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JP2001148482A - Method for manufacturing field effect semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing field effect semiconductor device

Info

Publication number
JP2001148482A
JP2001148482A JP32959299A JP32959299A JP2001148482A JP 2001148482 A JP2001148482 A JP 2001148482A JP 32959299 A JP32959299 A JP 32959299A JP 32959299 A JP32959299 A JP 32959299A JP 2001148482 A JP2001148482 A JP 2001148482A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
semiconductor device
ion
effect semiconductor
applying
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP32959299A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
So Kurata
創 倉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP32959299A priority Critical patent/JP2001148482A/en
Publication of JP2001148482A publication Critical patent/JP2001148482A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To generate an SiGe layer where Ge of sufficient concentration exists in a channel area even if the ion implanting quantity of Ge is less when ion- implanting Ge to an Si layer in an SOI wafer, to improve carrier moving degree in a field effect semiconductor device, and to improve current driving force on the manufacture method of the field effect semiconductor device. SOLUTION: A process for implanting Ge ions in an Si layer 3 in an SOI wafer, thermally oxidizing the Si layer 3, forming a SiO2 layer 4 on a surface and converting it into a thinned SiGe layer 3G is included.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、キャリヤ移動度を
高めて電流駆動力を向上する為、チャネル領域にSiG
eを用いた電界効果型半導体装置を製造するのに好適な
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for increasing the carrier mobility and improving the current driving force by using SiG
The present invention relates to a method suitable for manufacturing a field-effect semiconductor device using e.

【0002】[0002]

【従来の技術】微細MOSFET(metal oxi
de semiconductorfield eff
ect transistor)、特にp型MOSFE
Tに於いては、チャネル領域にSiGeを用いることで
正孔の移動度を高め、電流駆動力を向上する試みがなさ
れている。
2. Description of the Related Art A fine MOSFET (metal oxi)
de semiconductorfield eff
act transistor, especially p-type MOSFE
At T, attempts have been made to increase the mobility of holes by using SiGe for the channel region and to improve the current driving force.

【0003】また、ゲート長が0.1〔μm〕以下の超
微細MOSFETに於いては、ウエハにSOI(sil
icon on insulator)構造が採用され
ようとしている。
Further, in an ultra-fine MOSFET having a gate length of 0.1 [μm] or less, the SOI (silver)
Icon-on-insulator structures are being adopted.

【0004】そこで、上記技術傾向を取り込んで、SO
Iウエハに於ける絶縁層上のSi層をSiGe層に代替
することが考えられていて、例えば、Si層にGeをイ
オン注入する方法(要すれば「特開平6−310719
号公報」を参照)が提案されている。
Therefore, taking the above technical tendency into account, SO
It has been considered to replace the Si layer on the insulating layer in the I wafer with a SiGe layer. For example, a method of ion-implanting Ge into the Si layer (if necessary, see Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-310719).
No. 2).

【0005】然しながら、前記従来の技術では、Si層
に於ける層厚が50〔nm〕の高性能な完全空乏型SO
I−MOSFETを作成することは困難である。
However, according to the above-mentioned conventional technique, a high-performance fully depleted SO having a thickness of 50 nm in the Si layer is used.
It is difficult to make an I-MOSFET.

