JPH0548109A - 縦型mosトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

縦型mosトランジスタおよびその製造方法

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JPH0548109A
JPH0548109A JP3225071A JP22507191A JPH0548109A JP H0548109 A JPH0548109 A JP H0548109A JP 3225071 A JP3225071 A JP 3225071A JP 22507191 A JP22507191 A JP 22507191A JP H0548109 A JPH0548109 A JP H0548109A
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JP
Japan
Prior art keywords
drain
mos transistor
region
oxide film
vertical mos
Prior art date
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Pending
Application number
JP3225071A
Other languages
English (en)
Inventor
Motoaki Tanizawa
元昭 谷沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
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Publication of JPH0548109A publication Critical patent/JPH0548109A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/62Fin field-effect transistors [FinFET]

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 チャネル方向の電界を緩和することにより、
縦型MOSトランジスタの耐圧の向上を図る。 【構成】 縦型MOSトランジスタにおいて、チャネル
部を構成する半導体層とドレインを構成する半導体層の
間にドレインと同種の半導体で、かつ濃度の低い緩衝領
域を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は縦型MOSトランジス
タに関し、特に、高耐圧縦型MOSトランジスタおよび
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図4及び図5は従来の縦型MOSトラン
ジスタ構造の概観及び断面図であり、図において1は下
地の半導体基板、2は素子分離絶縁膜であるフィールド
酸化膜、3はゲート酸化膜、4はゲート電極、5はソー
ス領域、6はドレイン領域、7はフィールド酸化膜上に
設けられた半導体のアイランドである。
【0003】次に動作について説明する。ゲート電極4
に電圧が印加されると、信号の伝播路であるチャネルが
アイランド7とゲート酸化膜3の界面に形成される。チ
ャネルが形成されると、ドレイン領域6に電圧を印加す
ることによってキャリアがソース領域5から走行してい
く。
【0004】このとき、ドレイン6領域でのpn接合部
における電界強度Em は、この領域における不純物の濃
度勾配をaとすると、 Em 1/3 で与えられる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の縦型MOSトラ
ンジスタは以上のように構成されているので、ドレイン
領域6でのpn接合部における電界強度Emが大きくな
ると接合降伏が生じ、このMOSトランジスタのスイッ
チング素子としての動作は保証されないこととなり、ま
た、チャネルのドレイン領域6側端部が急峻な階段接合
となっているので、接合部における電界強度が大きくな
り、素子の耐圧が小さくなるなどという問題点があっ
た。
【0006】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、縦型MOSトランジスタにおい
て、緩やかな濃度勾配を持った、ドレイン領域の緩衝領
域を形成することにより、ドレイン接合部での電界強度
m を緩和した、高耐圧の縦型MOSトランジスタおよ
びその製造方法を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る縦型MO
Sトランジスタは、ドレイン領域と活性領域の間に、ド
レイン領域と反対電荷をもち、かつ、ドレイン領域と同
種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝領域を形成するも
のである。
【0008】また、この発明に係る縦型MOSトランジ
スタの製造方法は、ドレイン領域と活性領域の間に、ド
レイン領域と反対電荷をもち、かつ、ドレイン領域と同
種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝領域を形成する工
