JPS6043863A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS6043863A JPS6043863A JP15264483A JP15264483A JPS6043863A JP S6043863 A JPS6043863 A JP S6043863A JP 15264483 A JP15264483 A JP 15264483A JP 15264483 A JP15264483 A JP 15264483A JP S6043863 A JPS6043863 A JP S6043863A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/40—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/43—Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
- H01L29/49—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
- H01L29/4983—Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET with a lateral structure, e.g. a Polysilicon gate with a lateral doping variation or with a lateral composition variation or characterised by the sidewalls being composed of conductive, resistive or dielectric material
-
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor 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
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types 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
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体装置の改良に関する。
従来、半導体装置例えばNチャネル型MO8トランジス
タは、一般的に第1図(、)〜(d)に示す如く製造さ
れている。
タは、一般的に第1図(、)〜(d)に示す如く製造さ
れている。
まず、常法により、例えばP型の5l(100)基板1
表面にP型のチャネルストツノJ?領域2、素予分離用
の酸化膜3を形成する。つづいて、この酸化膜3で囲ま
れた素子領域4上に、熱酸化法により厚さ100〜50
0Xのゲート絶縁膜5を形成する(第1図(、)図示)
。次−いで、このゲート絶縁膜5上の所定位置に写真蝕
刻法により、N型不純物を含む多結晶シリコンからなる
ゲート電極6を形成する(第1図(b)図示)。次に
ダート電極6をマヌクとして素子領域4にn型不純物を
導入し、N+型のソース、ドレイン領域7,8を形成す
る(第1図(c)図示)。更に、全面に層間絶縁M’A
9を形成した後、前記ソース、ドレイン領域7,8の
一部に対応するダート絶縁膜5、層間絶縁膜9を選択的
に開孔してコンタクトホール10,10を形成する。こ
の後、層間絶縁膜9上にコンタクトホール10,10を
介して前記ソース、ドレイン領域7,8に接続する取出
し電極11.11を形成し、MOS )ランジスタを形
成する(第1図(d)図示)。
表面にP型のチャネルストツノJ?領域2、素予分離用
の酸化膜3を形成する。つづいて、この酸化膜3で囲ま
れた素子領域4上に、熱酸化法により厚さ100〜50
0Xのゲート絶縁膜5を形成する(第1図(、)図示)
。次−いで、このゲート絶縁膜5上の所定位置に写真蝕
刻法により、N型不純物を含む多結晶シリコンからなる
ゲート電極6を形成する(第1図(b)図示)。次に
ダート電極6をマヌクとして素子領域4にn型不純物を
導入し、N+型のソース、ドレイン領域7,8を形成す
る(第1図(c)図示)。更に、全面に層間絶縁M’A
9を形成した後、前記ソース、ドレイン領域7,8の
