JPH04276662A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH04276662A
JPH04276662A JP3853191A JP3853191A JPH04276662A JP H04276662 A JPH04276662 A JP H04276662A JP 3853191 A JP3853191 A JP 3853191A JP 3853191 A JP3853191 A JP 3853191A JP H04276662 A JPH04276662 A JP H04276662A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
type
semiconductor device
film
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP3853191A
Other languages
English (en)
Inventor
Ichiro Moriyama
森山 一郎
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.)
JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP3853191A priority Critical patent/JPH04276662A/ja
Publication of JPH04276662A publication Critical patent/JPH04276662A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/785Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET

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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に係り、特に短チャネル効果の抑制,サブスレッショル
ド特性の改善に有効な構造を有する半導体装置の製造工
程の簡略化、平坦化の向上に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、短チャネル効果の抑制,及びサブ
スレッショルド特性の改善に有効な構造として、XMO
S構造を有するトランジスタが知られている。このXM
OSトランジスタは、図2に示すように、チャネル30
の上下にゲート電極(上部ゲート電極10及び下部ゲー
ト電極12)を有している。このチャネル30は、上下
のゲート電極に挟まれた構造をしており、チャネル幅を
狭くすることができる。このため、空乏層を一度に空乏
化することができ短チャネル効果の抑制及びサブスレッ
ショルド特性の改善を行うことができる。
【0003】しかしながら、前記従来例は、絶縁膜9上
にソース15,ドレイン14及びチャネル30となるS
i単結晶(SOI;Silicon  on  Ins
ulator)を成膜することが著しく困難であり、そ
の製造が現実的でないという問題があった。
【0004】そこで、このような問題を解決するため、
IEDM89、834頁、(1989  Intern
ational  Electron  Device
s  Meeting)に開示されているようにDEL
TA(a  fully  Depleted  Le
an−channel  Transistor)構造
を有するトランジスタが知られている。このDELTA
構造の模式図を図3に示す。
【0005】DELTA構造は図3に示すように、Si
基板16上にフィールド酸化膜17を介してSOIが凸
状態で形成されている。そして、前記SOIは、ソース
15、ドレイン14を形成しており、ゲート電極18を
有している。このように、ソース15,ゲート電極18
,ドレイン14が凸状態で形成されている。ソース15
とドレイン14との間に位置するチャネルは、ゲート電
極18に両側から挟まれた構造をしている。このため、
チャネル幅を狭くすることができ、前記XMOS構造と
同じように、空乏層を一度に空乏化することができ短チ
ャネル効果の抑制及びサブスレッショルド特性の改善を
行うことができる。しかも、前記XMOS構造のように
、絶縁膜上にソース15,ドレイン14及びチャネル3
