JPH04348078A - Mos型半導体装置 - Google Patents
Mos型半導体装置Info
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- JPH04348078A JPH04348078A JP17761791A JP17761791A JPH04348078A JP H04348078 A JPH04348078 A JP H04348078A JP 17761791 A JP17761791 A JP 17761791A JP 17761791 A JP17761791 A JP 17761791A JP H04348078 A JPH04348078 A JP H04348078A
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- insulating layer
- semiconductor device
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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。
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Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、高密度の集積が可能な
MOS型半導体装置に関する。
MOS型半導体装置に関する。
【0002】
【従来の技術】図8は従来技術の1つであるプレーナ型
のMOS型半導体装置の概略断面図である。従来のMO
S型半導体装置は、図8に示すように半導体シリコン基
盤21上に誘電体膜(シリコン酸化膜またはCVD窒化
膜)22およびゲート電極23を設け、それをマスクに
ソース電極24とドレイン電極25を形成した構造を有
するプレーナ型のものが一般的であった。この構造では
、MOS型半導体装置の電気的な特性を支配する実効チ
ャネル長26はゲート電極23の仕上り寸法によって決
定される。
のMOS型半導体装置の概略断面図である。従来のMO
S型半導体装置は、図8に示すように半導体シリコン基
盤21上に誘電体膜(シリコン酸化膜またはCVD窒化
膜)22およびゲート電極23を設け、それをマスクに
ソース電極24とドレイン電極25を形成した構造を有
するプレーナ型のものが一般的であった。この構造では
、MOS型半導体装置の電気的な特性を支配する実効チ
ャネル長26はゲート電極23の仕上り寸法によって決
定される。
【0003】また、このようなMOS型半導体装置を複
数個形成する場合には、素子間の電気的な相互作用を防
止するための素子分離用フィールド酸化膜28が必要に
なり、これらの素子一式が、半導体シリコン基盤21ま
たはウェル中に形成されている。尚、フィールド酸化膜
28の下には反転防止用高濃度層27が設けられている
。
数個形成する場合には、素子間の電気的な相互作用を防
止するための素子分離用フィールド酸化膜28が必要に
なり、これらの素子一式が、半導体シリコン基盤21ま
たはウェル中に形成されている。尚、フィールド酸化膜
28の下には反転防止用高濃度層27が設けられている
。
【0004】高集積化を図るため、シリコン基盤上のト
レンチ部に形成する縦型のMOS型半導体装置の提案が
なされている(文献 A COMPOSED TRE
NCH TRANSISTOR (CTT)CELL
FOR 16/64MB dRAMS, VLSI S
ympo. ’89, pp.65−66) 。この型
の半導体装置も、半導体シリコン基盤内にソース電極と
ドレイン電極とが形成され、その上部のゲート電極によ
り動作するMOS型半導体装置としての基本構造は、図
8に示すものと同様である。このMOS型半導体装置を
複数個形成する場合もプレーナ型のものと同様に素子分
離のためのフィールド酸化膜構造が付随して必要になる
。
レンチ部に形成する縦型のMOS型半導体装置の提案が
なされている(文献 A COMPOSED TRE
NCH TRANSISTOR (CTT)CELL
FOR 16/64MB dRAMS, VLSI S
ympo. ’89, pp.65−66) 。この型
の半導体装置も、半導体シリコン基盤内にソース電極と
ドレイン電極とが形成され、その上部のゲート電極によ
り動作するMOS型半導体装置としての基本構造は、図
8に示すものと同様である。このMOS型半導体装置を
複数個形成する場合もプレーナ型のものと同様に素子分
離のためのフィールド酸化膜構造が付随して必要になる
。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来は、MOS型半導
体装置の電気的な特性を支配する実効チャネル長26は
、ゲート電極の仕上り寸法で決定され、微細加工精度に
大きく影響されるという問題があった。
体装置の電気的な特性を支配する実効チャネル長26は
、ゲート電極の仕上り寸法で決定され、微細加工精度に
大きく影響されるという問題があった。
【0006】また、プレーナ型のMOS型半導体装置で
は高集積化が困難で、それを解決するために提案された
トレンチ型のMOS型半導体装置ではゲート電極、ソー
ス電極それにドレイン電極が溝内壁で構成される複雑な
構造を取らざるを得なかった。また、これらの素子が複
