JPS628954B2 - - Google Patents

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JPS628954B2
JPS628954B2 JP53066965A JP6696578A JPS628954B2 JP S628954 B2 JPS628954 B2 JP S628954B2 JP 53066965 A JP53066965 A JP 53066965A JP 6696578 A JP6696578 A JP 6696578A JP S628954 B2 JPS628954 B2 JP S628954B2
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JP
Japan
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region
type semiconductor
layer
gate insulating
bsmisfet
Prior art date
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JP53066965A
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Japanese (ja)
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JPS54158178A (en
Inventor
Koji Nomura
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPS54158178A publication Critical patent/JPS54158178A/en
Publication of JPS628954B2 publication Critical patent/JPS628954B2/ja
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D64/00Electrodes of devices having potential barriers
    • H10D64/60Electrodes characterised by their materials

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、半導体装置の製造方法、特に絶縁
ゲート電界効果トランジスタを製造する方法に関
するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, particularly a method of manufacturing an insulated gate field effect transistor.

従来の絶縁ゲート電界効果トランジスタ(以下
「MISFET」という。)においては、その高周波
特性の良否を決定する主要な要因の一つは、
MISFETのソース・ドレイン間の半導体層表面
に形成されるチヤネルの長さであり、一般にこの
チヤネルの長さが短いほど高周波特性は良好とな
る。しかしながら、チヤネルを短くした場合に
は、チヤネル領域の空乏層の拡がりによるパンチ
スルー現象が発生しやすく、しかも相互コンダク
タンスのバイアス電圧による変動が大きくなり、
さらにしきい値電圧が変動するなどの難点が生じ
るので、チヤネルの長さを余り短くすることはで
きなかつた。更にまた、上記構造を有する
MISFETを用いて集積回路を構成する場合に
は、素子占有面積がほぼソース、ドレイン及びゲ
ート電極の面積により決まるので、素子占有面積
を小さくするためには、上記各電極の面積を小さ
くすることが必要であるが、これは製造技術上の
制約を受けるという問題がある。
In a conventional insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as "MISFET"), one of the main factors that determines the quality of its high frequency characteristics is:
It is the length of the channel formed on the surface of the semiconductor layer between the source and drain of a MISFET, and generally the shorter the length of this channel, the better the high frequency characteristics. However, when the channel is shortened, a punch-through phenomenon is likely to occur due to the expansion of the depletion layer in the channel region, and furthermore, variations in mutual conductance due to bias voltage become large.
In addition, the length of the channel could not be made very short because of problems such as fluctuations in the threshold voltage. Furthermore, it has the above structure
When configuring an integrated circuit using MISFET, the area occupied by the element is determined by the area of the source, drain, and gate electrodes, so in order to reduce the area occupied by the element, it is necessary to reduce the area of each of the electrodes. Although this is necessary, there is a problem in that it is subject to manufacturing technology constraints.

上記のような従来のMISFETの問題点を解決
したものとしてすでに、高周波動作が可能で、し
かも高密度の集積が可能となる新規な構造及び動
作原理を有するMISFETが提案されており、こ
れは、ソース領域が半導体内に埋め込まれた構造
を有することからBSMISFET(Baried Source
Metal Insulator Semiconductor Field Effect
Transistorの頭文字である。)と称されている。
As a solution to the problems of conventional MISFETs as described above, MISFETs have already been proposed that are capable of high-frequency operation and have a new structure and operating principle that enable high-density integration. BSMISFET (Baried Source) has a structure in which the source region is buried within the semiconductor.
Metal Insulator Semiconductor Field Effect
It is an acronym for Transistor. ).

