最終更新 2026-10-19

サイドウォールスペーサとは(側壁スペーサ)

Sidewall Spacer

サイドウォールスペーサ(側壁スペーサ)とは、トランジスタのゲートなどの段差の側面に、窒化シリコンなどの薄い膜を壁のように残した構造です。膜を付けて真上から全面を削ると側面だけに残るため、位置合わせなしで作れます。ソース・ドレインの位置の調整、サリサイドでの絶縁、SADPによる微細化に使われます。

目次7項目
  1. 定義・解説
  2. 図解
  3. よくある質問
  4. 設備の製造メーカー
  5. 関連用語
  6. 比較・違いを学ぶ
  7. 出典・参考資料

定義・解説

サイドウォールスペーサ(側壁スペーサ)とは、トランジスタのゲートなどの段差の側面に、窒化シリコンや酸化シリコンの薄い膜を壁のように残した構造です。段差の上から膜を均一に付けた後、異方性のドライエッチングで真上から全面を削ると、平らな部分の膜は取り除かれ、段差の側面の膜だけが残ります。この方法で、露光の位置合わせをしなくても、段差に沿った細い構造を自動的に作れます。

トランジスタでは、スペーサがいくつもの役割を持ちます。代表的なのが、ソースとドレインを作るイオン注入の位置の調整です。まずスペーサを作る前に、ゲートの両側に浅く薄い不純物の層(LDD)を注入し、次にスペーサを作ってから、濃い不純物を注入します。スペーサの幅の分だけ濃い層がゲートから離れるため、ゲートの端の電界が和らぎ、ホットキャリアによる劣化を防げます。また、ソース・ドレインの上だけに金属のシリサイドを作るサリサイドの工程で、ゲートとソース・ドレインがつながらないよう隔てる役割も果たします。

スペーサの考え方は、パターンの微細化にも使われています。SADP(自己整合ダブルパターニング)では、露光で作った線(芯)の両側にスペーサを作り、芯を取り除くと、元の線の2倍の本数の細い線が残ります。露光の限界より細かい間隔の線を作れるため、FinFETのフィンやメモリの配線の形成に欠かせない技術になっています。スペーサの幅は膜の厚さで決まるため、ALDなどで膜の厚さを精密に制御します。

図解

ゲートの形成、膜の均一な成膜、異方性エッチング、側面だけに膜が残るサイドウォールスペーサの作り方
スペーサの幅は成膜した膜の厚さで決まる。

よくある質問(FAQ)

スペーサはどのように作るのですか?
まず、ゲートなどの段差を覆うように、窒化シリコンなどの膜をCVDやALDで均一に付けます。次に、異方性のドライエッチングで真上から全面を同じ厚さだけ削ります。平らな部分の膜はなくなりますが、段差の側面では縦方向に膜が厚いため削り残り、壁のようなスペーサになります。
SADPでスペーサはどう使われますか?
露光で作った線(芯)の両側にスペーサを作り、その後に芯だけを取り除くと、1本の芯の両側にあったスペーサが2本の細い線として残ります。これを下の膜に転写すると、露光で作れる線の2倍の密度の線ができます。スペーサの幅が線の幅になるため、膜の厚さで寸法を制御します。

設備の製造メーカー

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比較・違いを学ぶ

出典・参考資料

  1. 群馬大学 松田順一「CMOSプロセス・フロー概要(平成30年度集積回路設計技術・次世代集積回路工学特論資料)」(2026/10/19 確認)
  2. 立命館大学 藤野毅「集積デバイス工学(4) CMOS LSIの製造フロー」(2026/10/19 確認)