JPH023976A - Misトランジスタ - Google Patents

Misトランジスタ

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JPH023976A
JPH023976A JP15285388A JP15285388A JPH023976A JP H023976 A JPH023976 A JP H023976A JP 15285388 A JP15285388 A JP 15285388A JP 15285388 A JP15285388 A JP 15285388A JP H023976 A JPH023976 A JP H023976A
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JP
Japan
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element forming
width
gate
forming section
gate electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP15285388A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiya Hashiguchi
俊哉 橋口
Shintaro Kurihara
栗原 眞太郎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH023976A publication Critical patent/JPH023976A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はMISI−ランジスタ、すなわち絶縁ゲート型
電界トランジスタ、特に複数の素子間が凸部分を形成す
る素子分離領域によって分離される構成を採る場合のM
IS−IC等に係わる。
〔発明の概要〕
本発明においては、凸部分を形成する素子分離領域に対
する素子形成部となる凹部分を分割することによりてそ
の分割された凹部分に渡ってゲートをほぼ一定の幅で確
実、正確に延在形成することができるようにして、特性
が均一で信頼性の高いMISI−ランジスタを得ること
ができるようにする。
(従来の技術) 共通の半導体載板例えばシリコン基板に、複数のMis
)ランジスタ、例えばメモリ素子としてのMIS)ラン
ジスタと周辺回路のMISI−ランジスタを形成する場
合、そして、特に各回路素子間のいわゆるフィールド部
に例えば選択的酸化による厚い酸化膜等による素子分1
i11領域を形成するMIS−ICでは、この素子分離
領域の形成部が凸部分となり、回路素子の形成部いわゆ
るアクティブ領域が、フィールド部より可成り低い凹部
分となる。第6図はその一例の要部の路線的平面図で、
第7図は第6図のA−A線上の路線的断面図を示す。こ
の場合、シリコン半導体基板(1)の−主面における例
えば周辺回路素子としてのMISトランジスタを形成す
る小面積の素子形成部(2A)と、例えばメモリ素子と
してのMIS)ランジスタを形成するチャンネル幅が大
で大面積の素子形成部(2B)との間のフィールド部に
例えば選択的酸化によって厚い絶縁層よりなる素子分離
@域(3)が形成される。各素子形成部(2^)および
(2B)には、それぞれ薄い酸化膜よりなるゲート絶縁
層(4A)および(4B)が被着形成され、これの上に
またがって例えば多結晶シリコン層がパターン化されて
形成された所要の幅、即ち所要のチャンネル長に対応し
て設定された幅りのゲート電極(5)が形成される。そ
してこのゲート電極(5)即ちゲート部を挟んで各領域
(2^)および(2B)においてそれぞれソースおよび
ドレイン領域(6AS )および(6^口)、(6BS
 )および(6811)が形成されて、それぞれの素子
形成部(2A)および(2B)にMISトランジスタM
is−AおよびMIS−Bが形成されている。
このようなMis−ICを得る場合、そのゲート電極(
5)の形成、即ち多結晶シリコン層のパターン化にあた
っては、例えば第8図に示すように、基板(1)の素子
分離領域(3)によって区分された各素子形成部(2A
)および(2B)上に、その各ゲート絶縁層(4^)お
よび(4B)上を含んで低比抵抗の多結晶シリコン半導
体Ji(51)を全面的に形成し、これの上にスピンコ
ード等によって感光性樹脂即ちフォトレジスト(52)
を塗布する。そして、このフォトレジストに対してパタ
ーン露光および現(象を施してゲート電極(5)の形成
部を残して他部を除去し、このようにしてパターン化さ
れたフォトレジスト(52)をマスクとして半導体層(
51)を選択的にエツチングして第6図および第7図で
説明した所要の幅(チャンネル長)Lを有するゲート電
極(5)を形成するというフォトリソグラフィ技術によ
って形成することを普通とする。
ところがこのように半導体層(51)上に全面的に塗布
されたフォトレジスト(52)の厚さは、例えば特公昭
63〜2145号公報にも開示されているように、この
フォトレジスト(52)の塗布形成面の凹部の面積が影
響してくる。即ち第8図に示すように小面積の素子形成
部(2A〉における四部におけるフォトレジスト(52
)の厚さt^は、大面積素子形成部(2B)における凹
部の同様の厚さtaに比して大となる。
一方、フォトレジスト(52)の膜厚を変化させた場合
におけるゲート電極の幅の設計値を1.0μ−とした場
合の、小面積素子形成部(2A)と大面積素子形成部(
2B)とにそれぞれ形成されたMISトランジスタにお
けるゲート電極1!ilLの測定結果は第9図に示すよ
うになる。第9図においてΔ印および・印は、それぞれ
小面積素子形成部(2A)と大面積素子形成部(2B)
にそれぞれ形成したMis)ランジスタのゲート長の測
