JP5557552B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1)ポリシリコンのゲート電極にカウンタードーピングして実質的に空乏状態とした後の、各種熱処理工程により、中央の高濃度領域から端部の空乏領域へ不純物が拡散するため、空乏領域に不純物分布のバラツキが生じ、特性バラツキを生みやすい。
(2)ポリシリコンのゲート電極にカウンタードーピングして実質的に空乏状態とする手法では、最大でもポリシリコン中の内蔵電位をN型ポリシリコン(通常プラスの電位)では0V以下に、P型ポリシリコン(通常マイナスの電位)では0V以上にできない、STIエッジ部分への電界集中が激しい場合に制御できない。
(3)ゲート電極端部を実質的に空乏状態にすることにより、実効チャネル幅(W)が狭くなり、駆動力が低下する可能性がある。
一導電型の半導体基板の一主面に形成された溝及び前記溝内に設けられた絶縁物を有する素子分離領域に囲まれた素子領域を形成する工程と、
前記素子領域の上面及びゲート長方向の両側側面にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記素子領域の前記上面から前記両側側面に沿って、かつ前記素子領域のエッジを覆って前記ゲート絶縁膜上に形成されると共に、同一層により形成された一導電型と反対導電型のゲート電極を形成する工程と、
前記素子領域の前記上面の両側部からそれぞれ前記エッジを介して前記両側側面の上部に至る一導電型の第1および第2の領域を前記ゲート電極に形成すると共に、前記第1および前記第2の領域に挟まれた反対導電型の第3の領域と、前記第1および前記第2の領域の下部において前記両側側面に沿って反対導電型の第4および第5の領域を前記ゲート電極に形成する工程と、
前記ゲート電極のゲート幅方向の両側の前記素子領域に反対導電型の不純物領域を形成する工程と、
を備える半導体装置の製造方法が提供される。
一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の一主面に設けられた溝及び前記溝内に設けられた絶縁物を有する素子分離領域に囲まれた素子領域と、
前記素子領域の上面及びゲート長方向の両側側面に設けられたゲート絶縁膜と、
前記素子領域の前記上面から前記両側側面に沿って、かつ前記素子領域のエッジを覆って前記ゲート絶縁膜上に設けられると共に、同一層により設けられた一導電型と反対導電型のゲート電極と、
前記素子領域の前記上面の両側部からそれぞれ前記エッジを介して前記両側側面の上部に至る前記ゲート電極に設けられた一導電型の第1および第2の領域と、
前記第1および前記第2の領域に挟まれて前記ゲート電極に設けられた反対導電型の第3の領域と、
前記第1および前記第2の領域の下部において前記両側側面に沿って前記ゲート電極に設けられた反対導電型の第4および第5の領域と、
前記ゲート電極のゲート幅方向の両側の前記素子領域に設けられた反対導電型の第1および第2の不純物領域と、
を備える半導体装置が提供される。
11 一主面
12 素子領域
14 上面
16 角部
17 側壁上部
20 反転層
22 溝(トレンチ)
24 絶縁物
25 素子分離領域
30 ゲート電極
32 N+ポリシリコン
33 上端部
34 P+ポリシリコン
36 N+ポリシリコン
40 ゲート絶縁膜
42 サイドウォール
50 ドレイン電極
52 ドレイン
54 ドレイン
60 ソース電極
62 ソース
64 ソース
72、74、76、77、78 イオン注入
82、84、86 ホトレジスト
88、89 窒化シリコン膜
100 半導体装置
Claims (10)
- 一導電型の半導体基板の一主面に形成された溝及び前記溝内に設けられた絶縁物を有する素子分離領域に囲まれた素子領域を形成する工程と、
前記素子領域の上面及びゲート長方向の両側側面にゲート絶縁膜を形成する工程と、
前記素子領域の前記上面から前記両側側面に沿って、かつ前記素子領域のエッジを覆って前記ゲート絶縁膜上に形成されると共に、同一層により形成された一導電型と反対導電型のゲート電極を形成する工程と、
前記素子領域の前記上面の両側部からそれぞれ前記エッジを介して前記両側側面の上部に至る一導電型の第1および第2の領域を前記ゲート電極に形成すると共に、前記第1および前記第2の領域に挟まれた反対導電型の第3の領域と、前記第1および前記第2の領域の下部において前記両側側面に沿って反対導電型の第4および第5の領域を前記ゲート電極に形成する工程と、
前記ゲート電極のゲート幅方向の両側の前記素子領域に反対導電型の不純物領域を形成する工程と、
を備える半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート電極に前記第1および前記第2の領域を形成する工程は、前記ゲート電極の前記両側部に一導電型の不純物を選択的に導入して、当該不純物により前記第1および前記第2の領域を形成する工程である請求項1記載の半導体装置の製造方法。
- 前記不純物を選択的に導入する工程は、前記ゲート電極の前記両側部が露出された第1のマスクを形成し、前記第1のマスクを介して前記ゲート電極の前記両側部に前記不純物をイオン注入により導入する工程である請求項2記載の半導体装置の製造方法。
- 前記不純物をイオン注入により導入する工程は、前記半導体基板の一主面に垂直な方向に対してゲート長方向に傾いた方向から前記不純物を導入する工程である請求項3記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1および前記第2の領域を形成する工程は、前記第3、前記第4および前記第5の領域よりも前記第1および前記第2の領域のバンドギャップを大きくする工程である請求項2〜4のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記ゲート電極を形成する工程は、前記ゲート電極上に形成され、ゲート長方向が露出された第2のマスクを使用して、前記ゲート電極をパターニングにより形成する工程であり、前記第1および前記第2の領域を形成する工程は、前記第2のマスクを使用し、前記半導体基板の前記一主面に垂直な方向に対してゲート長方向に傾いた方向から前記ゲート電極に前記不純物をイオン注入により導入する工程である請求項2記載の半導体装置の製造方法。
- 前記第1乃至第5の領域に共通して接続される導電体を形成する工程をさらに備える請求項1〜6のいずれか一項に記載の半導体装置の製造方法。
- 一導電型の半導体基板と、
前記半導体基板の一主面に設けられた溝及び前記溝内に設けられた絶縁物を有する素子分離領域に囲まれた素子領域と、
前記素子領域の上面及びゲート長方向の両側側面に設けられたゲート絶縁膜と、
前記素子領域の前記上面から前記両側側面に沿って、かつ前記素子領域のエッジを覆って前記ゲート絶縁膜上に設けられると共に、同一層により設けられた一導電型と反対導電型のゲート電極と、
前記素子領域の前記上面の両側部からそれぞれ前記エッジを介して前記両側側面の上部に至る前記ゲート電極に設けられた一導電型の第1および第2の領域と、
前記第1および前記第2の領域に挟まれて前記ゲート電極に設けられた反対導電型の第3の領域と、
前記第1および前記第2の領域の下部において前記両側側面に沿って前記ゲート電極に設けられた反対導電型の第4および第5の領域と、
前記ゲート電極のゲート幅方向の両側の前記素子領域に設けられた反対導電型の第1および第2の不純物領域と、
を備える半導体装置。 - 前記第1および前記第2の領域は、前記第3の領域よりも大きなバンドギャップとされている請求項8記載の半導体装置。
- 前記第1乃至第5の領域に共通して接続される導電体をさらに備える請求項8または9記載の半導体装置。
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