半導体装置
【課題】 素子特性の劣化を抑制する。
【解決手段】 実施形態による半導体装置は、トランジスタ領域を有する半導体装置であって、トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、半導体領域に隣接する素子分離領域と、ラテラルエピタキシャル層を備え、半導体領域上及び半導体領域と素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、を具備する。
【解決手段】 実施形態による半導体装置は、トランジスタ領域を有する半導体装置であって、トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、半導体領域に隣接する素子分離領域と、ラテラルエピタキシャル層を備え、半導体領域上及び半導体領域と素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
シリコン大規模集積回路は、他のデバイス技術の中で、情報化社会の進歩を支援するために広く使用されている。集積回路は、トランジスタ又は同様のもののような複数の半導体装置からなることができる。それは、様々な技術によって生産することができる。半導体装置の集積度及び速度を増加し続けるために、半導体装置を縮小し続ける傾向があった(例えば、半導体装置のサイズ及び機構を縮小する)。半導体及び/又は半導体機構サイズの縮小により、集積回路は、改善された速度、性能、密度、1ユニット当たりのコスト等が得られる。しかしながら、半導体装置及び装置機構がより縮小し、さらに進歩するにつれて、従来の製造技術では、精巧に規定された特徴を生み出すために、それらの性能が制限されている。さらに、半導体が縮小するにつれて、スケーリングは制限される。
【0003】
一例として、様々な技術は、集積回路のスケーリングを促進する。ある技術は、シャロートレンチ分離である。それは、隣接した半導体装置間の電流リークを防ぐ集積回路機構である。従来のシャロートレンチ分離の形成は、半導体基板上にパッド酸化物及び保護窒化層を堆積することを含んでいる。開口が、保護窒化層内に形成される。また、半導体基板は、トレンチを形成するためにエッチングされる。トレンチは、例えば二酸化ケイ素のような誘電体で埋め込むことができる。保護窒化物及びパッド酸化物の除去により、平坦化される。続いて、半導体装置の活性領域が、形成される。
【0004】
別の技術は、エピタキシャル成長によって基板の上部上に不整合な半導体格子を形成することにより、トランジスタ(例えば、金属酸化膜電界効果トランジスタ(MOSFET)、特に、高誘電体/金属MOSFET)の閾値電圧を調整することを伴う。エピタキシャル層の導入は、さらに、スケーリングを容易にするためにキャリヤ(例えば、電子及び/又はホール)モビリティを増加させるシリコン格子にひずみをもたらす。エピタキシャル成長プロセスは、単結晶基板又はウェハ上の材料の単結晶膜を成長させることを含んでいる。
【0005】
シャロートレンチ分離に隣接する活性領域上にエピタキシャル層を堆積することは、マスキング、エピタキシャル成長及び洗浄工程を含んでいる。そのような洗浄工程中に、シャロートレンチ分離の一部は、絶縁材料の中にボイド又はディボットを残して、等方的に除去される。ディボットは、電流リーク及び/又はショートニングを生じさせる。ディボットのサイズ及び/又は深さが増加するにしたがって、接合リークによる劣化が増加する。従って、縮小されたディボット形成を備えたエピタキシャル層を有する半導体装置を製造するための技術を提供することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2002−100580号公報
【特許文献2】特開平10−092922号公報
【特許文献3】特許第2929630号公報
【特許文献4】特許第4544788号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
素子特性の劣化を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態による半導体装置は、トランジスタ領域を有する半導体装置であって、前記トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、前記半導体領域に隣接する素子分離領域と、ラテラルエピタキシャル層を備え、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】一態様による非ラテラルエピタキシャルプロセスを示す代表的なブロック図。
【図1B】一態様によるラテラルエピタキシャルプロセスを示す代表的なブロック図。
【図2A】従来のプロセスによって製造された半導体装置の一部を示す断面図。
【図2B】従来のプロセスによって製造された半導体装置の一部を示す断面図。
【図3A】従来のプロセスによって製造された半導体装置のスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)エリアを示す断面図。
【図3B】従来のプロセスによって製造された半導体装置のスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)エリアを示す断面図。
【図4A】従来のプロセスによる半導体装置の製造中のシャロートレンチ分離ディボットの形成を示す図。
【図4B】従来のプロセスによる半導体装置の製造中のシャロートレンチ分離ディボットの形成を示す図。
【図4C】従来のプロセスによる半導体装置の製造中のシャロートレンチ分離ディボットの形成を示す図。
【図5】半導体装置を形成するための別の従来のプロセスを示す図。
【図6】一態様による半導体装置の製造工程を示す図。
【図7】一態様による工程例を示す図。
【図8】一態様によるトランジスタを形成するプロセスを示す図。
【図9】一態様による半導体装置を示す図。
【図10】図8に関して示され議論されたプロセスによって形成された半導体装置を示す断面図及び平面図。
【図11】1以上の開示された態様によるプロセス及び従来のプロセスよって製造された半導体装置の比較を示す図。
【図12】一態様による半導体装置の製造方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
従来の半導体装置の製造方法中に、シャロートレンチ分離(STI)ディボットは、後続処理工程で(例えば、サイズ及び/又は深さが)徐々に大きくなることがある。大きなSTIディボットは、Vt−W、接合リーク及び/又はブレークダウン電圧を含むいくつかのデバイス特性に悪影響を与える可能性がある。さらに、大きなSTIディボットは、メタルゲートカバレッジ及びゲート電極エッチング工程に影響を及ぼす場合がある。他の欠陥と同様に上記を回避するために、1以上の開示された態様は、ラテラルエピタキシャル構造を備えたチャネルエピタキシャル構造を有するトランジスタを具備する半導体装置を提供する。
【0011】
いくつかの態様によれば、ラテラルエピタキシャル構造を備えたチャネルエピタキシャル層が形成される。ラテラルエピタキシャル構造は、ゲート電極の下にある。ここで、ゲート電極は、STIエッジに直接触れない。従って、STIエッジは、チャネルエピタキシャル形成の後続処理工程から保護される。例えば、ラテラルエピタキシャル層は、後続のエッチング処理工程からSTIエッジを保護することができる。それは、STIディボットの減少につながる。ゲート高誘電体層とSTI酸化物との間の距離を広げることができるので、トランジスタVt−W効果も改善することができる。
【0012】
図1Aは、一態様による非ラテラルエピタキシャルプロセス100の代表的なブロック図を示す。図lBは、一態様によるラテラルエピタキシャルプロセス102の代表的なブロック図を示す。図示されるように、非ラテラルエピタキシャルプロセス100は、インサイチュー(In-Situ)プリベーク工程104を含む。次は、エピタキシャル成長106である。その後、ポストパージ工程108が続く。ラテラルエピタキシャルプロセス102によって示されるように、エピタキシャル成長112は、インサイチュープリベーク工程110に続く。さらに、ラテラルエピタキシャル構造は、ポストパージ工程の最適化114で形成することができる。ポストパージは、エピタキシャル形成工程の後に、H2雰囲気で、約550℃から650℃の温度の下で処理することができる。いくつかの態様によれば、ラテラルエピタキシャル構造は、パージプロセス工程を省略して形成することができる。
【0013】
一態様は、トランジスタ領域を有する半導体装置に関する。トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、半導体領域に隣接する素子分離領域とを具備する。トランジスタ領域は、ラテラルエピタキシャル層を備えたエピタキシャル層をさらに具備する。エピタキシャル層は、半導体領域上及び半導体領域と素子分離領域との間で横方向に成長する。
【0014】
一態様では、エピタキシャル層は、エッチング工程からシャロートレンチ分離エッジを保護するために、横方向に成長する。別の態様では、エピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する。さらなる態様では、エピタキシャル層は、ドレイン領域で成長する。
【0015】
別の態様では、エピタキシャル層は、ゲート電極の底部で並びにソース領域及びドレイン領域上で成長する。ここで、エピタキシャル層は、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも1つから除去される。別の態様では、エピタキシャル層は、デュアルゲート酸化膜形成のためのウェットエッチングプロセス中のSTIディボットの形成を緩和するために、単層の積層構造で形成される。いくつかの態様では、エピタキシャル層は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせで形成される。
【0016】
さらなる態様では、エピタキシャル層は、縦方向膜厚M1と横方向膜厚M2とを有する。縦方向膜厚M1は、横方向膜厚M2より厚い。
【0017】
いくつかの態様では、素子分離領域は、シャロートレンチ分離によって形成される。ここで、ディボットは、シャロートレンチ分離中に形成される。ラテラルエピタキシャル層は、ディボットの高さを制限する。
【0018】
さらなる態様は、シャロートレンチ分離によって形成された少なくとも1つの分離領域と、チャネル領域とを具備する半導体装置に関する。半導体装置は、チャネル領域上に形成されたチャネルエピタキシャル層と、少なくとも1つの分離領域とチャネル領域との間に形成されたラテラルエピタキシャル層とをさらに具備する。
【0019】
