JP4296727B2 - 半導体基板と電界効果型トランジスタ並びにSiGe層の形成方法及びこれを用いた歪みSi層の形成方法と電界効果型トランジスタの製造方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、高速MOSFET等に用いられる半導体基板と電界効果型トランジスタ並びに歪みSi層等を形成するために好適なSiGe層の形成方法及びこれを用いた歪みSi層の形成方法と電界効果型トランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
近年、Si(シリコン)ウェーハ上にSiGe(シリコン・ゲルマニウム)層を介してエピタキシャル成長した歪みSi層をチャネル領域に用いた高速のMOSFET、MODFET、HEMTが提案されている。この歪みSi−FETでは、Siに比べて格子定数の大きいSiGeによりSi層に引っ張り歪みが生じ、そのためSiのバンド構造が変化して縮退が解けてキャリア移動度が高まる。したがって、この歪みSi層をチャネル領域として用いることにより、通常の1.3〜8倍程度の高速化したFETが可能になるものである。また、プロセスとしてCZ法による通常のSi基板を基板として使用できるため、従来のCMOS工程で高速CMOSを実現可能にするものである。
【0003】
しかしながら、FETのチャネル領域として要望される上記歪みSi層をエピタキシャル成長するには、Si基板上に良質なSiGe層をエピタキシャル成長する必要があるが、SiとSiGeとの格子定数の違いから、転位等により結晶性に問題があった。このために、従来、以下のような種々の提案が行われていた。
【0004】
例えば、SiGeのGe組成比を一定の緩い傾斜で変化させたバッファ層を用いる方法、Ge(ゲルマニウム)組成比をステップ状(階段状)に変化させたバッファ層を用いる方法、Ge組成比を超格子状に変化させたバッファ層を用いる方法及びSiのオフカットウェーハを用いてGe組成比を一定の傾斜で変化させたバッファ層を用いる方法等が提案されている(U.S.Patent 5,442,205、U.S.Patent 5,221,413、PCT WO98/00857、特開平6-252046号公報等)。現状では、歪みSi−FET用のSi基板は、例えば、Si(001)基板上に、SiGeのGe組成比を0から高濃度まで連続的に変化させたSiGeバッファ層を成膜することにより、高速FETが実現可能となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術では、以下のような課題が残されている。
すなわち、上記従来の技術を用いて成膜されたSiGeの結晶性は、貫通転位密度がデバイスとして要望されるレベルには及ばない悪い状態であった。また、実際にデバイスを作製する際に不良原因となる表面ラフネスについても転位密度が低い状態で良好なものを得ることが困難であった。この表面ラフネスは、内部の転位のために生じた凹凸が表面にまで影響を及ぼしたものである。
【0006】
例えば、Ge組成比を傾斜させたバッファ層を用いる場合では、貫通転位密度を比較的低くすることができるが、表面ラフネスが悪化してしまう不都合があり、逆にGe組成比を階段状にしたバッファ層を用いる場合では、表面ラフネスを比較的少なくすることができるが、貫通転位密度が多くなってしまう不都合があった。また、オフカットウェーハを用いる場合では、転位が成膜方向ではなく横に抜け易くなるが、まだ十分な低転位化を図ることができていない。
したがって、貫通転位によるFETの動作不良を防ぐためには、貫通転位密度を低減する必要がある。
【0007】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、貫通転位密度が低くかつ表面ラフネスも小さい半導体基板と電界効果型トランジスタ並びにSiGe層の形成方法及びこれを用いた歪みSi層の形成方法と電界効果型トランジスタの製造方法を提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。
すなわち、本発明の半導体基板は、Si基板上に、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層を複数層積層状態としたSiGeバッファ層を備え、これらの傾斜組成層各々は、隣接する2つの傾斜組成層のうち上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比は、下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小であることを特徴とする。
【0009】