【0006】その理由は、 Geのイオン注入を極めて薄いSi層に行なわなけ
ればならないこと、 イオン注入ができたとしても、Si層中のGe濃度
を実用上で必要な程度に高めるには、非現実的な注入量
が必要であり、再結晶化しても結晶質の劣化は避けられ
ず、製造上のスルー・プットも著しく低下すること、 前記公報に見られるMOSFETは、標準的なソー
ス及びドレインの構造をもっているので、Si層を薄層
化すると寄生抵抗が増大する為、僅かばかりのGeの存
在に依るキャリヤ移動度の増大、即ち、電流駆動力の向
上では打ち消されてしまうこと、 前記公報には、ソース及びドレインをシリサイド化
することで寄生抵抗を低減することを開示しているが、
Si層が薄層化されている為、シリサイド化がSi層の
下地である埋め込み酸化層まで進んでしまって抵抗が増
加すること、などの問題があることに依る。
The reason is that Ge must be implanted into an extremely thin Si layer. Even if ion implantation can be performed, it is necessary to increase the Ge concentration in the Si layer to a practically necessary level. A realistic implantation dose is required, and even if recrystallization is performed, crystalline deterioration is unavoidable, and the through-put in manufacturing is significantly reduced. Since the parasitic resistance increases when the thickness of the Si layer is reduced, the increase in carrier mobility due to the presence of a small amount of Ge, that is, the improvement in the current driving force is canceled out. Discloses reducing the parasitic resistance by silicidizing the source and drain,
Since the Si layer is thinned, there is a problem that silicidation proceeds to a buried oxide layer which is a base of the Si layer, thereby increasing resistance.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、SOIウエ
ハに於けるSi層にGeをイオン注入してSiGe層を
生成させるに際し、Geのイオン注入量が少なくても、
チャネル領域には充分な濃度のGeが存在するSiGe
層を生成できるようにし、電界効果型半導体装置に於け
るキャリヤ移動度を高めて電流駆動力を向上しようとす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a method for producing a SiGe layer by ion-implanting Ge into a Si layer in an SOI wafer, even if the ion implantation amount of Ge is small.
SiGe in which sufficient concentration of Ge exists in the channel region
An attempt is made to increase the carrier mobility in a field-effect semiconductor device by improving the ability to generate a layer and to improve the current driving force.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明に於いては、SO
Iウエハに於けるSi層にGeをイオン注入した後、該
Si層を熱酸化することで薄層化し、しかも、GeがS
i層と熱酸化膜との界面に偏析することを利用してGe
濃度が高いチャネル領域を得ることが基本になってい
る。
According to the present invention, SO is used.
After ion implantation of Ge into the Si layer of the I-wafer, the Si layer is thermally oxidized to make it thinner.
Ge segregated at the interface between the i-layer and the thermal oxide film
It is fundamental to obtain a channel region having a high concentration.

【0009】本発明に於いては、Geをイオン注入すべ
きSOIウエハのSi層は、当初から層厚を薄くしてお
く必要はないから、前記公知技術に於ける問題点は解
消することができる。
In the present invention, it is not necessary to reduce the thickness of the Si layer of the SOI wafer to which Ge is to be ion-implanted from the beginning. it can.

【0010】また、Si層を熱酸化する際、GeがSi
層と酸化膜との界面に偏析することを利用しているの
で、Geのイオン注入量が低くてもGe濃度が高いSi
Ge層を生成させることができるから、前記公知技術に
於ける問題点は解消することができる。
When the Si layer is thermally oxidized, Ge becomes Si
Since segregation at the interface between the layer and the oxide film is utilized, the Si concentration is high even if the Ge ion implantation amount is low.
Since the Ge layer can be generated, the problems in the above-mentioned known technology can be solved.

【0011】後に「発明の実施の形態」で説明するが、
Geをチャネル領域のみに選択的にイオン注入し、その
後、熱酸化することで、チャネル層は薄くし、且つ、ソ
ース領域及びドレイン領域は厚い状態に残しておくこと
が可能であり、従って、SiGeチャネル領域に対して
自己整合的に形成されたエレベーテッド・ソース・ドレ
イン構造をもったMOSFETが実現され、前記公知技
術に於ける問題点及びを解消することができる。
[0011] As will be described later in the "embodiment of the invention",
By selectively ion-implanting Ge only in the channel region and then thermally oxidizing it, the channel layer can be made thinner and the source and drain regions can be left thicker. A MOSFET having an elevated source / drain structure formed in a self-aligned manner with respect to the channel region is realized, and the problems and problems in the above-described known technology can be solved.

【0012】前記したところから、本発明に依る電界効
果型半導体装置に於いては、 (1)SOIウエハに於けるSi層(例えばSi層3)
にGeイオンを注入してから該Si層を熱酸化して表面
にSiO2 層(例えばSiO2 層4)を形成すると共に
薄層化されたSiGe層(例えばSiGe層3G)に変
換する工程が含まれてなることを特徴とする。
As described above, in the field effect type semiconductor device according to the present invention, (1) a Si layer (for example, a Si layer 3) in an SOI wafer
Implanting Ge ions into the Si layer, thermally oxidizing the Si layer to form a SiO 2 layer (eg, SiO 2 layer 4) on the surface, and converting the Si layer into a thinned SiGe layer (eg, SiGe layer 3G). It is characterized by being included.

