JPH04348077A - 薄膜トランジスタ - Google Patents
薄膜トランジスタInfo
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- JPH04348077A JPH04348077A JP3149532A JP14953291A JPH04348077A JP H04348077 A JPH04348077 A JP H04348077A JP 3149532 A JP3149532 A JP 3149532A JP 14953291 A JP14953291 A JP 14953291A JP H04348077 A JPH04348077 A JP H04348077A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタに関
し、特に、スタティック型RAMの負荷素子等の用途に
用いられる多結晶シリコン薄膜トランジスタに関する。
し、特に、スタティック型RAMの負荷素子等の用途に
用いられる多結晶シリコン薄膜トランジスタに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の薄膜トランジスタ(Thin F
ilm Transistor:以下、TFTと記す)
について、図4を参照して説明する。図4において、1
はシリコンからなる半導体基板、2はCVD法により形
成された厚さ200〜300nmのシリコン酸化膜、3
は200〜400nm厚の多結晶シリコンからなるゲー
ト電極、4はCVD法により形成された膜厚20〜50
nmのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜、5はCV
D法により形成された膜厚20〜40nmの多結晶シリ
コン膜、6、7はそれぞれ多結晶シリコン膜5にボロン
を導入することにより形成されたソース領域とドレイン
領域である。
ilm Transistor:以下、TFTと記す)
について、図4を参照して説明する。図4において、1
はシリコンからなる半導体基板、2はCVD法により形
成された厚さ200〜300nmのシリコン酸化膜、3
は200〜400nm厚の多結晶シリコンからなるゲー
ト電極、4はCVD法により形成された膜厚20〜50
nmのシリコン酸化膜からなるゲート絶縁膜、5はCV
D法により形成された膜厚20〜40nmの多結晶シリ
コン膜、6、7はそれぞれ多結晶シリコン膜5にボロン
を導入することにより形成されたソース領域とドレイン
領域である。
【0003】上述した従来例では、ドレイン領域7がゲ
ート電極から離れたオフセット構造になされているが、
例えば「シンポジウム・オン・ブイエルエスアイ・サー
キッツ予稿集 pp.49−50,1989(Symp
osium on VLSI Circuits, D
igest pp.49−50,1989)」において
、このようにオフセット構造にすることがTFTのリー
ク電流低減のために有効であることが明らかにされてい
る。図4において、オフセット距離をAにて示す。
ート電極から離れたオフセット構造になされているが、
例えば「シンポジウム・オン・ブイエルエスアイ・サー
キッツ予稿集 pp.49−50,1989(Symp
osium on VLSI Circuits, D
igest pp.49−50,1989)」において
、このようにオフセット構造にすることがTFTのリー
ク電流低減のために有効であることが明らかにされてい
る。図4において、オフセット距離をAにて示す。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】この従来のTFTでは
、リーク電流を低減させるためのゲート電極とドレイン
領域のオフセットは、例えば「岡沢他、日経マイクロデ
バイス1988年9月号 pp.123−130 」に
開示されているように、0.3μm以上必要であるとさ
れている。
、リーク電流を低減させるためのゲート電極とドレイン
領域のオフセットは、例えば「岡沢他、日経マイクロデ
バイス1988年9月号 pp.123−130 」に
開示されているように、0.3μm以上必要であるとさ
れている。
【0005】而して、TFTをスタティック型RAMの
負荷素子として用いる場合には、このようなオフセット
を設けることにより素子の集積度が低下する。特に近年
素子の微細化が進んだことにより、例えば4メガビット
クラスのスタティック型RAMでは、半導体基板に設け
たバルク型MOSトランジスタのゲート電極のチャネル
方向の寸法は0.5〜0.6μmであるので、これに比
較して0.3μm以上のオフセットは極めて大きな寸法
であり、このようなオフセットを有するTFTはバルク
型MOSトランジスタより大幅に大型化する。そのため
オフセットを設けることが素子の高密度化・高集積化に
対する重要な障害となっている。