一態様では、ラテラルエピタキシャル層は、ディボットの形成を制限するために、少なくとも1つの分離領域とチャネル領域との間で横方向に形成される。いくつかの態様によれば、ディボットの高さは、制限される。
【0020】
いくつかの態様では、少なくとも1つの分離領域のエッジは、チャネルエピタキシャル層上で行なわれた後続処理工程から保護される。いくつかの態様によれば、ラテラルエピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する。
【0021】
別の態様は、半導体装置の製造方法に関する。その方法は、ソース領域及びドレイン領域上に半導体基板を形成する工程と、半導体基板上に半導体領域を形成する工程とを具備する。方法は、半導体領域に隣接する少なくとも1つの素子分離領域を作成する工程と、半導体領域上及び半導体領域と少なくとも1つの素子分離領域との間で横方向にエピタキシャル層を堆積する工程とをさらに具備する。
【0022】
一態様では、少なくとも1つの素子分離領域を形成する工程は、シャロートレンチ分離を行う工程と、シャロートレンチ分離を行う工程中に形成されたディボットの高さを制限する工程とを具備する。
【0023】
いくつかの態様によれば、エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部でエピタキシャル層を横方向に形成する工程を具備する。いくつかの態様では、エピタキシャル層を堆積する工程は、ドレイン領域のエピタキシャル層を成長する工程を具備する。他の態様によれば、エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部で並びにソース領域及びドレイン領域上でエピタキシャル層を成長する工程と、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも1つからエピタキシャル層を除去する工程とを具備する。いくつかの態様によれば、エピタキシャル層を堆積する工程は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせを備えたエピタキシャル層を形成する工程を具備する。
【0024】
図面を参照して、種々の態様が説明される。次の記述では、説明の目的として、多数の特定の詳細が1以上の態様の十分な理解を提供するために述べられる。しかし、種々の態様は、これらの特定の詳細なく、実施されてもよいことは明白である。他の例では、よく知られた構造及び装置は、1以上の態様についての記述を容易にするためにブロック図で示される。
【0025】
図2A及び2Bは、従来のプロセスによって製造された半導体装置の一部の断面図200及び202を示す。断面図200及び202には、第1の素子分離領域204が示される。例において、第1の素子分離領域204は、シャロートレンチ分離(STI)によって形成することができる。第1の素子分離領域204と第2の素子分離領域206との間には、シリコン基板208がある。特に、シリコン基板208の活性領域又はチャネル領域が、断面図200及び202に示される。一態様では、第1の素子分離領域204及び第2素子分離領域206(他の素子分離領域と同様)は、シリコン基板208の他の活性領域からシリコン基板208のチャネル領域を隔離又は分離する働きをする。さらに、Ti/TiN等で作られたメタルゲート210が示される。
【0026】
エピタキシャル層は、シリサイド形成の前に、長方形エリア(図2Aのメタルゲート210下の)によって示された領域内に形成することができる。エピタキシャル層212は、シリサイド形成で消費され、シリサイド層になる。一実施形態では、エピタキシャル層212は、ヘテロピタキシャル層になりえる。例えば、シリコン基板208、結晶シリコンを含むことができる。また、エピタキシャル層212は、結晶シリコンゲルマニウム(SiGe)を含むことができる。エピタキシャル層212(例えば、SiGe層)がシリコン基板208のチャネル領域又は活性領域上にある場合、それはcSiGe層として表示することができる。
【0027】
シリコン基板208上でエピタキシャル層が成長するプロセス中、第1の素子分離領域204、第2の素子分離領域206及びシリコン基板208は、複数のマスキング、エッチング及び/又は洗浄工程を経験する。その工程では、第1の素子分離領域204及び第2の素子分離領域206の一部が除去される場合がある。第1の素子分離領域204及び第2の素子分離領域206の一部の除去は、第1の素子分離領域204内に第1のディボット214及び第2の素子分離領域206内に第2のディボット216を生成する。断面図200は、第1のディボット214の底部とエピタキシャル層212の上部との間の高さの差h1を示す。さらに、ディボットが大きい(例えば、サイズ及び/又は深さ)場合、エピタキシャルプロセスのプリベーク工程(例えば、一般的に水素雰囲気中で摂氏800度)は、シリコン基板208のコーナーの丸みを促進する。
【0028】
第1のディボット214の底部は、第1の素子分離領域204とシリコン基板208との間の接合コーナーにおける第1の素子分離領域204の高さと呼ぶことができる。断面図200では、h1は、約21ナノメートル(nm)と26nmとの間にある。例では、h1は、約21.4nmである。しかしながら、高さの差は、半導体装置を製造するために使用された特定のプロセス及びシステムによって変わる場合がある。別の実施形態では、第1のディボット214とシリコン基板208及びエピタキシャル層212の界面との間の高さの差は、高さの差s1と等しい場合がある。しかしながら、ディボットの深さは、変化することがあり得る。
【0029】
高さの差h1(又はs1)が増加するにしたがって、接合リークも増加する。実施形態によれば、断面図200に示された半導体装置は、p型電界効果トランジスタ(PFET)を含むことができる。従って、接合リークは、P+/P−ウェル接合で生じる場合がある。そのようなPFET半導体装置は、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイスに組み込むことがある。従って、従来のプロセスは、チャネルエピタキシャル形成プロセスにより、ゲート誘電体下のSTIディボットを形成する場合がある。
【0030】
さらに、高さの差h1(又はs1)が増加するにしたがって、大きなSTIディボットにより、ブレークダウン電圧が低下する。さらに、メタルゲートカバレッジが、活性デバイスエリア又は活性領域エッジで劣化する。例えば、218で示されるように、メタルゲート(例えば、Ti、TiN等)210は、壊れる(例えば、電界は、活性領域コーナーで増加している)。断面図202に示されるように、大きなSTIディボットにより、ゲート電極プロファイルがさらに劣化する。加えて、大きなSTIディボットにより、Vt−Wが劣化する。さらに、220に示すように、シリサイドは、活性デバイスエリアの十分な幅に広がらない。ゲート構造が両側でそれを阻害している。さらに、222に示すように、活性領域のシリサイドは、ゲート電極のSiと接触する。
【0031】
図3A及び3Bは、従来のプロセスによって形成された半導体装置のスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)エリアの断面図300及び302を示す。断面図300及び302は、第1の素子分離領域304、第2の素子分離領域306及びそれらの間にシリコン基板308をそれぞれ示す。さらに、窒化ライナー310が示される。エピタキシャル層312は、シリサイドの形成の前に形成される。エピタキシャル層312は、シリサイドの形成で消費する。
【0032】
断面図300に示されるように、従来のプロセスは、大きなディボット314を形成する場合がある。例において、ディボット314は、高さh1を有している。それは、約36nmである。図3Bは、小さなディボット314を形成する従来のプロセスを示す。例において、ディボット316は、高さh1を有している。それは、約26nmである。ディボット314及び316は、シリサイドの厚さを増加させる。それは、他の問題と同様に、接合リーク及びブレークダウン電圧の低下を導く。それらは、ここに示された1以上の態様で回避することができる。
【0033】
図4A〜4Cは、従来のプロセスによる半導体装置の製造中にシャロートレンチ分離(ST1)ディボットの形成を示す。図4Aは、ポストエピタキシャルプロセス中のデバイスの断面図400である。ここで、ディボット402の高さh1は、約11nmである。図4Bは、ポストゲート電極の形成後のデバイスの断面図404である。ここで、ディボット402の高さh1は、約21〜26nmに増加する。図4Cは、デバイスの断面図406である。ここで、ディボット402の高さh1は、約36nmに増加する。従って、図示するように、STIディボットは、チャネルエピタキシャルの形成から増加し始め、シリサイドの形成まで、後のウェット工程(例えば、デュアルゲート酸化膜形成)で増加する(例えば、高さが増加)。いくつかの態様によれば、STIディボットは、ウェット工程及びドライエッチング工程(例えば、スペーサ形成等)で増加される。
【0034】
図5は、半導体装置を形成する別の従来のプロセスを示す。502には、チャネルエピタキシャルの形成が示される。分離領域(STI504)及びチャネル領域又は活性領域506は、チャネルエピタキシャル層508(C−epi)と同様に示される。510には、デュアルゲート酸化膜形成のウェットプロセス後の半導体装置が示される。512には、ポストゲート電極の形成が示される。スペーサからシリサイド形成工程間のディボット増加は、514に示すゲート電極直下の断面図とゲート直下以外の断面図516に示される。
【0035】
図5に示されるように、活性領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジ、ゲート電極プロファイル及びVt−Wの劣化は、大きなSTIディボット518及び520によるものである。ソースドレインインプラント及びシリサイド形成を備えた大きなSTIディボットの存在は、他の問題と同様、接合リーク及びブレークダウン電圧の劣化を導く。
【0036】
従来のプロセスによれば、チャネルエピタキシャル構造を有するトランジスタを提供するために、STIディボットは、後続プロセス工程で徐々に大きくなる(例えば、高さが増加する)。しかしながら、1以上の示された態様では、ラテラルエピタキシャル層は、後続のエッチングプロセス工程からのSTIエッジを保護することができる。従って、従来のプロセスと比較して、STTディボット高さを縮小又は制限することができる。ラテラルエピタキシャル構造のため、ゲート電極はSTIエッジに直接接触せず、トランジスタVt−W効果を改善することができる。さらに、ゲート高誘電体層とSTI酸化物との間の距離は、ラテラルエピタキシャル構造で広げることができるので、トランジスタVt−W効果を改善することができる。
