JP2010278393A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特に、シリコン混晶層が活性領域内に設けられた半導体装置及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor device in which a silicon mixed crystal layer is provided in an active region and a manufacturing method thereof.
近年、情報通信機器の発達に伴い、システムLSI(large scale integration)等の半導体装置では高い処理能力を有することが要求されている。そのため、トランジスタの動作速度の高速化が図られている。例えばN型MIS(Metal Insulator Semiconductor)トランジスタとP型MISトランジスタとで構成されるCMIS(Complementary Metal Insulator Semiconductor)トランジスタは低消費電力であることから広く用いられており、その高速化は主として構造の微細化により図られている。つまり、CMISトランジスタの高速化は、半導体素子を加工するリソグラフィー技術の進歩に支えられてきた。しかしながら、最近では、要求される加工寸法の最小値がリソグラフィーに用いる光の波長以下になっており、CMISトランジスタに対してより一層の微細化加工を施すことは困難になりつつある。 In recent years, with the development of information communication equipment, semiconductor devices such as system LSI (large scale integration) are required to have high processing capability. Therefore, the operation speed of the transistor is increased. For example, CMIS (Complementary Metal Insulator Semiconductor) transistors composed of an N-type MIS (Metal Insulator Semiconductor) transistor and a P-type MIS transistor are widely used because of their low power consumption. It is planned by That is, the increase in the speed of the CMIS transistor has been supported by the advancement of lithography technology for processing semiconductor elements. However, recently, the minimum required processing dimension is less than the wavelength of light used for lithography, and it is becoming difficult to further refine the CMIS transistor.
そこで、トランジスタの構造の微細化を図ることなくトランジスタの性能を向上させる技術が求められている。その技術の1つとして、シリコン結晶を歪ませることによりキャリア移動度を向上させるという歪シリコン技術がある。歪シリコン技術を用いたトランジスタでは、バルクシリコンで構成されるトランジスタに比べ、大きなキャリア移動度が得られる可能性がある。よって、歪シリコン技術を用いたトランジスタでは、構造の微細化を図ることなく性能を向上させることができる。 Therefore, there is a demand for a technique for improving the performance of the transistor without reducing the structure of the transistor. As one of the techniques, there is a strained silicon technique in which carrier mobility is improved by distorting a silicon crystal. In a transistor using strained silicon technology, there is a possibility that a large carrier mobility can be obtained as compared with a transistor composed of bulk silicon. Therefore, in a transistor using strained silicon technology, performance can be improved without miniaturization of the structure.
この歪シリコン技術を用いてCMISトランジスタの電流駆動能力の向上を図るということが知られており、次に示す技術が注目されている。つまり、CMISトランジスタにおけるP型MISトランジスタ形成領域のソースドレイン領域にシリコン(基板はシリコンからなる)よりも格子定数の大きい材料を埋め込めば、P型MISトランジスタのチャネル領域に圧縮応力が印加されるので、P型MISトランジスタにおけるキャリア移動度を向上させることができる。具体的には、CMISトランジスタにおけるP型MISトランジスタ形成領域のソースドレイン領域をシリコンよりも格子定数の大きいシリコンゲルマニウム(SiGe)等のシリコン混晶で形成する。すると、P型MISトランジスタのチャネル領域におけるシリコン結晶に圧縮応力が印加されるので、P型MISトランジスタにおいてキャリア移動度(正孔の移動度)が大きくなる。これにより、CMISトランジスタにおけるP型MISトランジスタの電流駆動能力を改善することができる。このことは、特許文献1等に開示されている。
It is known that the current drive capability of the CMIS transistor is improved by using this strained silicon technology, and the following technologies are attracting attention. That is, if a material having a lattice constant larger than that of silicon (the substrate is made of silicon) is embedded in the source / drain region of the P-type MIS transistor formation region in the CMIS transistor, compressive stress is applied to the channel region of the P-type MIS transistor. The carrier mobility in the P-type MIS transistor can be improved. Specifically, a source / drain region of a P-type MIS transistor formation region in the CMIS transistor is formed of a silicon mixed crystal such as silicon germanium (SiGe) having a lattice constant larger than that of silicon. Then, since compressive stress is applied to the silicon crystal in the channel region of the P-type MIS transistor, carrier mobility (hole mobility) increases in the P-type MIS transistor. Thereby, the current drive capability of the P-type MIS transistor in the CMIS transistor can be improved. This is disclosed in
以下では、図9及び図10(a)〜(d)を用いて、歪シリコン技術を用いて作製されたP型MISトランジスタを有する半導体装置の構成を説明する。図9は、従来の半導体装置の平面図である。図10(a)〜(d)は、それぞれ、図9に示すA−A'線、B−B'線、C−C'線及びD−D'線における断面図である。なお、図9、図10(a)、図10(c)及び図10(d)において、「NTr」とはN型MISトランジスタが形成されるN型MISトランジスタ形成領域NTrを示し、「PTr」とはP型MISトランジスタが形成されるP型MISトランジスタ形成領域PTrを示している。また、図9では、シリサイド層122の図示を省略している。
Hereinafter, the configuration of a semiconductor device having a P-type MIS transistor manufactured using strained silicon technology will be described with reference to FIGS. 9 and 10A to 10D. FIG. 9 is a plan view of a conventional semiconductor device. FIGS. 10A to 10D are cross-sectional views taken along lines AA ′, BB ′, CC ′, and DD ′ shown in FIG. 9, respectively. In FIG. 9, FIG. 10A, FIG. 10C, and FIG. 10D, “NTr” indicates an N-type MIS transistor formation region NTr in which an N-type MIS transistor is formed, and “PTr”. Indicates a P-type MIS transistor formation region PTr in which a P-type MIS transistor is formed. In FIG. 9, the
図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置では、半導体基板110の上部には、第1の活性領域110aと第2の活性領域110bとが素子分離領域111を挟んでチャネル幅方向に並んで配置されている。第1の活性領域110aにはp型ウェル領域112aが形成されており、第2の活性領域110bにはn型ウェル領域112bが形成されている。第1の活性領域110a上にはN型MISトランジスタが設けられており、第2の活性領域110b上にはP型MISトランジスタが設けられている。
In the semiconductor device shown in FIG. 9 and FIGS. 10A to 10D, the first
N型MISトランジスタは次に示す構成を有している。第1の活性領域110a上にはゲート絶縁膜113及びゲート電極114がこの順に設けられており、ゲート電極114の側面上にはサイドウォール118が設けられている。このサイドウォール118は内側サイドウォール116と外側サイドウォール117とを有しており、内側サイドウォール116はゲート電極114の側面上に設けられており、外側サイドウォール117は内側サイドウォール116を介してゲート電極114の側面上に設けられている。第1の活性領域110a内には、n型エクステンション領域115aがゲート電極114の側方下に設けられており、n型ソースドレイン領域119aがサイドウォール118の側方下に設けられている。ゲート電極114の上面上とn型ソースドレイン領域119aの上面上とには、シリサイド層122が形成されている。
The N-type MIS transistor has the following configuration. A
P型MISトランジスタは次に示す構成を有している。第2の活性領域110b上にはゲート絶縁膜113及びゲート電極114がこの順に設けられており、ゲート電極114の側面上にはサイドウォール118が設けられている。P型MISトランジスタ形成領域PTrにおけるサイドウォール118は、N型MISトランジスタ形成領域NTrにおけるサイドウォール118と同一の構成を有している。第2の活性領域110b内には、p型エクステンション領域115bがゲート電極114の側方下に設けられており、p型ソースドレイン領域119bがサイドウォール118の側方下に設けられている。p型ソースドレイン領域119b内にはSiGe層121が形成されている。ゲート電極114の上面上とp型ソースドレイン領域119bの上面上とには、シリサイド層122が形成されている。
The P-type MIS transistor has the following configuration. A
CMISトランジスタは、N型MISトランジスタとP型MISトランジスタとを備えている。よって、CMISトランジスタでは、N型MISトランジスタ及びP型MISトランジスタの双方が高い電流駆動能力を示すことが望ましい。 The CMIS transistor includes an N-type MIS transistor and a P-type MIS transistor. Therefore, in the CMIS transistor, it is desirable that both the N-type MIS transistor and the P-type MIS transistor exhibit high current drive capability.
ところで、CMISトランジスタでは、多くの場合、P型MISトランジスタの隣りにN型MISトランジスタが位置している。そのため、P型MISトランジスタのSiGe層からの圧縮応力が、素子分離領域を介して、そのP型MISトランジスタの隣りに位置するN型MISトランジスタのチャネル領域に印加される場合がある。N型MISトランジスタのチャネル領域に圧縮応力が印加されると、そのN型MISトランジスタではキャリア移動度(電子の移動度)が低下するので電流駆動能力が低下する。 By the way, in many CMIS transistors, an N-type MIS transistor is located next to a P-type MIS transistor. Therefore, the compressive stress from the SiGe layer of the P-type MIS transistor may be applied to the channel region of the N-type MIS transistor located adjacent to the P-type MIS transistor through the element isolation region. When compressive stress is applied to the channel region of the N-type MIS transistor, the carrier mobility (electron mobility) is reduced in the N-type MIS transistor, so that the current driving capability is reduced.
