JPH0864810A - 縦型mos fetの製造方法 - Google Patents

縦型mos fetの製造方法

Info

Publication number
JPH0864810A
JPH0864810A JP6202136A JP20213694A JPH0864810A JP H0864810 A JPH0864810 A JP H0864810A JP 6202136 A JP6202136 A JP 6202136A JP 20213694 A JP20213694 A JP 20213694A JP H0864810 A JPH0864810 A JP H0864810A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silicon
protrusion
insulating film
forming
gate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6202136A
Other languages
English (en)
Inventor
Makoto Hashimoto
誠 橋本
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP6202136A priority Critical patent/JPH0864810A/ja
Publication of JPH0864810A publication Critical patent/JPH0864810A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

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]
    • H10D30/63Vertical IGFETs

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】活性領域面積を縮小した縦型MOS FETの
製造方法を提供する。 【構成】シリコン基板1に所定高さの柱状シリコン突起
部4を形成し、その柱状シリコン突起部4の上部に所定
深さの拡散領域9bを形成することにより、リソグラフ
ィー技術の限界を越えたショートチャネル化が達成され
る。しかも、柱状シリコン突起部4をシリコン基板1に
形成し、柱状シリコン突起部4上にゲートポリシリコン
を堆積した後、柱状シリコン突起部4上の絶縁膜7をス
トッパーとして化学的研磨を行い、続いて所定パターン
のエッチングを行って柱状シリコン突起部4の周囲にサ
ラウンデッドゲート10cを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、活性領域の面積を縮
小したトランジスタの製造に好適な縦型MOS FET
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体デバイスの一つであるMOS F
ETは通常、図4に示すように、例えばn型シリコン基
板1に形成されたPウェル2上方にソース・ドレインの
各電極3a,3b及びゲートPoly Si層5が配さ
れている。ソース・ドレイン電極(コンタクト)3a,
3bとゲートPoly Si層5はSiO2からなる絶縁
層6により素子分離されている。
【0003】なお、ゲートPoly Si層5の直下は
SiO2からなるゲート絶縁膜5aである。またPウェ
ル2上方にはn型拡散領域9が形成されており、活性領
域10を規定する。
【0004】図4(a)に示す平面構造から、従来のM
OS FETの活性領域10の大きさは、 1)縦方向長さL10が、トランジスタのゲート幅W
で、 2)横方向長さL20が、トランジスタのゲート長L
1、コンタクト3a,3bのサイズ、コンタクト3a,
3bとゲート5の活性領域間の余裕の3つの条件でそれ
ぞれ決定される。0.4μmプロセスでゲート幅W(L
10)が3.0μm(活性領域10の縦方向長さ)のト
ランジスタを作成することを考えると、ゲート長L1が
0.4μm、コンタクトサイズが0.5μm×2、活性
領域間余裕が0.25μm×4となることから活性領域
10の横方向長さは2.4μmとなり、従って活性領域
の大きさ(面積)は3.0×2.4(μm2)程度とな
ることがわかる。
【0005】このような通常の平面構造のMOS FE
Tに対して、図5に示すような活性領域面積を縮小した
縦型構造のMOS FET20が提案されている。
【0006】この縦型MOS FET20は、特に図5
(b)に示すように、柱状シリコン(Si)突起部21
の上端に例えばn型の拡散層22を設け、柱状Si突起
部21の周囲をゲートポリシリコン(Poly Si)
層24で囲む構造としているもので、サラウンデッド
(Surrounded)MOSと称されている。
【0007】図5に示したサラウンデッドMOSの縦型
MOS FETは、特に図5(a)で破線で示した柱状
Si突起部21の外周長さがゲート幅Wとなるので、図
4に示した通常の平面構造型のMOS FETと比較し
て活性領域の面積を大幅に縮小することができる。
【0008】図5(a)は0.4μmプロセスでゲート
幅約3.0μmのトランジスタを作成するためのパター
ンであり、活性領域30の大きさは、2.5μm×1.
5μm程度である。14a,14bはそれぞれコンタク
トである。
【0009】サラウンデッドMOSにおいては、ゲート
長L1がゲートPoly Si層の厚さのみによって決
定されるため、ゲート長L1がリソグラフィーによって
決定される平面構造型のMOSと比較してショートチャ
ネル化が容易となる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】ところで、サラウンデ
