JPH04247665A - 縦型電界効果トランジスタの製造方法 - Google Patents

縦型電界効果トランジスタの製造方法

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JPH04247665A
JPH04247665A JP1351391A JP1351391A JPH04247665A JP H04247665 A JPH04247665 A JP H04247665A JP 1351391 A JP1351391 A JP 1351391A JP 1351391 A JP1351391 A JP 1351391A JP H04247665 A JPH04247665 A JP H04247665A
Authority
JP
Japan
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insulating film
gate electrode
conductivity type
layer
base region
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP1351391A
Other languages
English (en)
Inventor
Masakatsu Hoshi
正勝 星
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Nissan Motor Co Ltd
Original Assignee
Nissan Motor Co Ltd
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Publication date
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、チャネル長を短くす
ることができ高速スイッチング動作などに好適な縦型電
界効果トランジスタの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の縦型電界効果トランジスタの製造
方法としては、例えば図3に示すような工程によって製
造されている。
【0003】まず図(a)に示すように、高濃度N型基
板1上に低濃度N型エピタキシャル層2を成長させて第
1導電型の半導体を形成し、次に図(b)に示すように
、上記第1導電型の半導体の低濃度N型エピタキシャル
層2上にゲート絶縁膜層3´を0.05〜0.1μmの
層厚に、また例えば多結晶シリコンよりなるゲート電極
層7を約0.5μmの層厚として形成する。
【0004】次いで図(c)に示すように、PEP(P
hoto  Engraving  Process)
技術により上記ゲート電極層7およびゲート絶縁膜層3
´に拡散用窓5を形成し、この拡散用窓5よりボロンを
ドーズ量1013〜1014cm−2注入して拡散させ
、P型ベース領域6を形成する。
【0005】次に図(d)に示すように、上記工程にお
いてPEP技術により形成したP型ベース領域6上の所
定位置にレジスト10を形成し、このレジスト10をマ
スクとしてヒ素をドーズ量約1015cm−2注入して
拡散させ、上記P型ベース領域6内に高濃度N型ソース
領域11を形成する。
【0006】この時、上記P型ベース領域6と高濃度N
型ソース領域11の横方向拡散長差によってチャネルが
形成される。
【0007】そして図(e)に示すように、上記レジス
ト10を除去した後にゲート電極7´を被覆するように
層間絶縁膜層12を1〜2μmの層厚に形成し、PEP
技術によりコンタクト用窓12´を形成した後、高濃度
N型ソース領域11と接続するようにコンタクト用窓1
2´上にソース電極層13を1〜4μmの層厚に形成し
、縦型電界効果トランジスタを得る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の縦型電界効果トランジスタにおいては、二重
拡散によりチャネルを形成するので、チャネルの横方向
不純物分布は図4(a)に示すような状態になり、第1
導電型の半導体である基板側になるほどその濃度が低下
する。
【0009】このため、チャネル長を短くした場合には
基板側からチャネル内に空乏層が伸び、この影響により
短チャネル現象やパンチスルーといった不具合が生じる
【0010】それ故、従来はチャネル長Lを短くするに
はL約1.0μm程度が限界であるとされており、チャ
ネル抵抗の低減化には限界があるため、高周波化に伴う
高速スイッチング動作などの要請に充分に応じられない
という問題を有していた。
【0011】この発明は、上記したような従来の問題に
鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、
特にチャネルとなるベース領域の横方向不純物分布を均
一化させることにより、容易にチャネル長を短くするこ
とが可能な縦型電界効果トランジスタの製造方法を提供
することにある。
【0012】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記のよう
な目的を達成するために、第1導電型の半導体主表面上
に積層されると共にパターニングされた絶縁膜層をマス
クとし、かつ拡散用窓を介して露出された上記第1導電
型の半導体主表面上に不純物を注入して第2導電型ベー
ス領域を形成する工程と、第2導電型ベース領域が形成
された上記第1導電型の半導体主表面上にゲート絶縁膜
層とゲート電極層を逐次形成し、かつ上記工程における
パターニングによって形成された絶縁膜層の断差によっ
て生じているゲート電極層の断差部の側壁に自己整合的
