JP2006093717A - Field effect transistor having a deformed channel layer and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
【課題】 変形されたチャンネル層を有する電界効果トランジスタ及びその製造方法を提供する。
【解決手段】 半導体基板上の構造物の側壁上に形成されたチャンネル層を備え、チャンネル層の少なくとも一部は、構造物の側壁が半導体基板から延びる方向に変形された電界効果トランジスタ及びその製造方法である。トランジスタは、FinFETであり、フィン構造物及び側壁を備える半導体基板上の構造物は、フィン構造物の側壁である。チャンネル層は、シリコンエピタキシャル層160であり、シリコンゲルマニウム120及びシリコン140の交互層を備える内部フィン構造物上に形成されうる。チャンネル層は、変形された部分及び変形されていない部分を含む。変形された部分及び変形されていない部分は、チャンネル層の側壁となる。
【選択図】 図4BPROBLEM TO BE SOLVED: To provide a field effect transistor having a deformed channel layer and a manufacturing method thereof.
A field effect transistor including a channel layer formed on a side wall of a structure on a semiconductor substrate, wherein at least a part of the channel layer is deformed in a direction in which the side wall of the structure extends from the semiconductor substrate, and its manufacture Is the method. The transistor is a FinFET, and the structure on the semiconductor substrate including the fin structure and the side wall is the side wall of the fin structure. The channel layer is a silicon epitaxial layer 160 and can be formed on an internal fin structure comprising alternating layers of silicon germanium 120 and silicon 140. The channel layer includes a deformed portion and an undeformed portion. The deformed portion and the undeformed portion become the side wall of the channel layer.
[Selection] Figure 4B
Description
本発明は、半導体素子に係り、特に電界効果トランジスタ(Field Effect Transistor:FET)及び関連素子に関する。 The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a field effect transistor (FET) and related devices.
本出願は、2004年9月25日に出願された韓国特許出願第2004−77593号から優先権を主張し、その内容を参照としてここに統合する。 This application claims priority from Korean Patent Application No. 2004-77593 filed on September 25, 2004, the contents of which are hereby incorporated by reference.
去る30年にわたって、電界効果トランジスタ(FET及び/またはMOSFET)を含むMOS(Metal Oxide Semiconductor)素子のようなシリコン系の集積回路技術の発展は、低コストと共に向上した素子速度、向上した集積度及び向上した素子性能を提供してきた。図1Aに示すように、MOS素子は、典型的にさらに低濃度でドーピングされたチャンネル領域18により分離された高濃度でドーピングされたソース/ドレイン(S/D)領域12を有する基板10内に形成される。チャンネル領域18は、ゲート誘電体16によりチャンネル領域から離れているゲート電極14により制御されうる。
Over the last 30 years, the development of silicon-based integrated circuit technologies such as MOS (Metal Oxide Semiconductor) devices including field effect transistors (FETs and / or MOSFETs) has led to increased device speed, improved integration and low cost. Improved device performance has been provided. As shown in FIG. 1A, a MOS device is typically in a
しかし、高性能、低消費電力及び高経済性だけでなく、高集積度に対する要求の増加と共に、トランジスタ特性の低下と関連した多くの問題点が発生した。例えば、トランジスタのチャンネル長が減少するにつれて、パンチスルー、DIBL(Drain Induced Barrier Lowering)、サブスレショルドスイング、接合領域と基板との間の増加した寄生キャパシタンス(すなわち、接合キャパシタンス)、増加した漏れ電流のような短チャンネル効果が発生する。 However, not only high performance, low power consumption, and high economic efficiency, but also with increasing demand for high integration, many problems related to deterioration of transistor characteristics have occurred. For example, as the transistor channel length decreases, punch through, DIBL (Drain Induced Barrier Lowering), subthreshold swing, increased parasitic capacitance between junction region and substrate (ie, junction capacitance), increased leakage current Such a short channel effect occurs.
トランジスタについての多様な設計が、従来のバルクMOS半導体素子が直面する問題の一部を解決するために発展してきた。かかるトランジスタ設計は、例えば超薄型のボディトランジスタ、二重ゲートトランジスタ、RCAT(RecessedChannel Array Transistor)、FinFET及びGAAT(Gate All Around Transistor)などを含む。 Various designs for transistors have evolved to solve some of the problems faced by conventional bulk MOS semiconductor devices. Such transistor designs include, for example, ultra-thin body transistors, double gate transistors, RCAT (Recessed Channel Array Transistors), FinFETs and GAATs (Gate All Around Transistors).
例えば、図1Bは、従来の超薄型のボディトランジスタを示す図面である。超薄型のボディトランジスタでは、チャンネル領域18が絶縁領域上の薄膜層内に形成されうる。また、図1Cは、従来の二重ゲートトランジスタを示す図面である。二重ゲートトランジスタでは、単一のチャンネル領域18がゲート誘電体16a、16bによりチャンネル領域から離れた二つのゲート14a、14bにより制御されうる。これにより、チャンネル領域の両側が制御されうる。
For example, FIG. 1B shows a conventional ultra-thin body transistor. In the ultra-thin body transistor, the
しかし、図1B及び図1Cの素子は、さらに複雑な製造技術を必要とし、これは、コストの増加及び収率低下を引き起こす。したがって、一般的な半導体製造で、このような素子は実用的ではない。 However, the device of FIGS. 1B and 1C requires more complex manufacturing techniques, which causes an increase in cost and a decrease in yield. Therefore, such a device is not practical in general semiconductor manufacturing.
例えば、超薄型のボディトランジスタは、従来のバルクMOS素子に比べて製造するのに相当なコストがかかる。たとえ幾つかの領域で向上した性能を提供するにしても、超薄型のボディトランジスタは、フローティングボディ効果及び熱伝達効果に敏感であり、ボディ厚さにより強要される制限がある。 For example, an ultra-thin body transistor is considerably expensive to manufacture compared to a conventional bulk MOS device. Even though providing improved performance in several areas, ultra-thin body transistors are sensitive to floating body effects and heat transfer effects and have limitations imposed by body thickness.
また、両側からチャンネルを制御することによって、二重ゲートデバイスは改善された漏れ性能を示すことができる。しかし、二重ゲート素子は、さらに複雑な製造過程が要求され、したがって、コストが増加して収率が低下する。特に、二重ゲートトランジスタの製造では、図1Cに示すように、上部ゲート14aと下部ゲート14bとを整列し難い。
Also, by controlling the channel from both sides, the double gate device can exhibit improved leakage performance. However, the double gate device requires a more complicated manufacturing process, thus increasing the cost and reducing the yield. In particular, in the manufacture of a double gate transistor, as shown in FIG. 1C, it is difficult to align the
GAATが、例えば特許文献1に説明されている。 GAAT is described in Patent Document 1, for example.