程を含むものである。
【0009】
【作用】この発明における縦型MOSトランジスタは、
ドレイン領域の緩衝領域を形成したことにより、縦型M
OSトランジスタにおけるドレイン接合部での濃度勾配
を緩やかにし、空乏層の拡がりを大きくし、電界強度を
抑制するので、素子の耐圧を向上させる。
【0010】また、この発明における縦型MOSトラン
ジスタの製造方法は、ドレイン領域と活性領域の間に、
ドレイン領域と反対電荷をもち、かつ、ドレイン領域と
同種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝領域を形成する
ようにしたので、縦型MOSトランジスタにおけるドレ
イン接合部での濃度勾配が緩やかになり、チャネル方向
の電界が緩和され、高耐圧の縦型MOSトランジスタが
得られ、信頼性も向上する。
【0011】
【実施例】図1,図2はこの発明の一実施例による縦型
n型MOSトランジスタの概観及び断面を示した図であ
り、図において1は下地の半導体基板、2は素子分離絶
縁膜であるフィールド酸化膜、3はゲート酸化膜、4は
ゲート電極、5,6はn+ 層からなるソース領域,ドレ
イン領域、5' ,6' はn- 層からなるソース領域5の
緩衝領域,ドレイン領域6の緩衝領域、7はフィールド
酸化膜2上に設けられたp層からなる半導体のアイラン
ドである。
【0012】なお、下地基板1の厚みは〜数μm、フィ
ールド酸化膜2の厚みは0.8〜1μm、ゲート酸化膜
3の厚みは100〜200 、ゲート電極膜4の厚みは
3000〜5000 、ソース領域5,ドレイン領域6
の深さは〜0.2μm、また、図中のWL は〜1μm、
h は〜2μm、チャネル長Lg は〜0.3μmであ
る。
【0013】次に製造方法について説明する。図3は上
記実施例によるn形縦型MOSトランジスタの製造フロ
ーを示した図であり、下記a〜eのような方法で順次製
造してゆく。 (a) 下地基板1をRIE(Reactive Ion Etching) 等で
エッチングを行い、半導体アイランド7層を形成する。 (b) アイランド7層の上部及び側面部にCVD法で窒化
膜を形成した後、下地基板1を酸化し、フィールド酸化
膜2が形成された後、前記アイランド7層の上部および
側面部の窒化膜を除去する。 (c) CVD等によりゲート酸化膜3及びゲート電極4と
なるポリシリコンを形成後、パターニングを行い、ゲー
ト構造を作製する。その後、該ゲートをマスクとしてA
sのイオン注入を行い、ソース領域,ドレイン領域のn
+層5,6を形成する。 (d) ゲート酸化膜3及びゲート電極4の端部をエッチン
グする。 (e) (d) で短くされたゲートをマスクにしてpのイオン
を注入することによりn- 層のソース領域5の緩衝領域
5' ,ドレイン領域6の緩衝領域6' を形成する。
【0014】次に、動作について説明する。一般に縦型
MOSトランジスタのチャネル方向の電界強度は、その
動作時において、チャネル側ドレイン端部で最大とな
る。この最大電界強度をトランジスタの性能を低下させ
ずに抑制することは、微細化を進める上で、耐ホットキ
ャリアなどによる素子の信頼性や耐圧の向上等の点で重
要な因子である。
【0015】チャネル側ドレイン領域6端部での電界強
度は、チャネル端からドレイン領域6にかけての不純物
濃度勾配と密接な関係がある。pn接合理論から、チャ
ネル端からドレイン領域6にかけて、急峻な階段接合よ
りも緩やかな濃度勾配を持っている方が空乏層の拡がり
が大きくなり、電界強度を抑えられることが知られてい
る(最大電界強度は傾斜接合の場合、濃度勾配aに対し
て〜a1/3 で変化する)。
【0016】よって、チャネルのp領域とドレイン領域
6のn+ 領域の間に緩衝領域としてn- 層6' を設けた
ことにより、濃度勾配が緩やかになり、電界強度が抑制
され、素子の耐圧の向上が図られる。
【0017】なお、上記実施例では、nチャネル型の縦
型MOSトランジスタについて説明したが、pチャネル
型の縦型MOSトランジスタにおいても、n型半導体か
らなるチャネル領域とドレインのp+ 領域の間にp-
からなる緩衝領域を設けた構造にすることによって、同
様な電界抑制効果を得ることができる。
【0018】
【発明の効果】以上のように、この発明に係る縦型MO
Sトランジスタによれば、ドレインの活性領域側に緩衝
領域を設けて電界強度を抑制できるように構成したの
で、縦型MOSトランジスタの耐圧の向上を図れる効果
がある。
【0019】また、この発明に係る縦型MOSトランジ
スタの製造方法によれば、ドレインの活性領域側に、ド
レインと反対電荷をもち、かつ、ドレインと同種の半導
体で、不純物濃度の低い緩衝領域を形成するようにした
ので、ドレイン接合部における濃度勾配を緩やかにし、
電界強度を緩和することにより、高耐圧の縦型MOSト
ランジスタを得ることができ、信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施例による縦型MOSトランジ
スタの概観図である。
【図2】この発明の一実施例による縦型MOSトランジ
スタの概略断面図である。
【図3】この発明の一実施例による縦型MOSトランジ
スタの製造フローの概略図である。
【図4】従来の縦型MOSトランジスタの概観図であ
る。
【図5】従来の縦型MOSトランジスタの概略断面図で
