WO2023223722A1 - 半導体装置及び電子機器 - Google Patents

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WO2023223722A1
WO2023223722A1 PCT/JP2023/014806 JP2023014806W WO2023223722A1 WO 2023223722 A1 WO2023223722 A1 WO 2023223722A1 JP 2023014806 W JP2023014806 W JP 2023014806W WO 2023223722 A1 WO2023223722 A1 WO 2023223722A1
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contact electrode
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gate electrode
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良平 ▲高▼柳
直樹 坂
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ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社
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    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
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    • 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

Definitions

  • the present technology (technology according to the present disclosure) relates to semiconductor devices and electronic equipment, and particularly relates to technology that is effective when applied to semiconductor devices having fin-type field effect transistors and electronic equipment equipped with the same.
  • CMOS image sensor As a semiconductor device, for example, a solid-state imaging device called a CMOS image sensor is known.
  • This CMOS image sensor includes a pixel circuit (readout circuit) that converts signal charges photoelectrically converted by a photoelectric conversion element into a pixel signal and outputs the pixel signal.
  • the pixel circuit includes pixel transistors such as an amplification transistor, a selection transistor, and a reset transistor.
  • a gate electrode is provided on an island-shaped semiconductor portion (fin portion) with a gate insulating film interposed therebetween, and a source is provided on the semiconductor portions on both sides of the gate electrode in the gate length direction.
  • a fin-type field effect transistor Fin-FET
  • This fin-type field effect transistor has improved short channel characteristics and can shorten the gate length to achieve the required operation, making it possible to miniaturize the planar size and enable higher integration. Useful.
  • the pair of main electrode regions of the fin-type field effect transistor are electrically connected to wiring on the insulating layer via a contact electrode provided on the insulating layer covering the field effect transistor.
  • the contact electrode is connected to the upper surface of the semiconductor section.
  • Patent Document 1 discloses a solid-state imaging device in which an amplification transistor included in a pixel circuit is a fin-type field effect transistor.
  • Non-Patent Document 1 discloses a field effect transistor with an SOI-Fin structure.
  • the width of the semiconductor part in the transverse direction and the diameter (thickness width) of the contact electrode tend to become smaller, and the contact resistance between the semiconductor part and the contact electrode increases.
  • the diameter (width) of the contact electrode is miniaturized, the influence of parasitic resistance due to contact resistance increases, and the mutual conductance (gm) of the fin-type field effect transistor decreases.
  • the purpose of this technology is to improve the mutual conductance (gm) of a transistor.
  • a semiconductor device includes: an island-shaped semiconductor portion having a top surface portion and a side surface portion; a field effect transistor having a gate electrode provided in the semiconductor portion with a gate insulating film interposed therebetween; an insulating layer covering the field effect transistor; and a contact electrode provided on the insulating layer so as to overlap with the semiconductor portion outside the gate electrode in plan view.
  • the contact electrode is connected to the top surface portion and side surface portion of the semiconductor portion.
  • a semiconductor device includes: an island-shaped semiconductor portion having a top surface portion and a side surface portion; a field effect transistor having a gate electrode provided in the semiconductor portion with a gate insulating film interposed therebetween; an insulating layer covering the field effect transistor; and a contact electrode provided on the insulating layer so as to overlap with the semiconductor portion outside the gate electrode in plan view.
  • the contact electrode is connected to the top and side surfaces of the semiconductor section, and is formed of the same layer as the gate electrode.
  • An electronic device includes the semiconductor device, an optical system that forms image light from a subject on the semiconductor device, and a signal processing method for a signal output from the semiconductor device. and a signal processing circuit for performing the processing.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing a configuration example of a semiconductor device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a1-a1 cutting line in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the b1-b1 cutting line in FIG. 1.
  • FIG. 2 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c1-c1 cutting line in FIG. 1.
  • FIG. FIG. 1 is a schematic plan view showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 1 is a schematic plan view showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present technology.
  • FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a5-a5 section line in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the b5-b5 cutting line in FIG. 5.
  • FIG. 6 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 5.
  • FIG. 8 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the line a7-a7 in FIG. 7;
  • FIG. 8 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure taken along the b7-b7 cutting line in FIG. 7.
  • FIG. 8 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 7.
  • FIG. 10 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the line a9-a9 in FIG. 9; 10 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the b9-b9 cutting line in FIG. 9.
  • FIG. 10 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 9.
  • FIG. 12 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a11-a11 cutting line in FIG. 11.
  • FIG. FIG. 12 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c11-c11 cutting line in FIG. 11.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 11.
  • FIG. 14 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a13-a13 cutting line in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c13-c13 cutting line in FIG. 13.
  • FIG. 14 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 13.
  • FIG. 16 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a15-a15 cutting line in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c15-c15 cutting line in FIG. 15.
  • FIG. 16 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 15.
  • FIG. 18 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a17-a17 cutting line in FIG. 17.
  • 18 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c17-c17 cutting line in FIG. 17.
  • FIG. 18 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 17.
  • FIG. 20 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a19-a19 cutting line in FIG. 19; 20 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c19-c19 cutting line in FIG. 19.
  • FIG. 20 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 19.
  • FIG. 22 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the line a21-a21 in FIG. 21.
  • FIG. FIG. 22 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c21-c21 cutting line in FIG. 21.
  • FIG. FIG. 2 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a second embodiment of the present technology.
  • FIG. 24 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the line a23-a23 in FIG. 23.
  • 24 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c23-c23 cutting line in FIG. 23.
  • FIG. 2 is a schematic plan view showing two semiconductor parts and two field effect transistors arranged in series in the semiconductor device according to the first embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a schematic vertical cross-sectional view showing a modification of the second embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a third embodiment of the present technology.
  • FIG. 29 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c28-c28 cutting line in FIG. 28.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a first modification of the third embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a second modification of the third embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a schematic configuration of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present technology.
  • 34 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the b33-b33 cutting line in FIG. 33.
  • FIG. 34 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c33-c33 cutting line in FIG. 33.
  • FIG. 7 is a schematic plan layout diagram showing a configuration example of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present technology.
  • FIG. 12 is a block diagram illustrating a configuration example of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present technology.
  • FIG. 7 is an equivalent circuit diagram showing a configuration example of a pixel and a pixel circuit of a solid-state imaging device according to a fifth embodiment of the present technology.
  • 37 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure of the pixel array section in FIG. 36.
  • FIG. FIG. 12 is a schematic plan view showing a configuration example of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present technology.
  • 41 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a40-a40 cutting line in FIG. 40.
  • FIG. FIG. 42 is a schematic vertical cross-sectional view showing a part of FIG.
  • 41 in an enlarged manner.
  • 41 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the b40-b40 cutting line in FIG. 40.
  • FIG. 41 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c40-c40 cutting line in FIG. 40.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present technology.
  • 45 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a44-a44 cutting line in FIG. 44.
  • FIG. FIG. 45 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the b44-b44 cutting line in FIG. 44.
  • FIG. 45 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 44.
  • FIG. 47 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a46-a46 cutting line in FIG. 46.
  • FIG. 47 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the b46-b46 cutting line in FIG. 46.
  • 47 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c46-c46 cutting line in FIG. 46.
  • FIG. FIG. 46 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 46, and is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the a46-a46 cutting line in FIG. 46.
  • FIG. 46 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 46, and is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the b46-b46 cutting line in FIG. 46.
  • FIG. 46 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 46, and is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a longitudinal cross-sectional structure at the same position as the c46-c46 cutting line in FIG. 46.
  • FIG. 48A is a diagram showing a step subsequent to FIG. 48A, and is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a46-a46 in FIG. 46.
  • FIG. 48B is a diagram showing a step subsequent to FIG.
  • FIG. 48B is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line b46-b46 in FIG. 46.
  • FIG. 48C is a diagram showing a step subsequent to FIG. 48C, and is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the c46-c46 cutting line in FIG. 46.
  • FIG. 49A is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 49A.
  • 51 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a50-a50 cutting line in FIG. 50.
  • FIG. 51 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the b50-b50 cutting line in FIG. 50.
  • FIG. 51 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c50-c50 cutting line in FIG. 50.
  • FIG. 51A is a schematic vertical cross-sectional view enlarging a part of FIG. 51A.
  • FIG. 51C is a schematic vertical cross-sectional view enlarging a part of FIG. 51C.
  • 51 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 50.
  • FIG. 53 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a52-a52 cutting line in FIG. 52.
  • FIG. 53 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a52-a52 cutting line in FIG. 52.
  • FIG. 53 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c52-c52 cutting line in FIG. 52.
  • FIG. 53A is a schematic cross-sectional view showing particulate oxides changed by heat treatment in the cross section of FIG. 53A.
  • FIG. 53B is a schematic cross-sectional view showing particulate oxides changed by heat treatment in the cross section of FIG. 53B.
  • FIG. 53 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 52.
  • FIG. FIG. 56 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure taken along the a55-a55 cutting line in FIG. 55.
  • FIG. 56 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c55-c55 cutting line in FIG. 55; 56 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 55.
  • FIG. FIG. 58 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the cutting line a57-a57 in FIG. 57.
  • FIG. 58 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c57-c57 cutting line in FIG. 57.
  • 58 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 57.
  • FIG. FIG. 60 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along cutting line a59-a59 in FIG. 59.
  • FIG. 60 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure taken along the b59-b59 cutting line in FIG. 59.
  • FIG. 60 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c59-c59 cutting line in FIG. 59;
  • 59 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 59, and is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a59-a59 in FIG. 59.
  • FIG. 62 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 61, and is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the a59-a59 cutting line in FIG. 59.
  • FIG. 63 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 62.
  • FIG. FIG. 64 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the line a63-a63 in FIG. 63; 64 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 63, and is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a63-a63 in FIG. 63.
  • FIG. FIG. 66 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 65, and is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a63-a63 in FIG. 63.
  • 67 is a diagram showing a step subsequent to FIG.
  • FIG. 66 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a63-a63 in FIG. 63.
  • FIG. 68 is a diagram illustrating a step subsequent to FIG. 67, and is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a63-a63 in FIG. 63.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing a first modification of the sixth embodiment of the present technology.
  • 70 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the cutting line a69-a69 in FIG. 69.
  • FIG. 70 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c69-c69 cutting line in FIG. 69.
  • FIG. FIG. 12 is a schematic plan view showing a second modification of the sixth embodiment of the present technology.
  • FIG. 72 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the cutting line a71-a71 in FIG. 71.
  • FIG. It is a typical vertical cross-sectional view showing a 3rd modification of a 6th embodiment of this art.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing a configuration example of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present technology.
  • FIG. 75 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the cutting line a74-a74 in FIG. 74.
  • FIG. FIG. 12 is a schematic plan view showing a configuration example of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present technology.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing a modification of the eighth embodiment of the present technology.
  • FIG. 12 is a schematic vertical cross-sectional view showing a configuration example of a solid-state imaging device according to a ninth embodiment of the present technology.
  • FIG. 12 is a schematic plan view showing a configuration example of a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present technology.
  • 80 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the cutting line a79-a79 in FIG.
  • FIG. 80 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the b79-b79 cutting line in FIG. 79.
  • FIG. 80 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the c79-c79 cutting line in FIG. 79.
  • FIG. 7 is a schematic plan view showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present technology. Diagrams showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a tenth embodiment of the present technology ((a) is a schematic cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along the cutting line a83-a83 in FIG. 83, (b) is a diagram FIG.
  • FIG. 83 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the b83-b83 cutting line of FIG. 83
  • (c) is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the c83-c83 cutting line of FIG. 83 and 84
  • (a) is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the a83-a83 cutting line in FIG. 83
  • FIG. 83 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line
  • (c) is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the c83-c83 cutting line in FIG.
  • FIG. 86 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 85.
  • FIG. A diagram showing the vertical cross-sectional structure of FIG. 86 ((a) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along the a86-a86 cutting line in FIG. 86, (b) is a schematic vertical cross-sectional view along the b86-b86 cutting line in FIG. 86. (c) is a schematic vertical cross section showing the vertical cross-sectional structure, and (c) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along the c86-c86 cutting line in FIG. 87 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 86.
  • FIG. 88 ((a) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along cutting line a88-a88 in FIG. 88, (b) is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along cutting line c88-c88 in FIG. This is a schematic longitudinal section showing the longitudinal section structure. 89 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 88.
  • FIG. A diagram showing the vertical cross-sectional structure of FIG. 90 ((a) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along the a90-a90 cutting line in FIG. 90, (b) is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the c90-c90 cutting line in FIG.
  • FIG. 91 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 90.
  • FIG. A diagram showing the vertical cross-sectional structure of FIG. 92 ((a) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along the a92-a92 cutting line in FIG. 92, (b) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along the c92-c92 cutting line in FIG. 92.
  • 93 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 92.
  • FIG. 94 ((a) is a schematic vertical cross-section showing the vertical cross-sectional structure along the a94-a94 cutting line in FIG. 94, (b) is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the b94-b94 cutting line in FIG. (c) is a schematic longitudinal section showing the longitudinal section structure along the c94-c94 cutting line in FIG. 94).
  • FIG. 94 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 94, and is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a longitudinal cross-sectional structure at the same position as the cutting line a94-a94 in FIG. 94.
  • FIG. 96 is a diagram showing a step subsequent to FIG.
  • FIG. 96 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a94-a94 in FIG. 94.
  • 98 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 97.
  • FIG. FIG. 99 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along section line a98-a98 in FIG. 98;
  • FIG. 99 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 98, and is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a98-a98 in FIG. 98.
  • FIG. 100 is a diagram showing a step subsequent to FIG.
  • FIG. 100 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a98-a98 in FIG. 98.
  • 102 is a diagram showing a step subsequent to FIG. 101, and is a schematic vertical sectional view showing a longitudinal sectional structure at the same position as the cutting line a98-a98 in FIG. 98.
  • FIG. FIG. 12 is a diagram illustrating a configuration example of an electronic device according to a 106th embodiment of the present technology.
  • the first conductivity type is a p type and the second conductivity type is an n type will be exemplified as the conductivity type of the semiconductor, but if the conductivity types are selected in the opposite relationship,
  • the first conductivity type may be n type and the second conductivity type may be p type.
  • a first direction and a second direction that are orthogonal to each other in the same plane are respectively referred to as an X direction and a Y direction
  • the first direction and A third direction perpendicular to each of the second directions is defined as a Z direction.
  • the thickness direction of the semiconductor parts 3 and 33 which will be described later, will be described as the Z direction.
  • FIGS. 1, 2, 3, and 4 the overall configuration of the semiconductor device 1A will be described using FIGS. 1, 2, 3, and 4.
  • the wirings 18a, 18b, and 18c shown in FIGS. 2 to 4 are not shown.
  • the semiconductor device 1A includes an island-shaped semiconductor portion 3 and a channel forming portion (channel region) 12 provided in the island-shaped semiconductor portion 3. and a field effect transistor Qa.
  • the semiconductor device 1A includes an insulating layer 14 that includes the semiconductor portion 3 and the field effect transistor Qa, and a semiconductor portion that is island-shaped in plan view. It further includes contact electrodes 17a, 17b, and 17c provided on the insulating layer 14 so as to overlap with the contact electrodes 17a, 17b, and 17c.
  • illustration of the contact electrode 17c is omitted.
  • the semiconductor section 3 has a rectangular parallelepiped shape having, for example, an upper surface section 3a, a lower surface section (bottom section) 3b, and four side surfaces 3c1 , 3c2 , 3c3, and 3c4 . has been done.
  • the semiconductor portion 3 extends in the Y direction, the thickness direction is the Z direction, the longitudinal direction is the Y direction, and the lateral direction is the X direction.
  • the upper surface portion 3a and the lower surface portion 3b are located on opposite sides of the semiconductor portion 3 in the thickness direction (Z direction).
  • two side parts 3c 1 and 3c 2 are located opposite to each other in the transverse direction (X direction), and the remaining two side parts 3c 3 and 3c 4 are located on opposite sides in the longitudinal direction (Y direction).
  • the semiconductor section 3 corresponds to a specific example of the "semiconductor section" of the present technology.
  • the four side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 3 and 3c 4 of the semiconductor section 3 correspond to a specific example of the "side surface section of the semiconductor section" of the present technology.
  • the four side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 3 and 3c 4 are respectively referred to as a first side surface 3c 1 , a second side surface 3c 2 , a third side surface 3c 3 and a fourth side surface 3c 4 . There is also.