負荷素子として用いる場合には、このようなオフセット
を設けることにより素子の集積度が低下する。特に近年
素子の微細化が進んだことにより、例えば4メガビット
クラスのスタティック型RAMでは、半導体基板に設け
たバルク型MOSトランジスタのゲート電極のチャネル
方向の寸法は0.5〜0.6μmであるので、これに比
較して0.3μm以上のオフセットは極めて大きな寸法
であり、このようなオフセットを有するTFTはバルク
型MOSトランジスタより大幅に大型化する。そのため
オフセットを設けることが素子の高密度化・高集積化に
対する重要な障害となっている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明のTFTは、絶縁
膜上に形成された絶縁体条片と、前記絶縁体条片の上表
面に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極上に形成
されたゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上から前記絶縁
膜に至るように形成された、ソース領域、ドレイン領域
およびチャネル領域を構成する半導体膜と、を具備して
おり、そして、前記ドレイン領域が前記絶縁体条片には
掛らないように形成されている。
膜上に形成された絶縁体条片と、前記絶縁体条片の上表
面に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極上に形成
されたゲート絶縁膜と、前記ゲート電極上から前記絶縁
膜に至るように形成された、ソース領域、ドレイン領域
およびチャネル領域を構成する半導体膜と、を具備して
おり、そして、前記ドレイン領域が前記絶縁体条片には
掛らないように形成されている。
【0007】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1の(c)は、本発明の第1の実施例を
示す断面図であり、図1の(a)、(b)はその製造工
程を説明するための工程断面図である。
て説明する。図1の(c)は、本発明の第1の実施例を
示す断面図であり、図1の(a)、(b)はその製造工
程を説明するための工程断面図である。
【0008】本実施例を製造するには、まず図1の(a
)に示されるように、半導体基板1上に設けられた、膜
厚200〜300nmのシリコン酸化膜2上にCVD法
にて厚さ400〜500nmのシリコン窒化膜8を堆積
し、パターニングを行なう。
)に示されるように、半導体基板1上に設けられた、膜
厚200〜300nmのシリコン酸化膜2上にCVD法
にて厚さ400〜500nmのシリコン窒化膜8を堆積
し、パターニングを行なう。
【0009】次に、図1の(b)に示されるように、リ
ンが高濃度にドープされた多結晶シリコン膜を厚さ20
0〜400nmの膜厚に堆積し、これをフォトエッチン
グ法によりパターニングしてシリコン窒化膜8の上表面
と片側の側面を覆うゲート電極3を形成する。
ンが高濃度にドープされた多結晶シリコン膜を厚さ20
0〜400nmの膜厚に堆積し、これをフォトエッチン
グ法によりパターニングしてシリコン窒化膜8の上表面
と片側の側面を覆うゲート電極3を形成する。
【0010】次に、図1の(c)に示すように、ゲート
電極3を覆うようにCVD法にてシリコン酸化膜を20
〜50nmの厚さに堆積してゲート絶縁膜4を形成する
。次に、TFTのチャネル部用に、CVD法により多結
晶シリコン膜5を20〜40nmの厚さに形成し、これ
をパターニングした後、フォトレジストをマスクとして
、多結晶シリコン膜5に選択的にボロンを1015at
om/cm2 程度導入してソース領域6とドレイン領
域7を形成する。この際、オフセットAが形成されるが
、ここで、シリコン窒化膜8の厚みがオフセットに加算
されるので、小面積でも十分な距離のオフセットをとる
ことができる。
電極3を覆うようにCVD法にてシリコン酸化膜を20
〜50nmの厚さに堆積してゲート絶縁膜4を形成する
。次に、TFTのチャネル部用に、CVD法により多結
晶シリコン膜5を20〜40nmの厚さに形成し、これ
をパターニングした後、フォトレジストをマスクとして
、多結晶シリコン膜5に選択的にボロンを1015at
om/cm2 程度導入してソース領域6とドレイン領
域7を形成する。この際、オフセットAが形成されるが
、ここで、シリコン窒化膜8の厚みがオフセットに加算
されるので、小面積でも十分な距離のオフセットをとる
ことができる。
【0011】さらに、この実施例では、ソース領域6側
では、シリコン窒化膜8の側面部もチャネル領域となる
ので、小さな面積で十分なチャネル長を実現することが
できる。このように、本実施例によれば、チャネル部お
よびオフセット領域が3次元的に構成されるので、素子
の高集積化が可能となる。
では、シリコン窒化膜8の側面部もチャネル領域となる
ので、小さな面積で十分なチャネル長を実現することが