第1図は、先行技術によるBSMISFETの断面
図である。第1図において、1はN型半導体基
板、2はN型半導体基板1上にエピタキシヤル成
長法などにより形成されたP型半導体層、3はP
型半導体層2の主表面上に形成されたゲート絶縁
層、4はゲート絶縁層3上に設けられたゲート電
極、5はP型半導体層2の主表面領域に上記ゲー
ト絶縁層3に隣接して形成されたN型ドレイン領
域、6はドレイン領域5上に設けられたドレイン
電極、7はゲート絶縁層3直下の半導体基板1と
半導体層2との境界領域に設けられたN+型ソー
ス領域である。このようにソース領域7が半導体
内に埋め込まれているので、BSMISFETは従来
のMISFETとは異なる動作をする。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a BSMISFET according to the prior art. In FIG. 1, 1 is an N-type semiconductor substrate, 2 is a P-type semiconductor layer formed on the N-type semiconductor substrate 1 by an epitaxial growth method, and 3 is a P-type semiconductor layer.
a gate insulating layer formed on the main surface of the P-type semiconductor layer 2; 4 a gate electrode provided on the gate insulating layer 3; 5 a gate electrode provided on the main surface region of the P-type semiconductor layer 2 adjacent to the gate insulating layer 3; 6 is a drain electrode provided on the drain region 5; 7 is an N + type source region provided in the boundary region between the semiconductor substrate 1 and the semiconductor layer 2 directly below the gate insulating layer 3; It is. Since the source region 7 is embedded in the semiconductor in this way, the BSMISFET operates differently from a conventional MISFET.

次に、第1図に示した先行技術による
BSMISFETの動作原理について説明する。ま
ず、ゲート電圧が印加されていない場合において
は、ゲート絶縁層3直下の半導体内部方向に対す
るエネルギーバンド構造は第2図Aに示すように
なつており、他方ゲート電圧VGが印加された場
合においては、エネルギーバンド構造は第2図B
に示すように変化し、ゲート絶縁層3直下のP型
半導体層2の表面領域に空乏層が形成される。従
つてP型半導体層2に対し逆バイアスになる如く
にドレイン領域5をバイアスし、更にゲート電極
4にN型半導体基板1に対し正の電圧VGを印加
することにより、空乏層は半導体内部方向に向つ
てP型半導体層2中を拡がり、埋め込まれたソー
ス領域7に達する。該空乏層がソース領域7に達
すると、ソース領域7から空乏層中にキヤリヤが
注入されることになる。この注入されるキヤリヤ
の量は当然ゲート電圧VGに関係する。注入され
たキヤリヤは、まずゲート電界によつて加速され
て空乏層中を走行しP型半導体層2とゲート絶縁
層3との界面に近づくとドレイン電界に引つぱら
れてドレイン領域5に流れ込むことになる。
Next, based on the prior art shown in Figure 1,
The operating principle of BSMISFET will be explained. First, when no gate voltage is applied, the energy band structure in the internal direction of the semiconductor immediately below the gate insulating layer 3 is as shown in FIG. 2A, while when a gate voltage V G is applied, The energy band structure is shown in Figure 2B.
, and a depletion layer is formed in the surface region of the P-type semiconductor layer 2 directly under the gate insulating layer 3. Therefore, by biasing the drain region 5 so as to have a reverse bias with respect to the P-type semiconductor layer 2, and further applying a positive voltage V G to the gate electrode 4 with respect to the N-type semiconductor substrate 1, the depletion layer is formed inside the semiconductor. It spreads in the P-type semiconductor layer 2 in the direction and reaches the buried source region 7. When the depletion layer reaches the source region 7, carriers are injected from the source region 7 into the depletion layer. The amount of carrier injected naturally depends on the gate voltage V G . The injected carriers are first accelerated by the gate electric field and travel through the depletion layer, and when they approach the interface between the P-type semiconductor layer 2 and the gate insulating layer 3, they are pulled by the drain electric field and flow into the drain region 5. become.

