WO2010029681A1 - Semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents

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生駒大策
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Abstract

Provided is a semiconductor device, wherein a gate insulating film (5) is formed on a first conductivity type semiconductor region (1a), a gate electrode (6) is formed on the gate insulating film (5), and on a side surface of the gate electrode (6), a first offset spacer (7a), a second offset spacer (7b) and a side wall (10) are sequentially formed.  Furthermore, a second conductivity type extension region (8) is formed below a side of the gate electrode (6) in the semiconductor region (1a), and a first conductivity type pocket region (9) is formed below the side of the gate electrode (6) below the extension region (8) in the semiconductor region (1a).

Description

半導体装置及びその製造方法Semiconductor device and manufacturing method thereof
 本発明は、ゲート電極の側面上に形成された第1のオフセットスペーサと、第1のオフセットスペーサを介してゲート電極の側面上に形成された第2のオフセットスペーサとを備え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 including a first offset spacer formed on a side surface of a gate electrode, and a second offset spacer formed on a side surface of the gate electrode via the first offset spacer, and the semiconductor device It relates to a manufacturing method.
 半導体装置の微細化に伴ってゲート長及びゲート幅を縮小した結果、トランジスタのランダムばらつきが増大する虞がある。トランジスタのランダムばらつきが増大するとSRAM(Static Random Access Memory)等の半導体装置を安定して動作させることが困難となるため、トランジスタのランダムばらつきを小さくできる半導体装置の構造及びその製造方法の開発が望まれている。ここで、「トランジスタのランダムばらつき」とは、非常に近接して設けられた2つのトランジスタの特性が全くランダムにばらつくことを言う。トランジスタのランダムばらつきの主な原因として、チャネル領域に存在する不純物の原子の数が統計的にばらつく現象又は原子の空間的な位置が統計的にゆらぐ現象が挙げられている。その他の原因としては、例えば、互いに隣接する2つのトランジスタにおいて、ゲート長、ゲート絶縁膜の膜厚又はゲート幅がばらつくこと等が挙げられる。また、ショートチャネル効果の抑制が充分でなければゲート長のばらつきに起因してランダムばらつきが大きくなるため、トランジスタのランダムばらつきの増大を抑制するためにはショートチャネル効果を充分に抑制することが重要である。 As a result of reducing the gate length and the gate width with the miniaturization of the semiconductor device, there is a risk that random variations of the transistors may increase. If random variations of transistors increase, it becomes difficult to stably operate a semiconductor device such as SRAM (Static Random Access Memory). Therefore, it is desired to develop a semiconductor device structure and a manufacturing method thereof that can reduce random variations of transistors. It is rare. Here, “transistor random variation” means that the characteristics of two transistors provided in close proximity vary completely at random. As a main cause of random variations of transistors, a phenomenon in which the number of impurity atoms present in the channel region varies statistically or a phenomenon in which the spatial positions of atoms vary statistically is cited. Other causes include, for example, variations in gate length, gate insulating film thickness, or gate width in two adjacent transistors. In addition, if the short channel effect is not sufficiently suppressed, the random variation increases due to the variation in the gate length. Therefore, it is important to sufficiently suppress the short channel effect in order to suppress an increase in the random variation of the transistor. It is.
 式1は、トランジスタのランダムばらつきを定量的に示したものである(例えば、非特許文献1参照)。式1により、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)のしきい値電圧のばらつき(σVT)が算出される。 Equation 1 shows the random variation of the transistors quantitatively (for example, see Non-Patent Document 1). The threshold voltage variation (σVT) of MOSFET (Metal | Oxide | Semiconductor | Field | Effect | Transistor) is calculated by Formula 1.
  σVT=A・Teff・Na1/4・Leff-1/2・Weff-1/2:(式1)
 式1において、Aは比例係数であり、Teffはゲート絶縁膜の電気的な実効的膜厚であり、Naはチャネルの不純物濃度であり、Leffは電気的な実効的ゲート長であり、Weffは電気的な実効的ゲート幅である。式1に示すように、Leff及びWeffの寸法が小さい場合又は、Teffが厚く且つNaが高い場合には、σVTは大きくなり、トランジスタのランダムばらつきは大きくなる。
σVT = A · Teff · Na 1/4 · Leff −1 / 2 · Weff −1/2 : (Formula 1)
In Equation 1, A is a proportionality coefficient, Teff is the electrical effective film thickness of the gate insulating film, Na is the channel impurity concentration, Leff is the electrical effective gate length, and Weff is This is the electrical effective gate width. As shown in Equation 1, when the dimensions of Leff and Weff are small, or when Teff is thick and Na is high, σVT increases and the random variation of the transistors increases.
 ここで、ショートチャネル効果を抑制させる従来の半導体装置として、エクステンション領域及びポケット領域を形成する際のマスクとして機能する1層のオフセットスペーサを備えたNMOS(Negative Channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタを挙げることができる(例えば、特許文献1参照)。このオフセットスペーサは、90nmプロセステクノロジ又は65nmプロセステクノロジあたりから採用された技術である。図5は、従来の半導体装置の断面図である。 Here, as a conventional semiconductor device for suppressing the short channel effect, there is an NMOS (Negative ChannelhanMetal Oxide Semiconductor) transistor having a single layer offset spacer functioning as a mask when forming an extension region and a pocket region. (For example, refer to Patent Document 1). This offset spacer is a technique adopted from around 90 nm process technology or 65 nm process technology. FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.
 図5に示すように、従来の半導体装置は、P型シリコンからなる半導体基板101と、半導体基板101内に形成された素子分離領域102と、半導体基板101におけるNMOSトランジスタ領域に素子分離領域102よりも深く形成されたP型ウェル103と、素子分離領域102に囲まれた半導体基板101からなる活性領域101aと、活性領域101aにおける上部領域に形成されチャネル領域となるP型不純物領域104と、活性領域101a上に形成されたゲート絶縁膜105と、ゲート絶縁膜105上に形成され、例えばP等のN型不純物を含む多結晶シリコンからなるN型ゲート電極106と、N型ゲート電極106の側面上に形成され膜厚が3nmであるオフセットスペーサ107と、活性領域101aにおけるN型ゲート電極106の側方下に形成されたN型エクステンション領域108と、活性領域101aにおけるN型ゲート電極106の側方下のうちN型エクステンション領域108の下に形成されたP型ポケット領域109と、オフセットスペーサ107を介してN型ゲート電極106の側面上に形成されたサイドウォール110と、活性領域101aにおけるサイドウォール110の外側方下に形成されたN型ソース/ドレイン領域111とを備えている。 As shown in FIG. 5, the conventional semiconductor device includes a semiconductor substrate 101 made of P-type silicon, an element isolation region 102 formed in the semiconductor substrate 101, and an NMOS transistor region in the semiconductor substrate 101 from the element isolation region 102. A deeply formed P-type well 103, an active region 101a composed of a semiconductor substrate 101 surrounded by an element isolation region 102, a P-type impurity region 104 formed in an upper region of the active region 101a and serving as a channel region, and an active region A gate insulating film 105 formed on the region 101a, an N-type gate electrode 106 formed on the gate insulating film 105 and made of polycrystalline silicon containing an N-type impurity such as P, and side surfaces of the N-type gate electrode 106 An offset spacer 107 formed thereon and having a thickness of 3 nm, and an N type in the active region 101a N-type extension region 108 formed laterally below the gate electrode 106 and a P-type pocket region 109 formed below the N-type extension region 108 of the active region 101a laterally below the N-type gate electrode 106. A sidewall 110 formed on the side surface of the N-type gate electrode 106 with an offset spacer 107 interposed therebetween, and an N-type source / drain region 111 formed on the outer side of the sidewall 110 in the active region 101a. ing.
 上記構成を有する従来の半導体装置では、ショートチャネル効果の抑制と高駆動力の実現との観点からオフセットスペーサ107の膜厚を最適化している。すなわちショートチャネル効果の抑制の観点からは、N型エクステンション領域108の接合深さに応じて、N型ゲート電極106の両側方下に形成されたN型エクステンション領域108同士の間隔をある程度離すことが好ましく、高駆動力実現の観点からは、N型ゲート電極106とN型エクステンション領域108とをある程度オーバラップさせることが好ましい。オフセットスペーサ107の膜厚の最適化は、TCAD(Technology computer-aided design)を用いた条件の絞込みの後に実際の試作ウエハでの確認というような手順で行われる。 In the conventional semiconductor device having the above configuration, the thickness of the offset spacer 107 is optimized from the viewpoint of suppressing the short channel effect and realizing a high driving force. That is, from the viewpoint of suppressing the short channel effect, the distance between the N-type extension regions 108 formed on both sides of the N-type gate electrode 106 may be increased to some extent according to the junction depth of the N-type extension region 108. Preferably, from the viewpoint of realizing a high driving force, it is preferable that the N-type gate electrode 106 and the N-type extension region 108 overlap each other to some extent. Optimization of the film thickness of the offset spacer 107 is performed by a procedure such as confirmation with an actual prototype wafer after narrowing down conditions using TCAD (Technology computer-aided design).
 続いて、従来の半導体装置の製造方法について説明する。図6(a)~図6(g)は、本実施形態の半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。 Subsequently, a conventional method for manufacturing a semiconductor device will be described. 6A to 6G are cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device of this embodiment in the order of steps.
 図6(a)に示すように、まず、P型シリコンからなる半導体基板101に、シリコン酸化膜からなる素子分離領域102を形成する。次に、半導体基板101のうちNMOSトランジスタ領域となる部分に、例えばB等のP型不純物を注入することでP型ウェル103及びP型不純物領域104を形成する。P型ウェル103は、半導体基板101におけるNMOSトランジスタ領域に素子分離領域102よりも深く形成され、NMOSトランジスタ領域のうち素子分離領域102に取り囲まれた半導体基板101からなる領域が活性領域101aとして機能する。P型不純物領域104は、活性領域101aにおける上部領域に形成され、NMOSトランジスタのチャネル領域として機能する。 As shown in FIG. 6A, first, an element isolation region 102 made of a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate 101 made of P-type silicon. Next, a P-type well 103 and a P-type impurity region 104 are formed by implanting a P-type impurity such as B into the portion of the semiconductor substrate 101 that becomes the NMOS transistor region. The P-type well 103 is formed deeper than the element isolation region 102 in the NMOS transistor region of the semiconductor substrate 101, and a region of the NMOS transistor region surrounded by the element isolation region 102 functions as the active region 101a. . The P-type impurity region 104 is formed in the upper region of the active region 101a and functions as a channel region of the NMOS transistor.
 次に、半導体基板101の上面に、例えばシリコン酸化膜(不図示)を形成する。その後、シリコン酸化膜上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により、多結晶シリコン膜(不図示)を堆積する。その後、NMOSトランジスタ領域に選択的に、P等のN型不純物を注入することで、多結晶シリコン膜にN型不純物をドープする。 Next, for example, a silicon oxide film (not shown) is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 101. Thereafter, a polycrystalline silicon film (not shown) is deposited on the silicon oxide film by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like. Thereafter, an N-type impurity such as P is selectively implanted into the NMOS transistor region, thereby doping the polycrystalline silicon film with the N-type impurity.
 次に、N型不純物がドープされた多結晶シリコン膜とシリコン酸化膜とをドライエッチングにより選択的に除去することにより、活性領域101a上にゲート絶縁膜105を形成するとともに、ゲート絶縁膜105上に多結晶シリコン膜からなるN型ゲート電極106を形成する。 Next, the polycrystalline silicon film doped with the N-type impurity and the silicon oxide film are selectively removed by dry etching to form a gate insulating film 105 on the active region 101a and on the gate insulating film 105. Then, an N-type gate electrode 106 made of a polycrystalline silicon film is formed.
 次に、図6(b)に示すように、半導体基板101の上面に、シリコン酸化膜等からなり膜厚が3nmのオフセットスペーサ107Aを形成する。これにより、オフセットスペーサ107Aは、N型ゲート電極106を覆うように半導体基板101上に形成される。 Next, as shown in FIG. 6B, an offset spacer 107A made of a silicon oxide film or the like and having a thickness of 3 nm is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 101. Next, as shown in FIG. Thereby, the offset spacer 107 </ b> A is formed on the semiconductor substrate 101 so as to cover the N-type gate electrode 106.
 次に、図6(c)に示すように、オフセットスペーサ107Aに対して異方性エッチングを行う。これにより、N型ゲート電極106の側面上に、膜厚が3nmのオフセットスペーサ107が形成される。 Next, as shown in FIG. 6C, anisotropic etching is performed on the offset spacer 107A. Thereby, an offset spacer 107 having a film thickness of 3 nm is formed on the side surface of the N-type gate electrode 106.
 次に、図6(d)に示すように、オフセットスペーサ107及びN型ゲート電極106をマスクにして、活性領域101aにおけるN型ゲート電極106の側方下に、例えばAs等のN型不純物をイオン注入する。これにより、活性領域101aにおけるN型ゲート電極106の側方下に、N型エクステンション領域108が形成される。 Next, as shown in FIG. 6D, with the offset spacer 107 and the N-type gate electrode 106 used as a mask, an N-type impurity such as As is formed below the side of the N-type gate electrode 106 in the active region 101a. Ion implantation. As a result, an N-type extension region 108 is formed below the side of the N-type gate electrode 106 in the active region 101a.