できる。このように、本実施例によれば、チャネル部お
よびオフセット領域が3次元的に構成されるので、素子
の高集積化が可能となる。
【0012】図1の(c)の状態に形成した後、図示さ
れてはいないが、層間絶縁膜、配線用金属膜、パッシベ
ーション膜等を形成して集積回路の製造を完了する。
れてはいないが、層間絶縁膜、配線用金属膜、パッシベ
ーション膜等を形成して集積回路の製造を完了する。
【0013】図2の(e)は、本発明の第2の実施例を
示す断面図であり、図2の(a)〜(d)はその製造工
程を説明するための工程断面図である。本実施例を製造
するには、まず図2の(a)に示すように、シリコンか
らなる半導体基板1上に設けられた厚さ200〜400
nmのシリコン酸化膜2上にCVD法にて厚さ200〜
500nmのシリコン窒化膜8およびリンがドープされ
た厚さ200〜400nmの多結晶シリコン膜を続けて
堆積し、フォトエッチング法により窒化膜8および多結
晶シリコン膜にパターニングを施してTFTの第1のゲ
ート電極3aを形成する。
示す断面図であり、図2の(a)〜(d)はその製造工
程を説明するための工程断面図である。本実施例を製造
するには、まず図2の(a)に示すように、シリコンか
らなる半導体基板1上に設けられた厚さ200〜400
nmのシリコン酸化膜2上にCVD法にて厚さ200〜
500nmのシリコン窒化膜8およびリンがドープされ
た厚さ200〜400nmの多結晶シリコン膜を続けて
堆積し、フォトエッチング法により窒化膜8および多結
晶シリコン膜にパターニングを施してTFTの第1のゲ
ート電極3aを形成する。
【0014】次に、図2の(b)に示すように、CVD
法により厚さ20〜30nmのシリコン酸化膜を成長さ
せ、将来ドレイン領域となる側のみに残るようにパター
ニングして、第2のシリコン酸化膜9を形成する。
法により厚さ20〜30nmのシリコン酸化膜を成長さ
せ、将来ドレイン領域となる側のみに残るようにパター
ニングして、第2のシリコン酸化膜9を形成する。
【0015】次に、全面にリンがドープされた多結晶シ
リコン膜を厚さ200〜400nmに堆積し、エッチバ
ックを行ってシリコン窒化膜8の側壁に多結晶シリコン
膜を残存させて第2のゲート電極3bを形成する[図2
の(c)]。
リコン膜を厚さ200〜400nmに堆積し、エッチバ
ックを行ってシリコン窒化膜8の側壁に多結晶シリコン
膜を残存させて第2のゲート電極3bを形成する[図2
の(c)]。
【0016】続いて、フォトレジスト膜をマスクとして
、将来ドレイン領域となる側に形成されている多結晶シ
リコン膜を除去し、フォトレジスト膜を剥離した後、第
2のシリコン酸化膜9を除去する[図2の(d)]。
、将来ドレイン領域となる側に形成されている多結晶シ
リコン膜を除去し、フォトレジスト膜を剥離した後、第
2のシリコン酸化膜9を除去する[図2の(d)]。
【0017】これ以降は、先の実施例と同様に、ゲート
絶縁膜4および多結晶シリコン膜5を堆積し、ボロンを
ドープしてソース領域6およびドレイン領域7を形成す
る[図2の(e)]。その後、さらに層間絶縁膜、配線
用金属膜、パッシベーション膜(いずれも図示されてい
ない)等を形成する。
絶縁膜4および多結晶シリコン膜5を堆積し、ボロンを
ドープしてソース領域6およびドレイン領域7を形成す
る[図2の(e)]。その後、さらに層間絶縁膜、配線
用金属膜、パッシベーション膜(いずれも図示されてい
ない)等を形成する。
【0018】この第2の実施例では、シリコン窒化膜8
とゲート電極とがセルフアラインで形成されるので、目
合せずれ等のためのマージンを考慮する必要がなくなり
、さらに集積度を高めることが可能となる。
とゲート電極とがセルフアラインで形成されるので、目
合せずれ等のためのマージンを考慮する必要がなくなり
、さらに集積度を高めることが可能となる。
【0019】図3は、本発明の第3の実施例を示す断面
図である。本実施例の第2の実施例と相違する点は、ソ
ース側においてシリコン窒化膜8の側壁にゲート電極が
形成されていない点である。本実施例は、図2の(a)
に示した状態に形成した後、直ちにゲート絶縁膜4およ
び多結晶シリコン膜5を堆積して形成される。本実施例
は、シリコン窒化膜8の側壁部分をチャネル領域として
用いるという特長は有しないものの、先の各実施例より
製造工程が簡素化されるという長所がある。
図である。本実施例の第2の実施例と相違する点は、ソ
ース側においてシリコン窒化膜8の側壁にゲート電極が
形成されていない点である。本実施例は、図2の(a)
に示した状態に形成した後、直ちにゲート絶縁膜4およ
び多結晶シリコン膜5を堆積して形成される。本実施例
は、シリコン窒化膜8の側壁部分をチャネル領域として
用いるという特長は有しないものの、先の各実施例より
製造工程が簡素化されるという長所がある。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、絶縁体
