JPH03154383A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH03154383A
JPH03154383A JP29343389A JP29343389A JPH03154383A JP H03154383 A JPH03154383 A JP H03154383A JP 29343389 A JP29343389 A JP 29343389A JP 29343389 A JP29343389 A JP 29343389A JP H03154383 A JPH03154383 A JP H03154383A
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recrystallized silicon
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channel region
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Abstract

PURPOSE:To make a SOI type of MIS field-effect transistor high-speed by making a MIS field-effect transistor at an uneven recrystallized silicon substrate where a channel area formation part is made thinner than a source and drain region formation area. CONSTITUTION:An uneven recrystallized silicon substrate 4 is made, through a first oxide film 2 and a second oxide film 3, on a p-type silicon(Si) substrate 1, and a p-type channel region 5 and an n-type source and drain region 6 are made in self alignment on the gate electrode 8 formed on the recrystallized silicon substrate 4 through a gate oxide film 7. What is more, the channel region 5 is made on the thin recrystallized silicon substrate part and the n-type source and drain region 6 is made on the roughly thick recrystallized silicon substrate part. A SOI(Silicon On Insulator) type of MIS field-effect transistor is made. Accordingly, the channel region can be made on the thin recrystallized silicon substrate part, and the source and drain region can be made on the thick recrystallized silicon substrate part. Hereby, it becomes possible to realize high speed.

Description

【発明の詳細な説明】 「慨 要] 半導体基板上に絶縁膜を介して形成された凹凸を持った
再結晶シリコン基板において、薄い再結晶シリコン基板
部にチャネル領域が形成され、前記薄い再結晶シリコン
基板部上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され
、厚い再結晶シリコン基板部にソースドレイン領域が形
成された構造からなるλ’IIS電界効果トランジスタ
が形成されているため、チャネル領域を薄い再結晶シリ
コン基板部に形成できることにより、再結晶シリコン基
板を完全に再結晶fヒできるため、素子特性の安定fヒ
による高性能化及びチャネル電界を小さくできるなめ、
モビリティを大きくすることができることによる高速f
ヒを、ソースドレイン領域を厚い再結晶シリコン基板部
に形成できることによつ。
[Detailed Description of the Invention] "Summary" In a recrystallized silicon substrate with irregularities formed on a semiconductor substrate via an insulating film, a channel region is formed in a thin recrystallized silicon substrate portion, and the thin recrystallized Since a λ'IIS field effect transistor is formed with a structure in which a gate electrode is formed on a silicon substrate portion via a gate insulating film and a source/drain region is formed on a thick recrystallized silicon substrate portion, the channel region is Since it can be formed on a thin recrystallized silicon substrate, the recrystallized silicon substrate can be completely recrystallized, resulting in improved performance due to stable device characteristics and a smaller channel electric field.
High speed f due to the ability to increase mobility
This is because the source and drain regions can be formed in a thick recrystallized silicon substrate.

抵抗及び接合容量を低減できることによる高速1ヒを、
凹凸を持った再結晶シリコン基板を使用できるため、熱
容量を大きくできることにより、レーザー再結晶fヒに
よる基板ハガレを改善できることによる高信頼性を、又
、一部の変形により各領域をセルファライン形成できる
ことによる高集積1ヒを、メタルを含むソースドレイン
領域を形成できることによるいっそうの高速1ヒも可能
にした半導体装置。
High-speed 1-fire by reducing resistance and junction capacitance,
Since a recrystallized silicon substrate with unevenness can be used, the heat capacity can be increased, and substrate peeling due to laser recrystallization can be improved, resulting in high reliability. Also, each area can be formed as a self-line by partially deforming it. A semiconductor device that enables high-integration 1-chip processing due to the high-density semiconductor device, and even higher-speed 1-chip processing by forming a source/drain region containing metal.

[産業上の利用分野] 本発明はMIS型半導体装置に係り、特に、モビリティ
を大きくし高速fヒを計った5OI(Si1icon 
 On、In5ulator)型のMIS電界効果トラ
ンジスタに関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to MIS type semiconductor devices, and in particular to 5OI (Si1icon
The present invention relates to a MIS field effect transistor (On, In5lator) type.