【0013】(2)前記(1)に於いて、前記Geイオ
ンの注入がチャネル領域生成予定部分及びエクステンシ
ョン・ソース領域形成予定部分及びエクステンション・
ドレイン領域形成予定部分に局限されて実施されること
を特徴とする。
(2) In the above (1), the implantation of the Ge ions may include a portion where a channel region is to be formed, a portion where an extension source region is to be formed, and an
The present invention is characterized in that the process is limited to a portion where a drain region is to be formed.

【0014】前記手段を採って製造されたSOI構造の
電界効果型半導体装置は、Ge濃度が高く、且つ、薄層
化されたSiGeからなるチャネル領域を備えるので、
キャリヤ移動度が高く、従って、電流駆動力が大きいも
のとなる。
The field effect type semiconductor device having the SOI structure manufactured by employing the above means has a high Ge concentration and has a channel region made of thinned SiGe.
The carrier mobility is high, and therefore, the current driving force is large.

【0015】また、この優れた特性を発揮する構造を実
現する為に必要な手段は、当初、厚い状態に在ったSi
層にGeをイオン注入し、その後、熱酸化するだけであ
り、その工程を経ると、SiGe層は薄層化され、ま
た、Geはチャネル領域として作用する表面に高い濃度
で存在することになり、しかも、その結果を得る為に何
ら特殊な技法は必要とせず、従って、その実施は極めて
簡単であって、従来から多用されてきた技術の範囲内で
容易に対処できる。
The means necessary for realizing the structure exhibiting the excellent characteristics is the Si film which was initially in a thick state.
The layer is only ion implanted with Ge and then thermally oxidized, after which the SiGe layer is thinned and Ge is present at a high concentration on the surface acting as the channel region. Moreover, no special technique is required to obtain the result, and therefore, its implementation is extremely simple and can be easily dealt with within the range of conventionally used techniques.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】図1及び図2は本発明の一実施の
形態を説明する為の工程要所に於ける電界効果型半導体
装置を表す要部切断側面図であり、以下、これ等の図を
参照しつつ説明する。
1 and 2 are cutaway side views of a main part of a field effect type semiconductor device at a key point in a process for explaining an embodiment of the present invention. This will be described with reference to FIG.

【0017】図1(A)参照 1−(1) 通常の技法を適用することに依り、Si半導体基板1、
SiO2 からなる埋め込み絶縁層2、Si層3からなる
SOIウエハを作成する。ここで、Si層3は通常の場
合と比較して厚めに、例えば、100〔nm〕にする。
1 (A) 1- (1) By applying a normal technique, the Si semiconductor substrate 1,
An SOI wafer including a buried insulating layer 2 made of SiO 2 and a Si layer 3 is prepared. Here, the Si layer 3 is set to be, for example, 100 [nm] thicker than the normal case.

【0018】1−(2) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを30〔keV〕、ドーズ量を3×1016〔cm-2〕と
してGeイオンの打ち込みを行なう。
[0018] 1- (2) depending on applying an ion implantation method, 30 an ion acceleration energy [keV], perform implantation of Ge ions and the dose amount of 3 × 10 16 [cm -2].

【0019】図1(B)参照 1−(3) 温度を1000〔℃〕、時間5〔分〕の熱酸化を行なっ
て、表面に厚さ50〔nm〕のSiO2 層4を形成す
る。
1- (3) Thermal oxidation is performed at a temperature of 1000 ° C. for a time of 5 minutes to form an SiO 2 layer 4 having a thickness of 50 nm on the surface.

【0020】ここで留意すべきことは、 Si中にGeが存在する場合、Siの酸化速度は高
まること。 酸化を行なうとSi層3はSiGe層3Gに変換さ
れるのであるが、GeはSi中に偏析する性質がある
為、Si層3とSiO2 層4との界面で特にGe濃度が
高くなり、従って、そこに生成されるチャネルに於ける
キャリヤ移動度が向上されること。である。
It should be noted that when Ge is present in Si, the oxidation rate of Si increases. When the oxidation is performed, the Si layer 3 is converted to the SiGe layer 3G. However, since Ge has a property of segregating in Si, the Ge concentration particularly increases at the interface between the Si layer 3 and the SiO 2 layer 4, Therefore, the carrier mobility in the channel created therein is improved. It is.

【0021】図2(A)参照 2−(1) フッ化水素酸液中に浸漬してSiO2 膜4を除去してか
ら、熱酸化法を適用することに依り、厚さ3〔nm〕の
SiO2 からなるゲート絶縁膜5を形成する。
2 (A) 2- (1) After immersion in a hydrofluoric acid solution to remove the SiO 2 film 4, a thickness of 3 [nm] is obtained by applying a thermal oxidation method. The gate insulating film 5 made of SiO 2 is formed.

