JPH0794717A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH0794717A
JPH0794717A JP23945093A JP23945093A JPH0794717A JP H0794717 A JPH0794717 A JP H0794717A JP 23945093 A JP23945093 A JP 23945093A JP 23945093 A JP23945093 A JP 23945093A JP H0794717 A JPH0794717 A JP H0794717A
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JP
Japan
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conductivity type
gate electrode
groove
trench
impurity
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Application number
JP23945093A
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Japanese (ja)
Inventor
Junji Koga
淳二 古賀
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPH0794717A publication Critical patent/JPH0794717A/en
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent a sidewall conductive layer from being placed in proximity to a gate electrode and increase the area of contact, by, after the formation of a trench in one of a source and a drain regions of a second conductivity type, forming the sidewall conductive layer on the side-wall of the trench, and forming the gate electrode in a way that the distance between its one and and the gate electrode-side end of the trench will satisfy a specific formula. CONSTITUTION:A trench 6 is formed in one of a source and a drain regions 6 of a second conductivity type, and a side-wall conductive layer 4a is formed on the sidewall of the trench 6. The sidewall conductive layer's closeness to one end of a gate electrode, formed on the semiconductor between the source and the drain, is prevented when the formula holds, where L=length of the gate electrode; delta:distance from one end of the gate electrode to the gate electrode-side end of the trench; Nsub= concentration of impurity of a first conductivity type in the semiconductor substrate; Na=concentration of impurity of the second conductivity type in the sidewall conductive layer; Vb1=junction potential barrier between the semiconductor substrate and the side-wall conductive layer; Xj=distance between the junction and the surface of the sidewall of the trench; q=electronic charge of electrons; epsilon=permittivity of the semiconductor substrate; and Vdd:supply voltage of the circuit.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に係わり、特にMIS型トランジスタ及びその製造
方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and its manufacturing method, and more particularly to a MIS type transistor and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、シリコンMOSLSIは、微細化
により高性能化・高機能化を達成している。しかしなが
ら、素子のサイズが0.1μm以下のレベルになると、
ソース/ドレイン領域と金属配線との接触面積が極端に
小さくなり、コンタクト抵抗が増大するという問題が発
生する。その結果、回路のスピード性能が劣化し、微細
化のメリットである高性能化が達成できないという困難
があった。
2. Description of the Related Art In recent years, silicon MOS LSIs have achieved high performance and high functionality due to miniaturization. However, when the element size reaches a level of 0.1 μm or less,
The contact area between the source / drain region and the metal wiring becomes extremely small, which causes a problem that contact resistance increases. As a result, the speed performance of the circuit deteriorates, and it is difficult to achieve high performance, which is an advantage of miniaturization.

【0003】図5は、従来のトランジスタ構造を示す断
面図である。素子のスケーリングに伴ってコンタクト径
も小さくなるので、図5(a)の構造ではコンタクト面
積が極端に小さくなることがわかる。ここで、51はシ
リコン基板、52は素子分離絶縁膜、52aはゲ−ト絶
縁膜、53はゲ−ト電極、54はソース/ドレイン領
域、55は層間絶縁膜、57は金属配線である。
FIG. 5 is a sectional view showing a conventional transistor structure. It can be seen that the contact area becomes extremely small in the structure of FIG. 5A because the contact diameter also becomes smaller as the element is scaled. Here, 51 is a silicon substrate, 52 is an element isolation insulating film, 52a is a gate insulating film, 53 is a gate electrode, 54 is a source / drain region, 55 is an interlayer insulating film, and 57 is a metal wiring.

