JPH01191476A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH01191476A
JPH01191476A JP1474688A JP1474688A JPH01191476A JP H01191476 A JPH01191476 A JP H01191476A JP 1474688 A JP1474688 A JP 1474688A JP 1474688 A JP1474688 A JP 1474688A JP H01191476 A JPH01191476 A JP H01191476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
source
type
silicon substrate
type silicon
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1474688A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Isayoshi Sakai
勲美 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP1474688A priority Critical patent/JPH01191476A/en
Publication of JPH01191476A publication Critical patent/JPH01191476A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To perform stable circuit operation, by providing an insulating layer that is formed in a self-alignment manner with a gate electrode to the bottom surface parts of source and drain regions, decreasing parasitic capacitances, and fixing a potential through a semiconductor substrate since there is no insulating layer beneath the gate electrode. CONSTITUTION:A gate electrode 5 is formed. Thereafter oxygen ions are implanted, and heat treatment is performed. Oxide layers 7 are formed at regions other than a part directly beneath the gate electrode 5. Then, arsenic ions are implanted. N-type source and drain regions 8 are formed on the oxide layers 7. Since the oxide layers 7 are formed at the lower side of the regions 8, direct contact with the P-type silicon substrate 1 is prevented. Thus, junction capacitances can be decreased. A P-type region directly beneath the gate electrode 5 is constituted with a part of the P-type silicon substrate 1. A threshold voltage value is stabilized by electrical fixing.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野] 本発明は半導体装置に関し、特に絶縁ゲート型電界効果
トランジスタ(MOS)ランジスタ)の高速動作を図っ
た半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which an insulated gate field effect transistor (MOS) operates at high speed.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般に、MOS)ランジスタを素子とする半導体装置で
は、素子の高速動作を図るためにMOSトランジスタの
ソース、ドレイン拡散層の寄生容量を低減することが好
ましい。このため、従来のこの種の半導体装置では、第
3図に示すように例えばP型シリコン基板1に酸素のイ
オン注入より酸化層7Bを形成し、この上に成長させた
P型シリコン層IAにN型拡散層からなるソース・ドレ
イン領域8を形成し、更にこの上にゲート酸化膜4を介
してゲート電極5を形成することによりMOSトランジ
スタを構成している。
Generally, in a semiconductor device using a MOS transistor as an element, it is preferable to reduce the parasitic capacitance of the source and drain diffusion layers of the MOS transistor in order to achieve high-speed operation of the element. For this reason, in a conventional semiconductor device of this type, as shown in FIG. 3, an oxide layer 7B is formed by, for example, oxygen ion implantation into a P-type silicon substrate 1, and a P-type silicon layer IA grown thereon is A MOS transistor is constructed by forming a source/drain region 8 made of an N-type diffusion layer, and further forming a gate electrode 5 via a gate oxide film 4 thereon.

この構成によれば、ソース・ドレイン領域8とP型シリ
コン基板1との間の接合容量を低減でき、素子の高速化
を図ることができる。
According to this configuration, the junction capacitance between the source/drain region 8 and the P-type silicon substrate 1 can be reduced, and the speed of the device can be increased.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

上述した従来の半導体装置は、MOSトランジスタのソ
ース・ドレイン領域8を形成しているP型シリコン層I
Aは酸化層7BによってP型シリコン基板1と絶縁され
ているために、フローティング状態にあり電気的に固定
することができなくなる。このため、MOS)ランジス
タのしきい値電圧が変動し、回路動作が不安定になると
いう問題がある。
The conventional semiconductor device described above has a P-type silicon layer I forming the source/drain region 8 of the MOS transistor.
Since A is insulated from the P-type silicon substrate 1 by the oxide layer 7B, it is in a floating state and cannot be electrically fixed. Therefore, there is a problem in that the threshold voltage of the MOS transistor fluctuates and the circuit operation becomes unstable.

