
成長する必要があるが、SiとSiGeとの格子定数の
違いから、転位等により結晶性に問題があった。このた
めに、従来、以下のような種々の提案が行われていた。
However, in order to epitaxially grow the strained Si layer required as a channel region of the FET, it is necessary to epitaxially grow a high-quality SiGe layer on a Si substrate. However, due to the difference in lattice constant between Si and SiGe, There was a problem in crystallinity due to dislocations and the like. For this purpose, the following various proposals have conventionally been made.

【0004】例えば、SiGeのGe組成比を一定の緩
い傾斜で変化させたバッファ層を用いる方法、Ge(ゲ
ルマニウム)組成比をステップ状(階段状)に変化させ
たバッファ層を用いる方法、Ge組成比を超格子状に変
化させたバッファ層を用いる方法及びSiのオフカット
ウェーハを用いてGe組成比を一定の傾斜で変化させた
バッファ層を用いる方法等が提案されている(U.S.Pate
nt 5,442,205、U.S.Patent 5,221,413、PCT WO98/0085
7、特開平6-252046号公報等)。
For example, a method using a buffer layer in which the Ge composition ratio of SiGe is changed at a constant gentle slope, a method using a buffer layer in which the Ge (germanium) composition ratio is changed stepwise (stepwise), a Ge composition A method using a buffer layer whose ratio is changed in a superlattice shape, a method using a buffer layer whose Ge composition ratio is changed at a constant gradient using an off-cut wafer of Si, and the like have been proposed (USPate).
nt 5,442,205, USPatent 5,221,413, PCT WO98 / 0085
7, JP-A-6-252046).

【0005】また、U.S.Patent 5,285,086、U.S.Patent
5,158,907には、Si基板上のSiO2膜などをパター
ニングして選択的に除去した制限領域を形成し、この制
限領域にのみSiGe層を選択的に成膜する技術が提案
されている。この技術は、制限領域のSiGe層を一定
関係の膜厚及び面積とすることにより、SiGe層中を
運動する転位を制限領域側部で捕捉させることで、表面
に転位を到達させないものである。
[0005] US Patent 5,285,086, US Patent
No. 5,158,907 proposes a technique in which an SiO 2 film or the like on a Si substrate is patterned to form a restricted region which is selectively removed, and a SiGe layer is selectively formed only in the restricted region. According to this technique, the dislocation moving in the SiGe layer is trapped at the side of the restricted region by preventing the dislocation from reaching the surface by setting the SiGe layer in the restricted region to have a constant thickness and area.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術では、以下のような課題が残されている。すな
わち、上記従来の技術では、ウェーハ表面の貫通転位密
度がまだ高く、トランジスタの動作不良を防ぐために貫
通転位の低減がさらに要望されている。特に上記の制限
領域にのみSiGe層を成膜する技術では、SiGe膜
厚程度の制限領域にのみSiGe層を成膜するため、ト
ランジスタや集積回路の回路配置の自由度を大きく損な
うと共に、成膜技術として高度でしかも成膜速度の遅い
選択成長を必要とするためにプロセス上の制約が大きい
という不都合がある。
However, the above-mentioned conventional technique has the following problems. That is, in the above-described conventional technique, the threading dislocation density on the wafer surface is still high, and there is a further demand for a reduction in threading dislocation in order to prevent a malfunction of the transistor. In particular, in the technique of forming a SiGe layer only in the above-described restricted region, the SiGe layer is formed only in the restricted region having a thickness of about the SiGe film. As a technology, selective growth with a high film formation rate and a low film formation rate is required, so that there is an inconvenience that restrictions on processes are large.

【0007】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、SiGe層の貫通転位密度を低減すると共に、さ
らにプロセスの制約及びデバイス設計の配置自由度にお
ける制限が少ない半導体基板と電界効果型トランジスタ
並びにSiGe層の形成方法及びこれを用いた歪みSi
層の形成方法と電界効果型トランジスタの製造方法を提
供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to reduce the threading dislocation density of a SiGe layer and to further reduce the restrictions on process and the degree of freedom in device design. Transistor, method of forming SiGe layer, and strained Si using the same
It is an object to provide a method for forming a layer and a method for manufacturing a field-effect transistor.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の半導体基板は、Si基板と、該Si基板上のSiGe
層とを備え、前記Si基板表面に、他の領域よりも不純
物濃度を高くした高濃度領域がパターン状に形成されて
いることを特徴とする。また、本発明のSiGe層の形
成方法は、Si基板上にSiGe層を形成する方法であ
って、前記Si基板表面に他の領域よりも不純物濃度を
高くした高濃度領域をパターン状に形成する工程を備え
ていることを特徴とする。また、本発明の半導体基板
は、Si基板上にSiGe層が形成された半導体基板で
あって、上記本発明のSiGe層の形成方法により前記
SiGe層が形成されていることを特徴とする。
The present invention has the following features to attain the object mentioned above. That is, the semiconductor substrate of the present invention comprises a Si substrate and SiGe on the Si substrate.
A high-concentration region having a higher impurity concentration than other regions is formed in a pattern on the surface of the Si substrate. The method of forming a SiGe layer according to the present invention is a method of forming a SiGe layer on a Si substrate, wherein a high-concentration region having a higher impurity concentration than other regions is formed in a pattern on the surface of the Si substrate. It is characterized by having a process. Further, a semiconductor substrate of the present invention is a semiconductor substrate in which a SiGe layer is formed on a Si substrate, wherein the SiGe layer is formed by the above-described method of forming a SiGe layer of the present invention.