【0037】
図6は、一態様による半導体装置の製造工程を示す。STIディボットの高さの増加は、ラテラルエピタキシャル層で緩和される。602には、チャネルエピタキシャルの形成が示される。チャネルエピタキシャルの形成は、ラテラルエピタキシャルの形成を含んでいる。一態様では、チャネルエピタキシャル層は、デュアルゲート酸化物形成のためのウェットプロセスエッチング中のSITディボットの形成を緩和するために、単層膜の表面保護と共に形成される。いくつかの態様では、チャネルエピタキシャル層は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせで形成される。
【0038】
素子分離領域604(SIT)及びチャネル領域又は活性領域606は、チャネルエピタキシャル層(C−epi)608と同様に示される。さらに、化学蒸着法(例えば、CVDプロセス)の後の半導体装置610が示される。612には、ポストゲート電極の形成後の半導体装置が示される。スペーサからシリサイド形成工程間のディボット増加は、614に示すゲート電極直下の断面図とゲート直下以外の断面図616に示される。
【0039】
例えば、SRAMセルのプルアップトランジスタのようなPFBTは、エピタキシャル成長によって形成することができる。特に、エピタキシャル層608は、シリコン基板上に成長させることができる。エピタキシャル層608を成長するために、まず、シリコン基板の表面(例えば、チャネル領域)を露出するために、酸化膜をエッチングする。実施形態では、ウェットエッチング工程610により、酸化膜が除去される。ウェットエッチング工程610では、素子分離領域604の一部が等方的に除去される。ウェットエッチング工程610の後、酸化膜は、除去される。また、素子分離領域604は、部分的に除去される。特に、素子分離領域604は、ウェットエッチング工程610中に横方向に後退する。
【0040】
図7は、一態様によるプロセス例を示す。702には、素子分離領域704、706及びチャネル領域708を有する半導体装置が示される。エピタキシャル成長は、ラテラルエピタキシャル構造を備えたチャネルエピタキシャル層710を形成することを含む。712では、チャネルエピタキシャルの形成後、ダミーCVDが堆積され、ラテラルエピタキシャル構造とSTIディボットとの間のスペースがCVDで充填される。A(712で矢印によって示される)とB(712で曲がった矢印によって示される)の膜厚差により、714で、STIディボット部分をウェットエッチングから保護することができる。CVD絶縁層は、素子分離領域704、706のチャネルエピタキシャル層710側の端部のディボット内に形成され、チャネルエピタキシャル層710におけるチャネル領域(半導体領域)708から素子分離領域704、706へ突出した部分下を埋め込む。従って、CVDは、デュアルゲート酸化物の形成等のためのウェットプロセスエッチングから増加するSTIディボットを緩和することができる。さらに、STIディボットは、スペーサの形成のためのドライエッチングプロセスから保護することができる。
【0041】
エピタキシャル成長の前に、前処理工程により、シリコン基板の表面が改善される。エピタキシャル成長を成功させるために、シリコン基板のチャネル領域上の欠陥及び汚染は最小限に抑えられる必要がある。前処理には、RCA洗浄又は他の適切な洗浄が適用される。その後、フッ酸浸漬(hydrofluoric acid dip)及び純水洗浄処理(deionized water rinse)が続く。しかしながら、エピタキシャル成長のために、他の前処理プロセスがシリコン基板表面に適用されることが好ましい。前処理の後、一部は、プリベークプロセスを行ってもよい。プリベーク中に、一部は、水素雰囲気に晒され、加熱される。前処理及び/又はプリベーク工程は、エピタキシャル成長に最適な表面を提供するが、これらの工程は、素子分離領域の完全性を失わせることがある。例えば、前処理及びプリベークは、素子分離領域中のディボットの形成を導く場合がある。
【0042】
ラテラルエピタキシャルは、スペーサの形成で除去されてなくなる。開示された態様の利点は、ゲート下のラテラルエピタキシャルを備えたSTIディボットの高さの緩和により、活性領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジ、ゲート電極プロファイル及びVt−Wの改良を含んでいる。別の利点としては、ラテラルエピタキシャルを備えたゲート下のSTI酸化物及びゲート高誘電体の間の増加した距離によって、Vt−Wが改善されることがある。さらなる利点としては、ラテラルエピタキシャルを備えたSTIディボットの高さの緩和により、接合リーク及びブレークダウン電圧が改善されることがある。
【0043】
図8は、一態様によるトランジスタを形成するプロセスを示す。802では、シャロートレンチ分離(STI)804、ウェル及びチャネル形成(活性領域)806が示される。808では、チャネル上のチャネルエピタキシャル(C−epi)810の形成及びラテラルエピタキシャル812の形成が示される。一態様では、図9に示されるように、エピタキシャル層810は、縦方向膜厚M1及び横方向膜厚M2を有する。ここで、縦方向膜厚M1は、横方向膜厚M2より厚い。いくつかの態様によれば、素子分離領域は、シャロートレンチ分離によって形成される。ここで、ディボットは、シャロートレンチ分離中に形成され、ラテラルエピタキシャル層は、ゲート電極900で示されるように、ディボットの高さを制限する。
【0044】
図8を再び参照して、814では、オフセットスペーサの形成が示され、オフセットスペーサ816及びゲート構造818が示される。ラテラルエピタキシャル812は、オフセットスペーサ816の真下に存在する。活性素子領域に隣接するSTIリセスは、ここに議論されるようなラテラルエピタキシャルによって緩和することができる。820では、スペーサの形成が示される。ラテラルエピタキシャル812は、スペーサの形成で除去することができる。822では、シリサイドの形成が示される。
【0045】
図10は、図8に関して示され議論されたプロセスによって形成された半導体装置1000の断面図及び平面図を示す。半導体装置1000は、基板上に形成された半導体領域1002及び半導体領域1002上に成長されたエピタキシャル層1004を含んでいるトランジスタ領域を具備する。トランジスタ領域は、半導体領域1002に隣接する少なくとも1つの分離領域1006をさらに具備する。ここで、ラテラルエピタキシャル層1008は、半導体領域1002と少なくとも1つの分離領域1006との間で横方向に成長する。ゲートオフセットスペーサ1010は、半導体装置1000上に形成される。
【0046】
断面図1012の線A−A’に沿った断面図は、1014(ゲートの真下)で示される。断面図1012の線B−B’に沿った断面図は、1016(ゲートの真下ではない)で示される。図示されるように、S/D上のラテラルエピタキシャル(線B−B’に沿った)は、除去することができる。
【0047】
図11は、1以上の開示された態様によるプロセス及び従来のプロセスによって製造された半導体装置の比較を示す。従来のプロセスによって形成された半導体装置1102は、左側に描かれる。1以上の開示された態様によって形成された半導体装置1104は、右側に描かれる。両方の半導体装置1102及び1104、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108をそれぞれ具備する。一例では、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108は、シャロートレンチ分離(STI)によって形成される。第1の素子分離領域1106と第2の素子分離領域1108との間には、シリコン基板1110がある。さらに、シリコン基板1110の活性領域又はチャネル領域は、図に示される。
【0048】
いくつかの一態様では、エピタキシャル層は、シリコン基板1110の上部上に位置することができる。例えば、従来のプロセスによって形成された半導体装置1102のエピタキシャル層1112は、シリコン基板1110上にある。開示された態様によって形成された半導体装置1104は、エピタキシャル層1114及びラテラルエピタキシャル層1116を含む。ラテラルエピタキシャル層1116は、後続のエッチングプロセス工程からSTIエッジを保護することができる。その結果、さらに詳細に後述されるように、ディボットサイズを縮小することができる。
【0049】
エピタキシャル層1112又はエピタキシャル層1114及びラテラルエピタキシャル層1116の成長プロセス中に、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108は、複数のマスキング、エッチング及び/又は洗浄工程を経験する。その工程は、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108の一部を除去する場合がある。
【0050】
従来のプロセスによって形成された半導体装置1102で示されるように、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108の一部の除去は、第1の素子分離領域1106中の第1のディボット1118及び第2の素子分離領域1108中の第2のディボット1120を生成する。開示された態様によって形成された半導体装置1104は、第1の素子分離領域1106の一部の除去によって生成された第1のディボット1122及び第2の素子分離領域1108の一部の除去によって生成された第2のディボット1124を有する。異なるディボットとして呼ばれたが、第1のディボット1118及び1122と第2のディボット1120及び1124は、輪を形成する単一のディボットの異なる部分から成ることができる。
【0051】
第1のディボット1118及び第2のディボット1120の底部とエピタキシャル層1112との間には、高さの差h1が形成される。さらに、第1のディボット1122及び第2のディボット1124の底部とエピタキシャル層1112との間には、高さの差h2が形成される。図示するように、従来のプロセスによって形成された半導体装置1102中の高さの差h1は、1以上の開示された態様によって形成された半導体装置1104内に形成された高さの差h2と比較して、大きい。
【0052】
高さの差の増加にしたがって、接合リークも増加する。さらに、高さの差の増加にしたがって、大きなSTIディボットによりブレークダウン電圧が低下する場合がある。さらに、活性素子領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジが低下することがある。大きなSTIディボットにより、ゲート電極プロファイルがさらに低下することがある。さらに、大きなSTIディボットにより、Vt−Wが低下することもある。
