JPH05218421A - Manufacture of mis semiconductor device - Google Patents
Manufacture of mis semiconductor deviceInfo
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- JPH05218421A JPH05218421A JP1798192A JP1798192A JPH05218421A JP H05218421 A JPH05218421 A JP H05218421A JP 1798192 A JP1798192 A JP 1798192A JP 1798192 A JP1798192 A JP 1798192A JP H05218421 A JPH05218421 A JP H05218421A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 本発明は,絶縁性基板上のMIS型半導体装
置の製造方法に関し,MISFETの特性を改善するた
めのゲート構造を得ることを目的とする。
【構成】 半導体層内にSIMOX法等により絶縁膜を
形成して,SOI構造とする工程と,半導体層上に半導
体層をエピタキシャル成長等により積層する工程と, 半
導体層内に選択的に絶縁膜を形成する工程と, 半導体層
内に選択的に不純物をドープする工程とを繰り返して,
絶縁性基板上に積層して島状に形成された半導体層の中
心部に,絶縁層を介して四方がゲート拡散層で囲まれた
チャネル層を有し, チャネル層の両端がソース・ドレイ
ン拡散層と接してなるように構成する。
(57) [Summary] [Object] The present invention relates to a method of manufacturing a MIS type semiconductor device on an insulating substrate, and an object thereof is to obtain a gate structure for improving the characteristics of a MISFET. [Structure] A step of forming an insulating film in a semiconductor layer by a SIMOX method or the like to form an SOI structure, a step of stacking a semiconductor layer on the semiconductor layer by epitaxial growth, and the like, and selectively forming an insulating film in the semiconductor layer. By repeating the step of forming and the step of selectively doping impurities in the semiconductor layer,
At the center of the island-shaped semiconductor layer stacked on the insulating substrate, there is a channel layer surrounded by a gate diffusion layer on each side of the insulating layer. It is configured so that it is in contact with the layers.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はSOI基板上の半導体集
積回路の製造方法に関し,MOSFETの特性を改善す
るためのゲート電極の製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit on an SOI substrate, and more particularly to a method for manufacturing a gate electrode for improving the characteristics of MOSFET.
【0002】高度情報処理社会はますます発達してお
り,より高速なコンピュータの存在が必要となる。この
為にはコンピュータの基本部品である集積回路素子の高
速化,延いては,これら集積回路素子の基板要素である
MOSトランジスタの微細化,高速化が望まれている。The advanced information processing society is developing more and more, and the existence of higher speed computers is required. For this purpose, there is a demand for speeding up of integrated circuit elements, which are basic parts of computers, and further miniaturization and speeding up of MOS transistors, which are substrate elements of these integrated circuit elements.
【0003】本発明は,こうした産業上の分野において
利用されるものである。The present invention is used in these industrial fields.
【0004】[0004]
【従来の技術】図3は従来例の説明図である。図におい
て,11はSiO2膜, 12はSi層, 13は開口部(予定領域),
13' は開口部( オーバーエッチ),14はチャネル層, 15は
ソース・ドレイン拡散層, 16は下側ゲートポリSi電極,
17は下側ゲートSiO2膜, 18は上側ゲートSiO2膜, 19は上
側ゲートポリSi電極, 20はSiO2膜, 21はCVD・SiO
2膜,22はPSG膜,23はソース・ドレインAl電極であ
る。2. Description of the Related Art FIG. 3 is an explanatory view of a conventional example. In the figure, 11 is a SiO 2 film, 12 is a Si layer, 13 is an opening (planned region),
13 'is an opening (overetch), 14 is a channel layer, 15 is a source / drain diffusion layer, 16 is a lower gate poly-Si electrode,
17 is the lower gate SiO 2 film, 18 is the upper gate SiO 2 film, 19 is the upper gate poly-Si electrode, 20 is the SiO 2 film, 21 is CVD / SiO 2.
2 films, 22 is a PSG film, and 23 is a source / drain Al electrode.
