JP2007287913A - Field effect transistor, and its manufacturing method - Google Patents

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Junko Iwanaga
順子 岩永
Haruyuki Sorada
晴之 空田
Akira Inoue
彰 井上
Takeshi Takagi
剛 高木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a hetero junction MIS field effect transistor capable of obtaining excellent body contact and of preferably controlling the potential of a hetero junction layer. <P>SOLUTION: The field effect transistor comprises a substrate 1 with at least its upper portion constructed with semiconductor chiefly constituting Si; a first semiconductor layer 3 formed just above the substrate 1 and being a buffer layer chiefly consisting of Si; second semiconductor layers 4, 5 at least including a hetero junction layer 4 formed to make hetero junction with respect to the upper surface of the first semiconductor layer 3; a gate insulating film 9 formed on the second semiconductor layers 4, 5; a gate electrode 10 formed on the gate insulating film 9; a source region 7 and a drain region 8 located in at least the second semiconductor layers 4, 5 and formed to sandwich the gate electrode 10 as viewed in a plane; a contact hole 31 formed to penetrate at least the second semiconductor layer to reach the first semiconductor layer or the substrate; and a conductor contact 12 formed to make contact with at least any of the first semiconductor layer and the substrate exposed to a bottom surface of the contact hole. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、電界効果型トランジスタ及びその製造方法に関し、特に、シリコンとヘテロ接合する材料をチャネルに含むヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタ及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a field effect transistor and a manufacturing method thereof, and more particularly to a heterojunction MIS field effect transistor including a material heterojunction with silicon in a channel and a manufacturing method thereof.

従来のMIS型電界効果型トランジスタ(Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor)の高性能化を実現するためにSi合金材料をチャネルに導入したトランジスタとして、ヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタがある。例えば、歪SiGeからなるSi合金材料をチャネルに用いると、ホールの移動度が増大し、電気特性の向上を期待することができる。   As a transistor in which a Si alloy material is introduced into a channel in order to realize high performance of a conventional MIS type field effect transistor (Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor), there is a heterojunction MIS type field effect transistor. For example, when a Si alloy material made of strained SiGe is used for a channel, hole mobility increases, and improvement in electrical characteristics can be expected.

図9はこのようなヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタの一例(以下、第1の従来例という)の平面視における構造を示す平面図、図10は、図9のヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)は図9のXA-XA線に沿った断面(ゲート長方向に沿った断面)を示す断面図、(b)は図9のXB-XB線に沿った断面(ゲート幅方向に沿った断面)を示す断面図である。   FIG. 9 is a plan view showing a structure in plan view of an example of such a heterojunction MIS field effect transistor (hereinafter referred to as a first conventional example), and FIG. 10 is a heterojunction MIS field effect type of FIG. 9A and 9B are cross-sectional views of a transistor, in which FIG. 9A is a cross-sectional view showing a cross-section along the XA-XA line in FIG. 9 (a cross-section along the gate length direction), and FIG. It is sectional drawing which shows the cross section (cross section along a gate width direction) along a line.

図9及び図10に示すように、第1の従来例では、バルクのSi半導体基板1上に、エピタキシャル成長を用いて、Siバッファ層3、歪SiGe層4、Siキャップ層5がこの順に形成されている。Siキャップ層5及び歪SiGe層4の膜厚は、例えば、それぞれ2nm及び10nmとされる。Siキャップ層5は、薄く形成すると移動度の高いSiGe層により多くの電流が流れるので、このような薄い膜厚とされる。これらの各層3,4,5が形成されたSi半導体基板1には素子分離領域2が形成されていて、この素子分離領域によって囲まれた領域において、イオン注入法を用いて不純物がドープされて、n型のボディ領域6、p型のソース領域7、及びp型のドレイン領域8が形成されている。Siキャップ層5の上には、ゲート絶縁膜9を間に挟むようにしてゲート電極10が形成されている。ゲート電極10は、ドープポリシリコン層10aとシリサイド層10bとで構成されている。ゲート電極10の側面には、ゲート側壁絶縁膜15が形成されている。そして、ソース領域7及びドレイン領域8の上には、それぞれ、シリサイドからなるソース電極13及びドレイン電極14が形成されている。また、ゲート絶縁膜9を貫通するようにコンタクトホール31が形成され、このコンタクトホール31の底部に、シリサイドからなるボディ電極12が、歪SiGe層4に接触するように形成されている。   As shown in FIGS. 9 and 10, in the first conventional example, the Si buffer layer 3, the strained SiGe layer 4, and the Si cap layer 5 are formed in this order on the bulk Si semiconductor substrate 1 by using epitaxial growth. ing. The film thicknesses of the Si cap layer 5 and the strained SiGe layer 4 are, for example, 2 nm and 10 nm, respectively. If the Si cap layer 5 is formed thin, a large amount of current flows through the SiGe layer having high mobility. An element isolation region 2 is formed in the Si semiconductor substrate 1 on which each of these layers 3, 4, and 5 is formed. In a region surrounded by the element isolation region, impurities are doped using an ion implantation method. , An n-type body region 6, a p-type source region 7, and a p-type drain region 8 are formed. A gate electrode 10 is formed on the Si cap layer 5 with a gate insulating film 9 interposed therebetween. The gate electrode 10 is composed of a doped polysilicon layer 10a and a silicide layer 10b. A gate sidewall insulating film 15 is formed on the side surface of the gate electrode 10. A source electrode 13 and a drain electrode 14 made of silicide are formed on the source region 7 and the drain region 8, respectively. A contact hole 31 is formed so as to penetrate the gate insulating film 9, and a body electrode 12 made of silicide is formed at the bottom of the contact hole 31 so as to be in contact with the strained SiGe layer 4.

このように構成された第1の従来例では、歪SiGe層4とSiキャップ層5にチャネルが形成され、このチャネルをホールからなるキャリアが高速で移動するので、高速動作が可能となる。また、ボディ電極12に電圧を印加することにより、ゲート電圧の閾値(以下閾値電圧という)が変化するので、ボディ電極12に印加する電圧を、動作時には閾値電圧が低くなりかつ非動作時には閾値電圧が高くなるよう変化させることにより、動作電圧を低減しかつリーク電流を低減することが可能となる。   In the first conventional example configured as described above, a channel is formed in the strained SiGe layer 4 and the Si cap layer 5, and carriers composed of holes move through the channel at a high speed, so that a high speed operation is possible. Further, since a threshold value of the gate voltage (hereinafter referred to as a threshold voltage) is changed by applying a voltage to the body electrode 12, the threshold voltage is lowered during operation and the threshold voltage during non-operation. By changing so as to increase the operating voltage, the operating voltage can be reduced and the leakage current can be reduced.

また、図11は従来のヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタの他の例(以下、第2の従来例という)の断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。   FIG. 11 is a diagram showing a cross-sectional structure of another example of a conventional heterojunction MIS field effect transistor (hereinafter referred to as a second conventional example). FIG. 11A shows a cross-section along the gate length direction. FIG. 4B is a cross-sectional view showing a cross section along the gate width direction.

図11に示すように、この第2の従来例では、Si半導体基板1上に埋め込み酸化膜16と上部Si層17とがこの順に形成されたSOI基板上に、第1の従来例と同様にトランジスタが形成されている。この第2の従来例は、バルクのSi半導体基板1上にトランジスタが形成された第1の従来例に比べて、基板容量が小さく、高速動作が可能である。一方、欠点として、ボディ領域6にインパクトイオン化やゲート絶縁膜のトンネル電流に起因するキャリアが蓄積して、基板浮遊効果が発生することがある。   As shown in FIG. 11, in the second conventional example, on the SOI substrate in which the buried oxide film 16 and the upper Si layer 17 are formed in this order on the Si semiconductor substrate 1, as in the first conventional example. A transistor is formed. This second conventional example has a smaller substrate capacity and can operate at a higher speed than the first conventional example in which transistors are formed on a bulk Si semiconductor substrate 1. On the other hand, as a drawback, carriers due to impact ionization or a tunnel current of the gate insulating film accumulate in the body region 6 and a substrate floating effect may occur.

また、第3の従来例として、ヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタのゲートとボディを接続してボディバイアスとゲートバイアスを連動して動作させるダイナミックスレッショルドタイプのトランジスタが知られている(例えば特許文献1参照)。この第3の従来例では、ゲート電極とボディ領域とを電気的に接続するためのボディコンタクトを備えている。このボディコンタクトは、Siチャネル領域25(Siキャップ層)に接触するように形成されている。   As a third conventional example, a dynamic threshold type transistor is known in which the gate and body of a heterojunction MIS field effect transistor are connected to operate in conjunction with the body bias and the gate bias (for example, Patent Documents). 1). The third conventional example includes a body contact for electrically connecting the gate electrode and the body region. This body contact is formed in contact with the Si channel region 25 (Si cap layer).

