JP2004140262A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、半導体からなるチャネルに対してソース及びドレインがショットキー接合された電界効果型トランジスタ(ショットキー・ソース/ドレインMOSFET)を備えた半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近時、MOSFETに対する微細化及び高速化の要請に対して、ショットキー・ソース/ドレインMOSFETが開発されている。従来のショットキー・ソース/ドレインMOSFETでは、半導体からなるチャネルに対して金属からなるソース及びドレインがショットキー接合されている。
【0003】
このような従来の構造のショットキー・ソース/ドレインMOSFETはソース‐チャネル接合間に形成されるショットキーバリアによって、その電流電圧特性が決定される。
【0004】
【非特許文献1】
「ショットキ・ソース・ドレイン技術を歪みSiGeMOSFETに導入」、日経マイクロデバイス、2002年8月号、p.51
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このソース‐チャネル接合のショットキーバリアを決定するために選択した金属によってソース及びドレイン領域の抵抗率も決定されてしまう。このため、従来の構造では、微細化によるCMOSの性能向上及び集積度向上に際し、ソース・ドレイン領域の面積縮小効果に伴うソース・ドレイン領域の抵抗値の増大に対応することができないという問題がある。
【0006】
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであって、ショットキー・ソース/ドレインMOSFETを効果的に微細化することができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本願発明者は、鋭意検討の結果、以下に示す発明の諸態様に想到した。
【0008】
本願の第1の発明に係る半導体装置は、半導体からなるチャネルと、前記チャネルに接するソース及びドレインと、夫々、前記ソース及びドレインに接続されたソース配線及びドレイン配線と、を有している。そして、この半導体装置は、前記ソース及びドレインの少なくとも一方は、少なくとも、金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記チャネルにショットキー接合された第1の膜と、前記第1の膜とは異なる金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜と、を有することを特徴とする。
【0009】
本発明に係る第2の半導体装置の製造方法は、表面に半導体領域を備えた基板上に、ゲート絶縁膜、ゲート電極及びサイドウォールを形成する工程と、前記半導体領域に接するソース及びドレインを形成する工程と、夫々、前記ソース及びドレインに接続されたソース配線及びドレイン配線を形成する工程と、を有する半導体装置の製造方法を対象とする。そして、この製造方法は、前記ソース及びドレインを形成する工程は、前記ソース及びドレインの少なくとも一方において、金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記半導体領域にショットキー接合される第1の膜、及び前記第1の膜とは異なる金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜を形成する工程を有することを特徴とする。
【0010】
本発明においては、ソース及びドレインの少なくとも一方において、チャネル(半導体領域)にショットキー接合された第1の膜と、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜とが形成されており、第1の膜及び第2の膜が互いに異なる材料からなる。従って、第2の膜の抵抗を、第1の膜の抵抗とは独立して制御できるため、本発明をCMOSに適用することにより、その性能向上及び集積度向上のために微細化した場合でも、面積縮小効果に伴う抵抗値の増大を回避することが可能である。
【0011】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に係る半導体装置及びその製造方法について添付の図面を参照して具体的に説明する。但し、ここでは、便宜上、半導体装置の構造をその製造方法と共に説明する。
【0012】
(第1の実施形態)
先ず、本発明の第1の実施形態について説明する。図1乃至図3は、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0013】
本実施形態においては、先ず、図1(a)に示すように、Si基板等の半導体基板1の表面に素子分離絶縁膜2を選択的に形成することにより、素子活性領域を区画する。次いで、素子活性領域内において、半導体基板1上に、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4及びサイドウォール5を形成する。なお、半導体基板1は、真性半導体からなることが好ましいが、不純物が導入されていてもよい。
【0014】
次に、図1(b)に示すように、全面に2層の金属膜6及び7を順次堆積する。下層の金属膜6としては、P型トランジスタを形成する場合には、例えばPt膜を形成し、N型トランジスタを形成する場合には、例えばEr膜又はSm膜を形成する。また、Ti膜又はNi膜を形成してもよい。Ti膜又はNi膜を形成した場合には、電圧の印加方向によって、P型トランジスタ又はN型トランジスタのいずれとしても動作可能である。上層の金属膜7としては、例えばNi膜、Co膜又はTi膜を形成する。金属膜6及び7の厚さは、例えば10nm程度である。
【0015】
続いて、例えば、400℃で30分間程度の熱処理を行うことにより、金属膜6及び7と半導体基板1とを反応させる。この結果、図1(c)に示すように、半導体基板1の表面に、半導体と金属との化合物膜8及び9が形成される。なお、化合物膜8及び9の積層関係については、金属膜6と半導体基板1とが反応して形成された化合物膜8が、金属膜7と半導体基板1とが反応して形成された化合物膜9と半導体基板1との間に挟まれるようにして形成される。化合物膜8は、例えばErSi、PtSi、SmSi、TiSi又はNiSi膜等からなり、化合物膜9は、例えばNiSi膜、CoSi膜又はTiSi膜等からなる。
【0016】
その後、図2(a)に示すように、金属膜6及び7の未反応の部分を除去する。
【0017】
次に、図2(b)に示すように、層間絶縁膜11、ソース配線10S、ゲート配線10G及びドレイン配線10Dの形成を行う。ソース配線10S及びドレイン配線10Dは、いずれも化合物膜9に接続される。
【0018】
そして、図3に示すように、更に複数の層間絶縁膜21及び配線22を形成し、最上層にカバー膜23を形成することにより、半導体装置を完成させる。
【0019】
このようにして製造された半導体装置の構造は、ショットキー・ソース/ドレインMOSFETにおいて、ソース及びドレインに、ショットキーバリア変調用のErSi又はPtSi等からなる化合物膜8だけでなく、その上にNiSi、CoSi又はTiSi等からなる化合物膜9が形成されている。また、半導体と金属との化合物及び金属では、不純物が固溶限付近までドーピングされた半導体層よりも、キャリア密度が1桁以上高く、抵抗値も著しく低い。このため、本実施形態によれば、化合物膜9の存在により、化合物膜8とソース配線10S及びドレイン配線10Dとの間のコンタクト抵抗を従来のものよりも低下させることができる。特に、NiSiは、その抵抗率が極めて低いので、その効果が著しい。
【0020】
また、積層シリサイド構造では、寄生抵抗の低減が期待できる。本実施形態では、化合物膜8及び9の積層シリサイド構造をソース及びドレインに採用しているため、寄生抵抗の低減により、素子面積の縮小に伴う高集積化並びにDC特性及び高周波特性の向上等が可能となる。
【0021】
(第2の実施形態)
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。図4乃至図6は、本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0022】