一部に対応するダート絶縁膜5、層間絶縁膜9を選択的
に開孔してコンタクトホール10,10を形成する。こ
の後、層間絶縁膜9上にコンタクトホール10,10を
介して前記ソース、ドレイン領域7,8に接続する取出
し電極11.11を形成し、MOS )ランジスタを形
成する(第1図(d)図示)。
しかしなから、このように製造されるNチャネル型MO
8)ランジスタによれは、素子の微細化が進むにつれて
ショートチャネル効果が顕著となるとともに、ドレイン
領域8近傍での電界集中が激しくなってトランジスタの
信頼性が著しく劣るという欠点を有する。
8)ランジスタによれは、素子の微細化が進むにつれて
ショートチャネル効果が顕著となるとともに、ドレイン
領域8近傍での電界集中が激しくなってトランジスタの
信頼性が著しく劣るという欠点を有する。
このようなことから、最近、第2図に示す如くN型のソ
ース、ドレイン領域7.8の周囲をN−型の拡散層12
.12で覆った構造のMOS トランジスタが提案され
ている。しかしながら、第2図のMOS )ランゾスタ
によれば、ダート電極6下のN−型の拡散層12.12
の分、ゲート長が短くなるため、ショートチャネル効果
を防ぐことが困難である。
ース、ドレイン領域7.8の周囲をN−型の拡散層12
.12で覆った構造のMOS トランジスタが提案され
ている。しかしながら、第2図のMOS )ランゾスタ
によれば、ダート電極6下のN−型の拡散層12.12
の分、ゲート長が短くなるため、ショートチャネル効果
を防ぐことが困難である。
また、前述した他に第3図に示す如< LDD(Lig
htly Doped Drain)構造のMOS )
ランジヌタが提案されている。このトランジスタは、同
図に示す如く、ダート電極6の側壁に例えばCVD −
8IO2からなる絶縁物13を設けるとともに、ソース
、ドレイン領域14.15を、夫々ダート電極6近傍の
素子領域4表面のN−型不純物層161.16@とこの
不純物層161 、ノロ!に近接したN型不純物層1
yi 、 l 7.とから構成した構造とな−っている
。しかしながら、こうしたトランジスタによれは、ゲー
ト電極6の近傍の素子領域4にN−型の不純物層161
.162を設けるため、前述した問題点をやや解消する
ものの、基板1の濃度とN−型の不純物層161゜16
1の濃度が競合するため、実効チャネル長の制御が困難
であったり、あるいはn−型の不純物層13..14.
が高抵抗になってダートコントロールされたりし、トラ
ンジスタ効率の劣化が生じる。
htly Doped Drain)構造のMOS )
ランジヌタが提案されている。このトランジスタは、同
図に示す如く、ダート電極6の側壁に例えばCVD −
8IO2からなる絶縁物13を設けるとともに、ソース
、ドレイン領域14.15を、夫々ダート電極6近傍の
素子領域4表面のN−型不純物層161.16@とこの
不純物層161 、ノロ!に近接したN型不純物層1
yi 、 l 7.とから構成した構造とな−っている
。しかしながら、こうしたトランジスタによれは、ゲー
ト電極6の近傍の素子領域4にN−型の不純物層161
.162を設けるため、前述した問題点をやや解消する
ものの、基板1の濃度とN−型の不純物層161゜16
1の濃度が競合するため、実効チャネル長の制御が困難
であったり、あるいはn−型の不純物層13..14.
が高抵抗になってダートコントロールされたりし、トラ
ンジスタ効率の劣化が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、ショートチ
ャネル効果、ドレイン領域近傍での電界集中等を改善し
た半導体装置を提供することを目的とするものである。
ャネル効果、ドレイン領域近傍での電界集中等を改善し
た半導体装置を提供することを目的とするものである。
本許評十寺発明は、表面に素子分離領域を有する第1導
電型の半導体基板と、この基板の素子領域表面に設けら
れた第2導゛屯型のソース、ドレイン領域と、同素子領
域上にダート絶縁膜を介して設けられた第1のダート電
極と、同素子領域上のダート絶縁膜上でかつ前記ゲート
電極の側壁に接して設けられた該ゲート電極と仕事関数
の異なる第2のダート電極とを具備し、第2のダート電
極下の素子領域(基板)側にnまたはp型の層を励起さ
せて、トランジスタの効率を落とさずにショートチャネ
ル効果、電界集中等を改善して信頼性の向上を図ること