【0005】従来は図3(a)に1個のSi層12を断面図
で示すように,SiO2膜11等の絶縁物上のSi層12等の半導
体基板を複数の島状に加工し,この各々の島状のSi層12
のほぼ中心部の下のSiO2膜を図3(b)に断面図で,図
3(c)に平面図で示すように,一部を除去してゲート
電極形成部の予定領域に図示しない Si3N4膜等のマスク
を用いて開口部形成する。Conventionally, as shown in the sectional view of one Si layer 12 in FIG. 3A, a semiconductor substrate such as a Si layer 12 on an insulator such as a SiO 2 film 11 is processed into a plurality of islands. , This each island Si layer 12
Approximately an SiO 2 film under the central portion in cross section in FIG. 3 (b), as shown in plan view in FIG. 3 (c), not shown in the region where the gate electrode forming portion by removing a portion of the The opening is formed using a mask such as a Si 3 N 4 film.
【0006】その後,図3(c)にデバイス完成品の断
面図で示すように,SiO2膜,PSG膜等の絶縁物を酸
化,或いはデポジションにより形成し,ポリSi膜やAl膜
等の導体,或いは半導体膜をデポジションし,その導
体,或いは半導体膜を加工してゲート電極を形成してい
た。After that, as shown in the sectional view of the completed device in FIG. 3C, an insulator such as a SiO 2 film or a PSG film is formed by oxidation or deposition to form a poly-Si film or an Al film. The conductor or semiconductor film is deposited, and the conductor or semiconductor film is processed to form the gate electrode.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】従って,従来の製造方
法によるMOSトランジスタでは,下の穴をマスクを用
いて,Si層の下をえぐる為に等方性エッチングにより開
けているために,どうしてもオーバーエッチとなり,当
初予定領域13よりオーバーエッチの開口部13' となり,
後で形成する上側のゲート電極19の寸法より, 下側のゲ
ート電極16はオーバーエッチの分だけ大きな面積とな
り, 精度良く製作するのがむずかしく,上下のゲート電
極16,19 がずれて形成されてしまう問題点があった。Therefore, in the MOS transistor according to the conventional manufacturing method, since the lower hole is opened by the isotropic etching to engrave the lower portion of the Si layer by using a mask, it is inevitable that the MOS transistor is over-etched. It becomes an etching, and it becomes an overetched opening 13 'from the originally planned area 13.
The lower gate electrode 16 has a larger area by the amount of over-etching than the size of the upper gate electrode 19 that will be formed later, and it is difficult to manufacture with high precision, and the upper and lower gate electrodes 16 and 19 are formed with deviation. There was a problem that would end up.
【0008】これを防止するために,通常は上部の電極
を大きく形成する必要があった。このようにすると,ゲ
ート電極の浮遊容量が増加し,高速動作の向上が困難と
なっていた。In order to prevent this, it was usually necessary to make the upper electrode large. In this way, the stray capacitance of the gate electrode increases, making it difficult to improve high-speed operation.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】図1に本発明の原理説明
図,図2は本発明の工程順模式断面図を示す。図におい
て,1は絶縁性基板,2,2A〜2Eは半導体層,3は絶縁
層,3Aは下層絶縁層, 3Bは下側ゲート絶縁層, 3Cは側面
ゲート絶縁層, 3Dは上側ゲート絶縁層, 3Eは上層絶縁
層, 4はゲート拡散層,4Aは下側ゲート拡散層, 4B〜4D
は側面ゲート拡散層, 4Eは上側ゲート拡散層, 5はチャ
ネル層,6, 6A〜6Cはソース・ドレイン拡散層である。FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention, and FIG. 2 is a schematic sectional view in order of the steps of the present invention. In the figure, 1 is an insulating substrate, 2, 2A to 2E are semiconductor layers, 3 is an insulating layer, 3A is a lower insulating layer, 3B is a lower gate insulating layer, 3C is a side gate insulating layer, and 3D is an upper gate insulating layer. , 3E is an upper insulating layer, 4 is a gate diffusion layer, 4A is a lower gate diffusion layer, and 4B to 4D
Is a side gate diffusion layer, 4E is an upper gate diffusion layer, 5 is a channel layer, and 6 and 6A to 6C are source / drain diffusion layers.
【0010】上記の上下のゲート拡散層のずれは,上下
の拡散層をリソグラフィ技術により形成することで解決
できる。このため,本発明では,半導体層に積層したSi
層を用い,Si層中にSIMOX(Separation by Implant
ed Oxygen)法により酸素を注入して,SiO2層を形成し,
三次元構造とする。The above-mentioned displacement of the upper and lower gate diffusion layers can be solved by forming the upper and lower diffusion layers by a lithographic technique. Therefore, in the present invention, the Si layer stacked on the semiconductor layer is
Layer, and SIMOX (Separation by Implant
ed Oxygen) method to inject oxygen to form a SiO 2 layer,
It has a three-dimensional structure.
