JP2003008008A - Insulated gate semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Insulated gate semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003008008A
JP2003008008A JP2001188970A JP2001188970A JP2003008008A JP 2003008008 A JP2003008008 A JP 2003008008A JP 2001188970 A JP2001188970 A JP 2001188970A JP 2001188970 A JP2001188970 A JP 2001188970A JP 2003008008 A JP2003008008 A JP 2003008008A
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JP
Japan
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gate electrode
layer
layers
channel layer
gate
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JP2001188970A
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Japanese (ja)
Inventor
Hirotoshi Kubo
博稔 久保
Norihiro Shigeta
典博 重田
Eiichiro Kuwako
栄一郎 桑子
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.)
Sanyo Electric Co Ltd
Original Assignee
Sanyo Electric Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To solve the problem that the reductions of the on-resistances of the planar transistors of an insulated gate semiconductor device largely relies upon the device or lithography in such a way that the cell densities of the transistors must be improved by scale-down etc., and, when the scale-down is advanced further, the gate lengths of the transistors become shorter due to a scaling rule, and the withstand voltages of the transistors are deteriorated depending upon impressed gate voltages. SOLUTION: The insulated gate semiconductor device is constituted in a multilayered structure by alternately laminating the gate electrode layers and channel layers of planar transistors upon another. Consequently, a structure in which the planar transistors are arranged in parallel can be realized and the gate width of the device also increases in proportion to the number of laminated layers. Therefore, the total on-resistance of the semiconductor device can be reduced without reducing the size of the device nor relying upon lithography technology.

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】本発明は絶縁ゲート型半導体
装置およびその製造方法に係り、特にチャネル幅の増加
によりオン抵抗を低減できる絶縁ゲート型半導体装置お
よびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulated gate semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to an insulated gate semiconductor device and a method of manufacturing the same that can reduce ON resistance by increasing a channel width.

【0002】[0002]

【従来の技術】携帯端末の普及に伴い小型で大容量のリ
チュウムイオン電池が求められるようになってきた。こ
のリチュウムイオン電池の充放電のバッテリーマネージ
メントを行う保護回路は携帯端末の軽量化のニーズによ
り、より小型で負荷ショートにも十分に耐えうるもので
なくてはならない。かかる保護回路はリチュウムイオン
電池の容器内に内蔵されるために小型化が求められ、チ
ップ部品を多用したCOB(Chip on Boar
d)技術が駆使され、小型化の要求に応えてきた。しか
し一方ではリチュウムイオン電池に直列にパワーMOS
FETを接続するのでこのパワーMOSFETのオン抵
抗も極めて小さくするニーズがあり、これが携帯電話で
は通話時間や待機時間を長くするために不可欠の要素で
ある。
2. Description of the Related Art With the popularization of portable terminals, small-sized and large-capacity lithium-ion batteries have been required. The protection circuit for battery management of charge and discharge of the lithium ion battery must be smaller and sufficiently resistant to load short circuit due to the need for weight reduction of the mobile terminal. Such a protection circuit is required to be miniaturized because it is built in the container of the lithium-ion battery, and a COB (Chip on Boar) that uses a lot of chip parts is required.
d) Technology has been used to meet the demand for miniaturization. However, on the other hand, the power MOS is connected in series with the lithium ion battery.
Since FETs are connected, there is a need to make the on-resistance of this power MOSFET extremely small, and this is an essential element in a mobile phone in order to lengthen the call time and standby time.

【0003】このためにチップを製造する上で微細加工
によりセル密度を上げる開発が進められてきた。具体的
には、セルサイズを縮小することで、セル密度を従来の
750万セル/inch2から2500万セル/inch2へと大
幅に高めることにより従来のプレーナー型MOSFET
に対してトレンチ型パワーMOSFETでは、約33%
のオン抵抗を低減できるようになった。
Therefore, development of increasing cell density by microfabrication has been advanced in manufacturing chips. Specifically, by reducing the cell size, the cell density is significantly increased from the conventional 7.5 million cells / inch 2 to 25 million cells / inch 2 , and the conventional planar MOSFET
On the other hand, in the trench type power MOSFET, about 33%
It has become possible to reduce the on resistance of.

【0004】図17を用いて従来のトレンチ型パワーM
OSFETの構造をNチャネル型を例に示す。図17
(A)は上面図であり、図17(B)は断面図である。
Referring to FIG. 17, a conventional trench type power M
The structure of the OSFET is shown by taking the N-channel type as an example. FIG. 17
17A is a top view and FIG. 17B is a cross-sectional view.

【0005】図17(A)によれば、トレンチ型MOS
FETは、格子状のトレンチ27と、トレンチ27に埋
設されたゲート電極33と、トレンチ27に沿って設け
られたソース領域35と、ソース領域35に囲まれた領
域に設けたボディコンタクト領域34とから構成され
る。なお、層間絶縁膜およびソース電極は省略してあ
る。
According to FIG. 17A, a trench type MOS is provided.
The FET includes a lattice-shaped trench 27, a gate electrode 33 embedded in the trench 27, a source region 35 provided along the trench 27, and a body contact region 34 provided in a region surrounded by the source region 35. Composed of. The interlayer insulating film and the source electrode are omitted.

【0006】また、破線で示した部分がトレンチ型MO
SFETの1つのセル38となる。
Also, the portion shown by the broken line is a trench type MO.
It becomes one cell 38 of the SFET.

【0007】トレンチ27は幅を約1μmとし、実動作
領域上で約5μm間隔の格子状に形成し、内壁をゲート
酸化膜(図示せず)で被覆する。トレンチ27内には、
ポリシリコンを埋設し、不純物を導入して低抵抗化を図
り、ゲート電極33を設ける。
The trench 27 has a width of about 1 μm and is formed in a lattice pattern with an interval of about 5 μm on the actual operating region, and its inner wall is covered with a gate oxide film (not shown). In the trench 27,
A gate electrode 33 is provided by burying polysilicon and introducing impurities to reduce the resistance.

【0008】ボディコンタクト領域34は基板の電位安
定化のために、正方形もしくはそれに準じる形状で、ソ
ース領域35に囲まれて島状に形成される。
The body contact region 34 has a square shape or a shape similar thereto and is formed in an island shape surrounded by the source region 35 in order to stabilize the potential of the substrate.

【0009】ソース領域35はトレンチ27に沿って設
けられ、四角またはそれに準じる形状になる。チャネル
は、ソース領域35からトレンチ27の深さ方向に、ゲ
ート酸化膜(図示せず)を介してゲート電極33に隣接
して形成される。ゲート幅Wは、電流経路となるチャネ
ルの幅であり、この場合1つの基本セルのゲート幅は4
×W2となる。
The source region 35 is provided along the trench 27 and has a square shape or a shape similar thereto. The channel is formed in the depth direction of the trench 27 from the source region 35 and adjacent to the gate electrode 33 via a gate oxide film (not shown). The gate width W is the width of the channel serving as the current path, and in this case, the gate width of one basic cell is 4
× W2.

【0010】図17(B)には、トレンチ型MOSFE
Tの断面構造を示す。
FIG. 17B shows a trench type MOSFE.
A sectional structure of T is shown.

【0011】N+型のシリコン半導体基板21の上にN-
型のエピタキシャル層からなるドレイン領域22を設
け、その表面にP型のチャネル層24を設ける。チャネ
ル層24を貫通し、ドレイン領域22まで到達するトレ
ンチ27を設け、トレンチ27の内壁をゲート酸化膜3
1で被膜し、トレンチ27に充填されたポリシリコンよ
りなるゲート電極33を設ける。トレンチ27に隣接し
たチャネル層24表面にはN+型のソース領域35が形
成され、隣り合う2つのソース領域35間のチャネル層
24表面にはP+型のボディコンタクト領域34を設け
る。さらにゲート電極33印加時にはソース領域35か
らトレンチ27に沿って破線で示す如く電流経路となる
チャネルが形成される。ゲート電極33上は層間絶縁膜
36で覆い、ソース領域35およびボディコンタクト領
域34にコンタクトするソース電極37を設ける。
On the N + type silicon semiconductor substrate 21, N
A drain region 22 made of a positive type epitaxial layer is provided, and a P type channel layer 24 is provided on the surface thereof. A trench 27 penetrating the channel layer 24 and reaching the drain region 22 is provided, and the inner wall of the trench 27 is covered with the gate oxide film 3
A gate electrode 33 made of polysilicon, which is coated with 1 and is filled in the trench 27, is provided. An N + type source region 35 is formed on the surface of the channel layer 24 adjacent to the trench 27, and a P + type body contact region 34 is provided on the surface of the channel layer 24 between two adjacent source regions 35. Further, when the gate electrode 33 is applied, a channel serving as a current path is formed from the source region 35 along the trench 27 as shown by a broken line. The gate electrode 33 is covered with an interlayer insulating film 36, and a source electrode 37 that contacts the source region 35 and the body contact region 34 is provided.

【0012】図18から図21を参照して、従来のトレ
ンチ構造のパワーMOSFETの製造工程を示す。
Referring to FIGS. 18 to 21, the manufacturing process of a conventional power MOSFET having a trench structure will be described.

