JPH06216390A - Transistor and manufacture thereof - Google Patents

Transistor and manufacture thereof

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JPH06216390A
JPH06216390A JP670693A JP670693A JPH06216390A JP H06216390 A JPH06216390 A JP H06216390A JP 670693 A JP670693 A JP 670693A JP 670693 A JP670693 A JP 670693A JP H06216390 A JPH06216390 A JP H06216390A
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JP
Japan
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recess
insulating layer
semiconductor layer
layer
gate electrode
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JP670693A
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Japanese (ja)
Inventor
Tadayuki Kimura
忠之 木村
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

PURPOSE:To obtain a TFT having small unevenness of transistor characteristics by increasing an effective channel length without increasing a cell size of a transistor, suppressing a short channel effect which becomes a problem in a fine TFT, and preventing a variation in the channel length due to misregistration of the resist pattern, etc. CONSTITUTION:The transistor comprises a gate electrode 28 formed in the bottom of a recess 26, a gate insulating layer 30 formed to be introduced into the recess 26, and a semiconductor layer 32 formed to be introduced into the recess 26 and laminated on the layer 30, wherein a channel region 34 is formed on the layer 32 part introduced into the recess 26. After a semiconductor layer 44 is so formed as to be introduced into the recess 26, an insulating layer 48 is buried only in the surface of the semiconductor layer, with the layer 48 as a mask impurity ions are implanted in the layer 44, and a channel region 50 is formed in a self-alignment with the semiconductor layer in the recess 26.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、薄膜トランジスタおよ
びその製造方法に係り、さらに詳しくは、トランジスタ
のサイズを大きくすることなく、薄膜トランジスタの実
効チャネル長を増大することが可能な薄膜トランジスタ
の構造およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film transistor and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a structure of a thin film transistor capable of increasing the effective channel length of the thin film transistor without increasing the size of the transistor and its manufacture. Regarding the method.

【0002】[0002]

【従来の技術】スタテックメモリ(SRAM)の負荷ト
ランジスタあるいは液晶装置の駆動回路などとして、薄
膜トランジスタ(TFT)の開発が進んでいる。TFT
では、ポリシリコンから成る半導体層に、MOSトラン
ジスタのチャネル領域、ソース領域およびドレイン領域
が形成される。
2. Description of the Related Art A thin film transistor (TFT) is being developed as a load transistor of a static memory (SRAM) or a drive circuit of a liquid crystal device. TFT
Then, a channel region, a source region and a drain region of a MOS transistor are formed in a semiconductor layer made of polysilicon.

【0003】図9は従来例に係るTFTの要部断面構造
を示す。図9に示すTFT2は、ボトムゲート構造のT
FTであり、絶縁層4上に、ゲート電極6が形成してあ
り、その表面をゲート絶縁層8で覆い、ゲート絶縁層の
表面に、ポリシリコン膜などで構成される半導体層10
を積層してある。半導体層10には、ゲート電極6の真
上にチャネル領域12が形成され、その両側にソース・
ドレイン領域14,14が形成される。
FIG. 9 shows a sectional structure of a main part of a conventional TFT. The TFT 2 shown in FIG. 9 is a T having a bottom gate structure.
FT, the gate electrode 6 is formed on the insulating layer 4, the surface thereof is covered with the gate insulating layer 8, and the semiconductor layer 10 formed of a polysilicon film or the like is formed on the surface of the gate insulating layer.
Are stacked. In the semiconductor layer 10, a channel region 12 is formed immediately above the gate electrode 6, and a source region is formed on both sides of the channel region 12.
Drain regions 14, 14 are formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このようなTFT2に
おいて、LSIの微細化に伴い、チャネル領域12のチ
ャネル長が減少し、ショートチャネル効果などのトラン
ジスタ特性の劣化が問題となっている。
In such a TFT 2, the channel length of the channel region 12 is reduced with the miniaturization of the LSI, and the deterioration of the transistor characteristics such as the short channel effect becomes a problem.

【0005】従来のTFTにおいて、ショートチャネル
効果の改善方法として、ソース・ドレイン領域の低濃度
化、ゲート絶縁層の薄膜化などが報告されている。とこ
ろが、前者の手法では、寄生トランジスタによるS値の
劣化などに基づくトランジスタの立ち上がり特性の劣化
の問題を生じるおそれがあり、後者の手法では、ゲート
絶縁層を通してのリークの問題が生じるおそれがあり、
それぞれ一長一短を有し、その他の改善手法が求められ
ていた。
In the conventional TFT, as a method for improving the short channel effect, it has been reported that the concentration of the source / drain regions is reduced and the thickness of the gate insulating layer is reduced. However, the former method may cause a problem of deterioration of the rising characteristics of the transistor due to deterioration of the S value due to the parasitic transistor, and the latter method may cause a problem of leakage through the gate insulating layer.
Each has merits and demerits, and other improvement methods have been required.

【0006】また、特にドレイン領域にオフセット構造
を設けることにより、ドレイン・ジャンクションでの電
界強度を弱め、トランジスタ・オフ時のドレインリーク
電流を防止するTFTも開発されている。しかしなが
ら、このTFTでは、オフセット構造を採用するため、
トランジスタのセル面積が増大すると共に、トランジス
タの立ち上がり特性が劣化するなどの問題点を有してい
る。
In addition, a TFT has also been developed, in which an offset structure is provided particularly in the drain region to weaken the electric field strength at the drain junction and prevent a drain leak current when the transistor is turned off. However, since this TFT uses an offset structure,
There are problems that the cell area of the transistor increases and the rising characteristics of the transistor deteriorate.

【0007】さらに、TFTの微細化に伴い、半導体層
にチャネル領域およびソース・ドレイン領域を形成する
ためのイオン注入に際し、レジストパターンの合わせず
れなどが原因で、ゲート電極に対するチャネル領域のズ
レが相対的に大きくなり、実効チャネル長がさらに短く
なるなどの問題点を有している。
Further, with the miniaturization of TFTs, when ion implantation for forming a channel region and source / drain regions in a semiconductor layer is performed, a deviation of the channel region relative to the gate electrode is caused due to misalignment of resist patterns. And the effective channel length is further shortened.

【0008】本発明は、このような実状に鑑みてなさ
れ、トランジスタのセルサイズを大きくすることなく、
実効チャネル長を長くし、微細TFTにおいて問題とな
る短チャネル効果を抑制することを第1の目的とする。
また、本発明は、レジストパターンの合わせずれなどに
よるチャネル長の変動を防止し、トランジスタ特性のば
らつきの少ないTFTを得ることを第2の目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, without increasing the cell size of a transistor,
A first object is to increase the effective channel length and suppress the short channel effect which is a problem in a fine TFT.
A second object of the present invention is to prevent a variation in channel length due to misalignment of resist patterns and to obtain a TFT with less variation in transistor characteristics.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】上記第1の目的を達成す
るために、本発明の薄膜トランジスタは、凹所の底部に
形成されたゲート電極と、この凹所内に入り込むように
成膜されたゲート絶縁層と、上記凹所内に入り込むよう
に、しかも上記ゲート絶縁層に積層されるように成膜さ
れた半導体層とを有し、上記凹所内に入り込んだ半導体
層部分にチャネル領域が形成されていることを特徴とす
る。
In order to achieve the first object, the thin film transistor of the present invention has a gate electrode formed at the bottom of a recess and a gate formed so as to enter the recess. An insulating layer and a semiconductor layer formed so as to enter the recess and to be stacked on the gate insulating layer, and a channel region is formed in the semiconductor layer portion entering the recess. It is characterized by being

【0010】上記凹所は、たとえば、絶縁性サイドウォ
ールを形成することで形成したり、絶縁層に所定パター
ンでエッチング加工することなどで形成することができ
る。上記凹所の内壁には、導電性サイドウォールを形成
することもでき、その場合には、導電性サイドウォール
がゲート電極に対して接続され、ゲート電極として機能
する。
The recess can be formed, for example, by forming an insulating sidewall or by etching the insulating layer in a predetermined pattern. A conductive sidewall may be formed on the inner wall of the recess. In that case, the conductive sidewall is connected to the gate electrode and functions as a gate electrode.

