JPS6237543B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6237543B2
JPS6237543B2 JP15196877A JP15196877A JPS6237543B2 JP S6237543 B2 JPS6237543 B2 JP S6237543B2 JP 15196877 A JP15196877 A JP 15196877A JP 15196877 A JP15196877 A JP 15196877A JP S6237543 B2 JPS6237543 B2 JP S6237543B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polysilicon
silicon substrate
oxide film
source
drain
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
JP15196877A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS5483778A (en
Inventor
Kunyuki Hamano
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
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 Nippon Electric Co Ltd filed Critical Nippon Electric Co Ltd
Priority to JP15196877A priority Critical patent/JPS5483778A/en
Publication of JPS5483778A publication Critical patent/JPS5483778A/en
Publication of JPS6237543B2 publication Critical patent/JPS6237543B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はMOS型半導体装置の製造方法にかか
り、特に素子面積が小で信頼度の高いMOS型半
導体装置の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a MOS type semiconductor device, and particularly to a method for manufacturing a MOS type semiconductor device with a small element area and high reliability.

MOS型半導体集積回路装置に於いては集積度
を高めるため、又素子の面積をより小さくし、か
つチヤンネルの長さをより小さくするという試み
がなされている。しかしながら、チヤンネルを短
くするとソースとドレインに印加する電圧によつ
て、ドレインから半導体基板に伸びる空乏層がす
ぐソースにまで到達してしまい、ンースとドレイ
ンが短絡してしまう所謂パンチスルーという現象
が生じ易くなるという欠点がある。この欠点は、
半導体基板の不純物濃度を高くして半導体基板内
への空乏層の伸びを抑えるという方法とか、半導
体基板は高比抵抗のものを使用しソース領域を形
成する為の拡散用の穴から半導体基板と同じ導電
型を与える不純物を拡散してソース領域近傍の不
純物濃度を高めてその部分のみを実質上のチヤン
ネルとして使用する所謂DSA(デイフユージヨ
ン、セルフ、アライン)型にするという方法があ
る。しかしながら前者においては、半導体基板の
不純物濃度が高いために、チヤネルを流れる少数
キアリアの移動度が小さくなり、従つてチヤネル
のコンダクンスが減少し最終的には素子の応答速
度を下げてしまうという欠点が生じる。他方後者
のDSA型素子に於いては作製上工程が複雑にな
ると同時に、ソース領域近傍のチヤンネル部分の
構造と、ドレイン領域近傍チヤンネル部分の構造
が異なる為に、ソース領域とドレイン領域が可換
でない、即ちソース領域とドレイン領域を逆にし
て使用することが難しいという欠点があり、回路
設計上大きな障害となる。
In order to increase the degree of integration in MOS type semiconductor integrated circuit devices, attempts have been made to reduce the area of the elements and the length of the channels. However, when the channel is shortened, the depletion layer extending from the drain to the semiconductor substrate immediately reaches the source due to the voltage applied to the source and drain, resulting in a so-called punch-through phenomenon in which the source and drain are short-circuited. The disadvantage is that it is easier. This drawback is
One method is to increase the impurity concentration of the semiconductor substrate to suppress the expansion of the depletion layer into the semiconductor substrate, and the other is to use a semiconductor substrate with high specific resistance and to connect the semiconductor substrate through the diffusion hole to form the source region. There is a method of increasing the impurity concentration near the source region by diffusing impurities that provide the same conductivity type, and making it a so-called DSA (diffusion, self, align) type, in which only that region is effectively used as a channel. However, the former has the disadvantage that due to the high impurity concentration of the semiconductor substrate, the mobility of the minority chiaria flowing through the channel is reduced, which reduces the conductance of the channel and ultimately reduces the response speed of the element. arise. On the other hand, in the case of the latter DSA type device, the manufacturing process is complicated, and the structure of the channel part near the source region is different from the structure of the channel part near the drain region, so the source region and drain region are not interchangeable. That is, there is a drawback that it is difficult to use the source region and the drain region reversed, which poses a major obstacle in circuit design.

