JP3493860B2 - Vertical field-effect transistor - Google Patents

Vertical field-effect transistor

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JP3493860B2
JP3493860B2 JP33858995A JP33858995A JP3493860B2 JP 3493860 B2 JP3493860 B2 JP 3493860B2 JP 33858995 A JP33858995 A JP 33858995A JP 33858995 A JP33858995 A JP 33858995A JP 3493860 B2 JP3493860 B2 JP 3493860B2
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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、基板に対して垂直
方向に電流を流す縦型電界効果トランジスタ(Fiel
d Effect Transistor)に関し、特
に、高速化・微細化・低消費電力化に対応し、CMOS
(Complementary Metal Oxid
e Semiconductor)化できる素子構造を
有する縦型電界効果トランジスタ及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 a vertical field effect transistor (Field) for passing a current in a direction vertical to a substrate.
d Effect Transistor), in particular, CMOS that is compatible with high speed, miniaturization, and low power consumption
(Complementary Metal Oxid
The present invention relates to a vertical field effect transistor having an element structure that can be formed into an eSemiconductor, and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、キャリア移動度が向上でき、素子
の高速化が図れるという点から、シリコン―ゲルマニウ
ム(SixGe1-x)ヘテロ構造のFETが研究されてき
た。それらの内でも、チャネル長の正確な制御及び短チ
ャネル効果の抑制を狙った縦型構造のMOSFETにつ
いて注目が集められつつあり、その一例として例えば特
開平6―224435、特開平5―267678にその
構造及び製造方法が記載されている。
2. Description of the Related Art In recent years, an FET having a silicon-germanium (SixGe1-x) heterostructure has been researched from the viewpoint that carrier mobility can be improved and the device speed can be increased. Among them, attention is focused on a vertical structure MOSFET aiming at accurate control of the channel length and suppression of the short channel effect, and one example thereof is disclosed in JP-A-6-224435 and JP-A-5-267678. The structure and method of manufacture are described.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記の特
許に示された方法では、SixGe1-x表面にゲート絶縁
膜として直接酸化物を成長させる構成となっている。こ
のような方法では、酸化物とSixGe1-xとの間にGe
が析出し、酸化物/SixGe1-x界面の界面準位密度を
大幅に増大させてしまうことが知られている(例えば、
G.L.Patton et al. Material Research Society Procee
ding., vol.295 p.102 (1987)参照)。界面準位密度の
増大により、実効的なキャリア移動度は大幅に減少して
しまうため、所望の特性が得られないという問題点があ
った。
However, in the method disclosed in the above-mentioned patent, an oxide is directly grown as a gate insulating film on the surface of SixGe1-x. In such a method, Ge is formed between the oxide and SixGe1-x.
Is known to precipitate and greatly increase the interface state density of the oxide / SixGe1-x interface (for example,
GLPatton et al. Material Research Society Procee
ding., vol.295 p.102 (1987)). Due to the increase in the interface state density, the effective carrier mobility is significantly reduced, so that there is a problem that desired characteristics cannot be obtained.

【0004】そこで、本発明の目的は、界面準位密度の
低減を行ない、高速化を図ったSi/SixGe1-xヘテ
ロ構造縦型電界効果トランジスタ及びその製造方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a Si / SixGe1-x heterostructure vertical field effect transistor having a reduced interface state density and a higher speed, and a method of manufacturing the same.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記の目的を解決するた
めに、請求項1の発明は、SixGe1-x合金よりなるチ
ャネル層とゲート絶縁膜との間にシリコン層を介在させ
る構造することにより、界面準位密度を低減し、素子の
高速化を実現させるものであって、具体的には、シリコ
ン基板上に形成されており、第1導電型の不純物が添加
されたソース層又はドレイン層となる第1の不純物層
と、前記第1の不純物層の上に形成されており、第2導
電型の不純物が添加されたチャネル層となる第2の不純
物層と、前記第2の不純物層の上に形成されており、第
1導電型の不純物が添加されたドレイン層又はソース層
となる第3の不純物層と、前記第2の不純物層の側面に
シリコン層とゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電
極とを備え、前記第2の不純物層は、前記第1の不純物
層に対してエピタキシャル成長したシリコンとゲルマニ
ウムとの合金であるという構成とするものである。
In order to solve the above-mentioned object, the invention of claim 1 has a structure in which a silicon layer is interposed between a channel layer made of a SixGe1-x alloy and a gate insulating film. A source layer or a drain layer, which is formed on a silicon substrate and to which an impurity of the first conductivity type is added, which reduces the interface state density and realizes high-speed operation of the device. And a second impurity layer which is formed on the first impurity layer and serves as a channel layer to which an impurity of the second conductivity type is added, and the second impurity layer. A third impurity layer that is formed on the first impurity layer and serves as a drain layer or a source layer to which an impurity of the first conductivity type is added, and a silicon layer and a gate insulating film on the side surface of the second impurity layer. A gate electrode formed, the second The impurity layer is formed of an alloy of silicon and germanium epitaxially grown on the first impurity layer.

【0006】請求項2の発明は、寄生抵抗の低減を図
り、素子の高速化を実現させるものであって、具体的に
は、シリコン基板上に形成されており、かつ、該シリコ
ン基板に対してエピタキシャル成長したソース層又はド
レイン層となる第1のコバルトとシリコンとの合金層
と、前記第1のコバルトとシリコンとの合金層の上に形
成されており、第1導電型の不純物が添加された第1の
不純物層と、第2導電型の不純物が添加されたチャネル
層となる第2の不純物層と、前記第2の不純物層の上に
形成されており、第1導電型の不純物が添加された第3
の不純物層と、前記第3の不純物層の上に形成されてお
り、ドレイン層又はソース層となる第2のコバルトとシ
リコンとの合金層と、前記第2の不純物層の側面にシリ
コン層とゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極と
を備え、前記第2の不純物層は、前記第1の不純物層に
対してエピタキシャル成長したシリコンとゲルマニウム
との合金であるという構成とするものである。
According to the second aspect of the present invention, the parasitic resistance is reduced and the speed of the device is increased. Specifically, the element is formed on a silicon substrate, and Is formed on the first alloy layer of cobalt and silicon, which becomes the source layer or the drain layer epitaxially grown, and the first alloy layer of cobalt and silicon, and is doped with impurities of the first conductivity type. A first impurity layer, a second impurity layer serving as a channel layer to which an impurity of the second conductivity type is added, and the second impurity layer are formed on the second impurity layer. Third added
Second impurity layer and a second alloy layer of cobalt and silicon, which is formed on the third impurity layer and serves as a drain layer or a source layer, and a silicon layer on a side surface of the second impurity layer. And a gate electrode formed through a gate insulating film, wherein the second impurity layer is an alloy of silicon and germanium epitaxially grown with respect to the first impurity layer.

【0007】請求項3の発明は、請求項1又は2の構成
に、前記第1の不純物層が形成される領域の下に第2導
電型の不純物が添加された第2導電型のウエル層を備え
ているという構成を付加したものである。
The invention of claim 3 is the structure of claim 1 or 2.
A second conductive layer under the region where the first impurity layer is formed.
Equipped with a second conductivity type well layer to which a conductivity type impurity is added
Is added.

【0008】請求項4の発明は、界面準位密度を低減
し、高速化を図った相補型の電界効果トランジスタであ
って、シリコン基板上に形成されており第1導電型の不
純物が 添加されたソース層又はドレイン層となる第1の
不純物層と、前記第1の不純物層の上に形成されてお
り、第2導電型の不純物が添加されたチャネル層となる
第2の不純物層と、前記第2の不純物層の上に形成され
ており第1導電型の不純物が添加されたドレイン層又は
ソース層となる第3の不純物層と、前記第2の不純物層
の側面にシリコン層とゲート絶縁膜を介して形成された
第1のゲート電極と、前記シリコン基板における前記第
1の不純物層の側方に形成されており第2導電型の不純
物が添加されたソース層又はドレイン層となる第4の不
純物層と、前記第4の不純物層の上に形成されており第
1導電型の不純物が添加されたチャネル層となる第5の
不純物層と、前記第5の不純物層の上に形成されており
第2導電型の不純物が添加されたドレイン層又はソース
層となる第6の不純物層と、前記第5の不純物層の側面
にシリコン層とゲート絶縁膜を介して形成された第2の
ゲート電極とを備え、前記第2の不純物層は前記第1の
不純物層に対して、また、前記第5の不純物層は前記第
4の不純物層に対して、それぞれエピタキシャル成長し
たシリコンとゲルマニウムとの合金であるという構成と
するものである。
According to the invention of claim 4, the interface state density is reduced.
It is a complementary field effect transistor designed for high speed.
Is formed on the silicon substrate and is of the first conductivity type.
The first layer becomes a source layer or a drain layer to which a pure substance is added.
An impurity layer and a first impurity layer formed on the first impurity layer.
Becomes a channel layer to which a second conductivity type impurity is added.
A second impurity layer and formed on the second impurity layer
And a drain layer to which an impurity of the first conductivity type is added or
A third impurity layer serving as a source layer and the second impurity layer
Was formed on the side surface of the silicon via a silicon layer and a gate insulating film.
The first gate electrode and the first gate electrode on the silicon substrate.
Impurity of the second conductivity type is formed on the side of the first impurity layer.
A fourth layer which becomes a source layer or a drain layer to which a substance is added.
The pure layer and the fourth impurity layer are formed on the fourth impurity layer.
The fifth layer which becomes a channel layer to which an impurity of one conductivity type is added
Formed on the impurity layer and the fifth impurity layer,
Drain layer or source doped with second conductivity type impurities
Side surface of the fifth impurity layer and a sixth impurity layer to be a layer
The second layer formed on the silicon via the silicon layer and the gate insulating film.
A gate electrode, and the second impurity layer is formed on the first impurity layer.
The fifth impurity layer is the same as the impurity layer.
Epitaxial growth was performed on each of the four impurity layers.
And an alloy of silicon and germanium
To do.

