JPH07183476A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacture

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JPH07183476A
JPH07183476A JP5327639A JP32763993A JPH07183476A JP H07183476 A JPH07183476 A JP H07183476A JP 5327639 A JP5327639 A JP 5327639A JP 32763993 A JP32763993 A JP 32763993A JP H07183476 A JPH07183476 A JP H07183476A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gate electrode
conductivity type
mos transistor
semiconductor integrated
well region
Prior art date
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Application number
JP5327639A
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Japanese (ja)
Inventor
Masahiro Kanai
正博 金井
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Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Publication date
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Publication of JPH07183476A publication Critical patent/JPH07183476A/en
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Abstract

PURPOSE:To improve the driving ability of the title device without increasing the layout area and to enable easy setting of the channel width by forming at least one or more recessed part in a direction perpendicular to a channel longitudinal direction of a gate electrode. CONSTITUTION:An N-type MOS transistor is comprised of a gate electrode 101 and source/drain regions 102, 103. A cross section structure along the X-axis therein is a gate electrode 104 and source/drain regions 105, 106. Therein, a recessed part is formed immediately below the gate electrode 104 in a direction perpendicular to a channel longitudinal direction of the gate electrode 104. The recessed part is formed in contact with the source/drain regions 105, 106 or within the source/drain regions 105, 106. Therefore, the channel length does not change and remains as is, and the channel width along increase. The increase of the channel width has an effect of improving driving ability along without increasing the integration degree.

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、半導体集積装置に於け
るMOS型トランジスタの構造及び製造方法と、マスタ
スライス型半導体集積装置の基本セル構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure and manufacturing method of a MOS transistor in a semiconductor integrated device, and a basic cell structure of a master slice type semiconductor integrated device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体集積装置に於けるMOSト
ランジスタ構造は、図5及び図6に示す様にゲ−ト電極
直下のウエル領域表面がフラット構造、もしくはV字型
の溝を有するものであった。
2. Description of the Related Art A conventional MOS transistor structure in a semiconductor integrated device is such that the surface of a well region immediately below a gate electrode has a flat structure or a V-shaped groove as shown in FIGS. there were.

【0003】図5に示す従来技術は、ゲ−ト電極直下に
於けるウエル領域表面の断面構造がフラットな形状にな
っており、一般的なMOSトランジスタ構造を示したも
のである。図5(a)は上方からのN型MOSトランジ
スタを示したものであり、ゲ−ト電極501とソ−ス/
ドレイン領域502、503から構成されている。ま
た、図5(a)に示すMOSトランジスタのチャネル長
方向をX軸、チャネル幅方向をY軸で表している。図5
(b)は、図5(a)のX軸方向に於ける断面図を示し
たものであり、半導体基板512上に形成されたウエル
領域507内にソ−ス/ドレイン領域505、506が
あり、ゲ−ト酸化膜509を介してゲ−ト電極504が
構成されている。図5(c)は、図5(a)のY軸方向
に於ける断面図を示したものであり、半導体基板519
上に形成されたウエル領域514にゲ−ト酸化膜516
を介してゲ−ト電極513が構成されている。この図5
に示した従来技術のMOSトランジスタ構造は、チャネ
ル長方向及びチャネル幅方向のどちらの方向からでもゲ
−ト電極直下のウエル領域表面はフラットな断面構造を
有している。
The prior art shown in FIG. 5 shows a general MOS transistor structure in which the well region surface immediately below the gate electrode has a flat cross-sectional structure. FIG. 5A shows an N-type MOS transistor from above, which includes a gate electrode 501 and a source / source.
It is composed of drain regions 502 and 503. Further, the channel length direction of the MOS transistor shown in FIG. 5A is represented by the X axis, and the channel width direction is represented by the Y axis. Figure 5
5B is a cross-sectional view in the X-axis direction of FIG. 5A, in which the source / drain regions 505 and 506 are formed in the well region 507 formed on the semiconductor substrate 512. A gate electrode 504 is formed via a gate oxide film 509. FIG. 5C shows a cross-sectional view in the Y-axis direction of FIG.
A gate oxide film 516 is formed on the well region 514 formed above.
A gate electrode 513 is formed via the. This Figure 5
In the prior art MOS transistor structure shown in FIG. 3, the surface of the well region immediately below the gate electrode has a flat cross-sectional structure in both the channel length direction and the channel width direction.