【0022】2−(2) CVD(chemical vapor deposi
tion)法を適用することに依り、ゲート絶縁膜5上
に厚さ180〔nm〕の多結晶Si層を形成する。
2- (2) CVD (Chemical Vapor Deposition)
A polycrystalline Si layer having a thickness of 180 [nm] is formed on the gate insulating film 5 by applying the (tion) method.

【0023】2−(3) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、
並びに、エッチング・ガスをHBrとするドライ・エッ
チング法を適用することに依り、工程2−(2)で形成
した多結晶Si層をエッチングし、多結晶Siからなる
ゲート電極6Gを形成する。
2- (3) A resist process in a normal lithography technique,
Further, by applying a dry etching method using HBr as an etching gas, the polycrystalline Si layer formed in step 2- (2) is etched to form a gate electrode 6G made of polycrystalline Si.

【0024】図2(B)参照 2−(4) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギ5〔keV〕、ドーズ量2×1014〔cm-2〕としてB
2 イオンの打ち込みを行なって、エクステンション・
ソース領域7E及びエクステンション・ドレイン領域8
Eを形成する。
2 (B) 2- (4) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to 5 [keV] and the dose is set to 2 × 10 14 [cm −2 ].
F 2 ions are implanted and the extension
Source region 7E and extension / drain region 8
Form E.

【0025】2−(5) CVD法を適用することに依り、厚さ60〔nm〕のS
iO2 層を形成し、エッチング・ガスをCF4 とするド
ライ・エッチング法を適用することに依り、前記SiO
2 層の異方性エッチングを行なって、ゲート電極6Gの
側面にサイド・ウォール9を形成する。
2- (5) By applying the CVD method, a 60 nm thick S
By applying a dry etching method in which an iO 2 layer is formed and the etching gas is CF 4 ,
By performing anisotropic etching of two layers, side walls 9 are formed on the side surfaces of the gate electrode 6G.

【0026】2−(6) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギ7〔keV〕、ドーズ量2×1015〔cm-2〕としてB
イオンの打ち込みを行なって、ソース領域7S及びドレ
イン領域8Dを形成する。
2- (6) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to 7 [keV] and the dose is set to 2 × 10 15 [cm −2 ].
By implanting ions, a source region 7S and a drain region 8D are formed.

【0027】2−(7) この後、通常の技法を適用することに依り、例えば注入
されたイオンの活性化熱処理、絶縁膜の形成、各電極及
び配線の形成などを行なってSOI−MOSFETを完
成する。
2- (7) Thereafter, by applying a normal technique, for example, heat treatment for activating the implanted ions, formation of an insulating film, formation of each electrode and wiring, and the like are performed to form an SOI-MOSFET. Complete.

【0028】図3及び図4は本発明の他の実施の形態を
説明する為の工程要所に於ける電界効果型半導体装置を
表す要部切断側面図であり、以下、これ等の図を参照し
つつ説明する。尚、図1及び図2に於いて用いた記号と
同記号は同部分を表すか或いは同じ意味を持つものとす
る。
FIGS. 3 and 4 are cutaway side views showing a main part of a field-effect semiconductor device in a process step for explaining another embodiment of the present invention. It will be described with reference to FIG. 1 and 2 represent the same parts or have the same meaning.

【0029】図3(A)参照 3−(1) 通常の技法を適用することに依り、Si半導体基板1、
SiO2 からなる埋め込み絶縁層2、Si層3からなる
SOIウエハを作成する。ここで、Si層3は通常の場
合と比較して厚めに、例えば、100〔nm〕にする。
FIG. 3 (A) 3- (1) By applying a normal technique, the Si semiconductor substrate 1,
An SOI wafer including a buried insulating layer 2 made of SiO 2 and a Si layer 3 is prepared. Here, the Si layer 3 is set to be, for example, 100 [nm] thicker than the normal case.

【0030】3−(2) リソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセスを適用す
ることに依り、チャネル領域及びエクステンション・ソ
ース領域及びエクステンション・ドレイン領域各形成予
定部分を包含する開口11Aをもつレジスト膜11を形
成する。
3- (2) By applying a resist process in the lithography technique, a resist film 11 having an opening 11A including a portion where a channel region, an extension source region and an extension drain region are to be formed is formed. Form.