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであり、第1導電型の第1のトランジスタと第2導電型の第2のトランジスタとを備えた半導体装置及びその製造方法において、一方のトランジスタが活性領域内にシリコン混晶層を有している場合であっても他方のトランジスタの電流駆動能力の低下を抑制することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and in a semiconductor device including a first conductivity type first transistor and a second conductivity type second transistor, and a method of manufacturing the same, It is an object of the present invention to suppress a decrease in current driving capability of the other transistor even when the transistor has a silicon mixed crystal layer in the active region.
本発明の半導体装置は、第1導電型の第1のトランジスタと第2導電型の第2のトランジスタとを備えている。第1のトランジスタは半導体領域における第1の活性領域上に設けられており、第2のトランジスタは半導体領域における第2の活性領域上に設けられており、第1の活性領域と第2の活性領域とは素子分離領域により分離されている。このような半導体装置の第1の活性領域内にはシリコン混晶層が設けられており、シリコン混晶層は第1の応力を有している。また、素子分離領域のうち第1の活性領域と第2の活性領域とで挟まれた部分の上面には凹部が設けられており、凹部は素子分離領域の上面と第1の活性領域及び第2の活性領域の各側面とで構成されていれば良く、素子分離領域の上面は第2の活性領域における第2のトランジスタのチャネル領域の上面よりも下に位置していれば良い。この凹部内には応力絶縁膜が設けられており、応力絶縁膜は第1の応力とは反対方向の第2の応力を有する。 The semiconductor device of the present invention includes a first conductivity type first transistor and a second conductivity type second transistor. The first transistor is provided on the first active region in the semiconductor region, and the second transistor is provided on the second active region in the semiconductor region, and the first active region and the second active region are provided. The region is separated by an element isolation region. A silicon mixed crystal layer is provided in the first active region of such a semiconductor device, and the silicon mixed crystal layer has a first stress. In addition, a recess is provided on the upper surface of a portion of the element isolation region sandwiched between the first active region and the second active region, and the recess is formed on the upper surface of the element isolation region, the first active region, and the first active region. The upper surface of the element isolation region only needs to be positioned below the upper surface of the channel region of the second transistor in the second active region. A stress insulating film is provided in the recess, and the stress insulating film has a second stress in a direction opposite to the first stress.
このような半導体装置では、第1の応力がシリコン混晶層から第1のトランジスタのチャネル領域に印加される。これにより、第1のトランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。 In such a semiconductor device, the first stress is applied from the silicon mixed crystal layer to the channel region of the first transistor. Thereby, the current drive capability of the first transistor can be improved.
また、上記半導体装置では、シリコン混晶層からの第1の応力の少なくとも一部を応力絶縁膜からの第2の応力で相殺することができる。これにより、第2のトランジスタの電流駆動能力の低下を抑制できる。 In the semiconductor device, at least a part of the first stress from the silicon mixed crystal layer can be offset by the second stress from the stress insulating film. Thereby, the fall of the current drive capability of a 2nd transistor can be suppressed.
本発明の半導体装置では、応力絶縁膜の厚みは、凹部の深さ以上であることが好ましい。これにより、シリコン混晶層からの第1の応力が第2のトランジスタのチャネル領域に印加されることをさらに防止できる。 In the semiconductor device of the present invention, the thickness of the stress insulating film is preferably equal to or greater than the depth of the recess. This further prevents the first stress from the silicon mixed crystal layer from being applied to the channel region of the second transistor.
本発明の半導体装置では、凹部の底面は、シリコン混晶層の上面よりも下であって、且つ、シリコン混晶層の下面よりも上に位置していることが好ましい。これにより、シリコン混晶層からの第1の応力が素子分離領域を介して第2のトランジスタのチャネル領域に印加されることをさらに防止できる。 In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the bottom surface of the recess is located below the upper surface of the silicon mixed crystal layer and above the lower surface of the silicon mixed crystal layer. This further prevents the first stress from the silicon mixed crystal layer from being applied to the channel region of the second transistor through the element isolation region.
本発明の半導体装置では、シリコン混晶層は、第2の活性領域内に設けられていないことが好ましい。これにより、第1の応力が第2の活性領域に印加されることを抑制できる。 In the semiconductor device of the present invention, it is preferable that the silicon mixed crystal layer is not provided in the second active region. Thereby, it can suppress that the 1st stress is applied to the 2nd active region.
後述の好ましい実施形態では、第1の応力は、ゲート幅方向に圧縮応力を生じさせ、第2の応力は、ゲート幅方向に引張応力を生じさせる。 In a preferred embodiment described below, the first stress generates a compressive stress in the gate width direction, and the second stress generates a tensile stress in the gate width direction.
シリコン混晶層が圧縮応力を有しており、且つ、応力絶縁膜が引張応力を有している場合、その引張応力は1GPa以上であることが好ましい。これにより、シリコン混晶層からの第1の応力が第2のトランジスタのチャネル領域に印加されることをさらに防止できる。 When the silicon mixed crystal layer has compressive stress and the stress insulating film has tensile stress, the tensile stress is preferably 1 GPa or more. This further prevents the first stress from the silicon mixed crystal layer from being applied to the channel region of the second transistor.
シリコン混晶層が圧縮応力を有しており、且つ、応力絶縁膜が引張応力を有している場合、第1のトランジスタはP型MISトランジスタであり、第2のトランジスタはN型MISトランジスタであり、シリコン混晶層はSiGe層であり、応力絶縁膜はシリコン窒化膜である。 When the silicon mixed crystal layer has a compressive stress and the stress insulating film has a tensile stress, the first transistor is a P-type MIS transistor and the second transistor is an N-type MIS transistor. The silicon mixed crystal layer is a SiGe layer, and the stress insulating film is a silicon nitride film.
第2のトランジスタがN型MISトランジスタである場合、応力絶縁膜は、第2の活性領域上を覆い、ゲート長方向に引張応力を生じさせることが好ましい。これにより、第2のトランジスタのチャネル領域に第2の応力が印加されるので、第2のトランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。 When the second transistor is an N-type MIS transistor, the stress insulating film preferably covers the second active region and generates a tensile stress in the gate length direction. Accordingly, since the second stress is applied to the channel region of the second transistor, the current driving capability of the second transistor can be improved.
このような半導体装置の第1のトランジスタでは、第1のゲート絶縁膜が第1の活性領域上に設けられており、第1のゲート電極が第1のゲート絶縁膜上に設けられており、第1のサイドウォールが第1のゲート電極の側面上に設けられており、第1のソースドレイン領域が第1の活性領域内のうち第1のサイドウォールの側方下に位置する部分に設けられており、シリコン混晶層は第1のソースドレイン領域内に設けられている。 In the first transistor of such a semiconductor device, the first gate insulating film is provided on the first active region, the first gate electrode is provided on the first gate insulating film, The first sidewall is provided on the side surface of the first gate electrode, and the first source / drain region is provided in a portion of the first active region located below the side of the first sidewall. The silicon mixed crystal layer is provided in the first source / drain region.
本発明の第1の半導体装置の製造方法では、第1の活性領域と第2の活性領域との間に素子分離領域を形成し、その後、第1の活性領域内に第1の応力を有するシリコン混晶層を設け、その後、素子分離領域のうち第1の活性領域と第2の活性領域とで挟まれた部分をエッチングして凹部を形成し、この凹部内に第2の応力(第1の応力とは反対方向の応力)を有する応力絶縁膜を設ける。 In the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, an element isolation region is formed between the first active region and the second active region, and then the first active region has a first stress. A silicon mixed crystal layer is provided, and then a portion of the element isolation region sandwiched between the first active region and the second active region is etched to form a recess, and a second stress (first stress) is formed in the recess. A stress insulating film having a stress in a direction opposite to the stress 1) is provided.
本発明の第2の半導体装置は、第1導電型の第1のトランジスタと第2導電型の第2のトランジスタとを備えている。第1のトランジスタは半導体領域における第1の活性領域上に設けられており、第2のトランジスタは半導体領域における第2の活性領域上に設けられており、第1の活性領域と第2の活性領域とは素子分離領域により分離されている。このような半導体装置の第1の活性領域内にはシリコン混晶層が設けられており、シリコン混晶層は第1の応力を有している。また、素子分離領域内のうち第1の活性領域と第2の活性領域とで挟まれた部分に形成された空洞部とを備えている。 A second semiconductor device of the present invention includes a first conductivity type first transistor and a second conductivity type second transistor. The first transistor is provided on the first active region in the semiconductor region, and the second transistor is provided on the second active region in the semiconductor region, and the first active region and the second active region are provided. The region is separated by an element isolation region. A silicon mixed crystal layer is provided in the first active region of such a semiconductor device, and the silicon mixed crystal layer has a first stress. In addition, a cavity portion formed in a portion sandwiched between the first active region and the second active region in the element isolation region is provided.
このような半導体装置では、第1の応力がシリコン混晶層から第1のトランジスタのチャネル領域に印加される。これにより、第1のトランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。 In such a semiconductor device, the first stress is applied from the silicon mixed crystal layer to the channel region of the first transistor. Thereby, the current drive capability of the first transistor can be improved.