【0004】これに対して、図5(b)の構造によりコ
ンタクト面積を増やすことが知られている。つまり、ソ
ース/ドレイン領域54の一部に溝56を形成し、これ
を金属配線57とのコンタクト(トレンチコンタクト)
として利用することにより、接触面積を増大させてコン
タクト抵抗を低減する。図5(b)で深い溝を掘るに
は、ソース/ドレイン領域54の接合深さXj を同時に
深くする必要がある。このとき、ゲート端に深い接合の
領域54aが近づきすぎると、不純物の横方向拡散によ
り短チャネル効果が顕著になり、トランジスタ特性が劣
化する。よって、ゲート53から溝56までの距離δ
は、およそ溝の深さに比例して長くしていかなければな
らないことになる。δを長くすることは微細化に反する
ので、溝を深く形成することは好ましくないということ
になり、結局、十分なコンタクト面積を得ることは難し
いことになる。
On the other hand, it is known to increase the contact area by the structure of FIG. That is, the trench 56 is formed in a part of the source / drain region 54, and is contacted with the metal wiring 57 (trench contact).
As a result, the contact area is increased and the contact resistance is reduced. In order to dig a deep groove in FIG. 5B, it is necessary to simultaneously increase the junction depth X j of the source / drain regions 54. At this time, if the deep junction region 54a comes too close to the gate end, the short channel effect becomes conspicuous due to the lateral diffusion of impurities, and the transistor characteristics deteriorate. Therefore, the distance δ from the gate 53 to the groove 56
Would have to be lengthened approximately in proportion to the depth of the groove. Since increasing δ is against the miniaturization, it is not preferable to form the groove deeply, and eventually it is difficult to obtain a sufficient contact area.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
トレンチコンタクトでは、短チャネル効果を抑制するた
めゲートから溝までの距離は溝の深さに比例して長くし
ていかなければならず、微細化とコンタクト抵抗の低減
との両立が難しいという問題があった。本発明は、接触
面積が大きく、かつ、微細化に適したトレンチコンタク
トを実現することを目的とする。
As described above, in the conventional trench contact, the distance from the gate to the groove must be increased in proportion to the depth of the groove in order to suppress the short channel effect. However, there is a problem that it is difficult to achieve both miniaturization and reduction of contact resistance. An object of the present invention is to realize a trench contact having a large contact area and suitable for miniaturization.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記した問題を解決する
ため本発明は、第1導電型の不純物を含む半導体基体表
面に形成された第2導電型の不純物を含むソ−ス領域及
びドレイン領域と、このソ−ス領域及びドレイン領域の
少なくとも一つに形成された溝と、この溝の側壁に形成
された第2導電型の不純物を含む側壁導電層と、前記溝
の内部に埋め込み形成された導体層と、前記ソ−ス領域
及びドレイン領域の間の半導体基体上に形成されたゲ−
ト電極とを具備し、前記ゲ−ト電極の長さをL、前記ゲ
ート電極の一端から前記溝の前記ゲート電極側の一端ま
での距離をδ、前記半導体基体の第1導電型の不純物濃
度をNsub 、前記側壁導電層の第2導電型の不純物濃度
をNa 、前記半導体基体及び前記側壁導電層の間の接合
の電位障壁をVbi、前記接合の前記溝の側壁表面からの
距離をXj 、電子の素電荷をq、前記半導体基体の誘電
率をε、回路の電源電圧をVddとしたとき、δが、
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a source region and a drain region containing a second conductivity type impurity formed on the surface of a semiconductor substrate containing a first conductivity type impurity. A trench formed in at least one of the source region and the drain region, a sidewall conductive layer containing impurities of the second conductivity type formed in the sidewall of the trench, and buried in the trench. A conductive layer and a gate formed on the semiconductor substrate between the source region and the drain region.
A gate electrode, the length of the gate electrode is L, the distance from one end of the gate electrode to one end of the groove on the gate electrode side is δ, and the impurity concentration of the first conductivity type of the semiconductor substrate is the N sub, second conductivity type impurity concentration N a of the sidewall conductive layer, the distance from the semiconductor substrate and V bi the potential barrier of the junction between the sidewall conductive layer, the sidewall surface of the groove of the joining Is X j , the elementary charge of electrons is q, the dielectric constant of the semiconductor substrate is ε, and the power supply voltage of the circuit is V dd , δ is

