JPH04154171A - 半導体装置 - Google Patents
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- JPH04154171A JPH04154171A JP2280201A JP28020190A JPH04154171A JP H04154171 A JPH04154171 A JP H04154171A JP 2280201 A JP2280201 A JP 2280201A JP 28020190 A JP28020190 A JP 28020190A JP H04154171 A JPH04154171 A JP H04154171A
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- H10D84/01—Manufacture or treatment
- H10D84/0123—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs
- H10D84/0126—Integrating together multiple components covered by H10D12/00 or H10D30/00, e.g. integrating multiple IGBTs the components including insulated gates, e.g. IGFETs
- H10D84/0144—Manufacturing their gate insulating layers
Landscapes
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、個別半導体素子あるいは半導体集積回路なと
の半導体装置に係り、特に半導体基板上に形成されるM
O3FET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)の構
造に関する。
の半導体装置に係り、特に半導体基板上に形成されるM
O3FET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)の構
造に関する。
(従来の技術)
従来のM OS F E Tは、例えば第4図に示す
ように、P型の半導体基板40の表面の一部にN型の不
純物拡散層からなるソース領域41およびドレイン領域
42がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間のチ
ャネル領域43上にゲート絶縁膜44を介してゲート電
極45か形成され、上記ソース領域41およびドレイン
領域42に対応してソース電極46およびドレイン電極
47がコンタクトしている。この場合、ゲート絶縁膜4
4の厚さが均一であった。なお、48は層間絶縁膜であ
る。
ように、P型の半導体基板40の表面の一部にN型の不
純物拡散層からなるソース領域41およびドレイン領域
42がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間のチ
ャネル領域43上にゲート絶縁膜44を介してゲート電
極45か形成され、上記ソース領域41およびドレイン
領域42に対応してソース電極46およびドレイン電極
47がコンタクトしている。この場合、ゲート絶縁膜4
4の厚さが均一であった。なお、48は層間絶縁膜であ
る。
このため、素子を微細化したり、高耐圧化したりする場
合、ゲート絶縁膜44の厚さは最も電界の強い部分(ド
レイン・ゲート電極間)で決まるので、ゲート絶縁膜4
4を余り薄くすることかできず、スイッチング速度(応
答速度)が制限されていた。また、ゲート絶縁膜44を
余り薄くすることかできないので、チャネル領域43に
発生する反転層の不純物濃度も低くなり、オン抵抗を低
減させたり電流駆動能力を向上させることか厳しかった
。
合、ゲート絶縁膜44の厚さは最も電界の強い部分(ド
レイン・ゲート電極間)で決まるので、ゲート絶縁膜4
4を余り薄くすることかできず、スイッチング速度(応
答速度)が制限されていた。また、ゲート絶縁膜44を
余り薄くすることかできないので、チャネル領域43に
発生する反転層の不純物濃度も低くなり、オン抵抗を低
減させたり電流駆動能力を向上させることか厳しかった
。
(発明が解決しようとする課題)
上記したように従来のMO5FETは、素子を微細化し
たり、高耐圧化したりする場合、ゲート絶縁膜を余り薄
くすることかできないので、応答速度が制限され、オン
抵抗を低減させたり電流駆動能力を向上させることが厳
しいという問題かある。
たり、高耐圧化したりする場合、ゲート絶縁膜を余り薄
くすることかできないので、応答速度が制限され、オン
抵抗を低減させたり電流駆動能力を向上させることが厳
しいという問題かある。
本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、MOS F E T内の電界分布を最適化
して高耐圧化したり、ソース・ドレイン間距離を短縮し
て微細化することか可能になり、M OS F E
Tの応答速度の制限を緩和でき、オン抵抗を低減させた
り電流駆動能力を向上させることか容易になる半導体装
置を提供することにある。
の目的は、MOS F E T内の電界分布を最適化
して高耐圧化したり、ソース・ドレイン間距離を短縮し
て微細化することか可能になり、M OS F E
Tの応答速度の制限を緩和でき、オン抵抗を低減させた
り電流駆動能力を向上させることか容易になる半導体装
置を提供することにある。
[発明の構成コ