また、本発明のSiGe層の形成方法は、Si基板上に、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層を複数層積層状態としたSiGeバッファ層を成膜する方法であって、積層方向に隣接する2つの傾斜組成層の上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比が下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小であるように、前記SiGeの傾斜組成層をエピタキシャル成長する工程を複数回繰り返し、各々のSiGeの傾斜組成層を成膜することを特徴とする。
【0010】
本発明者らは、SiGeの成膜技術について研究を行ってきた結果、結晶中の転位が以下のような傾向を有することがわかった。
すなわち、SiGe層を成膜する際に、成膜中に発生する転位は成膜方向に対して斜め方向又は横方向(成膜方向に直交する方向:<110>方向)のいずれかに走り易い特性を持っている。また、転位は層の界面で横方向に走り易いが、組成が急峻に変化する界面では、上記斜め方向に走り易くなると共に多くの転位が高密度に発生すると考えられる。
【0011】
したがって、Ge組成比を単純な階段状にして成膜すると、急峻な組成変化となる界面部分で多くの転位が高密度に生じると共に、転位が成膜方向の斜め方向に走り易く、貫通転位となるおそれが高いと考えられる。また、Ge組成比を単純に緩く傾斜させて成膜すると、上記斜め方向に走った転位が横方向に逃げるきっかけとなる部分(界面等)が無く、表面にまで貫通してしまうと考えられる。
【0012】
これらに対し、本発明のSiGe層の形成方法では、上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比が、下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小となるように、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層をエピタキシャル成長する工程を複数回繰り返し、各SiGeの傾斜組成層を成膜し、また、本発明の半導体基板では、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層各々が、隣接する2つの傾斜組成層のうち上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比を下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小としたSiGeバッファ層を備えているので、積層された各傾斜組成層の界面がGe組成比が不連続な面となり、転位密度が小さくかつ表面ラフネスが小さいSiGe層を形成することができる。
【0013】
すなわち、界面において転位が横方向に走り易くなり、貫通転位が生じ難くなる。また、界面での組成変化が小さいので、界面での転位発生が抑制され、傾斜組成層の層内で転位が均等に発生して、表面ラフネスの悪化を抑制することができる。
【0014】
さらに、本発明のSiGeの傾斜組成層では、主に傾斜組成層において転位同士の絡み合いが起こり、傾斜組成層中の転位密度が減少するとともに、転位が横方向に誘導されることにより表面領域における貫通転位密度が減少する。この現象は、上記傾斜組成層の傾斜組成が緩やかな傾斜であるほど顕著に表れる。また、傾斜組成層は、その厚みが厚いほど効果的である。
すなわち、傾斜組成が続いている間、転位密度は傾斜組成層の膜厚が所定の膜厚以下では顕著な低下は見られないが、傾斜組成層の膜厚が所定の膜厚を超えると、傾斜組成領域の膜厚が増加するにしたがって徐々に低下する。
【0015】
一方、表面領域のGe組成比が高くなると、転位の発生が促進され、最終的な表面領域における貫通転位密度が高くなってしまう。そこで、上記の傾斜組成層においては、上側の層の界面近傍のGe組成比を下側の層の界面近傍のGe組成比より小さくするステップを導入することにより、表面領域における貫通転位密度を低く抑えることができる。
この構造によれば、表面のGe組成比が同一の構造を作製する場合に、傾斜組成領域の合計膜厚がより厚い構造を容易に作製することができる。その結果、傾斜組成層中の転位密度をより効果的に減少させることができ、表面領域における貫通転位密度をより効果的に低減させることができる。
【0016】
本発明の半導体基板は、Si基板上にSiGe層が形成された半導体基板であって、上述した本発明のSiGe層の形成方法により前記SiGe層が形成されていることを特徴とする。
すなわち、この半導体基板では、上記本発明のSiGe層の形成方法によりSiGe層が形成されているので、転位密度が小さくかつ表面ラフネスが小さい良質なSiGe層が得られ、例えば歪みSi層をSiGe層上に形成するための基板として好適である。
【0017】
本発明の半導体基板は、上記本発明の半導体基板の前記SiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して形成された歪みSi層を備えていることを特徴とする。