本実施形態においては、図4(a)に示すように、基板として、Si基板等の半導体基板13上に、絶縁層14及びシリコン層15が形成されたSOI基板12を使用する。そして、先ず、図4(a)に示すように、シリコン層15の表面に素子分離絶縁膜2を選択的に形成することにより、素子活性領域を区画する。このとき、素子分離絶縁膜2は、例えば絶縁層14まで到達するようにして形成する。絶縁層14の厚さは、例えば100nm程度であり、シリコン層15の厚さは、例えば20nm乃至30nm程度である。次いで、素子活性領域内において、シリコン層15上に、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4及びサイドウォール5を形成する。なお、シリコン層15は、真性半導体からなることが好ましいが、不純物が導入されていてもよい。
【0023】
次に、図4(b)に示すように、シリコン層15を10nm程度エッチングする。このときのエッチング法としては、例えばTMAH(テトラ・メチル・アンモニウム・ハイドロオキサイド)を使用したウェットエッチング又はRIE(反応性イオンエッチング)を採用する。
【0024】
次いで、図4(c)に示すように、全面に金属膜6を順次堆積する。金属膜6としては、P型トランジスタを形成する場合には、例えばPt膜を形成し、N型トランジスタを形成する場合には、例えばEr膜又はSm膜を形成する。また、Ti膜又はNi膜を形成してもよい。金属膜6の厚さは、例えば10nm程度である。
【0025】
続いて、例えば、400℃で30分間程度の熱処理を行うことにより、金属膜6とシリコン層15とを反応させる。この結果、図5(a)に示すように、絶縁層14上に、シリコンと金属との化合物膜8が形成される。このとき、シリコン層15の露出している範囲は、全て金属膜6と反応するが、ゲート絶縁膜3の下方には、シリコン層15の一部が反応せずに残存する。化合物膜8は、例えばErSi、PtSi、SmSi、TiSi又はNiSi膜等からなる。
【0026】
その後、図5(b)に示すように、金属膜6の未反応の部分を除去する。
【0027】
次に、図5(c)に示すように、全面に金属膜7を順次堆積する。金属膜7としては、例えばNi膜、Co膜又はTi膜を形成する。金属膜7の厚さは、例えば10nm程度である。
【0028】
次いで、例えば、400℃乃至700℃で30分間程度の熱処理を行うことにより、金属膜7と化合物膜8中のシリコンとを反応させる。この結果、図6(a)に示すように、絶縁層14上に、シリコンと金属との化合物膜9が形成される。化合物膜8の露出している範囲は、全て金属膜7と反応するが、サイドウォール5の下方には、化合物膜8の一部が反応せずに残存する。化合物膜9は、例えばNiSi膜、CoSi膜又はTiSi膜等からなる。
【0029】
続いて、図6(b)に示すように、金属膜7の未反応の部分を除去する。
【0030】
その後、図6(c)に示すように、層間絶縁膜11、ソース配線10S、ゲート配線10G及びドレイン配線10Dの形成を行う。そして、図示しないが、更に層間絶縁膜、配線及びカバー膜等を形成して、半導体装置を完成させる。
【0031】
このようにして製造された半導体装置の構造は、第1の実施形態と同様に、ショットキー・ソース/ドレインMOSFETにおいて、ソース及びドレインに、ショットキーバリア変調用のErSi又はPtSi等からなる化合物膜8だけでなく、この化合物膜8とソース配線10S及びドレイン配線10Dとの間に化合物膜9が形成されている。このため、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0032】
更に、本実施形態では、素子活性領域が素子分離絶縁膜2及び絶縁層14により完全に包囲されているため、即ち完全空乏(フルデプレッション)型とされているため、外部への電流の漏れが防止されるという効果も得られる。
【0033】
なお、第2の実施形態の完全空乏型に対し、シリコン層15を厚く形成して部分空乏(パーシャルデプレッション)型を採用してもよい。部分空乏型を採用したときの構造を図7に示す。部分空乏型では、完全空乏型のようにリーク電流を完全に防止することはできないが、第1の実施形態と同様の効果は得られる。
【0034】
(第3の実施形態)
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。図8乃至図10は、本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0035】
本実施形態においても、第2の実施形態と同様に、図8(a)に示すように、SOI基板12のシリコン層15の表面に素子分離絶縁膜2を選択的に形成することにより、素子活性領域を区画する。このとき、素子分離絶縁膜2は、例えば絶縁層14まで到達するようにして形成する。絶縁層14の厚さは、例えば100nm程度であり、シリコン層15の厚さは、例えば20nm乃至30nm程度である。次いで、素子活性領域内において、シリコン層15上に、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4及びサイドウォール5を形成する。なお、シリコン層15は、真性半導体からなることが好ましいが、不純物が導入されていてもよい。
【0036】
次に、図8(b)に示すように、シリコン層15の露出している部分を全てエッチングすることにより、絶縁層14を露出させる。このときのエッチング法としては、例えばTMAHによるウェットエッチング又はRIE(反応性イオンエッチング)を採用する。
【0037】
次いで、図8(c)に示すように、全面に金属膜6を順次堆積する。金属膜6としては、P型トランジスタを形成する場合には、例えばPt膜を形成し、N型トランジスタを形成する場合には、例えばEr膜又はSm膜を形成する。また、Ti膜又はNi膜を形成してもよい。金属膜6の厚さは、例えば10nm程度である。
【0038】
続いて、例えば、400℃で30分間程度の熱処理を行うことにより、金属膜6とシリコン層15とを反応させる。この結果、図9(a)に示すように、絶縁層14とサイドウォール5との間に、シリコンと金属との化合物膜8が形成される。このとき、ゲート絶縁膜3の下方には、シリコン層15の一部が反応せずに残存する。化合物膜8は、例えばErSi、PtSi、SmSi、TiSi又はNiSi膜等からなる。
【0039】
その後、図9(b)に示すように、金属膜6の未反応の部分を除去する。
【0040】
次に、図9(c)に示すように、全面に金属膜7を順次堆積する。金属膜7としては、例えばNi膜、Co膜又はTi膜を形成する。金属膜7の厚さは、例えば10nm程度である。
【0041】
次いで、例えば、400℃乃至700℃で30分間程度の熱処理を行うことにより、金属膜7と化合物膜8中のシリコンとを反応させる。この結果、図10(a)に示すように、絶縁層14とサイドウォール5との間に、シリコンと金属との化合物膜9が形成される。このとき、化合物膜9とシリコン層15との間には、化合物膜8が残存する。化合物膜9は、例えばNiSi膜、CoSi膜又はTiSi膜等からなる。
【0042】
続いて、図10(b)に示すように、金属膜7の未反応の部分を除去する。
【0043】
その後、図10(c)に示すように、層間絶縁膜11、ソース配線10S、ゲート配線10G及びドレイン配線10Dの形成を行う。そして、図示しないが、更に層間絶縁膜、配線及びカバー膜等を形成して、半導体装置を完成させる。
【0044】
このようにして製造された半導体装置の構造は、第1の実施形態と同様に、ショットキー・ソース/ドレインMOSFETにおいて、ソース及びドレインに、ショットキーバリア変調用のErSi又はPtSi等からなる化合物膜8だけでなく、この化合物膜8とソース配線10S及びドレイン配線10Dとの間に化合物膜9が形成されている。このため、本実施形態によっても、第1の実施形態と同様の効果が得られる。
【0045】
更に、第2の実施形態と同様に、フルデプレッション型の構造が採用されているので、電流の漏れが防止される。
【0046】
(第4の実施形態)
次に、本発明の第4の実施形態について説明する。図11乃至図13は、本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【0047】