【0004】図6に示す半導体集積装置に於けるMOS
トランジスタの構造は、公開特許公報(A)昭61−6
1438に示されているMOSトランジスタ構造を示し
たものである。図6(a)は上方からのN型MOSトラ
ンジスタを示したものであり、ゲ−ト電極601とソ−
ス/ドレイン領域602、603から構成されており、
チャネル長方向をX軸、チャネル幅方向をY軸で表して
いる。図6(b)は、図6(a)のX軸方向に於ける断
面図を示したものであり、半導体基板612上に形成さ
れたウエル領域607内にソ−ス/ドレイン領域60
5、606が存在し、ゲ−ト酸化膜609を介してゲ−
ト電極604が構成されている。図6(c)は、図6
(a)のY軸方向に於ける断面図を示したものであり、
半導体基板619上に形成されたウエル領域614にゲ
−ト電極と直行方向にV字型の溝を設け、ゲ−ト酸化膜
616を介してゲ−ト電極613が構成されている。こ
の図6に示した従来技術のMOSトランジスタ構造は、
チャネル長方向(X軸)のゲ−ト電極直下はフラット構
造、チャネル幅方向(Y軸)のゲ−ト電極直下はV字型
の溝を有する。このゲ−ト電極と直行方向に形成された
V字型の溝は、KOH水溶液により(100)面シリコ
ンをエッチングすると最大54.7度の側面をもつV字
型の溝を形成するものであった。
MOS in the semiconductor integrated device shown in FIG.
The structure of the transistor is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-6 / 1986.
1 shows the MOS transistor structure shown in 1438. FIG. 6A shows an N-type MOS transistor from above, which includes a gate electrode 601 and a source electrode.
The drain / drain regions 602 and 603,
The channel length direction is represented by the X axis and the channel width direction is represented by the Y axis. FIG. 6B is a cross-sectional view in the X-axis direction of FIG. 6A, in which the source / drain region 60 is formed in the well region 607 formed on the semiconductor substrate 612.
5, 606 exist, and the gate oxide film 609 is used to obtain the gate.
The electrode 604 is configured. FIG.
It is a cross-sectional view in the Y-axis direction of (a),
In the well region 614 formed on the semiconductor substrate 619, a V-shaped groove is provided in the direction orthogonal to the gate electrode, and the gate electrode 613 is formed via the gate oxide film 616. The conventional MOS transistor structure shown in FIG.
The portion immediately below the gate electrode in the channel length direction (X axis) has a flat structure, and the portion immediately below the gate electrode in the channel width direction (Y axis) has a V-shaped groove. The V-shaped groove formed in the direction perpendicular to the gate electrode forms a V-shaped groove having a side surface of a maximum of 54.7 degrees when (100) plane silicon is etched with a KOH aqueous solution. It was

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら前述の従
来技術では、MOSトランジスタのドライブ能力を優先
させるとMOSトランジスタのレイアウト面積が増加し
て半導体集積装置の集積度が低下する。逆に、集積度を
優先させるとMOSトランジスタのレイアウト面積をコ
ンパクトにするためドライブ能力が低下するという問題
点を有する。
However, in the above-mentioned conventional technique, when the drive capability of the MOS transistor is prioritized, the layout area of the MOS transistor increases and the integration degree of the semiconductor integrated device decreases. On the contrary, when the integration degree is prioritized, the layout area of the MOS transistor is made compact, so that there is a problem that the drive capability is reduced.

【0006】図5に示した従来技術のMOSトランジス
タ構造では、チャネル長方向(X軸)及びチャネル幅方
向(Y軸)のどちらの方向からでもゲ−ト電極直下のウ
エル領域表面はフラット状態の断面構造となっている。
従って、ドライブ能力を向上させるためには、チャネル
長を狭めるか、もしくはチャネル幅を広げる方法しかな
い。チャネル長は基本的にプロセスに於ける最小のデザ
インル−ルによって決定されるため、設計的にはチャネ
ル幅を広げることになる。しかしながら、チャネル幅の
増加はMOSトランジスタのレイアウト面積を増加さ
せ、集積度の低下はさけられない。また、図6に示す公
開特許公報(A)昭61−61438に示されているM
OSトランジスタ構造は、チャネル長方向(X軸)のゲ
−ト電極直下はフラット構造、チャネル幅方向(Y軸)
のゲ−ト電極直下はV字型の溝が形成されている。従っ
て、図5に示すMOSトランジスタ構造に比べ、同じレ
イアウト面積でも最大1.73倍(1/cos54.7
度)にチャネル幅を広く形成することが可能ではある
が、半導体基板の面により形成されるV字型の側面は異
なった角度を有し、断面形状がV字型で側面形成角度が
決まっているため、それ以上のチャネル幅増加は不可能
という問題点を有する。
In the prior art MOS transistor structure shown in FIG. 5, the surface of the well region immediately below the gate electrode is flat in both the channel length direction (X axis) and the channel width direction (Y axis). It has a cross-sectional structure.
Therefore, the only way to improve the drive capability is to narrow the channel length or widen the channel width. Since the channel length is basically determined by the minimum design rule in the process, the channel width is widened by design. However, the increase of the channel width increases the layout area of the MOS transistor, and the degree of integration is unavoidable. Further, the M shown in Japanese Patent Laid-Open No. 61-61438 shown in FIG.
The OS transistor structure has a flat structure immediately below the gate electrode in the channel length direction (X axis) and a channel width direction (Y axis).
A V-shaped groove is formed just below the gate electrode. Therefore, compared with the MOS transistor structure shown in FIG. 5, the maximum layout is 1.73 times (1 / cos 54.7).
Although it is possible to form a wide channel width, the V-shaped side surfaces formed by the surface of the semiconductor substrate have different angles, and the cross-sectional shape is V-shaped and the side surface forming angle is fixed. Therefore, there is a problem that the channel width cannot be increased further.