チャンネル領域が半導体物質からなる垂直に突出された“フィン”で形成されたFinFETトランジスタは、二重ゲートトランジスタと類似するか、またはそれ以上の漏れ性能を提供するが、製造するのに複雑でなく、低コストである。FinFETトランジスタ(または、簡単にFinFET)は、50nm以下(たぶん10nm程度に小さい)のチャンネル長にスケーリングされ、これは、集積度及び動作速度での付加的な改善を提供できる。FinFETの構造は、特許文献2に説明されている。 FinFET transistors with channel regions made of vertically protruding “fins” made of semiconductor material provide similar or better leakage performance than double gate transistors, but are not complicated to manufacture , Low cost. FinFET transistors (or simply FinFETs) are scaled to channel lengths of 50 nm or less (possibly as small as 10 nm), which can provide additional improvements in integration and operating speed. The structure of the FinFET is described in Patent Document 2.
FinFETでは、チャンネル領域が、前述したように半導体基板から突出された垂直方向のフィン状の活性領域内に形成される。ゲート誘電体がフィン上に形成され、ゲート電極がフィン周囲に沿って形成される。チャンネル領域が先に形成され、次いで、S/D領域が形成されうる。前記S/D領域は、フィンより高く形成されうる。次いで、誘電体及び導電性物質が二重及び/または三重ゲート素子を形成するために使われうる。 In the FinFET, the channel region is formed in the vertical fin-shaped active region protruding from the semiconductor substrate as described above. A gate dielectric is formed on the fin and a gate electrode is formed along the periphery of the fin. The channel region can be formed first, and then the S / D region can be formed. The S / D region may be formed higher than the fin. Dielectric and conductive materials can then be used to form double and / or triple gate devices.
図2A〜図2Dは、FinFETを形成するための従来の方法を説明するための半導体基板の断面図である。 2A to 2D are cross-sectional views of a semiconductor substrate for explaining a conventional method for forming a FinFET.
図2Aに示すように、エッチングマスクパターン13がシリコン基板10上に形成される。エッチングマスクパターン13により露出されたシリコン基板10の一部が、異方性エッチングされてシリコンフィン15を形成する。シリコンフィン15の上部エッジは、異方性エッチングにより鋭い角度(例えば、ほぼ直角)で形成される。エッチングマスクパターン13は、窒化物で形成され、熱酸化物層が前記窒化物と基板との間に形成される。隣接するシリコンフィン間の電気的絶縁を確保するために、素子分離層17が図2Bに示すように形成される。
As shown in FIG. 2A, an
図2Cに示すように、素子分離層17の一部が除去され、シリコンフィン15の側面または側壁が露出される。シリコンフィン15の側面は、トランジスタのチャンネル領域として役割を行える。
As shown in FIG. 2C, a part of the
図2Dに示すように、ゲート絶縁層19がシリコンフィン15の露出された側壁上に形成され、ゲート電極21が二重ゲートFinFETを形成可能に形成される。シリコンフィン15の両側壁は、ゲート電極21により制御されうる。
As shown in FIG. 2D, the
二重ゲートFinFETを形成するための従来の方法によれば、素子分離層17が除去されるとき、エッチングマスクパターン13と基板10との間の接着が弱化されうる。また、素子分離層17は、酸化物で形成されうるので、シリコンフィン15の一部上に形成されたエッチングマスクパターン13の熱酸化物層が、素子分離層17の一部と共に除去されることもある。素子集積度をさらに向上させるために、シリコンフィン15の幅が狭くなり、エッチングマスクパターン13がシリコンフィン15の上部面から離れる可能性が高くなる。もし、エッチングマスクパターンが除去されれば、シリコンフィン15の上部面がゲート電極21により制御され、三重ゲートFinFETが形成されうる。したがって、二重ゲート及び三重ゲートFinFETが同一なウェーハ上に形成されうる。
According to the conventional method for forming the double gate FinFET, when the
図2Dに示すように、高性能素子を形成するためにシリコンフィン15の幅が、ゲート絶縁層19を形成する前に熱酸化工程を行うことによって狭くなる。すなわち、シリコンフィン15の幅は、熱酸化工程を利用してシリコンフィン15の側壁に犠牲酸化層を形成し、次いで、犠牲酸化層を除去することによって狭くなる。これにより、シリコンフィン15は、エッチングマスクパターン13より狭い。したがって、アンダーカット領域がエッチングマスクパターン13の下部に形成され、ゲート絶縁物質の蒸着のような後続工程の間にステップカバレッジが不良になる。さらに、もし犠牲酸化層が除去されれば、エッチングマスクパターン13の熱酸化層も部分的に除去されうる。結果的に、エッチングマスクパターン13がシリコンフィン15から離れ、前述した問題が発生する。
As shown in FIG. 2D, the width of the
三重ゲートFinFETが、かかる問題の一部を解決するために開発されてきた。三重ゲートFinFETでは、シリコンフィンの上部面及び両側壁がゲート電極により制御され、これは、電流駆動能力を向上させる。 Triple gate FinFETs have been developed to solve some of these problems. In the triple gate FinFET, the upper surface and both side walls of the silicon fin are controlled by the gate electrode, which improves the current driving capability.
三重ゲートFinFETを形成するための従来の方法を、図3A及び図3Bを参照して説明する。三重ゲートFinFETは、図2A〜図2Dを参照して前述した二重ゲートFinFETを形成するための従来の方法でエッチングマスクパターンを除去することによって形成されうる。 A conventional method for forming a triple gate FinFET will be described with reference to FIGS. 3A and 3B. The triple gate FinFET may be formed by removing the etching mask pattern in a conventional manner for forming the double gate FinFET described above with reference to FIGS. 2A-2D.