本実施形態においては、図11(a)に示すように、ダブルゲート構造を採用する。即ち、SOI基板12の半導体基板13の絶縁層14と接する表面に、バックゲート16を形成しておく。バックゲート16は、例えば次のような2種の方法により形成することができるが、その方法は特に限定されるものではない。
【0048】
第1の方法では、ダマシン法を採用して、半導体基板13の表面に溝を形成し、この溝内に金属膜を埋め込み、平坦化することにより、バックゲート16を形成する。その後、絶縁層14及びシリコン層15を半導体基板13上に形成する。
【0049】
第2の方法では、SOI基板12に対して、イオン注入を行い、バックゲート16を直接形成する。
【0050】
そして、本実施形態では、バックゲート16を備えたSOI基板12を使用して、第3の実施形態と同様の工程を行う。
【0051】
即ち、先ず、図11(a)に示すように、層間絶縁膜2、ゲート絶縁膜3、ゲート電極4及びサイドウォール5を形成する。次に、図11(b)に示すように、金属膜6を形成する。次いで、熱処理を行うことにより、図11(c)に示すように、化合物膜8を形成する。
【0052】
続いて、図12(a)に示すように、金属膜6の未反応の部分を除去する。その後、図12(b)に示すように、金属膜7を形成し、熱処理を行うことにより、図12(c)に示すように、化合物膜8を形成する。
【0053】
次に、図13(a)に示すように、金属膜7の未反応の部分を除去する。次いで、図13(b)に示すように、層間絶縁膜11、ソース配線10S、ゲート配線10G及びドレイン配線10Dを形成する。そして、図示しないが、更に層間絶縁膜、配線及びカバー膜等を形成して、半導体装置を完成させる。
【0054】
このようにして製造された半導体装置では、第3の実施形態と同様の効果が得られる。また、ダブルゲート構造を採用しているため、更なる微細化に対応することが可能である。
【0055】
なお、バックゲート構造を第2の実施形態に対して適用することも可能である。
【0056】
(第5の実施形態)
次に、本発明の第5の実施形態について説明する。図14は、本発明の第5の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【0057】
本実施形態は、第1の実施形態に対して、積層型のチャネルを適用したものである。即ち、本実施形態では、図14に示すように、半導体基板1上に、SiGe膜17及びSi膜18が順次積層され、この部分がチャネルとされている。また、SiGe膜17には、半導体基板(Si基板)1との格子定数との相違により、多量の歪みが導入されており、このような膜は、歪みSiGeとよばれる。また、Si膜18にも、SiGe膜との格子定数との相違により、多量の歪みが導入されている場合もある。
【0058】
このように構成された第5の実施形態においては、第1の実施形態と同様の効果の他に、ひずみSiを採用したことにより、動作の高速化という効果が得られる。
【0059】
ここで、第5の実施形態に係る半導体装置を製造する方法について説明する。
【0060】
先ず、半導体基板1上に、化学気相成長(CVD)法によりSiGe膜17を堆積する。SiとGeとの原子数比は、例えば0.7:0.3である。また、SiGe膜17の厚さは、例えば10nm程度である。次に、SiGe膜17上に、CVD法によりSi膜18を堆積する。Si膜18の厚さは、例えば5nm程度である。
【0061】
その後、第1の実施形態と同様に、素子分離絶縁膜2を形成する工程から半導体装置を完成させるまでの工程を行う。このようにして、第5の実施形態に係る半導体装置を得ることができる。
【0062】
(第6乃至第8の実施形態)
次に、本発明の第6乃至第8の実施形態について説明する。図15乃至第17は、夫々本発明の第6乃至第8の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【0063】
図15乃至図17に示すように、第6乃至第8の実施形態は、夫々第2乃至第4の実施形態に対して、第5の実施形態と同様に、積層型のチャネルを適用したものである。
【0064】
これらの実施形態によっても、夫々第2乃至第4の実施形態により得られる効果の他に、動作の高速化という効果が得られる。
【0065】
なお、第2乃至第4の実施形態では、SOI基板12を使用しているため、絶縁層14上にシリコン層15が形成されているが、シリコン層15の替わりにSiGe層が形成されていてもよい。即ち、図6乃至第8の実施形態のように、半導体基板上の絶縁膜上にSiGe膜を成膜した後、Si膜を形成することなく、素子分離絶縁膜の形成等を行ってもよい。
【0066】
また、第5乃至第8の実施形態のように積層型のチャネルを適用する場合には、チャネルを構成する層毎にショットキー接合する層をソース及びドレインに設けてもよい。但し、この場合でも、配線と接続される部分には、低抵抗の層(化合物膜9に相当)を設ける必要はある。チャネルを構成する層毎にショットキー接合する層を設けることにより、チャネルを構成する層毎に、ショットキー接合に最適な材料を選択することが可能となる。
【0067】
また、上述のようなショットキー接合は、必ずしもソース及びドレインの双方に設けられている必要はなく、少なくとも一方に設けられていれば、そのソース又はドレインにおいて、本発明の効果が得られる。
【0068】
更に、ソース及びドレインの少なくとも一方において、積層膜の全部又は一部が化合物膜ではなく、金属膜となっていてもよい。このような半導体装置を製造するためには、例えば、図4(b)及び図8(b)に示すように、半導体領域のエッチングを行った後に、金属膜を蒸着等の方法により形成し、その後この金属膜をシリサイド化させずに半導体装置を完成させたり、図5(b)及び図9(b)に示すように、化合物膜を形成した後に、その原料膜である金属膜を除去し、他の金属膜を蒸着等の方法により形成し、その後この金属膜をシリサイド化させずに半導体装置を完成させたりすればよい。
【0069】
以下、本発明の諸態様を付記としてまとめて記載する。
【0070】
(付記1) 半導体からなるチャネルと、
前記チャネルに接するソース及びドレインと、
夫々、前記ソース及びドレインに接続されたソース配線及びドレイン配線と、
を有し、
前記ソース及びドレインの少なくとも一方は、少なくとも、
金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記チャネルにショットキー接合された第1の膜と、
前記第1の膜とは異なる金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。
【0071】
(付記2) 前記チャネルは、互いにヘテロ接合された複数の半導体膜を有し、
前記第1の膜は、夫々前記複数の半導体膜にショットキー接合された複数の金属膜又は金属と半導体との化合物膜から構成されていることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
【0072】
(付記3) 前記チャネルは、SiGe膜と、前記SiGe膜上に形成されたSi膜と、を有することを特徴とする付記2に記載の半導体装置。
【0073】
(付記4) 前記第2の膜の抵抗は、前記第1の膜の抵抗よりも低いことを特徴とする付記1乃至3のいずれか1項に記載の半導体装置。
【0074】
(付記5) 前記第2の膜は、Ni、Co及びTiからなる群から選択された少なくとも1種の金属元素を含有することを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。
【0075】
(付記6) 半導体基板と、
前記半導体基板上に形成された絶縁層と、
を有し、
前記チャネルは、前記絶縁層上に形成されていることを特徴とする付記1乃至5のいずれか1項に記載の半導体装置。
【0076】
(付記7) 前記半導体基板の表面に、前記チャネルに整合するようにして形成されたバックゲートを有することを特徴とする付記6に記載の半導体装置。
【0077】
(付記8) 前記第1の膜は、前記絶縁層に接していることを特徴とする付記6又は7に記載の半導体装置。
【0078】
(付記9) 前記チャネルは、完全空乏化されていることを特徴とする付記1乃至8のいずれか1項に記載の半導体装置。
【0079】