上記の説明から明らかな如くに、ソース領域7
から空乏層中へのキヤリヤの注入は、空乏層がソ
ース領域7に達すると、ゲート絶縁層3直下のソ
ース領域7とP型半導体層2とで形成されている
PN接合が順方向にバイアスされて、その結果、
ソース領域7から空乏層中にキヤリヤが流れ出す
ものである。このため、キヤリヤの量はゲート電
圧によつて制御され、ドレイン電圧によらないこ
とからBSMISFETのドレイン電圧−電流特性は
第3図に示すように従来のMISFETと類似の特
性を示すことになる。ただし、BSMISFETにお
いては、第3図に記号VOFで示すところのオフセ
ツト電圧が生ずるが、このオフセツト電圧はゲー
ト絶縁層3直下のP型半導体層2の不純物濃度N
A及びゲート絶縁層3からソース領域7までの深
さdを適当に選ぶことにより、ほぼ零電圧に近づ
けることも可能である。オフセツト電圧VOFと不
純物濃度NA及びゲート絶縁層3からソース領域
7までの深さdとの関係は、ゲートコントロール
ド・ダイオードの理論から近似的に次式で与えら
れる。
As is clear from the above description, source region 7
When the depletion layer reaches the source region 7, carriers are injected into the depletion layer from the source region 7, which is formed by the source region 7 directly under the gate insulating layer 3 and the P-type semiconductor layer 2.
The PN junction is forward biased, resulting in
Carriers flow out from the source region 7 into the depletion layer. Therefore, since the amount of carrier is controlled by the gate voltage and not by the drain voltage, the drain voltage-current characteristics of the BSMISFET exhibit characteristics similar to those of the conventional MISFET, as shown in FIG. However, in the BSMISFET, an offset voltage indicated by the symbol V OF in FIG.
By appropriately selecting A and the depth d from the gate insulating layer 3 to the source region 7, it is possible to bring the voltage close to almost zero. The relationship between the offset voltage V OF , the impurity concentration N A , and the depth d from the gate insulating layer 3 to the source region 7 is approximately given by the following equation from the theory of gate-controlled diodes.

OF=qN/2Ksεd2−2φF ここで、φFはゲート絶縁層直下の半導体層の
フエルミポテンシヤル、qは電子の電荷量、Ks
は半導体層の比誘電率、εは真空中の誘電率で
ある。
V OF = qN A /2Ksε 0 d 2 −2φ F where φ F is the fermi potential of the semiconductor layer directly below the gate insulating layer, q is the amount of electron charge, Ks
is the dielectric constant of the semiconductor layer, and ε 0 is the dielectric constant in vacuum.

上記の説明から明らかな如くBSMISFETにお
けるキヤリヤの流れは、パンチスルーダイオード
におけるキヤリヤの流れと基本的には同じであ
り、パンチスルー電流をゲート電圧によつて制御
したものであるといえる。従つてドレイン電流は
空間電荷制限電流であるので、温度変化による影
響を受けない。また、BSMISFETにおいては、
キヤリヤがゲート電界及びドレイン電界による飽
和ドリフト速度でソース・ドレイン間の空乏層中
を走行するので走行時間が極めて小さいこと、更
にまた、キヤリヤの蓄積効果が生じないことなど
により高速動作に適しているものといえる。
As is clear from the above explanation, the carrier flow in the BSMISFET is basically the same as the carrier flow in a punch-through diode, and it can be said that the punch-through current is controlled by the gate voltage. Therefore, since the drain current is a space charge limited current, it is not affected by temperature changes. In addition, in BSMISFET,
Since the carrier travels through the depletion layer between the source and drain at a saturated drift velocity due to the gate electric field and drain electric field, the travel time is extremely short, and furthermore, there is no accumulation effect of the carrier, making it suitable for high-speed operation. It can be said to be a thing.

ところが、BSMISFETにおいては、ゲート絶
縁層3直下のP型半導体層2の不純物濃度NA
びゲート絶縁層3からソース領域7までの深さd
によつて、その特性が大きく変動するので、特性
の制御がむずかしく、特性の揃つたBSMISFET
を再現性よく製造することが困難であるという問
題があつた。
However, in the BSMISFET, the impurity concentration N A of the P-type semiconductor layer 2 directly below the gate insulating layer 3 and the depth d from the gate insulating layer 3 to the source region 7
BSMISFET with uniform characteristics is difficult to control because its characteristics vary greatly depending on the
There was a problem that it was difficult to manufacture with good reproducibility.

この発明は、上述のような従来の問題を解決す
るためになされたもので、特性の揃つた
BSMISFETを容易に製造できる半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
This invention was made in order to solve the conventional problems as mentioned above, and because it has uniform characteristics,
The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can easily manufacture a BSMISFET.