図2Bに示すように、シリコンフィン15及び素子分離層17が形成される。次いで、図3Aに示すように、素子分離層17の一部及びエッチングマスクパターン13が除去される。結果的に、シリコンフィン15の上部面及び両側壁が露出される。
As shown in FIG. 2B,
図3Bに示すように、ゲート絶縁層19がシリコンフィン15の露出された表面(すなわち、両側壁及び上部面)上に形成され、次いで、ゲート電極21が形成される。
As shown in FIG. 3B, the
変形されたチャンネルを使用して向上したモビリティを有するトランジスタが、トランジスタ性能を改善するために研究されてきた。かかるトランジスタは、一般的にストレス発生器として厚いエピタキシャルSiGe層を使用するか、またはエピタキシャルSGOI(Silicon on Germanium On Insulator)ウェーハを使用する。しかし、厚いSiGe層またはSGOIウェーハを使用するのは、製造コストが高い。さらに、変形されたチャンネルを有するトランジスタは、典型的に平坦構造で具現されてきた。変形されたチャンネルを有するトランジスタは、例えば非特許文献1〜6に説明されており、その開示された内容はここに参照として統合される。
本発明が解決しようとする課題は、電子移動度が向上する変形層をチャンネル層の少なくとも一部に形成させることによって、半導体素子の電流移動度特性を向上するFET及びその製造方法を提供するところにある。 A problem to be solved by the present invention is to provide an FET that improves the current mobility characteristics of a semiconductor device by forming a deformable layer that improves electron mobility in at least a part of the channel layer, and a method for manufacturing the same. It is in.
前記の課題を解決するための本発明の一実施形態は、半導体基板上に形成される構造物の側壁上に形成されたチャンネル層を備え、前記チャンネル層の少なくとも一部が、前記構造物の側壁が前記半導体基板から延びる方向に変形されたFET及びその製造方法を提供する。 An embodiment of the present invention for solving the above problem includes a channel layer formed on a side wall of a structure formed on a semiconductor substrate, and at least a part of the channel layer is formed on the structure. Provided is an FET whose side wall is deformed in a direction extending from the semiconductor substrate, and a method for manufacturing the same.
本発明の特定の実施形態で、前記トランジスタは、FinFETを備え、前記構造物は、フィン構造物を備え、前記側壁は、前記フィン構造物の側壁を備える。前記チャンネル層は、シリコンエピタキシャル層を備える。前記チャンネル層は、約100Åより薄い。本発明の特定の実施形態で、前記基板はシリコン基板を備える。前記チャンネル層は、変形された部分及び変形されていない部分を含むことができる。前記変形された部分及び変形されていない部分は、前記チャンネル層の側壁を備える。 In a particular embodiment of the invention, the transistor comprises a FinFET, the structure comprises a fin structure, and the sidewall comprises a sidewall of the fin structure. The channel layer includes a silicon epitaxial layer. The channel layer is thinner than about 100 mm. In a particular embodiment of the invention, the substrate comprises a silicon substrate. The channel layer may include a deformed portion and an undeformed portion. The deformed portion and the undeformed portion include a side wall of the channel layer.
本発明の他の実施形態で、前記フィン構造物は、複数層の異なる物質層を備える。前記複数層の異なる物質層それぞれは、前記基板の反対側で基本的に前記基板に平行する上部面及び前記基板に対して基本的に垂直な側壁面を備え、前記チャンネル層は、前記複数層の異なる物質層の側壁面上に直接形成されうる。 In another embodiment of the present invention, the fin structure includes a plurality of different material layers. Each of the plurality of different material layers includes an upper surface that is basically parallel to the substrate on the opposite side of the substrate and a side wall surface that is basically perpendicular to the substrate, and the channel layer includes the plurality of layers. Can be formed directly on the side wall surfaces of different material layers.
本発明の他の実施形態で、前記フィン構造物は、シリコン及びシリコンゲルマニウムの交互層を備える。前記交互層は、エピタキシャル層を備える。前記交互層の前記シリコン層は、約30Åより薄い。前記交互層の前記シリコンゲルマニウム層は、約50Åより薄い。前記交互層は、一層以上のシリコン層と一層以上のシリコンゲルマニウム層とを備える。前記交互層の最外郭層は、シリコンゲルマニウム層である。前記チャンネル層の一部は、前記交互層の前記最外郭層上に直接配置されうる。 In another embodiment of the present invention, the fin structure comprises alternating layers of silicon and silicon germanium. The alternating layers comprise epitaxial layers. The alternating silicon layers are thinner than about 30 inches. The silicon germanium layer of the alternating layer is thinner than about 50 mm. The alternating layers include one or more silicon layers and one or more silicon germanium layers. The outermost layer of the alternating layers is a silicon germanium layer. A part of the channel layer may be directly disposed on the outermost layer of the alternating layer.
本発明のさらに他の実施形態で、FinFETは、前記チャンネル層に形成されたゲート誘電体、前記ゲート誘電体の一部上に形成されたゲート電極、及び前記ゲート電極の反対側に形成されたソース及びドレイン領域を備える。前記チャンネル層は、シリコンエピタキシャル層を備える。前記ソース及びドレイン領域は、シリコンエピタキシャル層を備える。前記フィン構造物及び前記ソース及びドレイン領域は、複数層の異なる物質層を備える。前記フィン構造物及び前記ソース及びドレイン領域は、シリコン及びシリコンゲルマニウムの交互層を備える。前記交互層は、エピタキシャル層を備える。前記ゲート電極は、ポリシリコン層を備える。本発明の特定の実施形態で、前記チャンネル層は、ゲート幅に平行な方向に変形された部分を含む。また、ゲート誘電体及びゲート電極は、ダマシン構造を備える。 In still another embodiment of the present invention, a FinFET is formed on the gate dielectric formed in the channel layer, a gate electrode formed on a portion of the gate dielectric, and on the opposite side of the gate electrode. Source and drain regions are provided. The channel layer includes a silicon epitaxial layer. The source and drain regions comprise a silicon epitaxial layer. The fin structure and the source and drain regions include a plurality of different material layers. The fin structure and the source and drain regions comprise alternating layers of silicon and silicon germanium. The alternating layers comprise epitaxial layers. The gate electrode includes a polysilicon layer. In a specific embodiment of the present invention, the channel layer includes a portion deformed in a direction parallel to the gate width. The gate dielectric and the gate electrode have a damascene structure.