  • the lateral direction of the semiconductor section 3 corresponds to a specific example of the "first direction of the semiconductor section” of the present technology
  • the longitudinal direction of the semiconductor section 3 corresponds to a "first direction of the semiconductor section” of the present technology.
  • This corresponds to a specific example of "second direction”.
  • the side surfaces 3c 3 and 3c 4 in the longitudinal direction (second direction) of the semiconductor portion 3 correspond to a specific example of “an end portion of the semiconductor portion in the second direction intersecting the first direction” of the present technology. .
  • the semiconductor portion 3 is made of, for example, silicon (Si) as a semiconductor material, a single crystal as a crystallinity, and an i-type (intrinsic type) as a conductivity type, although the semiconductor material is not limited thereto. That is, the semiconductor section 3 is made of i-type single crystal silicon. As a material for the semiconductor section 3, other than Si, germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), etc. can also be used.
  • the insulating layer 14 is a first insulating film (base insulating film) provided on the lower surface 3b side of the semiconductor section 3 opposite to the upper surface 3a and in contact with the lower surface 3b. 2, a second insulating film (surrounding insulating film) 4 provided on the first insulating film 2 so as to surround the semiconductor part 3, and a semiconductor part 3 and a gate electrode 7 to be described later on the second insulating film 4. It has a multilayer structure including a third insulating film (covering insulating film) 13 provided so as to cover it.
  • Each of the first insulating film 2, the second insulating film 4, and the third insulating film 13 is made of, for example, a silicon oxide ( SiO2 ) film. That is, the semiconductor device 1A of the first embodiment has an SOI (Silicon On Insulator) structure in which a silicon (Si) semiconductor portion 3 is provided on a first insulating film 2. Further, the insulating layer 14 includes the semiconductor section 3 and the field effect transistor Qa.
  • SOI Silicon On Insulator
  • the field effect transistor Qa is, for example, of an n-channel conductivity type, although it is not limited thereto.
  • the field effect transistor Qa is constituted by a MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) whose gate insulating film is a silicon oxide (SiO 2 ) film.
  • the field effect transistor Qa may be of p-channel conductivity type.
  • a MISFET Metal Insulator Semiconductor FET
  • the field effect transistor Qa has a channel forming portion 12 provided in the semiconductor portion 3 and a channel forming portion of the semiconductor portion 3 in the lateral direction (X direction) of the semiconductor portion 3.
  • the semiconductor device 12 includes a gate electrode 7 provided across the upper surface portion 3a and two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor portion 3 with a gate insulating film 6 interposed therebetween.
  • the field-effect transistor Qa also includes a pair of main electrode regions 11a and 11a, which are provided outside the semiconductor section 3 and spaced apart from each other with the channel formation section 12 in between in the channel length direction (gate length direction) of the channel formation section 12. 11b.
  • the field effect transistor Qa includes a pair of main electrode regions 11a and 11b provided in the semiconductor portion 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (longitudinal direction).
  • a pair of main electrode regions 11a and 11b function as a source region and a drain region.
  • the field effect transistor Qa further includes a sidewall spacer 9 provided on the sidewall of the gate electrode 7.
  • one of the main electrode regions 11a and 11b of the pair of main electrode regions 11a and 11b may be called the source region 11a, and the other main electrode region 11b may be called the drain region 11b.
  • the distance between the pair of main electrode regions 11a and 11b is the channel length (L) of the channel forming portion 12 (the gate length (Lg) of the gate electrode 7), and the direction of this channel length is the channel length direction ( (gate length direction).
  • the direction of the channel width (W) (gate width (Wg)) of the channel forming portion 12 is called the channel width direction (gate width direction).
  • the pair of main electrode regions 11a and 11b are separated from each other in the Y direction with the channel forming portion 12 in between, so that the channel length direction is the Y direction.
  • a channel (inversion layer) that electrically connects the source region (one main electrode region) 11a and the drain region (the other main electrode region) 11b by a voltage applied to the gate electrode 7 forms a channel.
  • the gate electrode 7 is, for example, a head portion (first portion) provided on the upper surface portion 3a side of the semiconductor portion 3 with a gate insulating film 6 interposed therebetween, although the gate electrode 7 is not limited thereto.
  • a gate insulating film 6 is formed on the outside of each of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 that are integrated with the head 7a and are located on opposite sides of the semiconductor portion 3 in the lateral direction (X direction). It includes two interposed leg parts (second parts) 7b 1 and 7b 2 .
  • the gate electrode 7 is provided across the top surface 3a and the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor section 3, and has a C-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction (Y direction). There is.
  • the gate electrode 7 is made of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced to reduce the resistance value.
  • the head 7 a of the gate electrode 7 is located above the second insulating film 4 and covered with the third insulating film 13 .
  • the leg portions 7b 1 and 7b 2 of the gate electrode 7 are provided in the second insulating film 4.
  • the gate insulating film 6 is provided between the semiconductor portion 3 and the gate electrode 7 over the upper surface portion 3a and the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor portion 3.
  • the gate insulating film 6 is made of, for example, a silicon oxide film.
  • the sidewall spacer 9 is provided on the side wall of the head portion 7a of the gate electrode 7 so as to surround the head portion 7a of the gate electrode 7, and also extends over the second insulating film 4 of the insulating layer 14 and the semiconductor portion in plan view. 3 is stretched.
  • the sidewall spacer 9 is formed in alignment with the gate electrode 7.
  • This sidewall spacer 9 is formed by, for example, forming an insulating film (spacer material) covering the gate electrode 7 by a CVD method, and then applying RIE (Reactive Ion Etching) or the like to this insulating film. It can be formed by performing anisotropic dry etching.
  • the sidewall spacer 9 is made of a material that has a selectivity with respect to the second insulating film 4 and the semiconductor portion 3 included in the insulating layer 14.
  • the sidewall spacer 9 is made of, for example, a silicon nitride film that is selective to the silicon oxide film of the second insulating film 4 and the silicon of the semiconductor section 3.
  • the sidewall spacer 9 ensures a distance between the gate electrode 7 and each contact region 10 (see FIG. 2) of a pair of main electrode regions 11a and 11b (described later).
  • each of the pair of main electrode regions 11a and 11b includes an n-type extension region 8 consisting of an n-type semiconductor region provided in the semiconductor section 3 in alignment with the gate electrode 7, and and an n-type contact region 10 formed of an n-type semiconductor region provided in the semiconductor portion 3 in alignment with the sidewall spacer 9 on the sidewall of the semiconductor portion 7 . That is, a pair of main electrode regions 11a and 11b having an n-type extension region 8 and an n-type contact region 10 are provided in the semiconductor section 3 in alignment with the gate electrode 7.
  • the n-type contact region 10 is provided within the n-type extension region 8.
  • Each of the n-type extension region 8 and the n-type contact region 10 has a thickness in the thickness direction (Z direction) of the semiconductor portion 3 and in the height direction of the semiconductor portion 3 .
  • the n-type extension region 8 is formed deeper than the n-type contact region 10, in other words, it is formed thicker.
  • the n-type extension region 8 extends from the upper surface portion 3a side of the semiconductor portion 3 to the lower surface portion 3b side, and extends from the lower surface portion 3b side of the semiconductor portion 3. 1 and the depth of contact with the insulating film 2.
  • the field effect transistor Qa of the first embodiment has a so-called gate electrode 7 provided on an island-shaped semiconductor portion 3 serving as a fin portion with a gate insulating film 6 interposed therebetween. It is composed of a fin type.
  • the length between the pair of main electrode regions 11a and 11b is the channel length L ( ⁇ gate length Lg), and the gate electrode 7 and the semiconductor portion 3 are three-dimensionally overlapped.
  • the length including the width W 2 in the width direction on the upper surface portion 3a side of the semiconductor portion 3 and the height of the side portions 3b 1 and 3b 2 of the semiconductor portion 3 peripheral length of the semiconductor portion 3
  • the value obtained by multiplying the number of semiconductor parts 3 by the number of semiconductor parts 3 becomes the channel width W ( ⁇ gate width).
  • the fin-type field effect transistor Qa by increasing the width W2 of the semiconductor section 3 in the transverse direction (Y direction) and increasing the height of the semiconductor section 3 in the thickness direction (Z direction), Since the channel width W becomes wider, the effective channel area (channel length L ⁇ channel width W) can be increased. In the fin-type field effect transistor Qa, by increasing the number of semiconductor parts 3, the channel area (channel length L ⁇ channel width W) can be increased.
  • the first embodiment describes a case in which the field effect transistor Qa is provided in one semiconductor section 3, there may be a plurality of semiconductor sections 3.
  • an enhancement type (normally off type) in which a drain current flows by applying a gate voltage higher than a threshold voltage to the gate electrode 7, and a drain current flowing even when no voltage is applied to the gate electrode 7 are available.
  • a depression type (normally off type) in which the current flows.
  • an enhancement type is configured, although the present invention is not limited thereto.
  • a channel (inversion layer) electrically connecting the pair of main electrode regions 11a and 11b is formed (induced) in the channel forming portion 12 by the voltage applied to the gate electrode 7.
  • a current (drain current) flows from the drain region side (for example, the main electrode region 11b side) through the channel of the channel forming portion 12 to the source region side (for example, the main electrode region 11a side).
  • the gate electrode 7 includes a contact electrode 17c provided on the insulating layer 14 (specifically, the third insulating film 13) and a barrier metal film 16c provided on the semiconductor layer 3. It is electrically connected to the wiring 18c provided in the wiring layer on the insulating layer 14 via the wiring 18c. Further, among the pair of main electrode regions 11a and 11b, one main electrode region 11a has a contact electrode 17a provided on the insulating layer 14 (specifically, the third insulating film 13) and a contact electrode 17a provided on the semiconductor layer 3. It is electrically connected to a wiring 18a provided in a wiring layer on the insulating layer 14 via a barrier metal film 16a.
  • the other main electrode region 11b has a contact electrode 17b provided on the insulating layer 14 (specifically, the third insulating film 13) and a contact electrode 17b provided on the semiconductor layer 3. It is electrically connected to a wiring 18b provided in a wiring layer on the insulating layer 14 via a barrier metal film 16b.
  • a material for the contact electrodes 17a, 17b, and 17c for example, tungsten (W), which is a high melting point metal, can be used.
  • barrier metal films 16a, 16b, and 16c for example, a composite film (Ti/TiN) containing a titanium (Ti) film and a titanium nitride (TiN) film can be used.
  • a metal material such as aluminum (Al) or copper (Cu), or an alloy material mainly composed of Al or Cu can be used.
  • the contact electrodes 17a, 17b, 17c and the barrier metal films 16a, 16b, 16c are explained separately, but the contact electrodes 17a, 17b including the barrier metal films 16a, 16b, 16c , 17c.
  • the barrier metal films 16a, 16b, 16c may not be provided, but as in the first embodiment, the barrier metal film 16a is provided between the semiconductor portion 3 and the gate electrode 7 and the contact electrodes 17a, 17b, 17c. , 16b, 16c are preferably used.
  • the contact electrode 17a extends along the thickness direction (Z direction) of the insulating layer 14, and extends from the upper surface side of the third insulating film 13 of the insulating layer 14 to the third insulating film 13.
  • the trench 15a is provided in a dug portion 15a that penetrates through the second insulating film 13 and enters into the second insulating film 4.
  • the contact electrode 17b also extends along the thickness direction (Z direction) of the insulating layer 14, and penetrates the third insulating film 13 from the upper surface side of the third insulating film 13 of the insulating layer 14 to form the second It is provided in the dug portion 15b that penetrates into the insulating film 4.
  • the contact electrodes 17a and 17b are configured to have a depth apart from the first insulating film 2 of the insulating layer 14 in the thickness direction (Z direction) of the insulating layer 14, although the contact electrodes 17a and 17b are not limited thereto. As shown in FIGS. 2 and 4, the contact electrodes 17a and 17b are connected to the top surface 3a and side surface portions of the semiconductor section 3. As shown in FIGS. Specifically, the contact electrode 17a is connected to the upper surface portion 3a and the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 of the semiconductor portion 3 on one end side (main electrode region 11a side) in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 3 . , 3c 3 , and electrically connected to one main electrode region 11a.
  • the contact electrode 17b is connected to the top surface portion 3a and the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c of the semiconductor portion 3 on the other end side (main electrode region 11b side) in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 3. 4 , and is electrically connected to the other main electrode region 11b.
  • the contact electrode 17a is connected to each of the upper surface 3a and the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , and 3c 3 of the semiconductor section 3 via the barrier metal film 16a, although it is not limited thereto. has been done. Further, the contact electrode 17b is also connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor section 3 and each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 4 with the barrier metal film 16b interposed therebetween.
  • the width W 1 a of the contact electrode 17a is wider than the width W 2 of the semiconductor portion 3 in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 3.
  • the width W 1 a of the contact electrode 17a is the width W 3 including the head portion 7a of the gate electrode 7 and the sidewall spacers 19 provided on both sides of the gate electrode 7 (width of the gate electrode + sidewall spacer width x 2).
  • the width W 1 b of the contact electrode 17b is wider than the width W 2 of the semiconductor portion 3.
  • the width W 1 b of the contact electrode 17b is narrower than the width W 2 including the gate electrode 7 and the sidewall spacers 19 provided on both sides of the gate electrode 7.
  • FIG. 5 is a schematic plan view showing the steps of the manufacturing method of the semiconductor device 1A
  • FIG. 6A is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a5-a5 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the -b5 cutting line.
  • 7 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 5
  • FIG. 8A is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a7-a7 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along a line.
  • 9 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG.
  • FIG. 10A is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a9-a9 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along a line.
  • 11 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 9
  • FIG. 12A is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a11-a11 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along a line.
  • 13 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 11, FIG.
  • FIG. 14A is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a13-a13 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along a line.
  • 15 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 13
  • FIG. 16A is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a15-a15 cutting line in FIG. 15, and
  • FIG. 16B is a c15-c15 cut in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along a line.
  • 17 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 15, FIG.
  • FIG. 18A is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a17-a17 cutting line in FIG.
  • FIG. 19 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 17,
  • FIG. 20A is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a19-a19 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view taken along a line.
  • 21 is a schematic plan view showing a step subsequent to FIG. 19
  • FIG. 22A is a schematic longitudinal cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure taken along the a21-a21 cutting line in FIG.
  • FIG. 3 is a schematic vertical cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure along a line.
  • an island-shaped semiconductor portion 3 is formed on the first insulating film 2.
  • the semiconductor portion 3 is formed, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped, having an upper surface portion 3a, a lower surface portion (bottom surface portion) 3b, and four side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 3 , and 3c 4 .
  • This semiconductor portion 3 can be formed, for example, by patterning a semiconductor layer provided on the first insulating film 2 into a predetermined shape using a well-known thinning technique such as an etching technique or a CMP method. .
  • the semiconductor portion 3 is made of, for example, silicon as a semiconductor material, a single crystal as a crystalline material, and an i-type (intrinsic type) as a conductivity type, although the semiconductor material is not limited thereto.
  • the first insulating film 2 supports the semiconductor portion 3 on the lower surface portion 3b side of the semiconductor portion 3.
  • a silicon oxide film formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is used as the first insulating film 2.
  • the second insulating film 4 and the dug portions 5a and 5b are formed.
  • the second insulating film 4 is formed outside the semiconductor section 3 so as to surround the semiconductor section 3 .
  • the second insulating film 4 is formed by forming, for example, a silicon oxide film on the entire surface of the first insulating film 2 including the top of the semiconductor part 3 using a well-known film forming method (for example, CVD method). It can be formed by selectively removing a silicon oxide film using, for example, a CMP method.
  • the dug portions 5a and 5b are formed on the outside of each of the two side surface portions 3c 1 and 3c 2 located on opposite sides in the X direction of the semiconductor portion 3. 1 and 3c 2 are formed so as to be exposed.
  • the dug portions 5a and 5b are formed by selectively etching the second insulating film 4 on the outside of each side surface portion 3c1 and 3c2 of the semiconductor portion 3 using, for example, well-known photolithography and dry etching techniques. can be formed.
  • the second insulating film 4 is etched under conditions that provide an etching ratio with respect to the semiconductor portion 3.
  • the dug portions 5a and 5b are formed so that the length in the same direction as the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 3 is shorter than the length in the longitudinal direction of the semiconductor portion 3. Further, it is preferable that the dug portions 5a and 5b are formed to have a depth in the Z direction equal to or greater than the height of the semiconductor portion 3 in the Z direction.