【0013】図18では、N+型シリコン半導体基板2
1にN-型のエピタキシャル層を積層してドレイン領域
22を形成する。表面に酸化膜23を形成した後、予定
のチャネル層24の部分の酸化膜23をエッチングす
る。この酸化膜23をマスクとして全面にドーズ量1.
0×1013でボロンを注入した後、拡散してP型のチャ
ネル層24を形成する。
In FIG. 18, an N + type silicon semiconductor substrate 2 is shown.
A drain region 22 is formed by laminating an N type epitaxial layer on the substrate 1. After the oxide film 23 is formed on the surface, the oxide film 23 in the portion of the planned channel layer 24 is etched. A dose amount of 1.
After implanting boron at 0 × 10 13, it is diffused to form a P-type channel layer 24.

【0014】全面にCVD法によりNSG(Non−d
oped Silicate Glass)のCVD酸
化膜25を厚さ3000Åに生成し、レジスト膜による
マスクをトレンチ開口部となる部分を除いてかけて、C
VD酸化膜25をドライエッチングして部分的に除去
し、チャネル層24が露出したトレンチ開口部を間口約
1.0μmに形成する。
NSG (Non-d
a CVD oxide film 25 of an open silicate glass) with a thickness of 3000 Å, and a mask made of a resist film is applied to remove a portion to be a trench opening, and C
The VD oxide film 25 is partially removed by dry etching to form a trench opening where the channel layer 24 is exposed to a frontage of about 1.0 μm.

【0015】次に、CVD酸化膜25をマスクとしてト
レンチ開口部のシリコン半導体基板をCF系およびHB
r系ガスによりドライエッチングし、チャネル層24を
貫通してドレイン領域22まで達する約2.0μmの深
さのトレンチ27を形成する。
Next, using the CVD oxide film 25 as a mask, the silicon semiconductor substrate in the trench opening is CF-based and HB-based.
Dry etching is performed using an r-based gas to form a trench 27 that penetrates the channel layer 24 and reaches the drain region 22 and has a depth of about 2.0 μm.

【0016】更に、ダミー酸化をしてトレンチ27内壁
とチャネル層24表面に3000Å程度のダミー酸化膜
を形成してドライエッチングの際のエッチングダメージ
を除去する。このダミー酸化で形成されたダミー酸化膜
とCVD酸化膜25を同時にフッ酸などの酸化膜エッチ
ャントにより除去することにより、安定したゲート酸化
膜を形成することができる。また高温で熱酸化すること
によりトレンチ27の開口部に丸みをつけ、トレンチ2
7の開口部での電界集中を避ける効果もある。
Further, dummy oxidation is performed to form a dummy oxide film of about 3000 Å on the inner wall of the trench 27 and the surface of the channel layer 24 to remove etching damage during dry etching. By removing the dummy oxide film formed by this dummy oxidation and the CVD oxide film 25 simultaneously with an oxide film etchant such as hydrofluoric acid, a stable gate oxide film can be formed. Further, the opening of the trench 27 is rounded by thermal oxidation at a high temperature, and the trench 2
There is also an effect of avoiding the electric field concentration at the opening of No. 7.

【0017】図19では、全面を熱酸化してゲート酸化
膜31を閾値に応じて例えば厚み約700Åに形成し、
その後、トレンチ27に埋設されるゲート電極33を形
成する。すなわち、全面にノンドープのポリシリコン層
32を堆積し、リンを高濃度に注入・拡散して高導電率
化を図り、ゲート電極33を形成する。その後全面に堆
積したポリシリコン層32をマスクなしでドライエッチ
して、トレンチ27に埋設したゲート電極33を残す。
In FIG. 19, the entire surface is thermally oxidized to form a gate oxide film 31 with a thickness of, for example, about 700 Å according to a threshold value.
Then, the gate electrode 33 embedded in the trench 27 is formed. That is, a non-doped polysilicon layer 32 is deposited on the entire surface, phosphorus is injected and diffused at a high concentration to increase the conductivity, and the gate electrode 33 is formed. After that, the polysilicon layer 32 deposited on the entire surface is dry-etched without a mask to leave the gate electrode 33 buried in the trench 27.

【0018】図20ではレジスト膜PRによるマスクに
より選択的にボロンをドーズ量5.0×1014でイオン
注入し、P+型のボディコンタクト領域34を形成した
後、レジスト膜PRを除去する。その後、新たなレジス
ト膜PRで予定のソース領域35およびゲート電極33
を露出する様にマスクして、砒素をドーズ量5.0×1
15でイオン注入し、N+型のソース領域35をトレン
チ27に隣接するチャネル層24表面に形成した後、レ
ジスト膜PRを除去する。
In FIG. 20, boron is selectively ion-implanted with a mask of the resist film PR at a dose amount of 5.0 × 10 14 to form a P + type body contact region 34, and then the resist film PR is removed. Thereafter, a new resist film PR is used for the planned source region 35 and gate electrode 33.
Mask to expose the arsenic and dose arsenic 5.0 × 1
After ion implantation at 0 15 to form the N + type source region 35 on the surface of the channel layer 24 adjacent to the trench 27, the resist film PR is removed.

【0019】図21では、全面にBPSG(Boron
Phosphorus Silicate Glas
s)層をCVD法により堆積して、層間絶縁膜36を形
成する。その後、レジスト膜をマスクにして少なくとも
ゲート電極33上に層間絶縁膜36を残す。その後アル
ミニウムをスパッタ装置で全面に付着して、ソース領域
35およびボディコンタクト領域34にコンタクトする
ソース電極37を形成する。
In FIG. 21, BPSG (Boron) is formed on the entire surface.
Phosphorus Silicate Glass
The s) layer is deposited by the CVD method to form the interlayer insulating film 36. After that, the interlayer insulating film 36 is left at least on the gate electrode 33 using the resist film as a mask. After that, aluminum is deposited on the entire surface by a sputtering apparatus to form a source electrode 37 that contacts the source region 35 and the body contact region 34.

【0020】[0020]

【発明が解決しようとする課題】一般にパワーMOSF
ETのオン抵抗rmは以下の式で表される。
Generally, a power MOSF is used.
The ET on-resistance r m is expressed by the following equation.

【0021】rm=L/(WCOX(VGS−Vth)) 上式において、L:ゲート長 W:ゲート幅 COX:ゲ
ート酸化膜の容量 V GS:ゲート印加電圧 Vth:しき
い値 である。
Rm= L / (WCOX(VGS-Vth)) In the above formula, L: gate length W: gate width COX: Ge
Capacity of oxide film V GS: Gate applied voltage Vth: Shiki
Value.

【0022】このrmによれば、オン抵抗を低減するた
めには様々のパラメータの改善が考えられるが、例えば
ゲート幅W(電流経路の幅)を増やすことによって、オ
ン抵抗は低減できる。
According to this r m , various parameters can be improved in order to reduce the on-resistance, but the on-resistance can be reduced by increasing the gate width W (width of the current path), for example.

【0023】前述のトレンチ型パワーMOSFETで
は、図17(A)に示す如くゲート幅Wは、トレンチ周
囲に形成されたソース領域の幅W2の総和である。トレ
ンチ型パワーMOSFETでは、基板表面に対して垂直
方向に縦型チャネルを形成するため、加工精度の許す限
り単位セルを小型化し、単位面積当たりの単位セル数を
増加することができる。
In the trench type power MOSFET described above, the gate width W is the sum of the widths W2 of the source regions formed around the trench as shown in FIG. In the trench type power MOSFET, since the vertical channel is formed in the direction perpendicular to the substrate surface, the unit cell can be downsized and the number of unit cells per unit area can be increased as long as the processing accuracy allows.

【0024】しかし、トレンチの加工精度はリソグラフ
ィー技術および露光装置に依存するところが大きく、ト
レンチ型パワーMOSFETの微細化にも限界がある。
セル数が増えなくなれば当然ゲート幅Wもこれ以上は増
加しないことになり、ゲート幅Wの増加によるオン抵抗
の低減が進まない問題があった。
However, the processing accuracy of the trench depends largely on the lithography technique and the exposure apparatus, and there is a limit to miniaturization of the trench type power MOSFET.
If the number of cells does not increase, the gate width W naturally does not increase any more, and there is a problem that the on-resistance cannot be reduced due to the increase in the gate width W.

【0025】また、微細化を進めていくと、トレンチ型
パワーMOSFETの電流経路がエピタキシャル層とN
型基板の界面で外側に曲折し、隣接するセルの電流経路
と合流して電流密度が過剰になる。電流密度過剰部分で
は電流も飽和状態になり、その部分で抵抗成分が発生す
ると考えられる。この点においても単位面積あたりの単
位セル数の増加には限界があった。
Further, as miniaturization progresses, the current path of the trench type power MOSFET is changed to the epitaxial layer and the N
It bends outward at the interface of the mold substrate and merges with the current paths of adjacent cells, resulting in an excessive current density. It is considered that the current is saturated in the portion where the current density is excessive and a resistance component is generated in that portion. In this respect as well, there is a limit to the increase in the number of unit cells per unit area.