また、本発明の歪みSi層の形成方法は、Si基板上にSiGe層を介して歪みSi層を形成する方法であって、前記Si基板上に、上記本発明のSiGe層の形成方法によりSiGeバッファ層をエピタキシャル成長する工程と、該SiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して歪みSi層をエピタキシャル成長する工程とを有することを特徴とする。
また、本発明の半導体基板は、Si基板上にSiGe層を介して歪みSi層が形成された半導体基板であって、上記本発明の歪みSi層の形成方法により前記歪みSi層が形成されていることを特徴とする。
【0018】
上記半導体基板では、上記本発明の半導体基板のSiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して形成された歪みSi層を備え、また上記歪みSi層の形成方法では、上記本発明のSiGe層の形成方法によりエピタキシャル成長したSiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して歪みSi層をエピタキシャル成長し、また上記半導体基板では、上記本発明の歪みSi層の形成方法により歪みSi層が形成されているので、傾斜組成層中の転位密度が減少し、表面の貫通転位密度がより効果的に低減される。また、表面状態が良好なSiGe層上に歪みSi層を成膜することにより、良質な歪みSi層を形成することができる。例えば歪みSi層をチャネル領域とするMOSFET等を用いた集積回路用の基板として好適である。
【0019】
本発明の電界効果型トランジスタは、SiGe層上の歪みSi層にチャネル領域を有する電界効果型トランジスタであって、上記本発明の半導体基板の前記歪みSi層に前記チャネル領域を有することを特徴とする。
また、本発明の電界効果型トランジスタの製造方法は、SiGe層上にエピタキシャル成長された歪みSi層にチャネル領域が形成される電界効果型トランジスタの製造方法であって、上記本発明の歪みSi層の形成方法により前記歪みSi層を形成することを特徴とする。
また、本発明の電界効果型トランジスタは、SiGe層上にエピタキシャル成長された歪みSi層にチャネル領域が形成される電界効果型トランジスタであって、上記本発明の歪みSi層の形成方法により前記歪みSi層が形成されていることを特徴とする。
【0020】
これらの電界効果型トランジスタ及び電界効果型トランジスタの製造方法では、上記本発明の半導体基板の前記歪みSi層にチャネル領域が形成され、又は上記本発明の歪みSi層の形成方法により、チャネル領域が形成される歪みSi層が形成されるので、良質な歪みSi層により高速動作可能等の高特性を有する電界効果型トランジスタを高歩留まりで得ることができる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る各実施形態を、図面を参照しながら説明する。
【0022】
図1は、本発明に係る一実施形態の半導体ウェーハ(半導体基板)W0及び歪みSi層を備えた半導体ウェーハ(半導体基板)W1を示す断面図であり、この半導体ウェーハの構造をその製造プロセスと合わせて説明すると、まず、CZ法で引上成長して作製されたSi基板1上に、Ge組成比xが0からy(例えばy=0.3)まで成膜方向に傾斜をもって不連続的に変化するSi1-xGexのステップ傾斜層(SiGeバッファ層)2を減圧CVD法によりエピタキシャル成長する。なお、上記減圧CVD法による成膜は、キャリアガスとしてH2を用い、ソースガスとしてSiH4及びGeH4を用いている。
【0023】
次に、ステップ傾斜層2上にGe組成比zが一定(本実施形態ではz=y)であるSi1-yGeyの緩和層3をエピタキシャル成長して半導体ウェーハW0を作製する。さらに、Si1-zGezの緩和層3上にSiをエピタキシャル成長して歪みSi層4を形成することにより、本実施形態の歪みSi層を備えた半導体ウェーハW1が作製される。なお、各層の膜厚は、例えば、ステップ傾斜層2が1〜2μm、緩和層3が0.5〜1μm、歪みSi層4が15〜25nmである。
【0024】
上記ステップ傾斜層2の成膜は、図2及び図3に示すように、下地材料のGe組成比からGe組成比を所定値まで漸次増加させたSiGeの傾斜組成層をエピタキシャル成長する工程を複数回繰り返すことにより行われ、ここでは、4層のSiGeの傾斜組成層2a〜2dが積層されたステップ傾斜層2が得られる。
【0025】
例えば、本実施形態では、1回のSiGeの傾斜組成層のエピタキシャル成長工程を1ステップとすると、まず最初のステップとして、Si基板1上に第1の傾斜組成層2aを、Ge組成比を0から0.12まで漸次増加させて成長させる。次に、第2のステップとして、第1の傾斜組成層2a上に第2の傾斜組成層2bを、Ge組成比を0.06から0.18まで漸次増加させて成長させる。
【0026】
次に、第3のステップとして、第2の傾斜組成層2b上に第3の傾斜組成層2cを、Ge組成比を0.12から0.24まで漸次増加させて成長させる。次に、第4のステップとして、第3の傾斜組成層2c上に第4の傾斜組成層2dを、Ge組成比を0.18から0.3まで漸次増加させて成長させる。