  • a gate insulating film 6 and a gate electrode 7 are formed.
  • the gate insulating film 6 is formed over the upper surface portion 3a and the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor portion 3 in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 3. do.
  • the gate insulating film 6 can be formed by a thermal oxidation method or a deposition method.
  • a silicon oxide film as the gate insulating film 6 is formed by a thermal oxidation method. Thereby, the gate insulating film 6 can be selectively formed in the portion of the semiconductor section 3 exposed from the second insulating film 4.
  • the gate electrode 7 is arranged so as to face each of the upper surface portion 3a and the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor portion 3 with the gate insulating film 6 interposed therebetween (so that they are adjacent to each other). to) form.
  • the gate electrode 7 has a head (first portion) 7a provided on the upper surface portion 3a side of the semiconductor portion 3 via the gate insulating film 6, and is integrated with this head portion 7a, and is integrated with the head portion 7a on the short side of the semiconductor portion 3.
  • Two leg portions (second portions) 7b 1 and 7b provided on the outside of each of two side portions 3c 1 and 3c 2 located on opposite sides in the direction (X direction) with a gate insulating film 6 interposed therebetween. 2 .
  • the head 7a projects upward from the second insulating film 4.
  • Each of the two legs 7b 1 and 7b 2 is provided separately in each of the recesses 5a and 5b.
  • the gate electrode 7 is formed by forming a gate electrode film (electrode material) on the entire surface of the second insulating film 4 including inside each of the two dug portions 5a and 5b and on the semiconductor portion 3, and then forming the gate electrode film (electrode material)
  • the film can be formed by patterning using a well-known planarization technique, photolithography technique, dry etching technique, or the like.
  • a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced to reduce the resistance value can be used. Impurities in the polycrystalline silicon film can be introduced during or after film formation.
  • a pair of extension regions 8 made of n-type semiconductor regions are formed in each of the semiconductor parts 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction).
  • the extension region 8 uses the gate electrode 7 and the second insulating film 4 as a mask for impurity introduction, and injects an n-type impurity into each of the semiconductor parts 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction).
  • it can be formed by implanting arsenic ions (As + ) or phosphorus ions (P + ), and then performing heat treatment to activate the impurities.
  • the pair of n-type extension regions 8 are formed at a depth so as to be in contact with the first insulating film 2 on the lower surface portion 3b side of the semiconductor portion 3.
  • each of the pair of n-type extension regions 8 is formed in each semiconductor portion 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction) in alignment with the gate electrode 7.
  • sidewall spacers 9 are formed on the sidewalls of the head portions 7a of the gate electrodes 7 that protrude upward from the second insulating film 4.
  • the sidewall spacer 9 is formed by forming an insulating film, for example, a silicon nitride film that is selective to a silicon oxide film, by CVD on the entire surface of the second insulating film 4 so as to cover the head part 7a of the gate electrode 7.
  • the silicon nitride film can be formed by, for example, performing anisotropic dry etching such as RIE.
  • the sidewall spacer 9 is formed on the side wall of the head 8a of the gate electrode 7 so as to surround the head 7a of the gate electrode 7, and is formed in alignment with the gate electrode 7. Further, the sidewall spacer 9 is formed on the second insulating film 4 and the semiconductor section 3 so as to cross the semiconductor section 3 .
  • an n-type semiconductor is formed in each of the semiconductor parts 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction).
  • a pair of n-type contact regions 10 are formed.
  • the pair of n-type contact regions 10 are formed on each side of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction) using the second insulating film 4, the gate electrode 7, and the sidewall spacer 9 as a mask for impurity introduction.
  • n-type contact regions 10 are formed individually within the regions of the pair of extension regions 8 .
  • a pair of n-type contact regions 10 are formed in each semiconductor portion 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction) in alignment with the sidewall spacers 9 .
  • a pair of main electrode regions 11a and 11b including an n-type extension region 8 and an n-type contact region 10 are formed in the semiconductor portion 3.
  • a channel forming portion 12 is formed in the semiconductor portion 3 between the pair of main electrode regions 11a and 11b.
  • a field effect transistor Qa having a gate insulating film 6, a gate electrode 7, a sidewall spacer 9, a pair of main electrode regions 11a and 11b, a channel forming part 12, etc. is formed in the semiconductor part 3.
  • a third insulating film 13 is formed on the side of the second insulating film 4 opposite to the first insulating film 2 to cover the semiconductor portion 3 and the gate electrode 7. .
  • the third insulating film 13 is formed by forming, for example, a silicon oxide film as an insulating film on the entire surface of the second insulating film 4 including the top part 7a of the gate electrode 7, and then flattening the surface of this silicon oxide film by CMP or the like. It can be formed by In this step, an insulating layer 14 including the first insulating film 2, the second insulating film 4, and the third insulating film 13, and also including the semiconductor portion 3 and the field effect transistor Qa is formed.
  • each of the dug portions 15a, 15b, and 15c is formed by selectively etching the insulating layer 14 using well-known photolithography technology and anisotropic dry etching technology.
  • the dug portion 15a includes the upper surface portion 3a of one of the two semiconductor portions 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction) and the three side portions 3c 1 , 3c 2 , 3c 3 Formed so that it is exposed. Further, the dug portion 15b is formed by the upper surface portion 3a of the other semiconductor portion 3 of the two semiconductor portions 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction), and the three side portions 3c 1 , 3c 2 , Form so that 3c 4 is exposed.
  • the width W 4 of each of the dug portions 15 a and 15 b in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 3 defines the width W 1 of contact electrodes 17 a and 17 b, which will be described later.
  • a barrier metal film 16a and A barrier metal film 16b is formed on the top surface 3a and three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 4 of the semiconductor portion 3 exposed from the dug portion 15b, and the head of the gate electrode 7 exposed from the dug portion 15c.
  • a barrier metal film 16c is formed on the portion 7a.
  • the barrier metal films 16a, 16b, and 16c are formed, for example, from a composite film (Ti/TiN) containing a titanium (Ti) film and a titanium nitride (TiN) film.
  • Each of the barrier metal films 16a, 16b, and 16c can be selectively formed by the ALD method.
  • contact electrodes 17a, 17b, and 17c are separately formed in the dug portions 15a, 15b, and 15c.
  • Each of the contact electrodes 17a, 17b, and 17c is formed by forming a tungsten film as a high-melting point metal film on the entire surface of the insulating layer 14, including the inside of each of the dug portions 15a, 15b, and 15c. It can be formed by selectively removing the tungsten film on the insulating layer 14 so that it remains separately inside each of the recessed parts 15a, 15b, and 15c.
  • the contact electrode 17a includes the upper surface portion 3a of one semiconductor portion 3 of the two semiconductor portions 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction) and the three side portions 3c 1 , 3c 2 . , 3c 3 via the barrier metal film 16a, and electrically and mechanically connected to one main electrode region 11a of the pair of main electrode regions 11a and 11b.
  • the contact electrode 17b is also connected to the top surface portion 3a and the three side surfaces 3c 1 , 3 of the other semiconductor portion 3 of the two semiconductor portions 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction).
  • the contact electrode 17c is connected to the head portion 7a of the gate electrode 7 via the barrier metal film 16c, and is electrically and mechanically connected to the gate electrode 7.
  • wirings 18a, 18b and 18c which are electrically and mechanically connected to the contact electrodes 17a, 17b and 17c, respectively, are formed in the wiring layer on the insulating layer 14, as shown in FIGS. 1 to 4. state.
  • the semiconductor device 1A according to the first embodiment includes contact electrodes 17a and 17b provided to overlap the semiconductor portions 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction) in plan view.
  • the contact electrode 17a is a semiconductor in which one main electrode region 11a is provided among a pair of main electrode regions 11a and 11b provided in the semiconductor section 3 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction (Y direction). It is connected to the top surface 3a of the section 3 and each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 3 .
  • the contact electrode 17a is connected only to the upper surface part 3a of the semiconductor part 3, the contact area between the semiconductor part 3 (one main electrode region 11a) and the contact electrode 17a increases, and the semiconductor part 3 (one main electrode region 11a) and the contact electrode 17a can be reduced. Therefore, according to the semiconductor device 1A according to the first embodiment, it is possible to improve the mutual conductance (gm) of the field effect transistor Qa.
  • the contact electrode 17b is connected to the semiconductor portion in which the other main electrode region 11b is provided among the pair of main electrode regions 11a and 11b provided in the semiconductor portion 5 on both sides of the gate electrode 7 in the gate length direction. 3 and each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 4 . Therefore, the contact area between the semiconductor part 3 (the other main electrode region 11b) and the contact electrode 17b is increased compared to the conventional case in which the contact electrode 17b is connected only to the upper surface part 3a of the semiconductor part 3. 3 (the other main electrode region 11b) and the contact electrode 17b can be reduced. Therefore, according to the semiconductor device 1A according to the first embodiment, it is possible to improve the mutual conductance (gm) of the field effect transistor Qa.
  • the contact resistance between the semiconductor section 3 (one main electrode region 11a) and the contact electrode 17a can be reduced, and the contact resistance between the semiconductor section 3 (the other main electrode region 11b) and the contact electrode 17b can be reduced. Therefore, the mutual conductance (gm) of the field effect transistor Qa can be further improved.
  • the width W 2 of the semiconductor portion 3 in the transverse direction (X direction) and the width W 1 (diameter and thickness width) of each of the contact electrodes 17a and 17b become smaller. Also, since it is possible to suppress an increase in contact resistance between the semiconductor portion 3 and the contact electrodes 17a and 17b, it is possible to suppress a decrease in mutual conductance (gm) while achieving miniaturization of the field effect transistor Qa.
  • the contact electrodes 17a and 17b are configured at a depth that is apart from the first insulating film 2 of the insulating layer 14; It may be configured with a depth of In this case, the contact resistance between the semiconductor portion 3 and the contact electrodes 17a and 17b, specifically, the contact resistance between the pair of main electrode regions 11a and 11b and the contact electrodes 17a and 17b can be further reduced.
  • each of the two contact electrodes 17a and 17b is connected to the top surface 3a and the three side surfaces (3c 1 , 3c 2 , 3c 3 (or 3c 4 )) of the semiconductor section 3.
  • one of the two contact electrodes 17a and 17b is connected to the top surface 3a and three side surfaces (3c 1 , 3c 2 , 3c 3 (or 3c 4 )) of the semiconductor section 3, and the remaining The other side may be connected only to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3.
  • a semiconductor device 1B according to the second embodiment of the present technology has basically the same configuration as the semiconductor device 1A according to the first embodiment described above, and has a semiconductor section 3.
  • the connection form in which the contact electrode is connected to the side surface of the contact electrode is different.
  • the contact electrode 17a of the first embodiment described above is connected to each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 and 3c 3 of the semiconductor section 3. Further, the contact electrode 17b is also connected to each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 and 3c 4 of the semiconductor section 3.
  • the contact electrode 17a of the second embodiment has side surfaces as two end portions located on opposite sides in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 3. It is located closer to the gate electrode 7 than one side surface portion 3c 3 of 3c 3 and 3c 4 .
  • the contact electrodes 17a of this second embodiment are located on opposite sides of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 and 3c 3 of the semiconductor section 3 in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 3. It is connected to each of the two side parts 3c 1 and 3c 2 .
  • the contact electrode 17a of the second embodiment is connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3, and also serves as a side surface portion of the semiconductor portion 3 at one end in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 3. It is connected to each of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located in the transverse direction (X direction) of the semiconductor section 3, except for the side surface 3c 3 .
  • the contact electrode 17b of this second embodiment as with the contact electrode 17a of this second embodiment, two end portions located on opposite sides in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 3 are used. It is located closer to the gate electrode 7 than the other side surface portion 3c4 of the side surface portions 3c3 and 3c4 . Also in the contact electrode 17b of the second embodiment, among the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 and 3c 4 of the semiconductor section 3, positions are located on opposite sides of the semiconductor section 3 in the lateral direction (X direction). The two side surfaces 3c 1 and 3c 2 are connected to each other.
  • the contact electrode 17b of the second embodiment is also connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3, and is connected to the end portion of the semiconductor portion 3 in the longitudinal direction (Y direction) as a side portion of the semiconductor portion 3. It is connected to each of two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 3, except for a certain side surface 3c 4 .
  • two semiconductor parts 3 are arranged at a predetermined interval with their respective longitudinal directions (Y direction) aligned in the same direction. They are arranged in series in the Y direction with spaces between them. That is, the two semiconductor parts 3 (3A 1 , 3A 2 ) have a side surface part 3c 3 located on one end side in the longitudinal direction of one semiconductor part 3A 1 and the other end in the longitudinal direction of the other semiconductor part 3A 2 . The side surface portions 3c and 4 located on the side are adjacent to each other and arranged in series in the Y direction.
  • a field effect transistor Qa is provided in each of the two semiconductor sections 3 (3A 1 , 3A 2 ).
  • the contact electrode 17a located on the side surface 3c 3 side of one semiconductor section 3 (3A 1 ) is connected to the side surface 3c of one semiconductor section 3 (3A 1 ) in the longitudinal direction. 3 is located closer to the gate electrode 7 provided in this one semiconductor portion 3 (3A 1 ).
  • the contact electrode 17b located on the side surface portion 3c 4 side of the other semiconductor portion 3 (3A 2 ) is larger than the side surface portion 3c 4 in the longitudinal direction of the other semiconductor portion 3 (3A 2 ). It is located on the gate electrode 7 side provided in section 3 (3A 2 ).
  • the semiconductor device 1B according to the second embodiment compared to the semiconductor device 1A of the first embodiment described above, the side surface portion 3c 3 of one semiconductor section 3 (3A 1 ) and the other Since the interval (distance) Ly between the semiconductor portion 3 (3A 2 ) and the side surface portion 3C 4 can be narrowed, the field effect transistors Qa can be arranged more densely. This makes it possible to improve the mutual conductance (Gm) of the field effect transistor Qa, and also to increase the degree of integration of the semiconductor device 1B.
  • the width W 1 a of the contact electrode 17a in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 3 is , is wider than the width W2 of the semiconductor section 3.
  • the width W 1 a of the contact electrode 17 a is narrower than the width W 3 including the gate electrode 7 and the sidewall spacers 19 provided on both sides of the gate electrode 7 .
  • the width W 1 b of the contact electrode 17b is equal to the width W 2 of the semiconductor portion 3 in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 3 , as in the first embodiment described above. It is wider than.
  • the width W 1 b of the contact electrode 17b is narrower than the width W 3 including the gate electrode 7 and the sidewall spacers 19 provided on both sides of the gate electrode 7.
  • each of the two contact electrodes 17a and 17b is located inside (on the gate electrode 7 side) the end (side surface portion 3c 3 , side surface portion 3c 4 ) of the semiconductor portion 3 in the longitudinal direction (Y direction),
  • the widths W 1 a and W 1 b of each of the contact electrodes 17 a and 17 b are narrower than the width W 3 including the gate electrode 7 and the sidewall spacers 19 provided on both sides of the gate electrode 7 . Therefore, according to the semiconductor device 1B according to the second embodiment, it is possible to improve the mutual conductance (gm) of the field effect transistor Qa without increasing the area occupied by the field effect transistor Qa.
  • FIG. 26 as in FIG. 1 of the first embodiment described above, illustration of layers above the insulating layer 14 is omitted for convenience of explanation.
  • each of the contact electrodes 17a and 17b was connected to the top surface portion 3a and side surface portions 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor portion 3.
  • the contact electrode 17a may also be connected to the lower surface portion 3b of the semiconductor portion 3.
  • the contact electrode 17a of this modification is connected to each of the upper surface 3a and the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor section 3, and is also connected to the lower surface 3b of the semiconductor section 3.
  • the barrier metal film 16a is connected to each of the upper surface portion 3a and the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 of the semiconductor portion 3, and is also connected to the lower surface portion 3b of the semiconductor portion 3.
  • a dug portion 15a is formed in the insulating layer 14 so that each of the upper surface portion 3a, the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 , and the lower surface portion 3b of the semiconductor portion 3 are exposed. Thereafter, a barrier metal film 16a is formed on the surface portion of the semiconductor portion 3 exposed from the dug portion 15a, and then the dug portion 15a is filled with a conductive film so as to wrap around the lower surface portion 3b of the semiconductor portion 3. be able to.
  • the contact area between the semiconductor section 3 (one main electrode region 11a) and the contact electrode 17a is increased, and the semiconductor section 3 ( The contact resistance between one main electrode region 11a) and the contact electrode 17a can be further reduced.