(課題を解決するための手段)
本発明は、第1導電型の半導体基板の表面の一部に第2
導電型の不純物拡散層からなるソース領域およびドレイ
ン領域がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間の
チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極か形
成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタを有する半
導体装置において、上記絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタのゲート絶縁膜の膜厚は、ソース側からドレイン側
に向って、または、ソース・ドレイン間の中央部に対応
する部分からソース側およびドレイン側にそれぞれ向っ
て少なくとも2段の階段状に厚くなっており、この膜厚
が互いに異なるゲート絶縁膜下のそれぞれのチャネル領
域の不純物濃度は互いに異なり、膜厚か厚い部分のゲー
ト絶縁膜下のチャネル領域が膜厚が薄い部分のゲート絶
縁膜下のチャネル領域よりも不純物濃度か低くなってい
ることを特徴とする。
導電型の不純物拡散層からなるソース領域およびドレイ
ン領域がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間の
チャネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極か形
成された絶縁ゲート型電界効果トランジスタを有する半
導体装置において、上記絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタのゲート絶縁膜の膜厚は、ソース側からドレイン側
に向って、または、ソース・ドレイン間の中央部に対応
する部分からソース側およびドレイン側にそれぞれ向っ
て少なくとも2段の階段状に厚くなっており、この膜厚
が互いに異なるゲート絶縁膜下のそれぞれのチャネル領
域の不純物濃度は互いに異なり、膜厚か厚い部分のゲー
ト絶縁膜下のチャネル領域が膜厚が薄い部分のゲート絶
縁膜下のチャネル領域よりも不純物濃度か低くなってい
ることを特徴とする。
(作 用)
最も電界の強い部分(ドレイン・ゲート電極間)のゲー
ト絶縁膜を最も厚くすると共にその直下のチャネル領域
の不純物濃度を減らしているので、即ち、ゲート絶縁膜
の膜厚の分布およびチャネル領域の不純物濃度の分布を
制御することによって、M OS F E T内の電
界か均一化するように電界分布を最適化しているので、
ドレイン側でのゲート絶縁膜の信頼性の確保と閾値電圧
の低減、電気的耐圧の向上を実現することが可能になる
。
ト絶縁膜を最も厚くすると共にその直下のチャネル領域
の不純物濃度を減らしているので、即ち、ゲート絶縁膜
の膜厚の分布およびチャネル領域の不純物濃度の分布を
制御することによって、M OS F E T内の電
界か均一化するように電界分布を最適化しているので、
ドレイン側でのゲート絶縁膜の信頼性の確保と閾値電圧
の低減、電気的耐圧の向上を実現することが可能になる
。
また、ドレインからソースへの空乏層のバンチスルー降
伏を防ぎ、ソース・ドレイン間距離を短縮して微細化す
ることか可能になり、平均としてのゲート絶縁膜の膜厚
の低減によってスイッチ速度を向上させ、オン抵抗を低
減させたり電流駆動能力を向上させることが容易になる
。
伏を防ぎ、ソース・ドレイン間距離を短縮して微細化す
ることか可能になり、平均としてのゲート絶縁膜の膜厚
の低減によってスイッチ速度を向上させ、オン抵抗を低
減させたり電流駆動能力を向上させることが容易になる
。
さらに、前記膜厚か互いに異なるゲート絶縁膜下のそれ
ぞれのチャネル領域の閾値電圧かほぼ等しくなるように
設定することにより、電界の均一性および閾値電圧の均
一性をそれぞれ最適化することが可能になる。
ぞれのチャネル領域の閾値電圧かほぼ等しくなるように
設定することにより、電界の均一性および閾値電圧の均
一性をそれぞれ最適化することが可能になる。
(実施例)
以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。
。
第1図は、第1実施例に係る半導体装置(個別半導体素
子あるいは半導体集積回路)におけるMOS FET
部を示しており、第1導電型(本例ではP型)の半導体
基板10の表面の一部に第2導電型(本例ではN型)の
不純物拡散層からなるソース領域11およびドレイン領
域12がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間の
チャネル領域13上にゲート絶縁膜14を介してゲート
電極Gか形成され、上記ソース領域11およびドレイン
領域12に対応してソース電極Sおよびドレイン電極り
かコンタクトしている。この場合、上記MO5FETの
ゲート絶縁膜14の膜厚は、ソース側からドレイン側に
向って少なくとも2段(本例では4段)の階段状に厚く
なっており、この膜厚か互いに異なるゲート絶縁膜下の
それぞれのチャネル領域の不純物濃度は互いに異なり、
膜厚か厚い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域か膜厚
か薄い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域よりも不純
物濃度か低くなっている。即ち、ソース側のチャネル領
域13□からドレイン側のチャネル領域134に向って
順次存在するチャネル領域(13□ 132.133.