0となるSOIを成膜する必要がないため、比較的簡単
に製造することができる。なお、20は、ソース15及
びドレイン14の幅(Wg)、21は、ソース15及び
ドレイン14の凸部の高さ(Wt)を示す。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記D
ELTA構造は、空乏層を一度に空乏化するために、ト
ランジスタの幅を長くとることが必要であった。このた
め、Wtを高くしなければならず、デバイス表面の平坦
化を図るのが困難であるという課題があった。また、S
OIを形成する工程についても十分に簡略化されておら
ず、工程が未だ複雑であるという課題があった。
【0007】このような課題を解決するために本発明は
、短チャネル効果の抑制,サブスレッショルド特性の改
善に有効な構造を有し、かつ、デバイス表面が平坦で製
造工程が簡略化した半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明は、半導体基板上に素子領域を形成する工程と
、前記素子領域を形成した半導体基板の全面に第1絶縁
膜を形成する工程と、当該素子領域を選択的にエッチン
グして複数の溝を形成する工程と、前記エッチング後前
記溝の底部に選択的にN型又はP型の不純物元素を導入
する工程と、当該半導体基板に第2絶縁膜を形成する工
程と、前記第2絶縁膜形成後当該半導体基板全面に多結
晶シリコン膜を形成する工程と、を有する半導体装置の
製造方法であることを特徴とするものである。
【0009】
【作用】この発明に係わる半導体装置の製造方法によれ
ば、半導体基板にエッチングにより選択的に複数(例え
ば、n本)の溝を形成し、その間に形成された凸部(n
−1本)全体をトランジスタにすることで、トランジス
タの幅(W)は、W=(n−1)×Wtとなるため、前
記溝の深さ(Wt)(凸部の高さ=溝の深さ)をDEL
TA構造のように深くしなくても、トランジスタの幅を
長くとることができる。このため、当該溝の深さ(Wt
)をDELTA構造より大幅に浅くすることができるの
で、デバイス表面を平坦化することができる。
【0010】さらに、溝部をゲート電極とすることがで
きるため、トランジスタの幅を長くとることができ、空
乏層を一度に空乏化することができる。このため、短チ
ャネル効果の抑制,サブスレッショルド特性の改善を行
うことができる。
【0011】また、前記溝の底部に、N型又はP型の不
純物元素を導入することで、しきい値電圧(Vth)を
高くすることができるため、実動作電圧でチャネルが形
成されることがない。このため、誤動作を起こすことが
なく、信頼性の高い半導体装置を提供することができる
【0012】また、ゲート,ドレイン及びチャネルはS
OI構造をとらないため、製造工程を簡略化することが
できる。
【0013】
【実施例】次に本発明の実施例について、図面に基づい
て説明する。図1は、本実施例に係る半導体装置の工程
断面図を示す。
【0014】図1(1)の工程では、P型Si基板1に
素子分離SiO2 膜2を6000Åの厚さに形成し、
素子分離して素子領域を形成する。その後、素子分離し
たP型Si基板1上全面にSiO2 膜3を形成する。 次いで、しきい値電圧(Vth)を調整する目的で、前
記P型Si基板1の素子領域に不純物元素としてBを1
011〜1012cm−2の範囲で、エネルギー100
KeVでSiO2 膜3を貫通してイオン注入し、N2
 ガスを用いて950℃で60分間アニールする。
【0015】次に、図1(2)の工程では、図1(1)
の工程で得た基板上全面にCVD法によりSiO2 膜
4を1000Åの厚さに成膜する。その後、前記SiO
2 膜4上全面にレジスト膜5(OFPR800)を1
.2μmの厚さに塗布する。次いで、素子領域上のレジ
スト膜5の幅(マスクの幅=凸部の幅:Wg20)を0
.2μm,レジスト膜5とレジスト膜5との間隔Ws2
2を0.4μmとし、凸部が3個できるようにパターニ
ングし、レジスト膜5をマスクとし、マスク領域以外の
SiO2 膜4をエッチングする。
【0016】次に、図1(3)の工程では、図1(2)
の工程で得た基板上のマスク(レジスト膜5)を利用し
て、さらにRIEにより0.5μmの深さ(Wt21=
0.5μm)までエッチングし、溝部を形成する。その
後、前記溝の底部に不純物元素としてBイオンを101
3〜1014cm−2の範囲で、エネルギー40KeV
でイオン注入する。この時、Bをチャネル部の濃度より