【0009】これらの半導体基板及びSiGe層の形成
方法では、Si基板表面に他の領域よりも不純物濃度を
高くした高濃度領域がパターン状に形成されるので、転
位が高濃度領域におけるドーパント原子近傍の局所的な
歪みや格子欠陥等により誘発し、捕捉あるいは終端さ
れ、SiGe層表面の貫通転位を低減することができる
と共に、いわゆるクロスハッチ等に起因した表面ラフネ
スも減少する。詳述すると、高濃度領域のドーパント原
子の近傍には、原子配置の局所的な歪みや点欠陥、クラ
スター状の欠陥あるいは析出が存在し、成膜中に発生す
るミスフィット転位等の転位は高濃度領域側で発生しや
すくなり、SiGe層の表面での転位の発生が低減され
る。また、発生した転位は高濃度領域側に運動しやす
く、ドーパント原子近傍の局所的歪みや欠陥により捕捉
あるいは終端されやすく、SiGe層の最表面に現れて
貫通転位となる転位の数が減少する。特に、パターン状
に高濃度領域が形成されているため、高濃度領域以外の
領域において、貫通転位密度及び表面ラフネスが減少す
る。また、平坦なSi基板表面にSiGe層を一様に成
膜するので、従来技術の選択成長のような高度で低速な
成膜技術が不要になる。
In these methods of forming a semiconductor substrate and a SiGe layer, a high-concentration region having a higher impurity concentration than other regions is formed in a pattern on the surface of the Si substrate. Are induced or trapped or terminated by local distortion or lattice defects, thereby reducing threading dislocations on the surface of the SiGe layer and reducing surface roughness due to so-called cross hatching. More specifically, near the dopant atoms in the high-concentration region, there are local distortions of atom arrangement, point defects, cluster-like defects or precipitation, and dislocations such as misfit dislocations generated during film formation are high. It is more likely to occur on the concentration region side, and the occurrence of dislocations on the surface of the SiGe layer is reduced. In addition, the generated dislocations easily move toward the high concentration region side, are easily captured or terminated by local strain or defects near the dopant atoms, and the number of dislocations that appear on the outermost surface of the SiGe layer and become threading dislocations is reduced. In particular, since the high-concentration region is formed in a pattern, the threading dislocation density and the surface roughness decrease in regions other than the high-concentration region. In addition, since the SiGe layer is uniformly formed on the flat Si substrate surface, an advanced and low-speed film forming technique such as the selective growth of the related art is not required.

【0010】本発明の半導体基板及びSiGe層の形成
方法は、前記高濃度領域の形成を前記不純物のイオン注
入により行う技術が採用される。すなわち、これらの半
導体基板及びSiGe層の形成方法では、高濃度領域の
形成を不純物のイオン注入により行うので、イオン注入
により生じた欠陥等も転位を誘発、捕捉あるいは終端す
るため、より貫通転位を減少させることができると共
に、容易にかつ正確に所定のパターン状の高濃度領域を
得ることができる。
The method of forming a semiconductor substrate and a SiGe layer according to the present invention employs a technique of forming the high concentration region by ion implantation of the impurity. In other words, in the method of forming the semiconductor substrate and the SiGe layer, the high concentration region is formed by ion implantation of impurities, so that defects and the like caused by ion implantation also induce, capture or terminate dislocations. The density can be reduced, and a high-density region having a predetermined pattern can be easily and accurately obtained.

【0011】本発明の半導体基板は、前記高濃度領域
が、半導体素子が形成されるデバイス領域に隣接してい
ることが好ましい。また、本発明のSiGe層の形成方
法は、前記高濃度領域を、半導体素子が形成されるデバ
イス領域に隣接させて形成することが好ましい。
In the semiconductor substrate according to the present invention, it is preferable that the high-concentration region is adjacent to a device region where a semiconductor element is formed. In the method of forming a SiGe layer according to the present invention, it is preferable that the high concentration region is formed adjacent to a device region where a semiconductor element is formed.

【0012】これらの半導体基板及びSiGe層の形成
方法では、半導体素子が形成されるデバイス領域に隣接
した位置に高濃度領域が配されるので、転位を高濃度領
域側で誘発させることができ、さらに、デバイス領域の
SiGe層内で発生した転位を効率的に高濃度領域で捕
捉させることができる。
According to the method of forming the semiconductor substrate and the SiGe layer, since the high concentration region is provided at a position adjacent to the device region where the semiconductor element is formed, dislocation can be induced on the high concentration region side. Further, dislocations generated in the SiGe layer in the device region can be efficiently captured in the high concentration region.

【0013】本発明の半導体基板では、前記高濃度領域
が、前記デバイス領域を有する半導体チップをチップサ
イズに切断分離するための切り代部分に配されているこ
とが好ましい。また、本発明のSiGe層の形成方法
は、前記高濃度領域を、前記デバイス領域を有する半導
体チップをチップサイズに切断分離するための切り代部
分に形成することが好ましい。
In the semiconductor substrate according to the present invention, it is preferable that the high-concentration region is arranged in a cut-off portion for cutting and separating a semiconductor chip having the device region into a chip size. In the method of forming a SiGe layer according to the present invention, it is preferable that the high-concentration region is formed in a cut-off portion for cutting and separating a semiconductor chip having the device region into a chip size.

【0014】これらの半導体基板及びSiGe層の形成
方法では、高濃度領域が、デバイス領域を有する半導体
チップをチップサイズに切断分離するための切り代部分
に配されるので、デバイス領域に支障無く高濃度領域を
形成することができ、デバイス作製上、無駄が生じるこ
とがなく、また回路設計に制約を課すこともない。
In the method of forming the semiconductor substrate and the SiGe layer, the high-concentration region is provided in the cut-off portion for cutting and separating the semiconductor chip having the device region into a chip size. Since the concentration region can be formed, there is no waste in device fabrication, and there is no restriction on circuit design.

【0015】本発明の半導体基板は、前記高濃度領域
が、前記切り代部分に対応して十字状パターンを複数縦
横に配列した略格子状に形成されることが好ましい。さ
らに、前記十字状パターンの配列方向は、前記Si基板
表面の結晶方位<110>方向に対して斜めであること
が好ましい。また、本発明のSiGe層の形成方法は、
前記高濃度領域が、前記切り代部分に対応して十字状パ
ターンを複数縦横に配列した略格子状に形成されること
が好ましい。さらに、前記十字状パターンの配列方向
を、前記Si基板表面の結晶方位<110>方向に対し
て斜めとすることが好ましい。
In the semiconductor substrate of the present invention, it is preferable that the high-concentration region is formed in a substantially lattice shape in which a plurality of cross-shaped patterns are arranged vertically and horizontally corresponding to the cut-off portions. Further, it is preferable that the arrangement direction of the cross-shaped pattern is oblique to the <110> direction of the crystal orientation on the surface of the Si substrate. Further, the method for forming a SiGe layer of the present invention includes:
It is preferable that the high-density region is formed in a substantially lattice shape in which a plurality of cross-shaped patterns are arranged vertically and horizontally corresponding to the cut-away portions. Further, it is preferable that the arrangement direction of the cross pattern is oblique to the <110> direction of the crystal orientation on the surface of the Si substrate.