【0026】[0026]

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題に鑑
みてなされ、一導電型の半導体基板表面の1つのチャネ
ル層と、前記チャネル層の表面に離間して設けられた逆
導電型の1つのソース領域およびドレイン領域と、前記
ソース領域およびドレイン領域と隣接した前記チャネル
層上に交互に積層された複数のゲート電極層および他の
チャネル層とを具備することを特徴とし、従来1層であ
ったプレーナー型トランジスタのゲート電極およびチャ
ネル層を2層以上にすることにより、トランジスタの並
列接続を実現するものである。これは、微細化技術によ
らず、ゲート幅Wを増やせるものであり、従来構造と比
較してオン抵抗の大幅な低減を図ることができる。
The present invention has been made in view of the above problems, and one channel layer on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, and one of the opposite conductivity type provided separately on the surface of the channel layer. One source region and a drain region, and a plurality of gate electrode layers and other channel layers that are alternately laminated on the channel layer adjacent to the source region and the drain region. The parallel connection of the transistors is realized by forming the gate electrode and the channel layer of the existing planar transistor into two or more layers. This makes it possible to increase the gate width W regardless of the miniaturization technique, and can significantly reduce the on-resistance as compared with the conventional structure.

【0027】また、1つのチャネル層となる一導電型の
半導体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に半導体材
料からなるゲート電極層を形成する工程と、全面に絶縁
膜を形成し、前記ゲート電極層を絶縁膜で覆う工程と、
前記ゲート電極層上に他のチャネル層となる一導電型の
半導体層を形成する工程と、前記ゲート電極層および他
のチャネル層を交互に複数積層する工程と、前記1つの
チャネル層表面に逆導電型の1つのソース領域およびド
レイン領域を形成し、同時に他のチャネル層の両端に他
のソース領域およびドレイン領域を形成する工程とを具
備することを特徴とし、新規設備を導入することなく、
ゲート幅Wを増加させることでオン抵抗の低減を可能と
する絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を提供できる。
Further, a step of forming an insulating film on a semiconductor substrate of one conductivity type to be one channel layer and forming a gate electrode layer made of a semiconductor material on the insulating film, and forming the insulating film on the entire surface. A step of covering the gate electrode layer with an insulating film,
Forming a semiconductor layer of one conductivity type to be another channel layer on the gate electrode layer, alternately stacking a plurality of the gate electrode layers and other channel layers, and inverting the surface of the one channel layer. Forming one source region and drain region of conductivity type and simultaneously forming another source region and drain region at both ends of another channel layer, without introducing new equipment.
It is possible to provide a method of manufacturing an insulated gate semiconductor device that can reduce the on-resistance by increasing the gate width W.

【0028】[0028]

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図1から図
16を参照して詳細に説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS.

【0029】図1には、本発明のスタック型MOSFE
Tの構造をNチャネル型を例に示す。
FIG. 1 shows a stack type MOSFE of the present invention.
The structure of T is shown by taking an N channel type as an example.

【0030】スタック型MOSFETのセルは、第1の
チャネル層1と、ゲート電極層5と、第1のソース領域
8およびドレイン領域9と、他のチャネル層6と、他の
ソース領域10およびドレイン領域11と、ソース電極
12およびドレイン電極13と、ゲート電極14とから
構成され、スタック型MOSFETは、このセルが多数
個配置されている。
The cell of the stack type MOSFET includes a first channel layer 1, a gate electrode layer 5, a first source region 8 and a drain region 9, another channel layer 6, another source region 10 and a drain. The stack type MOSFET includes a region 11, a source electrode 12 and a drain electrode 13, and a gate electrode 14, and a large number of these cells are arranged in the stacked MOSFET.

【0031】第1のチャネル層1は、P型のシリコン半
導体基板である。
The first channel layer 1 is a P-type silicon semiconductor substrate.

【0032】ゲート電極層5は、導電性を高めるため不
純物が導入されたシリコン単結晶またはポリシリコンか
らなり、第1のソース領域8およびドレイン領域9と隣
接した第1のチャネル層1上で、他のチャネル層6と交
互に複数積層される。また、その周囲4側面を覆ってゲ
ート酸化膜2が設けられる。
The gate electrode layer 5 is made of silicon single crystal or polysilicon into which impurities are introduced to enhance conductivity, and on the first channel layer 1 adjacent to the first source region 8 and the drain region 9, A plurality of layers are alternately stacked with the other channel layers 6. Further, a gate oxide film 2 is provided so as to cover the four side surfaces around it.

【0033】第1のソース領域8およびドレイン領域9
は、第1のチャネル層1表面にゲート長Lで離間して設
けられ、第1層目のゲート電極層5と隣接するN+型領
域である。
First source region 8 and drain region 9
Are N + -type regions that are provided on the surface of the first channel layer 1 with a gate length L and are separated from each other, and are adjacent to the first-layer gate electrode layer 5.

【0034】他のチャネル層6は、ゲート電極層5上
で、ゲート電極層と交互に複数積層されるシリコン単結
晶又はポリシリコンからなるP型半導体層であり、その
両端には他のソース領域10およびドレイン領域11と
なるN+型領域を有する。チャネル層とゲート電極層が
接している長さ(W1)の総和がゲート幅Wとなり、他
のチャネル層6ではゲート電極層5に沿ってチャネルが
形成される。つまり、ゲート電極層5で挟まれたチャネ
ル層6には上下にチャネルが形成され、ゲート電極層5
および他のチャネル層6の積層数に比例して、ゲート幅
Wも増加する。
The other channel layer 6 is a P-type semiconductor layer made of silicon single crystal or polysilicon which is alternately laminated on the gate electrode layer 5 in plural, and has another source region at both ends thereof. 10 and an N + type region serving as the drain region 11. The sum of the lengths (W1) of the contact between the channel layer and the gate electrode layer is the gate width W, and a channel is formed along the gate electrode layer 5 in the other channel layer 6. That is, channels are formed vertically in the channel layer 6 sandwiched between the gate electrode layers 5,
Also, the gate width W increases in proportion to the number of stacked other channel layers 6.

【0035】他のソース領域10およびドレイン領域1
1は、他のチャネル層6の両端に形成されたN+型領域
であり、他のソース領域10は全てソース電極12とコ
ンタクトし、他のドレイン領域11は全てドレイン電極
13とコンタクトする。
Another source region 10 and drain region 1
Reference numeral 1 denotes N + type regions formed at both ends of the other channel layer 6, all the other source regions 10 are in contact with the source electrode 12, and all the other drain regions 11 are in contact with the drain electrode 13.

【0036】ゲート電極14は、不純物が導入されたポ
リシリコン等の導電性材料または金属からなり、ゲート
電極層5を延在して積層し、その全てとコンタクトさせ
る。
The gate electrode 14 is made of a conductive material such as polysilicon having impurities introduced therein, or a metal, extends the gate electrode layer 5 and is laminated, and is brought into contact with all of them.

【0037】ソース電極12は、第1のソース領域8と
他のソース領域10の全てとコンタクトし、ドレイン電
極13は、第1のドレイン領域9と他のドレイン領域1
1の全てとコンタクトする。それぞれ不純物が導入され
たポリシリコン等の半導体材料又は金属で形成される。
The source electrode 12 is in contact with all of the first source region 8 and the other source region 10, and the drain electrode 13 is in contact with the first drain region 9 and the other drain region 1.
Contact all 1s. Each of them is formed of a semiconductor material such as polysilicon or a metal into which impurities are introduced.

【0038】ソース電極12およびドレイン電極13で
挟まれた領域がスタック型MOSFETの1つのセルで
あり、図1に示す如く、隣接するセルではソース電極ま
たはドレイン電極を共通に使用しており、このセルが多
数個配置されている。また、隣接するセルでは、他のソ
ース領域10およびドレイン領域11がソース電極12
またはドレイン電極13を中心として対称に形成され
る。
A region sandwiched between the source electrode 12 and the drain electrode 13 is one cell of a stack type MOSFET, and adjacent cells commonly use the source electrode or the drain electrode as shown in FIG. Many cells are arranged. In the adjacent cell, the other source region 10 and drain region 11 are connected to the source electrode 12
Alternatively, the drain electrodes 13 are symmetrically formed.

【0039】また、図2に、配線層の一例を示す。一点
鎖線で示すスタック型MOSFETのセル18は連続し
て多数個配置される。ソース電極12はソース配線層1
5によって各セル間で連結され、ドレイン電極13は、
ドレイン配線層16により各セル間で連結される。ゲー
ト電極14は隣接するセル間で延在されて連結される。
例えば、ゲート電極14は第1層目の配線層となり、絶
縁膜等を介して第2層目となるソース配線層15および
ドレイン配線層16が形成される。
FIG. 2 shows an example of the wiring layer. A large number of stack type MOSFET cells 18 shown by the alternate long and short dash line are continuously arranged. The source electrode 12 is the source wiring layer 1
5, and the drain electrode 13 is connected between the cells by
The drain wiring layer 16 connects the cells. The gate electrode 14 extends and is connected between adjacent cells.
For example, the gate electrode 14 serves as the first wiring layer, and the source wiring layer 15 and the drain wiring layer 16 serving as the second layer are formed via an insulating film or the like.

【0040】尚、図2に示す配線のパターンはその一例
であり、各セル間でソース電極12、ドレイン電極13
およびゲート電極14がそれぞれ連結されていれば、こ
れに示す限りではない。
The wiring pattern shown in FIG. 2 is an example, and the source electrode 12 and the drain electrode 13 are provided between the cells.
If the gate electrode 14 and the gate electrode 14 are connected to each other, the number is not limited to this.

