JPH0697431A - Mis型半導体装置 - Google Patents

Mis型半導体装置

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Publication number
JPH0697431A
JPH0697431A JP24501592A JP24501592A JPH0697431A JP H0697431 A JPH0697431 A JP H0697431A JP 24501592 A JP24501592 A JP 24501592A JP 24501592 A JP24501592 A JP 24501592A JP H0697431 A JPH0697431 A JP H0697431A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
semiconductor device
electrode
insulating layer
mos transistor
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP24501592A
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English (en)
Inventor
Shingo Hagiwara
真吾 萩原
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPH0697431A publication Critical patent/JPH0697431A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 MIS型半導体装置(MOS電界効果型トラ
ンジスタ)に関し、MOSトランジスタの微細化を図り
つつ、短チャンネル効果のトラブル発生を抑制したMI
S型半導体装置(MOSトランジスタ)を提供すること
である。 【構成】 半導体単結晶基板1と、該基板上のゲート絶
縁層2と、ゲート電極と、前記基板内のソース領域4お
よびドレイン領域5と、ソース電極6およびドレイン電
極7とからなるMIS型半導体装置(MOSトランジス
タ)において、前記半導体単結晶基板を選択エッチング
してラムダ(Λ)型突起部分1A(または、台形型突起
部分1F)を形成し、該突起部分の上に前記ゲート絶縁
層2および前記ゲート電極3があるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、MIS型半導体装置、
より詳しくは、MOS(電界効果型)トランジスタ)に
関する。
【0002】
【従来の技術】MIS型半導体装置(ゲート絶縁層に酸
化物を用いたMOSトランジスタ)は、半導体単結晶基
板(シリコン基板)の上に薄いゲート絶縁層(SiO2層)
およびゲート電極(ポリシリコン電極)を形成し、ゲー
トの両側で該基板にソース領域およびドレイン領域が形
成され、これらの領域の上にソース電極およびゲート電
極が形成されている。ゲート電圧によってゲート絶縁層
直下の基板表面にソース領域とドレイン領域との間にチ
ャネルを発生させ、電流制御を行うことができる。
【0003】近年、MOSトランジスタを利用したVL
SI、ULSIなどの半導体装置では高集積化が一層進
み、個々のMOSトランジスタはますます微細化されて
いる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】微細化に伴って、MO
Sトランジスタのゲート長およびチャネル長が短くな
り、そのために、閾値電圧の低下、パンチスルーの発生
による低いソース・ドレイン電圧でのリーク電流の発
生、ホットキャリアの発生などの問題が生じている。本
発明の目的は、MOSトランジスタの微細化を図りつ
つ、上述した問題点の発生を抑制したMOSトランジス
タを提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、半導体単
結晶基板と、該基板上のゲート絶縁層と、ゲート電極
と、前記基板内のソース領域およびドレイン領域と、ソ
ース電極およびドレイン電極とからなるMIS型半導体
装置(MOSトランジスタ)において、前記半導体単結
晶基板を選択エッチングしてラムダ(Λ)型突起部分を
形成し、該突起部分の上に前記ゲート絶縁層および前記
ゲート電極があることを特徴とするMIS型半導体装置
によって達成される。
【0006】さらに、半導体単結晶基板突起部分をラム
ダ型に代えて台形型としてもよい。
【0007】