を骨子とするものである。
電型の半導体基板と、この基板の素子領域表面に設けら
れた第2導゛屯型のソース、ドレイン領域と、同素子領
域上にダート絶縁膜を介して設けられた第1のダート電
極と、同素子領域上のダート絶縁膜上でかつ前記ゲート
電極の側壁に接して設けられた該ゲート電極と仕事関数
の異なる第2のダート電極とを具備し、第2のダート電
極下の素子領域(基板)側にnまたはp型の層を励起さ
せて、トランジスタの効率を落とさずにショートチャネ
ル効果、電界集中等を改善して信頼性の向上を図ること
を骨子とするものである。
以下、本発明をNチャネル型IVIO8)ランジスタに
適用した例について第4図(a)〜(、)を参照して説
明する。
適用した例について第4図(a)〜(、)を参照して説
明する。
〔1〕 まず、従来と同様に、P型の5l(100)、
27表面にP+型のチャネルストッパ領域22、素子分
離領域23を形成し、更に素子領域24土にゲート絶縁
M25を形成した(第4図(a)図示)。
27表面にP+型のチャネルストッパ領域22、素子分
離領域23を形成し、更に素子領域24土にゲート絶縁
M25を形成した(第4図(a)図示)。
つづいて、全面にP型の不純物を含有した多結晶シリコ
ン膜(図示せず)を被着した後、写真蝕刻法により該多
結晶シリコン膜をパターニングし、第1゛のゲート電極
26を形成した(第4図(b)図示)。次いで、全面に
ノンドープ多結晶シリコン膜(図示せず)を被着した後
、RIF:によりこのシリコン膜を異方性エツチングし
、前記第1のゲート電極26の側壁にのみノンドープ多
結晶シリコン膜(第2のゲート電極)27を残存させた
(第4図(c)図示)。なお、第2のゲート電極27の
仕事関数は、第1のゲート電極26のそれよシも小さい
。
ン膜(図示せず)を被着した後、写真蝕刻法により該多
結晶シリコン膜をパターニングし、第1゛のゲート電極
26を形成した(第4図(b)図示)。次いで、全面に
ノンドープ多結晶シリコン膜(図示せず)を被着した後
、RIF:によりこのシリコン膜を異方性エツチングし
、前記第1のゲート電極26の側壁にのみノンドープ多
結晶シリコン膜(第2のゲート電極)27を残存させた
(第4図(c)図示)。なお、第2のゲート電極27の
仕事関数は、第1のゲート電極26のそれよシも小さい
。
〔11〕 次に、前記第1、第2のゲート電極26゜2
7をマスクとして前記素子領域24にn型不純物例えは
砒素を所定の先注下でイオン注入し、N型のソー2、ド
レイン領域28.29を形成した。この除、第2のゲー
ト電極2?はN型となるので、第2のゲート′電極27
下の素子領域24表11iJはN−型の反転層30.3
0が形成された(第4図(d)図示)。以下、周知の技
術にょシ、層間絶縁膜3ノ、コンタクトホール32,3
2及び取出し電極、1’3.33を形成してMOS )
ランジスタを製造した(第4図(、)図示)。
7をマスクとして前記素子領域24にn型不純物例えは
砒素を所定の先注下でイオン注入し、N型のソー2、ド
レイン領域28.29を形成した。この除、第2のゲー
ト電極2?はN型となるので、第2のゲート′電極27
下の素子領域24表11iJはN−型の反転層30.3
0が形成された(第4図(d)図示)。以下、周知の技
術にょシ、層間絶縁膜3ノ、コンタクトホール32,3
2及び取出し電極、1’3.33を形成してMOS )
ランジスタを製造した(第4図(、)図示)。
本発明に係るNチャネル型MOS )ランジヌタは、第
4図(、)に示す如く、P型のsi基板2ノの素子領域
24表面KN+型のソース、ドレイン領域28.29を
設けるとともに、同素子領域24上にゲート絶縁膜25
を介して第1のダート電極26を設け、かつ同素子領域
24上のダート電極26の側壁に該ゲート電極26より
仕事関数の小さい第2のゲート電極27を設けた構造と
なっている。
4図(、)に示す如く、P型のsi基板2ノの素子領域
24表面KN+型のソース、ドレイン領域28.29を
設けるとともに、同素子領域24上にゲート絶縁膜25
を介して第1のダート電極26を設け、かつ同素子領域
24上のダート電極26の側壁に該ゲート電極26より
仕事関数の小さい第2のゲート電極27を設けた構造と
なっている。
しかして、本発明によれは1.、第1のゲート電極26
の側壁に該ゲート電極26より仕事関数の小さいノンド
ーグ多結晶シリコンからなる第20ケ゛−計電極27が