【0007】そこで本発明はこの様な問題点を解決する
もので、MOSトランジスタのレイアウト面積を増加さ
せずにドライブ能力を向上させ、しかも、半導体基板の
面に関係なくチャネル幅の設定が容易にできる半導体集
積装置を提供するところにある。
Therefore, the present invention solves such a problem by improving the drive capability without increasing the layout area of the MOS transistor and easily setting the channel width regardless of the surface of the semiconductor substrate. An object of the present invention is to provide a semiconductor integrated device that can be used.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体集積装置
は、半導体基板に形成された第1導電型ウエル領域内
に、分離した同極の第2導電型不純物拡散層と前記分離
した第2導電型不純物拡散層間の第1導電型ウエル領域
表面にゲ−ト酸化膜を介して形成されたゲ−ト電極を具
備する半導体集積装置に於いて、前記ゲ−ト電極直下の
第1導電型ウエル領域表面にゲ−ト電極のチャネル長方
向に対して直行方向に少なくとも1つ以上の凹部を形成
することを特徴とする。また、第1導電型トランジスタ
と前記第1導電型トランジスタとは異極の第2導電型ト
ランジスタを具備し、配線変更により所定の機能を構成
することを目的としたマトリクス状に配置された複数の
基本セル群と、前記基本セル群の周辺に配置された入出
力バッファセル群とを有する半導体集積装置に於いて、
前記第1導電型トランジスタのゲ−ト電極直下のウエル
領域表面にゲ−ト電極のチャネル長方向に対して直行方
向に少なくとも1つ以上の凹部を形成し、前記第2導電
型トランジスタのゲ−ト電極直下のウエル領域表面には
凹部を形成しないことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated device in which a separated second conductivity type impurity diffusion layer of the same polarity and a separated second second conductivity type impurity diffusion layer are formed in a first conductivity type well region formed in a semiconductor substrate. In a semiconductor integrated device having a gate electrode formed on the surface of a first conductivity type well region between conductivity type impurity diffusion layers via a gate oxide film, a first conductivity type immediately below the gate electrode. At least one recess is formed on the surface of the well region in a direction orthogonal to the channel length direction of the gate electrode. Further, the first conductivity type transistor and the second conductivity type transistor having a polarity different from that of the first conductivity type transistor are provided, and a plurality of matrix-shaped transistors are arranged for the purpose of forming a predetermined function by changing wiring. In a semiconductor integrated device having a basic cell group and an input / output buffer cell group arranged around the basic cell group,
At least one recess is formed in the surface of the well region immediately below the gate electrode of the first conductivity type transistor in a direction orthogonal to the channel length direction of the gate electrode, and the gate of the second conductivity type transistor is formed. It is characterized in that no recess is formed on the surface of the well region immediately below the gate electrode.