【0011】本発明の第1の目的を達成する薄膜トラン
ジスタの製造方法は、絶縁層に対して、ゲート電極が形
成されるパターンで凹所を形成する工程と、この凹所の
底部に、ゲート電極を形成する工程と、この凹所内に入
り込むようにゲート絶縁層を成膜する工程と、上記凹所
内に入り込むように、しかもゲート絶縁層に積層される
ように、半導体層を形成する工程と、上記凹所内に入り
込んだ半導体層部分にチャネル領域を形成すると共に、
チャネル領域の両側に位置する半導体層部分にソース・
ドレイン領域を形成する工程とを有する。
A method of manufacturing a thin film transistor that achieves the first object of the present invention comprises a step of forming a recess in a pattern in which a gate electrode is formed in an insulating layer, and a gate electrode at the bottom of the recess. A step of forming a gate insulating layer so as to enter the recess, and a step of forming a semiconductor layer so as to enter the recess and be laminated on the gate insulating layer, While forming a channel region in the semiconductor layer portion that has entered the recess,
In the semiconductor layer portion located on both sides of the channel region,
Forming a drain region.

【0012】また、本発明の第2の目的を達成する薄膜
トランジスタの製造方法は、上記製造方法において、凹
所内に入り込むように半導体層を成膜した後、凹所内に
入り込んだ半導体層の表面にのみ、絶縁層を埋め込み、
この凹所内にのみ埋め込まれた絶縁層をマスクとして、
半導体層に不純物のイオン注入を行ない、凹所内に位置
する半導体層部分に対してチャネル領域を自己整合的に
形成し、チャネル領域の両側に位置する半導体層部分に
ソース・ドレイン領域を自己整合的に形成することを特
徴とする。
A method of manufacturing a thin film transistor which achieves the second object of the present invention is the same as the above manufacturing method, except that after the semiconductor layer is formed so as to enter the recess, the surface of the semiconductor layer that enters the recess is formed. Only embedded insulating layer,
Using the insulating layer embedded only in this recess as a mask,
Impurity ions are implanted into the semiconductor layer, the channel region is formed in a self-aligned manner with respect to the semiconductor layer portion located in the recess, and the source / drain regions are self-aligned with the semiconductor layer portions located on both sides of the channel region. It is characterized in that it is formed.

【0013】上記製造方法において、凹所の底部にゲー
ト電極を形成する際に、凹所の内壁に、ゲート電極に対
して接続される導電性サイドウォールを形成することも
できる。
In the above manufacturing method, when the gate electrode is formed on the bottom of the recess, conductive sidewalls connected to the gate electrode may be formed on the inner wall of the recess.

【0014】[0014]

【作用】本発明の薄膜トランジスタでは、トランジスタ
のチャネル領域が、凹所内に入り込んだ半導体層部分に
形成されるため、チャネル領域は、水平方向の二次元方
向のみでなく、垂直方向を含む三次元方向に形成され
る。その結果、トランジスタのセルサイズを小さくした
としても、実効チャネル長を長くすることができる。そ
の結果、薄膜トランジスタの微細化を図りつつ、ショー
トチャネル効果を防止することができる。しかも、本発
明では、ソース・ドレイン領域の低濃度化、ゲート絶縁
層の薄膜化などの手段を採用しないので、これら手段が
有する問題点を有しない。
In the thin film transistor of the present invention, since the channel region of the transistor is formed in the semiconductor layer portion that has entered the recess, the channel region is not limited to the horizontal two-dimensional direction, but the three-dimensional direction including the vertical direction. Is formed. As a result, the effective channel length can be increased even if the cell size of the transistor is reduced. As a result, it is possible to prevent the short channel effect while miniaturizing the thin film transistor. Moreover, since the present invention does not adopt means for reducing the concentration of the source / drain regions and thinning the gate insulating layer, there is no problem with these means.

【0015】本発明の薄膜トランジスタの製造方法で
は、トランジスタの微細化を図りつつ、ショートチャネ
ル効果を防止することができる薄膜トランジスタを、効
率的に製造することができる。特に、凹所内にのみ埋め
込まれた絶縁層をマスクとして、半導体層に不純物のイ
オン注入を行ない、凹所内に位置する半導体層部分に対
してチャネル領域を自己整合的に形成する本発明では、
レジストパターンの合わせずれなどによるチャネル長の
変動を防止し、トランジスタ特性のばらつきの少ないT
FTを得ることができる。
According to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, it is possible to efficiently manufacture a thin film transistor capable of preventing the short channel effect while miniaturizing the transistor. In particular, in the present invention in which a channel region is formed in a self-aligned manner with respect to a semiconductor layer portion located in the recess by ion-implanting impurities into the semiconductor layer using the insulating layer embedded only in the recess as a mask,
The channel length is prevented from fluctuating due to misalignment of the resist pattern, and the transistor characteristics have little variation.
FT can be obtained.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明の一実施例に係る薄膜トランジ
スタ(TFT)およびその製造方法について、図面を参
照しつつ詳細に説明する。図1は本発明の一実施例に係
る薄膜トランジスタの要部断面図、図2,3は同実施例
の薄膜トランジスタの製造過程を示す要部断面図、図4
は本発明の他の実施例に係る薄膜トランジスタの要部断
面図、図5は本発明のその他の実施例に係る薄膜トラン
ジスタの要部断面図、図6は同実施例の薄膜トランジス
タの製造過程を示す要部断面図、図7は本発明のさらに
その他の実施例に係る薄膜トランジスタの要部断面図、
図8は同実施例の薄膜トランジスタの製造過程を示す要
部断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A thin film transistor (TFT) and a method of manufacturing the same according to an embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention, FIGS.
5 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to another embodiment of the present invention, FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to another embodiment of the present invention, and FIG. 6 is a view showing a manufacturing process of the thin film transistor of the same embodiment. 7 is a partial sectional view of a thin film transistor according to still another embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view of the essential parts showing the manufacturing process of the thin film transistor of the embodiment.

【0017】図1に示すように、本発明の一実施例に係
る薄膜トランジスタ(TFT)20は、絶縁層22の上
に形成されるボトムゲート構造のTFTである。絶縁層
22は、たとえばシリコン単結晶ウェーハなどの半導体
基板上に成膜される層間絶縁層である。層間絶縁層とし
ての絶縁層22は、たとえば酸化シリコン、窒化シリコ
ン、PSG、BPSGなどで構成される。なお、TFT
20は、液晶表示装置などに用いる場合には、絶縁層2
2に形成することなく、ガラス基板などの絶縁基板上に
形成することもできる。
As shown in FIG. 1, a thin film transistor (TFT) 20 according to an embodiment of the present invention is a bottom gate structure TFT formed on an insulating layer 22. The insulating layer 22 is an interlayer insulating layer formed on a semiconductor substrate such as a silicon single crystal wafer. The insulating layer 22 as an interlayer insulating layer is made of, for example, silicon oxide, silicon nitride, PSG, BPSG, or the like. In addition, TFT
20 is an insulating layer 2 when used in a liquid crystal display device or the like.
It is also possible to form it on an insulating substrate such as a glass substrate without forming the second.

