JP2010192588A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体基板本体部101と、半導体基板本体部101の上に突成された、フィン108と、を有し、フィン108は、両端側の一対のソース/ドレイン領域106および一対のソース/ドレイン領域106に挟まれたチャネル領域107を有するものとして構成された、半導体基板と、
半導体基板本体部101の上に形成された、シリコン酸化物からなる、素子分離絶縁膜102と、
素子分離絶縁膜102の上に形成された、シリコン窒化物又はシリコン炭窒化物からなる、被膜109と、
チャネル領域107におけるフィン108の上に形成されたゲート絶縁膜と、
ゲート絶縁膜を介してフィン108におけるチャネル領域107を挟むように形成された、ゲート電極103と、
ソース/ドレイン領域106を覆うと共に被膜109と隙間なく当接する、応力印加層105と、を備える。
【選択図】図1A
Description
前記半導体基板本体部の上に形成された、シリコン酸化物からなる、素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜の上に形成された、シリコン窒化物又はシリコン炭窒化物からなる、被膜と、
前記チャネル領域における前記フィン部の上に形成された、ゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記フィン部における前記チャネル領域を挟むように形成された、ゲート電極と、
前記フィン部における前記ソース/ドレイン領域の上面およびチャネル方向に沿った両側面を覆うと共に前記被膜と隙間なく当接した応力印加層と、を備えることを特徴とする半導体装置が提供される。
前記半導体基板上に、第1のマスク材および第2のマスク材を順次堆積し、
前記第1のマスク材および前記第2のマスク材をパターニングし、
パターニングされた前記第2のマスク材をマスクにして、前記半導体基板を表面から所定の深さまでエッチングすることにより、半導体基板本体部と、前記半導体基板本体部の上に前記半導体基板本体部と一体的に突成された、両端側の一対のソース/ドレイン領域および前記一対のソース/ドレイン領域に挟まれたチャネル領域を有する、フィン部と、を形成し、
前記半導体基板本体部、前記フィン部および前記第2のマスク材の上にシリコン酸化膜を堆積し、
前記第2のマスク材をマスクにして、前記シリコン酸化膜を所定の膜厚になるまでエッチングすることにより、前記半導体基板本体部の上に素子分離絶縁膜を形成し、
前記素子分離絶縁膜、前記フィン部および前記第2のマスク材の上に、シリコン窒化膜またはシリコン炭窒化膜を堆積し、
前記第1のマスク材をマスクにして、前記シリコン窒化膜または前記シリコン炭窒化膜を所定の膜厚になるまでエッチングすることにより、前記素子分離絶縁膜の上に被膜を形成し、
前記フィン部の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記フィン部の前記チャネル領域を挟むゲート電極を形成し、
前記フィン部の前記ソース/ドレイン領域の上面およびチャネル方向に沿った両側面を覆うと共に前記被膜と隙間なく当接する応力印加層を形成する、ことを特徴とする半導体装置の製造方法が提供される。
第1の実施形態について説明する。本実施形態が前述の比較例と異なる点の一つは、素子分離絶縁膜102を覆う、シリコン窒化物(Si3N4)からなる被膜109を有することである。
ゲート電極103は、図1Aからわかるように、チャネル領域107を跨ぐように配置されている。このゲート電極103は、ゲート絶縁膜を介してチャネル領域107を挟んでいる。
次に第2の実施形態について説明する。第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点の一つは、SOI(Silicon On Insulator)基板を用いる点である。
101A:半導体基板
101、501:半導体基板本体部
102A:第2のシリコン酸化膜
102、502:素子分離絶縁膜
103A:ポリシリコン
103、203、503:ゲート電極
104A:第4のシリコン窒化膜
104、204、504:側壁
105、205、505:応力印加層
106、206、506:ソース/ドレイン領域
107、207、507:チャネル領域
108、208、508: フィン(Fin)
109A、209A:第2のシリコン窒化膜
109、209:被膜
111、211:第1のシリコン酸化膜
112、212:第1のシリコン窒化膜
113、213:フォトレジスト膜
114:第3のシリコン窒化膜
115:フォトレジスト膜
201:支持基板
202:BOX層(埋込みシリコン酸化膜)
208A:SOI層
220:SOI基板
Claims (5)
- 半導体基板本体部と、前記半導体基板本体部の上に前記半導体基板本体部と一体的に突成された、フィン部と、を有し、前記フィン部は、両端側の一対のソース/ドレイン領域および前記一対のソース/ドレイン領域に挟まれたチャネル領域を有するものとして構成された、半導体基板と、
