JP2012028721A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置1は、シリコン基板10上にゲート絶縁膜11を介して形成されたゲート電極12と、ゲート電極12の両側のシリコン基板10に形成されたソース/ドレイン領域13と、記ソース/ドレイン領域13のゲート電極12側のシリコン基板10の部分に形成されたエクステンション領域14と、シリコン基板10に、エクステンション領域14よりも浅く形成され且つエクステンション領域14上からソース/ドレイン領域13上に跨って形成されており、ソース/ドレイン領域13及びエクステンション領域14に含まれる不純物元素の拡散を抑制する不純物拡散抑制領域16と、を備える。
【選択図】図1
Description
基板上に形成されたゲート電極と、
前記基板に形成されたソース/ドレイン領域と、
前記ソース/ドレイン領域の前記ゲート電極側の前記基板の部分に形成されたエクステンション領域と、
前記基板に、前記エクステンション領域よりも浅く且つ前記エクステンション領域上から前記ソース/ドレイン領域上に跨って形成されており、前記ソース/ドレイン領域及び前記エクステンション領域に含まれる不純物元素の拡散を抑制する不純物拡散抑制領域と、
を備える半導体装置。
前記不純物拡散抑制領域を形成する不純物拡散抑制元素の深さ方向の分布は、前記基板の表面から5nm以内に不純物拡散抑制元素の濃度が1×1020/cm3を超える最大値を示す付記1に記載の半導体装置。
前記不純物拡散抑制元素の深さ方向の分布は、前記基板の表面から10nmの深さにおける不純物拡散抑制元素の濃度が5×1019/cm3以下の値を示す付記1又は2に記載の半導体装置。
前記不純物拡散抑制領域は、前記基板の表面から10nm未満の深さに形成され、前記エクステンション領域は、前記基板の表面から10nmから25nmまでの深さに形成される付記1〜3の何れか一項に記載の半導体装置。
前記不純物拡散抑制領域は、前記基板の表面から7nm未満の深さに形成され、前記エクステンション領域は、前記基板の表面から7nmから15nmまでの深さに形成される付記1〜3の何れか一項に記載の半導体装置。
前記不純物拡散抑制領域を形成する不純物拡散抑制元素は、炭素、窒素又はフッ素である付記1〜5の何れか一項に記載の半導体装置。
基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして、不純物拡散抑制元素、及びエクステンション領域を形成する不純物元素、及びソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を前記基板に注入し、
前記基板に第1の熱処理を行って、前記エクステンション領域を形成する不純物元素及び前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を活性化して、エクステンション領域及びソース/ドレイン領域を形成すると共に、不純物拡散抑制元素を前記基板の表面側に移動させて、エクステンション領域よりも深さが浅い不純物拡散抑制領域を形成する半導体装置の製造方法。
前記不純物拡散抑制元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素と同じ深さか、又は浅い位置に注入する付記7に記載の半導体装置の製造方法。
前記基板上に前記ゲート電極を形成した後、
前記ゲート電極の両側の前記基板に前記不純物拡散抑制元素を注入し、
前記ゲート電極の両側の前記基板に前記エクステンション領域を形成する不純物元素を注入し、
前記ゲート電極の両側面上に側壁を形成し、
前記側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素よりも深く注入した後、
前記基板に前記第1の熱処理を行う付記7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
前記基板上にゲート電極を形成した後、
前記ゲート電極の両側の前記基板に前記エクステンション領域を形成する不純物元素を注入し、
前記ゲート電極の両側面上に第1側壁を形成し、
前記第1側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記不純物拡散抑制元素を注入し、
前記ゲート電極の両第1側壁上に第2側壁を形成し、
前記第2側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素よりも深く注入した後、
前記基板に前記第1の熱処理を行う付記7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
基板上にゲート電極を形成した後、
前記ゲート電極及び前記基板を覆う絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に、前記不純物拡散抑制元素、及び前記エクステンション領域を形成する不純物元素を注入し、
前記絶縁膜が形成された前記ゲート電極の両側面上に側壁を形成し、
前記側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素よりも深く注入した後、