また酸化Ji7Bをゲート酸化膜、P型シリコン基板1
をゲート電極、N型拡散層8をソース・ドレインとした
寄生MOSトランジスタが形成され、これが導通するこ
とによるリーク電流が発生するという問題もある。
In addition, oxidized Ji7B is used as a gate oxide film and a P-type silicon substrate 1.
A parasitic MOS transistor is formed with the gate electrode and the N-type diffusion layer 8 as the source and drain, and there is also the problem that a leakage current is generated due to conduction of the parasitic MOS transistor.

本発明は回路動作の安定化及びリーク電流の防止を図っ
た半導体装置を提供することを目的としている。
An object of the present invention is to provide a semiconductor device that stabilizes circuit operation and prevents leakage current.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の半導体装置は、素子としてのMOSトランジス
タを、一導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を介して
形成されたゲート電極と、前記ゲート電極の両側位置に
おいて前記半導体基板に形成された逆導電型のソース・
ドレイン領域と、このソース・ドレイン領域の底面部位
に前記ゲート電極と自己整合的に形成された絶縁層とで
構成している。
The semiconductor device of the present invention includes a MOS transistor as an element, a gate electrode formed on a semiconductor substrate of one conductivity type via a gate insulating film, and a gate electrode formed on the semiconductor substrate at both sides of the gate electrode. Conductivity type source
It consists of a drain region and an insulating layer formed on the bottom surface of the source/drain region in self-alignment with the gate electrode.

[作用] 上述した構成の半導体装置では、ゲート直下領域の一導
電型半導体層は半導体基板に連続して電気的に接続され
た状態となり、この半導体基板を通して電気的に固定す
ることが可能とされる。
[Function] In the semiconductor device configured as described above, the one conductivity type semiconductor layer in the region immediately below the gate is continuously electrically connected to the semiconductor substrate, and can be electrically fixed through the semiconductor substrate. Ru.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図(a)乃至第1図(c)は本発明の第1実施例を
その製造工程に従って示す断面図であり、以下実施例構
造を工程順に説明する。
FIGS. 1(a) to 1(c) are cross-sectional views showing a first embodiment of the present invention according to its manufacturing process, and the structure of the embodiment will be explained below in the order of the steps.

先ず、第1図(a)のように、P型シリコン基板1にP
+型拡散層のチャネルストッパ2.フィールド酸化膜3
を形成し、活性領域を画成する。
First, as shown in FIG. 1(a), P-type silicon substrate 1 is coated with P.
+ type diffusion layer channel stopper 2. Field oxide film 3
to define an active region.

この領域には、ゲート酸化膜4を300人程成長し、そ
の上にN型のポリシリコンを成長し、フォトレジスト6
をマスクにした異方性ドライエッチによりポリシリコン
のゲート電極5を形成する。
Approximately 300 gate oxide films 4 are grown in this area, N-type polysilicon is grown on top of the gate oxide film 4, and photoresist 6 is grown on the gate oxide film 4.
A gate electrode 5 of polysilicon is formed by anisotropic dry etching using as a mask.

その後、加速エネルギ80KeV、ドーズ量IX 10
 Is/cn+”で酸素をイオン注入する。フォトレジ
スト6を除去した後、窒素雰囲気中で1000°C11
0分のハロゲンランプによる熱処理をし、前記ゲート電
極5の直下以外の領域に酸化層7を形成する。
After that, the acceleration energy was 80 KeV and the dose was IX 10.
Oxygen ions are implanted at 100° C. in a nitrogen atmosphere after removing the photoresist 6.
Heat treatment is performed using a halogen lamp for 0 minutes to form an oxide layer 7 in a region other than directly under the gate electrode 5.

