JP2501418B2 - 不均一ド―ピングチャンネルを有するｍｏｓ型電界効果トランジスタ及びその製造方法 - Google Patents

不均一ド―ピングチャンネルを有するｍｏｓ型電界効果トランジスタ及びその製造方法

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JP2501418B2 JP5301757A JP30175793A JP2501418B2 JP 2501418 B2 JP2501418 B2 JP 2501418B2 JP 5301757 A JP5301757 A JP 5301757A JP 30175793 A JP30175793 A JP 30175793A JP 2501418 B2 JP2501418 B2 JP 2501418B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体製品全般に亘って
用いられるＭＯＳ型電界効果トランジスタ（以下ＭＯＳ
ＦＥＴという）に関し、特に不均一ドーピングチャンネ
ルを有するＭＯＳＦＥＴ及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のＬＤＤ（Lightly Doped Drain）
構造を有するＭＯＳＦＥＴは、図８に示したように、半
導体基板１、チャンネル領域２、ゲート酸化膜３、高濃
度ソース領域４ａ、高濃度ドレイン領域（４ｂ）、低濃
度ソース領域５ａ、低濃度ドレイン領域５ｂ、ゲート電
極６、ソース電極７ａ及びドレイン電極７ｂを備えてい
る。
【０００３】上記したＬＤＤ構造を有するＭＯＳＦＥＴ
は、半導体製品の高集積化実現のために素子の大きさが
小さくなるにしたがって、ゲート酸化膜３の厚さ、チャ
ンネル領域２の長さの減少により短チャンネル効果（Sh
ort Channel Effect）、ＤＩＢＬ（Drain Induced Barr
ier Lowering）、パンチスルー（Punch through）特性
等が大幅に低下して、素子の正常な動作が不可能にな
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記の問題点を解決す
るためには、チャンネル領域２の不純物注入濃度を高く
しなければならない。しかし、このような解決方法は電
子の移動度を減少させ、その結果チャンネル領域のトラ
ンスコンダクタンス（Trannsconductance；ゲート電圧
に対するドレイン電流の変化比）及び電流特性の低下、
さらに熱電子による素子の信頼性が低下する。
【０００５】本発明は、上記の問題に対処するため、ト
ランスコンダクタンス及び電流特性の低下を防止し、チ
ャンネル領域の長さ、パンチスルー特性を向上させる不
均一ドーピングチャンネルを有するＭＯＳＦＥＴ及びそ
の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、トレンチ１１を設けた半導体基板１上に
同トレンチ１１の内部から外部に延在するように形成し
たゲート酸化膜１２と、前記トレンチ１１の内部に位置
する前記ゲート酸化膜１２上に所定の大きさに形成しか
つ前記トレンチの１１の外部に位置する前記ゲート酸化
膜１２上に一側を長く他側を短く形成して前記トレンチ
１１を中心として非対称に形成したゲート電極６と、該
ゲート電極６の他側に短く形成した部分に隣接した半導
体基板１の一定部位に形成したソース領域４ａと、前記
ゲート電極６の一側に長く形成した部分の下に位置する
半導体基板１の一定部位に同半導体基板１と同じ形態の
不純物を注入して形成した高濃度チャンネル領域１０
と、該高濃度チャンネル領域１０に連続して半導体基板
１の一定部位に形成したドレイン領域４ｂを備えてなる
不均一ドーピングチャンネルを有するＭＯＳ型電界効果
トランジスタを案出したものである。
【０００７】また、本発明は、半導体基板１の上面に素
子分離絶縁膜を形成して同半導体基板１上にバッファ酸
化膜９を形成する工程と、前記半導体基板１に同半導体
基板と同じ形態の高濃度不純物を前記バッファ酸化膜９
の下側に浅く注入して高濃度チャンネル領域１０を形成
する工程と、前記高濃度チャンネル領域１０が形成され
た半導体基板１にトレンチ１１を形成する工程と、前記
高濃度チャンネル領域１０が形成された半導体基板１に
トレンチ１１を形成する工程と、前記高濃度チャンネル
領域１０の上面と前記トレンチ１１の形成により露出し
た前記半導体基板１の上面にゲート酸化膜１２を形成し
た後、前記トレンチ形成部位を覆うポリシリコン膜１３
を前記ゲート酸化膜１２上に形成する工程と、前記ポリ
シリコン膜１３を所定の大きさに蝕刻するとき、前記ト
レンチ１１の外部に延在する電極の長さが相互に異なる
ように形成して左右非対称のゲート電極６を形成する工
程と、前記半導体基板１と異なる形態の高濃度不純物を
前記高濃度チャンネル領域１０に注入してソース領域４
ａとドレイン領域４ｂを形成するが、前記トレンチ１１
