JPH04144287A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04144287A
JPH04144287A JP26879490A JP26879490A JPH04144287A JP H04144287 A JPH04144287 A JP H04144287A JP 26879490 A JP26879490 A JP 26879490A JP 26879490 A JP26879490 A JP 26879490A JP H04144287 A JPH04144287 A JP H04144287A
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JP
Japan
Prior art keywords
mos transistor
gate width
gate
trench
output
Prior art date
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Pending
Application number
JP26879490A
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English (en)
Inventor
Kayoko Omoto
かよ子 尾本
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH04144287A publication Critical patent/JPH04144287A/ja
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

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〕 この発明は、半導体装置に関し、さらに詳しくは、LS
I(大規模集積回路装置)における出力部MOSトラン
ジスタの微細化構造の改良に係るものである。
[従来の技術] 従来のこの種のLSIにおける出力部MOSトランジス
タの主要な製造過程における構成を第4図および第5図
に示す。
こSで、第4図(a)は従来装置の出力部MOSトラン
ジスタの製造における中間過程での装置構成の概要を模
式的に示す平面パターン図、第4図(b) 、 (e)
は同図(a)のIVb−TVb線部、 rVc−IVc
Vc線部れぞれに断面図であり、また、第5図(a)は
同上最終過程での装置構成の概要を模式的に示す平面パ
ターン図、第5図(b) 、 (c)は同図(a)のv
b−vb線部、Vc−Vc線部のそれぞれに断面図であ
る。
従来装置の場合には、第4図(a)ないしくc)に示さ
れているように、p型のシリコン基板lの主面上にあっ
て、まず、熱酸化法またはCVD法により約500人程
度0厚さの下敷き酸化膜2を形成した上で、同様にCV
D法により約1000人程度の厚さの窒化膜3を形成し
、かつ当該窒化膜3を所要平面形状にパクーニング整形
する。
続いて、第5図(a)ないしくc)に示されているよう
に、前記窒化膜3を耐酸化マスクに用い、熱酸化法によ
り素子間分離のための約50000程度の厚さのフィー
ルド酸化膜4を形成し、かつ当該窒化膜3.ならびに下
敷き酸化膜2を全面除去した状態で、イオン注入法によ
り、Lh制御用のポロンを約50Kev、10”7cm
2で注入する。
その後、前記シリコン基板1の主面上に、再度、熱酸化
法またはCVD法により約3000程度の厚さのゲート
酸化膜5. CV D法によりポリシリ° コンからな
るゲート電極6を順次、それぞれ選択的に形成させ、さ
らに、ヒ素を約40Kev、10”/am2で注入して
n゛型のソース領域7.およびドレイン領域8を形成す
ることにより、所期通りの構成による出力部MOSトラ
ンジスタ構造を得るのである。
そして、この場合、前記構成による出力部MOSトラン
ジスタにおいては、これが外部回路に接続されるために
、そのゲート長については、各製造プロセスにおいて安
定した特性を得ることの可能なサイズ、本例では、お5
よそ2μm程度に設定し、また、ゲート幅のトータルに
ついては、各品種、用途毎に外部回路を駆動するのに充
分なドレイン電流を得ることの可能なサイズ、同様に、
こ\では、数十μm〜数千μm程度に設定するのである
次に、上記構成による出力部MOSトランジスタの動作
について述べる。
例えば、 p型のシリコン基板1.およびn4型のソー
ス領域7をそれぞれ0■に固定すると共に、n“型のド
レイン領域8を5vにした状態で、ゲート電極6に対し
て0■から5Vに変化する入力パルスを印加させること
により、ゲート酸化膜5の直下にチャネルが形成され、
ソース領域7からドレイン領域8に電流が流れる。つま
り、当該トランジスタをオン作動させ得るのである。
[発明が解決しようとする課題] しかしながら、前記のように構成される従来の半導体装
置では、たとえ、装置構成をどのように微細化して内部
回路部分を小さく形成したとしても、MOSトランジス
タにおける出力部自体に関しては、そのゲート幅に比例
した面積が必要とされうために、結果的にチップ面積の
縮小化の大きな制限要項になるという問題点がある。
この発明は、従来のこのような問題点を解消するために
なされたもので、その目的とするところは、出力部MO
3トランジスタの占有面積を縮小化すると共に、併せて
、安定した電流を外部回路に出力できるようにした。こ
の種の半導体装置。
こSでは、LSIにおけるMOSトランジスタを提供す
ることである。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、この発明に係る半導体装置
