JP2000260986A - Field-effect transistor having bidirectional current blocking function and its manufacturing method - Google Patents

Field-effect transistor having bidirectional current blocking function and its manufacturing method

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JP2000260986A JP6682899A JP6682899A JP2000260986A JP 2000260986 A JP2000260986 A JP 2000260986A JP 6682899 A JP6682899 A JP 6682899A JP 6682899 A JP6682899 A JP 6682899A JP 2000260986 A JP2000260986 A JP 2000260986A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress generation of leakage current in an off-state. SOLUTION: A surface gate electrode 24 is formed on a single-crystal silicon layer 22 and a buried gate electrode 20 is formed under the single-crystal silicon layer 22. Namely, the buried gate electrode 20, the single-crystal silicon layer 22, and the surface gate electrode 24 are laid to overlap vertically. In such a structure, the extending direction of a depletion layer becomes the thickness direction of the single-crystal silicon layer 22. The thickness of the single-crystal layer 22 depends on the thin-film formation technology. Therefore, the single- crystal silicon layer 22 can be made to be 0.5 μm or less in thickness. Furthermore, generation of leakage current can be suppressed in an off-state.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、双方向電流阻止機
能を有する電界効果トランジスタであって、特に蓄積層
がキャリアの通る経路となる電界効果トランジスタ及び
その製造方法である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a field effect transistor having a bidirectional current blocking function, and more particularly to a field effect transistor in which a storage layer serves as a path through which carriers pass, and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【背景技術】電界効果トランジスタには双方向電流阻止
機能を有するものがある。双方向電流阻止機能とは、一
方のソース/ドレインから他方のソース/ドレインへの
電流の制御をすることができ、かつ他方のソース/ドレ
インから一方のソース/ドレインへの電流の制御をする
ことができる機能をいう。双方向電流阻止機能を有する
電界効果トランジスタの用途は様々である。例えば、以
下の用途がある。電気自動車は、300V位の電圧で動
かされる。その電源として、例えば4Vの電池セルを直
列に80個接続したバッテリが用いられる。このバッテ
リを充電したとき、個々の電池セルで電圧のばらつきが
生じる。このばらつきを解消するため、電界効果トラン
ジスタをONすることにより、電圧が高い状態にある電
池セルから電圧が低い状態にある電池セルへ電流を流
し、各電池セルの電圧を等しい状態にする。この場合、
どの電池セルの電圧が低い状態にあるかは状況により異
なる。このため、スイッチング素子である電界効果トラ
ンジスタは、双方向電流阻止機能を有する必要がある。
2. Description of the Related Art Some field-effect transistors have a bidirectional current blocking function. The bidirectional current blocking function is to control the current from one source / drain to the other source / drain, and to control the current from the other source / drain to one source / drain A function that can be performed. There are various uses of the field effect transistor having the bidirectional current blocking function. For example, there are the following uses. Electric vehicles are operated at voltages around 300V. As the power source, for example, a battery in which 80 4V battery cells are connected in series is used. When this battery is charged, the voltage of each battery cell varies. In order to eliminate this variation, by turning on the field effect transistor, a current flows from the battery cell in the high voltage state to the battery cell in the low voltage state, and the voltage of each battery cell is made equal. in this case,
Which battery cell has a lower voltage depends on the situation. For this reason, the field effect transistor, which is a switching element, needs to have a bidirectional current blocking function.

【0003】図25は、特開平8−213613号公報
に開示された双方向電流阻止機能を有する電界効果トラ
ンジスタの部分断面図である。まず、この電界効果トラ
ンジスタの構造について説明する。n+型の半導体基板
202上に、n型のエピタキシャル層204、n-型の
エピタキシャル層206が順に積層されている。n-
のエピタキシャル層206の表面にはn+型のソース領
域208が形成されている。トレンチ210がソース領
域208、エピタキシャル層206を貫通し、エピタキ
シャル層204に到達している。トレンチ210にはゲ
ート電極214が埋め込まれている。トレンチ210と
ゲート電極214との間にはゲート酸化膜212が形成
されている。ゲート電極214上には絶縁膜220が形
成されている。ソース領域208上にはソース電極21
6が形成されている。ソース電極216とゲート電極2
14とは絶縁膜220によって絶縁されている。半導体
基板202下にはドレイン電極218が形成されてい
る。
FIG. 25 is a partial cross-sectional view of a field effect transistor having a bidirectional current blocking function disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 8-213613. First, the structure of the field effect transistor will be described. On an n + type semiconductor substrate 202, an n type epitaxial layer 204 and an n type epitaxial layer 206 are sequentially stacked. An n + -type source region 208 is formed on the surface of the n -type epitaxial layer 206. The trench 210 penetrates the source region 208 and the epitaxial layer 206 and reaches the epitaxial layer 204. A gate electrode 214 is embedded in the trench 210. A gate oxide film 212 is formed between the trench 210 and the gate electrode 214. On the gate electrode 214, an insulating film 220 is formed. On the source region 208, the source electrode 21
6 are formed. Source electrode 216 and gate electrode 2
14 is insulated by an insulating film 220. Under the semiconductor substrate 202, a drain electrode 218 is formed.

【0004】次に、電界効果トランジスタの動作につい
て説明する。まず、電界効果トランジスタのON動作に
ついて説明する。ゲート電極214に正電圧が印加され
ると、エピタキシャル層206のうちゲート電極214
と向かい合っている部分に、エピタキシャル層206中
の電子が集まり、蓄積層222が形成される。ドレイン
電極218の電圧がソース電極216の電圧より高い場
合、電子はソース領域208、蓄積層222、エピタキ
シャル層204、半導体基板202を移動し、ドレイン
電極218に引き寄せられる。逆に、ソース電極216
の電圧がドレイン電極218の電圧より高い場合、電子
は半導体基板202、エピタキシャル層204、蓄積層
222、ソース領域208を移動し、ソース電極216
に引き寄せられる。
Next, the operation of the field effect transistor will be described. First, the ON operation of the field effect transistor will be described. When a positive voltage is applied to the gate electrode 214, the gate electrode 214 of the epitaxial layer 206
The electrons in the epitaxial layer 206 are gathered in a portion facing the above, and an accumulation layer 222 is formed. When the voltage of the drain electrode 218 is higher than the voltage of the source electrode 216, electrons move through the source region 208, the storage layer 222, the epitaxial layer 204, and the semiconductor substrate 202 and are attracted to the drain electrode 218. Conversely, the source electrode 216
Is higher than the voltage of the drain electrode 218, the electrons move through the semiconductor substrate 202, the epitaxial layer 204, the storage layer 222, and the source region 208, and
Attracted to.

【0005】電界効果トランジスタのOFF動作につい
て説明する。ゲート電極214に負電圧が印加される
と、蓄積層222が消滅する。かわりにトレンチ210
の側面から空乏層がエピタキシャル層206に広がり、
隣のトレンチの側面から広がってきた空乏層と接触す
る。これにより、ソース電極216とドレイン電極21
8との間に電流が流れるのを遮断している。
[0005] The OFF operation of the field effect transistor will be described. When a negative voltage is applied to the gate electrode 214, the storage layer 222 disappears. Instead, trench 210
The depletion layer spreads from the side surface of the epitaxial layer 206,
It comes into contact with the depletion layer spreading from the side of the adjacent trench. Thereby, the source electrode 216 and the drain electrode 21
8 is interrupted.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記構造の電界効果ト
ランジスタは、一方のトレンチの側面から広がった空乏
層と他方のトレンチの側面から広がった空乏層とが接触
することにより、電流をピンチオフさせてOFF状態と
する。ところが、トレンチ間距離が0.5μmより大き
いと空乏層と空乏層との接触が不完全で、OFF状態で
も漏れ電流が発生する。よって、トレンチ間距離を0.
5μm以下にすることが望まれる。しかし、現状のトレ
ンチ加工技術では、トレンチ間距離を0.5μm以下す
るのは難しい。
In the field effect transistor having the above structure, the depletion layer extending from the side surface of one trench and the depletion layer extending from the side surface of the other trench come into contact with each other to pinch off the current. Set to OFF state. However, if the distance between the trenches is larger than 0.5 μm, the contact between the depletion layers is incomplete, and leakage current occurs even in the OFF state. Therefore, the distance between the trenches is set to 0.
It is desired that the thickness be 5 μm or less. However, with the current trench processing technology, it is difficult to reduce the distance between trenches to 0.5 μm or less.

【0007】また、ゲート電極214とソース領域20
8との間にはゲート酸化膜212しかない。このため、
電界効果トランジスタがOFF時であって、かつソース
領域208側が高電圧の場合におけるソース−ドレイン
間の許容電位差は、ゲート酸化膜の絶縁耐圧に依存す
る。ゲート酸化膜はその性質上薄いので許容電位差は2
0V位に制限される。そして、ゲート酸化膜の絶縁破壊
は直接電界効果トランジスタの破壊となる。
The gate electrode 214 and the source region 20
8, only the gate oxide film 212 is present. For this reason,
The allowable potential difference between the source and the drain when the field effect transistor is OFF and the source region 208 side is at a high voltage depends on the withstand voltage of the gate oxide film. Since the gate oxide film is thin in nature, the allowable potential difference is 2
It is limited to 0V. Then, the dielectric breakdown of the gate oxide film directly results in the breakdown of the field effect transistor.

【0008】また、蓄積層222を中心として、ソース
領域208側の形状とドレイン領域側(半導体基板20
2側)の形状とは、非対称である。このため、ソース領
域208からドレイン領域側(半導体基板202側)へ
の方向の場合とこの逆の場合とでは、電界効果トランジ
スタのスイッチング速度が異なる。
Further, the shape on the source region 208 side and the drain region side (semiconductor substrate 20
The shape of (2) is asymmetric. For this reason, the switching speed of the field-effect transistor differs between the direction from the source region 208 to the drain region side (the semiconductor substrate 202 side) and the opposite case.