【0009】請求項5の発明は、相補型の電界効果トラ
ンジスタにおいて、寄生抵抗の低減を図り、素子の高速
化を実現するものであって、具体的には、シリコン基板
上に形成されており、かつ、前記シリコン基板に対して
エピタキシャル成長したソース層又はドレイン層となる
第1のコバルトとシリコンとの合金層と、前記第1のコ
バルトとシリコンとの合金層の上に形成されており第1
導電型の不純物が添加された第1の不純物層と、第2導
電型の不純物が添加されたチャネル層となる第2の不純
物層と、前記第2の不純物層の上に形成されており第1
導電型の不純物が添加された第3の不純物層と、前記第
3の不純物層の上に形成されておりドレイン層又はソー
ス層となる第2のコバルトとシリコンとの合金層と、前
記第2の不純物層の側面にシリコン層とゲート絶縁膜を
介して形成された第1のゲート電極と、前記シリコン基
板における前記第1の不純物層の側方に形成されており
前記シリコン基板に対してエピタキシャル成長したソー
ス層又はドレイン層となる第3のコバルトとシリコンと
の合金層と、前記第3のコバルトとシリコンとの合金層
の上に形成されており第2導電型の不純物が添加された
第4の不純物層と、 第1導電型の不純物が添加されたチ
ャネル層となる第5の不純物層と、前記第5の不純物層
の上に形成されており第2導電型の不純物が添加された
第6の不純物層と、前記第6の不純物層の上に形成され
ておりドレイン層又はソース層となる第4のコバルトと
シリコンとの合金層と、前記第5の不純物層の側面にシ
リコン層とゲート絶縁膜を介して形成された第2のゲー
ト電極とを備え、前記第2の不純物層は前記第1の不純
物層に対して、また、前記第5の不純物層は前記第4の
不純物層に対して、それぞれエピタキシャル成長したシ
リコンとゲルマニウムとの合金であるという構成とする
ものである。
The invention of claim 5 is a complementary type field effect transistor.
In the transistor, the parasitic resistance is reduced and the device speed is increased.
Of silicon substrate, specifically, silicon substrate
Formed on the silicon substrate, and with respect to the silicon substrate
Becomes an epitaxially grown source or drain layer
A first alloy layer of cobalt and silicon;
It is formed on the alloy layer of Baltic and silicon.
A first impurity layer to which conductivity type impurities are added, and a second conductive layer.
Second impurity that becomes a channel layer doped with electric type impurities
And a first impurity layer formed on the second impurity layer.
A third impurity layer to which conductivity type impurities are added;
The drain layer or the saw formed on the impurity layer of FIG.
The second alloy layer of cobalt and silicon to form a sputter layer, and
A silicon layer and a gate insulating film are formed on the side surface of the second impurity layer.
A first gate electrode formed through
Formed on the side of the first impurity layer in the plate
Saw epitaxially grown on the silicon substrate
Third cobalt and silicon, which will become a drain layer or a drain layer
Alloy layer, and the third alloy layer of cobalt and silicon
Is formed on top of and has impurities of the second conductivity type added
The fourth impurity layer and the impurity doped with the first conductivity type
Fifth impurity layer to be a channel layer and the fifth impurity layer
Is formed on top of and has impurities of the second conductivity type added
A sixth impurity layer and formed on the sixth impurity layer
And the fourth cobalt that becomes the drain layer or the source layer
The surface of the alloy layer with silicon and the side surface of the fifth impurity layer are shielded.
The second gate formed via the silicon layer and the gate insulating film
A second impurity layer, and the second impurity layer is
And the fifth impurity layer is the fourth impurity layer.
For the impurity layers, the epitaxially grown
It is composed of an alloy of recon and germanium
It is a thing.

【0010】請求項6の発明は、請求項4の構成に前記
第1の不純物層が形成される領域の下に第2導電型の不
純物が添加された第2導電型のウエル層を備えると共
に、前記第4の不純物層が形成される領域の下に第1導
電型の不純物が添加された第1導電型のウエル層を備え
ているという構成を付加したものである。
The invention of claim 6 is based on the structure of claim 4.
A second conductivity type layer is formed under the region where the first impurity layer is formed.
When the well layer of the second conductivity type to which pure material is added is provided,
A first conductive layer under the region where the fourth impurity layer is formed.
Equipped with a well layer of the first conductivity type to which a conductivity type impurity is added
Is added.

【0011】請求項7の発明は、請求項5の構成に、前
記第1のシリコンとコバルトとの合金層が形成される領
域の下に第2導電型の不純物が添加された第2導電型の
ウエル層を備えると共に、前記第3のシリコンとコバル
トとの合金層が形成される領域の下に第1導電型の不純
物が添加された第1導電型のウエル層を備えているとい
う構成を付加したものである。
The invention of claim 7 is the same as the structure of claim 5,
The region where the first silicon-cobalt alloy layer is formed
Of the second conductivity type in which impurities of the second conductivity type are added below the region
A well layer, and the third silicon and cobalt
Impurity of the first conductivity type under the region where the alloy layer with
A well layer of the first conductivity type to which a substance is added
The configuration is added.

【0012】請求項8の発明は、チャネル層の歪みを低
減するため、請求項1ないし7のいずれかの構成に、シ
リコンとゲルマニウムの合金からなる第2の不純物層に
おいて、ゲルマニウムの原子濃度が第1及び第3の不純
物層の近傍で数パーセント以下であり、チャネル層とな
る第2の不純物層中央部で30パーセント以上であると
いう構成を付加するものである。
According to the invention of claim 8, the strain of the channel layer is reduced.
In order to reduce the number, the configuration according to any one of claims 1 to 7
For the second impurity layer made of an alloy of recon and germanium
The germanium atomic concentration is the first and third impurities.
Is less than a few percent in the vicinity of the
If the content is 30% or more in the central portion of the second impurity layer
The above-mentioned configuration is added.

【0013】請求項9の発明は、寄生容量を低減し、素
子の高速化を図るため、シリコン基板の代わりに、絶縁
層上にシリコン層が形成された基板(Silicon
OnInsulator:以下SOI基板と呼ぶ)上
に、請求項1ないし8のいず れかに記載の縦型電界効果
トランジスタを形成するという構成とするものである。
According to a ninth aspect of the present invention, parasitic capacitance is reduced, and
Insulation instead of silicon substrate to speed up the child
Substrate on which a silicon layer is formed (Silicon
On Insulator: hereinafter referred to as SOI substrate)
, The vertical field effect according to 8 or Re noise claims 1
The configuration is such that a transistor is formed.

【0014】請求項10の発明は、トランジスタの表面
層リークを防止するものであって、具体的には請求項1
ないしは9のいずれかに記載に、前記シリコン層がその
直下の前記第1、第2及び第3の不純物層とほぼ同じ不
純物濃度を有する規定とするものである。
The invention of claim 10 is the surface of a transistor.
A layer leak is prevented, and specifically, claim 1
Or the silicon layer is
Almost the same impedance as the first, second and third impurity layers immediately below
It is a regulation that has a pure substance concentration.

【0015】請求項11の発明は、トランジスタの表面
層リークを防止するものであって、具体的には請求項1
0の記載において、前記シリコン層の厚みを100オン
グストローム以下と規定するものである。
The invention of claim 11 is the surface of a transistor.
A layer leak is prevented, and specifically, claim 1
0, the thickness of the silicon layer is 100 on.
It is defined as less than Gstrom.

【0016】請求項1の構成により、SixGe1-x上に
直接ゲート絶縁膜を形成させない構造となるため、絶縁
膜とチャネル層との界面準位密度が低減できる。
According to the structure of the first aspect, since the gate insulating film is not directly formed on the SixGe1-x, the interface state density between the insulating film and the channel layer can be reduced.

【0017】請求項2の構成により、ソース・ドレイン
層を低抵抗化でき、かつ、ソース層又はドレイン層上
に、直接シリコン層あるいはチャネル層となるSixG
e1-x層をエピタキシャル成長できるため、特性が良好
なトランジスタが形成できる。また、請求項1と同様に
SixGe1-x上に直接ゲート絶縁膜を形成させない構造
となるため、絶縁膜とチャネル層との界面準位密度が低
減できる。
According to the structure of claim 2, the source / drain layer can be made low in resistance, and the silicon layer or the channel layer can be directly formed on the source layer or the drain layer.
Since the e1-x layer can be epitaxially grown, a transistor having excellent characteristics can be formed. Further, as in the first aspect, since the gate insulating film is not directly formed on SixGe1-x, the interface state density between the insulating film and the channel layer can be reduced.

【0018】請求項の構成により、請求項1と同様に
SixGe1-x上に直接ゲート絶縁膜を形成させない構造
となるため、絶縁膜とチャネル層との界面準位密度が低
減できる。
With the structure of claim 4 , the same as in claim 1
Structure that does not form a gate insulating film directly on SixGe1-x
Therefore, the interface state density between the insulating film and the channel layer is low.
Can be reduced.