 次に、図6(e)に示すように、オフセットスペーサ107及びN型ゲート電極106をマスクにして、活性領域101aにおけるN型ゲート電極106の側方下に、例えばB等のP型不純物をイオン注入する。これにより、活性領域101aにおけるN型エクステンション領域108の下に、P型ポケット領域109が形成される。通常、図6(d)と図6(e)とは連続して実行される。 Next, as shown in FIG. 6E, with the offset spacer 107 and the N-type gate electrode 106 as a mask, a P-type impurity such as B, for example, is formed below the side of the N-type gate electrode 106 in the active region 101a. Ion implantation. As a result, a P-type pocket region 109 is formed under the N-type extension region 108 in the active region 101a. Usually, FIG.6 (d) and FIG.6 (e) are performed continuously.
 次に、図6(f)に示すように、オフセットスペーサ107の側面上にシリコン酸化膜等からなるサイドウォール110を形成する。 Next, as shown in FIG. 6 (f), a sidewall 110 made of a silicon oxide film or the like is formed on the side surface of the offset spacer 107.
 次に、図6(g)に示すように、サイドウォール110、オフセットスペーサ107及びN型ゲート電極106をマスクとして、活性領域101aにおけるサイドウォール110の外側方下に例えばAs等のN型不純物をイオン注入する。その後、半導体基板101を熱処理する。これにより、活性領域101aにおけるサイドウォール110の外側方下に、N型ソース/ドレイン領域111を形成する。 Next, as shown in FIG. 6G, an N-type impurity such as As is formed on the outside of the sidewall 110 in the active region 101a with the sidewall 110, the offset spacer 107 and the N-type gate electrode 106 as a mask. Ion implantation. Thereafter, the semiconductor substrate 101 is heat-treated. As a result, N-type source / drain regions 111 are formed below the sidewalls 110 in the active region 101a.
特開2004-63746号公報JP 2004-63746 A
 しかしながら、32nmプロセステクノロジ以降のMOSトランジスタとして図5に示す半導体装置の構造を採用すると、以下に示すようにトランジスタのランダムばらつきの増大を招来する虞がある。 However, if the structure of the semiconductor device shown in FIG. 5 is adopted as a MOS transistor after the 32 nm process technology, there is a risk of increasing random variations of the transistors as shown below.
 半導体装置の微細化に伴い、エクステンション領域の浅接合化が要求される。この場合、エクステンション領域とゲート電極とを十分にオーバラップさせるためには、オフセットスペーサの薄膜化が必要となる。 With the miniaturization of semiconductor devices, shallow junctions in extension regions are required. In this case, in order to sufficiently overlap the extension region and the gate electrode, it is necessary to reduce the thickness of the offset spacer.
 一方、オフセットスペーサが薄膜化されると、ポケット領域を形成する際のイオン注入工程において、不純物イオンがオフセットスペーサ及び多結晶シリコン(ゲート電極)を突き抜けてチャネル領域にまで達する虞がある(チャネリング)。トランジスタが異なれば、チャネリングの発生の有無及びチャネリングの度合いによってチャネル領域における不純物濃度が異なるので、式1に示すトランジスタのしきい値電圧が大きくばらつく等のトランジスタ特性のばらつきを引き起こす。以下では、図7(a)~図7(c)を用いて、ポケット領域を形成する際のイオン注入工程においてチャネリングが発生する理由を詳述する。 On the other hand, when the offset spacer is thinned, impurity ions may penetrate through the offset spacer and polycrystalline silicon (gate electrode) and reach the channel region in the ion implantation step when forming the pocket region (channeling). . If the transistors are different, the impurity concentration in the channel region differs depending on whether or not channeling has occurred and the degree of channeling, which causes variations in transistor characteristics such as a large variation in the threshold voltage of the transistor shown in Equation 1. In the following, the reason why channeling occurs in the ion implantation process when forming the pocket region will be described in detail with reference to FIGS. 7A to 7C.
 図7(a)は、図6(e)においてP型ポケット領域109を形成する際のイオン注入工程を説明するための図面である。ここで各種寸法としては、N型ゲート電極106のゲート長は32nmであり、ゲート高さは100nmであり、オフセットスペーサ107の膜厚は3nmである。また、このイオン注入工程では、ホウ素(B)イオンが8keVの注入エネルギーで25度の注入角度で4回転注入(半導体基板を90°ずつ回転させ、90°ずつ回転させるごとにイオン注入すること)され、トータルで4.0×1013cm-2のドーズ量のホウ素イオンが注入されていると仮定している。ここで、N型ゲート電極106を構成する多結晶シリコンでは、各グレイン内においてはSi原子は規則的に配列しているが、グレインが異なるとその結晶軸の方向は異なる。 FIG. 7A is a drawing for explaining an ion implantation process when forming the P-type pocket region 109 in FIG. Here, as various dimensions, the gate length of the N-type gate electrode 106 is 32 nm, the gate height is 100 nm, and the film thickness of the offset spacer 107 is 3 nm. Also, in this ion implantation process, boron (B) ions are implanted four times at an implantation angle of 25 degrees with an implantation energy of 8 keV (the semiconductor substrate is rotated by 90 ° and ion implantation is performed every 90 °). It is assumed that boron ions having a total dose of 4.0 × 10 13 cm −2 are implanted. Here, in the polycrystalline silicon constituting the N-type gate electrode 106, Si atoms are regularly arranged in each grain, but the direction of the crystal axis differs depending on the grain.
 図7(b)及び図7(c)は、それぞれ、多結晶シリコンを構成するグレイン内におけるSi原子の配列を模式的に示した図であり、図7(b)と図7(c)とではSi原子からなるグレインの結晶軸の方向が互いに異なる。 FIG. 7B and FIG. 7C are diagrams schematically showing the arrangement of Si atoms in the grains constituting the polycrystalline silicon, and FIG. 7B and FIG. Then, the directions of the crystal axes of grains composed of Si atoms are different from each other.
 例えば、図7(a)に示すB→B’の角度から多結晶シリコンを見たときにSi原子が図7(b)に示すように配列していた場合、ホウ素イオンは、図7(a)に示すB→B’角度から注入されると、Si原子に衝突してエネルギーを失い、多結晶シリコン内に留まる。よって、この場合、チャネリングは生じない。一方、図7(a)に示すC→C’の角度から多結晶シリコンを見たときにSi原子が図7(c)のように配列していた場合、ホウ素イオンは、図7(a)に示すC→C’の角度から注入されると、隣り合うSi原子の間を通ってチャネル領域にまで到達する。よって、この場合、チャネリングが発生する。このように、N型ゲート電極106におけるSi原子の配列に依っては、P型ポケット領域109を形成する際にチャネリングが発生してしまう。そのため、N型ゲート電極106が異なればチャネリングの発生の有無及びチャネリングの度合いが異なるので、トランジスタが異なればチャネル領域における不純物濃度が異なる。 For example, when Si atoms are arranged as shown in FIG. 7B when polycrystalline silicon is viewed from the angle B → B ′ shown in FIG. 7A, boron ions are shown in FIG. ), The energy is lost by colliding with Si atoms and remains in the polycrystalline silicon. Therefore, in this case, channeling does not occur. On the other hand, when the polycrystalline silicon is viewed from the angle C → C ′ shown in FIG. 7A and the Si atoms are arranged as shown in FIG. When the implantation is performed from the angle of C → C ′ shown in FIG. 4, the channel region is reached through between adjacent Si atoms. Therefore, in this case, channeling occurs. Thus, depending on the arrangement of Si atoms in the N-type gate electrode 106, channeling occurs when the P-type pocket region 109 is formed. Therefore, if the N-type gate electrode 106 is different, the occurrence of channeling and the degree of channeling are different. Therefore, the impurity concentration in the channel region is different if the transistors are different.
 このようなチャネリングの発生を抑制する方法として、オフセットスペーサ107の膜厚を厚膜化するという方法が考えられる。オフセットスペーサ107はアモルファスであるので、オフセットスペーサ107の膜厚がある程度厚ければ、ホウ素イオンをオフセットスペーサ107において散乱させることができる。しかし、上述のようにオフセットスペーサ107の膜厚の薄膜化が要求されているので、オフセットスペーサ107の膜厚の厚膜化によりチャネリングの発生を抑制しつつP型ポケット領域109を形成するということを実現することは難しい。 As a method of suppressing the occurrence of such channeling, a method of increasing the thickness of the offset spacer 107 can be considered. Since the offset spacer 107 is amorphous, boron ions can be scattered in the offset spacer 107 if the offset spacer 107 has a certain thickness. However, since the thickness of the offset spacer 107 is required to be reduced as described above, the P-type pocket region 109 is formed while suppressing the occurrence of channeling by increasing the thickness of the offset spacer 107. Is difficult to realize.
 また、オフセットスペーサ107の膜厚を厚くすれば、N型ゲート電極106とN型エクステンション領域108とのオーバラップ量が少なくなり、高駆動力が実現できなくなる。 Further, if the thickness of the offset spacer 107 is increased, the amount of overlap between the N-type gate electrode 106 and the N-type extension region 108 is reduced, and a high driving force cannot be realized.
 本発明は、上記不具合に鑑みなされたものであり、高駆動力の実現及びトランジスタのランダムばらつきの低減のいずれもを実現することができる半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same that can realize both high driving force and reduction in random variations of transistors.
 本発明に係る半導体装置は、以下に示す第1又は第2の製造方法により製造される。 The semiconductor device according to the present invention is manufactured by the following first or second manufacturing method.
 本発明に係る半導体装置の第1の製造方法は、第1導電型の半導体領域の上にゲート絶縁膜を形成する工程(a)と、ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程(b)と、ゲート電極の側面上に第1のオフセットスペーサを形成する工程(c)と、工程(c)の後に、ゲート電極及び第1のオフセットスペーサをマスクとして、半導体領域におけるゲート電極の側方下に第2導電型のエクステンション領域を形成する工程(d)と、工程(d)の後に、第1のオフセットスペーサを介して少なくともゲート電極の側面上に第2のオフセットスペーサを形成する工程(e)と、工程(e)の後に、ゲート電極、第1のオフセットスペーサ及び第2のオフセットスペーサをマスクとして、半導体領域におけるゲート電極の側方下のうちエクステンション領域の下に第1導電型のポケット領域を形成する工程(f)と、工程(f)の後に、第1のオフセットスペーサ及び第2のオフセットスペーサを介してゲート電極の側面上にサイドウォールを形成する工程(g)とを備えている。 A first manufacturing method of a semiconductor device according to the present invention includes a step (a) of forming a gate insulating film on a semiconductor region of the first conductivity type, and a step of forming a gate electrode on the gate insulating film (b) ), A step (c) of forming a first offset spacer on the side surface of the gate electrode, and a side of the gate electrode in the semiconductor region after the step (c) using the gate electrode and the first offset spacer as a mask. A step (d) of forming an extension region of the second conductivity type below, and a step of forming a second offset spacer on at least the side surface of the gate electrode via the first offset spacer after the step (d) ( e) and after the step (e), the gate electrode, the first offset spacer, and the second offset spacer are used as masks and the gate electrode in the lower side of the semiconductor region is exposed. Forming a first conductivity type pocket region under the tension region; and after the step (f), a sidewall is formed on the side surface of the gate electrode via the first offset spacer and the second offset spacer. (G) which forms.
 本発明に係る半導体装置の第2の製造方法は、上記第1の製造方法における工程(a)~(d)と以下の工程(e)~(g)とを備えている。工程(e)は、工程(d)の後に、半導体領域上にゲート電極及び第1のオフセットスペーサを覆うように第2のオフセットスペーサ形成用膜を形成する工程である。工程(f)は、工程(e)の後に、ゲート電極、第1のオフセットスペーサ及び第2のオフセットスペーサ形成用膜をマスクとして、半導体領域におけるゲート電極の側方下のうちエクステンション領域の下に第1導電型のポケット領域を形成する工程である。工程(g)は、工程(f)の後に、第1のオフセットスペーサ及び第2のオフセットスペーサ形成用膜を介してゲート電極の側面上にサイドウォールを形成した後、第2のオフセットスペーサ形成用膜のうちサイドウォールから露出した部分をエッチングすることにより第2のオフセットスペーサを形成する工程である。 The second method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes steps (a) to (d) in the first manufacturing method and the following steps (e) to (g). Step (e) is a step of forming a second offset spacer forming film on the semiconductor region so as to cover the gate electrode and the first offset spacer after step (d). In the step (f), after the step (e), the gate electrode, the first offset spacer, and the second offset spacer forming film are used as masks to be below the extension region in the semiconductor region below the gate electrode. This is a step of forming a pocket region of the first conductivity type. In the step (g), after the step (f), a sidewall is formed on the side surface of the gate electrode via the first offset spacer and the second offset spacer formation film, and then the second offset spacer formation. This is a step of forming a second offset spacer by etching a portion exposed from the sidewall of the film.
 このように本発明に係る半導体装置の第1及び第2の製造方法では、第1のオフセットスペーサをマスクとしてエクステンション領域を形成し、第1及び第2のオフセットスペーサをマスクとしてポケット領域を形成する。そのため、第1のオフセットスペーサの膜厚を最適化すれば、ショートチャネル効果を抑制できるとともに高駆動力を実現することができる。また、第1及び第2のオフセットスペーサの膜厚の合計膜厚を最適化すれば、チャネリングの発生を抑制しつつポケット領域を形成することができる。 As described above, in the first and second manufacturing methods of the semiconductor device according to the present invention, the extension region is formed using the first offset spacer as a mask, and the pocket region is formed using the first and second offset spacers as a mask. . Therefore, if the film thickness of the first offset spacer is optimized, the short channel effect can be suppressed and a high driving force can be realized. Further, if the total film thickness of the first and second offset spacers is optimized, the pocket region can be formed while suppressing the occurrence of channeling.