ある。
【符号の説明】
1 下地の半導体基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 ソース領域 6 ドレイン領域 5' ソース緩衝領域 6' ドレイン緩衝領域 7 アイランド領域
【手続補正書】
【提出日】平成4年4月1日
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項1
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項2
【補正方法】変更
【補正内容】
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0002
【補正方法】変更
【補正内容】
【0002】
【従来の技術】図4及び図5は従来の縦型MOSトラン
ジスタ構造の概観を示す斜視図及び断面図であり、図に
おいて1は下地の半導体基板、2は素子分離絶縁膜であ
るフィールド酸化膜、3はゲート酸化膜、4はゲート電
極、5はソース領域、6はドレイン領域、7はフィール
ド酸化膜上に設けられた半導体のアイランドである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0004
【補正方法】変更
【補正内容】
【0004】このとき、ドレイン6領域でのpn接合部
における電界強度Em は、この領域における不純物の濃
度勾配をaとすると、1/3 に比例した値となる。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0007
【補正方法】変更
【補正内容】
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明に係る縦型MO
Sトランジスタは、ドレイン領域と活性領域の間に、ド
レイン領域と同種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝領
域を形成するものである。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0008
【補正方法】変更
【補正内容】
【0008】また、この発明に係る縦型MOSトランジ
スタの製造方法は、ドレイン領域と活性領域の間に、ド
レイン領域と同種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝領
域を形成する工程を含むものである。
【手続補正7】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0010
【補正方法】変更
【補正内容】
【0010】また、この発明における縦型MOSトラン
ジスタの製造方法は、ドレイン領域と活性領域の間に
レイン領域と同種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝
領域を形成するようにしたので、縦型MOSトランジス
タにおけるドレイン接合部での濃度勾配が緩やかにな
り、チャネル方向の電界が緩和され、高耐圧の縦型MO
Sトランジスタが得られ、信頼性も向上する。
【手続補正8】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0011
【補正方法】変更
【補正内容】
【0011】
【実施例】図1,図2はこの発明の一実施例による縦型
n型MOSトランジスタの概観を示す斜視図及び断面図
であり、図において1は下地の半導体基板、2は素子分
離絶縁膜であるフィールド酸化膜、3はゲート酸化膜、
4はゲート電極、5,6はn+ 層からなるソース領域,
ドレイン領域、5,6はn- 層からなるソース領域
5の緩衝領域,ドレイン領域6の緩衝領域、7はフィー
ルド酸化膜2上に設けられたp層からなる半導体のアイ
ランドである。
【手続補正9】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0012
【補正方法】変更
【補正内容】
【0012】なお、下地基板1の厚みは〜数μm、フィ
ールド酸化膜2の厚みは0.8〜1μm、ゲート酸化膜
3の厚みは100〜200オングストローム、ゲート電
極膜4の厚みは3000〜5000オングストローム
ソース領域5,ドレイン領域6の深さは〜0.2μm、
また、図中のWL は〜1μm、Wh は〜2μm、チャネ
ル長Lg は〜0.3μmである。
【手続補正10】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0013
【補正方法】変更
【補正内容】
【0013】次に製造方法について説明する。図3は上
記実施例によるn形縦型MOSトランジスタの製造フロ
ーを示した図であり、図中、図1,図2と同一符号は同
一または相当部分を示す。該n形縦型MOSトランジス
タは、下記(a) (e) のような方法で順次製造してゆ
く。 (a) 下地基板1をRIE(Reactive Ion Etching) 等で
エッチングを行い、半導体アイランド7層を形成する。 (b) アイランド7層の上部及び側面部にCVD法で窒化
膜を形成した後、下地基板1を酸化し、フィールド酸化
膜2が形成された後、前記アイランド7層の上部および