従来、Sol型のMIS電界効果トランジスタに関して
は、半導体基板上に絶縁膜を介して形成された概略同じ
膜厚を持った厚い再結晶シリコン基板において、ゲート
絶縁膜を介して形成されたゲート電極にセルファライン
にチャネル領域及びソースドレイン領域が形成された構
造からなるMIS電界効果トランジスタを使用していた
。通常シリコン基板に形成するM I S電界効果トラ
ンジスタより、周囲を絶縁膜で分離されているSOI型
のMIS電界効果■・ランジスタの場合はソースドレイ
ン領域の接合容量を低;戊することはできるが、厚い再
結晶シリコン基板の完全な再結晶fヒが難しく、チャネ
ル領域のモビリティを大きくすることができず、いまひ
とつ高速化が達成できないという問題が顕著になってき
ている。そこで、チャネル領域のモビリティを大きくす
ることができるSOI型のMIS電界効果1〜ランジス
タを形成できる手段が要望されている。
Conventionally, for Sol-type MIS field effect transistors, a gate electrode formed via a gate insulating film is formed on a thick recrystallized silicon substrate with approximately the same film thickness formed on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween. A MIS field effect transistor having a structure in which a channel region and a source/drain region are formed in a self-aligned line was used. Compared to MIS field effect transistors, which are usually formed on silicon substrates, SOI type MIS field effect transistors, whose surroundings are separated by an insulating film, have lower junction capacitance in the source and drain regions; It is becoming increasingly difficult to completely recrystallize a thick recrystallized silicon substrate, making it impossible to increase the mobility of the channel region, making it impossible to achieve even higher speeds. Therefore, there is a need for a means for forming an SOI type MIS field effect transistor that can increase the mobility of the channel region.

[従来の技術] 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図である。51
はp−型シリコン(Si)基板、52は絶縁膜(酸化膜
)、53は再結晶シリコン基板、54はp型チャネル領
域、55はn十型ソースドレイン領域、5Gはゲート酸
fヒ膜、57はゲート電極、58はブロック用酸化膜、
59は燐珪酸ガラス(PSG) @、60はA1配線を
示している。
[Prior Art] FIG. 5 is a schematic side sectional view of a conventional semiconductor device. 51
is a p-type silicon (Si) substrate, 52 is an insulating film (oxide film), 53 is a recrystallized silicon substrate, 54 is a p-type channel region, 55 is an n+ type source drain region, 5G is a gate oxide film, 57 is a gate electrode, 58 is a block oxide film,
59 indicates phosphosilicate glass (PSG)@, and 60 indicates A1 wiring.

同図においては、p−型シリコン(Si)基板51上に
絶縁膜(酸化膜)52を介して概略同じ膜厚を持った厚
い再結晶シリコン基板53が形成されており、前記再結
晶シリコン基板53上にゲート酸fヒ膜5Gを介して形
成されたゲート電極57にセルファラインにp型チャネ
ル領域54及びn十型ソースドレイン領域55が形成さ
れた構造からなるSOI型のMIS電界効果トランジス
タが形成されている。周囲を絶縁膜で分離されているソ
ースドレイン領域が形成されているため、通常シリコン
基板に形成されるMIS電界効果トランジスタに比較し
、接合容量を低減することはできるが、レーザー再結晶
化による再結晶シリコン基板のハガレを防ぐため厚い多
結晶シリコン基板を使用するので、厚い多結晶シリコン
基板の完全な再結晶化が難しく、チャネル領域のモビリ
ティを大きくすることができず、いまひとつ高速化が達
成できない欠点がある。
In the figure, a thick recrystallized silicon substrate 53 having approximately the same thickness is formed on a p-type silicon (Si) substrate 51 with an insulating film (oxide film) 52 interposed therebetween. An SOI type MIS field effect transistor has a structure in which a p-type channel region 54 and an n+-type source/drain region 55 are formed on a self-aligned gate electrode 57 formed on the gate electrode 53 via a gate acid film 5G. It is formed. Since the source and drain regions are separated by an insulating film, the junction capacitance can be reduced compared to MIS field effect transistors that are normally formed on silicon substrates, but it is difficult to re-crystallize by laser recrystallization. Since a thick polycrystalline silicon substrate is used to prevent the crystalline silicon substrate from peeling off, it is difficult to completely recrystallize the thick polycrystalline silicon substrate, making it impossible to increase the mobility of the channel region, making it impossible to achieve high speed. There are drawbacks.