(付記10) 表面に半導体領域を備えた基板上に、ゲート絶縁膜、ゲート電極及びサイドウォールを形成する工程と、
前記半導体領域に接するソース及びドレインを形成する工程と、
夫々、前記ソース及びドレインに接続されたソース配線及びドレイン配線を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記ソース及びドレインを形成する工程は、前記ソース及びドレインの少なくとも一方において、金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記半導体領域にショットキー接合される第1の膜、及び前記第1の膜とは異なる金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【0080】
(付記11) 前記半導体領域は、互いにヘテロ接合された複数の半導体膜を有し、
前記第1の膜を形成する工程において、夫々前記複数の半導体膜にショットキー接合された複数の金属膜又は金属と半導体との化合物膜を形成することを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
【0081】
(付記12) 前記半導体領域は、SiGe膜と、前記SiGe膜上に形成されたSi膜と、を有することを特徴とする付記11に記載の半導体装置の製造方法。
【0082】
(付記13) 前記第2の膜を形成する工程において、前記第2の膜として、その抵抗が前記第1の膜の抵抗よりも低い膜を形成することを特徴とする付記10乃至12のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0083】
(付記14) 前記第2の膜を形成する工程において、前記第2の膜として、Ni、Co及びTiからなる群から選択された少なくとも1種の金属元素を含有する膜を形成することを特徴とする付記10乃至13のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0084】
(付記15) 前記基板として、半導体基板と、前記半導体基板上に形成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層と、を有する基板を使用することを特徴とする付記10乃至14のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0085】
(付記16) 前記基板として、前記半導体基板の表面に形成されたバックゲートを有する基板を使用し、
前記ゲート絶縁膜、ゲート電極及びサイドウォールを形成する工程において、前記ゲート電極を前記バックゲートに整合するようにして形成することを特徴とする付記15に記載の半導体装置の製造方法。
【0086】
(付記17) 前記ソース及びドレインを形成する工程において、前記第1の膜を前記絶縁層に接するようにして形成することを特徴とする付記15又は16に記載の半導体装置の製造方法。
【0087】
(付記18) 前記基板として、前記半導体領域が完全空乏化されている基板を使用することを特徴とする付記10乃至17のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0088】
(付記19) 前記第1の膜及び第2の膜を形成する工程は、
前記半導体領域に第1及び第2の金属膜を順次形成する工程と、
前記半導体領域と前記第1の金属膜とを反応させることにより、第1の化合物膜を前記第1の膜として形成すると共に、前記半導体領域と前記第2の金属膜とを反応させることにより、第2の化合物膜を前記第2の膜として形成する工程と、
を有することを特徴とする付記10乃至18のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0089】
(付記20) 前記第1の膜及び第2の膜を形成する工程は、
前記サイドウォールをマスクとして前記半導体領域に窪みを形成する工程と、
前記窪み内に第1の金属膜を形成する工程と、
前記半導体領域と前記第1の金属膜とを反応させることにより、第1の化合物膜を前記第1の膜として形成する工程と、
前記第1の金属膜のうち前記半導体領域と反応しなかった部分を除去する工程と、
前記窪み内に第2の金属膜を形成する工程と、
前記半導体領域と前記第2の金属膜とを反応させることにより、第2の化合物膜を前記第2の膜として形成する工程と、
前記第2の金属膜のうち前記半導体領域と反応しなかった部分を除去する工程と、
を有することを特徴とする付記10乃至18のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0090】
(付記21) 前記第1の膜及び第2の膜を形成する工程は、
前記サイドウォールをマスクとして前記半導体領域をエッチングすることにより、前記絶縁層を露出させる工程と、
前記半導体領域の残存部に接するように第1の金属膜を形成する工程と、
前記残存部と前記第1の金属膜とを反応させることにより、第1の化合物膜を前記第1の膜として形成する工程と、
前記第1の金属膜のうち前記残存部と反応しなかった部分を除去する工程と、
前記半導体領域の残存部に接するように第2の金属膜を形成する工程と、
前記残存部と前記第2の金属膜とを反応させることにより、第2の化合物膜を前記第2の膜として形成する工程と、
前記第2の金属膜のうち前記残存部と反応しなかった部分を除去する工程と、を有することを特徴とする付記15乃至18のいずれか1項に記載の半導体装置の製造方法。
【0091】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、第2の膜の抵抗を、第1の膜の抵抗とは独立して制御できるため、寄生抵抗を低減することができる。この結果、DC特性及び高周波特性等を向上させることができると共に、CMOS等の性能の向上並びに集積度の向上のために微細化した場合でも、面積縮小効果に伴う抵抗値の増大を回避することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図2】同じく、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図1に示す工程の次工程を示す図である。
【図3】同じく、第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図であって、図2に示す工程の次工程を示す図である。
【図4】本発明の第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図5】同じく、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図4に示す工程の次工程を示す図である。
【図6】同じく、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図5に示す工程の次工程を示す図である。
【図7】同じく、第2の実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図であって、図4に示す工程の次工程を示す図である。
【図8】本発明の第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図9】同じく、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図8に示す工程の次工程を示す図である。
【図10】同じく、第3の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図9に示す工程の次工程を示す図である。
【図11】本発明の第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図12】同じく、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図11に示す工程の次工程を示す図である。
【図13】同じく、第4の実施形態に係る半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図であって、図12に示す工程の次工程を示す図である。
