(57)【要約】【課題】活性領域、素子分離領域の寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタ形成領域およびｐチャネルトランジスタ形成領域の駆動電流をともに増加させる。【解決手段】素子分離領域ＩＳにより区画されて配置されたｎチャネルトランジスタＱｎの形成領域とｐチャネルトランジスタＱｐの形成領域とを有し、ｎチャネルトランジスタＱｎの形成領域においてそのコンタクトプラグＣＰに起因する応力とｐチャネルトランジスタＱｐの形成領域においてそのコンタクトプラグＣＰに起因する応力とが互いに異なる状態に構成されている。この構成により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。【選択図】図７
2006173468.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
素子分離領域により区画されて配置されたｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域とを有し、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域においてそのコンタクトプラグに起因する応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域においてそのコンタクトプラグに起因する応力とが互いに異なる状態に構成されている半導体装置。
【請求項２】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違が、単位面積当たりのコンタクトプラグ数の相違によるものである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に少なく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に多い請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に多く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に少ない請求項２に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違が、コンタクトプラグの形状の相違によるものである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項６】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に小さく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に大きい請求項５に記載の半導体装置。
【請求項７】
前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に大きく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に小さい請求項５に記載の半導体装置。
【請求項８】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはチャネルと平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項９】
前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはチャネルと平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項１０】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはゲート電極と平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項１１】
前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはゲート電極と平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている請求項５に記載の半導体装置。
【請求項１２】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違が、コンタクトプラグの構成材料の相違によるものである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１３】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料である請求項１２に記載の半導体装置。
【請求項１４】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違が、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成の相違によるものである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１５】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成材料は引張応力を持つ材料であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成材料は圧縮応力を持つ材料である請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１６】
前記バリアメタルの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に薄く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に厚い請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１７】
前記バリアメタルの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に厚く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に薄い請求項１４に記載の半導体装置。
【請求項１８】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違が、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さと前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さの相違によるものである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項１９】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に小さく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に大きい請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２０】