[発明が解決しようとする問題点1 本発明か解決しようとする問題点は、従来例に示される
ように、使用する厚い多結晶シリコン基板の完全な再結
晶化が難しく、チャネル領域のモビリティを大きくでき
ないため、S○■型のM IS電界効効果・ランジスタ
のさらなる高速化ができなかったことである9 [問題点を解決するための手段] 上記問題点は半導体基板上に絶縁膜を介して形成された
再結晶シリコン基板にMIS電界効果トランジスタを形
成した半導体装置であって、チャネル領域形成部をソー
スドレイン領域形成部より1く形成した凹凸型再結晶シ
リコン基板にMIS電界効果トランジスタを形成した本
発明の半導体装置によって解決される。
[Problem to be Solved by the Invention 1] The problem to be solved by the present invention is that, as shown in the conventional example, it is difficult to completely recrystallize the thick polycrystalline silicon substrate used, and the mobility of the channel region is Because it cannot be made larger, it has not been possible to further increase the speed of the S○■ type MIS field effect transistor9. This is a semiconductor device in which a MIS field effect transistor is formed on a recrystallized silicon substrate formed by a process, and the MIS field effect transistor is formed on a concave-convex recrystallized silicon substrate in which a channel region forming part is formed to be larger than a source/drain region forming part. This problem is solved by the semiconductor device of the present invention.

[fヤ 用] 即ち本発明の半導体装置においては、半導体基板上に絶
縁膜を介して形成された凹凸を持った再結晶ンリコン基
板において、薄い再結晶シリコン基板部にチャネル領域
が形成され、前記薄い再結晶シリコン基板部上にゲーI
−絶縁膜を介してゲーI〜電極が形成され、厚い再結晶
シリコン基板部にソースドレイン領域がrF3成された
If’!造からなるMIS電界効果トランジスタか形成
されている。しながって、チャネル領域を薄い再結晶シ
リコン基板部に形成できることにより、レーザー再結晶
化により完全に再結晶化されたチャネル領域を形成でき
るなめ、素子特性の安定fヒによる高性能化及びゲート
電圧印加により、チャネル領域か完全に空乏化され、チ
ャネル領域電界を小さくできるため、モビリティを大き
くすることができることによる高速化を、ソースドレイ
ン領域を厚い再結晶シリコン基板部に形成できることに
より、ソースドレイン抵抗及び接合容量を低減できるこ
とによる高速fヒを、凹凸を持った再結晶シリコン基板
を使用できるため、熱容量を大きくできることにより、
レーザー再結晶化による再結晶シリコン基板のハガレを
改善できることによる高信頼性を、又、一部の変形によ
り、各領域をセルファライン形成できることによる高集
積1ヒを、メタルを含むソースドレイン領域を形成でき
ることによるいっそうの高速1ヒも可能にすることもで
きる。 !!oち、高1謔傾、高性能、高速且つ高集積
な半導体集積回路の形成を可能とした半導体装置を得る
ことかできる。
[For fya] That is, in the semiconductor device of the present invention, in a recrystallized silicon substrate having irregularities formed on a semiconductor substrate via an insulating film, a channel region is formed in a thin recrystallized silicon substrate portion, and GaI on a thin recrystallized silicon substrate
-If'! where a gate electrode is formed through an insulating film, and a source/drain region is formed with rF3 on a thick recrystallized silicon substrate portion! A MIS field effect transistor is formed from the structure. Therefore, since the channel region can be formed in a thin recrystallized silicon substrate, a completely recrystallized channel region can be formed by laser recrystallization, resulting in improved performance and stable device characteristics. By applying a gate voltage, the channel region is completely depleted and the electric field in the channel region can be reduced. This increases the mobility, which increases the speed of the source and drain regions. High-speed f-hi is achieved by reducing drain resistance and junction capacitance, and by increasing heat capacity by using a recrystallized silicon substrate with irregularities.
High reliability is achieved by improving peeling of the recrystallized silicon substrate by laser recrystallization, high integration is achieved by forming self-alignment lines in each region through partial deformation, and the formation of source/drain regions containing metal. It is also possible to perform even higher speed hits. ! ! In addition, it is possible to obtain a semiconductor device that enables the formation of a high-performance, high-speed, and highly integrated semiconductor integrated circuit.

「実力@1列] 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。第
1図は本発明の半導体装置におけろ第1の実施例の模式
側断面図、第2図は本発明の半導体装置における第2の
実施例の模式11!す断面図、第3図は本発明の半導体
装置における第3の実施例の模式側断面図、第4図(a
)〜(e)は本発明の製造方法の一実施例の工程断面図
である。
"Ability @ 1 row" The present invention will be specifically explained below with reference to illustrated embodiments. Fig. 1 is a schematic side sectional view of the first embodiment of the semiconductor device of the present invention, and Fig. 2 is a schematic side sectional view of the first embodiment of the semiconductor device of the present invention. FIG. 3 is a schematic side sectional view of the second embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG.
) to (e) are process cross-sectional views of one embodiment of the manufacturing method of the present invention.