数個存在する場合、素子間の電気的な相互作用を防止す
るためのフィールド酸化膜を付随して構成しなければな
らない。更に、同一の半導体シリコン基盤21または同
一のウェル内に形成される複数個のMOSトランジスタ
を有するMOS型半導体装置においては各MOSトラン
ジスタの基盤電位はすべて同一電位としなければならず
、各MOSトランジスタの基盤電位をそれぞれ独立に選
択することができず、電気的な特性制御性の自由度が少
ないという問題がある。
は高集積化が困難で、それを解決するために提案された
トレンチ型のMOS型半導体装置ではゲート電極、ソー
ス電極それにドレイン電極が溝内壁で構成される複雑な
構造を取らざるを得なかった。また、これらの素子が複
数個存在する場合、素子間の電気的な相互作用を防止す
るためのフィールド酸化膜を付随して構成しなければな
らない。更に、同一の半導体シリコン基盤21または同
一のウェル内に形成される複数個のMOSトランジスタ
を有するMOS型半導体装置においては各MOSトラン
ジスタの基盤電位はすべて同一電位としなければならず
、各MOSトランジスタの基盤電位をそれぞれ独立に選
択することができず、電気的な特性制御性の自由度が少
ないという問題がある。
【0007】本発明は、上述のような問題点を解決する
ためになされたもので、MOSエレメントを高密度に集
積することができるMOS型半導体装置を提供すること
を目的とする。
ためになされたもので、MOSエレメントを高密度に集
積することができるMOS型半導体装置を提供すること
を目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、MOS型半導体装置を第1の絶縁層と、
この第1の絶縁層の上に形成され、上記第1の絶縁層か
ら隔離した上面及びその上面と上記第1の絶縁層とをつ
なぐ側面を有する第1の導電層と、この第1の導電層の
上面、側面及び上記第1の絶縁層を覆ってなる第2の絶
縁層と、この第2の絶縁層を覆ってなり、上記第1の導
電層の上面に形成されており一方の導電型の不純物が含
有されている第1の部分、上記第1の導電層の側面に形
成され上記第1の部分に連なり上記第1の部分とは異な
る導電型の不純物が含有されている第2の部分、および
上記第2の絶縁層が上記第1の絶縁層を直接覆うところ
に形成され上記第2の部分に連なり上記第1の部分と同
型の不純物が含有されている第3の部分を有する半導体
層と、を備えて構成した。
成するために、MOS型半導体装置を第1の絶縁層と、
この第1の絶縁層の上に形成され、上記第1の絶縁層か
ら隔離した上面及びその上面と上記第1の絶縁層とをつ
なぐ側面を有する第1の導電層と、この第1の導電層の
上面、側面及び上記第1の絶縁層を覆ってなる第2の絶
縁層と、この第2の絶縁層を覆ってなり、上記第1の導
電層の上面に形成されており一方の導電型の不純物が含
有されている第1の部分、上記第1の導電層の側面に形
成され上記第1の部分に連なり上記第1の部分とは異な
る導電型の不純物が含有されている第2の部分、および
上記第2の絶縁層が上記第1の絶縁層を直接覆うところ
に形成され上記第2の部分に連なり上記第1の部分と同
型の不純物が含有されている第3の部分を有する半導体
層と、を備えて構成した。
【0009】
【作用】本発明は、上記構成により、以下のように作用
する。本発明のMOS型半導体装置は、SOI(Sil
icon on Insulator)構造を採用して
いるので、素子の分離を容易に行うことができる。すな
わち、最終的に形成される半導体層(ポリシリコン)を
従来の微細加工技術によりシリコン島に分離すればよく
、したがって従来例において素子分離のために必要であ
ったフィールド酸化膜形成時の熱処理が不要となる。こ
のため、フィールド酸化膜形成時のバーズビークによる
狭チャネルの問題は考慮する必要がない。また、本発明
のMOS型半導体装置は、各要素を基盤に対して垂直方
向に配設した垂直構造を採用しているので、高密度、高
集積化が可能である。 加えて、第1ゲート電極の側面に位置する半導体層をM
OS型半導体装置のチャネルとして活用するので、実効
チャネル長は、第1ゲート電極膜厚で決定される。この
ため、従来のMOS型半導体装置の電気的な特性がゲー
ト電極の微細加工技術に支配されていたのに比べ、本発
明のMOS型半導体装置は、さらに高精度な特性制御が
可能となり、また特に各素子の平面方向寸法がサブミク
ロン級の微細なものには有効な構造である。
する。本発明のMOS型半導体装置は、SOI(Sil
icon on Insulator)構造を採用して
いるので、素子の分離を容易に行うことができる。すな
わち、最終的に形成される半導体層(ポリシリコン)を
従来の微細加工技術によりシリコン島に分離すればよく
、したがって従来例において素子分離のために必要であ
ったフィールド酸化膜形成時の熱処理が不要となる。こ
のため、フィールド酸化膜形成時のバーズビークによる
狭チャネルの問題は考慮する必要がない。また、本発明
のMOS型半導体装置は、各要素を基盤に対して垂直方
向に配設した垂直構造を採用しているので、高密度、高
集積化が可能である。 加えて、第1ゲート電極の側面に位置する半導体層をM
OS型半導体装置のチャネルとして活用するので、実効
チャネル長は、第1ゲート電極膜厚で決定される。この
ため、従来のMOS型半導体装置の電気的な特性がゲー
