JPS6122476B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6122476B2
JPS6122476B2 JP188980A JP188980A JPS6122476B2 JP S6122476 B2 JPS6122476 B2 JP S6122476B2 JP 188980 A JP188980 A JP 188980A JP 188980 A JP188980 A JP 188980A JP S6122476 B2 JPS6122476 B2 JP S6122476B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
island
oxide film
nitride film
region
impurity density
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP188980A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56100479A (en
Inventor
Junichi Nishizawa
Masafumi Shinho
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP188980A priority Critical patent/JPS56100479A/ja
Publication of JPS56100479A publication Critical patent/JPS56100479A/ja
Publication of JPS6122476B2 publication Critical patent/JPS6122476B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a 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
    • H01L29/7722Field effect transistors using static field induced regions, e.g. SIT, PBT

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、縦型静電誘導トランジスタ(SIT)
や縦型電界効果トランジスタ(FET)、前記トラ
ンジスタと同様なチヤンネル構造を有するサイリ
スタ、メモリセル及びこれらを含む集積回路な
ど、電界効果半導体装置の製造方法に関するもの
である。
SITは、低歪、低雑音、低容量、高変換コンダ
クタンスなど優れた特性を有し、音響用、高周波
用に特に適するトランジスタとして注目されてい
る。これを論理集積回路に組み込んだときには、
低消費電力、高速動作で他のトランジスタICを
凌いでいる。第1図aには、従来の平面型SITを
含む論理回路一単位の断面図、第2図bにはその
等価回路を示す。SITは、主電極としてソース電
極2、ドレイン電極1及びそれぞれ主電極高不純
物密度領域としてソースn+領域12、ドレイン
n+領域11を有し、これら主電極の間にチヤン
ネルが形成される低不純物密度領域であるチヤン
ネルn-領域13及びこれを囲むゲートp+領域1
4、ゲート電極4とから成る。第1図aの例で
は、ドレインn+領域11とゲートp+領域14が
同一主表面に露出する倒立型の例を示し、ゲート
p+領域14はエミツタp+領域15、ベースn-
域13aと共に横型トランジスタのコレクタ領域
としても働いている場合である。等価回路は第1
図bの様なIIL型であり、この例ではSITはノー
マリ・オフ型特性を有し順方向ゲート電圧領域で
動作する。そのため、SITの容量には接合容量と
共に、少数キヤリア蓄積効果による等価的容量が
あり、高速動作のためにはできるかぎり少ないこ
とが望ましい。その点において、ゲートp+領域
14の平面的幅は細く、またコンタクト部分も含
めた平面積を小さく、かつ少数キヤリアが蓄積し
やすいチヤンネルn-領域13のSIT動作に不要な
部分はできるだけ少ないことが望ましい。さら
に、通常この平面型SITは、ゲートp+領域14形
成後に、ドレインn+領域11を形成するためフ
オトリソグラフイ工程で酸化膜7に開孔するわけ
であるが、ノーマリ・オフ型であるためゲート
p+領域14に囲まれるチヤンネルn-領域13の
幅は狭く、かつ接合容量減少の点で開孔をその中
央に行なうことが望ましいため、高精度な位置合
わせと微細寸法の加工技術を必要とした。SITの
電気的特性のさらなる改善のための一手段は、上
記のようにゲートp+領域14の平面積を小さく
し、チヤンネルn-領域13の不要な部分を除
き、さらにドレインn+領域11を細くチヤンネ
ル中央に形成することである。同様なことは、倒
立型に限らず正立型、ノーマリ・オン型にも、ま
たnチヤンネルに限らずpチヤンネルにも適用さ
れる。さらに縦型FET等前述の電界効果半導体
装置に共通の手段である。
本発明は、叙上の特性の改善を容易にするため
のSITをはじめとした電界効果型半導体装置の製
造方法を提供するものであり、半導体結晶の異方
性エツチと選択酸化技術を有効に利用するもので
ある。以下に図面に沿つて、本発明について詳述
する。
第2図a〜gには、I2L型SIT論理回路の一単
位構造の工程に沿つた断面図を示し、本発明によ
る製造方法を説明する。
第2図aには、n+Si基板であるn+ソース領域
12上に形成したn-エピタキシヤル層13の表
面に酸化膜17をつけ、将来SITのほぼチヤンネ
ル断面になる領域またはやや大きめに第1島状酸
化膜17を残し、p+拡散層14を浅く形成した
断面を示す。p+拡散14は第1島状酸化膜17
の縁より横方向にはいり込む必要があり、接合深
さにして典型的には0.3〜2.0μmであり、後工程
のSi選択エツチの際のサイド・エツチによりp+