また、第4の従来例として、ボディ電極がボディ領域に電気的に接続するように形成されてなるヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタが知られている(例えば特許文献2参照)。
特許第3530521号(特に図1(c)参照) WO 03/063254 A1(特に第1図参照)
As a fourth conventional example, a heterojunction MIS field effect transistor is known in which a body electrode is formed so as to be electrically connected to a body region (see, for example, Patent Document 2).
Japanese Patent No. 3530521 (see particularly FIG. 1 (c)) WO 03/063254 A1 (especially see FIG. 1)

しかしながら、上述の第1乃至第3の従来例のいずれにおいても、良好なボディコンタクトを取ることができず、高抵抗化するという課題が存在していた。また、第4の従来例では、ボディ電極を具体的に何処に形成するか記載されておらず、この課題は解決されていない。   However, in any of the first to third conventional examples described above, a good body contact cannot be obtained, and there is a problem of increasing the resistance. Further, in the fourth conventional example, it is not described where the body electrode is specifically formed, and this problem is not solved.

具体的には、第1乃至第2の従来では、ボディコンタクトを得るためのボディ電極12が、歪みSiGe層4上の薄いSiキャップ層5の上に形成されており、ボディ電極12を構成するシリサイド膜を形成するために、熱処理を施した際に、歪みSiGe層4中のGeが偏析してグレインを形成し、良好なシリサイド膜やオーミック接触を得ることが難しい。例えば、前述のシリサイド膜を形成する場合、Siキャップ層5上に例えばNi膜やCo膜を形成した後、熱処理を施して、ニッケルシリサイド膜やコバルトシリサイド膜を形成するが、NiやCoなどの金属とSiやGeとの結合エネルギーの差があるために、Geが偏析したり、シリサイド膜の平坦性が失われたりする問題が発生し、その結果、シリサイド膜が高抵抗化したり、形状不良となる。   Specifically, in the first and second conventional techniques, the body electrode 12 for obtaining the body contact is formed on the thin Si cap layer 5 on the strained SiGe layer 4 to constitute the body electrode 12. When heat treatment is performed to form a silicide film, Ge in the strained SiGe layer 4 is segregated to form grains, and it is difficult to obtain a good silicide film or ohmic contact. For example, when forming the aforementioned silicide film, for example, a Ni film or a Co film is formed on the Si cap layer 5 and then heat treatment is performed to form a nickel silicide film or a cobalt silicide film. Due to the difference in bond energy between metal and Si or Ge, problems such as segregation of Ge and loss of flatness of the silicide film occur. As a result, the resistance of the silicide film increases and the shape is poor. It becomes.

このような課題は、Si、Ge、Cなどの元素からなるヘテロ接合が基板表面に形成されているときに共通して起こり得る課題であり、ボディ電極を形成する領域に存在するSi、Ge、Cなどの各元素と、NiやCoなどの反応させる金属との結合エネルギーの差により、グレインが形成されて発生する。すなわち、SiGe層、SiGeC層、SiC層、Ge層など(以下、ヘテロ接合層と総称する場合がある)が基板表面に形成される電界効果型トランジスタに起こる共通の課題である。   Such a problem is a problem that may occur in common when a heterojunction composed of elements such as Si, Ge, and C is formed on the surface of the substrate, and Si, Ge, A grain is formed due to a difference in binding energy between each element such as C and a metal to be reacted such as Ni or Co. In other words, this is a common problem that occurs in field effect transistors in which a SiGe layer, a SiGeC layer, a SiC layer, a Ge layer, and the like (hereinafter sometimes collectively referred to as a heterojunction layer) are formed on the substrate surface.

このような場合、コンタクトが不十分となり、基板電位(正確にはヘテロ接合層の電位)の制御が劣化することになる。また、第2の従来例のように、SOI基板上にトランジスタが形成されている場合には、ボディに蓄積されたキャリアをボディ電極12から引き出すことができずに、基板浮遊効果が発生する。   In such a case, the contact becomes insufficient, and the control of the substrate potential (exactly, the potential of the heterojunction layer) is deteriorated. In addition, when a transistor is formed on an SOI substrate as in the second conventional example, carriers accumulated in the body cannot be drawn out from the body electrode 12 and a substrate floating effect occurs.

また、第3の従来例では、第1及び第2の従来例と同様の理由により、ボディコンタクトが高抵抗化したり、形状不良となる。その結果、ボディコンタクトが不十分となり、ボディに所望のバイアスを印加することができずに、動作不良となる。   In the third conventional example, for the same reason as in the first and second conventional examples, the body contact has a high resistance or a defective shape. As a result, the body contact becomes insufficient, and a desired bias cannot be applied to the body, resulting in malfunction.

本発明は、上記従来の課題を解決するためになされたもので、良好なボディコンタクトを得ることが可能でかつヘテロ接合層の電位を好適に制御可能なヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタ及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above-described conventional problems, and provides a heterojunction MIS field effect transistor capable of obtaining a favorable body contact and capable of suitably controlling the potential of the heterojunction layer, and the same. An object is to provide a manufacturing method.

上記課題を解決するために、本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、少なくともその上部が主にSiからなる半導体で構成された基板の直上に、主にSiからなるバッファ層である第1の半導体層を形成する工程Aと、前記第1の半導体層の上面にヘテロ接合するヘテロ接合層を少なくとも有するように第2の半導体層を形成する工程Bと、前記第2の半導体層上にゲート絶縁膜を形成する工程Cと、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程Dと、少なくとも前記第2の半導体層内に位置しかつ平面視において前記ゲート電極を挟むようにソース領域及びドレイン領域を形成する工程Eと、少なくとも前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層又は前記基板に達するコンタクトホールを形成する工程Fと、前記コンタクトホールの底面に露出する前記第1の半導体層及び前記基板の少なくともいずれかに接触するように導電体からなるコンタクトを形成する工程Gと、を有する。   In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a field effect transistor according to the present invention includes a first buffer layer mainly made of Si and at least an upper part thereof directly above a substrate made of a semiconductor made mainly of Si. Forming a second semiconductor layer, forming a second semiconductor layer so as to have at least a heterojunction layer heterojunction with the upper surface of the first semiconductor layer, and forming the second semiconductor layer on the second semiconductor layer; A step C of forming a gate insulating film; a step D of forming a gate electrode on the gate insulating film; and a source region and a source region positioned at least in the second semiconductor layer and sandwiching the gate electrode in plan view Forming a drain region; forming a contact hole that penetrates at least the second semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer or the substrate; and And a step G of forming a contact made of a conductive material so as to be in contact with at least one of said first semiconductor layer and the substrate exposed to the bottom surface of Kutohoru, the.

このような構成とすると、第2の半導体層を貫通するようにコンタクトホールを形成することによって、第2の半導体層中のヘテロ接合層に含まれるGe等を確実に除去し、その上で、そのコンタクトホールの底部にコンタクトを形成するので、Ge等のグレインの形成に起因するコンタクトの高抵抗化や変形を防止することがきる。その結果、良好なボディコンタクトを得ることができ、かつヘテロ接合層の電位を好適に制御することができる。   With such a configuration, by forming a contact hole so as to penetrate the second semiconductor layer, Ge or the like contained in the heterojunction layer in the second semiconductor layer is surely removed, and then, Since the contact is formed at the bottom of the contact hole, it is possible to prevent the contact from increasing in resistance and deformation due to the formation of grains such as Ge. As a result, a good body contact can be obtained and the potential of the heterojunction layer can be suitably controlled.

前記工程Fにおいて、前記コンタクトホールが前記第2の半導体層及び第1の半導体層を貫通して前記基板に達するように形成され、前記工程Gにおいて、前記コンタクトが前記基板に接触するように形成されてもよい。   In the step F, the contact hole is formed so as to penetrate the second semiconductor layer and the first semiconductor layer and reach the substrate, and in the step G, the contact is formed so as to contact the substrate. May be.

前記工程Fにおいて、前記コンタクトホールが前記第1の半導体層に達するように形成され、前記工程Gにおいて、前記コンタクトが少なくとも前記第1の半導体層に接触するように形成されてもよい。   In the step F, the contact hole may be formed to reach the first semiconductor layer, and in the step G, the contact may be formed to be in contact with at least the first semiconductor layer.

このような構成とすると、コンタクトが、バッファ層である第1の半導体層に接触するように形成されているので、汚染されている基板と第1の半導体層との界面を避けて、ヘテロ接合層にバイアス電圧を印加することができるため、ヘテロ接合層の電位を的確に制御することができる。   With such a configuration, since the contact is formed so as to contact the first semiconductor layer which is the buffer layer, the heterojunction is avoided by avoiding the interface between the contaminated substrate and the first semiconductor layer. Since a bias voltage can be applied to the layer, the potential of the heterojunction layer can be accurately controlled.

また、本発明の電界効果型トランジスタは、少なくともその上部が主にSiからなる半導体で構成された基板と、前記基板の直上に形成された主にSiからなるバッファ層である第1の半導体層と、前記第1の半導体層の上面にヘテロ接合するように形成されたヘテロ接合層を少なくとも有する第2の半導体層と、前記第2の半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、少なくとも前記第2の半導体層内に位置しかつ平面視において前記ゲート電極を挟むように形成されたソース領域及びドレイン領域と、少なくとも前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層又は前記基板に達するように形成されたコンタクトホールと、前記コンタクトホールの底面に露出する前記第1の半導体層及び前記基板の少なくともいずれかに接触するように形成された導電体からなるコンタクトと、を備える。   The field effect transistor according to the present invention includes a first semiconductor layer that is a substrate made of a semiconductor mainly made of Si at least in the upper part and a buffer layer made mainly of Si formed immediately above the substrate. A second semiconductor layer having at least a heterojunction layer formed so as to be heterojunction with the upper surface of the first semiconductor layer, a gate insulating film formed on the second semiconductor layer, and the gate A gate electrode formed on an insulating film; a source region and a drain region which are located at least in the second semiconductor layer and sandwich the gate electrode in plan view; and at least the second semiconductor layer A contact hole formed so as to pass through the first semiconductor layer or the substrate, the first semiconductor layer exposed on the bottom surface of the contact hole, and Serial comprising a contact made of formed conductors such that at least contact with one of the substrate, the.

