JP2007123406A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 サイドウォールスペーサー6を通過させて、第1のSOI層3に、斜め方向でイオン打ち込みを行うことで、該第1のSOI層3の膜厚の基板面内平均膜厚TSOIAVから該基板面内ばらつきδTの半分の値δT/2を差し引いた値を超えない該ゲート絶縁膜4と該第1のSOI層3との界面からの深さDを有する第1及び第2の不純物導入領域7−1,7−2を、該第1のSOI層3に選択的に形成する。該サイドウォールスペーサー6が、2nm乃至4nmの範囲の幅を有するので、半導体装置の閾値電圧のばらつきの抑制と電流駆動力の低減の回避との両方を達成することが可能となる。
【選択図】 図3
Description
本発明の第1の実施形態は、SOI層に斜め方向からイオン打ち込みを行う工程を含む半導体装置の製造方法を提供する。図1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の一連の工程を示す部分垂直断面図である。図2は、図1に示すイオン注入工程におけるイオン飛程と打ち込み深さを示す部分垂直断面図である。
幅WSIDE(nm) 駆動電流Ids(μA/μm) 電流駆動力の比
0nm 516 1
2nm 513 0.994186
3nm 509 0.986434
4nm 497 0.963178
6nm 475 0.920543
10nm 416 0.806202
図3は、トランジスタの電流駆動力の比のサイドウォールスペーサの幅への依存性を示す図である。サイドウォールスペーサの幅が0nmの場合の駆動電流Ids=516(μA/μm)を1として、サイドウォールスペーサの幅が増加した場合の駆動電流Idsの低下を、相対値として示す。図3から、電流駆動能力を低下させないようにするには、出来るだけサイドウォールスペーサの幅を低減することが有効であることが判る。例えば、駆動電流Idsの低下の許容範囲を3%以内、即ち電流駆動力の比を0.97以上とするには、サイドウォールスペーサの幅WSIDEが2nm乃至3nmである必要がある。一方、駆動電流Idsの低下の許容範囲を5%以内、即ち電流駆動力の比を0.95以上とするには、サイドウォールスペーサの幅WSIDEが2nm乃至4nmである必要がある。
幅WSIDE(nm) 3σ閾値電圧Vtばらつき(mV)
0nm 52.5mV
2nm 37.8mV
3nm 37.8mV
4nm 38.1mV
6nm 36.3mV
10nm 27.0mV
図4は、トランジスタの閾値電圧Vtのばらつき(3σ)のサイドウォールスペーサの幅への依存性を示す図である。サイドウォールスペーサの幅が0nmの場合、閾値電圧Vtのばらつき(3σ)は大きく、サイドウォールスペーサの幅が増加するにつれ閾値電圧Vtのばらつき(3σ)は小さくなる。特に、サイドウォールスペーサの幅が0nmから2nmへ増加することで、急激に閾値電圧Vtのばらつき(3σ)は小さくなる。このことは、サイドウォールスペーサの幅が2nm以上あれば、閾値電圧Vtのばらつき(3σ)を有効に低減可能となる。具体的には、閾値電圧Vtのばらつき(3σ)を45以下に抑制するには、サイドウォールスペーサの幅が2nm以上あればよい。
2 酸化膜
3 SOI層
4 ゲート絶縁膜
5 ゲート
6―1 第1のサイドウォールスペーサ
6―2 第2のサイドウォールスペーサ
7−1 第1の不純物注入領域
7−2 第2の不純物注入領域
δT 基板面内ばらつき
TSOIAV 基板面内平均膜厚
WSIDE 第1及び第2のサイドウォールスペーサの幅
d 実行チャネル長さ
D 深さ
Claims (5)
- 膜厚における面内ばらつきを有する第1のSOI層を含むSOI基板を形成する工程と、
前記第1のSOI層上に、ゲート絶縁膜とゲートとからなるゲート構造体を、選択的に形成する工程と、
前記ゲートの第1及び第2の側壁に接すると共に、前記ゲートの長さ方向において2nm乃至4nmの範囲の寸法を有するサイドウォールスペーサーを、選択的に形成する工程と、
前記サイドウォールスペーサーを通過させて、前記第1のSOI層に、斜め方向でイオン打ち込みを行うことで、前記ゲート絶縁膜と前記第1のSOI層との界面からの深さが、前記第1のSOI層の膜厚の面内平均値から前記面内ばらつきの半分の値を差し引いた値を超えない第1及び第2の不純物導入領域を、前記第1のSOI層に選択的に形成する工程と、
を少なくとも含む半導体装置の製造方法。 - 前記サイドウォールスペーサーは、前記ゲートの長さ方向において2nm乃至3nmの範囲の寸法を有する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1のSOI層の膜厚の前記面内平均値は、50nm以下である請求項1又は2に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記イオン打ち込みは、ハローイオン注入(Halo Ion−Implantation)である請求項1乃至3のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1及び第2の不純物導入領域を形成する工程は、ソース/ドレインのエクステンションを形成すると共に、前記第1及び第2の不純物導入領域間に実行チャネル領域を画定する請求項1乃至4のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
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JP2005311234A JP2007123406A (ja) | 2005-10-26 | 2005-10-26 | 半導体装置及びその製造方法 |
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2005
- 2005-10-26 JP JP2005311234A patent/JP2007123406A/ja active Pending
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