前記基板に前記第1の熱処理を行う付記7又は8に記載の半導体装置の製造方法。
前記不純物拡散抑制領域を形成する不純物拡散抑制元素の深さ方向の分布が、前記基板の表面から5nm以内に不純物拡散抑制元素の濃度が1×1020/cm3を超える最大値を示すように、前記第1の熱処理を行う付記7〜11の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
前記不純物拡散抑制元素が、炭素、窒素又はフッ素である付記7〜12の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
前記不純物拡散抑制元素を、1×1014〜3×1015/cm2の範囲の濃度で前記基板に注入する付記7〜13の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
前記不純物拡散抑制元素を前記基板に注入した後に、前記基板に第2の熱処理を行う付記7〜14の何れか一項に記載の半導体装置の製造方法。
10 シリコン基板
11 ゲート絶縁膜
12 ゲート電極
13 ソース/ドレイン領域
13a 不純物元素が注入された領域
14 エクステンション領域
14a 不純物元素が注入された領域
15 側壁
15a 第1側壁
15b 第2側壁
16 不純物拡散抑制領域
16a 不純物拡散抑制元素が注入された領域
17 不純物拡散抑制元素が拡散した領域
18 絶縁膜
100 MOSトランジスタ
110 シリコン基板
111 ゲート絶縁膜
112 ゲート電極
113 ソース/ドレイン領域
113a 不純物が注入された領域
115 側壁
116 不純物拡散領域
Claims (6)
- 基板上に形成されたゲート電極と、
前記基板に形成されたソース/ドレイン領域と、
前記ソース/ドレイン領域の前記ゲート電極側の前記基板の部分に形成されたエクステンション領域と、
前記基板に、前記エクステンション領域よりも浅く且つ前記エクステンション領域上から前記ソース/ドレイン領域上に跨って形成されており、前記ソース/ドレイン領域及び前記エクステンション領域に含まれる不純物元素の拡散を抑制する不純物拡散抑制領域と、
を備える半導体装置。 - 前記不純物拡散抑制領域を形成する不純物拡散抑制元素の深さ方向の分布は、前記基板の表面から5nm以内に不純物拡散抑制元素の濃度が1×1020/cm3を超える最大値を示す請求項1に記載の半導体装置。
- 基板上にゲート電極を形成し、
前記ゲート電極をマスクとして、不純物拡散抑制元素、及びエクステンション領域を形成する不純物元素、及びソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を前記基板に注入し、
前記基板に第1の熱処理を行って、前記エクステンション領域を形成する不純物元素及び前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を活性化して、エクステンション領域及びソース/ドレイン領域を形成すると共に、不純物拡散抑制元素を前記基板の表面側に移動させて、エクステンション領域よりも深さが浅い不純物拡散抑制領域を形成する半導体装置の製造方法。 - 前記基板上に前記ゲート電極を形成した後、
前記ゲート電極の両側の前記基板に前記不純物拡散抑制元素を注入し、
前記ゲート電極の両側の前記基板に前記エクステンション領域を形成する不純物元素を注入し、
前記ゲート電極の両側面上に側壁を形成し、
前記側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素よりも深く注入した後、
前記基板に前記熱処理を行う請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 前記基板上にゲート電極を形成した後、
前記ゲート電極の両側の前記基板に前記エクステンション領域を形成する不純物元素を注入し、
前記ゲート電極の両側面上に第1側壁を形成し、
前記第1側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記不純物拡散抑制元素を注入し、
前記ゲート電極の両第1側壁上に第2側壁を形成し、
前記第2側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素よりも深く注入した後、
前記基板に前記熱処理を行う請求項3に記載の半導体装置の製造方法。 - 基板上にゲート電極を形成した後、
前記ゲート電極及び前記基板を覆う絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に、前記不純物拡散抑制元素、及び前記エクステンション領域を形成する不純物元素を注入し、
前記絶縁膜が形成された前記ゲート電極の両側面上に側壁を形成し、
前記側壁が形成された前記ゲート電極の両側の前記基板に前記ソース/ドレイン領域を形成する不純物元素を、前記エクステンション領域を形成する不純物元素よりも深く注入した後、
前記基板に前記熱処理を行う請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
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