JPH01268172A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH01268172A
JPH01268172A JP63097741A JP9774188A JPH01268172A JP H01268172 A JPH01268172 A JP H01268172A JP 63097741 A JP63097741 A JP 63097741A JP 9774188 A JP9774188 A JP 9774188A JP H01268172 A JPH01268172 A JP H01268172A
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JP
Japan
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gate
channel
substrate
transistor
source
Prior art date
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Pending
Application number
JP63097741A
Other languages
English (en)
Inventor
Matsuo Takaoka
高岡 松雄
Hiroyuki Fukuma
福間 宏之
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH01268172A publication Critical patent/JPH01268172A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/20Electrodes characterised by their shapes, relative sizes or dispositions 
    • H10D64/27Electrodes not carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched, e.g. gates
    • H10D64/311Gate electrodes for field-effect devices
    • H10D64/411Gate electrodes for field-effect devices for FETs
    • H10D64/511Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs
    • H10D64/517Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers
    • H10D64/519Gate electrodes for field-effect devices for FETs for IGFETs characterised by the conducting layers characterised by their top-view geometrical layouts
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/01Manufacture or treatment
    • H10D30/021Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET]
    • H10D30/025Manufacture or treatment of FETs having insulated gates [IGFET] of vertical IGFETs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/63Vertical IGFETs

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 チャネル長の方向が基板面に対して垂直である縦型MI
SI−ランジスタリスえた半導体装置に関し、 そのトランジスタのしきい値電圧がエネルギ線により変
動するのを防止できるようにすることを目的とし、 そのトランジスタは、基板面から見たゲートの形状が枠
状または屈曲状をなし、そのゲートの内側にチャネルが
配置されているように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、チャネル長の方向が基板面に対して垂直であ
る縦型MIS+−ランジスタリスえた半導体装置に係り
、特に、そのトランジスタの構成に関する。
〔従来の技術〕
第7図は従来例の上記縦型Mis)ランリスタの模式側
断面図である。
同図において、1はp−−3iの基板、2はn+−拡散
領域のソース、3はn4−拡散領域のドレイン、3Aは
n+−ポリSiのドレインコンタクト、4はn+−ポリ
Siのゲート、5はゲート絶縁膜、6はチャネル、7は
フィールド酸化膜、8は5i02の絶縁膜、9は八1の
配線、である。
図から判るように、ソース2とドレイン3は基板1の深
さを異ならせて配置され、チャネル6は、ゲー1〜4の
外側に配置されて基板1の面に対して垂直になっている
このことからこのトランジスタは、チャネル長の設定が
、リソグラフィに制約されないで、エツチングや拡散の
深さ制御により行うことが出来るので、短チヤネル化が
容易である特徴を有する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながらこの構成のトランジスタは、チャネル6の
ゲート4側と反対の側がゲート4に対して外側を向いて
遮蔽されていないため、α線などのエネルギ線によって
発生した荷電粒子がチャネルの電位に影響を与えてしき
い値電圧が変動し、半導体装置の特性を不安定にさせる
問題がある。
そこで本発明は、チャネル長の方向が基板面に対して垂
直である縦型M■sトランジスタを具えた半導体装置に
おいて、そのトランジスタのしきい値電圧がエネルギ線
により変動するのを防止できるようにすることを目的と
する。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的は、上記トランジスタを、基板面から見たゲー
1−の形状が枠状または屈曲状をなし、そのゲートの内
側にチャネルが配置されているものにする本発明によっ
て解決される。
〔作 用〕
ゲートとチャネルの関係を上記のようにすることにより
、チャネルはゲートによって遮蔽される。
このことから当該トランジスタは、しきい値電圧がエイ
、ルギ線により変動するのを防止できるようになる。
〔実施例〕
以下本発明による半導体装置の四つの実施例について第
1図〜第6図を用いて説明する。第1図は第1の実施例
の模式側断面図、第2図はゲートの変形例を示す平面図
、第3図は第】の実施例の製造工程を示す側断面図、第
4図〜第6図はそれぞれ第2〜第4の実施例の模式側断
面図、であり、全図を通し同一符号は同一対象物を示す
第1図に示す第1の実施例は縦型MISトランジスタが
nチャネルMO3トランジスタの場合である。
第1図において、11はp−−3iの基板、11八はp