また、シリコン混晶層からの第1の応力が空洞部において緩和される。よって、シリコン混晶層からの第1の応力が素子分離領域を介して第2のトランジスタのチャネル領域に印加されることを防止できる。これにより、第2のトランジスタの電流駆動能力の低下を抑制できる。 Further, the first stress from the silicon mixed crystal layer is relaxed in the cavity. Therefore, it is possible to prevent the first stress from the silicon mixed crystal layer from being applied to the channel region of the second transistor through the element isolation region. Thereby, the fall of the current drive capability of a 2nd transistor can be suppressed.
本発明の第2の半導体装置では、シリコン混晶層がSiGe層であれば良く、よって、第1のトランジスタがP型MISトランジスタであれば良く、第2のトランジスタがN型MISトランジスタであれば良い。 In the second semiconductor device of the present invention, the silicon mixed crystal layer may be an SiGe layer, and therefore, the first transistor may be a P-type MIS transistor and the second transistor is an N-type MIS transistor. good.
本発明の第1の半導体装置の製造方法では、第1の活性領域と第2の活性領域との間に、空洞部を有する素子分離領域を形成し、その後、第1の活性領域内に、圧縮応力を有するシリコン混晶層を設ける。 In the first method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, an element isolation region having a cavity is formed between the first active region and the second active region, and then, in the first active region, A silicon mixed crystal layer having a compressive stress is provided.
本発明によれば、第1導電型の第1のトランジスタと第2導電型の第2のトランジスタとを備えた半導体装置及びその製造方法において、一方のトランジスタが活性領域内にシリコン混晶層を有している場合であっても他方のトランジスタの電流駆動能力の低下を抑制できる。 According to the present invention, in a semiconductor device including a first conductivity type first transistor and a second conductivity type second transistor and a method of manufacturing the same, one transistor has a silicon mixed crystal layer in an active region. Even if it is provided, a decrease in the current drive capability of the other transistor can be suppressed.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されない。例えば、材料は以下に示す材料に限定されず、膜厚及び濃度などはそれぞれ以下に示す数値に限定されず、成膜方法及びエッチング方法などは以下に示す方法に限定されない。また、同一の部材に対して同一の符号を付け、説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In addition, this invention is not limited to embodiment shown below. For example, the material is not limited to the following materials, the film thickness, the concentration, and the like are not limited to the following numerical values, and the film formation method, the etching method, and the like are not limited to the following methods. Moreover, the same code | symbol may be attached | subjected with respect to the same member, and description may be abbreviate | omitted.
《第1の実施形態》
本発明の第1の実施形態に係る半導体装置及びその製造方法について図面を参照しながら説明する。
<< First Embodiment >>
A semiconductor device and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
まず、本実施形態に係る半導体装置の構造について、図1及び図2(a)〜(d)を参照しながら説明する。図1は、本実施形態に係る半導体装置の平面図である。図2(a)〜(d)は、それぞれ、図1に示すA−A'線、B−B'線、C−C'線及びD−D'線における断面図である。なお、図1、図2(a)、図2(c)及び図2(d)中において、「NTr」とはN型MISトランジスタが形成されるN型MISトランジスタ形成領域NTrを示し、「PTr」とはP型MISトランジスタが形成されるP型MISトランジスタ形成領域PTrを示している。また、図1では、シリサイド層22及び応力絶縁膜24の図示を省略している。
First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2A to 2D. FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment. 2A to 2D are cross-sectional views taken along lines AA ′, BB ′, CC ′, and DD ′ shown in FIG. 1, respectively. In FIG. 1, FIG. 2A, FIG. 2C, and FIG. 2D, “NTr” indicates an N-type MIS transistor formation region NTr in which an N-type MIS transistor is formed. "Indicates a P-type MIS transistor formation region PTr in which a P-type MIS transistor is formed. In FIG. 1, the
図1及び図2(a)〜(d)に示すように、シリコンからなる半導体基板10の上部(半導体領域)には、活性領域10aと活性領域10bとがそれぞれ素子分離領域11によって囲まれ、且つ、素子分離領域11を挟んでチャネル幅方向(ゲート幅方向)に並んで配置されている。活性領域10aはN型MISトランジスタ形成領域NTrに形成されており、活性領域10aにはp型ウェル領域12aが形成されている。活性領域10bはP型MISトランジスタ形成領域PTrに形成されており、活性領域10bにはn型ウェル領域12bが形成されている。本実施形態に係る半導体装置では、活性領域10a上にN型MISトランジスタが形成されており、活性領域10b上にP型MISトランジスタが形成されている。
As shown in FIG. 1 and FIGS. 2A to 2D, an
N型MISトランジスタの構成は、次に示す通りである。活性領域10a上にはゲート絶縁膜13及びゲート電極14がこの順に設けられている。ゲート電極14の側面上にはサイドウォール18が設けられており、サイドウォール18は内側サイドウォール16と外側サイドウォール17とを有している。内側サイドウォール16は、ゲート電極14の側面上に設けられており、L字状の断面形状を有している。外側サイドウォール17は、内側サイドウォール16を介してゲート電極14の側面上に設けられている。
The configuration of the N-type MIS transistor is as follows. A
活性領域10aにおけるゲート電極14の側方下には、n型エクステンション領域15aが形成されている。活性領域10aにおけるサイドウォール18の側方下にはn型ソースドレイン領域19aが形成されており、n型ソースドレイン領域19aの方がn型エクステンション領域15aよりも接合深さが深い。ゲート電極14の上面上とn型ソースドレイン領域19aの上面上とには、シリサイド層22が設けられている。
An n-
ここで、ゲート絶縁膜13は、例えばシリコン酸化膜であり、2〜4nmの膜厚を有する。ゲート電極14は、例えばポリシリコン膜であり、50〜100nmの膜厚を有する。内側サイドウォール16は例えばシリコン酸化膜であり、外側サイドウォール17は例えばシリコン窒化膜である。n型エクステンション領域15aにはヒ素等のn型不純物が注入されており、そのドーズ量は1×1015〜1×1016/cm2である。n型ソースドレイン領域19aにはヒ素等のn型不純物が注入されており、そのドーズ量は1×1016/cm2程度である。シリサイド層22は、例えばNiSiからなり、20nm程度の膜厚を有する。
Here, the
P型MISトランジスタの構成は、次に示す通りである。活性領域10b上にはゲート絶縁膜13及びゲート電極14がこの順に設けられている。ゲート電極14の側面上にはサイドウォール18が設けられており、サイドウォール18は、内側サイドウォール16と外側サイドウォール17とを有している。内側サイドウォール16は、ゲート電極14の側面上に設けられ、L字状の断面形状を有している。外側サイドウォール17は、内側サイドウォール16を介してゲート電極14の側面上に設けられている。
The configuration of the P-type MIS transistor is as follows. A
活性領域10bにおけるゲート電極14の側方下には、p型エクステンション領域15bが形成されている。活性領域10bにおけるサイドウォール18の側方下には、p型ソースドレイン領域19bが形成されており、p型ソースドレイン領域19bの方がp型エクステンション領域15bよりも接合深さが深い。ゲート電極14の上面上とp型ソースドレイン領域19bの上面上とにはシリサイド層22が設けられている。
A p-
ここで、P型MISトランジスタ形成領域PTrに設けられたゲート絶縁膜13、ゲート電極14、サイドウォール18及びシリサイド層22は、それぞれ、N型MISトランジスタ形成領域NTrに設けられたゲート絶縁膜13、ゲート電極14、サイドウォール18及びシリサイド層22と同一である。p型エクステンション領域15bにはボロン等のp型不純物が注入されており、そのドーズ量は1×1015〜1×1016/cm2である。p型ソースドレイン領域19bにはボロン等のp型不純物が注入されており、そのドーズ量は例えば1×1016/cm2である。
Here, the
さらに、p型ソースドレイン領域19b内にはシリコン混晶層21が形成されている。シリコン混晶層21は、シリコンよりも大きな格子定数を有するシリコン混晶(例えばSiGe)からなり、圧縮応力(第1の応力)をゲート長方向及びゲート幅方向に生じさせる。また、このシリコン混晶層21は、60nm程度の膜厚を有しており、原子比でシリコンに対して20〜30%程度のGeを含有している。このシリコン混晶層21にも、ボロン等のp型不純物が例えば1×1016/cm2注入されている。つまり、シリコン混晶層21におけるp型不純物の濃度は、p型ソースドレイン領域19bにおけるp型不純物の濃度と同一であることが好ましい。このようにp型ソースドレイン領域19b内にシリコン混晶層21が形成されているので、P型MISトランジスタのチャネル領域におけるゲート長方向に圧縮応力が印加される。よって、P型MISトランジスタにおけるキャリア移動度(正孔の移動度)の向上を図ることができる。従って、本実施形態では、P型MISトランジスタの電流駆動能力を向上させることができる。なお、シリコン混晶層21は、p型ソースドレイン領域19b内のみに形成されており、n型ソースドレイン領域19a内には形成されていない。また、シリコン混晶層21は、本実施形態及び以下の第2の実施形態では、活性領域10bの一部分である。
Further, a silicon mixed
本実施形態に係る半導体装置は、さらに以下に示す構成を備えている。 The semiconductor device according to the present embodiment further includes the following configuration.