【0027】
ここでは、第1の傾斜組成層2a〜第4の傾斜組成層2dそれぞれの膜厚は、いずれも同一になるように設定されている。
すなわち、第1の傾斜組成層2aの膜厚をl1、第2の傾斜組成層2bの膜厚をl2、第3の傾斜組成層2cの膜厚をl3、第4の傾斜組成層2dの膜厚aをl4とすると、l1=l2=l3=l4となるように積層されている。
【0028】
このように、第1の傾斜組成層2a〜第4の傾斜組成層2d各々は、隣接する2つの傾斜組成層のうち上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比は、下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小であるとされている。
すなわち、第2の傾斜組成層2bの下面側のGe組成比は、第1の傾斜組成層2aの上面側のGe組成比より小とされ、第1の傾斜組成層2aと第2の傾斜組成層2bとの界面におけるGe組成比は不連続とされている。
【0029】
第3の傾斜組成層2cも同様に、その下面側のGe組成比は、第2の傾斜組成層2bの上面側のGe組成比より小とされ、この界面におけるGe組成比は不連続とされている。第4の傾斜組成層2dも同様に、その下面側のGe組成比は、第3の傾斜組成層2cの上面側のGe組成比より小とされ、この界面におけるGe組成比は不連続とされている。
【0030】
ここで、傾斜組成層のエピタキシャル成長工程を4回(ステップ数4)繰り返し行い、第1の傾斜組成層2a〜第4の傾斜組成層2dが積層されたステップ傾斜層2としたのは、傾斜組成層中の転位密度を低くするとともに、貫通転位密度及び表面ラフネスの両方を低くすることができるからである。
【0031】
本実施形態の半導体ウェーハW0及び歪みSi層を備えた半導体ウェーハW1では、Si基板1上に、下地材料(成長する際の下地がSi基板1の場合はSi、傾斜組成層2a〜2dの場合はSiGe)のGe組成比からGe組成比を漸次増加させたSiGeの傾斜組成層をエピタキシャル成長する工程を複数回繰り返すことにより、傾斜組成層2a〜2dからなるステップ傾斜層2を形成したので、傾斜組成層2a〜2d各々の界面におけるGe組成比が膜厚方向に不連続かつ減少することとなり、上述したように転位密度が少なくかつ表面ラフネスが少ないステップ傾斜層2を形成することができる。
【0032】
すなわち、本実施形態では、上記成膜方法により、格子緩和に必要な転位を均等に発生させると共に、転位をできるだけ横方向に走らせて表面上に貫通して出ないようにSiGe層を成膜することができるので、このように良好な表面状態を得ることができる。
【0033】
また、本実施形態では、複数層の傾斜組成層において上側の層の界面近傍のGe組成比を下側の層の界面近傍のGe組成比より小さくすることにより、傾斜組成層中の転位密度をより効果的に減少させるとともに、表面領域における貫通転位密度を低く抑えることができる。
【0034】
また、本実施形態では、主に傾斜組成層において転位同士の絡み合いが起こり、傾斜組成層中の転位密度を減少させるとともに、転位が横方向に誘導されることにより表面領域における貫通転位密度を減少させることができる。これは、上記傾斜組成層の傾斜組成が緩やかな傾斜であるほど顕著に表れ、傾斜組成層はその厚みが厚いほど効果的となる。
これにより、傾斜組成層の膜厚が所定の膜厚を超えた場合には、傾斜組成領域の膜厚が増加するにしたがって転位密度を徐々に低下させることができる。
【0035】
また、上記の傾斜組成層においては、上側の層の界面近傍のGe組成比を下側の層の界面近傍のGe組成比より小さくするステップを導入することにより、表面領域における貫通転位密度を低く抑えることができる。
この構造によれば、表面のGe組成比が同一の構造を作製する場合に、傾斜組成領域の合計膜厚がより厚い構造を容易に作製することができる。その結果、傾斜組成層中の転位密度をより効果的に減少させることができ、表面領域における貫通転位密度をより効果的に低減させることができる。
【0036】
図4は、本発明のステップ傾斜層の変形例を示す図であり、ステップ傾斜層の膜厚に対するGe組成比を示している。
このステップ傾斜層は、上述したステップ傾斜層2の第4の傾斜組成層2d上に、Ge組成比が第4の傾斜組成層2dの最終的な組成比である上面側のGe組成比と同一とされ、かつGe組成比が膜厚方向で一定であるSiGeの一定組成層をエピタキシャル成長している。
【0037】
図5は、本発明のステップ傾斜層の他の変形例を示す図である。
このステップ傾斜層は、上述したステップ傾斜層2の第4の傾斜組成層2d上に、Ge組成比が第4の傾斜組成層2dの最終的な組成比である上面側のGe組成比より小とされ、かつGe組成比が膜厚方向で一定であるSiGeの一定組成層をエピタキシャル成長している。
【0038】
図6は、本発明のステップ傾斜層のさらに他の変形例を示す図である。
