JPS62131573A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPS62131573A
JPS62131573A JP60271388A JP27138885A JPS62131573A JP S62131573 A JPS62131573 A JP S62131573A JP 60271388 A JP60271388 A JP 60271388A JP 27138885 A JP27138885 A JP 27138885A JP S62131573 A JPS62131573 A JP S62131573A
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JP
Japan
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film
source
substrate
contact
semiconductor
Prior art date
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Pending
Application number
JP60271388A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Mitsunori Ketsusako
光紀 蕨迫
Shinichiro Kimura
紳一郎 木村
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS62131573A publication Critical patent/JPS62131573A/en
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    • 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
    • H01L29/78Field 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make it possible to form an element reduced in size, by a constitution wherein a contact between a semiconductor and a metal in the first and second impurity high-concentration regions has an angle with respect to the surface of a substrate. CONSTITUTION:On a single crystal Si film 302, which is formed on an insulating substrate 301, a resist pattern 303 is formed. With this pattern as a mask, an island structure is formed by dry etching. Then an SiO2 film 304 is deposited to a thickness, which is approximately flash with that of the Si film 302. A hole 305 and a hole 306 are formed by etching. After a conductor metal film is formed, the surface is made to be approximately flat plane by a flattening etching method again. Then, a gate oxide film 309 is formed. A thin conductor film is deposited, and a gate electrode 310 is formed by photolithography and dry etching. With the gate electrode 310 as a mask, ions are implanted, and a source 311 and a drain 312 are formed by a self-aligning mode. Thereafter, source and drain taking out electrodes 313 and 314 and their wiring parts are formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は超高集積回路を構成するに適した微小半導体装
置の構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to the structure of a microscopic semiconductor device suitable for constructing an ultra-highly integrated circuit.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

従来の高集積半4体回路では、例えば第2図(a)、(
b)に示すようなMO5型電界効果トランジスフがその
要素素子として用いられていた。
In the conventional highly integrated semi-four body circuit, for example, as shown in Fig. 2(a), (
An MO5 field effect transistor as shown in b) was used as its element.

(a)はその概略平面図であり、(b)は(a)のA−
A’線に沿った断面を示す斜視図である。
(a) is a schematic plan view thereof, and (b) is A- in (a).
FIG. 3 is a perspective view showing a cross section taken along line A'.

素子は半導体基板200の表面に形成され、一般的には
次に示す工程を経て作られていた。すなわち、まず0選
択酸化によって厚いフィールド酸化膜201が形成され
1次いで、ゲート酸化膜202が形成される。この構造
の」二に多結晶シリコンあるいは金属シリサイド等によ
る層が形成され、ゲート203およびその配線部を残し
てエツチング除去される。このゲート203をマスクと
して基板と反対導電型の不純物をイオン打込み法により
導入し、自己整合的にソース204.ドレイン205の
各領域を形成する。このようにして形成されたソース2
04、ドレイン205の表面酸化膜にコンタクト孔20
6゜207を各領域内に含まれるようにエツチングによ
り形成し、電極金属層を蒸着等により形成する。
The device is formed on the surface of the semiconductor substrate 200, and is generally manufactured through the following steps. That is, first, a thick field oxide film 201 is formed by zero selective oxidation, and then a gate oxide film 202 is formed. A layer of polycrystalline silicon or metal silicide is formed on the second layer of this structure, and is etched away leaving the gate 203 and its wiring portion. Using this gate 203 as a mask, an impurity of a conductivity type opposite to that of the substrate is introduced by ion implantation, and the source 204. Each region of the drain 205 is formed. Sauce 2 thus formed
04, contact hole 20 in the surface oxide film of the drain 205
6.degree. 207 is formed by etching so as to be included in each region, and an electrode metal layer is formed by vapor deposition or the like.

しかる後、ソース電極208、ドレイン電極209およ
びそれらの配線部を残して金属層がエツチング除去され
、第2図(a)、(b)に示すような構造が形成される
。実際の工程ではこの他にしきい電圧制御等の付加的な
イオン打込みや酸化、あるいは多層配線のための工程等
があるが、本発明の内容には直接関係がないので説明を
省略する。
Thereafter, the metal layer is etched away leaving the source electrode 208, drain electrode 209, and their interconnections, thereby forming a structure as shown in FIGS. 2(a) and 2(b). In the actual process, there are other steps such as additional ion implantation and oxidation such as threshold voltage control, and steps for multilayer interconnection, but they are not directly related to the content of the present invention, so their explanation will be omitted.

このような従来構造のMOSFETでは、不純物を導入
して形成したソース・ドレイン領域と金属配線層との接
続はコンタクト孔を介して行なわれ、その接触面は基板
表面と平行な面内にあった。
In a MOSFET with such a conventional structure, the connection between the source/drain region formed by introducing impurities and the metal wiring layer is made through a contact hole, and the contact surface is in a plane parallel to the substrate surface. .