このような構成とすると、第2の半導体層を貫通するようにコンタクトホールを形成する際に第2の半導体層中のヘテロ接合層に含まれるGe等が確実に除去され、その上で、そのコンタクトホールの底部にコンタクトが形成されるので、Ge等のグレインの形成に起因するコンタクトの高抵抗化や変形を防止することがきる。その結果、良好なボディコンタクトを得ることができ、かつヘテロ接合層の電位を好適に制御することができる。
ができる。
With such a configuration, Ge or the like contained in the heterojunction layer in the second semiconductor layer is surely removed when the contact hole is formed so as to penetrate the second semiconductor layer, and then the Since the contact is formed at the bottom of the contact hole, it is possible to prevent the contact from increasing in resistance and deformation due to the formation of grains such as Ge. As a result, a good body contact can be obtained and the potential of the heterojunction layer can be suitably controlled.
Can do.

前記コンタクトは前記基板に接触するように形成されていてもよい。   The contact may be formed in contact with the substrate.

前記コンタクトは少なくとも前記第1の半導体層に接触するように形成されていてもよい。   The contact may be formed to be in contact with at least the first semiconductor layer.

このような構成とすると、コンタクトが、バッファ層である第1の半導体層に接触するように形成されているので、汚染されている基板と第1の半導体層との界面を避けて、ヘテロ接合層にバイアス電圧を印加することができるため、ヘテロ接合層の電位を的確に制御することができる。   With such a configuration, since the contact is formed so as to contact the first semiconductor layer which is the buffer layer, the heterojunction is avoided by avoiding the interface between the contaminated substrate and the first semiconductor layer. Since a bias voltage can be applied to the layer, the potential of the heterojunction layer can be accurately controlled.

前記第2の半導体層のヘテロ接合層が、SiGe、SiGeC、SiC、又はGeからなっていてもよい。   The heterojunction layer of the second semiconductor layer may be made of SiGe, SiGeC, SiC, or Ge.

前記第2の半導体層が、前記ヘテロ接合層と該ヘテロ接合層上に形成されたSi層とからなっていてもよい。   The second semiconductor layer may be composed of the heterojunction layer and a Si layer formed on the heterojunction layer.

前記基板がSOI基板であり、前記基板の上部を構成する半導体が、該SOI基板の絶縁膜上に形成されたSi上部層であってもよい。   The substrate may be an SOI substrate, and the semiconductor constituting the upper portion of the substrate may be a Si upper layer formed on an insulating film of the SOI substrate.

前記基板がバルクのSi基板であってもよい。   The substrate may be a bulk Si substrate.

前記コンタクトが、前記ゲート電極を前記第1の半導体層に電気的に接続するボディコンタクトであってもよい。   The contact may be a body contact that electrically connects the gate electrode to the first semiconductor layer.

本発明は以上に説明したように構成され、ヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタ及びその製造方法において、良好なボディコンタクトを得ることが可能でかつヘテロ接合層の電位を好適に制御可能であるという効果を奏する。   The present invention is configured as described above, and in the heterojunction MIS field effect transistor and the manufacturing method thereof, it is possible to obtain good body contact and to suitably control the potential of the heterojunction layer. There is an effect.

以下に、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(実施の形態1)
図1は、本発明の実施の形態1に係る電界効果型トランジスタの平面視における構造を示す平面図である。図2は、図1の電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)は図1のIIA-IIA線に沿った断面(ゲート長方向に沿った断面)を示す断面図、(b)は図1のIIB-IIB線に沿った断面(ゲート幅方向に沿った断面)を示す断面図である。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a plan view showing a structure of the field effect transistor according to the first embodiment of the present invention in plan view. 2 is a view showing a cross-sectional structure of the field effect transistor of FIG. 1, wherein (a) is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line IIA-IIA of FIG. 1 (cross section along the gate length direction); FIG. 2B is a cross-sectional view showing a cross section taken along the line IIB-IIB in FIG. 1 (a cross section along the gate width direction).

本実施の形態の電界効果型トランジスタは、ヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタである。   The field effect transistor according to the present embodiment is a heterojunction MIS field effect transistor.

図1及び図2に示すように、この電界効果型トランジスタは、バルクのSiからなるSi半導体基板1を備えている。ここで、本明細書では、説明を簡略化するために、図2においては、Si半導体基板を示す符号1は、Si半導体基板のうちの、未加工のまま残った領域(ボディ領域6の下方に位置する領域)を指している。しかし、このSi半導体基板1は、この電界効果トランジスタのうちの、次に述べるSiバッファ層3より下方に位置する領域で構成されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the field effect transistor includes a Si semiconductor substrate 1 made of bulk Si. Here, in order to simplify the description in this specification, in FIG. 2, reference numeral 1 indicating the Si semiconductor substrate is an unprocessed region (below the body region 6) of the Si semiconductor substrate. The area located at). However, the Si semiconductor substrate 1 is constituted by a region of the field effect transistor located below the Si buffer layer 3 described below.

このSi半導体基板1の上に、エピタキシャル成長により、SiからなるSiバッファ層3、SiGeからなる歪SiGe層4、及びSiからなるSiキャップ層5がこの順に形成されている。従って、歪SiGe層4は、Siバッファ層3とSiキャップ層5との双方に対してヘテロ接合している。Siバッファ層3の厚みは、例えば5nmである。歪SiGe層4の厚みは、例えば8nm程度である。Siキャップ層5の厚みは、ここでは、2nmである。Siキャップ層5の厚みは、0.1nm〜4nm程度とすることが好ましく、2nm程度とすることがより好ましい。このような厚みとすると、表面散乱を抑えながら、ホール移動度の高い歪SiGe層4にキャリアを多く蓄積させることができ、電気特性を向上させることができる。   An Si buffer layer 3 made of Si, a strained SiGe layer 4 made of SiGe, and an Si cap layer 5 made of Si are formed in this order on the Si semiconductor substrate 1 by epitaxial growth. Therefore, the strained SiGe layer 4 is heterojunction with both the Si buffer layer 3 and the Si cap layer 5. The thickness of the Si buffer layer 3 is 5 nm, for example. The thickness of the strained SiGe layer 4 is, for example, about 8 nm. Here, the thickness of the Si cap layer 5 is 2 nm. The thickness of the Si cap layer 5 is preferably about 0.1 nm to 4 nm, and more preferably about 2 nm. With such a thickness, a large amount of carriers can be accumulated in the strained SiGe layer 4 with high hole mobility while suppressing surface scattering, and the electrical characteristics can be improved.

これらの各層(以下、エピタキシャル成長層という)3,4,5が形成されたSi半導体基板1には素子分離領域2が形成されている。この素子分離領域2によって囲まれた領域(以下、活性領域という場合がある)に、p型の不純物がドープされて導電性が付与されたp型のソース領域7及びp型のドレイン領域8と、n型の不純物がドープされて導電性が付与されたn型のボディ領域6が形成されている。ソース領域7及びドレイン領域8の上には、それぞれ、シリサイド層からなるソース電極13及びドレイン電極14が形成されている。図1に示すように、ソース領域7とドレイン領域8とは、平面視においてゲート電極10の両側に(正確にはゲート長方向における両側に)位置するように形成されている。また、ソース領域7からゲート側壁絶縁膜15の下方領域に延びるようにソースエクステンション41が形成されかつドレイン領域8からゲート側壁絶縁膜15の下方領域に延びるようにドレインエクステンション42が形成されている。なお、簡略化する場合には、ソースエクステンション41及びドレインエクステンション42を省略してもよい。そして、このソース領域7及びドレイン領域8は、図2に示すように、Si半導体基板1の厚み方向においては、それぞれ、ソース電極13及びドレイン電極14の直下からSi半導体基板1の上部に渡るように形成されている。   An element isolation region 2 is formed in the Si semiconductor substrate 1 on which these layers (hereinafter referred to as epitaxial growth layers) 3, 4 and 5 are formed. A p-type source region 7 and a p-type drain region 8 to which conductivity is imparted by doping a region surrounded by the element isolation region 2 (hereinafter sometimes referred to as an active region) with a p-type impurity, The n-type body region 6 doped with n-type impurities and imparted with conductivity is formed. A source electrode 13 and a drain electrode 14 made of a silicide layer are formed on the source region 7 and the drain region 8, respectively. As shown in FIG. 1, the source region 7 and the drain region 8 are formed so as to be located on both sides of the gate electrode 10 (more precisely, on both sides in the gate length direction) in plan view. A source extension 41 is formed so as to extend from the source region 7 to a region below the gate sidewall insulating film 15, and a drain extension 42 is formed so as to extend from the drain region 8 to a region below the gate sidewall insulating film 15. In the case of simplification, the source extension 41 and the drain extension 42 may be omitted. As shown in FIG. 2, the source region 7 and the drain region 8 extend from directly below the source electrode 13 and the drain electrode 14 to the top of the Si semiconductor substrate 1 in the thickness direction of the Si semiconductor substrate 1. Is formed.