に絶縁膜層を形成する工程と、自己整合的に形成された
上記絶縁膜層をマスクとして不要なゲート電極層をエッ
チングして所定領域のゲート電極を形成すると共に、第
2導電型ベース領域上の上記ゲート電極層を除去して拡
散用窓を形成する工程と、上記拡散用窓を介して不純物
を注入し上記第2導電型ベース領域内に高濃度ソース領
域を形成し、かつこの高濃度ソース領域と接続されると
共に上記ゲート電極に対しては層間絶縁膜を介して絶縁
されたソース電極層を積層形成する工程と、を有するこ
とを特徴とする。
【0013】
【作用】この発明による縦型電界効果トランジスタにあ
っては、チャネルの横方向不純物分布はその表面濃度分
布がはほぼ均一となり、ベース内への基板側からの空乏
層の伸びが抑えられると共に、チャネル長はゲート電極
層の段差部に自己整合的に形成された絶縁膜の幅によっ
て決定することができるので、短チャンネル現象などを
抑制し容易にチャネル長を短くすることができる縦型電
界効果トランジスタを提供することができる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳
細に説明する。
【0015】図1はこの発明の一実施例を示す製造工程
の説明図である。
【0016】なお、この実施例においては従来と同一部
材は同一符号を付して説明する。
【0017】図1(a) まず、高濃度N型基板1上に低濃度N型エピタキシャル
層2を成長させ、第1導電型の半導体を形成する。
【0018】図1(b) 上記第1導電型の半導体の低濃度N型エピタキシャル層
2上に、絶縁膜層として酸化膜層3を0.5〜1.5μ
mの層厚で、また例えば窒化シリコンよりなる窒化膜層
4を約1μmの層厚に形成する。
【0019】図1(c) PEP技術により上記窒化膜層4および酸化膜層3をパ
ターンニングしてエッチングすることにより、拡散用窓
5を形成する。引き続き、この拡散用窓5よりボロンを
ドーズ量1013〜1014cm−2注入し拡散させる
ことによりP型ベース領域6を形成するのであるが、こ
の際P型ベース領域6が拡散用窓5の全域に露出するよ
うに拡散用窓5を形成し、したがってP型ベース領域6
における不純物の表面濃度はほぼ均一に分布される。
【0020】図1(d) 例えばCDEのような等方性エッチングにより、酸化膜
3をエッチングして拡散用窓5´を形成する。この時、
拡散用窓5´はP型ベース領域6がすべて低濃度N型エ
ピタキシャル層2の表面に露出するように形成させる。
【0021】図1(e) 上記酸化膜3は残存させると共に窒化膜層4を除去した
後、上記酸化膜3に連なるようにゲート絶縁膜3´を拡
散用窓5´上に0.05〜0.1μmの層厚で形成し、
次いで例えば多結晶シリコンよりなるゲート電極層7を
上記酸化膜3,ゲート絶縁膜3´上に約10.5μmの
層厚で積層形成する。
【0022】図1(f) 図示しないがCVD法等により1.0〜2μmの層厚の
絶縁膜層(例えばSiO2 )を形成した後、RIE等
の異方性エッチングによりエッチングを施してゲート電
極層7の段差部である側壁に自己整合的に絶縁膜8を形
成する。
【0023】図1(g) 自己整合的に形成された上記絶縁膜8をマスクとしてゲ
ート電極層7をRIE等の異方性エッチングによりエッ
チングして除去し、ゲート電極7´を形成すると共に拡
散用窓9を形成する。
【0024】図1(h) 以下の工程は従来の製造方法と同様である。すなわち、
PEP技術によりレジスト10をP型ベース領域6の所
定領域に形成し、このレジスト10をマスクとしてヒ素
をドーズ量約1015cm−2注入して拡散させ、上記
P型ベース領域6内に高濃度N型ソース領域11を形成
する。
【0025】図1(i) 上記レジスト10を除去した後、ゲート電極7´を被覆
するように層間絶縁膜12を形成し、PEP技術により
コンタクト用窓12´を形成すると共にこのコンタクト
用窓12´上にソース電極13を1〜4μmの層厚に形
成し、縦型電界効果トランジスタを作製する。
【0026】この実施例によれば、図1(c)に示すよ
うな不純物の注入方法によりチャネルの横方向不純物分
布は、その表面濃度分布状態を図4(b)に示すように
ほぼ均一とすることができベース領域6内への基板2側
からの空乏層の伸びを抑えることができると共に、図1
(f)に示すようにチャネル長は自己整合的に形成され
る絶縁膜8の幅によって決定することができるので、短
チャンネル現象などを抑制し容易にチャネル長を短くす
ることができる縦型電界効果トランジスタを提供するこ
とができる。
【0027】次に、図2により他の実施例を説明する。
【0028】図2(a) まず、高濃度N型基板1上に低濃度N型エピタキシャル
層2を成長させ、第1導電型の半導体を形成する。
【0029】図2(b) 上記第1導電型の半導体の低濃度N型エピタキシャル層
2上に、ゲート絶縁膜3´を0.05〜0.1μmの層
厚で、また例えば窒化シリコンよりなる耐酸化性膜層4
´を約1μmの層厚に逐次形成する。
【0030】図2(c) PEP技術により上記ゲート絶縁膜3´、および耐酸化
性膜層4´をエッチングすることにより拡散用窓15を
形成し、この拡散用窓15よりヒ素をドーズ量約101
5cm−2注入して拡散し高濃度N型領域14を形成す
る。
【0031】図2(d) 熱酸化処理を施すことにより、上記拡散用窓15内に酸
化膜3を0.5〜1.5μmの層厚で形成させる。
【0032】図2(e) 酸化膜3は残存させると共に耐酸化性膜層4´を除去し
た後、上記酸化膜3をマスクとしてボロンをドーズ量1
013〜1014cm−2注入して拡散させることによ
り、P型ベース領域6を形成する。
【0033】図2(f) 例えば多結晶シリコンよりなるゲート電極7´を約0.