 特に、第1のオフセットスペーサの膜厚を2nm以上4nm以下とし、第2のオフセットスペーサの膜厚を2nm以上4nm以下とし、第1のオフセットスペーサの膜厚と第2のオフセットスペーサの膜厚との合計膜厚を6nm以上とすれば、上記効果を有効に得ることができる。 In particular, the thickness of the first offset spacer is 2 nm to 4 nm, the thickness of the second offset spacer is 2 nm to 4 nm, and the thickness of the first offset spacer and the thickness of the second offset spacer are If the total film thickness is 6 nm or more, the above effect can be obtained effectively.
 後述の好ましい実施形態では、第1のオフセットスペーサはI字状の断面形状を有しており、第2のオフセットスペーサはI字状又はL字状の断面形状を有している。 In a preferred embodiment described later, the first offset spacer has an I-shaped cross-sectional shape, and the second offset spacer has an I-shaped or L-shaped cross-sectional shape.
 本発明によれば、ショートチャネル効果を抑制させることができ、高駆動力を実現することができるとともにトランジスタのランダムばらつきを低減させることができる。 According to the present invention, the short channel effect can be suppressed, high driving power can be realized, and random variations of transistors can be reduced.
図1(a)~(f)は、第1の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。1A to 1F are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps. 図2(a)~(c)は、第1の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。2A to 2C are cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment in the order of steps. 図3(a)~(e)は、第2の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。3A to 3E are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the second embodiment in the order of steps. 図4(a)~(d)は、第3の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。4A to 4D are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the third embodiment in the order of steps. 図5は、従来の半導体装置の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device. 図6(a)~(g)は、従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。6A to 6G are cross-sectional views showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device in order of steps. 図7(a)~(c)は、ポケット領域を形成する際のイオン注入工程において、不純物イオンが多結晶シリコンを突き抜けることを概念的に説明した図である。FIGS. 7A to 7C are diagrams conceptually illustrating that impurity ions penetrate through polycrystalline silicon in an ion implantation process when forming a pocket region.
 以下では、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明する。なお、以下に示す実施形態では、NMOSトランジスタを例に挙げて説明するが、本発明はNMOSトランジスタに限定されない。また、同一の構成要素については同一の符号を付け、その説明を省略する場合がある。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following embodiment, an NMOS transistor will be described as an example, but the present invention is not limited to the NMOS transistor. In addition, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof may be omitted.
 (第1の実施形態)
 以下、本発明の第1の実施形態に係る半導体装置とその製造方法について、図面を参照しながら順に説明する。図1(a)~図2(c)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。
(First embodiment)
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to a first embodiment of the present invention will be described in order with reference to the drawings. FIG. 1A to FIG. 2C are cross-sectional views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to this embodiment in the order of steps.
 図1(a)に示すように、まず、P型シリコンからなる半導体基板1に、シリコン酸化膜からなる素子分離領域2を形成する。次に、半導体基板1のうちNMOSトランジスタ領域となる部分に、例えばB(ボロン)等のP型不純物を注入することでP型ウェル3及びP型不純物領域4を形成する。P型ウェル3は、半導体基板1におけるNMOSトランジスタ領域に素子分離領域2よりも深く形成され、NMOSトランジスタ領域のうち素子分離領域2に取り囲まれた半導体基板1からなる領域は、活性領域(第1導電型の半導体領域)1aとして機能する。P型不純物領域4は、活性領域1aにおける上部領域に形成され、NMOSトランジスタのチャネル領域として機能する。 As shown in FIG. 1A, first, an element isolation region 2 made of a silicon oxide film is formed on a semiconductor substrate 1 made of P-type silicon. Next, a P-type well 3 and a P-type impurity region 4 are formed by injecting a P-type impurity such as B (boron) into the portion of the semiconductor substrate 1 that becomes the NMOS transistor region. The P-type well 3 is formed deeper than the element isolation region 2 in the NMOS transistor region of the semiconductor substrate 1, and the region of the NMOS transistor region surrounded by the element isolation region 2 is the active region (first region). It functions as a conductive semiconductor region 1a. The P-type impurity region 4 is formed in the upper region of the active region 1a and functions as a channel region of the NMOS transistor.
 次に、半導体基板1の上面に、例えばシリコン酸化膜(不図示)を形成する。その後、シリコン酸化膜上に、CVD(Chemical Vapor Deposition)法等により多結晶シリコン膜(不図示)を堆積する。その後、NMOSトランジスタ領域に選択的にP(リン)等のN型不純物を注入することにより、多結晶シリコン膜にN型不純物をドープする。 Next, for example, a silicon oxide film (not shown) is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1. Thereafter, a polycrystalline silicon film (not shown) is deposited on the silicon oxide film by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like. Thereafter, an N-type impurity such as P (phosphorus) is selectively implanted into the NMOS transistor region, thereby doping the polycrystalline silicon film with the N-type impurity.
 次に、多結晶シリコン膜及びシリコン酸化膜をドライエッチングにより選択的に除去する。これにより、活性領域1a上にシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜5が形成されるとともに(工程(a))、ゲート絶縁膜5上に多結晶シリコン膜からなるN型ゲート電極6が形成される(工程(b))。 Next, the polycrystalline silicon film and the silicon oxide film are selectively removed by dry etching. As a result, a gate insulating film 5 made of a silicon oxide film is formed on the active region 1a (step (a)), and an N-type gate electrode 6 made of a polycrystalline silicon film is formed on the gate insulating film 5. (Step (b)).
 次に、図1(b)に示すように、半導体基板1の上面に、シリコン酸化膜からなり膜厚が3nmの第1のオフセットスペーサ形成用膜7Aを形成する。これにより、第1のオフセットスペーサ形成用膜7Aは、N型ゲート電極6を覆うように半導体基板1上に形成される。 Next, as shown in FIG. 1B, a first offset spacer forming film 7 A made of a silicon oxide film and having a thickness of 3 nm is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1. Thus, the first offset spacer forming film 7 A is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the N-type gate electrode 6.
 次に、図1(c)に示すように、第1のオフセットスペーサ形成用膜7Aに対して異方性エッチングを行う。これにより、半導体基板1の上面のうちN型ゲート電極6から露出する部分とN型ゲート電極6の上面とでは第1のオフセットスペーサ形成用膜7Aが除去され、N型ゲート電極6の側面上にI字状の断面形状を有する第1のオフセットスペーサ7aが形成される(工程(c))。 Next, as shown in FIG. 1C, anisotropic etching is performed on the first offset spacer forming film 7A. As a result, the first offset spacer forming film 7 A is removed from the portion of the upper surface of the semiconductor substrate 1 exposed from the N-type gate electrode 6 and the upper surface of the N-type gate electrode 6. A first offset spacer 7a having an I-shaped cross-sectional shape is formed (step (c)).
 このとき、第1のオフセットスペーサ形成用膜7Aに対する異方性エッチングが終了した後も所定の時間エッチングをする、いわゆるオーバーエッチングを行う。これにより、半導体基板1における活性領域1aの上面のうちN型ゲート電極6及び第1のオフセットスペーサ7aから露出する部分、すなわち、半導体基板1における活性領域1aの上面のうち第1のオフセットスペーサ7aの外側方に位置する領域がエッチングされ、その結果、その部分の上面(S)は第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する活性領域1aの上面(S)よりも下方に(例えば1nm程度下方に)位置する。 At this time, so-called over-etching is performed in which etching is performed for a predetermined time even after the anisotropic etching for the first offset spacer forming film 7A is completed. As a result, the portion exposed from the N-type gate electrode 6 and the first offset spacer 7 a in the upper surface of the active region 1 a in the semiconductor substrate 1, that is, the first offset spacer 7 a in the upper surface of the active region 1 a in the semiconductor substrate 1. As a result, the upper surface (S B ) of the portion is etched below the upper surface (S A ) of the active region 1a located immediately below the first offset spacer 7a (for example, about 1 nm). (Down).
 次に、図1(d)に示すように、第1のオフセットスペーサ7a及びN型ゲート電極6をマスクにして、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下に例えばAs(砒素)等のN型不純物(第2導電型の第1の不純物)をイオン注入する。これにより、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下に、N型エクステンション領域(第2導電型のエクステンション領域)8が形成される(工程(d))。 Next, as shown in FIG. 1D, using the first offset spacer 7a and the N-type gate electrode 6 as a mask, for example, As (arsenic) or the like below the side of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a. N-type impurities (second conductivity type first impurities) are ion-implanted. As a result, an N-type extension region (second conductivity type extension region) 8 is formed below the side of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a (step (d)).
 このとき、第1のオフセットスペーサ7a中にも、N型不純物がイオン注入される。そのため、第1のオフセットスペーサ7aは、N型不純物を含有する絶縁膜となる。ここで、第1のオフセットスペーサ7aにおけるN型不純物の濃度分布は、N型不純物のイオン注入における注入角度によって異なる。例えばN型不純物のイオン注入における注入角度が0度である場合、N型不純物の濃度は、第1のオフセットスペーサ7aの上部(第1のオフセットスペーサ7aのうちN型ゲート電極6の上面に近い部分)の方が第1のオフセットスペーサ7aの下部(第1のオフセットスペーサ7aのうちN型ゲート電極6の下面に近い部分)よりも高くなる。 At this time, N-type impurities are also ion-implanted into the first offset spacer 7a. Therefore, the first offset spacer 7a becomes an insulating film containing an N-type impurity. Here, the concentration distribution of the N-type impurity in the first offset spacer 7a differs depending on the implantation angle in the ion implantation of the N-type impurity. For example, when the implantation angle in N-type impurity ion implantation is 0 degree, the concentration of the N-type impurity is the upper portion of the first offset spacer 7a (close to the upper surface of the N-type gate electrode 6 of the first offset spacer 7a). The portion is higher than the lower portion of the first offset spacer 7a (the portion of the first offset spacer 7a near the lower surface of the N-type gate electrode 6).
 次に、図1(e)に示すように、半導体基板1の上面に、例えばシリコン酸化膜からなり膜厚が3nmの第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bを形成する。これにより、第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bは、N型ゲート電極6及び第1のオフセットスペーサ7aを覆うように半導体基板1上に形成される。 Next, as shown in FIG. 1E, a second offset spacer forming film 7B made of, for example, a silicon oxide film and having a thickness of 3 nm is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1. Next, as shown in FIG. Thus, the second offset spacer forming film 7B is formed on the semiconductor substrate 1 so as to cover the N-type gate electrode 6 and the first offset spacer 7a.
 次に、図1(f)に示すように、第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bに対して異方性エッチングを行う。これにより、半導体基板1の上面のうちN型ゲート電極6及び第1のオフセットスペーサ7aから露出する部分とN型ゲート電極6の上面とでは第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bが除去され、第1のオフセットスペーサ7aを介してN型ゲート電極6の側面上にI字状の断面形状を有する第2のオフセットスペーサ7bが形成される(工程(e))。 Next, as shown in FIG. 1F, anisotropic etching is performed on the second offset spacer forming film 7B. As a result, the second offset spacer forming film 7B is removed from the upper surface of the semiconductor substrate 1 at the portion exposed from the N-type gate electrode 6 and the first offset spacer 7a and the upper surface of the N-type gate electrode 6. A second offset spacer 7b having an I-shaped cross-sectional shape is formed on the side surface of the N-type gate electrode 6 through the one offset spacer 7a (step (e)).
 このとき、第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bに対する異方性エッチングが終了した後もオーバーエッチングを行う。これにより、半導体基板1における活性領域1aの上面のうちN型ゲート電極6と第1のオフセットスペーサ7aと第2のオフセットスペーサ7bとから露出する部分、すなわち、半導体基板1における活性領域1aの上面のうち第2のオフセットスペーサ7bの外側方に位置する領域がエッチングされ、その部分の上面(S)は第2のオフセットスペーサ7b直下に位置する活性領域1aの上面(S)よりも下方に(例えば1nm程度下方に)位置する。よって、活性領域1aの上面では、ゲート絶縁膜5直下に位置する部分と第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)とが面一となり、第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)、第2のオフセットスペーサ7b直下に位置する部分(S)、及び、N型ゲート電極6と第1のオフセットスペーサ7aと第2のオフセットスペーサ7bとから露出された部分(S)の順に下方に位置する。従って、第2のオフセットスペーサ7bの底面は、第1のオフセットスペーサ7aの底面よりも低くなる。 At this time, over-etching is performed even after the anisotropic etching for the second offset spacer forming film 7B is completed. Thereby, the part exposed from the N-type gate electrode 6, the first offset spacer 7a, and the second offset spacer 7b in the upper surface of the active region 1a in the semiconductor substrate 1, that is, the upper surface of the active region 1a in the semiconductor substrate 1 Of these, a region located outside the second offset spacer 7b is etched, and the upper surface (S D ) of that portion is lower than the upper surface (S C ) of the active region 1a located immediately below the second offset spacer 7b. (For example, about 1 nm downward). Therefore, on the upper surface of the active region 1a, the portion located immediately below the gate insulating film 5 and the portion (S A ) located directly below the first offset spacer 7a are flush with each other and are located immediately below the first offset spacer 7a. A portion (S A ), a portion (S C ) located immediately below the second offset spacer 7 b, and a portion exposed from the N-type gate electrode 6, the first offset spacer 7 a, and the second offset spacer 7 b ( It is located below in the order of S D ). Accordingly, the bottom surface of the second offset spacer 7b is lower than the bottom surface of the first offset spacer 7a.