ボディ領域6は、活性領域内に位置するSi半導体基板1の上部のうちの、ソース領域7及びドレイン領域8を除く部分を占めるように形成されている。   The body region 6 is formed so as to occupy the portion excluding the source region 7 and the drain region 8 in the upper part of the Si semiconductor substrate 1 located in the active region.

活性領域内のエピタキシャル成長層3〜5のうちの、ソース領域7及びドレイン領域8を除く部分(以下、チャネル領域という)におけるSiキャップ層5の上にゲート絶縁膜9が形成され、このゲート絶縁膜9の上にゲート電極10が形成されている。なお、チャネル領域は、通常、ボディ領域6から拡散するn型不純物によって低濃度のn型にドープされている。ゲート電極10は、p型不純物をドープされたポリシリコンからなるドープポリシリコン層10aとシリサイド層10bとで構成されている。図1及び図2に示すように、ゲート電極10の側面には、ゲート側壁絶縁膜15が形成されている。そして、ソース領域7及びドレイン領域8の上には、それぞれ、シリサイドからなるソース電極13及びドレイン電極14が形成されている。   A gate insulating film 9 is formed on the Si cap layer 5 in a portion of the epitaxial growth layers 3 to 5 in the active region excluding the source region 7 and the drain region 8 (hereinafter referred to as channel region). A gate electrode 10 is formed on 9. The channel region is usually doped to a low concentration n-type with an n-type impurity diffused from the body region 6. The gate electrode 10 is composed of a doped polysilicon layer 10a and a silicide layer 10b made of polysilicon doped with a p-type impurity. As shown in FIGS. 1 and 2, a gate sidewall insulating film 15 is formed on the side surface of the gate electrode 10. A source electrode 13 and a drain electrode 14 made of silicide are formed on the source region 7 and the drain region 8, respectively.

そして、Siバッファ層3、歪SiGe層4、Siキャップ層5、及びゲート絶縁膜9を貫通するようにコンタクトホール31が形成され、このコンタクトホール31の底部に、シリサイドからなるボディ電極12が、ボディ層6に接触するように形成されている。ボディ電極12は、ボディ層6の表層部をシリサイド化して形成されるので、その厚みは設計要件となる。   A contact hole 31 is formed so as to penetrate the Si buffer layer 3, the strained SiGe layer 4, the Si cap layer 5, and the gate insulating film 9. A body electrode 12 made of silicide is formed at the bottom of the contact hole 31. It is formed so as to be in contact with body layer 6. Since the body electrode 12 is formed by siliciding the surface layer portion of the body layer 6, the thickness is a design requirement.

次に、以上のように構成された電界効果型トランジスタの製造方法を説明する。但し、ボディ電極12の形成工程以外の工程は公知であるので、ボディ電極12の形成工程を中心に説明し、それ以外の工程は簡略化して説明する。   Next, a method for manufacturing the field effect transistor configured as described above will be described. However, since processes other than the process of forming the body electrode 12 are known, the process of forming the body electrode 12 will be mainly described, and the other processes will be described in a simplified manner.

図3(a)乃至図3(k)は、図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、図3(a),(b),(d),(f)〜(i),(k)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、図3(c),(e),(j)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。   3 (a) to 3 (k) are cross-sectional views showing the manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1, and FIGS. 3 (a), (b), (d), (f) to (f) i) and (k) are sectional views showing a section along the gate length direction, and FIGS. 3C, 3E and 3J are sectional views showing a section along the gate width direction.

まず、図3(a)の工程において、Si半導体基板1に素子分離領域2を形成し、それにより素子分離領域2で囲まれた活性領域を形成する。   First, in the step of FIG. 3A, an element isolation region 2 is formed in the Si semiconductor substrate 1, thereby forming an active region surrounded by the element isolation region 2.

次に、図3(b)の工程において、Si半導体基板1にAs又はP等のn型不純物をイオン注入して活性領域にnウエル6’を形成する。この際、閾値電圧Vtを制御するためにBからなるp型不純物も適宜イオン注入される。その後、Si半導体基板1をアニールしてnウエル6’を活性化する。   Next, in the step of FIG. 3B, n-type impurities such as As or P are ion-implanted into the Si semiconductor substrate 1 to form an n-well 6 'in the active region. At this time, p-type impurities made of B are also ion-implanted as appropriate in order to control the threshold voltage Vt. Thereafter, the Si semiconductor substrate 1 is annealed to activate the n-well 6 '.

次に、図3(c)の工程において、Si半導体基板1の表面に選択成長用のマスク層50を形成する。このマスク層50は、SiOからなる堆積層、熱酸化層等で構成される。また、このマスク50は、活性領域に開口を有し、かつ、この活性領域中の、ボディ電極用のコンタクトホールを形成すべき領域(コンタクトホール形成領域という)を覆うように形成される。 Next, in the step of FIG. 3C, a mask layer 50 for selective growth is formed on the surface of the Si semiconductor substrate 1. The mask layer 50 is composed of a deposited layer made of SiO 2 , a thermal oxide layer, or the like. The mask 50 has an opening in the active region and is formed so as to cover a region (referred to as a contact hole forming region) in which a body electrode contact hole is to be formed.

次に、図3(d)及び図3(e)の工程において、このようにマスクが形成されたSi半導体基板1に、CVD法により、Siバッファ層3、歪SiGe層4、及びSiキャップ層5を順にエピタキシャル成長させ、その後マスク層50を除去する。これにより、活性領域の上に、Siバッファ層3、歪SiGe層4、及びSiキャップ層5(エピタキシャル成長層3〜5)が形成される。一方、コンタクトホール形成領域の絶縁層上にはエピタキシャル成長層3〜5が形成されず、コンタクトホール31’が形成される。   Next, in the steps of FIGS. 3D and 3E, the Si buffer substrate 3, the strained SiGe layer 4, and the Si cap layer are formed on the Si semiconductor substrate 1 on which the mask is formed in this manner by the CVD method. 5 are sequentially epitaxially grown, and then the mask layer 50 is removed. Thereby, the Si buffer layer 3, the strained SiGe layer 4, and the Si cap layer 5 (epitaxial growth layers 3 to 5) are formed on the active region. On the other hand, the epitaxial growth layers 3 to 5 are not formed on the insulating layer in the contact hole forming region, but the contact hole 31 ′ is formed.

次に、図3(f)の工程において、Si半導体基板1の全表面に、CVD法により、ゲート絶縁膜9a’とポリシリコン膜10a’とを順次堆積する。   Next, in the step of FIG. 3F, a gate insulating film 9a 'and a polysilicon film 10a' are sequentially deposited on the entire surface of the Si semiconductor substrate 1 by the CVD method.

次に、図3(g)の工程において、CVD法により、Si半導体基板1の全表面にTEOS層(TEOSによるSiO層)51を形成し、これをリソグラフィにより所定形状にパターニングする。これにより、ゲート電極を形成すべき領域の上にTEOS層51が残置される。そして、このTEOS層51をマスクとして、ドライエッチングを遂行することにより、TEOS層51が残置された部分以外のゲート絶縁膜9’及びポリシリコン膜10a’を除去する。これにより、ゲート絶縁膜9と、ゲート電極10のポリシリコン層10aが形成される。 Next, in the step of FIG. 3G, a TEOS layer (SiO 2 layer made of TEOS) 51 is formed on the entire surface of the Si semiconductor substrate 1 by CVD, and this is patterned into a predetermined shape by lithography. As a result, the TEOS layer 51 is left on the region where the gate electrode is to be formed. Then, dry etching is performed using the TEOS layer 51 as a mask to remove the gate insulating film 9 ′ and the polysilicon film 10a ′ other than the portion where the TEOS layer 51 is left. Thereby, the gate insulating film 9 and the polysilicon layer 10a of the gate electrode 10 are formed.

次に、図3(h)の工程において、ソースドレイン領域を形成しない領域をレジストでマスクし、Bからなるp型不純物をSi半導体基板1にイオン注入する。また、図示しないが、短チャネル効果を抑制するために、Asからなるn型不純物をゲート下部の領域を狙って、斜め方向にポケット注入する。これにより、エピタキシャル成長層3〜5の、平面視におけるゲート電極10のポリシリコン層10aの両側に、所定の深さに渡って、ソースエクステンション領域41’及びドレインエクステンション領域42’が形成される。   Next, in the step of FIG. 3H, a region where the source / drain region is not formed is masked with a resist, and p-type impurities made of B are ion-implanted into the Si semiconductor substrate 1. Although not shown, in order to suppress the short channel effect, an n-type impurity composed of As is pocket-implanted in an oblique direction aiming at a region under the gate. As a result, source extension regions 41 ′ and drain extension regions 42 ′ are formed over a predetermined depth on both sides of the polysilicon layer 10 a of the gate electrode 10 in the plan view of the epitaxial growth layers 3 to 5.