【0018】TFT20を絶縁層22上に形成するた
め、絶縁層22上には、ゲート電極28が、絶縁性サイ
ドウォール24で形成された凹所26の底部に形成して
ある。凹所26は、ゲート電極28が形成されるパター
ンで形成してあり、その凹所の幅は、ゲート電極幅に相
当し、たとえば0.5μm程度である。また、絶縁性サ
イドウォール24により形成される凹所26の深さは、
たとえば100〜200nm程度である。
In order to form the TFT 20 on the insulating layer 22, the gate electrode 28 is formed on the insulating layer 22 at the bottom of the recess 26 formed by the insulating sidewall 24. The recess 26 is formed in a pattern in which the gate electrode 28 is formed, and the width of the recess corresponds to the gate electrode width, and is about 0.5 μm, for example. The depth of the recess 26 formed by the insulating sidewall 24 is
For example, it is about 100 to 200 nm.

【0019】凹所26の底部に形成されるゲート電極2
8は、たとえばポリシリコン膜で構成され、その膜厚
は、特に限定されず、たとえば30〜50nm程度であ
る。ゲート電極28が底部に形成された凹所26内に
は、ゲート絶縁層30が入り込むように積層される。ゲ
ート絶縁層30は、たとえば熱酸化法あるいはCVD法
で成膜される酸化シリコン膜、ONO積層膜(SiO2
/SiN/SiO2 )などで構成される。ゲート絶縁層
30の膜厚は、特に限定されず、たとえば20nm〜5
0nm程度である。
The gate electrode 2 formed on the bottom of the recess 26
8 is made of, for example, a polysilicon film, and the film thickness thereof is not particularly limited and is, for example, about 30 to 50 nm. The gate insulating layer 30 is stacked in the recess 26 having the gate electrode 28 formed at the bottom. The gate insulating layer 30 is, for example, a silicon oxide film formed by a thermal oxidation method or a CVD method, an ONO laminated film (SiO2
/ SiN / SiO2) and the like. The film thickness of the gate insulating layer 30 is not particularly limited and is, for example, 20 nm to 5 nm.
It is about 0 nm.

【0020】ゲート絶縁層30の表面には、半導体層3
2が、前記凹所26内に入り込むように成膜してある。
半導体層30は、たとえば活性ポリシリコン層で構成さ
れ、ゲート電極28が底部に形成された凹所26内に、
TFTのチャネル領域34が形成してあり、その両側に
ソース・ドレイン領域36,36が形成してある。
The semiconductor layer 3 is formed on the surface of the gate insulating layer 30.
2 is formed so as to enter the recess 26.
The semiconductor layer 30 is made of, for example, an active polysilicon layer, and the gate electrode 28 is formed in the recess 26 formed at the bottom.
A channel region 34 of the TFT is formed, and source / drain regions 36, 36 are formed on both sides thereof.

【0021】この半導体層32の膜厚は、特に限定され
ないが、たとえば5〜40nm程度である。ソース・ド
レイン領域36は、半導体層32を構成するポリシリコ
ン層に、不純物を導入することにより形成され、このT
FTをP型トランジスタとする場合には、P型不純物が
イオン注入法などで導入される。イオン注入条件として
は、特に限定されないが、たとえばBF2 を用い、10
KeVの注入エネルギーで、1〜5×1014cm-2のド
ーズ量の条件が採用され得る。
The thickness of the semiconductor layer 32 is not particularly limited, but is, for example, about 5 to 40 nm. The source / drain regions 36 are formed by introducing impurities into the polysilicon layer forming the semiconductor layer 32.
When the FT is a P-type transistor, P-type impurities are introduced by an ion implantation method or the like. The ion implantation conditions are not particularly limited, but, for example, BF 2 is used, and 10
With the implantation energy of KeV, the condition of the dose amount of 1 to 5 × 10 14 cm −2 can be adopted.

【0022】本実施例のTFT20では、トランジスタ
のチャネル領域34が、凹所26内に入り込んだ半導体
層部分に形成されるため、チャネル領域34は、水平方
向の二次元方向のみでなく、垂直方向を含む三次元方向
に形成される。その結果、トランジスタのセルサイズを
小さくしたとしても、実効チャネル長を長くすることが
できる。その結果、TFTの微細化を図りつつ、ショー
トチャネル効果を防止することができる。しかも、本実
施例では、ソース・ドレイン領域36の低濃度化、ゲー
ト絶縁層30の薄膜化などの手段を採用しないので、こ
れら手段が有する問題点を有しない。
In the TFT 20 of the present embodiment, since the channel region 34 of the transistor is formed in the semiconductor layer portion that has entered the recess 26, the channel region 34 is not limited to the two-dimensional horizontal direction but the vertical direction. Is formed in a three-dimensional direction including. As a result, the effective channel length can be increased even if the cell size of the transistor is reduced. As a result, it is possible to prevent the short channel effect while achieving miniaturization of the TFT. Moreover, in the present embodiment, since the means for reducing the concentration of the source / drain regions 36 and the thinning of the gate insulating layer 30 are not adopted, there is no problem with these means.

【0023】次に、本実施例に係るTFTの製造方法に
ついて、図2,3に基づき説明する。図2(A)に示す
ように、絶縁層22の表面に、CVD法などで、最終的
にゲート電極となるポリシリコン層を成膜し、そのポリ
シリコン層をゲート電極のパターンでエッチング加工
し、所定パターンのポリシリコン層28’を形成する。
ポリシリコン層28’の膜厚は、最終的に得られるゲー
ト電極の膜厚よりも厚く形成され、たとえば130nm
程度である。このポリシリコン層28’には、たとえば
+ の導電性を持たせるために、BF2 を用い、20K
eVの注入エネルギーで、1×1015cm-2のドーズ量
の条件でイオン注入を行なう。
Next, a method of manufacturing the TFT according to this embodiment will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 2A, a polysilicon layer that will eventually become a gate electrode is formed on the surface of the insulating layer 22 by a CVD method or the like, and the polysilicon layer is etched by a gate electrode pattern. , A polysilicon layer 28 'having a predetermined pattern is formed.
The film thickness of the polysilicon layer 28 'is formed to be thicker than the film thickness of the finally obtained gate electrode, for example, 130 nm.
It is a degree. For this polysilicon layer 28 ', for example, BF 2 is used to have P + conductivity, and 20K
Ion implantation is performed under the conditions of an implantation energy of eV and a dose amount of 1 × 10 15 cm −2 .

【0024】その後、図2(B)に示すように、絶縁性
サイドウォール形成のための絶縁層24’を、ポリシリ
コン層28’が形成された絶縁層22の表面に積層す
る。絶縁層24’は、絶縁層22と異なる絶縁性物質で
構成されることが好ましく、たとえばCVD方により成
膜された酸化シリコンで構成される。この絶縁層24’
は、ポリシリコン層28’の膜厚と同等以上の膜厚で成
膜され、その膜厚は、たとえば200nmである。次
に、この絶縁層24’をRIEなどの異方性エッチング
により全面エッチバックし、図2(C)に示す絶縁性サ
イドウォール24,24をポリシリコン層28’の両側
に形成する。
After that, as shown in FIG. 2B, an insulating layer 24 'for forming insulating sidewalls is laminated on the surface of the insulating layer 22 on which the polysilicon layer 28' is formed. The insulating layer 24 'is preferably made of an insulating material different from that of the insulating layer 22, and is made of, for example, silicon oxide formed by the CVD method. This insulating layer 24 '
Is formed with a film thickness equal to or larger than that of the polysilicon layer 28 ', and the film thickness is, for example, 200 nm. Next, the insulating layer 24 'is etched back by anisotropic etching such as RIE to form insulating sidewalls 24, 24 shown in FIG. 2C on both sides of the polysilicon layer 28'.