【0016】これらの半導体基板及びSiGe層の形成
方法では、十字状パターンの内側に四角形のデバイス領
域が得られ、デバイス作製上、無駄が生じることがな
く、また回路設計に制約を課すこともない。さらに、十
字状パターンの配列方向がSi基板表面の結晶方位<1
10>方向に対して斜めとなるので、転位が主に<11
0>方向にのびるため、隣接する十字状パターン間の開
口部を走る転位が十字状パターンの高濃度領域に達し易
くなり、開口部の影響を低減することができる。
According to the method of forming the semiconductor substrate and the SiGe layer, a rectangular device region can be obtained inside the cross-shaped pattern, so that no waste occurs in device fabrication and no restriction is imposed on circuit design. . Further, the arrangement direction of the cross-shaped pattern is such that the crystal orientation <1 on the Si substrate surface.
10>, the dislocation is mainly <11
Since it extends in the 0> direction, dislocations running in the openings between adjacent cross-shaped patterns can easily reach the high-concentration regions of the cross-shaped patterns, and the influence of the openings can be reduced.

【0017】本発明の半導体基板は、前記SiGe層
が、少なくとも一部にGe組成比を表面に向けて漸次増
加する傾斜組成領域を有することが好ましい。また、本
発明のSiGe層の形成方法は、前記SiGe層のうち
少なくとも一部にGe組成比を表面に向けて漸次増加さ
せた傾斜組成領域を形成することが好ましい。
In the semiconductor substrate according to the present invention, it is preferable that the SiGe layer has, at least in part, a gradient composition region in which the Ge composition ratio gradually increases toward the surface. In the method of forming a SiGe layer according to the present invention, it is preferable that a gradient composition region in which a Ge composition ratio is gradually increased toward a surface is formed in at least a part of the SiGe layer.

【0018】これらの半導体基板及びSiGe層の形成
方法では、SiGe層のうち少なくとも一部がGe組成
比を表面に向けて漸次増加させた傾斜組成領域とされる
ので、傾斜組成領域においてGe組成比が漸次増えるた
めに、SiGe層中の特に表面側で転位の密度を抑制す
ることができると共に、転位がSiGe層に沿った方向
にのび易くなって高濃度領域に達し易くなり、より転位
を捕捉あるいは終端させることができる。
In the method of forming the semiconductor substrate and the SiGe layer, at least a part of the SiGe layer is formed as a gradient composition region in which the Ge composition ratio is gradually increased toward the surface. Gradually increases, the density of dislocations can be suppressed, particularly on the surface side in the SiGe layer, and the dislocations can easily extend in the direction along the SiGe layer and easily reach the high concentration region, so that the dislocations can be trapped more. Alternatively, it can be terminated.

【0019】本発明の半導体基板は、上記本発明の半導
体基板の前記SiGe層上に直接又は他のSiGe層を
介して配された歪みSi層を備えていることを特徴とす
る。また、本発明の歪みSi層の形成方法は、Si基板
上にSiGe層を介して歪みSi層を形成する方法であ
って、前記Si基板上のSiGe層を、上記本発明のS
iGe層の形成方法により成膜することを特徴とする。
本発明の半導体基板は、Si基板上にSiGe層を介し
て歪みSi層が形成された半導体基板であって、上記本
発明の歪みSi層の形成方法により前記歪みSi層が形
成されていることを特徴とする。
The semiconductor substrate according to the present invention is characterized in that the semiconductor substrate according to the present invention has a strained Si layer disposed directly on the SiGe layer or via another SiGe layer. The method of forming a strained Si layer of the present invention is a method of forming a strained Si layer on a Si substrate via a SiGe layer, wherein the SiGe layer on the Si substrate is
It is characterized by being formed by an iGe layer forming method.
The semiconductor substrate of the present invention is a semiconductor substrate in which a strained Si layer is formed on a Si substrate via a SiGe layer, and the strained Si layer is formed by the above-described method of forming a strained Si layer of the present invention. It is characterized by.

【0020】上記半導体基板では、上記本発明の半導体
基板の前記SiGe層上に直接又は他のSiGe層を介
して配された歪みSi層を備え、また上記歪みSi層の
形成方法では、Si基板上のSiGe層を、上記本発明
のSiGe層の形成方法により成膜し、また上記半導体
基板は、上記本発明の歪みSi層の形成方法により歪み
Si層が形成されているので、例えば歪みSi層をチャ
ネル領域とするMOSFET等を用いた集積回路用の歪
みSi層又は半導体基板として好適である。
In the above-mentioned semiconductor substrate, the semiconductor substrate of the present invention is provided with a strained Si layer disposed directly or via another SiGe layer on the SiGe layer. The upper SiGe layer is formed by the above-described method of forming a SiGe layer of the present invention, and the semiconductor substrate is formed by forming a strained Si layer by the above-described method of forming a strained Si layer of the present invention. It is suitable as a strained Si layer for an integrated circuit using a MOSFET or the like having a layer as a channel region or a semiconductor substrate.

【0021】本発明の電界効果型トランジスタは、Si
Ge層上の歪みSi層にチャネル領域を有する電界効果
型トランジスタであって、上記本発明の半導体基板の前
記歪みSi層に前記チャネル領域を有することを特徴と
する。また、本発明の電界効果型トランジスタの製造方
法は、SiGe層上にエピタキシャル成長された歪みS
i層にチャネル領域が形成される電界効果型トランジス
タの製造方法であって、上記本発明の歪みSi層の形成
方法により前記歪みSi層を形成することを特徴とす
る。また、本発明の電界効果型トランジスタは、SiG
e層上にエピタキシャル成長された歪みSi層にチャネ
ル領域が形成される電界効果型トランジスタであって、
上記本発明の歪みSi層の形成方法により前記歪みSi
層が形成されていることを特徴とする。
The field-effect transistor according to the present invention comprises Si
A field effect transistor having a channel region in a strained Si layer on a Ge layer, wherein the strained Si layer of the semiconductor substrate according to the present invention has the channel region. Further, the method of manufacturing a field effect transistor according to the present invention provides a method for manufacturing a strained S epitaxially grown on a SiGe layer.
A method for manufacturing a field-effect transistor in which a channel region is formed in an i-layer, wherein the strained Si layer is formed by the method for forming a strained Si layer according to the present invention. Further, the field-effect transistor of the present invention is formed of SiG
a field effect transistor in which a channel region is formed in a strained Si layer epitaxially grown on the e layer,
According to the method for forming a strained Si layer of the present invention, the strained Si
It is characterized in that a layer is formed.