5μmの層厚で形成し、CVD法等により1.0〜2.
0μmの層厚の絶縁膜層(例えばSiO2 )を形成し
た後、RIE等の異方性エッチングによりエッチングを
施してゲート電極層7の段差部である側壁に自己整合的
に絶縁膜8を形成する。
【0034】図2(g) 自己整合的に形成された上記絶縁膜8をマスクとしてゲ
ート電極層7をRIE等の異方性エッチングによりエッ
チングして除去し、ゲート電極7´を形成すると共に拡
散用窓9を形成する。
【0035】図2(h) 以下の工程は従来の製造方法と同様である。すなわち、
PEP技術によりレジスト10をP型ベース領域6の所
定領域に形成し、このレジスト10をマスクとしてヒ素
をドーズ量約1015cm−2注入して拡散させ、上記
P型ベース領域6内に高濃度N型ソース領域11を形成
する。
【0036】図2(i) 上記レジスト10を除去した後、ゲート電極7´を被覆
するように層間絶縁膜12を形成し、PEP技術により
コンタクト用窓12´を形成すると共にこのコンタクト
用窓12´上にソース電極13を1〜4μmの層厚に形
成し、縦型電界効果トランジスタを作製する。
【0037】この実施例により作製された縦型電界効果
トランジスタのチャネル横方向不純物分布を、図4(c
)に示す。
【0038】同図より明らかなように、ベース領域6の
横方向に予め高濃度N型領域14が形成されているので
、不純物の横方向拡散が規制されチャネルの表面濃度は
より均一となり短チャネル現象が抑制され、チャネル長
が1μm以下に短くできる。
【0039】
【発明の効果】以上説明したように、この発明に係る縦
型電界効果トランジスタの製造方法によれば、チャネル
の横方向不純物分布はその表面濃度分布状態をほぼ均一
とすることができるので、ベース領域内への空乏層の伸
びを抑えることができる。
【0040】また、チャネル長は自己整合的に形成され
る絶縁膜の幅によって決定することができるので、短チ
ャンネル現象などを容易に抑制すると共にチャンネル抵
抗を低減することができ、チャネル長を短くすることが
できる縦型電界効果トランジスタを提供することができ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例を示す製造工程の説明図。
【図2】この発明の他の実施例を示す製造工程の説明図
【図3】従来の縦型電界トランジスタの製造工程の一例
を示す説明図図。
【図4】縦型電界トランジスタにおけるチャネル横方向
不純物濃度の分布状態を示す説明図である。
【符号の説明】
1      高濃度N型基板 2      低濃度N型エピタキシャル層5    
  拡散用窓 6      P型ベース領域 7      ゲート電極層 7´    ゲート電極 11    高濃度N型ソース領域 12    層間絶縁膜層 12´  コンタクト用窓 13    ソース電極層

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型の半導体主表面上に積層される
    と共にパターニングされた絶縁膜層をマスクとし、かつ
    拡散用窓を介して露出された上記第1導電型の半導体主
    表面上に不純物を注入して第2導電型ベース領域を形成
    する工程と、第2導電型ベース領域が形成された上記第
    1導電型の半導体主表面上にゲート絶縁膜層とゲート電
    極層を逐次形成し、かつ上記工程におけるパターニング
    によって形成された絶縁膜層の断差によって生じている
    ゲート電極層の断差部の側壁に自己整合的に絶縁膜層を
    形成する工程と、自己整合的に形成された上記絶縁膜層
    をマスクとして不要なゲート電極層をエッチングして所
    定領域のゲート電極を形成すると共に、第2導電型ベー
    ス領域上の上記ゲート電極層を除去して拡散用窓を形成
    する工程と、上記拡散用窓を介して不純物を注入し上記
    第2導電型ベース領域内に高濃度ソース領域を形成し、
    かつこの高濃度ソース領域と接続されると共に上記ゲー
    ト電極に対しては層間絶縁膜を介して絶縁されたソース
    電極層を積層形成する工程と、を有することを特徴とし
    た縦型電界効果トランジスタの製造方法。
JP1351391A 1991-02-04 1991-02-04 縦型電界効果トランジスタの製造方法 Withdrawn JPH04247665A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006269720A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Toshiba Corp 半導体素子及びその製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006269720A (ja) * 2005-03-24 2006-10-05 Toshiba Corp 半導体素子及びその製造方法

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