全図を通し同一対象物は同一符号で示す9第1図はp型
シリコン基板を用いた際の本発明の半導体装置における
第1の実施例の模式側断面図で、1は10  Cnl 
 程度のp−型シリコン(Si)基板、2は600nm
程度の第1の酸化膜、3は450nm程度の第2の酸1
ヒ膜、4は凹凸型再結晶シリコン基板、5は厚さ501
1m程度、濃度10  (:m  程度のp型チャネル
領域、6は厚さ500nm程度、濃度1020cm−3
程度のn十型ソースドレイン領域、7は20+)m程度
のゲーI−酸fヒ膜、8は300nm程度のゲーI・電
極、9は5011m程度のブロック用酸fヒ膜、10は
GOO同図においては、p−型シリコン(Si)基板1
に第1の酸化膜2及び第2の酸fヒ膜3を介して凹凸型
再結晶シリコン基板4が形成されており、前記再結晶シ
リコン基板4上にゲート酸fヒ膜7を介して形成された
グー1〜電極8にセルファラインにp型チャネル領域5
及びn十型ソースドレイン領域6が形成され、且つチャ
ネル領域5は薄い再結晶シリコン基板部に及びn+型ソ
ースドレイン領域6は概略厚い再結晶シリコン基板部に
形成される(M密には位置合せずれを考慮し、Jい再結
晶シリコン基板部にも少し延在している)構造からなる
80丁型のMIS電界効果トランジスタが形成されてい
る。しながって、チャネル領域を薄い再結晶シリコン基
板部に形成できることにより、し−ザー再結晶fヒによ
り完全に再結晶1にされたチャネル領域を形成できるた
め、素子特性の安定1ヒによる高性ロヒ化及びゲー1へ
電圧印加により、チャネル領域が完全に空乏(ヒされ、
チャネル領域電界を小さくできるなめ、モビリティを大
きくすることができることによる高速化を、ソースドレ
イン領域を厚い再結晶シリコン基板部に形成できること
により、ソースドレイン抵抗及び接合容量を低減できる
ことによる高速1ヒを、凹凸を持った再結晶シリコン基
板を使用できろため、熱容量を大きくできることにより
、レーザー再結晶Cヒによる再結晶シリコン基板のハガ
レを改善できることによる高信頼性を可能にすることも
できる。
The same objects are designated by the same reference numerals throughout the drawings.9 Figure 1 is a schematic side sectional view of the first embodiment of the semiconductor device of the present invention using a p-type silicon substrate, where 1 is 10 Cnl.
p-type silicon (Si) substrate, 2 is 600 nm
The first oxide film has a thickness of about 450 nm, and the second oxide film has a thickness of about 450 nm.
4 is an uneven recrystallized silicon substrate, 5 is a thickness of 501
p-type channel region with a thickness of about 1 m and a concentration of 10 (:m), 6 has a thickness of about 500 nm, and a concentration of 1020 cm
7 is about 20+)m of GaI-acid f-arsenic film, 8 is about 300 nm of Ga-I electrode, 9 is about 5011 m of block acid f-arsenic film, 10 is the same as GOO. In the figure, a p-type silicon (Si) substrate 1
An uneven recrystallized silicon substrate 4 is formed on the recrystallized silicon substrate 4 via a first oxide film 2 and a second oxide film 3, and a gate oxide film 7 is formed on the recrystallized silicon substrate 4. A p-type channel region 5 is added to the self-aligned goo 1 to electrode 8.
and an n+ type source/drain region 6 are formed, and the channel region 5 is formed in a thin recrystallized silicon substrate portion, and the n+ type source/drain region 6 is formed in a roughly thick recrystallized silicon substrate portion (in the M-density, alignment In consideration of the misalignment, an 80-type MIS field effect transistor is formed, which has a structure that extends slightly to the recrystallized silicon substrate. Therefore, since the channel region can be formed in a thin recrystallized silicon substrate, it is possible to form a channel region that is completely recrystallized by the laser recrystallization process, thereby stabilizing the device characteristics. The channel region is completely depleted (depleted) and
High speeds can be achieved by reducing the electric field in the channel region and increasing mobility; high speeds can be achieved by reducing source-drain resistance and junction capacitance by forming the source-drain region in a thick recrystallized silicon substrate; Since a recrystallized silicon substrate with irregularities can be used, the heat capacity can be increased, and peeling of the recrystallized silicon substrate due to laser recrystallization can be improved, thereby achieving high reliability.

第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図で、1〜11は第1図と同じ物を示している
FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of the semiconductor device of the present invention, and numerals 1 to 11 indicate the same elements as in FIG. 1.