【0022】上記本発明の半導体基板の前記歪みSi層
に前記チャネル領域を有し、また上記電界効果型トラン
ジスタでは、上記本発明の歪みSi層の形成方法により
前記歪みSi層が形成され、また上記電界効果型トラン
ジスタの製造方法では、上記本発明の歪みSi層の形成
方法により前記歪みSi層を形成するので、良質な歪み
Si層により高特性な電界効果型トランジスタを高歩留
まりで得ることができる。
The strained Si layer of the semiconductor substrate of the present invention has the channel region in the strained Si layer. In the field effect transistor, the strained Si layer is formed by the method of forming a strained Si layer of the present invention. In the method for manufacturing a field-effect transistor, the strained Si layer is formed by the method for forming a strained Si layer according to the present invention. Thus, a high-quality field-effect transistor can be obtained with a high yield by using a high-quality strained Si layer. it can.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る一実施形態
を、図1から図6を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】図1及び図2は、本発明の半導体ウェーハ
(半導体基板)W0及び歪みSi層を備えた半導体ウェ
ーハ(半導体基板)Wの断面構造を示すものであり、こ
の半導体ウェーハW0及び歪みSi層を備えた半導体ウ
ェーハの構造をその製造プロセスと合わせて説明する
と、図1の(a)に示すように、Si基板1表面に所定
のパターンに開口したマスクM(例えば、レジスト等)
を配し、その上方から不純物をイオン注入することによ
り、Si基板1表面にパターン状の複数の高濃度領域1
aを形成する。すなわち、イオン注入により、マスクM
の開口部のみに不純物が添加され、他の領域(デバイス
領域1b)よりも不純物濃度が高い高濃度領域1aが形
成される。
FIGS. 1 and 2 show the cross-sectional structures of a semiconductor wafer (semiconductor substrate) W0 of the present invention and a semiconductor wafer (semiconductor substrate) W having a strained Si layer. The structure of a semiconductor wafer having a layer will be described together with its manufacturing process. As shown in FIG. 1A, a mask M (for example, a resist or the like) having a predetermined pattern on the surface of a Si substrate 1 is provided.
And a plurality of patterned high-concentration regions 1 are formed on the surface of the Si substrate 1 by ion-implanting impurities from above.
a is formed. That is, the mask M
The impurity is added only to the opening portion, and a high concentration region 1a having a higher impurity concentration than other regions (device region 1b) is formed.

【0025】上記パターニングされて形成された高濃度
領域1aは、図3に示すように、半導体素子が形成され
るデバイス領域1bに隣接し、デバイス領域1bを有す
る半導体チップをチップサイズに切断分離するための切
り代部分(いわゆるスクライブラインであって、図3中
の斜線領域)に形成されている。すなわち、高濃度領域
1aは、その幅が例えばダイシングソーの刃幅等により
決定される。デバイス領域1bの幅については、チップ
サイズと本発明の効果が得られる適切な幅を考慮して決
定される。また、高濃度領域1aは、切り代部分に対応
して十字状パターンを複数縦横に配列した略格子状に形
成され、十字状パターンの配列方向が、Si基板1表面
の結晶方位<110>方向(図3中の矢印方向)に対し
て斜めであり、例えば45°となるように配されてい
る。
As shown in FIG. 3, the high-concentration region 1a formed by patterning is adjacent to a device region 1b where a semiconductor element is formed, and cuts and separates a semiconductor chip having the device region 1b into a chip size. (A so-called scribe line, which is a hatched area in FIG. 3). That is, the width of the high concentration region 1a is determined by, for example, the blade width of the dicing saw. The width of the device region 1b is determined in consideration of the chip size and an appropriate width at which the effects of the present invention can be obtained. The high-concentration region 1a is formed in a substantially lattice shape in which a plurality of cross-shaped patterns are arranged vertically and horizontally corresponding to the cut-away portion, and the arrangement direction of the cross-shaped pattern is the <110> crystal orientation of the surface of the Si substrate 1. It is oblique to (in the direction of the arrow in FIG. 3), and is arranged, for example, at 45 °.

【0026】この高濃度領域1aは、好ましくは不純物
濃度が1×1018/cm3以上かつ1×1021/cm3
下の範囲内に設定され、ドーパントとして例えば、B
(ボロン)、C(炭素)、N(窒素)、Al(アルミニ
ウム)、P(リン)、Ga(ガリウム)、As(ヒ
素)、In(インジウム)、Sn(スズ)、Sb(アン
チモン)、Tl(タリウム)、Pb(鉛)、Bi(ビス
マス)及びこれらの組み合わせのものが添加される。な
お、上記に例示したように、ドーピングする元素は、そ
の導電性に関わらず任意に選択可能であり、特に表面層
ではなくSi基板1にドーピングするため、不純物の導
電性によるデバイス特性への影響が少ない。
The high-concentration region 1a preferably has an impurity concentration within a range of 1 × 10 18 / cm 3 or more and 1 × 10 21 / cm 3 or less, and a dopant such as B
(Boron), C (carbon), N (nitrogen), Al (aluminum), P (phosphorus), Ga (gallium), As (arsenic), In (indium), Sn (tin), Sb (antimony), Tl (Thallium), Pb (lead), Bi (bismuth) and combinations thereof are added. In addition, as exemplified above, the element to be doped can be arbitrarily selected regardless of its conductivity. In particular, since the doping is performed not on the surface layer but on the Si substrate 1, the influence of the conductivity of the impurity on the device characteristics is obtained. Less is.

【0027】次に、イオン注入されたSi基板1上に、
図1の(b)、図2及び図4に示すように、Ge組成比
xが0から0.3まで成膜方向に(表面に向けて)傾斜
をもって漸次増加する傾斜組成層である第1のSiGe
層2を減圧CVD法によりエピタキシャル成長する。な
お、上記減圧CVD法による成膜は、キャリアガスとし
てH2を用い、ソースガスとしてSiH4及びGeH4
用いている。
Next, on the ion-implanted Si substrate 1,
As shown in FIG. 1B, FIGS. 2 and 4, the first composition layer is a gradient composition layer in which the Ge composition ratio x gradually increases from 0 to 0.3 with a gradient (toward the surface) in the film forming direction. SiGe
The layer 2 is epitaxially grown by a low pressure CVD method. Note that the film formation by the low pressure CVD method uses H 2 as a carrier gas and SiH 4 and GeH 4 as a source gas.