ッドMOSの形成では、どのようにしてゲートPoly
Siを図5(b)に示す形状に加工するかが問題とな
る。
【0011】そこで、この発明は活性領域面積を縮小し
た縦型MOS FETの製造方法を提供することを目的
とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め本発明の請求項1においては、シリコン突起部を有す
るシリコン基板の該シリコン突起部の周囲にゲート電極
を配してなる縦型MOS FETの製造方法であって、
1導電型のシリコン基板に反対導電型のウェル領域を形
成する工程、ウェル領域にシリコン突起部を形成する工
程、シリコン突起部を素子形成領域内に配するように素
子分離領域を形成する工程、露出シリコン表面を酸化し
てゲート絶縁膜を形成する工程、ゲート絶縁膜下に1導
電型と同一導電型の拡散領域を形成する工程、全面にポ
リシリコン層を形成し、シリコン突起部表面に配された
ゲート絶縁膜をストッパーとしてポリシリコン層を研磨
する工程、研磨によって残存したポリシリコン層を所定
パターンにエッチングすることによりシリコン突起部の
周囲にゲート電極を形成する工程、全面に絶縁膜を形成
した後、該絶縁膜に、シリコン突起部上方の拡散領域と
シリコン基板上面の拡散領域にそれぞれ貫通するコンタ
クトホールを形成する工程を有することを特徴とするも
のである。
【0013】本発明の請求項2によれば請求項1におい
て、拡散領域の深さは、シリコン突起部内にトランジス
タの所定長さのチャネル長に対応する距離が設定される
ことを特徴とするものである。
【0014】本発明の請求項3によれば請求項1におい
て、ポリシリコン層の研磨をアミン系の研磨液を用いて
行うことを特徴とするものである。
【0015】
【作用】請求項1及び2に係る本発明によれば、図1に
示すようにシリコン基板1に所定高さの柱状シリコン突
起部4を形成し、その柱状シリコン突起部4の上部に所
定深さの拡散領域9bを形成することにより、リソグラ
フィー技術の限界を越えたショートチャネル化が達成さ
れる。しかも、柱状シリコン突起部4をシリコン基板1
に形成し、柱状シリコン突起部4上にゲートポリシリコ
ンを堆積した後、柱状シリコン突起部4上の絶縁膜7を
ストッパーとして化学的研磨を行い、続いて所定パター
ンのエッチングを行って柱状シリコン突起部4の周囲に
サラウンデッドゲート10aを形成することができる。
【0016】また、請求項3に係る本発明によれば、図
2(a)に示すようにポリシリコン層10の研磨がアミ
ン系の研磨液を用いて行われるため、より選択的な化学
研磨とすることができる。
【0017】
【実施例】続いて、本発明の一実施例を図面に基づいて
詳細に説明する。図1〜図3は本発明に係る縦型MOS
FETの製造方法の一実施例を示す工程断面図であ
る。図1〜図3において、図4及び図5で示した部分と
同一の部分は同一符号を付す。
【0018】まず図1(a)に示すように、n型シリコ
ン(Si)基板1中にP型のイオン注入を行い、Pウェ
ル(Well)2を形成し、その後、フォトリソグラフィー
及びドライエッチング技術により、高さaが0.2μm
の柱状シリコン突起部4を形成する。Pウェル2内の不
純物は柱状シリコン突起部4の高さaよりも深く打ち込
まれている。Pウェル2部のエッチングは、例えばHB
rを用いたRIE法により行った。
【0019】次に、図1(b)に示すように、柱状シリ
コン突起部4を含む活性領域30外にSiO2からなる
素子分離領域6をLOCOS酸化により形成した。素子
分離領域6は酸化時の体積膨張により若干上方にも突出
して形成される。
【0020】素子分離領域6を形成した後、図1(c)
に示すように、熱酸化法により全シリコン露出面を酸化
してSiO2からなるゲート絶縁膜7を5〜6nm程度
の厚さに形成した。その後、ゲート絶縁膜7を通して例
えばAs等のn型不純物を1×1015/cm2のオーダ
ーのドーズ量でイオン注入し、熱処理を施してn型拡散
領域9a,9bをPウェル2の上部及び柱状シリコン突
起部4の上部に形成する。n型拡散領域9a,9bの深
さbは柱状シリコン突起部4中、トランジスタがショー
トチャネルとなるチャネル長L1に相当する距離が確保
されるように設定される。本例では、n型拡散領域の深
さbを0.1μm、チャネル長L1を0.1μmとし
た。
【0021】次に、図2(a)に一点鎖線で示すよう
に、全面にゲート電極用のポリシリコン(Poly S
i)10aを堆積させてPoly Si層10を形成し
た後、柱状シリコン突起部4上のゲート絶縁膜7をスト
ッパーとする選択的な化学研磨を行い、Poly Si
層10bを形成する。Poly Si層10bを形成す
るために堆積されたPoly Si10aの厚さは、上
述の研磨加工により柱状シリコン突起部4上のゲート絶
縁膜7面で十分な平坦化がなされるのに足りる厚さを要
する。従って、当然のことながら、その厚さは柱状シリ
コン突起部4の高さ0.2μmよりも大きい。本工程に
おける選択的化学研磨は、例えばエチレンジアミン等の
アミン系研磨液を用いることが好ましい。なぜなら、エ
チレンジアミン等のアミン系研磨液を用いるこの化学研
磨工程でのSi(Poly Si)とSiO2の研磨レー
ト比は104以上であり、ゲート絶縁膜7のような厚さ
5〜6nmの薄いSiO2膜でもストッパーとして十分
有効に働くためである。
【0022】次に、図2(b)に示すように、フォトリ
ソグラフィー及びドライエッチング技術によって、上述
のゲート電極用のPoly Si層10bを加工する。
Poly Si層10bの全面エッチングには、例えば
HBrを用いたRIE法を利用した。この時のエッチン
グ量はエッチング時間で決定され、柱状シリコン突起部