ト電極の微細加工技術に支配されていたのに比べ、本発
明のMOS型半導体装置は、さらに高精度な特性制御が
可能となり、また特に各素子の平面方向寸法がサブミク
ロン級の微細なものには有効な構造である。
【0010】また、前記基盤電極上に第2誘電体層を形
成し、この第2誘電体層上に第2ゲート電極を形成し、
その電位を制御することにより、基盤電極の電位を電界
効果的に制御することができる。
成し、この第2誘電体層上に第2ゲート電極を形成し、
その電位を制御することにより、基盤電極の電位を電界
効果的に制御することができる。
【0011】
【実施例】以下に本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の一実施例であるMOS型電界効果
トランジスタの形成された半導体装置の概略断面図であ
る。図1に示すMOS型半導体装置の基盤構造は、半導
体シリコン基盤(半導体基盤)1上に絶縁膜(第1の絶
縁層)2が形成された構成である。この場合、絶縁膜2
としては半導体シリコン基盤1の熱酸化膜(SiO2
)または気相成長の酸化膜(SiO2 )が適当であり
、その厚さは0.1μm〜数μm迄任意である。絶縁膜
2上に形成されるデバイスの配線容量を減らし、デバイ
スの高速化を図るのであれば絶縁膜2の厚さは厚ければ
厚いほど有利であり、また、材料の誘電率は低ければ低
いほど好ましい。ただし、その上に形成されるMOS型
半導体装置の各材料と熱的な特性が近い材料が好ましい
ので、シリコン酸化膜が最適である。
する。図1は本発明の一実施例であるMOS型電界効果
トランジスタの形成された半導体装置の概略断面図であ
る。図1に示すMOS型半導体装置の基盤構造は、半導
体シリコン基盤(半導体基盤)1上に絶縁膜(第1の絶
縁層)2が形成された構成である。この場合、絶縁膜2
としては半導体シリコン基盤1の熱酸化膜(SiO2
)または気相成長の酸化膜(SiO2 )が適当であり
、その厚さは0.1μm〜数μm迄任意である。絶縁膜
2上に形成されるデバイスの配線容量を減らし、デバイ
スの高速化を図るのであれば絶縁膜2の厚さは厚ければ
厚いほど有利であり、また、材料の誘電率は低ければ低
いほど好ましい。ただし、その上に形成されるMOS型
半導体装置の各材料と熱的な特性が近い材料が好ましい
ので、シリコン酸化膜が最適である。
【0012】絶縁膜2の上に素子を加工する上で絶縁膜
2の厚みを大きくして基盤1と同程度の強度にすれば半
導体シリコン基盤1は必要としない。また、絶縁膜2の
下に他の電気的な素子(例えば、半導体装置、抵抗、容
量)が存在する多層の素子構造を採ることも可能であり
、それらと上下接続してもよい。
2の厚みを大きくして基盤1と同程度の強度にすれば半
導体シリコン基盤1は必要としない。また、絶縁膜2の
下に他の電気的な素子(例えば、半導体装置、抵抗、容
量)が存在する多層の素子構造を採ることも可能であり
、それらと上下接続してもよい。
【0013】上記の絶縁膜2の上に図1に示すように第
1ゲート電極(第1の導電層)3を設け、第1ゲート電
極3を覆うように第1誘電体膜(第2の絶縁層)4、半
導体シリコン層(半導体層)5を形成している。
1ゲート電極(第1の導電層)3を設け、第1ゲート電
極3を覆うように第1誘電体膜(第2の絶縁層)4、半
導体シリコン層(半導体層)5を形成している。
【0014】第1ゲート電極3はCr,Mo,W,Cu
,Al等の単層金属材料が最も好ましく、これらの金属
材料の混合物や高濃度N型ポリシリコンまたは高融点金
属ケイ化物でも可能である。異種金属の多層を用いた場
合には垂直方向で仕事関数が変わってしまうことに注意
しなければならない。第1ゲート電極3の加工線幅はサ
ブミクロンでも良く、加工のばらつきは本MOS型半導
体装置の電気的な特性に影響しない。第1ゲート電極3
の膜厚が本MOS型半導体装置の実効チャネル長6を決
定する支配要因となるが、この膜厚は0.5〜2μm程
度の厚さを選べばよい。あまり厚いとこの後の加工工程
で形成される層に段差の影響が出てしまい、逆に薄すぎ
ると本MOS型半導体装置にショートチャネル効果の影
響が出てしまう。
,Al等の単層金属材料が最も好ましく、これらの金属
材料の混合物や高濃度N型ポリシリコンまたは高融点金
属ケイ化物でも可能である。異種金属の多層を用いた場
合には垂直方向で仕事関数が変わってしまうことに注意
しなければならない。第1ゲート電極3の加工線幅はサ
ブミクロンでも良く、加工のばらつきは本MOS型半導
体装置の電気的な特性に影響しない。第1ゲート電極3
の膜厚が本MOS型半導体装置の実効チャネル長6を決
定する支配要因となるが、この膜厚は0.5〜2μm程
度の厚さを選べばよい。あまり厚いとこの後の加工工程
で形成される層に段差の影響が出てしまい、逆に薄すぎ
ると本MOS型半導体装置にショートチャネル効果の影
響が出てしまう。
【0015】第1誘電体膜4は気相成長のシリコン窒化
膜やシリコン酸化膜等が適当で、膜厚は10〜数10n
mを選ぶ。
膜やシリコン酸化膜等が適当で、膜厚は10〜数10n
mを選ぶ。
【0016】半導体シリコン層5には20〜300nm
の膜厚のポリシリコンまたはエピタキシャルシリコン薄
膜(レーザ再結晶またはラテラルエピ成長による)を用
いている。半導体シリコン層5において、第1ゲート電
極3の上面に位置する部分(第1の部分)8はソース(