次いで、第1図(b)のように、加速エネルギ80Ke
V、ドーズ量3 X 10 ”7cm2でヒ素をイオン
注入し、900°C11時間の熱処理を行って前記酸化
N7の上にN型ソース・ドレイン領域8を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), the acceleration energy is 80Ke.
Arsenic is ion-implanted at a dose of 3.times.10"7 cm.sub.2 and heat treated at 900.degree. C. for 11 hours to form N-type source/drain regions 8 on the oxidized N7.

更に、第1図(c)のように、層間絶縁膜9を形成し、
コンタクト孔を通してシリコンを添加したアルミニウム
電極10を形成して完成する。
Furthermore, as shown in FIG. 1(c), an interlayer insulating film 9 is formed,
The process is completed by forming an aluminum electrode 10 doped with silicon through the contact hole.

この構成によれば、N型ソース・ドレイン領域8はその
下側に酸化層7が形成され、この下面においてP型シリ
コン基板1との直接的な接触が防止されているので、こ
の領域における接合容量を低減でき、素子の高速動作を
実現できる。また、このときゲート電極5直下のP壁領
域はP型シリコン基板1の一部で構成されるため、シリ
コン基板1を通して電気的な固定を行うことができ、し
きい値電圧を安定化することができる。また、この構成
では、寄生MO3)ランジスタが構成されることはなく
、リーク電流も生じない。
According to this configuration, the oxide layer 7 is formed under the N-type source/drain region 8, and direct contact with the P-type silicon substrate 1 is prevented on this lower surface, so that the junction in this region is prevented. Capacitance can be reduced and high-speed operation of the element can be realized. Furthermore, since the P wall region immediately below the gate electrode 5 is formed of a part of the P-type silicon substrate 1, electrical fixation can be performed through the silicon substrate 1, and the threshold voltage can be stabilized. Can be done. Further, in this configuration, no parasitic MO3) transistor is formed, and no leakage current occurs.

なお、この実施例において、酸化層7を酸素のイオン注
入により形成しているが窒素のイオン注入により窒化層
として構成してもよい。また、酸素のイオン注入後、ハ
ロゲンランプによる熱処理を行っているが、電気炉によ
る熱処理を行ってもよい。
In this embodiment, the oxide layer 7 is formed by implanting oxygen ions, but it may be formed as a nitride layer by implanting nitrogen ions. Further, although heat treatment is performed using a halogen lamp after oxygen ion implantation, heat treatment may be performed using an electric furnace.

第2図(a)乃至第2図(C)は本発明の第2実施例を
その工程順に示す断面図である。
FIGS. 2(a) to 2(C) are cross-sectional views showing a second embodiment of the present invention in the order of its steps.

先ず、第2図(a)のように、P型シリコン基板1にP
型拡散層のチャネルストッパ2.フィールド酸化膜3を
形成し、活性領域を画成する。この活性領域にゲート酸
化膜4を形成し、その上にN型ポリシリコンを成長し、
フォトレジスト6をマスクにしてN型ポリシリコンをエ
ツチングし、ゲート電極5を形成する。
First, as shown in FIG. 2(a), a P-type silicon substrate 1 is coated with P.
Channel stopper of mold diffusion layer 2. A field oxide film 3 is formed to define an active region. A gate oxide film 4 is formed in this active region, and N-type polysilicon is grown on it.
Using the photoresist 6 as a mask, the N-type polysilicon is etched to form the gate electrode 5.

引き続いて、前記フォトレジスト6をマスクにしてP型
シリコン基板1を0.5μm程エツチングして、ソース
・ドレイン領域に相当する箇所に溝11を形成する。
Subsequently, using the photoresist 6 as a mask, the P-type silicon substrate 1 is etched by about 0.5 μm to form grooves 11 in locations corresponding to the source/drain regions.