本発明のさらに他の実施形態で、FinFETは、前記基板上に形成された第1誘電体層をさらに備え、前記フィン構造物は、前記第1誘電体層を通じて延び、前記チャンネル層は、前記第1誘電体層を越えて延びる前記フィン構造物の一部上に配置される。前記フィン構造物は、前記基板の一部を含み、前記基板により提供される前記フィン構造物の一部は、前記第1誘電体層を越えて延びる。代案として、前記フィン構造物は、前記基板の一部を含み、前記基板により提供される前記フィン構造物の一部は、前記第1誘電体層を越えて延びない。 The FinFET may further include a first dielectric layer formed on the substrate, the fin structure may extend through the first dielectric layer, and the channel layer may include the channel layer. A fin structure is disposed on a portion of the fin structure that extends beyond the first dielectric layer. The fin structure includes a portion of the substrate, and the portion of the fin structure provided by the substrate extends beyond the first dielectric layer. Alternatively, the fin structure includes a portion of the substrate, and the portion of the fin structure provided by the substrate does not extend beyond the first dielectric layer.
本発明の一実施形態は、半導体基板から延びる側壁を有する複数層の異なる物質層を備える内部チャンネル構造物、及び前記内部チャンネル構造物の前記側壁上に形成され、側壁を有する外部チャンネル層を備えるFinFET及びその製造方法を提供する。前記外部チャンネル層は、また側壁を備える。前記外部チャンネル層の側壁及び上部面上に形成され、前記外部チャンネル層の反対側に側壁及び上部面を備えるゲート誘電体層が提供される。前記ゲート誘電体層の側壁及び上部面の一部上に形成されたゲート電極が提供される。前記ゲート電極の反対側上に配置されたソース領域及びドレイン領域が提供される。 An embodiment of the present invention includes an inner channel structure including a plurality of different material layers having sidewalls extending from a semiconductor substrate, and an outer channel layer formed on the sidewalls of the inner channel structure and having sidewalls. A FinFET and a method for manufacturing the same are provided. The outer channel layer also includes sidewalls. A gate dielectric layer is provided that is formed on the sidewalls and the top surface of the outer channel layer and includes the sidewalls and the top surface on the opposite side of the outer channel layer. A gate electrode is provided that is formed on a portion of the sidewall and upper surface of the gate dielectric layer. A source region and a drain region disposed on opposite sides of the gate electrode are provided.
本発明の他の実施形態で、前記外部チャンネル層は、シリコンエピタキシャル層を備える。さらに、前記複数層の異なる物質層それぞれは、前記基板の反対側で基本的に前記基板に平行する上部面及び前記基板に対して基本的に垂直な側壁面を備える。前記チャンネル層は、前記複数層の異なる物質層の側壁面上に直接形成されうる。 In another embodiment of the present invention, the external channel layer comprises a silicon epitaxial layer. Further, each of the plurality of different material layers includes an upper surface which is basically parallel to the substrate on the opposite side of the substrate and a side wall surface which is basically perpendicular to the substrate. The channel layer may be directly formed on a sidewall surface of the plurality of different material layers.
本発明のさらに他の実施形態で、前記内部チャンネル構造物は、シリコン及びシリコンゲルマニウムの交互層を備える。前記交互層は、エピタキシャル層を備える。前記交互層は、一層以上のシリコン層と一層以上のシリコンゲルマニウム層とを備える。前記交互層の最外郭層は、シリコンゲルマニウム層である。前記チャンネル層の一部は、前記交互層の前記最外郭層上に直接配置されうる。前記ゲート電極は、ポリシリコン層を備える。 In yet another embodiment of the present invention, the inner channel structure comprises alternating layers of silicon and silicon germanium. The alternating layers comprise epitaxial layers. The alternating layers include one or more silicon layers and one or more silicon germanium layers. The outermost layer of the alternating layers is a silicon germanium layer. A part of the channel layer may be directly disposed on the outermost layer of the alternating layer. The gate electrode includes a polysilicon layer.
本発明の他の実施形態で、前記基板上に第1誘電体層が提供される。前記内部チャンネル構造物は、前記第1誘電体層を通じて延び、前記外部チャンネル層は、前記第1誘電体層を越えて延びる前記内部チャンネル構造物の一部上に配置される。前記内部チャンネル構造物は、前記基板の一部を含み、前記基板により提供される前記内部チャンネル構造物の一部は、前記第1誘電体層を越えて延びる。代案として、前記内部チャンネル構造物は、前記基板の一部を含み、前記基板により提供される前記内部チャンネル構造物の一部は、前記第1誘電体層を越えて延びない。 In another embodiment of the present invention, a first dielectric layer is provided on the substrate. The inner channel structure extends through the first dielectric layer, and the outer channel layer is disposed on a portion of the inner channel structure that extends beyond the first dielectric layer. The inner channel structure includes a portion of the substrate, and a portion of the inner channel structure provided by the substrate extends beyond the first dielectric layer. Alternatively, the inner channel structure includes a portion of the substrate, and the portion of the inner channel structure provided by the substrate does not extend beyond the first dielectric layer.
本発明のさらに他の実施形態で、前記基板はシリコン基板を備える。前記外部チャンネル層は、ゲート幅に平行な方向に変形された部分を含む。前記ゲート誘電体及び前記ゲート電極は、ダマシン構造を備える。前記外部チャンネル層は、変形された部分及び変形されていない部分を含む。前記変形された部分及び変形されていない部分は、前記外部チャンネル層の側壁を備える。 In still another embodiment of the present invention, the substrate comprises a silicon substrate. The outer channel layer includes a portion deformed in a direction parallel to the gate width. The gate dielectric and the gate electrode have a damascene structure. The outer channel layer includes a deformed portion and an undeformed portion. The deformed portion and the undeformed portion include sidewalls of the outer channel layer.
本発明の一実施形態で、半導体基板上に形成され、前記基板から延びる側壁及び前記基板の反対側の上部面を備える内部チャンネル構造物、及び前記内部チャンネル構造物の前記側壁及び上部面上に形成され、前記内部チャンネル構造物の反対側の側壁及び上部面を備える外部チャンネル層を備えるFinFET及びその製造方法を提供する。前記内部チャンネル構造物の前記側壁上で形成された前記外部チャンネル層の一部は変形される。前記外部チャンネル層の側壁及び上部面上に、前記外部チャンネル層の反対側に側壁及び上部面を備えるゲート誘電体層が提供される。前記ゲート誘電体層の側壁及び上部面の一部上に、ゲート電極が提供される。前記ゲート電極の反対側上に、ソース領域及びドレイン領域が配置される。 In one embodiment of the present invention, an inner channel structure is formed on a semiconductor substrate and includes a sidewall extending from the substrate and an upper surface opposite to the substrate, and on the sidewall and upper surface of the inner channel structure. Provided is a FinFET having an outer channel layer formed and having an opposite side wall and an upper surface of the inner channel structure, and a method of manufacturing the same. A portion of the outer channel layer formed on the sidewall of the inner channel structure is deformed. A gate dielectric layer is provided on the sidewalls and top surface of the outer channel layer, with the sidewalls and top surface opposite the outer channel layer. A gate electrode is provided on a portion of the sidewall and upper surface of the gate dielectric layer. A source region and a drain region are disposed on the opposite side of the gate electrode.