【0011】その際,リソグラフィ技術によりSi層とSi
O2層の領域を二次元的に所望領域に画定して形成する。
またSi層の積層はSi層を順次エピタキシャル成長させ
る。At that time, the Si layer and the Si
A region of the O 2 layer is two-dimensionally defined and formed in a desired region.
In addition, as for the stacking of the Si layers, the Si layers are sequentially epitaxially grown.
【0012】この二つの工程を繰り返すことにより,Si
と,SiO2膜或いは Si3N4膜の三次元的な積層構造を作
り,島状Si層の上下左右のゲート拡散層を精度良く形成
することができる。By repeating these two steps, Si
By forming a three-dimensional laminated structure of SiO 2 film or Si 3 N 4 film, the gate diffusion layers on the top, bottom, left and right of the island-shaped Si layer can be accurately formed.
【0013】尚,島状半導体層の形成はエピタキシャル
成長法,半導体薄膜基板張り付け法等が利用でき,絶縁
層の形成はSIMOX法,LOCOS法等が利用でき
る。即ち,本発明の目的は,図1に絶縁性基板上に形成
された島状の半導体層を斜視図,及びX軸方向,Y軸方
向の断面図で示すように,絶縁性基板1上に積層して島
状に形成された半導体層2の中心部に、絶縁層3を介し
て四方がゲート拡散層4で囲まれたチャネル層5を有
し, 該チャネル層5の両端がソース・ドレイン拡散層6
と接してなることを特徴とするMIS型半導体装置によ
り,また,図2(a)に示すように,絶縁性基板1上
に, 島状の一導電型の第1の半導体層 2A を形成する工
程と,図2(b)に示すように,該第1の半導体層 2A
内に下側ゲート拡散層 4A を画定する下層絶縁層 3A を
選択的に形成する工程と, 該第1の半導体層 2A 内に不
純物をドープして下側ゲート拡散層4Aを形成する工程
と,図2(c)に示すように,該第1の半導体層 2A 上
に一導電型の第2の半導体層 2B を積層する工程と, 該
第2の半導体層 2B 内に側面ゲート拡散層 4B を画定す
る下側ゲート絶縁層 3B を選択的に形成する工程と, 該
第2の半導体層 2A内に不純物をドープして側面ゲート
拡散層4Bを形成する工程と,図2(d)に示すように,
該第2の半導体層 2B 上に一導電型の第3の半導体層 2
C を積層する工程と, 該第3の半導体層 2C 内に側面ゲ
ート拡散層 4C と,チャネル層5及びソース・ドレイン
拡散層 6A を画定する側面ゲート絶縁層 3Cを選択的に
形成する工程と, 該第3の半導体層 2C 内に不純物を選
択的にドープして側面ゲート拡散層 4C を形成する工程
と, 該第3の半導体層 2C 内に反対導電型の不純物を選
択的にドープしてソース・ドレイン拡散層 6A を形成す
る工程と,図2(d)に示すように,該第3の半導体層
2C 上に一導電型の第4の半導体層 2D を積層する工程
と, 該第4の半導体層 2D 内に側面ゲート拡散層 4D
と,ソース・ドレイン拡散層 6B を画定する上側ゲート
絶縁層 3D を選択的に形成する工程と, 該第4の半導体
層 2D 内に不純物を選択的にドープして側面ゲート拡散
層 4D を形成する工程と, 該第4の半導体層 2D 内に反
対導電型の不純物を選択的にドープしてソース・ドレイ
ン拡散層 6B を形成する工程と,図2(e)に示すよう
に,該第4の半導体層 2D 上に一導電型の第5の半導体
層 2E を積層する工程と, 該第5の半導体層 2E 内に上
側ゲート拡散層 4E と,ソース・ドレイン拡散層 5C を
画定する上層絶縁層 3E を選択的に形成する工程と, 該
第5の半導体層 2E 内に不純物を選択的にドープして上
側ゲート拡散層 4E を形成する工程と, 該第5の半導体
層 2E 内に反対導電型の不純物を選択的にドープしてソ
ース・ドレイン拡散層 6C を形成する工程とを含むこと
により達成される。The island-shaped semiconductor layer can be formed by an epitaxial growth method, a semiconductor thin film substrate attachment method, or the like, and the insulating layer can be formed by a SIMOX method, a LOCOS method, or the like. That is, an object of the present invention is to show an island-shaped semiconductor layer formed on an insulating substrate in FIG. 1 in a perspective view and a cross-sectional view in the X-axis direction and the Y-axis direction. A channel layer 5 surrounded by a gate diffusion layer 4 on each side of an insulating layer 3 is provided at the center of a semiconductor layer 2 formed in a stacked island shape, and both ends of the channel layer 5 are source / drain. Diffusion layer 6
By using the MIS type semiconductor device characterized by being in contact with, and as shown in FIG. 2A, the island-shaped one conductivity type first semiconductor layer 2A is formed on the insulating substrate 1. Process and as shown in FIG. 2B, the first semiconductor layer 2A