134 )の順で不純物濃度(P + P 2 、P
3 、P 4 )か次第に低くなっている(P’+
>p2>P3>P< )。
子あるいは半導体集積回路)におけるMOS FET
部を示しており、第1導電型(本例ではP型)の半導体
基板10の表面の一部に第2導電型(本例ではN型)の
不純物拡散層からなるソース領域11およびドレイン領
域12がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間の
チャネル領域13上にゲート絶縁膜14を介してゲート
電極Gか形成され、上記ソース領域11およびドレイン
領域12に対応してソース電極Sおよびドレイン電極り
かコンタクトしている。この場合、上記MO5FETの
ゲート絶縁膜14の膜厚は、ソース側からドレイン側に
向って少なくとも2段(本例では4段)の階段状に厚く
なっており、この膜厚か互いに異なるゲート絶縁膜下の
それぞれのチャネル領域の不純物濃度は互いに異なり、
膜厚か厚い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域か膜厚
か薄い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域よりも不純
物濃度か低くなっている。即ち、ソース側のチャネル領
域13□からドレイン側のチャネル領域134に向って
順次存在するチャネル領域(13□ 132.133.
134 )の順で不純物濃度(P + P 2 、P
3 、P 4 )か次第に低くなっている(P’+
>p2>P3>P< )。
次に、上記したようにゲート絶縁膜14の膜厚が4段に
形成されたNチャネルMO8FETの形成方法の一例に
ついて第2図(a)乃至(n)を参照しながら簡単に説
明する。
形成されたNチャネルMO8FETの形成方法の一例に
ついて第2図(a)乃至(n)を参照しながら簡単に説
明する。
まず、第2図(a)に示すように、P型シリコン基板1
0に対して950℃の0□雰囲気中てのドライ酸化によ
り全体に200人の第1ゲート絶縁膜(SiO2)21
を形成する。
0に対して950℃の0□雰囲気中てのドライ酸化によ
り全体に200人の第1ゲート絶縁膜(SiO2)21
を形成する。
次に、第2図(b)に示すように、イオン注入法により
基板全面にP型不純物のイオン(例えばボロンイオンB
”)を注入した後、950℃のN2雰囲気中で30分の
アニール処理を行う。
基板全面にP型不純物のイオン(例えばボロンイオンB
”)を注入した後、950℃のN2雰囲気中で30分の
アニール処理を行う。
次に、第2図(C)に示すように、フォトエツチング法
により前記第1ゲート絶縁膜21の一部を開口し、この
開口部22にイオン注入法によりボロンイオンB+を注
入する。ここで、23はフォトレジストである。
により前記第1ゲート絶縁膜21の一部を開口し、この
開口部22にイオン注入法によりボロンイオンB+を注
入する。ここで、23はフォトレジストである。
次に、第2図(d)に示すように、950℃の02雰囲
気中でのドライ酸化により上記開口部22に200人の
第2ゲート絶縁膜(S102)24を形成する。この時
、同時に、前記第1ゲート絶縁膜21は300人に成長
する。
気中でのドライ酸化により上記開口部22に200人の
第2ゲート絶縁膜(S102)24を形成する。この時
、同時に、前記第1ゲート絶縁膜21は300人に成長
する。
次に、第2図(e)に示すように、フォトエツチング法
により前記第2ゲート絶縁膜24の一部を開口し、この
開口部25にイオン注入法によりボロンイオンB′″を
注入する。ここで、26はフォトレジストである。
により前記第2ゲート絶縁膜24の一部を開口し、この
開口部25にイオン注入法によりボロンイオンB′″を
注入する。ここで、26はフォトレジストである。
次に、第2図(f)に示すように、950℃のO2雰囲
気中てのドライ酸化により上記開口部25に150人の
第3ゲート絶縁膜(SiO2)27を形成する。この時
、同時に、前記第2ゲート絶縁膜24は250人、前記
第1ゲート絶縁膜21は350人に成長する。
気中てのドライ酸化により上記開口部25に150人の
第3ゲート絶縁膜(SiO2)27を形成する。この時
、同時に、前記第2ゲート絶縁膜24は250人、前記
第1ゲート絶縁膜21は350人に成長する。