【0053】
1以上の開示された態様によって形成された小さな高さの差h2によって、ゲートの真下のラテラルエピタキシャルでSTIディボットを縮小するため、活性領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジ、ゲート電極プロファイル及びVt−Wが改良される。Vt−Wは、ラテラルエピタキシャルを備えたゲートの真下のSTI酸化物及びゲート高誘電体の間の増加した距離によって改善される。なぜなら、Vt−Wは、STI酸化物からの酸素によってゲート高誘電体の酸化で劣化することがある。接合リーク及びブレークダウン電圧は、ラテラルエピタキシャルを備えたSTIディボットのサイズの縮小により改善される。
【0054】
図12は、一態様による半導体装置の製造方法1200を示す。方法1200では、まず、1202で、半導体基板がソース領域及びドレイン領域上に形成される。1204で、半導体領域が半導体基板上に形成される。1206で、少なくとも1つの第1の素子分離領域が形成される。第1の素子分離領域は、半導体領域に隣接して形成される。いくつかの態様では、第1の素子分離領域の形成は、シャロートレンチ分離を行うことを含んでいる。
【0055】
1208で、エピタキシャル層は、半導体領域上及び半導体領域と少なくとも1つの第1の素子分離領域との間に横方向に堆積される。いくつかの態様によれば、堆積することは、ゲート電極の底部でエピタキシャル層を横方向に堆積することを含む。いくつかの態様では、堆積することは、ドレイン領域にエピタキシャル層を成長することを含む。他の態様では、堆積することは、ゲート電極の底部で並びにソース領域及びドレイン領域上でエピタキシャル層を成長し、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも1つからエピタキシャル層を除去することを含む。いくつかの態様では、堆積することは、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせを備えたエピタキシャル層を形成することを含む。
【0056】
上述した本実施形態に係る第1の半導体装置は、トランジスタ領域を有する半導体装置であって、前記トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、前記半導体領域に隣接する素子分離領域と、ラテラルエピタキシャル層を備え、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、を具備する。
【0057】
前記第1の半導体装置において、前記エピタキシャル層は、ドレイン領域で成長する。
【0058】
前記第1の半導体装置において、前記素子分離領域は、シャロートレンチ分離によって形成され、ディボットは、前記シャロートレンチ分離中に形成され、前記ラテラルエピタキシャル層は、前記ディボットの高さを制限する。
【0059】
前記第1の半導体装置において、前記エピタキシャル層は、デュアルゲート酸化膜形成のためのウェットエッチングプロセス中のSTIディボットの形成を緩和するために、単層膜の表面保護と共に形成される。
【0060】
上述した本実施形態に係る第2の半導体装置は、シャロートレンチ分離によって形成された少なくとも1つの分離領域と、チャネル領域と、前記チャネル領域上に形成されたチャネルエピタキシャル層と、前記少なくとも1つの分離領域と前記チャネル領域との間に形成されたラテラルエピタキシャル層と、を具備する。
【0061】
前記第2の半導体装置において、前記ラテラルエピタキシャル層は、ディボットの形成を制限するために、前記少なくとも1つの分離領域と前記チャネル領域との間で横方向に形成される。
【0062】
前記第2の半導体装置において、前記ラテラルエピタキシャル層によって、ディボットの高さを制限する。
【0063】
前記第2の半導体装置において、前記少なくとも1つの分離領域のエッジは、前記チャネルエピタキシャル層上で行なわれた後続処理工程から保護される。
【0064】
前記第2の半導体装置において、前記ラテラルエピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する。
【0065】
上述した本実施形態に係る第3の半導体装置の製造方法は、ソース領域及びドレイン領域上に半導体基板を形成する工程と、前記半導体基板上に半導体領域を形成する工程と、前記半導体領域に隣接する少なくとも1つの素子分離領域を形成する工程と、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記少なくとも1つの素子分離領域との間で横方向にエピタキシャル層を堆積する工程と、を具備する。
【0066】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記少なくとも1つの素子分離領域を形成する工程は、シャロートレンチ分離を行う工程と、前記シャロートレンチ分離を行う工程中に形成されたディボットの高さを制限する工程と、を具備する。
【0067】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部で前記エピタキシャル層を横方向に形成する工程を具備する。
【0068】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、前記ドレイン領域の前記エピタキシャル層を成長する工程を具備する。
【0069】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部並びに前記ソース領域及び前記ドレイン領域上で前記エピタキシャル層を成長する工程と、前記ゲート電極、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも1つから前記エピタキシャル層を除去する工程と、を具備する。
【0070】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせを備えた前記エピタキシャル層を形成することを具備する。
【0071】
特定の特徴のための任意の図又は数値の範囲に関して、図又は1つの範囲からのパラメータは、別の図又は数値の範囲を生成する同じ特徴の異なる範囲からのパラメータと組み合わせてもよい。明細書及び請求項で使用された、構成要素の数、反応条件等を示す全ての数、値、及び/又は式は、「約」という用語によって全ての例で変形できることが理解される。
【0072】
説明を簡単にするために、方法は、一連のブロックとして示され記載されている。しかし、開示された態様では、いくつかのブロックがここに示され記載されたものとは異なる順序及び/又は他のブロックと実質的に同時に行われることがあるように、ブロックの数又は順序が限定されないことが理解され認識されるだろう。さらに、説明された全てのブロックが、ここで記載された方法を実現するために必須でなくてもよい。
【0073】
上述されたものは、開示された発明の一例を含んでいる。勿論、それは、開示された発明を説明するための構成又は方法の全ての考えられる組み合わせについて説明することが可能である。しかし、当業者は、開示された発明における複数のさらなる組み合わせ及び置き換えが可能であることを認識することができる。従って、開示された発明は、請求項の思想及び範囲内で、そのような修正、変更及び変形を全て含むように意図される。さらに、詳細な説明又は請求項で使用された「含有する」、「含む」、「有する」、「必要とする」又はそれらの変形のような用語の範囲については、そのような用語は、請求項で暫定的な用語として使用される場合の「具備する」のように、「具備する」という用語と同様の方法で使われる。
【0074】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0075】
604,704,706,804,1006,1106,1108…素子分離領域、606,708,806,1002,1110…チャネル領域又は活性領域(半導体基板)、608,710,810,1004,1112…チャネルエピタキシャル層、812,1008,1116…ラテラルエピタキシャル層、816,1010…オフセットスペーサ、818…ゲート構造、900…ゲート電極、1000,1102,1104…半導体装置、1118,1120,1122,1124…ディボット。
【技術分野】
【0001】
本発明の実施形態は、半導体装置に関する。
【背景技術】
【0002】
シリコン大規模集積回路は、他のデバイス技術の中で、情報化社会の進歩を支援するために広く使用されている。集積回路は、トランジスタ又は同様のもののような複数の半導体装置からなることができる。それは、様々な技術によって生産することができる。半導体装置の集積度及び速度を増加し続けるために、半導体装置を縮小し続ける傾向があった(例えば、半導体装置のサイズ及び機構を縮小する)。半導体及び/又は半導体機構サイズの縮小により、集積回路は、改善された速度、性能、密度、1ユニット当たりのコスト等が得られる。しかしながら、半導体装置及び装置機構がより縮小し、さらに進歩するにつれて、従来の製造技術では、精巧に規定された特徴を生み出すために、それらの性能が制限されている。さらに、半導体が縮小するにつれて、スケーリングは制限される。
【0003】
一例として、様々な技術は、集積回路のスケーリングを促進する。ある技術は、シャロートレンチ分離である。それは、隣接した半導体装置間の電流リークを防ぐ集積回路機構である。従来のシャロートレンチ分離の形成は、半導体基板上にパッド酸化物及び保護窒化層を堆積することを含んでいる。開口が、保護窒化層内に形成される。また、半導体基板は、トレンチを形成するためにエッチングされる。トレンチは、例えば二酸化ケイ素のような誘電体で埋め込むことができる。保護窒化物及びパッド酸化物の除去により、平坦化される。続いて、半導体装置の活性領域が、形成される。
【0004】
別の技術は、エピタキシャル成長によって基板の上部上に不整合な半導体格子を形成することにより、トランジスタ(例えば、金属酸化膜電界効果トランジスタ(MOSFET)、特に、高誘電体/金属MOSFET)の閾値電圧を調整することを伴う。エピタキシャル層の導入は、さらに、スケーリングを容易にするためにキャリヤ(例えば、電子及び/又はホール)モビリティを増加させるシリコン格子にひずみをもたらす。エピタキシャル成長プロセスは、単結晶基板又はウェハ上の材料の単結晶膜を成長させることを含んでいる。
【0005】