  • FIG. 27 shows the contact electrode 17a as an example, it is preferable that the contact electrode 17b also have the same configuration as the contact electrode 17a.
  • FIG. 27 as an example, the entire lower surface portion 3b of the semiconductor portion 3 is covered with the contact electrode 17a, but the center of the lower surface portion 3b in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 3 is illustrated. A structure may be adopted in which the portion is not selectively covered with the contact electrode.
  • a semiconductor device 1C according to the third embodiment of the present technology has basically the same configuration as the semiconductor device 1B according to the second embodiment described above, and has a semiconductor section 3.
  • the connection form in which the contact electrode is connected to the side surface of the contact electrode is different.
  • the contact electrode 17a of the second embodiment described above is connected to each of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 as the side surfaces of the semiconductor section 3. Further, the contact electrode 17b is also connected to each of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 as side surfaces of the semiconductor section 3.
  • the contact electrodes 17a and 17b of the third embodiment are mutually connected to each other in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 3 as side surfaces of the semiconductor section 3. It is connected to either one of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located on the opposite side.
  • 28 and 29 exemplify a connection form in which each of the contact electrodes 17a and 17b is connected to the side surface portion 3c1 of the semiconductor portion 3, but each of the contact electrodes 17a and 17b is The side surface portion 3c 1 may be connected to the side surface portion 3c 2 on the opposite side.
  • each of the contact electrodes 17a and 17b of this third embodiment is connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3, and serves as a side surface portion of the semiconductor portion 3 in the longitudinal direction (Y direction). Excluding the side surfaces 3c 3 and 3c 4 which are the ends and the other side surface 3c 2 located in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 3, It is selectively connected to one side surface portion 3c1 .
  • the semiconductor device 1C according to the third embodiment penetrates the insulating layer 14 in the thickness direction of the insulating layer 14, and in the lateral direction (X).
  • the contact electrode 24 further includes a through contact electrode 24 provided adjacent to the contact electrode 17a on the outer side of the contact electrode 17a.
  • the through contact electrode 24 is disposed outside the other side surface 3c 2 of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located on opposite sides in the lateral direction of the semiconductor section 3, for example, but not limited thereto. has been done.
  • the through contact electrode 24 penetrates the insulating layer 14 in the thickness direction (Z direction) of the insulating layer 14, and connects to the layer 22 provided on the upper surface side of the insulating layer 14. It is provided in a recessed portion 23 that extends across the layer 21 provided on the lower surface side opposite to the upper surface side of the layer 14 .
  • the contact electrode 17a is connected to one of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located on both sides of the semiconductor section 3 in the transverse direction (X direction). It is selectively connected to one side surface portion 3c1 on the opposite side to the through contact electrode 24 side. Therefore, compared to the case where the contact electrode 17a is connected to each of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located on both sides of the semiconductor section 3 in the lateral direction, as in the second embodiment described above, the contact electrode 17a is Since the interval (distance) Lx between the electrode 17a and the through contact electrode 24 becomes wider, the parasitic capacitance between the contact electrode 17a and the through contact electrode 24 when the insulating film is a dielectric film can be reduced.
  • the semiconductor device 1C according to the third embodiment the same effects as those of the second embodiment described above can be obtained, and the insulating film between the contact electrode 17a and the through contact electrode 24 is replaced with a dielectric film. It is possible to reduce the parasitic capacitance.
  • the semiconductor device 1C 1 according to the first modification of the third embodiment has two semiconductor parts 3 (3A 3 , 3A 4 ) whose longitudinal directions (Y direction) are in the same direction. They are arranged in parallel at a predetermined interval in the X direction. That is, the two semiconductor portions 3 (3A 3 , 3A 4 ) are located on the other side surface portion 3c 2 of the two side portions 3c 1 and 3c 2 located in the lateral direction of one semiconductor portion 3 (3A 3 ). and one side surface portion 3c 1 of the two side surface portions 3c 1 and 3c 2 located in the lateral direction of the other semiconductor portion 3 (3A 4 ) are arranged adjacent to each other in parallel.
  • a field effect transistor Qa is provided in each of the two semiconductor sections 3 (3A 3 , 3A 4 ).
  • the two semiconductor parts 3 (3A 3 , 3A 4 ) have a side surface part 3c 2 located in the lateral direction (X direction) of one semiconductor part 3A 3 ,
  • One side surface portion 3c1 located in the lateral direction (X direction) of the semiconductor portion 3A4 is arranged adjacent to each other (facing each other).
  • the contact electrode 17a on the one semiconductor section 3c3 side is selected on one side surface section 3c1 of the two side surface sections 3c1 and 3c2 located on both sides of the one semiconductor section 3A3 in the lateral direction.
  • the contact electrode 17a on the other semiconductor portion 3A 4 side is also connected to one side surface portion 3c of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located on both sides of the other semiconductor portion 3A 4 in the lateral direction. 1 .
  • one side is connected to the contact electrode 17a.
  • the contact electrode 17a on the side of semiconductor part 3A 3 and the contact electrode 17a on the other side of semiconductor part 3A 4 becomes wider, the contact electrode 17a on the side of semiconductor part 3A 3 and , the parasitic capacitance can be reduced by using a dielectric film as an insulating film between the contact electrode 17a on the side of the other semiconductor section 3A4 .
  • the semiconductor device 1C 1 according to the first modification of the third embodiment the same effects as the above-described second embodiment can be obtained, and the contact electrode 17a on the one semiconductor section 3A 3 side, Parasitic capacitance can be reduced by using a dielectric film as an insulating film between the contact electrode 17a on the other semiconductor portion 3A4 side.
  • the distance between the contact electrode 17b on one semiconductor section 3A 3 side and the contact electrode 17b on the other semiconductor section 3A 4 side becomes wider, so that Parasitic capacitance can be reduced by using a dielectric film as the insulating film between the contact electrode 17a and the contact electrode 17b on the other semiconductor portion 3A4 side.
  • a dielectric film as the insulating film between the contact electrode 17a and the contact electrode 17b on the other semiconductor portion 3A4 side.
  • the semiconductor device 1C2 according to the second modification of the third embodiment has basically the same configuration as the semiconductor device 1C1 according to the first modification of the third embodiment described above.
  • the following configurations are different. That is, as shown in FIG. 31, each of the contact electrodes 17a and 17b on the side of one semiconductor section 3 (3A 3 ) of the two semiconductor sections 3 (3A 3 , 3A 4 ) is formed by the contact electrodes 17a and 17b of the third embodiment described above.
  • it is selectively connected to one side surface portion 3c 1 of the two side surface portions 3c 1 and 3c 2 located on both sides in the lateral direction of one semiconductor portion 3 (3A 3 ) . has been done.
  • each of the contact electrodes 17a and 17b on the side of the other semiconductor part 3 (3A 4 ) is different from the first modification of the third embodiment described above. Differently, it is selectively connected to the other side surface portion 3c 2 of the two side surface portions 3c 1 and 3c 2 located on both sides in the lateral direction of the other semiconductor portion 3 (3A 4 ).
  • the interval (distance) Lx 2 between the contact electrode 17a on the side of one semiconductor section 3A 3 and the contact electrode 17a on the side of the other semiconductor section 3A 4 is the same as that of the first modification of the third embodiment described above. Since the distance Lx is wider than 1 in the case of , the insulating film between the contact electrode 17a on one side of the semiconductor section 3A 3 and the contact electrode 17a on the side of the other semiconductor section 3A 4 is made a dielectric film. Parasitic capacitance can be further reduced.
  • the distance between the contact electrode 17b on one semiconductor section 3A3 side and the contact electrode 17b on the other semiconductor section 3A4 side becomes wider, so that the distance between the contact electrode 17b on one semiconductor section 3A3 side becomes wider.
  • Parasitic capacitance can be further reduced when the insulating film between the contact electrode 17b and the contact electrode 17b on the other semiconductor portion 3A4 side is a dielectric film. Note that in FIG. 31, as in FIG. 1 of the first embodiment described above, illustration of layers above the insulating layer 14 is omitted for convenience of explanation.
  • a contact electrode 17a may also be connected to the lower surface portion 3b of the semiconductor portion 3, similarly to the modification of the second embodiment described above. That is, the contact electrode 17a of this third modification is connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3, and is connected to one side surface portion 3c 1 of the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 . It is also connected to the lower surface portion 3b of the semiconductor section 3. Further, the barrier metal film 16a is also connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3 and to one side surface portion 3c 1 of the two side portions 3c 1 and 3c 2 , and is also connected to the lower surface of the semiconductor portion 3 . It is also connected to section 3b. Note that although FIG. 32 shows the contact electrode 17a as an example, the contact electrode 17b may also have the same configuration as the contact electrode 17a shown in FIG.
  • the semiconductor device 1D according to the fourth embodiment of the present technology basically has the same configuration as the semiconductor device 1C according to the third embodiment described above, and has the following configuration. are different.
  • the semiconductor device 1D according to the fourth embodiment of the present technology includes two semiconductor parts 3 (3A 5 , 3A 6 ), and a field effect transistor Qd in which a gate electrode 7 is provided on each of the two semiconductor portions 3 (3A 5 , 3A 6 ) with a gate insulating film 6 interposed therebetween.
  • the field effect transistor Qd basically has the same configuration as the above-described field effect transistor Qa, except for the configuration of the gate electrode 7.
  • the other configurations are generally similar to the above-described field effect transistor Qa.
  • the gate electrode 7 of the field effect transistor Qd is provided on the upper surface portion 3a side of each of the two semiconductor portions 3 (3A 5 , 3A 6 ) with a gate insulating film 6 interposed therebetween.
  • a head 7a extending in the transverse direction (X direction) across the two semiconductor parts 3 (3A 5 , 3A 6 ); 3A 5 , 3A 6
  • three leg portions 7b 1 , 7b 2 and 7b 3 are provided in line in the lateral direction of each of the leg portions 7b 1 , 7b 2 and 7b 3 .
  • the leg portion 7b 1 includes two side surfaces located on both sides in the short direction of one semiconductor portion 3 (3A 5 ) among the two semiconductor portions 3 (3A 5 , 3A 6 ).
  • the gate insulating film 6 is provided on the outside of one side surface portion 3c 1 of 3c 1 and 3c 2 with a gate insulating film 6 interposed therebetween .
  • the leg portion 7b 2 is one of the two side portions 3c 1 and 3c 2 located on both sides in the lateral direction of the other semiconductor portion 3 (3A 6 ) among the two semiconductor portions 3 (3A 5 , 3A 6 ).
  • the gate insulating film 6 is provided on the outside of the other side surface portion 3c2 of the gate insulating film 6.
  • the leg portion 7b 3 is provided between the two semiconductor portions 3 (3A 5 , 3A 6 ).
  • the leg part 7b 3 is attached to two side parts 3c 1 and 3c 2 located on both sides of one semiconductor part 3 (3A 5 ) in the lateral direction.
  • Two side surfaces 3c 1 and 3c 2 are adjacent to each other with the other side surface 3c 2 and the gate insulating film 6 interposed therebetween, and are located on both sides of the other semiconductor portion 3 (3A 6 ) in the lateral direction. They are adjacent to each other with one side surface portion 3c1 and the gate insulating film 6 interposed therebetween.
  • the semiconductor device 1D according to the fourth embodiment also includes contact electrodes 17a and 17b as in the semiconductor device 1C of the third embodiment described above, but the contact electrode 17a of the fourth embodiment and 17b are connected to the respective side surfaces of the two semiconductor sections 3 (3A 5 , 3A 6 ).
  • the contact electrode 17a of this fourth embodiment is arranged in the short region of one of the semiconductor parts 3 (3A5) in the two semiconductor parts 3 (3A 5 , 3A 6 ).
  • one semiconductor part 3 (3A 5 ) is similar to the contact electrode 17a of this fourth embodiment. It is selectively connected to the other side surface portion 3c 2 located in the lateral direction of the other semiconductor portion 3 (3A 6 ) and one side surface portion 3c 1 located in the lateral direction of the other semiconductor portion 3 (3A 6 ).
  • each of the contact electrodes 17a and 17b of this fourth embodiment is connected to the upper surface portion 3a of each of the two semiconductor portions 33 (3A 5 , 3A 6 ), and is connected to the upper surface portion 3a of each of the two semiconductor portions 33 (3A 5 ) .
  • the other side surface portion 3c 2 is located in the lateral direction of one semiconductor portion 3 (3A 5 )
  • the other side surface portion 3c 2 is located in the lateral direction of the other semiconductor portion 3 (3A 6 ). It is selectively connected to one side surface portion 3c1 .
  • the semiconductor device 1D according to the fourth embodiment also provides the same effects as the semiconductor device 1C according to the third embodiment described above. Note that in FIG. 33, as in FIG. 1 of the first embodiment described above, illustration of layers above the insulating layer 14 is omitted for convenience of explanation.
  • CMOS Complementary Metal Oxide Semiconductor
  • a solid-state imaging device 1E As shown in FIG. 36, a solid-state imaging device 1E according to the fifth embodiment of the present technology is mainly configured with a semiconductor chip 102 having a rectangular two-dimensional planar shape when viewed from above. That is, the solid-state imaging device 1E is mounted on the semiconductor chip 102, and the semiconductor chip 102 can be regarded as the solid-state imaging device 1E. As shown in FIG. 103, this solid-state imaging device 1E (201) captures image light (incident light 206) from a subject through an optical lens 202, and calculates the amount of incident light 206 formed on an imaging surface. Each pixel is converted into an electrical signal and output as a pixel signal (image signal).
  • the semiconductor chip 102 on which the solid-state imaging device 1E is mounted has a rectangular pixel array section 102A provided at the center in a two-dimensional plane including the X direction and the Y direction that are perpendicular to each other.
  • a peripheral portion 102B is provided outside the pixel array portion 102A so as to surround the pixel array portion 102A.
  • the semiconductor chip 102 is formed by cutting a semiconductor wafer including a semiconductor layer 130 (described later) into small pieces for each chip formation region in a manufacturing process. Therefore, the configuration of the solid-state imaging device 1E described below is generally the same in the wafer state before the semiconductor wafer is cut into pieces. That is, the present technology is applicable to semiconductor chips and semiconductor wafers.
  • the pixel array section 102A is a light receiving surface that receives light collected by an optical lens (optical system) 202 shown in FIG. 103, for example.
  • a plurality of pixels 103 are arranged in a matrix on a two-dimensional plane including the X direction and the Y direction.
  • the pixels 103 are repeatedly arranged in the X direction and the Y direction, which are orthogonal to each other within a two-dimensional plane.
  • a plurality of bonding pads 114 are arranged in the peripheral portion 102B.
  • Each of the plurality of bonding pads 114 is arranged, for example, along each of the four sides of the semiconductor chip 102 on a two-dimensional plane.
  • Each of the plurality of bonding pads 114 functions as an input/output terminal that electrically connects the semiconductor chip 102 and an external device.
  • the semiconductor chip 102 includes a logic circuit 113 shown in FIG. As shown in FIG. 37, the logic circuit 113 includes a vertical drive circuit 104, a column signal processing circuit 105, a horizontal drive circuit 106, an output circuit 107, a control circuit 108, and the like.
  • the logic circuit 113 is configured of a CMOS (Complementary MOS) circuit having, for example, an n-channel conductivity type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor) and a p-channel conductivity type MOSFET as a field effect transistor.
  • CMOS Complementary MOS
  • the vertical drive circuit 104 is configured by, for example, a shift register.
  • the vertical drive circuit 104 sequentially selects desired pixel drive lines 110, supplies pulses for driving the pixels 103 to the selected pixel drive lines 110, and drives each pixel 103 row by row. That is, the vertical drive circuit 104 sequentially selectively scans each pixel 103 of the pixel array section 102A in the vertical direction row by row, and generates a signal charge generated by the photoelectric conversion section (photoelectric conversion element) of each pixel 103 according to the amount of light received.
  • a pixel signal from the pixel 103 based on the above is supplied to the column signal processing circuit 105 through the vertical signal line 111.
  • the column signal processing circuit 105 is arranged, for example, for each column of pixels 103, and performs signal processing such as noise removal on the signals output from one row of pixels 103 for each pixel column.
  • the column signal processing circuit 105 performs signal processing such as CDS (Correlated Double Sampling) and AD (Analog Digital) conversion to remove fixed pattern noise specific to pixels.
  • the horizontal drive circuit 106 is composed of, for example, a shift register.