−−5iのエビ層、12はn+−拡散領域のソース、1
2八はn+−ポリSiのソースコンタクト、13は畝−
拡散領域のドレイン、14はn4−ポリSiのゲート、
15はSiO2のゲート絶縁膜、1Gはチャネル、17
はフィールド酸化膜、18.18Aは5i02の絶縁膜
、19はAIの配線、である。ゲート14は、基板11
の面から見て枠状をなしている。
図から判るように、ソース12とドレイン13はゲ−1
−14の内側のエビ層11^を上下から挟むように配置
され、チャネル16はゲート14の内側に配置されて基
板11の面に対して垂直になっている。従って、ソース
12とドレイン13の間隔長がチャネル長となり、ゲー
ト14の内側周囲長にほぼ等しい長さがチャネル幅とな
っている。
このことからこのトランジスタは、チャネル長の設定が
、リソグラフィに制約されないで、エビ層成長の厚さ制
御及びエツチングや拡散の深さ制御により行うことが出
来るので、従来例の縦型M■Sトランジスタの場合と同
様に短チヤネル化が容易であり、また、大きなチャネル
幅を小さな基板面積で実現できる特徴を有する。
然も、チャネル16がゲート14により遮蔽されている
ので、しきい値電圧のエネルギ線による変動が起き難く
なっている。
上記実施例では、ゲート14の基板面から見た形状が先
に述べたように第2図(alに示す枠状をなしているが
、その形状は、例えば第2図(b)や(c+に示すよう
な屈曲状をなしていても良い。その場合は、ゲートの内
側でチャネルが配置されるエビ層のゲートと対向しない
部分が、上記絶縁膜18と同様な絶縁膜で仕切られるこ
とになるので、上記実施例と同様にしきい値電圧の安定
性が確保される。
上記実施例の上述したトランジスタは、例えば以下のよ
うにして製造することができる。
先ず、第3図(alを参照して、 ■ 基板11には<100>方位で10ΩCmの抵抗を
有するものを用いる。
■ 基板11の表面部にソース12を形成する。
■ エピタキシャル成長により基板11上の全面にエビ
層11Aを形成する。これは、不純物ドープの成長で行
っても良く、ノンドープ成長の後に不純物拡散をしても
良い。
■ 選択酸化法によりフィールド酸化膜17を形成する
■ ソース12を露出させるU溝51を形成する。
■ 全面に5i02を堆積成長した後、RIE(反応性
イオンエツチング)によりU溝51の側壁に上記SiO
2を残して、絶縁膜18を形成する。
■ 全面にノンドープのポリSiを成長してU溝51を
埋め、ポリッシングしてポリSiをU溝51内のみに残
す。
次いで、第3図(blを参照して、 ■ 全面にSi3N4を堆積成長して耐酸化膜61を形
成する。
■ ソース12を露出させるU溝52を形成する。
[相] 更に全面にSi3N4を堆積成長し、■の場合
と同様にRIBによりU溝52の側壁にSi3N4の耐
酸化膜62を形成する。さすれば、U溝52の底にソー
ス12が露出し、その他の表面は耐酸化膜61及び62
によって覆われる。
■ 選択酸化法により絶縁膜18八を形成する。
次いで、第1図を参照して、 @ 耐酸化膜61及び62を除去する。
[相] 熱酸化法によりゲート絶縁膜15を形成する。
■ 全面にノンドープのポリSiを成長してU溝52を
埋め、ポリッシングしてポリStをU溝52内のみに残
す。
■ U溝51内及びU溝52内のポリSiに燐を拡散し
てソースコンタク目録及びゲー目4を形成する。
[相] ゲート14の内側のエビ層11Aに砒素を拡散
してドレイン13を形成する。
O配線19を形成して完成する。
なお、[相]の拡散は燐であっても良い。その場合、エ
ビ層11Aの拡散係数がポリSiのそれよりも小さいこ
とから、条件が適合するならば[相]の拡散を■と同時
に行うことができる。
第4図に示す第2の実施例は縦型MISトランジスタが
pチャネルMOSトランジスタの場合である。
第4図において、21はn−−3iの基板、21Aはn
−−3iのエビ層、22はp+−拡散領域のソース、2
2^はp+−ポリSiのソースコンタクト、23はp+
−拡散領域のドレイン、24はp+またはn+−ポリS
tのゲート、25は5i02のゲート絶縁膜、26はチ
ャネル、である。
この実施例のトランジスタは、基本的には第1の実施例
のトランジスタの導電型が逆になったものである。そし
て、この実施例に関する説明は、第1の実施例で述べた
説明と同様である。
第5図に示す第3の実施例は縦型M I S トランジ
スタが相補型MO3)ランリスタ (CMO3I。
ランリスタ)の場合である。
この実施例のトランジスタは、第1及び第2の実施例で
述べたそれぞれのトランジスタを組み台率 わせものであり、この実施例の説明は、第1及び第2の
実施例における説明と同様になる。
なお第5図では、基板をp−である基板11としである
が、回路構成上からソース22と基板11の間にpn接
合が必要な場合には、ソース22を包囲するn−−ウェ
ルを設ければ良い。
第6図に示す第4の実施例は、第3の実施例で述べたC
MO3)ランリスタにNPN及びPNP縦型バイポーラ
トランジスリス組み合わせてBi−CMO3)ランリス
タとした場合である。
従って、CMO3部分に関する説明は、第3の実施例の
場合と同様になる。
第6図において、左端はNPN l−ランリスタを、そ
の右隣はPNP )ランリスタを示し、NPN トラン
ジスタにおける、32はn+−拡散領域の埋込コレクタ
、32Aはn+−ポリSiのコレクタコンタクト、33
はn−一拡散領域のコレクタ、34はp−拡散領域のベ
ース、34Aはp+−拡散領域のベースコンタクト、3
5はn+−拡散領域のエミッタである。またPNPI−
ランリスタにおける、42はp″l−拡散領域の埋込コ
レクタ、42八はp+−ポリStのコレクタコンタクト
、43はp−一拡散領域のコレクタ、44はn −拡散
領域のベース、44Aはn月広散領域のベースコンタク
ト、45ばp+−拡散領域のエミッタである。
このBi−CMO3I・ランリスタを製造する場合、C
MO3部分の構成からして、工程を短縮させるように次
のものを同時に形成することができる。
■ 畝にする埋込コレクタ32とソース12、■ p+
にする埋込コレクタ42とソース22、■ n−にする
コレクタ33とチャネル26部分、■ p−にするコレ
クタ43とチャネル16部分、■ n+にするコレクタ
コンタクト324とソースコンタクI・1.2Aとゲー
ト14及び24、これに加えてエミッタ35と−、−ス
コンタクト44八とトレイン13の中の可能なもの、 ■ p+にするコレクタコンタクト42Aとソースコン
タクl−22A、これに加えてエミッタ45とへ一スコ
ンタクト34八とドレイン23の中の可能なもの。
なお、以上の実施例はゲート絶縁膜が5i02の場合で
あるが、ゲーI−絶X3.膜はSi3N4などの絶縁I
I菜であっても同様に行・)ことができる。
〔発明の効果〕
以」二説明したように本発明の構成によれば、ヂャネル
長の方向が基板面に対して垂直である縦型MO3I・ラ
ンンスタを具えた半導体装置において、そのl・ランシ
スタのしきい値電圧がエネルギ線により変動するのを防
止できるよ・うになり、当該半導体装置の特性を安定化
