JPH0582779A - 電界効果トランジスタ - Google Patents

電界効果トランジスタ

Info

Publication number
JPH0582779A
JPH0582779A JP24006791A JP24006791A JPH0582779A JP H0582779 A JPH0582779 A JP H0582779A JP 24006791 A JP24006791 A JP 24006791A JP 24006791 A JP24006791 A JP 24006791A JP H0582779 A JPH0582779 A JP H0582779A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
semiconductor region
region
source
drain
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.)
Granted
Application number
JP24006791A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3123140B2 (ja
Inventor
Kiyoshi Takeuchi
竹内潔
Takeo Matsuki
武雄 松木
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.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC 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 NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP03240067A priority Critical patent/JP3123140B2/ja
Publication of JPH0582779A publication Critical patent/JPH0582779A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3123140B2 publication Critical patent/JP3123140B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 短チャネル効果を抑えながら電界効果トラン
ジスタを微細化する。 【構成】 ゲート電極50の側面に沿って基板表面75
より上方にLDD領域20、21またはチャネル領域2
2、23を拡張する。これにより実質的な素子の長さが
ゲート電極50の底面の長さより大きくなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電界効果トランジスタ
に関する。
【0002】
【従来の技術】金属−絶縁膜−半導体電界効果トランジ
スタ(Metal−Insulator−Semico
nductor Field Effect Tran
sistor;MISFET)は、集積回路(IC)を
構成する主要な能動素子である。集積回路の処理速度と
機能は、そこで用いられるFETの寸法の縮小と回路の
高密度化により著しく向上させることができるため、F
ETの微細化が進められており、近年ではそのゲート長
(ゲート電極の長さ)が0.5μm以下という極めて微
細なものが実用化されようとしている。
【0003】FETの微細化を進めていくにつれ、短チ
ャネル効果(チャネル長が短くなるとFETがオフ状態
になりにくくなる現象)を抑えることが次第に困難とな
ってきた。短チャネル効果を抑えるには基板の不純物濃
度を上げ、ゲート絶縁膜を薄くすればよいのだが、FE
Tの微細化の進展にともない、第1の方法では素子のし
きい値電圧が高くなりすぎ、第2の方法ではゲート絶縁
膜の信頼性確保が難しくなる。また、製造上チャネル長
はばらつくが、微細化によりそのばらつきの大きさが素
子の設計チャネル長に比べて無視できなくなっているこ
とも短チャネル効果抑圧を困難にしている。
【0004】上記の困難に対応するため、通常は半導体
基板内部に形成されるソースとドレインを、基板上に堆
積された半導体領域に形成することが提案されている。
このような素子の試作に関する発表としては、例えば1
984年の国際電子素子会議(Internation
al Electron DevicesMeetin
g)におけるワング(S.S.Wang)らの発表(同
会議予稿集p.634)、1988年の国際電子素子会
議におけるヤマダ(T.Yamada)らの発表(同会
議予稿集p.35)がある。
【0005】上述の提案によるソース・ドレインせり上
げ型FETの例を図2を参照して説明する。ソース・ド
レインせり上げ型FETの断面図を図2(A)に示し
た。また比較のため、通常使用されている、せり上げ構
造を有しない、低濃度ソース・ドレイン(Lightl
y Doped source and Drain;
LDD)領域を持つFETを図2(B)に示した。本願
の図面では、層間絶縁膜、配線といった本発明と本質的
に関係しない部分は省略した。ソース・ドレインせり上
げ型FETにおいては、通常基板内部に形成される高濃
度のソース10とドレイン11を基板70の表面75よ
り上に持ち上げる形で形成する。ソース10とドレイン
11の不純物は製造の過程で基板中にも広がり、ソース
とドレインが基板内に広がった領域10b、11bが存
在する。本構造においては基板内のソース10bと基板
内のドレイン11bの基板表面からの深さおよびその横
方向の広がりを製造上小さくすることができる。すなわ
ち、ソース10とドレイン11への不純物導入をイオン
注入により行う場合は、領域10aと11aの厚さ分だ
け領域10bと11bの深さが減少し、ソース領域10
とドレイン領域11への不純物導入を領域10aと11
aの堆積と同時に行う場合は、領域10bと11bは領
域10aと11aからの不純物の固相拡散によって形成
されるため、その深さは直接イオン注入を行う従来構造
の素子と比べて抑えられる。従って図2(A)の構造に
おいては短チャネル効果が図2(B)の従来構造の素子
と比較して抑えられる。なおLDD領域32と33は、
元来電界の集中を緩和してホットキャリアの発生による
素子の長期的な劣化を抑えるために導入されたものだ
が、図2(A)においてはゲート絶縁膜42直下のチャ
ネル領域と、ソース10およびドレイン11とを電気的
に接続する働きを担っている。また図中の40はゲート
側面絶縁膜、43はキャップ絶縁膜、60はLOCOS
酸化膜である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ソースとドレインを基
板表面より上にせり上げた図2(A)の構造は、短チャ