シャロートレンチ分離に隣接する活性領域上にエピタキシャル層を堆積することは、マスキング、エピタキシャル成長及び洗浄工程を含んでいる。そのような洗浄工程中に、シャロートレンチ分離の一部は、絶縁材料の中にボイド又はディボットを残して、等方的に除去される。ディボットは、電流リーク及び/又はショートニングを生じさせる。ディボットのサイズ及び/又は深さが増加するにしたがって、接合リークによる劣化が増加する。従って、縮小されたディボット形成を備えたエピタキシャル層を有する半導体装置を製造するための技術を提供することが望まれる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0006】
【特許文献1】特開2002−100580号公報
【特許文献2】特開平10−092922号公報
【特許文献3】特許第2929630号公報
【特許文献4】特許第4544788号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0007】
素子特性の劣化を抑制することが可能な半導体装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【0008】
実施形態による半導体装置は、トランジスタ領域を有する半導体装置であって、前記トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、前記半導体領域に隣接する素子分離領域と、ラテラルエピタキシャル層を備え、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、を具備する。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1A】一態様による非ラテラルエピタキシャルプロセスを示す代表的なブロック図。
【図1B】一態様によるラテラルエピタキシャルプロセスを示す代表的なブロック図。
【図2A】従来のプロセスによって製造された半導体装置の一部を示す断面図。
【図2B】従来のプロセスによって製造された半導体装置の一部を示す断面図。
【図3A】従来のプロセスによって製造された半導体装置のスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)エリアを示す断面図。
【図3B】従来のプロセスによって製造された半導体装置のスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)エリアを示す断面図。
【図4A】従来のプロセスによる半導体装置の製造中のシャロートレンチ分離ディボットの形成を示す図。
【図4B】従来のプロセスによる半導体装置の製造中のシャロートレンチ分離ディボットの形成を示す図。
【図4C】従来のプロセスによる半導体装置の製造中のシャロートレンチ分離ディボットの形成を示す図。
【図5】半導体装置を形成するための別の従来のプロセスを示す図。
【図6】一態様による半導体装置の製造工程を示す図。
【図7】一態様による工程例を示す図。
【図8】一態様によるトランジスタを形成するプロセスを示す図。
【図9】一態様による半導体装置を示す図。
【図10】図8に関して示され議論されたプロセスによって形成された半導体装置を示す断面図及び平面図。
【図11】1以上の開示された態様によるプロセス及び従来のプロセスよって製造された半導体装置の比較を示す図。
【図12】一態様による半導体装置の製造方法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0010】
従来の半導体装置の製造方法中に、シャロートレンチ分離(STI)ディボットは、後続処理工程で(例えば、サイズ及び/又は深さが)徐々に大きくなることがある。大きなSTIディボットは、Vt−W、接合リーク及び/又はブレークダウン電圧を含むいくつかのデバイス特性に悪影響を与える可能性がある。さらに、大きなSTIディボットは、メタルゲートカバレッジ及びゲート電極エッチング工程に影響を及ぼす場合がある。他の欠陥と同様に上記を回避するために、1以上の開示された態様は、ラテラルエピタキシャル構造を備えたチャネルエピタキシャル構造を有するトランジスタを具備する半導体装置を提供する。
【0011】
いくつかの態様によれば、ラテラルエピタキシャル構造を備えたチャネルエピタキシャル層が形成される。ラテラルエピタキシャル構造は、ゲート電極の下にある。ここで、ゲート電極は、STIエッジに直接触れない。従って、STIエッジは、チャネルエピタキシャル形成の後続処理工程から保護される。例えば、ラテラルエピタキシャル層は、後続のエッチング処理工程からSTIエッジを保護することができる。それは、STIディボットの減少につながる。ゲート高誘電体層とSTI酸化物との間の距離を広げることができるので、トランジスタVt−W効果も改善することができる。
【0012】
図1Aは、一態様による非ラテラルエピタキシャルプロセス100の代表的なブロック図を示す。図lBは、一態様によるラテラルエピタキシャルプロセス102の代表的なブロック図を示す。図示されるように、非ラテラルエピタキシャルプロセス100は、インサイチュー(In-Situ)プリベーク工程104を含む。次は、エピタキシャル成長106である。その後、ポストパージ工程108が続く。ラテラルエピタキシャルプロセス102によって示されるように、エピタキシャル成長112は、インサイチュープリベーク工程110に続く。さらに、ラテラルエピタキシャル構造は、ポストパージ工程の最適化114で形成することができる。ポストパージは、エピタキシャル形成工程の後に、H2雰囲気で、約550℃から650℃の温度の下で処理することができる。いくつかの態様によれば、ラテラルエピタキシャル構造は、パージプロセス工程を省略して形成することができる。
【0013】
一態様は、トランジスタ領域を有する半導体装置に関する。トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、半導体領域に隣接する素子分離領域とを具備する。トランジスタ領域は、ラテラルエピタキシャル層を備えたエピタキシャル層をさらに具備する。エピタキシャル層は、半導体領域上及び半導体領域と素子分離領域との間で横方向に成長する。
【0014】
一態様では、エピタキシャル層は、エッチング工程からシャロートレンチ分離エッジを保護するために、横方向に成長する。別の態様では、エピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する。さらなる態様では、エピタキシャル層は、ドレイン領域で成長する。
【0015】
別の態様では、エピタキシャル層は、ゲート電極の底部で並びにソース領域及びドレイン領域上で成長する。ここで、エピタキシャル層は、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも1つから除去される。別の態様では、エピタキシャル層は、デュアルゲート酸化膜形成のためのウェットエッチングプロセス中のSTIディボットの形成を緩和するために、単層の積層構造で形成される。いくつかの態様では、エピタキシャル層は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせで形成される。
【0016】
さらなる態様では、エピタキシャル層は、縦方向膜厚M1と横方向膜厚M2とを有する。縦方向膜厚M1は、横方向膜厚M2より厚い。
【0017】
いくつかの態様では、素子分離領域は、シャロートレンチ分離によって形成される。ここで、ディボットは、シャロートレンチ分離中に形成される。ラテラルエピタキシャル層は、ディボットの高さを制限する。
【0018】
さらなる態様は、シャロートレンチ分離によって形成された少なくとも1つの分離領域と、チャネル領域とを具備する半導体装置に関する。半導体装置は、チャネル領域上に形成されたチャネルエピタキシャル層と、少なくとも1つの分離領域とチャネル領域との間に形成されたラテラルエピタキシャル層とをさらに具備する。
【0019】
一態様では、ラテラルエピタキシャル層は、ディボットの形成を制限するために、少なくとも1つの分離領域とチャネル領域との間で横方向に形成される。いくつかの態様によれば、ディボットの高さは、制限される。
【0020】
いくつかの態様では、少なくとも1つの分離領域のエッジは、チャネルエピタキシャル層上で行なわれた後続処理工程から保護される。いくつかの態様によれば、ラテラルエピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する。
【0021】
別の態様は、半導体装置の製造方法に関する。その方法は、ソース領域及びドレイン領域上に半導体基板を形成する工程と、半導体基板上に半導体領域を形成する工程とを具備する。方法は、半導体領域に隣接する少なくとも1つの素子分離領域を作成する工程と、半導体領域上及び半導体領域と少なくとも1つの素子分離領域との間で横方向にエピタキシャル層を堆積する工程とをさらに具備する。
【0022】
一態様では、少なくとも1つの素子分離領域を形成する工程は、シャロートレンチ分離を行う工程と、シャロートレンチ分離を行う工程中に形成されたディボットの高さを制限する工程とを具備する。
【0023】
いくつかの態様によれば、エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部でエピタキシャル層を横方向に形成する工程を具備する。いくつかの態様では、エピタキシャル層を堆積する工程は、ドレイン領域のエピタキシャル層を成長する工程を具備する。他の態様によれば、エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部で並びにソース領域及びドレイン領域上でエピタキシャル層を成長する工程と、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも1つからエピタキシャル層を除去する工程とを具備する。いくつかの態様によれば、エピタキシャル層を堆積する工程は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせを備えたエピタキシャル層を形成する工程を具備する。
【0024】
図面を参照して、種々の態様が説明される。次の記述では、説明の目的として、多数の特定の詳細が1以上の態様の十分な理解を提供するために述べられる。しかし、種々の態様は、これらの特定の詳細なく、実施されてもよいことは明白である。他の例では、よく知られた構造及び装置は、1以上の態様についての記述を容易にするためにブロック図で示される。
【0025】