【0009】[0009]

【実施例】図1は本発明のMOSトランジスタとして、
特にN型MOSトランジスタの構造を示したものであ
る。図1(a)は、N型MOSトランジスタを上方から
示したものであり、ゲ−ト電極101及びソ−ス/ドレ
イン領域102、103から構成されている。この図1
(a)におけるX軸の断面構造が、図1(b)である。
図1(b)は、ゲ−ト電極104、ソ−ス/ドレイン領
域105、106、P型ウエル領域107、P型ストツ
パ−領域108、ゲ−ト酸化膜109、素子分離領域1
10、層間絶縁膜111、半導体基板112から構成さ
れている。本発明のMOSトランジスタは、ゲ−ト電極
直下にゲ−ト電極のチャネル長方向に対して直行方向に
凹部を形成するため、MOSトランジスタのチャネル長
方向は、従来のMOSトランジスタと同様にフラットな
断面構造となっている。図1(c)は、図1(a)にお
けるY軸の断面構造を示したものであり、ゲ−ト電極直
下にゲ−ト電極と直行方向に凹部を形成するため、凹部
間のピッチ(凹部の数)と深さでチャネル幅が決定され
る。凹部の形成は、ソ−ス/ドレイン領域に接するか、
もしくはソ−ス/ドレイン領域内を含めて形成する必要
がある。また、ソ−ス/ドレイン領域の深さは、凹部の
底辺より深く形成する。以上のことから、ゲ−ト電極直
下のウエル領域表面にゲ−ト電極と直行方向に凹部を形
成するため、チャネル長は従来のMOSトランジスタと
変わらず、チャネル幅だけが増加する。従って、本発明
のMOSトランジスタは、図5に示す従来のMOSトラ
ンジスタに比べ凹部間のピッチ(凹部の数)と深さでチ
ャネル幅を増加させることができ、MOSトランジスタ
の駆動能力を向上させることができる。尚、図1に示し
たN型MOSトランジスタの凹部形成は、素子分離の終
端からスペ−スをおき形成されているが、スペ−スを置
かずに凹部を形成してもよい。更に、図6に示すV字型
の溝を有する従来のMOSトランジスタについて、V字
型の側面に凹部を形成してチャネル幅を増加してもよ
い。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT FIG. 1 shows a MOS transistor of the present invention.
In particular, it shows the structure of an N-type MOS transistor. FIG. 1A shows an N-type MOS transistor from above, which is composed of a gate electrode 101 and source / drain regions 102 and 103. This Figure 1
The cross-sectional structure of the X-axis in (a) is FIG. 1 (b).
FIG. 1B shows a gate electrode 104, source / drain regions 105 and 106, a P-type well region 107, a P-type stopper region 108, a gate oxide film 109, and an element isolation region 1.
10, an interlayer insulating film 111, and a semiconductor substrate 112. In the MOS transistor of the present invention, a recess is formed immediately below the gate electrode in a direction orthogonal to the channel length direction of the gate electrode. Therefore, the channel length direction of the MOS transistor is flat as in the conventional MOS transistor. It has a cross-sectional structure. FIG. 1C shows a cross-sectional structure of the Y-axis in FIG. 1A. Since a recess is formed in the orthogonal direction with the gate electrode immediately below the gate electrode, the pitch between the recesses ( The channel width is determined by the number of recesses) and the depth. The recess is formed by contacting the source / drain region,
Alternatively, it must be formed including the source / drain region. Further, the source / drain region is formed deeper than the bottom of the recess. From the above, since the recess is formed in the direction perpendicular to the gate electrode on the surface of the well region immediately below the gate electrode, the channel length is the same as that of the conventional MOS transistor and only the channel width is increased. Therefore, the MOS transistor of the present invention can increase the channel width by the pitch (the number of recesses) and the depth between the recesses as compared with the conventional MOS transistor shown in FIG. 5, thereby improving the driving capability of the MOS transistor. You can Although the recess of the N-type MOS transistor shown in FIG. 1 is formed with a space from the end of element isolation, the recess may be formed without the space. Further, regarding the conventional MOS transistor having the V-shaped groove shown in FIG. 6, the channel width may be increased by forming a recess on the V-shaped side surface.