同図においては、薄い再結晶シリコン基板部上にゲート
酸fヒ膜7を介してセルファラインにゲート電極8が埋
め込み形成され、且つゲーI・電髄8にセルファライン
に薄い再結晶シリコン基板部にはp型チャネル領域5が
及び厚い再結晶シリコン基板部にはn生型ソースドレイ
ン領域6が形成されている点を除き、第1の実施例と同
じ構造に形成されている。本実施例においては、第1の
実施例の効果に加え、各領域をセルファラインに形成で
きるため高集積化が期待できる。
In the figure, a gate electrode 8 is formed embedded in the self-alignment line through a gate oxide film 7 on a thin recrystallized silicon substrate section, and a thin recrystallized silicon substrate section is formed on the self-alignment line in the gate electrode 8. The second embodiment has the same structure as the first embodiment except that a p-type channel region 5 is formed in the thick recrystallized silicon substrate and an n-type source/drain region 6 is formed in the thick recrystallized silicon substrate. In this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, each region can be formed into a self-line, so high integration can be expected.

第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図で、1〜17は第1図と同し物を、12は埋
め込み導電膜を示している。
FIG. 3 is a schematic side sectional view of a third embodiment of the semiconductor device of the present invention, in which 1 to 17 are the same as in FIG. 1, and 12 is a buried conductive film.

同図においては、厚い埋め込み導電膜12を含んで形成
された凹凸を持った再結晶シリコン基板において、n十
型ソースドレイン領域6が埋め込み導電膜12及び薄い
再結晶シリコン基板部の2層において形成されている点
を除き、第2の実施例と同じ構造に形成されている。本
実施例においては、第2の実施例の効果に加え、ソース
ドレイン抵抗をさらに低減できるため、より高速fヒが
期待できる。
In the figure, in a recrystallized silicon substrate with unevenness formed including a thick buried conductive film 12, an n0 type source/drain region 6 is formed in two layers: the buried conductive film 12 and the thin recrystallized silicon substrate. The second embodiment has the same structure as the second embodiment except for the following points. In this embodiment, in addition to the effects of the second embodiment, the source-drain resistance can be further reduced, so that higher speed f-hi can be expected.

又、第3図において、埋め込み導電膜の替わりに薄Jf
l、%の再結晶シリコン層を設け、その上に選択化学気
相成長導電膜を形成し、その上に薄い再結晶シリコン基
板を設けたものにソース1くレイン頭載を形成してもよ
い9 次いで本発明にf系る半導体装置の製造方法の一実施例
について第4図(a)〜(e)及び第1図を参照して説
明する。
In addition, in FIG. 3, a thin Jf film is used instead of the buried conductive film.
1% recrystallized silicon layer, a selective chemical vapor deposition conductive film is formed thereon, and a thin recrystallized silicon substrate is provided on top of this, and a source 1 layer may be formed on top of the recrystallized silicon layer. 9 Next, an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4(a) to 4(e) and FIG. 1.

第4図(a) p−型シリコン(Si )基[1に600nn+程度)
Rfヒ膜2を熱酸「ヒにより形成する0次いで(ヒ学気
相成長法により450nm稈度の@fヒ膜3を成長させ
る9次いで通常のフォI・リソグラフィー技術を利用し
、レジスト(図示せず)をマスク層として、酸fヒ膜3
をドライエツチングする。(その際多少下地の熱酸化膜
2が工・ソチングされてもさしつかえない。)次いでレ
ジストを除去する〜 第4図(1)) 次いで化学気相成長法により第1の多結晶シリコン膜1
3を成長させる。次いで異方性ドライエ・ソチングによ
り酸化膜3の開孔部に第1の多結晶シリコン膜13を埋
め込む、  (450nm程度の膜厚)第4図(C) 次いてゴヒ学気相成長法により50nm程度の第2の多
結晶シリコン膜14を成長させる。
Figure 4 (a) p-type silicon (Si) group [approximately 600 nn+ in 1]
The Rf film 2 is formed by thermal acid deposition. Next, the @f film 3 with a 450 nm fertility is grown by the chemical vapor phase epitaxy method. Next, a resist (Fig. (not shown) was used as a mask layer, the acid f arsenic film 3
Dry etching. (At this time, there is no problem even if the underlying thermal oxide film 2 is etched/soched to some extent.) Next, the resist is removed (Figure 4 (1)) Next, the first polycrystalline silicon film 1 is formed by chemical vapor deposition.
Grow 3. Next, the first polycrystalline silicon film 13 is buried in the opening of the oxide film 3 by anisotropic dry etching (film thickness of about 450 nm) as shown in FIG. 4(C). A second polycrystalline silicon film 14 of about 50 nm is grown.