【0019】請求項の構成により、請求項2と同様に
ソース・ドレイン層を低抵抗化でき、かつ、ソース層又
はドレイン層上に、直接シリコン層あるいはチャネル層
となるSixGe1-x層をエピタキシャル成長できるた
め、特性が良好なトランジスタが形成できる。また、請
求項1と同様にSixGe1-x上に直接ゲート絶縁膜を形
成させない構造となるため、絶縁膜とチャネル層との界
面準位密度が低減できる。
According to the structure of claim 5 , as in claim 2,
The resistance of the source / drain layer can be reduced, and the source / drain layer
Is the silicon layer or channel layer directly on the drain layer
To grow epitaxially a SixGe1-x layer
Therefore, a transistor with favorable characteristics can be formed. Also, the contract
Form gate insulating film directly on SixGe1-x as in Requirement 1.
Since the structure is not formed, the interface between the insulating film and the channel layer
The surface state density can be reduced.

【0020】請求項の構成により、第1及び第3の不
純物層とSixGe1-x層との界面での格子不整合を緩和
でき、ソース−ドレイン間のオフリーク電流を低減でき
る。また、実効的なチャネル部では、ゲルマニウムの濃
度を高く保っているため、素子の高速性を維持できる。
According to the structure of claim 8 , the first and third problems
Relaxation of lattice mismatch at the interface between pure layer and SixGe1-x layer
Can reduce the off-leakage current between the source and drain.
It Also, in the effective channel section, the concentration of germanium is
Since the temperature is kept high, the high speed of the device can be maintained.

【0021】請求項の構成により、ソース・ドレイン
の寄生容量を低減でき、素子の高速化が図れる。
According to the structure of claim 9 , the source / drain
The parasitic capacitance of can be reduced, and the speed of the device can be increased.

【0022】請求項10、11の構成により、不純物活
性化工程、ゲート絶縁膜形成工程あるいは層間絶縁膜熱
処理工程等の高温熱処理工程により、前記第1、第2及
び第3の不純物層と同程度の濃度の不純物が、前記シリ
コン層に拡散するため、表面層でPN接合が形成でき、
表面層のリークを低減できる。また、チャネル層の抵抗
を低減できる。
According to the structure of claims 10 and 11 , the impurity activity is
Thermalization process, gate insulation film formation process or interlayer insulation film heat
By the high temperature heat treatment process such as the treatment process, the first, second and
And an impurity having a concentration similar to that of the third impurity layer
Since it diffuses into the con layer, a PN junction can be formed in the surface layer,
Leakage of the surface layer can be reduced. Also, the resistance of the channel layer
Can be reduced.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】(第1の発明の実施の形態) 図1は本発明第1の発明の実施の形態におけるNチャネ
ル縦型電界効果型トランジスタの構造を示す概略図であ
る。図1において、1はシリコン基板、2はSixGe1
-xチャネル層、3はN+シリコン層、4は極薄シリコン
層、5はゲート酸化膜、6はゲート電極である。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS (First Embodiment of the Invention) FIG. 1 is a schematic view showing the structure of an N-channel vertical field effect transistor according to the first embodiment of the present invention. In FIG. 1, 1 is a silicon substrate, 2 is SixGe1
-x channel layer, 3 is an N + silicon layer, 4 is an extremely thin silicon layer, 5 is a gate oxide film, and 6 is a gate electrode.

【0024】本発明の実施の形態における構造によれ
ば、ゲート酸化膜5直下に極薄シリコン層4を挟んでい
るため、ゲート酸化膜5との界面準位密度はバルクシリ
コンMOSFETと近い値となる。
According to the structure of the embodiment of the present invention, since the ultrathin silicon layer 4 is sandwiched just below the gate oxide film 5, the interface state density with the gate oxide film 5 is close to that of the bulk silicon MOSFET. Become.

【0025】そこで以下では従来の構造と本発明の実
の形態における構造との違いを、図1(a)のA―A’
断面におけるバンドダイアグラム(図2)を用いて説明
する。
[0025] Therefore, in the following differences in the structure in the form of implementation of the conventional structure and the present invention, A-A in FIG. 1 (a) '
A description will be given using a band diagram (FIG. 2) in the cross section.

【0026】従来の構造では、ゲート酸化膜とSixG
e1-xとの界面に未酸化のGeが析出することによりの
付近にキャリア捕獲準位を生じる。ゲート酸化膜直下の
チャネルを走行するキャリアは、キャリア捕獲準位にト
ラップされてしまい、キャリア移動度が低下する(図2
(a)及び(b))。
In the conventional structure, the gate oxide film and SixG
Carrier capture levels are generated in the vicinity due to the precipitation of unoxidized Ge at the interface with e1-x. Carriers traveling in the channel directly under the gate oxide film are trapped in the carrier trapping level, resulting in a decrease in carrier mobility (FIG. 2).
(A) and (b)).

【0027】これに対して、本発明の実施の形態におけ
る構造によれば、ゲート酸化膜とSixGe1-x層との間
に極薄シリコン層を挟んでいるため、界面準位密度は大
幅に低減する(図2(c)及び(d))。
On the other hand, according to the structure of the embodiment of the present invention, since the ultrathin silicon layer is sandwiched between the gate oxide film and the SixGe1-x layer, the interface state density is significantly reduced. (FIGS. 2C and 2D).

【0028】この場合、極薄シリコン層は様々な面方位
を示しているため、(100)面上に形成されたバルク
シリコンMOSFETの場合と比べると、数倍界面準位
密度は高くなる。しかし、本発明の実施の形態における
構造によれば、キャリアが走行するチャネル領域は、主
にゲート酸化膜直下ではなく、Si/SixGe1-x界面
に形成されるため、ゲート酸化膜/シリコン層界面準位
密度が若干増加してもキャリア移動度の減少の度合いは
小さい。
In this case, since the ultra-thin silicon layer exhibits various plane orientations, the interface state density is several times higher than that of the bulk silicon MOSFET formed on the (100) plane. However, according to the structure of the embodiment of the present invention, since the channel region in which carriers travel is formed mainly at the Si / SixGe1-x interface, not directly under the gate oxide film, the gate oxide film / silicon layer interface is formed. Even if the level density is slightly increased, the degree of decrease in carrier mobility is small.

【0029】特にゲート電圧が低い場合には、チャネル
領域はSi/SixGe1-x界面近傍に限定されるため、
界面準位密度の影響はほぼ無視できる。このことによ
り、低電圧動作時にも高速動作が可能である。
Especially when the gate voltage is low, the channel region is limited to the vicinity of the Si / SixGe1-x interface,
The effect of the interface state density is almost negligible. As a result, high speed operation is possible even at low voltage operation.

【0030】また、側面シリコン層の厚みを100オン
グストローム以下に規定することで、表面層のリークを
防止できる。その例を図3に示す。
Further, by limiting the thickness of the side surface silicon layer to 100 angstroms or less, leakage of the surface layer can be prevented. An example thereof is shown in FIG.

【0031】Nチャネルトランジスタの場合、Si/S
ixGe1-x界面のSi側に主にチャネルが形成される
が、同時にSi/SiO2界面にも表面チャネルが誘起
される。図3(a)に示したように、シリコン層の厚み
が大きい場合、表面チャネルより流れ出た電子は、ドレ
イン側へ引き込まれるが、その間に高抵抗層を通過する
ため、雑音を発生しやすい。
In the case of N-channel transistor, Si / S
A channel is mainly formed on the Si side of the ixGe1-x interface, but at the same time, a surface channel is induced at the Si / SiO2 interface. As shown in FIG. 3A, when the thickness of the silicon layer is large, the electrons flowing out from the surface channel are drawn to the drain side, but pass through the high resistance layer during that time, so that noise is easily generated.

【0032】シリコン層の厚みが100オングストロー
ム以下であれば、不純物活性化工程等により、各層から
不純物が拡散し、シリコン層はその直下の層とほぼ同じ
不純物濃度を有することとなる。その場合には、図3
(b)に示したように、表面チャネルが形成されても電
子は速やかにドレインに引き込まれて、雑音成分とはな
らない。
If the thickness of the silicon layer is 100 angstroms or less, impurities are diffused from each layer due to the impurity activation process and the like, and the silicon layer has almost the same impurity concentration as the layer immediately below. In that case,
As shown in (b), even if the surface channel is formed, the electrons are quickly drawn into the drain and do not become a noise component.

【0033】(第2の発明の実施の形態) 図4は、本発明第2の発明の実施の形態における低抵抗
ソース・ドレイン層を有するPチャネル縦型電界効果型
トランジスタの構造を示す概略図である。図4におい
て、7はソース領域となるシリコンとコバルトとの合金
層、8はP+シリコン層、2はSixGe1-xチャネル
層、9はドレイン領域となるシリコンとコバルトとの合
金層、4は極薄シリコン層、5はゲート酸化膜、6はゲ
ート電極である。
(Embodiment of the Second Invention) FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of a P-channel vertical field effect transistor having a low resistance source / drain layer in the embodiment of the second invention of the present invention. Is. In FIG. 4, 7 is an alloy layer of silicon and cobalt serving as a source region, 8 is a P + silicon layer, 2 is a SixGe1-x channel layer, 9 is an alloy layer of silicon and cobalt that is a drain region, and 4 is a pole. A thin silicon layer, 5 is a gate oxide film, and 6 is a gate electrode.

【0034】本発明の実施の形態における構造によれ
ば、シリコンとコバルトとの合金層を用いるため、ソー
ス・ドレイン層を低抵抗にでき、素子の高速化が図れ
る。特に、シリコンとコバルトとの合金をCoSi2と
すると、いくつか存在するシリコンとコバルトとの合金
の中で最も比抵抗を小さくできる(CoSi2の比抵抗
は、14〜20μΩ・cmであり、その他の場合、70
〜140μΩ・cmとなる)。
According to the structure of the embodiment of the present invention, since the alloy layer of silicon and cobalt is used, the resistance of the source / drain layer can be made low and the speed of the device can be increased. In particular, when the alloy of silicon and cobalt is CoSi2, the specific resistance can be minimized among the existing alloys of silicon and cobalt (the specific resistance of CoSi2 is 14 to 20 .mu..OMEGA.cm. , 70
~ 140 μΩ · cm).