【図14】本発明の第5の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図15】本発明の第6の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図16】本発明の第7の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【図17】本発明の第8の実施形態に係る半導体装置の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
1;半導体基板
2;素子分離絶縁膜
3;ゲート絶縁膜
4;ゲート電極
5;サイドウォール
6、7;金属膜
8、9;化合物膜
10G;ゲート配線
10S;ソース配線
10D;ドレイン配線
11;層間絶縁膜
12;SOI基板
13;半導体基板
14;絶縁層
15;シリコン層
16;バックゲート
17;SiGe膜
18;Si膜[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a semiconductor device including a field effect transistor (Schottky source / drain MOSFET) in which a source and a drain are Schottky-joined to a channel made of a semiconductor, and a method of manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
Recently, Schottky source / drain MOSFETs have been developed in response to demands for miniaturization and high speed of MOSFETs. In a conventional Schottky source / drain MOSFET, a source and a drain made of a metal are Schottky-joined to a channel made of a semiconductor.
[0003]
The current-voltage characteristics of the Schottky source / drain MOSFET having such a conventional structure are determined by the Schottky barrier formed between the source-channel junction.
[0004]
[Non-patent document 1]
"Introducing Schottky Source / Drain Technology into Strained SiGe MOSFETs," Nikkei Microdevices, August 2002, p. 51
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the metal selected to determine the Schottky barrier at the source-channel junction also determines the resistivity of the source and drain regions. For this reason, the conventional structure has a problem that it is not possible to cope with an increase in the resistance value of the source / drain region due to the effect of reducing the area of the source / drain region when improving the performance and the integration degree of the CMOS by miniaturization. .
[0006]
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a semiconductor device capable of effectively miniaturizing a Schottky source / drain MOSFET and a method of manufacturing the same.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
As a result of intensive studies, the inventor of the present application has come up with the following aspects of the invention.
[0008]
A semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a channel made of a semiconductor, a source and a drain in contact with the channel, and a source line and a drain line connected to the source and the drain, respectively. In the semiconductor device, at least one of the source and the drain is made of at least a metal or a compound of a metal and a semiconductor, and the first film and the first film that are Schottky-joined to the channel are A second film made of a different metal or a compound of a metal and a semiconductor and in contact with the source wiring or the drain wiring.
[0009]
In a second method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming a gate insulating film, a gate electrode, and a side wall on a substrate having a semiconductor region on a surface, and forming a source and a drain in contact with the semiconductor region And a step of forming a source wiring and a drain wiring connected to the source and the drain, respectively. In this manufacturing method, the step of forming the source and the drain includes, in at least one of the source and the drain, a first film made of a metal or a compound of a metal and a semiconductor, and a Schottky junction with the semiconductor region. And a step of forming a second film made of a metal different from the first film or a compound of a metal and a semiconductor and in contact with the source wiring or the drain wiring.