拡散層がなくならないことが重要である。
拡散中は、表面に酸化膜をつくらないことが望
ましいが、第1島状酸化膜17より薄く形成して
もよい。その場合には、拡散後全面エツチにより
p+拡散層14上の酸化膜を除去し、マスクとな
つた第1島状酸化膜17は第2図aのように残
す。
第2図aの状態で第1島状酸化膜17の厚みは
典型的には500〜2000Åである。その後、第2図
bのように、窒化膜(Si3N4またはSiOxNy)を
CVD等で堆積し、第1島状酸化膜17上でそれ
より小さく第1島状窒化膜81、第1島状酸化膜
17とp+拡散層14の上にまたがる状態で第2
島状窒化膜84をそれぞれ分離した形で残す。
その際、横型トランジスタのp+エミツタ領域
15となるべき領域上にも第3島状窒化膜85を
残す。これら第1島状酸化膜17、第1、第2、
第3島状窒化膜81,84,85をマスクとして
p+拡散層14を選択エツチした断面が第2図c
である。選択エツチは、n-エピタキシヤル層1
3の一部または全部の深さまで行なつてよいが、
上記マスク下のp+拡散層を残す必要があるの
で、サイド・エツチの少ない異方性エツチが望ま
しい。
異方性エツチには、反応性スパツタ・エツチや
イオン・ミリングが使え、または結晶面に強く依
存する炭素塩化物によるプラズマ・エツチや
APW、KOH、NaOH等のアルカリ水溶液が使用
できる。
例えば、APWの場合、{100}面に対し{111}
面が約1/30〜1/50の遅いエツチ速度なので
{100}面が主表面の結晶を用いると有利である。
この性質は、他のアルカリ水溶液や上記プラズ
マ・エツチ、さらにHCl、HBrを用いた高温ガ
ス・エツチにもあるので同様である。しばしば、
異方性エツチはp+領域のエツチ速度が遅いこと
があるが、これは2種以上のエツチ法を用いて行
なえば欠点を補える。表面が{110}面の場合
は、エツチ側面は垂直になるので、これも他の応
用として本発明に適用できる。第2図cには
{100}面を用いたときの例を示してあるが、第2
及び第3島状窒化膜84,85の間の距離により
最大エツチ深さが結晶学的にきまるので、SIT動
作に不要な外部n-エピタキシヤル層を完全に除
去しても、横型トランジスタのn-ベース領域1
3aは残すことができる。エピタキシヤル層の界
面近傍は不純物密度が比較的高いので、第2図c
のようにn-ベース領域13aに凹部を形成する
ことにより、パンチ・スルーを抑えることがで
き、または平面的ベース幅を狭くできて集積密度
向上に役立つ。以上の工程によつて、p+ゲート
領域14及びp+エミツタ領域15ができたわけ
である。次に、通常の例えばHF系の酸化膜エツ
チによつて第1島状酸化膜17をオーバー・エツ
チして将来n+ドレイン領域11形成用の開孔の
大きさまで小さくする(第2図d)。第1及び第
2島状窒化膜81,84はオーバー・ハング状に
なる。
第2図eには、通常の熱酸化法によつて第1、
第2、第3島状窒化膜81,84,85以外の表
面に酸化膜7を形成した断面を示す。酸化膜7の
厚みは、第1島状酸化膜17より厚いことが必要
であり、この工程でほぼ所望の深さのp+ゲート
領域14、p+エミツタ領域15を得る。あまり
深く拡散したくない場合には、高圧酸化法も有効
である。第2図fには、マスク工程を経て、プラ
ズマ・エツチやSiO2をマスクとしたりん酸等に
よる衆知の窒化膜選択エツチによつて第1島状窒
化膜81を除去し、続いて酸化膜全面エツチまた
は選択エツチによつて第1島状酸化膜17を除
去・開孔し、n+ドレイン領域11を形成した断
面を示す。n+ドレイン領域11の形成は、リン
やAsなどn型不純物の拡散によつて行なえる
が、Si表面に酸化膜をできるだけつけないで、い
わゆるウオツシユト・ドレインにすることが望ま
しい。また、他の方法としては、Si多結晶を拡散
源として用いることも可能である。第2図gで
は、マスク工程なしで窒化膜エツチを行ない第
2、第3島状窒化膜84,85を除去して、p+
ゲート領域14、p+エミツタ領域15のコンタ
クト開孔を行ない、Al等金属を堆積した後、選
択エツチによつて配線を完了した断面を示す。従
来、コンタクト形成のため動作に不要な高不純物
密度領域(例えば、p+ゲート領域14やp+エミ
ツタ領域15のコンタクト領域)の面積が大きか
つたが、本発明の方法によつて位置精度良く微細
寸法でコンタクト開孔が可能なためこの問題を解
決できる。
以上の様に、本発明の製造方法によれば、従来
の平面型SITLと同じ4回のマスク工程で、より
細いp+ゲート領域14が形成でき、かつn+ドレ
イン領域11やコンタクト開孔の微細化・位置精
度が容易に向上できる。また、異方性エツチによ
つてn-エピタキシヤル層13の不要部も除ける
ので、少数キヤリア蓄積効果も減少でき、n+
離拡散層も不要にでき、かつソース表面引き出し
抵抗も小さくできる利点も併せもつ。
第3図a〜dには、本発明によるSITLの製造
方法の他の例を説明するための平面図及び断面図
を示す。
第3図aには、将来SITが形成されるべき領域
に第1島状酸化膜17を、横型トランジスタのベ
ース領域上に第2島状酸化膜67を残し、p型不
純物を浅く拡散して各酸化膜17,67の下への
横方向拡散によつて接合境界114,116をそ
れぞれ形成した平面図を示す。表面が{100}面
の場合、第1島状酸化膜17は<110>方向に平
行な辺をもつ矩形に、第2島状酸化膜67の対向
する2辺は<110>方向から数度〜数10度ずらし
た形状にする。その後、窒化膜を堆積して将来
n+ドレイン領域11、p+ゲート領域14のコン
タクト部、p+エミツタ領域15が形成するべき
部分に第3図bの様にそれぞれ第1、第2、第3
島状窒化膜81,84,85を残す。酸化膜1
7,67及び窒化膜81,84,85をマスクと
して異方性エツチすると凹部側面には{111}面
が出るので第2島状酸化膜67下のp+拡散層で
<110>方向に平行でない境界をもつ部分はなく