【0028】次に、第1のSiGe層2上に該第1のS
iGe層2の最終的なGe組成比(0.3)で一定組成
層かつ緩和層である第2のSiGe層3をエピタキシャ
ル成長し、半導体ウェーハW0を製作する。これらの第
1のSiGe層2及び第2のSiGe層3は、歪みSi
層を成膜するためのSiGe層SGとして機能する。こ
のように傾斜組成層の第1のSiGe層2を成膜した後
に一定組成層の第2のSiGe層3を成膜するので、第
2のSiGe層3中の転位の発生や成長を抑制すること
ができ、最終的な第2のSiGe層3表面の転位密度を
低減することができる。
Next, the first SGe layer is formed on the first SiGe layer 2.
At the final Ge composition ratio (0.3) of the iGe layer 2, the second SiGe layer 3, which is a constant composition layer and a relaxation layer, is epitaxially grown to manufacture the semiconductor wafer W0. These first SiGe layer 2 and second SiGe layer 3
It functions as a SiGe layer SG for forming a layer. Since the second SiGe layer 3 having a constant composition is formed after the first SiGe layer 2 having the gradient composition is formed as described above, the generation and growth of dislocations in the second SiGe layer 3 are suppressed. As a result, the dislocation density on the surface of the final second SiGe layer 3 can be reduced.

【0029】この際、SiGe層SGの成膜中に発生し
たミスフィット転位等の転位DLは、図5に示すよう
に、成膜中にSiGe層SGの層方向に沿ってのび、高
濃度領域1a上に到達すると共に、高濃度領域1aにお
けるドーパント原子近傍や欠陥近傍の局所的な歪みや点
欠陥等により捕捉あるいは終端される。この後、さら
に、この半導体ウェーハW0の第2のSiGe層3上に
Siをエピタキシャル成長して歪みSi層4を形成し、
歪みSi層を備えた半導体ウェーハWを作製する。な
お、各層の膜厚は、例えば、第1のSiGe層2が1.
5μm、第2のSiGe層3が0.75μm、歪みSi
層4が15〜22nmである。
At this time, dislocations DL such as misfit dislocations generated during the formation of the SiGe layer SG extend along the layer direction of the SiGe layer SG during the film formation as shown in FIG. At the same time as reaching the upper portion 1a, it is trapped or terminated by local distortion near the dopant atom or near the defect in the high concentration region 1a, a point defect, or the like. Thereafter, Si is epitaxially grown on the second SiGe layer 3 of the semiconductor wafer W0 to form a strained Si layer 4,
A semiconductor wafer W having a strained Si layer is manufactured. The thickness of each layer is, for example, 1.
5 μm, second SiGe layer 3 is 0.75 μm, strained Si
Layer 4 is 15-22 nm.

【0030】このように、本実施形態では、Si基板1
表面に他の領域よりも不純物濃度を高くした高濃度領域
1aがパターン状に形成されるので、転位が高濃度領域
1aの局所的な歪みや格子欠陥等により誘発、捕捉ある
いは終端され、SiGe層表面の貫通転位を低減するこ
とができると共に、いわゆるクロスハッチ等に起因した
表面ラフネスも減少する。また、平坦なSi基板1表面
にSiGe層SGを一様に成膜するので、従来技術の選
択成長のような高度で低速な成膜技術が不要になる。
As described above, in the present embodiment, the Si substrate 1
Since a high-concentration region 1a having a higher impurity concentration than other regions is formed in a pattern on the surface, dislocations are induced, trapped, or terminated by local distortion or lattice defects in the high-concentration region 1a, and the SiGe layer is formed. The threading dislocations on the surface can be reduced, and the surface roughness due to a so-called cross hatch or the like also decreases. In addition, since the SiGe layer SG is uniformly formed on the flat surface of the Si substrate 1, an advanced and low-speed film forming technique such as the selective growth of the related art is not required.

【0031】さらに、傾斜組成領域である第1のSiG
e層2においてGe組成比が漸次増えるために、層中の
転位の密度を抑制することができると共に、転位DLが
第1のSiGe層2に沿った方向に運動し易くなり、よ
り高濃度領域1aで転位DLを捕捉させることができ
る。また、高濃度領域1aが、デバイス領域1bを有す
る半導体チップをチップサイズに切断分離するための切
り代部分に配されるので、デバイス領域1bに支障無く
不純物が高濃度な領域を形成することができ、デバイス
作製上、無駄が生じることがなく、また回路設計に制約
を課すこともない。
Further, the first SiG which is a gradient composition region
Since the Ge composition ratio in the e-layer 2 gradually increases, the density of dislocations in the layer can be suppressed, and the dislocations DL can easily move in the direction along the first SiGe layer 2, and the higher concentration region The dislocation DL can be captured by 1a. Further, since the high-concentration region 1a is arranged in a cut-off portion for cutting and separating a semiconductor chip having the device region 1b into a chip size, it is possible to form a region where impurities are high in concentration without any trouble in the device region 1b. No waste occurs in device fabrication, and no restrictions are imposed on circuit design.

【0032】デバイス領域1bの幅については、チップ
サイズと本発明の効果が得られる適切な幅を考慮して決
定される。また、複数の十字状パターンからなる高濃度
領域1aの配列方向がSi基板1表面の結晶方位<11
0>方向に対して斜めとなるので、転位が主に<110
>方向に運動するため、隣接する十字状パターン(高濃
度領域1a)間の隙間部分(非イオン注入部)1cを走
る転位が高濃度領域1aに達し易くなり、当該隙間部分
1cの影響を低減することができる。
The width of the device region 1b is determined in consideration of the chip size and an appropriate width at which the effects of the present invention can be obtained. In addition, the arrangement direction of the high-concentration regions 1a composed of a plurality of cross-shaped patterns is such that the crystal orientation of the surface of the Si substrate 1 is <11.
0> direction, the dislocation is mainly <110
, The dislocations running in the gap portion (non-ion-implanted portion) 1c between adjacent cross-shaped patterns (high-concentration regions 1a) easily reach the high-concentration region 1a, and the influence of the gap portion 1c is reduced. can do.

【0033】次に、本発明の上記歪みSi層を備えた半
導体ウェーハWを用いた電界効果型トランジスタ(MO
SFET)を、その製造プロセスと合わせて図6を参照
して説明する。
Next, a field effect transistor (MO) using the semiconductor wafer W having the strained Si layer according to the present invention will be described.
SFET) will be described together with its manufacturing process with reference to FIG.

【0034】図6は、本発明の電界効果型トランジスタ
の概略的な構造を示すものであって、この電界効果型ト
ランジスタを製造するには、上記の製造工程で作製した
歪みSi層を備えた半導体ウェーハW表面の歪みSi層
4上にSiO2のゲート酸化膜5及びゲートポリシリコ
ン膜6を順次堆積する。そして、チャネル領域となる部
分上のゲートポリシリコン膜6上にゲート電極(図示
略)をパターニングして形成する。
FIG. 6 shows a schematic structure of a field-effect transistor of the present invention. In order to manufacture this field-effect transistor, a strained Si layer manufactured in the above-described manufacturing process was provided. A gate oxide film 5 of SiO 2 and a gate polysilicon film 6 are sequentially deposited on the strained Si layer 4 on the surface of the semiconductor wafer W. Then, a gate electrode (not shown) is formed by patterning on the gate polysilicon film 6 on a portion to be a channel region.