次に、第2図(g)に示すように、フォトエツチング法
により前記第3ゲート絶縁膜27の一部を開口し、この
開口部28にイオン注入法によりボロンイオンB1を注
入する。ここで、29はフォトレジストである。
により前記第3ゲート絶縁膜27の一部を開口し、この
開口部28にイオン注入法によりボロンイオンB1を注
入する。ここで、29はフォトレジストである。
次に、第2図(h)に示すように、900℃の02雰囲
気中でのドライ酸化により上記開口部28に100人の
第4ゲート絶縁膜(SiO2)30を形成する。この時
、同時に、前記第3ゲート絶縁膜27は200人、第2
ゲート絶縁膜24は300人、前記第1ゲート絶縁膜2
1は400人に成長する。
気中でのドライ酸化により上記開口部28に100人の
第4ゲート絶縁膜(SiO2)30を形成する。この時
、同時に、前記第3ゲート絶縁膜27は200人、第2
ゲート絶縁膜24は300人、前記第1ゲート絶縁膜2
1は400人に成長する。
次に、第2図(i)に示すように、CVD (化学気相
成長)法により基板全面にポリシリコン膜31を200
0人の厚さに堆積する。
成長)法により基板全面にポリシリコン膜31を200
0人の厚さに堆積する。
次に、第2図(j)に示すように、フォトエツチング法
により前記ポリシリコン膜31をバターニングしてゲー
ト電極Gを形成する。この後、このゲート電極Gをマス
クにして前記第1ゲート絶縁膜21の露出部を除去する
。これにより、第4ゲート絶縁膜30、第3ゲート絶縁
膜27、第2ゲート絶縁膜24、第1ゲート絶縁膜21
の順で4段の階段状に厚くなったゲート絶縁膜14か得
られると共に、第4ゲート絶縁膜30、第3ゲート絶縁
膜27、第2ゲート絶縁膜24、第1ゲート絶縁膜21
の下に不純物濃度(P+P、、、P、、p4)か順次低
くなったチャネル領域(131132,133,134
)が存在するようになる。さらに、全面にイオン注入法
によりN型不純物のイオン(例えばヒ素イオンA5+)
を注入する。
により前記ポリシリコン膜31をバターニングしてゲー
ト電極Gを形成する。この後、このゲート電極Gをマス
クにして前記第1ゲート絶縁膜21の露出部を除去する
。これにより、第4ゲート絶縁膜30、第3ゲート絶縁
膜27、第2ゲート絶縁膜24、第1ゲート絶縁膜21
の順で4段の階段状に厚くなったゲート絶縁膜14か得
られると共に、第4ゲート絶縁膜30、第3ゲート絶縁
膜27、第2ゲート絶縁膜24、第1ゲート絶縁膜21
の下に不純物濃度(P+P、、、P、、p4)か順次低
くなったチャネル領域(131132,133,134
)が存在するようになる。さらに、全面にイオン注入法
によりN型不純物のイオン(例えばヒ素イオンA5+)
を注入する。
次に、第2図(k)に示すように、900℃の0□雰囲
気中でのドライ酸化により基板上の全面を覆うように2
00人の絶縁膜(SiO2)32を形成し、同時に前記
注入されたヒ素イオンを活性化してソース領域11およ
びドレイン領域12を形成する。
気中でのドライ酸化により基板上の全面を覆うように2
00人の絶縁膜(SiO2)32を形成し、同時に前記
注入されたヒ素イオンを活性化してソース領域11およ
びドレイン領域12を形成する。
次に、第2図(ρ)に示すように、CVD法により基板
全面に層間絶縁膜(SiOz)15を0.5μmの厚さ
に堆積した後、950℃のN2雰囲気中で10分のアニ
ール処理を行う。
全面に層間絶縁膜(SiOz)15を0.5μmの厚さ
に堆積した後、950℃のN2雰囲気中で10分のアニ
ール処理を行う。
次に、第2図(m)に示すように、フォトエツチング法
により前記層間絶縁膜15の一部を開口してコンタクト
ホール33を形成する。
により前記層間絶縁膜15の一部を開口してコンタクト
ホール33を形成する。
次に、第2図(n)に示すように、基板全面に金属配線
膜(例えば/l)を1μmの厚さに蒸着した後にフォト
エツチング法により上記金属配線膜をバターニングする
ことにより、上記コンタクトホール33を通して前記ソ
ース領域11およびドレイン領域12にコンタクトする
ソース電極Sおよびドレイン電極りを形成し、400℃
でシンター処理を行う。
膜(例えば/l)を1μmの厚さに蒸着した後にフォト
エツチング法により上記金属配線膜をバターニングする
ことにより、上記コンタクトホール33を通して前記ソ