一般に半導体素子の平面形状および寸法は、加工可能な
最小寸法と、加工に伴う寸法変化を見込んだ余裕とから
成り立つ、いわゆるレイアウトルールという規則に従っ
て設計される。ゲート203の長さおよびコンタクト孔
206.207の寸法には通常最小加工寸法が適用され
る。素子を形成する場合。
In general, the planar shape and dimensions of a semiconductor element are designed according to a so-called layout rule, which consists of a minimum dimension that can be processed and a margin that allows for dimensional changes due to processing. Minimum processing dimensions are usually applied to the length of the gate 203 and the dimensions of the contact holes 206 and 207. When forming elements.

ゲート203とソース・ドレインの各電極208,20
9との間隔は最小加工寸法にパターン合わせの余裕を見
込んだ寸法が必要であり、またコンタクト孔206.2
07と電極との重なり余裕も考慮する必要があって、単
体のトランジスタを形成するにも最小加工寸法の約10
倍の長さを準備する必要があった。
Gate 203 and source/drain electrodes 208, 20
The distance between the contact hole 206.2 and the contact hole 206.
It is also necessary to consider the overlap margin between 07 and the electrode, and to form a single transistor, the minimum processing size of about 10
I had to prepare it twice as long.

この制約は従来の構造および製造方法上本質的なもので
あり、コンタクト部での半導体−金属間接触を基板表面
と平行な平面内で行なおうとする場合には、この縮小は
困難であった。
This restriction is essential to the conventional structure and manufacturing method, and it has been difficult to reduce this when attempting to make contact between the semiconductor and metal at the contact portion in a plane parallel to the substrate surface. .

半導体−金属の接触特性を改善するため、基板に掘った
細孔に金属を充填するという方法が、例えば特開昭60
−103671号や特開昭60−98667号等におい
て示されているが、これは主に接触面積を増大させるの
を目的としており、最小加工寸法の制限を超えてデバイ
ス構造を縮小し得る方法ではない。
In order to improve the semiconductor-metal contact characteristics, a method of filling metal into pores drilled in a substrate was proposed, for example, in JP-A-60
-103671 and JP-A No. 60-98667, etc., but this method is mainly aimed at increasing the contact area, and is not a method that can reduce the device structure beyond the limit of the minimum processing size. do not have.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明の目的は、従来の製造方法を用いても、より縮小
された素子が形成できる素子構造を提供することにある
。本発明の他の目的は、・素子の新規な引出し電極構造
により、改善された電流路を提供し、さらに寄生抵抗を
低減してより特性の優れた半導体素子を実現することに
ある。
An object of the present invention is to provide an element structure that allows a smaller element to be formed even if conventional manufacturing methods are used. Another object of the present invention is to provide an improved current path and further reduce parasitic resistance by using a novel lead-out electrode structure of the device, thereby realizing a semiconductor device with more excellent characteristics.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、半導体層内に設けた第1および第2の不純物
高濃度領域と、該領域間のコンダクタンスを制御する第
1の電極とを有する半導体装置において、従来構造にお
ける寸法上の制約が、上記第1および第2の不純物高濃
度領域(ソース・ドレイン領域)における半導体−金属
間の接触が基板表面、すなわちチャネルの形成される平
面と平行に構成されるために生ずることに鑑み、」二記
の接触が、チャネル形成面に対して角度を有する面内で
構成されるようにし、基板の主面に占める接触に必要な
面積およびパターン合わせのための余裕を実質的に不要
とする、もしくは縮小するものである。
The present invention provides a semiconductor device having first and second high impurity concentration regions provided in a semiconductor layer and a first electrode for controlling conductance between the regions, in which dimensional constraints in a conventional structure are overcome. In view of the fact that the contact between the semiconductor and the metal in the first and second high impurity concentration regions (source/drain regions) is formed parallel to the substrate surface, that is, the plane in which the channel is formed, The contact described above is configured in a plane having an angle to the channel forming surface, so that the area required for the contact and the margin for pattern alignment on the main surface of the substrate are substantially unnecessary, or It is something that shrinks.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

第1図(a)、(b)は本発明の一実施例を第2図(a
)、(b)と対比的に示す図であり、(a)は平面図、
(b)は(a)のA−A’ に沿った断面を示す斜視図
である。
FIGS. 1(a) and (b) show an embodiment of the present invention as shown in FIG. 2(a).
) and (b), in which (a) is a plan view,
(b) is a perspective view showing a cross section taken along line AA' in (a).

本実施例では、基板100は石英、サファイヤあるいは
スピネルのような絶縁物である。半導体領域101は絶
縁膜102によって周囲を取り囲まれた島状である。ゲ
ート絶縁膜103を介してゲート電極用導体104が設
けられ、また、半導体領域101の両端部に設けられた
ソース105およびドレイン106の各領域は、半導体
領域と同じレベル(高さ)に設けられた導体領域を介し
て引出し電極107.108に接続されている。
In this embodiment, substrate 100 is an insulator such as quartz, sapphire or spinel. The semiconductor region 101 has an island shape surrounded by an insulating film 102 . A gate electrode conductor 104 is provided via a gate insulating film 103, and the source 105 and drain 106 regions provided at both ends of the semiconductor region 101 are provided at the same level (height) as the semiconductor region. It is connected to extraction electrodes 107 and 108 via conductor regions.