前記半導体基板本体部の上に形成された、シリコン酸化物からなる、素子分離絶縁膜と、
前記素子分離絶縁膜の上に形成された、シリコン窒化物又はシリコン炭窒化物からなる、被膜と、
前記チャネル領域における前記フィン部の上に形成された、ゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記フィン部における前記チャネル領域を挟むように形成された、ゲート電極と、
前記フィン部における前記ソース/ドレイン領域の上面およびチャネル方向に沿った両側面を覆うと共に、前記被膜と隙間なく当接した応力印加層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 支持基板と、前記支持基板の上に形成された、シリコン酸化物からなる、BOX層と、前記BOX層の上に突成されたフィン部と、を有し、前記フィン部は、両端側の一対のソース/ドレイン領域および前記一対のソース/ドレイン領域に挟まれたチャネル領域を有するものとして構成された、SOI基板と、
前記BOX層の上に形成された、シリコン窒化物又はシリコン炭窒化物からなる、被膜と、
前記チャネル領域における前記フィン部の上に形成された、ゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記フィン部における前記チャネル領域を挟むように形成された、ゲート電極と、
前記フィン部における前記ソース/ドレイン領域の上面およびチャネル方向に沿った両側面を覆うと共に、前記被膜と隙間なく当接した応力印加層と、
を備えることを特徴とする半導体装置。 - 請求項1又は請求項2に記載の半導体装置であって、
前記ゲート電極の両側面に形成された、シリコン窒化物またはシリコン酸化物からなる側壁をさらに備え、
前記応力印加層は前記側壁と隙間なく当接することを特徴とする半導体装置。 - 半導体基板を準備し、
前記半導体基板上に、第1のマスク材および第2のマスク材を順次堆積し、
前記第1のマスク材および前記第2のマスク材をパターニングし、
パターニングされた前記第2のマスク材をマスクにして、前記半導体基板を表面から所定の深さまでエッチングすることにより、半導体基板本体部と、前記半導体基板本体部の上に前記半導体基板本体部と一体的に突成された、両端側の一対のソース/ドレイン領域および前記一対のソース/ドレイン領域に挟まれたチャネル領域を有する、フィン部と、を形成し、
前記半導体基板本体部、前記フィン部および前記第2のマスク材の上にシリコン酸化膜を堆積し、
前記第2のマスク材をマスクにして、前記シリコン酸化膜を所定の膜厚になるまでエッチングすることにより、前記半導体基板本体部の上に素子分離絶縁膜を形成し、
前記素子分離絶縁膜、前記フィン部および前記第2のマスク材の上に、シリコン窒化膜またはシリコン炭窒化膜を堆積し、
前記第1のマスク材をマスクにして、前記シリコン窒化膜または前記シリコン炭窒化膜を所定の膜厚になるまでエッチングすることにより、前記素子分離絶縁膜の上に被膜を形成し、
前記フィン部の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記フィン部の前記チャネル領域を挟むゲート電極を形成し、
前記フィン部の前記ソース/ドレイン領域の上面およびチャネル方向に沿った両側面を覆うと共に前記被膜と隙間なく当接する応力印加層を形成する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 支持基板の上にBOX層およびSOI層が順次積層されたSOI基板を準備し、
前記SOI層上に、第1のマスク材および第2のマスク材を順次堆積し、
前記第1のマスク材および前記第2のマスク材をパターニングし、
パターニングされた前記第2のマスク材をマスクにして、前記SOI層を前記BOX層が露呈するまでエッチングすることにより、前記BOX層上に突成された、両端側の一対のソース/ドレイン領域および前記一対のソース/ドレイン領域に挟まれたチャネル領域を有するフィン部を形成し、
前記BOX層、前記フィン部および前記第2のマスク材の上に、シリコン窒化膜またはシリコン炭窒化膜を堆積し、
前記第1のマスク材をマスクにして、前記シリコン窒化膜または前記シリコン炭窒化膜を所定の膜厚になるまでエッチングすることにより、前記BOX層の上に被膜を形成し、
前記フィン部の上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜を介して、前記フィン部の前記チャネル領域を挟むゲート電極を形成し、
前記フィン部の前記ソース/ドレイン領域の上面およびチャネル方向に沿った両側面を覆うと共に前記被膜と隙間なく当接する応力印加層を形成する、
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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