【作用】従来のMOSトランジスタにおいては、半導体
基板の平坦表面をそのまま使用しているので、微細化で
直接にチャネル長が短くなっていたが、本発明では、半
導体基板表面がラムダ型ないし台形型となって、従来の
場合と比べて、斜面の長さによってチャネル長(ゲート
長)を長くすることができる。したがって、従来の短チ
ャンネル効果の問題点を抑制することができる。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。 例1 本発明の第1実施態様例に係るMOSトランジスタは、
図1に示すように、半導体基板(シリコン単結晶基板)
1のラムダ(Λ)型突起部分1Aを利用して形成されて
いる。この突起部分の上にゲート絶縁層(酸化膜)2が
あり、その上にゲート電極(ポリシリコンゲート電極)
3ある。そして、ゲート電極の両側の基板1内にソース
領域4およびドレイン領域5が設けられ、それぞれの領
域にはソース電極6およびドレイン電極7がコンタクト
している。そして、基板1の上には絶縁層(酸化膜)8
が形成されている。
【0009】このMOSトランジスタでは、ラムダ型突
起部分1Aの表面にチャネル9がゲート電圧に応じて発
生して、トランジスタとして働く。このチャネル9の長
さが従来の直線に比べて三角形状で2辺の長さに相当し
てそれだけ長くされている。したがって、トランジスタ
の微細化で寸法が全体に小さくされるが、チャネル長は
全体のスケールダウン割合よりも小さくて済み、短チャ
ネル効果によるトラブル発生が回避できる。
【0010】本発明に係るMOSトランジスタは、次の
ようにして製造される。先ず、図2に示すように、(1
00)シリコンウエハー(半導体基板)1の上に、レジ
ストマスク11を形成し、基板1の表出部分1Bを結晶
方位を利用した異方性エッチング法によってエッチング
除去し、(111)A斜面1Cを表出させる。
【0011】次に、図3に示すように、別のレジストマ
スク12を斜面1Cを覆うように形成する。同じ異方性
エッチング法によって表出部分1Dをエッチング除去
し、(111)A斜面1Eを表出させて、ラムダ型突起
部分1Bを形成する。そして、通常のMOSトランジス
タの製造工程に従って、図1に示すように、絶縁層(Si
O2膜)8を選択熱酸化法(いわゆるLOCOS法)によ
って、基板1のラムダ型突起部分および領域4および5
を除いた所に形成する。そして、ラムダ型突起部分1A
および領域4および5の表出シリコンを熱酸化して薄い
ゲート酸化膜(SiO2膜)2を形成する。ポリシリコン膜
をCVD法によって全面に形成し、リソグラフィー法に
従って選択エッチングしてゲート電極3をラムダ型部分
1Aの上に形成する。このゲート電極3と絶縁層8とを
マスクとして、イオン注入によってソース領域4および
ドレイン領域5を形成する。イオン注入後のアニール処
理の後に、領域4および5の上のゲート酸化膜2を選択
的にエッチング除去してコンタクトホールを空ける。金
属(例えば、アルミニウム)を全面に形成して、電極形
状(配線パターン)にエッチングして、領域4および5
とコンタクトしたソース電極6およびドレイン電極7を
成形する。このようにしてMOSトランジスタが得られ
る。
【0012】例2 本発明の第2実施態様例に係るMOSトランジスタは、
図4に示すように、半導体基板(シリコン単結晶基板)
1の台形型突起部分1Fを利用して形成されている。例
1と同様に、この突起部分の上にゲート絶縁層(酸化
膜)2Aがあり、その上にゲート電極(ポリシリコンゲ
ート電極)3Aあり、これらは例1でのL字状から、台
形の外形に対応したみぞ型となっている。そして、例1
と同じに、ゲート電極の両側の基板1内にソース領域4
およびドレイン領域5が設けられ、それぞれの領域には
ソース電極6およびドレイン電極7がコンタクトしてい
る。そして、基板1の上には絶縁層(酸化膜)8が形成
されている。
【0013】このMOSトランジスタでは、台形型突起
部分1Fの表面にチャネル9Aがゲート電圧に応じて発
生して、トランジスタとして働く。このチャネル9Aの
長さが従来の直線に比べて2つの等脚辺の長さに相当す
る分だけ長くされている。本発明に係るこのMOSトラ
ンジスタは、例1の場合と半導体基板の選択エッチング
工程が異なるだけで、例1で説明したように製造され
る。
【0014】そこで、図5に示すように、(100)シ
リコンウエハー(半導体基板)1の上に、幅の狭いレジ
ストマスク21を形成し、その両側の基板1の表出部分
1Gおよび1Hを結晶方位を利用した異方性エッチング
法によってエッチング除去し、(111)A斜面1Jお
よび1Kを表出させて、台形型突起部分1Fを形成す