 次に、図2(a)に示すように、第2のオフセットスペーサ7b、第1のオフセットスペーサ7a及びN型ゲート電極6をマスクにして、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下に、例えばB等のP型不純物(第1導電型の第2の不純物)をイオン注入する。これにより、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下のうちN型エクステンション領域8の下に、P型ポケット領域(第1導電型のポケット領域)9が形成される(工程(f))。 Next, as shown in FIG. 2A, using the second offset spacer 7b, the first offset spacer 7a and the N-type gate electrode 6 as a mask, the lateral lower side of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a. In addition, for example, a P-type impurity such as B (second impurity of the first conductivity type) is ion-implanted. As a result, a P-type pocket region (first-conductivity-type pocket region) 9 is formed below the N-type extension region 8 in the lower side of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a (step (f)). ).
 このとき、第2のオフセットスペーサ7b中にも、P型不純物がイオン注入される。そのため、第2のオフセットスペーサ7bは、P型不純物を含有する絶縁膜となる。ここで、第2のオフセットスペーサ7bにおけるP型不純物の濃度分布は、P型不純物のイオン注入における注入角度によって異なる。例えばP型不純物のイオン注入における注入角度が25度である場合、P型不純物の濃度は第2のオフセットスペーサ7bの高さ方向において略同一となる。また、P型不純物のイオン注入エネルギーが大きければ、P型不純物の一部が第2のオフセットスペーサ7bを通過して第1のオフセットスペーサ7aに注入される場合がある。 At this time, a P-type impurity is also ion-implanted into the second offset spacer 7b. Therefore, the second offset spacer 7b becomes an insulating film containing a P-type impurity. Here, the concentration distribution of the P-type impurity in the second offset spacer 7b differs depending on the implantation angle in the ion implantation of the P-type impurity. For example, when the implantation angle in ion implantation of P-type impurities is 25 degrees, the concentration of the P-type impurities is substantially the same in the height direction of the second offset spacer 7b. In addition, if the ion implantation energy of the P-type impurity is large, a part of the P-type impurity may pass through the second offset spacer 7b and be implanted into the first offset spacer 7a.
 次に、図2(b)に示すように、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bを介してN型ゲート電極6の側面上に、シリコン酸化膜からなるサイドウォール10を形成する(工程(g))。 Next, as shown in FIG. 2B, a sidewall 10 made of a silicon oxide film is formed on the side surface of the N-type gate electrode 6 via the first and second offset spacers 7a and 7b (process). (G)).
 次に、図2(c)に示すように、サイドウォール10と第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bとN型ゲート電極6とをマスクとして、活性領域1aにおけるサイドウォール10の外側方下に例えばAs等のN型不純物(第2導電型の不純物)をイオン注入する。その後、半導体基板1を熱処理する。これにより、活性領域1aにおけるサイドウォール10の外側方下に、N型ソース/ドレイン領域11が形成される。このようにして本実施形態に係る半導体装置を製造することができる。 Next, as shown in FIG. 2C, using the sidewall 10, the first and second offset spacers 7a and 7b, and the N-type gate electrode 6 as a mask, the outside lower side of the sidewall 10 in the active region 1a. For example, an N-type impurity (second conductivity type impurity) such as As is ion-implanted. Thereafter, the semiconductor substrate 1 is heat-treated. As a result, an N-type source / drain region 11 is formed outside the sidewall 10 in the active region 1a. In this way, the semiconductor device according to this embodiment can be manufactured.
 このとき、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bにも、N型不純物がイオン注入される。そのため、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bは、図2(c)に示す工程において注入されるN型不純物を含有する絶縁膜となる。ここで、この工程では、N型不純物は、活性領域1aにおけるサイドウォール10の外側方下に注入されるので、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bの各下部には注入されない。よって、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bは、この工程において注入されるN型不純物を、各上部に含んでいるが各下部には含んでいない。 At this time, N-type impurities are also ion-implanted into the first and second offset spacers 7a and 7b. Therefore, the first and second offset spacers 7a and 7b are insulating films containing N-type impurities implanted in the step shown in FIG. Here, in this step, since the N-type impurity is implanted outside the sidewall 10 in the active region 1a, it is not implanted into the lower portions of the first and second offset spacers 7a and 7b. Therefore, the first and second offset spacers 7a and 7b contain the N-type impurity implanted in this step in each upper part but not in each lower part.
 ここで、N型ゲート電極6の大きさ及びイオン注入の注入条件の一例を示すと、N型ゲート電極6のゲート長は32nmであり、ゲート高さは100nmである。また、N型エクステンション領域8を形成する際のイオン注入の条件としては、Asイオンを2keVの注入エネルギーで且つ0度の注入角度で注入し、トータルで1.0×1015cm-2のドーズ量のAsイオンを注入する。また、P型ポケット領域9を形成する際のイオン注入の条件としては、Bイオンを8keVの注入エネルギーで且つ25度の注入角度で4回転注入し、トータルで4.0×1013cm-2のドーズ量のBイオンを注入する。 Here, as an example of the size of the N-type gate electrode 6 and the implantation conditions for ion implantation, the gate length of the N-type gate electrode 6 is 32 nm and the gate height is 100 nm. As the ion implantation conditions for forming the N-type extension region 8, As ions are implanted with an implantation energy of 2 keV and an implantation angle of 0 degree, and a total dose of 1.0 × 10 15 cm −2 . Implant an amount of As ions. Also, as the ion implantation conditions for forming the P-type pocket region 9, B ions are implanted four times at an implantation energy of 8 keV and an implantation angle of 25 degrees, for a total of 4.0 × 10 13 cm −2. B ions of a dose of
 以下では、公知の半導体装置の製造方法と比較しながら、本実施形態に係る半導体装置の製造方法が奏する効果を示す。 Hereinafter, the effects of the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment will be described while comparing with known semiconductor device manufacturing methods.
 図6(a)~図6(g)に記載の半導体装置の製造方法では、オフセットスペーサ107をマスクとして活性領域101aにおけるN型ゲート電極106の側方下にN型エクステンション領域108及びP型ポケット領域109を形成する。この場合、オフセットスペーサ107の膜厚が3nmであるので、ショートチャネル効果を抑制しつつ高い駆動力を実現させることができるが、P型ポケット領域109を形成する際にP型不純物イオンをオフセットスペーサ107で散乱させることが難しい。そのため、P型不純物イオンは、N型ゲート電極106におけるSi原子の配列が図7(b)に示す場合にはP型不純物領域104に注入されないが、N型ゲート電極106におけるSi原子の配列が図7(c)に示す場合にはP型不純物領域104に注入される。よって、トランジスタが異なればP型不純物領域104におけるP型不純物イオン濃度が異なることとなり、その結果、トランジスタのランダムばらつきが増大する。 6A to 6G, the N-type extension region 108 and the P-type pocket are formed below the side of the N-type gate electrode 106 in the active region 101a using the offset spacer 107 as a mask. Region 109 is formed. In this case, since the thickness of the offset spacer 107 is 3 nm, a high driving force can be realized while suppressing the short channel effect. However, when the P-type pocket region 109 is formed, P-type impurity ions are offset. Difficult to scatter at 107. Therefore, P-type impurity ions are not implanted into the P-type impurity region 104 when the arrangement of Si atoms in the N-type gate electrode 106 is shown in FIG. 7B, but the arrangement of Si atoms in the N-type gate electrode 106 is not. In the case shown in FIG. 7C, the impurity is implanted into the P-type impurity region 104. Therefore, if the transistors are different, the P-type impurity ion concentration in the P-type impurity region 104 is different, and as a result, random variations of the transistors are increased.
 一方、図6(a)~図6(g)に記載の半導体装置の製造方法においてオフセットスペーサ107の膜厚を6nmとすれば、P型ポケット領域109を形成する際に注入されるP型不純物イオンをオフセットスペーサ107において散乱させることができるので、チャネリングの発生を抑制しつつP型ポケット領域109を形成することができる。よって、トランジスタが異なっても、P型不純物領域104におけるP型不純物イオンの濃度はそれほど変わらない。しかし、オフセットスペーサ107の膜厚が6nmの場合、N型エクステンション領域108を形成する際に、N型ゲート電極106の両端部下へのN型不純物イオンの注入が抑制されるため、N型ゲート電極106とN型エクステンション領域108とのオーバラップ量が少なくなり、高駆動力が実現できなくなる。 On the other hand, if the thickness of the offset spacer 107 is 6 nm in the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIGS. 6A to 6G, the P-type impurity implanted when the P-type pocket region 109 is formed. Since ions can be scattered in the offset spacer 107, the P-type pocket region 109 can be formed while suppressing the occurrence of channeling. Therefore, even if the transistors are different, the concentration of the P-type impurity ions in the P-type impurity region 104 does not change so much. However, when the thickness of the offset spacer 107 is 6 nm, when the N-type extension region 108 is formed, implantation of N-type impurity ions below both ends of the N-type gate electrode 106 is suppressed. The amount of overlap between 106 and the N-type extension region 108 is reduced, and a high driving force cannot be realized.
 しかし、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、図1(d)に示すように第1のオフセットスペーサ7aをマスクとしてN型エクステンション領域8を形成し、図2(a)に示すように第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bをマスクとしてP型ポケット領域9を形成する。このように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクとP型ポケット領域9を形成する際のマスクとが互いに異なるので、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクの膜厚とP型ポケット領域9を形成する際のマスクの膜厚とを別々に最適化させることができる。 However, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the N-type extension region 8 is formed using the first offset spacer 7a as a mask as shown in FIG. 1D, and as shown in FIG. A P-type pocket region 9 is formed using the first and second offset spacers 7a and 7b as a mask. Thus, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the mask for forming the N-type extension region 8 and the mask for forming the P-type pocket region 9 are different from each other. The film thickness of the mask when forming the mask and the film thickness of the mask when forming the P-type pocket region 9 can be optimized separately.
 具体的には、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクの膜厚(第1のオフセットスペーサ7aの膜厚)が図6(c)におけるオフセットスペーサ107の膜厚と同一であるので、図5に示す半導体装置と同じくN型ゲート電極6とN型エクステンション領域8とのオーバラップ量を最適化することができるため、ショートチャネル効果を抑制しつつ高い駆動力を実現することができる。 Specifically, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the film thickness of the mask (the film thickness of the first offset spacer 7a) when forming the N-type extension region 8 is offset in FIG. Since the thickness of the spacer 107 is the same as that of the semiconductor device shown in FIG. 5, the overlap amount between the N-type gate electrode 6 and the N-type extension region 8 can be optimized, thereby suppressing the short channel effect. High driving force can be realized.
 また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、P型ポケット領域9を形成する際のマスクの膜厚(第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bの合計膜厚)が図6(c)におけるオフセットスペーサ107の膜厚よりも厚いので、P型ポケット領域9に注入されるP型不純物イオンを第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bにおいて散乱させることができる。よって、N型ゲート電極6におけるSi原子の配列に関係なく、P型ポケット領域9に注入されるP型不純物イオンがP型不純物領域4(チャネル領域)に注入されることを抑制できるため、トランジスタのランダムばらつきを低減させることができる。 In the method for manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the thickness of the mask (the total thickness of the first and second offset spacers 7a and 7b) when forming the P-type pocket region 9 is as shown in FIG. ) Is thicker than the thickness of the offset spacer 107 in FIG. 9, the P-type impurity ions implanted into the P-type pocket region 9 can be scattered by the first and second offset spacers 7 a and 7 b. Therefore, the P-type impurity ions implanted into the P-type pocket region 9 can be prevented from being implanted into the P-type impurity region 4 (channel region) regardless of the arrangement of the Si atoms in the N-type gate electrode 6. Can be reduced.
 このように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、高い駆動力を実現可能な半導体装置を提供することができ、また、ショートチャネル効果を抑制できる。それだけでなく、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、チャネリングの発生を抑制しつつP型ポケット領域9を形成することができるので、トランジスタのランダムばらつきを低減させることができる。 Thus, in the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, a semiconductor device capable of realizing a high driving force can be provided, and the short channel effect can be suppressed. In addition, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the P-type pocket region 9 can be formed while suppressing the occurrence of channeling, so that random variations in transistors can be reduced.
 なお、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、第1のオフセットスペーサ7aを形成した後に、第2のオフセットスペーサ7bを形成する。そのため、オフセットスペーサを1層のみ形成する場合、あるいは、複数層のオフセットスペーサを同時に形成する場合とは異なり、図2(b)に示すように、活性領域1aの上面において、第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)、第2のオフセットスペーサ7b直下に位置する部分(S)、及び、サイドウォール10直下に位置する部分(S)の順に下方に位置している。 In the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment, the second offset spacer 7b is formed after the first offset spacer 7a is formed. Therefore, unlike the case where only one offset spacer is formed or the case where a plurality of offset spacers are formed simultaneously, as shown in FIG. 2B, the first offset spacer is formed on the upper surface of the active region 1a. A portion (S A ) located immediately below 7 a, a portion (S C ) located immediately below the second offset spacer 7 b, and a portion (S E ) located directly below the sidewall 10 are positioned below in this order.