本発明のさらに他の実施形態で、前記外部チャンネル層は、シリコンエピタキシャル層を備える。前記内部チャンネル構造物は、複数層の異なる物質層を備える。前記複数層の異なる物質層それぞれは、前記基板の反対側で基本的に前記基板に平行する上部面及び前記基板に対して基本的に垂直な側壁面を備える。前記外部チャンネル層は、前記複数層の異なる物質層の側壁面上に直接形成されうる。前記内部チャンネル構造物は、シリコン及びシリコンゲルマニウムの交互層を備える。前記交互層は、エピタキシャル層を備える。前記交互層は、一つ以上のシリコン層と一つ以上のシリコンゲルマニウム層とを備える。前記交互層の最外郭層は、シリコンゲルマニウム層である。前記チャンネル層の一部は、前記交互層の前記最外郭層上に直接配置されうる。前記ゲート電極は、ポリシリコン層を備える。 In still another embodiment of the present invention, the external channel layer comprises a silicon epitaxial layer. The inner channel structure includes a plurality of different material layers. Each of the plurality of different material layers includes an upper surface which is basically parallel to the substrate on the opposite side of the substrate and a side wall surface which is basically perpendicular to the substrate. The outer channel layer may be directly formed on a sidewall surface of the plurality of different material layers. The inner channel structure includes alternating layers of silicon and silicon germanium. The alternating layers comprise epitaxial layers. The alternating layers include one or more silicon layers and one or more silicon germanium layers. The outermost layer of the alternating layers is a silicon germanium layer. A part of the channel layer may be directly disposed on the outermost layer of the alternating layer. The gate electrode includes a polysilicon layer.
本発明のさらに他の実施形態で、前記基板上に第1誘電体層が提供される。前記内部チャンネル構造物は、前記第1誘電体層を通じて延び、前記外部チャンネル層は、前記第1誘電体層を越えて延びる前記内部チャンネル構造物の一部上に配置されうる。前記内部チャンネル構造物は、前記基板の一部を含み、前記基板により提供される前記内部チャンネル構造物の一部は、前記第1誘電体層を越えて延びる。代案として、前記内部チャンネル構造物は、前記基板の一部を含み、前記基板により提供される前記内部チャンネル構造物の一部は、前記第1誘電体層を越えて延びない。 In yet another embodiment of the present invention, a first dielectric layer is provided on the substrate. The inner channel structure may extend through the first dielectric layer, and the outer channel layer may be disposed on a portion of the inner channel structure that extends beyond the first dielectric layer. The inner channel structure includes a portion of the substrate, and a portion of the inner channel structure provided by the substrate extends beyond the first dielectric layer. Alternatively, the inner channel structure includes a portion of the substrate, and the portion of the inner channel structure provided by the substrate does not extend beyond the first dielectric layer.
本発明のさらに他の実施形態で、前記基板はシリコン基板を備える。前記外部チャンネル層は、ゲート幅に平行な方向に変形された部分を含む。前記ゲート誘電体及び前記ゲート電極は、ダマシン構造を備える。前記外部チャンネル層は、変形された部分及び変形されていない部分を含む。前記変形された部分及び変形されていない部分は、前記外部チャンネル層の側壁を備える。 In still another embodiment of the present invention, the substrate comprises a silicon substrate. The outer channel layer includes a portion deformed in a direction parallel to the gate width. The gate dielectric and the gate electrode have a damascene structure. The outer channel layer includes a deformed portion and an undeformed portion. The deformed portion and the undeformed portion include sidewalls of the outer channel layer.
本発明によれば、電子移動度が向上する変形層をチャンネル層の少なくとも一部に形成させることによって、半導体素子の電流移動度特性を向上させる。 According to the present invention, the current mobility characteristic of the semiconductor element is improved by forming the deformation layer that improves the electron mobility in at least a part of the channel layer.
以下、添付した図面を参照して、本発明の望ましい実施形態を詳細に説明する。しかし、本発明は、多くの異なる形態で具現され、ここで説明される実施形態に限定されると解釈されてはならず、かかる実施形態は、その開示内容を完全にして発明の思想を当業者に十分に伝達するために提供されるものである。図面で、層及び領域の厚さは、明瞭性のために誇張されている。同じ参照番号は全体的に同じ要素を指称する。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. This invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; such embodiments are intended to complete the disclosure and embrace the spirit of the invention; It is provided in order to fully communicate to the contractor. In the drawings, the thickness of layers and regions are exaggerated for clarity. Like reference numbers generally refer to like elements.
少なくともチャンネル領域の一部が変形されたチャンネル領域を有するFinFET構造及びFinFETの製造方法を示す図4A〜図7を参照して、本発明の一実施形態を説明する。しかし、本発明は、FinFET構造に限定されると解釈されてはならず、チャンネルが下部構造物の側壁上に形成される他の構造物に対して使われることもある。したがって、例えば変形されたチャンネルが、ここで説明されたFinFET構造物以外にRCATまたはGAATにも提供されうる。したがって、本発明の実施形態が構造物の側壁上にチャンネル層を有するFET構造物に使われ、ここでFETのチャンネル層の少なくとも一部が、前記構造物の側壁が半導体基板から延びる方向に変形される。 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 7 showing a FinFET structure having a channel region in which at least a part of the channel region is deformed and a method of manufacturing the FinFET. However, the present invention should not be construed as limited to FinFET structures and may be used for other structures in which the channel is formed on the sidewalls of the underlying structure. Thus, for example, a modified channel can be provided for RCAT or GAAT in addition to the FinFET structures described herein. Accordingly, an embodiment of the present invention is used in an FET structure having a channel layer on a sidewall of the structure, wherein at least a part of the channel layer of the FET is deformed in a direction in which the sidewall of the structure extends from the semiconductor substrate. Is done.