【0041】図3には本発明のスタック型MOSFET
の1つのセルの上面図および断面図を示す。図3(A)
が上面図であり、図3(B)はA−A線の断面図であ
る。
FIG. 3 shows a stack type MOSFET of the present invention.
2 shows a top view and a cross-sectional view of one cell of FIG. Figure 3 (A)
Is a top view, and FIG. 3B is a sectional view taken along the line AA.

【0042】ソース電極12およびドレイン電極13
は、半導体基板上でゲート電極層5および他のチャネル
層6に隣接して設けられる。
Source electrode 12 and drain electrode 13
Are provided adjacent to the gate electrode layer 5 and the other channel layer 6 on the semiconductor substrate.

【0043】ゲート電極14は、全てのゲート電極層5
とコンタクトして設けられる。ゲート電極層5は、ゲー
ト電極14とのコンタクト部では他のチャネル層を介せ
ずに積層されており、エッチングによりゲート電極層5
を貫通するコンタクト孔を設けて不純物を導入したポリ
シリコン又は金属等の導電性材料を埋設する。
The gate electrode 14 is the entire gate electrode layer 5
It is provided in contact with. The gate electrode layer 5 is laminated without interposing another channel layer at the contact portion with the gate electrode 14, and the gate electrode layer 5 is formed by etching.
A conductive material such as polysilicon or metal into which impurities have been introduced is buried by providing a contact hole penetrating therethrough.

【0044】本発明の特徴は、交互に積層したゲート電
極層5および他のチャネル層6にある。この構造にする
ことにより、他のチャネル層6はゲート酸化膜2を介し
てゲート電極層5と接する面にチャネルが形成される。
図1および図3(B)に示す如く、チャネル層とゲート
電極層5が接している長さW1の総和がゲート幅Wとな
り、ゲート電極層5および他のチャネル層6の積層数に
比例して、ゲート幅Wも増加する。つまり従来のプレー
ナー型MOSFETのサイズで、トランジスタを複数並
列接続した構造となり、1層のプレーナー型トランジス
タと比較してゲート電極層5が2層の場合でオン抵抗が
4分の1、3層の場合でオン抵抗が6分の1となるもの
である。また、ゲート幅Wも積層数に比例して増加し、
ゲート電極層5に挟まれたチャネル層6ではその上下に
チャネルが形成されるので、2層の場合でゲート幅Wは
4倍になり、3層の場合でゲート幅Wは6倍となる。な
お、上記のオン抵抗およびゲート幅Wの値は、図1に示
す如く、ゲート電極層5およびチャネル層6を交互に積
層し、最上層がチャネル層6となっている場合である。
The feature of the present invention resides in the alternately laminated gate electrode layers 5 and other channel layers 6. With this structure, a channel is formed in the other channel layer 6 on the surface in contact with the gate electrode layer 5 through the gate oxide film 2.
As shown in FIGS. 1 and 3B, the sum of the length W1 of contact between the channel layer and the gate electrode layer 5 is the gate width W, which is proportional to the number of stacked gate electrode layers 5 and other channel layers 6. As a result, the gate width W also increases. In other words, it has a structure in which a plurality of transistors are connected in parallel with the size of the conventional planar type MOSFET, and the ON resistance is one fourth and three layers when the gate electrode layer 5 has two layers as compared with the one layer planar type transistor. In this case, the on-resistance becomes 1/6. In addition, the gate width W also increases in proportion to the number of stacked layers,
Since the channel is formed above and below the channel layer 6 sandwiched by the gate electrode layers 5, the gate width W becomes four times in the case of two layers, and the gate width W becomes six times in the case of three layers. The values of the on-resistance and the gate width W are as shown in FIG. 1 when the gate electrode layers 5 and the channel layers 6 are alternately stacked and the uppermost layer is the channel layer 6.

【0045】図4には、具体的な従来のプレーナー型M
OSFETおよびトレンチ型MOSFETと本発明のス
タック型MOSFETの比較を示す。図4(A)はオン
抵抗の比較であり、図4(B)はゲート幅Wの比較であ
る。この試算では、チップサイズ2.3×2.8mm
で、オン抵抗が8mmΩのトレンチ型MOSFETを基
準にして、同一チップサイズで各素子を配置した場合の
1例である。また、プレーナー型MOSFETと本発明
のスタック型MOSFETのゲート長Lはいずれも5μ
mであり、スタック型MOSFETは図1に示す如く、
最上層がチャネル層6の場合である。
FIG. 4 shows a concrete conventional planar type M.
The comparison of OSFET and trench type MOSFET and the stack type MOSFET of this invention is shown. FIG. 4A is a comparison of ON resistance, and FIG. 4B is a comparison of gate width W. In this calculation, the chip size is 2.3 x 2.8 mm
Then, this is an example of the case where the respective elements are arranged in the same chip size with reference to the trench type MOSFET having the ON resistance of 8 mmΩ. The gate length L of the planar MOSFET and the stack MOSFET of the present invention are both 5 μm.
m, and the stack type MOSFET is as shown in FIG.
This is the case where the uppermost layer is the channel layer 6.

【0046】図4(A)によれば、本発明のスタック型
MOSFETは、1層では27.8mmΩであるが、ゲ
ート電極層が2層で、オン抵抗が6.95mmΩとな
り、トレンチ型MOSFETの8mmΩを下回ってお
り、従来のプレーナー型MOSFETと比較すると10
mmΩに対して、約3割の低減となっている。更に、本
発明のスタック型MOSFETを3層にすれば、4.6
mmΩとなる。
According to FIG. 4 (A), the stack type MOSFET of the present invention has 27.8 mmΩ in one layer, but has two gate electrode layers and an ON resistance of 6.95 mmΩ. It is less than 8 mmΩ and 10 when compared with the conventional planar MOSFET.
About 30% reduction with respect to mmΩ. Furthermore, if the stack type MOSFET of the present invention has three layers, 4.6.
It becomes mmΩ.

【0047】図4(B)によれば、従来のプレーナー型
MOSFETは今回の試算の条件の下ではゲート幅Wが
約130万μmであり、トレンチ型MOSFETは約5
40万μmである。本発明のスタック型MOSFETで
は、1層では90万μmであるが、ゲート電極層と比例
して増加するため、3層以上でトレンチ型MOSFET
を上回ることが判る。
According to FIG. 4B, the conventional planar MOSFET has a gate width W of about 1.3 million μm under the conditions of the present calculation, and the trench MOSFET has about 5 μm.
It is 400,000 μm. In the stack type MOSFET of the present invention, the thickness of one layer is 900,000 μm, but since it increases in proportion to the gate electrode layer, the trench type MOSFET has three or more layers.
It turns out that it exceeds.

【0048】つまり、オン抵抗の比較ではゲート電極層
が2層以上で従来技術よりも低減でき、ゲート幅Wの比
較ではゲート電極層が3層以上で、従来技術よりも上回
り、オン抵抗が低減できるものである。ここで、いずれ
もオン抵抗の比較のための計算であるが、効果に違いが
出る理由は構造の違いによるものであり、トレンチ型M
OSFETでは、エピタキシャル層の抵抗およびN+
基板での抵抗を含む。しかし、本発明のスタック型MO
SFETの構造では、抵抗成分はチャネル層抵抗のみで
ある。オン抵抗の比較では、単純にゲート幅Wを比較し
た場合よりも、良い結果が得られているものである。
That is, in comparison of the on-resistance, the number of gate electrode layers is two or more, which is smaller than that in the conventional technique. In comparison of the gate width W, the number of gate electrode layers is three or more, which is higher than that of the conventional technique and the on-resistance is reduced. It is possible. Here, the calculations are for comparison of the on-resistances, but the reason why the effect is different is due to the difference in structure.
In OSFET, this includes the resistance of the epitaxial layer and the resistance of the N + type substrate. However, the stack type MO of the present invention
In the SFET structure, the resistance component is only the channel layer resistance. In the comparison of the on-resistances, better results are obtained than in the case of simply comparing the gate widths W.

【0049】しかし、いずれにしてもゲート電極層5お
よび他のチャネル層6の積層数に比例して、積層が可能
な限りゲート幅Wを増大させることができるので、装置
やリソグラフィ技術による微細化に依存することなく、
従来のデザインルールおよびチップサイズでオン抵抗の
大幅な低減が可能となるわけである。
However, in any case, the gate width W can be increased as much as possible in proportion to the number of the gate electrode layers 5 and the other channel layers 6 to be laminated. Without depending on
The conventional design rule and chip size can significantly reduce the on-resistance.

【0050】尚、本発明の構造においては、ゲート電極
層5およびチャネル層6が交互に積層されていれば良
く、最上層がゲート電極層5であってもよい。
In the structure of the present invention, the gate electrode layers 5 and the channel layers 6 may be laminated alternately, and the uppermost layer may be the gate electrode layer 5.

【0051】次に図5から図16を参照して本発明のス
タック型パワーMOSFETの製造方法をNチャネル型
を例に説明する。尚、以下の製造方法の説明において
は、1つのセルについてのみ図示する。
Next, with reference to FIGS. 5 to 16, the method of manufacturing the stack type power MOSFET of the present invention will be described by taking the N channel type as an example. In the following description of the manufacturing method, only one cell is shown.