【0025】次に、絶縁性サイドウォール24を構成す
る酸化シリコンなどとの選択比が取れる条件で、ポリシ
リコン層28’をRIEなどでエッチング処理し、図3
(D)に示すように、絶縁性サイドウォール24の内側
に、凹所26を形成し、その凹所26の底部に、ポリシ
リコン層を残し、ゲート電極28を形成する。ポリシリ
コン層をエッチング加工することにより得られたゲート
電極28の膜厚は、たとえば30nm程度である。その
結果、絶縁性サイドウォール24の高さは、130nm
程度であり、ゲート電極28は、絶縁性サイドウォール
24により形成された深さ130nmの凹所26の底部
に、厚さ30nmで形成される。
Next, the polysilicon layer 28 'is etched by RIE or the like under the condition that a selection ratio with respect to the silicon oxide or the like which constitutes the insulating sidewall 24 can be obtained.
As shown in (D), a recess 26 is formed inside the insulating sidewall 24, and a polysilicon layer is left at the bottom of the recess 26 to form a gate electrode 28. The gate electrode 28 obtained by etching the polysilicon layer has a film thickness of, for example, about 30 nm. As a result, the height of the insulating sidewall 24 is 130 nm.
The gate electrode 28 is formed to have a thickness of 30 nm at the bottom of the recess 26 having a depth of 130 nm formed by the insulating sidewall 24.

【0026】次に、図3(E)に示すように、絶縁性サ
イドウォール24により形成された凹所26の内部に入
り込むように、ゲート絶縁層30を成膜する。本実施例
では、ゲート絶縁層30は、TEOS−CVD法により
酸化シリコン層を約40nm堆積し、続いて800℃、
30分程度のウェット酸化を行なうことにより形成され
る。ゲート絶縁層30の表面には、550℃程度のCV
D法により非晶質シリコン層を形成し、600℃、10
時間の低温アニール処理を行なうことにより、非晶質シ
リコン層を多結晶化し、活性ポリシリコン層で構成され
る半導体層32を得る。その膜厚は、たとえば10nm
である。半導体層32は、活性領域のパターンでRIE
などでエッチング加工される。
Next, as shown in FIG. 3E, a gate insulating layer 30 is formed so as to enter the inside of the recess 26 formed by the insulating sidewall 24. In this embodiment, as the gate insulating layer 30, a silicon oxide layer having a thickness of about 40 nm is deposited by the TEOS-CVD method, and then 800 ° C.
It is formed by performing wet oxidation for about 30 minutes. The surface of the gate insulating layer 30 has a CV of about 550 ° C.
An amorphous silicon layer is formed by the D method, and the temperature is 600 ° C.
By performing low temperature annealing for a long time, the amorphous silicon layer is polycrystallized to obtain the semiconductor layer 32 composed of the active polysilicon layer. The film thickness is, for example, 10 nm
Is. The semiconductor layer 32 is formed by RIE with a pattern of the active region.
Etched by

【0027】最後に、図3(F)に示すように、凹所2
6の上部にのみ位置するように、レジスト膜38を形成
し、このレジスト膜38をマスクとして、ソース・ドレ
イン領域形成用のイオン注入を行なう。TFTをP型ト
ランジスタとする場合には、イオン注入は、BF2 を用
い、10KeVの注入エネルギーで、1×1014cm -2
のドーズ量の条件で行なう。このイオン注入により、レ
ジスト膜38で覆われていない半導体層32の部分にソ
ース・ドレイン領域36が形成され、レジスト膜38に
より覆われている凹所26内に位置する半導体層32の
部分に、チャネル領域34が形成される。
Finally, as shown in FIG. 3 (F), the recess 2
Form resist film 38 so that it is located only on top of 6
Then, using this resist film 38 as a mask, the source / drain is removed.
Ion implantation for forming the in-region is performed. P-type TFT
When using a transistor, the ion implantation is BF2 For
1 × 10 at an injection energy of 10 KeV14cm -2
It is performed under the condition of the dose amount. With this ion implantation,
The portion of the semiconductor layer 32 not covered with the dysto film 38 is
The source / drain region 36 is formed, and the resist film 38 is formed.
Of the semiconductor layer 32 located in the more covered recess 26
A channel region 34 is formed in the portion.

【0028】本実施例に係るTFTの製造方法では、ト
ランジスタの微細化を図りつつ、ショートチャネル効果
を防止することができるTFT20を、効率的に製造す
ることができる。次に、本発明の第2の実施例に係るT
FT41について、図4に基づき説明する。図4におい
て、図1〜3に示す実施例と共通する部材には、同一符
号を付し、その説明は、一部省略する。図4に示す実施
例のTFT41では、絶縁性サイドウォール24,24
により形成された凹所26の内壁に、導電性サイドウォ
ール40,40が形成してある。この導電性サイドウォ
ール40,40は、たとえばゲート電極28を構成する
ポリシリコンと同じ導電性のポリシリコンで構成され、
その底部においてゲート電極28に対して接続してあ
る。この導電性ポリシリコンからなる導電性サイドウォ
ール40は、絶縁性サイドウォール24を形成した技術
を用いて同様にして形成することができる。
In the method of manufacturing the TFT according to the present embodiment, the TFT 20 capable of preventing the short channel effect can be efficiently manufactured while miniaturizing the transistor. Next, the T according to the second embodiment of the present invention.
The FT 41 will be described with reference to FIG. 4, the members common to the embodiment shown in FIGS. 1 to 3 are designated by the same reference numerals, and the description thereof is partially omitted. In the TFT 41 of the embodiment shown in FIG. 4, the insulating sidewalls 24, 24 are
Conductive sidewalls 40, 40 are formed on the inner wall of the recess 26 formed by. The conductive sidewalls 40, 40 are made of, for example, the same conductive polysilicon as the polysilicon forming the gate electrode 28,
It is connected to the gate electrode 28 at its bottom. The conductive sidewalls 40 made of conductive polysilicon can be formed in the same manner by using the technique of forming the insulating sidewalls 24.

【0029】この導電性サイドウォール40を凹所26
の内壁に設けることで、この導電性サイドウォール40
もゲート電極として機能し、凹所26内に入り込んだ半
導体層部分に形成されるチャネル領域34に対するゲー
ト電圧の影響が確実となり、さらに好ましい。その他の
作用効果は、図1〜3に示す実施例と同様である。
The conductive sidewall 40 is formed in the recess 26.
This conductive sidewall 40 is provided on the inner wall of the
Also functions as a gate electrode, and the influence of the gate voltage on the channel region 34 formed in the semiconductor layer portion that has entered the recess 26 becomes certain, which is more preferable. Other functions and effects are similar to those of the embodiment shown in FIGS.

【0030】次に、本発明の第3の実施例について図
5,6に基づき説明する。図5に示す実施例のTFT5
1は、ボトムゲート構造のTFTであり、上述した実施
例と共通する部材には、共通する部材番号を付し、その
説明は一部省略する。
Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. TFT 5 of the embodiment shown in FIG.
Reference numeral 1 denotes a bottom-gate TFT, and members common to those in the above-described embodiments are designated by common member numbers, and description thereof is partially omitted.