定結果を示すもので、この場合光の干渉等によって実際
に得られるゲート長即ちフォトリソグラフィに、上って
パターン化されたゲート電極(5)の幅にはばらつきが
生じる。このゲート電極(5)の幅、すなわちチャンネ
ル長のばらつきは、直ちにMISトランジスタの特性の
ばらつきとして表われる。そして、このゲート電極(5
)の幅のばらつきは、凹部の存在下では、パターン形状
、レジスト層の平均膜厚の大小、段差の大小、露光光源
の波長等によって変動する。
本発明は、上述したように素子分離領域の凸部分として
形成され、これに対して素子形成部が凸部分として形成
されるMis)ランジスタにおいて、フォトリソグラフ
ィの技術によってゲート電極をパターン化するにあたっ
てのフォトレジストの厚さの相違によるゲート長の不安
定性、従ってf4頼性の低下の課題を解決する。
〔課題を解決するための手段〕
本発明は、第1図にその一例の路線的拡大平面図を示し
、′第2図に第1図のA−A線上の断面図を示すように
、例えばシリコン半導体基板(1)の−主面に凸部分を
形成する素子分離領域(3)に対する素子形成部(2B
)となる凸部分を素子分離領域(3)によって分割した
構造としてその分割された凸部分(2Bz )  (2
B2 )  (2B3 )・・・・にほぼ一定の幅でゲ
ート即ちゲート電極(5)を延在させてMISトランジ
スタMIS−Bを構成する。
(発明が解決しようとする課題〕 〔作用〕 上述の本発明によれば、大面積のM I S l−ラン
ジスタMIS−Bの素子形成部(2B)を、複数部分(
2Bz )  (2B2 )  (283)・・・・に
分割したことによって、その分割凹部(2B1)  (
2B2 )  (2B3 )・・・・を例えば前述した
小面積素子形成部(2A)と同等の幅に形成するように
なせば、ゲート電極(5)の形成に伴なうフォトリソグ
ラフィにおけるフォトレジストの塗布厚をゲート電極(
5)の形成部の各部においてつまりその実質的ゲート部
において均一のフォトレジストの厚さとすることができ
るので、得られたゲート11極(5)の幅即ちゲート長
を各部において一定の幅に設定することができる。
即ち第3図に示すように、例えばシリコン半導体基板(
1)の−主面のフィールド部に凸部分として素子分%I
11領域(3)が例えば選択酸化による厚い酸化膜とし
て形成された場合において、その本来大面積の素子形成
部(2B)となる部分を小面積の素子形成部(2A)の
大きさに対応して複数部分(2B1 )(2B2 ) 
 (283)・・・・に分割してその凹部分(281)
(2B2 )  (283) ・・・・(D幅WBt 
、 WB2. WB3 ” =を例えば小面積素子形成
部(2^)における凹部の幅W^とほぼ同等に選定する
ことができることによって、半導体基1i (11上に
全面的にゲート電極の形成のための低比抵抗の多結晶シ
リコン等よりなる例えば半導体#(51)をCVD法等
によって形成しこれの上にフォトレジスト(52)を塗
布した場合、小面積素子形成部(2A)と、大面積素子
形成部(2B)の各分割凹部分(2Bz )  (2B
2 )  (2B3 )・・・・上において、フォトレ
ジスト(52)の厚さをほぼ均等に形成することができ
る。したがってこのフォトレジスト(52)に対して露
光現像処理を施した場合、その露光現像処理条件が各ゲ
ート部において一様となるのでこのようにフォトレジス
ト(52)をパターン化してこれをマスクとして半44
[(51)をパターン化して得たゲート電極(5)は少
なくとも各ゲート部において均一の幅、すな:bち均一
のチャンネル長に選定される。従って所望の安定したト
ランジスタ特性を有するMIsトランジスタを得ること
ができる。
〔実施例〕
第1図および第2図に示すように、例えばシリコン半導
体基板(11の一生面のフィールド部例えば周辺回路素
子としてのMISトランジスタの小面積素子形成部(2
A)とメモリ素子としての大面積MISトランジスタの
大面積素子形成部(2B)との間およびこれらを囲んで
そのフィールド部に選択的酸化による厚い酸化膜の凸部
分として形成される素子分離領域(3)を形成する。ま
たこれと共に、これと同時に大面積素子形成部(2B)
において、これを複数の部分に分割した凹部分(2th
 )  (282)(2B3 )・・・・を形成する。
この例では、各分割四部(2B1)  (2B2 ) 
 (2B3 )・・・・は、互いに分離独立した長方形
状とした場合である。
そして、第3図に示すように小面積素子形成部(2八)
と、複数の分割凹部(2B1)  (2B2 )  <
283 )・・・・に分割されて形成された大面積素子
形成部(2B)の各凹部における半導体基板+1)の主
面に例えば薄い5i(h酸化膜よりなるゲート絶縁層(
4八)と、(4B* )  (4B2 )  (483
)・・・・を熱酸化等によって形成する。その後まず全
面的に例えば低比抵抗の不純物がドープされた多結晶シ
リコン層よりなる半導体1(51)を例えばCVD法に
よって形成する。更にこれの上にフォトレジスト(52
)を周知の技術によって塗布する。このようにすれば、
各ゲート絶縁層(4八)、(4Br )  (482>
(483)・・・・上に形成された各凹部に一様の厚さ
をもってフォトレジスト(52)が塗布される0次に、
このフォトL・シスト(52)に対して露光現像を行っ
て半導体II (51)の最終的にゲート電極(5)を
形成する部分以外に窓明けを行ってこの窓を通じて半導
体層(51)に対してエツチングを行ってゲート電極(
5)の形成を行う。
そして、このゲート電極(5)の形成後に通常における
と同様に、例えばこのゲート電極(5)と、素子分離領
域(3)の厚い5i02酸化膜をイオン注入マスクとし
て各素子形成部(2A)と、(2Bz )  (2B2
 )(6Bst)  (6Bs2)  (6BS3) 
” ”および(6Bot )(6BD2 )  (68