前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に大きく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に小さい請求項１８に記載の半導体装置。
【請求項２１】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違が、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の間隔と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の間隔の相違によるものである請求項１に記載の半導体装置。
【請求項２２】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に広く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に狭い請求項２１に記載の半導体装置。
【請求項２３】
前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に狭く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に広い請求項２１に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置（ＬＳＩ）に関し、詳しくはＭＩＳＦＥＴ（metalinsulator semiconductor field effect transistor）を有する半導体装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体装置を図１５に基づいて説明する（例えば、特許文献１参照）。これは、ＭＩＳＦＥＴが形成された活性領域を含む（または囲む）素子分離部の少なくともゲート長方向の一方の分離幅を調整することで、ＭＩＳＦＥＴのしきい値電圧または駆動電流を制御するものである。
【０００３】
図１５に示すように、素子分離部の分離幅Ｌａを相対的に狭くすることによりＭＩＳＦＥＴ（Ｑ２）のチャネル領域に及ぼす応力の影響を大きくして、しきい値電圧の変化を相対的に大きくする。また、素子分離部の分離幅Ｌｂを相対的に広くすることによりＭＩＳＦＥＴ（Ｑ４）のチャネル領域へ及ぼす応力の影響を小さくして、しきい値電圧の変化を相対的に小さくする。
【特許文献１】特開２００１−３３２７０６号公報（第６−７頁、第１図）
【非特許文献１】T.Ghani, et al. ,IEEE , S11, p6, 2003
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記の半導体装置は、活性領域幅と素子分離幅によりトランジスタ領域に加わる応力を調整するため、半導体装置の素子面積が大きくなることが懸念される。今後、半導体装置の微細化が進展し、さらに小面積化が進む中で上記のように面積が大きくなることはデメリットである。
【０００５】
近年、微細化が進展しチャネル領域への応力がトランジスタ特性へ与える影響が大きくなっている。プロセス中に発生する応力を積極的に利用し、トランジスタの動作特性、例えばしきい値電圧、駆動電流を向上させる手法が用いられている（非特許文献１）。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みて創作したものであり、素子面積増加させることなく、またｎチャネルトランジスタとｐチャネルトランジスタのチャネル部へ同時に異なる応力を加え、両トランジスタの動作特性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を達成するため、本発明は、トランジスタを構成するコンタクトプラグ（接続孔）またはコンタクトプラグのバリアメタルがトランジスタチャネル部に与える応力に注目し、以下の手段を講じる。
【０００８】
本発明による半導体装置は、素子分離領域により区画されて配置されたｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域とを有し、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域においてそのコンタクトプラグに起因する応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域においてそのコンタクトプラグに起因する応力とが互いに異なる状態に構成されていることを特徴するものである。
【０００９】
ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、チャネル部、エクステンション領域への圧縮応力が低減されることにより、あるいは引張応力が増加されることにより、チャネル部、エクステンション領域のキャリア移動度が増加し、トランジスタの駆動電流特性が向上する。また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、圧縮応力が増加されることにより、あるいは引張応力が低減されることにより、キャリア移動度が増加し、トランジスタの駆動電流特性が向上する。したがって、ｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域とでコンタクトプラグに起因する応力を互いに異ならせることにより、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００１０】
上記の構成において、圧縮応力、引張応力が与えられる方向としては、チャネルと平行方向が好ましい。
【００１１】
上記の構成において、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域における応力と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域における応力との相違をもたらす手段については、次のような好ましいいくつかの態様がある。
【００１２】
（１）前記ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域間の応力の相違が、単位面積当たりのコンタクトプラグ数の相違によってもたらされる構成がある。より具体的には次のとおりである。
【００１３】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に少なく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に多くされている構成は、好ましい構成である。
【００１４】
コンタクトプラグに起因する応力が圧縮応力であるとする。圧縮応力が増加すれば、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流が減少する。したがって、駆動電流を増すには、圧縮応力が低減されるようにコンタクトプラグ数を少なくすればよい。ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、逆に、コンタクトプラグ数を多くすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００１５】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に多く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域の単位面積当たりのコンタクトプラグ数は相対的に少なくされている構成は、好ましい構成である。