  • the horizontal drive circuit 106 sequentially outputs horizontal scanning pulses to the column signal processing circuits 105 to select each of the column signal processing circuits 105 in turn, and select pixels that have undergone signal processing from each of the column signal processing circuits 105.
  • the signal is output to the horizontal signal line 112.
  • the output circuit 107 performs signal processing on the pixel signals sequentially supplied from each of the column signal processing circuits 105 through the horizontal signal line 112, and outputs the processed pixel signals.
  • signal processing for example, buffering, black level adjustment, column variation correction, various digital signal processing, etc. can be used.
  • the control circuit 108 generates clock signals and control signals that serve as operating standards for the vertical drive circuit 104, column signal processing circuit 105, horizontal drive circuit 106, etc., based on the vertical synchronization signal, horizontal synchronization signal, and master clock signal. generate. Then, the control circuit 108 outputs the generated clock signal and control signal to the vertical drive circuit 104, column signal processing circuit 105, horizontal drive circuit 106, and the like.
  • Each pixel 103 of the plurality of pixels 103 shown in FIGS. 36 and 37 includes a photoelectric conversion region 121 and a pixel circuit (readout circuit) 115 shown in FIG. 38.
  • the photoelectric conversion region 121 includes a photoelectric conversion section 124, a transfer transistor TR, and a charge retention region (floating diffusion) FD.
  • the pixel circuit 115 is electrically connected to the charge retention region FD of the photoelectric conversion region 121.
  • one pixel circuit 115 is assigned to one pixel 103 as an example, but the circuit configuration is not limited to this, and one pixel circuit 115 is shared by a plurality of pixels 103.
  • circuit configuration in which: For example, a circuit configuration may be adopted in which one pixel circuit 115 is shared by four pixels 103 (one pixel block) arranged in a 2 ⁇ 2 arrangement, two in each of the X direction and the Y direction.
  • the photoelectric conversion unit 124 shown in FIG. 38 is composed of, for example, a pn junction type photodiode (PD), and generates a signal charge according to the amount of received light.
  • the photoelectric conversion unit 124 has a cathode side electrically connected to the source region of the transfer transistor TR, and an anode side electrically connected to a reference potential line (for example, ground).
  • the transfer transistor TR shown in FIG. 38 transfers the signal charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 124 to the charge holding region FD.
  • the source region of the transfer transistor TR is electrically connected to the cathode side of the photoelectric conversion section 124, and the drain region of the transfer transistor TR is electrically connected to the charge retention region FD.
  • the gate electrode of the transfer transistor TR is electrically connected to a transfer transistor drive line of the pixel drive lines 110 (see FIG. 37).
  • the charge holding region FD shown in FIG. 38 temporarily holds (accumulates) the signal charges transferred from the photoelectric conversion section 124 via the transfer transistor TR.
  • the photoelectric conversion region 121 including the photoelectric conversion unit 124, transfer transistor TR, and charge retention region FD is mounted on a semiconductor layer 130 (see FIG. 39) as a second semiconductor layer to be described later.
  • the pixel circuit 115 shown in FIG. 38 reads out the signal charge held in the charge holding region FD, converts the read out signal charge into a pixel signal, and outputs the pixel signal. In other words, the pixel circuit 115 converts the signal charge photoelectrically converted by the photoelectric conversion unit 124 into a pixel signal based on this signal charge, and outputs the pixel signal.
  • the pixel circuit 115 includes, for example, an amplification transistor AMP, a selection transistor SEL, a reset transistor RST, and a switching transistor FDG as pixel transistors, although they are not limited thereto.
  • Each of these pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) and the above-mentioned transfer transistor TR are configured with, for example, a MOSFET as a field effect transistor. Moreover, MISFETs may be used as these transistors.
  • the selection transistor SEL, the reset transistor RST, and the switching transistor FDG each function as a switching element
  • the amplification transistor AMP functions as an amplification element. That is, the pixel circuit 115 includes field effect transistors for different purposes.
  • selection transistor SEL and the switching transistor FDG may be omitted as necessary.
  • the amplification transistor AMP has a source region electrically connected to the drain region of the selection transistor SEL, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the reset transistor RST.
  • the gate electrode of the amplification transistor AMP is electrically connected to the charge holding region FD and the source region of the switching transistor FDG.
  • the selection transistor SEL has a source electrically connected to the vertical signal line 111 (VSL), and a drain region electrically connected to the source region of the amplification transistor AMP.
  • the gate electrode of the selection transistor SEL is electrically connected to the selection transistor drive line of the pixel drive lines 110 (see FIG. 37).
  • the reset transistor RST has a source region electrically connected to the drain region of the switching transistor FDG, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the amplification transistor AMP.
  • the gate electrode of the reset transistor RST is electrically connected to a reset transistor drive line of the pixel drive lines 110 (see FIG. 37).
  • the switching transistor FDG has a source region electrically connected to the charge holding region FD and the gate electrode of the amplification transistor AMP, and a drain region electrically connected to the power supply line Vdd and the drain region of the amplification transistor AMP.
  • the gate electrode of the switching transistor FDG is electrically connected to a switching transistor drive line of the pixel drive lines 110 (see FIG. 37).
  • the source region of the amplification transistor AMP is electrically connected to the vertical signal line 111 (VSL). Furthermore, when the switching transistor FDG is omitted, the source region of the reset transistor RST is electrically connected to the gate electrode of the amplification transistor AMP and the charge holding region FD.
  • the transfer transistor TR When the transfer transistor TR is turned on, the transfer transistor TR transfers the signal charge generated by the photoelectric conversion unit 124 to the charge holding region FD.
  • the reset transistor RST When the reset transistor RST is turned on, the reset transistor RST resets the potential (signal charge) of the charge holding region FD to the potential of the power supply line Vdd.
  • the selection transistor SEL controls the output timing of the pixel signal from the pixel circuit 115.
  • the amplification transistor AMP generates, as a pixel signal, a voltage signal corresponding to the level of the signal charge held in the charge holding region FD.
  • the amplification transistor AMP constitutes a source follower type amplifier, and outputs a pixel signal with a voltage corresponding to the level of the signal charge generated by the photoelectric conversion unit 124.
  • the selection transistor SEL is turned on, the amplification transistor AMP amplifies the potential of the charge holding region FD and outputs a voltage corresponding to the potential to the column signal processing circuit 105 via the vertical signal line 111 (VSL). do.
  • the switching transistor FDG controls charge retention by the charge retention region FD, and also adjusts the voltage multiplication factor according to the potential amplified by the amplification transistor AMP.
  • signal charges generated in the photoelectric conversion section 124 of the pixel 103 are held (accumulated) in the charge holding region FD via the transfer transistor TR of the pixel 103. Then, the signal charges held in the charge holding region FD are read out by the pixel circuit 115 and applied to the gate electrode of the amplification transistor AMP of the pixel circuit 115.
  • a horizontal line selection control signal is applied to the gate electrode of the selection transistor SEL of the pixel circuit 115 from the vertical shift register.
  • the selection transistor SEL becomes conductive, and a current corresponding to the potential of the charge holding region FD amplified by the amplification transistor AMP flows to the vertical signal line 111. Further, by setting the reset control signal applied to the gate electrode of the reset transistor RST of the pixel circuit 115 to a high (H) level, the reset transistor RST becomes conductive, and the signal charge accumulated in the charge holding region FD is reset. .
  • FIG. 39 is a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure of the pixel array section of FIG. 36, and the top and bottom of FIG. 36 are reversed to make the drawing easier to see.
  • the semiconductor chip 102 includes a semiconductor layer 130 having a first surface S1 and a second surface S2 located on opposite sides in the thickness direction (Z direction), 1, an insulating layer 131 provided on the surface S1 side.
  • the semiconductor chip 102 includes, on the second surface S2 side of the semiconductor layer 130, a flattening layer 141, a color filter layer 142, a lens layer 143, etc., which are sequentially laminated from the second surface S2 side.
  • the semiconductor chip 102 includes an insulating layer 14 provided on the side of the insulating layer 131 opposite to the semiconductor layer 130 side.
  • the insulating layer 14 of this fifth embodiment has the same structure as the insulating layer 14 shown in FIGS. 2 to 4 of the above-described first embodiment, as an example, and includes an island-shaped semiconductor section 3 and this semiconductor section. 3 includes a field effect transistor Qa provided with a gate electrode 7 with a gate insulating film 6 interposed therebetween.
  • the semiconductor chip 102 further includes contact electrodes 17a and 17b provided on the insulating layer 14 so as to overlap the island-shaped semiconductor portion 3 in plan view.
  • the contact electrodes 17a and 17b of this fifth embodiment have the same structure as the contact electrodes 17a and 17b shown in FIGS. 2 to 4 of the above-described first embodiment, as an example.
  • the semiconductor layer 130 is made of, for example, single crystal silicon.
  • the planarization layer 141 is made of, for example, a silicon oxide film.
  • the planarizing layer 141 is formed on the second surface S2 of the semiconductor layer 130 in the pixel array section 102A so that the second surface S2 (light incident surface) of the semiconductor layer 130 becomes a flat surface with no unevenness. It covers the whole thing.
  • color filter layer 142 color filters such as red (R), green (G), and blue (B) are provided for each pixel 103, and color-separates the incident light incident from the light incident surface side of the semiconductor chip 102. .
  • the lens layer 143 is provided with a microlens for each pixel 103 that condenses the irradiation light and allows the condensed light to enter the photoelectric conversion region 121 efficiently.
  • the semiconductor layer 130 is arranged to overlap the semiconductor section 5. That is, the semiconductor chip 102 has a two-stage structure in which the semiconductor layer 130 and the semiconductor section 3 are stacked in the thickness direction (Z direction).
  • each of the photoelectric conversion section 124, transfer transistor TR, and charge holding region FD shown in FIG. 38 is provided in the semiconductor layer 130 shown in FIG. 39, although not shown in detail.
  • each of the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) included in the pixel circuit 115 in FIG. 38 is configured with a field effect transistor Qa shown in FIG. 39.
  • FIG. 39 illustrates, as an example, an amplification transistor AMP made up of a field effect transistor Qa.
  • each of the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) included in the pixel circuit 115 is composed of a field effect transistor Qa provided in the semiconductor section 3.
  • the contact electrode 17a is connected to the semiconductor section 3 as in the first embodiment described above. It is connected to the upper surface part 3a, and is also connected to each of the three side parts 3c 1 , 3c 2 , and 3c 3 as side parts of the semiconductor part 3 .
  • the contact electrodes 17b provided on both ends of the semiconductor portion 3 in the longitudinal direction so as to overlap the semiconductor portion 3 are also connected to the upper surface portion 3a of the semiconductor portion 3, as in the above-described first embodiment. At the same time, it is connected to each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , and 3c 4 as side surfaces of the semiconductor section 3 .
  • the mutual conductance ( gm) can be improved.
  • the width W 2 of the semiconductor portion 3 in the transverse direction (Y direction) and the width W of each of the contact electrodes 17a and 17b increase. 1 (width in diameter and thickness) can suppress an increase in contact resistance between the semiconductor portion 3 and the contact electrodes 17a and 17b, which makes it possible to miniaturize the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG). While achieving this, it is possible to suppress a decrease in mutual conductance (gm).
  • the present technology is particularly effective when applied to the connection between the contact electrode and the semiconductor portion 3 in which the amplification transistor AMP included in the pixel circuit 115 is provided.
  • connection form of the above-mentioned first embodiment is applied as the connection form of connecting the contact electrodes 17a and 17b to the semiconductor part 3 has been described, but the case where the connection form of the above-mentioned first embodiment is applied is also applicable.
  • connection form in the modified example can also be applied to this fifth embodiment.
  • At least one of the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) included in the pixel circuit 115 may be configured with a field effect transistor Qa provided in the semiconductor section 3.
  • FIGS. 40, 41, 41A, 42, and 43 the overall configuration of the semiconductor device 1F will be described using FIGS. 40, 41, 41A, 42, and 43.
  • layers above the sidewall spacers 41a, 41b, 41c shown in FIGS. 41, 42, and 43 buffer insulation film 42, third insulation film 46, contact electrodes 49a, 49b, 49c, wiring 50a, 50b, 50c, etc. are omitted.
  • the semiconductor device 1F includes an island-shaped semiconductor portion 33 and a channel forming portion (channel region) 45 provided in the island-shaped semiconductor portion 33. and a field effect transistor Qf.
  • the semiconductor device 1F includes an insulating layer 47 that includes the semiconductor portion 33 and the field effect transistor Qf, and a semiconductor portion that is island-shaped in plan view. It further includes contact electrodes 38a and 38b provided on the insulating layer 47 so as to overlap with the contact electrodes 33.
  • the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment of the present technology includes contact electrodes 49a and 49b provided on the insulating layer 47 so as to overlap with each of the contact electrodes 38a and 38b. We are even more prepared.
  • the contact electrodes 38a and 38b correspond to a specific example of the "contact electrode” or “first contact electrode” of the present technology
  • the contact electrodes 49a and 49b correspond to a "second contact electrode” of the present technology. This corresponds to a specific example of "contact electrode”.
  • the semiconductor section 33 has, for example, a rectangular parallelepiped shape having an upper surface portion 33a, a lower surface portion (bottom surface portion) 33b, and four side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 and 33c 4 . has been done.
  • the semiconductor portion 33 extends in the Y direction, the thickness direction is the Z direction, the longitudinal direction is the Y direction, and the lateral direction is the X direction.
  • the upper surface portion 33a and the lower surface portion 33b are located on opposite sides of the semiconductor portion 33 in the thickness direction (Z direction).
  • two side parts 33c 1 and 33c 2 are located on opposite sides in the X direction, and the remaining two side parts 33c 3 and 33c 4 are located on opposite sides of each other in the Y direction.
  • the semiconductor section 33 corresponds to a specific example of the "semiconductor section" of the present technology.
  • the four side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 and 33c 4 of the semiconductor section 33 correspond to a specific example of the "side surface section of the semiconductor section" of the present technology.
  • the four side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 and 33c 4 are respectively referred to as a first side surface 33c 1 , a second side surface 33c 2 , a third side surface 33c 3 and a fourth side surface 33c 4 . There is also.
  • the lateral direction of the semiconductor section 33 corresponds to a specific example of the "first direction of the semiconductor section" of the present technology
  • the longitudinal direction of the semiconductor section 33 corresponds to a "first direction of the semiconductor section” of the present technology.
  • the side surfaces 33c 3 and 33c 4 located on the end side in the longitudinal direction (second direction) of the semiconductor section 33 are the "ends in the second direction intersecting the first direction of the semiconductor section" of the present technology. This corresponds to one specific example.
  • the semiconductor section 33 is made of, for example, silicon (Si) as a semiconductor material, for example, single crystal as a crystallinity, and of an i type (intrinsic type) as a conductivity type, like the semiconductor section 3 described above. There is. That is, the semiconductor section 33 is made of i-type single crystal silicon. As a material for the semiconductor portion 33, other than Si, germanium (Ge), silicon germanium (SiGe), gallium arsenide (GaAs), indium phosphide (InP), etc. can also be used.
  • the insulating layer 47 is provided on the lower surface portion 33b side of the semiconductor portion 33 opposite to the upper surface portion 33a, and in contact with the lower surface portion 33b.
  • 33 and a third insulating film (coating insulating film) 46 provided to cover the field effect transistor Qf.
  • the insulating layer 47 of this sixth embodiment further includes, but is not limited to, a buffer insulating film 42.
  • Each of the first insulating film 32, the second insulating film 34, the third insulating film 46, and the buffer insulating film 42 is made of, for example, a silicon oxide (SiO 2 ) film. That is, the semiconductor device 1F of the first embodiment has an SOI (Silicon On Insulator) structure in which a silicon (Si) semiconductor section 33 is provided on a first insulating film 32. Further, the insulating layer 47 includes the semiconductor section 33 and the field effect transistor Qf.
  • SOI Silicon On Insulator
  • the contact electrode 38a is provided on the side of one side surface 33c 3 of the two side surfaces 33c 3 and 33c 4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33 . It is provided so as to overlap the semiconductor section 33 when viewed.
  • the contact electrode 38a has a head portion 38a1 that protrudes above the second insulating film 34 included in the insulating layer 47 and is covered with a buffer insulating film 42 and a third insulating film 46 included in the insulating layer 47 , and
  • the leg portion 38a 2 is integrated with the head portion 38a 1 and provided in the dug portion 35a between the second insulating film 34 and the semiconductor portion 33.
