JPH07321332A - Mis type semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Mis type semiconductor device and its manufacturing method

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JPH07321332A
JPH07321332A JP6131251A JP13125194A JPH07321332A JP H07321332 A JPH07321332 A JP H07321332A JP 6131251 A JP6131251 A JP 6131251A JP 13125194 A JP13125194 A JP 13125194A JP H07321332 A JPH07321332 A JP H07321332A
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JP
Japan
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semiconductor region
soi substrate
gate
semiconductor
region
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JP6131251A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Aozasa
浩 青笹
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78645Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate
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    • H01L29/78648Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with multiple gate arranged on opposing sides of the channel

Abstract

PURPOSE:To form a semiconductor region without being substantially affected by thickness nonuniformity of a semiconductor region when grinding an SOI substrate and simultaneously form a double gate structure of a MIS type semi conductor device such as MISFETs in a single step by a self-alignment method and further enhance the integration of semiconductor elements. CONSTITUTION:In a MIS type semiconductor device comprising a semiconductor region 2 of an SOI substrate 1 and a gate electrode provided so as to adjoining the semiconductor region 2 via a gate insulation film 3, two band-like gate electrodes 4a, 4b formed by a self-alignment method are arranged on both-side surfaces of the bandlike semiconductor region 2 and also a channel C formed the in the semiconductor region 2 is set so as to be in the vertical direction of the SOI substrate 1.

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、絶縁膜とその上に又は
その中に埋め込まれるように島状に形成された半導体領
域とからなるSOI(semiconductor on insulator) 基
板を使用したMIS型半導体装置に関する。より詳しく
は、セルフアライメント法により形成されたダブルゲー
トを有するMIS型半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a MIS type semiconductor device using an SOI (semiconductor on insulator) substrate composed of an insulating film and a semiconductor region formed on or in the insulating film in an island shape. Regarding More specifically, the present invention relates to a MIS type semiconductor device having a double gate formed by a self-alignment method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の集積度を向上させる
目的でSOI基板が使用されるようになっている(特開
昭1−175235号)。
2. Description of the Related Art In recent years, SOI substrates have been used for the purpose of improving the degree of integration of semiconductor devices (JP-A-1-175235).

【0003】このようなSOI基板は図5に示すように
製造されている。即ち、シリコンウエハ51にフォトリ
ソグラフ法により凸部51aを設け(図5(a))、更
に、凸部51a側表面にSiO酸化膜52を堆積させ
(図5(b))、更に,その上にポリシリコン膜53を
形成し、その表面を研磨して平坦化する(図5
(c))。次に、平坦化されたポリシリコン膜53に支
持基板54を貼り合わせ(図5(d))、シリコンウエ
ハ51の凸部51aだけが残存するように、シリコンウ
エハ51側を研磨布などを使用して研磨し(図5
(e))、これにより図5(f)のように、SiO
化膜52中に島状のシリコン領域、則ち、半導体領域5
5が形成されているSOI基板50が得られる。
Such an SOI substrate is manufactured as shown in FIG. That is, the convex portion 51a is provided on the silicon wafer 51 by the photolithography method (FIG. 5A), and the SiO 2 oxide film 52 is deposited on the surface of the convex portion 51a side (FIG. 5B). A polysilicon film 53 is formed on the upper surface, and the surface thereof is polished to be flat (FIG. 5).
(C)). Next, the support substrate 54 is attached to the flattened polysilicon film 53 (FIG. 5D), and a polishing cloth or the like is used on the silicon wafer 51 side so that only the convex portions 51a of the silicon wafer 51 remain. And polish (Fig. 5
(E)), so that as shown in FIG. 5 (f), island-shaped silicon regions, that is, semiconductor regions 5 are formed in the SiO 2 oxide film 52.
The SOI substrate 50 in which 5 is formed is obtained.

【0004】このようにして得られるSOI基板は様々
な装置を製造するために使用することができるが、例え
ば、図6に示すようなMISFETを製造する際に使用
することができる。同図のMISFETにおいては、絶
縁性基板61に島状に形成された半導体領域62の両端
部に不純物をイオン注入することにより、この領域にソ
ース領域S又はドレイン領域Dを形成している。ソース
領域Sとドレイン領域Dとの間はチャネル領域Cとな
り、このチャネル領域C上にはゲート酸化膜63を介し
てゲート電極64が設けられている。
The SOI substrate thus obtained can be used for manufacturing various devices. For example, it can be used for manufacturing a MISFET as shown in FIG. In the MISFET of the same figure, the source region S or the drain region D is formed in this region by ion-implanting impurities into both ends of the semiconductor region 62 formed in the insulating substrate 61 in an island shape. A channel region C is formed between the source region S and the drain region D, and a gate electrode 64 is provided on the channel region C via a gate oxide film 63.