A step of selectively forming a lower insulating layer 3A defining a lower gate diffusion layer 4A therein, and a step of doping an impurity into the first semiconductor layer 2A to form the lower gate diffusion layer 4A, As shown in FIG. 2C, a step of laminating a second semiconductor layer 2B of one conductivity type on the first semiconductor layer 2A, and a side gate diffusion layer 4B in the second semiconductor layer 2B. A step of selectively forming the defining lower gate insulating layer 3B, a step of doping an impurity into the second semiconductor layer 2A to form a side gate diffusion layer 4B, and as shown in FIG. To
A third semiconductor layer 2 of one conductivity type is formed on the second semiconductor layer 2B.
A step of stacking C, and a step of selectively forming a side gate diffusion layer 4C in the third semiconductor layer 2C and a side gate insulating layer 3C defining the channel layer 5 and the source / drain diffusion layer 6A, A step of selectively doping an impurity into the third semiconductor layer 2C to form a side gate diffusion layer 4C; and a step of selectively doping an impurity of an opposite conductivity type into the third semiconductor layer 2C to form a source The step of forming the drain diffusion layer 6A and the third semiconductor layer as shown in FIG.
A step of laminating a fourth semiconductor layer 2D of one conductivity type on 2C, and a side gate diffusion layer 4D in the fourth semiconductor layer 2D.
And a step of selectively forming an upper gate insulating layer 3D that defines the source / drain diffusion layer 6B, and a side gate diffusion layer 4D is formed by selectively doping impurities into the fourth semiconductor layer 2D. A step of forming a source / drain diffusion layer 6B by selectively doping an impurity of opposite conductivity type into the fourth semiconductor layer 2D, and as shown in FIG. A step of stacking a fifth semiconductor layer 2E of one conductivity type on the semiconductor layer 2D, and an upper insulating layer 3E defining an upper gate diffusion layer 4E and a source / drain diffusion layer 5C in the fifth semiconductor layer 2E. And a step of selectively doping impurities into the fifth semiconductor layer 2E to form the upper gate diffusion layer 4E, and a step of forming an upper gate diffusion layer 4E of the opposite conductivity type in the fifth semiconductor layer 2E. Selectively doping impurities to form the source / drain diffusion layer 6C. It is achieved by.
【0014】[0014]
【作用】以上説明したように,本発明によれば,島状半
導体層の上下左右のゲート拡散層を精度良く形成するこ
とができ,寄生容量の小さいゲート拡散層を形成するこ
とができる。As described above, according to the present invention, the gate diffusion layers on the upper, lower, left and right sides of the island-shaped semiconductor layer can be accurately formed, and the gate diffusion layer having a small parasitic capacitance can be formed.
【0015】[0015]
【実施例】図2はnチャネルMOSFETトランジスタ
についての本発明の一つの実施例の工程順の説明図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS FIGS. 2A to 2C are explanatory views in order of steps of one embodiment of the present invention for an n-channel MOSFET transistor.