【0035】また、Siの格子定数は5.431オング
ストローム、CoSi2の格子定数は5.365オング
ストロームであり、格子不整合が1.2%に収まるた
め、シリコン上へのエピタキシャル成長を行なうことが
できる。さらに、CoSi2上へシリコン膜、SixGe
1-x膜をエピタキシャル成長させることができるため、
容易に結晶欠陥の少ないトランジスタ構造を形成するこ
とができる。
The lattice constant of Si is 5.431 angstroms and the lattice constant of CoSi2 is 5.365 angstroms. Since the lattice mismatch is within 1.2%, epitaxial growth on silicon can be performed. Furthermore, a silicon film and SixGe are formed on CoSi2.
Because 1-x films can be grown epitaxially,
A transistor structure with few crystal defects can be easily formed.

【0036】また、ソース・ドレイン抵抗の低減によ
り、電気回路としてみた場合、縦型電界効果トランジス
タが元来有する非対称構造を緩和することができ、論理
回路の構成に関して制約を受けにくくすることが可能と
なる。
Further, by reducing the source / drain resistance, when viewed as an electric circuit, the asymmetric structure originally possessed by the vertical field effect transistor can be relaxed, and it is possible to make it difficult to restrict the configuration of the logic circuit. Becomes

【0037】SOI基板10上に形成した本発明の実施
の形態における縦型電界効果トランジスタを図5に示
す。このような構造をとることで、ソース層又はドレイ
ン層の内、基板に近い側の層での寄生容量も低減できる
ため、電気的非対称構造はさらに緩和できることとな
る。
FIG. 5 shows a vertical field effect transistor formed on the SOI substrate 10 according to the embodiment of the present invention. With such a structure, the parasitic capacitance in the layer closer to the substrate in the source layer or the drain layer can be reduced, so that the electrically asymmetric structure can be further relaxed.

【0038】次に図6は、本発明における縦型電界効果
トランジスタでのチャネル方向のリーク電流発生に関す
る説明図である。
Next, FIG. 6 is an explanatory diagram relating to generation of a leak current in the channel direction in the vertical field effect transistor according to the present invention.

【0039】キャリアの易動度を上げるため、SixG
e1-x合金中のGeの含有量を増やしていくと、Geは
Siに比べて4%程度格子定数が大きいため、合金が受
ける歪みは混晶比に応じて最大4%まで増加する。この
ように格子不整合が大きい状態でその上にさらにエピタ
キシャル成長を行なうと、界面の歪みに起因した転位が
多数発生するようになり、この転位を通じて、リーク電
流が流れる。このような問題を解決するために、Ge濃
度を変調してSiとの界面での格子不整合量を緩和して
やる必要がある。
To increase carrier mobility, SixG
When the content of Ge in the e1-x alloy is increased, the lattice constant of Ge is about 4% larger than that of Si, so that the strain received by the alloy increases up to 4% depending on the mixed crystal ratio. When epitaxial growth is further performed on a large lattice mismatch, a large number of dislocations are generated due to interface strain, and a leak current flows through the dislocations. In order to solve such a problem, it is necessary to modulate the Ge concentration to reduce the amount of lattice mismatch at the interface with Si.

【0040】また、図7は本発明における縦型電界効果
トランジスタでのチャネル層におけるGe濃度分布図で
ある。図7において、(a)は従来の課題であるGe濃
度が一様に高い場合であり、(b)〜(d)は本発明の
ようにGe濃度を段階的に変化させた場合を示してい
る。ここに示したように、SixGe1-x合金中で、Si
との界面でのGe濃度を数%以下にすると格子不整合量
は0.4%以下となり、界面での転位の発生はほぼ抑え
られる。また、Ge濃度を段階的に増加させることで、
キャリアの易動度の高い部分を確保でき、高性能な電界
効果トランジスタを形成することができる。
FIG. 7 is a Ge concentration distribution diagram in the channel layer of the vertical field effect transistor according to the present invention. In FIG. 7, (a) shows the case where the Ge concentration, which is a conventional problem, is uniformly high, and (b) to (d) show the case where the Ge concentration is changed stepwise as in the present invention. There is. As shown here, in a SixGe1-x alloy, Si
When the Ge concentration at the interface with and is set to several% or less, the amount of lattice mismatch becomes 0.4% or less, and the generation of dislocations at the interface is almost suppressed. In addition, by increasing the Ge concentration stepwise,
It is possible to secure a high mobility portion of the carrier and form a high performance field effect transistor.

【0041】(第3の発明の実施の形態) 図8は、本発明第3の発明の実施の形態における相補型
の縦型電界効果型トランジスタの製造工程の一説明図で
ある。
(Embodiment of the Third Invention) FIG. 8 is an explanatory diagram of a manufacturing process of a complementary vertical field effect transistor according to an embodiment of the third invention of the present invention.

【0042】まず、図8(a)に示すように、シリコン
基板1上に第1のレジストパターン11をマスクとし
て、ボロン、砒素を続けてイオン注入した後、レジスト
パターンを除去する。
First, as shown in FIG. 8A, boron and arsenic are continuously ion-implanted on the silicon substrate 1 using the first resist pattern 11 as a mask, and then the resist pattern is removed.

【0043】次に、図8(b)に示すように第1のレジ
ストパターンの反転パターン12をマスクとして、リ
ン、BF2を続けてイオン注入し、レジストを除去した
後、熱処理を行なって、Nウエル層13、Pウエル層1
4、P+シリコン層15、N+シリコン層16をそれぞれ
形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, phosphorus and BF2 are successively ion-implanted by using the inverted pattern 12 of the first resist pattern as a mask, the resist is removed, and then heat treatment is performed to obtain N. Well layer 13, P well layer 1
4, P + silicon layer 15 and N + silicon layer 16 are formed respectively.

【0044】次に、基板表面の自然酸化膜を除去した
後、図8(c)に示すようにSixGe1-x層17をP+
シリコン層15及びN+シリコン層16上にヘテロエピ
タキシャル成長させる。この工程は、ジシラン(SiH
6)とモノゲルマン(GeH4)とを原料ガスとした化学
気相成長法により行ない、基板温度600℃以下で成長
を行なう。
Next, after removing the natural oxide film on the surface of the substrate, the SixGe1-x layer 17 is subjected to P + as shown in FIG. 8 (c).
Heteroepitaxial growth is performed on the silicon layer 15 and the N + silicon layer 16. This process uses disilane (SiH
6) and monogermane (GeH4) are used as source gases by a chemical vapor deposition method to grow at a substrate temperature of 600 ° C or lower.

【0045】図8(d)に示すように、レジストパター
ンをマスクとして、ボロンをイオン注入した後、レジス
トパターンを除去する。さらに、反転パターンをマスク
としてリンをイオン注入し、レジストパターンを除去し
た後、700℃で熱処理を行なってSixGe1-x層17
に生じた結晶欠陥を回復させる。
As shown in FIG. 8D, boron ions are implanted using the resist pattern as a mask, and then the resist pattern is removed. Further, phosphorus is ion-implanted using the inversion pattern as a mask to remove the resist pattern, and then heat treatment is performed at 700 ° C. so that the SixGe1-x layer 17 is formed.
To recover the crystal defects generated in the.

【0046】次に、図8(e)に示すように、700℃
以下の温度でSixGe1-x層17上にシリコン膜18を
エピタキシャル成長させる。
Next, as shown in FIG. 8 (e), 700 ° C.
A silicon film 18 is epitaxially grown on the SixGe1-x layer 17 at the following temperature.

【0047】図8(f)に示すように、レジストをマス
クとして、砒素をイオン注入した後、レジストを除去す
る。さらに、反転パターンをマスクとしてBF2をイオ
ン注入し、レジストを除去して、P+シリコン層15、
N+シリコン層16をそれぞれ形成する。
As shown in FIG. 8F, arsenic is ion-implanted using the resist as a mask, and then the resist is removed. Further, BF2 is ion-implanted by using the inversion pattern as a mask, the resist is removed, and the P + silicon layer 15 is formed.
N + silicon layers 16 are formed respectively.

【0048】基板全面に、常圧化学気相成長法によりシ
リコン酸化膜19を堆積する。さらに全面にレジストを
塗布した後、露光、現像して、レジストパターンを形成
する。続けて、主にフッ素系ガスを用いたドライエッチ
ングによりシリコン酸化膜をエッチングした後、レジス
トパターンをアッシング、除去する。
A silicon oxide film 19 is deposited on the entire surface of the substrate by atmospheric pressure chemical vapor deposition. Further, a resist is applied on the entire surface, and then exposed and developed to form a resist pattern. Subsequently, the silicon oxide film is etched mainly by dry etching using a fluorine-based gas, and then the resist pattern is ashed and removed.

【0049】さらに、図8(g)に示すように、主に塩
素系ガスを用いたドライエッチングによりP+シリコン
層15、N+シリコン層16、SixGe1-x層17を連
続エッチングする。
Further, as shown in FIG. 8G, the P + silicon layer 15, the N + silicon layer 16 and the SixGe1-x layer 17 are continuously etched mainly by dry etching using a chlorine-based gas.

【0050】次に、図8(h)に示すように、第2のレ
ジストパターン20を形成した後、P+シリコン層1
5、N+シリコン層16をエッチングして島状の半導体
を得る。
Next, as shown in FIG. 8H, after the second resist pattern 20 is formed, the P + silicon layer 1 is formed.
5. Etch the N + silicon layer 16 to obtain an island-shaped semiconductor.