  • the contact electrode 38b is located on the side of the other side surface 33c 4 of the two side surfaces 33c 3 and 33c 4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33, and the contact electrode 38b is connected to the semiconductor in a plan view. It is provided so as to overlap with the section 33.
  • the contact electrode 38b has a head portion 38b1 that protrudes above the second insulating film 34 included in the insulating layer 47 and is covered with a buffer insulating film 42 and a third insulating film 46 included in the insulating layer 47 , and
  • the leg portion 38b 2 is integrated with the head portion 38b 1 and provided in the dug portion 35b between the second insulating film 34 and the semiconductor portion 33.
  • the field effect transistor Qf is, for example, of an n-channel conductivity type, although it is not limited thereto.
  • the field effect transistor Qf is constituted by a MOSFET using a silicon oxide (SiO 2 ) film as a gate insulating film.
  • the field effect transistor Qf may be of p-channel conductivity type.
  • a MISFET whose gate insulating film is a silicon nitride film or a laminated film (composite film) of a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film and a silicon oxide film may be used.
  • the field effect transistor Qf has a channel forming portion 45 provided in the semiconductor portion 33 and a channel forming portion of the semiconductor portion 33 in the lateral direction (X direction) of the semiconductor portion 33. 45 and a gate electrode 37 provided across the upper surface portion 33a and two side surfaces 33c 3 and 33c 4 of the semiconductor portion 33 with a gate insulating film 36 interposed therebetween.
  • the field effect transistor Qf also includes a pair of main electrode regions 44a and 44a, which are provided outside the semiconductor section 33 and spaced apart from each other with the channel forming section 45 in between in the channel length direction (gate length direction) of the channel forming section 45. 44b.
  • the field effect transistor Qf includes a pair of main electrode regions 44a and 44b provided in the semiconductor portion 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction.
  • a pair of main electrode regions 44a and 44b function as a source region and a drain region.
  • one of the main electrode regions 44a and 44b of the pair of main electrode regions 44a and 44b may be called a source region 44a, and the other main electrode region 44b may be called a drain region 44b.
  • the distance between the pair of main electrode regions 44a and 44b is the channel length (L) of the channel forming portion 45 (gate length (Lg) of the gate electrode 7), and the direction of this channel length is the channel length direction ( (gate length direction).
  • the direction of the channel width (W) (gate width (Wg)) of the channel forming portion 45 is called the channel width direction (gate width direction).
  • the pair of main electrode regions 44a and 44b are separated from each other in the Y direction with the channel forming portion 45 in between, so that the channel length direction is the Y direction.
  • a channel (inversion layer) that electrically connects the source region (one main electrode region) 44a and the drain region (the other main electrode region) 44b by a voltage applied to the gate electrode 37 forms a channel.
  • the gate electrode 37 is, for example, a head portion (first portion) provided on the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 with a gate insulating film 36 interposed therebetween, although the gate electrode 37 is not limited thereto.
  • a gate insulating film 36 is formed on the outside of each of the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 that are integrated with the head 37a and located on opposite sides of the semiconductor portion 33 in the lateral direction (X direction). It includes two interposed leg parts (second parts) 37b 1 and 37b 2 .
  • the gate electrode 37 is provided across the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33, and has a C-shaped cross section perpendicular to the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. It has a shape.
  • the gate electrode 37 is made of, for example, a polycrystalline silicon film into which impurities are introduced to reduce the resistance value.
  • the semiconductor section 33 be sandwiched between the legs of the gate electrode 37 from both sides of the semiconductor section 33 in the lateral direction (X direction). Therefore, the number of legs of the gate electrode 37 is usually "n+1" when the number of semiconductor parts 33 is "n".
  • the gate electrode 37 since the gate electrode 37 is provided in one semiconductor section 33, the gate electrode 37 has two legs 37b 1 and 37b 2 .
  • the head 37a of the gate electrode 37 protrudes above the second insulating film 34 included in the insulating layer 47, and further protrudes above the buffer insulating film 42 and the second insulating film 34 included in the insulating layer 47. 3 is covered with an insulating film 46.
  • Each of the two leg portions 37b 1 and 37b 2 of the gate electrode 37 is separately provided in each of the dug portions 35c 1 and 35c 2 between the second insulating film 34 and the semiconductor portion 33.
  • the gate insulating film 36 is provided between the semiconductor portion 33 and the gate electrode 37 over the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33.
  • the gate insulating film 36 is made of, for example, a silicon oxide film.
  • a sidewall spacer 41a is provided on the side wall of the head 38a1 of the contact electrode 38a so as to surround the head 38a1 . Furthermore, a sidewall spacer 41b is provided on the side wall of the head 38b 1 of the contact electrode 38b so as to surround the periphery of the head 38b 1 . A sidewall spacer 41c is provided on the side wall of the head 37a of the gate electrode 37 so as to surround the head 37a.
  • the sidewall spacer 41a extends over the second insulating film 34 of the insulating layer 47 and over the semiconductor section 33, and is formed in alignment with the head 38a1 of the contact electrode 38a (FIGS. 40, 41, and 43). reference).
  • the sidewall spacer 41b extends over the second insulating film 34 of the insulating layer 47 and over the semiconductor section 33, and is formed in alignment with the head portion 38b1 of the contact electrode 38b (see FIGS. 40 and 41).
  • the sidewall spacer 41c extends over the second insulating film 34 of the insulating layer 47 and over the semiconductor section 33, and is formed in alignment with the head 37a of the gate electrode 37 (see FIGS. 40, 41, and 42). ).
  • Each of these sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is insulated on the second insulating film 34, for example, so as to cover the heads 37a, 38a 1 , 38b 1 of each of the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b. It can be formed by forming a film (spacer material) by a CVD method and then subjecting this insulating film to anisotropic dry etching such as RIE (Reactive Ion Etching). That is, each of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c of this sixth embodiment is formed of the same layer.
  • RIE Reactive Ion Etching
  • the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c are each formed of the same layer
  • the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c are each formed by the same process and the same material. means.
  • the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c are made of a material that has a selectivity with respect to the second insulating film 34, the semiconductor layer 33, the gate electrode 37, and the contact electrodes 38a, 38b.
  • the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c are made of, for example, a silicon oxide film of the insulating layer 47, single crystal silicon of the semiconductor section 3, and polycrystalline silicon of the gate electrode 37 and contact electrodes 38a, 38b. It is made of a silicon nitride film that has selectivity to.
  • Sidewall spacers 41a, 41b and 41c are connected to gate electrode 7, contact electrodes 38a and 38b, and n-type semiconductor regions 43a and 43b (see FIG. 41) included in each of a pair of main electrode regions 44a and 44b (described later). We are ensuring a safe distance.
  • the buffer insulating film 42 included in the insulating layer 47 covers the head 37a of the gate electrode 37, the heads 38a 1 and 38b 1 of each of the two contact electrodes 38a and 38b, and , covering each of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c.
  • the buffer insulating film 42 is used as a buffer film when impurity ions are implanted in the formation process of n-type semiconductor regions 43a and 43b, which will be described later, and is made of, for example, a silicon oxide film.
  • one main electrode region 44a is one of the two side surfaces 33c 3 and 33c 4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33. It is provided on one side surface portion 33c3 side.
  • This one main electrode region 44a includes an n-type semiconductor region 39a, an n-type semiconductor region 40a with a lower impurity concentration than this n-type semiconductor region 39a, and an n-type semiconductor region 40a with an impurity concentration lower than this n-type semiconductor region 39a.
  • a high concentration n-type semiconductor region 43a is included.
  • the n-type semiconductor region 39a extends from the upper surface portion 33a to the lower surface portion 33b along the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor portion 33. It has a dimensional structure.
  • This n-type semiconductor region 39a can be formed by diffusing impurities into the semiconductor portion 33 from the contact electrode 38a.
  • the n-type semiconductor region 40a is provided in the semiconductor section 33 between the contact electrode 38a and the gate electrode 37 in plan view, in contact with the n-type semiconductor region 39a.
  • the n-type semiconductor region 40a is formed in alignment with the head portion 37a of the gate electrode 37, and extends from the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 to the lower surface portion 33b. This n-type semiconductor region 40a functions as an extension region.
  • the n-type semiconductor region 43a has an n-type semiconductor region 40a and an n-type semiconductor region on the surface layer of the n-type semiconductor region 40a on the upper surface 33a side of the semiconductor section 33. 39a.
  • the n-type semiconductor region 43a is formed in alignment with the sidewall spacer 41a on the sidewall of the head 38a1 of the contact electrode 38a and the sidewall spacer 41c on the sidewall of the head 37a of the gate electrode 37. There is.
  • each of the n-type semiconductor region 39a and the n-type semiconductor region 40a has a depth that is in contact with the first insulating film 32 included in the insulating layer 47, for example, but is not limited thereto. There is.
  • the other main electrode region 44b is one of the two side surfaces 33c 3 and 33c 4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33. It is provided on the other side surface portion 33c4 side.
  • the other main electrode region 44b includes an n-type semiconductor region 39b, an n-type semiconductor region 40b with a lower impurity concentration than this n-type semiconductor region 39b, and an n-type semiconductor region 40b with an impurity concentration lower than that of this n-type semiconductor region 39b.
  • a highly concentrated n-type semiconductor region 43b is included.
  • the n-type semiconductor region 39b extends from the top surface 33a to the bottom surface along the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of the semiconductor section 33, similar to the n-type semiconductor region 39a. It has a three-dimensional structure extending over the portion 33b. This n-type semiconductor region 39b can be formed by diffusing impurities into the semiconductor portion 33 from the contact electrode 38b.
  • the n-type semiconductor region 40b is provided in the semiconductor portion 33 between the contact electrode 38b and the gate electrode 37 in plan view, in contact with the n-type semiconductor region 39b.
  • the n-type semiconductor region 40b is formed in alignment with the head portion 37a of the gate electrode 37, and extends from the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 to the lower surface portion 33b.
  • This n-type semiconductor region 40b functions as an extension region.
  • the n-type semiconductor region 43b is the upper surface portion 33a of the semiconductor section 33, and the n-type semiconductor region 40b and the n-type semiconductor region 39b are formed on the surface layer of the n-type semiconductor region 40b. It is located adjacent to.
  • the n-type semiconductor region 43b is formed in alignment with the sidewall spacer 41b on the sidewall of the head 38b1 of the contact electrode 38b and the sidewall spacer 41c on the sidewall of the head 37a of the gate electrode 37. There is.
  • each of the n-type semiconductor region 39b and the n-type semiconductor region 40b has a depth that is in contact with the first insulating film 32 included in the semiconductor layer 47, for example, but is not limited thereto. There is.
  • the field effect transistor Qf of the sixth embodiment has a gate insulating film 36 interposed in an island-shaped semiconductor portion 33 as a fin portion, similar to the field effect transistor Qa described above. It has a so-called fin-type structure in which a gate electrode 37 is provided.
  • the length between the pair of main electrode regions 44a and 44b is the channel length L ( ⁇ gate length Lg), and the gate electrode 37 and the semiconductor portion 33 are three-dimensionally overlapped.
  • the length including the width W 2 in the transverse direction on the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 and the height of the side portions 3b 1 and 3b 2 of the semiconductor portion 33 (peripheral length of the semiconductor portion 3)
  • the value obtained by multiplying the number of semiconductor parts 33 by the number of semiconductor parts 33 becomes the channel width W ( ⁇ gate width).
  • the fin-type field effect transistor Qf by increasing the width W1 of the semiconductor portion 33 in the transverse direction (Y direction) and increasing the height of the semiconductor portion 33 in the thickness direction (Z direction), Since the channel width W becomes wider, the effective channel area (channel length L ⁇ channel width W) can be increased. In the fin-type field effect transistor Qf, by increasing the number of semiconductor parts 33, the channel area (channel length L ⁇ channel width W) can be increased.
  • the sixth embodiment describes a case in which a field effect transistor Qf is provided in one semiconductor section 33, there may be a plurality of semiconductor sections 3.
  • the field effect transistor Qf for example, an enhancement type (normally-off type) in which a drain current flows by applying a gate voltage equal to or higher than a threshold voltage to the gate electrode 37, or a field effect transistor Qf in which a drain current flows even when no voltage is applied to the gate electrode 37 is used.
  • a depression type normally off type in which the current flows.
  • it is configured as an enhancement type.
  • the enhancement type field effect transistor Qf a channel (inversion layer) electrically connecting the pair of main electrode regions 44a and 44b is formed (induced) in the channel forming portion 45 by the voltage applied to the gate electrode 37.
  • a current (drain current) flows from the drain region side (for example, the main electrode region 44b side) through the channel of the channel forming portion 45 to the source region side (for example, the main electrode region 44a side).
  • the gate electrode 37 is connected to the insulating layer 47 through a contact electrode 49c provided in the dug portion 48c of the insulating layer 47 (specifically, the third insulating film 46). It is electrically connected to a wiring 50c provided in the wiring layer.
  • the contact electrode 38a is connected to the insulating layer 47 via a contact electrode 49a provided in the dug portion 48a of the insulating layer 47 (specifically, the third insulating film 46). It is electrically connected to the wiring 50a provided in the upper wiring layer. Further, as shown in FIG.
  • the contact electrode 38b is connected to the wiring on the insulating layer 47 via a contact electrode 49b provided in the dug portion 48b of the insulating layer 47 (specifically, the third insulating film 46). It is electrically connected to the wiring 50b provided in the layer.
  • the contact electrode 49a is provided to overlap the contact electrode 38a in plan view, and is electrically and mechanically connected to the contact electrode 38a.
  • the contact electrode 49b is provided to overlap the contact electrode 38b in plan view, and is electrically and mechanically connected to the contact electrode 38b.
  • the contact electrode 49c is provided to overlap the gate electrode 37 in plan view, and is electrically and mechanically connected to the gate electrode 37.
  • tungsten which is a high melting point metal
  • a metal material such as aluminum (Al) or copper (Cu), or an alloy material mainly composed of Al or Cu can be used.
  • each of the contact electrodes 38a and 38b is connected to the top surface portion 33a and side surface portion of the semiconductor portion 33.
  • the contact electrode 38a has a head 38a 1 on the top surface of the semiconductor section 33 at one end side (side surface section 33c 3 side) of the semiconductor section 33 in the longitudinal direction. 33a, and the leg portion 38a2 is connected to the three side surfaces 33c1 , 33c2 , and 33c3 of the semiconductor portion 33.
  • the contact electrode 38a is electrically and mechanically connected to one main electrode region 44a provided on one end side (side surface portion 33c 3 side) of the semiconductor section 33 in the longitudinal direction. connected.
  • the head 38b 1 is located on the other end side (side surface portion 33c 4 side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction.
  • the leg portion 38b 2 is connected to the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of the semiconductor portion 33 .
  • the contact electrode 38b is electrically connected to the other main electrode region 44b provided on the other longitudinal end side of the semiconductor section 33 (side surface section 33c 4 side). mechanically connected.
  • each of the contact electrodes 38a and 38b shown in FIGS. 40, 41, and 43 is made of a polycrystalline semiconductor material.
  • each of the contact electrodes 38a and 38b is made of, for example, silicon (Si) as a semiconductor material, a single crystal as a crystalline material, and an n-type (intrinsic type) as a conductivity type. has been done. That is, each of the contact electrodes 38a and 38b is made of n-type polycrystalline silicon as a semiconductor material.
  • Each of the contact electrodes 38a and 38b is formed of the same layer as the gate electrode 37.
  • each of the contact electrodes 38a and 38b is formed from the same layer as the gate electrode 37
  • each of the contact electrodes 38a and 38b is formed from the same process and the same material as the gate electrode 37".
  • each of the contact electrodes 38a and 38b is formed together with the gate electrode 37 in the step of forming the gate electrode 37 by patterning the gate material.
  • the semiconductor section 33 is made of i-type single crystal silicon. Furthermore, the gate electrode 37 is made of polycrystalline silicon, as described above.
  • the contact electrode 38a has a thickness Th 1 at a portion (head portion 38a 1 ) overlapping with the semiconductor portion 33 of the gate electrode 37 in a plan view. It is approximately the same as the thickness Th 3 at the head portion 37a. Also, in the contact electrode 38b, the thickness Th 2 at the portion (head portion 38b 1 ) that overlaps with the semiconductor portion 33 in plan view is different from the thickness Th 2 at the portion (head portion 38b 1 ) that overlaps with the semiconductor portion 33 of the gate electrode 37 in plan view. ) is approximately the same as the thickness Th 3 .