図2A及び2Bは、従来のプロセスによって製造された半導体装置の一部の断面図200及び202を示す。断面図200及び202には、第1の素子分離領域204が示される。例において、第1の素子分離領域204は、シャロートレンチ分離(STI)によって形成することができる。第1の素子分離領域204と第2の素子分離領域206との間には、シリコン基板208がある。特に、シリコン基板208の活性領域又はチャネル領域が、断面図200及び202に示される。一態様では、第1の素子分離領域204及び第2素子分離領域206(他の素子分離領域と同様)は、シリコン基板208の他の活性領域からシリコン基板208のチャネル領域を隔離又は分離する働きをする。さらに、Ti/TiN等で作られたメタルゲート210が示される。
【0026】
エピタキシャル層は、シリサイド形成の前に、長方形エリア(図2Aのメタルゲート210下の)によって示された領域内に形成することができる。エピタキシャル層212は、シリサイド形成で消費され、シリサイド層になる。一実施形態では、エピタキシャル層212は、ヘテロピタキシャル層になりえる。例えば、シリコン基板208、結晶シリコンを含むことができる。また、エピタキシャル層212は、結晶シリコンゲルマニウム(SiGe)を含むことができる。エピタキシャル層212(例えば、SiGe層)がシリコン基板208のチャネル領域又は活性領域上にある場合、それはcSiGe層として表示することができる。
【0027】
シリコン基板208上でエピタキシャル層が成長するプロセス中、第1の素子分離領域204、第2の素子分離領域206及びシリコン基板208は、複数のマスキング、エッチング及び/又は洗浄工程を経験する。その工程では、第1の素子分離領域204及び第2の素子分離領域206の一部が除去される場合がある。第1の素子分離領域204及び第2の素子分離領域206の一部の除去は、第1の素子分離領域204内に第1のディボット214及び第2の素子分離領域206内に第2のディボット216を生成する。断面図200は、第1のディボット214の底部とエピタキシャル層212の上部との間の高さの差h1を示す。さらに、ディボットが大きい(例えば、サイズ及び/又は深さ)場合、エピタキシャルプロセスのプリベーク工程(例えば、一般的に水素雰囲気中で摂氏800度)は、シリコン基板208のコーナーの丸みを促進する。
【0028】
第1のディボット214の底部は、第1の素子分離領域204とシリコン基板208との間の接合コーナーにおける第1の素子分離領域204の高さと呼ぶことができる。断面図200では、h1は、約21ナノメートル(nm)と26nmとの間にある。例では、h1は、約21.4nmである。しかしながら、高さの差は、半導体装置を製造するために使用された特定のプロセス及びシステムによって変わる場合がある。別の実施形態では、第1のディボット214とシリコン基板208及びエピタキシャル層212の界面との間の高さの差は、高さの差s1と等しい場合がある。しかしながら、ディボットの深さは、変化することがあり得る。
【0029】
高さの差h1(又はs1)が増加するにしたがって、接合リークも増加する。実施形態によれば、断面図200に示された半導体装置は、p型電界効果トランジスタ(PFET)を含むことができる。従って、接合リークは、P+/P−ウェル接合で生じる場合がある。そのようなPFET半導体装置は、例えば、スタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)デバイスに組み込むことがある。従って、従来のプロセスは、チャネルエピタキシャル形成プロセスにより、ゲート誘電体下のSTIディボットを形成する場合がある。
【0030】
さらに、高さの差h1(又はs1)が増加するにしたがって、大きなSTIディボットにより、ブレークダウン電圧が低下する。さらに、メタルゲートカバレッジが、活性デバイスエリア又は活性領域エッジで劣化する。例えば、218で示されるように、メタルゲート(例えば、Ti、TiN等)210は、壊れる(例えば、電界は、活性領域コーナーで増加している)。断面図202に示されるように、大きなSTIディボットにより、ゲート電極プロファイルがさらに劣化する。加えて、大きなSTIディボットにより、Vt−Wが劣化する。さらに、220に示すように、シリサイドは、活性デバイスエリアの十分な幅に広がらない。ゲート構造が両側でそれを阻害している。さらに、222に示すように、活性領域のシリサイドは、ゲート電極のSiと接触する。
【0031】
図3A及び3Bは、従来のプロセスによって形成された半導体装置のスタティックランダムアクセスメモリ(SRAM)エリアの断面図300及び302を示す。断面図300及び302は、第1の素子分離領域304、第2の素子分離領域306及びそれらの間にシリコン基板308をそれぞれ示す。さらに、窒化ライナー310が示される。エピタキシャル層312は、シリサイドの形成の前に形成される。エピタキシャル層312は、シリサイドの形成で消費する。
【0032】
断面図300に示されるように、従来のプロセスは、大きなディボット314を形成する場合がある。例において、ディボット314は、高さh1を有している。それは、約36nmである。図3Bは、小さなディボット314を形成する従来のプロセスを示す。例において、ディボット316は、高さh1を有している。それは、約26nmである。ディボット314及び316は、シリサイドの厚さを増加させる。それは、他の問題と同様に、接合リーク及びブレークダウン電圧の低下を導く。それらは、ここに示された1以上の態様で回避することができる。
【0033】
図4A〜4Cは、従来のプロセスによる半導体装置の製造中にシャロートレンチ分離(ST1)ディボットの形成を示す。図4Aは、ポストエピタキシャルプロセス中のデバイスの断面図400である。ここで、ディボット402の高さh1は、約11nmである。図4Bは、ポストゲート電極の形成後のデバイスの断面図404である。ここで、ディボット402の高さh1は、約21〜26nmに増加する。図4Cは、デバイスの断面図406である。ここで、ディボット402の高さh1は、約36nmに増加する。従って、図示するように、STIディボットは、チャネルエピタキシャルの形成から増加し始め、シリサイドの形成まで、後のウェット工程(例えば、デュアルゲート酸化膜形成)で増加する(例えば、高さが増加)。いくつかの態様によれば、STIディボットは、ウェット工程及びドライエッチング工程(例えば、スペーサ形成等)で増加される。
【0034】
図5は、半導体装置を形成する別の従来のプロセスを示す。502には、チャネルエピタキシャルの形成が示される。分離領域(STI504)及びチャネル領域又は活性領域506は、チャネルエピタキシャル層508(C−epi)と同様に示される。510には、デュアルゲート酸化膜形成のウェットプロセス後の半導体装置が示される。512には、ポストゲート電極の形成が示される。スペーサからシリサイド形成工程間のディボット増加は、514に示すゲート電極直下の断面図とゲート直下以外の断面図516に示される。
【0035】
図5に示されるように、活性領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジ、ゲート電極プロファイル及びVt−Wの劣化は、大きなSTIディボット518及び520によるものである。ソースドレインインプラント及びシリサイド形成を備えた大きなSTIディボットの存在は、他の問題と同様、接合リーク及びブレークダウン電圧の劣化を導く。
【0036】
従来のプロセスによれば、チャネルエピタキシャル構造を有するトランジスタを提供するために、STIディボットは、後続プロセス工程で徐々に大きくなる(例えば、高さが増加する)。しかしながら、1以上の示された態様では、ラテラルエピタキシャル層は、後続のエッチングプロセス工程からのSTIエッジを保護することができる。従って、従来のプロセスと比較して、STTディボット高さを縮小又は制限することができる。ラテラルエピタキシャル構造のため、ゲート電極はSTIエッジに直接接触せず、トランジスタVt−W効果を改善することができる。さらに、ゲート高誘電体層とSTI酸化物との間の距離は、ラテラルエピタキシャル構造で広げることができるので、トランジスタVt−W効果を改善することができる。
【0037】
図6は、一態様による半導体装置の製造工程を示す。STIディボットの高さの増加は、ラテラルエピタキシャル層で緩和される。602には、チャネルエピタキシャルの形成が示される。チャネルエピタキシャルの形成は、ラテラルエピタキシャルの形成を含んでいる。一態様では、チャネルエピタキシャル層は、デュアルゲート酸化物形成のためのウェットプロセスエッチング中のSITディボットの形成を緩和するために、単層膜の表面保護と共に形成される。いくつかの態様では、チャネルエピタキシャル層は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせで形成される。
【0038】
素子分離領域604(SIT)及びチャネル領域又は活性領域606は、チャネルエピタキシャル層(C−epi)608と同様に示される。さらに、化学蒸着法(例えば、CVDプロセス)の後の半導体装置610が示される。612には、ポストゲート電極の形成後の半導体装置が示される。スペーサからシリサイド形成工程間のディボット増加は、614に示すゲート電極直下の断面図とゲート直下以外の断面図616に示される。
【0039】
例えば、SRAMセルのプルアップトランジスタのようなPFBTは、エピタキシャル成長によって形成することができる。特に、エピタキシャル層608は、シリコン基板上に成長させることができる。エピタキシャル層608を成長するために、まず、シリコン基板の表面(例えば、チャネル領域)を露出するために、酸化膜をエッチングする。実施形態では、ウェットエッチング工程610により、酸化膜が除去される。ウェットエッチング工程610では、素子分離領域604の一部が等方的に除去される。ウェットエッチング工程610の後、酸化膜は、除去される。また、素子分離領域604は、部分的に除去される。特に、素子分離領域604は、ウェットエッチング工程610中に横方向に後退する。
【0040】
図7は、一態様によるプロセス例を示す。702には、素子分離領域704、706及びチャネル領域708を有する半導体装置が示される。エピタキシャル成長は、ラテラルエピタキシャル構造を備えたチャネルエピタキシャル層710を形成することを含む。712では、チャネルエピタキシャルの形成後、ダミーCVDが堆積され、ラテラルエピタキシャル構造とSTIディボットとの間のスペースがCVDで充填される。A(712で矢印によって示される)とB(712で曲がった矢印によって示される)の膜厚差により、714で、STIディボット部分をウェットエッチングから保護することができる。CVD絶縁層は、素子分離領域704、706のチャネルエピタキシャル層710側の端部のディボット内に形成され、チャネルエピタキシャル層710におけるチャネル領域(半導体領域)708から素子分離領域704、706へ突出した部分下を埋め込む。従って、CVDは、デュアルゲート酸化物の形成等のためのウェットプロセスエッチングから増加するSTIディボットを緩和することができる。さらに、STIディボットは、スペーサの形成のためのドライエッチングプロセスから保護することができる。