【0052】トレンチ型パワーMOSFETの製造方法
は、1つのチャネル層となる一導電型の半導体基板上に
絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に半導体材料からなるゲー
ト電極層を形成する工程と、全面に絶縁膜を形成し、前
記ゲート電極層を絶縁膜で覆う工程と、前記ゲート電極
層上に他のチャネル層となる一導電型の半導体層を形成
する工程と、前記ゲート電極層および他のチャネル層を
交互に複数積層する工程と、前記1つのチャネル層表面
に逆導電型の1つのソース領域およびドレイン領域を形
成し、同時に他のチャネル層の両端に他のソース領域お
よびドレイン領域を形成する工程とから構成される。
A method of manufacturing a trench type power MOSFET comprises a step of forming an insulating film on a semiconductor substrate of one conductivity type to be one channel layer, and forming a gate electrode layer made of a semiconductor material on the insulating film. Forming an insulating film on the entire surface and covering the gate electrode layer with an insulating film; forming a one-conductivity-type semiconductor layer to be another channel layer on the gate electrode layer; Alternately laminating a plurality of channel layers, and forming one source region and drain region of opposite conductivity type on the surface of the one channel layer, and simultaneously forming another source region and drain region at both ends of another channel layer. And a process of forming.

【0053】本発明の第1の工程は図5および図6に示
す如く、第1のチャネル層となる一導電型の半導体基板
上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に半導体材料からなる
ゲート電極層を形成することである。
In the first step of the present invention, as shown in FIGS. 5 and 6, an insulating film is formed on a semiconductor substrate of one conductivity type which will be the first channel layer, and a semiconductor material is formed on the insulating film. Forming a gate electrode layer.

【0054】図5では、第1のチャネル層1となるP型
シリコン半導体基板を800℃程度で酸化し、駆動電圧
により数百Å程度のゲート酸化膜2を形成する。
In FIG. 5, the P-type silicon semiconductor substrate to be the first channel layer 1 is oxidized at about 800 ° C., and a gate oxide film 2 of about several hundred Å is formed by a driving voltage.

【0055】図6は、前記絶縁膜上に半導体材料からな
るゲート電極層の形成を示し、ゲート電極層となるシリ
コン半導体層形成の第1の実施の形態としてSPE(So
lid-phase Epitaxy:固相エピタキシャル成長)を用い
る。
FIG. 6 shows the formation of a gate electrode layer made of a semiconductor material on the insulating film. As a first embodiment of the formation of a silicon semiconductor layer to be the gate electrode layer, SPE (So
lid-phase epitaxy).

【0056】図6(A)は、SPEのために、予定のゲ
ート電極層と隣接する領域のゲート酸化膜2に1μm程
度の幅で開口部3を設けて第1のチャネル層を露出さ
せ、560℃程度で全面にアモルファスシリコンをデポ
ジションする。この開口部3は、後に1つのソースおよ
びドレイン領域を形成する際にも活用され、ソースおよ
びドレイン電極がコンタクトすることになる。その後、
500℃程度でアニールすることにより、アモルファス
シリコンがゲート酸化膜2の開口部3を基点としてSP
E(固相エピタキシャル成長)により、単結晶化する。
これにより、ゲート電極層となるシリコン半導体層4が
形成される。
In FIG. 6 (A), for SPE, an opening 3 having a width of about 1 μm is formed in the gate oxide film 2 in a region adjacent to the intended gate electrode layer to expose the first channel layer, Amorphous silicon is deposited on the entire surface at about 560 ° C. The opening 3 is also utilized when forming one source and drain region later, and the source and drain electrodes are in contact with each other. afterwards,
By annealing at about 500 ° C., amorphous silicon is sputtered from the opening 3 of the gate oxide film 2 as a starting point.
A single crystal is formed by E (solid phase epitaxial growth).
As a result, the silicon semiconductor layer 4 to be the gate electrode layer is formed.

【0057】ここで、シリコン半導体層4形成の第2の
実施の形態として、MBE(Molecular beam Epitax
y:分子線エピタキシ)により、シリコン分子をデポジ
ションしてシリコン単結晶層を形成する方法または、既
知の方法によりポリシリコンをデポジションする方法が
あり、詳細に付いては後述する。
Here, as a second embodiment of forming the silicon semiconductor layer 4, MBE (Molecular beam Epitaxy) is used.
y: a molecular beam epitaxy) is used to deposit silicon molecules to form a silicon single crystal layer, or a known method is used to deposit polysilicon, the details of which will be described later.

【0058】その後、図6(B)に示す如く、シリコン
半導体層4の全面にリン等を高濃度に注入・拡散して低
抵抗化を図り、例えばゲート幅W=20μm、ゲート長
L=5μmにエッチングして第1のチャネル層1上にゲ
ート酸化膜2を介してゲート電極層5を形成する。
After that, as shown in FIG. 6B, phosphorus or the like is injected / diffused at a high concentration over the entire surface of the silicon semiconductor layer 4 to reduce the resistance. For example, the gate width W = 20 μm and the gate length L = 5 μm. Then, the gate electrode layer 5 is formed on the first channel layer 1 with the gate oxide film 2 interposed therebetween.

【0059】本発明の第2の工程は図7に示す如く、全
面に絶縁膜を形成し、前記ゲート電極層を絶縁膜で覆う
ことである。
The second step of the present invention is to form an insulating film on the entire surface and cover the gate electrode layer with the insulating film, as shown in FIG.

【0060】ゲート電極層5上に、他のチャネル層を形
成するために、800℃程度で酸化し、駆動電圧により
数百Å程度のゲート酸化膜2を再度形成する。これによ
り、ゲート電極層5の周囲4側面がゲート酸化膜2によ
り被覆される。
On the gate electrode layer 5, in order to form another channel layer, it is oxidized at about 800 ° C., and the gate oxide film 2 of about several hundred Å is formed again by the driving voltage. As a result, the four side surfaces around the gate electrode layer 5 are covered with the gate oxide film 2.

【0061】本発明の第3の工程は図8に示す如く、前
記ゲート電極層上に他のチャネル層となる一導電型の半
導体層を形成することである。
The third step of the present invention is to form, on the gate electrode layer, a semiconductor layer of one conductivity type which becomes another channel layer, as shown in FIG.

【0062】まず、図8(A)では、SPEのための開
口部3がゲート酸化膜2で覆われているので、再度エッ
チングにより開口して第1のチャネル層1を露出させ
る。ゲート電極層5形成と同様に、560℃程度で全面
にアモルファスシリコンをデポジションし、その後、5
00℃程度でアニールする。このSPEによりアモルフ
ァスシリコンは単結晶化され、ゲート電極層5と同様の
シリコン半導体層4が形成される。その後図8(B)に
示す様に、P型不純物を導入後所望の形状にエッチング
して、他のチャネル層6を形成する。チャネル層は図3
(B)に示す如く、所望の幅W1を有するようにエッチ
ングされる。
First, in FIG. 8A, since the opening 3 for the SPE is covered with the gate oxide film 2, it is opened again by etching to expose the first channel layer 1. Similar to the formation of the gate electrode layer 5, amorphous silicon is deposited on the entire surface at about 560 ° C., and then 5
Anneal at about 00.degree. Amorphous silicon is monocrystallized by this SPE, and a silicon semiconductor layer 4 similar to the gate electrode layer 5 is formed. After that, as shown in FIG. 8B, another channel layer 6 is formed by introducing a P-type impurity and etching into a desired shape. The channel layer is shown in FIG.
As shown in (B), it is etched to have a desired width W1.

【0063】本発明の第4の工程は図9に示す如く、前
記ゲート電極層および他のチャネル層を交互に複数積層
することである。
As shown in FIG. 9, the fourth step of the present invention is to alternately stack a plurality of the gate electrode layers and the other channel layers.

【0064】本工程は、本発明の第1の特徴となる工程
であり、前記第1の工程から第4の工程を複数繰り返す
ことにより、図9(A)〜(C)に示すようにゲート電
極層5と他のチャネル層6を交互に複数積層させる。こ
れにより、周囲4側面をゲート酸化膜2に覆われたゲー
ト電極層5と、チャネル層6が交互に複数積層される。
This step is the step which is the first characteristic of the present invention, and by repeating the above first to fourth steps a plurality of times, as shown in FIGS. 9 (A) to 9 (C). A plurality of electrode layers 5 and other channel layers 6 are alternately laminated. As a result, a plurality of gate electrode layers 5 whose side surfaces are covered with the gate oxide film 2 and a plurality of channel layers 6 are alternately laminated.

【0065】後の工程で他のチャネル層両端にソース領
域およびドレイン領域が形成されることにより、複数の
トランジスタの並列接続が実現でき、ゲート電極層5が
2層であれば、オン抵抗が4分の1、3層であれば6分
の1となる。また、積層数に比例してゲート幅Wが増加
するので、ゲート電極層5が2層であればゲート幅Wは
4倍に、3層であればゲート幅は6倍になる。尚、この
値はゲート電極層5とチャネル層6を交互に積層し、最
上層がチャネル層6となった場合である。従って、微細
化によりセル密度を向上するのではなく、トランジスタ
基本素子自体のオン抵抗の低減が実現できる。
By forming a source region and a drain region at both ends of another channel layer in a later step, a plurality of transistors can be connected in parallel, and if the gate electrode layer 5 has two layers, the on-resistance is 4 If it is one-third or three layers, it will be one-sixth. In addition, since the gate width W increases in proportion to the number of stacked layers, the gate width W becomes four times the gate electrode layer 5 when the number of the gate electrode layers 5 is two, and the gate width W becomes six times when the number of the three layers is three. It should be noted that this value is obtained when the gate electrode layers 5 and the channel layers 6 are alternately laminated and the uppermost layer is the channel layer 6. Therefore, the cell density is not improved by miniaturization, but the on-resistance of the basic transistor element itself can be reduced.