【００１６】
コンタクトプラグに起因する応力が引張応力であるとする。引張応力が減少すれば、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流が減少する。したがって、駆動電流を増すには、引張応力が増加されるようにコンタクトプラグ数を多くすればよい。ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、逆に、コンタクトプラグ数を少なくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００１７】
（２）前記ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域間の応力の相違が、コンタクトプラグの形状の相違によってもたらされる構成がある。より具体的には次のとおりである。
【００１８】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に小さく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に大きくされている構成は、好ましい構成である。
【００１９】
コンタクトプラグに起因する応力が圧縮応力であるとする。ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流を増すには、圧縮応力が低減されるようにコンタクトプラグの径を小さくすればよい。ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、逆に、コンタクトプラグの径を大きくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００２０】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に大きく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの径は相対的に小さくされている構成は、好ましい構成である。
【００２１】
コンタクトプラグに起因する応力が引張応力であるとする。ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流を増すには、引張応力が増加されるようにコンタクトプラグの径を大きくすればよい。ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、逆に、コンタクトプラグの径を小さくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００２２】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはチャネルと平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている構成は、好ましい構成である。
【００２３】
コンタクトプラグに起因する応力が圧縮応力であるとする。ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流を増すには、圧縮応力が低減されるようにコンタクトプラグは最小寸法とし、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグをチャネルと平行方向に前記最小寸法よりも大きくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００２４】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはチャネルと平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている構成は、好ましい構成である。
【００２５】
コンタクトプラグに起因する応力が引張応力であるとする。ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流を増すには、引張応力が低減されるようにコンタクトプラグは最小寸法とし、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグをチャネルと平行方向に前記最小寸法よりも大きくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００２６】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはゲート電極と平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている構成は、好ましい構成である。
【００２７】
コンタクトプラグに起因する応力が圧縮応力であるとする。ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流を増すには、圧縮応力が低減されるようにコンタクトプラグは最小寸法とし、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグの形状をゲート電極と平行方向に前記最小寸法よりも大きくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００２８】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグは最小寸法であり、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグはゲート電極と平行方向に前記最小寸法よりも大きくされている構成は、好ましい構成である。
【００２９】
コンタクトプラグに起因する応力が引張応力であるとする。ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合、駆動電流を増すには、引張応力が低減されるようにコンタクトプラグは最小寸法とし、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグの形状をゲート電極と平行方向に前記最小寸法よりも大きくすればよい。これにより、ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域でともに駆動電流特性を向上させることができる。
【００３０】
（３）前記ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域間の応力の相違が、コンタクトプラグの構成材料の相違によってもたらされる構成がある。より具体的には、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料（例えば、Ｗ，Ｔｉ，Ｔａ，Ｃｏ，ＣｏＳｉ2など）であるという構成である。
【００３１】
ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、チャネル部、エクステンション領域への引張応力が増加されることにより、チャネル部、エクステンション領域のキャリア移動度が増加する。また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、圧縮応力が増加されることにより、キャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００３２】
（４）前記ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域間の応力の相違が、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成材料と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成材料の相違によってもたらされる構成がある。バリアメタルは、コンタクトプラグと基板との密着性を向上させるものである。より具体的には次のとおりである。
【００３３】
前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成材料は引張応力を持つ材料であり、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの構成材料は圧縮応力を持つ材料（例えばＴｉ，Ｔａなど）である場合の構成は、好ましい構成である。
【００３４】
ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、引張応力を有する材料のバリアメタルを用いることにより引張応力が増加され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、圧縮応力を有する材料のバリアメタルを用いることにより圧縮応力が増加され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００３５】
あるいは、前記バリアメタルの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に薄く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に厚くされている構成は、好ましい構成である。
【００３６】
ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、バリアメタルの膜厚を薄くすることにより圧縮応力が低減され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、バリアメタルの膜厚を厚くすることにより圧縮応力が増加され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００３７】
あるいは、前記バリアメタルの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に厚く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグに用いるバリアメタルの膜厚は相対的に薄くされている構成は、好ましい構成である。
【００３８】
ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、バリアメタルの膜厚を厚くすることにより引張応力が増加され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、バリアメタルの膜厚を薄くすることにより引張応力が低減され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００３９】
（５）前記ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域間の応力の相違が、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さと前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さの相違によってもたらされる構成がある。より具体的には次のとおりである。
【００４０】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に小さく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に大きくされている構成は、好ましい構成である。
【００４１】
コンタクトプラグの構成材料が圧縮応力を有する場合、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグの高さを小さくすることにより圧縮応力が低減され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグの高さを大きくすることにより圧縮応力が増加され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００４２】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に大きく、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグの高さは相対的に小さくされている構成は、好ましい構成である。
【００４３】
コンタクトプラグの構成材料が引張応力を有する場合、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグの高さを大きくすることにより引張応力が増加され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグの高さを小さくすることにより引張応力が低減され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００４４】
（６）前記ｎチャネル・ｐチャネル両種トランジスタ形成領域間の応力の相違が、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の間隔と前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の間隔の相違によってもたらされる構成がある。より具体的には次のとおりである。
【００４５】
前記コンタクトプラグの構成材料は圧縮応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に広く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に狭くされている構成は、好ましい構成である。
【００４６】
コンタクトプラグの構成材料が圧縮応力を有する場合、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグとゲート電極の距離を広くすることにより圧縮応力が低減され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグとゲート電極の距離を狭くすることにより圧縮応力が増加され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【００４７】