【0010】図2は本発明のMOSトランジスタとし
て、特にP型MOSトランジスタの構造を示したもので
ある。図2(a)は、P型MOSトランジスタを上方か
ら示したものであり、ゲ−ト電極201及びソ−ス/ド
レイン領域202、203から構成されている。この図
2(a)におけるX軸の断面構造が、図2(b)であ
る。図2(b)は、ゲ−ト電極204、ソ−ス/ドレイ
ン領域205、206、N型ウエル領域207、P型ス
トツパ−領域208、ゲ−ト酸化膜209、素子分離領
域210、層間絶縁膜211、半導体基板212から構
成されている。本発明のMOSトランジスタは、ゲ−ト
電極直下にゲ−ト電極と直行方向に凹部を形成するた
め、MOSトランジスタのチャネル長方向は、従来のM
OSトランジスタと同様にフラットな断面構造を有して
いる。図2(c)は、図2(a)におけるY軸の断面構
造を示したものであり、ゲ−ト電極直下にゲ−ト電極と
直行方向に凹部を形成するため、凹部間のピッチ(凹部
の数)と深さでチャネル幅が決定される。また、図1に
示すN型MOSトランジスタと同様に、凹部の形成は、
ソ−ス/ドレイン領域に接するか、もしくはソ−ス/ド
レイン領域内を含めて形成する必要がある。また、ソ−
ス/ドレイン領域の深さは、凹部の底辺より深く形成す
る。以上のことから、ゲ−ト電極直下のウエル領域表面
にゲ−ト電極と直行方向に凹部を形成するため、チャネ
ル長は従来のMOSトランジスタと変わらず、チャネル
幅だけが増加する。従って、本発明のMOSトランジス
タは、図5に示す従来のMOSトランジスタよりチャネ
ル幅が増加することにより駆動能力が向上することにな
る。尚、図2に示したP型MOSトランジスタの凹部形
成は、素子分離の終端からスペ−スを置かずに凹部を形
成したほうがチャネル幅が増加する。これは、P型スト
ッパ−領域が、N型ウエル領域のソ−ス/ドレイン領域
に接していないため、素子分離領域終端の凹部側面にチ
ャネル領域が形成できるためである。更に、図6に示す
V字型の溝を有する従来のMOSトランジスタについ
て、V字型の側面に凹部を形成してチャネル幅を増加し
てもよい。
FIG. 2 shows the structure of a P-type MOS transistor as the MOS transistor of the present invention. FIG. 2A shows a P-type MOS transistor from above, which is composed of a gate electrode 201 and source / drain regions 202 and 203. The sectional structure of the X axis in FIG. 2A is FIG. 2B. FIG. 2B shows the gate electrode 204, the source / drain regions 205 and 206, the N-type well region 207, the P-type stopper region 208, the gate oxide film 209, the element isolation region 210, and the interlayer insulation. It is composed of a film 211 and a semiconductor substrate 212. In the MOS transistor of the present invention, a recess is formed immediately below the gate electrode and in a direction orthogonal to the gate electrode.
Like the OS transistor, it has a flat sectional structure. FIG. 2C shows a cross-sectional structure of the Y-axis in FIG. 2A. Since the recess is formed in the orthogonal direction with the gate electrode immediately below the gate electrode, the pitch between the recesses ( The channel width is determined by the number of recesses) and the depth. Further, similar to the N-type MOS transistor shown in FIG.
It must be formed in contact with the source / drain region or within the source / drain region. Also,
The depth of the drain / srain region is formed deeper than the bottom of the recess. From the above, since the recess is formed in the direction perpendicular to the gate electrode on the surface of the well region immediately below the gate electrode, the channel length is the same as that of the conventional MOS transistor and only the channel width is increased. Therefore, the MOS transistor of the present invention has a larger channel width than the conventional MOS transistor shown in FIG. In the formation of the recess of the P-type MOS transistor shown in FIG. 2, the channel width increases when the recess is formed without placing a space from the end of element isolation. This is because the P-type stopper region is not in contact with the source / drain region of the N-type well region, so that the channel region can be formed on the side surface of the recess at the end of the element isolation region. Further, regarding the conventional MOS transistor having the V-shaped groove shown in FIG. 6, the channel width may be increased by forming a recess on the V-shaped side surface.

