JPS6222462B2 - - Google Patents

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JPS6222462B2
JPS6222462B2 JP55031431A JP3143180A JPS6222462B2 JP S6222462 B2 JPS6222462 B2 JP S6222462B2 JP 55031431 A JP55031431 A JP 55031431A JP 3143180 A JP3143180 A JP 3143180A JP S6222462 B2 JPS6222462 B2 JP S6222462B2
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JP
Japan
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groove
type
region
layer
forming
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Expired
Application number
JP55031431A
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English (en)
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JPS56126978A (en
Inventor
Kyoshi Sakai
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.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP3143180A priority Critical patent/JPS56126978A/ja
Publication of JPS56126978A publication Critical patent/JPS56126978A/ja
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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
    • H01L29/80Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier
    • H01L29/808Field effect transistors with field effect produced by a PN or other rectifying junction gate, i.e. potential-jump barrier with a PN junction gate, e.g. PN homojunction gate

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  • 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)
  • Electrodes Of Semiconductors (AREA)
  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 接合型電界効果トランジスタ(以下J−FET
という)は高入力インピーダンスあるいは低雑音
である等の秀れた特長を有し、低周波から高周波
用途迄巾広く用いられている。
J−FETは一般的な製法においてエピタキシ
ヤル成長プロセスを使用している。しかるにこの
エピタキシヤル成長プロセスはバラツキが大きく
J−FETの歩留りを悪化させる大きな要因であ
る。そこでエピタキシヤル成長にかわる製法とし
て、イオン打込みによりチヤンネル領域を形成す
る製法が考えられる。その一例を第1図に示す。
第1図によると、P型基板21上にイオン打込み
によりN型領域22を部分的に形成し、その上部
にP型領域23をP型不純物含有シリコン層から
の拡散で形成し、次いでドレイン、ソース及びゲ
ート電極24,25,26を形成していた。
第1図の従来のJ−FETは次のような欠点を
有する。すなわちチヤンネル領域となるN型領域
22の厚さは数μm以下と非常に薄く形成される
ためN型領域22の内部抵抗を小さくできない。
又、N型領域を厚く形成し、内部抵抗を小さくし
た場合、J−FETに要求されるピンチオフ電圧
が高くなるので、これを低くするために、ゲート
領域である上部のP型領域13を深く形成しなけ
ればならない。その場合ドレインとゲート、ソー
スとゲート間の静電容量CGD,CGSが大きくな
る。すなわち、第2図に等価回路を示すように等
価的に内部抵抗γD,γSあるいは寄生容量CGD
GSを増加させることとなり大巾な高周波特性や
応答スピードの劣化の原因となつていた。
本発明の目的はかかる寄生素子の容量を低減せ
しめ、良好なる特性を有するJ−FETを提供し
うる製法を提供することにある。
本発明によれば、半導体素材に溝を形成し、こ
の溝の底部から一導電型の不純物を導入し、その
後溝の両側部に一導電型の不純物を導入し、更に
溝の底部に他の導電型の不純物を導入してこの他
の導電型領域をゲートとする接合型電界効果トラ
ンジスタの製造方法を得る。
次に図面を参照して本発明をより詳細に説明す
る。
第3図に本発明の一実施例によつて得られたJ
−FETの断面図を示すものである。P型シリコ
ン基板にN型領域8とゲート領域となるP型領域
9を有し、P型領域9は基板の溝部に形成されて
いる。基板表面の絶縁膜13には開孔が形成さ
れ、この開孔を通してソース、ドレイン、ゲート
の各電極12,11,10が形成されている。こ
の構造の特徴はN型領域8の厚さが厚いこと、及
びゲート電極10およびゲート領域であるP型領
域9の側面が絶縁物層13を介してドレイン及び
ソース領であるN型領域8と接していることにあ
る。その効果は第1図に示した構造による従来の
J−FETの欠点を克服するもので、内部抵抗や
寄生容量等が大巾に低減されるものである。
次に第4−a〜h図を参照して本発明の一実施
例をより具体的に説明する。説明は、特にNチヤ
ンネルシリコンJ−FETの場合について述べる
ものとする。
まず第4−a図に示すように、P型シリコン基
板1は不純物濃度が1013〜1017atoms/cm3程度の
ものが適当である。基板1上にはN型不純物含有
層2を形成する。このN型不純物含有層2は半導
体基板1の表面よりN型領域を形成するための拡
散源となるもので、不純物濃度は1016
1020atoms/cm3程度と比較的高濃度にされてい
る。材質はN型不純物が添加されたシリコンが好
ましいが、シリコン酸化物等によるガラス層であ
つても良い。このN型不純物含有層2上には絶縁
物層3が形成されており、その厚さは数千Å〜数
μm程度とされる。
次に第4−b図に示すように、半導体基板1お
よび絶縁物層3を選択的に被うマスク材4を形成
する。このマスク材は溝形成のためのエツチング
マスクであり通常のフオトレジスト材が一般的で
ある。マスク材4から露出する部分を選択的にエ
ツチングして、絶縁物層3、N型不純物含有層2
および半導体基板に一定の巾の溝を形成する。
次いで、第4−c図に示すように、マスク材4
を除去した後、半導体基板1の表面および溝の表
面に絶縁物層5を形成する。この絶縁物層5は気
相成長等に形成しても良いが、酸化性雰囲気中で
の熱処理による熱酸化膜が好ましい。
次いで、第4−d図に示すように、表面より基
板に垂直方向の方が水平方向よりエツチング速度
が早いエツチング方法を用いることにより絶縁物
層5の底辺部分を選択的に除去する具体的な方法
としてプラズマ・エツチの如きドライ・プロセス
を用いるとか、除去すべき底辺にイオン打込みを
行なう事により側面部分より底辺部分のエツチン