【0051】第2のレジストパターン20を酸素プラズ
マによりアッシング、除去した後、試料を硫酸と過酸化
水素との混合液で洗浄する。次にフッ酸系の水溶液にて
シリコン酸化膜をエッチング、除去した後、水酸化アン
モニアと過酸化水素との混合液により洗浄を行ない、島
状の半導体表面のダメージ層を除去する。HF蒸気によ
り自然酸化膜を除去するチャンバーを有した化学気相成
長装置内で自然酸化膜を除去した後、連続して島状の半
導体を含む基板表面に極薄シリコン層4をエピタキシャ
ル成長させる。この時、基板温度は650℃以下で成長
させる。極薄シリコン層4を750℃以下の温度で熱酸
化して、ゲート酸化膜5を形成する。この時、ゲート酸
化膜形成後の極薄シリコン層4の厚みが100オングス
トローム以下になるように予めシリコン層の厚みを決め
ておく。
After the second resist pattern 20 is ashed and removed by oxygen plasma, the sample is washed with a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. Then, the silicon oxide film is etched and removed with a hydrofluoric acid-based aqueous solution, and then washed with a mixed solution of ammonium hydroxide and hydrogen peroxide to remove the damaged layer on the island-shaped semiconductor surface. After removing the natural oxide film in a chemical vapor deposition apparatus having a chamber for removing the natural oxide film by HF vapor, the ultrathin silicon layer 4 is continuously epitaxially grown on the surface of the substrate including the island-shaped semiconductor. At this time, the substrate is grown at a temperature of 650 ° C. or lower. The ultrathin silicon layer 4 is thermally oxidized at a temperature of 750 ° C. or lower to form a gate oxide film 5. At this time, the thickness of the silicon layer is previously determined so that the thickness of the ultrathin silicon layer 4 after the gate oxide film is formed is 100 angstroms or less.

【0052】続けて、図8(i)に示すように減圧気相
成長法により多結晶シリコン膜を堆積する。
Subsequently, as shown in FIG. 8 (i), a polycrystalline silicon film is deposited by the low pressure vapor deposition method.

【0053】次に第1のレジストパターン11をマスク
として、砒素を2ないし8×10 15 cm -2 のドーズ量で
イオン注入し、レジストパターンを除去した後、第1の
レジストパターンの反転パターン12を形成し、BF2
を1ないし3×10 15 cm -2 のドーズ量でイオン注入、
続けて反転パターン12を除去する。900℃、60秒
のラピッドサーマルアニールによりイオン注入した不純
物を活性化させる。
Next, using the first resist pattern 11 as a mask, arsenic is ion-implanted at a dose of 2 to 8 × 10 15 cm -2 , the resist pattern is removed, and then the inverted pattern 12 of the first resist pattern 12 is formed. Forming BF2
Ion implantation at a dose of 1 to 3 × 10 15 cm -2 ,
Subsequently, the inverted pattern 12 is removed. The impurities implanted by the ions are activated by rapid thermal annealing at 900 ° C. for 60 seconds.

【0054】次に図8(j)に示すように、レジストを
塗布した後、露光、現像してレジストパターンを形成し
た後、塩素系ガスにより、多結晶シリコン膜21をエッ
チングし、ゲート電極6を形成する。
Next, as shown in FIG. 8 (j), after applying a resist, exposing and developing to form a resist pattern, the polycrystalline silicon film 21 is etched with a chlorine-based gas, and the gate electrode 6 is formed. To form.

【0055】常圧化学気相成長法によりシリコン酸化膜
19、ホウ酸ガラス(B2O3)とリン酸ガラス(P2O
5)とを含んだシリコン酸化膜(BPSG膜)22を連
続して堆積し、750℃以下で熱処理を行なう。BPS
G膜を化学機械研磨法(CMP)により研磨し平坦化し
た後、レジストを塗布、露光、現像して、開口パターン
を形成する。次に、主に炭化フッ素系のガスを用いたド
ライエッチングにより、開口する。
Silicon oxide film 19, borate glass (B 2 O 3) and phosphate glass (P 2 O) were formed by atmospheric pressure chemical vapor deposition.
5) A silicon oxide film (BPSG film) 22 including and is continuously deposited, and heat treatment is performed at 750 ° C. or lower. BPS
The G film is polished by chemical mechanical polishing (CMP) to be flattened, and then a resist is applied, exposed and developed to form an opening pattern. Next, an opening is formed by dry etching mainly using a fluorocarbon gas.

【0056】洗浄後、図8(k)に示すように、チタン
(Ti)、窒化チタン(TiN)、タングステン(W)
膜を順次形成し、プラグ23を形成する。
After cleaning, as shown in FIG. 8 (k), titanium (Ti), titanium nitride (TiN), and tungsten (W) were used.
The film is sequentially formed to form the plug 23.

【0057】次に第1のアルミ系の配線24を形成し、
プラズマ化学気相成長法によりシリコン酸化膜25を堆
積する。シリコン酸化膜25をCMPにより研磨、平坦
化を行なった後、スルーホール26を形成し、図8
(l)に示すように、続けて第2のアルミ系の配線27
を形成する。
Next, the first aluminum wiring 24 is formed,
A silicon oxide film 25 is deposited by plasma chemical vapor deposition. After the silicon oxide film 25 is polished by CMP and flattened, a through hole 26 is formed, as shown in FIG.
As shown in (l), the second aluminum wiring 27 is continuously formed.
To form.

【0058】図8(m)に示すように、プラズマ化学気
相成長法によりリンガラス(PSG)、シリコン窒化膜
(SiN)膜を連続堆積して、パシベーション膜28と
した後、電極取り出し部29を形成する。
As shown in FIG. 8 (m), phosphorus glass (PSG) and silicon nitride film (SiN) films are continuously deposited by plasma chemical vapor deposition to form a passivation film 28, and then an electrode lead-out portion 29 is formed. To form.

【0059】本発明の実施の形態におけるSixGe1-x
層成長工程において、ジシランの導入量を一定にして、
モノゲルマンの導入量を変化させることにより、図7に
示したGe濃度分布が容易に得られる。
SixGe1-x in the embodiment of the present invention
In the layer growth step, the amount of disilane introduced is kept constant,
By changing the introduction amount of monogermane, the Ge concentration distribution shown in FIG. 7 can be easily obtained.

【0060】本発明の実施の形態に示したように、Si
xGe1-x層の側面にシリコン層を形成し、その後、ゲー
ト絶縁膜及びゲート酸化膜を形成することにより、チャ
ネル層が劣化しない縦型電界効果型トランジスタを形成
する事が可能となる。
As shown in the embodiment of the present invention, Si
By forming a silicon layer on the side surface of the xGe1-x layer and then forming a gate insulating film and a gate oxide film, it becomes possible to form a vertical field effect transistor in which the channel layer does not deteriorate.

【0061】(第4の発明の実施の形態) 図9は、本発明第4の発明の実施の形態における相補型
の縦型電界効果型トランジスタの製造工程の一説明図で
ある。
(Embodiment of Fourth Aspect of the Invention) FIG. 9 is an explanatory diagram showing a manufacturing process of a complementary vertical field effect transistor according to an embodiment of the fourth aspect of the present invention.

【0062】まず、図9(a)に示すように、シリコン
基板1上に第1のレジストパターン11をマスクとし
て、ボロンをイオン注入した後、レジストパターンを除
去する。
First, as shown in FIG. 9A, boron is ion-implanted on the silicon substrate 1 using the first resist pattern 11 as a mask, and then the resist pattern is removed.

【0063】次に、図9(b)に示すように第1のレジ
ストパターンの反転パターン12をマスクとして、リン
をイオン注入し、レジストを除去した後、熱処理を行な
って、Nウエル層13、Pウエル層14をそれぞれ形成
する。
Next, as shown in FIG. 9B, phosphorus is ion-implanted using the inverted pattern 12 of the first resist pattern as a mask, the resist is removed, and then heat treatment is performed to form an N well layer 13, The P well layers 14 are formed respectively.

【0064】基板表面の自然酸化膜を除去した後、図9
(c)に示すように、全面にコバルトをスパッタリング
により堆積し、1回又は2回のラピッドサーマルアニー
ルを行なった後、未反応のコバルトを除去して、CoS
i2層30を形成する。
After removing the natural oxide film on the substrate surface, FIG.
As shown in (c), cobalt is deposited on the entire surface by sputtering, and rapid thermal annealing is performed once or twice, and then unreacted cobalt is removed to remove CoS.
The i2 layer 30 is formed.

【0065】次に、常圧化学気相成長法により全面にシ
リコン酸化膜19を堆積した後、レジストパターンを形
成し、これをマスクとしてシリコン酸化膜19をウエッ
トエッチングして除去する。
Next, a silicon oxide film 19 is deposited on the entire surface by atmospheric pressure chemical vapor deposition, a resist pattern is formed, and the silicon oxide film 19 is removed by wet etching using this as a mask.

【0066】この際、ウエットエッチングによりCoS
i2層が無くならないように、液濃度を調節するかまた
はCoSi2層を厚くするかしておく。
At this time, CoS is applied by wet etching.
The liquid concentration is adjusted or the CoSi2 layer is thickened so that the i2 layer is not lost.

【0067】図9(d)に示すように、露出したCoS
i2層30上に、N−シリコン層31、P−SixGe1-
x層32、N−シリコン層31を連続して選択エピタキ
シャル成長させる。特にP−SixGe1-x層32成長時
には、ジシラン(SiH6)、モノゲルマン(GeH4)
及びジボラン(B2H6)を原料ガスとした化学気相成長
法により行ない、基板温度600℃以下で成長を行な
う。
As shown in FIG. 9D, exposed CoS
On the i2 layer 30, an N-silicon layer 31, a P-SixGe1-
The x layer 32 and the N-silicon layer 31 are selectively epitaxially grown. Especially when growing the P-SixGe1-x layer 32, disilane (SiH6), monogermane (GeH4)
Further, the chemical vapor deposition method using diborane (B2H6) as a source gas is performed to grow the substrate at a temperature of 600 ° C. or less.