図2(a)〜(d)に示すように、本実施形態に係る半導体装置では、凹部23が素子分離領域11の上面全体に形成されており、応力絶縁膜24が半導体基板10の上面全体を覆っている。別の言い方をすると、本実施形態に係る半導体装置では、素子分離領域11の上面が活性領域10aの上面及び活性領域10bの上面よりも下に位置しており、応力絶縁膜24が素子分離領域11の上面全体、活性領域10aの上面全体及び活性領域10bの上面全体を覆っている。但し、コンタクト形成後の最終構造において、応力絶縁膜24が覆っている活性領域10aの上面全体及び活性領域10bの上面全体とは、コンタクトが形成されている領域を除く領域を意味する。
As shown in FIGS. 2A to 2D, in the semiconductor device according to this embodiment, the
応力絶縁膜24は、引張応力(第2の応力)をゲート幅方向に生じさせる絶縁膜であり、例えば水素を含む絶縁膜(例えばシリコン窒化膜)に対して紫外線を照射することにより作製された絶縁膜である。水素を含む絶縁膜に対して紫外線を照射すると、その絶縁膜から水素が放出される。紫外線が照射された絶縁膜は、水素の放出により収縮するので、引張応力を生じさせることとなる。つまり、応力絶縁膜24は、自身が収縮することによりゲート幅方向に引張応力を生じさせる。この引張応力は、1GPa以上であればよく、1GPa以上1.9GPa以下であることが好ましく、1.7GPa以上1.9GPa以下であればさらに好ましい。因みに、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等を用いて形成されたシリコン窒化膜の引張応力は0.1GPa未満であり、水素を含むシリコン窒化膜(紫外線が照射される前のシリコン窒化膜)の引張応力は0.3GPa程度である。このような半導体装置では、P型MISトランジスタのp型ソースドレイン領域19b内に形成されたシリコン混晶層21からの圧縮応力が素子分離領域11を介してN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを抑制できる。このことについて、図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置と比較しながら、以下に説明する。
The
図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置では、P型MISトランジスタのp型ソースドレイン領域119b内にSiGe層121が形成されているので、P型MISトランジスタのチャネル領域には圧縮応力が印加され、よって、P型MISトランジスタのキャリア移動度を向上させることができる。しかし、SiGe層121からの圧縮応力は、第1の活性領域110aと第2の活性領域110bとの間に位置する素子分離領域111を介して、N型MISトランジスタのチャネル領域に印加される。そのため、N型MISトランジスタのキャリア移動度(電子の移動度)が低下し、N型MISトランジスタの駆動電流能力の低下を招来する。
In the semiconductor device shown in FIG. 9 and FIGS. 10A to 10D, the
本実施形態に係る半導体装置は、図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置と同様、P型MISトランジスタのp型ソースドレイン領域19b内にシリコン混晶層21を有している。しかし、本実施形態に係る半導体装置では、凹部23が素子分離領域11の上面全体に形成されている。よって、本実施形態に係る半導体装置では、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとの間に位置する部分を図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置よりも狭くすることができる。別の言い方をすると、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域へ印加される原因となる素子分離領域11を図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置よりも狭くすることができる。それだけでなく、本実施形態に係る半導体装置では、半導体基板10の上面全体に応力絶縁膜24が設けられている。よって、シリコン混晶層21からの圧縮応力の少なくとも一部を応力絶縁膜24からの引張応力で相殺することができる。これらのことから、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを抑制することができる。従って、本実施形態に係る半導体装置では、P型MISトランジスタの電流駆動能力を向上させることができるだけでなく、N型MISトランジスタの電流駆動能力の低下を抑制することができる。
The semiconductor device according to the present embodiment has the silicon mixed
ここで、半導体装置が凹部23を有しているが応力絶縁膜24を有していない場合、シリコン混晶層からの圧縮応力を応力絶縁膜からの引張応力で相殺することは難しい。また、半導体装置が応力絶縁膜24を有しているが凹部23を有していない場合、シリコン混晶層からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域へ印加される原因となる素子分離領域(つまり、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとの間に位置する部分)を図9及び図10(a)〜(d)に示す半導体装置よりも狭くすることは難しい。これらのことから、半導体装置が凹部23と応力絶縁膜24との両方を有していなければ、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域へ印加されることを抑制することは難しい。
Here, when the semiconductor device has the
本実施形態における凹部23の底面(素子分離領域11の上面)は、シリコン混晶層21の上面よりも下に位置し、且つ、活性領域10aにおけるゲート絶縁膜13直下のチャネル領域の上面よりも下に位置していることが好ましい。凹部23の底面がシリコン混晶層21の上面よりも上に位置していると又は凹部23の底面がシリコン混晶層21の上面と面一で、且つ、活性領域10aにおけるゲート絶縁膜13直下のチャネル領域の上面よりも上に位置していると、シリコン混晶層21からの圧縮応力が素子分離領域11を介してN型MISトランジスタのチャネル領域に印加される虞がある。よって、凹部23の底面は、シリコン混晶層21の上面よりも下に位置し、且つ、活性領域10aにおけるゲート絶縁膜13直下のチャネル領域の上面よりも下に位置していることが好ましい。さらには、凹部23の底面は、シリコン混晶層21の上面よりも下で、且つ、活性領域10aにおけるゲート絶縁膜13直下のチャネル領域の上面よりも下であってシリコン混晶層21の下面よりも上に位置していることが好ましい。シリサイド層22の厚みが20nm程度でありシリコン混晶層21の厚みが60nm程度であることを考慮すると、凹部23の深さは20〜60nm程度であればよい。これにより、活性領域10aと活性領域10bとの絶縁を確保しつつ、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを防止できる。
In the present embodiment, the bottom surface of the recess 23 (the upper surface of the element isolation region 11) is located below the upper surface of the silicon mixed
本実施形態における応力絶縁膜24の厚みは、凹部23の深さ以上であることが好ましい。これにより、十分な厚みの応力絶縁膜24が凹部23内に設けられるので、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを十分に抑制することができる。凹部23の深さは20〜60nm程度であることが好ましいので、応力絶縁膜24の厚みは20〜100nm程度であることが好ましい。因みに、素子分離領域11の深さは、200〜300nm程度である。
The thickness of the
以上をまとめると、本実施形態に係る半導体装置では、P型MISトランジスタのp型ソースドレイン領域19b内にはシリコン混晶層21が形成されている。また、凹部23が素子分離領域11の上面全体に形成されており、応力絶縁膜24が半導体基板10の上面全体を覆っている。これらのことから、P型MISトランジスタの駆動電流能力の向上を図りつつN型MISトランジスタの駆動電流能力の低下を抑制することができる。
In summary, in the semiconductor device according to the present embodiment, the silicon mixed
ところで、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを抑制するためには、凹部23は素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成されていれば良く、応力絶縁膜24は素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成された凹部23内に設けられていれば良い。この場合、凹部23は、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面と、活性領域10aの側面(具体的には、n型ソースドレイン領域19aの側面の上側部分)と、活性領域10bの側面(具体的には、p型ソースドレイン領域19bの側面の上側部分、つまり、シリコン混晶層21の側面の上側部分)とで構成される。
By the way, in order to suppress the compressive stress from the silicon mixed
しかし、凹部23が素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面だけでなく素子分離領域11の上面全体に形成されていれば、凹部23の形成の簡便化を図ることができるという新たな効果を得ることができる。また、応力絶縁膜24は、自身が収縮することにより引張応力を生じさせるので、ゲート幅方向だけでなくゲート長方向にも引張応力を生じさせる。よって、応力絶縁膜24が素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成された凹部23内に設けられているだけでなく活性領域10aの上面を覆うように設けられていれば、N型MISトランジスタのチャネル領域には引張応力が印加されるので、N型MISトランジスタのキャリア移動度を向上させることができる。従って、N型MISトランジスタの駆動電流能力の向上を図ることができるという新たな効果を得ることができる。さらに、応力絶縁膜24が半導体基板10の上面全体を覆うように設けられていれば、応力絶縁膜24の成膜の簡便化を図ることができるという新たな効果を得ることができる。
However, if the
以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図3(a1)〜(d1)、図3(a2)〜(d2)、図4(a1)〜(b1)及び図4(a2)〜(b2)は、本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3(a1)〜(d1)及び図4(a1)〜(b1)は図1に示すC−C'線における断面図であり、図3(a2)〜(d2)及び図4(a2)〜(b2)は図1に示すD−D'線における断面図である。図5(a1)〜(b1)及び図5(a2)〜(b2)は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一部分を工程順に示す断面図であり、図5(a1)及び(b1)は図1に示すA−A'線における断面図であり、図5(a2)及び(b2)は図1に示すB−B'線における断面図である。なお、図3(a1)、図3(a2)、図4(a1)、図4(a2)及び図5(a1)中において、「NTr」とはN型MISトランジスタが形成されるN型MISトランジスタ形成領域NTrを示し、「PTr」とはP型MISトランジスタが形成されるP型MISトランジスタ形成領域PTrを示している。 The method for manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described below. 3 (a1) to (d1), FIGS. 3 (a2) to (d2), FIGS. 4 (a1) to (b1) and FIGS. 4 (a2) to (b2) are diagrams illustrating the manufacture of the semiconductor device according to this embodiment. It is sectional drawing which shows a method in process order. 3 (a1) to (d1) and FIGS. 4 (a1) to (b1) are cross-sectional views taken along the line CC ′ shown in FIG. 1, and FIGS. 3 (a2) to (d2) and FIG. 4 (a2). (B2) is sectional drawing in the DD 'line shown in FIG. FIGS. 5A1 to 5B1 and FIGS. 5A2 to 5B2 are cross-sectional views illustrating a part of the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment in the order of steps, and FIGS. ) Is a cross-sectional view taken along the line AA ′ shown in FIG. 1, and FIGS. 5A2 and 5B2 are cross-sectional views taken along the line BB ′ shown in FIG. In FIG. 3A1, FIG. 3A2, FIG. 4A1, FIG. 4A2, and FIG. 5A1, “NTr” is an N-type MIS in which an N-type MIS transistor is formed. A transistor formation region NTr is shown, and “PTr” indicates a P-type MIS transistor formation region PTr in which a P-type MIS transistor is formed.
