JP2870472B2 - Vertical field-effect transistor - Google Patents

Vertical field-effect transistor

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JP2870472B2
JP2870472B2 JP5304796A JP5304796A JP2870472B2 JP 2870472 B2 JP2870472 B2 JP 2870472B2 JP 5304796 A JP5304796 A JP 5304796A JP 5304796 A JP5304796 A JP 5304796A JP 2870472 B2 JP2870472 B2 JP 2870472B2
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effect transistor
vertical field
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雅己 沢田
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  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)

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】本発明は縦型電界トランジス
タに関し、特にそのチャネル面の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vertical electric field transistor, and more particularly to a structure of a channel surface thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来用いられていたこの種の縦型電界効
果トランジスタは、図6にて示す構成のものが採用され
ていた。図6は従来の縦型電界効果トランジスタの模式
的縦断面図であり、図において符号61で示されるもの
はN+ 型半導体基板であり、62はN型エピタキシャル
層、63はPベース、64はN+ ソース、65はゲート
酸化膜、66はポリシリコン、67はBPSG膜、68
はアルミ、69はメタルを示す。
2. Description of the Related Art A conventional vertical field effect transistor of this type has a structure shown in FIG. FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional view of a conventional vertical field effect transistor. In FIG. 6, reference numeral 61 denotes an N + type semiconductor substrate; 62, an N type epitaxial layer; 63, a P base; N + source, 65 is a gate oxide film, 66 is polysilicon, 67 is a BPSG film, 68
Indicates aluminum and 69 indicates metal.

【0003】抵抗率が0.01Ω−cm程度のN+ 型半
導体基板61上に抵抗率が0.3〜3.0Ω−cm、厚
さが4〜20μm程度のN型エピタキシャル層62が形
成された半導体基板のN型エピタキシャル層62の上面
の隣接するセルとの境界部に、深さが約1.0μmの平
坦な頂部を有するV型の凹部が形成され、この凹部のV
型の側面にチャネルが形成されるようにV型の側面に接
して拡散深さが0.7〜1.0μmのPベース63の拡
散層および拡散深さが0.3〜0.5μmのN + ソース
64の拡散層がN型エピタキシャル層62の表面に形成
され、この凹部の表面を覆うように厚さが400〜10
00オングストローム程度のゲート酸化膜65が形成さ
れ、その上にP(りん)を高濃度にドーブした約500
0オングストロームのポリシリコン66が形成されてい
る。
[0003] N having a resistivity of about 0.01 Ω-cm+ Mold half
The resistivity is 0.3 to 3.0 Ω-cm on the conductive substrate 61 and the thickness is
The N-type epitaxial layer 62 having a thickness of about 4 to 20 μm is formed.
Upper surface of N-type epitaxial layer 62 of the formed semiconductor substrate
At a boundary between adjacent cells of about 1.0 μm
A V-shaped recess having a flat top is formed, and the V
Contact the side of the V-shape so that a channel is formed on the side of the mold.
To expand the P base 63 having a diffusion depth of 0.7 to 1.0 μm.
N with diffused layer and diffusion depth of 0.3 to 0.5 μm + Source
64 diffusion layers are formed on the surface of the N-type epitaxial layer 62
And a thickness of 400 to 10 so as to cover the surface of the concave portion.
A gate oxide film 65 of about 00 Å is formed.
And then P (phosphorus) was doped at a high concentration of about 500
0 angstrom polysilicon 66 is formed.
You.