またはドレイン)電極を構成し、第1ゲート電極3の側
面に位置する半導体シリコン層(第2の部分)7は、P
型(またはN型)の不純物が薄く(5×1015〜1×
1017cm−3)ドープされたもので、本MOS型半
導体装置のチャネルを構成する。
の膜厚のポリシリコンまたはエピタキシャルシリコン薄
膜(レーザ再結晶またはラテラルエピ成長による)を用
いている。半導体シリコン層5において、第1ゲート電
極3の上面に位置する部分(第1の部分)8はソース(
またはドレイン)電極を構成し、第1ゲート電極3の側
面に位置する半導体シリコン層(第2の部分)7は、P
型(またはN型)の不純物が薄く(5×1015〜1×
1017cm−3)ドープされたもので、本MOS型半
導体装置のチャネルを構成する。
【0017】また、絶縁膜2上に第1誘電体膜4を介し
て積層された半導体シリコン層(第3の部分)9、すな
わち半導体シリコン層5において第1ゲート電極3に面
する部分以外に位置する部分はドレイン(またはソース
)電極を構成する。第1の部分8および第3の部分9は
どちらもN型(またはP型)の高濃度不純物層である。 N型(またはP型)不純物層の形成には傾斜イオン注入
法により、半導体シリコン層5の外側の第1ゲート電極
側面部に側壁マスクを形成して打ち分ける技術を用いる
。
て積層された半導体シリコン層(第3の部分)9、すな
わち半導体シリコン層5において第1ゲート電極3に面
する部分以外に位置する部分はドレイン(またはソース
)電極を構成する。第1の部分8および第3の部分9は
どちらもN型(またはP型)の高濃度不純物層である。 N型(またはP型)不純物層の形成には傾斜イオン注入
法により、半導体シリコン層5の外側の第1ゲート電極
側面部に側壁マスクを形成して打ち分ける技術を用いる
。
【0018】以上の各電極の取り出しは図1には示して
いないが、従来の微細加工技術により容易にできる。ま
た、同一絶縁膜上に複数個のMOS型半導体装置を形成
するときのように各素子の分離が必要な場合は、分離帯
10を設ける。これによって、図1には2つのMOS型
半導体領域33,35が形成される。
いないが、従来の微細加工技術により容易にできる。ま
た、同一絶縁膜上に複数個のMOS型半導体装置を形成
するときのように各素子の分離が必要な場合は、分離帯
10を設ける。これによって、図1には2つのMOS型
半導体領域33,35が形成される。
【0019】図2は、図1に示すMOS型半導体装置の
平面図、図3、図4はその変型例である。図2乃至図4
において、図1と同一の構成要素には同一の番号を付し
ている。図2に示すように各半導体素子33,35は分
離帯10によって分離され、あたかも絶縁膜2の海の上
に浮かぶ島のような構造になっている。図3、図4は図
2に示された各半導体素子33,35を電気的に接続す
るための一実施例である。図3は各半導体素子33,3
5の第1ゲート電極3を導体30によって電気的に接続
した例である。導体30は第1ゲート電極3と同一成分
で構成され、同一工程において第1ゲート電極3と同時
に形成する。図4は両半導体素子33,35のドレイン
(又はソース)を構成する第3の部分9を互いに延長し
て接続領域90を形成し電気的に接続した例を示してい
る。この接続領域90はドレイン(又はソース)9と同
一成分で構成され、同一工程においてドレイン(又はソ
ース)9と同時に形成する。尚、各図において、半導体
素子33の基盤電極7をP型(又はN型)に、ドレイン
(又はソース)電極8,9をN型(又はP型)に構成し
、半導体素子35については逆の極性、すなわち基盤電
極7をN型(又はP型)に、ドレイン(又はソース)電
極8,9をP型(又はN型)に構成することによりコン
プリメンタルMOS型半導体装置を得ることができる。 さらに、ドレイン(又はソース)電極9と絶縁膜2との
間には製造工程の関係から第1誘電体膜4が介在してい
るが、この第1誘電体膜4はドレイン(又はソース)電
極9と絶縁膜2との関係では必ずしも必要ではない。こ
こでは絶縁膜2に第1誘電体膜4が重なることにより、
絶縁層がより厚く形成されている。
平面図、図3、図4はその変型例である。図2乃至図4
において、図1と同一の構成要素には同一の番号を付し
ている。図2に示すように各半導体素子33,35は分
離帯10によって分離され、あたかも絶縁膜2の海の上
に浮かぶ島のような構造になっている。図3、図4は図
2に示された各半導体素子33,35を電気的に接続す
るための一実施例である。図3は各半導体素子33,3
5の第1ゲート電極3を導体30によって電気的に接続
した例である。導体30は第1ゲート電極3と同一成分
で構成され、同一工程において第1ゲート電極3と同時
に形成する。図4は両半導体素子33,35のドレイン
(又はソース)を構成する第3の部分9を互いに延長し
て接続領域90を形成し電気的に接続した例を示してい
る。この接続領域90はドレイン(又はソース)9と同
一成分で構成され、同一工程においてドレイン(又はソ
ース)9と同時に形成する。尚、各図において、半導体
素子33の基盤電極7をP型(又はN型)に、ドレイン
(又はソース)電極8,9をN型(又はP型)に構成し
、半導体素子35については逆の極性、すなわち基盤電
極7をN型(又はP型)に、ドレイン(又はソース)電
極8,9をP型(又はN型)に構成することによりコン