【0009】また、ドリフト領域(エピタキシャル層2
04)における抵抗を下げるのが困難という問題もあ
る。
The drift region (epitaxial layer 2)
There is also a problem that it is difficult to lower the resistance in 04).

【0010】本発明は係る従来の課題を解決するために
なされたものであり、OFF状態において漏れ電流の発
生を少なくすることが可能な電界効果トランジスタ及び
その製造方法を提供することである。
The present invention has been made to solve the conventional problem, and an object of the present invention is to provide a field effect transistor capable of reducing generation of a leakage current in an OFF state and a method of manufacturing the same.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明は、双方向電流阻
止機能を有し、かつ蓄積層がキャリアの通る経路となる
電界効果トランジスタであって、第1導電型の第1及び
第2ソース/ドレインと、第1ソース/ドレインと第2
ソース/ドレインとの間に位置する第1導電型の第1半
導体層と、第1半導体層上及び下のうち、少なくともい
ずれか一方に形成されたゲート電極と、を備える。ゲー
ト電極に電圧が印加されることにより、第1半導体層に
はゲート電極に沿ってキャリアが流れる蓄積層が形成さ
れる。本発明は、さらに、第1ソース/ドレインとゲー
ト電極との間に位置する第1導電型の第2半導体層と、
第2ソース/ドレインとゲート電極との間に位置する第
1導電型の第3半導体層と、を備える。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a field effect transistor having a bidirectional current blocking function and having a storage layer serving as a path for carriers to pass through, the first and second sources having a first conductivity type. / Drain, first source / drain and second
The semiconductor device includes a first conductive type first semiconductor layer located between the source and the drain, and a gate electrode formed on at least one of the upper and lower portions of the first semiconductor layer. When a voltage is applied to the gate electrode, an accumulation layer in which carriers flow along the gate electrode is formed in the first semiconductor layer. The present invention further includes a second semiconductor layer of the first conductivity type located between the first source / drain and the gate electrode;
A third semiconductor layer of the first conductivity type located between the second source / drain and the gate electrode.

【0012】本発明において、ゲート電極は第1半導体
層上又は下のうち、少なくともいずれか一方に形成され
ている。すなわち、第1半導体層、ゲート電極が上下方
向で重なるようにしている。このような構造では、空乏
層の延びる方向が第1半導体層の厚み方向となる。第1
半導体層の厚みは薄膜形成技術に依存する。一方、トレ
ンチ間距離はフォトリソグラフィ技術に依存する。そし
て、薄膜形成技術はフォトリソグラフィ技術より微細化
が可能である。したがって、第1半導体層の厚みはトレ
ンチ間距離より小さくすることができる。よって、OF
F状態において漏れ電流の発生を少なくすることが可能
となる。
In the present invention, the gate electrode is formed on at least one of the upper and lower portions of the first semiconductor layer. That is, the first semiconductor layer and the gate electrode are vertically overlapped. In such a structure, the direction in which the depletion layer extends is the thickness direction of the first semiconductor layer. First
The thickness of the semiconductor layer depends on the thin film forming technology. On the other hand, the distance between trenches depends on the photolithography technology. The thin film forming technology can be made finer than the photolithography technology. Therefore, the thickness of the first semiconductor layer can be made smaller than the distance between the trenches. Therefore, OF
In the F state, it is possible to reduce the occurrence of leakage current.

【0013】また、第2及び第3半導体層はドリフト層
として機能する。ゲート電極と第1ソース/ドレインと
の間に第2半導体層が位置している。ゲート電極と第2
ソース/ドレインとの間に第3半導体層が位置してい
る。よって、電界効果トランジスタのOFF時における
第1ソース/ドレインと第2ソース/ドレインとの間の
許容電位差は、第2及び第3半導体層の耐圧に依存す
る。したがって、ゲート絶縁膜の絶縁耐圧に依存する場
合に比べて、上記許容電位差が向上する。
Further, the second and third semiconductor layers function as drift layers. A second semiconductor layer is located between the gate electrode and the first source / drain. Gate electrode and second
A third semiconductor layer is located between the source and the drain. Therefore, the allowable potential difference between the first source / drain and the second source / drain when the field effect transistor is off depends on the withstand voltage of the second and third semiconductor layers. Therefore, the above-mentioned allowable potential difference is improved as compared with the case where it depends on the withstand voltage of the gate insulating film.

【0014】なお、蓄積層とは第1導電型の半導体層に
形成された第1導電型のキャリアの通る経路のことであ
る。例えば、半導体層がn型の場合、蓄積層はn型であ
る。また、半導体層がp型の場合、蓄積層はp型であ
る。
Note that the accumulation layer is a path formed by the first conductivity type carriers formed in the first conductivity type semiconductor layer. For example, if the semiconductor layer is n-type, the storage layer is n-type. When the semiconductor layer is p-type, the storage layer is p-type.

【0015】本発明において、ゲート電極は第1半導体
層上に形成されているのが好ましい。この態様では、第
1半導体層の上部から空乏層が生じ、空乏層は下方向へ
延びる。
[0015] In the present invention, the gate electrode is preferably formed on the first semiconductor layer. In this embodiment, a depletion layer is formed from the upper part of the first semiconductor layer, and the depletion layer extends downward.

【0016】また、本発明において、ゲート電極は第1
半導体層下に形成されているのが好ましい。この態様で
は、第1半導体層の下部から空乏層が生じ、空乏層は上
方向へ延びる。さらに、ゲート電極は第2半導体層と第
3半導体層との間に位置する第1トレンチ内に形成され
ているのが好ましい。ゲート電極が第1トレンチ内に形
成されていると、ドリフト領域(第2、第3半導体層)
を流れる電流の均一化を図ることが可能となる。これに
より、ドリフト領域の実効的な面積を大きくできる。よ
って、ドリフト領域の抵抗を下げることが可能となるの
で、電界効果トランジスタON時の抵抗を下げられる。
Further, in the present invention, the gate electrode is a first electrode.
It is preferably formed below the semiconductor layer. In this embodiment, a depletion layer is formed from below the first semiconductor layer, and the depletion layer extends upward. Further, the gate electrode is preferably formed in the first trench located between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer. When the gate electrode is formed in the first trench, the drift region (second and third semiconductor layers)
Can be made uniform. Thereby, the effective area of the drift region can be increased. Therefore, the resistance of the drift region can be reduced, so that the resistance when the field effect transistor is ON can be reduced.

【0017】また、本発明において、ゲート電極は第1
及び第2ゲート電極からなり、第1ゲート電極は第1半
導体層上に形成されている。第2ゲート電極は第1半導
体層下に形成されているのが好ましい。この態様によれ
ば、第1半導体層の上部から生じ下方向へ延びる空乏層
と下部から生じ上方向へ延びる空乏層とにより電流を遮
断できる。このため漏れ電流の発生をより効果的に少な
くすることが可能となる。
Further, in the present invention, the gate electrode is a first electrode.
And a second gate electrode, wherein the first gate electrode is formed on the first semiconductor layer. Preferably, the second gate electrode is formed below the first semiconductor layer. According to this aspect, the current can be cut off by the depletion layer generated from the upper portion of the first semiconductor layer and extending downward and the depletion layer generated from the lower portion and extending upward. For this reason, it is possible to more effectively reduce the generation of leakage current.

【0018】また、本発明において、ゲート電極は第2
導電型であるのが好ましい。すなわち、ゲート電極の導
電型と第1半導体層の導電型とが異なるのが好ましい。
この態様によれば、漏れ電流の発生を少なくすることが
可能となる。詳細は発明の実施の形態で説明する。
Further, in the present invention, the gate electrode is a second electrode.
It is preferably of the conductivity type. That is, it is preferable that the conductivity type of the gate electrode is different from the conductivity type of the first semiconductor layer.
According to this aspect, it is possible to reduce the occurrence of leakage current. Details will be described in embodiments of the invention.

【0019】また、本発明において、ゲート電極に対し
て、第2半導体層の形状と第3半導体層の形状とが対称
であるのが好ましい。この態様によれば、第1ソース/
ドレインから第2ソース/ドレインへのスイッチング速
度とこの逆方向のスイッチング速度との差を小さくする
こと可能となる。
In the present invention, it is preferable that the shape of the second semiconductor layer and the shape of the third semiconductor layer are symmetric with respect to the gate electrode. According to this aspect, the first source /
The difference between the switching speed from the drain to the second source / drain and the switching speed in the opposite direction can be reduced.

【0020】また、本発明において、第1及び第2ソー
ス/ドレインの少なくともいずれか一方は、第2トレン
チ内に形成されているのが好ましい。この態様によれ
ば、第2トレンチ内のソース/ドレインとゲート電極と
の間にあるドリフト領域を流れる電流をより均一にする
ことが可能となる。これにより、ドリフト領域の抵抗を
下げることが可能となる。
In the present invention, it is preferable that at least one of the first and second source / drain is formed in the second trench. According to this aspect, it is possible to make the current flowing in the drift region between the source / drain in the second trench and the gate electrode more uniform. This makes it possible to reduce the resistance of the drift region.

【0021】また、本発明において、ゲート電極に対し
て、第1ソース/ドレインの形状と第2ソース/ドレイ
ンの形状とが対称であるのが好ましい。この態様によれ
ば、上記スイッチング速度の差を小さくすること可能と
なる。
In the present invention, it is preferable that the shape of the first source / drain and the shape of the second source / drain are symmetric with respect to the gate electrode. According to this aspect, it is possible to reduce the difference between the switching speeds.