次いで、第2図(b)のように、CVD法により全面に
酸化膜を成長し、フォトレジストを使用したエッチバッ
ク法により溝11の底部以外の酸化膜を除去し、溝11
の底部にのみ酸化層7Aを0.3μm形成する。続いて
、CVD法によりポリシリコンを成長し、フォトレジス
トを使用したエッチバック法により前記酸化層7Aの上
辺外のポリシリコンを除去し、酸化層7A上にのみポリ
シリコン層12を0.2μm形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), an oxide film is grown on the entire surface by the CVD method, and the oxide film other than the bottom of the trench 11 is removed by an etch-back method using a photoresist.
An oxide layer 7A having a thickness of 0.3 μm is formed only on the bottom of the substrate. Subsequently, polysilicon is grown by the CVD method, and the polysilicon outside the upper edge of the oxide layer 7A is removed by an etch-back method using a photoresist, and a polysilicon layer 12 of 0.2 μm is formed only on the oxide layer 7A. do.

しかる後、第2図(C)のように、加速エネルギ80K
eV、  ドーズ量3 X 10 ”7cm2で前記ポ
リシリコン層12にヒ素をイオン注入し、900”C,
30分の熱処理を行ってヒ素の一部をゲート電極5の直
下方向にまで拡散させた状態のN型拡散層からなるソー
ス・ドレイン領域8Aを形成する。
After that, as shown in Figure 2 (C), the acceleration energy is 80K.
Arsenic was ion-implanted into the polysilicon layer 12 at a dose of 3 x 10"7cm2 at 900"C.
A heat treatment is performed for 30 minutes to form a source/drain region 8A made of an N-type diffusion layer in which a part of arsenic is diffused directly below the gate electrode 5.

その後、層間絶縁膜9を形成し、シリコンを添加したア
ルミニウム電極10を形成して完成する。
Thereafter, an interlayer insulating film 9 is formed, and an aluminum electrode 10 doped with silicon is formed to complete the process.

この実施例では、酸化層7Aの形成を低温で行う事がで
き、チャネルドープ等の不純物分布を変化させることな
く、またゲート酸化膜を劣化させることなく、高性能で
かつ高信頼性のMOSトランジスタを得ることができる
In this example, the oxide layer 7A can be formed at a low temperature, without changing the impurity distribution such as channel doping, and without deteriorating the gate oxide film, resulting in a high-performance and highly reliable MOS transistor. can be obtained.

〔発明の効果] 以上説明したように本発明は、ソース・ドレイン領域の
底面部位にゲート電極と自己整合的に形成された絶縁層
を備えることにより、ソース・ドレイン領域における寄
生容量を低減して回路動作を高速にすることができるの
はもとより、ゲート電極下の半導体層には絶縁層が形成
されていないため、半導体基板を通して電位を固定する
ことができ、MOSトランジスタのしきい値電圧を安定
にし、安定した回路動作をさせることができる効果があ
る。
[Effects of the Invention] As explained above, the present invention reduces parasitic capacitance in the source/drain regions by providing an insulating layer formed in self-alignment with the gate electrode at the bottom portion of the source/drain regions. Not only can the circuit operation be made faster, but since no insulating layer is formed in the semiconductor layer under the gate electrode, the potential can be fixed through the semiconductor substrate, which stabilizes the threshold voltage of the MOS transistor. This has the effect of ensuring stable circuit operation.