図4Aは、本発明の一部の実施形態によるFinFETの一部を示す断面図である。図4Bは、図4AのFinFETのゲート及びチャンネル領域の等軸図である。図4A及び図4Bに示すように、基板110は、外部フィン構造物410に格子整合される層及び格子不整合される層を備える内部フィン構造物400を備え、前記外部フィン構造物410は、前記外部フィン構造物410内での電流の方向に垂直な方向(例えば、図4A及び図4Bに示す垂直方向)に外部フィン構造物410の少なくとも一部が変形されたチャンネルを提供する。後述するように、もし、二層の格子定数の差がキャリア移動度を向上させるための十分なストレーンを誘導するのに十分でなければ、ここで使われた層は格子整合されたものであり、もし、二層の格子定数の差がキャリア移動度を向上させるための十分なストレーンを誘導するのに十分であれば、格子不整合のものである。本発明の特定の実施形態で、基板110は、シリコン基板及び/またはSOI基板である。また、内部フィン構造物400は、シリコンゲルマニウム層120及びシリコン層140を備え、それぞれはエピタキシャル層である。また、外部フィン構造物410は、前記側壁上で選択的にエピタキシャル成長により形成されたシリコン層160であり、一部の実施形態では、前記シリコン層160がシリコンゲルマニウム層120及びシリコン層140上に直接形成可能に、前記内部フィン構造物400の側壁上に直接形成されうる。一部の実施形態では、内部フィン構造物400の最外郭層は、シリコンゲルマニウム層120である。
FIG. 4A is a cross-sectional view illustrating a portion of a FinFET according to some embodiments of the present invention. 4B is an isometric view of the gate and channel region of the FinFET of FIG. 4A. As shown in FIGS. 4A and 4B, the
本発明の特定の実施形態で、ゲート誘電体層180は、外部フィン構造物410上に提供され、ゲート電極220は、ゲート誘電体層180上に提供される。本発明の一部の実施形態では、ゲート電極180はポリシリコン層となる。図4A及び図4Bに第1誘電体層200が示され、内部フィン構造物400の一部が第1誘電体層200を通じて延びる。ゲート誘電体層180は、例えば二酸化シリコンのような酸化物を含み、FinFET構造で使用するのに適した層または適切なゲート誘電体層である。同様に、第1誘電体層200は、例えば二酸化シリコンを含む適切な誘電体物質である。図4A及び図4Bに示す実施形態で、前記基板110により提供された前記内部フィン構造物400の一部は、基本的に前記第1誘電体層200を越えて延びない。しかし、代案の実施形態で、図7に示すように、基板110´及び第1誘電体層200´が、前記基板110´により提供される前記内部フィン構造物400´の一部が前記第1誘電体層200´を越えて延びる位置に提供され、前記外部フィン構造物410´が前記第1誘電体層200´から突出された基板110´の部分上に提供される。
In particular embodiments of the present invention, the
図4Cは、ゲート電極220の反対側に提供されるS/D領域300(図4A、図4B及び図7には図示せず)を示す図面である。S/D領域300は、内部フィン構造物400または外部フィン構造物410のチャンネル領域より高濃度でドーピングされうる。S/D領域300にドーピングするために使われる特定のドーパントは、提供される素子がnMOS素子であるか、またはpMOS素子であるかによって決定される。一部の実施形態で、S/D領域300は、シリコンゲルマニウム120及びシリコン140の交互層で提供されうる。また、S/D領域300は、シリコンエピタキシャル層160で提供されうる。また、S/D領域300は、シリコンまたはシリコンゲルマニウムの領域で提供されうる。S/D領域300内に提供されたシリコンゲルマニウムは、単にシリコンのみがS/D領域300内に提供された場合より高濃度でドーピングされうる。さらに、S/D領域300は、S/D領域を限定するために、イオン注入を通じてカウンタードーピングされた領域により限定されうる。
4C illustrates an S / D region 300 (not shown in FIGS. 4A, 4B, and 7) provided on the opposite side of the
本発明の一部の実施形態で、シリコン層140及びシリコンゲルマニウム層120がエピタキシャル層で提供される。シリコンゲルマニウム層120とシリコンエピタキシャル層160との間の格子定数で1.2%の差を提供するように、前記シリコンゲルマニウム層120は、約30%のゲルマニウムを含むことができる。前記シリコンゲルマニウム層120は、可能な限り厚いが、例えばシリコンゲルマニウム層でディスロケーション欠陥によりシリコンゲルマニウム層120の品質を顕著に低下させるほど厚くないようにする。
In some embodiments of the invention, the
シリコンゲルマニウム層120の具体的な厚さは、前記層内にあるゲルマニウムの量に依存するが、一部の実施形態で、約30%のゲルマニウムを有するシリコンゲルマニウム層に対して約20nmの厚さが提供されうる。一部の実施形態では、シリコン層140は、約5nmの厚さを有し、シリコンゲルマニウム層120は、約20nmの厚さを有する。シリコン層140及びシリコンゲルマニウム層120の層数は、内部フィン構造物400の全体高さ及び個別層の厚さに依存する。しかし、一部の実施形態で、一層以上のシリコン層及び一層以上のシリコンゲルマニウム層が提供されうる。本発明の特定の実施形態では、シリコン層140は、約30Å以下の厚さを有し、シリコンゲルマニウム層は、約50Å以下の厚さを有する。本発明の一部の実施形態で、前記内部フィン構造物400の全体高さは、約100nm〜約150nmである。前記交互層の最外郭層は、図4Aに示すようにシリコンゲルマニウム層120である。
The specific thickness of the
外部フィン構造物410は、内部フィン構造物400上に形成されたシリコンエピタキシャル層160で提供されうる。シリコンエピタキシャル層160は、少なくとも素子の予想されるチャンネル深さの厚さを有する。しかし、一部の実施形態で、前記シリコンエピタキシャル層160は、動作時にチャンネルが内部フィン構造物400に延びるように、素子のチャンネルの予想される深さより薄くもある。シリコンエピタキシャル層160は、ゲート酸化物180の形成前に約20Å〜約100Åの厚さに成長されうるが、他の厚さとなることもある。ゲート酸化物180は、熱酸化により形成され、シリコンエピタキシャル層160の一部を消耗することもある。シリコンエピタキシャル層160の約45%が、ゲート酸化物180を提供するための熱酸化工程の間に消耗されうる。ゲート酸化物180を形成した後、シリコンエピタキシャル層160の少なくとも約10Åが残留される。成長された状態のシリコンエピタキシャル層160の厚さは、蒸着のようなゲート酸化物180の形成のための他の技術が使われる場合に異なる。
The
したがって、図4A及び図4Bに示すように、内部チャンネル構造が内部フィン構造物400で提供され、複数層の異なる物質層を備え、半導体基板110から延びた側壁を有する。前記複数層の異なる物質層は、基本的に基板110に対して平行して反対側に位置した上部面と、基本的に基板110に垂直な側壁面とを備える。前記複数層の異なる物質層は、異なる半導体物質からなる多重層のスタックとして提供されうる。外部チャンネル層は、外部フィン構造物410により提供され、内部チャンネル構造物の側壁上に形成される。外部チャンネル層も側壁を有し、内部チャンネル構造物の複数層の異なる物質層の側壁上に直接形成されうる。前記内部チャンネル構造物の側壁上に形成された外部チャンネル層の少なくとも一部は変形される。ゲート誘電体層180が外部チャンネル層の側壁及び上部面上に提供され、前記外部チャンネル層の反対側に側壁及び上部面を備える。ゲート電極220が、ゲート誘電体層180の側壁及び上部面の一部上に提供される。
Accordingly, as shown in FIGS. 4A and 4B, the inner channel structure is provided by the
図5A及び図5Bは、本発明の一部の実施形態によってチャンネル層を提供する内部フィン構造物400及び外部フィン構造物410の格子構造を概略的に示す図面である。図5A及び図5Bに示すように、内部フィン構造物400は、(100)面でシリコン層と基本的に格子整合するが、(110)面では、外部フィン構造物のシリコン層と格子不整合であるシリコンゲルマニウム層を備える。したがって、チャンネル層を提供する外部フィン構造物410は、外部フィン構造物410が内部フィン構造物400のシリコンゲルマニウム層上に形成される位置では変形されるが、外部フィン構造物410が内部フィン構造物400のシリコン層上に形成される位置では変形されない。ここで使われる格子整合及び格子不整合という用語は、二つの物質の格子定数の差と関連する。もし、格子定数の差が二層のうち一層にストレーンを誘発し、その層に誘発されたストレーンの結果として少なくとも部分的にキャリア移動度を向上させるのに十分であれば、格子定数の差は十分であると考えられる。