半導体層内のソースおよびドレイン領域105゜106
と引出し電極107,108との接触は半導体主面のチ
ャネル形成平面109とほぼ垂直な面110および11
1で形成されており、このため、半導体層と接触用導体
は同一レベル内にある。
Source and drain regions 105°106 in the semiconductor layer
The contact with the extraction electrodes 107 and 108 is made on surfaces 110 and 11 that are substantially perpendicular to the channel forming plane 109 of the main surface of the semiconductor.
1, so that the semiconductor layer and the contact conductor are in the same level.

この半導体装置は例えば次のような工程によって形成さ
れる。第3図(a)〜(h)はその工程を示す断面図で
、以下類を追って説明する。まず、第3図(a)に示す
ように、絶縁基板301の上に厚さ0.5#I11の単
結晶Si膜302を公知のSO■技術によって形成する
。この単結晶Si膜302は広い面積にわたって完全な
単結晶である必要はない、すなわち、デバイスを作る予
定の部分のみが良好な単結晶であれば良く、これは公知
の技術で容易に実現される。なお、この場合、Si膜は
p型にドープされている。
This semiconductor device is formed, for example, by the following steps. FIGS. 3(a) to 3(h) are cross-sectional views showing the steps, which will be explained in detail below. First, as shown in FIG. 3(a), a single crystal Si film 302 having a thickness of 0.5#I11 is formed on an insulating substrate 301 by the well-known SO2 technique. This single-crystal Si film 302 does not need to be completely single-crystal over a wide area; it only needs to be a good single-crystal in the area where a device is to be made, and this can be easily achieved using known techniques. . Note that in this case, the Si film is doped to be p-type.

次いで、単結晶SL膜302上に所望の島状Siよりも
やや大きなレジストパターン303を形成し、これをマ
スクとしてドライエツチングによりS1膜を除去し、島
状構造を形成する(第3図(b))。
Next, a resist pattern 303 that is slightly larger than the desired island-like Si is formed on the single-crystal SL film 302, and using this as a mask, the S1 film is removed by dry etching to form an island-like structure (see FIG. 3(b)). )).

次に、この上に化学気相成長(CVD)法によってSi
o、膜304を堆積し、例えば公知のエッチバック法の
平坦化法により、はぼSi膜302の厚さになるように
不要なSio2膜を除去する(第3図(c ))。
Next, Si was deposited on top of this by chemical vapor deposition (CVD).
o. A film 304 is deposited, and unnecessary Sio2 film is removed by, for example, a known planarization method such as etch-back method, so that the thickness becomes the same as that of the Si film 302 (FIG. 3(c)).

次いで、コンタクトをとるべき位置のSi膜およびSi
o、膜を再びドライエツチングにより除去し、コンタク
ト用導体を埋めるべき穴305,306を形成する(第
3図(d))。
Next, the Si film and Si
o. The film is removed again by dry etching to form holes 305 and 306 to be filled with contact conductors (FIG. 3(d)).

次に、スパッタあるいはCVD等の方法により導体金属
膜を形成した後、再び平坦化エツチング法により、Si
膜3021分離用Sio、膜304.:xンタクト用導
体307,308等の表面がほぼ同一平面になるような
構造を形成する(第3図(e))。
Next, after forming a conductive metal film by a method such as sputtering or CVD, the Si
Membrane 3021 for separation Sio, membrane 304. : Form a structure in which the surfaces of the contact conductors 307, 308, etc. are substantially on the same plane (FIG. 3(e)).

次いで、ゲート酸化膜を形成するが、ここでは従来のL
SIに用いられていた熱酸化法はコンタクト導体307
,308全体を酸化してしまうため適用できない。しか
し、本発明者らの開発したマイクロ波プラズマを用いた
低温酸化法(特開昭60−136318号)によれば、
Siとコンタクト導体が共存する系においてもプラズマ
にさらされる面のみを薄く酸化することが可能である。
Next, a gate oxide film is formed, but here the conventional L
The thermal oxidation method used for SI is the contact conductor 307
, 308 is oxidized in its entirety, so it cannot be applied. However, according to the low-temperature oxidation method using microwave plasma developed by the present inventors (Japanese Patent Application Laid-Open No. 136318/1983),
Even in a system where Si and a contact conductor coexist, it is possible to thinly oxidize only the surface exposed to plasma.

こうして580℃程度の温度でゲート酸化膜309が形
成される(第3図(f))。
In this way, a gate oxide film 309 is formed at a temperature of about 580° C. (FIG. 3(f)).