D3 )・・・・とを形成し、各形成部(2^)にMI
SトランジスタMIS−Aを形成し、形成部(2B)に
、複数個の小面積MISトランジスタの集合によるMI
S)ランジスタMis−Bを形成する。
なお、上述した第1図の例においては、その大面積素子
形成部(2B)の分割凹部(281)  (2B2 )
(2B3)・・・・が−列に直線上に配列された形状と
した場合であるが、ある場合は第4図に示すように複数
列に配列しゲート電極(5)をジグザグパターンに形成
することもできる。
また、あるいは第5図に示すように大部分において分割
凹部(2B! )  (2B2 )  (2B] )・
・・・を形成した例えば櫛歯状をなして実質的にこれの
上に全面的に多結晶シリコン半導体層(51)を形成し
てこれの上にフォトレジスト(52)を形成する場合に
おいてその大面積素子形成部(2B)におけるMISI
−ランジスタMIS−Hのゲート部近傍におけるレジス
ト(52)の厚さを各部−様に設定することができる。
このようにして分割四部(2To )  (2B2 )
  (2B3 )・・・・によって形成された各ゲート
部の実質的ゲー1−mL即ちチャンネル長と直交する方
向における実効ゲート部の和が目的とする例えばメモリ
素子としてのM I S l−ランジスタM I S−
Hにおけるゲート幅と同等になるように各分割凹部(2
Bs )(282)  (283)の幅を選定する。
〔発明の効果〕
上述したように本発明によれば、例えばメモリ素子とし
ての大面積MIS!−ランジスタMIS−13即ち大チ
ャンネル幅のMISI−ランジスタにおける大面積素子
形成部において分割凹部(2B1)(2B2 )  (
283)・・・・を形成したことによって、ここにおけ
るゲート電極形成時のフォトレジストの厚さを他の小面
積の例えば周辺回路のMISトランジスタMIS−Aの
形成部(2A)におけるフォトレジストの厚さと同等に
選定することができるようにしたので、フォトリソグラ
フィによってパターン化されたゲート電極(5)の幅を
各部所定の幅に確実に選定することができることによっ
て信頼性の′高い安定した特性のMISトランジスタを
再現性良く得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明によるMISI−ランジスタの路線的拡
大平面図、第2図は第1図A−A線上の拡大断面図、第
3図はこのMIS)ランジスタの製造の説明に供する一
工程断面図、第4図および第5図はそれぞれ本発明によ
るM I S l−ランジスタの他の例の路線的拡大平
面図、第6図は従来のMISトランジスタの路線的拡大
平面図、第7図は第6図のA−A線上の路線的拡大断面
図、第8図は従来のMISI・ランジスタの製造方法の
説明に供する〜工程断面図、第9図はゲート電極幅の膜
厚依存性を示す測定曲線図である。 (1)は半導体基板、(2A)は小面積の素子形成部、
(2B)は大面積素子形成部、(2B1)  (2B2
 )(2B3 )・・・・は分割凹部、(3)は素子分
離領域、(4八)   、   (4B)   、  
 (4B1 )  、   (4B2)   、   
(4133)・・・・はゲート絶縁層、(5)はゲート
電極、(51)は半導体層、(52)はフォトレジスト
である。 同 松隈秀盛 1足来、−+MI5)−ランヅ入79平面巴MI5−A
、Mr5−B−−−HI5)−テシシスアん)来ドラジ
ン゛入7つ9月1こ4夫7ト工十1断面日第8図 薯6釦計へ綿二/ll#面に 第7図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 凸部分を形成する素子分離領域に対する素子形成部とな
    る凹部分を分割してほぼ一定の幅で上記凹部分にゲート
    を延在させたMISトランジスタ。
JP15285388A 1988-06-21 1988-06-21 Misトランジスタ Pending JPH023976A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15285388A JPH023976A (ja) 1988-06-21 1988-06-21 Misトランジスタ

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JP15285388A JPH023976A (ja) 1988-06-21 1988-06-21 Misトランジスタ

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Publication Number Publication Date
JPH023976A true JPH023976A (ja) 1990-01-09

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ID=15549557

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JP15285388A Pending JPH023976A (ja) 1988-06-21 1988-06-21 Misトランジスタ

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JP (1) JPH023976A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5717239A (en) * 1995-11-15 1998-02-10 Nec Corporation MOS transistor with large gate width

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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