【0031】3−(3) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギを30〔keV〕、ドーズ量を3×1016〔cm-2〕と
し、レジスト膜11をマスクとしてGeイオンの打ち込
みを行なう。
3- (3) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to 30 [keV], the dose is set to 3 × 10 16 [cm −2 ], and the resist film 11 is used as a mask to form Ge ions. Make a drive.

【0032】図3(B)参照 3−(4) レジスト剥離液中に浸漬してレジスト膜11を除去して
から、温度を1000〔℃〕、時間5〔分〕の熱酸化を
行なって、SiO2 膜4を形成する。
3 (B) 3- (4) After immersion in a resist stripper to remove the resist film 11, thermal oxidation is performed at a temperature of 1000 ° C. for 5 minutes. An SiO 2 film 4 is formed.

【0033】前記したように、Si中にGeが存在する
場合、Siの酸化速度は高まることから、図示されてい
るように、Geをイオン注入した箇所、即ち、チャネル
領域形成予定部分などに於いてはSiO2 層4が厚くな
り、その他の部分では薄くなる。
As described above, when Ge is present in Si, the oxidation rate of Si is increased, and therefore, as shown in the figure, a portion where Ge is ion-implanted, that is, a portion where a channel region is to be formed, is shown. In other words, the SiO 2 layer 4 becomes thicker, and the other portions become thinner.

【0034】従って、チャネル領域、エクステンション
・ソース領域、エクステンション・ドレイン領域となる
べきSiGe層3Gは薄くなり、その両側のSi層3、
即ち、ソース領域及びドレイン領域となるべき部分は、
SiGe層3Gに比較して厚い状態のままとなる。
Therefore, the SiGe layer 3G to be the channel region, the extension source region, and the extension / drain region becomes thin, and the Si layers 3 on both sides thereof become thin.
That is, the portions that should become the source and drain regions are:
It remains thicker than the SiGe layer 3G.

【0035】図4(A)参照 4−(1) フッ化水素酸液中に浸漬してSiO2 膜4を除去してか
ら、熱酸化法を適用することに依り、厚さ3〔nm〕の
SiO2 からなるゲート絶縁膜5を形成する。
4 (A) 4- (1) After removing the SiO 2 film 4 by immersion in a hydrofluoric acid solution, a thickness of 3 [nm] is obtained by applying a thermal oxidation method. The gate insulating film 5 made of SiO 2 is formed.

【0036】4−(2) CVD法を適用することに依り、ゲート絶縁膜5上に厚
さ180〔nm〕の多結晶Si層を形成する。
4- (2) A polycrystalline Si layer having a thickness of 180 nm is formed on the gate insulating film 5 by applying the CVD method.

【0037】4−(3) 通常のリソグラフィ技術に於けるレジスト・プロセス、
並びに、エッチング・ガスをHBrとするドライ・エッ
チング法を適用することに依り、工程4−(2)で形成
した多結晶Si層をエッチングし、多結晶Siからなる
ゲート電極6Gを形成する。
4- (3) A resist process in a normal lithography technique,
Further, by applying a dry etching method using HBr as an etching gas, the polycrystalline Si layer formed in step 4- (2) is etched to form a gate electrode 6G made of polycrystalline Si.

【0038】図4(B)参照 4−(4) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギ5〔keV〕、ドーズ量2×1014〔cm-2〕としてB
2 イオンの打ち込みを行なって、エクステンション・
ソース領域7E及びエクステンション・ドレイン領域8
Eを形成する。
4 (B) 4- (4) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is 5 [keV] and the dose is 2 × 10 14 [cm −2 ].
F 2 ions are implanted and the extension
Source region 7E and extension / drain region 8
Form E.

【0039】4−(5) CVD法を適用することに依り、厚さ60〔nm〕のS
iO2 層を形成し、エッチング・ガスをCF4 とするド
ライ・エッチング法を適用することに依り、前記SiO
2 層の異方性エッチングを行なって、ゲート電極6Gの
側面にサイド・ウォール9を形成する。
4- (5) By applying the CVD method, a 60 nm thick S
By applying a dry etching method in which an iO 2 layer is formed and the etching gas is CF 4 ,
By performing anisotropic etching of two layers, side walls 9 are formed on the side surfaces of the gate electrode 6G.