【0066】また、リソグラフィ技術や装置に依存する
ことなく、従来のデザインルールで実現できるので、新
規設備を導入することなくオン抵抗を低減するパワーM
OSFETを製造することができる。
Further, since it can be realized by the conventional design rule without depending on the lithography technique or the apparatus, the power M for reducing the on-resistance without introducing new equipment.
OSFETs can be manufactured.

【0067】本発明の第5の工程は図10に示す如く、
前記第1のチャネル層表面に逆導電型の第1のソース領
域およびドレイン領域を形成し、同時に他のチャネル層
の両端に他のソース領域およびドレイン領域を形成する
ことである。
The fifth step of the present invention is as shown in FIG.
The first source and drain regions of opposite conductivity type are formed on the surface of the first channel layer, and at the same time, other source and drain regions are formed at both ends of the other channel layer.

【0068】本工程は本発明の第2の特徴となる工程で
あり、イオン注入により、またはコンタクトするソース
およびドレイン電極からの拡散により、第1のソース領
域8およびドレイン領域9、他のソース領域10および
ドレイン領域11を形成し、複数積層したスタック型パ
ワーMOSFETを形成する。上述の如く、基本素子を
多重に並列接続したことになるので、オン抵抗が大幅に
低減できる。ゲート幅Wも、ゲート電極層5およびチャ
ネル層が接する幅W1の総和であり、ゲート電極層5に
挟まれた他のチャネル層6には上下にチャネルが形成さ
れるので、ゲート電極層5の数に比例して大きくなる。
つまり、従来のチップサイズおよびデザインルールであ
りながら、ゲート幅Wを増大することができる。
This step is the second characteristic step of the present invention. The first source region 8 and the drain region 9 and other source regions are formed by ion implantation or by diffusion from the source and drain electrodes in contact. 10 and the drain region 11 are formed to form a stack type power MOSFET in which a plurality of layers are stacked. As described above, since the basic elements are connected in parallel in multiples, the on resistance can be significantly reduced. The gate width W is also the sum of the width W1 at which the gate electrode layer 5 and the channel layer are in contact with each other, and channels are formed vertically in the other channel layers 6 sandwiched by the gate electrode layers 5, so that It grows in proportion to the number.
That is, the gate width W can be increased with the conventional chip size and design rule.

【0069】図10(A)は、イオン注入により形成す
る方法を示す。全面に層間絶縁膜7を形成し、開口部3
を再び露出させる。この開口部3は、第1層目のゲート
電極層5と隣接した、予定の第1のソース領域およびド
レイン領域となる。同時に図3(B)に示す様に、延在
したゲート電極層5の全てにコンタクトするゲート電極
を形成するための溝をエッチングにより形成する。
FIG. 10A shows a method of forming by ion implantation. The interlayer insulating film 7 is formed on the entire surface, and the opening 3 is formed.
Expose again. The opening 3 becomes a planned first source region and drain region adjacent to the first-layer gate electrode layer 5. At the same time, as shown in FIG. 3B, a groove for forming a gate electrode that contacts all of the extended gate electrode layer 5 is formed by etching.

【0070】斜めにリン等のN+型不純物をイオン注入
し、第1のソース領域8およびドレイン領域9を形成
し、同時に他のチャネル層6両端に、他のソース領域1
0およびドレイン領域11を形成する。
N + -type impurities such as phosphorus are ion-implanted obliquely to form the first source region 8 and the drain region 9, and at the same time, the other source region 1 is formed on both ends of the other channel layer 6.
0 and drain region 11 are formed.

【0071】その後、図10(B)に示す如く、全面に
ポリシリコンを堆積して溝にポリシリコンを埋設し、1
×1018〜1×1020cm-3程度の不純物を導入して、全
てのソース領域とコンタクトするソース電極12を形成
し、全てのドレイン領域とコンタクトするドレイン電極
13を形成する。さらに、全てのゲート電極層とコンタ
クトするゲート電極14を形成する(図3(A)(B)
参照)。
Thereafter, as shown in FIG. 10B, polysilicon is deposited on the entire surface, and the trench is filled with polysilicon.
Impurities of about × 10 18 to 1 × 10 20 cm -3 are introduced to form the source electrode 12 in contact with all the source regions and the drain electrode 13 in contact with all the drain regions. Further, the gate electrode 14 that contacts all the gate electrode layers is formed (FIGS. 3A and 3B).
reference).

【0072】ここで、ソース電極12、ドレイン電極1
3、ゲート電極14は、アルミニウム、タングステンな
どの金属でもよい。また、イオン注入をせずに図10
(B)に示す如く不純物が導入されたポリシリコンでソ
ース電極12およびドレイン電極13を形成し、ソース
電極12およびドレイン電極13の不純物を熱拡散させ
て全てのソース領域およびドレイン領域を形成してもよ
く、その場合ゲート電極14は、アルミニウム、タング
ステンなどの金属でもよい。
Here, the source electrode 12 and the drain electrode 1
3, the gate electrode 14 may be a metal such as aluminum or tungsten. Moreover, without ion implantation, as shown in FIG.
As shown in (B), the source electrode 12 and the drain electrode 13 are formed of polysilicon into which the impurities are introduced, and the impurities of the source electrode 12 and the drain electrode 13 are thermally diffused to form all the source regions and the drain regions. In that case, the gate electrode 14 may be made of metal such as aluminum or tungsten.

【0073】尚、図10では1つのセルについて説明し
ているため省略されているが、実際には第1のソース領
域8と隣接する両側の他のチャネル層6の、第1のソー
ス領域側の側壁に他のソース領域10が形成される。他
のドレイン領域11についても同様である。
It should be noted that although it is omitted in FIG. 10 because one cell is described, in reality, the other channel layers 6 on both sides adjacent to the first source region 8 are closer to the first source region side. Another source region 10 is formed on the side wall of the. The same applies to the other drain regions 11.

【0074】一方、図11から図15に、シリコン半導
体層4形成の第2の実施の形態を示す。前述の通り、ゲ
ート電極層5および他のチャネル層6はシリコン半導体
層4であればよく、その形成方法として、MBE(Mole
cular beam Epitaxy:分子線エピタキシ)により、シ
リコン分子をデポジションしてシリコン単結晶層を形成
する方法、または既知の方法によりポリシリコンをデポ
ジションする方法がある。
On the other hand, FIGS. 11 to 15 show a second embodiment of forming the silicon semiconductor layer 4. As described above, the gate electrode layer 5 and the other channel layer 6 may be the silicon semiconductor layer 4, and the formation method thereof is MBE (Mole).
There is a method of depositing silicon molecules to form a silicon single crystal layer by cular beam epitaxy, or a method of depositing polysilicon by a known method.

【0075】図11は、第1のチャネル層1であるシリ
コン半導体基板上に前述の方法により、ゲート酸化膜2
を形成し、その後、全面にMBEによりシリコン原子を
デポジションするか、或いはCVD法等既知の方法によ
りポリシリコンをデポジションしてシリコン半導体層4
を形成する(図11(A))。更に、不純物を導入後、
所望の形状にエッチングしてゲート電極層5を形成する
(図11(B))。
FIG. 11 shows the gate oxide film 2 formed on the silicon semiconductor substrate which is the first channel layer 1 by the above-described method.
Then, silicon atoms are deposited on the entire surface by MBE, or polysilicon is deposited by a known method such as a CVD method to form the silicon semiconductor layer 4
Are formed (FIG. 11A). Furthermore, after introducing impurities,
The gate electrode layer 5 is formed by etching into a desired shape (FIG. 11B).

【0076】図12は、ゲート酸化膜の形成を示す。前
述の方法により駆動電圧に応じて数百Å程度のゲート酸
化膜2を全面に形成し、ゲート電極層5の周囲4側面を
被覆する。
FIG. 12 shows the formation of the gate oxide film. The gate oxide film 2 of about several hundred liters is formed on the entire surface by the above-mentioned method according to the driving voltage, and the four side surfaces around the gate electrode layer 5 are covered.

【0077】図13は、他のチャネル層の形成を示す。
全面にMBEまたはポリシリコンでシリコン半導体層4
を形成し、不純物導入後、図3(B)に示す如く、所望
の幅W1にエッチングされる。その後、全面にゲート酸
化膜2を形成する。
FIG. 13 shows the formation of another channel layer.
Silicon semiconductor layer 4 with MBE or polysilicon on the entire surface
After the formation of impurities and the introduction of impurities, as shown in FIG. 3B, etching is performed to a desired width W1. After that, the gate oxide film 2 is formed on the entire surface.

【0078】その後、図14(A)および(B)に示す
ように、ゲート電極層5および他のチャネル層6を複数
交互に積層する。
Thereafter, as shown in FIGS. 14A and 14B, a plurality of gate electrode layers 5 and other channel layers 6 are alternately laminated.