【0022】また、本発明において、第1半導体層の厚
さは0.5μm以下であるのが好ましい。第1半導体層
の厚みは薄膜形成技術に依存し、厚さは0.5μm以下
にすることが可能である。第1半導体層の厚さは0.3
μm以下であるのがさらに好ましい。
In the present invention, the thickness of the first semiconductor layer is preferably 0.5 μm or less. The thickness of the first semiconductor layer depends on the thin film forming technology, and the thickness can be set to 0.5 μm or less. The thickness of the first semiconductor layer is 0.3
More preferably, it is not more than μm.

【0023】また、本発明において、キャリアは蓄積層
を横方向に流れるのが好ましい。
In the present invention, it is preferable that carriers flow in the storage layer in the lateral direction.

【0024】本発明は、蓄積層がキャリアの通る経路と
なる電界効果トランジスタの製造方法であって、第1導
電型の第2半導体層と第1導電型の第3半導体層との間
に埋め込み層を形成する工程と、埋め込み層上に第2半
導体層及び第3半導体層に電気的に接続され、かつ蓄積
層が形成される第1導電型の第1半導体層を形成する工
程と、第1半導体層上又は下のうち、少なくともいずれ
か一方にゲート電極を形成する工程と、第2及び第3半
導体層が間に位置するように第1及び第2ソース/ドレ
インを形成する工程と、を備える。
According to the present invention, there is provided a method of manufacturing a field effect transistor in which a storage layer serves as a path through which carriers pass, wherein the storage layer is embedded between a second semiconductor layer of a first conductivity type and a third semiconductor layer of a first conductivity type. Forming a first semiconductor layer of a first conductivity type on the buried layer, the first semiconductor layer being electrically connected to the second semiconductor layer and the third semiconductor layer, and forming the storage layer; Forming a gate electrode on at least one of the upper and lower semiconductor layers, and forming first and second source / drain so that the second and third semiconductor layers are located therebetween; Is provided.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】[第1の実施の形態] {構造の説明}図1は、本発明の第1の実施の形態の断
面図である。p-型のシリコン基板10上にはn-型の単
結晶シリコン層が形成されている。この単結晶シリコン
層には、シリコン基板10に到達しているトレンチ1
6、28、32が形成されている。この単結晶シリコン
層はトレンチ16によって、単結晶シリコン層12と単
結晶シリコン層14とに分けられている。トレンチ16
内にはポリシリコンからなるp型の埋め込みゲート電極
20が埋め込まれている。トレンチ16内には埋め込み
ゲート電極20を覆うようにゲート酸化膜18が形成さ
れている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [First Embodiment] {Description of Structure} FIG. 1 is a sectional view of a first embodiment of the present invention. An n -type single crystal silicon layer is formed on the p -type silicon substrate 10. The single crystal silicon layer has a trench 1 reaching the silicon substrate 10.
6, 28 and 32 are formed. This single crystal silicon layer is divided into a single crystal silicon layer 12 and a single crystal silicon layer 14 by a trench 16. Trench 16
A p-type buried gate electrode 20 made of polysilicon is buried therein. A gate oxide film 18 is formed in trench 16 so as to cover buried gate electrode 20.

【0026】埋め込みゲート電極20上にはn--型の単
結晶シリコン層22が形成されている。単結晶シリコン
層22と埋め込みゲート電極20との間には、ゲート酸
化膜18がある。単結晶シリコン層22は、単結晶シリ
コン層12と単結晶シリコン層14との間に位置してい
る。単結晶シリコン層22上にはゲート酸化膜26が位
置している。ゲート酸化膜26上にはp型の表面ゲート
電極24が位置している。
An n -type single crystal silicon layer 22 is formed on the buried gate electrode 20. There is a gate oxide film 18 between the single crystal silicon layer 22 and the buried gate electrode 20. Single crystal silicon layer 22 is located between single crystal silicon layer 12 and single crystal silicon layer 14. Gate oxide film 26 is located on single crystal silicon layer 22. On the gate oxide film 26, a p-type surface gate electrode 24 is located.

【0027】トレンチ28内には、ポリシリコンからな
るソース/ドレイン領域30が埋め込まれている。トレ
ンチ32内には、ポリシリコンからなるソース/ドレイ
ン領域34が埋め込まれている。
A source / drain region 30 made of polysilicon is buried in trench 28. In the trench 32, a source / drain region 34 made of polysilicon is buried.

【0028】{動作の説明}本発明の第1の実施の形態
の電界効果トランジスタの動作について説明する。ま
ず、電界効果トランジスタのON動作について説明す
る。表面ゲート電極24及び埋め込みゲート電極20に
正電圧が印加されると、以下に説明する蓄積層36、3
8、40、42が形成される。単結晶シリコン層12、
14、22のうち表面ゲート電極24と向かい合ってい
る部分に電子が集まり、蓄積層36が形成される。単結
晶シリコン層12、14、22のうち埋め込みゲート電
極20の上面部と向かい合っている部分に電子が集ま
り、蓄積層38が形成される。単結晶シリコン層12の
うち埋め込みゲート電極20の側面部と向かい合ってい
る部分に電子が集まり、蓄積層40が形成される。単結
晶シリコン層14のうち埋め込みゲート電極20の側面
部と向かい合っている部分に電子が集まり、蓄積層42
が形成される。
{Description of Operation} The operation of the field effect transistor according to the first embodiment of the present invention will be described. First, the ON operation of the field effect transistor will be described. When a positive voltage is applied to the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20, the storage layers 36, 3
8, 40 and 42 are formed. Single crystal silicon layer 12,
Electrons are gathered in the portions of the substrates 14 and 22 facing the surface gate electrode 24, and the storage layer 36 is formed. Electrons gather in a portion of the single-crystal silicon layers 12, 14, and 22 facing the upper surface of the buried gate electrode 20, and an accumulation layer 38 is formed. Electrons are collected in a portion of the single-crystal silicon layer 12 facing the side surface of the buried gate electrode 20, and an accumulation layer 40 is formed. Electrons collect in a portion of the single-crystal silicon layer 14 facing the side surface of the buried gate electrode 20, and the accumulation layer 42
Is formed.

【0029】そして、ソース/ドレイン領域30の電圧
がソース/ドレイン領域34の電圧より高い場合、電子
はソース/ドレイン領域34、単結晶シリコン層12、
蓄積層36、38の順に移動する。このとき、ある電子
は単結晶シリコン層12から蓄積層36、38に直接移
動する。ある電子は蓄積層40を通り、蓄積層36、3
8に移動する。蓄積層36、38を移動してきた電子
は、単結晶シリコン層14を移動し、ソース/ドレイン
領域30に引き寄せられる。このとき、ある電子は蓄積
層36、38から単結晶シリコン層14に直接移動す
る。ある電子は蓄積層42を通り、単結晶シリコン層1
4に移動する。
When the voltage of the source / drain region 30 is higher than the voltage of the source / drain region 34, electrons are emitted from the source / drain region 34, the single crystal silicon layer 12,
It moves in the order of the accumulation layers 36 and 38. At this time, certain electrons move directly from the single crystal silicon layer 12 to the storage layers 36 and 38. Some electrons pass through the accumulation layer 40 and accumulate in the accumulation layers 36, 3
Go to 8. The electrons that have moved through the accumulation layers 36 and 38 move through the single crystal silicon layer 14 and are attracted to the source / drain regions 30. At this time, certain electrons move directly from the storage layers 36 and 38 to the single crystal silicon layer 14. Some electrons pass through the storage layer 42 and pass through the single crystal silicon layer 1.
Move to 4.

【0030】ソース/ドレイン領域34の電圧がソース
/ドレイン領域30の電圧より高い場合、電子は先ほど
と逆の移動をする。
When the voltage of the source / drain region 34 is higher than the voltage of the source / drain region 30, the electrons move in the opposite direction.

【0031】図2は図1の電界効果トランジスタ中の電
子の流れのシュミレーションである。符号aで示す線が
電子の流れの一例である。電子は単結晶シリコン層1
2、14をほぼ均一に流れていることが分かる。
FIG. 2 is a simulation of the flow of electrons in the field effect transistor of FIG. The line indicated by the symbol a is an example of the flow of electrons. Electrons are single crystal silicon layer 1
It can be seen that the particles 2 and 14 flow almost uniformly.

【0032】電界効果トランジスタのOFF動作につい
て説明する。表面ゲート電極24及び埋め込みゲート電
極20に、0V又は負電圧を印加されると蓄積層36、
38、40、42が消滅する。かわりに単結晶シリコン
層22の上部から生じ下方向へ延びる空乏層と下部から
生じ上方向へ延びる空乏層とが接触する。これによりソ
ース/ドレイン領域30とソース/ドレイン領域34と
の間に電流が流れるのを遮断している。
The OFF operation of the field effect transistor will be described. When 0 V or a negative voltage is applied to the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20, the accumulation layer 36,
38, 40 and 42 disappear. Instead, the depletion layer generated from the upper portion of the single crystal silicon layer 22 and extending downward contacts the depletion layer generated from the lower portion and extending upward. As a result, the flow of current between the source / drain region 30 and the source / drain region 34 is blocked.

【0033】{効果の説明} (効果1)第1の実施の形態によれば、単結晶シリコン
層22上に表面ゲート電極24が形成され、単結晶シリ
コン層22下に埋め込みゲート電極20が形成されてい
る。すなわち、埋め込みゲート電極20、単結晶シリコ
ン層22、表面ゲート電極24が上下方向で重なるよう
にされている。このような構造では、空乏層の延びる方
向が単結晶シリコン層22の厚み方向となる。単結晶シ
リコン層22の厚みは薄膜形成技術に依存する。したが
って、単結晶シリコン層22の厚みを0.5μm以下に
することができる。よって、OFF状態において漏れ電
流の発生を少なくすることが可能となる。
{Explanation of Effects} (Effect 1) According to the first embodiment, the surface gate electrode 24 is formed on the single crystal silicon layer 22 and the buried gate electrode 20 is formed below the single crystal silicon layer 22. Have been. That is, the buried gate electrode 20, the single-crystal silicon layer 22, and the surface gate electrode 24 are configured to overlap in the vertical direction. In such a structure, the direction in which the depletion layer extends is the thickness direction of single crystal silicon layer 22. The thickness of the single crystal silicon layer 22 depends on the thin film forming technology. Therefore, the thickness of single crystal silicon layer 22 can be reduced to 0.5 μm or less. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of leakage current in the OFF state.