る。
【0015】そして、通常のMOSトランジスタの製造
工程に従って、図4に示すように、絶縁層(SiO2膜)8
を選択熱酸化法(いわゆるLOCOS法)によって、基
板1の台形型突起部分および領域4および5を除いた所
に形成する。そして、台形型突起部分1Fおよび領域4
および5の表出シリコンを熱酸化して薄いゲート酸化膜
(SiO2膜)2Aを形成する。ポリシリコン膜をCVD法
によって全面に形成し、リソグラフィー法に従って選択
エッチングしてゲート電極3Aを台形型突起部分1Fの
上に形成する。このゲート電極3Aと絶縁層8とをマス
クとして、イオン注入によってソース領域4およびドレ
イン領域5を形成する。イオン注入後のアニール処理の
後に、領域4および5の上のゲート酸化膜2Aを選択的
にエッチング除去してコンタクトホールを空ける。金属
を全面に形成して、電極形状(配線パターン)にエッチ
ングして、領域4および5とコンタクトしたソース電極
6およびドレイン電極7を成形する。このようにしてM
OSトランジスタが得られる。
【0016】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係るMI
S型半導体装置(MOSトランジスタ)はチャネルが斜
面部分で直線の場合よりも長くなり、微細化で全体がス
ケールダウンしても、チャネル長はそれ程短くはならず
に、短チャンネル効果のトラブルを抑制することができ
る。したがって、半導体装置の微細化に寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施態様例のMIS型半導体装置
(MOSトランジスタ)の概略部分断面図である。
【図2】図1のMOSトランジスタを製造する工程で、
半導体基板を選択エッチングした時の概略部分断面図で
ある。
【図3】図1のMOSトランジスタを製造する工程で、
半導体基板を選択エッチングしてラムダ型突起部分を形
成した時の概略部分断面図である。
【図4】本発明の第2実施態様例のMIS型半導体装置
(MOSトランジスタ)の概略部分断面図である。
【図5】図4のMOSトランジスタを製造する工程で、
半導体基板を選択エッチングして台形型突起部分を形成
した時の概略部分断面図である。
【符号の説明】
1…半導体基板 1A…ラムダ(Λ)型突起部分 1C、1E…斜面 1F…台形型突起部分 2、2A…ゲート絶縁層 3、3A…ゲート電極 4…ソース領域 5…ドレイン領域 8…絶縁層 9、9A…チャンネル

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体単結晶基板と、該基板上のゲート
    絶縁層と、ゲート電極と、前記基板内のソース領域およ
    びドレイン領域と、ソース電極およびドレイン電極とか
    らなるMIS型半導体装置において、前記半導体単結晶
    基板(1)を選択エッチングしてラムダ(Λ)型突起部
    分(1A)を形成し、該突起部分の上に前記ゲート絶縁
    層(2)および前記ゲート電極(3)があることを特徴
    とするMIS型半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体単結晶基板と、該基板上のゲート
    絶縁層と、ゲート電極と、前記基板内のソース領域およ
    びドレイン領域と、ソース電極およびドレイン電極とか
    らなるMIS型半導体装置において、前記半導体単結晶
    基板(1)を選択エッチングして台形型突起部分(1
    F)を形成し、該突起部分の上に前記ゲート絶縁層(2
    A)および前記ゲート電極(3A)があることを特徴と
    するMIS型半導体装置。
JP24501592A 1992-09-14 1992-09-14 Mis型半導体装置 Withdrawn JPH0697431A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100691009B1 (ko) * 2005-05-27 2007-03-09 주식회사 하이닉스반도체 반도체 소자의 제조방법
WO2018212777A1 (en) * 2017-05-19 2018-11-22 Intel Corporation Profile engineering of iii-n transistors to reduce contact resistance to 2deg

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Effective date: 19991130