 本実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いた半導体装置は、図2(c)に示すように、P型シリコンからなる半導体基板1と、半導体基板1内に形成された素子分離領域2と、半導体基板1におけるNMOSトランジスタ領域に素子分離領域2よりも深く形成されたP型ウェル3と、素子分離領域2に囲まれた半導体基板1からなる活性領域1aと、活性領域1aにおける上部領域に形成されたP型不純物領域(チャネル領域)4と、活性領域1a上に形成されたゲート絶縁膜5と、ゲート絶縁膜5上に形成され、例えばP等のN型不純物を含む多結晶シリコンからなるN型ゲート電極6と、N型ゲート電極6の側面上に形成され、I字状の断面形状を有する第1のオフセットスペーサ7aと、第1のオフセットスペーサ7aを介してN型ゲート電極6の側面上に形成され、I字状の断面形状を有する第2のオフセットスペーサ7bと、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下に形成されたN型エクステンション領域8と、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下のうちN型エクステンション領域8の下に形成されたP型ポケット領域9と、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bを介してN型ゲート電極6の側面上に形成されたサイドウォール10と、活性領域1aにおけるサイドウォール10の外側方下に形成されたN型ソース/ドレイン領域11とを備えている。 As shown in FIG. 2C, the semiconductor device using the semiconductor device manufacturing method according to this embodiment includes a semiconductor substrate 1 made of P-type silicon, an element isolation region 2 formed in the semiconductor substrate 1, and In the NMOS transistor region of the semiconductor substrate 1, a P-type well 3 formed deeper than the element isolation region 2, an active region 1a composed of the semiconductor substrate 1 surrounded by the element isolation region 2, and an upper region in the active region 1a From the formed P-type impurity region (channel region) 4, the gate insulating film 5 formed on the active region 1a, and formed on the gate insulating film 5, for example, from polycrystalline silicon containing N-type impurities such as P An N-type gate electrode 6, a first offset spacer 7 a formed on the side surface of the N-type gate electrode 6 and having an I-shaped cross-section, and the first offset spacer 7 a A second offset spacer 7b formed on the side surface of the n-type gate electrode 6 and having an I-shaped cross-sectional shape; and an N-type extension region 8 formed below the side of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a. In the active region 1a, a P-type pocket region 9 formed below the N-type extension region 8 out of the side of the N-type gate electrode 6 and the N-type via the first and second offset spacers 7a and 7b. A sidewall 10 formed on the side surface of the gate electrode 6 and an N-type source / drain region 11 formed outside the sidewall 10 in the active region 1a are provided.
 このような半導体装置は、図5に記載の従来の半導体装置とは異なり、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bを備えている。第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bは、どちらも、シリコン酸化膜からなり、3nmの膜厚を有している。第1のオフセットスペーサ7aは、図5に記載の従来の半導体装置におけるオフセットスペーサ107と同じくN型エクステンション領域8及びP型ポケット領域9を形成する際のマスクとして機能する一方、第2のオフセットスペーサ7bは、P型ポケット領域9を形成する際のマスクとして機能する。よって、本実施形態に係る半導体装置では、高い駆動力を実現させることができ、さらには、ショートチャネル効果を抑制できる。さらに、本実施形態に係る半導体装置では、トランジスタが異なってもP型不純物領域4におけるP型不純物濃度はそれほど変わらないので、トランジスタのランダムばらつきを低減させることができる。 Unlike the conventional semiconductor device shown in FIG. 5, such a semiconductor device includes first and second offset spacers 7a and 7b. The first and second offset spacers 7a and 7b are both made of a silicon oxide film and have a thickness of 3 nm. The first offset spacer 7a functions as a mask for forming the N-type extension region 8 and the P-type pocket region 9 in the same manner as the offset spacer 107 in the conventional semiconductor device shown in FIG. 7b functions as a mask when the P-type pocket region 9 is formed. Therefore, in the semiconductor device according to the present embodiment, a high driving force can be realized, and further, the short channel effect can be suppressed. Further, in the semiconductor device according to the present embodiment, the P-type impurity concentration in the P-type impurity region 4 does not change so much even if the transistors are different, so that random variations of the transistors can be reduced.
 第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bについて以下に簡単に説明する。 The first and second offset spacers 7a and 7b will be briefly described below.
 第1のオフセットスペーサ7aは、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクとして機能する。しかし、第2のオフセットスペーサ7bは、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクとして機能し得ないため、N型エクステンション領域8を構成するN型不純物を含んでいない。よって、N型エクステンション領域8を構成するN型不純物の濃度は、第2のオフセットスペーサ7bよりも第1のオフセットスペーサ7aの方が高い。 The first offset spacer 7a functions as a mask when the N-type extension region 8 is formed. However, since the second offset spacer 7 b cannot function as a mask when forming the N-type extension region 8, the second offset spacer 7 b does not contain the N-type impurity constituting the N-type extension region 8. Therefore, the concentration of the N-type impurity constituting the N-type extension region 8 is higher in the first offset spacer 7a than in the second offset spacer 7b.
 第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bは、P型ポケット領域9を形成する際のマスクとして機能する。P型不純物は、第2のオフセットスペーサ7bを通り抜けた場合に第1のオフセットスペーサ7aへ注入される。よって、P型不純物の濃度は、第1のオフセットスペーサ7aよりも第2のオフセットスペーサ7bの方が高い。 The first and second offset spacers 7 a and 7 b function as a mask when forming the P-type pocket region 9. The P-type impurity is injected into the first offset spacer 7a when passing through the second offset spacer 7b. Therefore, the concentration of the P-type impurity is higher in the second offset spacer 7b than in the first offset spacer 7a.
 第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bは、N型ソース/ドレイン領域11を形成する際のマスクとして機能する。N型ソース/ドレイン領域11は活性領域1aのうちサイドウォール10の外側方下に形成されているので、N型ソース/ドレイン領域11を構成するN型不純物は第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bの各上部には注入され得るが各下部には注入されない。よって、N型ソース/ドレイン領域11を構成するN型不純物の濃度は、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bのそれぞれにおいて、下部よりも上部の方が高い。 The first and second offset spacers 7a and 7b function as a mask when the N-type source / drain region 11 is formed. Since the N-type source / drain region 11 is formed outside the sidewall 10 in the active region 1a, the N-type impurities constituting the N-type source / drain region 11 are the first and second offset spacers 7a. 7b can be injected into each upper part, but not into each lower part. Therefore, the concentration of the N-type impurity constituting the N-type source / drain region 11 is higher in the upper part than in the lower part in each of the first and second offset spacers 7a and 7b.
 (第2の実施形態)
 本発明の第2の実施形態では、上記第1の実施形態とは異なり、第2のオフセットスペーサの断面形状はL字状である。以下では、上記第1の実施形態との相違点を主に説明する。
(Second Embodiment)
In the second embodiment of the present invention, unlike the first embodiment, the cross-sectional shape of the second offset spacer is L-shaped. In the following, differences from the first embodiment will be mainly described.
 図3(a)~図3(e)は、本実施形態に係る半導体装置の製造方法の一部の工程を工程順に示す断面図である。 FIG. 3A to FIG. 3E are cross-sectional views showing a part of the steps of the semiconductor device manufacturing method according to this embodiment in the order of steps.
 まず、上記第1の実施形態における図1(a)~図1(e)を順に行って、図3(a)に示す構造を得る。このとき、図1(d)に示す工程では、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下だけでなく第1のオフセットスペーサ7a中にも、N型不純物がイオン注入される。そのため、第1のオフセットスペーサ7aは、N型不純物を含有する絶縁膜となる。ここで、第1のオフセットスペーサ7aにおけるN型不純物の濃度分布は、N型不純物のイオン注入における注入角度によって異なる。例えばN型不純物のイオン注入における注入角度が0度である場合、N型不純物の濃度は、第1のオフセットスペーサ7aの上部の方が第1のオフセットスペーサ7aの下部よりも高い。 First, FIG. 1A to FIG. 1E in the first embodiment are sequentially performed to obtain the structure shown in FIG. At this time, in the step shown in FIG. 1D, N-type impurities are ion-implanted not only in the lateral region of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a but also in the first offset spacer 7a. Therefore, the first offset spacer 7a becomes an insulating film containing an N-type impurity. Here, the concentration distribution of the N-type impurity in the first offset spacer 7a differs depending on the implantation angle in the ion implantation of the N-type impurity. For example, when the implantation angle in N-type impurity ion implantation is 0 degree, the concentration of the N-type impurity is higher in the upper part of the first offset spacer 7a than in the lower part of the first offset spacer 7a.
 次に、図3(b)に示すように、第2のオフセットスペーサ形成用膜7B、第1のオフセットスペーサ7a及びN型ゲート電極6をマスクにして、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下に、例えばB等のP型不純物をイオン注入する。これにより、活性領域1aにおけるN型ゲート電極6の側方下であってN型エクステンション領域8の下に、P型ポケット領域9が形成される(工程(f))。 Next, as shown in FIG. 3B, the second offset spacer forming film 7B, the first offset spacer 7a and the N-type gate electrode 6 are used as a mask to form the N-type gate electrode 6 in the active region 1a. For example, a P-type impurity such as B is ion-implanted under the side. As a result, a P-type pocket region 9 is formed below the N-type extension region 8 at the side of the N-type gate electrode 6 in the active region 1a (step (f)).
 このとき、第2のオフセットスペーサ形成用膜7B中にも、P型不純物がイオン注入される。そのため、第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bは、P型不純物を含有する絶縁膜となる。ここで、第2のオフセットスペーサ形成用膜7BにおけるP型不純物の濃度分布は、P型不純物のイオン注入における注入角度によって異なる。例えばP型不純物のイオン注入における注入角度が25度である場合、P型不純物の濃度は、第2のオフセットスペーサ形成用膜7BのうちN型ゲート電極6の側面上に位置する部分においては、N型ゲート電極6の高さ方向において略同一となる。また、P型不純物のイオン注入エネルギーが大きければ、P型不純物の一部が第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bを通過して第1のオフセットスペーサ7aに注入される場合がある。 At this time, P-type impurities are also ion-implanted into the second offset spacer forming film 7B. Therefore, the second offset spacer forming film 7B is an insulating film containing a P-type impurity. Here, the concentration distribution of the P-type impurity in the second offset spacer forming film 7B varies depending on the implantation angle in the ion implantation of the P-type impurity. For example, when the implantation angle in the ion implantation of the P-type impurity is 25 degrees, the concentration of the P-type impurity is as follows in the portion of the second offset spacer forming film 7B located on the side surface of the N-type gate electrode 6. It becomes substantially the same in the height direction of the N-type gate electrode 6. Further, if the ion implantation energy of the P-type impurity is large, a part of the P-type impurity may pass through the second offset spacer forming film 7B and be implanted into the first offset spacer 7a.
 次に、図3(c)に示すように、半導体基板1の上面に、シリコン窒化膜からなるサイドウォール形成用膜20Aを形成する。これにより、サイドウォール形成用膜20Aは、第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bの上に形成される。 Next, as shown in FIG. 3C, a sidewall forming film 20 A made of a silicon nitride film is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1. As a result, the sidewall forming film 20A is formed on the second offset spacer forming film 7B.
 次に、図3(d)に示すように、サイドウォール形成用膜20A及び第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bに対して順次異方性エッチングを行う。これにより、N型ゲート電極6の上面と素子分離領域2の上と半導体基板1の上面のうち素子分離領域2の周縁部分(半導体基板1の上面のうちソース/ドレイン形成領域)とにおいてサイドウォール形成用膜20A及び第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bが除去され、L字状の断面形状を有する第2のオフセットスペーサ7cとサイドウォール20とが第1のオフセットスペーサ7aを介してN型ゲート電極6の側面上に形成される(工程(e),工程(g))。このとき、サイドウォール形成用膜20Aに対して異方性エッチングを行ってサイドウォール20を形成した後、サイドウォール20をマスクにして第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bのうちサイドウォール20から露出した部分に対して異方性エッチングを行って第2のオフセットスペーサ7cを形成する。 Next, as shown in FIG. 3D, anisotropic etching is sequentially performed on the sidewall forming film 20A and the second offset spacer forming film 7B. As a result, the sidewalls are formed on the upper surface of the N-type gate electrode 6, the element isolation region 2, and the peripheral portion of the element isolation region 2 (the source / drain formation region of the upper surface of the semiconductor substrate 1). The forming film 20A and the second offset spacer forming film 7B are removed, and the second offset spacer 7c and the sidewall 20 having an L-shaped cross-sectional shape are connected to the N-type gate via the first offset spacer 7a. It is formed on the side surface of the electrode 6 (step (e), step (g)). At this time, the sidewall forming film 20A is anisotropically etched to form the sidewall 20, and then exposed from the sidewall 20 in the second offset spacer forming film 7B using the sidewall 20 as a mask. The portion subjected to anisotropic etching is subjected to anisotropic etching to form a second offset spacer 7c.
 このとき、第2のオフセットスペーサ形成用膜7B及びサイドウォール形成用膜20Aに対する異方性エッチングが終了すると、エッチングを停止する。これにより、活性領域1aの上面において、第2のオフセットスペーサ7c直下に位置する部分(S)は、第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)よりも下方に位置するが、N型ゲート電極6と第1のオフセットスペーサ7aと第2のオフセットスペーサ7cとから露出する部分(S)と面一である。 At this time, when the anisotropic etching for the second offset spacer formation film 7B and the sidewall formation film 20A is completed, the etching is stopped. Thereby, on the upper surface of the active region 1a, the portion (S F ) located immediately below the second offset spacer 7c is positioned below the portion (S A ) located directly below the first offset spacer 7a. It is flush with the portion (S G ) exposed from the N-type gate electrode 6, the first offset spacer 7a, and the second offset spacer 7c.