【0040】4−(6) イオン注入法を適用することに依り、イオン加速エネル
ギ7〔keV〕、ドーズ量2×1015〔cm-2〕としてB
イオンの打ち込みを行なって、ソース領域7S及びドレ
イン領域8Dを形成する。
4- (6) By applying the ion implantation method, the ion acceleration energy is set to 7 [keV] and the dose is set to 2 × 10 15 [cm −2 ].
By implanting ions, a source region 7S and a drain region 8D are formed.

【0041】4−(7) この後、通常の技法を適用することに依り、例えば注入
されたイオンの活性化熱処理、絶縁膜の形成、各電極及
び配線の形成などを行なってエレベーテッド・ソース領
域及びエレベーテッド・ドレイン領域をもったSOI−
MOSFETを完成する。
4- (7) Thereafter, by applying a normal technique, for example, heat treatment for activating the implanted ions, formation of an insulating film, formation of each electrode and wiring, and the like are performed to perform an elevated source. SOI having a region and an elevated drain region
Complete the MOSFET.

【0042】本発明に於いては、前記説明した実施の形
態に限られることなく、また、特許請求の範囲を逸脱し
ない範囲内に於いて、多くの改変を実現することができ
る。
In the present invention, many modifications can be realized without being limited to the above-described embodiment and without departing from the scope of the claims.

【0043】例えば、エレベーテッド・ソース領域及び
エレベーテッド・ドレイン領域を金属シリサイド化して
良い。
For example, the elevated source region and the elevated drain region may be metal silicide.

【0044】前記実施の形態では、Geをイオン注入し
てSiGe層を形成したが、Geをイオン注入する際、
C、N、B、P、Asの何れか、或いは、二種類以上を
同時にイオン注入して、チャネル部分への不純物ドーピ
ング、SiGeC層の形成、SiGeN層の形成を行な
っても良い。
In the above embodiment, Ge was ion-implanted to form the SiGe layer. However, when Ge is ion-implanted,
Any of C, N, B, P, and As or two or more of them may be simultaneously ion-implanted to perform impurity doping on a channel portion, form a SiGeC layer, and form a SiGeN layer.

【0045】Geイオンの注入後に於ける熱酸化は、乾
性雰囲気中、或いは、湿性雰囲気中の何れにおいても実
施することができる。
The thermal oxidation after the implantation of Ge ions can be performed in either a dry atmosphere or a wet atmosphere.

【0046】前記実施の形態では、SOIウエハに於け
るSi層の層厚を100〔nm〕としたが、これは50
〔nm〕〜200〔nm〕の範囲で選択して良い。
In the above embodiment, the thickness of the Si layer in the SOI wafer was set to 100 [nm].
It may be selected in the range of [nm] to 200 [nm].

【0047】前記実施の形態では、ゲート絶縁膜を熱酸
化法を適用して形成したが、CVD法に依って形成して
も良く、また、ゲート絶縁膜の材料としてはSiO2
みならず、例えばTa2 5 などの高誘電体材料を用い
ても良い。
[0047] In the embodiment, although the gate insulating film formed by applying the thermal oxidation method may be formed depending on the CVD method, also, as the material of the gate insulating film not only SiO 2, For example, a high dielectric material such as Ta 2 O 5 may be used.

【0048】本発明に依る電界効果型半導体装置の製造
方法は、n型MOSFET、又は、p型MOSFETの
何れを製造する場合にも何らの支障なく実施することが
できる。
The method for manufacturing a field-effect semiconductor device according to the present invention can be carried out without any problem when manufacturing either an n-type MOSFET or a p-type MOSFET.

【0049】[0049]

【発明の効果】本発明に依る電界効果型半導体装置の製
造方法に於いては、SOIウエハに於けるSi層にGe
イオンを注入してから該Si層を熱酸化して表面にSi
2 層を形成すると共に薄層化されたSiGe層に変換
する。
According to the method of manufacturing a field-effect semiconductor device according to the present invention, a Ge layer is formed on a Si layer of an SOI wafer.
After implanting ions, the Si layer is thermally oxidized to
An O 2 layer is formed and converted to a thinned SiGe layer.

【0050】前記構成を採って製造されたSOI構造の
電界効果型半導体装置は、Ge濃度が高く、且つ、薄層
化されたSiGeからなるチャネル領域を備えるので、
キャリヤ移動度は高く、従って、電流駆動力が大きいも
のとなる。
The SOI structure field-effect semiconductor device manufactured by adopting the above-described structure has a high Ge concentration and has a channel region made of thinned SiGe.
The carrier mobility is high, and therefore the current driving force is large.