次に、図3(i)の工程において、Si半導体基板1の表面に、CVD法により絶縁膜を堆積し、これを等方性エッチングすることによりゲート電極10のポリシリコン層10a及びTEOS層51の側面にゲート側壁絶縁膜15を形成する。このとき、ゲート側壁絶縁膜15はコンタクトホール31’の側壁にも形成される。その後、ソースドレイン領域を形成しない領域をレジストでマスクし、Bからなるp型不純物をSi半導体基板1にイオン注入する。その後、Si半導体基板1をアニールして、イオンを注入された領域を活性化する。これにより、エピタキシャル成長層3〜5の、平面視におけるゲート側壁絶縁膜15の両側に、所定の深さに渡って、ソース領域7及びドレイン領域8が形成される。また、ゲート側壁絶縁膜15の直下にソースエクステンション41及びドレインエクステンション42が形成される。また、nウエル6’のうち、ソース領域7及びドレイン領域8が形成されなかった領域がボディ領域6となる。また、エピタキシャル成長層3,4,5のうち、ゲート電極10のポリシリコン層10aでマスクされた領域がチャネル領域となる。このチャネル領域は、アニールによりボディ領域6からn型不純物が拡散して、低濃度のn型にドープされる。また、ゲート電極のポリシリコン10aが、注入されたp型不純物によりp型にドープされる。   Next, in the step of FIG. 3I, an insulating film is deposited on the surface of the Si semiconductor substrate 1 by the CVD method, and isotropically etched to thereby form the polysilicon layer 10a and the TEOS layer 51 of the gate electrode 10. A gate side wall insulating film 15 is formed on the side surface of the gate electrode. At this time, the gate sidewall insulating film 15 is also formed on the sidewall of the contact hole 31 '. Thereafter, a region where the source / drain region is not formed is masked with a resist, and p-type impurities made of B are ion-implanted into the Si semiconductor substrate 1. Thereafter, the Si semiconductor substrate 1 is annealed to activate the region implanted with ions. Thereby, the source region 7 and the drain region 8 are formed over a predetermined depth on both sides of the gate sidewall insulating film 15 in a plan view of the epitaxial growth layers 3 to 5. A source extension 41 and a drain extension 42 are formed immediately below the gate sidewall insulating film 15. In the n-well 6 ′, a region where the source region 7 and the drain region 8 are not formed becomes the body region 6. Of the epitaxial growth layers 3, 4, and 5, a region masked by the polysilicon layer 10 a of the gate electrode 10 becomes a channel region. In this channel region, n-type impurities are diffused from the body region 6 by annealing, and are doped to a low concentration n-type. Further, the polysilicon 10a of the gate electrode is doped p-type by the implanted p-type impurity.

次に、図3(j)及び図3(k)の工程において、ゲート電極上のTEOS層51を所定のエッチングにより除去する。   Next, in the steps of FIGS. 3J and 3K, the TEOS layer 51 on the gate electrode is removed by predetermined etching.

次いで、Si半導体基板1の表面に、例えば、ニッケルをスパッタ法で15nm蒸着し、その後、Si半導体基板1に、550℃で15分間熱処理を施す。これにより、ソース領域7、ドレイン領域8、ゲート電極のドープポリシリコン層10a、及びコンタクトホール31に露出するボディ領域6の各々の表層部において、ニッケルとシリコンとが合金化されてニッケルシリサイド膜が形成される。このシリサイド膜が、それぞれ、ソース電極13、ドレイン電極14、ゲート電極10のシリサイド層10b、及びボディ電極12(図2(b)参照)を構成する。これにより、ゲート電極10は、ドープポリシリコン層10aとシリサイド層10bとで構成されたものとなる。なお、このシリサイド化処理においては、ニッケル以外にも、例えば、コバルトを用いてコバルトシリサイド膜を形成してもよい。   Next, for example, nickel is deposited to a thickness of 15 nm on the surface of the Si semiconductor substrate 1 by a sputtering method, and then the Si semiconductor substrate 1 is heat-treated at 550 ° C. for 15 minutes. As a result, nickel and silicon are alloyed in the surface layer portions of the source region 7, the drain region 8, the doped polysilicon layer 10 a of the gate electrode, and the body region 6 exposed to the contact hole 31, thereby forming a nickel silicide film. It is formed. The silicide films form the source electrode 13, the drain electrode 14, the silicide layer 10b of the gate electrode 10, and the body electrode 12 (see FIG. 2B), respectively. Thereby, the gate electrode 10 is composed of the doped polysilicon layer 10a and the silicide layer 10b. In this silicidation process, a cobalt silicide film may be formed using, for example, cobalt other than nickel.

次に、以上のように構成され製造された電界効果型トランジスタの動作を簡単に説明する。   Next, the operation of the field effect transistor constructed and manufactured as described above will be briefly described.

本実施の形態の電界効果型トランジスタは、ゲート電極10とボディ電極12との間に閾値電圧以上の電圧が印加されるとドレイン電流が流れる(動作する)。この動作時において、歪SiGe層4とSiキャップ層5にチャネルが形成され、このチャネルをホールからなるキャリアが高速で移動する。よって、高速動作が可能となる。また、ボディ電極12に印加する電圧を、動作時には閾値電圧が低くなりかつ非動作時には閾値電圧が高くなるよう変化させることにより、動作電圧を低減しかつリーク電流を低減することが可能となる。さらに、本実施の形態では、エピタキシャル成長層3〜5を形成する際に、ボディ電極12を形成すべき領域にエピタキシャル成長層3〜5を形成しないようにして、ボディ領域6に達するコンタクトホール31を形成し、そのコンタクトホール31の底部にボディ電極12を形成する。従って、ボディ電極12を形成する際に、Geの偏析によるグレインの形成を防ぐことができ、抵抗が小さい良好なシリサイド電極が形成できる。また、シリサイド膜の平坦性が良く、形状不良をおこしにくい。したがって、ボディ電位の制御を改善することができる。また、コンタクトホール31の側壁にもゲート側壁絶縁膜が形成されているので、シリサイド電極形成時に側壁のSiGe層のGeとの反応がなく、形状不良がおこりにくい。   In the field effect transistor of the present embodiment, a drain current flows (operates) when a voltage equal to or higher than the threshold voltage is applied between the gate electrode 10 and the body electrode 12. During this operation, a channel is formed in the strained SiGe layer 4 and the Si cap layer 5, and carriers consisting of holes move through the channel at a high speed. Therefore, high speed operation is possible. Further, by changing the voltage applied to the body electrode 12 so that the threshold voltage is lowered during operation and the threshold voltage is increased during non-operation, the operating voltage can be reduced and the leakage current can be reduced. Further, in the present embodiment, when the epitaxial growth layers 3 to 5 are formed, the contact hole 31 reaching the body region 6 is formed so as not to form the epitaxial growth layers 3 to 5 in the region where the body electrode 12 is to be formed. Then, the body electrode 12 is formed at the bottom of the contact hole 31. Therefore, when forming the body electrode 12, the formation of grains due to the segregation of Ge can be prevented, and a good silicide electrode with low resistance can be formed. Further, the flatness of the silicide film is good, and it is difficult to cause a shape defect. Therefore, the body potential control can be improved. Further, since the gate side wall insulating film is also formed on the side wall of the contact hole 31, there is no reaction with Ge of the SiGe layer on the side wall when the silicide electrode is formed, and the shape defect is unlikely to occur.

次に、本実施の形態の変形例を説明する。
[変形例1]
本変形例では、図1の電界効果型トランジスタの製造方法において、コンタクトホール31の形成方法を変形したものである。
Next, a modification of the present embodiment will be described.
[Modification 1]
In this modification, the method for forming the contact hole 31 is modified in the method for manufacturing the field effect transistor of FIG.

具体的には、図3(c)の工程において、活性領域の全面に渡ってエピタキシャル成長層3〜5を形成し、その後、適宜なタイミングで、エピタキシャル成長層3〜5をエッチングにより除去して、ボディ領域6の表面に達するコンタクトホール31を形成する。例えば図3(d)の工程において、エピタキシャル成長した後、Si半導体基板1の全面にボディ電極12を形成すべき部分に開口を有するレジスト膜を形成し、これをマスクとしてエッチングを行うことによって、当該開口の部分にコンタクトホール31を形成する。すなわち、このエッチングにより、ゲート絶縁膜9からSiバッファ層3までの各層9,5,4,3が除去される。これを、ウエットエッチングにより行う場合には、例えば、HNO3:H2O:HF=40:20:5のエッチング溶液が用いられる。このウェットエッチングによれば、歪SiGe層4のエッチング速度がボディ領域6(Si層)のエッチング速度よりもおよそ10倍強速いので、これを選択的に除去することができる。また、これを、ドライエッチングにより行う場合は、除去すべき層の合計厚に応じて、時間によりエッチング量を制御することにより、適切にエッチングを行うことができる。 Specifically, in the step of FIG. 3C, the epitaxial growth layers 3 to 5 are formed over the entire surface of the active region, and thereafter, the epitaxial growth layers 3 to 5 are removed by etching at an appropriate timing. A contact hole 31 reaching the surface of the region 6 is formed. For example, in the step of FIG. 3D, after epitaxial growth, a resist film having an opening in a portion where the body electrode 12 is to be formed is formed on the entire surface of the Si semiconductor substrate 1, and etching is performed using the resist film as a mask. A contact hole 31 is formed in the opening. That is, by this etching, the layers 9, 5, 4, 3 from the gate insulating film 9 to the Si buffer layer 3 are removed. When this is performed by wet etching, for example, an etching solution of HNO 3 : H 2 O: HF = 40: 20: 5 is used. According to this wet etching, since the etching rate of the strained SiGe layer 4 is about 10 times faster than that of the body region 6 (Si layer), it can be selectively removed. In addition, when this is performed by dry etching, the etching can be appropriately performed by controlling the etching amount according to time according to the total thickness of the layers to be removed.

