JPH0621450A - Mosトランジスタおよびその製造方法 - Google Patents

Mosトランジスタおよびその製造方法

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JPH0621450A
JPH0621450A JP20311792A JP20311792A JPH0621450A JP H0621450 A JPH0621450 A JP H0621450A JP 20311792 A JP20311792 A JP 20311792A JP 20311792 A JP20311792 A JP 20311792A JP H0621450 A JPH0621450 A JP H0621450A
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JP
Japan
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semiconductor substrate
gate electrode
insulating
diffusion layer
region
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Application number
JP20311792A
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English (en)
Inventor
Keiichi Ono
圭一 大野
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、MOSトランジスタのソース・ド
レイン領域の下部に絶縁層を形成することにより、ソー
ス・ドレイン領域に係る接合容量をほとんど無くして、
低電圧での駆動を可能にするとともに高速動作を可能に
し、しかも接合リークを低減して電気的特性の向上を図
る。 【構成】 半導体基板11の上面にゲート絶縁膜12を
介してゲート電極13を形成し、ゲート電極13の両側
における半導体基板11の上層に拡散層領域16,17
を形成する。またゲート電極13を覆う状態に絶縁部1
5を設ける。各拡散層領域16,17に対してゲート電
極13とは反対側の半導体基板11中には絶縁層18,
19を設ける。さらに絶縁層18,19上に各拡散層領
域16,17に接続するソース・ドレイン領域20,2
1を設けたものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MOSトランジスタと
その製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のMOSトランジスタの構造の一例
を、図4の概略構成断面図により説明する。図では、い
わゆるLDD構造のMOSトランジスタ2を示す。図に
示すように、半導体基板51の上層には、第1導電形の
ウェル領域52が形成されている。このウェル領域52
の上面には、ゲート絶縁膜53を介してゲート電極54
が設けられている。ゲート電極54の両側には、サイド
ウォール絶縁膜55が形成されている。このサイドウォ
ール絶縁膜55の下方の上記ウェル領域52の上層に
は、低濃度拡散層領域56,57が形成されている。さ
らに低濃度拡散層領域56,57に対して上記ゲート電
極54とは反対側の上記ウェル領域52の上層には、当
該低濃度拡散層領域56,57よりも深い状態に、ソー
ス・ドレイン拡散層領域58,59が形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】一般にMOSトランジ
スタの負荷容量は、ゲート絶縁膜の容量と接合容量とミ
ラー容量と配線容量とにより成る。特に低電圧で動作す
るMOSトランジスタでは、高速動作を行うために上記
負荷容量を低減することが必要になっている。しかしな
がら、上記構造のMOSトランジスタでは、ソース・ド
レイン拡散層領域とウェル領域とで、PN接合の容量が
形成される。このため、接合容量が大きいので、低電圧
での高速動作が困難であった。またPN接合が形成され
るために、接合リークが発生して、MOSトランジスタ
の性能を低下させていた。