第4図((1) 次いでレーザーアニールをおこない、第2の多結晶シリ
コン膜14及び第1の多結晶シリコン膜13を再結晶化
させる1次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用
し、レジスI−(図示せず)をマスク層として、再結晶
シリコン膜を工・・ノチングし、凹凸型再結晶シリコン
基板4を形成する。次いでレジストを除去する。次いで
ゲート酸1ヒ膜7を成長させる。次いでfヒ学気相成長
法により不純物を含んだ多結晶シリコン膜を成長させる
9次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レ
ジスト(図示せず)をマスク層として、多結晶シリコン
膜をエツチングし、グー1−電極8を形成する。次いで
レジスI・を除去する。
FIG. 4 ((1) Next, laser annealing is performed to recrystallize the second polycrystalline silicon film 14 and the first polycrystalline silicon film 13. Next, a resist I-( (not shown) is used as a mask layer, the recrystallized silicon film is etched to form an uneven recrystallized silicon substrate 4.Then, the resist is removed.Then, a gate acid film 7 is grown.Next, f A polycrystalline silicon film containing impurities is grown using a chemical vapor phase epitaxy method.9 Next, using a conventional photolithography technique, the polycrystalline silicon film is etched using a resist (not shown) as a mask layer. - Form electrode 8. Then remove resist I.

第4図(e) 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト(図示せず)及びゲート電極8をマスク層として、
砒素をイオン注入してn生型ソースドレイン領域6を、
同じレジスト〈図示せず)をマスク層として、硼素をイ
オン注入してp型チャネル領域5を、凹凸型再結晶シリ
コン基板4にそれぞれ選択的に順次画定する6次いでレ
ジストを除去する。
FIG. 4(e) Next, using a normal photolithography technique, using a resist (not shown) and the gate electrode 8 as a mask layer,
Arsenic is ion-implanted to form n-type source/drain regions 6.
Using the same resist (not shown) as a mask layer, p-type channel regions 5 are selectively and sequentially defined in the uneven recrystallized silicon substrate 4 by ion implantation of boron.6 Then, the resist is removed.

第1図 次いで不要のゲート酸化膜7を工・ソチング除去する。Figure 1 Next, unnecessary gate oxide film 7 is removed by etching and soching.

次いで通常の技法を適用することによりブロック用酸化
膜9及び燐珪酸ガラス(PSG)膜10の成長、高温熱
処理によるn生型ソースドレイン領域6及びp型チャネ
ル領域5の形成、電極コンタクト窓の形成、A1配線1
1の形成等をおこない半導体装置を完成する9 以上実施例に示したように、本発明の半導体装置によれ
ば、チャオ・ル領域を薄い再結晶シリコン基板部に形成
できることにより、レーザー再結晶1ヒにより完全に再
結晶1とされたチャネル領域を形成できるなめ、素子特
性の安定化による高性1j旧ヒ及びゲーI−電圧印加に
より、チャネル領域が完全に空乏1ヒされ、チャネル領
域電界を小さくできるため、モビリティを大きくするこ
とかできることによる高速化を、ソースドレイン領域を
厚い再結晶シリコン基板部に形成できることにより、ソ
ースドレイン抵抗及び接合容量を低減できることによる
高速化を、凹凸を持った再結晶シリコン基板を使用でき
るため、熱容量を大きくできることにより、レーザー再
結晶1ヒによる再結晶シリコン基板のハガレを改善でき
ることによる高fs顆性を可能にすることができる。又
、各領域をセルファラインに形成することもできるため
、高集積(ヒを可能にすることもできる。さらに、ソー
スドレイン領域を埋め込み導電膜及び薄い再結晶シリコ
ン基板部の2層により形成することもできるなめ、ソー
スドレイン抵抗をさらに低減できるので、より高速(ヒ
を可能にすることもできる。
Next, by applying conventional techniques, a blocking oxide film 9 and a phosphosilicate glass (PSG) film 10 are grown, an n-type source/drain region 6 and a p-type channel region 5 are formed by high-temperature heat treatment, and an electrode contact window is formed. , A1 wiring 1
9. As shown in the embodiments above, according to the semiconductor device of the present invention, the chao-lu region can be formed in the thin recrystallized silicon substrate portion, so that the laser recrystallization step 1 can be completed. Since it is possible to form a channel region completely recrystallized as 1 by H, the channel region is completely depleted by applying a voltage of 1j old and 1, which stabilizes the device characteristics, and the channel region electric field is reduced. By forming the source-drain region in a thick recrystallized silicon substrate, the source-drain region can be formed in a thick recrystallized silicon substrate, which can reduce the source-drain resistance and junction capacitance. Since a crystalline silicon substrate can be used, the heat capacity can be increased, and peeling of the recrystallized silicon substrate due to laser recrystallization can be improved, thereby making it possible to achieve high fs curvature. In addition, since each region can be formed as a self-alignment line, it is possible to achieve high integration.Furthermore, the source/drain region can be formed with two layers: a buried conductive film and a thin recrystallized silicon substrate. Since the source-drain resistance can be further reduced, higher speeds can be achieved.