[0010]
In the present invention, at least one of a source and a drain is provided with a first film which is in Schottky junction with a channel (semiconductor region) and a second film which is in contact with the source wiring or the drain wiring. The first film and the second film are made of different materials. Therefore, the resistance of the second film can be controlled independently of the resistance of the first film. Therefore, by applying the present invention to the CMOS, even if it is miniaturized to improve its performance and the degree of integration, In addition, it is possible to avoid an increase in the resistance value due to the area reduction effect.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a semiconductor device and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the accompanying drawings. However, here, for convenience, the structure of the semiconductor device will be described together with its manufacturing method.
[0012]
(1st Embodiment)
First, a first embodiment of the present invention will be described. 1 to 3 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention in the order of steps.
[0013]
In the present embodiment, first, as shown in FIG. 1A, an element isolation region is selectively formed on a surface of a
[0014]
Next, as shown in FIG. 1B, two metal films 6 and 7 are sequentially deposited on the entire surface. When forming a P-type transistor, for example, a Pt film is formed as the lower metal film 6, and when an N-type transistor is formed, for example, an Er film or an Sm film is formed. Further, a Ti film or a Ni film may be formed. When a Ti film or a Ni film is formed, the device can operate as either a P-type transistor or an N-type transistor depending on the direction of voltage application. As the upper metal film 7, for example, a Ni film, a Co film, or a Ti film is formed. The thickness of the metal films 6 and 7 is, for example, about 10 nm.
[0015]
Subsequently, the metal films 6 and 7 react with the
[0016]
Thereafter, as shown in FIG. 2A, unreacted portions of the metal films 6 and 7 are removed.
[0017]
Next, as shown in FIG. 2B, an
[0018]
Then, as shown in FIG. 3, a plurality of interlayer insulating
[0019]
The structure of the semiconductor device manufactured in this manner is such that, in a Schottky source / drain MOSFET, not only a
[0020]
Further, in the laminated silicide structure, a reduction in parasitic resistance can be expected. In the present embodiment, since the stacked silicide structure of the
[0021]
(Second embodiment)
Next, a second embodiment of the present invention will be described. 4 to 6 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment of the present invention in the order of steps.
[0022]
In this embodiment, as shown in FIG. 4A, an
[0023]
Next, as shown in FIG. 4B, the
[0024]
Next, as shown in FIG. 4C, a metal film 6 is sequentially deposited on the entire surface. As the metal film 6, when forming a P-type transistor, for example, a Pt film is formed, and when forming an N-type transistor, for example, an Er film or an Sm film is formed. Further, a Ti film or a Ni film may be formed. The thickness of the metal film 6 is, for example, about 10 nm.
[0025]
Subsequently, the metal film 6 and the
[0026]
Thereafter, as shown in FIG. 5B, the unreacted portions of the metal film 6 are removed.
[0027]
Next, as shown in FIG. 5C, a metal film 7 is sequentially deposited on the entire surface. As the metal film 7, for example, a Ni film, a Co film, or a Ti film is formed. The thickness of the metal film 7 is, for example, about 10 nm.
[0028]
Next, for example, heat treatment is performed at 400 ° C. to 700 ° C. for about 30 minutes to cause the metal film 7 to react with silicon in the
[0029]
Subsequently, as shown in FIG. 6B, unreacted portions of the metal film 7 are removed.
[0030]
Thereafter, as shown in FIG. 6C, an
[0031]
The structure of the semiconductor device manufactured in this manner is similar to that of the first embodiment. In the Schottky source / drain MOSFET, a compound film made of ErSi or PtSi for Schottky barrier modulation is formed on the source and the drain. In addition, a
[0032]
Furthermore, in the present embodiment, since the element active region is completely surrounded by the element
[0033]
It should be noted that a partially depleted (partial depletion) type in which the
[0034]
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the present invention will be described. 8 to 10 are sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment of the present invention in the order of steps.
[0035]
In this embodiment, as in the second embodiment, the element
[0036]
Next, as shown in FIG. 8B, the insulating
[0037]
Next, as shown in FIG. 8C, a metal film 6 is sequentially deposited on the entire surface. As the metal film 6, when forming a P-type transistor, for example, a Pt film is formed, and when forming an N-type transistor, for example, an Er film or an Sm film is formed. Further, a Ti film or a Ni film may be formed. The thickness of the metal film 6 is, for example, about 10 nm.
[0038]
Subsequently, the metal film 6 and the
[0039]
Thereafter, as shown in FIG. 9B, unreacted portions of the metal film 6 are removed.
[0040]
Next, as shown in FIG. 9C, a metal film 7 is sequentially deposited on the entire surface. As the metal film 7, for example, a Ni film, a Co film, or a Ti film is formed. The thickness of the metal film 7 is, for example, about 10 nm.
[0041]
Next, for example, heat treatment is performed at 400 ° C. to 700 ° C. for about 30 minutes to cause the metal film 7 to react with silicon in the
[0042]
Subsequently, as shown in FIG. 10B, an unreacted portion of the metal film 7 is removed.
[0043]
Thereafter, as shown in FIG. 10C, an
[0044]
The structure of the semiconductor device manufactured in this manner is similar to that of the first embodiment. In the Schottky source / drain MOSFET, a compound film made of ErSi or PtSi for Schottky barrier modulation is formed on the source and the drain. In addition, a
[0045]
Furthermore, as in the second embodiment, since a full-depression structure is employed, leakage of current is prevented.
[0046]
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described. 11 to 13 are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention in the order of steps.