【0004】本発明は、動作性能と信頼性とに優れたM
OSトランジスタおよびその製造方法を提供することを
目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものである。その目的を達成する
MOSトランジスタは、以下のような構造を成す。すな
わち、半導体基板の上面にはゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極が形成されている。このゲート電極の両側におけ
る半導体基板の上層には拡散層領域が形成されている。
またゲート電極を覆う状態に絶縁部が設けられている。
さらに各拡散層領域に対してゲート電極とは反対側の半
導体基板中には絶縁層が設けられていて、各絶縁層上に
は各拡散層領域に接続するソース・ドレイン領域が設け
られているものである。
【0006】MOSトランジスタの製造方法としては、
第1の工程で、半導体基板の上層に素子分離領域を形成
した後、素子分離領域間の前記半導体基板の上面にゲー
ト絶縁膜を形成し、次いで当該ゲート絶縁膜上にゲート
電極を形成し、その後当該素子分離領域と当該ゲート電
極との間の半導体基板の上層に拡散層領域を形成する。
次いで第2の工程で、ゲート電極を覆う絶縁部を形成し
た後、第3の工程で、絶縁部と素子分離領域との間の半
導体基板に溝を形成する。続いて第4の工程で、各溝の
内部に絶縁層を形成した後、第5の工程で、拡散層領域
に接続するソース・ドレイン領域を絶縁層上に形成す
る。
【0007】
【作用】上記構成のMOSトランジスタでは、ソース・
ドレイン領域の下面に接続する絶縁層を半導体基板中に
設けたことにより、ソース・ドレイン領域と半導体基板
とによって、接合容量は形成されない。上記製造方法で
は、素子分離領域と絶縁部との間の半導体基板に溝を形
成し、その溝の内部に絶縁層を形成した後、拡散層領域
に接続するソース・ドレイン領域を絶縁層上に形成した
ので、ソース・ドレイン領域は絶縁層上に容易に形成さ
れる。このため、ソース・ドレイン領域と半導体基板と
の間に接続容量はほとんど生じない。また、素子分離領
域と絶縁部との間隔を利用して、いわゆる自己整合的に
拡散層領域に接続するソース・ドレイン領域を形成する
ので、拡散層領域に接続する部分のソース・ドレイン領
域の長さが短くなる。
【0008】
【実施例】本発明の実施例を図1に示す概略構成断面図
により説明する。図に示すように、半導体基板11の上
面にはゲート絶縁膜12が形成されている。このゲート
絶縁膜12は、例えば酸化シリコン膜で形成されてい
る。上記ゲート絶縁膜12の上面には、例えば多結晶シ
リコンよりなるゲート電極13が形成されている。ゲー
ト電極13の上層には例えばタングステンシリサイドよ
りなる低抵抗層14が形成されている。上記ゲート電極
13の周囲には、絶縁部15が形成されている。この絶
縁部15は、例えば酸化シリコン膜より形成されてい
る。
【0009】また上記ゲート電極13の両側における半
導体基板11の上層には、拡散層領域16,17が形成
されている。各拡散層領域16,17は、通常のLDD
構造のMOSトランジスタにおける低濃度拡散層領域に
相当する。上記各拡散層領域16,17に対して上記ゲ
ート電極13とは反対側の半導体基板11中には、絶縁
層18,19が形成されている。各絶縁層18,19
は、例えば酸化シリコンより形成されている。
【0010】さらに上記絶縁層18,19上には、各拡
散層領域16,17に接続するソース・ドレイン領域2
0,21が設けられている。各ソース・ドレイン領域2
0,21は、導電性の不純物を含んだ多結晶シリコンよ
り形成されている。上記の如くに、MOSトランジスタ
1は構成されている。
【0011】上記構成のMOSトランジスタ1は、各ソ
ース・ドレイン領域20,21の下部側に絶縁層18,
19を設けたことにより、接合容量が非常に小さいもの
になる。このため、低電圧での駆動が可能になるととも
に、高速動作が可能になる。また接合リークが大幅に減
少するので、MOSトランジスタ1の電気的特性が向上
する。
【0012】次に上記MOSトランジスタ1の製造方法
を、図2,図3の製造工程図(その1),(その2)に
より説明する。図では、上記図1で説明したと同様の構