 次に、図3(e)に示すように、サイドウォール20と第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7cとN型ゲート電極6とをマスクとして、活性領域1aにおけるサイドウォール20の外側方下に例えばAs等のN型不純物をイオン注入する。その後、半導体基板1を熱処理する。これにより、活性領域1aにおけるサイドウォール20の外側方下に、N型ソース/ドレイン領域11が形成される。 Next, as shown in FIG. 3 (e), the sidewall 20, the first and second offset spacers 7a and 7c, and the N-type gate electrode 6 are used as a mask to lower the outside of the sidewall 20 in the active region 1a. For example, an N-type impurity such as As is ion-implanted. Thereafter, the semiconductor substrate 1 is heat-treated. As a result, an N-type source / drain region 11 is formed outside the sidewall 20 in the active region 1a.
 このとき、上記第1の実施形態において説明したように、N型不純物は、第1のオフセットスペーサ7aの上部にイオン注入されるが、第1のオフセットスペーサ7aの下部にはイオン注入されない。同様に、N型不純物は、第2のオフセットスペーサ7cのうちN型ゲート電極6の側面上に位置する部分の上部にイオン注入されるが、第2のオフセットスペーサ7cのうちN型ゲート電極6の側面上に位置する部分の下部及び第2のオフセットスペーサ7cのうち半導体基板1とサイドウォール20との間に位置する部分にはイオン注入されない。 At this time, as described in the first embodiment, the N-type impurity is ion-implanted into the upper portion of the first offset spacer 7a, but is not implanted into the lower portion of the first offset spacer 7a. Similarly, the N-type impurity is ion-implanted into the upper portion of the second offset spacer 7c located on the side surface of the N-type gate electrode 6, but the N-type gate electrode 6 in the second offset spacer 7c. Ion implantation is not performed on the lower portion of the portion located on the side surface of the first offset spacer and the portion of the second offset spacer 7 c located between the semiconductor substrate 1 and the sidewall 20.
 このように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、上記第1の実施形態と同じく、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクとP型ポケット領域9を形成する際のマスクとが互いに異なるので、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクの膜厚とP型ポケット領域9を形成する際のマスクの膜厚とを別々に最適化することができる。よって、ショートチャネル効果を抑制でき、高い駆動力を実現させることができ、さらには、チャネリングの発生を抑制しつつP型ポケット領域9を形成することができる。 As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the mask for forming the N-type extension region 8 and the mask for forming the P-type pocket region 9 are the same as in the first embodiment. Since they are different from each other, the film thickness of the mask when forming the N-type extension region 8 and the film thickness of the mask when forming the P-type pocket region 9 can be optimized separately. Therefore, the short channel effect can be suppressed, a high driving force can be realized, and the P-type pocket region 9 can be formed while suppressing the occurrence of channeling.
 さらに、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、上記第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法とは異なり、例えば図3(c)に示すように半導体基板1の上面には第2のオフセットスペーサ形成用膜7Bを介してサイドウォール形成用膜20Aを形成する。よって、サイドウォール20は第2のオフセットスペーサ7cを介して半導体基板1の上面上に形成されるので、サイドウォール20を半導体基板1の上面に直接設けることを回避できる。よって、サイドウォール20が半導体基板1に与えるストレスを低減させることができる。特に、第2のオフセットスペーサ7cとしてシリコン酸化膜を用い、サイドウォール20としてシリコン窒化膜を用いた場合には、シリコン窒化膜(サイドウォール20)が半導体基板1に与えるストレスを効率良く低減させることができる。 Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, unlike the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, for example, as shown in FIG. A sidewall forming film 20A is formed through the offset spacer forming film 7B. Therefore, since the sidewall 20 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 via the second offset spacer 7c, it is possible to avoid providing the sidewall 20 directly on the upper surface of the semiconductor substrate 1. Therefore, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the sidewall 20 can be reduced. In particular, when a silicon oxide film is used as the second offset spacer 7c and a silicon nitride film is used as the sidewall 20, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the silicon nitride film (sidewall 20) can be efficiently reduced. Can do.
 また、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、上記第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法とは異なり、サイドウォール20を半導体基板1の上面に直接設けることを回避できるので、N型ゲート電極6の側面とN型ソース/ドレイン領域11との間の容量(フリンジ容量)を低減させることができる。特に、第2のオフセットスペーサ7cとしてシリコン酸化膜を用い、サイドウォール20としてシリコン窒化膜を用いた場合には、シリコン窒化膜(サイドウォール20)はシリコン窒化膜よりも比誘電率が小さなシリコン酸化膜(第2のオフセットスペーサ7c)を介して半導体基板1の上面に設けられるので、フリンジ容量を効率良く低減させることができる。 Further, unlike the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment can avoid providing the sidewalls 20 directly on the upper surface of the semiconductor substrate 1. The capacitance (fringe capacitance) between the side surface of the gate electrode 6 and the N-type source / drain region 11 can be reduced. In particular, when a silicon oxide film is used as the second offset spacer 7c and a silicon nitride film is used as the sidewall 20, the silicon nitride film (sidewall 20) is a silicon oxide having a relative dielectric constant smaller than that of the silicon nitride film. Since it is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 1 via the film (second offset spacer 7c), the fringe capacity can be efficiently reduced.
 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、上記第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法が奏する効果に加えて、サイドウォール20が半導体基板1に与えるストレスを低減させることができるとともにフリンジ容量を低減させることができる。 As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, in addition to the effects exhibited by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the sidewall 20 is reduced. And the fringe capacity can be reduced.
 本実施形態に係る製造方法を用いて製造された半導体装置は、図3(e)に示すように、第2のオフセットスペーサ7cは、上記第1の実施形態における第2のオフセットスペーサ7bとは異なりL字状の断面形状を有しており、サイドウォール20は、上記第1の実施形態におけるサイドウォール10とは異なり第2のオフセットスペーサ7cを介して半導体基板1の上面に設けられている。その他の構成は、上記第1の実施形態と同様な構成を有している。 In the semiconductor device manufactured using the manufacturing method according to the present embodiment, as shown in FIG. 3E, the second offset spacer 7c is different from the second offset spacer 7b in the first embodiment. Unlike the sidewall 10 in the first embodiment, the sidewall 20 is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 1 via the second offset spacer 7c. . Other configurations are the same as those in the first embodiment.
 このような半導体装置では、上記第1の実施形態に係る半導体装置と同じく、第1のオフセットスペーサ7aは、N型エクステンション領域8及びP型ポケット領域9を形成する際のマスクとして機能する一方、第2のオフセットスペーサ7cは、P型ポケット領域9を形成する際のマスクとして機能する。よって、本実施形態に係る半導体装置は、上記第1の実施形態に係る半導体装置と同じく、ショートチャネル効果を抑制しつつ高い駆動力を実現させることができ、さらには、トランジスタが異なってもP型不純物領域4におけるP型不純物の濃度がばらつくことを防止できる。 In such a semiconductor device, as in the semiconductor device according to the first embodiment, the first offset spacer 7a functions as a mask when forming the N-type extension region 8 and the P-type pocket region 9, The second offset spacer 7 c functions as a mask when forming the P-type pocket region 9. Therefore, like the semiconductor device according to the first embodiment, the semiconductor device according to the present embodiment can realize a high driving force while suppressing the short channel effect. It is possible to prevent the concentration of the P-type impurity in the type impurity region 4 from varying.
 さらに、サイドウォール20がL字状の断面形状を有する第2のオフセットスペーサ7cを介して半導体基板1の上面に設けられているので、サイドウォール20が半導体基板1に与えるストレスを低減させることができるとともにフリンジ容量を低減させることができる。特に、第2のオフセットスペーサ7cがシリコン酸化膜からなり、サイドウォール20がシリコン窒化膜からなる場合には、シリコン窒化膜(サイドウォール20)が半導体基板1に与えるストレスを効果的に低減させることができるとともにフリンジ容量を効果的に低減させることができる。 Furthermore, since the sidewall 20 is provided on the upper surface of the semiconductor substrate 1 via the second offset spacer 7c having an L-shaped cross-sectional shape, it is possible to reduce the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the sidewall 20. And fringe capacity can be reduced. In particular, when the second offset spacer 7c is made of a silicon oxide film and the sidewall 20 is made of a silicon nitride film, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the silicon nitride film (sidewall 20) is effectively reduced. And fringe capacity can be effectively reduced.
 第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7cについて以下に簡単に説明する。 The first and second offset spacers 7a and 7c will be briefly described below.
 上記第1の実施形態において説明したように、第2のオフセットスペーサ7cはN型エクステンション領域8を構成するN型不純物を含んでおらず、N型エクステンション領域8を構成するN型不純物の濃度は第2のオフセットスペーサ7cよりも第1のオフセットスペーサ7aの方が高い。また、P型ポケット領域9を構成するP型不純物の濃度は、第1のオフセットスペーサ7aよりも第2のオフセットスペーサ7cの方が高い。また、N型ソース/ドレイン領域11を構成するN型不純物の濃度は、第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7cのそれぞれにおいて、下部よりも上部の方が高い(但し、ここで言う「第2のオフセットスペーサ7cの下部」には、第2のオフセットスペーサ7cの下部のうち半導体基板1とサイドウォール20との間に位置する部分は含まれていない。)。 As described in the first embodiment, the second offset spacer 7c does not include the N-type impurity constituting the N-type extension region 8, and the concentration of the N-type impurity constituting the N-type extension region 8 is as follows. The first offset spacer 7a is higher than the second offset spacer 7c. The concentration of the P-type impurity constituting the P-type pocket region 9 is higher in the second offset spacer 7c than in the first offset spacer 7a. In addition, the concentration of the N-type impurity constituting the N-type source / drain region 11 is higher in the upper part than in the lower part in each of the first and second offset spacers 7a and 7c (however, the "first" The “lower part of the second offset spacer 7c” does not include a part of the lower part of the second offset spacer 7c located between the semiconductor substrate 1 and the sidewall 20).
 (第3の実施形態)
 第3の実施形態に係る半導体装置は、上記第1の実施形態とは異なり、2層からなるサイドウォールを備えている。以下では上記第1の実施形態との相違点を主に説明する。
(Third embodiment)
Unlike the first embodiment, the semiconductor device according to the third embodiment includes a sidewall composed of two layers. Hereinafter, differences from the first embodiment will be mainly described.
 図4(a)~図4(d)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。 FIGS. 4A to 4D are cross-sectional views showing the method of manufacturing the semiconductor device according to this embodiment in the order of steps.
 まず、上記第1の実施形態における図1(a)~図2(a)を順に行って、図4(a)に示す構造を得る。このとき、N型エクステンション領域8、第2のオフセットスペーサ7b及びP型ポケット領域9をこの順に形成する。そのため、第2のオフセットスペーサ7b内には、P型不純物(P型ポケット領域9を形成する際に注入されるP型不純物)は注入されるが、N型不純物(N型エクステンション領域8を形成する際に注入されるN型不純物)は注入されない。 First, FIG. 1A to FIG. 2A in the first embodiment are sequentially performed to obtain the structure shown in FIG. At this time, the N-type extension region 8, the second offset spacer 7b, and the P-type pocket region 9 are formed in this order. Therefore, a P-type impurity (P-type impurity implanted when forming the P-type pocket region 9) is implanted into the second offset spacer 7b, but an N-type impurity (N-type extension region 8 is formed). N-type impurities) are not implanted.
 次に、図4(b)に示すように、半導体基板1の上面に、シリコン酸化膜からなる内側サイドウォール形成用膜30Aと、シリコン窒化膜からなる外側サイドウォール形成用膜30Bとを順に形成する。これにより、内側サイドウォール形成用膜30Aは、N型ゲート電極6、第1のオフセットスペーサ7a及び第2のオフセットスペーサ7bを覆うように半導体基板1の上面上に形成される。また、外側サイドウォール形成用膜30Bは、内側サイドウォール形成用膜30Aの上に形成される。 Next, as shown in FIG. 4B, an inner side wall forming film 30A made of a silicon oxide film and an outer side wall forming film 30B made of a silicon nitride film are sequentially formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1. To do. Thus, the inner side wall forming film 30A is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 so as to cover the N-type gate electrode 6, the first offset spacer 7a, and the second offset spacer 7b. The outer sidewall forming film 30B is formed on the inner sidewall forming film 30A.
 次に、図4(c)に示すように、内側サイドウォール形成用膜30A及び外側サイドウォール形成用膜30Bに対して順次異方性エッチングを行う。これにより、N型ゲート電極6の上面と素子分離領域2の上と半導体基板1の上面のうち素子分離領域2の周縁部分(半導体基板1の上面のうちソース/ドレイン形成領域)とにおいて内側サイドウォール形成用膜30A及び外側サイドウォール形成用膜30Bが除去され、L字状の断面形状を有する内側サイドウォール30aと外側サイドウォール30bとからなるサイドウォール30が第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bを介してN型ゲート電極6の側面上に形成される(工程(g))。 Next, as shown in FIG. 4C, anisotropic etching is sequentially performed on the inner side wall forming film 30A and the outer side wall forming film 30B. As a result, the inner side of the upper surface of the N-type gate electrode 6, the element isolation region 2, and the peripheral portion of the element isolation region 2 (the source / drain formation region of the upper surface of the semiconductor substrate 1) of the upper surface of the semiconductor substrate 1. The wall forming film 30A and the outer side wall forming film 30B are removed, and the side wall 30 including the inner side wall 30a and the outer side wall 30b having an L-shaped cross-sectional shape is the first and second offset spacers 7a. , 7b on the side surface of the N-type gate electrode 6 (step (g)).