側面部の窒化膜を除去する。 (c) CVD等によりゲート酸化膜3及びゲート電極4と
なるポリシリコンを形成後、パターニングを行い、ゲー
ト構造を作製する。その後、該ゲートをマスクとしてA
sのイオン注入を行い、ソース領域,ドレイン領域のn
+層5,6を形成する。 (d) ゲート酸化膜3及びゲート電極4の端部をエッチン
グする。 (e) (d) で短くされたゲートをマスクにしてpのイオン
を注入することによりn- 層のソース領域5の緩衝領域
,ドレイン領域6の緩衝領域6を形成する。
【手続補正11】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】よって、チャネルのp領域とドレイン領域
6のn+ 領域の間に緩衝領域としてn- 層6を設けた
ことにより、濃度勾配が緩やかになり、電界強度が抑制
され、素子の耐圧の向上が図られる。
【手続補正12】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0019
【補正方法】変更
【補正内容】
【0019】また、この発明に係る縦型MOSトランジ
スタの製造方法によれば、ドレインの活性領域側に、ド
レインと同種の半導体で、不純物濃度の低い緩衝領域を
形成するようにしたので、ドレイン接合部における濃度
勾配を緩やかにし、電界強度を緩和することにより、高
耐圧の縦型MOSトランジスタを得ることができ、信頼
性も向上する。
【手続補正13】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】符号の説明
【補正方法】変更
【補正内容】
【符号の説明】 1 下地の半導体基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 ソース領域 6 ドレイン領域 5 ソース緩衝領域 6 ドレイン緩衝領域 7 アイランド領域
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9056−4M H01L 29/78 311 P

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 縦型MOSトランジスタにおいて、 半導体基板上に形成されたフィールド酸化膜と、 前記酸化膜の上に形成されたアイランド構造と、 前記アイランド構造の両凹部に形成されたソースおよび
    ドレインと、 前記アイランド構造の凸部上に形成されたゲート酸化膜
    と、 前記ゲート酸化膜上に形成されたゲート電極と、 前記ドレインの活性領域側に形成された、該ドレインと
    反対電荷をもち、かつ、該ドレインと同種の半導体で、
    不純物濃度の低い緩衝領域とを備えたことを特徴とする
    縦型MOSトランジスタ。
  2. 【請求項2】 縦型MOSトランジスタを製造する方法
    において、 半導体基板上にフィールド酸化膜を形成する工程と、 前記酸化膜の上にアイランド構造を形成する工程と、 前記アイランド構造の両凹部にソースおよびドレインと
    形成する工程と、 前記アイランド構造の凸部上にゲート酸化膜を形成する
    工程と、 前記ゲート酸化膜上にゲート電極を形成する工程と、 前記ドレインの活性領域側に該ドレインと反対電荷をも
    ち、かつ、該ドレインと同種の半導体で、不純物濃度の
    低い緩衝領域を形成する工程とを含むことを特徴とする
    縦型MOSトランジスタの製造方法。
JP3225071A 1991-08-07 1991-08-07 縦型mosトランジスタおよびその製造方法 Pending JPH0548109A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005019970A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Sharp Corp 歪みシリコンフィンfetデバイス
US6998676B2 (en) 2002-12-27 2006-02-14 Kabushiki Kaisha Toshiba Double-gate structure fin-type transistor
JP2006351781A (ja) * 2005-06-15 2006-12-28 Nec Corp 電界効果トランジスタおよびその製造方法
JP2009038076A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 二重絶縁ゲート電界効果トランジスタ

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JP2005019970A (ja) * 2003-06-23 2005-01-20 Sharp Corp 歪みシリコンフィンfetデバイス
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JP2009038076A (ja) * 2007-07-31 2009-02-19 National Institute Of Advanced Industrial & Technology 二重絶縁ゲート電界効果トランジスタ

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