成部品には同一符号を付す。また図面の左側に断面図を
示し、同図面の右側にレイアウト図を示す。
【0013】図2の(1)に示す第1の工程を行う。こ
の工程では、まず通常のLOCOS法によって、単結晶
シリコンよりなる半導体基板11の上層に酸化シリコン
よりなる素子分離領域22を形成する。続いて通常の熱
酸化法または化学的気相成長法等によって、素子分離領
域22に囲まれた半導体基板11の上面にゲート絶縁膜
12を、例えば酸化シリコンで形成する。
【0014】次いで通常の化学的気相成長法によって、
多結晶シリコン膜(図示せず)と低抵抗層になるタング
ステンシリサイド膜(図示せず)と酸化シリコン膜(図
示せず)とを積層状態に成膜した後、周知のホトリソグ
ラフィー技術とエッチングとによって、ゲート絶縁膜1
2上に、上記多結晶シリコン膜よりなるゲート電極1
3,当該ゲート電極13上に上記タングステンシリサイ
ド膜よりなる低抵抗層14および上記酸化シリコン膜よ
りなる絶縁パターン23を形成する。
【0015】その後、通常のイオン注入法によって、素
子分離領域22とゲート電極13との間の上記半導体基
板11の上層に導電性の不純物を導入して、拡散層領域
16,17を形成する。各拡散層領域16,17は、半
導体基板11の上面より、例えば0.1μmの深さに形
成される。
【0016】次に図2の(2)に示す第2の工程を行
う。この工程では、通常のサイドウォール形成技術によ
って、ゲート電極13を覆う状態にサイドウォール形成
膜(図示せず)を成膜した後、異方性エッチングを行っ
て、上記ゲート電極13の両側に酸化シリコンよりなる
サイドウォール絶縁膜24を上記サイドウォール形成膜
で形成する。このサイドウォール絶縁膜24と上記絶縁
パターン23とによって絶縁部15が形成される。上記
サイドウォール絶縁膜24を形成する際のエッチング時
に、2点鎖線で示す部分のゲート絶縁膜12も除去す
る。
【0017】次いで図3の(1)に示す第3の工程を行
う。この工程では、上記絶縁部15と上記素子分離領域
22とをエッチングマスクにして、絶縁部15と素子分
離領域22との間の半導体基板11に溝25,26を形
成する。各溝25,26は、上記拡散層領域16,17
よりも深く、例えば半導体基板11の上面より0.3μ
mの深さに形成される。
【0018】続いて第4の工程を行う。この工程では、
通常の化学的気相成長法によって、各溝25,26の内
部を埋め込む状態に、酸化シリコンよりなる絶縁膜27
を形成する。さらにエッチバック用の平坦化膜(図示せ
ず)を成膜した後、通常のエッチバック処理を行って、
上記平坦化膜と絶縁膜27の2点鎖線で示す部分とを除
去して、上記各溝25,26の内部に絶縁膜(27)よ
りなる絶縁層18,19を形成する。各絶縁層18,1
9は、それぞれに上記拡散層領域16,17の下部に接
続する状態に、例えば0.2μm程度の厚さに形成され
る。
【0019】その後図3の(2)に示す第5の工程を行
う。この工程では、通常の化学的気相成長法によって、
少なくとも上記絶縁層18,19に接続するソース・ド
レイン形成膜28を成膜する。このソース・ドレイン形
成膜28は、例えば導電性の不純物を含む多結晶シリコ
ン膜で形成される。続いて、通常のホトリソグラフィー
技術とエッチングとによって、2点鎖線で示す部分のソ
ース・ドレイン形成膜28を除去し、上記ソース・ドレ
イン形成膜(28)で、上記各拡散層領域16,17に
接続するソース・ドレイン領域20,21を各絶縁層1
8,19上に形成する。上記の如くに、MOSトランジ
スタ1は形成される。
【0020】上記製造方法の説明で記載した材料は、そ
の材料に限定されることはなく、記載した材料と同等ま
たはそれ以上の性能を有する材料であれば、どのような
材料も用いることが可能である。また各種の成膜方法
も、所望の膜形成が可能な方法であれば、記載した成膜
方法に限定されることはない。
【0021】上記製造方法では、素子分離領域22と絶
縁部15との間の半導体基板11に形成した溝25,2
6のそれぞれの内部に絶縁層18,19を形成した後、
各拡散層領域16,17に接続するソース・ドレイン領
域20,21を絶縁層18,19上に形成したので、ソ
ース・ドレイン領域20,21は絶縁層18,19上に