すことができきる。しかる後、酸化膜エツチによ
つて第2島状酸化膜67を全部、第1島状酸化膜
17の一部を除去することにより、第3図cの平
面図、第3図cのA―A′線に沿つた断面図(第
3図dに示す)の如き構造を実現できる。
以下は第2図で説明した工程と同様であるが、
この例の場合横型トランジスタは通常の平面型
SITとほぼ同じ特性をもたせることが可能であ
る。
以下のことから、本発明の製造方法が平面型
SITLの性能向上に有効であることが明らかにな
つたと思われるが、本発明は倒立型SITに限らず
正立型にも、マルチ・チヤンネルSITにも、I2L
型に限らず他のSIT―ICにも、nチヤンネルだけ
でなくpチヤンネルにも、さらにドレイン部を
MIS構造にしたメモリ・セルにも適用できること
は明らかである。さらに、SITだけでなく同様な
チヤンネル構造を有するSITサイリスタ、n-チヤ
ンネル領域の不純物密度を高くした通常のFET
など他の電界効果半導体装置に適用して有効なこ
とも白明であり、応用範囲は極めて広いものであ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図aとbは、それぞれ従来の平面型SITL
の断面図と等価回路図であり、第2図a〜gは本
発明によるSITLの製造方法を説明するための工
程に沿つた断面図である。第3図a〜eは、本発
明によるSITLの他の製造方法に沿つた平面図で
あり、第3図dは第3図cのA―A′線に沿つた
断面図である。 1……ドレイン電極、2……ソース電極、4…
…ゲート電極、5……エミツタ電極、11……
n+ソース領域、12……n+ソース領域、13…
…n-エピタキシヤル層(n-チヤンネル領域)、1
4……p+ゲート領域、15……p+エミツタ領
域、7,17,67……酸化膜、81,84,8
5……窒化膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 一導電型低不純物密度層表面にチヤンネル断
    面より大きい第1島状酸化膜を形成し、逆導電型
    不純物を該酸化膜下の一部にくいこむ程度に拡散
    する工程と、前記酸化膜上でしかも内側に第1島
    状窒化膜と、前記酸化膜の一部を被いしかも前記
    逆導電型拡散層表面の一部を被う第2島状窒化膜
    とを残す工程と、前記酸化膜と第2島状窒化膜を
    マスクとしてゲート高不純物密度領域となる前記
    酸化膜下にくい込んだ前記拡散層及び第2島状窒
    化膜下の前記拡散層を残して他の前記拡散層を異
    方性エツチする工程と、第1及び第2島状窒化膜
    をマスクとして選択酸化する工程と、第1島状窒
    化膜を除去して一導電型高不純物密度主電極領域
    を形成する工程と、第2島状窒化膜を除去してゲ
    ート電極用の開孔をする工程とから成る電界効果
    半導体装置の製造造方法。 2 前記選択酸化の工程の前に、第1島状窒化膜
    下の酸化膜をオーバー・エツチによつて前記窒化
    膜より小さくし、しかる後、選択酸化によつて前
    記酸化膜より厚い酸化膜を形成することを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の電界効果半導体
    装置の製造方法。 3 第1及び第2島状窒化膜を残す工程で、第2
    島状窒化膜と離れ、しかも前記拡散層表面に第3
    島状窒化膜を残し、この下の逆導電型拡散層と前
    記低不純物密度層及び前記ゲート高不純物密度領
    域とで横型バイポーラ・トランジスタをも同時に
    形成することを特徴とする特許請求の範囲第1項
    または第2項記載の電界効果半導体装置の製造方
    法。 4 前記低不純物密度層の表面が{100}面であ
    り、異方性エツチが{111}面に対し最も遅い方
    法を用いることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項または第2項記載の電界効果半導体装置の製造
    方法。 5 前記低不純物密度層の表面が{100}面であ
    り、異方性エツチが{111}面に対し最も遅い方
    法を用いることを特徴とする特許請求の範囲第3
    項記載の電界効果半導体装置の製造方法。 6 前記横型バイポーラ・トランジスタのベース
    領域となるべき前記低不純物密度層表面に、前記
    第1島状酸化膜を設けると同時に第2島状酸化膜
    を設け、かつ第2島状酸化膜の側面で第1及び第
    2窒化膜に隣接しない側面を<110>方向からず
    らすことを特徴とする特許請求の範囲第5項記載
    の電界効果半導体装置の製造方法。
JP188980A 1980-01-11 1980-01-11 Manufacture of electric field effect semiconductor device Granted JPS56100479A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP188980A JPS56100479A (en) 1980-01-11 1980-01-11 Manufacture of electric field effect semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP188980A JPS56100479A (en) 1980-01-11 1980-01-11 Manufacture of electric field effect semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS56100479A JPS56100479A (en) 1981-08-12
JPS6122476B2 true JPS6122476B2 (ja) 1986-05-31