[発明の効果] 以上説明のように本発明によれば、M I S型半導体
装置において、凹凸を持った再結晶シリコン基板の薄い
再結晶シリコン基板部にチャオ・小領域を形成し、厚い
再結晶シリコン基板部にソーストしイン領域を形成する
構造を有するS○■型のMIS電界効果I・ランジスク
を形成できるためチャネル領域を薄い再結晶シリコン基
板部に形成できることにより、再結晶シリコン基板を完
全に再結晶fヒできるため、素子特性の安定fヒによる
高性能1ヒ及びチャネル電界を小さくできるため、モヒ
刃ティを大きくすることかできることによる高速1′ヒ
を、ソースドレイン領域を厚い再結晶シリコン基板部に
形成できることにより、抵抗及び接合容量を低減できる
ことによる高速fヒを、凹凸を持った再結晶シリコン基
板を使用できるため、熱容量を大きくできることにより
、レーザー再結晶1ヒによる基板ハガレを改善できるこ
とによる高信頼性を、各領域をセルファラインに形成で
きることによる高集積1ヒを、メタル層を含むソースド
レイン領域を形成できることによるいっそうの高速1ヒ
も可能にすることができろ。即ち、高信頼、高性能、高
速且つ高集積な半導体集積回路の形成を可能とした半導
体装置を得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in an MIS type semiconductor device, a chao small region is formed in a thin recrystallized silicon substrate portion of a recrystallized silicon substrate having irregularities, and a thick recrystallized silicon substrate is formed. Since it is possible to form an S○■ type MIS field effect I-range disk with a structure in which the source is sourced in the crystalline silicon substrate part and an in region is formed, the channel region can be formed in the thin recrystallized silicon substrate part, so that the recrystallized silicon substrate can be completely removed. Since recrystallization can be performed quickly, the device characteristics can be stabilized.High performance due to f can be made small, and the channel electric field can be made small, resulting in high-speed 1' due to the ability to increase the Mohi edge. Since it can be formed on the silicon substrate, resistance and junction capacitance can be reduced, resulting in high-speed f-f, and since a recrystallized silicon substrate with unevenness can be used, heat capacity can be increased, which improves substrate peeling caused by laser recrystallization. It is possible to achieve high reliability by forming a self-contained semiconductor device, high integration by forming each region as a self-line, and even higher speed by forming a source/drain region including a metal layer. That is, it is possible to obtain a semiconductor device that enables formation of a highly reliable, high-performance, high-speed, and highly integrated semiconductor integrated circuit.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模
式側断面図、 第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図、 第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図、 第4図(a)〜(e)は本発明の半導体装置における製
造方法の一実施例の工程断面図、 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図である。 図において、 1はp−型シリコン(Si)基板、 2は第1の酸化膜、 3は第2の酸1ヒ膜、 Llは凹凸型再結晶シリコン基板、 5はp型チャネル領域、 6はn十型ソースドレイン@域、 7はゲート酸jヒ膜、 8はゲート電極、 9はブロック用酸化膜、 10は燐珪酸ガラス(PSG)膜、 1っけA1配線、 12は埋め込み導電膜 を示す。 特許用願人 白土猛英 本発明の半導体装置における 第1の実施例の模式側断面図 1はp−型シリコン(Si)基板 2は第1の酸化膜 3は第2の酸化膜 4は凹凸型再結晶シリコン基板 5はp型チャネル領域 6はn十型ソースドレイン領域 7はゲート酸化膜 8はゲート電極 9はブロック用酸化膜 10は燐珪酸ガラス<psa>膜 11は^l配線 本発明の半導体装置における 第3の実施例の模式側断面図 第3図 1はp−型シリコン(Sil基板 2は第1の酸化膜 3は第2の酸化膜 4は凹凸型再結晶シリコン基板 5はρ型チャネル領域 6はn十型ソースドレイン領域 7はゲート酸化膜 8はゲートを極 9はブロック用酸化膜 10は燐珪酸ガラス(PSG)膜 11はA1配線 12は埋め込み導電膜 本発明の半導体装置における 第2の実施例の模式側断面図 1はp−型シリコン(Si)基板 2は第1の酸化膜 3は第2の酸化膜 4は凹凸型再結晶シリコン基板 5はp型チャネル領域 6はn十型ソースドレイン領域 7はゲート酸化膜 8はゲート電極 9はブロック用酸化膜 10は燐珪酸ガラス(PSG)膜 11はA1配線 本発明の半導体装置における 製造方法の一実施例の工程断面図 第4図 本発明の半導体装置における 製造方法の一実施例の工程断面図 第4図 従来の半導体装置の 模式側断面図 第 図