高濃度となるようにイオン注入することで、Vthを高
くすることができる。このため、実動作電圧でチャネル
が形成されることがなく、誤動作のない半導体装置が得
られる。次いで、N2 ガスを用いて950℃で30分
間アニールする。
【0017】次に、図1(4)の工程では、図1(3)
の工程で得た基板上のレジスト膜5を除去する。次いで
、900℃で熱酸化し、前記溝の側壁及び底にゲートS
iO2 7を100Åの厚さに形成する。
【0018】次に、図1(5)の工程では、図1(4)
の工程で得た基板上にCVD法によりゲート多結晶シリ
コン膜8を形成する。その後、必要に応じて配線等の素
子を形成し、所望の半導体装置を得ることができる。
【0019】以上の工程により形成した半導体装置は、
溝の底部には高濃度不純物が存在するため、チャネルが
できない。また、凸部の上部には厚いSiO2 膜4が
存在するため、チャネルができない。この結果、チャネ
ルを凸部側壁のみに形成することができる。このため、
SOI構造を用いなくても短チャネル効果の抑制及びサ
ブスレッショルド特性が改善された半導体装置を得るこ
とができる。
【0020】本実施例では、レジスト膜5の幅(凸部の
幅:Wg)を0.2μmとしたが、0<Wg≦0.2μ
mを満たす値であれば良い。また、レジスト膜5とレジ
スト膜5との間隔(Ws)を0.4μmとしたが、Wg
>0.2μmを満たす値であれば良い。
【0021】そして、凸部を3個形成したが、これに限
らずWg値,Ws値及び素子領域の幅により、任意に決
めて良い。また、溝の深さ(Wt)を0.5μmとした
が、これに限らずWg値,Ws値及び凸部の数により、
任意に決めて良いが、デバイスの平坦化のためには、W
t値を5μm以下とすることが望ましい。
【0022】なお、本実施例では、図1(1)の工程で
、素子領域にBを1011〜1012cm−2の範囲で
イオン注入したが、注入量はしきい値電圧の調整状態に
より任意に決めて良い。
【0023】そして、図1(3)の工程では、P型Si
基板をRIEを用いてエッチングしたが、これに限らず
、異方性のエッチングであれば良い。また、溝の底部に
Bを1013〜1014cm−2の範囲でイオン注入し
たが、これに限らず、注入量はチャネル部に注入したイ
オンの量(濃度)より高濃度になるように任意に決めて
良い。
【0024】そして、不純物元素としてBを用いたが、
As,P,Al,In等他のN型又はP型不純物元素を
導入しても良い。また、不純物元素の導入方法として、
イオン注入を行ったが、拡散法により導入しても良い。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように本発明に係わる半導
体装置の製造方法によれば、半導体基板に複数の溝を形
成し、その間に形成された凸部全体をトランジスタにす
ることで、トランジスタの幅(W)は、前記溝の深さ(
Wt)をDELTA構造のように深くしなくても、長く
とることができる。このためデバイス表面を平坦化する
ことができる。
【0026】また、トランジスタの幅を長くとることが
できるため、空乏層を一度に空乏化することができる。 この結果、短チャネル効果の抑制及びサブスレッショル
ド特性の改善を行うことができる。
【0027】さらに、前記溝の底部に、N型又はP型の
不純物元素を導入することで、しきい値電圧を高くする
ことができるため、実動作電圧でチャネルが形成される
ことがない。このため、誤動作を起こすことがなく、信
頼性の高い半導体装置を提供することができる。
【0028】また、ゲート,ドレイン及びチャネルはS
OI構造をとらないため、製造工程を簡略化することが
できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例に係る半導体装置の製造工程断面図で
ある。
【図2】XMOS構造のトランジスタの断面図である。
【図3】DELTA構造のトランジスタの模式図である
【符号の説明】
1    P型Si基板 4    DVD−SiO2 膜 6    B 7    ゲートSiO2 膜 8    ゲート多結シリコン膜 10    上部ゲート電極 11    上部ゲートSiO2 膜 12    下部ゲート電極 13    上部ゲートSiO2 膜 14    ドレイン 15    ソース 18    ゲート電極 20    Wg 21    Wt 22    Ws 30    チャネル