ース領域11およびドレイン領域12にコンタクトする
ソース電極Sおよびドレイン電極りを形成し、400℃
でシンター処理を行う。
上記したような第1実施例のMOS FETによれば
、ゲート絶縁膜14のうちで最も電界の強い部分(ドレ
イン・ゲート電極間)を最も厚くすると共にその直下の
チャネル領域134の不純物濃度を鼓も減らしている。
、ゲート絶縁膜14のうちで最も電界の強い部分(ドレ
イン・ゲート電極間)を最も厚くすると共にその直下の
チャネル領域134の不純物濃度を鼓も減らしている。
即ち、ゲート絶縁膜14の膜厚の分布およびチャネル領
域13、〜134の不純物濃度の分布を制御することに
よって、M OS F E T内の電界か均一化する
ように電界分布を最適化することかできる。
域13、〜134の不純物濃度の分布を制御することに
よって、M OS F E T内の電界か均一化する
ように電界分布を最適化することかできる。
従って、ドレイン・ゲート電極間の電界か従来例よりも
弱まり、ドレイン接合の降伏電圧か上ると共に、ホット
キャリアによるゲート絶縁膜14の破壊か起り難くなり
、素子の信頼性か向上する。
弱まり、ドレイン接合の降伏電圧か上ると共に、ホット
キャリアによるゲート絶縁膜14の破壊か起り難くなり
、素子の信頼性か向上する。
また、ソース・ドレイン間のパンチ耐圧が向上し、ドレ
イン領域12からソース領域11への空乏層のバンチス
ルー降伏を防ぎ、ソース・ドレイン間距離(ゲート長)
を短縮して微細化することか可能になる。また、ゲート
絶縁膜14の膜厚の平均値か低減するので、ゲート当り
の電流駆動能力が向上し、スイッチング速度が向上し、
チャネル抵抗分か低減する。これらのことから、従来例
よりも素子面積を大幅に減らし、素子動作速度を大幅に
向上させることか可能になる。
イン領域12からソース領域11への空乏層のバンチス
ルー降伏を防ぎ、ソース・ドレイン間距離(ゲート長)
を短縮して微細化することか可能になる。また、ゲート
絶縁膜14の膜厚の平均値か低減するので、ゲート当り
の電流駆動能力が向上し、スイッチング速度が向上し、
チャネル抵抗分か低減する。これらのことから、従来例
よりも素子面積を大幅に減らし、素子動作速度を大幅に
向上させることか可能になる。
さらに、前記膜厚が互いに異なるゲート絶縁膜14下の
それぞれのチャネル領域13□〜134の閾値電圧がほ
ぼ等しくなるように設定することにより、電界の均一性
および閾値電圧の均一性をそれぞれ最適化することが可
能になる。
それぞれのチャネル領域13□〜134の閾値電圧がほ
ぼ等しくなるように設定することにより、電界の均一性
および閾値電圧の均一性をそれぞれ最適化することが可
能になる。
第3図は、第2実施例に係る半導体装置におけるドレイ
ン・ソース切換え可能型のMOS FET部を示して
おり、第1実施例のMOS FET部と比べて、ゲー
ト絶縁膜14′の膜厚は、ソース・ドレイン間の中央部
に対応する部分から一方のソース・ドレイン電極SD側
および他方のソース・ドレイン電極SD′側にそれぞれ
向って少なくとも2段(本例では4段)の階段状に厚く
なっており、この膜厚が順次具なるゲート絶縁膜14′
下のそれぞれのチャネル領域の不純物濃度は互いに異な
り、膜厚が厚い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域か
膜厚が薄い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域よりも
不純物濃度が低くなっている。即ち、ソース・ドレイン
間の中央部のチャネル領域131から一方のソース・ド
レイン領域16側のチャネル領域134または他方のソ
ース・ドレイン領域16′側のチャネル領域134 に
向って順次存在するチャネル領域(131132,13
3,134)の順、および、(13,13゜’ 1
33’ 134’)の順でそれぞれの不純物濃度P
I (P2P2′)、(P3、P3’ ) (
P4、P4’ )が次第に低くなっている(p、>p2
人P2′ 〉P、入P、 >P4人P4′)。なお、
第3図において、G′はゲート電極であり、第1図中と
同一部分には同一符号を付している。
ン・ソース切換え可能型のMOS FET部を示して
おり、第1実施例のMOS FET部と比べて、ゲー