【0005】しかし、SOI基板を使用した図6に示す
ようなMISFETにおいては、ゲート電極64と反対
側の半導体領域62に電荷が蓄積されるという問題があ
り、その結果、ゲート電極64でチャネル電流を有効に
制御することができなかった。
However, in the MISFET using the SOI substrate as shown in FIG. 6, there is a problem that charges are accumulated in the semiconductor region 62 on the side opposite to the gate electrode 64, and as a result, the channel current flows in the gate electrode 64. Could not be controlled effectively.

【0006】このため、図7に示すように、ゲート電極
64と反対側の半導体領域62の表にもゲート酸化膜6
5を介して第2のゲート電極66を形成することにより
ダブルゲート構造とし、半導体領域62に電荷が蓄積さ
れないようにすることが提案されている。
Therefore, as shown in FIG. 7, the gate oxide film 6 is formed on the surface of the semiconductor region 62 on the side opposite to the gate electrode 64.
It has been proposed that a second gate electrode 66 is formed via 5 to form a double gate structure so that charges are not accumulated in the semiconductor region 62.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図5に
示したように、シリコンウエハ51を研磨して半導体領
域55を形成する場合、その半導体領域の厚みの制御
は、実際の厚さを計測しているのではなく、研磨レート
が半導体領域51の材料と異なるSiO酸化膜52の
表面52a(図5(e))を研磨ストッパーとして用い
ているに過ぎないために、半導体領域の中央部の厚みが
その周縁部にくらべ薄くなり、厚みコントロールができ
ないという問題があった。このような問題は、SOI基
板に単一の半導体領域を形成する場合の他、複数の半導
体領域を形成する場合にも生じていた。特に、SOI基
板に面積の異なる複数の半導体領域を形成する場合に
は、その複数の半導体領域のうち、広い面積の半導体領
域の厚み制御が困難となっていた。
However, as shown in FIG. 5, when the silicon wafer 51 is polished to form the semiconductor region 55, the thickness of the semiconductor region is controlled by measuring the actual thickness. However, the surface 52a (FIG. 5E) of the SiO 2 oxide film 52 having a polishing rate different from that of the material of the semiconductor region 51 is merely used as a polishing stopper. There is a problem that the thickness becomes thinner than that of the peripheral portion and the thickness cannot be controlled. Such a problem has occurred not only when forming a single semiconductor region on an SOI substrate but also when forming a plurality of semiconductor regions. In particular, when forming a plurality of semiconductor regions having different areas on the SOI substrate, it is difficult to control the thickness of a semiconductor region having a wide area among the plurality of semiconductor regions.

【0008】このため、図6又は7のようなMISFE
Tセルを構成した場合に、ソース領域、ドレイン領域及
びチャネル領域を構成する半導体領域の厚みの制御が不
十分となり、ゲート閾値電圧が変動して所期の性能をセ
ルに実現できないという問題があった。
Therefore, the MISFE as shown in FIG.
When the T cell is formed, there is a problem that the control of the thickness of the semiconductor region forming the source region, the drain region and the channel region becomes insufficient, and the gate threshold voltage fluctuates and the desired performance cannot be realized in the cell. It was

【0009】また、図7に示すようにSOI基板を利用
してダブルゲートを構成した場合には、セルフアライメ
ント法によりゲート電極64と66とを形成することは
構造的に不可能であり、それぞれ別個に形成していた。
そのため、ゲート電極間の位置ずれが生じ、半導体領域
に印加される電界にアンバランスが生じてゲート端部で
電界集中が起こり、その結果、デバイス特性に悪影響が
生じるという問題があった。
When the SOI substrate is used to form the double gate as shown in FIG. 7, it is structurally impossible to form the gate electrodes 64 and 66 by the self-alignment method. It was formed separately.
As a result, there is a problem in that misalignment occurs between the gate electrodes, an electric field applied to the semiconductor region becomes unbalanced, and electric field concentration occurs at the gate end, which adversely affects device characteristics.