[0047]
In the present embodiment, a double gate structure is employed as shown in FIG. That is, the
[0048]
In the first method, a
[0049]
In the second method, ions are implanted into the
[0050]
Then, in the present embodiment, the same steps as in the third embodiment are performed using the
[0051]
That is, first, as shown in FIG. 11A, an
[0052]
Subsequently, as shown in FIG. 12A, unreacted portions of the metal film 6 are removed. Thereafter, as shown in FIG. 12B, a metal film 7 is formed, and heat treatment is performed to form a
[0053]
Next, as shown in FIG. 13A, unreacted portions of the metal film 7 are removed. Next, as shown in FIG. 13B, an
[0054]
In the semiconductor device manufactured as described above, the same effects as in the third embodiment can be obtained. Further, since the double gate structure is employed, it is possible to cope with further miniaturization.
[0055]
Note that the back gate structure can be applied to the second embodiment.
[0056]
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment of the present invention will be described. FIG. 14 is a sectional view showing the structure of the semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention.
[0057]
In this embodiment, a stacked channel is applied to the first embodiment. That is, in the present embodiment, as shown in FIG. 14, the
[0058]
In the fifth embodiment configured as described above, in addition to the same effects as those of the first embodiment, the effect of increasing the operation speed can be obtained by employing strained Si.
[0059]
Here, a method for manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment will be described.
[0060]
First, a
[0061]
After that, as in the first embodiment, the steps from the step of forming the element
[0062]
(Sixth to eighth embodiments)
Next, sixth to eighth embodiments of the present invention will be described. 15 to 17 are cross-sectional views showing the structures of the semiconductor devices according to the sixth to eighth embodiments of the present invention, respectively.
[0063]
As shown in FIGS. 15 to 17, in the sixth to eighth embodiments, the stacked channels are applied to the second to fourth embodiments, similarly to the fifth embodiment. It is.
[0064]
According to these embodiments, in addition to the effects obtained by the second to fourth embodiments, the effect of increasing the operation speed can be obtained.
[0065]
In the second to fourth embodiments, since the
[0066]
In the case where a stacked channel is applied as in the fifth to eighth embodiments, a Schottky junction layer may be provided for the source and the drain for each layer included in the channel. However, even in this case, it is necessary to provide a low-resistance layer (corresponding to the compound film 9) in a portion connected to the wiring. By providing a Schottky junction layer for each channel layer, it is possible to select an optimum material for the Schottky junction for each channel layer.
[0067]
Further, the Schottky junction as described above does not necessarily need to be provided on both the source and the drain. If at least one is provided, the effect of the present invention can be obtained in the source or the drain.
[0068]
Further, in at least one of the source and the drain, all or a part of the stacked film may be a metal film instead of a compound film. In order to manufacture such a semiconductor device, for example, as shown in FIGS. 4B and 8B, after a semiconductor region is etched, a metal film is formed by a method such as evaporation. Thereafter, the semiconductor device is completed without converting the metal film into a silicide, or as shown in FIGS. 5B and 9B, after forming a compound film, the metal film which is the raw material film is removed. Alternatively, another metal film may be formed by a method such as evaporation, and then the semiconductor device may be completed without silicidation of the metal film.
[0069]
Hereinafter, various aspects of the present invention will be collectively described as supplementary notes.
[0070]
(Supplementary Note 1) A channel made of a semiconductor,
A source and a drain in contact with the channel;
A source wiring and a drain wiring connected to the source and the drain, respectively;
Has,
At least one of the source and the drain is at least
A first film made of a metal or a compound of a metal and a semiconductor and Schottky-joined to the channel;
A second film made of a metal different from the first film or a compound of a metal and a semiconductor, and in contact with the source wiring or the drain wiring;
A semiconductor device comprising:
[0071]
(Supplementary Note 2) The channel has a plurality of semiconductor films that are heterojunction with each other,
2. The semiconductor device according to
[0072]
(Supplementary Note 3) The semiconductor device according to
[0073]
(Supplementary Note 4) The semiconductor device according to any one of
[0074]
(Supplementary Note 5) The semiconductor according to any one of
[0075]
(Supplementary Note 6) A semiconductor substrate;
An insulating layer formed on the semiconductor substrate,
Has,
6. The semiconductor device according to
[0076]
(Supplementary note 7) The semiconductor device according to supplementary note 6, further comprising a back gate formed on a surface of the semiconductor substrate so as to match the channel.
[0077]
(Supplementary Note 8) The semiconductor device according to supplementary note 6 or 7, wherein the first film is in contact with the insulating layer.
[0078]
(Supplementary Note 9) The semiconductor device according to any one of
[0079]
(Supplementary Note 10) a step of forming a gate insulating film, a gate electrode, and a sidewall on a substrate having a semiconductor region on a surface;
Forming a source and a drain in contact with the semiconductor region;
Forming a source wiring and a drain wiring connected to the source and the drain, respectively;
A method for manufacturing a semiconductor device having
The step of forming the source and the drain includes, in at least one of the source and the drain, a first film made of a metal or a compound of a metal and a semiconductor, and a Schottky junction with the semiconductor region; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a second film made of a metal different from the above or a compound of a metal and a semiconductor and in contact with the source wiring or the drain wiring.
[0080]
(Supplementary Note 11) The semiconductor region includes a plurality of semiconductor films that are heterojunction with each other,
11. The semiconductor device according to
[0081]
(Supplementary Note 12) The method for manufacturing a semiconductor device according to
[0082]
(Supplementary Note 13) In the step of forming the second film, a film having a resistance lower than the resistance of the first film is formed as the second film. 9. The method for manufacturing a semiconductor device according to
[0083]
(Supplementary Note 14) In the step of forming the second film, a film containing at least one metal element selected from the group consisting of Ni, Co, and Ti is formed as the second film. 14. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of
[0084]
(Supplementary Note 15) As the substrate, a substrate including a semiconductor substrate, an insulating layer formed over the semiconductor substrate, and a semiconductor layer formed over the insulating layer is used. 15. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of 14.