Family

ID=11514136

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP188980A Granted JPS56100479A (en) 1980-01-11 1980-01-11 Manufacture of electric field effect semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS56100479A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62198974U (ja) * 1986-06-09 1987-12-18
JPH0574272U (ja) * 1992-03-11 1993-10-12 吉村産業株式会社 釣 元

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62198974U (ja) * 1986-06-09 1987-12-18
JPH0574272U (ja) * 1992-03-11 1993-10-12 吉村産業株式会社 釣 元

Also Published As

Publication number Publication date
JPS56100479A (en) 1981-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA1038967A (en) Mosfet transistor and method of fabrication
US4845046A (en) Process for producing semiconductor devices by self-alignment technology
JPH0447988B2 (ja)
JPS59966A (ja) Mosfet及びオ−バハングマスクを用いたその製造方法
US4933737A (en) Polysilon contacts to IC mesas
JPS6028387B2 (ja) 半導体装置の製造方法
EP0148595A2 (en) Method of fabricating mesa mosfet using overhang mask and resulting structure
CA1154543A (en) Mesh gate v-mos power fet
JPS60202965A (ja) 改良した酸化物画定型トランジスタの製造方法及びその結果得られる構成体
JPH0691098B2 (ja) 半導体装置
JPH0481345B2 (ja)
JP3022714B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPS6122476B2 (ja)
EP0268472B1 (en) Step-cut insulated gate static induction transistors and method of manufacturing the same
JPWO2003026018A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR100268918B1 (ko) 반도체소자및그의제조방법
JPS6214103B2 (ja)
JPH0793367B2 (ja) 半導体記憶装置およびその製造方法
JPH0350739A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01147864A (ja) 半導体装置
JPS61269377A (ja) 半導体装置
JPH01304781A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05335329A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH03266468A (ja) 電界効果トランジスタ
JPH04241465A (ja) 電界効果型半導体装置の製造方法