次いで、ゲート電極を形成すべき導体薄膜を堆積し、ゲ
ート電極310をホトリソグラフィーおよびドライエツ
チングにより形成する。さらに、このゲート電極310
をマスクとしてイオン打込み法によりAs(ヒ素)を打
込み、自己整合的にソース311およびドレイン312
が形成される。この時、同時に他の領域にもイオンが打
込まれるが、これは素子の特性上問題とならない。打込
みイオン・ドーズ量はI X 10”am−”以上であ
り、打込み領域は非晶質となるが、600℃の熱処理に
よって固相成長により結晶性が回復し、半導体とコンタ
クト導体との接触部での反応は僅少に抑えることが可能
である(第3図(g))。
Next, a conductive thin film to form a gate electrode is deposited, and a gate electrode 310 is formed by photolithography and dry etching. Furthermore, this gate electrode 310
As (arsenic) is implanted using the ion implantation method as a mask, and the source 311 and drain 312 are self-aligned.
is formed. At this time, ions are implanted into other regions at the same time, but this does not pose a problem in terms of the characteristics of the device. The implanted ion dose is I x 10"am-" or more, and the implanted region becomes amorphous, but the crystallinity is restored by solid phase growth by heat treatment at 600°C, and the contact area between the semiconductor and the contact conductor is It is possible to suppress the reaction to a small extent (Fig. 3 (g)).

次いで、コンタクト導体上の薄い酸化膜をマスクを用い
てエツチング除去し、引出し電極および配線用導体層を
堆積したあと、再びホトリソグラフィーおよびドライエ
ツチングにより所望のパターンを形成し、図示のごとく
ソース・ドレイン用引出し電極313.314およびそ
の配線部を形成し、第1図(a)、(b)で示した構造
が完成する。
Next, the thin oxide film on the contact conductor is removed by etching using a mask, and a conductor layer for lead electrodes and wiring is deposited, and then a desired pattern is formed by photolithography and dry etching again, and the source and drain layers are formed as shown in the figure. The lead electrodes 313 and 314 and their wiring portions are formed, and the structure shown in FIGS. 1(a) and 1(b) is completed.

ここで各部の寸法に着目してみると、第3図(d)で形
成されるコンタクト用穴305,306は最小加工寸法
Sで形成可能であり、また(g)で形成されるゲート電
極310もSで形成可能である。
Focusing on the dimensions of each part, the contact holes 305 and 306 formed in FIG. 3(d) can be formed with the minimum processing size S, and the gate electrode 310 formed in FIG. It is also possible to form S.

(h)で形成される引出し用電極313,314とゲー
ト電極310との間隙は、本質的には寸法合わせ余裕m
の2倍あれば良いが、ここではS + mでとってあり
、従って(g)で形成されるソース311、ドレイン3
12の長さはSを見込んである。(h)でのコンタクト
導体307.308と引出し電極313、314は、図
(h)では少しずれているが、必ずしもずらす必要はな
く、引出し電極313.314の一部がソースまたはド
レイン311.312と重なっても差しつかえない。
The gap between the extraction electrodes 313, 314 and the gate electrode 310 formed in (h) is essentially a dimension adjustment margin m
It is sufficient if the source 311 and drain 3 formed in (g) are twice as long as S + m.
The length of 12 is based on S. The contact conductors 307 and 308 and the extraction electrodes 313 and 314 in FIG. There is no harm in overlapping with this.

従って、単体のトランジスタにおいても7Sの長さ以下
で形成でき、従来の工程におけるIO8の長さに比べて
30%の縮小が可能である。
Therefore, even a single transistor can be formed with a length of 7S or less, and can be reduced by 30% compared to the length of IO8 in the conventional process.