【0007】[0007]

【数2】 を満たしていることを特徴とする半導体装置を提供す
る。
[Equation 2] There is provided a semiconductor device characterized by satisfying:

【0008】また本発明は、第1導電型の不純物を含む
半導体基体表面に第2導電型の不純物を含むソ−ス領域
及びドレイン領域を形成する工程と、このソ−ス領域及
びドレイン領域の少なくとも一つに溝を形成する工程
と、この溝の側壁に第2導電型の不純物を導入する工程
と、前記溝の内部に導体層を埋め込み形成する工程と、
前記ソ−ス領域及びドレイン領域の間となる半導体基体
上にゲ−ト電極を形成する工程とを具備したことを特徴
とする半導体装置の製造方法を提供する。好ましくは、
前記第2導電型の不純物を導入する工程は、第2導電型
の不純物をイオン注入するか、若しくは熱拡散せしめる
ことにより行うと良い。
According to the present invention, a step of forming a source region and a drain region containing an impurity of the second conductivity type on the surface of a semiconductor substrate containing an impurity of the first conductivity type, and a step of forming the source region and the drain region. Forming a groove in at least one of the grooves, introducing a second conductivity type impurity into the sidewall of the groove, and forming a conductor layer inside the groove.
And a step of forming a gate electrode on the semiconductor substrate between the source region and the drain region. Preferably,
The step of introducing the second conductivity type impurity may be performed by ion implantation of the second conductivity type impurity or by thermal diffusion.

【0009】[0009]

【作用】本発明によれば、第1導電型の半導体基体表面
に形成された第2導電型のソ−ス領域及びドレイン領域
の少なくとも一つに溝が形成され、この溝の側壁に第2
導電型の不純物が導入されて側壁導電層が形成されるの
で、前記ソ−ス領域及びドレイン領域の間の半導体基体
上に形成されたゲ−ト電極の一端に前記側壁導電層が近
づくことを防止できる。このため、微細な領域に形成し
た深い溝に対しても、コンタクト面積を増大させつつ第
2導電型の不純物の横方向拡散による短チャネル効果を
防止することができ、トランジスタ特性を効果的に向上
させることが可能となる。したがって、微細化とコンタ
クト抵抗の低減化との両立を実現できる。
According to the present invention, a groove is formed in at least one of the second conductivity type source region and the drain region formed on the surface of the first conductivity type semiconductor substrate, and the second groove is formed on the sidewall of the groove.
Since the conductive type impurities are introduced to form the side wall conductive layer, the side wall conductive layer is prevented from approaching one end of the gate electrode formed on the semiconductor substrate between the source region and the drain region. It can be prevented. Therefore, even for a deep groove formed in a fine region, it is possible to prevent the short channel effect due to the lateral diffusion of the second conductivity type impurity while increasing the contact area, and effectively improve the transistor characteristics. It becomes possible. Therefore, both miniaturization and reduction of contact resistance can be realized.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ詳
細に説明する。図1は、本発明による半導体装置に係る
一実施例のMOS型トランジスタの構造を示す断面図で
ある。この図に示されるように、p型シリコン基板1表
面には選択的にシリコン酸化膜(素子分離絶縁膜)2が
形成されており、この素子分離絶縁膜2に囲まれた領域
にはn型のソース/ドレイン領域4が形成されている。
このソース/ドレイン領域4の間のシリコン基板1上に
はシリコン酸化膜(ゲ−ト絶縁膜)2aを介してゲ−ト
電極3が形成されている。
Embodiments of the present invention will now be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a MOS transistor according to an embodiment of the semiconductor device of the present invention. As shown in this figure, a silicon oxide film (element isolation insulating film) 2 is selectively formed on the surface of a p-type silicon substrate 1, and an n-type is formed in a region surrounded by the element isolation insulating film 2. Source / drain regions 4 are formed.
A gate electrode 3 is formed on the silicon substrate 1 between the source / drain regions 4 via a silicon oxide film (gate insulating film) 2a.