あるいは、前記コンタクトプラグの構成材料は引張応力を持つ材料であって、前記ｎチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に狭く、前記ｐチャネルトランジスタ形成領域のコンタクトプラグとゲート電極の距離は相対的に広くされている構成は、好ましい構成である。
【００４８】
コンタクトプラグの構成材料が引張応力を有する場合、ｎチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグとゲート電極の距離を狭くすることにより引張応力が増加され、また、ｐチャネルトランジスタ形成領域の場合には、コンタクトプラグとゲート電極の距離を広くすることにより引張応力が低減され、それぞれキャリア移動度が増加する。したがって、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【発明の効果】
【００４９】
本発明によれば、ｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域とでコンタクトプラグに起因する応力を互いに異ならせることにより、各活性領域寸法、素子分離領域寸法を変更することなく、駆動電流特性をｎチャネルトランジスタ形成領域とｐチャネルトランジスタ形成領域の双方で向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
（本発明の原理）
本発明の原理について図面を参照しながら説明する。
【００５１】
図１（ａ）は、本発明の実施の形態における半導体装置の模式的な平面構成を示している。
【００５２】
図１（ａ）に示すように、実施の形態１における半導体装置１は、例えば、シリコンからなる半導体基板１０上に形成され、ＭＰＥＧ（Motion Picture Experts Group）エンコード機能を有するエンコーダ部１１と、ＲＯＭ（Read OnlyMemory）機能を有するＲＯＭ部１２と、メモリ部１３と、外部との入出力（Ｉ／Ｏ）機能を司るＩ／Ｏ部１４とにより構成されている。
【００５３】
図１（ｂ）は図１（ａ）に示すＲＯＭ部１２における任意の領域１３を拡大して示している。図１（ｂ）に示すように、領域１２ａは、素子分離（Shallow Trench Isolation :ＳＴＩ）領域２０に区画されている。ここで、符号２１はダミー活性領域であり、２２は周辺回路の一部を示している。
【００５４】
図２は図１（ｂ）の領域２２を拡大して示している。図２に示すように、素子分離領域２０に区画されたｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐが配置されている。各トランジスタは、活性領域Ａ、ゲート電極Ｇ、サイドウォールＳＷおよびコンタクトプラグＣＰにより形成されている。
【００５５】
例えば、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの動作特性の変化の要因の１つに、各コンタクトプラグＣＰから各活性領域Ａが受ける応力の影響が考えられる。
【００５６】
コンタクトプラグＣＰから各活性領域Ａに加わる応力は、コンタクトプラグＣＰの個数、形状、材料、サイドウォールＳＷとコンタクトプラグＣＰ間の距離、およびプロセス条件によって変化する。
【００５７】
実施の形態１においては、プロセス条件による応力変化については考えず、コンタクトプラグＣＰの個数、形状、材料、サイドウォールＳＷと各コンタクトプラグＣＰ間の距離について着目する。
【００５８】
上記着目点の検証について、コンタクトプラグＣＰから活性領域Ａが受ける応力についてシミュレーションにより評価した結果を図面に基づいて説明する。図３はシミュレーション評価を行った断面構造とその応力評価結果である。
【００５９】
シリコン基板Ｓｕ上にゲート長が７０ｎｍのポリシリコンのゲート電極Ｇを形成し、ＳｉＮのサイドウォールＳＷ、層間膜ＳＰ、コンタクトプラグＣＰ、およびＳｉＮエッチストップ膜ＥＳで形成されたトランジスタを想定し評価を行った。ここで、符号Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３は代表的な応力評価箇所を示し、Ｐ１はコンタクトプラグ直下、Ｐ２はサイドウォール直下、Ｐ３はゲート電極直下を示している。またｄは、コンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離を示している。
【００６０】
図４は、シミュレーションによりシリコン基板Ｓｕの最表面から５ｎｍ程度の深さの応力を評価した結果を示している。図４からＰ１，Ｐ２，Ｐ３の評価箇所を観察すると、コンタクトプラグＣＰによりシリコン基板Ｓｕに応力が加わっていることが分かる。
【００６１】
コンタクトプラグＣＰに起因する応力がコンタクトプラグＣＰの内部応力によりどのように変化するかを図５に示す。図５は、コンタクトプラグＣＰの内部応力を、−１ＧＰａ、０ＧＰａ、＋１ＧＰａと変化させた場合のサイドウォール直下Ｐ２とゲート電極直下Ｐ３の応力シミュレーション評価結果を示したものである。
【００６２】
本評価結果からコンタクト内部応力の変化により、サイドウォール直下Ｐ２では約９０ＭＰａ変化し、ゲート電極直下Ｐ３では約３０ＭＰａ変化している。
【００６３】
図６は、コンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離ｄに対する応力の変化をシミュレーションにより評価した結果を示す。なお、図６は、内部応力０ＧＰａと仮定した際のシミュレーション結果である。
【００６４】
図６より、コンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離ｄにより、サイドウォール直下Ｐ２では最大約１４０ＭＰａ変化し、ゲート電極直下Ｐ３では最大約８５ＭＰａの応力が変化していることが分かる。
【００６５】
また、コンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離ｄが小さいほどコンタクトプラグＣＰ起因の応力の影響が大きくなり、符号Ｐ２，Ｐ３の圧縮応力が増加し、コンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離ｄが大きいほどＳｉＮエッチストップ膜ＥＳ起因の圧縮応力の影響が大きくなっていることが分かる。
【００６６】
本発明者らは、図３、図４、図５および図６に示す応力の評価結果から、以下の知見を得た。
【００６７】
（１）コンタクトプラグＣＰの存在により活性領域Ａに加わる応力が変化する。
【００６８】
（２）コンタクトプラグＣＰからサイドウォールＳＷ間の距離ｄに依存して、サイドウォール直下Ｐ２、ゲート電極直下Ｐ３の応力が変化する。
【００６９】
当社の０．１３μｍプロセスにおいて、ｎチャネルトランジスタでは約１５０ＭＰａの圧縮応力の増加により駆動電流が５％程度低下することが分かっている。
【００７０】
本発明においては、図３、図４、図５および図６の評価結果を踏まえて、以下の説明を行う。ただし、図２に示した周辺回路の一部を応力の増減に対する比較対象とし、以下の説明を行うこととする。
【００７１】
なお、実施の形態１から実施の形態７までは、コンタクトプラグから活性領域に与える応力を圧縮応力に固定し、かつコンタクトプラグ中心からゲート電極中心の距離は一定であると仮定して説明を行う。
【００７２】