プリメンタルMOS型半導体装置を得ることができる。 さらに、ドレイン(又はソース)電極9と絶縁膜2との
間には製造工程の関係から第1誘電体膜4が介在してい
るが、この第1誘電体膜4はドレイン(又はソース)電
極9と絶縁膜2との関係では必ずしも必要ではない。こ
こでは絶縁膜2に第1誘電体膜4が重なることにより、
絶縁層がより厚く形成されている。
【0020】次に、本発明の第2の実施例を図5を参照
して説明する。図5は本発明の第2の実施例であるMO
S型半導体装置の概略断面図である。その基本構造は図
1に示すMOS型半導体装置と同一である。第2の実施
例では、図5に示すように更に第2誘電体膜(第3の絶
縁層)11と第2ゲート電極(第2の導電層)12とが
チャネル7の外側に形成された構造になっている。第2
誘電体膜11と第2ゲート電極12の材料、膜厚は第1
の実施例の第1誘電体膜4、第1ゲート電極3と同様と
考えてよい。本実施例は、第2ゲート電極12を設けた
ことにより、その第2ゲート電極12の電位によってチ
ャネル7の電位を電界効果的に制御する働きを持つ。
して説明する。図5は本発明の第2の実施例であるMO
S型半導体装置の概略断面図である。その基本構造は図
1に示すMOS型半導体装置と同一である。第2の実施
例では、図5に示すように更に第2誘電体膜(第3の絶
縁層)11と第2ゲート電極(第2の導電層)12とが
チャネル7の外側に形成された構造になっている。第2
誘電体膜11と第2ゲート電極12の材料、膜厚は第1
の実施例の第1誘電体膜4、第1ゲート電極3と同様と
考えてよい。本実施例は、第2ゲート電極12を設けた
ことにより、その第2ゲート電極12の電位によってチ
ャネル7の電位を電界効果的に制御する働きを持つ。
【0021】次に図1に示す半導体装置の製造方法を図
6及び図7を参照して説明する。まず、図6(A)に示
すように、Si基盤1の上にSiO2 の絶縁膜2を熱
処理、またはchemical vapor de
position(CVD)により厚み0.1数μmに
形成する。次に絶縁膜2の上にLPCVD(low
pressure chemical vapor
deposition)法により厚み0.5〜2μ
mのポリシリコン膜を形成し、燐Pを熱拡散してN型の
ポリシリコン層とする。このポリシリコン層ホトリソエ
ッチングにより所定のパターンに形成して図6(B)に
示すような第1ゲート電極3を形成する。
6及び図7を参照して説明する。まず、図6(A)に示
すように、Si基盤1の上にSiO2 の絶縁膜2を熱
処理、またはchemical vapor de
position(CVD)により厚み0.1数μmに
形成する。次に絶縁膜2の上にLPCVD(low
pressure chemical vapor
deposition)法により厚み0.5〜2μ
mのポリシリコン膜を形成し、燐Pを熱拡散してN型の
ポリシリコン層とする。このポリシリコン層ホトリソエ
ッチングにより所定のパターンに形成して図6(B)に
示すような第1ゲート電極3を形成する。
【0022】次に図6(C)に示すように、前記第1ゲ
ート電極3、および絶縁膜2の露出した部分を覆うよう
に、窒化シリコン(Si3 N4 )の層(第1誘電体
膜4)をLPCVD法により厚み10〜数10nmに形
成する。
ート電極3、および絶縁膜2の露出した部分を覆うよう
に、窒化シリコン(Si3 N4 )の層(第1誘電体
膜4)をLPCVD法により厚み10〜数10nmに形
成する。
【0023】次に図6(D)に示すように、前記第1誘
電体膜4の上にポリシリコンまたはエピタキシャルシリ
コン薄膜5を厚み20〜300nmに成長させ、P型ま
たはN型の不純物を5×1015〜1×1017cm−
3の濃度にドープ(イオン注入)して半導体シリコン層
5を形成する。この場合、前記第1ゲート電極3の側面
部に位置する半導体シリコン層5に注入される様、傾斜
注入法を用いる。
電体膜4の上にポリシリコンまたはエピタキシャルシリ
コン薄膜5を厚み20〜300nmに成長させ、P型ま
たはN型の不純物を5×1015〜1×1017cm−
3の濃度にドープ(イオン注入)して半導体シリコン層
5を形成する。この場合、前記第1ゲート電極3の側面
部に位置する半導体シリコン層5に注入される様、傾斜
注入法を用いる。
【0024】次に図7(A)に示すように、半導体シリ
コン層5の上にCVD法によりSiO2 またはSi3
N4 膜12を厚み200〜500nmに形成し、膜
12をRIE(reactive ion etc
hing)法により方向性エッチングして図7(B)に
示すように、電極3の側面に対応する部分12dのみを
残して、他の部分12a,12b,12cを取り除く。
コン層5の上にCVD法によりSiO2 またはSi3
N4 膜12を厚み200〜500nmに形成し、膜
12をRIE(reactive ion etc
hing)法により方向性エッチングして図7(B)に
示すように、電極3の側面に対応する部分12dのみを
残して、他の部分12a,12b,12cを取り除く。
【0025】前記膜部分12dをマスクとして半導体シ
リコン層5に前記傾斜イオン注入の不純物と異なる型(
極性)の不純物を傾斜イオン注入法により高濃度に注入
して、図7(C)に示すようにゲート電極3の上面に位
置する部分にソース(またはドレイン)電極8、ゲート
電極3に隣接する絶縁膜2の上部に位置する部分にドレ