【0031】図5に示すTFTでは、絶縁層22上に、
絶縁層42が積層してあり、この絶縁層42に形成され
た凹所26内底部に、ゲート電極43が形成してある。
絶縁層42は、絶縁層22と異なる絶縁物質で構成され
ることが好ましく、たとえば酸化シリコンなどで構成す
る。なお、凹所26の深さを厳密に管理する必要がない
場合には、絶縁層42と絶縁層22とは、同一材質の絶
縁物質で構成することもできる。異なる材質の絶縁物質
で構成する場合には、エッチング加工条件を選択するこ
とで、絶縁層22の表面をエッチングストッパとして、
凹所26を形成することができるからである。
In the TFT shown in FIG. 5, on the insulating layer 22,
The insulating layer 42 is laminated, and the gate electrode 43 is formed on the inner bottom of the recess 26 formed in the insulating layer 42.
The insulating layer 42 is preferably made of an insulating material different from that of the insulating layer 22, for example, silicon oxide. When it is not necessary to strictly control the depth of the recess 26, the insulating layer 42 and the insulating layer 22 may be made of the same insulating material. When the insulating materials of different materials are used, by selecting the etching processing conditions, the surface of the insulating layer 22 is used as an etching stopper.
This is because the recess 26 can be formed.

【0032】凹所26は、ゲート電極43が形成される
パターンで形成してあり、その凹所の幅は、ゲート電極
幅に相当し、たとえば0.5μm程度である。また、凹
所26の深さは、たとえば80〜200nm程度であ
る。凹所26の底部に形成されるゲート電極43は、た
とえばポリシリコン膜で構成され、その膜厚は、特に限
定されず、たとえば30〜50nm程度である。ゲート
電極43が底部に形成された凹所26内には、ゲート絶
縁層30が入り込むように積層される。ゲート絶縁層3
0は、たとえば熱酸化法あるいはCVD法で成膜される
酸化シリコン膜、ONO積層膜(SiO2 /SiN/S
iO2 )などで構成される。ゲート絶縁層30の膜厚
は、特に限定されず、たとえば20nm〜50nm程度
である。
The recess 26 is formed in a pattern in which the gate electrode 43 is formed, and the width of the recess corresponds to the width of the gate electrode and is, for example, about 0.5 μm. The depth of the recess 26 is, for example, about 80 to 200 nm. The gate electrode 43 formed on the bottom of the recess 26 is made of, for example, a polysilicon film, and the film thickness thereof is not particularly limited and is, for example, about 30 to 50 nm. The gate insulating layer 30 is stacked in the recess 26 having the gate electrode 43 formed at the bottom. Gate insulating layer 3
0 is a silicon oxide film formed by, for example, a thermal oxidation method or a CVD method, an ONO laminated film (SiO2 / SiN / S).
iO2) etc. The film thickness of the gate insulating layer 30 is not particularly limited and is, for example, about 20 nm to 50 nm.

【0033】ゲート絶縁層30の表面には、半導体層4
4が、前記凹所26内に入り込むように成膜してある。
半導体層44は、たとえば活性ポリシリコン層で構成さ
れ、ゲート電極43が底部に形成された凹所26内に、
TFTのチャネル領域50が形成してあり、その両側に
ソース・ドレイン領域52,52が形成してある。凹所
26内に位置する半導体層44の表面には、絶縁層48
が埋め込まれている。絶縁層48は、後述するような方
法で埋め込まれ、たとえば酸化シリコンで構成される。
The semiconductor layer 4 is formed on the surface of the gate insulating layer 30.
4 is formed so as to enter the recess 26.
The semiconductor layer 44 is made of, for example, an active polysilicon layer, and is formed in the recess 26 in which the gate electrode 43 is formed at the bottom.
A channel region 50 of the TFT is formed, and source / drain regions 52, 52 are formed on both sides thereof. An insulating layer 48 is formed on the surface of the semiconductor layer 44 located in the recess 26.
Is embedded. The insulating layer 48 is embedded by a method described later and is made of, for example, silicon oxide.

【0034】半導体層44の膜厚は、特に限定されない
が、たとえば5〜40nm程度である。ソース・ドレイ
ン領域52,52は、半導体層44を構成するポリシリ
コン層に、不純物を導入することにより形成され、この
TFTをP型トランジスタとする場合には、P型不純物
がイオン注入法などで導入される。
The thickness of the semiconductor layer 44 is not particularly limited, but is, for example, about 5 to 40 nm. The source / drain regions 52, 52 are formed by introducing an impurity into the polysilicon layer forming the semiconductor layer 44. When the TFT is a P-type transistor, the P-type impurity is formed by an ion implantation method or the like. be introduced.

【0035】本実施例では、後述するような製造方法を
採用することにより、ソース・ドレイン領域52,52
が、自己整合的に形成される。次に、本実施例に係るT
FTの製造方法を説明する。まず、図6(A)に示すよ
うに、絶縁層22の表面に、CVD法などで、酸化シリ
コンなどで構成される絶縁層42を成膜し、この絶縁層
42に対し、レジスト膜を用いたRIEなどのエッチン
グ処理により、ゲート電極が形成されるパターンで凹所
26を形成する。絶縁層42の膜厚は、たとえば100
nmである。凹所26の幅は、たとえば0.5μmであ
り、その深さは、100nmである。
In this embodiment, the source / drain regions 52, 52 are formed by adopting the manufacturing method described later.
Are formed in a self-aligned manner. Next, T according to the present embodiment
A method of manufacturing the FT will be described. First, as shown in FIG. 6A, an insulating layer 42 made of silicon oxide or the like is formed on the surface of the insulating layer 22 by a CVD method or the like, and a resist film is used for the insulating layer 42. The recesses 26 are formed in a pattern in which the gate electrode is formed by etching treatment such as RIE. The thickness of the insulating layer 42 is, for example, 100
nm. The width of the recess 26 is, for example, 0.5 μm, and the depth thereof is 100 nm.

【0036】次に、図6(B)に示すように、凹所26
内に入り込むように、絶縁層42の表面に、ゲート電極
となるポリシリコン層43’を成膜する。ポリシリコン
層43’の膜厚は、最終的に得られるゲート電極の膜厚
よりも厚く形成され、たとえば300nm程度である。
このポリシリコン層43’には、たとえばP+ の導電性
を持たせるために、BF2 を用い、20KeVの注入エ
ネルギーで、1×10 15cm-2のドーズ量の条件でイオ
ン注入を行なう。
Next, as shown in FIG. 6B, the recess 26
On the surface of the insulating layer 42, the gate electrode
Then, a polysilicon layer 43 'is formed. Polysilicon
The film thickness of the layer 43 'is the film thickness of the finally obtained gate electrode.
It is formed thicker than that, and has a thickness of, for example, about 300 nm.
This polysilicon layer 43 'has, for example, P+Conductivity
BF to have2 Injection of 20 KeV
1 × 10 in energy 15cm-2Under the condition of the dose amount of
Injection.

【0037】その後、図6(C)に示すように、凹所2
6の底部にのみポリシリコン層が残るように、ポリシリ
コン層43’を全面エッチバックし、ゲート電極43を
得る。ゲート電極43の膜厚は、たとえば30nmであ
る。その後、絶縁層42の凹所26の内部に入り込むよ
うに、ゲート絶縁層30を成膜する。本実施例では、ゲ
ート絶縁層30は、TEOS−CVD法により酸化シリ
コン層を約40nm堆積し、続いて800℃、30分程
度のウェット酸化を行なうことにより形成される。ゲー
ト絶縁層30の表面には、550℃程度のCVD法によ
り非晶質シリコン層を形成し、600℃、10時間の低
温アニール処理を行なうことにより、非晶質シリコン層
を多結晶化し、活性ポリシリコン層で構成される半導体
層44を得る。その膜厚は、たとえば10nmである。
半導体層44は、活性領域のパターンでRIEなどでエ
ッチング加工される。
After that, as shown in FIG. 6C, the recess 2
The polysilicon layer 43 ′ is entirely etched back so that the polysilicon layer remains only on the bottom of 6 to obtain the gate electrode 43. The film thickness of the gate electrode 43 is, for example, 30 nm. Then, the gate insulating layer 30 is formed so as to enter the recess 26 of the insulating layer 42. In this embodiment, the gate insulating layer 30 is formed by depositing a silicon oxide layer of about 40 nm by the TEOS-CVD method, and then performing wet oxidation at 800 ° C. for about 30 minutes. An amorphous silicon layer is formed on the surface of the gate insulating layer 30 by a CVD method at about 550 ° C., and a low temperature annealing process is performed at 600 ° C. for 10 hours to polycrystallize the amorphous silicon layer and activate it. A semiconductor layer 44 composed of a polysilicon layer is obtained. The film thickness is, for example, 10 nm.
The semiconductor layer 44 is etched by RIE or the like in the pattern of the active region.