まず、図3(a1)及び図3(a2)に示す工程において、例えばレジストマスク(不図示)を用いて、半導体基板10において素子分離領域11が形成される部分にトレンチ(不図示)を形成する。トレンチの深さは200〜300nm程度であることが好ましい。次に、例えばCVD法を用いて、堆積温度を800℃〜900℃に設定して、膜厚100nm〜150nmのシリコン酸化膜(不図示)を半導体基板10上に形成する。続いて、必要に応じて例えば900℃〜1000℃のアニールを実施し、それから、シリコン酸化膜に対して平坦化処理を行う。この平坦化処理により、半導体基板10の上面のうちN型MISトランジスタ形成領域NTr及びP型MISトランジスタ形成領域PTrが露出する一方、トレンチ内に設けられたシリコン酸化膜は残存する。これにより、素子分離領域11が形成される(工程(a))。また、N型MISトランジスタ形成領域NTrには、素子分離領域11によって囲まれた半導体基板10からなる活性領域10aが形成され、P型MISトランジスタ形成領域PTrには、素子分離領域11によって囲まれた半導体基板10からなる活性領域10bが形成される。
First, in the steps shown in FIGS. 3A1 and 3A2, a trench (not shown) is formed in a portion of the
次に、図3(b1)及び図3(b2)に示す工程において、半導体基板10におけるN型MISトランジスタ形成領域NTrにp型ウェル領域12aを形成する一方、半導体基板10におけるP型MISトランジスタ形成領域PTrにn型ウェル領域12bを形成する。
Next, in the steps shown in FIGS. 3B1 and 3B2, the p-
その後、例えば熱酸化法を用いて、半導体基板10の上面全体にシリコン酸化膜及びポリシリコン膜(どちらも不図示)を順に形成する。シリコン酸化膜の膜厚は2〜4nmであり、ポリシリコン膜の膜厚は50〜100nmである。続いて、フォトリソグラフィー法及びドライエッチング法を用いて、シリコン酸化膜及びポリシリコン膜をパターニングする。これにより、活性領域10a上及び活性領域10b上には、シリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜13とポリシリコン膜からなるゲート電極14とがこの順に形成される。
Thereafter, a silicon oxide film and a polysilicon film (both not shown) are sequentially formed on the entire upper surface of the
続いて、図3(c1)及び図3(c2)に示す工程において、活性領域10b上を覆うように第1のマスク(不図示)を形成してから、第1のマスクとN型MISトランジスタ形成領域NTrにおけるゲート電極14とを用いて活性領域10aのうちゲート電極14の側方下にヒ素などのn型不純物を注入させる。これにより、活性領域10aのうちゲート電極14の側方下には、n型エクステンション領域15aが形成される。その後、第1のマスクを除去する。それから、活性領域10a上を覆うように第2のマスク(不図示)を形成してから、第2のマスクとP型MISトランジスタ形成領域PTrにおけるゲート電極14とを用いて活性領域10bのうちゲート電極14の側方下にボロンなどのp型不純物を注入させる。これにより、活性領域10bのうちゲート電極14の側方下には、p型エクステンション領域15bが形成される。その後、第2のマスクを除去する。このとき、注入される不純物の導電型に関係なく、注入エネルギーは例えば2〜5keVであり、ドーズ量は例えば1×1015〜1×1016/cm2である。
Subsequently, in the process shown in FIGS. 3C1 and 3C2, a first mask (not shown) is formed so as to cover the
その後、半導体基板10の上面全体に例えばシリコン酸化膜及びシリコン窒化膜(何れも不図示)を順次堆積する。このとき、シリコン酸化膜の膜厚を例えば10nmとし、シリコン窒化膜の膜厚を例えば50nmとする。それから、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜に対して異方性エッチングを行う。これにより、ゲート電極14の側面上にサイドウォール18が形成される。つまり、シリコン酸化膜からなり断面形状がL字状である内側サイドウォール16がゲート電極14の側面上に形成され、シリコン窒化膜からなる外側サイドウォール17が内側サイドウォール16を介してゲート電極14の側面上に形成される。
Thereafter, for example, a silicon oxide film and a silicon nitride film (both not shown) are sequentially deposited on the entire upper surface of the
その後、活性領域10b上を覆うように第3のマスク(不図示)を形成してから、第3のマスクとN型MISトランジスタ形成領域NTrにおけるゲート電極14及びサイドウォール18とを用いて活性領域10aのうちサイドウォール18の側方下にヒ素などのn型不純物を注入させる。これにより、活性領域10aのうちサイドウォール18の側方下であって接合深さがn型エクステンション領域15aよりも深い位置に、n型ソースドレイン領域19aが形成される。その後、第3のマスクを除去する。それから、活性領域10a上を覆うように第4のマスク(不図示)を形成してから、第4のマスクとP型MISトランジスタ形成領域PTrにおけるゲート電極14及びサイドウォール18とを用いて活性領域10bのうちゲート電極14の側方下にボロンなどのp型不純物を注入させる。これにより、活性領域10bのうちサイドウォール18の側方下であって接合深さがp型エクステンション領域15bよりも深い位置に、p型ソースドレイン領域19bが形成される。このとき、注入される不純物の導電型に関係なく、注入エネルギーは例えば30keVであり、ドーズ量は例えば1×1016/cm2である。
Then, after forming a third mask (not shown) so as to cover the
続いて、図3(d1)及び図3(d2)に示す工程において、第4のマスクとP型MISトランジスタ形成領域PTrにおけるゲート電極14及びサイドウォール18とをエッチングマスクとし、例えばHBrをエッチングガスとして、p型ソースドレイン領域19bの上面に対してドライエッチングを行う。これにより、p型ソースドレイン領域19bの上面にリセス部(シリコン混晶部を形成するための凹部)が形成される。リセス部の深さは、例えば60nmである。その後、例えば減圧熱CVD法を用いて、リセス部内にシリコン混晶(例えばSiGe)をエピタキシャル成長させる。シリコン混晶がSiGeである場合には、GeのソースガスとしてGeH4等を使用することができる。このとき、ボロンなどのp型不純物を注入しながら、シリコン混晶をエピタキシャル成長させることが好ましい。これにより、リセス部内にシリコン混晶層21が形成され(工程(b))、形成されたシリコン混晶層21は活性領域10bの一部分となる。形成されたシリコン混晶層21は60nm程度の厚みを有し、シリコン混晶層21におけるGeの濃度は20〜30原子%程度である。その後、第4のマスクを除去してから、半導体基板10に対して1000℃のスパイクRTAを行う。この熱処理により、図3(c1)、図3(c2)、図3(d1)及び図3(d2)に示す工程において半導体基板10に注入されたn型不純物及びp型不純物が活性される。
Subsequently, in the steps shown in FIGS. 3D1 and 3D2, the fourth mask and the
その後、半導体基板10の上面上に厚さ20nm程度のニッケル膜を形成する。それから、500℃の窒素雰囲気中で熱処理を10秒行う。これにより、n型ソースドレイン領域19aの上部とp型ソースドレイン領域19bの上部とゲート電極14の上部とに、ニッケルシリサイドが形成される。それから、未反応の状態で残存するニッケル膜を除去した後、シリサイドを安定化させるための熱処理を行う。これにより、n型ソースドレイン領域19aの上部とp型ソースドレイン領域19bの上部とゲート電極14の上部とに、膜厚が20nm程度のシリサイド層22が形成される。
Thereafter, a nickel film having a thickness of about 20 nm is formed on the upper surface of the
続いて、図4(a1)及び図4(a2)に示す工程において、例えばフッ酸を用いて半導体基板10に対してウエットエッチングを行う。このウエットエッチングにより、素子分離領域11の上部が除去される。これにより、図4(a1)、図4(a2)、図5(a1)及び図5(a2)に示すように、素子分離領域11の上面は、活性領域10aの上面及び活性領域10bの上面よりも下に位置する。このとき、素子分離領域11の上面は、シリコン混晶層21の上面よりも下で、且つ、活性領域10aにおけるゲート絶縁膜13直下のチャネル領域の上面よりも下であってシリコン混晶層21の下面よりも上に位置していることが好ましい。別の言い方をすると、素子分離領域11の上面全体に、活性領域10aの側面と活性領域10bにおけるシリコン混晶層21の側面によって構成された凹部23が形成される。このとき、凹部23の深さが20〜60nm程度となるようにウエットエッチングを行うことが好ましい。
Subsequently, in the process shown in FIGS. 4A1 and 4A2, wet etching is performed on the
ここで、シリサイド層22を形成する前にこのウエットエッチングを行うと、シリサイド層22のうち素子分離領域11と接している部分が半導体基板10の深い位置にまで形成される虞があり、リーク電流の増大を招く虞がある。そのため、シリサイド層22を形成してからこのウエットエッチングを行う方が好ましい。
Here, if this wet etching is performed before the
また、上述のように、凹部23は、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成されていればよい。よって、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面のみに凹部23を形成すれば良い(工程(c))。具体的には、素子分離領域11のうち凹部23を形成しない部分(素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分以外の部分)の上面をマスクで覆ってから、素子分離領域11に対してウエットエッチングを行えばよい。
Further, as described above, the
そして、図4(b1)及び図4(b2)に示す工程において、半導体基板10の上面全体に応力絶縁膜24を設ける。具体的には、まず、半導体基板10の上面全体に、水素を含有するシリコン窒化膜(不図示)を設ける。次に、水素を含有するシリコン窒化膜に紫外線を照射する。すると、シリコン窒化膜から水素が放出され、その結果、シリコン窒化膜自身が収縮する。これにより、図4(b1)、図4(b2)、図5(b1)及び図5(b2)に示すように、本実施形態における応力絶縁膜24が半導体基板10の上面全体に形成される。このようにして本実施形態に係る半導体装置を作製することができる。
Then, in the process shown in FIGS. 4B1 and 4B2, the
ここで、上述のように、応力絶縁膜24は、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成された凹部23内に設けられていればよい。よって、この工程では、応力絶縁膜24を素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成された凹部23内のみに設ければ良い(工程(d))。具体的には、次のどちらかの方法を選択すればよい。1つめの方法では、水素を含有するシリコン窒化膜を凹部23(素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成された凹部23)内のみに形成し、その後、そのシリコン窒化膜に紫外線を照射する。2つめの方法では、水素を含有するシリコン窒化膜を半導体基板10の上面全体に亘って設けてから紫外線を照射し、その後、紫外線が照射された絶縁膜が凹部23(素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の上面に形成された凹部23)内にのみ残存するように、紫外線が照射された絶縁膜を除去する。