【0004】さらに、層間絶縁膜となる厚さ約5000
〜10000オングストロームのBPSG膜67(ボロ
ンりんシリケートグラス)が表面に形成された後、BP
SG膜67にコンタクト部が開口され、Pベース63お
よびN+ ソース64と接続するように表面に厚さ約2.
0〜5.0μmのアルミ68が被着されて、これがソー
ス電極となり、半導体基板の裏面にはAu−Sb系のメ
タル69が被着されてこれがドレイン電極となってい
る。
Further, a thickness of about 5000 which becomes an interlayer insulating film.
After a BPSG film 67 (boron phosphorus silicate glass) of 10,000 to 10000 Å is formed on the surface,
A contact portion is opened in the SG film 67, and has a thickness of about 2. mm on the surface so as to be connected to the P base 63 and the N + source 64.
Aluminum 68 having a thickness of 0 to 5.0 μm is deposited thereon, which serves as a source electrode. On the back surface of the semiconductor substrate, an Au-Sb-based metal 69 is deposited, which serves as a drain electrode.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】前述した従来例の電界
効果トランジスタでは、ロコス(LOCOS)法で凹部
が加工されているが、加工技術の面から通常凹部の壁面
が結晶面(111)面になるように加工が制御されてい
る(NIKKEIELECTRONICS、1994、
9、5 No.616)。即ち、最も汎用的に用いられ
ている(100)面ウェーハにて、通常の四角セルを用
いた場合には凹部の斜面の角度は約55°になる。ま
た、反応イオンエッチング(RIE)法を用いて溝を形
成する方法も用いられているが溝の側面に発生する結晶
欠陥の影響からオン抵抗Ronが下がりにくいという問題
点があった。
In the above-mentioned conventional field-effect transistor, the recess is formed by the LOCOS method. However, the wall surface of the recess is usually formed on the crystal plane (111) from the viewpoint of processing technology. Processing is controlled to be (NIKKIEELECTRONICS, 1994,
9, 5 No. 616). That is, in the most commonly used (100) plane wafer, when a normal square cell is used, the angle of the slope of the concave portion is about 55 °. Further, a method of forming a groove by using a reactive ion etching (RIE) method is also used, but there is a problem that the on-resistance Ron is hard to decrease due to the influence of a crystal defect generated on a side surface of the groove.

【0006】ところで、この種の電界効果トランジスタ
の性能を判定するには動作時のオン抵抗Ronが重要なパ
ラメータとなるが、オン抵抗Ronを成分別に分けるとチ
ャネル抵抗Rch、エピタキシャル抵抗Repi 、サブスト
レート抵抗Rsub 等となり、特にソース・ドレイン間の
耐圧が低くなってくると、全体の抵抗Ronに対するRch
の比率が高くなってくる。
The on-resistance Ron during operation is an important parameter in determining the performance of this type of field-effect transistor. However, when the on-resistance Ron is divided into components, the channel resistance Rch, the epitaxial resistance Repi, the substrate When the breakdown voltage between the source and the drain is lowered, the resistance Rch with respect to the entire resistance Ron is reduced.
Ratio increases.

【0007】チャネル抵抗Rchは、 Rch=1/{μ・COX・(VG −VTH)・W/L} で示される。[0007] channel resistance Rch is represented by Rch = 1 / {μ · C OX · (V G -V TH) · W / L}.

【0008】但し、μ:反転層移動度、COX:キャパシ
タンス、VG :ゲ−ト電圧、VTH:ゲートしきい値電
圧、W:チャネル幅、L:チャネル長 ここでμ(反転層移動度)は結晶面に依存することが知
られており、ほぼ下記の指数にて示される。
[0008] However, mu: inversion layer mobility, C OX: capacitance, V G: gate - G Voltage, V TH: the gate threshold voltage, W: channel width, L: channel length, where mu (inversion layer moves Degree) is known to depend on the crystal plane, and is approximately indicated by the following index.

【0009】(011):(111):(100)は略
1:1.5:2.0となり、(011):(11
1):(511)は略 1:1.5:2.0となる。
(011) :( 111) :( 100) is approximately 1: 1.5: 2.0, and (011) :( 11)
1) :( 511) is approximately 1: 1.5: 2.0.

【0010】これにより、従来例での(111)面での
反転層移動度は、(011)面の1.5倍となるが、
(100)または(511)面よりは低く、結果として
(100)または(511)面よりはRonが高くなると
いう問題点があった。
As a result, the inversion layer mobility on the (111) plane in the conventional example is 1.5 times that of the (011) plane.
There is a problem that Ron is higher than the (100) or (511) plane, and as a result, Ron is higher than the (100) or (511) plane.

【0011】また、結晶面によりその表面準位密度が異
なり、(111)面よりは(100)または(511)
面の方が優れており、この原因によって(111)では
(100)または(511)面より信頼性の面で不安定
性が生じやすいという問題があった。
The surface state density differs depending on the crystal plane, and is (100) or (511) rather than the (111) plane.
The surface is superior, and for this reason, there is a problem that instability occurs more easily in (111) than in (100) or (511) in reliability.