【0051】また、この優れた特性を発揮する構造を実
現する為に必要な手段は、当初、厚い状態に在ったSi
層にGeをイオン注入し、その後、熱酸化するだけであ
り、その工程を経ると、SiGe層は薄層化され、ま
た、Geはチャネル領域として作用する表面に高い濃度
で存在することになり、しかも、その結果を得る為に何
ら特殊な技法は必要とせず、従って、その実施は極めて
簡単であって、従来から多用されてきた技術の範囲内で
容易に対処できる。
The means necessary for realizing the structure exhibiting the excellent characteristics is that the initially thick Si
The layer is only ion implanted with Ge and then thermally oxidized, after which the SiGe layer is thinned and Ge is present at a high concentration on the surface acting as the channel region. Moreover, no special technique is required to obtain the result, and therefore, its implementation is extremely simple and can be easily dealt with within the range of conventionally used techniques.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態を説明する為の工程要所
に於ける電界効果型半導体装置を表す要部切断側面図で
ある。
FIG. 1 is a fragmentary sectional side view showing a field-effect semiconductor device at an important point in a process for describing an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態を説明する為の工程要所
に於ける電界効果型半導体装置を表す要部切断側面図で
ある。
FIG. 2 is a fragmentary side view showing a field-effect semiconductor device at a key step in the process for describing one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の他の実施の形態を説明する為の工程要
所に於ける電界効果型半導体装置を表す要部切断側面図
である。
FIG. 3 is a fragmentary side view showing a field-effect semiconductor device at a key step in a process for explaining another embodiment of the present invention.

【図4】本発明の他の実施の形態を説明する為の工程要
所に於ける電界効果型半導体装置を表す要部切断側面図
である。
FIG. 4 is a fragmentary sectional side view showing a field-effect semiconductor device at a main point of a process for explaining another embodiment of the present invention.

【符号の説明】 1 Si半導体基板 2 SiO2 からなる埋め込み絶縁層 3 Si層 3G SiGe層 4 SiO2 層 5 SiO2 からなるゲート絶縁膜 6G 多結晶Siからなるゲート電極 7E エクステンション・ソース領域 7S ソース領域 8E エクステンション・ドレイン領域 8D ドレイン領域 9 サイド・ウォール 11 レジスト膜 11A 開口[Description of Signs] 1 Si semiconductor substrate 2 embedded insulating layer made of SiO 2 3 Si layer 3G SiGe layer 4 SiO 2 layer 5 gate insulating film made of SiO 2 6G gate electrode made of polycrystalline Si 7E extension source region 7S source Region 8E Extension / drain region 8D Drain region 9 Side wall 11 Resist film 11A Opening

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】SOIウエハに於けるSi層にGeイオン
を注入してから該Si層を熱酸化して表面にSiO2
を形成すると共に薄層化されたSiGe層に変換する工
程が含まれてなることを特徴とする電界効果型半導体装
置の製造方法。
A step of implanting Ge ions into a Si layer of an SOI wafer, thermally oxidizing the Si layer to form a SiO 2 layer on the surface, and converting the Si layer into a thinned SiGe layer. A method for manufacturing a field-effect semiconductor device, comprising:
【請求項2】前記Geイオンの注入がチャネル領域生成
予定部分及びエクステンション・ソース領域形成予定部
分及びエクステンション・ドレイン領域形成予定部分に
局限されて実施されることを特徴とする請求項1記載の
電界効果型半導体装置の製造方法。
2. The electric field according to claim 1, wherein the implantation of the Ge ions is performed only in a portion where a channel region is to be formed, a portion where an extension / source region is to be formed, and a portion where an extension / drain region is to be formed. Manufacturing method of effect type semiconductor device.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100738459B1 (en) 2005-12-30 2007-07-11 주식회사 실트론 Method for manufacturing germanium-on-insulator substrate using SOI substrate
CN100336172C (en) * 2004-12-22 2007-09-05 上海新傲科技有限公司 Silicon-germanium material structure on insulator prepared through improved separation-by-implantation-of-oxygen technique and process thereof
CN110620111A (en) * 2018-06-20 2019-12-27 格芯新加坡私人有限公司 Extended Drain MOSFET (EDMOS)

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