【0011】一方、ソース/ドレイン領域4の一部には
深い溝6が形成されており、この溝6の側壁部および底
面部には側壁導電層4aが形成されている。側壁導電層
4aはソース/ドレイン領域4と電気的に接触してい
る。溝6はコンタクトに用いられ、その内部には金属配
線7が埋め込み形成されている。コンタクト面積は溝6
の表面積に等しいので、溝6を深くすることにより、コ
ンタクト面積を増大させることができる。すなわち、金
属配線7をソース/ドレイン領域4及び側壁導電層4a
に対して十分広いコンタクト面積で電気的に接触せしめ
ることが可能となる。なお、5はシリコン酸化膜(層間
絶縁膜)である。
On the other hand, a deep trench 6 is formed in a part of the source / drain region 4, and a sidewall conductive layer 4a is formed on the sidewall and bottom of the trench 6. Sidewall conductive layer 4a is in electrical contact with source / drain region 4. The groove 6 is used for a contact, and a metal wiring 7 is embedded and formed inside thereof. Contact area is groove 6
Since it is equal to the surface area of the contact area, the contact area can be increased by making the groove 6 deep. That is, the metal wiring 7 is connected to the source / drain region 4 and the sidewall conductive layer 4a.
It is possible to make electrical contact with a sufficiently wide contact area. Reference numeral 5 is a silicon oxide film (interlayer insulating film).

【0012】ここで、ゲート電極3の一端から溝6のゲ
ート電極3側の一端までの距離δの満たすべき条件を求
める。このとき、ゲート電極3の一端近傍では十分浅い
接合が達成され、短チャネル効果は抑制されているもの
とする。ソース/ドレイン領域4の深い溝6同士がパン
チスルーすると、本来抑制されるべき短チャネル効果が
現れるようになってしまう。パンチスルーが起きないた
めにはδに制限がつく。溝6の側壁部から延びる空乏層
の厚さは、ソース側(Ws )およびドレイン側(Wd
で各々、
Here, a condition to be satisfied by the distance δ from one end of the gate electrode 3 to one end of the groove 6 on the gate electrode 3 side will be determined. At this time, it is assumed that a sufficiently shallow junction is achieved near one end of the gate electrode 3 and the short channel effect is suppressed. If the deep trenches 6 in the source / drain region 4 are punched through, the short channel effect, which should be suppressed originally, appears. In order to prevent punch through, δ is limited. The thickness of the depletion layer extending from the side wall of the groove 6 is the source side (W s ) and the drain side (W d ).
And each,

【0013】[0013]

【数3】 [Equation 3]

【0014】[0014]

【数4】 と表される。[Equation 4] Is expressed as

【0015】ここで、qは電子の素電荷、εはシリコン
基板1の誘電率であり、このトランジスタで構成される
回路の電源電圧をVddとした。また、溝6の側壁部に形
成されるpn接合のソース/ドレイン領域側(側壁導電
層)の不純物濃度をNa 、p型シリコン基板1の不純物
濃度をNsub 、前記pn接合の電位障壁をVbiとする。
Here, q is the elementary charge of electrons, ε is the dielectric constant of the silicon substrate 1, and the power supply voltage of the circuit composed of this transistor is V dd . Further, the impurity concentration on the source / drain region side (sidewall conductive layer) of the pn junction formed on the sidewall of the trench 6 is N a , the impurity concentration of the p-type silicon substrate 1 is N sub , and the potential barrier of the pn junction is Let V bi .

【0016】もし、p型シリコン基板1の不純物濃度が
深さによって異なるときには、以下の議論では、最も低
い基板濃度をNsub とするのが適切である。パンチスル
ーが起きないためには、溝6同士の距離をWs +Wd
り大きくすればよい。つまり、ゲート電極3の長さを
L、前記pn接合の溝6の側壁表面からの距離をXj
すれば、
If the impurity concentration of the p-type silicon substrate 1 varies depending on the depth, it is appropriate to set the lowest substrate concentration to N sub in the following discussion. In order to prevent punch-through, the distance between the grooves 6 may be set larger than W s + W d . That is, if the length of the gate electrode 3 is L and the distance from the side wall surface of the groove 6 of the pn junction is X j ,

【0017】[0017]

【数5】 である。[Equation 5] Is.