【0012】本発明の目的は、反転層移動度が高く信頼
性の優れた縦型電界効果トランジスタを提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a vertical field effect transistor having high inversion layer mobility and excellent reliability.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本発明の縦型電界効果ト
ランジスタは、第1導電型の半導体基板内に第2導電型
のベース領域を有し、ベース領域内に第1導電型のソー
ス領域を有し、隣接したセルのベース領域およびソース
領域にまたがるように境界部に凹部が形成され、凹部の
表面に重なるように絶縁膜が形成され、さらに絶縁膜に
重なるようにゲート電極が形成されてMOS構造が構成
され、ゲート電極が層間絶縁膜で覆われ、層間絶縁膜の
上部にベース領域およびソース領域の一部と接続するよ
うに電極となる金属が被着され、半導体基板の反対側下
面にドレイン電極となる金属が被着されている縦型電界
効果トランジスタにおいて、チャネル部となる凹部の壁
面が、半導体基板の表面に対して79°±5°の角度を
有する。
A vertical field effect transistor according to the present invention has a base region of a second conductivity type in a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a source region of a first conductivity type in the base region. A concave portion is formed at a boundary portion so as to straddle a base region and a source region of an adjacent cell, an insulating film is formed so as to overlap a surface of the concave portion, and a gate electrode is formed so as to overlap the insulating film. A gate electrode is covered with an interlayer insulating film, and a metal serving as an electrode is attached on the interlayer insulating film so as to connect to a part of the base region and a part of the source region. In a vertical field-effect transistor in which a metal serving as a drain electrode is attached to a lower surface, a wall surface of a concave portion serving as a channel has an angle of 79 ° ± 5 ° with respect to the surface of the semiconductor substrate.

【0014】凹部がロコス(LOCOS)法を用いて形
成されていてもよく、凹部の壁面の半導体基板の表面に
対する角度が、反応性イオンエッチング(RIE)法と
ロコス(LOCOS)法とを組合わせた加工制御によっ
て形成されていてもよい。
The concave portion may be formed by using the LOCOS method, and the angle of the wall surface of the concave portion with respect to the surface of the semiconductor substrate is determined by a combination of the reactive ion etching (RIE) method and the LOCOS method. It may be formed by processing control.

【0015】また、半導体基板が、主面が{100}面
で、オリエンテーションフラット面が{011}面であ
るウェーハを用い、各セルの各辺がオリエンテーション
フラット面と平行並びに直角方向となるように加工され
ていてもよく、主面が{100}面で、オリエンテーシ
ョンフラット面が{001}面であるウェーハを用い、
各セルの各辺がオリエンテーションフラット面と平行並
びに直角方向となるように加工されていてもよい。
A semiconductor substrate is a wafer having a {100} main surface and an {011} orientation flat surface, and each side of each cell is parallel and perpendicular to the orientation flat surface. May be processed, using a wafer whose main surface is a {100} surface and whose orientation flat surface is a {001} surface,
Each cell may be processed so that each side is parallel to and perpendicular to the orientation flat surface.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。図1は本発明の第1の実施
の形態の使用ウェーハとセル配置を示す斜視図であり、
図2は本発明の縦型電界効果トランジスタの模式的縦断
面図であり、図3は本発明の第1の実施の形態の縦型電
界効果トランジスタの製造工程を示す模式的縦断面図で
あり、(a)は半導体基板にチャネル部となる凹部をエ
ッチングした状態、(b)は凹部に熱酸化膜を形成した
状態である。図において符号11で示されるものはウェ
ーハであり、12はオリエンテーションフラット、13
は四角セル、21はN+型半導体基板、22はN型エピ
タキシャル層、23はPベース、24はN+ ソース、2
5はゲート酸化膜、26はポリシリコン、27はBPS
G膜、28はアルミ、29はメタル、30は熱酸化膜、
31は窒化膜、32はレジスト、33は第2の熱酸化膜
を示す。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a perspective view showing a used wafer and a cell arrangement according to the first embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic longitudinal sectional view of the vertical field effect transistor of the present invention, and FIG. 3 is a schematic longitudinal sectional view showing the manufacturing process of the vertical field effect transistor of the first embodiment of the present invention. (A) shows a state where a concave portion serving as a channel portion is etched in a semiconductor substrate, and (b) shows a state where a thermal oxide film is formed in the concave portion. In the figure, reference numeral 11 denotes a wafer, 12 denotes an orientation flat, 13
Is a square cell, 21 is an N + type semiconductor substrate, 22 is an N type epitaxial layer, 23 is a P base, 24 is an N + source, 2
5 is a gate oxide film, 26 is polysilicon, 27 is BPS
G film, 28 is aluminum, 29 is metal, 30 is thermal oxide film,
Reference numeral 31 denotes a nitride film, 32 denotes a resist, and 33 denotes a second thermal oxide film.