【0011】次に本発明のMOSトランジスタの製造方
法を以下に説明する。図3は本発明のMOSトランジス
タとして、特にN型MOSトランジスタの製造工程を示
したものである。図3(a)は、ボロン(B+)イオン
を半導体基板303に注入し、ウエルドライブインによ
りボロン(B+)をシリコン基板中へ深く拡散させP型
ウエル302形成後、表面の酸化膜を全面エッチにより
取り除く。そして、P型ウエル表面に凹部を形成するた
めのフォト工程及びエッチング工程によりゲ−ト電極と
直行方向にスリット状の凹部を形成したものである。凹
部の形成にあたっては、ソ−ス/ドレイン領域に接する
か、もしくはソ−ス/ドレイン領域内を含む領域に形成
する。図3(b)は、レジスト剥離後、形成された凹部
の角を丸める為、再び基板表面を酸化し、酸化後エッチ
ング工程により酸化膜を取り除く。これは、凹部の角を
残したままゲ−ト酸化膜を形成すると、電界が凹部の角
に集中してゲ−ト酸化膜が破壊されるためである。凹部
の角を丸めた後、表面を酸化して窒化膜304をデポす
る。そして、フォト工程によりMOSトランジスタ形成
領域を覆い窒化膜304をエッチングする。エッチング
後、レジストを剥離してP型ストッパ−領域307を形
成するためにフォト工程及びイオン注入工程を行う。図
3(c)は、P型ストッパ−領域312形成後、約10
00℃のスチ−ムで酸化し素子分離領域313を形成し
たものである。図3(d)は、素子分離領域319形成
後、窒化膜を除去しエッチングして半導体基板表面を清
浄にする。その後、ゲ−ト酸化膜316を形成し多結晶
シリコンをデポしエッチングによりゲ−ト電極315を
形成する。そして、凹部の底辺より深い位置にリン(P
+)イオンを注入しソ−ス/ドレイン領域を形成し、半
導体基板上に層間絶縁膜320をデポしたものである。
尚、P型MOSトランジスタの製造方法も同一である。
Next, a method of manufacturing the MOS transistor of the present invention will be described below. FIG. 3 shows a manufacturing process of an N-type MOS transistor as the MOS transistor of the present invention. In FIG. 3A, boron (B +) ions are implanted into the semiconductor substrate 303, and boron (B +) is deeply diffused into the silicon substrate by well drive-in to form a P-type well 302, and then the surface oxide film is completely etched. Remove by. Then, a slit-shaped recess is formed in a direction orthogonal to the gate electrode by a photo process and an etching process for forming a recess on the surface of the P-type well. The recess is formed in contact with the source / drain region or in a region including the inside of the source / drain region. In FIG. 3B, after removing the resist, the corners of the formed recess are rounded, so that the surface of the substrate is oxidized again, and the oxide film is removed by the post-oxidation etching process. This is because if the gate oxide film is formed while leaving the corners of the recess, the electric field concentrates on the corners of the recess and the gate oxide film is destroyed. After rounding the corners of the recess, the surface is oxidized to deposit the nitride film 304. Then, the nitride film 304 covering the MOS transistor formation region is etched by a photo process. After etching, a photo process and an ion implantation process are performed to remove the resist and form a P-type stopper region 307. FIG. 3C shows about 10 after the P-type stopper region 312 is formed.
The element isolation region 313 is formed by oxidation with a steam at 00 ° C. In FIG. 3D, after the element isolation region 319 is formed, the nitride film is removed and etching is performed to clean the surface of the semiconductor substrate. After that, a gate oxide film 316 is formed, polycrystalline silicon is deposited, and a gate electrode 315 is formed by etching. Then, at a position deeper than the bottom of the recess, phosphorus (P
+) Ions are implanted to form the source / drain regions, and the interlayer insulating film 320 is deposited on the semiconductor substrate.
The manufacturing method of the P-type MOS transistor is also the same.

【0012】図4は、本発明のマスタスライス型半導体
集積装置の基本セルを示したものであり、図4(a)に
示す様にP型MOSトランジスタ領域IとN型MOSト
ランジスタ領域IIより構成されている。通常、P型M
OSトランジスタとN型MOSトランジスタのβ比(β
n /βp )は約2以上あり、N型MOSトランジスタに
対してP型MOSトランジスタの駆動能力は低い。この
P型MOSトランジスタの駆動能力を上げるためには、
P型MOSトランジスタのチャネル幅を大きくしてやる
必要がある。しかしながら、P型MOSトランジスタの
チャネル幅増加は、半導体集積装置の集積度を低下させ
ることになるため、N型MOSトランジスタのチャネル
幅とほぼ同一に設計されることが多い。この様に、ほぼ
同一のチャネル幅で論理回路を構成した場合、論理回路
のfall時間(出力がHighからLowに変化する
時間)に対してrise時間(出力がLowからHig
hに変化する時間)が非常に遅くなる。従って、図4
(a)に示す様にP型MOSトランジスタ領域Iの各ゲ
−ト電極直下を、図4(b)の如くゲ−ト電極のチャネ
ル方向に対して直行方向に凹部を形成してやることによ
り、P型MOSトランジスタの駆動能力を向上すること
ができる。この結果、論理回路のfall時間(出力が
HighからLowに変化する時間)とrise時間
(出力がLowからHighに変化する時間)をほぼ同
じ速度にすることができ、高速動作の論理回路が構成で
きる。また、P型MOSトランジスタの駆動能力向上
は、凹部間のピッチ(凹部の数)と深さで容易に設定で
きる。尚、P型/N型の両MOSトランジスタに凹部を
形成してもよい。
FIG. 4 shows a basic cell of a master slice type semiconductor integrated device of the present invention, which is composed of a P-type MOS transistor region I and an N-type MOS transistor region II as shown in FIG. Has been done. Usually P type M
Β ratio between the OS transistor and the N-type MOS transistor (β
n / βp) is about 2 or more, and the driving capability of the P-type MOS transistor is lower than that of the N-type MOS transistor. In order to increase the driving capability of this P-type MOS transistor,
It is necessary to increase the channel width of the P-type MOS transistor. However, since the increase in the channel width of the P-type MOS transistor lowers the integration degree of the semiconductor integrated device, it is often designed to be almost the same as the channel width of the N-type MOS transistor. In this way, when the logic circuit is configured with almost the same channel width, the rise time (the output changes from Low to High) is compared with the fall time (the time when the output changes from High to Low) of the logic circuit.
(time to change to h) becomes very slow. Therefore, FIG.
As shown in FIG. 4A, a recess is formed immediately below each gate electrode in the P-type MOS transistor region I in a direction orthogonal to the channel direction of the gate electrode as shown in FIG. The drive capability of the MOS transistor can be improved. As a result, the fall time (the time when the output changes from High to Low) and the rise time (the time when the output changes from Low to High) of the logic circuit can be made almost the same speed, and the high-speed operation logic circuit is configured. it can. Further, the improvement of the driving capability of the P-type MOS transistor can be easily set by the pitch (number of recesses) and the depth between the recesses. The recess may be formed in both the P-type / N-type MOS transistors.