Here, as described above, the
以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、図3(d1)及び図3(d2)に示す工程において、p型ソースドレイン領域19b内にシリコン混晶層21が形成される。これにより、P型MISトランジスタのチャネル領域に圧縮応力が印加されるので、P型MISトランジスタのキャリア移動度を向上させることができ、よって、P型MISトランジスタの駆動電流能力を向上させることができる。
As described above, in the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the silicon mixed
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、図4(a1)及び図4(a2)に示す工程において素子分離領域11の上面全体に凹部23を形成し、図4(b1)及び図4(b2)に示す工程において半導体基板10の上面全体に応力絶縁膜24を形成する。これにより、シリコン混晶層21からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを抑制できるので、N型MISトランジスタの駆動電流能力の低下を抑制することができる。
Further, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the
《第2の実施形態》
本発明の第2の実施形態では、上記第1の実施形態において説明した手段とは相異なる手段を用いて、シリコン混晶層からの圧縮応力がN型MISトランジスタのチャネル領域に印加されることを抑制する。以下では、上記第1の実施形態とは異なる部分を中心に、本実施形態に係る半導体装置及びその製造方法を説明する。
<< Second Embodiment >>
In the second embodiment of the present invention, the compressive stress from the silicon mixed crystal layer is applied to the channel region of the N-type MIS transistor by using means different from the means described in the first embodiment. Suppress. In the following, the semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present embodiment will be described with a focus on differences from the first embodiment.
まず、本実施形態に係る半導体装置の構造について、図6及び図7(a)〜(d)を参照しながら説明する。図6は、本実施形態に係る半導体装置の平面図である。図7(a)〜(d)は、それぞれ、図6に示すA−A'線、B−B'線、C−C'線及びD−D'線における断面図である。なお、図6、図7(a)、図7(c)及び図7(d)中において、「NTr」とはN型MISトランジスタが形成されるN型MISトランジスタ形成領域NTrを示し、「PTr」とはP型MISトランジスタが形成されるP型MISトランジスタ形成領域PTrを示している。また、図6では、シリサイド層22及び応力絶縁膜24の図示を省略している。
First, the structure of the semiconductor device according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 6 and 7A to 7D. FIG. 6 is a plan view of the semiconductor device according to the present embodiment. 7A to 7D are cross-sectional views taken along lines AA ′, BB ′, CC ′, and DD ′ shown in FIG. 6, respectively. In FIG. 6, FIG. 7A, FIG. 7C, and FIG. 7D, “NTr” indicates an N-type MIS transistor formation region NTr in which an N-type MIS transistor is formed. "Indicates a P-type MIS transistor formation region PTr in which a P-type MIS transistor is formed. In FIG. 6, illustration of the
本実施形態に係る半導体装置は、上記第1の実施形態における凹部を有していない一方素子分離領域11内のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分に空洞部26を有しているということを除いては、上記第1の実施形態に係る半導体装置と同一の構成を備えている。
The semiconductor device according to the present embodiment has a
具体的には、本実施形態に係る半導体装置は、上記第1の実施形態における半導体装置と同じく、p型ソースドレイン領域19b内にシリコン混晶層21を有している。これにより、P型MISトランジスタのチャネル領域には圧縮応力が印加される。
Specifically, the semiconductor device according to the present embodiment has the silicon mixed
また、本実施形態に係る半導体装置は、上記第1の実施形態における凹部を有していないが、素子分離領域11内のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分に空洞部26を有している。これにより、シリコン混晶層21からの圧縮応力を空洞部26内で緩和することができる。よって、本実施形態に係る半導体装置では、上記第1の実施形態に係る半導体装置と同じく、P型MISトランジスタの電流駆動能力を向上させることができるだけでなく、N型MISトランジスタの電流駆動能力の低下を抑制することができる。
In addition, the semiconductor device according to the present embodiment does not have the recess in the first embodiment, but the
本実施形態における空洞部26の下端は、シリコン混晶層21の下面よりも下に位置していることが好ましい。これにより、空洞部26の下端がシリコン混晶層21の下面よりも上に位置している場合に比べて、シリコン混晶層21からの圧縮応力を空洞部26内で十分に緩和させることができる。また、空洞部26の上端は、素子分離領域11の上面よりも下に位置していることが好ましい。素子分離領域の上面において空洞部が開口していると、半導体基板の上面上に膜を形成したときにその膜の材料が空洞部内に混入する虞がある。そのため、空洞部26の上端は、素子分離領域11の上面よりも下に位置していることが好ましい。以上より、空洞部26は、素子分離領域11の上面よりも下の位置からシリコン混晶層21の下面よりも下の位置まで亘って形成されていることが好ましい。素子分離領域11の厚みが200〜300nm程度でありシリコン混晶層21の厚みが60nm程度であることを考慮すると、半導体装置の厚み方向における空洞部26の長さは、60〜100nm程度であることが好ましい。
In the present embodiment, the lower end of the
このような空洞部26を素子分離領域11内に形成するためには、素子分離領域11のうち空洞部26が形成される部分の幅W1が、素子分離領域11のうち空洞部26が形成されない部分の幅W2よりも狭ければよい。別の言い方をすると、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分の幅W1が、素子分離領域11のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれていない部分の幅W2よりも狭ければよい。幅W2は80nm程度であるので、幅W1は80nmよりも狭ければ良く、例えば70nmであればよい。
In order to form such a
以上をまとめると、本実施形態に係る半導体装置では、P型MISトランジスタのp型ソースドレイン領域19b内にシリコン混晶層21が形成されている。また、本実施形態に係る半導体装置では、素子分離領域11内のうち活性領域10aと活性領域10bとに挟まれた部分に空洞部26が形成されている。これらのことから、P型MISトランジスタの駆動電流能力の向上を図りつつ、N型MISトランジスタの駆動電流能力の低下を抑制することができる。
In summary, in the semiconductor device according to the present embodiment, the silicon mixed
なお、本実施形態に係る半導体装置では、図7(a)〜(d)に示すように上記第1の実施形態における応力絶縁膜24が半導体基板10の上面全体に亘って形成されていても良いし、上記第1の実施形態における応力絶縁膜24が全く形成されていなくても良い。しかし、上記第1の実施形態における応力絶縁膜24が少なくとも活性領域10aの上面を覆っていれば、N型MISトランジスタのチャネル領域には引張応力が印加されるので、N型MISトランジスタの駆動電流能力を向上させることができる。よって、本実施形態に係る半導体装置では、上記第1の実施形態における応力絶縁膜24が少なくとも活性領域10aの上面を覆っていることが好ましい。
In the semiconductor device according to the present embodiment, even if the
また、本実施形態に係る半導体装置では、上記第1の実施形態における応力絶縁膜24ではなく0.1GPa以下の引張応力を有する絶縁膜(例えばCVD法などを用いて形成されたシリコン窒化膜)が半導体基板10の上面全体に亘って形成されていても良い。これにより、この0.1GPa以下の引張応力を有する絶縁膜を、コンタクトホール等を形成するときのエッチングストッパーとして機能させることができる。
In the semiconductor device according to the present embodiment, not the
以下に、本実施形態に係る半導体装置の製造方法について説明する。図8(a1)〜(c1)及び図8(a2)〜(c2)は本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り、図8(a1)〜(c1)は図6に示すA−A'線における断面図であり、図8(a2)〜(c2)は図6に示すB−B'線における断面図である。 The method for manufacturing the semiconductor device according to this embodiment will be described below. 8A1 to 8C1 and 8A2 to 8C2 are cross-sectional views illustrating the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment in the order of steps, and FIGS. 8A1 to 8C1 are diagrams. 6 is a cross-sectional view taken along line AA ′ shown in FIG. 6, and FIGS. 8A to 8C2 are cross-sectional views taken along line BB ′ shown in FIG. 6.