また、このエッチングによるコンタクトホール31の形成を、図3(g)の工程におけるゲート電極の形成の後又は図3(i)の工程におけるゲート側壁絶縁膜15の形成の前に行ってもよい。   Further, the contact hole 31 may be formed by this etching after the formation of the gate electrode in the step of FIG. 3G or before the formation of the gate sidewall insulating film 15 in the step of FIG.

このような変形例によっても、上述のエッチングにより、Geを含有する歪SiGe層4を除去しているので、ボディ電極12を形成する際に、Geの偏析によるグレインの形成を防ぐことができ、抵抗が小さい良好なシリサイド電極が形成できる。また、シリサイド膜の平坦性が良く、形状不良をおこしにくい。また、コンタクトホール形成後にゲート側壁絶縁膜を形成することで、ヘテロ接層の断面が絶縁膜で覆われ、シリサイド工程でGeが混入しないので、形状不良をおこしにくい。
したがって、ボディ電位の制御を改善することができる。
(実施の形態2)
図4は本発明の実施の形態2に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面)を示す断面図である。
Also in such a modification, since the strained SiGe layer 4 containing Ge is removed by the above-described etching, the formation of grains due to the segregation of Ge can be prevented when the body electrode 12 is formed, A good silicide electrode with low resistance can be formed. Further, the flatness of the silicide film is good, and it is difficult to cause a shape defect. Further, by forming the gate sidewall insulating film after forming the contact hole, the cross section of the hetero contact layer is covered with the insulating film, and Ge is not mixed in the silicide process, so that it is difficult to cause a shape defect.
Therefore, the control of the body potential can be improved.
(Embodiment 2)
4A and 4B are views showing a cross-sectional structure of a field effect transistor according to Embodiment 2 of the present invention, in which FIG. 4A is a cross-sectional view showing a cross section along the gate length direction, and FIG. It is sectional drawing which shows the cross section along.

本実施の形態の電界効果型トランジスタでは、コンタクトホール31がSiバッファ層3の表面に達するように形成されている。そして、このSiバッファ層3の表層部がシリサイド化されて、そのシリサイド膜からなるボディ電極12が形成されている。このボディ電極12は、シリサイド化によって形成するため、Siバッファ層3の厚みが薄い場合にはSiバッファ層3のみならずボディ領域にも達する場合があるが、それでも構わない。これ以外の点は、実施の形態1と同様である。   In the field effect transistor of the present embodiment, the contact hole 31 is formed so as to reach the surface of the Si buffer layer 3. The surface layer portion of the Si buffer layer 3 is silicided to form a body electrode 12 made of the silicide film. Since the body electrode 12 is formed by silicidation, if the thickness of the Si buffer layer 3 is thin, it may reach not only the Si buffer layer 3 but also the body region, but that may be sufficient. The other points are the same as in the first embodiment.

また、本実施の形態の電界効果型トランジスタの製造方法は、コンタクトホール31及びボディ電極12が上述のように形成される他は、実施の形態1の変形例1と同じである。なお、コンタクトホール31を形成するためのウェットエッチングにおいては、歪SiGe層4のエッチング速度がSiバッファ層3のエッチング速度よりもおよそ10倍強速いので、これを選択的に除去することができる。また、エッチング時間を制御することによっても的確に歪SiGe槽を選択的に除去することができる。   The manufacturing method of the field effect transistor according to the present embodiment is the same as that of the first modification of the first embodiment except that the contact hole 31 and the body electrode 12 are formed as described above. In the wet etching for forming the contact hole 31, the etching rate of the strained SiGe layer 4 is about 10 times faster than the etching rate of the Si buffer layer 3, so that it can be selectively removed. Also, the strained SiGe bath can be selectively removed accurately by controlling the etching time.

ところで、一般に、電界効果型トランジスタを製造する場合においては、Si半導体基板1の上面(ボディ領域6の上面)にSiバッファ層3以上の層がエピタキシャル成長されることから、Si半導体基板1の上面とSiバッファ層3との界面は汚染されている。このため、ボディ領域6に直接ボディ電極12を形成すると、ボディ領域6の上面とSiバッファ層3との界面を介して、歪SiGe層4にバイアス電圧が印加されるため、歪SiGe層(ヘテロ接合層)4の電位を的確に制御することができない。しかし、本実施の形態によれば、汚染されているボディ領域6とSiバッファ層3との界面を避けて、歪SiGe層4にバイアス電圧を印加することができる。このため、歪SiGe層4の電位を的確に制御することができる。   By the way, in general, in the case of manufacturing a field effect transistor, since the Si buffer layer 3 or more layers are epitaxially grown on the upper surface of the Si semiconductor substrate 1 (the upper surface of the body region 6), the upper surface of the Si semiconductor substrate 1 The interface with the Si buffer layer 3 is contaminated. Therefore, when the body electrode 12 is formed directly on the body region 6, a bias voltage is applied to the strained SiGe layer 4 via the interface between the upper surface of the body region 6 and the Si buffer layer 3. The potential of the bonding layer) 4 cannot be accurately controlled. However, according to the present embodiment, a bias voltage can be applied to the strained SiGe layer 4 while avoiding the interface between the contaminated body region 6 and the Si buffer layer 3. For this reason, the potential of the strained SiGe layer 4 can be accurately controlled.

次に、本実施の形態の変形例を説明する。
[変形例2]
図5は、本実施の形態の変形例2に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。
Next, a modification of the present embodiment will be described.
[Modification 2]
5A and 5B are diagrams showing a cross-sectional structure of a field effect transistor according to Modification 2 of the present embodiment, where FIG. 5A is a cross-sectional view showing a cross section along the gate length direction, and FIG. 5B is a gate width. It is sectional drawing which shows the cross section along a direction.

図5に示すように、本変形例の電界効果型トランジスタは、図4の電界効果型トランジスタにおいて、Siキャップ層5を省略したものである。このように、Siキャップ層をなくすことで、より多くのキャリアを歪SiGe層4に蓄積することが可能となり、電流駆動力を向上させることができる。
[変形例3]
図6は、本実施の形態の変形例3に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。
As shown in FIG. 5, the field effect transistor of this modification is obtained by omitting the Si cap layer 5 from the field effect transistor of FIG. Thus, by eliminating the Si cap layer, more carriers can be accumulated in the strained SiGe layer 4 and the current driving capability can be improved.
[Modification 3]
6A and 6B are diagrams showing a cross-sectional structure of a field effect transistor according to Modification 3 of the present embodiment, where FIG. 6A is a cross-sectional view showing a cross section along the gate length direction, and FIG. 6B is a gate width. It is sectional drawing which shows the cross section along a direction.

図6に示すように、本変形例の電界効果型トランジスタは、図4の電界効果型トランジスタにおいて、歪SiGe層4が、間にSi層19を挟むようにして、2層形成されている。Si層19の厚みは、ここでは、3nmである。   As shown in FIG. 6, in the field effect transistor of this modification, in the field effect transistor of FIG. 4, two layers of the strained SiGe layer 4 are formed so as to sandwich the Si layer 19 therebetween. Here, the thickness of the Si layer 19 is 3 nm.

このように、歪SiGe層4を2層にすることで、ダブルチャネル化が可能となり、ドレイン電流を増やすことができる。
(実施の形態3)
図7は、本発明の実施の形態3に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。図7において、図4と同一符号は、同一又は相当する部分を示す。
As described above, by forming the strained SiGe layer 4 into two layers, a double channel can be realized and the drain current can be increased.
(Embodiment 3)
7A and 7B are diagrams showing a cross-sectional structure of a field effect transistor according to Embodiment 3 of the present invention, where FIG. 7A is a cross-sectional view showing a cross section along the gate length direction, and FIG. 7B is a gate width direction. It is sectional drawing which shows the cross section along line. 7, the same reference numerals as those in FIG. 4 denote the same or corresponding parts.

図7に示すように、本実施の形態では、図4のバルクのSiからなるSi半導体基板1に代えて、SOI基板からなるSi半導体基板1が用いられている。その他の点は実施の形態2と同様である。なお、図7においては、SOI基板(Si半導体基板)を示す符号1は、SOI基板のうちの、未加工のまま残った領域を指している。しかし、このSOI基板1は、この電界効果トランジスタのうちの、Siバッファ層3より下方に位置する領域で構成されている。   As shown in FIG. 7, in this embodiment, a Si semiconductor substrate 1 made of an SOI substrate is used instead of the Si semiconductor substrate 1 made of bulk Si in FIG. Other points are the same as in the second embodiment. In FIG. 7, reference numeral 1 indicating an SOI substrate (Si semiconductor substrate) indicates a region left unprocessed in the SOI substrate. However, the SOI substrate 1 is composed of a region located below the Si buffer layer 3 in the field effect transistor.