【0010】また、図7に示すようにゲート電極64と
66とを半導体領域62の上下に形成してダブルゲート
構造とした場合、半導体領域に接続するための配線やキ
ャパシタなどを、ゲート電極を避けて半導体領域の側方
に形成することとなり、そのため、デバイスの占有面積
が増大して集積度向上の障害となっていた。
Further, when the gate electrodes 64 and 66 are formed above and below the semiconductor region 62 to form a double gate structure as shown in FIG. 7, wiring, capacitors, etc. for connecting to the semiconductor region are connected to the gate electrode. Since it is formed on the side of the semiconductor region, the area occupied by the device is increased, which is an obstacle to improving the degree of integration.

【0011】本発明は、以上のような従来技術の課題を
解決しようとするものであり、SOI基板の研磨時の半
導体領域の厚さムラに実質的に影響されずに半導体領域
を形成できるようにし、同時に、MISFETなどのM
IS型半導体装置のダブルゲート構造を一つの工程でセ
ルフアライメント法により形成できるようにし、更に、
半導体素子の集積度を向上できるようにすることを目的
とする。
The present invention is intended to solve the above-described problems of the prior art, and enables formation of a semiconductor region without being substantially affected by the thickness unevenness of the semiconductor region during polishing of an SOI substrate. And at the same time, M such as MISFET
A double gate structure of an IS type semiconductor device can be formed by a self-alignment method in a single step.
It is an object of the present invention to improve the degree of integration of semiconductor devices.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者は、チャネル領
域をSOI基板に垂直方向に形成し、しかもそのチャネ
ル領域をその側面に設けた二つのゲート電極で制御でき
るようにすることにより上述の目的が達成できることを
見出し、本発明を完成させるに至った。
The present inventor has described the above by forming a channel region in a direction perpendicular to the SOI substrate and allowing the channel region to be controlled by two gate electrodes provided on the side surface thereof. The inventors have found that the object can be achieved, and have completed the present invention.

【0013】即ち、本発明は、SOI基板に設けられて
いる帯状の半導体領域と、ゲート絶縁膜を介して該半導
体領域に隣接するように設けられたゲート電極とから構
成されるMIS型半導体装置において、帯状の半導体領
域が互いに対向する帯状の二つのゲート電極の間に設け
られており、半導体領域に形成されるチャネルがSOI
基板の垂直方向に形成されていることを特徴とするMI
S型半導体装置を提供する。
That is, the present invention is a MIS type semiconductor device comprising a band-shaped semiconductor region provided on an SOI substrate and a gate electrode provided so as to be adjacent to the semiconductor region via a gate insulating film. A strip-shaped semiconductor region is provided between two strip-shaped gate electrodes facing each other, and the channel formed in the semiconductor region is SOI.
MI characterized by being formed in the vertical direction of the substrate
An S-type semiconductor device is provided.

【0014】また、本発明は、前述のMIS型半導体装
置の製造方法において:SOI基板に設けられている半
導体領域の側面が露出するように帯状に半導体領域をパ
ターニングする工程;SOI基板の表面にゲート酸化膜
を形成する工程;ゲート酸化膜の上にポリシリコン層を
形成する工程;及びポリシリコン層を異方性エッチバッ
クして半導体領域の両側面に互いに対向する帯状の二つ
のゲート電極を形成する工程を含んでなることを特徴と
する製造方法を提供する。
In addition, the present invention provides the method for manufacturing a MIS type semiconductor device described above: a step of patterning the semiconductor region in a strip shape so that a side surface of the semiconductor region provided on the SOI substrate is exposed; Forming a gate oxide film; forming a polysilicon layer on the gate oxide film; and anisotropically etching back the polysilicon layer to form two strip-shaped gate electrodes facing each other on both sides of the semiconductor region. Provided is a manufacturing method including a forming step.

【0015】[0015]

【作用】本発明のMIS型半導体装置及びその製造方法
においては、チャネル領域をSOI基板に垂直方向に形
成する。従って、セル占有面積を増大させることなく、
ゲート長(図1におけるx)をSOI基板の垂直方向に
長くすることができ、ゲート長の選択の幅を広げること
が可能となる。
In the MIS type semiconductor device and the manufacturing method thereof according to the present invention, the channel region is formed in the direction perpendicular to the SOI substrate. Therefore, without increasing the cell occupation area,
The gate length (x in FIG. 1) can be lengthened in the vertical direction of the SOI substrate, and the range of selection of the gate length can be widened.