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of a semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of a semiconductor device of the present invention, and FIG. 3 is a semiconductor device of the present invention. A schematic side sectional view of a third embodiment of the device; FIGS. 4(a) to (e) are process sectional views of an embodiment of the manufacturing method for the semiconductor device of the present invention; FIG. 5 is a schematic side sectional view of a conventional semiconductor device. It is a schematic side sectional view. In the figure, 1 is a p-type silicon (Si) substrate, 2 is a first oxide film, 3 is a second arsenic acid film, Ll is an uneven recrystallized silicon substrate, 5 is a p-type channel region, and 6 is a n-type source/drain region, 7 is a gate oxide film, 8 is a gate electrode, 9 is a block oxide film, 10 is a phosphosilicate glass (PSG) film, 1 is an A1 wiring, 12 is a buried conductive film show. Patent applicant: Takehide Shirato A schematic side cross-sectional view 1 of a first embodiment of a semiconductor device of the present invention shows a p-type silicon (Si) substrate 2, a first oxide film 3, a second oxide film 4, and an uneven structure. The type recrystallized silicon substrate 5 is the p-type channel region 6, the n-type source/drain region 7, the gate oxide film 8, the gate electrode 9, the blocking oxide film 10, the phosphosilicate glass <PSA> film 11, the ^l wiring of the present invention A schematic side cross-sectional view of a third embodiment of a semiconductor device in FIG. The ρ type channel region 6 is the n+ type source drain region 7 is the gate oxide film 8 is the gate electrode 9 is the blocking oxide film 10 is the phosphosilicate glass (PSG) film 11 is the A1 wiring 12 is the buried conductive film the semiconductor of the present invention A schematic side cross-sectional view 1 of a second embodiment of the device shows a p-type silicon (Si) substrate 2, a first oxide film 3, a second oxide film 4, a concavo-convex recrystallized silicon substrate 5, and a p-type channel region. 6 is an n-type source/drain region 7 is a gate oxide film 8 is a gate electrode 9 is a blocking oxide film 10 is a phosphosilicate glass (PSG) film 11 is an A1 wiring process of an embodiment of the manufacturing method for a semiconductor device of the present invention 4. Cross-sectional view of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a schematic side sectional view of a conventional semiconductor device.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に絶縁膜を介して形成された再結晶
シリコン基板にMIS電界効果トランジスタを形成した
半導体装置であつて、チャネル領域形成部をソースドレ
イン領域形成部より薄く形成した凹凸型再結晶シリコン
基板にMIS電界効果トランジスタを形成したことを特
徴とする半導体装置。
(1) A semiconductor device in which a MIS field effect transistor is formed on a recrystallized silicon substrate formed on a semiconductor substrate with an insulating film interposed therebetween, in which the channel region forming part is formed thinner than the source drain region forming part. A semiconductor device characterized in that a MIS field effect transistor is formed on a crystalline silicon substrate.
(2)薄い再結晶シリコン基板部にチャネル領域が形成
され、前記薄い再結晶シリコン基板部上にゲート絶縁膜
を介してゲート電極が形成され、且つ厚い再結晶シリコ
ン基板部にソースドレイン領域が形成されていることを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
(2) A channel region is formed in a thin recrystallized silicon substrate portion, a gate electrode is formed on the thin recrystallized silicon substrate portion via a gate insulating film, and a source/drain region is formed in the thick recrystallized silicon substrate portion. A semiconductor device according to claim 1, characterized in that:
(3)チャネル領域が再結晶シリコン基板部に形成され
、且つソースドレイン領域が導電膜を含む再結晶シリコ
ン基板部に形成されていることを特徴とする特許請求の
範囲第1項記載の半導体装置。
(3) The semiconductor device according to claim 1, wherein the channel region is formed in a recrystallized silicon substrate portion, and the source/drain region is formed in a recrystallized silicon substrate portion including a conductive film. .
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