【0034】このような構造によれば、電界効果トラン
ジスタのOFF動作時に生じる空乏層には、単結晶シリ
コン層22の上部から生じ下方向へ延びる空乏層と、下
部から生じ上方向へ延びる空乏層とがある。よって、空
乏層が単結晶シリコン層22の上部から生じ下方向へ延
びる空乏層のみ又は下部から生じ上方向へ延びる空乏層
のみに比べて、電流を遮断する効果を高めることが可能
となる。
According to such a structure, the depletion layer generated at the time of the OFF operation of the field-effect transistor includes a depletion layer generated from the upper portion of the single-crystal silicon layer 22 and extending downward, and a depletion layer generated from the lower portion and extending upward. There is. Therefore, the effect of blocking the current can be enhanced as compared with only the depletion layer in which the depletion layer is generated from the upper portion of the single crystal silicon layer 22 and extends downward or only the depletion layer which is generated from the lower portion and extends upward.

【0035】(効果2)第1の実施の形態によれば、ゲ
ート電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極2
0)とソース/ドレイン領域30との間に単結晶シリコ
ン層14が位置している。また、ゲート電極(表面ゲー
ト電極24、埋め込みゲート電極20)とソース/ドレ
イン領域34との間に単結晶シリコン層12が位置して
いる。よって、電界効果トランジスタのOFF時におけ
るソース/ドレイン領域30とソース/ドレイン領域3
4との間の許容電位差は、単結晶シリコン層12、14
の耐圧に依存する。したがって、ゲート絶縁膜の絶縁耐
圧に依存する場合に比べて、上記許容電位差を向上させ
ることができる。
(Effect 2) According to the first embodiment, the gate electrode (surface gate electrode 24, buried gate electrode 2
0) and the source / drain region 30 are located between the single-crystal silicon layers 14. The single-crystal silicon layer 12 is located between the gate electrode (the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20) and the source / drain region 34. Therefore, the source / drain region 30 and the source / drain region 3 when the field effect transistor is OFF
The allowable potential difference between the single crystal silicon layers 12 and 14
It depends on the breakdown voltage of Therefore, the above-mentioned permissible potential difference can be improved as compared with a case depending on the withstand voltage of the gate insulating film.

【0036】(効果3)第1の実施の形態によれば、埋
め込みゲート電極20、トレンチ内に埋め込まれたソー
ス/ドレイン領域30、34を備えている。このため、
図2で説明したようにドリフト領域(単結晶シリコン層
12、14)を流れる電流の均一化を図ることが可能と
なる。これにより、ドリフト領域の実効的な面積を大き
くできる。よって、ドリフト領域の抵抗を下げることが
可能となるので、電界効果トランジスタON時の抵抗を
下げられる。
(Effect 3) According to the first embodiment, the buried gate electrode 20 and the source / drain regions 30 and 34 buried in the trench are provided. For this reason,
As described with reference to FIG. 2, it is possible to equalize the current flowing through the drift regions (single-crystal silicon layers 12 and 14). Thereby, the effective area of the drift region can be increased. Therefore, the resistance of the drift region can be reduced, so that the resistance when the field effect transistor is ON can be reduced.

【0037】(効果4)第1の実施の形態によれば、ゲ
ート電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極2
0)はp型である。単結晶シリコン層22はn型であ
る。これは、漏れ電流の発生を少なくする効果に寄与す
る。以下にグラフを用いて説明する。
(Effect 4) According to the first embodiment, the gate electrode (surface gate electrode 24, buried gate electrode 2
0) is p-type. Single crystal silicon layer 22 is n-type. This contributes to the effect of reducing the occurrence of leakage current. This will be described below using a graph.

【0038】図3は、ゲート電極(表面ゲート電極2
4、埋め込みゲート電極20)はp型であり、単結晶シ
リコン層22はn型である場合のOFF時におけるドレ
イン電流とドレイン電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 3 shows a gate electrode (surface gate electrode 2).
4, a buried gate electrode 20) is a p-type, and the single-crystal silicon layer 22 is an n-type, and is a graph showing a relationship between a drain current and a drain voltage when the transistor is OFF.

【0039】条件は以下のとおりである。ゲート電極
(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極20)に含
まれるp型不純物の種類はボロンであり、その濃度は1
×10 20cm-3である。単結晶シリコン層22に含まれ
るn型不純物の種類はリンであり、その濃度は1×10
11cm-3である。なお、ここでいう条件は一例であり、
本発明はこれに限定されない。
The conditions are as follows. Gate electrode
(Surface gate electrode 24, embedded gate electrode 20)
The type of the p-type impurity to be contained is boron, and its concentration is 1
× 10 20cm-3It is. Included in the single crystal silicon layer 22
The type of the n-type impurity is phosphorus, and its concentration is 1 × 10
11cm-3It is. In addition, the conditions mentioned here are examples,
The present invention is not limited to this.

【0040】図4は、ゲート電極(表面ゲート電極2
4、埋め込みゲート電極20)はn型であり、単結晶シ
リコン層22はn型である場合のOFF時におけるドレ
イン電流とドレイン電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 4 shows a gate electrode (surface gate electrode 2).
4, a buried gate electrode 20) is an n-type, and the single-crystal silicon layer 22 is a graph showing the relationship between the drain current and the drain voltage when the single-crystal silicon layer 22 is off when it is off.

【0041】条件は以下のとおりである。ゲート電極
(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極20)に含
まれるn型不純物の種類はリンであり、その濃度は1×
1020cm-3である。単結晶シリコン層22に含まれる
n型不純物の種類はリンであり、その濃度は1×1011
cm-3である。なお、ここでいう条件は一例であり、本
発明はこれに限定されない。
The conditions are as follows. The type of the n-type impurity contained in the gate electrodes (the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20) is phosphorus, and the concentration thereof is 1 ×
10 20 cm -3 . The type of the n-type impurity contained in the single crystal silicon layer 22 is phosphorus, and the concentration thereof is 1 × 10 11
cm -3 . Note that the conditions described here are merely examples, and the present invention is not limited to these.

【0042】図3と図4とを比べれば分かるように、ゲ
ート電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極2
0)はp型であり、単結晶シリコン層22はn型である
場合のほうが、OFF時におけるドレイン電流(漏れ電
流)を小さくすることができる。表面ゲート電極24又
は埋め込みゲート電極20のいずれか一方のみがp型で
あっても同様の効果を生じると推定される。また、ゲー
ト電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極2
0)はn型であり、単結晶シリコン層22はp型である
場合も同様の効果を生じると推定される。
As can be seen by comparing FIGS. 3 and 4, the gate electrodes (surface gate electrode 24, buried gate electrode 2
0) is a p-type, and the drain current (leakage current) at the time of OFF can be smaller when the single crystal silicon layer 22 is an n-type. It is presumed that the same effect is produced even when only one of the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20 is p-type. In addition, the gate electrodes (surface gate electrode 24, buried gate electrode 2
0) is n-type, and the same effect is presumed to be obtained when the single crystal silicon layer 22 is p-type.

【0043】(効果5)第1の実施の形態によれば、ゲ
ート電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲート電極2
0)に対し、単結晶シリコン層12の形状と単結晶シリ
コン層14の形状とが対称であり、かつソース/ドレイ
ン領域30の形状とソース/ドレイン領域34の形状と
が対称である。したがって、ソース/ドレイン領域30
からソース/ドレイン領域34へのスイッチング速度と
この逆方向のスイッチング速度とは同等となる。
(Effect 5) According to the first embodiment, the gate electrode (the surface gate electrode 24, the buried gate electrode 2
In contrast to 0), the shape of the single crystal silicon layer 12 and the shape of the single crystal silicon layer 14 are symmetric, and the shape of the source / drain region 30 and the shape of the source / drain region 34 are symmetric. Therefore, the source / drain region 30
The switching speed from the gate to the source / drain region 34 is equal to the switching speed in the opposite direction.

【0044】[第2の実施の形態]図5は、本発明の第
2の実施の形態の断面図である。図1に示す第1の実施
の形態との違いは、SOI基板を用いた点である。すな
わち、シリコン基板10と単結晶シリコン層12、1
4、埋め込みゲート電極20、ソース/ドレイン領域3
0、34との間に埋め込み酸化膜44が位置している。
図1に示す第1の実施の形態と同じ構造については、同
一の符号を付すことにより説明を省略する。第2の実施
の形態の動作は第1の実施の形態の動作と同じである。
第2の実施の形態は、第1の実施の形態の(効果1)〜
(効果5)と同様の効果を生じる。
[Second Embodiment] FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG. 1 is that an SOI substrate is used. That is, the silicon substrate 10 and the single crystal silicon layers 12, 1
4, buried gate electrode 20, source / drain region 3
A buried oxide film 44 is located between the buried oxide films 44 and.
The same structures as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted. The operation of the second embodiment is the same as the operation of the first embodiment.
The second embodiment is (effect 1) of the first embodiment.
The same effect as (Effect 5) is produced.