【0016】また、ソース領域、ドレイン領域及びチャ
ネル領域を構成する半導体領域の幅(図1におけるy)
は非常に精度の高い異方性エッチングにより形成でき、
0.01μmオーダーでその幅をコントロールすること
が可能となる。従って、SOI基板の研磨ムラの影響を
排除することができる。よって、本発明のMIS型半導
体装置は安定したゲート閾値電圧を有する半導体装置と
なる。また、半導体領域の厚みを非常に薄いものとする
ことができるので、ゲート電極による制御性を高めるこ
とができる。
The width of the semiconductor region forming the source region, the drain region and the channel region (y in FIG. 1).
Can be formed by very precise anisotropic etching,
The width can be controlled on the order of 0.01 μm. Therefore, the influence of uneven polishing of the SOI substrate can be eliminated. Therefore, the MIS semiconductor device of the present invention becomes a semiconductor device having a stable gate threshold voltage. Moreover, since the thickness of the semiconductor region can be made very thin, controllability by the gate electrode can be enhanced.

【0017】また、本発明においては、チャネル領域を
その側面に設けた二つのゲート電極で制御する。従っ
て、ゲート電極の制御性が更に向上し、しかも、電荷が
半導体領域に蓄積しない。
Further, in the present invention, the channel region is controlled by the two gate electrodes provided on the side surface thereof. Therefore, the controllability of the gate electrode is further improved, and electric charges are not accumulated in the semiconductor region.

【0018】[0018]

【実施例】以下、本発明を図面を参照しながら更に詳細
に説明する。
The present invention will be described in more detail below with reference to the drawings.

【0019】図1(a)は、本発明のMIS型半導体装
置の基本的態様の断面斜視図である。この半導体装置
は、SOI基板1にSiやGaAsなどからなる帯状の
半導体領域2が設けられており、その両側にゲート絶縁
膜3を介して帯状のゲート電極4a及び4bとが配設さ
れた構造を有している。ここで、半導体領域2の上下の
端部には、それぞれソース領域もしくはドレイン領域
(S/D)とドレイン領域もしくはソース領域(D/
S)とが形成されており、従って、SOI基板1の垂直
方向にチャネル領域Cが形成されている。また、半導体
領域2はその下部及び上部で電極5及び6に接続され、
また、上部の電極5の下層には層間絶縁膜7が形成され
ている。なお、ゲート電極4a、4bの配線の引き出し
は図面の手前側から行う(図示せず)。このような構造
とすることにより、セル占有面積を増大させることな
く、ゲート長をSOI基板の垂直方向に延ばすことが可
能となり、素子構造の自由度を向上させることができ
る。また、二つのゲートで一つのチャネル領域を制御す
るので、制御性を高めることができ、しかも半導体領域
2に電荷を蓄積しないようにすることができる。
FIG. 1A is a sectional perspective view of the basic mode of the MIS type semiconductor device of the present invention. In this semiconductor device, a band-shaped semiconductor region 2 made of Si, GaAs or the like is provided on an SOI substrate 1, and band-shaped gate electrodes 4a and 4b are arranged on both sides of the band-shaped semiconductor region 2 with a gate insulating film 3 interposed therebetween. have. Here, a source region or a drain region (S / D) and a drain region or a source region (D /
S) are formed, and therefore, the channel region C is formed in the vertical direction of the SOI substrate 1. Further, the semiconductor region 2 is connected to the electrodes 5 and 6 at the lower and upper portions thereof,
Further, an interlayer insulating film 7 is formed below the upper electrode 5. The wiring of the gate electrodes 4a and 4b is drawn from the front side of the drawing (not shown). With such a structure, the gate length can be extended in the vertical direction of the SOI substrate without increasing the cell occupying area, and the degree of freedom of the element structure can be improved. In addition, since one channel region is controlled by the two gates, controllability can be improved, and moreover, charges can be prevented from being accumulated in the semiconductor region 2.

【0020】図1(a)の態様では、半導体領域2がそ
の下部及び上部で電極5及び6に接続されている例を示
したが、電極のいずれかをキャパシタに代えてもよく、
その場合にはDRAMセルが構成できる。
In the embodiment shown in FIG. 1A, the semiconductor region 2 is connected to the electrodes 5 and 6 at the lower and upper portions thereof, but any one of the electrodes may be replaced by a capacitor.
In that case, a DRAM cell can be constructed.