イン(またはソース)電極9を形成する。半導体シリコ
ン層5のゲート電極3の側面に対応する部分は、不純物
の高濃度注入は受けずチャネル7として用いられる。
リコン層5に前記傾斜イオン注入の不純物と異なる型(
極性)の不純物を傾斜イオン注入法により高濃度に注入
して、図7(C)に示すようにゲート電極3の上面に位
置する部分にソース(またはドレイン)電極8、ゲート
電極3に隣接する絶縁膜2の上部に位置する部分にドレ
イン(またはソース)電極9を形成する。半導体シリコ
ン層5のゲート電極3の側面に対応する部分は、不純物
の高濃度注入は受けずチャネル7として用いられる。
【0026】尚、上記工程を以下の方法で実行すること
により、コンプリメンタルMOS型半導体装置を製造す
ることが可能である。すなわち、半導体シリコン層5の
形成からソース、ドレイン電極の形成に到る図6(D)
から図7(C)までの工程において、まず、半導体素子
35の位置をマスクし、半導体素子33について図6(
D)乃至図7(C)の工程を実行してP型(又はN型)
のドレイン(又はソース)電極8,9及びN型(又はP
型)の基盤電極7を形成する。そして、次に半導体素子
33側をマスクし、半導体素子35について、図6(D
)乃至図7(C)の工程を実行してN型(又はP型)の
ドレイン(又はソース)電極8,9及びP型(又はN型
)の基盤電極7を形成する。
により、コンプリメンタルMOS型半導体装置を製造す
ることが可能である。すなわち、半導体シリコン層5の
形成からソース、ドレイン電極の形成に到る図6(D)
から図7(C)までの工程において、まず、半導体素子
35の位置をマスクし、半導体素子33について図6(
D)乃至図7(C)の工程を実行してP型(又はN型)
のドレイン(又はソース)電極8,9及びN型(又はP
型)の基盤電極7を形成する。そして、次に半導体素子
33側をマスクし、半導体素子35について、図6(D
)乃至図7(C)の工程を実行してN型(又はP型)の
ドレイン(又はソース)電極8,9及びP型(又はN型
)の基盤電極7を形成する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、簡
単な構造で電気的な特性制御性にすぐれたMOS型半導
体装置を実現することができる。また、高密度、高集積
化も可能でかつ素子間の分離も簡易にできる構造である
ので、将来の256メガビツトDRAMレベルの技術と
しても期待できる。
単な構造で電気的な特性制御性にすぐれたMOS型半導
体装置を実現することができる。また、高密度、高集積
化も可能でかつ素子間の分離も簡易にできる構造である
ので、将来の256メガビツトDRAMレベルの技術と
しても期待できる。
【図1】本発明の一実施例を示す半導体装置の構造を示
す断面図である。
す断面図である。
【図2】図1に示す半導体装置の平面図である。
【図3】図2の変型例である。
【図4】図2の変型例である。
【図5】本発明の第2の実施例を示す半導体装置の構造
を示す断面図である。
を示す断面図である。
【図6】図1に示す半導体装置の製造方法の工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図7】図1に示す半導体装置の製造方法の工程を示す
説明図である。
説明図である。
【図8】従来の半導体装置の構造の一例を示す断面図で
ある。
ある。
1 半導体基盤
2 絶縁膜(第1の絶縁層)
3 第1ゲート電極(第1の導電層)4
第1誘電体膜(第2の絶縁層)5 半導体シリコ
ン層(半導体層)7 チャネル(第2の部分) 8 ソース(またはドレイン)電極(第1の部分
)9 ドレイン(またはソース)電極(第3の部
分)11 第2誘電体膜(第3の絶縁層)12
第2ゲート電極(第2の導電層)30 導
体(接続手段) 33,35 半導体素子 90 接続領域(接続手段)
第1誘電体膜(第2の絶縁層)5 半導体シリコ
ン層(半導体層)7 チャネル(第2の部分) 8 ソース(またはドレイン)電極(第1の部分
)9 ドレイン(またはソース)電極(第3の部
分)11 第2誘電体膜(第3の絶縁層)12
第2ゲート電極(第2の導電層)30 導
体(接続手段) 33,35 半導体素子 90 接続領域(接続手段)
Claims (27)
- 【請求項1】 第1の絶縁層と、この第1の絶縁層の
上に形成され、上記第1の絶縁層から隔離した上面及び
その上面と上記第1の絶縁層とをつなぐ側面を有する第
1の導電層と、この第1の導電層の上面、側面及び上記
第1の絶縁層を覆ってなる第2の絶縁層と、この第2の
絶縁層を覆ってなり、上記第1の導電層の上面に形成さ
れており一方の導電型の不純物が含有されている第1の
部分、上記第1の導電層の側面に形成され上記第1の部
分に連なり上記第1の部分とは異なる導電型の不純物が
含有されている第2の部分、および上記第2の絶縁層が
上記第1の絶縁層を直接覆うところに形成され上記第2
の部分に連なり上記第1の部分と同型の不純物が含有さ
れている第3の部分を有する半導体層と、を備えたMO
S型半導体装置。 - 【請求項2】 上記第1の絶縁層をその上層に形成す
るための半導体基盤をさらに備えていることを特徴とす
る請求項1記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項3】 上記第1の導電層は高濃度の不純物を
含有した半導体材料を含むことを特徴とする請求項1記