形成され、半導体基板11とほとんど接合しない。この
ため、ソース・ドレイン領域20,21と半導体基板1
1との間に接続容量はほとんど生じない。また、素子分
離領域22と絶縁部15との間隔を利用して、いわゆる
自己整合的に拡散層領域16,17に接続するソース・
ドレイン領域20,21を形成したので、拡散層領域1
6,17に接続する部分のソース・ドレイン領域20,
21の長さは短くなる。
【0022】
【発明の効果】以上、説明したように本発明のMOSト
ランジスタによれば、ソース・ドレイン領域の下面に接
続する絶縁層を半導体基板中に設けたことにより、ソー
ス・ドレイン領域と半導体基板とによって、接合容量は
ほとんど形成されない。このため、低電圧での駆動がで
きるとともに、高速動作が可能になる。また接合リーク
を大幅に低減できるので、電気的特性の向上が図れる。
【0023】上記製造方法では、半導体基板に形成した
溝の内部に絶縁層を形成した後、拡散層領域に接続する
ソース・ドレイン領域を絶縁層上に形成するので、ソー
ス・ドレイン領域は絶縁層上に容易に形成できる。この
ため、ソース・ドレイン領域と半導体基板との接合はほ
とんどないので、ソース・ドレイン領域と半導体基板と
の間における接続容量はほとんど生じない。また、素子
分離領域と絶縁部との間隔を利用して、いわゆる自己整
合的に拡散層領域に接続するソース・ドレイン領域を形
成するので、拡散層領域に接続する部分のソース・ドレ
イン領域の長さは短くなる。したがって、高集積化を図
ることが容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の概略構成断面図である。
【図2】実施例の製造工程図(その1)である。
【図3】実施例の製造工程図(その2)である。
【図4】従来例の概略構成断面図である。
【符号の説明】
1 MOSトランジスタ 11 半導体基板 12 ゲート絶縁膜 13 ゲート電極 15 絶縁部 16 拡散層領域 17 拡散層領域 18 絶縁層 19 絶縁層 20 ソース・ドレイン領域 21 ソース・ドレイン領域 25 溝 26 溝

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の上面にゲート絶縁膜を介し
    て形成したゲート電極と、 前記ゲート電極の両側における前記半導体基板の上層に
    形成した拡散層領域と、 前記ゲート電極を覆う状態に設けた絶縁部と、 前記各拡散層領域に対してゲート電極とは反対側の前記
    半導体基板中に設けた絶縁層と、 前記各拡散層領域に接続するもので、前記絶縁層上に設
    けたソース・ドレイン領域とよりなることを特徴とする
    MOSトランジスタ。
  2. 【請求項2】 半導体基板の上層に素子分離領域を形成
    した後、前記素子分離領域間の前記半導体基板の上面に
    ゲート絶縁膜を形成し、次いで当該ゲート絶縁膜上にゲ
    ート電極を形成し、その後当該素子分離領域と当該ゲー
    ト電極との間の前記半導体基板の上層に拡散層領域を形
    成する第1の工程と、 前記ゲート電極を覆う絶縁部を形成する第2の工程と、 前記絶縁部と前記素子分離領域との間の前記半導体基板
    に溝を形成する第3の工程と、 前記各溝の内部に前記絶縁層を形成する第4の工程と、 前記拡散層領域に接続するソース・ドレイン領域を前記
    絶縁層上に形成する第5の工程とを行うことを特徴とす
    るMOSトランジスタの製造方法。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5491099A (en) * 1994-08-29 1996-02-13 United Microelectronics Corporation Method of making silicided LDD with recess in semiconductor substrate
KR100437856B1 (ko) * 2002-08-05 2004-06-30 삼성전자주식회사 모스 트랜지스터 및 이를 포함하는 반도체 장치의 형성방법.

Cited By (3)

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