このステップ傾斜層は、上述したステップ傾斜層2の第1の傾斜組成層2a上に、出発点のGe組成比が第1の傾斜組成層2aの上面側のGe組成比より小であり、かつ最終点のGe組成比が第1の傾斜組成層2aの上面側のGe組成比と一致する傾斜組成層を複数層(ここでは3層)成長させ、第4の傾斜組成層2d上に、Ge組成比が第4の傾斜組成層2dの最終的な組成比である上面側のGe組成比と同一とされ、かつGe組成比が膜厚方向で一定であるSiGeの一定組成層をエピタキシャル成長している。
【0039】
次に、本発明の上記歪みSi層を備えた半導体ウェーハW1を用いた電界効果型トランジスタ(MOSFET)を、その製造プロセスと合わせて図面を参照して説明する。
図7は、本発明の電界効果型トランジスタの概略的な構造を示す断面図であり、この電界効果型トランジスタを製造するには、上記の製造工程で作製した歪みSi層を備えた半導体ウェーハW1の表面の歪みSi層4上にSiO2のゲート酸化膜5及びゲートポリシリコン膜6を順次堆積する。そして、チャネル領域となる部分の上のゲートポリシリコン膜6の上に、ゲート電極(図示略)をパターニングして形成する。
【0040】
次に、ゲート酸化膜5もパターニングすることにより、ゲート電極下以外の部分を除去する。さらに、ゲート電極をマスクに用いたイオン注入により、歪みSi層4及び緩和層3にn型あるいはp型のソース領域S及びドレイン領域Dを自己整合的に形成する。次いで、ソース領域S及びドレイン領域D上にソース電極及びドレイン電極(図示略)をそれぞれ形成し、歪みSi層4がチャネル領域となるn型あるいはp型MOSFETが製造される。
【0041】
このMOSFETでは、歪みSi層を備えた半導体ウェーハW1の歪みSi層4にチャネル領域を形成したので、良質な歪みSi層4により高速動作可能等の高特性を有するMOSFETを高歩留まりで得ることができる。
【0042】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
例えば、上記実施形態の半導体ウェーハW1の歪みSi層4上に、さらにSiGe層を備えた構成としてもよい。
また、上記各実施形態では、傾斜組成層のエピタキシャル成長工程を繰り返す回数を4回(ステップ数4)としたが、4回に限定することなく、貫通転位密度及び表面ラフネスの両方を効果的に低下させることを条件に回数を設定しても良い。
【0043】
また、上記実施形態では、MOSFET用の基板として歪みSi層を備えた半導体ウェーハW1を作製したが、他の用途に適用する基板としても構わない。例えば、本発明のSiGe層の形成方法及び半導体基板を太陽電池用の基板に適用してもよい。すなわち、上述した各実施形態のいずれかのシリコン基板上に最表面で100%GeとなるようにGe組成比を漸次増加させた傾斜組成層のSiGe層を成膜し、さらにこの上にGaAs(ガリウムヒ素)を成膜することで、太陽電池用基板を作製してもよい。この場合、低転位密度で高特性の太陽電池用基板が得られる。
【0044】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。
本発明の半導体基板によれば、Si基板上に、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層を複数層積層状態としたSiGeバッファ層を備え、これらの傾斜組成層各々は、隣接する2つの傾斜組成層のうち上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比は、下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小としたので、転位を横方向に走らせて表面上に貫通する転位を低減することができる。また、界面での組成変化が小さいので、界面における転位の発生を抑制することができる。
【0045】
また、傾斜組成層中の転位密度をより効果的に減少させることができ、表面領域における貫通転位密度をより効果的に低減させることができる。
また、複数の傾斜組成層の合計膜厚を厚くすることができ、したがって、転位密度を効果的に減少させることができる。
【0046】
したがって、格子緩和に必要な転位を均等に発生させて表面ラフネスを低減させると共に、転位をできるだけ横方向に走らせて貫通転位を低減させて成膜を施すことができ、貫通転位密度及び表面ラフネスの小さい良質な結晶性を得ることができる。
【0047】
また、本発明のSiGe層の形成方法によれば、積層方向に隣接する2つの傾斜組成層の上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比が下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小であるように、前記SiGeの傾斜組成層をエピタキシャル成長する工程を複数回繰り返し、各々のSiGeの傾斜組成層を成膜するので、界面での集中的な転位発生を抑制し、さらに転位を横方向に走らせて表面上に貫通する転位を低減し、貫通転位密度及び表面ラフネスの小さい良質な結晶性を有する半導体基板を容易に製造することができる。