【0017】第1の実施の形態では、図1に示されるよ
うに主面が{100}面で、オリエンテーションフラッ
ト12が{011}面のウェーハ11を用い、各辺がオ
リエンテイーションフラット12の面と平行ならびに垂
直になるように四角セル13が形成されている。図2〜
図4は図1の四角セル13のA−A断面であり、図2〜
図4のB、B’は図1の四角セルのB、B’を示す。
In the first embodiment, as shown in FIG. 1, a wafer 11 having a {100} principal plane and an {011} orientation flat 12 is used. A square cell 13 is formed so as to be parallel and perpendicular to the plane. Figure 2
FIG. 4 is an AA cross section of the square cell 13 of FIG.
4B and B 'of FIG. 4 show B and B' of the square cell of FIG.

【0018】抵抗率が0.01Ω−cm程度のN+ 型半
導体基板21上に抵抗率が0.3〜3.0Ω−cm、厚
さが4〜20μm程度のN型エピタキシャル層22が形
成された半導体基板のN型エピタキシャル層22の上面
に、厚さ500オングストローム程度の熱酸化膜30お
よび厚さ1000オングストローム程度の窒化膜31が
逐次形成され、レジスト32によって所定のパターニン
グ後、反応性イオンエッチング(RIE)によって深さ
約0.8μm程度シリコン(Si)がエッチングされ凹
部が形成される〔図3(a)〕。
An N-type epitaxial layer 22 having a resistivity of about 0.3 to 3.0 Ω-cm and a thickness of about 4 to 20 μm is formed on an N + type semiconductor substrate 21 having a resistivity of about 0.01 Ω-cm. A thermal oxide film 30 having a thickness of about 500 angstroms and a nitride film 31 having a thickness of about 1000 angstroms are sequentially formed on the upper surface of the n-type epitaxial layer 22 of the semiconductor substrate, and after predetermined patterning with a resist 32, reactive ion etching is performed. The silicon (Si) is etched to a depth of about 0.8 μm by (RIE) to form a concave portion (FIG. 3A).

【0019】レジスト32が除去された後、1140℃
程度の温度でロコス(LOCOS)酸化が行なわれ約7
000オングストロームの厚い第2の熱酸化膜33がエ
ッチングされた凹部の壁面に形成される〔図3
(b)〕。
After the resist 32 is removed, 1140 ° C.
LOCOS oxidation is performed at a temperature of about 7
A thick second thermal oxide film 33 of 2,000 angstroms is formed on the wall surface of the etched recess [FIG.
(B)].

【0020】凹部のエッチング量と酸化膜厚により、凹
部の壁の角度がある程度制御できる。図4はSiエッチ
ング深さと凹部の壁の角度の関係を表す説明図であり、
(a)はSiエッチング深さと凹部の壁の角度の関係グ
ラフ、(b)は凹部近傍の縦断面図であり、図中42は
N型エピタキシャル層、43はPベース、44はN+
ース、45はゲート酸化膜、46はポリシリコン、47
はBPSG膜、48はアルミ、θは角度を示す。図4
(a)からSiエッチング深さによって凹部の壁の角度
θが制御できることが判る。
The angle of the wall of the recess can be controlled to some extent by the etching amount of the recess and the oxide film thickness. FIG. 4 is an explanatory view showing the relationship between the Si etching depth and the angle of the wall of the recess,
(A) is a graph showing the relationship between the Si etching depth and the angle of the wall of the concave portion, (b) is a longitudinal sectional view near the concave portion, in which 42 is an N-type epitaxial layer, 43 is a P base, 44 is an N + source, 45 is a gate oxide film, 46 is polysilicon, 47
Indicates a BPSG film, 48 indicates aluminum, and θ indicates an angle. FIG.
(A) shows that the angle θ of the wall of the concave portion can be controlled by the Si etching depth.