【0038】その後、凹所26内に入り込むように、し
かも表面が平坦化されるように、埋め込み用絶縁層4
8’を成膜する。埋め込み用絶縁層48’は、表面の平
坦性を保持するために、ECR−プラズマCVD法によ
り成膜される酸化シリコン層で構成することが好まし
い。
After that, the insulating layer 4 for embedding is formed so as to enter the recess 26 and to have the surface flattened.
8'is formed into a film. The embedded insulating layer 48 'is preferably composed of a silicon oxide layer formed by the ECR-plasma CVD method in order to maintain the flatness of the surface.

【0039】その後、図5に示すように、埋め込み用絶
縁層48’を全面エッチバックし、凹所26内部以外の
絶縁層48’を除去し、凹所26内にのみ埋め込み絶縁
層48が残るようにする。最後に、この埋め込み絶縁層
48をマスクとして自己整合的に、ソース・ドレイン領
域形成用のイオン注入を行なう。TFTをP型トランジ
スタとする場合には、イオン注入は、BF2 を用い、1
0KeVの注入エネルギーで、1×1014cm-2のドー
ズ量の条件で行なう。このイオン注入に際しての投影飛
程Rp は、埋め込み絶縁層48で覆われていない半導体
層44に対してのみイオン注入されるように、小さいこ
とが好ましく、たとえばRp は7nm程度であることが
好ましい。このイオン注入により、埋め込み絶縁層48
で覆われていない半導体層44の部分にソース・ドレイ
ン領域52,52が形成され、埋め込み絶縁層48によ
り覆われている凹所26内に位置する半導体層44の部
分に、チャネル領域50が形成される。
After that, as shown in FIG. 5, the buried insulating layer 48 'is entirely etched back to remove the insulating layer 48' except in the recess 26, and the buried insulating layer 48 remains only in the recess 26. To do so. Finally, ion implantation for source / drain region formation is performed in a self-aligned manner using the buried insulating layer 48 as a mask. When the TFT is a P-type transistor, BF 2 is used for ion implantation.
The implantation energy is 0 KeV and the dose is 1 × 10 14 cm -2 . The projected range Rp at the time of this ion implantation is preferably small so that the ions are implanted only into the semiconductor layer 44 not covered with the buried insulating layer 48, and for example, Rp is preferably about 7 nm. By this ion implantation, the buried insulating layer 48 is formed.
Source / drain regions 52, 52 are formed in the portion of the semiconductor layer 44 which is not covered with, and a channel region 50 is formed in the portion of the semiconductor layer 44 located in the recess 26 which is covered by the buried insulating layer 48. To be done.

【0040】本実施例に係るTFTの製造方法では、ト
ランジスタの微細化を図りつつ、ショートチャネル効果
を防止することができるTFT51を、効率的に製造す
ることができる。特に、本実施例によれば、凹所26内
にのみ埋め込まれた埋め込み絶縁層48をマスクとし
て、半導体層44に不純物のイオン注入を行ない、凹所
26内に位置する半導体層部分に対してチャネル領域を
自己整合的に形成するので、レジストパターンの合わせ
ずれなどによるチャネル長の変動を防止し、トランジス
タ特性のばらつきの少ないTFTを得ることができる。
In the method of manufacturing the TFT according to the present embodiment, the TFT 51 capable of preventing the short channel effect can be efficiently manufactured while miniaturizing the transistor. In particular, according to the present embodiment, impurities are ion-implanted into the semiconductor layer 44 by using the buried insulating layer 48 embedded only in the recess 26 as a mask, and the semiconductor layer portion located in the recess 26 is exposed. Since the channel region is formed in a self-aligned manner, it is possible to prevent a variation in channel length due to misalignment of resist patterns, etc., and to obtain a TFT with less variation in transistor characteristics.

【0041】次に、本発明の第4の実施例について図
7,8に基づき説明する。図7に示す実施例のTFT6
1は、図5,6に示す実施例の変形例であり、図5,6
実施例と共通する部材には、共通する部材番号を付し、
その説明は一部省略する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. TFT 6 of the embodiment shown in FIG.
1 is a modified example of the embodiment shown in FIGS.
Members common to the examples are given common member numbers,
The description is partially omitted.

【0042】図7に示すTFTでは、絶縁層22上に、
絶縁層42が積層してあり、この絶縁層42に形成され
た凹所26内底部に、ゲート電極53が形成してある。
また、特に本実施例では、凹所26の内壁に、導電性サ
イドウォール54,54が、ゲート電極53と一体に形
成してある。その他の構成は、図5,6に示す実施例と
同様である。
In the TFT shown in FIG. 7, on the insulating layer 22,
The insulating layer 42 is laminated, and the gate electrode 53 is formed on the inner bottom of the recess 26 formed in the insulating layer 42.
Further, particularly in this embodiment, the conductive sidewalls 54, 54 are formed integrally with the gate electrode 53 on the inner wall of the recess 26. Other configurations are similar to those of the embodiment shown in FIGS.

【0043】本実施例に係るTFT61では、図5,6
に示す実施例と同様な作用効果を有する以外に、導電性
サイドウォール54,54を凹所26の内壁に設けるこ
とで、この導電性サイドウォール54,54もゲート電
極として機能し、凹所26内に入り込んだ半導体層部分
に形成されるチャネル領域50に対するゲート電圧の影
響が確実となるという作用効果を有する。
In the TFT 61 according to this embodiment, the TFTs shown in FIGS.
In addition to having the same effect as the embodiment shown in FIG. 5, by providing the conductive sidewalls 54, 54 on the inner wall of the recess 26, the conductive sidewalls 54, 54 also function as the gate electrode and the recess 26 This has the effect of ensuring the influence of the gate voltage on the channel region 50 formed in the semiconductor layer portion that has entered.

【0044】次に、本実施例に係るTFT61の製造方
法を説明する。まず、図8(A)に示すように、絶縁層
22の表面に、CVD法などで、酸化シリコンなどで構
成される絶縁層42を成膜し、この絶縁層42に対し、
レジスト膜を用いたRIEなどのエッチング処理によ
り、ゲート電極が形成されるパターンで凹所26を形成
する。絶縁層42の膜厚は、たとえば100nmであ
る。凹所26の幅は、たとえば0.5μmであり、その
深さは、100nmである。
Next, a method of manufacturing the TFT 61 according to this embodiment will be described. First, as shown in FIG. 8A, an insulating layer 42 made of silicon oxide or the like is formed on the surface of the insulating layer 22 by a CVD method or the like.
The etching process such as RIE using the resist film is used to form the recesses 26 in the pattern for forming the gate electrodes. The film thickness of the insulating layer 42 is, for example, 100 nm. The width of the recess 26 is, for example, 0.5 μm, and the depth thereof is 100 nm.