の外部へ長く延在した電極の下部に形成された高濃度チ
ャンネル領域１０には前記半導体基板１と異なる形態の
高濃度不純物が注入されないようにして前記ドレイン領
域４ｂが同ドレイン領域４ｂに残存している前記高濃度
チャンネル領域１０と連続して形成されるようにする工
程からなる不均一ドーピングチャンネルを有するＭＯＳ
型電界効果トランジスタの製造方法を案出したものであ
る。
【０００８】
【実施例】以下、図１〜図７を参照して本発明の実施例
を説明する。
【０００９】図１に示したように、本発明のＭＯＳＦＥ
Ｔにおいては、半導体基板１にトレンチ１１の内部から
外部へ延在するようにゲート酸化膜１２が形成されてい
る。ゲート電極６はゲート酸化膜１２上に所定の大きさ
に形成されかつトレンチ１１の外部に位置するゲート酸
化膜１２上に一側（図示右側）を短く形成してトレンチ
１１を中心として非対称に構成されている。
【００１０】上記の構成において、ゲート電極６の他側
に短く形成した部分に隣接した半導体基板１の一定部位
にはソース領域４ａが形成され、ゲート電極６の一側に
長く形成した部分の下に位置する半導体基板の一定部位
には半導体基板１と同じ形態の高濃度不純物を注入して
高濃度チャンネル領域１０が形成されている。さらに、
高濃度チャンネル領域１０に連続して半導体基板１上の
一定部位にドレイン領域４ｂが形成されている。なお、
ソース領域４ａとドレイン領域４ｂ上にはそれぞれソー
ス電極７ａとドレイン電極７ｂが設けられ、ゲート電極
６は酸化膜１４により覆われている。
【００１１】次いで、上記した本発明によるＭＯＳＦＥ
Ｔの製造工程を図２から図７を参照して詳細に説明す
る。図２に示したように、半導体基板１の上面に素子分
離絶縁膜（field oxide）を形成して同半導体基板１上
にバッファ酸化膜９を蒸着する。しかして、図３に示し
たように、閾値電圧調節のために半導体基板１と同じ形
態の高濃度不純物をバッファ酸化膜９の下側に浅く注入
して高濃度チャンネル領域１０を形成する。図４は高濃
度チャンネル領域１０の形成後に上記半導体基板１の高
濃度チャンネル領域１０にトレンチ１１を形成した状態
を示す。
【００１２】次いで、図５に示したように、高濃度チャ
ンネル領域１０の上面とトレンチ１１の形成により露出
した半導体基板１の上面にゲート酸化膜１２を形成し、
その上にポリシリコン膜１３を順次形成する。
【００１３】続いて、図６に示したように、ポリシリコ
ン膜１３を一定の大きさにパターン蝕刻するが、トレン
チ１１を中心として非対称のゲート電極６を有するよう
に形成し、半導体基板１と異なる形態の高濃度不純物を
高濃度チャンネル領域１０に注入してソース領域４ａと
ドレイン領域４ｂを形成して熱処理する。このとき、ゲ
ート電極６を形成するためのポリシリコン膜１３のパタ
ーン蝕刻は、図示したようにソース領域４ａとドレイン
領域４ｂにわたる範囲を非対称に形成して、ゲート電極
６と隣接した高濃度チャンネル領域１０の一部は半導体
基板１と同じ不純物形態を維持することにより、上記ド
レイン領域４ｂ付近に残留している高濃度チャンネル領
域１０にて閾値電圧を調節すると共にパンチスルーを抑
制する。
【００１４】終わりに、図７に示したように、半導体基
板１の全体構造上部に酸化膜１４を塗布して一定の大き
さにパターン蝕刻してゲート電極６を絶縁した後、ソー
ス電極７ａ及びドレイン電極７ｂをそれぞれソース領域
４ａとドレイン領域４ｂの上に形成する。
【００１５】
【発明の作用・効果】上記の通り、トレンチ構造を利用
した本発明のＭＯＳＦＥＴは、従来のＬＬＤ構造のＭＯ
ＳＦＥＴに比べて長いチャンネル長さとドレイン領域を
除く基板において低く均一な不純物注入によりトランス
コンダクタンスおよび電流減少を防止することができ、
さらに、短チャンネル効果およびパンチスルー特性を改
善することにより、素子の信頼性を向上させる効果があ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明によるＭＯＳＦＥＴ構造の断面図。
【図２】 本発明によるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す
図。
【図３】 本発明によるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す
図。
【図４】 本発明によるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す
図。
【図５】 本発明によるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す
図。
【図６】 本発明によるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す
図。
【図７】 本発明によるＭＯＳＦＥＴの製造工程を示す
図。
【図８】 従来のＬＤＤ構造を有するＭＯＳＦＥＴの断
面図。
【符号の説明】
１…半導体基板、２…チャンネル領域、３…ゲート酸化
