JP6591633B2 - 半導体装置 - Google Patents
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Description
本実施の形態によるMOSFETを図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態である半導体装置、例えばSOI基板上にnチャネル型MOSFETを有する半導体装置の断面図である。図1の断面図の左側にはSOI領域1Aを示し、図1の断面図の右側にはバルクシリコン領域1Bを示している。SOI領域1Aは半導体基板1上にBOX膜2を介してシリコン層(SOI層、半導体層)3が形成され、シリコン層3上にMOSFETQaが形成されている領域であり、バルクシリコン領域1Bは半導体基板1上にBOX膜(絶縁膜)2およびシリコン層3が形成されておらず、半導体基板1の主面にMOSFETQbが形成されている領域である。
本実施の形態では、前記実施の形態1と異なる製造方法により形成されるMOSFETを含む半導体装置について説明する。
(実施の形態3)
本実施の形態3では、図22に示すように、バルクシリコン領域1Bにも薄膜ゲート酸化膜を備えたMOSFETQcおよびMOSFETQdを形成した例を示す。ここで、MOSFETQcのソース・ドレイン領域にはエピタキシャル層14が形成されておらず、MOSFETQdのソース・ドレイン領域にはエピタキシャル層14が形成されている。MOSFETQcは、バルクシリコン領域1Bの半導体基板1上に順に形成された、ゲート絶縁膜6cおよびゲート電極7cを有している。MOSFETQdは、バルクシリコン領域1Bの半導体基板1上に順に形成された、ゲート絶縁膜6dおよびゲート電極7dを有している。ゲート絶縁膜6c、6dは、ゲート絶縁膜6bよりも膜厚が小さい薄膜ゲート酸化膜である。ここで、薄膜ゲート酸化膜とは、MOSFETQaのゲート絶縁膜6aと同様に2〜3nmである。本実施の形態による効果を以下に述べる。
1A SOI領域
1B バルクシリコン領域
2 BOX膜
3 シリコン層
4 素子分離領域
5 酸化シリコン膜
6 ゲート絶縁膜
6a〜6d ゲート絶縁膜
7a〜7d ゲート電極
7e 窒化シリコン膜
8 エクステンション領域
9 エクステンション領域
10 拡散層
11 拡散層
12 窒化シリコン膜
12a 窒化シリコン膜
13 窒化シリコン膜
14 エピタキシャル層
15 シリサイド層
16 絶縁膜
17 層間絶縁膜
18 コンタクトプラグ
19 絶縁膜
20 層間絶縁膜
21 配線
Qa〜Qd MOSFET
R1〜R3 フォトレジスト膜
Claims (13)
- 半導体基板の第1領域に形成された第1電界効果トランジスタと、平面視において前記第1領域とは異なる領域である第2領域に形成された第2電界効果トランジスタとを有する半導体装置であって、
前記第1領域では、前記半導体基板上の第1絶縁膜、および、前記第1絶縁膜上の半導体層が形成されており、
前記第1領域に形成された前記第1電界効果トランジスタは、
前記半導体層上に第1ゲート絶縁膜を介して形成された第1ゲート電極と、
前記第1ゲート電極の側壁上、および、前記半導体層上に形成された第2絶縁膜と、
前記第2絶縁膜で覆われていない前記半導体層上に形成されたエピタキシャル層と、
前記第2絶縁膜を介して前記第1ゲート電極の側壁に形成され、且つ、前記エピタキシャル層の端部の上面を覆うように形成された第5絶縁膜と、
前記第1ゲート電極の両側であって前記エピタキシャル層に形成された第1ソース・ドレイン領域と、
前記半導体層のうちの前記第2絶縁膜および前記第5絶縁膜で覆われた部分に形成され、且つ、前記第1ソース・ドレイン領域と接続された第1エクステンション領域と、
を有し、
前記第2領域に形成された前記第2電界効果トランジスタは、
前記半導体基板上に第2ゲート絶縁膜を介して形成された第2ゲート電極と、
前記第2ゲート電極の側壁上、および、前記半導体基板上に形成された第3絶縁膜と、
前記第3絶縁膜を介して前記第2ゲート電極の側壁に形成された第6絶縁膜と、