【0045】[第3の実施の形態] {構造の説明}図6は、本発明の第3の実施の形態の断
面図である。図1に示す第1の実施の形態との違いは、
埋め込みゲート電極20がない点である。すなわち、ト
レンチ16内には、埋め込みゲート電極20のかわりに
シリコン酸化膜46が埋め込まれている。図1に示す第
1の実施の形態と同じ構造については、同一の符号を付
すことにより説明を省略する。
[Third Embodiment] {Description of Structure} FIG. 6 is a sectional view of a third embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG.
The point is that there is no buried gate electrode 20. That is, the silicon oxide film 46 is buried in the trench 16 instead of the buried gate electrode 20. The same structures as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0046】{動作の説明}本発明の第3の実施の形態
の電界効果トランジスタの動作について説明する。ま
ず、電界効果トランジスタのON動作について説明す
る。表面ゲート電極24に正電圧が印加されると、単結
晶シリコン層12、14、22のうち表面ゲート電極2
4と向かい合っている部分に電子が集まり、蓄積層36
が形成される。
{Description of Operation} The operation of the field effect transistor according to the third embodiment of the present invention will be described. First, the ON operation of the field effect transistor will be described. When a positive voltage is applied to the front gate electrode 24, the front gate electrode 2 of the single crystal silicon layers 12, 14, 22
Electrons gather in a portion facing the storage layer 4 and the storage layer 36.
Is formed.

【0047】そして、ソース/ドレイン領域30の電圧
がソース/ドレイン領域34の電圧より高い場合、電子
はソース/ドレイン領域34、単結晶シリコン層12、
蓄積層36の順に移動する。蓄積層36を移動してきた
電子は、単結晶シリコン層14を移動し、ソース/ドレ
イン領域30に引き寄せられる。ソース/ドレイン領域
34の電圧がソース/ドレイン領域30の電圧より高い
場合、電子は先ほどと逆の移動をする。
When the voltage of the source / drain region 30 is higher than the voltage of the source / drain region 34, electrons are supplied to the source / drain region 34, the single crystal silicon layer 12,
It moves in the order of the accumulation layer 36. The electrons that have moved through the storage layer 36 move through the single crystal silicon layer 14 and are attracted to the source / drain regions 30. When the voltage of the source / drain region 34 is higher than the voltage of the source / drain region 30, the electrons move in the opposite direction.

【0048】電界効果トランジスタのOFF動作につい
て説明する。表面ゲート電極24に、0V又は負電圧を
印加されると蓄積層36が消滅する。かわりに単結晶シ
リコン層22の上から生じ下方向へ延びる空乏層によ
り、ソース/ドレイン領域30とソース/ドレイン領域
34との間に電流が流れるのを遮断している。
The OFF operation of the field effect transistor will be described. When 0 V or a negative voltage is applied to the front gate electrode 24, the accumulation layer 36 disappears. Instead, a current flows between the source / drain region 30 and the source / drain region 34 is blocked by a depletion layer formed from above the single crystal silicon layer 22 and extending downward.

【0049】{効果の説明}第3の実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態の(効果2)、(効果4)、(効
果5)と同様の効果を生じる。また、第3の実施の形態
は以下に説明する効果を生じる。
{Explanation of Effects} According to the third embodiment, the same effects as (Effect 2), (Effect 4) and (Effect 5) of the first embodiment are produced. Further, the third embodiment produces the following effects.

【0050】第3の実施の形態によれば、単結晶シリコ
ン層22上に表面ゲート電極24が形成されている。す
なわち、単結晶シリコン層22、表面ゲート電極24が
上下方向で重なるようにされている。このような構造で
は、空乏層の延びる方向が単結晶シリコン層22の厚み
方向となる。よって、単結晶シリコン層22の厚みを
0.5μm以下にすることができる。このため、OFF
状態において漏れ電流の発生を少なくすることが可能と
なる。
According to the third embodiment, surface gate electrode 24 is formed on single crystal silicon layer 22. That is, the single-crystal silicon layer 22 and the surface gate electrode 24 are vertically overlapped. In such a structure, the direction in which the depletion layer extends is the thickness direction of single crystal silicon layer 22. Therefore, the thickness of single crystal silicon layer 22 can be reduced to 0.5 μm or less. For this reason, OFF
In this state, the occurrence of leakage current can be reduced.

【0051】[第4の実施の形態] {構造の説明}図7は、本発明の第4の実施の形態の断
面図である。図1に示す第1の実施の形態との違いは、
表面ゲート電極24がない点である。図1に示す第1の
実施の形態と同じ構造については、同一の符号を付すこ
とにより説明を省略する。
[Fourth Embodiment] {Description of Structure} FIG. 7 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG.
The point is that there is no surface gate electrode 24. The same structures as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0052】{動作の説明}本発明の第4の実施の形態
の電界効果トランジスタの動作について説明する。ま
ず、電界効果トランジスタのON動作について説明す
る。埋め込みゲート電極20に正電圧が印加されると、
以下に説明する蓄積層38、40、42が形成される。
単結晶シリコン層12、14、22のうち埋め込みゲー
ト電極20の上面部と向かい合っている部分に電子が集
まり、蓄積層38が形成される。単結晶シリコン層12
のうち埋め込みゲート電極20の側面部と向かい合って
いる部分に電子が集まり、蓄積層40が形成される。単
結晶シリコン層14のうち埋め込みゲート電極20の側
面部と向かい合っている部分に電子が集まり、蓄積層4
2が形成される。
{Description of Operation} The operation of the field effect transistor according to the fourth embodiment of the present invention will be described. First, the ON operation of the field effect transistor will be described. When a positive voltage is applied to the buried gate electrode 20,
The storage layers 38, 40, and 42 described below are formed.
Electrons gather in a portion of the single-crystal silicon layers 12, 14, and 22 facing the upper surface of the buried gate electrode 20, and an accumulation layer 38 is formed. Single crystal silicon layer 12
The electrons gather in a portion of the buried gate electrode 20 facing the side surface of the buried gate electrode 20 to form the accumulation layer 40. Electrons gather in a portion of the single-crystal silicon layer 14 facing the side surface of the buried gate electrode 20, and the accumulation layer 4
2 are formed.

【0053】そして、ソース/ドレイン領域30の電圧
がソース/ドレイン領域34の電圧より高い場合、電子
はソース/ドレイン領域34、単結晶シリコン層12、
蓄積層38を順に移動する。このとき、ある電子は単結
晶シリコン層12から蓄積層38に直接移動する。ある
電子は蓄積層40を通り、蓄積層38に移動する。蓄積
層38を移動してきた電子は、単結晶シリコン層14を
移動し、ソース/ドレイン領域30に引き寄せられる。
このとき、ある電子は蓄積層38から単結晶シリコン層
14に直接移動する。ある電子は蓄積層42を通り、単
結晶シリコン層14に移動する。ソース/ドレイン領域
34の電圧がソース/ドレイン領域30の電圧より高い
場合、電子は先ほどと逆の移動をする。
When the voltage of the source / drain region 30 is higher than the voltage of the source / drain region 34, electrons are supplied to the source / drain region 34, the single crystal silicon layer 12,
The accumulation layer 38 is sequentially moved. At this time, certain electrons move directly from the single crystal silicon layer 12 to the storage layer 38. Some electrons pass through the storage layer 40 and move to the storage layer 38. The electrons that have moved through the accumulation layer 38 move through the single crystal silicon layer 14 and are attracted to the source / drain regions 30.
At this time, certain electrons move directly from the storage layer 38 to the single crystal silicon layer 14. Some electrons move to the single crystal silicon layer 14 through the storage layer 42. When the voltage of the source / drain region 34 is higher than the voltage of the source / drain region 30, the electrons move in the opposite direction.

【0054】電界効果トランジスタのOFF動作につい
て説明する。埋め込みゲート電極20に、0V又は負電
圧を印加されると蓄積層38、40、42が消滅する。
かわりに単結晶シリコン層22の下部から生じ上方向へ
延びる空乏層により、ソース/ドレイン領域30とソー
ス/ドレイン領域34との間に電流が流れるのを遮断し
ている。
The OFF operation of the field effect transistor will be described. When 0 V or a negative voltage is applied to the buried gate electrode 20, the accumulation layers 38, 40, and 42 disappear.
Instead, a depletion layer generated from a lower portion of the single crystal silicon layer 22 and extending upward blocks a current from flowing between the source / drain region 30 and the source / drain region 34.

【0055】{効果の説明}第4の実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態の(効果2)〜(効果5)と同様
の効果を生じる。また、第4の実施の形態は以下に説明
する効果を生じる。
{Explanation of Effects} According to the fourth embodiment, the same effects as (effect 2) to (effect 5) of the first embodiment are produced. Further, the fourth embodiment has the following effects.

【0056】第4の実施の形態によれば、単結晶シリコ
ン層22下に埋め込みゲート電極20が形成されてい
る。すなわち、埋め込みゲート電極20、単結晶シリコ
ン層22が上下方向で重なるようにされている。このよ
うな構造では、空乏層の延びる方向が単結晶シリコン層
22の厚み方向となる。よって、単結晶シリコン層22
の厚みを0.5μm以下にすることができる。このた
め、OFF状態において漏れ電流の発生を少なくするこ
とが可能となる。
According to the fourth embodiment, the buried gate electrode 20 is formed below the single crystal silicon layer 22. That is, the buried gate electrode 20 and the single-crystal silicon layer 22 are configured to overlap in the vertical direction. In such a structure, the direction in which the depletion layer extends is the thickness direction of single crystal silicon layer 22. Therefore, the single crystal silicon layer 22
Can have a thickness of 0.5 μm or less. Therefore, it is possible to reduce the occurrence of leakage current in the OFF state.

【0057】[第5の実施の形態] {構造の説明}図8は、本発明の第5の実施の形態の断
面図である。図1に示す第1の実施の形態との違いは、
ソース/ドレイン領域30、34が埋め込みではなく、
単結晶シリコン層12、14の表面に形成されている点
である。図1に示す第1の実施の形態と同じ構造につい
ては、同一の符号を付すことにより説明を省略する。
[Fifth Embodiment] {Description of Structure} FIG. 8 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention. The difference from the first embodiment shown in FIG.
The source / drain regions 30, 34 are not buried,
This is a point formed on the surfaces of the single crystal silicon layers 12 and 14. The same structures as those in the first embodiment shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals and description thereof will be omitted.