【0021】この後、窒化膜31が除去され、第2の酸
化膜33をマスクとしてPベース23のイオン注入、N
+ ソース24のイオン注入が行なわれ、拡散深さが0.
7〜1.0μmのPベース23の拡散層および拡散深さ
が0.3〜0.5μmのN+ソース24の拡散層が形成
される。
Thereafter, the nitride film 31 is removed, ion implantation of the P base 23 is performed using the second oxide film 33 as a mask,
+ Ion implantation of the source 24 is performed, and the diffusion depth is
A diffusion layer of the P base 23 having a thickness of 7 to 1.0 μm and a diffusion layer of the N + source 24 having a diffusion depth of 0.3 to 0.5 μm are formed.

【0022】次に第2の酸化膜33と熱酸化膜30が除
去された後、厚さが約500オングストロームのゲート
酸化膜25が凹部の壁面に形成され、さらにゲート酸化
膜25上にりんが高濃度にドーブされた約5000オン
グストロームのゲート電極であるポリシリコン26が形
成され、表面に厚さ約6000オングストロームの層間
絶縁膜であるBPSG膜27が形成された後、所定位置
にコンタクト部を開口する。
Next, after the second oxide film 33 and the thermal oxide film 30 are removed, a gate oxide film 25 having a thickness of about 500 angstroms is formed on the wall surface of the concave portion. After a highly doped polysilicon 26 serving as a gate electrode of about 5000 angstroms is formed, and a BPSG film 27 serving as an interlayer insulating film having a thickness of about 6000 angstroms is formed on the surface, a contact portion is opened at a predetermined position. I do.

【0023】Pベース23およびN+ ソース24と接続
するように表面に厚さ約2.0〜5.0μmのアルミ2
8が被着されて、これがソース電極となり、半導体基板
の裏面にはAu−Sb系のメタル29が被着されてこれ
がドレイン電極となっている(図2)。
Aluminum 2 having a thickness of about 2.0 to 5.0 μm is formed on the surface so as to be connected to P base 23 and N + source 24.
8 is deposited, which becomes a source electrode, and an Au-Sb-based metal 29 is deposited on the back surface of the semiconductor substrate, which becomes a drain electrode (FIG. 2).

【0024】上述のようにこのような工程の中で、特に
シリコンのエッチング量(深さ)とLOCOS酸化膜厚
の制御によって、凹部のチャネルとなる壁の角度を結晶
面(511)の角度79°近傍とすることが可能とな
る。また、エッチングにより壁面に生じた結晶欠陥は、
厚いLOCOS酸化膜の除去により同時に除去される。
As described above, in such a process, the angle of the wall serving as the channel of the concave portion is controlled by controlling the etching amount (depth) of silicon and the thickness of the LOCOS oxide film. ° or so. In addition, crystal defects generated on the wall surface by etching are:
It is removed at the same time by removing the thick LOCOS oxide film.

【0025】この結果、イオン移動度が大きく、動作時
のオン抵抗が小さく、なおかつ表面準位密度の小さい、
信頼性の安定した縦型電界効果トランジスタを得ること
ができる。
As a result, the ion mobility is high, the on-resistance during operation is low, and the surface state density is low.
It is possible to obtain a vertical field effect transistor having stable reliability.

【0026】次に第2の実施の形態について説明する。
図5は本発明の第2の実施の形態の使用ウェーハとセル
配置を示す斜視図である。図中51はウェーハ、52は
オリエンテーションフラット、53は四角セルを示す。
Next, a second embodiment will be described.
FIG. 5 is a perspective view showing a used wafer and cell arrangement according to the second embodiment of the present invention. In the figure, 51 indicates a wafer, 52 indicates an orientation flat, and 53 indicates a square cell.

【0027】第2の実施の形態では、図2に示されるよ
うに主面が{100}面で、オリエンテーションフラッ
ト52が{001}面のウェーハ51を用い、各辺がオ
リエンテーションフラット52と平行ならびに垂直にな
るように四角セル53を形成する。その他の作製方法と
構造は第1の実施の形態と同じである。
In the second embodiment, as shown in FIG. 2, a wafer 51 whose principal surface is a {100} plane and whose orientation flat 52 is a {001} plane is used. A square cell 53 is formed to be vertical. Other manufacturing methods and structures are the same as those of the first embodiment.

【0028】この実施の形態ではチャネル面を主面に対
して79°近傍にすることができ、第1の実施の形態と
同様の効果が得られる。
In this embodiment, the channel surface is paired with the main surface.
Thus, the angle can be set to around 79 ° , and the same effect as in the first embodiment can be obtained.