載のMOS型半導体装置。 - 【請求項4】 上記第1の導電層はモリブデン,タン
グステン,クロム,銅またはタングステンの中から選択
された1もしくは2以上の金属を含むことを特徴とする
請求項1記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項5】 上記第1の導電層は金属シリサイドを
含むことを特徴とする請求項1記載のMOS型半導体装
置。 - 【請求項6】 上記第2の絶縁層はシリコン窒化膜ま
たはシリコン酸化膜またはその複合膜を含むことを特徴
とする請求項1記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項7】 上記半導体層は第1の部分はP層、第
2の部分はN層、第3の部分はP層を有することを特徴
とする請求項1記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項8】 上記半導体層は第1の部分はN層、第
2の部分はP層、第3の部分はN層を有することを特徴
とする請求項1記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項9】 上記半導体層の上記第1の部分、第2
の部分、第3の部分をそれぞれ覆ってなる第3の絶縁層
と、この第3の絶縁層上の上記半導体層の第2の部分を
覆う部分に主として形成されてなる第2の導電層とをさ
らに備えていることを特徴とする請求項1記載のMOS
型半導体装置。 - 【請求項10】 第1の絶縁層と、この第1の絶縁層
の上に選択的に複数個形成され、それぞれ上記第1の絶
縁層から隔離した上面及びその上面と上記第1の絶縁層
とをつなぐ側面を有する第1の導電層と、この第1の導
電層それぞれの上面、側面、及びその側面に連なる上記
第1の絶縁層の周囲を覆ってなる第2の絶縁層と、この
第2の絶縁層を覆ってなり、上記第1の絶縁層上に上記
第1の導電層毎に分離して形成されており一方の導電型
の不純物が含有されている第1の部分、上記第1の導電
層の側面に形成され上記第1の部分に連なり上記第1の
部分とは異なる導電型の不純物が含有されている第2の
部分、および上記第2の絶縁層が上記第1の絶縁層を直
接覆うところに形成され上記第2の部分に連なり上記第
1の部分と同型の不純物が含有されている第3の部分を
有する半導体層と、を備えたMOS型半導体装置。 - 【請求項11】 上記第1の絶縁層をその上層に形成
するための半導体基盤をさらに備えていることを特徴と
する請求項10記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項12】 上記第1の導電層は高濃度の不純物
を含有した半導体材料を含むことを特徴とする請求項1
0記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項13】 上記第1の導電層はモリブデン,タ
ングステン,クロム,銅またはアルミニウムの中から選
択された1もしくは2以上の金属を含むことを特徴とす
る請求項10記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項14】 上記第1の導電層は金属シリサイド
を含むことを特徴とする請求項10記載のMOS型半導
体装置。 - 【請求項15】 上記第2の絶縁層はシリコン窒化膜
またはシリコン酸化膜またはその複合膜を含むことを特
徴とする請求項10記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項16】 上記半導体層は第1の部分はP層、
第2の部分はN層、第3の部分はP層を有することを特
徴とする請求項10記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項17】 上記半導体層は第1の部分はN層、
第2の部分はP層、第3の部分はN層を有することを特
徴とする請求項10記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項18】 上記半導体層の上記第1の部分、第
2の部分、第3の部分をそれぞれ覆ってなる第3の絶縁
層と、この第3の絶縁層上の上記半導体層の第2の部分
を覆う部分に主として形成されてなる第2の導電層とを
さらに備えていることを特徴とする請求項10記載のM
OS型半導体装置。 - 【請求項19】 上記半導体層は上記第1の部分がN
型、第2の部分がP型、第3の部分がN型の導電性を示
す第1の半導体領域と、上記第1の部分がP型、第2の
部分がN型、第3の部分がP型の導電性をを示す第2の
半導体領域とを備えていることを特徴とする請求項10
記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項20】 上記第1の導電層のうちの選択され
た任意の導電層を電気的に接続するための接続手段をさ
らに備えていることを特徴とする請求項10記載のMO
S型半導体装置。 - 【請求項21】 第1の絶縁層と、この第1の絶縁層
の上に形成され、上記第1の絶縁層から隔離した上面及
びその上面と上記第1の絶縁層とをつなぐ側面を有する
導電層と、この導電層の上面、側面及び上記第1の絶縁
層を覆ってなる第2の絶縁層と、この第2の絶縁層を覆
ってなり、上記導電層の上面に形成され一方の導電型の