まず、図8(a1)及び図8(a2)に示すように、例えばレジストマスク(不図示)を用いて、半導体基板10において素子分離領域11が形成される部分にトレンチ(不図示)を形成する。トレンチの深さは200〜300nm程度であることが好ましい。このとき、トレンチのうち活性領域10aとなる領域と活性領域10bとなる領域とで挟まれた部分の幅をトレンチのそれ以外の部分の幅よりも狭くする。例えば、トレンチのうち活性領域10aとなる領域と活性領域10bとなる領域とで挟まれた部分の幅を80nmよりも狭くし、トレンチのそれ以外の部分の幅を80nm程度とする。
First, as shown in FIGS. 8A1 and 8A2, a trench (not shown) is formed in a portion of the
次に、例えばCVD法を用いて、堆積温度を800℃〜900℃に設定して、膜厚100nm〜150nmのシリコン酸化膜(不図示)を半導体基板10上に形成する。このとき、トレンチのうち活性領域10aとなる領域と活性領域10bとなる領域とで挟まれた部分の幅はトレンチのそれ以外の部分の幅よりも狭いので、シリコン酸化膜のうち活性領域10aとなる領域と活性領域10bとなる領域とで挟まれた部分には空洞部26が形成される。このとき、形成された空洞部26の上端がトレンチ内において塞がれていれば、この後の工程において半導体基板の上面上に膜を形成してもその膜を構成する材料が空洞部26内に混入することを防止できる。よって、形成された空洞部26の上端がトレンチ内において塞がれていることが好ましい。
Next, a silicon oxide film (not shown) having a film thickness of 100 nm to 150 nm is formed on the
その後、必要に応じて例えば900℃〜1000℃までのアニールを実施してから、シリコン酸化膜に対して平坦化処理を行う。この平坦化処理により、半導体基板10の上面のうちN型MISトランジスタ形成領域NTr及びP型MISトランジスタ形成領域PTrが露出する一方、トレンチ内に設けられたシリコン酸化膜は残存する。これにより、素子分離領域11が形成される(工程(a))。また、N型MISトランジスタ形成領域NTrには、素子分離領域11によって囲まれた半導体基板10からなる活性領域10aが形成され、P型MISトランジスタ形成領域PTrには、素子分離領域11によって囲まれた半導体基板10からなる活性領域10bが形成される。その後は、上記第1の実施形態で説明したように、ゲート絶縁膜13、ゲート電極14、n型及びp型エクステンション領域15a,15b、サイドウォール18、n型及びp型ソースドレイン領域19a,19b、シリコン混晶層21及びシリサイド層22を形成する。これにより、図8(b1)及び図8(b2)に示す構造を得ることができる。
Thereafter, for example, annealing is performed from 900 ° C. to 1000 ° C. as necessary, and then the silicon oxide film is planarized. By this planarization process, the N-type MIS transistor formation region NTr and the P-type MIS transistor formation region PTr on the upper surface of the
その後、図8(c1)及び図8(c2)に示すように、上記第1の実施形態において説明した方法に従って半導体基板10の上面全体に応力絶縁膜24を設ける。これにより、本実施形態における半導体装置を製造することができる。
Thereafter, as shown in FIGS. 8C1 and 8C2, a
以上説明したように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、詳細を省略したが上記第1の実施形態と同じくp型ソースドレイン領域19b内にシリコン混晶層21が形成される。これにより、P型MISトランジスタのチャネル領域に圧縮応力が印加されるので、P型MISトランジスタのキャリア移動度を向上させることができ、よって、P型MISトランジスタの駆動電流能力を向上させることができる。
As described above, in the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, the silicon mixed
また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、図8(a1)及び図8(a2)に示す工程において素子分離領域11内のうち活性領域10aと活性領域10bとで挟まれた部分に空洞部26が形成される。これにより、シリコン混晶層21からの圧縮応力は空洞部26内において緩和されるので、N型MISトランジスタの駆動電流能力の低下を抑制することができる。
Further, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, in the step shown in FIGS. 8A1 and 8A2, a portion sandwiched between the
なお、本実施形態に係る半導体装置の製造方法は、図8(c1)及び図8(c2)に示す工程を有していなくてもよい。また、図8(c1)及び図8(c2)では、半導体基板の上面全体に亘って応力絶縁膜を形成するのではなく、CVD法などを用いて半導体基板の上面全体にシリコン窒化膜を形成しても良い。これにより、CVD法などを用いて形成されたシリコン窒化膜をコンタクトホールの形成工程(図8(c1)及び図8(c2)に示す工程よりも後の工程,本明細書では言及していない)におけるエッチングストッパー層として機能させることができる。 Note that the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment may not include the steps shown in FIGS. 8C1 and 8C2. Further, in FIGS. 8C1 and 8C2, a silicon nitride film is formed on the entire upper surface of the semiconductor substrate using a CVD method or the like instead of forming a stress insulating film over the entire upper surface of the semiconductor substrate. You may do it. Thereby, the silicon nitride film formed by using the CVD method or the like is a contact hole forming step (steps subsequent to the steps shown in FIGS. 8C1 and 8C2 and is not mentioned in this specification. ) To function as an etching stopper layer.
《その他の実施形態》
上記第1及び第2の実施形態は、以下に示す構成を有していても良い。
<< Other Embodiments >>
The first and second embodiments may have the following configuration.
ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜であるとしたが、シリコン窒化膜よりも大きな比誘電率を有する高誘電体膜(例えばHfSiON)であっても良い。 The gate insulating film is a silicon oxide film, but may be a high dielectric film (for example, HfSiON) having a relative dielectric constant larger than that of the silicon nitride film.
ゲート電極は、ポリシリコン膜からなるとしたが、メタル膜(例えばTiNからなる電極)とポリシリコン膜との積層体であってもよい。 Although the gate electrode is made of a polysilicon film, it may be a laminate of a metal film (for example, an electrode made of TiN) and a polysilicon film.
p型ソースドレイン領域内におけるシリコン混晶層は、SiGe混晶層に限定されず、SiGeC混晶層であっても良い。 The silicon mixed crystal layer in the p-type source / drain region is not limited to the SiGe mixed crystal layer, and may be a SiGeC mixed crystal layer.
上記第1の実施形態と上記第2の実施形態とを組み合わせることができるということは言うまでもない。つまり、半導体装置では、凹部が素子分離領域の上面全体に形成されており、空洞部が素子分離領域内のうち第1の活性領域と第2の活性領域とで挟まれた部分に形成されており、応力絶縁膜が半導体基板の上面全体に設けられていても良い。この場合、上記第1の実施形態において記載したように、凹部は、素子分離領域のうち第1の活性領域と第2の活性領域とで挟まれた部分の上面に形成されていれば良く、応力絶縁膜は、素子分離領域のうち第1の活性領域と第2の活性領域とで挟まれた部分の上面に形成された凹部内に設けられていれば良い。 Needless to say, the first embodiment and the second embodiment can be combined. That is, in the semiconductor device, the recess is formed on the entire upper surface of the element isolation region, and the cavity is formed in a portion of the element isolation region sandwiched between the first active region and the second active region. The stress insulating film may be provided on the entire top surface of the semiconductor substrate. In this case, as described in the first embodiment, the recess only needs to be formed on the upper surface of the portion of the element isolation region sandwiched between the first active region and the second active region, The stress insulating film may be provided in the recess formed in the upper surface of the portion of the element isolation region sandwiched between the first active region and the second active region.
以上説明したように、本発明は、例えばシステムLSI等の半導体装置に有用である。 As described above, the present invention is useful for a semiconductor device such as a system LSI.