ネル効果をある程度軽減することができる。しかし、こ
の構造は本質的に高濃度のソースとドレインを浅くする
だけであり、素子のチャネル長はゲート長より長くなる
ことはなく、その効果には限界がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願第1の発明の電界効
果トランジスタは、半導体基板と、前記基板上面に形成
されたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上面に形成さ
れたゲート電極と、前記ゲート電極の側面の全部または
一部を覆う側面絶縁膜と、前記側面絶縁膜をはさんで前
記ゲート電極と反対側に配置され前記半導体基板の上面
に接する半導体領域Aと、前記半導体領域Aと接する半
導体領域Bと、を有し、前記半導体領域Bがソースまた
はドレイン電極として働き、前記半導体領域Aが前記半
導体領域Bと同一伝導型であり、正味の不純物濃度が前
記半導体領域Aにおいて前記半導体領域Bより低いこと
を特徴とする。
【0008】第2の発明の電界効果トランジスタは、半
導体基板と、前記基板上面に形成されたゲート絶縁膜
と、前記ゲート絶縁膜上面に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極の側面の全部または一部を覆う側面絶縁
膜と、前記側面絶縁膜の側面と前記半導体基板の上面と
に接する半導体領域A’と、前記半導体領域A’と接す
る半導体領域B’と、を有し、前記半導体領域B’がソ
ースまたはドレイン電極として働き、前記半導体領域
A’が前記半導体領域B’と異なる伝導型であることを
特徴とする。
【0009】
【作用】本発明による電界効果トランジスタは、LDD
領域あるいはチャネル領域が基板内のみならずゲート電
極側面に沿って上方にまで拡張された構造を有する。こ
のため、一定のゲート長で比較して、その実質的な素子
の長さを、従来の平面型トランジスタおよび高濃度のソ
ースとドレインのみをせり上げたトランジスタより長く
することが出来る。また、ゲート電極側方の半導体領域
の厚さを選択することにより、LDD領域あるいはチャ
ネル領域の拡張量、従って短チャネル効果を抑制する効
果の大きさ、を自由に設定することができる。
【0010】
【実施例】以下、第1の発明の実施例を、図1を参照し
て説明する。図2(A)に示した従来のせり上げ型トラ
ンジスタとの違いは、高濃度のソース10およびドレイ
ン11とシリコン基板70との間に、ソース・ドレイン
と同一伝導型(nチャネル素子であればn型、pチャネ
ル素子であればp型)でその正味の不純物濃度がソース
10とドレイン11より低い半導体領域、すなわちせり
上げLDD領域20と21が挿入されている点である。
LDD領域は短チャネル効果を抑える効果があり、その
効果はLDD領域が長いほど大きい。本実施例では、同
一ゲート電極長で従来より大きなLDD領域長が得られ
るため、効果的に短チャネル効果を抑えることができ
る。各領域の典型的な値としては高濃度ソース10、ド
レイン11は濃度102 0 cm- 3 、せり上げLDD領
域20、21は濃度3×101 8 cm- 3 、厚さ100
nm、側面絶縁膜40は厚さ75nm、ゲート電極底面
の長さ0.25μm、せり上げ部−チャネル間接続領域
30、31の濃度3×1018 cm- 3 である。
【0011】せり上げ部−チャネル間接続領域30と3
1は、ソース・ドレインと同一の伝導型となるよう不純
物を導入した基板領域である。これらは図2(A)にお
けるLDD領域32、33と同様に、せり上げLDD領
域20および22とゲート直下のチャネル部分とを電気
的に接続する働きをする。ゲート側面絶縁膜40が十分
薄く、ゲート電極からの電界で側面絶縁膜40の下の基
板表面に反転層が形成される場合には接続領域30と3
1とを設けないことも可能である。
【0012】以上ではソース側とドレイン側を同一構造
とする例を示したが、非対称構造としたり、ソース側と
ドレイン側のうち一方を従来構造とすることも可能であ
る。
【0013】第2の発明の実施例をやはり図1を参照し
て説明する。本実施例では高濃度のソース10およびド
レイン11との間に、ソース・ドレインと異なる伝導型
(nチャネル素子ではp型または真性、pチャネル素子
ではn型または真性)の半導体領域、すなわちせり上げ
チャネル領域22と23が挿入される。本実施例では、
これらせり上げチャネル領域22と23の、ゲート側面
絶縁膜40と接する界面には、ゲート電極50に電圧を
印加したとき反転層が形成される必要がある。そこで領
域22と23の不純物濃度、および側面絶縁膜40の厚
さと材質を、通常MISFETのチャネル部分を設計す
るのと同様の方法により適切に選択する。本実施例で
は、チャネル領域をゲート電極の側面に沿って拡張する
ことにより、同一ゲート寸法でチャネル長を自由に延ば
すことができ、短チャネル効果から逃れることができ
る。せり上げチャネル領域22、23の典型的な値は濃
度1×101 6 cm- 3 、厚さ100nm、このときの
側面絶縁膜40はSiO2 を用いた場合厚さ30nm
で、他の領域の値は第1の発明の実施例と同じである。
せり上げ部−チャネル間接続領域30と31を設ける理
由は第1の発明の実施例の場合と同じである。また領域
30と31とを設けないことも同様に可能である。ま
た、ソース側とドレイン側の構造を非対称とすること、
ソース側とドレイン側のうち一方を従来構造とすること
も可能である。
【0014】なお本発明はSOI(emicondu
ctor nsulator)MISFETに対
しても用いることができる。
【0015】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によるトラ
ンジスタはLDD領域またはチャネル領域をゲート電極
の側面に沿って上方に延長するため、実質的に素子の長
さをゲート電極底面の平面寸法(ゲート長)より長くし
短チャネル効果を抑えることができる。このため、しき
い値電圧が高くなりすぎる、ゲート絶縁膜が薄く成りす
ぎるといった短チャネル効果抑制の副作用を避けなが
ら、トランジスタの占有面積を縮小することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を説明するための断面図であ
る。
【図2】従来のソース・ドレインせり上げ型MISFE
Tおよび比較のための通常LDD・MISFETの断面
図である。
【符号の説明】
10 高濃度ソース 11 高濃度ドレイン 20、21 せり上げLDD領域 22、23 せり上げチャネル領域 30、31 せり上げ部−チャネル間接続領域 32、33 LDD領域 40 ゲート側面絶縁膜 42 ゲート絶縁膜 43 キャップ絶縁膜 50 ゲート電極 60 素子分離絶縁膜 70 半導体基板 75 半導体基板表面