【0016】各工程毎に,左側が積層された1個の半導
体層の斜視図,中央がその上面の平面図,右側が半導体
層中心部の断面図を示す。絶縁性基板1としてSiO2膜を
被覆したSi基板,半導体層2としてp型Si層,絶縁層3
としてSiO2層,ゲート拡散層4として砒素ドープのn+
型ゲート拡散層,チャネル層5としてp型Si層, ソース
・ドレイン層6として砒素ドープのn+ 型ソース・ドレ
イン層を用いた。In each step, the left side is a perspective view of one laminated semiconductor layer, the center is a plan view of the upper surface thereof, and the right side is a sectional view of the central portion of the semiconductor layer. Si substrate coated with SiO 2 film as insulating substrate 1, p-type Si layer as semiconductor layer 2, insulating layer 3
As a SiO 2 layer and the gate diffusion layer 4 as an arsenic-doped n +
A p-type Si layer was used as the channel type gate diffusion layer, the channel layer 5 was used, and an arsenic-doped n + type source / drain layer was used as the source / drain layer 6.
【0017】また,第2〜第5の半導体層2B〜 2E の積
層はエピタキシャルの選択成長,絶縁膜3の形成はすべ
てSIMOX法により行った。上記の製造条件により,
図1(a)に示すように,8インチのSi基板にSiO2膜を
1μmの厚さに被覆し,その上に, p型Si基板を張り付
け,精密研磨により第1の半導体層2Aを0.1 μmの厚さ
に仕上げる。その後, レジストをマスクとしてパターニ
ングによりエッチングして数千個の島状のSi層を形成す
る。そして,図2(b)に示すように,SIMOX法に
より,Si基板を 650℃に加熱し, 酸素イオンを加速電圧
30KeV, ドーズ量 3.0x1018 /cm2 の条件で注入して下
側のSiO2膜3Aを形成した。ピーク位置は表面0.05μm,
幅は0.09μmである。続いて, イオン注入法により, 例
えば, 砒素イオン(As + ) を加速電圧15KeV,ドーズ量1x
10 15/cm2 の条件で注入して, 下側のゲート拡散層4A A
形成する。The product of the second to fifth semiconductor layers 2B to 2E
All layers should be epitaxially grown and the insulating film 3 should be formed.
The SIMOX method was used. According to the above manufacturing conditions,
As shown in Fig. 1 (a), SiO is formed on an 8-inch Si substrate.2The membrane
Cover with a thickness of 1 μm, and attach a p-type Si substrate on it
The thickness of the first semiconductor layer 2A is 0.1 μm by precision polishing.
To finish. Then, using the resist as a mask, the pattern
Etching to form thousands of island-shaped Si layers
It Then, as shown in FIG. 2B, the SIMOX method is used.
To heat the Si substrate to 650 ℃ and accelerate the oxygen ion
30KeV, Dose 3.0x1018/cm2Inject under the conditions of
Side SiO2Membrane 3A was formed. The peak position is 0.05 μm on the surface,
The width is 0.09 μm. Then, using the ion implantation method,
For example, arsenic ion (As+) Accelerating voltage 15KeV, Dose amount 1x
Ten 15/cm2The lower gate diffusion layer 4A A
Form.
【0018】次に, 図2(c)に示すように,第2のSi
層2Bを0.05μmの厚さに積層する。そして, 側面ゲート
拡散層4Bを画定する下側ゲートSiO2層3BをSIMOX法
により,Si基板を 650℃に加熱して, 酸素イオン(O+ )
を加速電圧 15KeV, ドーズ量1.5x1018 /cm2 の条件で
注入して下側のゲートSiO2膜3Bを形成する。ピーク位置
は表面0.025 μm, 幅は0.045 μmである。その後, 第
2のSi層2A内にイオン注入法により, 例えば, 砒素イオ
ン(As + ) を加速電圧15KeV,ドーズ量1x1015/cm2 の条
件で注入して, 側面ゲート拡散層4Bを形成する。Next, as shown in FIG. 2C, the second Si
Layer 2B is laminated to a thickness of 0.05 μm. Then, the lower gate SiO 2 layer 3B that defines the side gate diffusion layer 4B is heated to 650 ° C. by a SIMOX method to heat the Si substrate to oxygen ions (O + ).
Is implanted under the conditions of an accelerating voltage of 15 KeV and a dose of 1.5 × 10 18 / cm 2 to form a lower gate SiO 2 film 3B. The peak position is 0.025 μm on the surface and the width is 0.045 μm. After that, for example, arsenic ions (As + ) are implanted into the second Si layer 2A by an ion implantation method under the conditions of an acceleration voltage of 15 KeV and a dose amount of 1 × 10 15 / cm 2 to form a side gate diffusion layer 4B. ..