従つて本発明の目的は上記の欠点をなくし素子
面積が小さく、チヤンネル長が短かく、かつ、パ
ンチスルーの生じ難いMOS型半導体装置の製造
方法を提供することである。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a MOS type semiconductor device which eliminates the above-mentioned drawbacks, has a small element area, a short channel length, and is less likely to cause punch-through.

本発明の特徴は、ンース、ドレイン領域の少く
とも一方の領域のチヤンネル領域に隣接する部分
の深さよりもチヤンネル領域の少くとも一方の領
域の表面が深い位置に形成したことである。
A feature of the present invention is that the surface of at least one of the channel regions is formed at a deeper position than the depth of the portion adjacent to the channel region of at least one of the source and drain regions.

本発明の他の特徴はソース・ドレイン領域に電
気的に接続するためのポリシリコンを形成後、チ
ヤンネル領域の上のポリシリコン及びチヤンネル
領域の半導体基板の表面をエツチング除去し、自
己整合的にソース、ドレイン領域より深いチヤン
ネル部分を形成したことである。
Another feature of the present invention is that after forming polysilicon for electrical connection to the source/drain regions, the polysilicon above the channel region and the surface of the semiconductor substrate in the channel region are removed by etching, and the source is etched in a self-aligned manner. , a channel portion deeper than the drain region is formed.

このような本発明によれば、チヤンネル部分が
ソース・ドレイン領域より深く形成されるので、
ドレインから半導体基板に伸びる空乏層は、ソー
ス方向にはあまり伸びず、半導体基板深くのみ伸
びるためのパンチスルーが生じ難くなるという大
きな利点を有する。更にソース・ドレインへの電
気的接続の為のポリシリコンを形成後、チヤンネ
ル領域上のポリシリコンと半導体基板を同時にエ
ツチングするために自己整合型となり素子面積を
小さくするためにも有効であるという利点も有す
る。
According to the present invention, since the channel portion is formed deeper than the source/drain region,
The depletion layer extending from the drain to the semiconductor substrate does not extend much toward the source, and has the great advantage that punch-through is less likely to occur because it extends only deep into the semiconductor substrate. Another advantage is that after forming the polysilicon for electrical connection to the source and drain, the polysilicon on the channel region and the semiconductor substrate are etched at the same time, making it self-aligned and effective in reducing the device area. It also has

次に本発明をよりよく理解するために図面を用
いて説明しよう。第1図は本発明のMOS型半導
体装置及びその製造方法の一実施例を説明する為
の断面図である。本発明のMOS型半導体装置は
先づ第1図aに示す如くP型数Ω−cmのシリコン
基板101の表面を選択的に窒化膜102を形成
し、上記シリコン基板101の表面を選択的にフ
イールド部分の厚い酸化膜103,103′、に
変える。次に第1図bに示す如く、窒化膜102
を除去後シリコン基板101全面にN型の導電性
を与えるリン等の不純を含んだポリシリコン10
4を全面に成長させる。その後第1図cに示す如
くポリシリコン104上に気相成長法に依りシリ
コン酸化膜105を成長させ、そのシリコン酸化
膜105をマスクとしてポリシリコン104を選
択的にソース・ドレインの取り出し口となる部分
以外はエツチング除去し、更に、チヤンネルを形
成する部分106のシリコン基板もエツチング
し、更に気相成長酸化膜105をエツチング除去
する。この場合、シリコン基板のエツチング深さ
は、後から形成されるソース、ドレイン領域の深
さよりも深くする。最後に第1図dに示す様にエ
ツチングされたシリコン基板及びポリシリコン1
04の表面を酸化してゲート酸化膜107とする
と同時にポリシリコン104中の不純物を拡散せ
しめてソース108、ドレイン109を形成した
後、ゲート電極金属110ソース領域への電極金
属111、ドレイン領域への電極金属112を形
成して本発明のMOS型半導体装置113を得
る。
Next, in order to better understand the present invention, the present invention will be explained using the drawings. FIG. 1 is a sectional view for explaining an embodiment of a MOS type semiconductor device and a method for manufacturing the same according to the present invention. In the MOS type semiconductor device of the present invention, as shown in FIG. The thick oxide films 103 and 103' are used in the field portions. Next, as shown in FIG. 1b, the nitride film 102
After removing the silicon substrate 101, polysilicon 10 containing impurities such as phosphorus gives N-type conductivity to the entire surface of the silicon substrate 101.
4 to full growth. Thereafter, as shown in FIG. 1c, a silicon oxide film 105 is grown on the polysilicon 104 by vapor phase growth, and using the silicon oxide film 105 as a mask, the polysilicon 104 selectively becomes the source/drain outlet. The portions other than those portions are etched away, the silicon substrate in the portion 106 where the channel will be formed is also etched, and the vapor grown oxide film 105 is further etched away. In this case, the etching depth of the silicon substrate is set to be deeper than the depth of the source and drain regions to be formed later. Finally, as shown in Figure 1d, the etched silicon substrate and polysilicon 1
After oxidizing the surface of polysilicon 04 to form a gate oxide film 107 and at the same time diffusing impurities in polysilicon 104 to form a source 108 and a drain 109, gate electrode metal 110 is applied to the source region, electrode metal 111 to the drain region Electrode metal 112 is formed to obtain MOS type semiconductor device 113 of the present invention.