【0068】再び全面にシリコン酸化膜19を形成した
後、反転レジストパターンを形成し、これをマスクとし
てCoSi2層が露出するまでシリコン酸化膜19をウ
エットエッチングして除去する。
After the silicon oxide film 19 is formed on the entire surface again, an inverted resist pattern is formed, and the silicon oxide film 19 is removed by wet etching using this as a mask until the CoSi 2 layer is exposed.

【0069】図9(e)に示すように、露出したCoS
i2層30上に、P−シリコン層33、N−SixGe1-
x層34、P−シリコン層33を連続して選択エピタキ
シャル成長させる。特にN−SixGe1-x層34成長
は、ジシラン(SiH6)、モノゲルマン(GeH4)及
びホスフィン(PH3)を原料ガスとした化学気相成長
法により行なう。
As shown in FIG. 9E, the exposed CoS
On the i2 layer 30, a P-silicon layer 33 and N-SixGe1-
The x layer 34 and the P-silicon layer 33 are continuously and selectively epitaxially grown. In particular, the growth of the N-SixGe1-x layer 34 is performed by a chemical vapor deposition method using disilane (SiH6), monogermane (GeH4) and phosphine (PH3) as source gases.

【0070】基板表面の自然酸化膜を除去した後、図9
(f)に示すようにシリコン層18をP−シリコン層3
3及びN−シリコン層31上にエピタキシャル成長さ
せ、全面にコバルトをスパッタリングにより堆積し、1
回又は2回のラピッドサーマルアニールを行なった後、
未反応のコバルトを除去して、CoSi2層30を形成
する。
After removing the natural oxide film on the surface of the substrate, FIG.
As shown in (f), the silicon layer 18 is replaced with the P-silicon layer 3
3 and N-silicon layer 31 is epitaxially grown, and cobalt is deposited on the entire surface by sputtering.
After performing rapid thermal annealing twice or twice,
Unreacted cobalt is removed to form a CoSi2 layer 30.

【0071】この際、成長させたシリコン層がすべてC
oSi2層として消費されるように、シリコン層及びコ
バルトの厚みを予め決めておく。
At this time, all of the grown silicon layer is C
The thicknesses of the silicon layer and cobalt are predetermined so as to be consumed as the oSi2 layer.

【0072】基板全面に、常圧化学気相成長法によりシ
リコン酸化膜19を堆積する。さらに全面にレジストを
塗布した後、露光、現像して、レジストパターンを形成
する。続けて、主にフッ素系ガスを用いたドライエッチ
ングによりシリコン酸化膜をエッチングした後、レジス
トパターンをアッシング、除去する。
A silicon oxide film 19 is deposited on the entire surface of the substrate by atmospheric pressure chemical vapor deposition. Further, a resist is applied on the entire surface, and then exposed and developed to form a resist pattern. Subsequently, the silicon oxide film is etched mainly by dry etching using a fluorine-based gas, and then the resist pattern is ashed and removed.

【0073】さらに、図9(g)に示すように、主に塩
素系ガスを用いたドライエッチングによりCoSi2
層、P−シリコン層、N−シリコン層、SixGe1-x層
を連続エッチングする。
Further, as shown in FIG. 9 (g), CoSi2 is mainly formed by dry etching using a chlorine-based gas.
The layers, P-silicon layer, N-silicon layer, SixGe1-x layer are successively etched.

【0074】次に、図9(h)に示すように、レジスト
パターンを形成した後、P+シリコン層、N+シリコン
層、CoSi2層をエッチングして島状の半導体を得
る。この後、図8の(k)から(m)に示した工程を経
て、図9(i)に示すような構造を得る。
Next, as shown in FIG. 9H, after forming a resist pattern, the P + silicon layer, the N + silicon layer and the CoSi 2 layer are etched to obtain an island-shaped semiconductor. Then, the structure shown in FIG. 9I is obtained through the steps shown in FIGS. 8K to 8M.

【0075】本発明の実施の形態に示したように、シリ
コン上にCoSi2層をエピタキシャル成長させ、さら
にその上にシリコン層、SixGe1-x層をエピタキシャ
ル成長させることにより、低抵抗なソース・ドレイン層
を有する縦型電界効果トランジスタを形成することがで
きる。
As shown in the embodiment of the present invention, a CoSi2 layer is epitaxially grown on silicon, and a silicon layer and a SixGe1-x layer are further epitaxially grown on the CoSi2 layer, so that a source / drain layer having a low resistance is provided. A vertical field effect transistor can be formed.

【0076】また、シリコン基板の代わりに、図10に
示すように、SOI基板10上に本発明の実施の形態に
示した方法と同様の方法で縦型電界効果トランジスタを
形成することにより、寄生容量を低減し、より高速動作
が可能なトランジスタが実現できる。
Further, instead of the silicon substrate, as shown in FIG. 10, a vertical field effect transistor is formed on the SOI substrate 10 by a method similar to the method shown in the embodiment mode of the present invention. It is possible to realize a transistor which can reduce the capacitance and can operate at higher speed.

【0077】なお、第3の発明の実施の形態では、Si
xGe1-x層及びその上層のシリコン層への不純物ドーピ
ングはイオン注入により行なったが、発明の実施の形態
5に示したごとく、不純物を原料ガス中に導入した選択
エピタキシャル成長を用いてもよい。
In the embodiment of the third invention, Si
Although the impurity doping into the xGe1-x layer and the silicon layer above it is performed by ion implantation, selective epitaxial growth in which impurities are introduced into the source gas may be used as described in the fifth embodiment of the invention.

【0078】同様に、第4の発明の実施の形態では、S
ixGe1-x層及びその上層のシリコン層への不純物ドー
ピングは不純物を原料ガス中に導入した選択エピタキシ
ャル成長により行なったが、第3の発明の実施の形態に
示したごとく、イオン注入用いてもよい。この際、結晶
欠陥発生をなるべく抑えるため、ドーズ量は10 13 cm
-2 以下とするのがよい。
Similarly, in the embodiment of the fourth invention, S
Impurity doping into the ixGe1-x layer and the silicon layer thereabove is performed by selective epitaxial growth in which impurities are introduced into the source gas, but ion implantation may be used as shown in the embodiment of the third invention. At this time, in order to suppress the generation of crystal defects as much as possible, the dose amount is 10 13 cm.
-2 or less is recommended.

【0079】なお、第3及び第4の本発明の実施の形態
において、ゲート酸化膜は熱酸化法により形成したが、
形成温度が800℃を越えなければ、その他の方法でも
よい。例えば、テトラエチルシリケート(TEOS)を
用いて、700℃程度の温度で減圧気相成長方法により
形成してもよい。また、前記したように成長温度が80
0℃を越えなければ、酸化膜の代わりに、その他の絶縁
膜、例えばシリコン窒化膜等でもよい。
Although the gate oxide film was formed by the thermal oxidation method in the third and fourth embodiments of the present invention,
Other methods may be used as long as the formation temperature does not exceed 800 ° C. For example, tetraethyl silicate (TEOS) may be used and formed at a temperature of about 700 ° C. by a reduced pressure vapor phase growth method. Further, as described above, the growth temperature is 80
As long as the temperature does not exceed 0 ° C., another insulating film such as a silicon nitride film may be used instead of the oxide film.

【0080】また、第3及び第4の本発明の実施の形態
では、ジシランとモノゲルマンを原料としてSixGe1
-x層を形成したが、他の原料ガス、例えばシラン(Si
H4)やジクロロシラン(SiH2Cl2)さらに高次シ
ラン等を用いてもよい。
In the third and fourth embodiments of the present invention, the disilane and monogermane are used as raw materials for SixGe1.
-x layer was formed, but other source gases such as silane (Si
H4), dichlorosilane (SiH2Cl2) or higher order silane may be used.

【0081】また、配線及び層間絶縁膜の構造、種類、
形成方法などは特に限定しない。
Further, the structures and types of wirings and interlayer insulating films,
The forming method is not particularly limited.

【0082】[0082]

【発明の効果】発明に係る縦型電界効果トランジスタ
によると、SixGe1-x層上に直接ゲート絶縁膜を形成
させない構造となるため、絶縁膜とチャネル層との界面
準位密度が低減でき、良好な特性を有するトランジスタ
が実現できる。
According to the vertical field effect transistor of the present invention, since the gate insulating film is not directly formed on the SixGe1-x layer, the interface state density between the insulating film and the channel layer can be reduced. A transistor having good characteristics can be realized.

【0083】また、ソース・ドレイン層を低抵抗化で
き、かつ、ソース層又はドレイン層上に、直接シリコン
層あるいはチャネル層となるSixGe1-x層をエピタキ
シャル成長できるため、超高速動作が可能なトランジス
タが実現できる。
[0083] Further, the source-drain layer can lower resistance, and the source layer or the drain layer, since the SixGei-x layer as a direct silicon layer or channel layer may epitaxial growth capable of ultrafast operation preparative Rungis <br/> It can be realized.

【0084】発明に係る縦型電界効果トランジスタに
よると、第1及び第3の不純物層とSixGe1-x層との
界面での格子不整合を緩和でき、ソース−ドレイン間の
オフリーク電流を低減したトランジスタが実現できる。
また、実効的なチャネル部では、ゲルマニウムの濃度を
高く保っているため、高速性を維持したトランジスタが
実現できる。
According to the vertical field effect transistor of the present invention, the lattice mismatch at the interface between the first and third impurity layers and the SixGe1-x layer can be relaxed, and the off-leak current between the source and the drain can be reduced. A transistor can be realized.
Further, since the germanium concentration is kept high in the effective channel portion, a transistor maintaining high speed can be realized.