この構造の利点はトランジスタ間の配線を含む回路を構
成する場合にさらに有利となる。第4図(a)はこの構
造を用いてCMOSインバータを構成した例を示す断面
図であり、第4図(b)はその平面レイアウト例を示す
図である。第4図(a)において、基板401には絶縁
物を用いており、その上に形成される共通ゲート402
,402′のうち、左側のゲート402によって駆動さ
れる側のトランジスタ415は既に第1図(a)、(b
)を用いて説明したnチャネルトランジスタであり、半
導体領域403、ソース404、ドレイン405、コン
タクト導体406,407.引出し電極408.409
は前述の通りである。右側のゲート402′によって駆
動される側のトランジスタ416はnチャネル1ヘラン
ジスタであって、半導体領域410はSr島を形成した
段階でn型の不純物がドープされる。p型のソース41
2およびドレイン411はB(ボロン)のイオン打込み
によって形成される。ドレイン用コンタクト導体407
はnチャネル1−ランジスフ415のドレイン用コンタ
クト導体と共通であり、導体を挟んで両端面で接触した
構造となっている。pチャネルソース412のコンタク
ト導体413および引出し電極414はnチャネルソー
ス404のコンタクト導体406および引出し@極40
8と対称的である。
This structure becomes even more advantageous when configuring a circuit including wiring between transistors. FIG. 4(a) is a sectional view showing an example of a CMOS inverter constructed using this structure, and FIG. 4(b) is a diagram showing an example of its planar layout. In FIG. 4(a), an insulator is used for the substrate 401, and a common gate 402 formed on it
, 402', the transistor 415 on the side driven by the left gate 402 has already been activated in FIGS. 1(a) and 1(b).
), which includes a semiconductor region 403, a source 404, a drain 405, contact conductors 406, 407 . Extraction electrode 408.409
is as described above. The transistor 416 on the side driven by the right gate 402' is an n-channel 1 transistor, and the semiconductor region 410 is doped with n-type impurities at the stage of forming the Sr island. p-type source 41
2 and the drain 411 are formed by B (boron) ion implantation. Drain contact conductor 407
This is common to the drain contact conductor of the n-channel 1-range SF 415, and has a structure in which both end faces are in contact with the conductor sandwiched therebetween. The contact conductor 413 and extraction electrode 414 of the p-channel source 412 are the contact conductor 406 and extraction @pole 40 of the n-channel source 404.
It is symmetrical to 8.

従来構造のように、ソース・ドレインの上面でコンタク
トをとる場合には、ソース・ドレインに含まれるように
コンタクト領域を設け、さらにnチャネルトランジスタ
とnチャネル1ヘランジスタとの間にアイソレーション
領域および雨間の接続配線を設ける必要があり、本実施
例のようにF)チャネルトランジスタとnチャネルトラ
ンジスタとを最小加工寸法の間隔で構成することは不可
能である。本実施例ではCMOSインバータが113の
長さで構成されており、従来法の約1/2の幅で構成す
ることが可能である。第4図(c)には。
When contact is made on the upper surface of the source and drain as in the conventional structure, a contact region is provided to be included in the source and drain, and an isolation region and a raindrop are provided between the n-channel transistor and the n-channel 1 helangistor. Since it is necessary to provide a connection wiring between them, it is impossible to configure the F) channel transistor and the n-channel transistor with the minimum processing size spacing as in this embodiment. In this embodiment, the CMOS inverter is constructed with a length of 113, and can be constructed with a width approximately 1/2 that of the conventional method. In Figure 4(c).

共通ゲート402′および出力端子409′を使い易い
形にレイアウトした別の実施例であるが、この場合には
所要面積がさらに縮小されていることが理解できよう。
This is another embodiment in which the common gate 402' and the output terminal 409' are laid out in an easy-to-use manner, but it will be understood that in this case the required area is further reduced.

すなわち、(C)は、(b)のnチャネルトランジスタ
およびnチャネルトランジスタを90°回転させたレイ
オウトである。図において、408′はnチャネルトラ
ンジスタのソース引出し電極であり、414′はnチャ
ネルトランジスタのソース引出し電極である。なお、第
4図(d)は、第4図(a)〜(c)のCMOSインバ
ータの回路図である。
That is, (C) is a layout in which the n-channel transistor and the n-channel transistor in (b) are rotated by 90°. In the figure, 408' is the source lead electrode of the n-channel transistor, and 414' is the source lead electrode of the n-channel transistor. Note that FIG. 4(d) is a circuit diagram of the CMOS inverter shown in FIGS. 4(a) to (c).

本発明は、上記実施例のように、能動領域が平面的にレ
イアウトされた素子に適用しても素子の寸法縮小に効果
的であるが、能動領域が立体的に構成された素子ではさ
らにその効果が大きい。次にその実施例について述べる
Although the present invention is effective in reducing the size of an element even when applied to an element in which the active area is laid out in a two-dimensional manner as in the above embodiment, it is even more effective in reducing the size of an element in which the active area is arranged in three dimensions. Great effect. Next, an example will be described.

第5図(a)、(b)は、本発明を積層型CMO8に適
用した実施例を示し、(a)は断面図、(b)は配線の
立体的な構成を示す回路図である。
FIGS. 5(a) and 5(b) show an embodiment in which the present invention is applied to a stacked CMO 8, where (a) is a sectional view and (b) is a circuit diagram showing a three-dimensional configuration of wiring.