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上に素子領域を形成する工
    程と、前記素子領域を形成した前記半導体基板の全面に
    第1絶縁膜を形成する工程と、当該素子領域を選択的に
    エッチングして複数の溝を形成する工程と、前記エッチ
    ング後前記溝の底部に選択的にN型又はP型の不純物元
    素を導入する工程と、当該半導体基板に第2絶縁膜を形
    成する工程と、前記第2絶縁膜形成後当該半導体基板全
    面に多結晶シリコン膜を形成する工程と、を有すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
JP3853191A 1991-03-05 1991-03-05 半導体装置の製造方法 Pending JPH04276662A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3853191A JPH04276662A (ja) 1991-03-05 1991-03-05 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP3853191A JPH04276662A (ja) 1991-03-05 1991-03-05 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH04276662A true JPH04276662A (ja) 1992-10-01

Family

ID=12527866

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP3853191A Pending JPH04276662A (ja) 1991-03-05 1991-03-05 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH04276662A (ja)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086795A (ja) * 2001-09-11 2003-03-20 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法と集積回路と半導体システム
JP2003101013A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法および集積回路および半導体システム
WO2006006438A1 (ja) * 2004-07-12 2006-01-19 Nec Corporation 半導体装置及びその製造方法
JP2006049826A (ja) * 2004-07-01 2006-02-16 Seiko Instruments Inc トレンチ構造を利用した横型半導体装置及びその製造方法
JP2006054411A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子及びその製造方法
JP2007027678A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子のトランジスタ及びその形成方法
JP2011009578A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Renesas Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
CN102263061A (zh) * 2010-05-31 2011-11-30 格罗方德半导体公司 形成在块体衬底上的自对准多栅极晶体管

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003086795A (ja) * 2001-09-11 2003-03-20 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法と集積回路と半導体システム
JP2003101013A (ja) * 2001-09-26 2003-04-04 Sharp Corp 半導体装置およびその製造方法および集積回路および半導体システム
JP2006049826A (ja) * 2004-07-01 2006-02-16 Seiko Instruments Inc トレンチ構造を利用した横型半導体装置及びその製造方法
WO2006006438A1 (ja) * 2004-07-12 2006-01-19 Nec Corporation 半導体装置及びその製造方法
JPWO2006006438A1 (ja) * 2004-07-12 2008-04-24 日本電気株式会社 半導体装置及びその製造方法
US7719043B2 (en) 2004-07-12 2010-05-18 Nec Corporation Semiconductor device with fin-type field effect transistor and manufacturing method thereof.
JP2006054411A (ja) * 2004-08-11 2006-02-23 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子及びその製造方法
JP2007027678A (ja) * 2005-07-15 2007-02-01 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子のトランジスタ及びその形成方法
JP2011009578A (ja) * 2009-06-26 2011-01-13 Renesas Electronics Corp 半導体装置およびその製造方法
US8809944B2 (en) 2009-06-26 2014-08-19 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device including a transistor with gate in a trench and a doped region under the trench to modify the threshold voltage
CN102263061A (zh) * 2010-05-31 2011-11-30 格罗方德半导体公司 形成在块体衬底上的自对准多栅极晶体管

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5296401A (en) MIS device having p channel MOS device and n channel MOS device with LDD structure and manufacturing method thereof
JPH0661493A (ja) 垂直ゲート電界効果トランジスタおよびその製造方法
JPH10223771A (ja) 半導体装置とその製造方法
US7544549B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device and MOS field effect transistor
JPH05183154A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS626671B2 (ja)
JPH04276662A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS61263274A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07153952A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2000294782A (ja) 半導体装置の作製方法
JP2021153163A (ja) 半導体装置の製造方法、および半導体装置
JP5158197B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR101060697B1 (ko) 채널 폭이 증가된 mos 트랜지스터 및 그 제조 방법
JPH0621452A (ja) 電界効果トランジスタ及びその製造方法
JPH05283685A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP2513634B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6905932B2 (en) Method for constructing a metal oxide semiconductor field effect transistor
JP3805917B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0472770A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH08306923A (ja) 半導体素子のトランジスター製造方法
JPS59138377A (ja) Misトランジスタ及びその製造方法
KR940004258B1 (ko) 소이구조의 반도체 소자 제조방법
JPH06244415A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH0567634A (ja) Mis型半導体装置の製造方法
JPH06151842A (ja) 半導体装置及びその製造方法