 次に、図4(d)に示すように、サイドウォール30と第1及び第2のオフセットスペーサ7a,7bとN型ゲート電極6とをマスクとして、活性領域1aにおけるサイドウォール30の外側方下に例えばAs等のN型不純物をイオン注入する。その後、半導体基板1を熱処理する。これにより、活性領域1aにおけるサイドウォール30の外側方下に、N型ソース/ドレイン領域11が形成される。 Next, as shown in FIG. 4D, the sidewall 30, the first and second offset spacers 7 a and 7 b, and the N-type gate electrode 6 are used as a mask to lower the outside of the sidewall 30 in the active region 1 a. For example, an N-type impurity such as As is ion-implanted. Thereafter, the semiconductor substrate 1 is heat-treated. As a result, an N-type source / drain region 11 is formed below the sidewall 30 in the active region 1a.
 このように、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、上記第1の実施形態と同じく、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクとP型ポケット領域9を形成する際のマスクとが互いに異なるので、N型エクステンション領域8を形成する際のマスクの膜厚とP型ポケット領域9を形成する際のマスクの膜厚とを別々に最適化することができる。よって、ショートチャネル効果を抑制でき、高い駆動力を実現させることができ、さらには、チャネリングの発生を抑制しつつP型ポケット領域9を形成することができる。 As described above, in the method of manufacturing the semiconductor device according to the present embodiment, the mask for forming the N-type extension region 8 and the mask for forming the P-type pocket region 9 are the same as in the first embodiment. Since they are different from each other, the film thickness of the mask when forming the N-type extension region 8 and the film thickness of the mask when forming the P-type pocket region 9 can be optimized separately. Therefore, the short channel effect can be suppressed, a high driving force can be realized, and the P-type pocket region 9 can be formed while suppressing the occurrence of channeling.
 さらに、本実施形態に係る半導体装置の製造方法では、上記第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法とは異なり、例えば図4(c)に示すように、L字状の断面形状を有する内側サイドウォール30aと外側サイドウォール30bとを有するサイドウォール30を形成するので、外側サイドウォール30bを半導体基板1の上面に直接設けることを回避できる。よって、外側サイドウォール30bが半導体基板1に与えるストレスを低減させることができる。特に、内側サイドウォール30aとしてシリコン酸化膜を用い、外側サイドウォール30bとしてシリコン窒化膜を用いた場合には、シリコン窒化膜(外側サイドウォール30b)が半導体基板1に与えるストレスを効率良く低減させることができる。 Furthermore, the semiconductor device manufacturing method according to the present embodiment has an L-shaped cross-sectional shape as shown in FIG. 4C, for example, unlike the semiconductor device manufacturing method according to the first embodiment. Since the sidewall 30 having the inner sidewall 30a and the outer sidewall 30b is formed, it is possible to avoid providing the outer sidewall 30b directly on the upper surface of the semiconductor substrate 1. Therefore, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the outer sidewall 30b can be reduced. In particular, when a silicon oxide film is used as the inner side wall 30a and a silicon nitride film is used as the outer side wall 30b, stress applied to the semiconductor substrate 1 by the silicon nitride film (outer side wall 30b) can be efficiently reduced. Can do.
 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、上記第1の実施形態に係る半導体装置の製造方法が奏する効果に加えて、外側サイドウォール30bが半導体基板1に与えるストレスを低減させることができる。 As described above, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, in addition to the effects exhibited by the method for manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, the stress exerted on the semiconductor substrate 1 by the outer sidewall 30b is applied. Can be reduced.
 本実施形態に係る半導体装置の製造方法を用いて製造された半導体装置は、図4(d)に示すように、サイドウォール30は、上記第1の実施形態におけるサイドウォール10とは異なり、L字状の断面形状を有する内側サイドウォール30aと外側サイドウォール30bとで構成されている。そして、外側サイドウォール30bは、内側サイドウォール30aを介して半導体基板1の上面に形成されている。その他の構成は、上記第1の実施形態と同様な構成を有している。 As shown in FIG. 4D, in the semiconductor device manufactured using the method for manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment, the side wall 30 is different from the side wall 10 in the first embodiment. It is comprised by the inner side wall 30a and the outer side wall 30b which have a letter-shaped cross-sectional shape. The outer side wall 30b is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 via the inner side wall 30a. Other configurations are the same as those in the first embodiment.
 このような半導体装置では、上記第1の実施形態に係る半導体装置と同様な効果を得ることができる。 Such a semiconductor device can obtain the same effects as those of the semiconductor device according to the first embodiment.
 さらに、外側サイドウォール30bが内側サイドウォール30aを介して半導体基板1の上面に形成されていることによって、外側サイドウォール30bが半導体基板1に与えるストレスを低減させることができる。特に、内側サイドウォール30aがシリコン酸化膜からなり、外側サイドウォール30bがシリコン窒化膜からなる場合には、シリコン窒化膜(外側サイドウォール30b)が半導体基板1に与えるストレスを効率良く低減させることができる。 Furthermore, since the outer side wall 30b is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 1 via the inner side wall 30a, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the outer side wall 30b can be reduced. In particular, when the inner side wall 30a is made of a silicon oxide film and the outer side wall 30b is made of a silicon nitride film, the stress applied to the semiconductor substrate 1 by the silicon nitride film (outer side wall 30b) can be efficiently reduced. it can.
 なお、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、活性領域1aの上面において、第2のオフセットスペーサ7b直下に位置する部分(S)は第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)よりも下方に位置しており、サイドウォール30直下に位置する部分(S)は第2のオフセットスペーサ7b直下に位置する部分(S)よりも下方に位置している。 In the semiconductor device according to the present embodiment, the portion (S C ) located immediately below the second offset spacer 7b on the upper surface of the active region 1a is the same as in the semiconductor device according to the first embodiment. The portion (S E ) located below the portion (S A ) located immediately below the offset spacer 7a, and the portion (S E ) located directly below the sidewall 30 from the portion (S C ) located directly below the second offset spacer 7b. Is also located below.
 (その他の実施形態)
 上記第1~第3の実施形態は、以下に示す構成であっても良い。
(Other embodiments)
The first to third embodiments may have the following configurations.
 第1及び第2のオフセットスペーサは、シリコン酸化膜からなるとしたが、シリコン窒化膜からなってもよい。また、一方のオフセットスペーサの材料に制限されることなく他方のオフセットスペーサの材料を選択することができるので、第1のオフセットスペーサがシリコン酸化膜からなり第2のオフセットスペーサがシリコン窒化膜からなっても良く、第1のオフセットスペーサがシリコン窒化膜からなり第2のオフセットスペーサがシリコン酸化膜からなっても良い。何れの場合であっても、上記第1~第3の実施形態が奏する効果を得ることができる。なお、上記第2の実施形態では、第2のオフセットスペーサがシリコン酸化膜からなれば、基板へのストレス及びフリンジ容量を低減することができる。 The first and second offset spacers are made of a silicon oxide film, but may be made of a silicon nitride film. In addition, since the material of the other offset spacer can be selected without being limited to the material of one offset spacer, the first offset spacer is made of a silicon oxide film and the second offset spacer is made of a silicon nitride film. Alternatively, the first offset spacer may be made of a silicon nitride film, and the second offset spacer may be made of a silicon oxide film. In any case, the effects exhibited by the first to third embodiments can be obtained. In the second embodiment, if the second offset spacer is made of a silicon oxide film, the stress on the substrate and the fringe capacity can be reduced.
 第1のオフセットスペーサの膜厚を3nmとしたが、エクステンション領域を形成するためのイオン注入条件に応じてこの膜厚を変更することが好ましく、例えばこの膜厚を2nm以上4nm以下に設定することができる。また、第1のオフセットスペーサの膜厚が2nm以上4nm以下であれば、ショートチャネル効果を抑制することができるとともに高駆動力の実現を図ることができるため、好ましい。 Although the film thickness of the first offset spacer is 3 nm, it is preferable to change this film thickness according to the ion implantation conditions for forming the extension region. For example, the film thickness is set to 2 nm or more and 4 nm or less. Can do. Further, it is preferable that the thickness of the first offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less because the short channel effect can be suppressed and a high driving force can be realized.
 第2のオフセットスペーサの膜厚を3nmとしたが、ポケット領域を形成するためのイオン注入条件に応じてこの膜厚を変更することが好ましく、例えばこの膜厚を2nm以上4nm以下に設定することができる。また、第1のオフセットスペーサの膜厚と第2のオフセットスペーサの膜厚との合計膜厚が6nm以上であれば、チャネリングの発生を抑制しつつポケット領域を形成することができるので、好ましい。よって、合計膜厚が6nm以上となるように、且つ、それぞれの膜厚が2nm以上4nm以下となるように、第1及び第2のオフセットスペーサの膜厚を設定すればよい。 Although the film thickness of the second offset spacer is 3 nm, it is preferable to change this film thickness according to the ion implantation conditions for forming the pocket region. For example, the film thickness is set to 2 nm or more and 4 nm or less. Can do. Further, if the total film thickness of the first offset spacer and the second offset spacer is 6 nm or more, it is preferable because the pocket region can be formed while channeling is suppressed. Therefore, the film thicknesses of the first and second offset spacers may be set so that the total film thickness is 6 nm or more and each film thickness is 2 nm or more and 4 nm or less.
 ゲート絶縁膜は、シリコン酸化膜からなるとしたが、高誘電率絶縁膜からなる単層膜であっても良いし、下地絶縁膜(例えばシリコン酸化膜)と高誘電率絶縁膜との積層膜であっても良い。高誘電率絶縁膜は、シリコン窒化膜よりも比誘電率が高い絶縁膜であり、比誘電率が8以上好ましくは10以上の絶縁性金属酸化物又は絶縁性金属シリケートからなる膜である。このようにゲート絶縁膜として高誘電率絶縁膜を用いると、上記第1~第3の実施形態が奏する効果に加えてリーク電流の発生を抑制することができるので、信頼性のより高い半導体装置を実現することができる。 Although the gate insulating film is made of a silicon oxide film, it may be a single layer film made of a high dielectric constant insulating film or a laminated film of a base insulating film (for example, silicon oxide film) and a high dielectric constant insulating film. There may be. The high dielectric constant insulating film is an insulating film having a relative dielectric constant higher than that of the silicon nitride film, and is a film made of an insulating metal oxide or insulating metal silicate having a relative dielectric constant of 8 or more, preferably 10 or more. When a high dielectric constant insulating film is used as the gate insulating film in this way, in addition to the effects exhibited by the first to third embodiments, the generation of leakage current can be suppressed, so that a highly reliable semiconductor device Can be realized.
 また、ゲート電極は、多結晶シリコン膜からなるとしたが、金属膜からなる単層膜、あるいは、金属膜と多結晶シリコン膜とからなる積層膜からなっても良い。このようにゲート絶縁膜に接するゲート電極として金属膜を用いると、上記第1~第3の実施形態が奏する効果に加えてゲート電極の空乏化を抑制することができるので、トランジスタ特性の向上を図ることができる。 Although the gate electrode is made of a polycrystalline silicon film, it may be made of a single layer film made of a metal film or a laminated film made of a metal film and a polycrystalline silicon film. When a metal film is used as the gate electrode in contact with the gate insulating film in this way, depletion of the gate electrode can be suppressed in addition to the effects exhibited by the first to third embodiments, thereby improving the transistor characteristics. Can be planned.
 半導体装置は、NMOSトランジスタであるとしたが、PMOS(Positive Channel Metal Oxide Semiconductor)トランジスタであっても良い。半導体装置がPMOSトランジスタであれば、半導体基板はN型シリコンからなり、その半導体基板にはP型エクステンション領域とN型ポケット領域とが形成されている。このような場合であっても、上記第1~第3の実施形態が奏する効果を得ることができる。 Although the semiconductor device is an NMOS transistor, it may be a PMOS (Positive / Channel / Metal / Oxide / Semiconductor) transistor. If the semiconductor device is a PMOS transistor, the semiconductor substrate is made of N-type silicon, and a P-type extension region and an N-type pocket region are formed in the semiconductor substrate. Even in such a case, the effects exhibited by the first to third embodiments can be obtained.
 また、上記第2の実施形態におけるサイドウォールは、上記第3の実施形態におけるサイドウォールのようにL字状の断面形状を有する内側サイドウォールと外側サイドウォールとで構成されていても良い。 Further, the sidewall in the second embodiment may be composed of an inner sidewall and an outer sidewall having an L-shaped cross-sectional shape like the sidewall in the third embodiment.
 また、上記第1~第3の実施形態では、活性領域1aの上面のうちゲート絶縁膜5直下に位置する部分と第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)とが面一として説明したが、第1のオフセットスペーサ7a直下に位置する部分(S)はゲート絶縁膜5直下に位置する部分よりも下方に位置しても良い。また、N型ゲート電極6の上面上及びN型ソース/ドレイン領域11の上面上にシリサイド層を形成してもよい。 In the first to third embodiments, the portion of the upper surface of the active region 1a located immediately below the gate insulating film 5 and the portion (S A ) located immediately below the first offset spacer 7a are flush with each other. As described above, the portion (S A ) located immediately below the first offset spacer 7 a may be located below the portion located directly below the gate insulating film 5. A silicide layer may be formed on the upper surface of the N-type gate electrode 6 and the upper surface of the N-type source / drain region 11.