第4図は、この発明の一実施例の半導体装置の
製造方法により製造されたBSMISFETの基本的
な構造を示し、第4図において、第1図と同一符
号は同一のものを示し、11は抵比抵抗のN型半
導体基板、12は該N型半導体基板11上にエピ
タキシヤル成長法により形成された高比抵抗のN
型半導体層(ソース領域)、13aは上記N型半
導体層12の主表面領域に拡散により形成された
第1のP型半導体領域、13bは第1のP型半導
体領域13aに隣接してN型半導体層12の主表
面領域にボロンなどのP型不純物をイオン注入し
て形成された第2のP型半導体領域、5は第1の
P型半導体領域13a中にヒ素などを拡散して形
成された低比抵抗のN型ドレイン領域、3は第2
のP型半導体領域13bの表面から第1のP型半
導体領域13a上に延在すると共にN型ドレイン
領域5に隣接するように形成されたゲート絶縁層
である。なお、第1のP型半導体領域13aと第
2のP型半導体領域13bとは合体してP型半導
体領域13を構成している。
FIG. 4 shows the basic structure of a BSMISFET manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 4, the same reference numerals as in FIG. A resistive N-type semiconductor substrate 12 is a high resistivity N-type semiconductor substrate 12 formed on the N-type semiconductor substrate 11 by epitaxial growth.
type semiconductor layer (source region), 13a is a first P-type semiconductor region formed by diffusion in the main surface region of the N-type semiconductor layer 12, and 13b is an N-type semiconductor region adjacent to the first P-type semiconductor region 13a. A second P-type semiconductor region 5 is formed by ion-implanting a P-type impurity such as boron into the main surface region of the semiconductor layer 12, and a second P-type semiconductor region 5 is formed by diffusing arsenic or the like into the first P-type semiconductor region 13a. 3 is the second N-type drain region with low resistivity.
This gate insulating layer extends from the surface of the P-type semiconductor region 13b over the first P-type semiconductor region 13a and is formed adjacent to the N-type drain region 5. Note that the first P-type semiconductor region 13a and the second P-type semiconductor region 13b are combined to form the P-type semiconductor region 13.

次に、この発明の一実施例によるBSMISFET
の製造方法の一例を第6図を用いて工程順に説明
する。
Next, BSMISFET according to an embodiment of this invention
An example of the manufacturing method will be explained in order of steps with reference to FIG.

まず、第6図Aに示す如く、結晶軸<100>比
抵抗0.005Ω・cmのSb不純物ドープのN型半導体
基板11の一主面上に、比抵抗2〜4Ω・cmで厚
さ3〜6μmのN型半導体層12をエピタキシヤ
ル法により形成する。引き続いて、N型半導体層
12の主表面に熱酸化法で二酸化珪素膜31を
1000Å程度形成し、更にこの上に重ねて窒化硅素
膜32を1000〜2000Å気相成長法により形成す
る。
First, as shown in FIG. 6A, on one main surface of an N-type semiconductor substrate 11 doped with Sb impurities with a crystal axis <100> specific resistance of 0.005 Ω·cm, a thickness of 3 to 30 cm with a specific resistance of 2 to 4 Ω·cm is deposited. A 6 μm thick N-type semiconductor layer 12 is formed by epitaxial method. Subsequently, a silicon dioxide film 31 is formed on the main surface of the N-type semiconductor layer 12 by thermal oxidation.
A silicon nitride film 32 having a thickness of about 1000 to 2000 Å is formed on top of this by vapor phase growth.

次に、第6図Bに示す如く、最終的に
BSMISFETのゲート及びドレイン領域となる予
定領域のみに上記窒化硅素膜32及び二酸化硅素
膜31が残るように、これらを公知の方法でパタ
ーンニングし、その後残つた上記窒化硅素膜32
をマスクとして上記N形半導体層12にB+イオ
ンを30〜50KeVで1×1013〜1×1014/cm2程度注
入して分離用のP型半導体領域33を形成する。
Next, as shown in Figure 6B, finally
The silicon nitride film 32 and the silicon dioxide film 31 are patterned by a known method so that they remain only in the regions intended to become the gate and drain regions of the BSMISFET, and then the remaining silicon nitride film 32 is removed.
Using this as a mask, B + ions are implanted into the N-type semiconductor layer 12 at 30 to 50 KeV and approximately 1×10 13 to 1×10 14 /cm 2 to form a P-type semiconductor region 33 for isolation.