は、半導体基板の主面上に、出力部MOSトランジスタ
のゲート幅方向に対して垂直な方向の溝部を形成させ、
当該溝部の底面、ならびに両側面をゲート幅の一部とし
て活用し得るようにしたものである。
すなわち、この発明は、半導体基板の主面上に、出力部
MOSトランジスタを構成する半導体装置において、前
記主面上にあって、出力部MOSトランジスタのゲート
幅方向に対して垂直な方向に、任意数の溝部を形成させ
、当該溝部の底面、ならびに両側面を、少なくとも前記
ゲート幅の一部として活用し得るようにしたことを特徴
とする半導体装置である。
[作   用] 従って、この発明では、半導体基板の主面上に、出力部
MOSトランジスタのゲート幅方向に対して垂直な方向
で、任意数の溝部を形成させることにより、当該溝部の
底面、ならびに両側面を、少なくともゲート幅の一部と
して活用し得るようにしたから、所要のゲート幅を保持
したまSで、MOSトランジスタの平面的な占有面積を
実質的に縮小し得るのである。
〔実 施 例〕
以下、この発明に係る半導体装置の一実施例につき、第
1図ないし第3図を参照して詳細に説明する。
これらの第1図ないし第3図はこの実施例装置を適用し
た出力部MOSトランジスタの主要な製造過程における
概要を示し、第1図(a)は初期過程での装置構成の概
要を模式的に示す平面パターン図、第1図(b)、およ
び(c) 、 (d)は同図(a)のI b−I b線
部、およびIc−Ic線部、Id−Id線部のそれぞれ
に断面図であり、第2図(a)は中間過程での装置構成
の概要を模式的に示す平面パターン図、第2図(b)、
および(c) 、 (d)は同図(a)のnb−nbb
線部およびlIc−lIc線部、 l1d−IIdId
線部れぞれに断面図であり、第3図(a)は最終過程で
の装置構成の概要を模式的に示す平面パターン図、第3
図(b)、および(c) 、 (d)は同図(a)のm
b−mbb線部およびInc−IIIclIc線部−I
d線部のそれぞれに断面図である。
この実施例装置においては、第1図(a)ないしくd)
に示されているように、 p型のシリコン基板11の主
面上におけるゲート部対応のゲート幅方向に直交する方
向にあって、所望ゲート幅を得るために、まず、写真製
版法により形成されたレジストパターン(図示省略)を
マスクに用い、異方性エツチングにより所望数による所
要の幅、および深さの溝部、こ\では、2本の約1μm
 X ItLH程度の断面の溝部12をそれぞれ選択的
かつ垂直に掘り込んで形成する。
そして、この場合、当該ゲート幅方向に対して垂直に掘
り込んだこれらの各溝部12については、後述するよう
に、最終的に、その溝底面は勿論であるが、溝両側面も
またゲート幅の一部を形成することになる。
ついで、第2図(a)ないしくd)に示されているよう
に、前記各溝部12を含む当該シリコン基板11の主面
上にあって、熱酸化法またはCVD法により約5000
程度の厚さの下敷き酸化膜13を形成した上で、同様に
CVD法により約10000程度の厚さの窒化膜14を
形成し、かつ当該窒化膜14を所要平面形状にパターニ
ング整形する。
さらに、第3図(a)ないしくd)に示されているよう
に、前記窒化膜14を耐酸化マスクに用い、熱酸化法に
より素子間分離のための約50000程度の厚さのフィ
ールド酸化膜15を形成し、かつ当該窒化膜15.なら
びに下敷き酸化膜14を全面除去した状態で、45°斜
め回転イオン注入法により、■。
制御用のボロンを約70Kev、1.4X 10”7c
m2で注入する。
その後、再度、前記各溝部12を含むシリコン基板11
の主面上にあって、熱酸化法またはCVD法により約3
000程度の厚さのゲート酸化膜16.およびCVD法
によりポリシリコンからなるゲート電極17を順次、そ
れぞれ選択的にバターニング形成させるが、このとき、
前記各溝部12の溝底面。
ならびに溝両側面のそれぞれは、基板主面と共々に、所
要方向での所要のゲート幅を形成するもので、相対的に
幅方向対応の占有面積が縮小されることになる。
続いて、これらの上方から、45°斜め回転イオン注入
法により、ヒ素を約50Kev、 1 、4 X 10
 ” 7cm″で注入してn4型のソース領域18.お
よびドレイン領域19を形成することにより、こ\では
最終的に、所要のゲート幅をもった所期通りの構成によ
る出力部MoSトランジスタ構造を得られるのである。
そして、この実施例装置の場合にも、前記構成による出
力部MOSトランジスタにおいては、これが外部回路に
接続されるために、そのゲート長については、各製造プ
ロセスにおいて安定した特性を得ることの可能なサイズ
、本例では、おSよそ2μm程度に設定し、また、ゲー
ト幅のトータルについては、各品種、用途毎に外部回路
を駆動するのに充分なドレイン電流を得ることの可能な
サイズ、同様に、こSでは、数十μm〜数千μm程度に
まで容易に設定し得るのである。
次に、上記実施例構成による出力部MOsトランジスタ
の動作について述べる。
こSでも、この実施例による出力部MOSトランジスタ
おいては、例えば、p型のシリコン基板11、およびn
゛型のソース領域18をそれぞれ0■に固定すると共に
、n゛型のドレイン領域19を5■にした状態で、ゲー
ト電極17に対してo■がら5■に変化する入力パルス
を印加させることにより、ゲート酸化膜16の直下にチ
ャネルが形成され、ソース領域18からドレイン領域I
9に電流が流れる。
ツマリ、当該MOSトランジスタをオン作動させること
ができる。
従って、この実施例構成にあっては、前記したようにシ
リコン基板11でのゲート部対応の主面上に、予め、ゲ