設けられているため、第2のダート電極27下の基板2
1の素子領域24にN−型の反転層30.30が形成さ
れ、これにより従来のドレイン領域近傍での電界集中を
回避でき、トランジスタの信頼性を向上できる。
の側壁に該ゲート電極26より仕事関数の小さいノンド
ーグ多結晶シリコンからなる第20ケ゛−計電極27が
設けられているため、第2のダート電極27下の基板2
1の素子領域24にN−型の反転層30.30が形成さ
れ、これにより従来のドレイン領域近傍での電界集中を
回避でき、トランジスタの信頼性を向上できる。
また、前記反転層3o、3oは、第2のゲート電極27
下の基板2ノの素子領域24に自己整合的に形成される
ため、実効チャネル長の制御が容易となり、ショートチ
ャネル効果が起ら−なくなる。
下の基板2ノの素子領域24に自己整合的に形成される
ため、実効チャネル長の制御が容易となり、ショートチ
ャネル効果が起ら−なくなる。
更に、前記反転層3o、3oは、トランジスタが動作し
ている間、第1のケ゛−ト電極26下のチャネル領域よ
p強く反転するので、トランジスタの効率が落ちる恐れ
はない。なお、この技術はゲート長が1μm以下になっ
ても充分使い得る。
ている間、第1のケ゛−ト電極26下のチャネル領域よ
p強く反転するので、トランジスタの効率が落ちる恐れ
はない。なお、この技術はゲート長が1μm以下になっ
ても充分使い得る。
なお、上記実施例では、si基板の導電型がP型で、か
つ第1のゲート電極の仕事関数が第2のゲート電極の仕
事関数よシ大きい場合について述べたが、これに限らな
い。例えば、St基板の導電型がN型で、かつ第1のゲ
ート電極の仕事関数が第20ケ゛−計電極の仕事関数よ
ρ小さい場合についても同様に適用できる。
つ第1のゲート電極の仕事関数が第2のゲート電極の仕
事関数よシ大きい場合について述べたが、これに限らな
い。例えば、St基板の導電型がN型で、かつ第1のゲ
ート電極の仕事関数が第20ケ゛−計電極の仕事関数よ
ρ小さい場合についても同様に適用できる。
また、上記実施例では第1の電極の材料としてP型の不
純物を含有した多結晶シリコンを用い、第2の電極の材
料としてノンドーグ多結晶シリコンを用いたが、これに
限らない。例えば、si基板の導電型がP型であれば、
第1のゲート電極の利料としてMoあるいはMoシリサ
イド化合物等を用い、第2のゲート電極の材料として多
結晶シリコン等を用いることができる。一方、si基板
の導電型がN型であれば、P型の場合と逆にすれはよい
。
純物を含有した多結晶シリコンを用い、第2の電極の材
料としてノンドーグ多結晶シリコンを用いたが、これに
限らない。例えば、si基板の導電型がP型であれば、
第1のゲート電極の利料としてMoあるいはMoシリサ
イド化合物等を用い、第2のゲート電極の材料として多
結晶シリコン等を用いることができる。一方、si基板
の導電型がN型であれば、P型の場合と逆にすれはよい
。
以上詳述した如く本発明によれば、ショートチャネル効
果、電界集中等を改善でき、メモリ素子等に応用すれば
高信頼性、低電力が望める半導体装置を提供できるもの
である。
果、電界集中等を改善でき、メモリ素子等に応用すれば
高信頼性、低電力が望める半導体装置を提供できるもの
である。
第1図(、)〜(d)は従来のNチャネル型MOS )
ランジスタの製造方法を工程順に示す断面図、第2図は
従来の他のNチャネル型MOS )ランジヌタの断面図
、第3図は従来のその他のLDD構造のNチャネル型M
OSトランジスタの断面図、第4図(、)〜(、)は本
発明の一実施例に係るNチャネル型MOSトランジスタ
の製造方法を工程順に示す断面図である。 21・・・P型のSt基板(半導体基板)、22・・・
P型のチャネルストッパ領域、23・・・素子分離領域
、24・・・素子領域、25・・・ゲート絶縁膜、26
・・・第1のケ゛−ト電極、27・・・ノンドープ多結
晶シリコン膜(第2のダート電極)、28・・・N”W
のソース領域、29・・・N+型のドレイン領域、30
・・・N型の反転層、3ノ・・・層間絶縁膜、32・・
・コンタクトホール、33・・・取出し電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図
ランジスタの製造方法を工程順に示す断面図、第2図は
従来の他のNチャネル型MOS )ランジヌタの断面図
、第3図は従来のその他のLDD構造のNチャネル型M