前記第2ゲート電極の両側であって前記半導体基板の一部に形成された第2ソース・ドレイン領域と、
前記半導体基板のうち前記第3絶縁膜および前記第6絶縁膜に覆われた部分に形成され、且つ、前記第2ソース・ドレイン領域と接続された第2エクステンション領域と、
を有し、
前記第2電界効果トランジスタの前記第2ゲート絶縁膜は、前記第1電界効果トランジスタの前記第1ゲート絶縁膜よりも膜厚が大きく、
前記第1エクステンション領域は、前記半導体層のうちの前記エピタキシャル層の前記端部、前記第2絶縁膜および前記第5絶縁膜で覆われた部分に形成されている、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記半導体基板に第4絶縁膜を埋め込むことにより形成された素子分離部を更に有し、
前記素子分離部を有する素子分離領域は、前記第1領域と前記第2領域との境界部に形成されている、半導体装置。 - 請求項1または2の何れか1項に記載の半導体装置において、
前記第1電界効果トランジスタおよび前記第2電界効果トランジスタを覆う様に形成された層間絶縁膜と、
前記層間絶縁膜上に形成された第1金属配線および第2金属配線と、
を更に有し、
前記第1電界効果トランジスタの前記第1ソース・ドレイン領域の上面からの前記第1金属配線の下面までの距離は、前記第2電界効果トランジスタの前記第2ソース・ドレイン領域の上面からの前記第2金属配線の下面までの距離より小さい、半導体装置。 - 請求項3に記載の半導体装置において、
前記第1電界効果トランジスタの前記エピタキシャル層と前記第1金属配線とを接続する第1コンタクトプラグと、
前記第2電界効果トランジスタの前記半導体基板と前記第2金属配線とを接続する第2コンタクトプラグと、
を更に有する、半導体装置。 - 請求項1〜4の何れか1項に記載の半導体装置において、
前記第1領域での前記半導体層の断面視における表面高さは、前記第2領域での前記半導体基板の断面視における表面高さより高い、半導体装置。 - 請求項1〜5の何れか1項に記載の半導体装置において、
前記第2ソース・ドレイン領域が形成されている前記半導体基板には、前記エピタキシャル層が形成されていない、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第5絶縁膜は、前記第1ゲート電極の側壁のうちの前記第2絶縁膜から露出した部分に接している、半導体装置。 - 請求項1に記載の半導体装置において、
前記第5絶縁膜は、前記第1ゲート電極の側壁のうちの前記第2絶縁膜から露出した部分に接しており、
前記第3絶縁膜で覆われた前記エピタキシャル層の前記端部は、前記第3絶縁膜で覆われていない前記エピタキシャル層の中央部が有する不純物濃度よりも低い不純物濃度を有しており、
前記第3絶縁膜で覆われていない前記エピタキシャル層の前記中央部は、前記第1エクステンション領域が有する不純物濃度よりも高い不純物濃度を有している、半導体装置。 - 請求項1、7、8の何れか1項に記載の半導体装置において、
前記第2絶縁膜は、酸化シリコン膜からなり、
前記第5絶縁膜は、窒化シリコン膜からなる、半導体装置。 - 請求項1〜9の何れか1項に記載の半導体装置において、
前記第1絶縁膜の膜厚は、10〜20nmであり、
前記半導体層の膜厚は、10〜20nmである、半導体装置。 - 請求項1または8の何れか1項に記載の半導体装置において、
前記第5絶縁膜で覆われた前記エピタキシャル層の前記端部は、前記第1ソース・ドレイン領域の不純物濃度よりも低い不純物濃度を有しており、
前記エピタキシャル層のうち前記第5絶縁膜で覆われていない領域は、前記第1エクステンション領域が有する不純物濃度よりも高い不純物濃度を有している、半導体装置。 - 請求項11に記載の半導体装置において、
前記エピタキシャル層のうち前記第5絶縁膜で覆われていない領域の上面は、金属シリサイド層で覆われている、半導体装置。 - 請求項12に記載の半導体装置において、
前記金属シリサイド層は、ニッケルシリサイドからなる、半導体装置。
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