  • the contact electrodes 38a and 38b and the gate electrode 37 have thicknesses Th 1 and Th 2 of the respective portions (head 38a 1 , head 38b 1 , head 37a) that overlap with the gate electrode 37 in plan view. and Th 3 are approximately the same.
  • the contact electrodes 38a and 38b are formed in the respective portions (head portions 38a 1 and 38b 1 ) overlapping with the semiconductor portion 33 in plan view.
  • Th 1 and Th 2 can be made equal to the thickness Th 3 at a portion (head 37a) where the gate electrode 37 overlaps the semiconductor portion 33 in plan view.
  • the width W 1 a of the contact electrode 38 a is wider than the width W 2 of the semiconductor portion 3 in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 33 .
  • the width W 5 a including the head 38a 1 of the contact electrode 38a and the sidewall spacers 41a provided on both sides of the head 38a 1 of the contact electrode 38a (width of the head 38a 1 of the contact electrode 38a) + Width of sidewall spacer 41a x 2) is width W 3 (head 38a of gate electrode 38a 1 width + width of sidewall spacer 41c x 2).
  • the width W 1 b of the contact electrode 38b is also wider than the width W 2 of the semiconductor portion 3 in the lateral direction (X direction) of the semiconductor portion 33 .
  • the width W 5 b including the head 38b 1 of the contact electrode 38b and the sidewall spacers 41b provided on both sides of the head 38b 1 of the contact electrode 38b (width of the head 38a 1 of the contact electrode 38a) + Width of sidewall spacer 41a x 2) is also width W 3 (head 38a of gate electrode 38a 1 width + width of sidewall spacer 41c x 2).
  • a plurality of oxides 33Y as granular (spherical) insulators shown in FIGS. 54A and 54B are formed at the interface between the semiconductor portion 33 and the contact electrodes 38a and 38b. They are scattered.
  • This oxide 33Y will be described in detail later, but the natural oxide film 33X shown in FIGS. 51D and 51E is changed by fluidization during heat treatment.
  • the natural oxide film 33X made of silicon oxide (SiO 2 ) containing many impurities has a low melting point and becomes fluidized by heat treatment.
  • a gate insulating film 36 is provided between the gate electrode 37 side of the contact electrode 38a and the semiconductor section 33. Further, a gate insulating film 36 is also provided between the gate electrode 37 side of the contact electrode 38b and the semiconductor section 33.
  • the gate insulating film 36 between the contact electrodes 38a and 38b and the semiconductor section 33 is similar to the gate insulating film 36 between the gate electrode 37 and the semiconductor section 33 shown in FIG. , extends over the upper surface 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor section 33.
  • the gate insulating film 36 is provided on the two side surfaces 33c1 and 33c2 of the semiconductor section 33 between the contact electrodes 38a and 38b and the gate electrode 37, although the gate insulating film 36 is not limited thereto. is not provided.
  • FIG. 44 (schematic plan view), FIG. 45A (schematic longitudinal sectional view taken along cutting line a44-a44 in FIG. 44), and FIG. 45B (schematic longitudinal sectional view taken along cutting line b44-b44 in FIG. 44).
  • an island-shaped semiconductor portion 33 is formed on the first insulating film 32.
  • the semiconductor portion 33 is formed, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped, having an upper surface portion 33a, a lower surface portion (bottom surface portion) 33b, and four side surface portions 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 , and 33c 4 .
  • This semiconductor portion 33 can be formed, for example, by patterning a semiconductor layer provided on the first insulating film 32 into a predetermined shape using well-known photolithography and etching techniques.
  • the semiconductor portion 33 is made of, for example, silicon as a semiconductor material, a single crystal as a crystallinity, and an i-type (intrinsic type) as a conductivity type, although the semiconductor material is not limited thereto.
  • the first insulating film 32 supports the semiconductor portion 33 on the lower surface portion 33b side of the semiconductor portion 33.
  • a silicon oxide film formed by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is used as the first insulating film 32.
  • FIG. 46 (schematic plan view), FIG. 47A ((schematic longitudinal cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a46-a46 cutting line in FIG. 46), and FIG. 47B (the b46-b46 cutting line in FIG. 46)
  • FIG. 47C (schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along cutting line c46-c46 in FIG. 46)
  • the second insulating film 34 is formed outside the semiconductor portion 33 so as to surround the semiconductor portion 33.
  • the second insulating film 34 is formed by forming, for example, a silicon oxide film on the entire surface of the first insulating film 32 including the top of the semiconductor part 33 using a well-known film forming method (for example, CVD method), and then forming the second insulating film 34 on the upper surface of the semiconductor part 33. It can be formed by selectively removing the surface layer side of the silicon oxide film using, for example, a CMP method so that the portion 33a is exposed, thereby reducing the film thickness.
  • a well-known film forming method for example, CVD method
  • Each of the dug portions 35a, 35b, 35c1 , and 35c2 can be formed by selectively etching the second insulating film 34 using well-known photolithography technology and dry etching technology.
  • the dug portion 35a is formed on the semiconductor portion 33c3 side of one of the two sidewall portions 33c3 and 33c4 located on opposite sides in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33 .
  • the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the portion 33 are formed to be exposed.
  • the dug portion 35b is located on the other side of the side surface portion 33c4 of the two side surface portions 33c3 and 33c4 located on opposite sides of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction (Y direction).
  • the three side portions 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 are formed to be exposed. Further, the dug portions 35c 1 and 35c 2 are provided on the outside of each of the two side portions 33c 1 and 33c 2 located on opposite sides of each other at the central portion of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction (Y direction). The portions 33c 1 and 33c 2 are formed to be exposed.
  • Etching of the second insulating film 34 is performed under conditions that provide an etching ratio with respect to the semiconductor portion 33.
  • the dug portions 35a and 35b are preferably formed to have a depth in the same direction as the thickness direction (Z direction) of the semiconductor portion 33 and a height equal to or greater than the height in the thickness direction of the semiconductor portion 33. . In other words, the dug portions 35a and 35b are preferably formed to a depth that reaches the first insulating film 32.
  • the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor portion 33 are exposed within the dug portion 35a, and the three side portions 33c 1 , 33c 2 of the semiconductor portion 33 are exposed within the dug portion 35b. and 33c4 are exposed, the side surface portion 33c1 of the semiconductor portion 33 is exposed within the dug portion 35c1, and the side surface portion 33c2 of the semiconductor portion 33 is exposed within the dug portion 35c2.
  • the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 is exposed from one end side of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction (Y direction) to the other end side.
  • FIGS. 48A (schematic longitudinal cross-sectional view showing a vertical cross-sectional structure at the same position as the a46-a46 cutting line in FIG. 46) and FIG. 48B (a vertical cross-sectional view at the same position as the b46-b46 cutting line in FIG. 46).
  • FIG. 48C (schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the c46-c46 cutting line in FIG. 46)
  • the gate insulating film 36 is formed on the semiconductor part 33. do.
  • the gate insulating film 36 is formed across the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33 in the lateral direction (X direction) of the semiconductor portion 33.
  • the gate insulating film 36 can be formed by a thermal oxidation method or a deposition method.
  • a silicon oxide film as the gate insulating film 36 is formed by a thermal oxidation method.
  • the gate insulating film 36 can be selectively formed in the portion of the semiconductor section 33 exposed from the second insulating film 34.
  • the gate insulating film 36 is also formed on each of the two side surfaces 33c 3 and 33c 4 in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33.
  • FIGS. 49A (schematic longitudinal cross-sectional view showing a longitudinal cross-sectional structure at the same position as the a46-a46 cutting line in FIG. 46) and FIG. 49B (a longitudinal cross-sectional structure at the same position as the b46-b46 cutting line in FIG. 46).
  • the gate insulating film 36 is patterned as shown in FIG. , the gate insulating film 36 is selectively removed from one end (the dug portion 35a side) and the other end (the dug portion 35b side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction (Y direction).
  • the upper surface portion 33a and the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 on the one longitudinal end side are selectively exposed, and the upper surface portion 33a and the three side surfaces on the other longitudinal end side of the semiconductor section 33 are selectively exposed.
  • the portions 33c 1 , 33c 2 , and 33c 4 are selectively exposed.
  • Patterning of the gate insulating film 36 can be performed using well-known photolithography techniques, dry etching techniques, and the like.
  • the gate insulating film 36 has an end portion in the same direction as the longitudinal direction of the semiconductor portion 33 at a central portion in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33 than a longitudinal end portion of the semiconductor portion 33 . It has a band shape that is located inside in plan view and extends across the upper surface 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor section 33.
  • FIG. 50 (schematic plan view), FIG. 51A (schematic longitudinal cross-sectional view along the a50-a50 cutting line in FIG. 50), and FIG. 51B (longitudinal cross-sectional structure along the b50-b50 cutting line in FIG. 50)
  • FIG. 51C (schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the c50-c50 cutting line in FIG. 50)
  • an electrode forming material for example, A polycrystalline silicon film (non-doped polysilicon film) 37X into which impurities are not introduced is formed.
  • the polycrystalline silicon film 37X is formed by, for example, the CVD method over the entire surface including the semiconductor portion 33 and the second insulating film 34 so as to fill the inside of each of the four dug portions 35a, 35b, 35c1 and 35c2 . To form a film.
  • FIG. 51E (schematic cross-sectional view enlarging a part of FIG. 51C)
  • an ultra-thin natural oxide film is formed in the gate insulating film removed region of the semiconductor portion 33 (top surface portion 33a, side surface portions 33c 1 to 33c 4 ).
  • 33X is formed. Therefore, as shown in FIGS.
  • the upper surface portion 33a and the three side surfaces 33c 1 , 33c on the other end side in the longitudinal direction of the semiconductor portion 33 A natural oxide film 33X remains at the interface between 2 , 33c 4 and the polycrystalline silicon film 37X.
  • These natural oxide films 33X extend planarly (film-like) over the top surface 33a and three side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 (or 33c 4 ) of the semiconductor section 33 .
  • FIG. 52 (schematic plan view), FIG. 53A (schematic longitudinal cross-sectional view along the a52-a52 cutting line in FIG. 52), and FIG. 53B (longitudinal cross-sectional structure along the c52-c52 cutting line in FIG. 52)
  • a mask RM1 is formed as an impurity introduction mask that selectively covers the gate electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37X.
  • fluorine ions F ⁇
  • Mask RM1 can be formed using a well-known photolithography technique.
  • the purpose of this fluorine ion implantation is to make it easier to make the natural oxide film 33X granular (spherical) by heat treatment.
  • This fluorine ion implantation is performed, for example, at a dose of about 8 ⁇ 10 15 /cm 2 and an acceleration energy of about 15 keV.
  • heat treatment is performed to activate the fluorine ions (F - ) implanted into the polycrystalline silicon film 37X.
  • fluorine ions (F - ) are diffused into the polycrystalline silicon film 37X and also into the natural oxide film 33X shown in FIGS. 51D and 51E.
  • the natural oxide film 33X containing fluorine ions (F - ) is fluidized by heat treatment , and as shown in FIGS . 33c 4 ) and the polycrystalline silicon film 37X, it changes into a granular (spherical) oxide 33Y.
  • FIG. 55 (schematic plan view), FIG. 56A (schematic longitudinal cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a55-a55 cutting line in FIG. 55), and FIG. 56B (schematical cross-sectional view along the c55-c55 cutting line in FIG.
  • a mask RM2 as an impurity introduction mask having an opening Ap1 in the gate electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37X is placed over the polycrystalline silicon film 37X.
  • the mask RM2 is used as an impurity introduction mask, and an n-type impurity, such as phosphorus ion (P + ) selectively injected.
  • Mask RM2 can be formed using a well-known photolithography technique. This implantation of phosphorus ions (P + ) is for reducing the resistance value of the gate electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37X. This phosphorus ion (P + ) implantation is performed under conditions such as a dose of about 5 ⁇ 10 15 /cm 2 and an acceleration energy of about 5 keV. Arsenic ions (As + ) may be used as the n-type impurity. Through this step, phosphorus ions (P + ) are selectively introduced into the gate electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37X.
  • FIG. 57 (schematic plan view), FIG. As shown in the schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure taken along the c58-c58 cutting line in FIG. do. Then, as shown in FIGS. 57, 58A, and 58B, using the mask RM3 as an impurity introduction mask, for example, phosphorus ions are implanted as an n-type impurity into the polycrystalline silicon film 37X outside the mask RM3. .
  • Mask RM3 can be formed using a well-known photolithography technique.
  • This implantation of phosphorus ions (P + ) is intended to reduce the resistance value of the contact electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37 This is for forming n-type semiconductor regions 39a and 39b, which will be described later.
  • the phosphorus ions (P + ) are implanted at a higher concentration than the phosphorus ions (P + ) in the ion implantation process shown in FIG. 56 described above. For example, it is performed under the conditions that the dose is about 1 ⁇ 10 16 /cm 2 and the acceleration energy is about 1 keV.
  • Arsenic ions (As + ) may be used as the n-type impurity.
  • phosphorus ions (P + ) are introduced into the contact electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37X.
  • FIG. 59 (schematic plan view), FIG. 60B (schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the b59-b59 cutting line in FIG. 59) and FIG. 60C (schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the c59-c59 cutting line in FIG. 59)
  • a gate electrode 37 is formed and contact electrodes 38a and 38b are formed. That is, the contact electrodes 38a and 38b are formed in the same layer (the same process and the same material) as the gate electrode 37.
  • Patterning of this polycrystalline silicon film 37X can be performed using well-known photolithography techniques, dry etching techniques, and the like.
  • the gate electrode 37 is formed to face each of the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33 with the gate insulating film 36 interposed therebetween.
  • the gate electrode 37 is integrated with a head (first portion) 37a provided on the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 with the gate insulating film 36 interposed therebetween, and Two leg portions ( second part) 37b 1 and 37b 2 .
  • the head 37a projects upward from the second insulating film 34.
  • Each of the two legs 37b 1 and 37b 2 is separately provided in each of the recesses 35a and 35b.
  • the contact electrode 38a is attached to the semiconductor portion in plan view on one side surface portion 33c3 side of the two side surface portions 33c3 and 33c4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. It is formed to overlap with 33.
  • the contact electrode 38a has a head 38a1 that protrudes above the second insulating film 34, and is integrated with the head 38a1 , and is formed in a groove between the second insulating film 34 and the semiconductor section 33.
  • the leg portion 38a2 is provided at the portion 35a.
  • the head portion 38a 1 of the contact electrode 38a is connected to the top surface 33a of the semiconductor portion 33 at one end side (side surface portion 33c 3 side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction, and the leg portion 38a 2 is connected to the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33. It is connected to three side parts 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of .
  • the contact electrode 38b is attached to the semiconductor portion on the side of the other side surface portion 33c4 of the two side surface portions 33c3 and 33c4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. It is formed to overlap with 33.
  • the contact electrode 38b has a head portion 38b1 that protrudes above the second insulating film 34, and is integrated with the head portion 38b1 , and is formed in a groove between the second insulating film 34 and the semiconductor portion 33.
  • the leg portion 38b2 is provided at the portion 35b.
  • the contact electrode 38b has a head portion 38b1 connected to the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 at the other end side (side surface portion 33c4 side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction, and a leg portion 38b2 connected to the semiconductor portion 33c4 side. It is connected to three side parts 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of 33.
  • the gate insulating film 36 is selectively formed between the gate electrode 37 side of the contact electrode 38a and the semiconductor portion 33 over the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33.
  • the gate insulating film 36 remains (intervenes) between the gate electrode 37 side of the contact electrode 38b and the semiconductor portion 33, and extends over the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33. It remains (intervenes) selectively.
  • the gate insulating film 36 on the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 between the gate electrode 37 and the contact electrode 38a, and the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 between the gate electrode 37 and the contact electrode 38b are removed.
  • the gate insulating film 36 in is selectively removed by over-etching during patterning of the polycrystalline silicon film 37X.
  • the gate insulating film 36 between the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b may remain if the film is thick.
  • a type semiconductor region 39a is formed, and an n-type semiconductor region 39b is formed on the other end side (side surface portion 33c4 side).
  • the n-type semiconductor region 39a is formed along the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor section 33 from the upper surface 33a to the lower surface 33b.
  • the n-type semiconductor region 39b is formed along the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of the semiconductor section 33 from the upper surface 33a to the lower surface 33b.