ト絶縁膜14′の膜厚は、ソース・ドレイン間の中央部
に対応する部分から一方のソース・ドレイン電極SD側
および他方のソース・ドレイン電極SD′側にそれぞれ
向って少なくとも2段(本例では4段)の階段状に厚く
なっており、この膜厚が順次具なるゲート絶縁膜14′
下のそれぞれのチャネル領域の不純物濃度は互いに異な
り、膜厚が厚い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域か
膜厚が薄い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域よりも
不純物濃度が低くなっている。即ち、ソース・ドレイン
間の中央部のチャネル領域131から一方のソース・ド
レイン領域16側のチャネル領域134または他方のソ
ース・ドレイン領域16′側のチャネル領域134 に
向って順次存在するチャネル領域(131132,13
3,134)の順、および、(13,13゜’ 1
33’ 134’)の順でそれぞれの不純物濃度P
I (P2P2′)、(P3、P3’ ) (
P4、P4’ )が次第に低くなっている(p、>p2
人P2′ 〉P、入P、 >P4人P4′)。なお、
第3図において、G′はゲート電極であり、第1図中と
同一部分には同一符号を付している。
上記したような第2実施例のMOS FETによれば
、ドレイン・ソースの切換えを行った場合でも前記第1
実施例と同様の効果が得られるという利点がある。
、ドレイン・ソースの切換えを行った場合でも前記第1
実施例と同様の効果が得られるという利点がある。
[発明の効果]
上述したように本発明の半導体装置によれば、MOS
FET内の電界分布を最適化することにより、ドレイ
ン側でのゲート絶縁膜の信頼性の確保と閾値電圧の低減
、電気的耐圧の向上を実現することか可能になる。また
、ドレイン領域からソース領域への空乏層のパンチスル
ー降伏を防き、ゲート長を短縮して微細化することが可
能になり、平均としてのゲート絶縁膜の膜厚の低減によ
ってスイッチング速度を向上させ、オン抵抗を低減させ
たり電流駆動能力を向上させることか容易になる。
FET内の電界分布を最適化することにより、ドレイ
ン側でのゲート絶縁膜の信頼性の確保と閾値電圧の低減
、電気的耐圧の向上を実現することか可能になる。また
、ドレイン領域からソース領域への空乏層のパンチスル
ー降伏を防き、ゲート長を短縮して微細化することが可
能になり、平均としてのゲート絶縁膜の膜厚の低減によ
ってスイッチング速度を向上させ、オン抵抗を低減させ
たり電流駆動能力を向上させることか容易になる。
第1図は本発明の第1実施例に係る
M OS F E Tを示す断面図、第2図(a)乃
至(n)は第1図中のMOS FETの形成方法の一
例を示す断面図、第3図は本発明の第2実施例に係るM
OS FETを示す断面図、第4図は従来のMOS
FETを示す断面図である。 10・・・半導体基板、11・・・ソース領域、12・
・ドレイン領域、13.13.〜134.131〜13
4′・・・チャネル領域、14.14′・・・ゲート絶
縁膜、15・・・層間絶縁膜、G、G’・・・ゲート電
極、S・・・ソース電極、D・・・ドレイン電極、SD
、SD’ ・・ソース・ドレイン電極、16. 16′ ・・・ソース ドレイン領域。
至(n)は第1図中のMOS FETの形成方法の一
例を示す断面図、第3図は本発明の第2実施例に係るM
OS FETを示す断面図、第4図は従来のMOS
FETを示す断面図である。 10・・・半導体基板、11・・・ソース領域、12・
・ドレイン領域、13.13.〜134.131〜13
4′・・・チャネル領域、14.14′・・・ゲート絶
縁膜、15・・・層間絶縁膜、G、G’・・・ゲート電
極、S・・・ソース電極、D・・・ドレイン電極、SD
、SD’ ・・ソース・ドレイン電極、16. 16′ ・・・ソース ドレイン領域。
Claims (3)
- (1)第1導電型の半導体基板の表面の一部に第2導電
型の不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領
域がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間のチャ
ネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成さ