絶縁物基板500上には、第1のトランジスタ(rxチ
ャネル型)のチャネル領域を形成するp−型半導体領域
501、およびn1型領域で形成されるドレイン502
およびソース503が設けられ、n+領領域側壁端面で
これと接触するコンタクト用導体504.505がそれ
ぞれ同一の層内に形成される。上記層内の他の領域は、
必要に応じて設けられる素子間の配線、特にコンタクト
用導体504,505が第5図(a)において紙面と垂
直方向に延長して構成される電源線φVo (第5図)
、および出力線φV♂の一部が設けられる他は、はぼ同
じ厚さに形成された絶縁用誘電体膜506から成る。こ
の第一層半導体領域の」−にはゲート絶縁膜507を介
してゲート電極508が設けられ、また、ドレインコン
タクト用導体504に接して、上下トランジスタ接続兼
出力線φv1用の導体509も同層内に設けられる。こ
の層の上記以外の領域には上下トランジスタ間の絶縁用
誘電体膜510が同様にほぼ同じ厚さで形成される。な
お、この層には電源線φv0に上面から導通をとるため
の中継領域(図示せず)や共通ゲート508に接続され
る入力線φVl (図示せず)も導体509と同様に設
けられる。最上層には第2のトランジスタ(pチャネル
型)を構成するn−形半導体領域511が共通ゲート5
08とゲート絶縁膜512を介して設けられ、その両端
部はρ“領域で構成されるソース513およびドレイン
514となっている。このソース513およびドレイン
514の外側端面には各々コンタクト用導体515.5
16が設けられ。
On the insulating substrate 500, there is a p-type semiconductor region 501 forming a channel region of a first transistor (rx channel type), and a drain 502 formed of an n1-type region.
and a source 503 are provided, and contact conductors 504 and 505 in contact with the source 503 at the side wall end face of the n+ region are formed in the same layer. Other areas within the above layer are
Wiring between elements provided as necessary, especially contact conductors 504 and 505, is a power line φVo that is configured by extending in a direction perpendicular to the plane of the paper in FIG. 5(a) (FIG. 5)
, and a part of the output line φV♂ are provided with an insulating dielectric film 506 formed to have approximately the same thickness. A gate electrode 508 is provided in this first layer semiconductor region via a gate insulating film 507, and in contact with the drain contact conductor 504, a conductor 509 for connecting upper and lower transistors and for output line φv1 is also provided in the same layer. located within. In the other regions of this layer, an insulating dielectric film 510 between the upper and lower transistors is similarly formed with approximately the same thickness. Note that, in this layer, a relay region (not shown) for establishing conduction from the top surface to the power supply line φv0 and an input line φVl (not shown) connected to the common gate 508 are also provided in the same way as the conductor 509. In the uppermost layer, an n-type semiconductor region 511 constituting a second transistor (p-channel type) is connected to a common gate 5.
08 and a gate insulating film 512, and both end portions thereof are a source 513 and a drain 514 which are constituted by ρ" regions. Contact conductors 515. 5
16 are provided.

ドレイン部のコンタクト用導体516は上下トランジス
タ接続兼出力線φv丁に接続されている。同じ層内の他
の領域には絶縁用誘電体膜517が設けられている。こ
れらの構造は第3図で説明した工程を応用することによ
り形成されることは容易に理解されよう。
A contact conductor 516 in the drain portion is connected to the upper and lower transistor connection/output lines φv. An insulating dielectric film 517 is provided in another region within the same layer. It will be easily understood that these structures are formed by applying the steps explained in FIG.

以上のような構造とすることにより、従来と同一の最小
加工寸法の技術を用いて、従来構造よりも小さな領域に
CMOSインバータ回路を作り込むことが可能となる。
By adopting the above structure, it becomes possible to fabricate a CMOS inverter circuit in a smaller area than the conventional structure using the same minimum processing size technology as the conventional structure.

なお、以上説明した実施例では絶縁物基板を用いた場合
について説明したが、第6図に示すように、導体もしく
は半導体基板600の表面に形成された絶縁膜601の
」−に形成した素子に対して適用しても良いことはいう
までもない。
In the embodiments described above, an insulating substrate was used, but as shown in FIG. Needless to say, it can also be applied to

また、第7図に示すように、半導体基板700の表面に
形成した絶縁膜の上に素子を形成し、さらに、その素子
の半導体領域の一部が上記絶縁膜に設けた穴部702を
介して下地半導体基板と連続した結晶で構成されるか、
もしくは電気的に連結されたものであっても良い。
Further, as shown in FIG. 7, an element is formed on an insulating film formed on the surface of a semiconductor substrate 700, and a part of the semiconductor region of the element is formed through a hole 702 provided in the insulating film. Is it composed of crystals that are continuous with the underlying semiconductor substrate?
Alternatively, they may be electrically connected.

ところで、今までは本発明の形態的特長について、主に
半導体素子の縮小化の観点から説明してきたが、以下本
発明の電気的特性に及ぼす効果についても説明する。
By the way, up until now, the morphological features of the present invention have been explained mainly from the viewpoint of miniaturization of semiconductor elements, but below, the effects of the present invention on electrical characteristics will also be explained.

第8図は、従来構造のMOSFETのソース近傍の部分
断面模式図である6基板800はp−型で、ゲート絶縁
膜801を介してゲート電極802が設けられている。
FIG. 8 is a schematic partial cross-sectional view of the vicinity of the source of a MOSFET having a conventional structure. A substrate 800 is of p-type, and a gate electrode 802 is provided with a gate insulating film 801 interposed therebetween.