【0019】図2(d)に示すように,第2のSi層2B上
にn型の第3のSi層2Cを0.1 μmの厚さにエピタキシャ
ル成長する。続いて, 第3のSi層2C内に側面ゲート拡散
層4Cと, チャネル層5及びソース・ドレイン拡散層6Aを
画定する側面ゲートSiO2層3Cを図2(b)で説明したS
IMOX法と同じ条件で選択的に形成する。As shown in FIG. 2D, an n-type third Si layer 2C is epitaxially grown to a thickness of 0.1 μm on the second Si layer 2B. Next, the side gate diffusion layer 4C in the third Si layer 2C and the side gate SiO 2 layer 3C that defines the channel layer 5 and the source / drain diffusion layer 6A are described in FIG. 2B.
It is selectively formed under the same conditions as the IMOX method.
【0020】第3の半導体層2C内に砒素を図示しないレ
ジスト膜をマスクとして選択的に図2(b)で説明した
イオン注入法と同じ条件で注入して側面ゲート拡散層4C
及びソース・ドレイン拡散層6Aを形成する。Side gate diffusion layer 4C is formed by selectively implanting arsenic into third semiconductor layer 2C under the same conditions as the ion implantation method described with reference to FIG. 2B, using a resist film (not shown) as a mask.
And the source / drain diffusion layer 6A is formed.
【0021】図2(e)に示すように,第3のSi層2C上
にn型の第4のSi層2Dを0.05μmの厚さにエピタキシャ
ル成長する。続いて, 第4のSi層2D内に側面ゲート拡散
層4Dと, ソース・ドレイン拡散層6Bを画定する上側ゲー
トSiO2層3Dを図2(b)で説明したSIMOX法と同じ
条件で選択的に形成する。そして, 第4のSi層2D内に側
面ゲート拡散層4Dを前述と同様の方法で形成する。As shown in FIG. 2 (e), an n-type fourth Si layer 2D is epitaxially grown to a thickness of 0.05 μm on the third Si layer 2C. Next, the side gate diffusion layer 4D and the upper gate SiO 2 layer 3D that defines the source / drain diffusion layer 6B are selectively formed in the fourth Si layer 2D under the same conditions as the SIMOX method described in FIG. 2B. To form. Then, the side gate diffusion layer 4D is formed in the fourth Si layer 2D by the same method as described above.
【0022】第4のSi層2D内に硼素を選択的にイオン注
入してソース・ドレイン拡散層6Bを前述と同様の方法で
形成する。図2(f)に示すように,第4のSi層2D上に
n型の第5のSi層2Eを 1.0μmの厚さにエピタキシャル
成長する。続いて, 第5のSi層2E内に上側ゲート拡散層
4Eと, ソース・ドレイン拡散層5Cを画定する上層SiO2層
3Eを前述と同様の方法で選択的に形成する。そして, 第
5のSi層2E内に砒素を前述と同様の方法で選択的にイオ
ン注入してソース・ドレイン拡散層6Cを形成する。Boron is selectively ion-implanted into the fourth Si layer 2D to form the source / drain diffusion layer 6B by the same method as described above. As shown in FIG. 2F, an n-type fifth Si layer 2E is epitaxially grown to a thickness of 1.0 μm on the fourth Si layer 2D. Then, the upper gate diffusion layer is formed in the fifth Si layer 2E.
4E and upper SiO 2 layer that defines the source / drain diffusion layer 5C
3E is selectively formed by the same method as described above. Then, arsenic is selectively ion-implanted into the fifth Si layer 2E by the same method as described above to form the source / drain diffusion layer 6C.