次に、第6図Cに示す如く、高温酸化雰囲気中
で酸化を行ない、厚さ0.6〜1.0μmの二酸化硅素
膜34を形成する。このとき、窒化硅素膜32は
酸素原子マスクするため、この窒化硅素膜32直
下の領域は酸化されない。
Next, as shown in FIG. 6C, oxidation is performed in a high temperature oxidizing atmosphere to form a silicon dioxide film 34 having a thickness of 0.6 to 1.0 μm. At this time, since the silicon nitride film 32 serves as a mask for oxygen atoms, the region directly under the silicon nitride film 32 is not oxidized.

次に、第6図Dに示す如く、ドレイン領域形成
予定領域上の窒化硅素膜32及びその下の二酸化
硅素膜31に公知の方法で窓をあけ、その窓から
B+イオンを30〜50KeVで1012〜1013/cm2程度注入
する。このときのB+イオン注入のドーズ量は、
BSMISFETのしきい値電圧及びソース・ドレイ
ン間のパンチスルー電圧を考慮して決める必要が
ある。続いて、窒素雰囲気中で接合深さが2〜3
μmになるように熱拡散してP型半導体領域13
aを形成する。その後、上記P型半導体領域13
a内にAs+イオンを50KeVで1×1015〜5×
1016/cm2程度注入してドレイン領域5となるN型
半導体領域を形成する。ここでAs+イオンを用い
る理由は、その後の熱処理工程において不純物が
深く拡散するのを防止するためであり、このAs+
イオンの代わりにSb+イオンを用いてもよい。な
お、As+イオン注入後窒素雰囲気中でアニール処
理を行なうことが望ましい。
Next, as shown in FIG. 6D, a window is opened in the silicon nitride film 32 on the region where the drain region is to be formed and the silicon dioxide film 31 below it by a known method.
B + ions are implanted at approximately 10 12 to 10 13 /cm 2 at 30 to 50 KeV. The dose of B + ion implantation at this time is
It is necessary to decide by considering the threshold voltage of BSMISFET and the punch-through voltage between source and drain. Subsequently, the junction depth is 2 to 3 in a nitrogen atmosphere.
The P-type semiconductor region 13 is thermally diffused so that it becomes μm.
form a. After that, the P-type semiconductor region 13
As + ions in a at 50KeV 1×10 15 ~5×
An N-type semiconductor region that will become the drain region 5 is formed by implanting approximately 10 16 /cm 2 . The reason why As + ions are used here is to prevent impurities from deeply diffusing in the subsequent heat treatment process.
Sb + ions may be used instead of ions. Note that it is desirable to perform annealing treatment in a nitrogen atmosphere after As + ion implantation.

次に、第6図Eに示す如く、高温酸素雰囲気中
で酸化を行ない、先きに第6図Dで説明した窓の
部分に二酸化硅素膜35を6000〜10000Å程度形
成する。続いて、窒化硅素膜32及びその下の二
酸化硅素膜31を除去した後、熱酸化を行なつて
ゲート絶縁層3を1000Å程度形成する。更に続い
て、このゲート絶縁層3を通してB+イオンを注
入してP型半導体領域13bを形成する。このと
き、イオンの注入エネルギー量及び注入量を、第
7図に示す如く注入量のピーク値がN型半導体層
12の内部に位置し、しかもそのピーク値の不純
物濃度がその深さにおけるP型半導体領域13a
の不純物濃度とほぼ等しくなる如くに制御するこ
とが望ましい。
Next, as shown in FIG. 6E, oxidation is performed in a high-temperature oxygen atmosphere to form a silicon dioxide film 35 with a thickness of approximately 6000 to 10000 Å in the window portion previously described in FIG. 6D. Subsequently, after removing the silicon nitride film 32 and the silicon dioxide film 31 thereunder, thermal oxidation is performed to form the gate insulating layer 3 with a thickness of about 1000 Å. Subsequently, B + ions are implanted through this gate insulating layer 3 to form a P-type semiconductor region 13b. At this time, the ion implantation energy amount and implantation amount are determined such that the peak value of the implantation amount is located inside the N-type semiconductor layer 12, and the impurity concentration at the peak value is the P-type at that depth, as shown in FIG. Semiconductor region 13a
It is desirable to control the impurity concentration so that it is approximately equal to the impurity concentration.