条片上にゲート電極を設け絶縁体条片の膜厚を利用して
ドレインオフセットを実現するものであるので、本発明
によれば、平面的に小面積で十分な大きさのオフセット
をとることができる。
条片上にゲート電極を設け絶縁体条片の膜厚を利用して
ドレインオフセットを実現するものであるので、本発明
によれば、平面的に小面積で十分な大きさのオフセット
をとることができる。
【0021】さらに、絶縁体条片のソース側側面にゲー
ト電極を形成した場合には、絶縁体条片の側面部分をチ
ャネル領域として利用することができるようになるので
、TFTを平面的に縮小しても短チャネル効果が顕在化
しないようにすることができる。よって、本発明によれ
ば、チップ表面を3次元的に利用してTFTを形成する
ことができ素子の高集積化が可能となる。
ト電極を形成した場合には、絶縁体条片の側面部分をチ
ャネル領域として利用することができるようになるので
、TFTを平面的に縮小しても短チャネル効果が顕在化
しないようにすることができる。よって、本発明によれ
ば、チップ表面を3次元的に利用してTFTを形成する
ことができ素子の高集積化が可能となる。
【図1】本発明の第1の実施例の断面図とその製造工程
を説明するための断面図。
を説明するための断面図。
【図2】本発明の第2の実施例の断面図とその製造工程
を説明するための断面図。
を説明するための断面図。
【図3】本発明の第3の実施例の断面図。
【図4】従来例の断面図。
1…半導体基板、 2…シリコン酸化膜、
3…ゲート電極、 3a…第1のゲート電極、
3b…第2のゲート電極、 4…ゲート
絶縁膜、5…多結晶シリコン膜、 6…ソース領
域、 7…ドレイン領域、 8…シリコン
窒化膜、 9…第2のシリコン酸化膜。
3…ゲート電極、 3a…第1のゲート電極、
3b…第2のゲート電極、 4…ゲート
絶縁膜、5…多結晶シリコン膜、 6…ソース領
域、 7…ドレイン領域、 8…シリコン
窒化膜、 9…第2のシリコン酸化膜。
Claims (3)
- 【請求項1】 絶縁膜上に形成された絶縁体条片と、
前記絶縁体条片の上表面に形成されたゲート電極と、前
記ゲート電極上に形成されたゲート絶縁膜と、前記ゲー
ト電極上から前記絶縁膜に至るように形成された、ソー
ス領域、ドレイン領域およびチャネル領域を構成する半
導体膜と、を具備する薄膜トランジスタ。 - 【請求項2】 前記ドレイン領域が前記絶縁体条片に
は掛らないように形成されている請求項1記載の薄膜ト
ランジスタ。 - 【請求項3】 前記ゲート電極がソース領域側で前記
絶縁体条片の側面を覆っている請求項1または2記載の
薄膜トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149532A JPH04348077A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 薄膜トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3149532A JPH04348077A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 薄膜トランジスタ |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348077A true JPH04348077A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=15477199
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3149532A Pending JPH04348077A (ja) | 1991-05-24 | 1991-05-24 | 薄膜トランジスタ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04348077A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147415A (ja) * | 1993-06-21 | 1995-06-06 | Gold Star Electron Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-05-24 JP JP3149532A patent/JPH04348077A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07147415A (ja) * | 1993-06-21 | 1995-06-06 | Gold Star Electron Co Ltd | 薄膜トランジスタ及びその製造方法 |
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