【0023】この後, Si基板全体を窒素中, 1,100 ℃で
2時間の熱処理を行い,注入した酸素を活性かして,半
導体層2の中にSiO2膜3を三次元的に形成する。この
後, 図示しないが,全て島状のSi層を覆って, Si基板上
にカバーSiO2膜を被覆しSOG膜等で基板上を平坦化
し,ゲート拡散層4,ソース・ドレイン拡散層6上のSi
O2膜にスルーホールを開口し,Al電極をスパッタ法によ
り被覆しパターニングして,ゲート電極,ソースドレイ
ン電極配線を形成し,三次元のMOSFETをSiO2膜1
上に完成する。After that, the entire Si substrate is heat-treated in nitrogen at 1,100 ° C. for 2 hours to activate the implanted oxygen to form the SiO 2 film 3 three-dimensionally in the semiconductor layer 2. After that, although not shown, the island-shaped Si layer is entirely covered, the Si SiO 2 film is covered on the Si substrate, and the substrate is flattened with an SOG film or the like, and the gate diffusion layer 4 and the source / drain diffusion layer 6 are formed. Si
A through hole is opened in the O 2 film, the Al electrode is covered by the sputtering method and patterned to form the gate electrode and source / drain electrode wiring, and the three-dimensional MOSFET is formed into the SiO 2 film 1
Complete on top.
【0024】[0024]
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
島状Si層の上下左右のゲート拡散層を精度良く形成する
ことができ,寄生容量の小さいゲート拡散層及び電極を
形成することができ,MOSFETの高速化に寄与する
ところが大きい。As described above, according to the present invention,
The gate diffusion layers on the upper, lower, left, and right sides of the island-shaped Si layer can be accurately formed, and the gate diffusion layer and the electrode having a small parasitic capacitance can be formed, which greatly contributes to the speedup of the MOSFET.
【図1】 本発明の原理説明図FIG. 1 is an explanatory view of the principle of the present invention.
【図2】 本発明の一実施例の工程順模式説明図2A to 2D are schematic explanatory views in order of steps of one embodiment of the present invention.
【図3】 従来例の説明図FIG. 3 is an explanatory diagram of a conventional example.
1 絶縁性基板 2,2A〜2E 半導体層 3 絶縁層 3A 下層絶縁層 3B 下側ゲート絶縁層 3C 側面ゲート絶縁層 3D 上側ゲート絶縁層 3E 上層絶縁層 4 ゲート拡散層 4A 下側ゲート拡散層 4B〜4D 側面ゲート拡散層 4E 上側ゲート拡散層 5 チャネル層 6, 6A〜6C ソース・ドレイン拡散層 1 Insulating substrate 2, 2A to 2E Semiconductor layer 3 Insulating layer 3A Lower insulating layer 3B Lower gate insulating layer 3C Side gate insulating layer 3D Upper gate insulating layer 3E Upper insulating layer 4 Gate diffusion layer 4A Lower gate diffusion layer 4B to 4D Side gate diffusion layer 4E Upper gate diffusion layer 5 Channel layer 6, 6A to 6C Source / drain diffusion layer
Claims (1)
第1の半導体層(2A)を形成する工程と, 該第1の半導体層(2A)内に下側ゲート拡散層(4A)を画定
する下層絶縁層(3A)を選択的に形成する工程と, 該第1の半導体層(2A)内に不純物をドープして下側ゲー
ト拡散層 (4A)を形成する工程と, 該第1の半導体層(2A)上に一導電型の第2の半導体層(2
B)を積層する工程と, 該第2の半導体層(2B)内に側面ゲート拡散層(4B)を画定
する下側ゲート絶縁層(3B)を選択的に形成する工程と, 該第2の半導体層(2A)内に不純物をドープして側面ゲー
ト拡散層 (4B)を形成する工程と, 該第2の半導体層(2B)上に一導電型の第3の半導体層(2
C)を積層する工程と, 該第3の半導体層(2C)内に側面ゲート拡散層(4C)と, チ
ャネル層(5) 及びソース・ドレイン拡散層(6A)を画定す
る側面ゲート絶縁層(3C)を選択的に形成する工程と, 該第3の半導体層(2C)内に不純物を選択的にドープして
側面ゲート拡散層(4C)を形成する工程と, 該第3の半導体層(2C)内に反対導電型の不純物を選択的
にドープしてソース・ドレイン拡散層(6A)を形成する工
程と, 該第3の半導体層(2C)上に一導電型の第4の半導体層(2
D)を積層する工程と, 該第4の半導体層(2D)内に側面ゲート拡散層(4D)と, ソ
ース・ドレイン拡散層(6B)を画定する上側ゲート絶縁層
(3D)を選択的に形成する工程と, 該第4の半導体層(2D)内に不純物を選択的にドープして
側面ゲート拡散層(4D)を形成する工程と, 該第4の半導体層(2D)内に反対導電型の不純物を選択的
にドープしてソース・ドレイン拡散層(6B)を形成する工
程と, 該第4の半導体層(2D)上に一導電型の第5の半導体層(2
E)を積層する工程と, 該第5の半導体層(2E)内に上側ゲート拡散層(4E)と, ソ
ース・ドレイン拡散層(5C)を画定する上層絶縁層(3E)を
選択的に形成する工程と, 該第5の半導体層(2E)内に不純物を選択的にドープして
上側ゲート拡散層(4E)を形成する工程と, 該第5の半導体層(2E)内に反対導電型の不純物を選択的
にドープしてソース・ドレイン拡散層(6C)を形成する工
程とを含むことを特徴とするMIS型半導体装置の製造
方法。1. A step of forming an island-shaped one conductivity type first semiconductor layer (2A) on an insulating substrate (1), and a lower gate diffusion in the first semiconductor layer (2A). A step of selectively forming a lower insulating layer (3A) that defines the layer (4A), and a step of doping an impurity into the first semiconductor layer (2A) to form a lower gate diffusion layer (4A) And a second semiconductor layer (2) of one conductivity type on the first semiconductor layer (2A).