グ速度が早くなるようなエツチング材を用いるこ
とにより可能である。この時、溝部以外の絶縁物
層5は残しておいても良い。
次いで、第4−eに示すように、溝部の底辺の
基板1の露出した部分にマスク材6の開孔部を通
してイオン打込みによりN型領域7を形成する。
この部分がJ−FETのチヤンネル領域となるの
でその不純物濃度、打ち込み深さ等を正確に制御
しなければならない。イオン打込みプロセスはチ
ヤンネル領域を形成するものとして現在最も適し
たプロセスである。不純物濃度として1015
1017atoms/cm3程度で深さは数千Å〜数μm程度
が適当であるが後工程としてイオン打込層のアニ
ールあるいは熱処理工程で深さ濃度等を変化せし
め望む濃度、、深さに制御することも可能であ
る。
しかる後、第4−f図に示すように、N型不純
物含有層領域2を拡散源としてN型不純物拡散層
8を熱拡散により形成する。この工程で拡散層8
とイオン打込層7が接続されることになるので、
打込層7と同じ深さかそれ以上に制御する必要が
ある。この工程はあらかじめ拡散層8を形成し、
しかる後、イオン打込み層7を形成しても良く、
その順序の選択は単にどちらが作り易いかであつ
て本質的には差はない。
次に第4−g図に示すように、溝部底辺部分に
P型不純物領域9をイオン打込みあるいは不純物
熱拡散により形成する。同時にN型不純物拡散層
8の外部の半導体基板1表面にもP型不純物を導
入して、チヤンネルストツパーとする。
最後に、第4−h図に示すように、絶縁物層3
に開孔を形成して電極10,11,12を形成す
る。電極10がゲート電極であり、11がドレイ
ン電極、12がソース電極となる。
尚、P型不純物領域9を形成する方法としてP
型不純物が添加された導電体9′、例えばシリコ
ンを拡散源として用いて形成しても良い。この場
合の利点はP型不純物領域9は数千Å程度と薄く
形成して、寄生容量を小さくするため、直接電極
10を形成すると製品の使用上で破壊し易い等の
欠点が無くなることが挙げられる。
また、通常は半導体基板1のN型拡散層8の外
側表面にも絶縁膜を形成しておくことが望まし
い。この絶縁膜の形成は電極10,11,12の
形成前ならどの工程で行つても良い。
又、第4−b図の工程で、特に半導体基板1と
N型不純物含有層2とを選択的に絶縁物層3より
多少大き目にエツチングすることにより底の方が
巾の広い溝を第4−b′図の如く形成し、しかる後
第4−c′図、第4−d′図の如く溝部の側面の絶縁
層5′を形成することがより容易となる利点を有
する。
以上、本発明は、イオン打込みによるJ−
FETが容易に製造され、併せて大巾な性能向上
を可能とする製法を提供するものである。当然P
チヤンネルJ−FETやそれらの複合素子集積回
路に応用できるのみならずP型拡散層9あるいは
導電体9′にかえてシヨツトキーバリアを形成す
る材料を用いて、シヨツトキ・ゲートFETにも
適用することが可能であることも付記するもので
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来製法によるJ−FETの断面図で
あり、第2図は寄生素子を考慮したJ−FETの
等価回路図であり、第3図は本発明の一実施例に
よつて得られたJ−FETの断面図であり、第4
−a〜h,b′〜d′,g′図、本発明の一実施例によ
る製造工程を示す断面図である。 1……P型基板、2……N型不純物含有層、3
……絶縁物層、4……マスク材、5……絶縁物
層、6……マスク材、7……N型イオン打込層、
8……N型拡散層、9……P型拡散層、10……
ゲート電極、11……ドレイン電極、12……ソ
ース電極、9′……P型不純物添加層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一導電型半導体基板に所定の巾の溝を形成
    し、この溝を介して対向する反対導電型領域を形
    成する工程と、該溝の側面及び底面に絶縁膜を形
    成する工程と、該溝の底面の絶縁膜を側面の絶縁
    膜を実質的に除去することなく除去する工程と、
    該溝の底辺部を含みその両側に反対導電型領域を
    形成する工程と、該反対導電型領域の前記溝部底
    部に一導電型領域を形成する工程と、該溝の底面
    で前記一導電型領域と接続し側部が前記溝の側面
    の絶縁膜に接する電極を形成する工程とを含むこ
    とを特徴とする接合型電界効果トランジスタの製
    造方法。
JP3143180A 1980-03-11 1980-03-11 Manufacture of junction type field effect transistor Granted JPS56126978A (en)

Priority Applications (1)

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JP3143180A JPS56126978A (en) 1980-03-11 1980-03-11 Manufacture of junction type field effect transistor

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JP3143180A JPS56126978A (en) 1980-03-11 1980-03-11 Manufacture of junction type field effect transistor

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JPS56126978A JPS56126978A (en) 1981-10-05
JPS6222462B2 true JPS6222462B2 (ja) 1987-05-18

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JP3143180A Granted JPS56126978A (en) 1980-03-11 1980-03-11 Manufacture of junction type field effect transistor

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0378537B2 (ja) * 1986-09-18 1991-12-16 Toho Kasei Kk

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5469388A (en) * 1977-11-14 1979-06-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Junction type field effect semiconductor device and its production

Patent Citations (1)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5469388A (en) * 1977-11-14 1979-06-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Junction type field effect semiconductor device and its production

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JPH0378537B2 (ja) * 1986-09-18 1991-12-16 Toho Kasei Kk

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JPS56126978A (en) 1981-10-05

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