4上面のゲート絶縁膜7がエッチングの際に消失されな
いように設定される。すなわち、図2(b)に示すよう
に、Poly Si層10cが図2(a)のPoly S
i層10bから厚さがCになった時点で全面エッチング
を一旦停止し、その後、図2(b)のPの部位のみのP
oly Si層10bを除去する。この時点で柱状シリ
コン突起部4の周囲にサラウンデッドゲートPoly
Si層10cが配される。
【0023】その後、図3(a)に示すように、全面に
SiO2等からなる絶縁膜12を平坦性良く形成し、次
にゲート及びn型拡散領域とのコンタクトを形成すべ
く、絶縁膜12内に2つのコンタクトホール13を設
け、コンタクトホール13内にそれぞれコンタクト14
a,14bを設ける。
【0024】このようにして、図5に示すような柱状シ
リコン突起部4の周囲にゲートPoly Si層10c
が形成されたサラウンデッドMOS(縦型MOS FE
T)を形成できる。このサラウンデッドMOSの活性領
域が従来より縮小される。
【0025】なお、素子分離として通常のLOCOS法
を用いているため、図2(b)に示したようにLOCO
S SiO2からなる素子分離領域6上のゲートPoly
Si層10cの膜厚dは、活性領域(拡散領域9a)
上のゲートPoly Si層10cの膜厚cに比較して
LOCOSの段差分だけ薄くなる。
【0026】このようなゲートPoly Si層10c
の膜厚の相違を回避するためには、活性領域と素子分離
領域との間の段差が小さい埋め込みLOCOS法やSO
I(Silicon On Insulator)基板を用いることができ
る。特にSOI基板を用いると酸化膜による完全な素子
分離が達成されるため、図1(a)に示したウェル形成
が不要となりプロセスも単純化される。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リコン基板に形成された柱状シリコン突起部の周囲に、
厚さがゲート長に対応するゲートPoly Si層を有
する縦型MOS FETを容易に形成するようにしたも
のである。
【0028】従って、MOS FETにおいて、ショー
トチャネル化を実現し、しかも活性領域面積を縮小する
ことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る縦型MOS FETの製造方法の
一実施例を示す工程断面図(I)である。
【図2】本発明に係る縦型MOS FETの製造方法の
一実施例を示す工程断面図(II)である。
【図3】本発明に係る縦型MOS FETの製造方法の
一実施例を示す工程断面図(III)である。
【図4】通常のMOS FETを示す図である。
【図5】縦型MOS FETを示す図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板 2 Pウェル 4 柱状シリコン突起部 5 ゲートPoly Si層 6 素子分離領域 7 ゲート絶縁膜 9a,9b n型拡散領域 10a Poly Si 10b Poly Si層 10c ゲートPoly Si層 14a,14b コンタクト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリコン突起部を有するシリコン基板の
    該シリコン突起部の周囲にゲート電極を配してなる縦型
    MOS FETの製造方法であって、 1導電型のシリコン基板に反対導電型のウェル領域を形
    成する工程、 上記ウェル領域にシリコン突起部を形成する工程、 上記シリコン突起部を素子形成領域内に配するように素
    子分離領域を形成する工程、 露出シリコン表面を酸化してゲート絶縁膜を形成する工
    程、 上記ゲート絶縁膜下に上記1導電型と同一導電型の拡散
    領域を形成する工程、 全面にポリシリコン層を形成し、上記シリコン突起部表
    面に配されたゲート絶縁膜をストッパーとして上記ポリ
    シリコン層を研磨する工程、 上記研磨によって残存した上記ポリシリコン層を所定パ
    ターンにエッチングすることにより上記シリコン突起部
    の周囲にゲート電極を形成する工程、 全面に絶縁膜を形成した後、該絶縁膜に、上記シリコン
    突起部上方の拡散領域と上記シリコン基板上面の拡散領
    域にそれぞれ貫通するコンタクトホールを形成する工程
    を有することを特徴とする縦型MOS FETの製造方
    法。
  2. 【請求項2】 上記拡散領域の深さは、上記シリコン突
    起部内にトランジスタの所定長さのチャネル長に対応す
    る距離が設定されることを特徴とする請求項1記載の縦
    型MOS FETの製造方法。
  3. 【請求項3】 上記ポリシリコン層の研磨をアミン系の
    研磨液を用いて行うことを特徴とする請求項1記載の縦
    型MOS FETの製造方法。
JP6202136A 1994-08-26 1994-08-26 縦型mos fetの製造方法 Pending JPH0864810A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6202136A JPH0864810A (ja) 1994-08-26 1994-08-26 縦型mos fetの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6202136A JPH0864810A (ja) 1994-08-26 1994-08-26 縦型mos fetの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH0864810A true JPH0864810A (ja) 1996-03-08