 また、上記第1~第3の実施形態では、第1のオフセットスペーサ、第2のオフセットスペーサ及びサイドウォールの各上端は互いに同一の高さに位置しているとしたが、各上端は互いに異なる高さに位置していても良い。例えば、第1及び第2のオフセットスペーサの各上端は互いに同一の高さに位置し、且つ、サイドウォールの上端は第1及び第2のオフセットスペーサの各上端より低くても良い。また、第2のオフセットスペーサの上端は、第1のオフセットスペーサの上端より低く且つサイドウォールの上端より高くても良い。 In the first to third embodiments, the upper ends of the first offset spacer, the second offset spacer, and the sidewall are located at the same height, but the upper ends are different from each other. It may be located at a height. For example, the upper ends of the first and second offset spacers may be positioned at the same height, and the upper ends of the sidewalls may be lower than the upper ends of the first and second offset spacers. Further, the upper end of the second offset spacer may be lower than the upper end of the first offset spacer and higher than the upper end of the sidewall.
 以上説明したように、本発明は、半導体装置の微細化及び高駆動化に有用である。 As described above, the present invention is useful for miniaturization and high drive of a semiconductor device.
1    半導体基板 
1a   活性領域 
2    素子分離領域 
3    P型ウェル 
4    P型不純物領域 
5    ゲート絶縁膜 
6    N型ゲート電極 
7A   第1のオフセットスペーサ形成用膜 
7B   第2のオフセットスペーサ形成用膜 
7a   第1のオフセットスペーサ 
7b   第2のオフセットスペーサ 
7c   第2のオフセットスペーサ 
8    N型エクステンション領域 
9    P型ポケット領域 
10   サイドウォール 
11   N型ソース/ドレイン領域 
20   サイドウォール 
20A  サイドウォール形成用膜 
30   サイドウォール 
30A  内側サイドウォール形成用膜 
30B  外側サイドウォール形成用膜 
30a  内側サイドウォール 
30b  外側サイドウォール 
1 Semiconductor substrate
1a Active region
2 Device isolation region
3 P-type well
4 P-type impurity region
5 Gate insulation film
6 N-type gate electrode
7A First offset spacer forming film
7B Second offset spacer forming film
7a First offset spacer
7b Second offset spacer
7c Second offset spacer
8 N-type extension area
9 P-type pocket area
10 Sidewall
11 N-type source / drain regions
20 sidewall
20A Side wall forming film
30 side walls
30A Inner side wall forming film
30B Film for forming outer side wall
30a Inside sidewall
30b Outer side wall

Claims (18)

  1.  第1導電型の半導体領域上に形成されたゲート絶縁膜と、
     前記ゲート絶縁膜上に形成されたゲート電極と、
     前記ゲート電極の側面上に形成された第1のオフセットスペーサと、
     前記第1のオフセットスペーサを介して少なくとも前記ゲート電極の側面上に形成された第2のオフセットスペーサと、
     前記第1のオフセットスペーサ及び前記第2のオフセットスペーサを介して前記ゲート電極の側面上に形成されたサイドウォールと、
     前記半導体領域における前記ゲート電極の側方下に形成された第2導電型のエクステンション領域と、
     前記半導体領域における前記ゲート電極の側方下のうち前記エクステンション領域の下に形成された第1導電型のポケット領域とを備えていることを特徴とする半導体装置。
    A gate insulating film formed on the semiconductor region of the first conductivity type;
    A gate electrode formed on the gate insulating film;
    A first offset spacer formed on a side surface of the gate electrode;
    A second offset spacer formed on at least a side surface of the gate electrode via the first offset spacer;
    A sidewall formed on a side surface of the gate electrode through the first offset spacer and the second offset spacer;
    An extension region of a second conductivity type formed below the side of the gate electrode in the semiconductor region;
    A semiconductor device comprising: a pocket region of a first conductivity type formed below the extension region of the semiconductor region below the side of the gate electrode.
  2.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第1のオフセットスペーサは、I字状の断面形状を有し、
     前記第2のオフセットスペーサは、I字状の断面形状を有していることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The first offset spacer has an I-shaped cross-sectional shape,
    The semiconductor device, wherein the second offset spacer has an I-shaped cross-sectional shape.
  3.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第1のオフセットスペーサは、I字状の断面形状を有し、
     前記第2のオフセットスペーサは、L字状の断面形状を有していることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The first offset spacer has an I-shaped cross-sectional shape,
    The semiconductor device, wherein the second offset spacer has an L-shaped cross-sectional shape.
  4.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記サイドウォールは、L字状の断面形状を有する内側サイドウォールと、前記内側サイドウォール上に形成された外側サイドウォールとを有することを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The side wall includes an inner side wall having an L-shaped cross section and an outer side wall formed on the inner side wall.
  5.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第1のオフセットスペーサの膜厚は、2nm以上4nm以下であり、
     前記第2のオフセットスペーサの膜厚は、2nm以上4nm以下であり、
     前記第1のオフセットスペーサの膜厚と前記第2のオフセットスペーサの膜厚との合計膜厚は、6nm以上であることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The thickness of the first offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less,
    The thickness of the second offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less,
    The total thickness of the film thickness of the first offset spacer and the film thickness of the second offset spacer is 6 nm or more.
  6.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記サイドウォール直下に位置する前記半導体領域の上面は、前記第2のオフセットスペーサ直下に位置する前記半導体領域の上面よりも下方に位置していることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device according to claim 1, wherein an upper surface of the semiconductor region located immediately below the sidewall is located below a top surface of the semiconductor region located immediately below the second offset spacer.
  7.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第2のオフセットスペーサ直下に位置する前記半導体領域の上面は、前記第1のオフセットスペーサ直下に位置する前記半導体領域の上面よりも下方に位置していることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device according to claim 1, wherein an upper surface of the semiconductor region located immediately below the second offset spacer is located below a top surface of the semiconductor region located immediately below the first offset spacer.
  8.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記エクステンション領域は、第2導電型の第1の不純物を含んでおり、
     前記ポケット領域は、第1導電型の第2の不純物を含んでおり、
     前記第2のオフセットスペーサは、前記第2の不純物を含んでいる一方、前記第1の不純物を含んでいないことを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The extension region contains a first impurity of the second conductivity type,
    The pocket region contains a second impurity of the first conductivity type,
    The second offset spacer includes the second impurity, but does not include the first impurity.
  9.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第2のオフセットスペーサのうち前記ゲート電極の側面上に形成された部分の少なくとも下部には、第2導電型の不純物が含まれていないことを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    A semiconductor device, wherein a second conductivity type impurity is not contained in at least a lower part of a portion of the second offset spacer formed on the side surface of the gate electrode.
  10.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第1のオフセットスペーサは、シリコン窒化膜からなることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device, wherein the first offset spacer is made of a silicon nitride film.
  11.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記ゲート絶縁膜は、少なくとも高誘電率絶縁膜を有していることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device, wherein the gate insulating film has at least a high dielectric constant insulating film.
  12.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記ゲート電極は、前記ゲート絶縁膜に接する金属膜を少なくとも有していることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device, wherein the gate electrode has at least a metal film in contact with the gate insulating film.
  13.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第1のオフセットスペーサの膜厚は、2nm以上4nm以下であることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device is characterized in that the thickness of the first offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less.
  14.  請求項1に記載の半導体装置において、
     前記第2のオフセットスペーサの膜厚は、2nm以上4nm以下であることを特徴とする半導体装置。
    The semiconductor device according to claim 1,
    The semiconductor device is characterized in that the thickness of the second offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less.
  15.  第1導電型の半導体領域の上にゲート絶縁膜を形成する工程(a)と、
     前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程(b)と、
     前記ゲート電極の側面上に前記第1のオフセットスペーサを形成する工程(c)と、
     前記工程(c)の後に、前記ゲート電極及び前記第1のオフセットスペーサをマスクとして、前記半導体領域における前記ゲート電極の側方下に第2導電型のエクステンション領域を形成する工程(d)と、
     前記工程(d)の後に、前記第1のオフセットスペーサを介して少なくとも前記ゲート電極の側面上に第2のオフセットスペーサを形成する工程(e)と、
     前記工程(e)の後に、前記ゲート電極、前記第1のオフセットスペーサ及び前記第2のオフセットスペーサをマスクとして、前記半導体領域における前記ゲート電極の側方下のうち前記エクステンション領域の下に第1導電型のポケット領域を形成する工程(f)と、
     前記工程(f)の後に、前記第1のオフセットスペーサ及び前記第2のオフセットスペーサを介して前記ゲート電極の側面上にサイドウォールを形成する工程(g)とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
    Forming a gate insulating film on the semiconductor region of the first conductivity type (a);
    Forming a gate electrode on the gate insulating film (b);
    Forming the first offset spacer on a side surface of the gate electrode;
    After the step (c), using the gate electrode and the first offset spacer as a mask, a step (d) of forming a second conductivity type extension region below the side of the gate electrode in the semiconductor region;
    After the step (d), a step (e) of forming a second offset spacer on at least a side surface of the gate electrode through the first offset spacer;
    After the step (e), the gate electrode, the first offset spacer, and the second offset spacer are used as a mask to form a first under the extension region of the semiconductor region below the gate electrode. Forming a conductive pocket region (f);
    After the step (f), a step (g) of forming a sidewall on a side surface of the gate electrode through the first offset spacer and the second offset spacer is provided. A method for manufacturing a semiconductor device.
  16.  請求項15に記載の半導体装置の製造方法において、
     前記工程(c)において、前記第1のオフセットスペーサはI字状の断面形状を有し、
     前記工程(e)において、前記第2のオフセットスペーサはI字状の断面形状を有していることを特徴とする半導体装置の製造方法。
    In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
    In the step (c), the first offset spacer has an I-shaped cross-sectional shape,
    In the step (e), the second offset spacer has an I-shaped cross-sectional shape.
  17.  請求項15に記載の半導体装置の製造方法において、
     前記第1のオフセットスペーサの膜厚を2nm以上4nm以下とし、
     前記第2のオフセットスペーサの膜厚を2nm以上4nm以下とし、
     前記第1のオフセットスペーサの膜厚と前記第2のオフセットスペーサの膜厚との合計膜厚を6nm以上とすることを特徴とする半導体装置の製造方法。
    In the manufacturing method of the semiconductor device according to claim 15,
    The film thickness of the first offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less,
    The film thickness of the second offset spacer is 2 nm or more and 4 nm or less,
    A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a total film thickness of the film thickness of the first offset spacer and the film thickness of the second offset spacer is 6 nm or more.
  18.  第1導電型の半導体領域の上にゲート絶縁膜を形成する工程(a)と、
     前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を形成する工程(b)と、
     前記ゲート電極の側面上に前記第1のオフセットスペーサを形成する工程(c)と、
     前記工程(c)の後に、前記ゲート電極及び前記第1のオフセットスペーサをマスクとして、前記半導体領域における前記ゲート電極の側方下に第2導電型のエクステンション領域を形成する工程(d)と、
     前記工程(d)の後に、前記半導体領域上に前記ゲート電極及び前記第1のオフセットスペーサを覆うように前記第2のオフセットスペーサ形成用膜を形成する工程(e)と、
     前記工程(e)の後に、前記ゲート電極、前記第1のオフセットスペーサ及び前記第2のオフセットスペーサ形成用膜をマスクとして、前記半導体領域における前記ゲート電極の側方下のうち前記エクステンション領域の下に第1導電型のポケット領域を形成する工程(f)と、
     前記工程(f)の後に、前記第1のオフセットスペーサ及び前記第2のオフセットスペーサ形成用膜を介して前記ゲート電極の側面上にサイドウォールを形成した後、前記第2のオフセットスペーサ形成用膜のうち前記サイドウォールから露出した部分をエッチングすることにより第2のオフセットスペーサを形成する工程(g)とを備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
    Forming a gate insulating film on the semiconductor region of the first conductivity type (a);
    Forming a gate electrode on the gate insulating film (b);
    Forming the first offset spacer on a side surface of the gate electrode;
    After the step (c), using the gate electrode and the first offset spacer as a mask, a step (d) of forming a second conductivity type extension region below the side of the gate electrode in the semiconductor region;
    After the step (d), a step (e) of forming the second offset spacer forming film on the semiconductor region so as to cover the gate electrode and the first offset spacer;
    After the step (e), using the gate electrode, the first offset spacer, and the second offset spacer forming film as a mask, below the extension region of the semiconductor region below the gate electrode. Forming a first conductivity type pocket region in (f),
    After the step (f), a sidewall is formed on the side surface of the gate electrode via the first offset spacer and the second offset spacer forming film, and then the second offset spacer forming film. And (g) forming a second offset spacer by etching a portion exposed from the sidewall.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084872A (en) * 2010-09-15 2012-04-26 Tokyo Electron Ltd Plasma etching processing apparatus, plasma etching processing method and manufacturing method of semiconductor device

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293979A (en) * 1987-05-27 1988-11-30 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH04133436A (en) * 1990-09-26 1992-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mos type semiconductor device and manufacture thereof
JPH05102185A (en) * 1991-04-01 1993-04-23 Sgs Thomson Microelectron Inc Improved field-effect transistor constitution body and manufacture thereof
JPH11121739A (en) * 1997-10-08 1999-04-30 Samsung Electron Co Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JP2008193013A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63293979A (en) * 1987-05-27 1988-11-30 Hitachi Ltd Semiconductor device
JPH04133436A (en) * 1990-09-26 1992-05-07 Matsushita Electric Ind Co Ltd Mos type semiconductor device and manufacture thereof
JPH05102185A (en) * 1991-04-01 1993-04-23 Sgs Thomson Microelectron Inc Improved field-effect transistor constitution body and manufacture thereof
JPH11121739A (en) * 1997-10-08 1999-04-30 Samsung Electron Co Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
JP2008193013A (en) * 2007-02-08 2008-08-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012084872A (en) * 2010-09-15 2012-04-26 Tokyo Electron Ltd Plasma etching processing apparatus, plasma etching processing method and manufacturing method of semiconductor device

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