【0079】更に、図15は、予定のソース電極および
ドレイン電極部分ををエッチングして溝をそれぞれ設
け、ゲート電極層5と隣接する第1のチャネル層1を露
出する。また、同時に予定のゲート電極部分にもエッチ
ングにより溝を設ける。
Further, in FIG. 15, the planned source electrode and drain electrode portions are etched to form grooves, respectively, and the first channel layer 1 adjacent to the gate electrode layer 5 is exposed. At the same time, a groove is also formed by etching in a planned gate electrode portion.

【0080】この後の工程は、第1の実施の形態の第5
工程(図10)以降と同一工程となる。
The subsequent steps are the same as those in the fifth embodiment.
The process is the same as the process (FIG. 10) and thereafter.

【0081】ここで、図16(A)、(B)に示すよう
に第1および第2の実施の形態において、いずれの場合
も第1のソース領域8およびドレイン領域9は、第1層
目のゲート電極層5を形成後絶縁膜で覆い、全面にN+
型不純物を拡散して1つのチャネル層1表面に形成して
もよい。
Here, as shown in FIGS. 16A and 16B, in both cases, the first source region 8 and the drain region 9 are the first layer in the first and second embodiments. covers the gate electrode layer 5 in the form after the insulating film, the entire surface N +
The type impurities may be diffused and formed on the surface of one channel layer 1.

【0082】また、本発明の製造方法においては、ゲー
ト電極層5およびチャネル層6が交互に積層されていれ
ば良く、最上層がゲート電極層5であってもよい。
In the manufacturing method of the present invention, the gate electrode layers 5 and the channel layers 6 may be alternately laminated, and the uppermost layer may be the gate electrode layer 5.

【0083】[0083]

【発明の効果】本発明に依れば、ゲート電極層およびチ
ャネル層を複数積層することにより、トランジスタを複
数並列接続した構造を実現できるので、従来のトランジ
スタのサイズでありながら、オン抵抗を大幅に低減する
ことができる。また、ゲート幅Wも積層が可能である限
り、積層数に比例して増加する。つまり、本発明では、
基本素子自身のオン抵抗を低減することが可能である。
従来のMOSFETが微細化によりセル密度を上げて総
オン抵抗を低減することが主流であり、装置やリソグラ
フィー技術に依存する点が多かった。しかし本発明で
は、トランジスタを多層構造にすることにより、従来の
デザインルールまたはサイズでトランジスタの並列接続
が実現できる。ゲート幅Wに着目すると、ゲート電極層
および他のチャネル層の積層数に比例して、積層が可能
な限りゲート幅Wを増大させることができる。つまり、
微細化により装置の総オン抵抗を低減するのではなく、
トランジスタの各基本素子自体のオン抵抗を低減できる
利点を有する。
According to the present invention, by stacking a plurality of gate electrode layers and a plurality of channel layers, a structure in which a plurality of transistors are connected in parallel can be realized. Can be reduced to In addition, the gate width W also increases in proportion to the number of stacked layers as long as stacking is possible. That is, in the present invention,
It is possible to reduce the ON resistance of the basic element itself.
In the conventional MOSFET, it is mainstream to increase the cell density and reduce the total on-resistance by miniaturization, and there are many points depending on the device and the lithography technique. However, in the present invention, by forming the transistors in a multi-layer structure, parallel connection of the transistors can be realized according to the conventional design rule or size. Focusing on the gate width W, the gate width W can be increased as much as possible in proportion to the number of stacked gate electrode layers and other channel layers. That is,
Instead of reducing the total on-resistance of the device by miniaturization,
This has the advantage that the on-resistance of each basic element of the transistor itself can be reduced.

【0084】具体的には、オン抵抗の低減に有効な現行
のトレンチ型MOSFETのチップに本発明の構造を適
用して試算すると、最上層がチャネル層の場合において
は、ゲート電極層が2層でチャネル層が4層できるので
オン抵抗は現行のトレンチ型MOSFETを下回り、ゲ
ート電極層が3層ではチャネル層が6層できるので現行
のトレンチ型MOSFETと比較して約40%オン抵抗
を低減することができる。
Specifically, when the structure of the present invention is applied to a current trench type MOSFET chip effective for reducing the on-resistance, a trial calculation is made, and when the uppermost layer is a channel layer, two gate electrode layers are provided. Since four channel layers can be formed, the on-resistance is lower than that of the existing trench type MOSFET, and three gate electrode layers can form six channel layers, which reduces the on-resistance by about 40% compared to the existing trench type MOSFET. be able to.

【0085】また、本発明の製造方法に依れば、製造装
置およびリソグラフィー技術に依存することなくトラン
ジスタの基本素子自体のオン抵抗を低減できる。デザイ
ンルールも従来通りで良いので、新規設備を導入するこ
となく、オン抵抗を低減するパワーMOSFETが製造
できる利点を有する。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, the on-resistance of the basic element itself of the transistor can be reduced without depending on the manufacturing apparatus and the lithography technique. Since the design rule may be the same as the conventional one, there is an advantage that a power MOSFET with reduced on-resistance can be manufactured without introducing new equipment.

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

【図1】本発明の絶縁ゲート型半導体装置を説明する構
造図である。
FIG. 1 is a structural diagram illustrating an insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の絶縁ゲート型半導体装置を説明する上
面図である。
FIG. 2 is a top view illustrating an insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の絶縁ゲート型半導体装置を説明する
(A)上面図、(B)断面図である。
3A is a top view and FIG. 3B is a cross-sectional view illustrating an insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の絶縁ゲート型半導体装置を説明する特
性図である。
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図9】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図10】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図11】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図12】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図13】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図14】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図15】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図16】本発明の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法
を説明する断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the insulated gate semiconductor device of the present invention.

【図17】従来の絶縁ゲート型半導体装置を説明する
(A)上面図、(B)断面図である。
17 (A) is a top view and FIG. 17 (B) is a cross-sectional view illustrating a conventional insulated gate semiconductor device.

【図18】従来の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing a conventional insulated gate semiconductor device.

【図19】従来の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the conventional insulated gate semiconductor device.

【図20】従来の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view illustrating the method of manufacturing the conventional insulated gate semiconductor device.

【図21】従来の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法を
説明する断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the conventional insulated gate semiconductor device.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 29/78 613Z (72)発明者 桑子 栄一郎 大阪府守口市京阪本通2丁目5番5号 三 洋電機株式会社内 Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB02 BB18 BB40 CC01 CC05 DD06 DD15 DD35 DD43 DD55 DD78 DD92 FF01 FF06 FF26 GG09 GG10 GG14 GG18 HH20 5F048 AA01 AC06 BA01 BB02 BB05 BB19 BD06 BD09 BG14 CB08 5F110 AA07 BB12 CC10 DD05 EE08 EE09 EE30 EE33 EE36 EE41 FF02 FF22 GG02 GG12 GG13 GG22 GG41 HJ14 HL03 HL05 HM02 HM13 HM17 5F140 AA30 AB04 AB05 BA01 BB01 BB06 BC06 BC11 BC12 BE07 BE14 BF04 BF35 BF42 BF45 BF47 BF60 BG12 BG26 BG30 BG32 BG38 BG41 BG43 BG49 BH05 BH09 BH10 BH25 BH26 BJ26 BJ28 BK14 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) H01L 29/78 613Z (72) Inventor Eiichiro Kuwako 2-5-5 Keihanhondori, Moriguchi-shi, Osaka Sanyo Electric Machinery Co., Ltd.F-term (reference) 4M104 AA01 BB01 BB02 BB18 BB40 CC01 CC05 DD06 DD15 DD35 DD43 DD55 DD78 DD92 FF01 FF06 FF26 GG09 GG10 GG14 GG18 HH20 5F048 AA01 AC06 BA01 BB02 BB19A05B09A05A08 BB09BD08 5B07A08B09A08A08 BB08BD05 BB08BD05 BB08A08 BB09BD08 BB08A08 BB08BD08 BB08BD08 BB08A08 EE30 EE33 EE36 EE41 FF02 FF22 GG02 GG12 GG13 GG22 GG41 HJ14 HL03 HL05 HM02 HM13 HM17 5F140 AA30 AB04 AB05 BA01 BB01 BB06 BC06 B11 B26 B25 B38B25 BG45B30 BG45B30 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BG45 BK14