次に、第6図Fに示す如く、ゲート絶縁層3の
上部に気相成長法により多結晶硅素層36を4000
〜5000Å被着形成した後、公知の方法でこれをパ
ターニングし、続いて全面にリンを熱拡散する。
なお、上記多結晶硅素層36のパターンニング工
程において、第6図Fに示す如く多結晶硅素層3
6の端部が、上記二酸化硅素膜35の端部と接す
るように制御することが望ましい。
Next, as shown in FIG. 6F, a polycrystalline silicon layer 36 with a thickness of 4000 nm is formed on the top of the gate insulating layer 3 by vapor phase growth.
After depositing ~5000 Å, it is patterned by a known method, and then phosphorus is thermally diffused over the entire surface.
In addition, in the patterning process of the polycrystalline silicon layer 36, as shown in FIG. 6F, the polycrystalline silicon layer 3
It is desirable that the end portion of the silicon dioxide film 35 be controlled so that the end portion of the silicon dioxide film 35 is in contact with the end portion of the silicon dioxide film 35.

次に、第6図Gに示す如く、気相成長により全
面に二酸化硅素膜37を形成した後、電極形成予
定領域にコンタクトホールを形成し、公知の電極
形成技術によりドレイン電極6及びゲート電極4
を設ける。なお、ソース電極(図示せず)は、半
導体基板11の下面などに設けることができる。
Next, as shown in FIG. 6G, after forming a silicon dioxide film 37 on the entire surface by vapor phase growth, contact holes are formed in the regions where electrodes are to be formed, and drain electrodes 6 and gate electrodes 4 are formed using known electrode forming techniques.
will be established. Note that the source electrode (not shown) can be provided on the lower surface of the semiconductor substrate 11 or the like.

このように、この実施例においては、P型半導
体領域13の第2のP型半導体領域13bつまり
BSMISFETの特性に大きな影響を及ぼすゲート
絶縁層3直下の部分をイオン注入により形成する
ようにしたので、イオン打込みエネルギーとイオ
ン注入のドーズ量とを独立に設定でき、これによ
り第2のP型半導体領域13bの深さ(つまりゲ
ート絶縁層3からソース領域12までの深さ)及
びその不純物濃度NAを容易に制御でき、再現性
を向上できる。更に、この方法では、N型半導体
層12にP型不純物を導入することにより不純物
補償型のP型半導体領域をつくるものであるから
高比抵抗のP型半導体領域を容易に得ることがで
きる。
As described above, in this embodiment, the second P-type semiconductor region 13b of the P-type semiconductor region 13, that is,
Since the part immediately below the gate insulating layer 3, which has a large effect on the characteristics of the BSMISFET, is formed by ion implantation, the ion implantation energy and the ion implantation dose can be set independently. The depth of region 13b (that is, the depth from gate insulating layer 3 to source region 12) and its impurity concentration N A can be easily controlled, and reproducibility can be improved. Furthermore, in this method, an impurity-compensated P-type semiconductor region is created by introducing a P-type impurity into the N-type semiconductor layer 12, so a P-type semiconductor region with high specific resistance can be easily obtained.

また、第5図は、この発明の方法を用いて製造
された他のBSMISFETを示す断面図である。こ
のBSMISFETにおいては、出発材料としてP型
半導体基板22を用い、ソース領域となるN型半
導体層12と該P型半導体基板22との境界領域
であつて、ゲート絶縁層3直下の領域にN+型半
導体領域23を設け、このN+型半導体領域23
を含む半導体基板21上にN型半導体層12をエ
ピタキシヤル法で形成したものである。その他の
部分は第4図に示したBSMISFETと同じであ
る。このように構成することにより、P型半導体
基板22とソース領域12とを分離することがで
き、ソース領域12の配線はN+型半導体領域2
3で行なうことができるので、例えばメモリ用集
積回路装置を構成する場合などに適している。
Moreover, FIG. 5 is a cross-sectional view showing another BSMISFET manufactured using the method of the present invention. In this BSMISFET, a P-type semiconductor substrate 22 is used as a starting material, and an N + A type semiconductor region 23 is provided, and this N + type semiconductor region 23
An N-type semiconductor layer 12 is formed by an epitaxial method on a semiconductor substrate 21 containing a semiconductor substrate. The other parts are the same as the BSMISFET shown in FIG. With this configuration, the P type semiconductor substrate 22 and the source region 12 can be separated, and the wiring of the source region 12 can be connected to the N + type semiconductor region 2.
3, it is suitable for configuring a memory integrated circuit device, for example.