【0035】次に、ゲート酸化膜5もパターニングして
ゲート電極下以外の部分を除去する。さらに、ゲート電
極をマスクに用いたイオン注入により、歪みSi層4及
び第2のSiGe層3にn型あるいはp型のソース領域
S及びドレイン領域Dを自己整合的に形成する。この
後、ソース領域S及びドレイン領域D上にソース電極及
びドレイン電極(図示略)をそれぞれ形成して、歪みS
i層4がチャネル領域となるn型あるいはp型MOSF
ETが製造される。
Next, the gate oxide film 5 is also patterned to remove portions other than those below the gate electrode. Further, an n-type or p-type source region S and a drain region D are formed in the strained Si layer 4 and the second SiGe layer 3 in a self-aligned manner by ion implantation using the gate electrode as a mask. Thereafter, a source electrode and a drain electrode (not shown) are formed on the source region S and the drain region D, respectively.
n-type or p-type MOSF in which i-layer 4 becomes a channel region
An ET is manufactured.

【0036】このように作製されたMOSFETでは、
上記製法で作製された歪みSi層を備えた半導体ウェー
ハWの歪みSi層4にチャネル領域が形成されるので、
良質な歪みSi層4により動作特性に優れたMOSFE
Tを高歩留まりで得ることができる。
In the MOSFET thus manufactured,
Since a channel region is formed in the strained Si layer 4 of the semiconductor wafer W having the strained Si layer manufactured by the above-described manufacturing method,
MOSFE with excellent operation characteristics due to high quality strained Si layer 4
T can be obtained with a high yield.

【0037】なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態
に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない
範囲において種々の変更を加えることが可能である。例
えば、上記実施形態では、イオン注入により不純物を添
加して高濃度領域を形成したが、他のドーピング手段
(例えば、拡散源を用いた不純物導入方法等)で高濃度
領域を形成しても構わない。なお、上述したように、イ
オン注入によれば、注入時に結晶中に欠陥が生じ、この
欠陥もSiGe層中の転位を捕捉あるいは終端可能なた
め、より転位密度を低減することができる。また、上記
実施形態の歪みSi層を備えた半導体ウェーハWの歪み
Si層上に、さらにSiGe層を備えた半導体ウェーハ
も本発明に含まれる。また、第2のSiGe層上に直接
歪みSi層を成膜したが、第2のSiGe層上にさらに
他のSiGe層を成膜し、該SiGe層を介して歪みS
i層をエピタキシャル成長しても構わない。
The technical scope of the present invention is not limited to the above embodiment, and various changes can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, a high concentration region is formed by adding an impurity by ion implantation, but a high concentration region may be formed by another doping means (for example, an impurity introduction method using a diffusion source). Absent. As described above, according to the ion implantation, a defect occurs in the crystal at the time of implantation, and this defect can also capture or terminate dislocations in the SiGe layer, so that the dislocation density can be further reduced. Further, the present invention includes a semiconductor wafer further provided with a SiGe layer on the strained Si layer of the semiconductor wafer W having the strained Si layer of the above embodiment. Further, although the strained Si layer was formed directly on the second SiGe layer, another SiGe layer was further formed on the second SiGe layer, and the strained Si layer was formed via the SiGe layer.
The i-layer may be epitaxially grown.

【0038】また、上記実施形態では、MOSFET用
の基板としてSiGe層を有する半導体ウェーハを作製
したが、他の用途に適用する基板としても構わない。例
えば、本発明のSiGe層の形成方法及び半導体基板を
太陽電池用の基板に適用してもよい。すなわち、上述し
た実施形態のSi基板上に最表面で100%Geとなる
ようにGe組成比を漸次増加させた傾斜組成層のSiG
e層を成膜し、さらにこの上にGaAs(ガリウムヒ
素)を成膜することで、太陽電池用基板を作製してもよ
い。この場合、低転位密度で高特性の太陽電池用基板が
得られる。
In the above embodiment, a semiconductor wafer having a SiGe layer is manufactured as a substrate for a MOSFET. However, the semiconductor wafer may be used for other purposes. For example, the method for forming a SiGe layer and the semiconductor substrate of the present invention may be applied to a substrate for a solar cell. That is, the SiG of the gradient composition layer in which the Ge composition ratio is gradually increased on the Si substrate of the above-described embodiment so as to be 100% Ge at the outermost surface.
A solar cell substrate may be manufactured by forming an e-layer and further forming GaAs (gallium arsenide) thereon. In this case, a high-performance solar cell substrate having a low dislocation density can be obtained.

【0039】[0039]

【発明の効果】本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の半導体基板及びSiGe層の形成方法によれ
ば、Si基板表面に他の領域よりも不純物濃度を高くし
た高濃度領域がパターン状に形成されるので、転位が高
濃度領域におけるドーパント原子近傍の局所的な歪みや
欠陥に誘発、捕捉あるいは終端され、表面領域の貫通転
位を低減することができると共に、クロスハッチ等に起
因した表面ラフネスも減少させることができる。特に、
高濃度領域以外の領域をデバイス領域とすれば、貫通転
位密度及び表面ラフネスがより改善された領域に高特性
なデバイスを高歩留まりに得ることが可能になる。ま
た、平坦なSi基板表面にSiGe層を一様に成膜する
ので、選択成長のような高度で低速な成膜技術が不要に
なり、歩留まり向上や製造コスト低減等を図ることがで
きる。
According to the present invention, the following effects can be obtained.
According to the method for forming a semiconductor substrate and a SiGe layer of the present invention, a high-concentration region having a higher impurity concentration than other regions is formed in a pattern on the surface of a Si substrate. Is induced, trapped, or terminated by the local distortion or defect, and threading dislocations in the surface region can be reduced, and the surface roughness due to cross hatching or the like can also be reduced. In particular,
If a region other than the high-concentration region is used as a device region, a device having high characteristics can be obtained at a high yield in a region where the threading dislocation density and the surface roughness are further improved. In addition, since the SiGe layer is uniformly formed on the flat Si substrate surface, a high-speed and low-speed film forming technique such as selective growth is not required, so that the yield can be improved and the manufacturing cost can be reduced.