本発明のこのMOS型半導体装置113によれ
ば、チヤンネルが形成されるゲート酸化膜107
の下のシリコン基板表面は、ソース108、及び
ドレイン109より下方に位置されることができ
る。従つて、ソース108とドレイン109に、
ドレイン109が正となる様な電圧を印加した場
合に、ドレイン109の近傍のシリコン基板10
1内に伸びる空乏層は、ソース108の方向とは
非常に伸びにくくなり、シリコン基板101の内
部に伸び易くなる。従つてドレイン109からソ
ース108に空乏層が伸びて、ソース108とド
レイン109が導過状態となるパンチスルーが非
常に生じ難くなるという大きな利点をもつ。
According to this MOS type semiconductor device 113 of the present invention, the gate oxide film 107 in which a channel is formed
The silicon substrate surface below can be located below the source 108 and drain 109. Therefore, in the source 108 and the drain 109,
When a voltage that makes the drain 109 positive is applied, the silicon substrate 10 near the drain 109
The depletion layer extending into the silicon substrate 101 becomes very difficult to extend in the direction of the source 108 and easily extends into the silicon substrate 101 . Therefore, the depletion layer extends from the drain 109 to the source 108, and there is a great advantage that punch-through, in which the source 108 and the drain 109 become conductive, is extremely difficult to occur.