【0018】この(4)式について整理すれば、(1)
式が得られる。以上のように得られた結果の式を、実際
にコンタクト抵抗が問題になる0.1μm領域のMOS
FETに適用する。このとき、L=0.1μm、Na
1020cm-3、Nsub =1017cm-3、Vbi=1V、X
j =0.05μm、Vdd=1.5V、q=1.6×10
-19C、ε=11.9×8.85×10 -14F/cmで
ある。この場合、(1)式はδ>0.15μmとなる。
0.1μm素子では、ゲート電極3の一端から溝6のゲ
ート電極3側の一端までの距離δが0.15μmより大
きくなるように溝6を離間して形成すればよいことにな
り、非常に微細化に適している。
The equation (4) can be summarized as (1)
The formula is obtained. The equation obtained as described above is used to calculate the MOS in the 0.1 μm region where the contact resistance is actually a problem.
Applies to FET. At this time, L = 0.1 μm and N a =
10 20 cm -3 , N sub = 10 17 cm -3 , V bi = 1V, X
j = 0.05 μm, V dd = 1.5V, q = 1.6 × 10
-19 C, ε = 11.9 x 8.85 x 10 -14 F / cm. In this case, the equation (1) is δ> 0.15 μm.
In a 0.1 μm element, the grooves 6 may be formed so that the distance δ from one end of the gate electrode 3 to one end of the groove 6 on the gate electrode 3 side is larger than 0.15 μm. Suitable for miniaturization.

【0019】なおここで、Nsub の値が通常のトレンド
の値に比べて低くなっているが、これは基板の深いとこ
ろ、つまり、p型シリコン基板1の不純物濃度が最も低
いところのパンチスルーを考えなければならないためで
ある。基板1表面近傍では、Nsub =1018cm-3程度
が達成されていなければならない。
Here, the value of N sub is lower than the value of the usual trend, but this is punch-through at a deep portion of the substrate, that is, at a portion where the impurity concentration of the p-type silicon substrate 1 is the lowest. This is because you have to think about. Near the surface of the substrate 1, N sub = 10 18 cm −3 must be achieved.

【0020】図2は、図1のMOSFET型構造につい
てシミュレーションを行った結果である。横軸は、ゲー
ト電極3の一端から溝6のゲート電極3側の一端までの
距離δである。縦軸は、溝6がある場合とない場合とで
のしきい値の差ΔVthである。ここでのしきい値ΔVth
は、ドレイン電流が1μA流れるときのゲート電圧で定
義している。もし、溝6同士のパンチスルーが発生すれ
ば、溝6がある場合のしきい値が低くなるので、縦軸の
値は大きくなる。逆に、パンチスルーがなければ、縦軸
の値はほぼ0に等しくなる。
FIG. 2 shows the result of simulation performed on the MOSFET type structure of FIG. The horizontal axis is the distance δ from one end of the gate electrode 3 to one end of the groove 6 on the gate electrode 3 side. The vertical axis represents the difference ΔV th between the threshold values with and without the groove 6. Threshold value here ΔV th
Is defined as the gate voltage when the drain current flows by 1 μA. If punch-through occurs between the grooves 6, the threshold value when the grooves 6 are present becomes low, and the value on the vertical axis becomes large. On the contrary, if there is no punch through, the value on the vertical axis is almost equal to 0.