【0021】なお、図1(a)の態様では、SOI基板
の一つの半導体領域に、二つのゲーデート電極で一つの
チャネル領域を制御する半導体装置を構成した例を示し
たが、本発明はこの態様に限定されることなく、SOI
基板の一つの半導体領域に2つ以上の同様の半導体装置
を構成したものも本発明に含まれる。図1(b)に、S
OI基板の一つの半導体領域に2つの同様の半導体装置
を構成した例を示す。次に、本発明のMIS型半導体装
置の製造方法を、DRAMに適用した場合を例にとり図
2〜図4に従って説明する。
Although the embodiment of FIG. 1A shows an example in which a semiconductor device in which one gate region is controlled by two gate electrode is formed in one semiconductor region of the SOI substrate, the present invention is not limited to this. The SOI is not limited to the embodiment.
The present invention also includes two or more similar semiconductor devices formed in one semiconductor region of the substrate. In FIG. 1 (b), S
An example in which two similar semiconductor devices are formed in one semiconductor region of the OI substrate is shown. Next, the manufacturing method of the MIS type semiconductor device of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0022】まず、SiやGaAsなどの半導体ウエハ
21をパターニングして凸部21aを形成する(図2
(a))。この凸部21aが、SOI基板の島状の半導
体領域となる。
First, the semiconductor wafer 21 such as Si or GaAs is patterned to form the convex portion 21a (FIG. 2).
(A)). This convex portion 21a becomes an island-shaped semiconductor region of the SOI substrate.

【0023】このウエハ21の上にSiO膜22を形
成する(図2(b))。そして、後述するビットライン
を形成するために、凸部21aに達する孔をSiO
22に形成し、更にポリシリコン23を全面に堆積させ
る(図2(c))。このとき、凸部21aとポリシリコ
ン23とのコンタクトは、ポリシリコン23に不純物を
イオン注入することによりとることができる。
A SiO 2 film 22 is formed on the wafer 21 (FIG. 2B). Then, in order to form a bit line to be described later, a hole reaching the convex portion 21a is formed in the SiO 2 film 22, and further polysilicon 23 is deposited on the entire surface (FIG. 2C). At this time, the contact between the convex portion 21a and the polysilicon 23 can be made by implanting impurities into the polysilicon 23.

【0024】次に、ポリシリコン23をパターニングし
てビットライン24を形成する(図2(d))。そして
全面に層間絶縁膜25を形成し(図2(e))、更に、
ポリシリコン26を堆積させて機械的に研磨して平坦化
する(図2(f))。
Next, the polysilicon 23 is patterned to form a bit line 24 (FIG. 2 (d)). Then, an interlayer insulating film 25 is formed on the entire surface (FIG. 2E), and further,
Polysilicon 26 is deposited and mechanically polished to planarize it (FIG. 2F).

【0025】次に、平坦化したポリシリコン26側にポ
リシリコンなどからなる支持基板27を貼り合わせる
(図2(g))。そして、SiO膜22を研磨ストッ
パーとしてウエハ21を研磨することにより、図2
(h)に示すような、ビットライン24が埋めまれ、そ
の上部にSiなどの半導体層28が形成されているSO
I基板20が得られる。
Next, a support substrate 27 made of polysilicon or the like is attached to the flattened polysilicon 26 side (FIG. 2 (g)). Then, the wafer 21 is polished by using the SiO 2 film 22 as a polishing stopper, and
SO in which the bit line 24 is buried and a semiconductor layer 28 such as Si is formed on the bit line 24 as shown in FIG.
The I substrate 20 is obtained.

【0026】次に、このSOI基板20の半導体層28
をパターニングして帯状の半導体領域29を形成する。
このとき、半導体領域29の側面を露出させるようにす
る(図3(i))。これは、後述するように、両側面に
ゲート電極を形成できるようにするためである。
Next, the semiconductor layer 28 of the SOI substrate 20.
Is patterned to form a band-shaped semiconductor region 29.
At this time, the side surface of the semiconductor region 29 is exposed (FIG. 3I). This is because the gate electrodes can be formed on both side surfaces as described later.