不純物が含有されている第1の部分、上記導電層の側面
に形成され上記第1の部分に連なり上記第1の部分とは
異なる導電型の不純物が含有されている第2の部分、お
よび上記第1の絶縁層によってまたは上記第1の絶縁層
と上記第2の絶縁層との重なりによって形成されている
絶縁層の上であって上記導電層を覆っていないところに
形成され上記第2の部分に連なり上記第1の部分と同型
の不純物が含有されている第3の部分と、を備えたMO
S型半導体装置。 - 【請求項22】 第1の絶縁層と、この第1の絶縁層
の上に形成され、上記第1の絶縁層から隔離した上面及
びその上面と上記第1の絶縁層とをつなぐ側面を有する
導電層と、この導電層の上面、側面及び上記第1の絶縁
層を覆ってなる第2の絶縁層と、この第2の絶縁層を覆
ってなり、上記導電層の上面に形成され一方の導電型の
不純物が高濃度に含有されている第1の部分、上記導電
層の側面に形成され上記第1の部分に連なり上記第1の
部分に含有されている不純物と異なる導電型の不純物が
上記第1の部分よりも低濃度に含有されている第2の部
分、上記第2の絶縁層が上記第1の絶縁層を直接覆うと
ころに形成され上記第2の部分に連なり上記第1の部分
に含有されている不純物と同じ導電型の不純物が上記第
2の部分よりも高濃度に含有されている第3の部分を有
する半導体装置と、を備えたMOS型半導体装置。 - 【請求項23】 上記第1の絶縁層をその上層に形成
するための半導体基盤をさらに備えていることを特徴と
する請求項22記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項24】 上記導電層は高濃度の不純物を含有
した半導体材料を含むことを特徴とする請求項22記載
のMOS型半導体装置。 - 【請求項25】 上記第2の絶縁層はシリコン窒化膜
またはシリコン酸化膜を含むことを特徴とする請求項2
2記載のMOS型半導体装置。 - 【請求項26】 上記半導体層の第1の部分と第2の
部分とはP型特性を持つことを特徴とする請求項22記
載のMOS型半導体装置。 - 【請求項27】 上記半導体層の第1の部分と第2の
部分とはN型特性を持つことを特徴とする請求項22記
載のMOS型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17761791A JPH04348078A (ja) | 1990-06-25 | 1991-06-21 | Mos型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16810590 | 1990-06-25 | ||
| JP2-168105 | 1990-06-25 | ||
| JP17761791A JPH04348078A (ja) | 1990-06-25 | 1991-06-21 | Mos型半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04348078A true JPH04348078A (ja) | 1992-12-03 |
Family
ID=26491942
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17761791A Withdrawn JPH04348078A (ja) | 1990-06-25 | 1991-06-21 | Mos型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04348078A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07307476A (ja) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Lg Semicon Co Ltd | 薄膜トランジスタの構造及びその製造方法 |
| JP2012191185A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-10-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
-
1991
- 1991-06-21 JP JP17761791A patent/JPH04348078A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07307476A (ja) * | 1994-05-12 | 1995-11-21 | Lg Semicon Co Ltd | 薄膜トランジスタの構造及びその製造方法 |
| JP2012191185A (ja) * | 2011-02-24 | 2012-10-04 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置および半導体装置の作製方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Application deemed to be withdrawn because no request for examination was validly filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19980903 |