【0040】また、本発明の歪みSi層を備えた半導体
基板及び歪みSi層の形成方法によれば、SiGe層を
有するSi基板が上記本発明の半導体基板であり、また
Si基板上のSiGe層が、上記本発明のSiGe層の
形成方法により成膜されるので、表面状態が良好なSi
Ge層上にSi層を成膜でき、良質な歪みSi層を形成
することができる。
According to the semiconductor substrate provided with the strained Si layer and the method of forming the strained Si layer of the present invention, the Si substrate having the SiGe layer is the semiconductor substrate of the present invention, and the SiGe layer on the Si substrate is provided. Is formed by the above-described method for forming a SiGe layer of the present invention, so that Si
A Si layer can be formed on the Ge layer, and a high-quality strained Si layer can be formed.

【0041】また、本発明の電界効果型トランジスタ及
び電界効果型トランジスタの製造方法によれば、上記本
発明の半導体基板の前記歪みSi層にチャネル領域が形
成され、また上記本発明の歪みSi層の形成方法によ
り、チャネル領域となる歪みSi層が形成されているの
で、良質な歪みSi層により高特性なMOSFETを高
歩留まりで得ることができる。
According to the field effect transistor of the present invention and the method of manufacturing the field effect transistor, a channel region is formed in the strained Si layer of the semiconductor substrate of the present invention, and the strained Si layer of the present invention is formed. Since the strained Si layer serving as the channel region is formed by the formation method described above, a high-performance MOSFET can be obtained with a high yield by using a high-quality strained Si layer.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 本発明に係る一実施形態における半導体基板
を製造工程順に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a semiconductor substrate according to an embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】 本発明に係る一実施形態における歪みSi層
を備えた半導体基板を示す要部の拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part showing a semiconductor substrate provided with a strained Si layer in one embodiment according to the present invention.

【図3】 本発明に係る一実施形態における半導体基板
を示す要部の平面図である。
FIG. 3 is a plan view of a main part showing a semiconductor substrate in one embodiment according to the present invention.

【図4】 本発明に係る一実施形態における歪みSi層
を備えた半導体基板の膜厚に対するGe組成比を示すグ
ラフである。
FIG. 4 is a graph showing a Ge composition ratio with respect to a film thickness of a semiconductor substrate having a strained Si layer according to one embodiment of the present invention.

【図5】 本発明に係る一実施形態における転位を説明
するための要部断面における概念図である。
FIG. 5 is a conceptual diagram in a main part cross section for explaining dislocation in one embodiment according to the present invention.

【図6】 本発明に係る一実施形態におけるMOSFE
Tを示す概略的な断面図である。
FIG. 6 shows a MOSFET according to an embodiment of the present invention.
It is a schematic sectional drawing which shows T.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 Si基板 1a 高濃度領域 1b デバイス領域 2 第1のSiGe層 3 第2のSiGe層 4 歪みSi層 5 SiO2ゲート酸化膜 6 ゲートポリシリコン膜 S ソース領域 D ドレイン領域 DL 転位 SG SiGe層 M マスク W 歪みSi層を備えた半導体ウェーハ(半導体基板) W0 半導体ウェーハ(半導体基板)Reference Signs List 1 Si substrate 1a High concentration region 1b Device region 2 First SiGe layer 3 Second SiGe layer 4 Strained Si layer 5 SiO 2 Gate oxide film 6 Gate polysilicon film S Source region D Drain region DL Dislocation SG SiGe layer M Mask W Semiconductor wafer provided with strained Si layer (semiconductor substrate) W0 Semiconductor wafer (semiconductor substrate)

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 31/04 H01L 31/04 H Fターム(参考) 5F045 AA06 AB01 AB02 AC01 AF03 BB12 CA05 CA07 DA53 DA58 HA05 5F051 AA08 CB19 DA12 GA04 GA20 5F052 CA00 DA01 DA05 DA10 DB02 EA15 JA01 5F140 AA00 AA01 AC28 BA01 BA05 BA16 BA20 BB13 BC12 BC19 BF01 BF04 BK13 CD02 CD06Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat II (reference) H01L 31/04 H01L 31/04 HF term (reference) 5F045 AA06 AB01 AB02 AC01 AF03 BB12 CA05 CA07 DA53 DA58 HA05 5F051 AA08 CB19 DA12 GA04 GA20 5F052 CA00 DA01 DA05 DA10 DB02 EA15 JA01 5F140 AA00 AA01 AC28 BA01 BA05 BA16 BA20 BB13 BC12 BC19 BF01 BF04 BK13 CD02 CD06