【0058】{動作の説明}本発明の第5の実施の形態
の電界効果トランジスタの動作について説明する。ま
ず、電界効果トランジスタのON動作について説明す
る。表面ゲート電極24及び埋め込みゲート電極20に
正電圧が印加されると、以下に説明する蓄積層36、3
8、40、42が形成される。単結晶シリコン層12、
14、22のうち表面ゲート電極24と向かい合ってい
る部分に電子が集まり、蓄積層36が形成される。単結
晶シリコン層12、14、22のうち埋め込みゲート電
極20の上面部と向かい合っている部分に電子が集ま
り、蓄積層38が形成される。単結晶シリコン層12の
うち埋め込みゲート電極20の側面部と向かい合ってい
る部分に電子が集まり、蓄積層40が形成される。単結
晶シリコン層14のうち埋め込みゲート電極20の側面
部と向かい合っている部分に電子が集まり、蓄積層42
が形成される。
{Description of Operation} The operation of the field effect transistor according to the fifth embodiment of the present invention will be described. First, the ON operation of the field effect transistor will be described. When a positive voltage is applied to the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20, the storage layers 36, 3
8, 40 and 42 are formed. Single crystal silicon layer 12,
Electrons are gathered in the portions of the substrates 14 and 22 facing the surface gate electrode 24, and the storage layer 36 is formed. Electrons gather in a portion of the single-crystal silicon layers 12, 14, and 22 facing the upper surface of the buried gate electrode 20, and an accumulation layer 38 is formed. Electrons are collected in a portion of the single-crystal silicon layer 12 facing the side surface of the buried gate electrode 20, and an accumulation layer 40 is formed. Electrons collect in a portion of the single-crystal silicon layer 14 facing the side surface of the buried gate electrode 20, and the accumulation layer 42
Is formed.

【0059】そして、ソース/ドレイン領域30の電圧
がソース/ドレイン領域34の電圧より高い場合、電子
はソース/ドレイン領域34、単結晶シリコン層12、
蓄積層36、38の順に移動する。このとき、ある電子
は単結晶シリコン層12から蓄積層36、38に直接移
動する。ある電子は蓄積層40を通り、蓄積層36、3
8に移動する。蓄積層36、38を移動してきた電子
は、単結晶シリコン層14を移動し、ソース/ドレイン
領域30に引き寄せられる。このとき、ある電子は蓄積
層36、38から単結晶シリコン層14に直接移動す
る。ある電子は蓄積層42を通り、単結晶シリコン層1
4に移動する。
When the voltage of the source / drain region 30 is higher than the voltage of the source / drain region 34, electrons are supplied to the source / drain region 34, the single crystal silicon layer 12,
It moves in the order of the accumulation layers 36 and 38. At this time, certain electrons move directly from the single crystal silicon layer 12 to the storage layers 36 and 38. Some electrons pass through the accumulation layer 40 and accumulate layers 36, 3
Go to 8. The electrons that have moved through the accumulation layers 36 and 38 move through the single crystal silicon layer 14 and are attracted to the source / drain regions 30. At this time, certain electrons move directly from the storage layers 36 and 38 to the single crystal silicon layer 14. Some electrons pass through the storage layer 42 and pass through the single crystal silicon layer 1.
Move to 4.

【0060】ソース/ドレイン領域34の電圧がソース
/ドレイン領域30の電圧より高い場合、電子は先ほど
と逆の移動をする。
When the voltage of the source / drain region 34 is higher than the voltage of the source / drain region 30, the electrons move in the opposite direction.

【0061】電界効果トランジスタのOFF動作につい
て説明する。表面ゲート電極24及び埋め込みゲート電
極20に、0V又は負電圧を印加されると蓄積層36、
38、40、42が消滅する。かわりに単結晶シリコン
層22の上部から生じ下方向へ延びる空乏層と下部から
生じ上方向へ延びる空乏層とが接触する。これによりソ
ース/ドレイン領域30とソース/ドレイン領域34と
の間に電流が流れるのを遮断している。
The OFF operation of the field effect transistor will be described. When 0 V or a negative voltage is applied to the surface gate electrode 24 and the buried gate electrode 20, the accumulation layer 36,
38, 40 and 42 disappear. Instead, the depletion layer generated from the upper portion of the single crystal silicon layer 22 and extending downward contacts the depletion layer generated from the lower portion and extending upward. As a result, the flow of current between the source / drain region 30 and the source / drain region 34 is blocked.

【0062】{効果の説明}第5の実施の形態によれ
ば、第1の実施の形態の(効果1)、(効果2)、(効
果4)、(効果5)と同様の効果を生じる。また、第5
の実施の形態は以下に説明する効果を生じる。
{Explanation of Effects} According to the fifth embodiment, the same effects as (Effect 1), (Effect 2), (Effect 4) and (Effect 5) of the first embodiment are produced. . In addition, the fifth
The embodiment has the effects described below.

【0063】第5の実施の形態によれば、埋め込みゲー
ト電極20を備えている。このため、ドリフト領域(単
結晶シリコン層12、14)を流れる電流の均一化を図
ることが可能となる。これにより、ドリフト領域の実効
的な面積を大きくできる。よって、ドリフト領域の抵抗
を下げることが可能となるので、電界効果トランジスタ
ON時の抵抗を下げられる。
According to the fifth embodiment, the buried gate electrode 20 is provided. Therefore, it is possible to make the current flowing through the drift regions (single-crystal silicon layers 12 and 14) uniform. Thereby, the effective area of the drift region can be increased. Therefore, the resistance of the drift region can be reduced, so that the resistance when the field effect transistor is ON can be reduced.

【0064】[第6の実施の形態]本発明の第6の実施
の形態により、本発明に係る製造方法について説明す
る。図9に示すように、貼り合わせのSOI基板は、p
型のシリコン基板50と、その上に形成された埋め込み
酸化膜52、その上に形成されたn型の単結晶シリコン
層54と、を含む。単結晶シリコン層54上に、例え
ば、LOCOS法を用いてフィールド酸化膜56、5
8、60、62を形成する。
[Sixth Embodiment] A manufacturing method according to the present invention will be described according to a sixth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 9, the bonded SOI substrate has p
And a buried oxide film 52 formed thereon, and an n-type single-crystal silicon layer 54 formed thereon. The field oxide films 56, 5 are formed on the single crystal silicon layer 54 by using, for example, the LOCOS method.
8, 60 and 62 are formed.

【0065】図10に示すように、フィールド酸化膜5
6、58、60、62を覆うように、単結晶シリコン層
54上に、例えば、CVD法を用いてシリコン酸化膜6
4(厚さ0.3〜1.0μm)を形成する。シリコン酸化
膜64は、トレンチ形成時にマスクとして使われる。シ
リコン酸化膜64上にレジストを形成する。レジストを
マスクとして、シリコン酸化膜64を、例えば、異方性
エッチングを用いて選択的に除去する。そして、レジス
トを除去する。シリコン酸化膜64をマスクとして、単
結晶シリコン層54を、例えば、異方性エッチングを用
いて選択的に除去し、埋め込み酸化膜52に到達するト
レンチ68(深さ3〜10μm)を形成する。そして、
例えば、バッファードフッ酸(Buffered H
F)を用いて、シリコン酸化膜64を除去する。
As shown in FIG. 10, the field oxide film 5
6, 58, 60, and 62, the silicon oxide film 6 is formed on the single crystal silicon layer 54 by using, for example, a CVD method.
4 (thickness: 0.3 to 1.0 μm). The silicon oxide film 64 is used as a mask when forming the trench. A resist is formed on the silicon oxide film 64. Using the resist as a mask, the silicon oxide film 64 is selectively removed using, for example, anisotropic etching. Then, the resist is removed. Using the silicon oxide film 64 as a mask, the single crystal silicon layer 54 is selectively removed using, for example, anisotropic etching to form a trench 68 (3 to 10 μm deep) reaching the buried oxide film 52. And
For example, buffered hydrofluoric acid (Buffered H)
Using F), the silicon oxide film 64 is removed.

【0066】図11に示すように、例えば、熱酸化によ
り、トレンチ68の表面にゲート酸化膜70(厚さ0.
05〜0.2μm)を形成する。次に、トレンチ68を
埋めるように、単結晶シリコン層54上に、例えば、C
VD法を用いてポリシリコン膜72(厚さ0.5〜1.5
μm)を形成する。
As shown in FIG. 11, a gate oxide film 70 (having a thickness of 0.1 mm) is formed on the surface of the trench 68 by, for example, thermal oxidation.
(0.5-0.2 μm). Next, for example, C is formed on the single crystal silicon layer 54 so as to fill the trench 68.
Using the VD method, the polysilicon film 72 (with a thickness of 0.5 to 1.5
μm).

【0067】図12に示すように、例えば、フォトリソ
グラフィ技術及びエッチング技術を用いてポリシリコン
膜72をパターンニングし、埋め込みゲート電極74を
形成する。埋め込みゲート電極74の断面はT字形をし
ている。埋め込みゲート電極74の上部(いわゆるT字
の横棒の部分)は、単結晶シリコン層54上にある。埋
め込みゲート電極74の下部(いわゆるT字の縦棒の部
分)は、トレンチ68内にある。次に、例えば、熱酸化
により、埋め込みゲート電極74の上部表面にゲート酸
化膜76(厚さ0.05〜0.2μm)を形成する。
As shown in FIG. 12, for example, the polysilicon film 72 is patterned using a photolithography technique and an etching technique to form a buried gate electrode 74. The section of the buried gate electrode 74 is T-shaped. The upper portion of the buried gate electrode 74 (the so-called T-shaped bar) is on the single crystal silicon layer 54. The lower part of the buried gate electrode 74 (the so-called T-shaped vertical bar portion) is in the trench 68. Next, a gate oxide film 76 (0.05 to 0.2 μm in thickness) is formed on the upper surface of the buried gate electrode 74 by, for example, thermal oxidation.