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体上面に形成されたゲート絶縁膜
    と、前記ゲート絶縁膜上面に形成されたゲート電極と、
    前記ゲート電極の側面の全部または一部を覆う側面絶縁
    膜と、前記側面絶縁膜をはさんで前記ゲート電極と反対
    側に配置され前記半導体上面に接する半導体領域Aと、
    前記半導体領域Aと接する半導体領域Bと、を有し、前
    記半導体領域Bがソースまたはドレイン電極として働
    き、前記半導体領域Aが前記半導体領域Bと同一伝導型
    であり、正味の不純物濃度が前記半導体領域Aにおいて
    前記半導体領域Bより低いことを特徴とする電界効果ト
    ランジスタ。
  2. 【請求項2】 半導体上面に形成されたゲート絶縁膜
    と、前記ゲート絶縁膜上面に形成されたゲート電極と、
    前記ゲート電極の側面の全部または一部を覆う側面絶縁
    膜と、前記側面絶縁膜の側面と前記半導体上面とに接す
    る半導体領域A’と、前記半導体領域A’と接する半導
    体領域B’と、を有し、前記半導体領域B’がソースま
    たはドレイン電極として働き、前記半導体領域A’が前
    記半導体領域B’と異なる伝導型であることを特徴とす
    る電界効果トランジスタ。
JP03240067A 1991-09-20 1991-09-20 電界効果トランジスタ Expired - Lifetime JP3123140B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03240067A JP3123140B2 (ja) 1991-09-20 1991-09-20 電界効果トランジスタ