10 半導体基板
10a 活性領域(第2の活性領域)
10b 活性領域(第1の活性領域)
11 素子分離領域
12a p型ウェル領域
12b n型ウェル領域
13 ゲート絶縁膜
14 ゲート電極
15a n型エクステンション領域
15b p型エクステンション領域 (第1のエクステンション領域)
16 内側サイドウォール
17 外側サイドウォール
18 サイドウォール
19a n型ソースドレイン領域
19b p型ソースドレイン領域 (第1のソースドレイン領域)
21 シリコン混晶層
22 シリサイド層
23 凹部
24 応力絶縁膜
10 Semiconductor substrate
10a Active region (second active region)
10b Active region (first active region)
11 Device isolation region
12a p-type well region
12b n-type well region
13 Gate insulation film
14 Gate electrode
15a n-type extension region
15b p-type extension region (first extension region)
16 Inside sidewall
17 Outside sidewall
18 sidewall
19a n-type source / drain region
19b p-type source / drain region (first source / drain region)
21 Silicon mixed crystal layer
22 Silicide layer
23 recess
24 Stress insulation film
Claims (16)
前記第1の活性領域内に設けられた第1の応力を有するシリコン混晶層と、
前記素子分離領域のうち前記第1の活性領域と前記第2の活性領域とで挟まれた部分の上面上に設けられた凹部と、
前記凹部内に設けられ、前記第1の応力とは反対方向の第2の応力を有する応力絶縁膜とを備えている半導体装置。 A first transistor of the first conductivity type provided on the first active region in the semiconductor region and a second active region in the semiconductor region separated from the first active region by an element isolation region A semiconductor device comprising a second transistor of the second conductivity type provided,
A silicon mixed crystal layer having a first stress provided in the first active region;
A recess provided on an upper surface of a portion sandwiched between the first active region and the second active region in the element isolation region;
A semiconductor device comprising: a stress insulating film provided in the recess and having a second stress in a direction opposite to the first stress.
前記応力絶縁膜の厚みは、前記凹部の深さ以上である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The thickness of the said stress insulating film is a semiconductor device which is more than the depth of the said recessed part.
前記凹部は、前記素子分離領域の上面と、前記第1の活性領域及び前記第2の活性領域の各側面とで構成されており、
前記素子分離領域の上面は、前記第2の活性領域における前記第2のトランジスタのチャネル領域の上面よりも下に位置している半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1 or 2,
The recess is composed of an upper surface of the element isolation region and side surfaces of the first active region and the second active region,
The upper surface of the element isolation region is located below the upper surface of the channel region of the second transistor in the second active region.
前記凹部の底面は、前記シリコン混晶層の上面よりも下であって、且つ、前記シリコン混晶層の下面よりも上に位置している半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 3,
A semiconductor device, wherein a bottom surface of the recess is located below the upper surface of the silicon mixed crystal layer and above the lower surface of the silicon mixed crystal layer.
前記シリコン混晶層は、前記第2の活性領域内に設けられていない半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 4,
The semiconductor device in which the silicon mixed crystal layer is not provided in the second active region.
前記第1の応力は、ゲート幅方向に圧縮応力を生じさせ、
前記第2の応力は、ゲート幅方向に引張応力を生じさせる半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 5,
The first stress generates a compressive stress in the gate width direction,
The semiconductor device in which the second stress generates a tensile stress in the gate width direction.
前記応力絶縁膜の前記引張応力は、1GPa以上である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6.
The semiconductor device, wherein the tensile stress of the stress insulating film is 1 GPa or more.
前記第1のトランジスタは、P型MISトランジスタであり、
前記第2のトランジスタは、N型MISトランジスタであり、
前記シリコン混晶層は、SiGe層であり、
前記応力絶縁膜は、シリコン窒化膜である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 6.
The first transistor is a P-type MIS transistor,
The second transistor is an N-type MIS transistor,
The silicon mixed crystal layer is a SiGe layer,
The semiconductor device, wherein the stress insulating film is a silicon nitride film.
前記応力絶縁膜は、前記第2の活性領域上を覆い、ゲート長方向に引張応力を生じさせる半導体装置。 The semiconductor device according to claim 8,
The stress insulating film covers the second active region and generates a tensile stress in the gate length direction.
前記第1導電型の前記第1のトランジスタは、
前記第1の活性領域上に設けられた第1のゲート絶縁膜と、
前記第1のゲート絶縁膜上に設けられた第1のゲート電極と、
前記第1のゲート電極の側面上に設けられた第1のサイドウォールと、
前記第1の活性領域内のうち前記第1のサイドウォールの側方下に位置する部分に設けられた第1のソースドレイン領域とを有し、
前記シリコン混晶層は、前記第1のソースドレイン領域内に設けられている半導体装置。 The semiconductor device according to any one of claims 1 to 9,
The first transistor of the first conductivity type is
A first gate insulating film provided on the first active region;
A first gate electrode provided on the first gate insulating film;
A first sidewall provided on a side surface of the first gate electrode;
A first source / drain region provided in a portion of the first active region located on a side lower side of the first sidewall;
The semiconductor device in which the silicon mixed crystal layer is provided in the first source / drain region.
前記第1の活性領域内に設けられ、第1の応力を有するシリコン混晶層と、
前記素子分離領域内のうち前記第1の活性領域と前記第2の活性領域とで挟まれた部分に形成された空洞部とを備えている半導体装置。 A first transistor of the first conductivity type provided on the first active region in the semiconductor region and a second active region in the semiconductor region separated from the first active region by an element isolation region A semiconductor device comprising a second transistor of the second conductivity type provided,
A silicon mixed crystal layer provided in the first active region and having a first stress;
A semiconductor device comprising: a cavity formed in a portion sandwiched between the first active region and the second active region in the element isolation region.
前記第1のトランジスタは、P型MISトランジスタであり、
前記第2のトランジスタは、N型MISトランジスタであり、
前記シリコン混晶層は、SiGe層である半導体装置。 The semiconductor device according to claim 11,
The first transistor is a P-type MIS transistor,
The second transistor is an N-type MIS transistor,
The semiconductor device wherein the silicon mixed crystal layer is a SiGe layer.
前記第1の活性領域と前記第2の活性領域との間に前記素子分離領域を形成する工程(a)と、
前記工程(a)の後に、前記第1の活性領域内に、第1の応力を有するシリコン混晶層を設ける工程(b)と、
前記工程(b)の後に、前記素子分離領域のうち前記第1の活性領域と前記第2の活性領域とで挟まれた部分をエッチングして凹部を形成する工程(c)と、
前記凹部内に、前記第1の応力とは反対方向の第2の応力を有する応力絶縁膜を設ける工程(d)とを備えている半導体装置の製造方法。 A first transistor of the first conductivity type provided on the first active region in the semiconductor region and a second active region in the semiconductor region separated from the first active region by an element isolation region A method for manufacturing a semiconductor device comprising a second transistor of the second conductivity type provided,
Forming the element isolation region between the first active region and the second active region (a);
After the step (a), a step (b) of providing a silicon mixed crystal layer having a first stress in the first active region;
After the step (b), a step (c) of forming a recess by etching a portion of the element isolation region sandwiched between the first active region and the second active region;
And (d) providing a stress insulating film having a second stress in a direction opposite to the first stress in the recess.
前記第1のトランジスタは、P型MISトランジスタであり、
前記第2のトランジスタは、N型MISトランジスタであり、
前記シリコン混晶層は、SiGe層であり、
前記応力絶縁膜は、シリコン窒化膜である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 13,
The first transistor is a P-type MIS transistor,
The second transistor is an N-type MIS transistor,
The silicon mixed crystal layer is a SiGe layer,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the stress insulating film is a silicon nitride film.
前記第1の活性領域と前記第2の活性領域との間に、空洞部を有する前記素子分離領域を形成する工程(a)と、
前記工程(a)の後に、前記第1の活性領域内に、第1の応力を有するシリコン混晶層を設ける工程(b)とを備えている半導体装置の製造方法。 A first transistor of the first conductivity type provided on the first active region in the semiconductor region and a second active region in the semiconductor region separated from the first active region by an element isolation region A method for manufacturing a semiconductor device comprising a second transistor of the second conductivity type provided,
Forming the element isolation region having a cavity between the first active region and the second active region (a);
A method of manufacturing a semiconductor device comprising: (b) a step of providing a silicon mixed crystal layer having a first stress in the first active region after the step (a).
前記第1のトランジスタは、P型MISトランジスタであり、
前記第2のトランジスタは、N型MISトランジスタであり、
前記シリコン混晶層は、SiGe層である半導体装置の製造方法。 In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
The first transistor is a P-type MIS transistor,
The second transistor is an N-type MIS transistor,
The method for manufacturing a semiconductor device, wherein the silicon mixed crystal layer is a SiGe layer.
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN109841687A (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 乐金显示有限公司 | Thin film transistor (TFT) and its manufacturing method and display equipment including the thin film transistor (TFT) |
-
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- 2009-06-01 JP JP2009132189A patent/JP2010278393A/en active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN109841687A (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-04 | 乐金显示有限公司 | Thin film transistor (TFT) and its manufacturing method and display equipment including the thin film transistor (TFT) |
JP2019102809A (en) * | 2017-11-29 | 2019-06-24 | エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド | Thin-film transistor, manufacturing method of thin-film transistor and display device including thin-film transistor |
US10680117B2 (en) | 2017-11-29 | 2020-06-09 | Lg Display Co., Ltd. | Thin film transistor, method for manufacturing the same and display device comprising the same |
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