Claims (20)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 Si基板と、 該Si基板上のSiGe層とを備え、 前記Si基板表面に、他の領域よりも不純物濃度を高く
した高濃度領域がパターン状に形成されていることを特
徴とする半導体基板。
1. A semiconductor device comprising: a Si substrate; and a SiGe layer on the Si substrate, wherein a high-concentration region having a higher impurity concentration than other regions is formed in a pattern on the surface of the Si substrate. Semiconductor substrate.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体基板において、 前記高濃度領域は、半導体素子が形成されるデバイス領
域に隣接していることを特徴とする半導体基板。
2. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the high-concentration region is adjacent to a device region where a semiconductor element is formed.
【請求項3】 請求項2に記載の半導体基板において、 前記高濃度領域は、前記デバイス領域を有する半導体チ
ップをチップサイズに切断分離するための切り代部分に
配されていることを特徴とする半導体基板。
3. The semiconductor substrate according to claim 2, wherein the high-concentration region is provided in a cut-off portion for cutting and separating a semiconductor chip having the device region into a chip size. Semiconductor substrate.
【請求項4】 請求項1から3のいずれかに記載の半導
体基板において、 前記高濃度領域は、前記切り代部分に対応して十字状パ
ターンを複数縦横に配列した略格子状に形成されている
ことを特徴とする半導体基板。
4. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the high-concentration region is formed in a substantially lattice shape in which a plurality of cross-shaped patterns are arranged vertically and horizontally corresponding to the cut-away portion. A semiconductor substrate.
【請求項5】 請求項4に記載の半導体基板において、 前記十字状パターンの配列方向は、前記Si基板表面の
結晶方位<110>方向に対して斜めであることを特徴
とする半導体基板。
5. The semiconductor substrate according to claim 4, wherein an arrangement direction of the cross pattern is oblique to a crystal orientation <110> direction on a surface of the Si substrate.
【請求項6】 請求項1から5のいずれかに記載の半導
体基板において、 前記SiGe層は、少なくとも一部にGe組成比を表面
に向けて漸次増加する傾斜組成領域を有することを特徴
とする半導体基板。
6. The semiconductor substrate according to claim 1, wherein the SiGe layer has, at least in part, a gradient composition region in which a Ge composition ratio gradually increases toward a surface. Semiconductor substrate.
【請求項7】 請求項1から6のいずれかに記載の半導
体基板の前記SiGe層上に直接又は他のSiGe層を
介して配された歪みSi層を備えていることを特徴とす
る半導体基板。
7. A semiconductor substrate according to claim 1, further comprising a strained Si layer disposed directly or via another SiGe layer on the SiGe layer of the semiconductor substrate according to claim 1. .
【請求項8】 SiGe層上の歪みSi層にチャネル領
域を有する電界効果型トランジスタであって、 請求項7に記載の半導体基板の前記歪みSi層に前記チ
ャネル領域を有することを特徴とする電界効果型トラン
ジスタ。
8. A field effect transistor having a channel region in a strained Si layer on a SiGe layer, wherein the field region has the channel region in the strained Si layer of the semiconductor substrate according to claim 7. Effect type transistor.
【請求項9】 Si基板上にSiGe層をエピタキシャ
ル成長する方法であって、 前記Si基板表面に、他の領域よりも不純物濃度を高く
した高濃度領域をパターン状に形成する工程を備えてい
ることを特徴とするSiGe層の形成方法。
9. A method for epitaxially growing a SiGe layer on a Si substrate, comprising a step of forming a high-concentration region having a higher impurity concentration than another region in a pattern on the surface of the Si substrate. Forming a SiGe layer.
【請求項10】 請求項9に記載のSiGe層の形成方
法において、 前記高濃度領域の形成を、前記不純物のイオン注入によ
り行うことを特徴とするSiGe層の形成方法。
10. The method for forming a SiGe layer according to claim 9, wherein the formation of the high concentration region is performed by ion implantation of the impurity.
【請求項11】 請求項9又は10のいずれかに記載の
SiGe層の形成方法において、 前記高濃度領域を、半導体素子が形成されるデバイス領
域に隣接させて形成することを特徴とするSiGe層の
形成方法。
11. The method for forming a SiGe layer according to claim 9, wherein the high concentration region is formed adjacent to a device region where a semiconductor element is formed. Formation method.
【請求項12】 請求項11に記載のSiGe層の形成
方法において、 前記高濃度領域を、前記デバイス領域を有する半導体チ
ップをチップサイズに切断分離するための切り代部分に
形成することを特徴とするSiGe層の形成方法。
12. The method for forming a SiGe layer according to claim 11, wherein the high-concentration region is formed in a cut-off portion for cutting and separating a semiconductor chip having the device region into a chip size. Method for forming a SiGe layer.
【請求項13】 請求項12に記載のSiGe層の形成
方法において、 前記高濃度領域は、前記切り代部分に対応して十字状パ
ターンを複数縦横に配列した略格子状に形成されている
ことを特徴とするSiGe層の形成方法。
13. The method of forming a SiGe layer according to claim 12, wherein the high-concentration region is formed in a substantially lattice shape in which a plurality of cross-shaped patterns are arranged vertically and horizontally corresponding to the cut-away portion. Forming a SiGe layer.
【請求項14】 請求項13に記載のSiGe層の形成
方法において、 前記十字状パターンの配列方向を、前記Si基板表面の
結晶方位<110>方向に対して斜めとすることを特徴
とするSiGe層の形成方法。
14. The SiGe layer forming method according to claim 13, wherein an arrangement direction of the cross pattern is oblique to a crystal orientation <110> direction of the surface of the Si substrate. The method of forming the layer.
【請求項15】 請求項9から14のいずれかに記載の
SiGe層の形成方法において、 前記SiGe層のうち少なくとも一部にGe組成比を表
面に向けて漸次増加させた傾斜組成領域を形成すること
を特徴とするSiGe層の形成方法。
15. The method for forming a SiGe layer according to claim 9, wherein a gradient composition region in which a Ge composition ratio is gradually increased toward a surface is formed in at least a part of the SiGe layer. A method for forming a SiGe layer, comprising:
【請求項16】 Si基板上にSiGe層を介して歪み
Si層を形成する方法であって、 前記Si基板上のSiGe層を、請求項9から15のい
ずれかに記載のSiGe層の形成方法により成膜するこ
とを特徴とする歪みSi層の形成方法。
16. A method for forming a strained Si layer on a Si substrate via a SiGe layer, wherein the SiGe layer on the Si substrate is formed by the method according to claim 9. A method for forming a strained Si layer, characterized in that the film is formed by:
【請求項17】 SiGe層上にエピタキシャル成長さ
れた歪みSi層にチャネル領域が形成される電界効果型
トランジスタの製造方法であって、 請求項16に記載の歪みSi層の形成方法により前記歪
みSi層を形成することを特徴とする電界効果型トラン
ジスタの製造方法。
17. A method for manufacturing a field-effect transistor in which a channel region is formed in a strained Si layer epitaxially grown on a SiGe layer, wherein the strained Si layer is formed by the method for forming a strained Si layer according to claim 16. Forming a field effect transistor.
【請求項18】 Si基板上にSiGe層が形成された
半導体基板であって、 請求項9から15のいずれかに記載のSiGe層の形成
方法により前記SiGe層が形成されていることを特徴
とする半導体基板。
18. A semiconductor substrate having a SiGe layer formed on a Si substrate, wherein the SiGe layer is formed by the method of forming a SiGe layer according to claim 9. Description: Semiconductor substrate.
【請求項19】 Si基板上にSiGe層を介して歪み
Si層が形成された半導体基板であって、 請求項16に記載の歪みSi層の形成方法により前記歪
みSi層が形成されていることを特徴とする半導体基
板。
19. A semiconductor substrate having a strained Si layer formed on a Si substrate via a SiGe layer, wherein the strained Si layer is formed by the method for forming a strained Si layer according to claim 16. A semiconductor substrate characterized by the above-mentioned.
【請求項20】 SiGe層上にエピタキシャル成長さ
れた歪みSi層にチャネル領域が形成される電界効果型
トランジスタであって、 請求項16に記載の歪みSi層の形成方法により前記歪
みSi層が形成されていることを特徴とする電界効果型
トランジスタ。
20. A field effect transistor in which a channel region is formed in a strained Si layer epitaxially grown on a SiGe layer, wherein the strained Si layer is formed by the method for forming a strained Si layer according to claim 16. A field-effect transistor.
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