また、傾斜組成層中の転位密度を効果的に減少させ、かつ表面領域における貫通転位密度をより効果的に低減させた半導体基板を容易に製造することができる。
【0048】
また、本発明の歪みSi層を備えた半導体基板によれば、本発明の半導体基板のSiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して形成された歪みSi層を備えたので、表面状態が良好なSiGe層上にSi層を成膜することができ、良質な歪みSi層を形成することができる。
【0049】
また本発明の歪みSi層の形成方法によれば、本発明のSiGe層の形成方法によりエピタキシャル成長したSiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して歪みSi層をエピタキシャル成長するので、表面状態が良好なSiGe層上にSi層を成膜でき、良質な歪みSi層を形成することができる。
【0050】
また、本発明の電界効果型トランジスタによれば、本発明の半導体基板の前記歪みSi層にチャネル領域が形成されているので、良質な歪みSi層により高速動作可能等の高特性を有するMOSFETを得ることができる。
【0051】
また、本発明の電界効果型トランジスタの製造方法によれば、本発明の歪みSi層の形成方法によりチャネル領域となる歪みSi層が形成されているので、良質な歪みSi層により高速動作可能等の高特性を有するMOSFETを高歩留まりで作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る一実施形態の半導体ウェーハを示す断面図である。
【図2】 本発明に係る一実施形態のステップ傾斜層を示す断面図である。
【図3】 本発明に係る一実施形態のステップ傾斜層の膜厚に対するGe組成比を示す図である。
【図4】 本発明に係る一実施形態のステップ傾斜層の変形例を示す図である。
【図5】 本発明に係る一実施形態のステップ傾斜層の他の変形例を示す図である。
【図6】 本発明に係る一実施形態のステップ傾斜層のさらに他の変形例を示す図である。
【図7】 本発明に係る一実施形態のMOSFETを示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 Si基板
2 ステップ傾斜層(SiGeバッファ層)
2a〜2d 傾斜組成層
3 緩和層
4 歪みSi層
5 SiO2ゲート酸化膜
6 ゲートポリシリコン膜
S ソース領域
D ドレイン領域
W0 半導体ウェーハ(半導体基板)
W1 歪みSi層を備えた半導体ウェーハ(半導体基板)
Claims (6)
- Si基板上に、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層を複数層積層状態としたSiGeバッファ層を備え、
これらの傾斜組成層各々は、隣接する2つの傾斜組成層のうち上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比は、下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小であることを特徴とする半導体基板。 - 請求項1記載の半導体基板において、
前記SiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して形成された歪みSi層を備えていることを特徴とする半導体基板。 - SiGe層上の歪みSi層にチャネル領域を有する電界効果型トランジスタであって、
請求項2記載の半導体基板の前記歪みSi層に前記チャネル領域を有することを特徴とする電界効果型トランジスタ。 - Si基板上に、Ge組成比が表面に向けて漸次増加するSiGeの傾斜組成層を複数層積層状態としたSiGeバッファ層を成膜する方法であって、
積層方向に隣接する2つの傾斜組成層の上側の傾斜組成層の下面側のGe組成比が下側の傾斜組成層の上面側のGe組成比より小であるように、前記SiGeの傾斜組成層をエピタキシャル成長する工程を複数回繰り返し、各々のSiGeの傾斜組成層を成膜することを特徴とするSiGe層の形成方法。 - Si基板上にSiGe層を介して歪みSi層を形成する方法であって、
前記Si基板上に、請求項4記載のSiGe層の形成方法によりSiGeバッファ層をエピタキシャル成長する工程と、
該SiGeバッファ層上に直接又は他のSiGe層を介して歪みSi層をエピタキシャル成長する工程とを有することを特徴とする歪みSi層の形成方法。 - SiGe層上にエピタキシャル成長された歪みSi層にチャネル領域が形成される電界効果型トランジスタの製造方法であって、
請求項5記載の歪みSi層の形成方法により前記歪みSi層を形成することを特徴とする電界効果型トランジスタの製造方法。
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