【0085】発明に係る縦型電界効果トランジスタに
よると、SOI基板を用いてトランジスタを形成するた
め、ソース・ドレインの寄生容量を低減でき、素子の高
速化が図れる。
According to the vertical field effect transistor of the present invention, the transistor is formed using the SOI substrate.
Therefore, the parasitic capacitance of the source / drain can be reduced, and the device speed can be increased.

【0086】発明に係る縦型電界効果トランジスタに
よると、ソース、チャネル、ドレイン層からそれらに接
したシリコン層に十分不純物拡散するため、表面層でP
N接合が形成でき、表面層のリークを低減したトランジ
スタが実現できる。
According to the vertical field effect transistor of the present invention, since the impurities are sufficiently diffused from the source, channel, and drain layers to the silicon layer in contact with them, P is formed in the surface layer.
A transistor in which an N junction can be formed and leakage of the surface layer is reduced can be realized.

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

【図1】本発明第1の発明の実施の形態におけるN型縦
型電界効果型トランジスタの構造を示す概略図
FIG. 1 is a schematic diagram showing a structure of an N-type vertical field effect transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明第1の発明の実施の形態におけるN型縦
型電界効果型トランジスタのバンドダイアグラムを示す
FIG. 2 is a diagram showing a band diagram of an N-type vertical field effect transistor according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明第1の発明の実施の形態におけるSi/
SiGeヘテロ構造縦型電界効果型トランジスタのチャ
ネル層側壁に設けた極薄シリコン層の厚みの効果を示す
FIG. 3 shows Si / in the first embodiment of the present invention.
The figure which shows the effect of the thickness of the ultrathin silicon layer provided in the channel layer side wall of a SiGe heterostructure vertical field effect transistor.

【図4】本発明第2の発明の実施の形態におけるソー
ス、ドレイン層にシリコンとコバルトとの合金を用いた
P型縦型電界効果型トランジスタの構造を示す概略図
FIG. 4 is a schematic diagram showing the structure of a P-type vertical field effect transistor using an alloy of silicon and cobalt for the source and drain layers in the second embodiment of the present invention.

【図5】本発明第2の発明の実施の形態におけるSOI
基板上に形成したP型縦型電界効果型トランジスタの構
造断面図
FIG. 5: SOI in the second embodiment of the present invention
Structural cross-sectional view of a P-type vertical field effect transistor formed on a substrate

【図6】本発明の縦型電界効果型トランジスタでのチャ
ネル方向のリーク電流発生機構を示す図
Diagram showing a channel direction of the leak current generation mechanism of a vertical field effect transistor capacitor of the present invention; FIG

【図7】本発明の縦型電界効果型トランジスタのチャネ
ル層中のGe濃度分布図
FIG. 7 is a Ge concentration distribution diagram in the channel layer of the vertical field effect transistor of the present invention.

【図8】本発明第3の発明の実施の形態における相補型
縦型電界効果型トランジスタの製造工程断面図
FIG. 8 is a sectional view of a manufacturing process of a complementary vertical field effect transistor according to the third embodiment of the present invention.

【図9】本発明第4の発明の実施の形態における相補型
縦型電界効果型トランジスタの製造工程断面図
FIG. 9 is a sectional view of a manufacturing process of the complementary vertical field effect transistor according to the fourth embodiment of the present invention.

【図10】本発明第4の発明の実施の形態における相補
型縦型電界効果型トランジスタの断面図
FIG. 10 is a sectional view of a complementary vertical field effect transistor according to an embodiment of the fourth aspect of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 SiGeチャネル層 3 N+シリコン層 4 極薄シリコン層 5 ゲート酸化膜 6 ゲート電極 7 ソース層となるシリコンとコバルトとの合金層 8 P型シリコン層 9 ドレイン層となるシリコンとコバルトとの合金層 10 SOI基板 11 第1のレジストパターン 12 第1のレジストパターンの反転パタ−ン 13 Nウエル層 14 Pウエル層 15 P+シリコン層 16 N+シリコン層 17 SixGe1-x層 18 シリコン層 19 常圧化学気相成長法により形成したシリコン酸化
膜 20 第2のレジストパターン 21 多結晶シリコン膜 22 BPSG膜 23 プラグ 24 第1のアルミ系の配線 25 プラズマ化学気相成長法により形成したシリコン
酸化膜 26 スルーホール 27 第2のアルミ系の配線 28 パシベーション膜 29 電極取り出し部 30 CoSi2層 31 N−シリコン層 32 P−SixGe1-x層 33 P−シリコン層 34 N−SixGe1-x層
1 Silicon Substrate 2 SiGe Channel Layer 3 N + Silicon Layer 4 Ultrathin Silicon Layer 5 Gate Oxide Film 6 Gate Electrode 7 Alloy Layer of Silicon and Cobalt as Source Layer 8 P-type Silicon Layer 9 Silicon and Cobalt as Drain Layer Alloy layer 10 SOI substrate 11 First resist pattern 12 First resist pattern inversion pattern 13 N well layer 14 P well layer 15 P + silicon layer 16 N + silicon layer 17 SixGe1-x layer 18 Silicon layer 19 Silicon oxide film formed by atmospheric pressure chemical vapor deposition 20 Second resist pattern 21 Polycrystalline silicon film 22 BPSG film 23 Plug 24 First aluminum wiring 25 Silicon oxide film formed by plasma chemical vapor deposition 26 Through Hole 27 Second Aluminum Wiring 28 Passivation Film 29 Electrode Extraction Section 3 CoSi2 layer 31 N-silicon layer 32 P-SixGe1-x layer 33 P- silicon layer 34 N-SixGe1-x layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−267678(JP,A) 特開 平6−224435(JP,A) 特開 昭61−144875(JP,A) 特開 平2−91976(JP,A) 特開 平7−297406(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 29/78 652 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-5-267678 (JP, A) JP-A-6-224435 (JP, A) JP-A-61-144875 (JP, A) JP-A-2- 91976 (JP, A) JP-A-7-297406 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 29/78 652