【0027】次に、全面にゲート酸化膜30を形成する
(図3(j))。
Next, a gate oxide film 30 is formed on the entire surface (FIG. 3 (j)).

【0028】このゲート酸化膜30上にポリシリコン3
1を堆積させ(図3(k))、反応性イオンエッチング
方法などにより異方性エッチバックして半導体領域29
の両側面にサイドウォール様の帯状のゲート電極32a
及び32bを形成する(図3(l))。
Polysilicon 3 is formed on the gate oxide film 30.
1 (FIG. 3 (k)) and anisotropically etched back by a reactive ion etching method or the like to form the semiconductor region 29.
Side wall-shaped gate electrodes 32a on both sides of the
And 32b are formed (FIG. 3 (l)).

【0029】次に、表面に層間絶縁膜33を形成する
(図3(m))。そして、半導体領域29に達するコン
タクトホールChを層間絶縁膜33に形成し、更に、露
出した半導体領域29に不純物をドープすることにより
ソース領域又はドレイン領域(S/D)を形成する(図
3(n))。
Next, an interlayer insulating film 33 is formed on the surface (FIG. 3 (m)). Then, a contact hole Ch reaching the semiconductor region 29 is formed in the interlayer insulating film 33, and the exposed semiconductor region 29 is further doped with an impurity to form a source region or a drain region (S / D) (FIG. 3 ( n)).

【0030】次に、スタック法などによりコンタクトホ
ールChを導電材料34で埋め込み、更に、その上に蓄
積ノード35を形成し、更に、全面にキャパシタ絶縁膜
36を形成する(図3(o))。
Next, the contact hole Ch is filled with the conductive material 34 by the stacking method or the like, the storage node 35 is further formed thereon, and the capacitor insulating film 36 is further formed on the entire surface (FIG. 3 (o)). .

【0031】その後、キャパシタ絶縁膜36上にセルプ
レート37を形成することにより、図3(p)に示すD
RAMを得ることができる。
After that, a cell plate 37 is formed on the capacitor insulating film 36 so that D shown in FIG.
RAM can be obtained.

【0032】このように、半導体層28を異方性エッチ
ングすることによりチャネル領域となる半導体領域を形
成するので、その厚みを非常に薄く且つ均一なものとす
ることができる。また、半導体領域の深さ方向のゲート
電極の長さ(ゲート長)をセル占有面積を増大させるこ
となく延ばすことができる。
As described above, since the semiconductor region 28 is formed by anisotropically etching the semiconductor layer 28, the thickness thereof can be made extremely thin and uniform. Further, the length of the gate electrode in the depth direction of the semiconductor region (gate length) can be extended without increasing the cell occupation area.

【0033】また、本発明においては、二つのゲート電
極が、エッチングレジストやエッチングマスクを使用す
ることのない異方性エッチバックにより、即ち、セルフ
アライメント法により、同時且つ対象的な形状に形成さ
れる。従って、本発明によれば、位置ずれのないダブル
ゲート構造の半導体装置を形成することができる。
Further, in the present invention, the two gate electrodes are simultaneously formed into symmetrical shapes by anisotropic etching back without using an etching resist or an etching mask, that is, by the self-alignment method. It Therefore, according to the present invention, it is possible to form a semiconductor device having a double gate structure with no displacement.

【0034】なお、図1(b)に示したように、SOI
基板の一つの半導体領域に2つの同様のセルを構成した
半導体装置は、SOI基板の一つの半導体層を図4に示
すように二つの独立した半導体領域29a、29bにパ
ターニングし、その他の工程は図2及び図3に示した工
程と基本的に同様とすることにより製造することができ
る。
As shown in FIG. 1B, the SOI
In a semiconductor device having two similar cells formed in one semiconductor region of a substrate, one semiconductor layer of an SOI substrate is patterned into two independent semiconductor regions 29a and 29b as shown in FIG. 4, and other steps are performed. It can be manufactured by basically the same steps as those shown in FIGS.

【0035】[0035]

【発明の効果】本発明によれば、SOI基板の研磨時の
半導体領域の厚さムラに実質的に影響されずに半導体領
域を形成できる。同時に、MISFETなどのMIS型
半導体装置のダブルゲート構造を一つの工程でセルフア
ライメント法により形成できる。更に、半導体素子の集
積度を向上できる。
According to the present invention, the semiconductor region can be formed without being substantially affected by the uneven thickness of the semiconductor region during polishing of the SOI substrate. At the same time, a double gate structure of a MIS type semiconductor device such as a MISFET can be formed by a self-alignment method in one step. Furthermore, the degree of integration of semiconductor elements can be improved.