【0021】図2から、溝6の深さdを深くしても、δ
を一定の距離だけ離せば、パンチスルーは完全に抑えら
れることがわかる。その距離は、(1)式の右式からわ
かるように、チャネル領域の基板不純物濃度を変えるこ
とにより制御可能であり、微細化にも対応できる。換言
すれば、(1)式の右辺に相当する距離だけδを離せ
ば、溝の深さをほぼ無限に深くすることが可能であるこ
とを、シミュレーション結果は示していることになる。
これによって、微細化とコンタクト抵抗低減化との両立
が実現できることになる。
From FIG. 2, even if the depth d of the groove 6 is increased, δ
It can be seen that punch-through can be completely suppressed by separating by a certain distance. The distance can be controlled by changing the substrate impurity concentration in the channel region, as can be seen from the formula (1) on the right side, and can be applied to miniaturization. In other words, the simulation result indicates that the depth of the groove can be made almost infinite by separating δ by the distance corresponding to the right side of the equation (1).
As a result, both miniaturization and reduction of contact resistance can be realized.

【0022】次に、図1に示した本発明による半導体装
置の製造方法の一実施例について説明する。図3はその
製造工程を示す断面図である。まず、通常のMOSプロ
セスを使って、p型シリコン基板1表面にn型MOSF
ETを形成する。層間絶縁膜5の堆積まで終了した断面
図が図3(a)である。
Next, an embodiment of the method of manufacturing the semiconductor device according to the present invention shown in FIG. 1 will be described. FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process. First, using an ordinary MOS process, an n-type MOSF is formed on the surface of the p-type silicon substrate 1.
Form ET. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the process up to the deposition of the interlayer insulating film 5.

【0023】次に、図3(b)示すようにn型ソース/
ドレイン領域4のコンタクト部分直上の層間絶縁膜5の
部分を公知の反応性イオンエッチング(RIE)法によ
り開口し、さらに引き続いてシリコン基板1を公知のR
IE法によって加工し、溝6を形成する。次いで、全面
にひ素のイオン注入を行い、活性化のための熱処理を行
うと、溝6の側壁部および底面部にn型高濃度不純物領
域(側壁導電層)4aが形成される。このイオン注入に
おいては、イオンの多重反射により溝6の側壁部にも不
純物が導入されるように、イオン注入の入射角度は適宜
最適化する。例えば、シリコン基板1の垂直軸に対して
7°乃至10°程度の角度だけ傾けて、イオン注入を行
うと良い。
Next, as shown in FIG. 3B, an n-type source /
A portion of the interlayer insulating film 5 directly above the contact portion of the drain region 4 is opened by a known reactive ion etching (RIE) method, and subsequently, the silicon substrate 1 is formed into a known R film.
The groove 6 is formed by processing by the IE method. Then, arsenic is ion-implanted over the entire surface and a heat treatment for activation is performed to form n-type high-concentration impurity regions (sidewall conductive layers) 4a on the sidewalls and bottom of the trench 6. In this ion implantation, the incident angle of the ion implantation is appropriately optimized so that the impurities are also introduced into the side wall of the groove 6 by the multiple reflection of the ions. For example, it is advisable to perform ion implantation at an angle of about 7 ° to 10 ° with respect to the vertical axis of the silicon substrate 1.

【0024】次に、CVD法により金属膜7を全面に堆
積させた後、RIE法等により加工を行って配線金属7
をパタ−ン形成し、本発明による半導体装置を完成する
(図3(c))。ここで、配線金属7としては、例え
ば、タングステン、アルミニウム、チタンなどが適当で
ある。
Next, a metal film 7 is deposited on the entire surface by the CVD method, and then processed by the RIE method or the like to form the wiring metal 7.
To form a semiconductor device according to the present invention (FIG. 3C). Here, as the wiring metal 7, for example, tungsten, aluminum, titanium or the like is suitable.

【0025】図3では、n型MOSFETの場合につい
て説明したが、イオン種を逆にすることにより、p型M
OSFETを製造することもできることは言うまでもな
い。図4は、本発明による半導体装置の他の実施例の構
造を示す断面図である。図3の半導体装置と共通部分に
は同じ符号を付して示し詳細な説明は省略する。
In FIG. 3, the case of the n-type MOSFET has been described. However, by reversing the ion species, the p-type M
It goes without saying that an OSFET can be manufactured. FIG. 4 is a sectional view showing the structure of another embodiment of the semiconductor device according to the present invention. The same parts as those of the semiconductor device of FIG. 3 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted.