【0041】
エピタキシャル成長の前に、前処理工程により、シリコン基板の表面が改善される。エピタキシャル成長を成功させるために、シリコン基板のチャネル領域上の欠陥及び汚染は最小限に抑えられる必要がある。前処理には、RCA洗浄又は他の適切な洗浄が適用される。その後、フッ酸浸漬(hydrofluoric acid dip)及び純水洗浄処理(deionized water rinse)が続く。しかしながら、エピタキシャル成長のために、他の前処理プロセスがシリコン基板表面に適用されることが好ましい。前処理の後、一部は、プリベークプロセスを行ってもよい。プリベーク中に、一部は、水素雰囲気に晒され、加熱される。前処理及び/又はプリベーク工程は、エピタキシャル成長に最適な表面を提供するが、これらの工程は、素子分離領域の完全性を失わせることがある。例えば、前処理及びプリベークは、素子分離領域中のディボットの形成を導く場合がある。
【0042】
ラテラルエピタキシャルは、スペーサの形成で除去されてなくなる。開示された態様の利点は、ゲート下のラテラルエピタキシャルを備えたSTIディボットの高さの緩和により、活性領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジ、ゲート電極プロファイル及びVt−Wの改良を含んでいる。別の利点としては、ラテラルエピタキシャルを備えたゲート下のSTI酸化物及びゲート高誘電体の間の増加した距離によって、Vt−Wが改善されることがある。さらなる利点としては、ラテラルエピタキシャルを備えたSTIディボットの高さの緩和により、接合リーク及びブレークダウン電圧が改善されることがある。
【0043】
図8は、一態様によるトランジスタを形成するプロセスを示す。802では、シャロートレンチ分離(STI)804、ウェル及びチャネル形成(活性領域)806が示される。808では、チャネル上のチャネルエピタキシャル(C−epi)810の形成及びラテラルエピタキシャル812の形成が示される。一態様では、図9に示されるように、エピタキシャル層810は、縦方向膜厚M1及び横方向膜厚M2を有する。ここで、縦方向膜厚M1は、横方向膜厚M2より厚い。いくつかの態様によれば、素子分離領域は、シャロートレンチ分離によって形成される。ここで、ディボットは、シャロートレンチ分離中に形成され、ラテラルエピタキシャル層は、ゲート電極900で示されるように、ディボットの高さを制限する。
【0044】
図8を再び参照して、814では、オフセットスペーサの形成が示され、オフセットスペーサ816及びゲート構造818が示される。ラテラルエピタキシャル812は、オフセットスペーサ816の真下に存在する。活性素子領域に隣接するSTIリセスは、ここに議論されるようなラテラルエピタキシャルによって緩和することができる。820では、スペーサの形成が示される。ラテラルエピタキシャル812は、スペーサの形成で除去することができる。822では、シリサイドの形成が示される。
【0045】
図10は、図8に関して示され議論されたプロセスによって形成された半導体装置1000の断面図及び平面図を示す。半導体装置1000は、基板上に形成された半導体領域1002及び半導体領域1002上に成長されたエピタキシャル層1004を含んでいるトランジスタ領域を具備する。トランジスタ領域は、半導体領域1002に隣接する少なくとも1つの分離領域1006をさらに具備する。ここで、ラテラルエピタキシャル層1008は、半導体領域1002と少なくとも1つの分離領域1006との間で横方向に成長する。ゲートオフセットスペーサ1010は、半導体装置1000上に形成される。
【0046】
断面図1012の線A−A’に沿った断面図は、1014(ゲートの真下)で示される。断面図1012の線B−B’に沿った断面図は、1016(ゲートの真下ではない)で示される。図示されるように、S/D上のラテラルエピタキシャル(線B−B’に沿った)は、除去することができる。
【0047】
図11は、1以上の開示された態様によるプロセス及び従来のプロセスによって製造された半導体装置の比較を示す。従来のプロセスによって形成された半導体装置1102は、左側に描かれる。1以上の開示された態様によって形成された半導体装置1104は、右側に描かれる。両方の半導体装置1102及び1104、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108をそれぞれ具備する。一例では、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108は、シャロートレンチ分離(STI)によって形成される。第1の素子分離領域1106と第2の素子分離領域1108との間には、シリコン基板1110がある。さらに、シリコン基板1110の活性領域又はチャネル領域は、図に示される。
【0048】
いくつかの一態様では、エピタキシャル層は、シリコン基板1110の上部上に位置することができる。例えば、従来のプロセスによって形成された半導体装置1102のエピタキシャル層1112は、シリコン基板1110上にある。開示された態様によって形成された半導体装置1104は、エピタキシャル層1114及びラテラルエピタキシャル層1116を含む。ラテラルエピタキシャル層1116は、後続のエッチングプロセス工程からSTIエッジを保護することができる。その結果、さらに詳細に後述されるように、ディボットサイズを縮小することができる。
【0049】
エピタキシャル層1112又はエピタキシャル層1114及びラテラルエピタキシャル層1116の成長プロセス中に、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108は、複数のマスキング、エッチング及び/又は洗浄工程を経験する。その工程は、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108の一部を除去する場合がある。
【0050】
従来のプロセスによって形成された半導体装置1102で示されるように、第1の素子分離領域1106及び第2の素子分離領域1108の一部の除去は、第1の素子分離領域1106中の第1のディボット1118及び第2の素子分離領域1108中の第2のディボット1120を生成する。開示された態様によって形成された半導体装置1104は、第1の素子分離領域1106の一部の除去によって生成された第1のディボット1122及び第2の素子分離領域1108の一部の除去によって生成された第2のディボット1124を有する。異なるディボットとして呼ばれたが、第1のディボット1118及び1122と第2のディボット1120及び1124は、輪を形成する単一のディボットの異なる部分から成ることができる。
【0051】
第1のディボット1118及び第2のディボット1120の底部とエピタキシャル層1112との間には、高さの差h1が形成される。さらに、第1のディボット1122及び第2のディボット1124の底部とエピタキシャル層1112との間には、高さの差h2が形成される。図示するように、従来のプロセスによって形成された半導体装置1102中の高さの差h1は、1以上の開示された態様によって形成された半導体装置1104内に形成された高さの差h2と比較して、大きい。
【0052】
高さの差の増加にしたがって、接合リークも増加する。さらに、高さの差の増加にしたがって、大きなSTIディボットによりブレークダウン電圧が低下する場合がある。さらに、活性素子領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジが低下することがある。大きなSTIディボットにより、ゲート電極プロファイルがさらに低下することがある。さらに、大きなSTIディボットにより、Vt−Wが低下することもある。
【0053】
1以上の開示された態様によって形成された小さな高さの差h2によって、ゲートの真下のラテラルエピタキシャルでSTIディボットを縮小するため、活性領域エッジにおけるメタルゲートカバレッジ、ゲート電極プロファイル及びVt−Wが改良される。Vt−Wは、ラテラルエピタキシャルを備えたゲートの真下のSTI酸化物及びゲート高誘電体の間の増加した距離によって改善される。なぜなら、Vt−Wは、STI酸化物からの酸素によってゲート高誘電体の酸化で劣化することがある。接合リーク及びブレークダウン電圧は、ラテラルエピタキシャルを備えたSTIディボットのサイズの縮小により改善される。
【0054】
図12は、一態様による半導体装置の製造方法1200を示す。方法1200では、まず、1202で、半導体基板がソース領域及びドレイン領域上に形成される。1204で、半導体領域が半導体基板上に形成される。1206で、少なくとも1つの第1の素子分離領域が形成される。第1の素子分離領域は、半導体領域に隣接して形成される。いくつかの態様では、第1の素子分離領域の形成は、シャロートレンチ分離を行うことを含んでいる。
【0055】
1208で、エピタキシャル層は、半導体領域上及び半導体領域と少なくとも1つの第1の素子分離領域との間に横方向に堆積される。いくつかの態様によれば、堆積することは、ゲート電極の底部でエピタキシャル層を横方向に堆積することを含む。いくつかの態様では、堆積することは、ドレイン領域にエピタキシャル層を成長することを含む。他の態様では、堆積することは、ゲート電極の底部で並びにソース領域及びドレイン領域上でエピタキシャル層を成長し、ゲート電極、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも1つからエピタキシャル層を除去することを含む。いくつかの態様では、堆積することは、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせを備えたエピタキシャル層を形成することを含む。
【0056】
上述した本実施形態に係る第1の半導体装置は、トランジスタ領域を有する半導体装置であって、前記トランジスタ領域は、基板上に形成された半導体領域と、前記半導体領域に隣接する素子分離領域と、ラテラルエピタキシャル層を備え、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、を具備する。
【0057】
前記第1の半導体装置において、前記エピタキシャル層は、ドレイン領域で成長する。
【0058】
前記第1の半導体装置において、前記素子分離領域は、シャロートレンチ分離によって形成され、ディボットは、前記シャロートレンチ分離中に形成され、前記ラテラルエピタキシャル層は、前記ディボットの高さを制限する。