強反転領域では基板表面にチャネル803が形成され、
電子電流は引出電極804から、金属−半導体接触80
5を介して高濃度n1領域のソース806に注入され、
電流線807に沿って図示のごとく流れる。この場合、
金属−半導体接触805はチャネル803とほぼ同一面
上にあるため、電流線は基板表面で密になり、ソース領
域806でのバルクの寄与は少なく、金属に比べて比抵
抗の高い高濃度S 1806の抵抗分が無視できない。
In the strong inversion region, a channel 803 is formed on the substrate surface,
Electron current flows from the extraction electrode 804 to the metal-semiconductor contact 80
5 into the source 806 of the heavily doped n1 region,
The current flows along the current line 807 as shown. in this case,
Since the metal-semiconductor contact 805 is almost coplanar with the channel 803, the current lines are dense at the substrate surface and there is less bulk contribution in the source region 806, resulting in a high concentration of S1806 with a high resistivity compared to the metal. resistance cannot be ignored.

また、コンタクト部のチャネル寄りに電流が集中するた
め、コンタクト抵抗の影響も大きい。
Furthermore, since the current is concentrated near the channel of the contact portion, the influence of contact resistance is also large.

第9図は、第8図に対応する1本発明を適用した場合の
図であるが、金属−半導体接触905はチャネル903
の平面をほぼ直交する平面内で形成されており、電流線
もソース領域のバルクに至るまで有効に寄与しているこ
とがわかる。fI&流通路が拡大されるため、コンタク
ト抵抗の影響も軽減され、素子に寄生するソース抵抗が
小さくなり、素子の動作速度が向上する。
FIG. 9 is a diagram corresponding to FIG. 8 in which the present invention is applied, but the metal-semiconductor contact 905 is connected to the channel 903.
It can be seen that the current line also effectively contributes to the bulk of the source region. Since the fI & flow path is expanded, the influence of contact resistance is also reduced, source resistance parasitic to the device is reduced, and the operating speed of the device is improved.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明によれば、従来と同じ最小加
工寸法の技術を用いても従来と比較して素子の縮小化が
図れ、また半導体−金属の接触構造の改善により、電流
路を改善し、素子の動作特性の向上も併せて実現するこ
とができる。
As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of the device compared to the conventional method even if the same minimum processing size technology as the conventional method is used, and the current path can be reduced by improving the semiconductor-metal contact structure. It is also possible to improve the operating characteristics of the device.

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

第1図は(a)、(b)は本発明の一実施例のMOSF
ETを示す平面図および断面図、第2図(a)、(b)
は従来構造のMOSFETを示す平面図および断面図、
第3図(a)〜(h)は第1図に示したMOSFETの
製造工程説明図、第4図(a) 〜(d)は本発明をC
MOSインバータに適用した場合の断面図、平面レイア
ウト図および回路図、第5図(a)、(b)は本発明を
積層型CMOSに適用した場合の断面図と対応する立体
回路図、第6図および第7図はそれぞれ本発明のさらに
別の実施例を示す図、第8図および第9図は本発明の詳
細な説明するためのMOSFETのソース近傍の断面図
である。 100・・・基板 103・・・ゲート酸化膜 104・・・ゲート電極 105.106・・・ソースおよびドレイン領域107
、108・・引出し電極 110,111・・・金属−半導体接触部代理人弁理士
  中 村 純之助 矛1図 !、!04 ++o、m−、4A−1耕賭r4p オ2図 (Q) ;!f’3 図 矛3図 5?4  図 (b) 第4図 (C) (d) 矛5図 (Q) (b) 矛8 蓋 矛9図
FIG. 1 shows (a) and (b) a MOSF of an embodiment of the present invention.
Plan view and cross-sectional view showing ET, FIGS. 2(a) and (b)
are a plan view and a cross-sectional view showing a MOSFET with a conventional structure,
FIGS. 3(a) to (h) are explanatory diagrams of the manufacturing process of the MOSFET shown in FIG. 1, and FIGS. 4(a) to (d) are
A sectional view, a planar layout diagram, and a circuit diagram when the present invention is applied to a MOS inverter, FIGS. 7 and 7 respectively show still another embodiment of the present invention, and FIGS. 8 and 9 are cross-sectional views of the vicinity of the source of a MOSFET for explaining the present invention in detail. 100...Substrate 103...Gate oxide film 104...Gate electrode 105.106...Source and drain region 107
, 108... Extraction electrodes 110, 111... Junnosuke Nakamura, patent attorney representing the metal-semiconductor contact department Figure 1! ,! 04 ++o, m-, 4A-1 Kobe r4p O2 figure (Q) ;! f'3 Figure 3, Figure 5? 4 Figure (b) Figure 4 (C) (d) Figure 5 (Q) (b) Figure 8, Figure 9