【0026】この図に示されるように、p型シリコン基
板1の内部にはn型高濃度不純物領域8が埋め込まれて
おり、このn型高濃度不純物領域8によって隣り合うn
型MOSFETがn型ソース/ドレイン領域4において
電気的に接続されている。溝6の深さには制限がないた
め、図4のように埋め込み配線に応用することも可能で
ある。
As shown in this drawing, an n-type high-concentration impurity region 8 is buried inside the p-type silicon substrate 1, and the n-type high-concentration impurity regions 8 are adjacent to each other.
Type MOSFETs are electrically connected in the n type source / drain regions 4. Since the depth of the groove 6 is not limited, it can be applied to embedded wiring as shown in FIG.

【0027】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはない。例えば、上記実施例においては溝6の側壁部
および底面部にn型高濃度不純物領域(側壁導電層)4
aを形成したが、この高濃度不純物領域(側壁導電層)
4aを溝6の底面部には形成せず、溝6の側壁部にのみ
形成することも可能である。
The present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, the n-type high-concentration impurity region (sidewall conductive layer) 4 is formed on the side wall and the bottom of the groove 6.
a is formed, but this high-concentration impurity region (sidewall conductive layer)
It is also possible to form 4a only on the side wall of the groove 6 without forming it on the bottom of the groove 6.

【0028】また、n型高濃度不純物領域(側壁導電
層)4aは、イオン注入法以外にジボラン、フォスフィ
ン、アルシン等のガス、或いはBPSGやAsSG等の
膜を用いて熱拡散法によって形成することもできる。
The n-type high-concentration impurity region (sidewall conductive layer) 4a is formed by a thermal diffusion method using a gas such as diborane, phosphine, or arsine, or a film such as BPSG or AsSG, other than the ion implantation method. You can also

【0029】さらにまた、上記実施例においてはMOS
FETに対する応用例について述べたが、MISFET
一般に用いることができるのは勿論のこと、ショットキ
−接合を利用したMESFET等の他の電界効果トラン
ジスタ−や、DRAM、E2PROM等のメモリ−や、
CCD(電荷結合デバイス)等の他のデバイスに対して
も用いることができる。その他、本発明の要旨を逸脱し
ない範囲で種々変形して実施することが可能である。
Furthermore, in the above embodiment, the MOS
The application example for the FET has been described. MISFET
Not only can it be generally used, but other field effect transistors such as MESFETs utilizing Schottky junctions, memories such as DRAM and E 2 PROM,
It can also be used for other devices such as CCDs (charge coupled devices). In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0030】[0030]

【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、容易
に微細で、かつ、抵抗の低いトレンチコンタクトを実現
することが可能である。
As described above, according to the present invention, it is possible to easily realize a fine and low-resistance trench contact.

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

【図1】 本発明による半導体装置に係る一実施例の構
造を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of an embodiment of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】 図1に示した半導体装置についてのシミュレ
ーションの結果を示す特性図。
FIG. 2 is a characteristic diagram showing a result of simulation of the semiconductor device shown in FIG.

【図3】 本発明による半導体装置の製造方法に係わる
一実施例を示す工程断面図。
FIG. 3 is a process cross-sectional view showing one embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】 本発明による半導体装置に係る他の実施例の
構造を示す断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing the structure of another embodiment of the semiconductor device according to the present invention.