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP03240067A JP3123140B2 (ja) 1991-09-20 1991-09-20 電界効果トランジスタ

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0582779A true JPH0582779A (ja) 1993-04-02
JP3123140B2 JP3123140B2 (ja) 2001-01-09

Family

ID=17053998

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP03240067A Expired - Lifetime JP3123140B2 (ja) 1991-09-20 1991-09-20 電界効果トランジスタ

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3123140B2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339476A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3544833B2 (ja) 1997-09-18 2004-07-21 株式会社東芝 半導体装置及びその製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006339476A (ja) * 2005-06-03 2006-12-14 Elpida Memory Inc 半導体装置及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP3123140B2 (ja) 2001-01-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR0176202B1 (ko) 에스.오.아이형 트랜지스터 및 그 제조방법
US7400016B2 (en) Semiconductor device realizing characteristics like a SOI MOSFET
US4536947A (en) CMOS process for fabricating integrated circuits, particularly dynamic memory cells with storage capacitors
JPH10242470A (ja) 半導体装置及びその製造方法
US6506638B1 (en) Vertical double gate transistor structure
US6333541B1 (en) MOSFET gate insulating films with oxynitride and oxide
US6323110B2 (en) Structure and fabrication process of silicon on insulator wafer
US4853340A (en) Semiconductor device isolated by a pair of field oxide regions
JP2003092408A (ja) 半導体集積回路の製造方法
US5242849A (en) Method for the fabrication of MOS devices
JP3491805B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0653513A (ja) 半導体装置および半導体集積回路装置
JP3123140B2 (ja) 電界効果トランジスタ
US6175135B1 (en) Trench contact structure of silicon on insulator
KR100265049B1 (ko) 에스.오.아이 소자의 모스 전계효과 트랜지스터 및제조방법
JPH067556B2 (ja) Mis型半導体装置
JP2936536B2 (ja) 半導体デバイスおよびその製造方法
JPH0794721A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH07273340A (ja) Soi型トランジスタ
KR100257709B1 (ko) 에스.오.아이. 소자의 트랜지스터 제조방법
JPS61156830A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3462255B2 (ja) 電界効果トランジスタ
JP2680846B2 (ja) 半導体記憶装置
KR100332473B1 (ko) 반도체소자및그를이용한소자분리방법
JPH1187530A (ja) 半導体装置およびその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20000926

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20071027

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20081027

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20091027

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101027

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111027

Year of fee payment: 11

EXPY Cancellation because of completion of term