また、実施の形態８については、コンタクトプラグ、エッチストップ膜から活性領域に与える応力を圧縮応力であるとして説明を行う。
【００７３】
なお、コンタクトプラグから活性領域に与える応力を引張応力に代えた場合、実施の形態１から実施の形態８において逆の構成にすれば、本発明の効果は得られる。
【００７４】
（実施の形態１）
以下、本発明の実施の形態１について図面を参照しながら説明する。
【００７５】
図７（ａ）は本発明の実施の形態１における半導体装置における活性領域と素子分離領域とゲート電極とサイドウォールとコンタクトプラグと層間膜とを含むｎチャネルトランジスタとｐチャネルトランジスタの拡大平面図、図７（ｂ）は図７（ａ）と対応する領域のコンタクトプラグ中心を通りチャネル方向に平行な断面によるｎチャネルトランジスタとｐチャネルトランジスタの断面図である。
【００７６】
前述したように、素子分離領域ＩＳ、ゲート電極Ｇ、サイドウォールＳＷ、コンタクトプラグＣＰ、層間膜ＳＰからエクステンション領域Ｅｎ，Ｅｐとチャネル領域Ｃｎ，Ｃｐに応力が加えられている状態でトランジスタの動作特性が決定されている。このため、微細化の進展と共に、上記応力を利用してトランジスタ特性を向上させる手法が注目されている。この際、ｎチャネルトランジスタＱｎ側のエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに引っ張り方向の応力が加わると駆動電流が増加し、ｐチャネルトランジスタＱｐ側のエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに圧縮応力が加わると駆動電流が増加する。
【００７７】
そこで、実施の形態１においては、ｎチャネルトランジスタＱｎのコンタクトプラグＣＰの数を図２に示す標準のｎチャネルトランジスタと比較して相対的に少なくする。すなわち、コンタクトプラグＣＰの存在がエクステンション領域Ｅｎとチャネル領域Ｃｎに対して圧縮応力の影響を与える範囲Ｓを狭くする。圧縮応力が加わる応力範囲Ｓが狭くなることにより駆動電流が低下する範囲が狭くなり、本実施の形態のｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流は標準のｎチャネルトランジスタと比較して増加する。
【００７８】
また、ｐチャネルトランジスタＱｐのコンタクトプラグ数を図２に示す標準のｐチャネルトランジスタと比較して相対的に多くし、コンタクトプラグＣＰの存在がエクステンション領域Ｅｎとチャネル領域Ｃｎに対して圧縮応力の影響を与える範囲Ｓを広くする。圧縮応力が加わる範囲が広がることにより駆動電流が増加する範囲が広くなり、本実施の形態のｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流は標準のｐチャネルトランジスタと比較して増加する。
【００７９】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。
【００８０】
（実施の形態２）
図８（ａ）は本発明の実施の形態２における半導体装置の拡大平面図、図８（ｂ）はその断面図である。
【００８１】
前述したように、半導体装置では、素子分離領域ＩＳ、ゲート電極Ｇ、サイドウォールＳＷ、コンタクトプラグＣＰおよび層間膜ＳＰからエクステンション領域Ｅｎ，Ｅｐとチャネル領域Ｃｎ，Ｃｐに応力が加えられている状態でトランジスタの動作特性が決定されている。
【００８２】
図８（ａ）は本発明の実施の形態２の特徴として、ｎチャネルトランジスタＱｎではコンタクトプラグＣＰの径を標準のｎチャネルトランジスタのコンタクトプラグの径と比較して相対的に小さくし、コンタクトプラグＣＰの存在のためにエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わる圧縮応力を小さくする。エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎの圧縮応力が低下することにより、本実施の形態のｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流は標準のｎチャネルトランジスタと比較して増加する。
【００８３】
上記とともに、ｐチャネルトランジスタＱｐではコンタクトプラグＣＰの径を標準のｐチャネルトランジスタのコンタクトプラグの径より相対的に大きくすることで、コンタクトプラグＣＰの存在のためにエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力を大きくする。エクステンション領域Ｅｐとチャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力が増加することにより、本実施の形態のｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流は標準のｐチャネルトランジスタと比較して増加する。
【００８４】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。
【００８５】
（実施の形態３）
図９（ａ）は本発明の実施の形態３における半導体装置の拡大平面図、図９（ｂ）はその断面図である。
【００８６】
図９（ａ）は本発明の実施の形態３の特徴として、ｎチャネルトランジスタＱｎではコンタクトプラグＣＰを設計ルールに規定されている最小寸法とし、コンタクトプラグＣＰの存在のためにエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わる圧縮応力を最小に留める。エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎの圧縮応力が最小となることから、ｎチャネルトランジスタＱｎでは駆動電流の低下は最小となる。
【００８７】
上記とともに、ｐチャネルトランジスタＱｐではコンタクトプラグＣＰをチャネルに対し平行方向に大きくすることで、コンタクトプラグＣＰの存在のためにエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力を大きくする。エクステンション領域Ｅｐとチャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力が増加することにより、本実施の形態のｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流は標準のｐチャネルトランジスタと比較して増加する。
【００８８】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流の低下を抑制し、ｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流を増加させることができる。
【００８９】
（実施の形態４）
図１０（ａ）は本発明の実施の形態４における半導体装置の拡大平面図、図１０（ｂ）はその断面図である。
【００９０】
図１０（ａ）は本発明の実施の形態４の特徴として、ｎチャネルトランジスタＱｎではコンタクトプラグＣＰを設計ルールに規定されている最小寸法とし、コンタクトプラグＣＰの存在のためにエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わる圧縮応力を最小に留める。エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎの圧縮応力が最小となることから、ｎチャネルトランジスタＱｎでは駆動電流の低下は最小となる。