【0045】次に、図8(B)に示すように、凹所26
内に入り込むように、絶縁層42の表面に、ゲート電極
となるポリシリコン層53’を成膜する。ポリシリコン
層53’の膜厚は、最終的に得られるゲート電極の膜厚
よりも厚く形成され、たとえば300nm程度である。
このポリシリコン層53’には、たとえばP+ の導電性
を持たせるために、BF2 を用い、20KeVの注入エ
ネルギーで、1×10 15cm-2のドーズ量の条件でイオ
ン注入を行なう。
Next, as shown in FIG. 8B, the recess 26
On the surface of the insulating layer 42, the gate electrode
Then, a polysilicon layer 53 'is formed. Polysilicon
The film thickness of the layer 53 'is the film thickness of the finally obtained gate electrode.
It is formed thicker than that, and has a thickness of, for example, about 300 nm.
This polysilicon layer 53 'has, for example, P+Conductivity
BF to have2 Injection of 20 KeV
1 × 10 in energy 15cm-2Under the condition of the dose amount of
Injection.

【0046】その後、図8(C)に示すように、凹所2
6の底部にのみポリシリコン層が残るように、ポリシリ
コン層53’全面エッチバックし、ゲート電極53を得
る。その際に、等方性エッチングなどに、RIEなどの
異方性エッチングを適宜組み合わて用いることなどによ
り、凹所26の底部にポリシリコン層を残存させてゲー
ト電極53を形成すると同時に、凹所26の内壁に対し
て導電性サイドウォール54を形成する。なお、導電性
サイドウォール54は、ゲート電極53と別個に形成
し、これらを接続することもできる。ゲート電極43の
膜厚は、たとえば30nmである。
After that, as shown in FIG.
The entire polysilicon layer 53 'is etched back so that the polysilicon layer remains only on the bottom of 6 to obtain the gate electrode 53. At that time, by appropriately combining anisotropic etching such as RIE with isotropic etching, the polysilicon layer is left at the bottom of the recess 26 to form the gate electrode 53, and at the same time, the recess is formed. Conductive sidewalls 54 are formed on the inner walls of 26. The conductive sidewall 54 may be formed separately from the gate electrode 53 and connected to each other. The film thickness of the gate electrode 43 is, for example, 30 nm.

【0047】次に、絶縁層42の凹所26の内部に入り
込むように、ゲート絶縁層30を成膜する。本実施例で
は、ゲート絶縁層30は、TEOS−CVD法により酸
化シリコン層を約40nm堆積し、続いて800℃、3
0分程度のウェット酸化を行なうことにより形成され
る。ゲート絶縁層30の表面には、550℃程度のCV
D法により非晶質シリコン層を形成し、600℃、10
時間の低温アニール処理を行なうことにより、非晶質シ
リコン層を多結晶化し、活性ポリシリコン層で構成され
る半導体層44を得る。その膜厚は、たとえば10nm
である。半導体層44は、活性領域のパターンでRIE
などでエッチング加工される。
Next, the gate insulating layer 30 is formed so as to enter the recess 26 of the insulating layer 42. In this embodiment, as the gate insulating layer 30, a silicon oxide layer having a thickness of about 40 nm is deposited by the TEOS-CVD method, and then 800 ° C., 3
It is formed by performing wet oxidation for about 0 minutes. The surface of the gate insulating layer 30 has a CV of about 550 ° C.
An amorphous silicon layer is formed by the D method, and the temperature is 600 ° C.
By performing low temperature annealing for a long time, the amorphous silicon layer is polycrystallized to obtain the semiconductor layer 44 composed of the active polysilicon layer. The film thickness is, for example, 10 nm
Is. The semiconductor layer 44 is formed by RIE with a pattern of the active region.
Etched by

【0048】その後、凹所26内に入り込むように、し
かも表面が平坦化されるように、埋め込み用絶縁層4
8’を成膜する。埋め込み用絶縁層48’は、表面の平
坦性を保持するために、ECR−プラズマCVD法によ
り成膜される酸化シリコン層で構成することが好まし
い。
After that, the insulating layer 4 for embedding is embedded in the recess 26 so that the surface is flattened.
8'is formed into a film. The embedded insulating layer 48 'is preferably composed of a silicon oxide layer formed by the ECR-plasma CVD method in order to maintain the flatness of the surface.

【0049】その後、図7に示すように、埋め込み用絶
縁層48’を全面エッチバックし、凹所26内部以外の
絶縁層48’を除去し、凹所26内にのみ埋め込み絶縁
層48が残るようにする。最後に、この埋め込み絶縁層
48をマスクとして自己整合的に、ソース・ドレイン領
域形成用のイオン注入を行なう。TFTをP型トランジ
スタとする場合には、イオン注入は、BF2 を用い、1
0KeVの注入エネルギーで、1×1014cm-2のドー
ズ量の条件で行なう。このイオン注入に際しての投影飛
程Rp は、埋め込み絶縁層48で覆われていない半導体
層44に対してのみイオン注入されるように、小さいこ
とが好ましく、たとえばRp は7nm程度であることが
好ましい。このイオン注入により、埋め込み絶縁層48
で覆われていない半導体層44の部分にソース・ドレイ
ン領域52,52が形成され、埋め込み絶縁層48によ
り覆われている凹所26内に位置する半導体層44の部
分に、チャネル領域50が形成される。
After that, as shown in FIG. 7, the buried insulating layer 48 ′ is entirely etched back to remove the insulating layer 48 ′ except in the recess 26, and the buried insulating layer 48 remains only in the recess 26. To do so. Finally, ion implantation for source / drain region formation is performed in a self-aligned manner using the buried insulating layer 48 as a mask. When the TFT is a P-type transistor, BF 2 is used for ion implantation.
The implantation energy is 0 KeV and the dose is 1 × 10 14 cm -2 . The projected range Rp at the time of this ion implantation is preferably small so that the ions are implanted only into the semiconductor layer 44 not covered with the buried insulating layer 48, and for example, Rp is preferably about 7 nm. By this ion implantation, the buried insulating layer 48 is formed.
Source / drain regions 52, 52 are formed in the portion of the semiconductor layer 44 which is not covered with, and a channel region 50 is formed in the portion of the semiconductor layer 44 located in the recess 26 which is covered by the buried insulating layer 48. To be done.

【0050】本実施例に係るTFTの製造方法では、ト
ランジスタの微細化を図りつつ、ショートチャネル効果
を防止することができるTFT61を、効率的に製造す
ることができる。特に、本実施例によれば、凹所26内
にのみ埋め込まれた埋め込み絶縁層48をマスクとし
て、半導体層44に不純物のイオン注入を行ない、凹所
26内に位置する半導体層部分に対してチャネル領域を
自己整合的に形成するので、レジストパターンの合わせ
ずれなどによるチャネル長の変動を防止し、トランジス
タ特性のばらつきの少ないTFTを得ることができる。
In the method of manufacturing the TFT according to this embodiment, the TFT 61 capable of preventing the short channel effect can be efficiently manufactured while miniaturizing the transistor. In particular, according to the present embodiment, impurities are ion-implanted into the semiconductor layer 44 by using the buried insulating layer 48 embedded only in the recess 26 as a mask, and the semiconductor layer portion located in the recess 26 is exposed. Since the channel region is formed in a self-aligned manner, it is possible to prevent a variation in channel length due to misalignment of resist patterns, etc., and to obtain a TFT with less variation in transistor characteristics.

【0051】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。たとえば、本発明をトップゲート構造のT
FTに対しても適用することが可能である。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, but can be variously modified within the scope of the present invention. For example, the present invention can be applied to a top gate structure T
It can also be applied to FT.