Family

ID=16452562

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6202136A Pending JPH0864810A (ja) 1994-08-26 1994-08-26 縦型mos fetの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0864810A (ja)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949700A (en) * 1998-05-26 1999-09-07 International Business Machines Corporation Five square vertical dynamic random access memory cell
US6107133A (en) * 1998-05-28 2000-08-22 International Business Machines Corporation Method for making a five square vertical DRAM cell
US6184549B1 (en) 1998-05-28 2001-02-06 International Business Machines Corporation Trench storage dynamic random access memory cell with vertical transfer device
KR100357194B1 (ko) * 2000-12-15 2002-10-19 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법
US7059941B2 (en) * 2000-10-23 2006-06-13 Kao Corporation Polishing composition

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5949700A (en) * 1998-05-26 1999-09-07 International Business Machines Corporation Five square vertical dynamic random access memory cell
US6107133A (en) * 1998-05-28 2000-08-22 International Business Machines Corporation Method for making a five square vertical DRAM cell
US6184549B1 (en) 1998-05-28 2001-02-06 International Business Machines Corporation Trench storage dynamic random access memory cell with vertical transfer device
US6225158B1 (en) 1998-05-28 2001-05-01 International Business Machines Corporation Trench storage dynamic random access memory cell with vertical transfer device
US7059941B2 (en) * 2000-10-23 2006-06-13 Kao Corporation Polishing composition
US7247082B2 (en) 2000-10-23 2007-07-24 Kao Corporation Polishing composition
KR100357194B1 (ko) * 2000-12-15 2002-10-19 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 금속 배선 형성 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0163759B1 (ko) 반도체장치 및 반도체기억장치
JPH09148578A (ja) トレンチdmosトランジスタ及びその製造方法
JPH077773B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2630874B2 (ja) 半導体集積回路の製造方法
JP4122181B2 (ja) 二重ゲート酸化膜を有する半導体素子の製造方法
JPH0864810A (ja) 縦型mos fetの製造方法
JP4031677B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3923620B2 (ja) 半導体基板の製造方法
JPH07245400A (ja) 電界効果型トランジスタとその製造方法
JP3109549B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2792089B2 (ja) 半導体記憶装置の製造方法
JP2624948B2 (ja) Mos−fet製造方法
JPH03263330A (ja) 半導体装置
JP3360970B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001274383A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2820465B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0778833A (ja) バイポーラトランジスタとその製造方法
JPS6316672A (ja) 半導体素子の製造方法
JPS60117658A (ja) Mosダイナミツクメモリ装置の製造方法
JP3300474B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS62298132A (ja) 半導体装置の製造方法
KR0136928B1 (ko) 반도체장치 제조방법
KR0137554B1 (ko) 모스 트랜지스터의 제조방법
JP3161429B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR19980046004A (ko) 반도체 소자 및 그의 제조방법