【0068】図13に示すように、フィールド酸化膜5
6、58、60、62及び埋め込みゲート電極74を覆
うように、レジスト78を形成する。レジスト78をマ
スクとして単結晶シリコン層54上のシリコン酸化膜
(このシリコン酸化膜はゲート酸化膜形成時に形成され
た)を選択的にエッチング除去する。これにより、埋め
込みゲート電極74の上部の端部の隣に、単結晶シリコ
ン層54を露出させる開口部80が形成される。
As shown in FIG. 13, field oxide film 5
A resist 78 is formed so as to cover 6, 58, 60, 62 and the buried gate electrode 74. Using the resist 78 as a mask, the silicon oxide film on the single crystal silicon layer 54 (this silicon oxide film was formed when the gate oxide film was formed) is selectively etched away. Thus, an opening 80 exposing the single-crystal silicon layer 54 is formed next to the upper end of the buried gate electrode 74.

【0069】図14に示すように、固相エピタキシャル
成長により、フィールド酸化膜56、58、60、62
及び埋め込みゲート電極74を覆うように、非晶質シリ
コン膜82を形成する。
As shown in FIG. 14, field oxide films 56, 58, 60 and 62 are formed by solid phase epitaxial growth.
Then, an amorphous silicon film 82 is formed so as to cover the buried gate electrode 74.

【0070】図15に示すように、非晶質シリコン膜8
2を熱処理(温度 650℃程度、時間 8時間程度)
し、非晶質シリコン膜82をシリコン単結晶膜84にす
る。開口部80で露出されている単結晶シリコン層54
が種結晶となる。
As shown in FIG. 15, the amorphous silicon film 8
2 heat treatment (temperature about 650 ° C, time about 8 hours)
Then, the amorphous silicon film 82 is changed to a silicon single crystal film 84. Single crystal silicon layer 54 exposed at opening 80
Becomes a seed crystal.

【0071】図16に示すように、例えば、フォトリソ
グラフィ技術及びエッチング技術を用いてシリコン単結
晶膜84をパターンニングする。パターンニングされた
シリコン単結晶膜84は、埋め込みゲート電極74を覆
い、かつフィールド酸化膜上に乗り上げている。次に、
例えば、熱酸化により、シリコン単結晶膜84の表面に
ゲート酸化膜86(厚さ0.05〜0.2μm)を形成す
る。
As shown in FIG. 16, the silicon single crystal film 84 is patterned using, for example, a photolithography technique and an etching technique. The patterned silicon single crystal film 84 covers the buried gate electrode 74 and runs on the field oxide film. next,
For example, a gate oxide film 86 (0.05 to 0.2 μm in thickness) is formed on the surface of the silicon single crystal film 84 by thermal oxidation.

【0072】図17に示すように、シリコン単結晶膜8
4を覆うように、単結晶シリコン層54上に、例えば、
CVD法を用いてポリシリコン膜(厚さ0.3〜1.0μ
m)を形成する。ポリシリコン膜は表面ゲート電極とな
る。ポリシリコン膜上にレジスト88を形成する。レジ
スト88をマスクとして、ポリシリコン膜を選択的にエ
ッチング除去し、表面ゲート電極90を形成する。
As shown in FIG. 17, the silicon single crystal film 8
4 so as to cover the single crystal silicon layer 54, for example,
Using a CVD method, a polysilicon film (having a thickness of 0.3 to 1.0 μm) is formed.
m). The polysilicon film becomes a surface gate electrode. A resist 88 is formed on the polysilicon film. Using the resist 88 as a mask, the polysilicon film is selectively etched away to form a surface gate electrode 90.

【0073】図18に示すように、単結晶シリコン層5
4上に、例えば、CVD法を用いてシリコン酸化膜92
(厚さ0.5〜1.5μm)を形成する。シリコン酸化膜
92上にレジスト94を形成する。レジスト94をマス
クとして、シリコン酸化膜92及び単結晶シリコン層5
4を選択的にエッチング除去する。これにより、フィー
ルド酸化膜56とフィールド酸化膜58との間及びフィ
ールド酸化膜60とフィールド酸化膜62との間にトレ
ンチ98、96を形成する。トレンチ98、96は埋め
込み酸化膜52に到達している。
As shown in FIG. 18, the single crystal silicon layer 5
4 on the silicon oxide film 92 using, for example, a CVD method.
(With a thickness of 0.5 to 1.5 μm). A resist 94 is formed on the silicon oxide film 92. Using the resist 94 as a mask, the silicon oxide film 92 and the single crystal silicon layer 5
4 is selectively removed by etching. As a result, trenches 98 and 96 are formed between the field oxide film 56 and the field oxide film 58 and between the field oxide film 60 and the field oxide film 62. The trenches 98 and 96 reach the buried oxide film 52.

【0074】図19に示すように、トレンチ96、98
を埋めるように、シリコン酸化膜92上に、例えば、C
VD法を用いてポリシリコン膜100(厚さ0.5〜2.
0μm)を形成する。
As shown in FIG. 19, trenches 96, 98
To fill the silicon oxide film 92 with, for example, C
Using the VD method, the polysilicon film 100 (having a thickness of 0.5 to 2.
0 μm).

【0075】図20に示すように、ポリシリコン膜10
0をエッチバックし、シリコン酸化膜92上のポリシリ
コン膜100を除去する。エッチバックを続けトレンチ
96、98内のポリシリコン膜100の上部(シリコン
酸化膜92中にあるポリシリコン膜100)を除去す
る。これにより、トレンチ96、98内のポリシリコン
膜100の下部(単結晶シリコン層54中にあるポリシ
リコン膜100)が残る。これらが、トレンチ96内に
埋め込まれたソース/ドレイン領域102、トレンチ9
8内に埋め込まれたソース/ドレイン領域104とな
る。
As shown in FIG. 20, the polysilicon film 10
0 is etched back, and the polysilicon film 100 on the silicon oxide film 92 is removed. The etch back is continued, and the upper portion of the polysilicon film 100 in the trenches 96 and 98 (the polysilicon film 100 in the silicon oxide film 92) is removed. As a result, the lower portion of the polysilicon film 100 in the trenches 96 and 98 (the polysilicon film 100 in the single crystal silicon layer 54) remains. These are the source / drain region 102 buried in the trench 96, the trench 9
8 become the source / drain regions 104 buried inside.

【0076】図21に示すように、シリコン酸化膜92
上にレジスト106を形成する。レジスト106をマス
クとして、シリコン酸化膜92を選択的にエッチング除
去し、表面ゲート電極90を露出させる。そして、レジ
スト106を除去する。
As shown in FIG. 21, a silicon oxide film 92 is formed.
A resist 106 is formed thereon. Using the resist 106 as a mask, the silicon oxide film 92 is selectively etched away to expose the surface gate electrode 90. Then, the resist 106 is removed.

【0077】図22に示すように、例えば、スパッタリ
ングにより、シリコン酸化膜92上にアルミニウム膜1
10(厚さ2〜5μm)を形成する。アルミニウム膜1
10はトレンチ96の上部(シリコン酸化膜92中)に
埋め込まれ、ソース/ドレイン領域102と電気的に接
続されている。また、アルミニウム膜110はトレンチ
98の上部(シリコン酸化膜92中)に埋め込まれ、ソ
ース/ドレイン領域104と電気的に接続されている。
また、アルミニウム膜110はスルーホール108内に
埋め込まれ、表面ゲート電極90と電気的に接続されて
いる。
As shown in FIG. 22, an aluminum film 1 is formed on a silicon oxide film 92 by, for example, sputtering.
10 (thickness: 2 to 5 μm). Aluminum film 1
10 is buried in the upper part of the trench 96 (in the silicon oxide film 92) and is electrically connected to the source / drain region 102. The aluminum film 110 is embedded in the upper part of the trench 98 (in the silicon oxide film 92) and is electrically connected to the source / drain region 104.
The aluminum film 110 is embedded in the through hole 108 and is electrically connected to the surface gate electrode 90.

【0078】図23に示すように、アルミニウム膜11
0上にレジスト118を形成する。レジスト118をマ
スクとして、アルミニウム膜110を選択的にエッチン
グ除去する。これにより、ソース/ドレイン領域102
と電気的に接続されるアルミ配線112、ソース/ドレ
イン領域104と電気的に接続されるアルミ配線11
4、表面ゲート電極90と電気的に接続されるアルミ配
線116が形成される。そして、レジスト118を除去
する。以上の工程により、図24に示すように、電界効
果トランジスタが完成する。
As shown in FIG. 23, the aluminum film 11
A resist 118 is formed on 0. Using the resist 118 as a mask, the aluminum film 110 is selectively etched away. Thereby, the source / drain regions 102
Wiring 112 electrically connected to the wiring, aluminum wiring 11 electrically connected to the source / drain region 104
4. An aluminum wiring 116 electrically connected to the surface gate electrode 90 is formed. Then, the resist 118 is removed. Through the above steps, a field effect transistor is completed as shown in FIG.

【0079】なお、第1〜第6の実施の形態では、p型
のシリコン基板にn型の単結晶シリコン層について説明
したが、n型のシリコン基板にp型の単結晶シリコン層
の場合であっても本発明を適用できる。
In the first to sixth embodiments, an n-type single-crystal silicon layer has been described on a p-type silicon substrate. However, a case where a p-type single-crystal silicon layer is formed on an n-type silicon substrate will be described. Even if there is, the present invention can be applied.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a first embodiment of the present invention.

