JP2013179333A - 半導体装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】半導体装置には、ゲート幅方向に断続的に深さの変化する凹部を設けるためのトレンチ部3が形成されており、ゲート絶縁膜6を介して、トレンチ部3の内部及び上面部にゲート電極7が形成されている。ゲート電極7のゲート長方向の一方の側にはソース領域9が形成されており、他方の側にはドレイン領域10が形成されている。ソース領域9とドレイン領域10の少なくとも一部では、ゲート電極7の形成前にトレンチ部3の内壁からイオン注入を用いて不純物添加をおこなった後、拡散および活性化の熱処理を施すことによって、トレンチ部3の表面から底部にかけて深く形成することを可能とする。ゲート電極7の凹部上面に集中して流れていた電流はトレンチ部3の全体に一様に流れるようになり、ゲート幅方向に深さが変化するように形成された凹部の実効的なゲート幅が広がる。半導体装置のオン抵抗は低下し、駆動能力が高まる。
【選択図】図3
Description
以下、図4を用いて、従来の半導体装置について説明する。図4(a)の斜視図は、ウェル11にトレンチ構造3を設け、ゲート絶縁膜6を介してトレンチ構造を有するトレンチ部の内部およびトレンチが形成されていないプレーナー部の上面にゲート電極7を形成したものである。ウェル11の表面部分において、ゲート電極7の一方の側にはソース領域9が設けられており、他方の側にはドレイン領域10が設けられている。図4(b)は、図4(a)のA−A断面図であり、プレーナー部を示している。図4(c)は、図4(a)のB−B断面図であり、チャネルに垂直な方向の断面図である。B−B断面図に示したように、トレンチ部3の内部にゲート電極7が形成されているため、ゲート電極7の下に位置するゲート絶縁膜6が形成する曲線の長さの総延長がゲート幅となる。
(1)第1導電型半導体基板に形成された、トレンチ部とプレーナー部とを交互に有して、ゲート幅方向に断続的に深さが変化するトレンチ構造と、ゲート絶縁膜を介して、前記トレンチ部の内部を充填しているとともに、前記プレーナー部の上面に形成されたゲート電極と、前記ゲート電極の一方の側の前記第1導電型半導体基板に形成された第2導電型のソース領域と、前記ゲート電極の他方の側の前記第1導電型半導体基板に形成された第2導電型のドレイン領域と、前記ソース領域および前記ドレイン領域にはさまれたチャネル領域と、を備えた半導体装置において、
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記トレンチ部の内部においては前記ゲート電極に対してノンセルフアラインに配置され、前記プレーナー部の上面においては前記ゲート電極に対してセルフアラインに配置されており、
前記ソース領域および前記ドレイン領域において、前記トレンチ部を挟んで向き合う部分は、当該トレンチ構造の上面から底部と同じあるいはそれ以上に達する深さを有し、
前記ソース領域および前記ドレイン領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さは、前記チャネル領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さよりも厚いことを特徴とする半導体装置とした。
(2)第1導電型半導体基板と、前記第1導電型半導体基板の表面近傍に離間して配置された第2導電型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前記ドレイン領域の間に配置された第1のチャネル領域となる平坦なプレーナー部と、前記プレーナー部に沿って配置された、その側面および底面が第2のチャネル領域となる、一定の深さを有するトレンチ部と、前記プレーナー部および前記トレンチ部の表面に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、からなる半導体装置であって、
前記ゲート電極は前記トレンチ部の内部を充填しているとともに、前記プレーナー部の上面に形成され、
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記トレンチ部の内部においては前記ゲート電極に対してノンセルフアラインに配置され、前記プレーナー部の上面においては前記ゲート電極に対してセルフアラインに配置されており、
前記ソース領域および前記ドレイン領域において、前記トレンチ部を介して向き合う部分の拡散領域の深さは当該トレンチ構造の上面から底部と同じあるいはそれ以上に達する深さを有し、
前記ソース領域および前記ドレイン領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さは、前記第2のチャネル領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さよりも厚いことを特徴とする半導体装置とした。
2、4 酸化膜
3 トレンチ構造
5、8 レジスト膜
6 ゲート絶縁膜
7 ゲート電極
9 ソース領域
10 ドレイン領域
11 ウェル
12 トレンチ部トランジスタ
13 プレーナー部トランジスタ
14 トレンチ部コンタクト
15 プレーナー部コンタクト
Claims (3)
- 第1導電型半導体基板に形成された、トレンチ部とプレーナー部とを交互に有して、ゲート幅方向に断続的に深さが変化するトレンチ構造と、
ゲート絶縁膜を介して、前記トレンチ部の内部を充填しているとともに、前記プレーナー部の上面に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の一方の側の前記第1導電型半導体基板に形成された第2導電型のソース領域と、
前記ゲート電極の他方の側の前記第1導電型半導体基板に形成された第2導電型のドレイン領域と、
前記ソース領域および前記ドレイン領域にはさまれたチャネル領域と、
を備えた半導体装置において、
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記トレンチ部の内部においては前記ゲート電極に対してノンセルフアラインに配置され、前記プレーナー部の上面においては前記ゲート電極に対してセルフアラインに配置されており、
前記ソース領域および前記ドレイン領域において、前記トレンチ部を挟んで向き合う部分は、当該トレンチ構造の上面から底部と同じあるいはそれ以上に達する深さを有し、
前記ソース領域および前記ドレイン領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さは、前記チャネル領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さよりも厚いことを特徴とする半導体装置。 - 第1導電型半導体基板と、
前記第1導電型半導体基板の表面近傍に離間して配置された第2導電型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前記ドレイン領域の間に配置された第1のチャネル領域となる平坦なプレーナー部と、
前記プレーナー部に沿って配置された、その側面および底面が第2のチャネル領域となる、一定の深さを有するトレンチ部と、
前記プレーナー部および前記トレンチ部の表面に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、からなる半導体装置であって、
前記ゲート電極は前記トレンチ部の内部を充填しているとともに、前記プレーナー部の上面に形成され、
前記ソース領域および前記ドレイン領域は、前記トレンチ部の内部においては前記ゲート電極に対してノンセルフアラインに配置され、前記プレーナー部の上面においては前記ゲート電極に対してセルフアラインに配置されており、
前記ソース領域および前記ドレイン領域において、前記トレンチ部を介して向き合う部分の拡散領域の深さは当該トレンチ構造の上面から底部と同じあるいはそれ以上に達する深さを有し、
前記ソース領域および前記ドレイン領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さは、前記第2のチャネル領域の表面に配置された前記ゲート絶縁膜の厚さよりも厚いことを特徴とする半導体装置。 - 前記プレーナー部の前記ソース領域および前記ドレイン領域表面のコンタクトと前記ゲート電極との距離は、前記トレンチ部の前記ソース領域および前記ドレイン領域表面のコンタクトと前記ゲート電極との距離よりも短いことを特徴とする請求項1あるいは請求項2記載の半導体装置。
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