Claims (11)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン基板上に形成されており第1導
電型の不純物が添加されたソース層又はドレイン層とな
る第1の不純物層と、前記第1の不純物層の上に形成さ
れており第2導電型の不純物が添加されたチャネル層と
なる第2の不純物層と、前記第2の不純物層の上に形成
されており第1導電型の不純物が添加されたドレイン層
又はソース層となる第3の不純物層と、前記第2の不純
物層の側面にシリコン層とゲート絶縁膜を介して形成さ
れたゲート電極とを備え、前記第2の不純物層が前記第
1の不純物層に対してエピタキシャル成長したシリコン
とゲルマニウムとの合金であることを特徴とする縦型電
界効果トランジスタ。
1. A first impurity layer formed on a silicon substrate and serving as a source layer or a drain layer to which an impurity of the first conductivity type is added, and a first impurity layer formed on the first impurity layer. A second impurity layer serving as a channel layer doped with a second conductivity type impurity; and a drain layer or a source layer formed on the second impurity layer and doped with a first conductivity type impurity. And a gate electrode formed on a side surface of the second impurity layer via a silicon layer and a gate insulating film, the second impurity layer being different from the first impurity layer. A vertical field effect transistor characterized by being an alloy of silicon and germanium epitaxially grown.
【請求項2】 シリコン基板上に形成されており前記シ
リコン基板に対してエピタキシャル成長したソース層又
はドレイン層となる第1のコバルトとシリコンとの合金
層と、前記第1のコバルトとシリコンとの合金層の上に
形成されており第1導電型の不純物が添加された第1の
不純物層と、第2導電型の不純物が添加されたチャネル
層となる第2の不純物層と、前記第2の不純物層の上に
形成されており第1導電型の不純物が添加された第3の
不純物層と、前記第3の不純物層の上に形成されており
ドレイン層又はソース層となる第2のコバルトとシリコ
ンとの合金層と、前記第2の不純物層の側面にシリコン
層とゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極とを備
え、前記第2の不純物層が前記第1の不純物層に対して
エピタキシャル成長したシリコンとゲルマニウムとの合
金であることを特徴とする縦型電界効果トランジスタ。
2. A first alloy layer of cobalt and silicon, which is formed on a silicon substrate and serves as a source layer or a drain layer epitaxially grown on the silicon substrate, and an alloy of the first cobalt and silicon. A first impurity layer formed on the layer and doped with an impurity of the first conductivity type; a second impurity layer serving as a channel layer doped with an impurity of the second conductivity type; A third impurity layer formed on the impurity layer and added with an impurity of the first conductivity type, and a second cobalt formed on the third impurity layer and serving as a drain layer or a source layer. An alloy layer of silicon and silicon, and a gate electrode formed on the side surface of the second impurity layer via a silicon layer and a gate insulating film, wherein the second impurity layer is different from the first impurity layer. Epitaxial growth Vertical field effect transistor, characterized in that the an alloy of silicon and germanium.
【請求項3】 前記第1の不純物層が形成される領域の
下に第2導電型の不純物が添加された第2導電型のウエ
ル層を備えていることを特徴とする請求項1または2
載の縦型電界効果トランジスタ。
3. A process according to claim 1 or 2, characterized in that it e Bei a well layer of a second conductivity type impurity of the second conductivity type below the region where the first impurity layer is formed is added The vertical field effect transistor described.
【請求項4】 シリコン基板上に形成されており第1導
電型の不純物が添加されたソース層又はドレイン層とな
る第1の不純物層と、前記第1の不純物層の上に形成さ
れており、第2導電型の不純物が添加されたチャネル層
となる第2の不純物層と、前記第2の不純物層の上に形
成されており第1導電型の不純物が添加 されたドレイン
層又はソース層となる第3の不純物層と、前記第2の不
純物層の側面にシリコン層とゲート絶縁膜を介して形成
された第1のゲート電極と、前記シリコン基板における
前記第1の不純物層の側方に形成されており第2導電型
の不純物が添加されたソース層又はドレイン層となる第
4の不純物層と、前記第4の不純物層の上に形成されて
おり第1導電型の不純物が添加されたチャネル層となる
第5の不純物層と、前記第5の不純物層の上に形成され
ており第2導電型の不純物が添加されたドレイン層又は
ソース層となる第6の不純物層と、前記第5の不純物層
の側面にシリコン層とゲート絶縁膜を介して形成された
第2のゲート電極とを備え、前記第2の不純物層は前記
第1の不純物層に対して、また、前記第5の不純物層は
前記第4の不純物層に対して、それぞれエピタキシャル
成長したシリコンとゲルマニウムとの合金であることを
特徴とする相補型の縦型電界効果トランジスタ。
4. A first conductor formed on a silicon substrate.
To be a source or drain layer doped with electrical impurities.
And a first impurity layer formed on the first impurity layer.
And a channel layer doped with impurities of the second conductivity type
And a second impurity layer to be formed on the second impurity layer.
Drain made of impurities of the first conductivity type
A third impurity layer to be a layer or a source layer, and the second impurity layer.
Formed on the side surface of the pure layer through the silicon layer and the gate insulating film
And a first gate electrode formed on the silicon substrate.
The second conductivity type is formed on the side of the first impurity layer.
The source or drain layer to which the impurities of
And a fourth impurity layer and formed on the fourth impurity layer.
It becomes a channel layer to which an impurity of the first conductivity type is added
A fifth impurity layer and formed on the fifth impurity layer
Or a drain layer doped with impurities of the second conductivity type or
A sixth impurity layer to be a source layer and the fifth impurity layer
Was formed on the side surface of the silicon via a silicon layer and a gate insulating film.
A second gate electrode, wherein the second impurity layer is
With respect to the first impurity layer, the fifth impurity layer is
Epitaxial to each of the fourth impurity layers
That it is an alloy of grown silicon and germanium
A characteristic vertical type field effect transistor.
【請求項5】 シリコン基板上に形成されており、か
つ、前記シリコン基板に対してエピタキシャル成長した
ソース層又はドレイン層となる第1のコバルトとシリコ
ンとの合金層と、前記第1のコバルトとシリコンとの合
金層の上に形成されており第1導電型の不純物が添加さ
れた第1の不純物層と、第2導電型の不純物が添加され
たチャネル層となる第2の不純物層と、前記第2の不純
物層の上に形成されており第1導電型の不純物が添加さ
れた第3の不純物層と、前記第3の不純物層の上に形成
されておりドレイン層又はソース層となる第2のコバル
トとシリコンとの合金層と、前記第2の不純物層の側面
にシリコン層とゲート絶縁膜を介して形成された第1の
ゲート電極と、前記シリコン基板における前記第1の不
純物層の側方に形成されており前記シリコン基板に対し
てエピタキシャル成長したソース層又はドレイン層とな
る第3のコバルトとシリコンとの合金層と、前記第3の
コバルトとシリコンとの合金層の上に形成されており第
2導電型の不純物が添加された第4の不純物層と、第1
導電型の不純物が添加されたチャネル層となる第5の不
純物層と、前記第5の不純物層の上に形成されており第
2導電型の不純物が添加された第6の不純物層と、前記
第6の不純物層の上に形成されておりドレイン層又はソ
ース層となる第4のコバルトとシリコンとの合金層と、
前記第5の不純物層の側面にシリコン層とゲート絶縁膜
を介して形成された第2の ゲート電極とを備え、前記第
2の不純物層は前記第1の不純物層に対して、また、前
記第5の不純物層は前記第4の不純物層に対して、それ
ぞれエピタキシャル成長したシリコンとゲルマニウムと
の合金であることを特徴とする相補型の縦型電界効果ト
ランジスタ。
5. Formed on a silicon substrate,
Epitaxially grown on the silicon substrate
First cobalt and silicon to be the source or drain layer
Alloy layer with the alloy and the first cobalt and silicon
It is formed on the gold layer and contains impurities of the first conductivity type.
The first impurity layer and the second conductivity type impurity are added.
A second impurity layer to be a channel layer, and the second impurity layer
Formed on the metal layer and doped with impurities of the first conductivity type.
And a third impurity layer formed on the third impurity layer.
The second koval which is a drain layer or a source layer.
Alloy layer of silicon and silicon, and side surface of the second impurity layer
On the first layer formed through the silicon layer and the gate insulating film
The gate electrode and the first insulating layer on the silicon substrate.
It is formed on the side of the pure material layer and
Source layer or drain layer that is epitaxially grown by
A third cobalt-silicon alloy layer,
It is formed on the alloy layer of cobalt and silicon.
A fourth impurity layer to which an impurity of two conductivity type is added;
A fifth impurity which becomes a channel layer to which conductivity type impurities are added is formed.
The pure layer and the fifth impurity layer are formed on the fifth impurity layer.
A sixth impurity layer to which an impurity of two conductivity type is added;
It is formed on the sixth impurity layer and is formed on the drain layer or the semiconductor layer.
A fourth alloy layer of cobalt and silicon to form a base layer,
A silicon layer and a gate insulating film are formed on the side surface of the fifth impurity layer.
A second gate electrode formed through
The second impurity layer is different from the first impurity layer in
The fifth impurity layer is different from the fourth impurity layer in that
The epitaxially grown silicon and germanium, respectively
Complementary vertical field effect transistor characterized by being an alloy of
Langista.
【請求項6】 前記第1の不純物層が形成される領域の
下に第2導電型の不純物が添加された第2導電型のウエ
ル層を備えると共に、前記第4の不純物層が形成される
領域の下に第1導電型の不純物が添加された第1導電型
のウエル層を備えていることを特徴とする請求項4記載
の縦型電界効果トランジスタ。
6. A region in which the first impurity layer is formed
A second conductivity type wafer having a second conductivity type impurity added below
And a fourth impurity layer is formed.
First conductivity type in which impurities of the first conductivity type are added below the region
5. The well layer of claim 4 is provided.
Vertical field effect transistor.
【請求項7】 前記第1のシリコンとコバルトとの合金
層が形成される領域の下に第2導電型の不純物が添加さ
れた第2導電型のウエル層を備えると共に、前記第3の
シリコンとコバルトとの合金層が形成される領域の下に
第1導電型の不純物が添加された第1導電型のウエル層
を備えていることを特徴とする請求項5記載の縦型電界
効果トランジスタ。
7. An alloy of the first silicon and cobalt
An impurity of the second conductivity type is added below the region where the layer is formed.
And a second conductive type well layer
Below the area where the alloy layer of silicon and cobalt is formed
First conductivity type well layer doped with first conductivity type impurities
6. The vertical electric field according to claim 5, further comprising:
Effect transistor.
【請求項8】 シリコンとゲルマニウムの合金からなる
第2の不純物層において、ゲルマニウムの原子濃度が第
1及び第3の不純物層の近傍で数パーセント以下であ
り、チャネル層となる第2の不純物層中央部で30パー
セント以上であることを特徴とする請求項1ないし7の
いずれかに記載の縦型電界効果トランジスタ。
8. In the second impurity layer made of an alloy of silicon and germanium, the atomic concentration of germanium is several percent or less in the vicinity of the first and third impurity layers, and the second impurity layer to be a channel layer. 8. The center portion is 30% or more, as claimed in claim 1.
The vertical field effect transistor according to any one of the above.
【請求項9】 シリコン基板の代わりにSOI基板を用
いたことを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに
載の縦型電界効果トランジスタ。
9. A vertical field effect transistor of any of claims 1 to 8 serial <br/> mounting characterized by using an SOI substrate instead of a silicon substrate.
【請求項10】 前記シリコン層は、その直下の前記第
1、第2及び第3の不純物層とほぼ同じ不純物濃度を有
することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記
載の縦型電界効果トランジスタ。
10. The silicon layer is formed on the first layer immediately below the silicon layer.
It has almost the same impurity concentration as the first, second and third impurity layers.
The method according to any one of claims 1 to 9, characterized in that
Mounted vertical field effect transistor.
【請求項11】 前記シリコン層の厚みが100オング
ストローム以下であることを特徴とする請求項10記載
の縦型電界効果トランジスタ。
11. The method of claim 10, wherein the thickness of the silicon layer is equal to or less than 100 angstroms
Vertical field effect transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7755137B2 (en) * 2004-10-07 2010-07-13 Fairchild Semiconductor Corporation Bandgap engineered MOS-gated power transistors

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61144875A (en) * 1984-12-18 1986-07-02 Mitsubishi Electric Corp Mos integrated circuit
JPH0291976A (en) * 1988-09-29 1990-03-30 Oki Electric Ind Co Ltd Manufacture of vertical and groove type mos fet
JPH05267678A (en) * 1992-03-17 1993-10-15 Rohm Co Ltd Semiconductor device and its manufacture
US5385853A (en) * 1992-12-02 1995-01-31 International Business Machines Corporation Method of fabricating a metal oxide semiconductor heterojunction field effect transistor (MOSHFET)
JPH07297406A (en) * 1994-04-21 1995-11-10 Tdk Corp Vertical thin film semiconductor device

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