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

【図1】本発明のMIS型半導体装置の基本的態様の断
面斜視図である。
FIG. 1 is a sectional perspective view of a basic aspect of a MIS type semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明のMIS型半導体装置をDRAMに適用
した場合の製造工程図である。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram when the MIS semiconductor device of the present invention is applied to a DRAM.

【図3】本発明のMIS型半導体装置をDRAMに適用
した場合の製造工程図である。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram when the MIS semiconductor device of the present invention is applied to a DRAM.

【図4】SOI基板の一つの半導体領域に2つの半導体
装置を構成する場合に必要な半導体領域のパターニング
の説明図である。
FIG. 4 is an explanatory diagram of patterning of a semiconductor region necessary when two semiconductor devices are formed in one semiconductor region of an SOI substrate.

【図5】SOI基板の製造工程図である。FIG. 5 is a manufacturing process diagram of an SOI substrate.

【図6】SOI基板を使用する従来のDRAMの概略断
面図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of a conventional DRAM using an SOI substrate.

【図7】SOI基板を使用する従来のダブルゲートDR
AMの概略断面図である。
FIG. 7 is a conventional double gate DR using an SOI substrate.
It is a schematic sectional drawing of AM.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 SOI基板 2 半導体領域 3 ゲート絶縁膜 4a、4b ゲート電極 S/D ソース領域もしくはドレインも領域 D/S ドレイン領域もしくはソース領域 C チャネル領域 1 SOI Substrate 2 Semiconductor Region 3 Gate Insulating Film 4a, 4b Gate Electrode S / D Source or Drain Region D / S Drain Region or Source Region C Channel Region

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 Z H01L 27/10 325 E 9056−4M 29/78 311 G ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI technical display location H01L 27/12 Z H01L 27/10 325 E 9056-4M 29/78 311 G

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 SOI基板に設けられている帯状の半導
体領域と、ゲート絶縁膜を介して該半導体領域に隣接す
るように設けられたゲート電極とから構成されるMIS
型半導体装置において、帯状の半導体領域が互いに対向
する帯状の二つのゲート電極の間に設けられており、半
導体領域に形成されるチャネルがSOI基板の垂直方向
に形成されていることを特徴とするMIS型半導体装
置。
1. A MIS comprising a band-shaped semiconductor region provided on an SOI substrate and a gate electrode provided adjacent to the semiconductor region with a gate insulating film interposed therebetween.
In the semiconductor device, a strip-shaped semiconductor region is provided between two strip-shaped gate electrodes facing each other, and a channel formed in the semiconductor region is formed in a vertical direction of the SOI substrate. MIS type semiconductor device.
【請求項2】 半導体領域の上部又は下部にキャパシタ
が形成されている請求項1記載のMIS型半導体装置。
2. The MIS type semiconductor device according to claim 1, wherein a capacitor is formed on an upper part or a lower part of the semiconductor region.
【請求項3】 請求項1記載のMIS型半導体装置の製
造方法において:SOI基板に設けられている半導体領
域の側面が露出するように帯状に半導体領域をパターニ
ングする工程;SOI基板の表面にゲート酸化膜を形成
する工程;ゲート酸化膜の上にポリシリコン層を形成す
る工程;及びポリシリコン層を異方性エッチバックして
半導体領域の両側面に互いに対向する帯状の二つのゲー
ト電極を形成する工程を含んでなることを特徴とする製
造方法。
3. The method for manufacturing a MIS type semiconductor device according to claim 1, wherein the step of patterning the semiconductor region in a strip shape so as to expose the side surface of the semiconductor region provided on the SOI substrate; the gate on the surface of the SOI substrate Forming an oxide film; forming a polysilicon layer on the gate oxide film; and anisotropically etching back the polysilicon layer to form two strip-shaped gate electrodes facing each other on both sides of the semiconductor region. A manufacturing method comprising the step of:
【請求項4】 半導体領域の上部又は下部にキャパシタ
が予め埋め込まれたSOI基板を使用する請求項3記載
の製造方法。
4. The manufacturing method according to claim 3, wherein an SOI substrate in which a capacitor is embedded in the upper or lower portion of the semiconductor region is used.
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