【００９１】
上記とともに、ｐチャネルトランジスタＱｐではコンタクトプラグＣＰの形状をゲート電極Ｇに対し、平行方向に大きくすることで、コンタクトプラグＣＰによりエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力に影響を受ける範囲Ｓを広くする。エクステンション領域Ｅｐとチャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力に影響を受ける範囲Ｓが広くなることにより、本実施の形態のｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流は標準のｐチャネルトランジスタと比較して増加する。
【００９２】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流を低下を抑制し、ｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流を増加させることができる。
【００９３】
（実施の形態５）
図１１（ａ）は本発明の実施の形態５における半導体装置の拡大平面図、図１１（ｂ）はその断面図である。
【００９４】
図１０（ａ）は本発明の実施の形態５の特徴として、ｎチャネルトランジスタＱｎではコンタクトプラグＣＰの構成材料に引張応力を持つ材料、例えばＴｉＮやＰｏｌｙＳｉを用いることで、エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域ＣｎにコンタクトプラグＣＰから引張応力を加えることが可能となる。エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに対し引張応力が加わることになるため、ｎチャネルトランジスタＱｎでは駆動電流が増加する。
【００９５】
上記とともに、ｐチャネルトランジスタＱｐではコンタクトプラグＣＰの構成材料に圧縮応力を持つ材料例えばＷ、Ｔｉ、Ｔａを用いることで、エクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域ＣｐにコンタクトプラグＣＰから圧縮応力を加えることができる。エクステンション領域Ｅｐとチャネル領域Ｃｐに圧縮応力が加わることにより、ｐチャネルトランジスタＱｐでは駆動電流が増加する。
【００９６】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。
【００９７】
（実施の形態６）
図１２（ａ）は本発明の実施の形態６における半導体装置の拡大平面図、図１２（ｂ）はその断面図である。また、図１２（ｃ）は図１２（ｂ）のコンタクトプラグの底部拡大図である。
【００９８】
図１２（ｃ）は本発明の実施の形態６の特徴として、コンタクトプラグＣＰと活性領域Ａとの密着性を高めるために用いられるバリアメタルＢＭの持つ応力に着目し、バリアメタルＢＭの構成材料、膜厚および形成条件による応力変化を利用し、エクステンション領域Ｅ、チャネル領域Ｃに加える応力を変化させ、実施の形態５と同様の効果を得ることができる。
【００９９】
ｎチャネルトランジスタＱｎではバリアメタルＢＭに引張応力を持つ材料、例えばＴｉＮを用いることで、エクステンション領域Ｅ、チャネル領域Ｃに引張応力を加えることが可能となる。エクステンション領域Ｅ、チャネル領域Ｃに対し引張応力が加わることから、ｎチャネルトランジスタＱｎでは駆動電流が増加する。
【０１００】
上記とともに、ｐチャネルトランジスタＱｐではバリアメタルＢＭの構成材料に圧縮応力を持つ材料例えばＷ、Ｔｉ、Ｔａを用いることで、エクステンション領域Ｅ、チャネル領域Ｃに圧縮応力を加えることができる。エクステンション領域Ｅとチャネル領域Ｃに圧縮応力が加わることにより、ｐチャネルトランジスタＱｐでは駆動電流が増加する。
【０１０１】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。
【０１０２】
なお、バリアメタルＢＭの圧縮応力、引張応力を増加させるには、バリアメタル膜厚の厚膜化による応力の増加現象を利用すればよい。たとえばスパッタ法で堆積したＴｉＮであれば形成膜厚を１５ｎｍよりも厚くすることで応力がさらに増加する。
【０１０３】
なお、バリアメタル堆積方法をスパッタからＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）へ変更することで、応力を緩和することもできる。
【０１０４】
また、バリアメタル堆積条件を内部応力が強化される条件、例えばスパッタであれば印加電圧を高くすることが望ましい。
【０１０５】
（実施の形態７）
図１３（ａ）は本発明の実施の形態７における半導体装置の拡大平面図、図１３（ｂ）はその断面図である。
【０１０６】
図１３（ａ）は本発明の実施の形態７の特徴として、ｎチャネルトランジスタＱｎではコンタクトプラグＣＰｎの高さｔｎを標準のｎチャネルトランジスタのコンタクトプラグの高さと比較して相対的に低くすることで、コンタクトプラグＣＰｎからエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加えられる圧縮応力を低減することが可能となる。このようにエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎの圧縮応力が低下することにより、本実施の形態のｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流は標準のｎチャネルトランジスタと比較して増加する。Ｍｎ，Ｍｐは第２の層間膜である。
【０１０７】
ｐチャネルトランジスタＱｐではコンタクトプラグＣＰｐの高さｔｐを標準のｐチャネルトランジスタのコンタクトプラグの高さと比較して相対的に高くすることで、コンタクトプラグＣＰｐからエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに加えられる圧縮応力を増加させることが可能となる。このようにエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐの圧縮応力が増加し、本実施の形態のｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流は標準のｐチャネルトランジスタと比較して増加する。
【０１０８】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。
【０１０９】
（実施の形態８）
図１４（ａ）は本発明の実施の形態８における半導体装置の拡大平面図、図１４（ｂ）はその断面図である。
【０１１０】
エクステンション領域Ｅｎ，Ｅｐとチャネル領域Ｃｎ，ＣｐにコンタクトプラグＣＰから与えられる圧縮応力と比較し、エッチストップ膜ＥＳから与えられる圧縮応力が十分に小さい場合について説明する。
【０１１１】
ｎチャネルトランジスタＱｎのコンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷとの間の距離ｄｎをコンタクトプラグＣＰからエクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わえられる圧縮応力が小さくなるようにできる限り広く取る。その結果、エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わる圧縮応力が低減されることにより、ｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流が増加する。
【０１１２】
ｐチャネルトランジスタＱｐではコンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離ｄｐをできる限り近くし、コンタクトプラグＣＰによりエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力を増加させる。圧縮応力の増加により、ｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流が増加する。
【０１１３】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。
【０１１４】
なお、エクステンション領域Ｅｎ，Ｅｐとチャネル領域Ｃｎ，ＣｐにコンタクトプラグＣＰから与えられる圧縮応力に対し、エッチストップ膜ＥＳから与えられる圧縮応力が同等あるいは十分に大きい場合について説明する。
【０１１５】
図６の結果を基にｎチャネルトランジスタＱｎのコンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷとの間の距離ｄをコンタクトプラグＣＰから与えられる圧縮応力とエッチストップ膜ＥＳから与えられる圧縮応力を考慮し、エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わる圧縮応力が最も低減される距離とする。例えば、図６のトランジスタでは５０ｎｍ程度に設定する。
【０１１６】
エクステンション領域Ｅｎ、チャネル領域Ｃｎに加わる圧縮応力が低減されることにより、ｎチャネルトランジスタＱｎの駆動電流が増加する。
【０１１７】
ｐチャネルトランジスタＱｐのコンタクトプラグＣＰとサイドウォールＳＷ間の距離ｄｐを設計ルールが許す限り広く取り、コンタクトプラグＣＰにより与えられる圧縮応力とコンタクトプラグＣＰに区切られたエッチストップ膜ＥＳによって与えられる圧縮応力を増加させる。この圧縮応力の増加によりエクステンション領域Ｅｐ、チャネル領域Ｃｐに加わる圧縮応力が増加し、ｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流が増加する。
【０１１８】
前述の効果により、活性領域Ａ、素子分離領域ＩＳの寸法を変更することなく、ｎチャネルトランジスタＱｎとｐチャネルトランジスタＱｐの駆動電流をともに増加させることができる。このように、コンタクトを設けることによりエッチストップ膜の応力を制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１１９】
以上説明したように、本発明は、ＭＩＳＦＥＴの動作特性を向上させる半導体装置等に有用である。
【図面の簡単な説明】
【０１２０】
【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明の実施の形態における半導体装置を示し、（ａ）は模式的な平面図、（ｂ）は部分的な拡大平面図
【図２】図１（ｂ）に示す一部の領域を拡大した半導体装置に集積された代表な相補型ＭＩＳＦＥＴ（ＣＭＯＳ）の平面図
【図３】本発明の原理を説明するための応力シミュレーションを評価したＭＩＳＦＥＴの断面図
【図４】図３に示したシミュレーション評価結果を示す、コンタクトプラグに起因する応力の評価箇所依存性を示すグラフである。
【図５】図３に示したシミュレーション評価結果を示す、サイドウォール直下とゲート電極直下のコンタクトプラグに起因する応力のコンタクトプラグ内部応力依存性を示すグラフ
【図６】図３に示した本発明の他の知見を説明するためのグラフであって、コンタクトプラグに起因する応力のコンタクトプラグとサイドウォール間の距離依存性を示すグラフ
【図７】（ａ）は本発明の実施の形態１における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図８】（ａ）は本発明の実施の形態２における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図９】（ａ）は本発明の実施の形態３における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図１０】（ａ）は本発明の実施の形態４における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図１１】（ａ）は本発明の実施の形態５における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図１２】（ａ）は本発明の実施の形態６における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図、（ｃ）はその拡大断面図
【図１３】（ａ）は本発明の実施の形態７における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図１４】（ａ）は本発明の実施の形態８における半導体装置の拡大平面図、（ｂ）はその断面図
【図１５】従来の半導体装置を示し、半導体装置における活性領域と素子分離領域とゲート電極とを含む拡大平面図
【符号の説明】
【０１２１】
１０  半導体基板
１１  エンコーダ部
１２  ＲＯＭ部
１３  メモリ部
１４  入出力（Ｉ／Ｏ）部
２０  素子分離領域
Ｑｎ  ｎチャネルトランジスタ
Ｑｐ  ｐチャネルトランジスタ
Ａ  活性領域
ＢＭ  バリアメタル
ＣＰ  コンタクトプラグ
Ｃｎ，Ｃｐ  チャネル領域
Ｅｎ，Ｅｐ  エクステンション領域
ＥＳ  エッチストップ膜
Ｇ  ゲート電極
ＩＳ  素子分離領域
ＳＰ  層間膜
Ｓｕ  シリコン基板
ＳＷ  サイドウォール
Ｐ１  シミュレーション評価箇所（コンタクト直下）
Ｐ２  シミュレーション評価箇所（サイドウォール直下）
Ｐ３  シミュレーション評価箇所（ゲート電極下）
ｄ  サイドウォールとコンタクトプラグ間の距離
Ｓ  コンタクトプラグ起因の応力により影響を受ける範囲
【図１】
2006173468.tif 000003
【図２】
2006173468.tif 000004
【図３】
2006173468.tif 000005
【図４】
2006173468.tif 000006
【図５】
2006173468.tif 000007
【図６】
2006173468.tif 000008
【図７】
2006173468.tif 000009
【図８】
2006173468.tif 000010
【図９】
2006173468.tif 000011
【図１０】
2006173468.tif 000012
【図１１】
2006173468.tif 000013
【図１２】
2006173468.tif 000014
【図１３】
2006173468.tif 000015
【図１４】
2006173468.tif 000016
【図１５】
2006173468.tif 000017