[0085]
(Supplementary Note 16) A substrate having a back gate formed on a surface of the semiconductor substrate is used as the substrate,
The method of manufacturing a semiconductor device according to
[0086]
(Supplementary note 17) The method for manufacturing a semiconductor device according to
[0087]
(Supplementary Note 18) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of
[0088]
(Supplementary Note 19) The step of forming the first film and the second film includes:
Sequentially forming first and second metal films in the semiconductor region;
By reacting the semiconductor region and the first metal film to form a first compound film as the first film, and by reacting the semiconductor region and the second metal film, Forming a second compound film as the second film;
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of
[0089]
(Supplementary Note 20) The step of forming the first film and the second film includes:
Forming a depression in the semiconductor region using the sidewall as a mask;
Forming a first metal film in the depression;
Forming a first compound film as the first film by reacting the semiconductor region with the first metal film;
Removing a portion of the first metal film that has not reacted with the semiconductor region;
Forming a second metal film in the depression;
Forming a second compound film as the second film by reacting the semiconductor region with the second metal film;
Removing a portion of the second metal film that has not reacted with the semiconductor region;
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of
[0090]
(Supplementary Note 21) The step of forming the first film and the second film includes:
Exposing the insulating layer by etching the semiconductor region using the sidewall as a mask,
Forming a first metal film so as to contact a remaining portion of the semiconductor region;
Forming a first compound film as the first film by reacting the remaining portion with the first metal film;
Removing a portion of the first metal film that has not reacted with the remaining portion;
Forming a second metal film in contact with the remaining portion of the semiconductor region;
Forming a second compound film as the second film by reacting the remaining portion with the second metal film;
19. The method of manufacturing a semiconductor device according to
[0091]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, the resistance of the second film can be controlled independently of the resistance of the first film, so that the parasitic resistance can be reduced. As a result, it is possible to improve DC characteristics and high frequency characteristics, and to avoid an increase in resistance value due to an area reduction effect even when miniaturization is performed to improve the performance of CMOS and the like and to improve the degree of integration. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps, illustrating a step subsequent to the step illustrated in FIG. 1;
3 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, illustrating a step subsequent to the step illustrated in FIG. 2;
FIG. 4 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment in the order of steps, and is a view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 4;
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment in the order of steps, and is a view illustrating a step subsequent to the step illustrated in FIG. 5;
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment, illustrating a step subsequent to the step illustrated in FIG. 4;
FIG. 8 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment in the order of steps, and is a view illustrating a step subsequent to the step illustrated in FIG. 8;
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment in the order of steps, and is a view illustrating a step subsequent to the step illustrated in FIG. 9;
FIG. 11 is a sectional view illustrating a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention in the order of steps.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment in the order of steps, and is a view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 11;
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing method of the semiconductor device according to the fourth embodiment in the order of steps, and is a view showing a step subsequent to the step shown in FIG. 12;
FIG. 14 is a sectional view showing a structure of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a sectional view illustrating a structure of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a sectional view illustrating a structure of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a sectional view illustrating a structure of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1; semiconductor substrate
2: Element isolation insulating film
3: Gate insulating film
4: Gate electrode
5; sidewall
6, 7; metal film
8, 9; compound film
10G; gate wiring
10S; source wiring
10D; drain wiring
11; interlayer insulating film
12; SOI substrate
13; semiconductor substrate
14; insulating layer
15; silicon layer
16; back gate
17; SiGe film
18; Si film
Claims (10)
前記チャネルに接するソース及びドレインと、
夫々、前記ソース及びドレインに接続されたソース配線及びドレイン配線と、
を有し、
前記ソース及びドレインの少なくとも一方は、少なくとも、
金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記チャネルにショットキー接合された第1の膜と、
前記第1の膜とは異なる金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜と、
を有することを特徴とする半導体装置。A semiconductor channel;
A source and a drain in contact with the channel;
A source wiring and a drain wiring connected to the source and the drain, respectively;
Has,
At least one of the source and the drain is at least
A first film made of a metal or a compound of a metal and a semiconductor and Schottky-joined to the channel;
A second film made of a metal different from the first film or a compound of a metal and a semiconductor, and in contact with the source wiring or the drain wiring;
A semiconductor device comprising:
前記第1の膜は、夫々前記複数の半導体膜にショットキー接合された複数の金属膜又は金属と半導体との化合物膜から構成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。The channel has a plurality of semiconductor films heterojunction with each other,
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the first film is composed of a plurality of metal films or a compound film of a metal and a semiconductor, each of which is Schottky-bonded to the plurality of semiconductor films.
前記半導体基板上に形成された絶縁層と、
を有し、
前記チャネルは、前記絶縁層上に形成されていることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の半導体装置。A semiconductor substrate;
An insulating layer formed on the semiconductor substrate,
Has,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the channel is formed on the insulating layer.
前記半導体領域に接するソース及びドレインを形成する工程と、
夫々、前記ソース及びドレインに接続されたソース配線及びドレイン配線を形成する工程と、
を有する半導体装置の製造方法であって、
前記ソース及びドレインを形成する工程は、前記ソース及びドレインの少なくとも一方において、金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記半導体領域にショットキー接合される第1の膜、及び前記第1の膜とは異なる金属又は金属と半導体との化合物からなり、前記ソース配線又はドレイン配線に接する第2の膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。Forming a gate insulating film, a gate electrode, and a sidewall on a substrate having a semiconductor region on a surface thereof;
Forming a source and a drain in contact with the semiconductor region;
Forming a source wiring and a drain wiring connected to the source and the drain, respectively;
A method for manufacturing a semiconductor device having
The step of forming the source and the drain includes, in at least one of the source and the drain, a first film made of a metal or a compound of a metal and a semiconductor, and a Schottky junction with the semiconductor region; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming a second film made of a metal different from the above or a compound of a metal and a semiconductor and in contact with the source wiring or the drain wiring.
前記第1の膜を形成する工程において、夫々前記複数の半導体膜にショットキー接合された複数の金属膜又は金属と半導体との化合物膜を形成することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。The semiconductor region has a plurality of semiconductor films heterojunction with each other,
7. The semiconductor according to claim 6, wherein, in the step of forming the first film, a plurality of metal films or a compound film of a metal and a semiconductor are formed by Schottky junction with the plurality of semiconductor films, respectively. Device manufacturing method.
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