【0029】以上の実施の形態の説明ではセルは四角セ
ルとしたが、四角セルのコーナー部の一部を切り落とし
て八角セルとしても差し支えない。
In the above description of the embodiment, the cells are square cells, but some corners of the square cells may be cut off to form octagon cells.

【0030】また、本実施の形態ではRIE法とLOC
OS法とを併用する工法でチャネル面の角度の制御を行
なったが、LOCOS法のみでも複雑な加工制御を行な
うことにより79°±5°以内に制御することが可能で
ある。
In this embodiment, the RIE method and the LOC
Although the angle of the channel surface is controlled by a method that is used in combination with the OS method, it is possible to control the angle to within 79 ° ± 5 ° by performing complicated processing control only with the LOCOS method.

【0031】オリエンテ−ションフラットの面を{01
1}面あるいは{001}面とし、四角セルの各辺をオ
リエンテーションフラット面と平行および直角方向とす
ることにより、チャネル面を{511}面あるいは{1
00}面とすることができ、容易にチャネル面の角度を
79°±5°以内に制御することが可能となるが、複雑
な加工制御を行なえばその他の面を使用して所望の角度
とすることも不可能ではない。
The plane of the orientation flat is set to $ 01
The channel plane is {511} plane or {1} plane by setting each side of the square cell to be parallel and perpendicular to the orientation flat plane.
The angle can be easily controlled within 79 ° ± 5 °, but if complicated processing control is performed, the desired angle and angle can be obtained using other surfaces. It is not impossible to do.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上説明したように本発明は、半導体基
板に設けられたチャネル部となる凹部の壁面の角度を容
易に79°近傍にすることができるので、前述のように
イオン移動度が大きく、動作時のオン抵抗Ronが小さ
く、なおかつ表面準位密度の小さい、信頼性の高い縦型
電界効果トランジスタを得ることができるという効果が
ある。
As described above, according to the present invention, the angle of the wall surface of the concave portion serving as the channel portion provided in the semiconductor substrate can be easily set at around 79 °, and as described above, the ion mobility is reduced. There is an effect that a highly reliable vertical field effect transistor which is large, has a small on-resistance Ron during operation, and has a small surface state density can be obtained.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態の使用ウェーハとセ
ル配置を示す斜視図である。
FIG. 1 is a perspective view showing a used wafer and a cell arrangement according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の縦型電界効果トランジスタの模式的縦
断面図である。
FIG. 2 is a schematic vertical sectional view of a vertical field effect transistor of the present invention.

【図3】本発明の第1の実施の形態の縦型電界効果トラ
ンジスタの製造工程を示す模式的縦断面図である。
(a)は半導体基板にチャネル部となる凹部をエッチン
グした状態である。(b)は凹部に熱酸化膜を形成した
状態である。
FIG. 3 is a schematic vertical sectional view showing a manufacturing process of the vertical field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.
(A) shows a state where a concave portion serving as a channel portion is etched in a semiconductor substrate. (B) shows a state in which a thermal oxide film is formed in the concave portion.

【図4】Siエッチング深さと凹部の壁の角度の関係を
表す説明図である。(a)はSiエッチング深さと凹部
の壁の角度の関係グラフである。(b)は凹部近傍の縦
断面図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram showing a relationship between a Si etching depth and an angle of a wall of a concave portion. (A) is a graph showing the relationship between the Si etching depth and the angle of the wall of the concave portion. (B) is a longitudinal sectional view near the concave portion.

【図5】本発明の第2の実施の形態の使用ウェーハとセ
ル配置を示す斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view showing a used wafer and a cell arrangement according to a second embodiment of the present invention.

【図6】従来の縦型電界効果トランジスタの模式的縦断
面図である。
FIG. 6 is a schematic longitudinal sectional view of a conventional vertical field effect transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、51 ウェーハ 12、52 オリエンテーションフラット 13、53 四角セル 21、61 N+ 型半導体基板 22、42、62 N型エピタキシャル層 23、43、63 Pベース 24、44、64 N+ ソース 25、45、65 ゲート酸化膜 26、46、66 ポリシリコン 27、47、67 BPSG膜 28、48、68 アルミ 29、69 メタル 30 熱酸化膜 31 窒化膜 32 レジスト 33 第2の熱酸化膜11, 51 wafer 12, 52 orientation flat 13, 53 square cell 21, 61 N + type semiconductor substrate 22, 42, 62 N type epitaxial layer 23, 43, 63 P base 24, 44, 64 N + source 25, 45, 65 Gate oxide film 26, 46, 66 Polysilicon 27, 47, 67 BPSG film 28, 48, 68 Aluminum 29, 69 Metal 30 Thermal oxide film 31 Nitride film 32 Resist 33 Second thermal oxide film