【0013】[0013]

【発明の効果】以上述べた発明の効果によれば、MOS
トランジスタのチャネル領域に凹部を形成することによ
って、MOSトランジスタのチャネル幅が増加するため
集積度を増加させずに駆動能力が向上するという効果を
有する。また、MOSトランジスタのチャネル部分に凹
部を形成することによってチャネル幅が増加するため、
半導体基板の面に関係なく凹部間のピッチ(凹部の数)
と深さで容易にチャネル幅が設定できるという効果を有
する。そして、特にマスタスライス型の半導体集積装置
の基本セルに於いて、P型MOSトランジスタの駆動能
力向上と高速動作の論理回路を構成できるという効果を
有する。
According to the effects of the invention described above, the MOS
By forming the recess in the channel region of the transistor, the channel width of the MOS transistor is increased, so that the driving ability is improved without increasing the integration degree. Further, since the channel width is increased by forming the concave portion in the channel portion of the MOS transistor,
Pitch between recesses (number of recesses) regardless of the surface of the semiconductor substrate
With the depth, the channel width can be easily set. In particular, in the basic cell of the master slice type semiconductor integrated device, there is an effect that the driving capability of the P-type MOS transistor is improved and a high-speed operation logic circuit can be configured.

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

【図1】 本発明による第1実施例のMOSトランジス
タ断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a MOS transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明による第2実施例のMOSトランジス
タ断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of a MOS transistor according to a second embodiment of the present invention.

【図3】 本発明によるMOSトランジスタの製造工程
図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a MOS transistor according to the present invention.

【図4】 本発明による第3実施例のMOSトランジス
タ断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a MOS transistor according to a third embodiment of the present invention.

【図5】 従来例による第1実施例のMOSトランジス
タ断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view of a MOS transistor according to a first example of the related art.

【図6】 従来例による第2実施例のMOSトランジス
タ断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a MOS transistor according to a second example of the related art.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101、104、113、201、204、213、3
15、401、402、406、407、411、50
1、504、513、601、604、613・・・ゲ
−ト電極 102、103、105、106、202、203、2
05、206、403、404、405、408、40
9、410、502、503、505、506、60
2、603、605、606 ・・・ソ−ス/ドレイ
ン領域 107、114、207、214、302、306、3
11、317、412、507、514、607、61
4 ・・・ウエル領域 108、115、208、215、307、312、3
18、413、508、515、608、615 ・
・・ストッパ−領域 109、116、209、216、316、414、5
09、516、609、616 ・・・ゲ−ト酸化膜 305、310 ・・・酸化膜 110、117、210、217、313、319、4
15、510、517、610、617 ・・・素子
分離 111、118、211、218、320、416、5
11、518、611、618 ・・・層間絶縁膜 112、119、212、219、303、308、3
14、321、417、512、519、612、61
9 ・・・半導体基板 301 ・・・レジスト 304、309 ・・・窒化膜 I領域 ・・・P型MOSトランジスタ II領域 ・・・N型MOSトランジスタ
101, 104, 113, 201, 204, 213, 3
15, 401, 402, 406, 407, 411, 50
1, 504, 513, 601, 604, 613 ... Gate electrodes 102, 103, 105, 106, 202, 203, 2
05, 206, 403, 404, 405, 408, 40
9, 410, 502, 503, 505, 506, 60
2, 603, 605, 606 ... Source / drain regions 107, 114, 207, 214, 302, 306, 3
11, 317, 412, 507, 514, 607, 61
4 ... Well regions 108, 115, 208, 215, 307, 312, 3
18, 413, 508, 515, 608, 615
..Stopper areas 109, 116, 209, 216, 316, 414, 5
09, 516, 609, 616 ... Gate oxide film 305, 310 ... Oxide film 110, 117, 210, 217, 313, 319, 4
15, 510, 517, 610, 617 ... Element isolation 111, 118, 211, 218, 320, 416, 5
11, 518, 611, 618 ... Interlayer insulating film 112, 119, 212, 219, 303, 308, 3
14, 321, 417, 512, 519, 612, 61
9 ... Semiconductor substrate 301 ... Resist 304, 309 ... Nitride film I region ... P-type MOS transistor II region ... N-type MOS transistor