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体層内に設けた第1および第2の不純物高濃
度領域と、該領域間のコンダクタンスを制御する第1の
電極とを有する半導体装置において、上記第1および第
2の不純物高濃度領域と該領域からそれぞれ延在する電
極導体との接触部の主要面が上記半導体層の載置される
基板主面に対して角度を有していることを特徴とする半
導体装置。
(1) In a semiconductor device having first and second high impurity concentration regions provided in a semiconductor layer and a first electrode that controls conductance between the regions, the first and second high impurity concentration regions A semiconductor device characterized in that a main surface of a contact portion between a region and an electrode conductor extending from the region has an angle with respect to a main surface of a substrate on which the semiconductor layer is placed.
(2)上記基板は、絶縁物基板もしくは少なくとも表面
の一部が絶縁膜で覆われた導体または半導体基板である
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。
(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein the substrate is an insulating substrate or a conductor or semiconductor substrate whose surface is at least partially covered with an insulating film.
(3)上記第1および第2の不純物高濃度領域がソース
・ドレイン領域、上記第1の電極がゲート電極であるM
OSFETが構成されている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) The first and second high impurity concentration regions are source/drain regions, and the first electrode is a gate electrode.
The semiconductor device according to claim 1, characterized in that the semiconductor device comprises an OSFET.
(4)上記第1および第2の不純物高濃度領域がソース
・ドレイン領域、上記第1の電極がゲート電極である、
少なくとも2つのpチャネルおよびnチャネルMOSF
ETが上記基板上に並んで配置されてCMOSインバー
タが構成されている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。
(4) the first and second high impurity concentration regions are source/drain regions, and the first electrode is a gate electrode;
at least two p-channel and n-channel MOSFs
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a CMOS inverter is constructed by arranging ETs in parallel on the substrate.
(5)上記第1および第2の不純物高濃度領域がソース
・ドレイン領域、上記第1の電極がゲート電極である、
少なくとも2つのpチャネルおよびnチャネルMOSF
ETが上記基板上に積層されて積層型CMOSが構成さ
れている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。
(5) the first and second high impurity concentration regions are source/drain regions, and the first electrode is a gate electrode;
at least two p-channel and n-channel MOSFs
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein an ET is stacked on the substrate to constitute a stacked CMOS.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475244A (en) * 1990-10-31 1995-12-12 Canon Kabushiki Kaisha MIS transistor having second conductivity type source and drain regions sandwiching a channel region of a first conductivity type of a first semiconductor material formed on an insulating substrate, and a gate electrode formed on a main surface
JPH0918012A (en) * 1996-07-18 1997-01-17 Citizen Watch Co Ltd Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPH0923014A (en) * 1996-07-18 1997-01-21 Citizen Watch Co Ltd Semiconductor integrated circuit device and its manufacture
JP2006032732A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Advantest Corp Semiconductor integrated circuit and its manufacturing method
JP2009105407A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Chun-Chu Yang Coaxial transistor structure
JP2014096441A (en) * 2012-11-08 2014-05-22 Shirado Takehide Semiconductor device and manufacturing method of the same

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5691470A (en) * 1979-12-25 1981-07-24 Toshiba Corp Semiconductor
JPS588962B2 (en) * 1979-10-31 1983-02-18 大建工業株式会社 Method for manufacturing decorative board with dowel-like pattern
JPS6156461A (en) * 1984-08-28 1986-03-22 Nec Corp Misfet on insulation layer and manufacture thereof

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS588962B2 (en) * 1979-10-31 1983-02-18 大建工業株式会社 Method for manufacturing decorative board with dowel-like pattern
JPS5691470A (en) * 1979-12-25 1981-07-24 Toshiba Corp Semiconductor
JPS6156461A (en) * 1984-08-28 1986-03-22 Nec Corp Misfet on insulation layer and manufacture thereof

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5475244A (en) * 1990-10-31 1995-12-12 Canon Kabushiki Kaisha MIS transistor having second conductivity type source and drain regions sandwiching a channel region of a first conductivity type of a first semiconductor material formed on an insulating substrate, and a gate electrode formed on a main surface
JPH0918012A (en) * 1996-07-18 1997-01-17 Citizen Watch Co Ltd Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof
JPH0923014A (en) * 1996-07-18 1997-01-21 Citizen Watch Co Ltd Semiconductor integrated circuit device and its manufacture
JP2006032732A (en) * 2004-07-16 2006-02-02 Advantest Corp Semiconductor integrated circuit and its manufacturing method
JP4731849B2 (en) * 2004-07-16 2011-07-27 株式会社アドバンテスト Manufacturing method of semiconductor integrated circuit
US8551830B2 (en) 2004-07-16 2013-10-08 Advantest Corporation Semiconductor integrated circuit switch matrix
JP2009105407A (en) * 2007-10-24 2009-05-14 Chun-Chu Yang Coaxial transistor structure
JP2014096441A (en) * 2012-11-08 2014-05-22 Shirado Takehide Semiconductor device and manufacturing method of the same

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