さゼる効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図iJ第1の実施例の稜弐側断面図、第2図はゲー
トの変形例を示す平面図、第3図は第1の実施例の製造
工程を示ず側断面図、 第4図υJ第2の実施例の模式側断面図、第5図は第3
の実施例の模式側断面図、第6図は第11の実施例の模
式側断面図、第7図し」従来例の模式側断面図、 である。 図において、 1.11.214;I:Si基板、 IIA、2IA、はエビ層\ 2.12.22はソース、 】2ハ、22Aはソースコンタクト、 3.13.23はドレイン、 4.14.24はゲート、 5.15.25はゲート絶縁膜、 6.16.26はチャネル、 7.17はフィール1酸化膜、 8.18.18Δは絶縁膜、 9.19は配線、 である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  チャネル長の方向が基板面に対して垂直である縦型M
    ISトランジスタを具え、該トランジスタは、基板面か
    ら見たゲートの形状が枠状または屈曲状をなし、そのゲ
    ートの内側にチャネルが配置されていることを特徴とす
    る半導体装置。
JP63097741A 1988-04-20 1988-04-20 半導体装置 Pending JPH01268172A (ja)

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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5185646A (en) * 1990-01-24 1993-02-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device with improved current drivability
US5214301A (en) * 1991-09-30 1993-05-25 Motorola, Inc. Field effect transistor having control and current electrodes positioned at a planar elevated surface
US5225701A (en) * 1989-12-15 1993-07-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vertical silicon-on-insulator (SOI) MOS type field effect transistor
US5324673A (en) * 1992-11-19 1994-06-28 Motorola, Inc. Method of formation of vertical transistor
US5504359A (en) * 1990-10-31 1996-04-02 Texas Instruments Incorporated Vertical FET device with low gate to source overlap capacitance
EP0872895A3 (en) * 1997-04-14 1999-02-24 SHARP Corporation Vertical insulated gate field-effect transistor, method of making the same and corresponding integrated circuit
JP2009111305A (ja) * 2007-11-01 2009-05-21 Sharp Corp 半導体装置及びその製造方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5225701A (en) * 1989-12-15 1993-07-06 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Vertical silicon-on-insulator (SOI) MOS type field effect transistor
US5312767A (en) * 1989-12-15 1994-05-17 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha MOS type field effect transistor and manufacturing method thereof
US5185646A (en) * 1990-01-24 1993-02-09 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device with improved current drivability
US5504359A (en) * 1990-10-31 1996-04-02 Texas Instruments Incorporated Vertical FET device with low gate to source overlap capacitance
US5214301A (en) * 1991-09-30 1993-05-25 Motorola, Inc. Field effect transistor having control and current electrodes positioned at a planar elevated surface
US5324673A (en) * 1992-11-19 1994-06-28 Motorola, Inc. Method of formation of vertical transistor
US5414288A (en) * 1992-11-19 1995-05-09 Motorola, Inc. Vertical transistor having an underlying gate electrode contact
EP0872895A3 (en) * 1997-04-14 1999-02-24 SHARP Corporation Vertical insulated gate field-effect transistor, method of making the same and corresponding integrated circuit
US6215150B1 (en) 1997-04-14 2001-04-10 Sharp Kabushiki Kaisha Vertically integrated semiconductor device
JP2009111305A (ja) * 2007-11-01 2009-05-21 Sharp Corp 半導体装置及びその製造方法
US7842575B2 (en) 2007-11-01 2010-11-30 Sharp Kabushiki Kaisha Vertical MOS transistor device with asymmetrical source and drain and its manufacturing method

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