Claims (14)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一導電型の半導体基板表面の1つのチャ
ネル層と、前記チャネル層の表面に離間して設けられた
逆導電型の1つのソース領域およびドレイン領域と、前
記ソース領域およびドレイン領域と隣接した前記チャネ
ル層上に交互に積層された複数のゲート電極層および他
のチャネル層とを具備することを特徴とする絶縁ゲート
型半導体装置。
1. A channel layer on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, a source region and a drain region of the opposite conductivity type provided separately on the surface of the channel layer, and the source region and the drain region. And a plurality of gate electrode layers and other channel layers which are alternately stacked on the channel layer adjacent to the other gate layer and another channel layer.
【請求項2】 前記1つのソース領域およびドレイン領
域は導電性材料により前記他のチャネル層とそれぞれコ
ンタクトすることを特徴とする請求項1に記載の絶縁ゲ
ート型半導体装置。
2. The insulated gate semiconductor device according to claim 1, wherein the one source region and the drain region are in contact with the other channel layer by a conductive material, respectively.
【請求項3】 一導電型の半導体基板表面の1つのチャ
ネル層と、前記チャネル層の表面に離間して設けられた
逆導電型の1つのソース領域およびドレイン領域と、前
記ソース領域およびドレイン領域と隣接した前記チャネ
ル層上に交互に積層された複数のゲート電極層および他
のチャネル層と、前記複数のゲート電極層すべてとコン
タクトするゲート電極と、前記1つのソース領域および
前記他のチャネル層の一端とコンタクトするソース電極
と、前記1つのドレイン領域および前記他のチャネル層
の他端とコンタクトするドレイン電極とを具備すること
を特徴とする絶縁ゲート型半導体装置。
3. A channel layer on the surface of a semiconductor substrate of one conductivity type, a source region and a drain region of the opposite conductivity type which are provided on the surface of the channel layer so as to be separated from each other, and the source region and the drain region. A plurality of gate electrode layers and other channel layers alternately stacked on the channel layer adjacent to the gate layer, a gate electrode that contacts all of the plurality of gate electrode layers, the one source region and the other channel layer An insulated gate semiconductor device comprising: a source electrode that contacts one end of the drain electrode and a drain electrode that contacts the other end of the one drain region and the other channel layer.
【請求項4】 前記絶縁ゲート型半導体装置のセルを連
続して多数個配置し、前記セル間の前記ソース電極、ド
レイン電極およびゲート電極はそれぞれ連結されること
を特徴とする請求項3に記載の絶縁ゲート型半導体装
置。
4. The plurality of cells of the insulated gate semiconductor device are arranged in succession, and the source electrode, the drain electrode, and the gate electrode between the cells are connected to each other. Insulated gate semiconductor device.
【請求項5】 前記各ゲート電極層はその周囲を絶縁膜
で覆われることを特徴とする請求項1または請求項3に
記載の絶縁ゲート型半導体装置。
5. The insulated gate semiconductor device according to claim 1, wherein each of the gate electrode layers is covered with an insulating film around the periphery thereof.
【請求項6】 前記他のチャネル層はその両端に逆導電
型の他のソース領域およびドレイン領域を設けた一導電
型の半導体層で形成されることを特徴とする請求項1ま
たは請求項3に記載の絶縁ゲート型半導体装置。
6. The one-conductivity-type semiconductor layer in which the other channel layer is provided with another source and drain regions of opposite conductivity type at both ends thereof. Insulated gate type semiconductor device according to.
【請求項7】 前記各ゲート電極層および前記他のチャ
ネル層は単結晶シリコンまたはポリシリコンであること
を特徴とする請求項1または請求項3に記載の絶縁ゲー
ト型半導体装置。
7. The insulated gate semiconductor device according to claim 1, wherein each of the gate electrode layers and the other channel layer are made of single crystal silicon or polysilicon.
【請求項8】 1つのチャネル層となる一導電型の半導
体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に半導体材料か
らなるゲート電極層を形成する工程と、 全面に絶縁膜を形成し、前記ゲート電極層を絶縁膜で覆
う工程と、 前記ゲート電極層上に他のチャネル層となる一導電型の
半導体層を形成する工程と、 前記ゲート電極層および他のチャネル層を交互に複数積
層する工程と、 前記1つのチャネル層表面に逆導電型の1つのソース領
域およびドレイン領域を形成し、同時に他のチャネル層
の両端に他のソース領域およびドレイン領域を形成する
工程とを具備することを特徴とする絶縁ゲート型半導体
装置の製造方法。
8. A step of forming an insulating film on a semiconductor substrate of one conductivity type to be one channel layer and forming a gate electrode layer made of a semiconductor material on the insulating film, and forming an insulating film on the entire surface. A step of covering the gate electrode layer with an insulating film, a step of forming a one-conductivity-type semiconductor layer to be another channel layer on the gate electrode layer, and a plurality of the gate electrode layers and the other channel layers alternately. Laminating, and forming one source region and drain region of opposite conductivity type on the surface of the one channel layer and simultaneously forming another source region and drain region at both ends of the other channel layer. A method for manufacturing an insulated gate semiconductor device, comprising:
【請求項9】 前記ゲート電極層および他のチャネル層
を複数積層した後、全面に逆導電型不純物を導入し前記
1つのチャネル層表面で前記ゲート電極層と隣接して露
出した領域に1つのソース領域およびドレイン領域を形
成し、同時に他のチャネル層の両端に他のソース領域お
よびドレイン領域を形成する工程と、前記1つのソース
領域と前記他のソース領域とにコンタクトするソース電
極を形成し、前記1つのドレイン領域と前記他のドレイ
ン領域とコンタクトするドレイン電極を形成し、前記各
ゲート電極層のすべてとコンタクトするゲート電極を形
成する工程とを具備することを特徴とする請求項8に記
載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
9. After laminating a plurality of the gate electrode layers and other channel layers, an impurity of opposite conductivity type is introduced into the entire surface to form one impurity in a region exposed adjacent to the gate electrode layer on the surface of the one channel layer. Forming a source region and a drain region and simultaneously forming another source region and a drain region at both ends of the other channel layer; and forming a source electrode that contacts the one source region and the other source region. Forming a drain electrode in contact with the one drain region and the other drain region, and forming a gate electrode in contact with all of the respective gate electrode layers. A method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 1.
【請求項10】 前記ゲート電極層および他のチャネル
層を複数積層した後、前記1つのチャネル層表面で前記
ゲート電極層と隣接して露出した領域および前記他のチ
ャネル層両端にコンタクトする逆導電型不純物が導入さ
れたポリシリコンよりなるソース電極およびドレイン電
極を形成し、前記各ゲート電極層のすべてとコンタクト
するゲート電極を形成する工程する工程と、 前記ソース電極およびドレイン電極中の不純物を前記全
てのチャネル層に拡散して前記1つのチャネル表面に前
記1つのソース領域およびドレイン領域を形成し、前記
他のチャネル層の両端に他のソース領域およびドレイン
領域を形成する工程とを具備することを特徴とする請求
項8に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
10. A reverse conductivity contacting a region exposed adjacent to the gate electrode layer on the surface of the one channel layer and both ends of the other channel layer after stacking a plurality of the gate electrode layers and the other channel layers. Forming a source electrode and a drain electrode made of polysilicon into which a type impurity is introduced, and forming a gate electrode in contact with all of the gate electrode layers, and removing impurities in the source electrode and the drain electrode Diffusing into all the channel layers to form the one source region and the drain region on the one channel surface, and forming the other source region and the drain region at both ends of the other channel layer. 9. The method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 8.
【請求項11】 1層目の前記ゲート電極層を絶縁膜で
覆った後、全面に逆導電型不純物を導入して前記1つの
チャネル層表面に前記1つのソース領域およびドレイン
領域を形成することを特徴とする請求項8に記載の絶縁
ゲート型半導体装置の製造方法。
11. A method of forming the one source region and the drain region on the surface of the one channel layer by covering the entire surface of the first gate electrode layer with an insulating film and then introducing an impurity of the opposite conductivity type. 9. The method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 8.
【請求項12】 前記各ゲート電極層および各半導体層
は、アモルファスシリコンの固相エピタキシャル成長に
よりシリコン単結晶に形成することを特徴とする請求項
8に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
12. The method for manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 8, wherein each of the gate electrode layers and each of the semiconductor layers are formed into a silicon single crystal by solid phase epitaxial growth of amorphous silicon.
【請求項13】 前記各ゲート電極層および各半導体層
は、シリコン原子の分子線エピタキシーによりシリコン
単結晶に形成することを特徴とする請求項8に記載の絶
縁ゲート型半導体装置の製造方法。
13. The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 8, wherein each of the gate electrode layers and each of the semiconductor layers is formed into a silicon single crystal by molecular beam epitaxy of silicon atoms.
【請求項14】 前記各ゲート電極層および各半導体層
は、ポリシリコンで形成されることを特徴とする請求項
8に記載の絶縁ゲート型半導体装置の製造方法。
14. The method of manufacturing an insulated gate semiconductor device according to claim 8, wherein each of the gate electrode layers and each of the semiconductor layers are formed of polysilicon.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007509496A (en) * 2003-10-22 2007-04-12 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Field effect microelectronic device capable of forming one or more transistor channels
US7372086B2 (en) 2003-05-07 2008-05-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device including MOSFET and isolation region for isolating the MOSFET
JP2012060091A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor element, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor element
JP5544715B2 (en) * 2006-08-23 2014-07-09 日本電気株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2017011173A (en) * 2015-06-24 2017-01-12 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Thin film transistor having multi-layer constitution, manufacturing method thereof, and active matrix driven display
WO2024058824A1 (en) * 2022-09-12 2024-03-21 Applied Materials, Inc. Uniform epitaxial growth over crystalline template

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7372086B2 (en) 2003-05-07 2008-05-13 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device including MOSFET and isolation region for isolating the MOSFET
JP2007509496A (en) * 2003-10-22 2007-04-12 コミツサリア タ レネルジー アトミーク Field effect microelectronic device capable of forming one or more transistor channels
JP5544715B2 (en) * 2006-08-23 2014-07-09 日本電気株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
JP2012060091A (en) * 2010-09-13 2012-03-22 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor element, semiconductor device, and manufacturing method of semiconductor element
JP2017011173A (en) * 2015-06-24 2017-01-12 国立研究開発法人物質・材料研究機構 Thin film transistor having multi-layer constitution, manufacturing method thereof, and active matrix driven display
WO2024058824A1 (en) * 2022-09-12 2024-03-21 Applied Materials, Inc. Uniform epitaxial growth over crystalline template

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