具体的には、SOI基板からなるSi半導体基板1は、未加工のまま残った領域上に、埋め込み酸化膜16と上部Si層17とが形成されて構成されている。   Specifically, the Si semiconductor substrate 1 made of an SOI substrate is configured by forming a buried oxide film 16 and an upper Si layer 17 on a region left unprocessed.

そして、この上部Si層17に、Siバッファ層3、歪SiGe層4、及びSiキャップ層5がエピタキシャル成長により形成されている。そして、Si半導体基板1の上部Si層17がn型不純物を注入されてn型にドープされている。すなわち、本実施の形態では、上部Si層17が、実施の形態2の電界効果型トランジスタにおけるnウエルと同じ役割を果たしている。また、素子分離領域2は、Si半導体基板1の埋め込み酸化膜16の表面に達する深さに形成されている。その他の点は実施の形態2と同様である。   The Si buffer layer 3, the strained SiGe layer 4, and the Si cap layer 5 are formed on the upper Si layer 17 by epitaxial growth. The upper Si layer 17 of the Si semiconductor substrate 1 is doped with n-type impurities by being implanted with n-type impurities. That is, in the present embodiment, the upper Si layer 17 plays the same role as the n-well in the field effect transistor of the second embodiment. The element isolation region 2 is formed to a depth reaching the surface of the buried oxide film 16 of the Si semiconductor substrate 1. Other points are the same as in the second embodiment.

このように構成された本実施の形態の電界効果型トランジスタによれば、ボディに蓄積するキャリアを速やかにボディ電極12に引き出すことができるので、基板浮遊効果を抑制し、素子を安定して動作させることが可能となる。
(実施の形態4)
図8は、本発明の実施の形態4に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。図8において、図7と同一符号は、同一又は相当する部分を示す。
According to the field effect transistor of the present embodiment configured as described above, carriers accumulated in the body can be quickly drawn out to the body electrode 12, so that the substrate floating effect is suppressed and the element operates stably. It becomes possible to make it.
(Embodiment 4)
8A and 8B are diagrams showing a cross-sectional structure of a field effect transistor according to Embodiment 4 of the present invention, where FIG. 8A is a cross-sectional view showing a cross section along the gate length direction, and FIG. 8B is a gate width direction. It is sectional drawing which shows the cross section along line. 8, the same reference numerals as those in FIG. 7 denote the same or corresponding parts.

本実施の形態の電界効果型トランジスタは、ダイナミックスレッショルドタイプの電界効果型トランジスタである。   The field effect transistor of this embodiment is a dynamic threshold type field effect transistor.

本実施の形態の電界効果型トランジスタは、実施の形態3の電界効果型トランジスタにおいて、コンタクトホール31がゲート電極10の端部の下面からSiバッファ層3の表層部に到るように形成され、このコンタクトホール31を埋めるようにボディコンタクト18が形成されている。これにより、ゲート電極10とSiバッファ層3とがボディコンタクト18によって電気的に接続されている。ボディコンタクト18は、Al等の導電材料で構成されている。その他の点は実施の形態3と同様である。   The field effect transistor of the present embodiment is formed so that the contact hole 31 reaches the surface layer portion of the Si buffer layer 3 from the lower surface of the end portion of the gate electrode 10 in the field effect transistor of the third embodiment. Body contact 18 is formed to fill contact hole 31. Thereby, the gate electrode 10 and the Si buffer layer 3 are electrically connected by the body contact 18. The body contact 18 is made of a conductive material such as Al. The other points are the same as in the third embodiment.

このように構成された本実施の電界効果型トランジスタによれば、ボディコンタクト18が形成される領域のGe(歪SiGe層4)が除去されているので、Geが偏析することなくグレインが発生せず、低抵抗で良好なボディコンタクト18が形成できる。したがって、ボディ電位の制御を改善することができる。よって、ダイナミックスレッショルド動作時のボディバイアスを安定して印加することができる。また、ボディに蓄積するキャリアを速やかに電極(ゲート電極)に引き出すことができるので、基板浮遊効果を抑制し、素子を安定して動作させることが可能となる。   According to the field effect transistor of this embodiment configured as described above, the Ge (strained SiGe layer 4) in the region where the body contact 18 is formed is removed, so that grains are not generated without segregation of Ge. Therefore, a good body contact 18 can be formed with low resistance. Therefore, the control of the body potential can be improved. Therefore, it is possible to stably apply the body bias during the dynamic threshold operation. In addition, since carriers accumulated in the body can be quickly drawn out to the electrode (gate electrode), the effect of floating the substrate can be suppressed and the element can be operated stably.

なお、上記では、ボディコンタクト18を、コンタクトホール31を埋める導電体で構成したが、これをSiバッファ層3上に形成したシリサイド膜とコンタクトホール31を埋める配線材料とで構成してもよい。   In the above description, the body contact 18 is made of a conductor filling the contact hole 31, but it may be made of a silicide film formed on the Si buffer layer 3 and a wiring material filling the contact hole 31.

なお、実施の形態3及び4において、実施の形態1と同様に、コンタクトホール31をボディ領域6の表面に達するように形成し、ボディ領域6の表層部にシリサイド膜からなるボディ電極12又はボディコンタクト18を形成してもよい。   In the third and fourth embodiments, as in the first embodiment, the contact hole 31 is formed so as to reach the surface of the body region 6, and the body electrode 12 or body made of a silicide film is formed on the surface layer portion of the body region 6. A contact 18 may be formed.

また、実施の形態2乃至4において、ボディ電極12又はボディコンタクト18が形成されるSiバッファ層3は、その不純物濃度を適宜選択可能である。   In the second to fourth embodiments, the impurity concentration of the Si buffer layer 3 on which the body electrode 12 or the body contact 18 is formed can be selected as appropriate.

また、実施の形態1乃至4において、ゲート電極10の材料としては、上述のドープされたシリコンの他、TiN、W、Al、TaN、ニッケルシリサイドなどを用いることができる。   In the first to fourth embodiments, as the material of the gate electrode 10, TiN, W, Al, TaN, nickel silicide, or the like can be used in addition to the doped silicon described above.

また、実施形態1乃至4では、ヘテロ接合層をSiGe層で構成したが、これをSiGeC層、SiC層、Ge層等の、Si、Ge、Cなどの元素を組み合わせてSi層とヘテロ接合する層で構成してもよい。このように構成しても、実施の形態1乃至4と同様の効果が得られる。   In the first to fourth embodiments, the heterojunction layer is formed of a SiGe layer. However, the heterojunction layer is heterojunction with the Si layer by combining elements such as Si, Ge, and C such as a SiGeC layer, a SiC layer, and a Ge layer. It may consist of layers. Even if comprised in this way, the effect similar to Embodiment 1 thru | or 4 is acquired.

本発明の電界効果型トランジスタは、良好なボディコンタクトを得ることが可能でかつヘテロ接合層の電位を的確に制御可能なヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタ等として有用であり、特に、微細なデザインルールの集積回路用トランジスタ又はCMOS回路用トランジスタ等として有用である。   The field effect transistor of the present invention is useful as a heterojunction MIS field effect transistor or the like that can obtain a good body contact and can accurately control the potential of the heterojunction layer. It is useful as a rule integrated circuit transistor or a CMOS circuit transistor.

また、本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、良好なボディコンタクトを得ることが可能でかつヘテロ接合層の電位を的確に制御可能なヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタ等の製造方法として有用であり、特に、微細なデザインルールの集積回路用トランジスタ又はCMOS回路用トランジスタ等の製造方法として有用である。   The method for producing a field effect transistor of the present invention is useful as a method for producing a heterojunction MIS field effect transistor or the like that can obtain a good body contact and can accurately control the potential of the heterojunction layer. In particular, it is useful as a method for manufacturing an integrated circuit transistor or a CMOS circuit transistor having a fine design rule.