5A and 5B are diagrams schematically illustrating a lattice structure of an
図5Bに示すように、チャンネル層を提供する外部フィン構造物は、内部フィン構造物と外部フィン構造物との間の格子不整合の結果として変形された部分及び変形されていない部分を含む。ストレーンが図5Bで垂直方向であり、電流がFinFET構成でページの内にまたは外側に向かうため、ストレーンの方向は、ゲート/チャンネルの幅に平行する。シリコンゲルマニウム層がシリコン層より大きい格子定数を有するので、シリコンゲルマニウム層上にあるシリコン層内のストレーンは引張となる。Geらの論文“Process−Strained Si(PSS)CMOS Technology Featuring 3D Strain Engineering”(Eletron Devices Meeting,2003,IEDM ´03 Technical Digest.IEEE International,pp.3.7.1−3.7.4)によれば、電流及びゲート幅に垂直な引張ストレーンは、nMOS及びpMOS素子いずれもの性能を向上させることができる。したがって、本発明の実施形態によるフィン構造物は、nMOS及びpMOS素子にいずれも使用するのに適している。 As shown in FIG. 5B, the outer fin structure that provides the channel layer includes a deformed portion and an undeformed portion as a result of lattice mismatch between the inner fin structure and the outer fin structure. The strain direction is parallel to the width of the gate / channel because the strain is vertical in FIG. 5B and the current goes in or out of the page in the FinFET configuration. Since the silicon germanium layer has a larger lattice constant than the silicon layer, the strain in the silicon layer on the silicon germanium layer is tensile. Ge et al., “Process-Strained Si (PSS) CMOS Technology Featuring 3D Strain Engineering” (Eltron Devices Meeting, 2003, IEDM '03 Technical Digest. 3 IE7. Therefore, the tensile strain perpendicular to the current and gate width can improve the performance of both the nMOS and pMOS devices. Therefore, the fin structure according to the embodiment of the present invention is suitable for use in both nMOS and pMOS devices.
図6A〜図6Eは、本発明の一部の実施形態による変形されたチャンネル層を備えるFETの製造方法を示す図面である。図6Aに示すように、シリコンゲルマニウム312及びシリコン314の交互層がシリコン基板310上に形成される。シリコンゲルマニウム312及びシリコン314の交互層がエピタキシャル成長により形成され、前述した寸法を有するように形成されうる。選択的に、もし図6Aの構造物上にカウンタードーピング注入が行われれば、酸化物層のようなバッファ層(図示せず)が、シリコン基板310とシリコンゲルマニウム312及びシリコン314の交互層との間に提供されうる。他の代案として、図6Aの結果物に対して全面的なイオン注入が行われ、したがって、カウンタードーピングが不要である。
6A to 6E are views illustrating a method of manufacturing an FET including a modified channel layer according to some embodiments of the present invention. As shown in FIG. 6A, alternating layers of
図6Bに示すように、図4A及び図4Bの内部フィン構造物400が、内部フィン構造物を形成する基板110、シリコンゲルマニウム層120及びシリコン層140を提供するために、シリコンゲルマニウム312及びシリコン314の交互層を通じて基板310まで図6Aの構造物をエッチングすることによって形成されうる。窒化シリコン層322が内部フィン構造物上に提供され、エッチングマスクとして使われうる。さらに、SiO2のような酸化物層320がフィン構造物を取り囲むように、基板110上に形成されうる。本発明の一部の実施形態で、フィン構造物の形成後に、前記構造物上に酸化物層が形成され、酸化物層320を提供するために、前記フィン構造物に対応して前記酸化物層内にトレンチがエッチングされる。次いで、トレンチは、窒化シリコン層で充填された後、トレンチ内に窒化シリコン層322を提供するために化学機械的研磨工程が行われる。前述したように、窒化シリコン層322は、酸化物層320に対する後続するエッチバックの間にマスクとして役割を行える。
As shown in FIG. 6B, the
図6Cは、酸化物層200を提供するために、酸化物層320のエッチバックを示す図面である。図6Cに示すように、酸化物層320は、基板110まで陥没され、図7に示す一部の実施形態では、フィン構造物の一部を形成する基板110の部分を越えて陥没されうる。選択的に、前記フィン構造物は、フィン構造物の幅が狭くなるようにトリミングまたはセニングされうる。
FIG. 6C is a diagram illustrating etch back of the
図6Dは、内部フィン構造物400上にシリコン層160の形成を示す図面である。外部フィン構造物410を提供するシリコン層160は、シリコン層160が内部フィン構造物400の側壁上に形成されるように、シリコンゲルマニウム層120及びシリコン層140上にシリコン層の選択的エピタキシャル成長により形成されうる。前記シリコン層160は、内部フィン構造物400上に非晶質シリコン層を形成し、次いで、非晶質層を結晶質に転換するためにアニーリングを行うことによって、固相エピタキシにより形成されうる。
FIG. 6D illustrates the formation of the
図6Eは、ゲート酸化物180及びゲート電極220の形成を示す図面である。前述したように、ゲート酸化物180は、シリコン層160の熱酸化により形成されうる。ゲート電極220が、通常のゲートパターニング技術を使用して形成されうる。選択的に、ゲート電極220を形成した後、S/D領域がS/D領域内で選択的エピタキシャル成長により拡張されうる。
FIG. 6E illustrates the formation of the
本発明の一部の実施形態で、ゲート構造物は、ダマシンゲート構造を提供するためにダマシン工程により形成される。かかる実施形態では、ゲートがフィン構造物周囲の陥没部内に形成され、ゲート物質の全面蒸着が行われた後で化学機械的研磨工程が行われるか、または陥没部内に存在しないゲート物質を除去するための他の平坦化方法が行われうる。この場合には、S/D領域を拡張する必要がなくなる。 In some embodiments of the invention, the gate structure is formed by a damascene process to provide a damascene gate structure. In such an embodiment, the gate is formed in a recess around the fin structure and a chemical mechanical polishing process is performed after the gate material has been fully deposited or the gate material not present in the recess is removed. Other planarization methods can be performed. In this case, it is not necessary to expand the S / D area.