第2図は本発明の他の実施例を説明するための
断面図である。本実施例に於いては、先づ第1図
aと同じようにP型シリコン基板201の表面に
選択的にフイールド部分酸化膜202,202′
を形成しその後リンを含んだポリシリコン203
を成長させる。第2図a次に第2図bに示すよう
にポリシリコン203を選択的にエツチングして
ソース領域の上に伸びるポリシリコン204、ド
レイン領域の上に伸びるポリシリコン205のみ
を残したあと熱酸化で、ポリシリコン204,2
05が酸化されてできた酸化膜206,206′
と、シリコン基板201が酸化されてできた酸化
膜207を形成する。この時、ポリシリコン20
4,205はリン等のn型不純物を多量に含んで
いるために酸化速度が大きいから、酸化膜20
6,206′は、シリコン基板201を酸化して
できた酸化膜207より厚くなる従つて第2図c
に示す如く全面酸化膜エツチングを行うと、酸化
膜206,206′が残つている時に酸化膜20
7は除去されてしまうから、この状態でシリコン
基板201をエツチングすると、チヤンネル部分
にくぼみ208をもつようにできる。この後は通
常の第1図に示した実施例と同じ方法によつて
MOS型半導体装置を得る事ができる。この第2
の実施例に於いてはシリコン基板201をエツチ
ングする時にポリシリコン204,205の側面
には酸化膜が形成されているから側面からのエツ
チングが抑えられ従つてポリシリコン204と2
05の間隔209を小さくでき、一方くぼみ20
8は深くできる。このためチヤンネル長を大きく
したい場合でもくぼみ208を深くすることでチ
ヤンネル長を大きくできるから、ポリシリコン2
04と205の間隔は狭くでき、集積度を上げる
事ができるという大きな利点をもつ。
FIG. 2 is a sectional view for explaining another embodiment of the present invention. In this embodiment, field partial oxide films 202, 202' are first selectively formed on the surface of a P-type silicon substrate 201, as in FIG.
and then polysilicon 203 containing phosphorus.
grow. FIG. 2a Next, as shown in FIG. 2b, the polysilicon 203 is selectively etched to leave only the polysilicon 204 extending over the source region and the polysilicon 205 extending over the drain region, and then thermally oxidized. So, polysilicon 204,2
Oxide films 206, 206' formed by oxidizing 05
Then, an oxide film 207 is formed by oxidizing the silicon substrate 201. At this time, polysilicon 20
4,205 contains a large amount of n-type impurities such as phosphorus and has a high oxidation rate, so the oxide film 20
6, 206' is thicker than the oxide film 207 formed by oxidizing the silicon substrate 201.
When the entire oxide film is etched as shown in FIG.
7 will be removed, so if the silicon substrate 201 is etched in this state, it will be possible to form a recess 208 in the channel portion. After this, the same method as in the ordinary embodiment shown in FIG.
A MOS type semiconductor device can be obtained. This second
In this embodiment, when etching the silicon substrate 201, since an oxide film is formed on the side surfaces of the polysilicon 204 and 205, etching from the side is suppressed, and the polysilicon 204 and 205 are etched.
05 can be made smaller, while the recess 20
8 can be deep. Therefore, even if it is desired to increase the channel length, the channel length can be increased by deepening the recess 208, so the polysilicon 2
This has the great advantage that the interval between 04 and 205 can be narrowed and the degree of integration can be increased.

尚、実施例ではソース、ドレイン領域の全域を
ポリシリコン層からの拡散によつて形成されてい
るが必ずしもこの必要なく、たとえばフイールド
酸化膜に隣接する部分を他の導入工程に行つて、
チヤンネル部に隣接する部分のみポリシリコン層
からの拡散に行つてもよい。さらに、ソース、ド
レイン領域の形成を複数の工程で行い、したがつ
てこれら領域の深さが階段状に形成されていると
きには、チヤンネル表面をチヤンネル部に隣接す
るソース、ドレイン領域の部分の深さと比較して
これより深くすればよい。
In the embodiment, the entire source and drain regions are formed by diffusion from the polysilicon layer, but this is not necessarily necessary; for example, the portions adjacent to the field oxide film may be subjected to another introduction step.
Diffusion from the polysilicon layer may be performed only in the portion adjacent to the channel portion. Furthermore, when the source and drain regions are formed in multiple steps and the depths of these regions are formed in a stepped manner, the channel surface is equal to the depth of the source and drain regions adjacent to the channel portion. The comparison should be deeper than this.