膜、４ａ…高濃度ソース領域、４ｂ…高濃度ドレイン領
域、５ａ…低濃度ソース領域、５ｂ…低濃度ドレイン領
域、６…ゲート電極、７ａ…ソース電極、７ｂ…ドレイ
ン電極、９…バッファ酸化膜、１０…高濃度チャンネル
領域、１１…トレンチ、１２…ゲート酸化膜、１３…ポ
リシリコン膜、１４…酸化膜。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ボン キュウン ユー 大韓民国 467−860 キョウンキド イ チヨンクン ブバリュブ アミ−リ サ ン 136−１ ヒュンダイ エレクトロ ニクス インダストリイズ カンパニー リミテッド内 (72)発明者 サン ヨン キム 大韓民国 467−860 キョウンキド イ チヨンクン ブバリュブ アミ−リ サ ン 136−１ ヒュンダイ エレクトロ ニクス インダストリイズ カンパニー リミテッド内 (72)発明者 ハン スブ ユーン 大韓民国 467−860 キョウンキド イ チヨンクン ブバリュブ アミ−リ サ ン 136−１ ヒュンダイ エレクトロ ニクス インダストリイズ カンパニー リミテッド内

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 トレンチ（１１）を設けた半導体基板
    （１）上に同トレンチ（１１）の内部から外部に延在す
    るように形成したゲート酸化膜（１２）と、 前記トレンチ（１１）の内部に位置する前記ゲート酸化
    膜（１２）上に所定の大きさに形成しかつ前記トレンチ
    の（１１）の外部に位置する前記ゲート酸化膜（１２）
    上に一側を長く他側を短く形成して前記トレンチ（１
    １）を中心として非対称に形成したゲート電極（６）
    と、 該ゲート電極（６）の他側に短く形成した部分に隣接し
    た半導体基板（１）の一定部位に形成したソース領域
    （４ａ）と、 前記ゲート電極（６）の一側に長く形成した部分の下に
    位置する半導体基板（１）の一定部位に同半導体基板
    （１）と同じ形態の不純物を注入して形成した高濃度チ
    ャンネル領域（１０）と、 該高濃度チャンネル領域（１０）に連続して半導体基板
    （１）の一定部位に形成したドレイン領域（４ｂ）を備
    えてなる不均一ドーピングチャンネルを有するＭＯＳ型
    電界効果トランジスタ。
  2. 【請求項２】 半導体基板（１）の上面に素子分離絶縁
    膜を形成して同半導体基板（１）上にバッファ酸化膜
    （９）を形成する工程と、 前記半導体基板（１）に同半導体基板と同じ形態の高濃
    度不純物を、前記バッファ酸化膜（９）の下側に浅く注
    入して高濃度チャンネル領域（１０）を形成する工程
    と、 前記高濃度チャンネル領域（１０）が形成された半導体
    基板（１）にトレンチ（１１）を形成する工程と、 前 記高濃度チャンネル領域（１０）の上面と前記トレン
    チ（１１）の形成により露出した前記半導体基板（１）
    の上面にゲート酸化膜（１２）を形成した後、前記トレ
    ンチ形成部位を覆うポリシリコン膜（１３）を前記ゲー
    ト酸化膜（１２）上に形成する工程と、 前記ポリシリコン膜（１３）を所定の大きさに蝕刻する
    とき、前記トレンチ（１１）の外部に延在する電極の長
    さが相互に異なるように形成して左右非対称のゲート電
    極（６）を形成する工程と、 前記半導体基板（１）と異なる形態の高濃度不純物を前
    記高濃度チャンネル領域（１０）に注入してソース領域
    （４ａ）とドレイン領域（４ｂ）を形成するが、前記ト
    レンチ（１１）の外部へ長く延在した電極の下部に形成
    された高濃度チャンネル領域（１０）には前記半導体基
    板（１）と異なる形態の高濃度不純物が注入されないよ
    うにして前記ドレイン領域（４ｂ）が同ドレイン領域
    （４ｂ）に残存している前記高濃度チャンネル領域（１
    ０）と連続して形成されるようにする工程からなる不均
    一ドーピングチャンネルを有するＭＯＳ型電界効果トラ
    ンジスタの製造方法。
  3. 【請求項３】 前記高濃度チャンネル領域（１０）が閾
    値電圧調節のためのイオン注入時に形成されるようにし
    た請求項２に記載の不均一ドーピングチャンネルを有す
    るＭＯＳ型電界効果トランジスタの製造方法。
JP5301757A 1992-12-02 1993-12-01 不均一ド―ピングチャンネルを有するｍｏｓ型電界効果トランジスタ及びその製造方法 Expired - Lifetime JP2501418B2 (ja)

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JPH06224429A JPH06224429A (ja) 1994-08-12
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