ート幅方向に対して垂直に所要の幅、および深さの溝を
掘り込むことにより、所望のゲート幅を得るようにして
いるために、MOSトランジスタ、特に、ゲート幅の大
きな出力部MOSトランジスタの平面的な所要面積を小
さ(できるのである。
[発明の効果] 以北詳述したように、この発明によれば、半導体基板の
主面上に、出力部MOS)−ランジスタを構成する半導
体装置において、この主面上に、出力部MOSトランジ
スタのゲート幅方向に対して垂直な方向で、任意数の溝
部を形成させることにより、当該溝部の底面、ならびに
両側面を、少なくともゲート幅の一部として活用し得る
ようにしたから、所要のゲート幅を保持した状態のまき
、MOSトランジスタの平面的な占有面積を相対的かつ
実質的に縮小でき、しかも一方で、構造的には、単に溝
部を選択的に形成するだけであることから、極めて容易
かつ簡単に実施できるなどの優れた特長を有するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第3図はこの発明の一実施例を適用したL
SIにおける出力部MOSトランジスタの概要を示し、
第1図(a)は初期過程での装置構成の概要を模式的に
示す平面パターン図、第1図(b)、および(c) 、
 (d)は同図(a)のI b−I b線部。 およびIc−Ic線部、Id−Ido1部のそれぞれに
断面図であり、第2図(a)は中間過程での装置構成の
概要を模式的に示す平面パターン図、第2図(b)、お
よび(c) 、 (d)は同図(a)のnb−nbb線
部およびnc−Ic線部、 IId−IId線部のそれ
ぞれに断面図であり、第3図(a)は最終過程での装置
構成の概要を模式的に示す平面パターン図、第3図(b
)、および(c) 、 (d)は同図(a)のmb−m
bb線部およびI[Ic−I[Ic線部、 IIId−
IIId線部のそれぞれに断面図である。 また、第4図、第5図は従来のLSIにおける出力部M
OSトランジスタの概要を示し、第4図(a)は中間過
程での装置構成の概要を模式的に示す平面パターン図、
第4図(b) 、 (c)は同図(a)のmb−mbb
線部 IITc−IncIc線部れぞれ断面図、第5図
(a)は同上最終過程での装置構成の概要を模式的に示
す平面パターン図、第5図(b) 、 (c)は同図(
a)のIVb−rVb線部、 rVc−IVc ti部
のそれぞれに断面図である。 11・・・・p型半導体基板、 12・・・・溝部、    13・・・・下敷き酸化膜
、14・・・・窒化膜、 15・・・・フィールド酸化膜、 16・・・・ゲート酸化膜、17・・・・ゲート電極、
18・・・・n°型ソース領域、 19・・・・n0型ドレイン領域。 代理人  大  岩  増  雄 第1図 b 1s2図 IIb 第4図 AQ− Q             −0

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  半導体基板の主面上に、出力部MOSトランジスタを
    構成する半導体装置において、 前記主面上にあって、出力部MOSトランジスタのゲー
    ト幅方向に対して垂直な方向に、任意数の溝部を形成さ
    せ、 当該溝部の底面、ならびに両側面を、少なくとも前記ゲ
    ート幅の一部として活用し得るようにした ことを特徴とする半導体装置。
JP26879490A 1990-10-05 1990-10-05 半導体装置 Pending JPH04144287A (ja)

Priority Applications (1)

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JP26879490A JPH04144287A (ja) 1990-10-05 1990-10-05 半導体装置

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JP26879490A JPH04144287A (ja) 1990-10-05 1990-10-05 半導体装置

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JPH04144287A true JPH04144287A (ja) 1992-05-18

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ID=17463362

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JP (1) JPH04144287A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05340760A (ja) * 1992-06-04 1993-12-21 Japan Aviation Electron Ind Ltd 光ファイバジャイロ
US6677202B2 (en) * 1999-04-30 2004-01-13 Fairchild Semiconductor Corporation Power MOS device with increased channel width and process for forming same

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH05340760A (ja) * 1992-06-04 1993-12-21 Japan Aviation Electron Ind Ltd 光ファイバジャイロ
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