なお、上記BSMISFETの説明では各半導体領
域の導電型をP型あるいはN型に固定して説明し
たが、各半導体領域の導電型を上記BSMISFET
と逆にしてもよく、本発明を同様に実施できるこ
とは言うまでもない。
In addition, in the explanation of the above BSMISFET, the conductivity type of each semiconductor region is fixed to P type or N type, but the conductivity type of each semiconductor region is fixed to the above BSMISFET.
It goes without saying that the present invention can be carried out in the same manner by reversing the above.

以上述べたように、この発明によれば、ゲート
絶縁膜直下の、ゲート電圧によつて空乏層が生じ
る領域を、イオン注入により形成するようにした
ので、BSMISFETの特性を容易に制御でき、こ
れによりBSMISFETを再現性よく製造できる効
果がある。
As described above, according to the present invention, since the region directly under the gate insulating film where a depletion layer is generated due to the gate voltage is formed by ion implantation, the characteristics of the BSMISFET can be easily controlled. This has the effect of making it possible to manufacture BSMISFET with good reproducibility.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は先行技術によるBSMISFETの断面
図、第2図はその動作を説明するためのエネルギ
ーバンド図、第3図は上記BSMISFETの特性
図、第4図は本発明の一実施例の方法により製造
されたBSMISFETの基本的な構成を示す断面
図、第5図は本発明の方法を用いて製造された他
のBSMISFETの断面図、第6図は本発明の一実
施例による半導体装置の製造方法を工程順に示す
断面図、第7図は第6図に示すBSMISFETのゲ
ート絶縁層直下の不純物分布を示す図である。 図中、3はゲート絶縁層、5はN型ドレイン領
域、11,21は半導体基板、12は半導体層
(ソース領域)、13は第1のP型半導体領域、1
3bはイオン注入により形成された高比抵抗の第
2のP型半導体領域である。なお図中同一符号は
同一又は相当部分を示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a BSMISFET according to the prior art, FIG. 2 is an energy band diagram for explaining its operation, FIG. 3 is a characteristic diagram of the BSMISFET, and FIG. A cross-sectional view showing the basic structure of the manufactured BSMISFET, FIG. 5 is a cross-sectional view of another BSMISFET manufactured using the method of the present invention, and FIG. 6 is a view showing the manufacture of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the method step by step, and is a diagram showing the impurity distribution directly under the gate insulating layer of the BSMISFET shown in FIG. 6. In the figure, 3 is a gate insulating layer, 5 is an N-type drain region, 11 and 21 are semiconductor substrates, 12 is a semiconductor layer (source region), 13 is a first P-type semiconductor region, 1
3b is a second P-type semiconductor region with high resistivity formed by ion implantation. Note that the same reference numerals in the figures indicate the same or equivalent parts.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基体上にソース領域となる第1の導電
型の半導体層を形成する工程、 該半導体層の主表面の所定の領域に第2導電型
半導体分離領域を形成した後、該分離領域により
囲まれた部分に第1の第2導電型半導体領域を形
成する工程、 該第1の第2導電型半導体領域内に低比抵抗の
ドレイン領域を形成する工程、 上記分離領域に囲まれた部分にその一部が上記
ドレイン領域と重なるようゲート絶縁層を形成す
る工程、 該ゲート絶縁層を通してイオン注入して上記半
導体層の主表面に上記第1の第2導電型半導体領
域と接するよう高比抵抗の第2の第2導電型半導
体領域を形成する工程を含むことを特徴とする半
導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A step of forming a semiconductor layer of a first conductivity type to serve as a source region on a semiconductor substrate, after forming a semiconductor isolation region of a second conductivity type in a predetermined region of the main surface of the semiconductor layer. , forming a first second conductivity type semiconductor region in a portion surrounded by the isolation region; forming a low resistivity drain region in the first second conductivity type semiconductor region; the isolation region; forming a gate insulating layer in a portion surrounded by the drain region so that a portion of the gate insulating layer overlaps with the drain region; implanting ions through the gate insulating layer to form the first second conductivity type semiconductor region on the main surface of the semiconductor layer; 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a second second conductivity type semiconductor region having a high specific resistance so as to be in contact with the second conductivity type semiconductor region.
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