また、絶縁層はゲート電極を用いた自己整合法により形
成しているため、余分な目合せや余裕を設けることがな
く、集積度を向上させることができる効果もある。
Further, since the insulating layer is formed by a self-alignment method using a gate electrode, there is no need for extra alignment or margin, and there is an effect that the degree of integration can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)乃至第1図(C)は本発明の第1実施例を
工程順に示す断面図、第2図(a)乃至第2図(C)は
本発明の第2実施例を工程順に示す断面図、第3図は従
来構造の断面図である。 1・・・P型シリコン基板、IA・・・P型シリコン層
、2・・・チャネルストッパ、3・・・フィールド酸化
膜、4・・・ゲート酸化膜、5・・・ゲート電極、6・
・・フォトレジスト、7.7A、7B・・・酸化層、8
,8A・・・ソース・ドレイン領域、9・・・層間絶縁
膜、10・・・アルミニウム電極、11・・・溝、12
・・・ポリシリコン。 第2図
1(a) to 1(C) are sectional views showing the first embodiment of the present invention in the order of steps, and FIG. 2(a) to 2(C) are sectional views showing the second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a sectional view showing the steps in the order of steps, and FIG. 3 is a sectional view of a conventional structure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... P-type silicon substrate, IA... P-type silicon layer, 2... Channel stopper, 3... Field oxide film, 4... Gate oxide film, 5... Gate electrode, 6...
...Photoresist, 7.7A, 7B...Oxide layer, 8
, 8A... Source/drain region, 9... Interlayer insulating film, 10... Aluminum electrode, 11... Groove, 12
...Polysilicon. Figure 2

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、一導電型の半導体基板上にゲート絶縁膜を介して形
成されたゲート電極と、前記ゲート電極の両側位置にお
いて前記半導体基板に形成された逆導電型のソース・ド
レイン領域と、このソース・ドレイン領域の底面部位に
前記ゲート電極と自己整合的に形成された絶縁層とで構
成した絶縁ゲート型電界効果トランジスタを備えること
を特徴とする半導体装置。
1. A gate electrode formed on a semiconductor substrate of one conductivity type via a gate insulating film, source/drain regions of opposite conductivity type formed on the semiconductor substrate at positions on both sides of the gate electrode, and the source/drain regions of the opposite conductivity type. 1. A semiconductor device comprising an insulated gate field effect transistor including an insulating layer formed in a self-aligned manner with the gate electrode at a bottom surface of a drain region.
JP1474688A 1988-01-27 1988-01-27 Semiconductor device Pending JPH01191476A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1474688A JPH01191476A (en) 1988-01-27 1988-01-27 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1474688A JPH01191476A (en) 1988-01-27 1988-01-27 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH01191476A true JPH01191476A (en) 1989-08-01

Family

ID=11869678

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1474688A Pending JPH01191476A (en) 1988-01-27 1988-01-27 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH01191476A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03133142A (en) * 1989-10-19 1991-06-06 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0897231A (en) * 1994-09-28 1996-04-12 Nec Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2013254793A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Fujitsu Semiconductor Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03133142A (en) * 1989-10-19 1991-06-06 Toyota Central Res & Dev Lab Inc Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0897231A (en) * 1994-09-28 1996-04-12 Nec Corp Method for manufacturing semiconductor device
JP2013254793A (en) * 2012-06-05 2013-12-19 Fujitsu Semiconductor Ltd Semiconductor device and method of manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11121739A (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0216020B2 (en)
KR20010101506A (en) Lateral thin-film soi device having a lateral drift region and method of making such a device
KR0140719B1 (en) Favrication method of mosfet
US5518944A (en) MOS transistor and its fabricating method
JPH079988B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US5426327A (en) MOS semiconductor with LDD structure having gate electrode and side spacers of polysilicon with different impurity concentrations
US10062778B2 (en) Semiconductor device
JPH01191476A (en) Semiconductor device
JPH08181327A (en) Thin film transistor and manufacturing method thereof
JPS6025028B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3061157B2 (en) Method for forming semiconductor device
JPH067556B2 (en) MIS type semiconductor device
JPH04306881A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP2741042B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0472770A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS63305566A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPH0438834A (en) Manufacture of mos transistor
KR0186019B1 (en) Method of processing trench capacitor cell
KR100265327B1 (en) Soi device without floating body effect and method for fabricating the same
JPH01187870A (en) Semiconductor device and its manufacture
KR0157910B1 (en) Manufacturing method of MOS type field effect transistor having LED structure
JPH0571191B2 (en)
KR100487503B1 (en) A semiconductor device and method of fabricating the same
JPS6254959A (en) Manufacture of mis semiconductor device