B), a step of selectively forming a lower gate insulating layer (3B) defining a side gate diffusion layer (4B) in the second semiconductor layer (2B), Forming a side gate diffusion layer (4B) by doping impurities into the semiconductor layer (2A), and forming a third semiconductor layer (2) of one conductivity type on the second semiconductor layer (2B).
C), and a side gate insulating layer (4C) defining the side gate diffusion layer (4C), a channel layer (5) and a source / drain diffusion layer (6A) in the third semiconductor layer (2C). 3C) is selectively formed, a side gate diffusion layer (4C) is formed by selectively doping impurities into the third semiconductor layer (2C), and the third semiconductor layer (4C) is formed. 2C) a step of selectively doping an impurity of opposite conductivity type to form a source / drain diffusion layer (6A), and a fourth semiconductor layer of one conductivity type on the third semiconductor layer (2C) (2
Stacking D), and an upper gate insulating layer defining a side gate diffusion layer (4D) and a source / drain diffusion layer (6B) in the fourth semiconductor layer (2D)
A step of selectively forming (3D), a step of selectively doping an impurity into the fourth semiconductor layer (2D) to form a side gate diffusion layer (4D), and the fourth semiconductor layer A step of selectively doping an impurity of opposite conductivity type in (2D) to form a source / drain diffusion layer (6B); and a fifth semiconductor of one conductivity type on the fourth semiconductor layer (2D) Layer (2
E) stacking step, and selectively forming an upper gate diffusion layer (4E) and an upper insulating layer (3E) defining a source / drain diffusion layer (5C) in the fifth semiconductor layer (2E) And a step of selectively doping an impurity into the fifth semiconductor layer (2E) to form an upper gate diffusion layer (4E), and an opposite conductivity type in the fifth semiconductor layer (2E). And a step of selectively doping the impurity of (1) to form a source / drain diffusion layer (6C), the manufacturing method of the MIS type semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1798192A JPH05218421A (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Manufacture of mis semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1798192A JPH05218421A (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Manufacture of mis semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05218421A true JPH05218421A (en) | 1993-08-27 |
Family
ID=11958902
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1798192A Withdrawn JPH05218421A (en) | 1992-02-04 | 1992-02-04 | Manufacture of mis semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05218421A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989974A (en) * | 1997-05-30 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US7435653B2 (en) | 2003-12-11 | 2008-10-14 | International Business Machines Corporation | Methods for forming a wrap-around gate field effect transistor |
-
1992
- 1992-02-04 JP JP1798192A patent/JPH05218421A/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5989974A (en) * | 1997-05-30 | 1999-11-23 | Nec Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device |
| US7435653B2 (en) | 2003-12-11 | 2008-10-14 | International Business Machines Corporation | Methods for forming a wrap-around gate field effect transistor |
| US7560347B2 (en) | 2003-12-11 | 2009-07-14 | International Business Machines Corporation | Methods for forming a wrap-around gate field effect transistor |
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