【0052】[0052]

【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、トランジスタのチャネル領域が、凹所内に入り込ん
だ半導体層部分に形成されるため、トランジスタのセル
サイズを小さくしたとしても、実効チャネル長を長くす
ることができる。その結果、薄膜トランジスタの微細化
を図りつつ、ショートチャネル効果を防止することがで
きる。しかも、本発明では、ソース・ドレイン領域の低
濃度化、ゲート絶縁層の薄膜化などの手段を採用しない
ので、これら手段が有する問題点を有しない。
As described above, according to the present invention, since the channel region of the transistor is formed in the semiconductor layer portion which is recessed, the effective channel is obtained even if the cell size of the transistor is reduced. The length can be lengthened. As a result, it is possible to prevent the short channel effect while miniaturizing the thin film transistor. Moreover, since the present invention does not adopt means for reducing the concentration of the source / drain regions and thinning the gate insulating layer, there is no problem with these means.

【0053】本発明の薄膜トランジスタの製造方法で
は、トランジスタの微細化を図りつつ、ショートチャネ
ル効果を防止することができる薄膜トランジスタを、効
率的に製造することができる。特に、凹所内にのみ埋め
込まれた絶縁層をマスクとして、半導体層に不純物のイ
オン注入を行ない、凹所内に位置する半導体層部分に対
してチャネル領域を自己整合的に形成する本発明では、
レジストパターンの合わせずれなどによるチャネル長の
変動を防止し、トランジスタ特性のばらつきの少ないT
FTを得ることができる。
According to the method of manufacturing a thin film transistor of the present invention, it is possible to efficiently manufacture a thin film transistor capable of preventing the short channel effect while miniaturizing the transistor. In particular, in the present invention in which a channel region is formed in a self-aligned manner with respect to a semiconductor layer portion located in the recess by ion-implanting impurities into the semiconductor layer using the insulating layer embedded only in the recess as a mask,
The channel length is prevented from fluctuating due to misalignment of the resist pattern, and the transistor characteristics have little variation.
FT can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る薄膜トランジスタの要
部断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to an embodiment of the present invention.

【図2】同実施例の薄膜トランジスタの製造過程を示す
要部断面図である。
FIG. 2 is a main-portion cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor of the embodiment.

【図3】同実施例の薄膜トランジスタの製造過程を示す
要部断面図である。
FIG. 3 is a main-portion cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin film transistor of the embodiment.

【図4】本発明の他の実施例に係る薄膜トランジスタの
要部断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.

【図5】本発明のその他の実施例に係る薄膜トランジス
タの要部断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to another embodiment of the present invention.

【図6】同実施例の薄膜トランジスタの製造過程を示す
要部断面図である。
FIG. 6 is a main-portion cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin-film transistor of the embodiment.

【図7】本発明のさらにその他の実施例に係る薄膜トラ
ンジスタの要部断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of essential parts of a thin film transistor according to still another embodiment of the present invention.

【図8】同実施例の薄膜トランジスタの製造過程を示す
要部断面図である。
FIG. 8 is a main-portion cross-sectional view showing the manufacturing process of the thin-film transistor of the same Example.

【図9】従来例に係る薄膜トランジスタの要部断面図で
ある。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main part of a thin film transistor according to a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20,41,51,61… 薄膜トランジスタ(TF
T) 22… 絶縁層 24… 絶縁性サイドウォール 26… 凹所 28,43,53… ゲート電極 30… ゲート絶縁層 32,44… 半導体層 34,50… チャネル領域 36,52… ソース・ドレイン領域 40… 導電性サイドウォール
20, 41, 51, 61 ... Thin film transistor (TF
T) 22 ... Insulating layer 24 ... Insulating sidewall 26 ... Recess 28, 43, 53 ... Gate electrode 30 ... Gate insulating layer 32, 44 ... Semiconductor layer 34, 50 ... Channel region 36, 52 ... Source / drain region 40 … Conductive sidewall

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 凹所の底部に形成されたゲート電極と、 この凹所内に入り込むように成膜されたゲート絶縁層
と、 上記凹所内に入り込むように、しかも上記ゲート絶縁層
に積層されるように成膜された半導体層とを有し、上記
凹所内に入り込んだ半導体層部分にチャネル領域が形成
されている薄膜トランジスタ。
1. A gate electrode formed on the bottom of a recess, a gate insulating layer formed so as to enter the recess, and a gate insulating layer laminated so as to enter the recess and on the gate insulating layer. A thin film transistor having a semiconductor layer formed as described above, and a channel region is formed in the semiconductor layer portion that has entered the recess.
【請求項2】 上記凹所は、絶縁性サイドウォールによ
り形成されることを特徴とする請求項1に記載の薄膜ト
ランジスタ。
2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the recess is formed by an insulating sidewall.
【請求項3】 上記凹所の内壁には、導電性サイドウォ
ールが形成してあり、この導電性サイドウォールが上記
ゲート電極に対して接続され、ゲート電極として機能す
る請求項1または2に記載の薄膜トランジスタ。
3. The conductive sidewall is formed on an inner wall of the recess, and the conductive sidewall is connected to the gate electrode and functions as a gate electrode. Thin film transistor.
【請求項4】 絶縁層に対して、ゲート電極が形成され
るパターンで凹所を形成する工程と、 この凹所の底部に、ゲート電極を形成する工程と、 この凹所内に入り込むようにゲート絶縁層を成膜する工
程と、 上記凹所内に入り込むように、しかもゲート絶縁層に積
層されるように、半導体層を形成する工程と、 上記凹所内に入り込んだ半導体層部分にチャネル領域を
形成すると共に、チャネル領域の両側に位置する半導体
層部分にソース・ドレイン領域を形成する工程とを有す
る薄膜トランジスタの製造方法。
4. A step of forming a recess in an insulating layer in a pattern in which a gate electrode is formed, a step of forming a gate electrode at the bottom of the recess, and a gate so as to enter the recess. A step of forming an insulating layer, a step of forming a semiconductor layer so as to enter the recess and further being laminated on the gate insulating layer, and a step of forming a channel region in the part of the semiconductor layer entering the recess. And a step of forming source / drain regions in the semiconductor layer portions located on both sides of the channel region.
【請求項5】 上記凹所内に入り込むように半導体層を
成膜した後、凹所内に入り込んだ半導体層の表面にの
み、絶縁層を埋め込み、この凹所内にのみ埋め込まれた
絶縁層をマスクとして、半導体層に不純物のイオン注入
を行ない、凹所内に位置する半導体層部分に対してチャ
ネル領域を自己整合的に形成し、チャネル領域の両側に
位置する半導体層部分にソース・ドレイン領域を自己整
合的に形成する請求項4に記載の薄膜トランジスタの製
造方法。
5. After forming a semiconductor layer so as to enter the recess, an insulating layer is embedded only in the surface of the semiconductor layer entering the recess, and the insulating layer embedded only in the recess is used as a mask. By implanting impurities into the semiconductor layer, the channel region is formed in a self-aligned manner with respect to the semiconductor layer portion located in the recess, and the source / drain regions are self-aligned with the semiconductor layer portions located on both sides of the channel region. The method for manufacturing a thin film transistor according to claim 4, wherein the thin film transistor is formed in a uniform manner.
【請求項6】 上記凹所の底部にゲート電極を形成する
際に、凹所の内壁に、ゲート電極に対して接続される導
電性サイドウォールを形成する請求項4または5に記載
の薄膜トランジスタの製造方法。
6. The thin film transistor according to claim 4, wherein when forming the gate electrode on the bottom of the recess, conductive sidewalls connected to the gate electrode are formed on the inner wall of the recess. Production method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2017152644A1 (en) * 2016-03-11 2017-09-14 Boe Technology Group Co., Ltd. Thin film transistor, fabrication method thereof, array substrate, and display device
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