【図2】図1の電界効果トランジスタ中の電子の流れの
シュミレーションを示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a simulation of an electron flow in the field-effect transistor of FIG.

【図3】ゲート電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲ
ート電極20)はp型であり、単結晶シリコン層22は
n型である場合のOFF時におけるドレイン電流とドレ
イン電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing a relationship between a drain current and a drain voltage when the gate electrode (surface gate electrode 24, buried gate electrode 20) is p-type and the single-crystal silicon layer 22 is n-type. is there.

【図4】ゲート電極(表面ゲート電極24、埋め込みゲ
ート電極20)はn型であり、単結晶シリコン層22は
n型である場合のOFF時におけるドレイン電流とドレ
イン電圧との関係を示すグラフである。
FIG. 4 is a graph showing the relationship between drain current and drain voltage when the gate electrode (surface gate electrode 24, buried gate electrode 20) is n-type and single-crystal silicon layer 22 is n-type when off. is there.

【図5】本発明の第2の実施の形態の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施の形態の断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施の形態の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施の形態の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a fifth embodiment of the present invention.

【図9】本発明の第6の実施の形態の第1工程の断面図
である。
FIG. 9 is a sectional view of a first step of the sixth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6の実施の形態の第2工程の断面
図である。
FIG. 10 is a sectional view of a second step in the sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第6の実施の形態の第3工程の断面
図である。
FIG. 11 is a sectional view of a third step in the sixth embodiment of the present invention.

【図12】本発明の第6の実施の形態の第4工程の断面
図である。
FIG. 12 is a sectional view of a fourth step in the sixth embodiment of the present invention.

【図13】本発明の第6の実施の形態の第5工程の断面
図である。
FIG. 13 is a sectional view of a fifth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の第6の実施の形態の第6工程の断面
図である。
FIG. 14 is a sectional view of a sixth step of the sixth embodiment of the present invention.

【図15】本発明の第6の実施の形態の第7工程の断面
図である。
FIG. 15 is a sectional view of a seventh step of the sixth embodiment of the present invention.

【図16】本発明の第6の実施の形態の第8工程の断面
図である。
FIG. 16 is a sectional view of an eighth step of the sixth embodiment of the present invention.

【図17】本発明の第6の実施の形態の第9工程の断面
図である。
FIG. 17 is a sectional view of a ninth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図18】本発明の第6の実施の形態の第10工程の断
面図である。
FIG. 18 is a sectional view of a tenth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図19】本発明の第6の実施の形態の第11工程の断
面図である。
FIG. 19 is a sectional view of an eleventh step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図20】本発明の第6の実施の形態の第12工程の断
面図である。
FIG. 20 is a sectional view of a twelfth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図21】本発明の第6の実施の形態の第13工程の断
面図である。
FIG. 21 is a sectional view of a thirteenth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図22】本発明の第6の実施の形態の第14工程の断
面図である。
FIG. 22 is a sectional view of a fourteenth step of the sixth embodiment of the present invention.

【図23】本発明の第6の実施の形態の第15工程の断
面図である。
FIG. 23 is a sectional view of a fifteenth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図24】本発明の第6の実施の形態の第16工程の断
面図である。
FIG. 24 is a sectional view of a sixteenth step according to the sixth embodiment of the present invention.

【図25】特開平8−213613号公報に開示された
双方向電流阻止機能を有する電界効果トランジスタの部
分断面図である。
FIG. 25 is a partial cross-sectional view of a field effect transistor having a bidirectional current blocking function disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-213613.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 12 単結晶シリコン層 14 単結晶シリコン層 16 トレンチ 18 ゲート酸化膜 20 埋め込みゲート電極 22 単結晶シリコン層 24 表面ゲート電極 26 ゲート酸化膜 28 トレンチ 30 ソース/ドレイン領域 32 トレンチ 34 ソース/ドレイン領域 36 蓄積層 38 蓄積層 40 蓄積層 42 蓄積層 44 埋め込み酸化膜 46 シリコン酸化膜 50 シリコン基板 52 埋め込み酸化膜 54 単結晶シリコン層 56 フィールド酸化膜 58 フィールド酸化膜 60 フィールド酸化膜 62 フィールド酸化膜 64 シリコン酸化膜 68 トレンチ 70 ゲート酸化膜 72 ポリシリコン膜 74 埋め込みゲート電極 76 ゲート酸化膜 78 レジスト 80 開口部 82 非晶質シリコン膜 84 シリコン単結晶膜 86 ゲート酸化膜 88 レジスト 90 表面ゲート電極 92 シリコン酸化膜 94 レジスト 96 トレンチ 98 トレンチ 100 ポリシリコン膜 102 ソース/ドレイン領域 104 ソース/ドレイン領域 106 レジスト 108 スルーホール 110 アルミニウム膜 112 アルミ配線 114 アルミ配線 116 アルミ配線 118 レジスト DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Silicon substrate 12 Single crystal silicon layer 14 Single crystal silicon layer 16 Trench 18 Gate oxide film 20 Embedded gate electrode 22 Single crystal silicon layer 24 Surface gate electrode 26 Gate oxide film 28 Trench 30 Source / drain region 32 Trench 34 Source / drain region 36 accumulation layer 38 accumulation layer 40 accumulation layer 42 accumulation layer 44 buried oxide film 46 silicon oxide film 50 silicon substrate 52 buried oxide film 54 single crystal silicon layer 56 field oxide film 58 field oxide film 60 field oxide film 62 field oxide film 64 silicon Oxide film 68 trench 70 gate oxide film 72 polysilicon film 74 buried gate electrode 76 gate oxide film 78 resist 80 opening 82 amorphous silicon film 84 silicon single crystal film 86 gate acid Oxide film 88 resist 90 surface gate electrode 92 silicon oxide film 94 resist 96 trench 98 trench 100 polysilicon film 102 source / drain region 104 source / drain region 106 resist 108 through hole 110 aluminum film 112 aluminum wiring 114 aluminum wiring 116 aluminum wiring 118 Resist

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 蓄積層がキャリアの通る経路となる電界
効果トランジスタであって、 第1導電型の第1及び第2ソース/ドレインと、 前記第1ソース/ドレインと前記第2ソース/ドレイン
との間に位置する第1導電型の第1半導体層と、 前記第1半導体層上及び下のうち、少なくともいずれか
一方に形成されたゲート電極と、 を備え、 前記ゲート電極に電圧が印加されることにより、前記第
1半導体層には前記ゲート電極に沿ってキャリアが流れ
る前記蓄積層が形成され、さらに、 前記第1ソース/ドレインと前記ゲート電極との間に位
置する第1導電型の第2半導体層と、 前記第2ソース/ドレインと前記ゲート電極との間に位
置する第1導電型の第3半導体層と、 を備えた、双方向電流阻止機能を有する電界効果トラン
ジスタ。
1. A field effect transistor in which a storage layer serves as a path through which carriers pass, wherein a first conductivity type first and second source / drain, a first source / drain, and a second source / drain are provided. A first semiconductor layer of a first conductivity type located between the first semiconductor layer and a gate electrode formed on at least one of the first semiconductor layer and the lower layer. A voltage is applied to the gate electrode. Thereby, the accumulation layer in which carriers flow along the gate electrode is formed in the first semiconductor layer, and a first conductivity type of the first conductivity type located between the first source / drain and the gate electrode is formed. A field effect transistor having a bidirectional current blocking function, comprising: a second semiconductor layer; and a third semiconductor layer of a first conductivity type located between the second source / drain and the gate electrode.
【請求項2】 請求項1において、 前記ゲート電極は、前記第2半導体層と前記第3半導体
層との間に位置する第1トレンチ内に形成されている、
双方向電流阻止機能を有する電界効果トランジスタ。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is formed in a first trench located between the second semiconductor layer and the third semiconductor layer.
A field effect transistor having a bidirectional current blocking function.
【請求項3】 請求項1又は2のいずれかにおいて、 前記ゲート電極は第2導電型である、双方向電流阻止機
能を有する電界効果トランジスタ。
3. The field effect transistor according to claim 1, wherein the gate electrode is of a second conductivity type and has a bidirectional current blocking function.
【請求項4】 請求項1〜3のいずれかにおいて、 前記ゲート電極に対して、前記第2半導体層の形状と前
記第3半導体層の形状とが対称である、双方向電流阻止
機能を有する電界効果トランジスタ。
4. The bidirectional current blocking function according to claim 1, wherein the shape of the second semiconductor layer and the shape of the third semiconductor layer are symmetric with respect to the gate electrode. Field effect transistor.
【請求項5】 蓄積層がキャリアの通る経路となる電界
効果トランジスタの製造方法であって、 第1導電型の第2半導体層と第1導電型の第3半導体層
との間に、埋め込み層を形成する工程と、 前記埋め込み層上に、前記第2及び前記第3半導体層に
電気的に接続され、かつ前記蓄積層が形成される第1導
電型の第1半導体層を形成する工程と、 前記第1半導体層上又は下のうち、少なくともいずれか
一方にゲート電極を形成する工程と、 前記第2及び前記第3半導体層が間に位置するように、
第1及び第2ソース/ドレインを形成する工程と、 を備えた、双方向電流阻止機能を有する電界効果トラン
ジスタの製造方法。
5. A method for manufacturing a field effect transistor in which a storage layer serves as a path through which carriers pass, wherein a buried layer is provided between a second semiconductor layer of a first conductivity type and a third semiconductor layer of a first conductivity type. Forming a first conductive type first semiconductor layer on the buried layer, which is electrically connected to the second and third semiconductor layers and in which the storage layer is formed. Forming a gate electrode on at least one of above and below the first semiconductor layer; and so that the second and third semiconductor layers are located between
Forming a first and a second source / drain, a method for manufacturing a field-effect transistor having a bidirectional current blocking function.
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