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板に形成された第1導電型ウエル
領域内に、分離した同極の第2導電型不純物拡散層と前
記分離した第2導電型不純物拡散層間の第1導電型ウエ
ル領域表面にゲ−ト酸化膜を介して形成されたゲ−ト電
極を具備する半導体集積装置に於いて、前記ゲ−ト電極
直下の第1導電型ウエル領域表面にゲ−ト電極のチャネ
ル長方向に対して直行方向に少なくとも1つ以上の凹部
を形成することを特徴とする半導体集積装置。
1. A first conductivity type well region between a separated second conductivity type impurity diffusion layer of the same polarity and the separated second conductivity type impurity diffusion layer in a first conductivity type well region formed in a semiconductor substrate. In a semiconductor integrated device having a gate electrode formed on its surface via a gate oxide film, a channel length direction of the gate electrode is formed on the surface of the first conductivity type well region immediately below the gate electrode. A semiconductor integrated device characterized in that at least one or more recesses are formed in a perpendicular direction.
【請求項2】請求項1記載の半導体集積装置の製造方法
に於いて、ゲ−ト電極直下の第1導電型ウエル領域表面
にゲ−ト電極のチャネル長方向に対して直行方向に凹部
を形成するためのフォト工程及びエッチング工程と、凹
部の角を丸めるための酸化工程及び前記酸化工程により
形成された酸化膜を取り除くエッチング工程を有するこ
とを特徴とする半導体集積装置の製造方法。
2. The method of manufacturing a semiconductor integrated device according to claim 1, wherein a recess is formed in the surface of the first conductivity type well region immediately below the gate electrode in a direction perpendicular to the channel length direction of the gate electrode. A method of manufacturing a semiconductor integrated device, comprising: a photo step and an etching step for forming, an oxidizing step for rounding the corners of a recess, and an etching step for removing an oxide film formed by the oxidizing step.
【請求項3】第1導電型トランジスタと前記第1導電型
トランジスタとは異極の第2導電型トランジスタを具備
し、配線変更により所定の機能を構成することを目的と
したマトリクス状に配置された複数の基本セル群と、前
記基本セル群の周辺に配置された入出力バッファセル群
とを有する半導体集積装置に於いて、前記第1導電型ト
ランジスタのゲ−ト電極直下のウエル領域表面にゲ−ト
電極のチャネル長方向に対して直行方向に少なくとも1
つ以上の凹部を形成し、前記第2導電型トランジスタの
ゲ−ト電極直下のウエル領域表面には凹部を形成しない
ことを特徴とする半導体集積装置。
3. A first conductivity type transistor and a second conductivity type transistor having a polarity different from that of the first conductivity type transistor and arranged in a matrix for the purpose of constituting a predetermined function by changing wiring. In a semiconductor integrated device having a plurality of basic cell groups and an input / output buffer cell group arranged around the basic cell group, a well region surface immediately below a gate electrode of the first conductivity type transistor is provided. At least 1 in the direction orthogonal to the channel length direction of the gate electrode
A semiconductor integrated device, wherein one or more recesses are formed and no recess is formed on the surface of the well region immediately below the gate electrode of the second conductivity type transistor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012018973A (en) * 2010-07-06 2012-01-26 Renesas Electronics Corp Semiconductor integrated circuit device and manufacturing method of semiconductor integrated circuit device

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