【図5】 従来の半導体装置の構造を示す断面図。FIG. 5 is a sectional view showing the structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型シリコン基板 2 シリコン酸化膜(素子分離絶縁膜) 2a シリコン酸化膜(ゲ−ト絶縁膜) 3 ゲート電極 4 ソース/ドレイン領域 4a n型高濃度不純物領域(側壁導電層) 5 シリコン酸化膜(層間絶縁膜) 6 溝 7 金属配線 8 n型高濃度不純物領域 1 p-type silicon substrate 2 silicon oxide film (element isolation insulating film) 2a silicon oxide film (gate insulating film) 3 gate electrode 4 source / drain region 4a n-type high-concentration impurity region (sidewall conductive layer) 5 silicon oxide film (Interlayer insulating film) 6 groove 7 metal wiring 8 n-type high concentration impurity region

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】第1導電型の不純物を含む半導体基体表面
に形成された第2導電型の不純物を含むソ−ス領域及び
ドレイン領域と、このソ−ス領域及びドレイン領域の少
なくとも一つに形成された溝と、この溝の側壁に形成さ
れた第2導電型の不純物を含む側壁導電層と、前記溝の
内部に埋め込み形成された導体層と、前記ソ−ス領域及
びドレイン領域の間の半導体基体上に形成されたゲ−ト
電極とを具備し、前記ゲ−ト電極の長さをL、前記ゲー
ト電極の一端から前記溝の前記ゲート電極側の一端まで
の距離をδ、前記半導体基体の第1導電型の不純物濃度
をNsub 、前記側壁導電層の第2導電型の不純物濃度を
a 、前記半導体基体及び前記側壁導電層の間の接合の
電位障壁をVbi、前記接合の前記溝の側壁表面からの距
離をXj、電子の素電荷をq、前記半導体基体の誘電率
をε、回路の電源電圧をVddとしたとき、δが、 【数1】 を満たしていることを特徴とする半導体装置。
1. A source region and a drain region containing a second conductivity type impurity formed on a surface of a semiconductor substrate containing a first conductivity type impurity, and at least one of the source region and the drain region. Between the formed trench, a sidewall conductive layer containing impurities of the second conductivity type formed on the sidewall of the trench, a conductor layer embedded in the trench, and between the source region and the drain region. A gate electrode formed on the semiconductor substrate, the length of the gate electrode is L, the distance from one end of the gate electrode to one end of the groove on the gate electrode side is δ, The impurity concentration of the first conductivity type of the semiconductor substrate is N sub , the impurity concentration of the second conductivity type of the sidewall conductive layer is N a , the potential barrier of the junction between the semiconductor substrate and the sidewall conductive layer is V bi , the distance from the side wall surface of the groove of the joining X j, electronic When the charge q, the dielectric constant of the semiconductor substrate epsilon, the power supply voltage of the circuit and the V dd, [delta] is, [Equation 1] A semiconductor device characterized in that:
【請求項2】第1導電型の不純物を含む半導体基体表面
に第2導電型の不純物を含むソ−ス領域及びドレイン領
域を形成する工程と、このソ−ス領域及びドレイン領域
の少なくとも一つに溝を形成する工程と、この溝の側壁
に第2導電型の不純物を導入する工程と、前記溝の内部
に導体層を埋め込み形成する工程と、前記ソ−ス領域及
びドレイン領域の間となる半導体基体上にゲ−ト電極を
形成する工程とを具備したことを特徴とする半導体装置
の製造方法。
2. A step of forming a source region and a drain region containing an impurity of the second conductivity type on the surface of a semiconductor substrate containing an impurity of the first conductivity type, and at least one of the source region and the drain region. A step of forming a groove in the groove, a step of introducing an impurity of the second conductivity type into a sidewall of the groove, a step of burying a conductor layer inside the groove, and a step between the source region and the drain region. And a step of forming a gate electrode on the semiconductor substrate.
【請求項3】前記第2導電型の不純物を導入する工程
は、第2導電型の不純物をイオン注入するか、若しくは
熱拡散せしめることにより行うことを特徴とする請求項
2記載の半導体装置の製造方法。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein the step of introducing the second conductivity type impurity is performed by ion implantation of the second conductivity type impurity or by thermal diffusion. Production method.
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