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

第1図a乃至第1図dは本発明の第1の実施例
を工程順に示した断面図であり、第2図a乃至第
2図cは本発明の第2の実施例を工程順に示した
断面図である。 尚、図に於いて、101,201……シリコン
基板、102……窒化シリコン膜、103,10
3′,202,202′……フイールド部分酸化
膜、104,203,204,405……ポリシ
リコン、105,107,206,206′,2
07……酸化膜、106……チヤンネル形成部、
108……ソース、109……ドレイン、11
0,111,112……金属配線、208……く
ぼみである。
FIGS. 1a to 1d are cross-sectional views showing a first embodiment of the present invention in the order of steps, and FIGS. 2a to 2c are sectional views showing the second embodiment of the present invention in the order of steps. FIG. In the figure, 101, 201... silicon substrate, 102... silicon nitride film, 103, 10
3', 202, 202'... Field partial oxide film, 104, 203, 204, 405... Polysilicon, 105, 107, 206, 206', 2
07... Oxide film, 106... Channel forming part,
108... Source, 109... Drain, 11
0, 111, 112...metal wiring, 208...indentation.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 少くともソース領域、ドレイン領域となるシ
リコン基板部分を被い、導電性を与える不純物を
含むポリシリコン膜を形成する工程と、ソース領
域の上に伸びるポリシリコン膜とドレイン領域の
上に伸びるポリシリコン膜とを残して前記ポリシ
リコン膜を選択エツチングする工程と、この選択
エツチングにより露出した前記ソース領域と前記
ドレイン領域との間のシリコン基板部分及び前記
ポリシリコン膜の表面を酸化して、前記シリコン
基板表面に薄い酸化膜を形成するとともに前記ポ
リシリコン膜表面に厚い酸化膜を形成する工程
と、前記ポリシリコン膜上の酸化膜と前記シリコ
ン基板上の酸化膜との厚さの差を利用して前記シ
リコン基板上の酸化膜をエツチング除去するとと
もに前記ポリシリコン膜上の酸化膜をその厚さの
一部のみエツチング除去する工程と、再び露出し
たシリコン基板部分を、前記ソース、ドレイン領
域の少くとも一方となる基板の領域よりも深くな
るようにエツチングする工程を含む事を特徴とす
るMOS型半導体装置の製造方法。
1. A process of forming a polysilicon film containing impurities that provides conductivity, covering at least the portions of the silicon substrate that will become the source and drain regions, and forming a polysilicon film that extends over the source region and a polysilicon film that extends over the drain region. selectively etching the polysilicon film while leaving the silicon film; oxidizing the silicon substrate portion between the source region and the drain region exposed by this selective etching and the surface of the polysilicon film; A process of forming a thin oxide film on the surface of the silicon substrate and a thick oxide film on the surface of the polysilicon film, and utilizing the difference in thickness between the oxide film on the polysilicon film and the oxide film on the silicon substrate. The oxide film on the silicon substrate is then etched away, and the oxide film on the polysilicon film is etched to remove only a portion of its thickness. A method for manufacturing a MOS type semiconductor device, which includes a step of etching to a depth deeper than at least one region of a substrate.
JP15196877A 1977-12-16 1977-12-16 Mos semiconductor device and its manufacture Granted JPS5483778A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15196877A JPS5483778A (en) 1977-12-16 1977-12-16 Mos semiconductor device and its manufacture

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP15196877A JPS5483778A (en) 1977-12-16 1977-12-16 Mos semiconductor device and its manufacture

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5483778A JPS5483778A (en) 1979-07-04
JPS6237543B2 true JPS6237543B2 (en) 1987-08-13

Family

ID=15530143

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP15196877A Granted JPS5483778A (en) 1977-12-16 1977-12-16 Mos semiconductor device and its manufacture

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5483778A (en)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5713769A (en) * 1980-06-30 1982-01-23 Fujitsu Ltd Semiconductor device and manufacture thereof
US4324038A (en) * 1980-11-24 1982-04-13 Bell Telephone Laboratories, Incorporated Method of fabricating MOS field effect transistors
JPS57141963A (en) * 1981-02-27 1982-09-02 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPS6042866A (en) * 1983-08-19 1985-03-07 Toshiba Corp Semiconductor device and manufacture thereof

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5483778A (en) 1979-07-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP2002299620A (en) Method for manufacturing silicon carbide semiconductor device
JPS6237543B2 (en)
JP2729422B2 (en) Semiconductor device
JPS60193371A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0127589B2 (en)
JPS6245071A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0491481A (en) Mis field effect transistor
JP3017838B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH067596B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
KR910009042B1 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
JPH1174513A (en) Semiconductor of insulating gate type and its manufacture
JPS63129664A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS62241379A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6156448A (en) Manufacture of complementary semiconductor device
JPH0213827B2 (en)
JPH0527995B2 (en)
JP2002110813A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPS596579A (en) Semiconductor device
JPS6113392B2 (en)
JPH02304931A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JPS61220372A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0330307B2 (en)
JPH05343703A (en) Manufacture of nonvolatile memory
JPS6143865B2 (en)
JPS6353977A (en) Manufacture of semiconductor device