以上、本発明の望ましい実施形態について具体的に説明したが、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で当業者の技術レベルによって多様に変更を加えることが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been specifically described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and may vary depending on the technical level of those skilled in the art without departing from the technical idea of the present invention. It is possible to make changes to
本発明は、半導体素子関連の技術分野に適用可能である。 The present invention is applicable to a technical field related to semiconductor elements.
110 基板
120 シリコンゲルマニウム層、
140,160 シリコン層、
180 ゲート誘電体層、
200 第1誘電体層、
220 ゲート電極、
400 内部フィン構造物、
410 外部フィン構造物。
110
140,160 silicon layer,
180 gate dielectric layer,
200 first dielectric layer;
220 gate electrode,
400 internal fin structure,
410 External fin structure.
Claims (65)
前記チャンネル層は、前記複数層の異なる物質層の側壁面上に直接形成されることを特徴とする請求項5に記載の電界効果トランジスタ。 Each of the plurality of different material layers includes an upper surface on the opposite side of the substrate, which is basically parallel to the substrate, and a sidewall surface that is basically perpendicular to the substrate,
6. The field effect transistor according to claim 5, wherein the channel layer is directly formed on a sidewall surface of the plurality of different material layers.
前記ゲート誘電体の一部上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の反対側に形成されたソース及びドレイン領域と、をさらに備えることを特徴とする請求項2に記載の電界効果トランジスタ。 A gate dielectric formed in the channel layer;
A gate electrode formed on a portion of the gate dielectric;
The field effect transistor according to claim 2, further comprising a source region and a drain region formed on opposite sides of the gate electrode.
前記内部チャンネル構造物の前記側壁上に形成され、側壁を有する外部チャンネル層と、を備えることを特徴とするフィン電界効果トランジスタ。 An internal channel structure comprising a plurality of different material layers having sidewalls extending from the semiconductor substrate;
And an external channel layer formed on the sidewall of the internal channel structure and having the sidewall.
前記ゲート誘電体層の側壁及び上部面の一部上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の反対側上に配置されたソース領域及びドレイン領域と、をさらに備えることを特徴とする請求項29に記載のフィン電界効果トランジスタ。 A gate dielectric layer formed on a sidewall and an upper surface of the outer channel layer, and having a sidewall and an upper surface on the opposite side of the outer channel layer;
A gate electrode formed on a part of the sidewall and upper surface of the gate dielectric layer;
30. The fin field effect transistor of claim 29, further comprising a source region and a drain region disposed on opposite sides of the gate electrode.
前記チャンネル層は、前記複数層の異なる物質層の側壁面上に直接形成されることを特徴とする請求項30に記載のフィン電界効果トランジスタ。 Each of the plurality of different material layers comprises an upper surface that is essentially parallel to the substrate on the opposite side of the substrate and a sidewall surface that is essentially perpendicular to the substrate,
The fin field effect transistor according to claim 30, wherein the channel layer is formed directly on a sidewall surface of the plurality of different material layers.
前記内部チャンネル構造物の前記側壁及び上部面上に形成され、前記内部チャンネル構造物の反対側の側壁及び上部面を備える外部チャンネル層であって、前記内部チャンネル構造物の前記側壁上で形成された前記外部チャンネル層の一部が変形された前記外部チャンネル層と、
前記外部チャンネル層の側壁及び上部面上に形成され、前記外部チャンネル層の反対側に側壁及び上部面を備えるゲート誘電体層と、
前記ゲート誘電体層の側壁及び上部面の一部上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の反対側上に配置されたソース領域及びドレイン領域と、を備えることを特徴とするフィン電界効果トランジスタ。 An internal channel structure formed on a semiconductor substrate and comprising a sidewall extending from the substrate and an upper surface opposite the substrate;
An outer channel layer formed on the sidewalls and upper surface of the inner channel structure and having opposite sidewalls and upper surfaces of the inner channel structure, formed on the sidewalls of the inner channel structure. The outer channel layer in which a part of the outer channel layer is deformed;
A gate dielectric layer formed on a sidewall and an upper surface of the outer channel layer, and having a sidewall and an upper surface on the opposite side of the outer channel layer;
A gate electrode formed on a part of the sidewall and upper surface of the gate dielectric layer;
A fin field effect transistor comprising a source region and a drain region disposed on opposite sides of the gate electrode.
前記外部チャンネル層は、前記複数層の異なる物質層の側壁面上に直接形成されることを特徴とする請求項49に記載のフィン電界効果トランジスタ。 Each of the plurality of different material layers comprises an upper surface that is essentially parallel to the substrate on the opposite side of the substrate and a sidewall surface that is essentially perpendicular to the substrate,
50. The fin field effect transistor of claim 49, wherein the external channel layer is directly formed on a sidewall surface of the plurality of different material layers.
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