本発明の実施の形態1に係る電界効果型トランジスタの平面視における構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in planar view of the field effect transistor which concerns on Embodiment 1 of this invention. 図1の電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)は図1のIIA-IIA線に沿った断面を示す断面図、(b)は図1のIIB-IIB線に沿った断面を示す断面図である。2A and 2B are diagrams showing a cross-sectional structure of the field effect transistor of FIG. 1, where FIG. 1A is a cross-sectional view showing a cross section taken along line IIA-IIA in FIG. 1, and FIG. FIG. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate width direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate width direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate width direction. 図1の電界効果型トランジスタの製造工程を示す断面図であって、ゲート長方向に沿った断面を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the field effect transistor of FIG. 1 and showing a cross section along the gate length direction. 本発明の実施の形態2に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。It is a figure which shows the cross-section of the field effect transistor which concerns on Embodiment 2 of this invention, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along a gate length direction, (b) is the cross section along a gate width direction FIG. 本発明の実施の形態2の変形例2に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。It is a figure which shows the cross-section of the field effect transistor which concerns on the modification 2 of Embodiment 2 of this invention, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along a gate length direction, (b) is a gate width direction It is sectional drawing which shows the cross section along line. 本発明の実施の形態2の変形例3に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。It is a figure which shows the cross-section of the field effect transistor which concerns on the modification 3 of Embodiment 2 of this invention, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along a gate length direction, (b) is a gate width direction It is sectional drawing which shows the cross section along line. 本発明の実施の形態3に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。It is a figure which shows the cross-section of the field effect transistor which concerns on Embodiment 3 of this invention, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along a gate length direction, (b) is the cross section along a gate width direction. FIG. 本発明の実施の形態4に係る電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。It is a figure which shows the cross-section of the field effect transistor which concerns on Embodiment 4 of this invention, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along a gate length direction, (b) is the cross section along a gate width direction FIG. 第1の従来例のヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタの平面視における構造を示す平面図である。It is a top view which shows the structure in the planar view of the heterojunction MIS type field effect transistor of the 1st prior art example. 図9のヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)は図9のXA-XA線に沿った断面(ゲート長方向に沿った断面)を示す断面図、(b)は図9のXB-X線に沿った断面(ゲート幅方向に沿った断面)を示す断面図である。FIG. 10 is a diagram showing a cross-sectional structure of the heterojunction MIS field effect transistor of FIG. 9, wherein (a) is a cross-sectional view showing a cross-section along the XA-XA line of FIG. FIG. 10B is a cross-sectional view showing a cross section along the XB-X line in FIG. 9 (cross section along the gate width direction). 第2の従来例のヘテロ接合MIS型電界効果型トランジスタの断面構造を示す図であって、(a)はゲート長方向に沿った断面を示す断面図、(b)はゲート幅方向に沿った断面を示す断面図である。It is a figure which shows the cross-section of the heterojunction MIS field effect transistor of the 2nd prior art example, Comprising: (a) is sectional drawing which shows the cross section along a gate length direction, (b) is along the gate width direction It is sectional drawing which shows a cross section.

符号の説明Explanation of symbols

1 Si半導体基板
2 素子分離領域
3 Siバッファ層
4 歪SiGe層
5 Siキャップ層
6 ボディ領域
7 ソース領域
8 ドレイン領域
9 ゲート絶縁膜
10 ゲート電極
10a ドープポリシリコン層
10b シリサイド層
12 ボディ電極
13 ソース電極
14 ドレイン電極
15 ゲート側壁絶縁膜
16 埋め込み酸化膜
17 上部Si層
18 ボディコンタクト
19 Si層
31 コンタクトホール
41 ソースエクステンション
42 ドレインエクステンション
50 マスク層
51 TEOS層
1 Si semiconductor substrate
2 Device isolation region
3 Si buffer layer
4 strained SiGe layer 5 Si cap layer
6 Body region 7 Source region 8 Drain region 9 Gate insulating film
10 Gate electrode 10a Doped polysilicon layer 10b Silicide layer
12 Body electrode
13 Source electrode
14 Drain electrode
15 Gate sidewall insulating film 16 Buried oxide film
17 Upper Si layer
18 Body contact
19 Si layer
31 Contact hole 41 Source extension 42 Drain extension 50 Mask layer 51 TEOS layer

Claims (11)

少なくともその上部が主にSiからなる半導体で構成された基板の直上に、主にSiからなるバッファ層である第1の半導体層を形成する工程Aと、
前記第1の半導体層の上面にヘテロ接合するヘテロ接合層を少なくとも有するように第2の半導体層を形成する工程Bと、
前記第2の半導体層上にゲート絶縁膜を形成する工程Cと、
前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する工程Dと、
少なくとも前記第2の半導体層内に位置しかつ平面視において前記ゲート電極を挟むようにソース領域及びドレイン領域を形成する工程Eと、
少なくとも前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層又は前記基板に達するコンタクトホールを形成する工程Fと、
前記コンタクトホールの底面に露出する前記第1の半導体層及び前記基板の少なくともいずれかに接触するように導電体からなるコンタクトを形成する工程Gと、を有する、電界効果型トランジスタの製造方法。
Forming a first semiconductor layer, which is a buffer layer mainly made of Si, at least directly above a substrate made of a semiconductor made mainly of Si;
Forming a second semiconductor layer so as to have at least a heterojunction layer heterojunction with the upper surface of the first semiconductor layer; and
Forming a gate insulating film on the second semiconductor layer; and
Forming a gate electrode on the gate insulating film; and
Forming a source region and a drain region at least in the second semiconductor layer and sandwiching the gate electrode in plan view; and
Forming a contact hole that penetrates at least the second semiconductor layer and reaches the first semiconductor layer or the substrate; and
Forming a contact made of a conductor so as to be in contact with at least one of the first semiconductor layer exposed on the bottom surface of the contact hole and the substrate.
前記工程Fにおいて、前記コンタクトホールが前記第2の半導体層及び第1の半導体層を貫通して前記基板に達するように形成され、
前記工程Gにおいて、前記コンタクトが前記基板に接触するように形成される、請求項1に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
In the step F, the contact hole is formed to penetrate the second semiconductor layer and the first semiconductor layer to reach the substrate,
The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 1, wherein in the step G, the contact is formed so as to contact the substrate.
前記工程Fにおいて、前記コンタクトホールが前記第1の半導体層に達するように形成され、
前記工程Gにおいて、前記コンタクトが少なくとも前記第1の半導体層に接触するように形成される、請求項1に記載の電界効果型トランジスタの製造方法。
In the step F, the contact hole is formed to reach the first semiconductor layer,
The method of manufacturing a field effect transistor according to claim 1, wherein in the step G, the contact is formed so as to be in contact with at least the first semiconductor layer.
少なくともその上部が主にSiからなる半導体で構成された基板と、
前記基板の直上に形成された主にSiからなるバッファ層である第1の半導体層と、
前記第1の半導体層の上面にヘテロ接合するように形成されたヘテロ接合層を少なくとも有する第2の半導体層と、
前記第2の半導体層上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
少なくとも前記第2の半導体層内に位置しかつ平面視において前記ゲート電極を挟むように形成されたソース領域及びドレイン領域と、
少なくとも前記第2の半導体層を貫通して前記第1の半導体層又は前記基板に達するように形成されたコンタクトホールと、
前記コンタクトホールの底面に露出する前記第1の半導体層及び前記基板の少なくともいずれかに接触するように形成された導電体からなるコンタクトと、
を備えた、電界効果型トランジスタ。
A substrate composed of a semiconductor composed mainly of Si at least in the upper part;
A first semiconductor layer which is a buffer layer mainly made of Si and formed directly on the substrate;
A second semiconductor layer having at least a heterojunction layer formed so as to be heterojunction with the upper surface of the first semiconductor layer;
A gate insulating film formed on the second semiconductor layer;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
A source region and a drain region which are located at least in the second semiconductor layer and are formed so as to sandwich the gate electrode in plan view;
A contact hole formed so as to penetrate at least the second semiconductor layer and reach the first semiconductor layer or the substrate;
A contact made of a conductor formed in contact with at least one of the first semiconductor layer and the substrate exposed at the bottom surface of the contact hole;
A field effect transistor comprising:
前記コンタクトが前記基板に接触するように形成されている、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 4, wherein the contact is formed so as to contact the substrate. 前記コンタクトが少なくとも前記第1の半導体層に接触するように形成されている、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 4, wherein the contact is formed to be in contact with at least the first semiconductor layer. 前記第2の半導体層のヘテロ接合層が、SiGe、SiGeC、SiC、又はGeからなる、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   5. The field effect transistor according to claim 4, wherein the heterojunction layer of the second semiconductor layer is made of SiGe, SiGeC, SiC, or Ge. 前記第2の半導体層が、前記ヘテロ接合層と該ヘテロ接合層上に形成されたSi層とからなる、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 4, wherein the second semiconductor layer includes the heterojunction layer and a Si layer formed on the heterojunction layer. 前記基板がSOI基板であり、前記基板の上部を構成する半導体が、該SOI基板の絶縁膜上に形成されたSi上部層である、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   5. The field effect transistor according to claim 4, wherein the substrate is an SOI substrate, and the semiconductor constituting the upper portion of the substrate is an Si upper layer formed on an insulating film of the SOI substrate. 前記基板がバルクのSi基板である、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 4, wherein the substrate is a bulk Si substrate. 前記コンタクトが、前記ゲート電極を前記第1の半導体層に電気的に接続するボディコンタクトである、請求項4に記載の電界効果型トランジスタ。   The field effect transistor according to claim 4, wherein the contact is a body contact that electrically connects the gate electrode to the first semiconductor layer.
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JP2010258471A (en) * 2008-06-18 2010-11-11 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Method for soi body contact fet with reduced parasitic capacitance
JP2011082527A (en) * 2009-10-09 2011-04-21 Imec Method for enhancing reliability of p-channel semiconductor device and p-channel semiconductor device made thereof
JP2017505545A (en) * 2014-02-12 2017-02-16 クアルコム,インコーポレイテッド FinFET with back gate and reduced punch height variation without punch-through

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