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板内に第2導電型
のベース領域を有し、前記ベース領域内に第1導電型の
ソース領域を有し、隣接したセルの前記ベース領域およ
びソース領域にまたがるように境界部に凹部が形成さ
れ、前記凹部の表面に重なるように絶縁膜が形成され、
さらに前記絶縁膜に重なるようにゲート電極が形成され
てMOS構造が構成され、前記ゲート電極が層間絶縁膜
で覆われ、前記層間絶縁膜の上部に前記ベース領域およ
び前記ソース領域の一部と接続するように電極となる金
属が被着され、前記半導体基板の反対側下面にドレイン
電極となる金属が被着されている縦型電界効果トランジ
スタにおいて、 チャネル部となる前記凹部の壁面が、前記半導体基板の
表面に対して79°±5°の角度を有することを特徴と
する縦型電界効果トランジスタ。
1. A semiconductor substrate of a first conductivity type having a base region of a second conductivity type, a source region of a first conductivity type in the base region, and a base region and a source of an adjacent cell. A concave portion is formed at the boundary portion so as to straddle the region, an insulating film is formed so as to overlap the surface of the concave portion,
Further, a gate electrode is formed so as to overlap the insulating film to form a MOS structure. The gate electrode is covered with an interlayer insulating film, and is connected to a part of the base region and the source region above the interlayer insulating film. In a vertical field-effect transistor in which a metal serving as an electrode is deposited and a metal serving as a drain electrode is deposited on the lower surface on the opposite side of the semiconductor substrate, the wall of the concave portion serving as a channel portion is formed of the semiconductor. A vertical field-effect transistor having an angle of 79 ° ± 5 ° with respect to the surface of the substrate.
【請求項2】 請求項1に記載の縦型電界効果トランジ
スタにおいて、 前記凹部がロコス(LOCOS)法を用いて形成されて
いることを特徴とする縦型電界効果トランジスタ。
2. The vertical field effect transistor according to claim 1, wherein said recess is formed by using a LOCOS method.
【請求項3】 請求項1または請求項2記載の縦型電界
効果トランジスタにおいて、 前記凹部の壁面の前記半導体基板の表面に対する角度
が、反応性イオンエッチング(RIE)法と前記ロコス
(LOCOS)法とを組合わせた加工制御によって形成
されていることを特徴とする縦型電界効果トランジス
タ。
3. The vertical field effect transistor according to claim 1, wherein an angle of a wall surface of the concave portion with respect to a surface of the semiconductor substrate is determined by a reactive ion etching (RIE) method and a LOCOS method. A vertical field-effect transistor, which is formed by processing control in combination with:
【請求項4】 請求項2に記載の縦型電界効果トランジ
スタにおいて、 前記半導体基板が、主面が{100}面で、オリエンテ
ーションフラット面が{011}面であるウェーハを用
い、各セルの各辺が前記オリエンテーションフラット面
と平行並びに直角方向となるように加工されていること
を特徴とする縦型電界効果トランジスタ。
4. The vertical field effect transistor according to claim 2, wherein the semiconductor substrate is a wafer having a {100} principal plane and an {011} orientation flat plane, A vertical field-effect transistor wherein a side is processed so as to be parallel to and perpendicular to the orientation flat surface.
【請求項5】 請求項2に記載の縦型電界効果トランジ
スタにおいて、 前記半導体基板が、主面が{100}面で、オリエンテ
ーションフラット面が{001}面であるウェーハを用
い、各セルの各辺が前記オリエンテーションフラット面
と平行並びに直角方向となるように加工されていること
を特徴とする縦型電界効果トランジスタ。
5. The vertical field-effect transistor according to claim 2, wherein the semiconductor substrate is a wafer whose principal surface is a {100} surface and whose orientation flat surface is a {001} surface. A vertical field-effect transistor wherein a side is processed so as to be parallel to and perpendicular to the orientation flat surface.
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