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ゲルマニウム層をチャネル領域とする半導体装置およびその製造方法

国内特許コード P170014509
整理番号 (AF15P013)
掲載日 2017年8月16日
出願番号 特願2016-557764
出願日 平成27年11月2日(2015.11.2)
国際出願番号 JP2015080954
国際公開番号 WO2016072398
国際出願日 平成27年11月2日(2015.11.2)
国際公開日 平成28年5月12日(2016.5.12)
優先権データ
  • 特願2014-225622 (2014.11.5) JP
発明者
  • 鳥海 明
  • 李 忠賢
  • 西村 知紀
出願人
  • 国立研究開発法人科学技術振興機構
発明の名称 ゲルマニウム層をチャネル領域とする半導体装置およびその製造方法
発明の概要 ゲルマニウム層30内に形成された第1導電型を有するチャネル領域50と、前記ゲルマニウム層内に形成され、前記第1導電型と異なる第2導電型を有するソース領域36およびドレイン領域38と、を具備し、前記チャネル領域における酸素濃度は、前記ソース領域および前記ドレイン領域の少なくとも一方の領域と前記少なくとも一方の領域を囲む前記第1導電型を有する領域との接合界面52における酸素濃度より低い半導体装置。
従来技術、競合技術の概要


ゲルマニウム(Ge)は、シリコン(Si)に比べ優れた電子物性を有する半導体である。例えば、ゲルマニウム層をチャネル領域とするMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)が開発されている。特許文献1には、還元性ガスまたは不活性ガス雰囲気においてゲルマニウム層を熱処理することが記載されている。

産業上の利用分野


本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、ゲルマニウム層をチャネル領域とする半導体装置およびその製造方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
ゲルマニウム層内に形成された第1導電型を有するチャネル領域と、
前記ゲルマニウム層内に形成され、前記第1導電型と異なる第2導電型を有するソース領域およびドレイン領域と、
を具備し、
前記チャネル領域における酸素濃度は、前記ソース領域およびドレイン領域の少なくとも一方の領域と前記少なくとも一方の領域を囲む前記第1導電型を有する領域との接合界面における酸素濃度より低いことを特徴とする半導体装置。

【請求項2】
前記チャネル領域における酸素濃度は1×1016cm-3以下であり、前記接合界面における酸素濃度は1×1016cm-3より高いことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。

【請求項3】
前記チャネル領域における酸素濃度は5×1015cm-3以下であることを特徴とする請求項2記載の半導体装置。

【請求項4】
前記第1導電型はp型であり、前記第2導電型はn型であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一項記載の半導体装置。

【請求項5】
ゲルマニウム層内に形成された第1導電型を有するチャネル領域を形成する工程と、
前記ゲルマニウム層内に前記第1導電型と異なる第2導電型を有するソース領域およびドレイン領域を形成する工程と、
前記チャネル領域における酸素濃度が前記ソース領域およびドレイン領域の少なくとも一方の領域と前記少なくとも一方の領域を囲む前記第1導電型を有する領域との接合界面における酸素濃度より低くなるように酸素濃度を設定する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。

【請求項6】
前記酸素濃度を設定する工程は、
前記ゲルマニウム層内の前記チャネル領域となる領域が露出し、前記接合界面となる領域上の前記ゲルマニウム層の表面が露出しない状態で還元性雰囲気において前記ゲルマニウム層を熱処理する工程を含むことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】
前記熱処理する工程は、前記チャネル領域および前記接合界面の酸素濃度が1×1016cm-3以上のゲルマニウム層を熱処理する工程であることを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】
前記熱処理する工程の前に、前記チャネル領域となる領域および前記接合界面となる領域に酸素を導入する工程を含むことを特徴とする請求項6または7記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】
前記酸素濃度を設定する工程は、
前記チャネル領域となる領域に対し前記接合界面となる領域に選択的に酸素を導入する工程を含むことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。

【請求項10】
前記酸素濃度を設定する工程は、
前記チャネル領域における酸素濃度が1×1016cm-3以下となり、前記接合界面における酸素濃度が1×1016cm-3より高くなるように前記酸素濃度を設定する工程であることを特徴とする請求項5から9のいずれか一項記載の半導体装置の製造方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 公開
参考情報 (研究プロジェクト等) CREST 次世代エレクトロニクスデバイスの創出に資する革新材料・プロセス研究 領域
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