【0059】
前記第1の半導体装置において、前記エピタキシャル層は、デュアルゲート酸化膜形成のためのウェットエッチングプロセス中のSTIディボットの形成を緩和するために、単層膜の表面保護と共に形成される。
【0060】
上述した本実施形態に係る第2の半導体装置は、シャロートレンチ分離によって形成された少なくとも1つの分離領域と、チャネル領域と、前記チャネル領域上に形成されたチャネルエピタキシャル層と、前記少なくとも1つの分離領域と前記チャネル領域との間に形成されたラテラルエピタキシャル層と、を具備する。
【0061】
前記第2の半導体装置において、前記ラテラルエピタキシャル層は、ディボットの形成を制限するために、前記少なくとも1つの分離領域と前記チャネル領域との間で横方向に形成される。
【0062】
前記第2の半導体装置において、前記ラテラルエピタキシャル層によって、ディボットの高さを制限する。
【0063】
前記第2の半導体装置において、前記少なくとも1つの分離領域のエッジは、前記チャネルエピタキシャル層上で行なわれた後続処理工程から保護される。
【0064】
前記第2の半導体装置において、前記ラテラルエピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する。
【0065】
上述した本実施形態に係る第3の半導体装置の製造方法は、ソース領域及びドレイン領域上に半導体基板を形成する工程と、前記半導体基板上に半導体領域を形成する工程と、前記半導体領域に隣接する少なくとも1つの素子分離領域を形成する工程と、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記少なくとも1つの素子分離領域との間で横方向にエピタキシャル層を堆積する工程と、を具備する。
【0066】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記少なくとも1つの素子分離領域を形成する工程は、シャロートレンチ分離を行う工程と、前記シャロートレンチ分離を行う工程中に形成されたディボットの高さを制限する工程と、を具備する。
【0067】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部で前記エピタキシャル層を横方向に形成する工程を具備する。
【0068】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、前記ドレイン領域の前記エピタキシャル層を成長する工程を具備する。
【0069】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、ゲート電極の底部並びに前記ソース領域及び前記ドレイン領域上で前記エピタキシャル層を成長する工程と、前記ゲート電極、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも1つから前記エピタキシャル層を除去する工程と、を具備する。
【0070】
前記第3の半導体装置の製造方法において、前記エピタキシャル層を堆積する工程は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせを備えた前記エピタキシャル層を形成することを具備する。
【0071】
特定の特徴のための任意の図又は数値の範囲に関して、図又は1つの範囲からのパラメータは、別の図又は数値の範囲を生成する同じ特徴の異なる範囲からのパラメータと組み合わせてもよい。明細書及び請求項で使用された、構成要素の数、反応条件等を示す全ての数、値、及び/又は式は、「約」という用語によって全ての例で変形できることが理解される。
【0072】
説明を簡単にするために、方法は、一連のブロックとして示され記載されている。しかし、開示された態様では、いくつかのブロックがここに示され記載されたものとは異なる順序及び/又は他のブロックと実質的に同時に行われることがあるように、ブロックの数又は順序が限定されないことが理解され認識されるだろう。さらに、説明された全てのブロックが、ここで記載された方法を実現するために必須でなくてもよい。
【0073】
上述されたものは、開示された発明の一例を含んでいる。勿論、それは、開示された発明を説明するための構成又は方法の全ての考えられる組み合わせについて説明することが可能である。しかし、当業者は、開示された発明における複数のさらなる組み合わせ及び置き換えが可能であることを認識することができる。従って、開示された発明は、請求項の思想及び範囲内で、そのような修正、変更及び変形を全て含むように意図される。さらに、詳細な説明又は請求項で使用された「含有する」、「含む」、「有する」、「必要とする」又はそれらの変形のような用語の範囲については、そのような用語は、請求項で暫定的な用語として使用される場合の「具備する」のように、「具備する」という用語と同様の方法で使われる。
【0074】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【0075】
604,704,706,804,1006,1106,1108…素子分離領域、606,708,806,1002,1110…チャネル領域又は活性領域(半導体基板)、608,710,810,1004,1112…チャネルエピタキシャル層、812,1008,1116…ラテラルエピタキシャル層、816,1010…オフセットスペーサ、818…ゲート構造、900…ゲート電極、1000,1102,1104…半導体装置、1118,1120,1122,1124…ディボット。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
トランジスタ領域を有する半導体装置であって、
前記トランジスタ領域は、
基板上に形成された半導体領域と、
前記半導体領域に隣接する素子分離領域と、
ラテラルエピタキシャル層を備え、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、
を具備する半導体装置。
【請求項2】
前記エピタキシャル層は、エッチング工程から、前記素子分離領域を形成するシャロートレンチ分離エッジを保護するために、横方向に成長する、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記エピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記エピタキシャル層は、ゲート電極の底部並びにソース領域及びドレイン領域上で成長し、
前記エピタキシャル層は、前記ゲート電極、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも1つから除去される、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記エピタキシャル層は、縦方向膜厚M1と横方向膜厚M2とを有し、
前記縦方向膜厚M1は、前記横方向膜厚M2より厚い、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記素子分離領域の前記エピタキシャル層側の端部のディボット内に形成された絶縁層をさらに具備し、
前記絶縁層は、前記エピタキシャル層における前記半導体領域から前記素子分離領域へ突出した部分下を埋め込む、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記エピタキシャル層は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせで形成される、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項1】
トランジスタ領域を有する半導体装置であって、
前記トランジスタ領域は、
基板上に形成された半導体領域と、
前記半導体領域に隣接する素子分離領域と、
ラテラルエピタキシャル層を備え、前記半導体領域上及び前記半導体領域と前記素子分離領域との間で横方向に成長するエピタキシャル層と、
を具備する半導体装置。
【請求項2】
前記エピタキシャル層は、エッチング工程から、前記素子分離領域を形成するシャロートレンチ分離エッジを保護するために、横方向に成長する、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項3】
前記エピタキシャル層は、ゲート電極の底部で横方向に成長する、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項4】
前記エピタキシャル層は、ゲート電極の底部並びにソース領域及びドレイン領域上で成長し、
前記エピタキシャル層は、前記ゲート電極、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも1つから除去される、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項5】
前記エピタキシャル層は、縦方向膜厚M1と横方向膜厚M2とを有し、
前記縦方向膜厚M1は、前記横方向膜厚M2より厚い、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項6】
前記素子分離領域の前記エピタキシャル層側の端部のディボット内に形成された絶縁層をさらに具備し、
前記絶縁層は、前記エピタキシャル層における前記半導体領域から前記素子分離領域へ突出した部分下を埋め込む、請求項1に記載の半導体装置。
【請求項7】
前記エピタキシャル層は、シリコンゲルマニウム(SiGe)、シリコン(Si)又はそれらの組み合わせで形成される、請求項1に記載の半導体装置。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図4C】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【公開番号】特開2012−204838(P2012−204838A)
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2012−67420(P2012−67420)
【出願日】平成24年3月23日(2012.3.23)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成24年10月22日(2012.10.22)
【国際特許分類】
【出願日】平成24年3月23日(2012.3.23)
【出願人】(000003078)株式会社東芝 (54,554)
【Fターム(参考)】
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