LDD(低濃度ドレイン)とは

Lightly Doped Drain (LDD)

最終更新:2026-10-03・イオン注入装置|用語集のExcel・PDF版をダウンロード

LDD(低濃度ドレイン)とは?

LDD(低濃度ドレイン)とは、MOSFETのドレインのゲート端側だけを低い不純物濃度にして電界を和らげ、ホットキャリアによる劣化を抑える構造です。ゲートをマスクに低ドーズ注入し、サイドウォールスペーサの形成後に高ドーズのソース・ドレインを注入して自己整合的に作ります。先端品では浅く高濃度のエクステンションに発展しました。

定義・解説

LDD(Lightly Doped Drain、低濃度ドレイン)とは、MOSFETのソース・ドレインのうち、ゲートの端に接する部分だけを低い不純物濃度にした構造のことです。ドレインの端に集中する電界を和らげ、ホットキャリアによるトランジスタの劣化を抑える目的で、1980年ごろに実用化されました。

トランジスタを微細化すると、ドレインの近くで電界が非常に強くなり、加速された高エネルギーの電子(ホットキャリア)がゲート酸化膜に飛び込んで捕獲され、しきい値電圧などの特性が時間とともに変化します。LDD構造では、ドレインとチャネルの境目に低濃度の領域を挟むことで、電位の変化をなだらかにして電界のピークを下げます。作り方は、ゲート電極を形成した後、ゲートをマスクにして低いドーズでイオン注入し、次にゲートの両側に絶縁膜の側壁(サイドウォールスペーサ)を形成し、その外側に高いドーズでソース・ドレインを注入するという順序で、自己整合的に2段の構造ができます。

LDDの領域は抵抗が高いため、トランジスタの電流を減らしてしまうという欠点があります。そこで世代が進むと、この領域は濃度を高めつつ浅く形成するソース・ドレインエクステンション(SDE)へと変わりました。現在のLDD/エクステンションは、ヒ素やボロンを低エネルギーで浅く注入し、短チャネル効果を抑えるハロー(ポケット)注入と組み合わせて形成されます。電源電圧の高いパワー用や高耐圧のMOSFETでは、電界緩和のための低濃度ドレイン構造が今も重要です。

よくある質問(FAQ)

LDD構造はなぜ必要なのですか?▾
微細なMOSFETではドレインの端に電界が集中し、加速されたホットキャリアがゲート酸化膜に捕獲されて特性が劣化するためです。ドレインの端に低濃度の領域を設けると電界のピークが下がり、トランジスタの寿命と信頼性を確保できます。
LDDとソース・ドレインエクステンションの違いは何ですか?▾
どちらもゲート端に形成する浅い領域ですが、LDDは電界緩和のために濃度を低くした構造です。エクステンションは微細化に合わせて抵抗を下げるため、濃度を高くしつつ非常に浅く形成したもので、ハロー注入と組み合わせて短チャネル効果を抑えます。

設備の製造メーカー

Axcelis Technologies米国

イオン注入装置の専業メーカー。Purionシリーズで低〜高エネルギーの注入をカバーし、先端ロジック・メモリ・S…

Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工…

住友重機械イオンテクノロジー日本

住友重機械工業グループのイオン注入装置専業メーカー。半導体前工程のドーパント注入から、太陽電池・パワー半導体向…

関連カテゴリ

関連用語

同じトピックの用語

イオン注入・熱処理・ゲートスタック(High-k/メタルゲート) のトピックで関連する用語です。

同じトピックの企業

ASMインターナショナルオランダ東京エレクトロン(TEL)日本日新イオン機器日本Kokusai Electric(国際電気)日本PSK Holdings韓国Mattson Technology米国

比較・違いを学ぶ

レーザーアニールとRTP(急速熱処理)の違い
RTP(Rapid Thermal Processing)はハロゲンランプで基板全体を数秒〜数十秒で1000°C以上に急速加熱するのに対し、レーザーアニール(L…
→
HKMGとポリシリコンゲートの違い
トランジスタのゲートは、薄い絶縁膜を挟んでチャネルに電界をかけ、電流のオン・オフを切り替える部分です。この小さな積層構造の材料は、微細化の歴史の中で一度、根本か…
→
イオン注入と熱拡散の違い(不純物導入プロセスの比較)
イオン注入(Ion Implantation)は不純物(ドーパント)をイオン化・加速して基板に物理的に打ち込む方法で、ドーズ量と加速エネルギーにより濃度と接合深…
→
ALDとCVDの違い(原子層成膜 vs 化学気相成膜)
CVD(Chemical Vapor Deposition)は反応ガスを同時供給して連続的に成膜するのに対し、ALD(Atomic Layer Depositi…
→
スパイクアニールとフラッシュランプアニールの違い
イオン注入したドーパントを活性化するには高温が要りますが、高温に留まればドーパントが拡散して接合が深く広がってしまいます。この矛盾をどう解くかが活性化アニールの…
→
FinFETとGAAトランジスタの違い
FinFETは垂直に立つシリコンフィンの三面をゲートで囲む構造で、22nm世代から広く採用されました。GAAはナノシート(または円柱状のナノワイヤ)の全周をゲー…
→
← 用語集に戻る用語集をExcel・PDFで使う →