OSトランジスタの断面図、第4図(、)〜(、)は本
発明の一実施例に係るNチャネル型MOSトランジスタ
の製造方法を工程順に示す断面図である。 21・・・P型のSt基板(半導体基板)、22・・・
P型のチャネルストッパ領域、23・・・素子分離領域
、24・・・素子領域、25・・・ゲート絶縁膜、26
・・・第1のケ゛−ト電極、27・・・ノンドープ多結
晶シリコン膜(第2のダート電極)、28・・・N”W
のソース領域、29・・・N+型のドレイン領域、30
・・・N型の反転層、3ノ・・・層間絶縁膜、32・・
・コンタクトホール、33・・・取出し電極。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第2図
Claims (5)
- (1)表面に素子分離領域を廟する第1導電型の半導体
基板と、この基板の素子領域表面に設けられた第2導電
型のソース、ドレイン領域と、同素子領域上にゲート絶
縁膜を介して設けられた第1のダート電極と、同素子領
域上のゲート絶縁膜上でかつ前記ダート電極の側壁に接
して設けられた該ケ゛−ト電極と仕事関数の異なるi2
のゲート電極とを具備することを特徴とする半導体装置
。 - (2)半導体基板の導電型かP型で、かつ第1のダート
電極の仕事関数が第2のゲート電極の仕事関数より大き
いことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
装置。 - (3)半導体基板の導電型がN型で、かつ第1のゲート
電極の仕事関数が第2のダート電極の仕事関数よりも小
さいことを特徴とする特WF請求の範囲第1項記載の半
導体装置。 - (4)第1のダート電極の月料としてMo、あるいはM
oシリサイド化合物°を用い、かつ第2のゲート電極の
材料として多結晶シリコンを用いることを特徴とする特
許請求の範囲第2項記載の半導体装置。 - (5) 第1のゲート電極の材料として多結晶シリコン
を用い、かつ第2のダート電極の材料としてMo、ある
いはMoシリザイド化合物を用いることを特徴とする特
許請求の範囲第4項記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15264483A JPS6043863A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15264483A JPS6043863A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6043863A true JPS6043863A (ja) | 1985-03-08 |
Family
ID=15544910
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15264483A Pending JPS6043863A (ja) | 1983-08-22 | 1983-08-22 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6043863A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS63168050A (ja) * | 1986-12-29 | 1988-07-12 | Hitachi Ltd | 半導体装置 |
JPH06232389A (ja) * | 1993-02-04 | 1994-08-19 | Nec Corp | 電界効果型トランジスタおよびその製造方法 |
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EP0800215A3 (de) * | 1996-04-01 | 1998-09-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Schaltungsstruktur mit mindestens einem MOS-Transistor und Verfahren zu deren Betrieb |
-
1983
- 1983-08-22 JP JP15264483A patent/JPS6043863A/ja active Pending
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