れた絶縁ゲート型電界効果トランジスタを有する半導体
装置において、上記絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
のゲート絶縁膜の膜厚は、ソース側からドレイン側に向
って少なくとも2段の階段状に厚くなっており、この膜
厚が互いに異なるゲート絶縁膜下のそれぞれのチャネル
領域の不純物濃度は互いに異なり、膜厚が厚い部分のゲ
ート絶縁膜下のチャネル領域が膜厚が薄い部分のゲート
絶縁膜下のチャネル領域よりも不純物濃度が低くなって
いることを特徴とする半導体装置。 - (2)第1導電型の半導体基板の表面の一部に第2導電
型の不純物拡散層からなるソース領域およびドレイン領
域がそれぞれ形成され、このソース・ドレイン間のチャ
ネル領域上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成さ
れた絶縁ゲート型電界効果トランジスタを有する半導体
装置において、上記絶縁ゲート型電界効果トランジスタ
のゲート絶縁膜の膜厚は、ソース・ドレイン間の中央部
に対応する部分が最も薄くなり、この部分からソース側
およびドレイン側にそれぞれ向って少なくとも2段の階
段状に厚くなっており、この膜厚が互いに異なるゲート
絶縁膜下のそれぞれのチャネル領域の不純物濃度は互い
に異なり、膜厚が厚い部分のゲート絶縁膜下のチャネル
領域が膜厚が薄い部分のゲート絶縁膜下のチャネル領域
よりも不純物濃度が低くなっていることを特徴とする半
導体装置。 - (3)請求項1または2記載の半導体装置において、前
記膜厚が互いに異なるゲート絶縁膜下のそれぞれのチャ
ネル領域の閾値電圧がほぼ等しくなるように設定されて
いることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (3)
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|---|---|---|---|
| JP2280201A JP2744126B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 半導体装置 |
| KR1019910018182A KR940011480B1 (ko) | 1990-10-17 | 1991-10-16 | 반도체장치 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2280201A JP2744126B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 半導体装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04154171A true JPH04154171A (ja) | 1992-05-27 |
| JP2744126B2 JP2744126B2 (ja) | 1998-04-28 |
Family
ID=17621720
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2280201A Expired - Fee Related JP2744126B2 (ja) | 1990-10-17 | 1990-10-17 | 半導体装置 |
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| JP2003060199A (ja) * | 2001-08-10 | 2003-02-28 | Sanyo Electric Co Ltd | 半導体装置とその製造方法 |
| JP2009283784A (ja) * | 2008-05-23 | 2009-12-03 | Nec Electronics Corp | 半導体装置及び半導体装置の製造方法 |
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- 1991-10-16 KR KR1019910018182A patent/KR940011480B1/ko not_active Expired - Fee Related
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