  • the heat treatment in this step can also cause a phenomenon in which the natural oxide film 33X (see FIGS. 51D and 51E) is fluidized and changed into particulate oxide 33Y (see FIGS. 54A and 54B).
  • each of the gate electrodes 37 on both sides in the gate length direction (Y direction) A pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b having a lower impurity concentration than n-type semiconductor regions 39a and 39b are formed in the semiconductor portion 33.
  • Each of the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b functions as an extension region.
  • Each of the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b is formed in the gate length direction (Y direction) of the gate electrode 37 using the gate electrode 37, contact electrodes 38a, 38b, and second insulating film 34 as a mask for impurity introduction.
  • ) can be formed by implanting, for example, arsenic ions (As + ) as an n-type impurity into each of the semiconductor portions 33 on both sides of the semiconductor portion 33 , and then performing heat treatment to activate the impurity.
  • This implantation of arsenic ions (As + ) is performed, for example, at a dose of about 3 ⁇ 10 14 /cm 2 and an acceleration energy of about 80 keV.
  • phosphorus ions (P + ) may be used as the n-type impurity.
  • each of the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b is aligned with the semiconductor portion 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction) and with the head portion 37a of the gate electrode 37. It is formed. Further, among the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b, one n-type semiconductor region 40a is formed in the semiconductor portion 33 in contact with the n-type semiconductor region 39a, and the other n-type semiconductor region 40b is , are formed in the semiconductor portion 33 in contact with the n-type semiconductor region 39b. Also, in the heat treatment of this step, a phenomenon can be caused in which the natural oxide film 33X (see FIGS. 51D and 51E) is fluidized and changed into particulate oxide 33Y (see FIGS. 54A and 54B).
  • FIG. 63 (schematic plan view) and FIG. 64 (schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure along the a63-a63 cutting line in FIG. 63)
  • a sidewall spacer 41c is formed on the sidewall of the head 37a of the gate electrode 37 that protrudes
  • a sidewall spacer 41c is formed on the sidewall of the head 38a 1 and 38b 1 of each of the contact electrodes 38a and 38b that protrudes upward from the second insulating film 34.
  • Wall spacers 41a and 41b are formed.
  • Each of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is provided on the entire surface of the second insulating film 34 so as to cover the heads 38a 1 and 38b 1 of each of the contact electrodes 38a and 38b, and the head 37a of the gate electrode 37.
  • a silicon nitride film having selectivity to a silicon oxide film is formed as an insulating film by a CVD method, and then this silicon nitride film is subjected to anisotropic dry etching such as RIE. can.
  • the sidewall spacer 41a is formed so as to surround the head portion 38a1 of the contact electrode 38a, and is formed in alignment with the head portion 38a1 of the contact electrode 38a.
  • the sidewall spacer 41b is formed to surround the head portion 38b1 of the contact electrode 38b, and is formed in alignment with the head portion 38b1 of the contact electrode 38b.
  • the sidewall spacer 41c is formed so as to surround the head 37a of the gate electrode 37, and is formed in alignment with the head 37a of the gate electrode 37.
  • Each of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is formed on the second insulating film 34 and on the semiconductor portion 33 so as to cross the semiconductor portion 33.
  • a buffer insulating film 42 is formed.
  • the buffer insulating film 42 covers the head 37a of the gate electrode 37, the heads 38a 1 and 38b 1 of each of the two contact electrodes 38a and 38b, and each of the sidewall spacers 41a, 41b and 41c, and It is formed to cover the semiconductor portion 33 between the head 37a and the contact electrodes 38a and 38b.
  • This buffer insulating film 42 is used as a buffer film when impurity ions are implanted in the formation process of n-type semiconductor regions 43a and 43b, which will be described later.
  • the buffer insulating film 42 for example, a silicon oxide film can be used.
  • both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction) are A pair of n-type semiconductor regions 43a and 43b having a higher impurity concentration than n-type semiconductor regions 39a and 39b are formed in each semiconductor portion 33.
  • Each of the pair of n-type semiconductor regions 43a and 43b is formed using the gate electrode 37, contact electrodes 38a, 38b, sidewall spacers 41a, 41b, 41c, and second insulating film 34 as a mask for impurity introduction.
  • P + phosphorus ions
  • This phosphorus ion (P + ) implantation is performed under conditions such as a dose of about 8 ⁇ 10 15 /cm 2 and an acceleration energy of about 10 keV.
  • Arsenic ions (As + ) may be used as the n-type impurity.
  • the n-type semiconductor region 43a is formed in alignment with the sidewall spacer 41c on the sidewall of the gate electrode 37 and the sidewall spacer 41a on the sidewall of the contact electrode 38a. Further, the n-type semiconductor region 43b is formed in alignment with the sidewall spacer 41c on the sidewall of the gate electrode 37 and the sidewall spacer 41b on the sidewall of the contact electrode 38b.
  • a main electrode region 44a including an n-type semiconductor region 39a, an n-type semiconductor region 40a, and an n-type semiconductor region 43a is formed, and an n-type semiconductor region 39b, an n-type semiconductor region 40b and a main electrode region 44b including an n-type semiconductor region 43b is formed.
  • a channel forming portion 45 is formed in the semiconductor portion 3 between the pair of main electrode regions 44a and 44b.
  • a field effect transistor Qf having a gate insulating film 36, a gate electrode 37, a pair of main electrode regions 44a and 44b, a channel forming part 45, and the like is formed in the semiconductor part 33.
  • a phenomenon can be caused in which the natural oxide film 33X (see FIGS. 51D and 51E) is fluidized and changed into particulate oxide 33Y (see FIGS. 54A and 54B).
  • FIG. 67 a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a63-a63 in FIG. 63
  • the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b are covered.
  • a third insulating film 46 is formed on the entire surface of the buffer insulating film 42 .
  • the third insulating film 46 is formed by forming, for example, a silicon oxide film as an insulating film over the entire surface of the buffer insulating film 42, including on the heads 37a, 38a 1 and 38b 1 of each of the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b. Afterwards, the surface of this silicon oxide film can be flattened by CMP or the like.
  • an insulating layer 47 including the first insulating film 32, the second insulating film 34, the buffer insulating film 42, and the third insulating film 46, and also including the semiconductor portion 33 and the field effect transistor Qf is formed.
  • FIG. 68 a schematic vertical cross-sectional view showing the vertical cross-sectional structure at the same position as the cutting line a63-a63 in FIG. 63
  • the dug portions 48a and 48b reach the respective heads 38a 1 and 38b 1 of the contact electrodes 38a and 38b individually, and the head of the gate electrode 37 from the surface of the insulating layer 47 (the surface of the third insulating film 46).
  • a dug portion 48c reaching 37a is formed.
  • contact electrodes 49a, 49b, and 49c are separately formed in each of the dug portions 48a, 48b, and 48c.
  • Each of the dug portions 48a, 48b, and 48c can be formed by etching the insulating layer 14 using well-known photolithography technology and anisotropic dry etching technology.
  • Each of the contact electrodes 49a, 49b, and 49c is formed by forming a tungsten film, for example, as a high-melting point metal film, on the entire surface of the insulating layer 47 including the inside of each of the dug portions 48a, 48b, and 48c, and then depositing this tungsten film. It can be formed by selectively removing the tungsten film on the insulating layer 47 so that the tungsten film remains individually inside each of the dug portions 48a, 48b, and 48c.
  • contact electrode 49a is electrically and mechanically connected to contact electrode 38a, and electrically connected to one main electrode region 44a of field effect transistor Qf via contact electrode 38a.
  • contact electrode 49b is electrically and mechanically connected to contact electrode 38b, and electrically connected to the other main electrode region 44b of field effect transistor Qf via contact electrode 38b.
  • the contact electrode 49c is electrically and mechanically connected to the gate electrode 37 of the field effect transistor Qf.
  • the buffer insulating film 42 may be omitted.
  • the insulating layer 47 has a configuration that does not include the buffer insulating film 42.
  • fluorine ions (F - ) are implanted into the polycrystalline silicon film 37X in order to promote the change from the natural oxide film 33X to the granular oxide 33Y. If the introduction of impurities to the extent that the film 33X becomes fluidized by heat treatment is ensured, the implantation of fluorine ions (F ⁇ ) may be omitted.
  • heat treatment for activating impurities in the n-type semiconductor regions 40a and 40b and heat treatment for activating impurities in the n-type semiconductor regions 43a and 43b are performed. Although performed in a separate process, the heat treatment for activating the impurities in the n-type semiconductor regions 40a and 40b is performed in the same process as the heat treatment for activating the impurities in the n-type semiconductor regions 43a and 43b. You may.
  • the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment includes contact electrodes 38a and 38b provided to overlap with the semiconductor portions 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction) in plan view.
  • the contact electrode 38a is connected to the top surface 33a and each of the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor section 33 on one end side in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33.
  • the contact electrode 38b is also connected to the top surface portion 33a and each of the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of the semiconductor portion 33 on the other end side in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33 . ing. Therefore, according to the semiconductor device 1F of the sixth embodiment, the mutual conductance (gm) of the field effect transistor Qf can be improved as in the first embodiment described above.
  • the width W 2 of the semiconductor portion 33 in the transverse direction (XY direction) and the widths W 1 a and W 1 b (width in diameter and thickness) of each of the contact electrodes 38a and 38b have also increased. ) becomes smaller, it is possible to suppress an increase in contact resistance between the semiconductor portion 33 and the contact electrodes 38a and 38b, so it is possible to suppress a decrease in mutual conductance (gm) while miniaturizing the field effect transistor Qf. can.
  • the widths W 1 a and W 1 b of each of the contact electrodes 38 a and 38 b can be made wider than the width W 2 of the semiconductor portion 33, which makes it easier to connect the contact electrodes 49 a and 49 b to the contact electrodes 38 a and 38 b. Therefore, even if the width W2 of the semiconductor section 33 becomes narrow due to miniaturization, the semiconductor section 33 and the contact electrodes 49a and 49b can be electrically connected easily. As a result, even if the semiconductor part 33 is miniaturized, connection failures between the semiconductor part 33 and the upper layer wirings 50a and 50b due to mask misalignment can be suppressed, and the manufacturing yield of the semiconductor device 1F is improved. be able to.
  • the contact electrodes 38a and 38b are formed in the same layer as the gate electrode 37, when the contact electrodes 38a and 38b are formed in a different layer from the gate electrode 37, The contact electrodes 38a and 38b can be provided at low cost compared to the above. Therefore, according to the semiconductor device 1F of the sixth embodiment, it is possible to reduce the cost and improve the mutual conductance (gm) of the field effect transistor Qf.
  • the contact electrodes 38a and 38b are formed in the same layer as the gate electrode 37, the respective portions of the contact electrodes 38a and 38b (head portion 38a 1 , head portion 38b 1 ) that overlap with the semiconductor portion 33 in plan view
  • the thicknesses Th 1 and Th 2 of the gate electrode 37 and the thickness Th 3 of the portion (head portion 37a) of the gate electrode 37 that overlaps the semiconductor portion 33 in plan view can be made approximately the same.
  • the thickness of the insulating layer 47 on the contact electrodes 38a and 38b and the thickness of the insulating layer 47 on the gate electrode 37 are approximately the same, so the holes are dug corresponding to the contact electrodes 38a and 38b and the gate electrode 37.
  • the over-etching time when forming the grooves in the insulating layer 47 can be reduced, and variations in the widths (diameter, thickness) of the grooves 48a, 48b, 48c caused by over-etching can be suppressed. .
  • the natural oxide film 33X formed on the semiconductor portion 33 is fluidized by heat treatment and converted into a granular (spherical) oxide 33Y.
  • 33 and contact electrodes 38a and 38b can be further improved.
  • the semiconductor portion 33 on which the gate insulating film 36 is formed except for both ends in the longitudinal direction (Y direction) is covered with a polycrystalline silicon film 37X, Thereafter, in order to pattern the polycrystalline silicon film 33X to form the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a, 38b, a gate insulating film 36 is formed on the gate electrode 37 side between the contact electrodes 38a, 38b and the semiconductor section 33. It can be left in a remaining state.
  • the contact electrodes 38a and 38b are connected to the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor section 33 as a side connection mode in which the contact electrodes 38a and 38b are connected to the side surfaces of the semiconductor section 33. (or 33c 4 ) has been described.
  • the present technology is not limited to the side connection form of the sixth embodiment described above.
  • each of the contact electrodes 38a and 38b only needs to be connected to at least one of the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 (or 33c 4 ) of the semiconductor section 33. . Further, each of the contact electrodes 38a and 38b only needs to be connected to at least one of the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 in the transverse direction (X direction) of the semiconductor section 33. Further, each of the contact electrodes 38a and 38b only needs to be connected to at least one of the two side surfaces of the semiconductor section 33 in the lateral direction.
  • the contact electrodes 38a and 38b are connected to two side surfaces 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 33. It is also possible to connect to one of them and to the side surface portion 33c 3 (or side surface portion 33c 4 ) located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. In this case, the contact electrodes 38a and 38b are connected to the upper surface part 33a of the semiconductor part 33, and are connected to two of the three side parts 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 (or 33c 4 ) of the semiconductor part 33. Connected to the side part.
  • FIGS. 69, 70A, and 70B the contact electrodes 38a and 38b are connected to two side surfaces 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 33. It is also possible to connect to one of them and to the side surface portion 33c 3 (or side surface portion 33c 4 ) located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. In this case, the
  • contact electrodes 38a and 38b are connected to one side surface 33c 3 of two side surfaces 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction of the semiconductor section 33.
  • a configuration is shown as an example, it goes without saying that a configuration in which the contact electrodes 38a and 38b are connected to the other side surface portion 33c2 may also be used.
  • the same effects as the semiconductor device 1F according to the above-described sixth embodiment can be obtained.
  • the through contact electrode 24 shown in FIGS. A contact electrode 38a and a When the contact electrodes 38a (contact electrodes 17a in the third embodiment) are provided adjacent to each other, the contact electrodes 38a (contact electrodes 17a in the third embodiment) are connected to one of the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction of the semiconductor portion 33 through the semiconductor portion 33.
  • the contact electrode 38a and the through electrode are Since the interval (distance) Lx between the contact electrode 38a and the through contact electrode 24 becomes wider, the parasitic capacitance between the contact electrode 38a and the through contact electrode 24 is reduced when the insulating film is a dielectric film, similarly to the third embodiment described above. be able to.
  • the through contact electrode 24 shown in FIGS. In the case where the through contact electrode of the semiconductor portion 33 is provided adjacent to the semiconductor portion 17b), among the two side surfaces 3c 1 and 3c 2 located on both sides of the semiconductor portion 33 in the transverse direction (X direction).
  • X direction By selectively connecting to one side surface portion 33c 1 on the opposite side to the other side surface portion 3c 2 on the 24 side, parasitic Capacity can be reduced.
  • FIG. 69 as in FIG. 40 of the sixth embodiment described above, illustration of layers above the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is omitted for convenience of explanation.
  • the contact electrodes 38a and 38b are connected to one of the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction (X direction) of the semiconductor section 33.
  • a configuration may be adopted in which the semiconductor portion 33 is connected to one side and not connected to the side surface portion located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33.
  • the contact electrodes 38a and 38b are connected to the upper surface part 33a of the semiconductor part 33, and are connected to one of the three side parts 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 (or 33c 4 ) of the semiconductor part 33. Connected to the side part.
  • FIG. 71 as in FIG. 40 of the sixth embodiment described above, illustration of layers above the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is omitted for convenience of explanation.
  • the same effects as in the semiconductor device 1F according to the above-described sixth embodiment can be obtained.
  • the two semiconductor parts 33 are arranged in the same longitudinal direction (Y direction), similarly to the arrangement shown in FIG. 26 of the second embodiment described above.
  • the interval Ly between the two semiconductor parts 33 can be narrowed, so that the field effect transistors Qf can be arranged more densely. Can be done.
  • the contact electrode 38a has a side surface portion of the head portion 38a1 flush with the side surface portion 33c3 on one end side in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33 in plan view.
  • the contact electrode 38a is connected to the side surface portion 33c3 of the semiconductor portion 33, as in the second embodiment described above.
  • the structure is located on the gate electrode 37 side.
  • the contact electrode 38b is located closer to the gate electrode 37 than the side surface 33c 4 of the semiconductor section 33. It is preferable that
  • each of the contact electrodes 38a and 38b includes the upper surface portion 3a and the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 33c 3 (or 33c 4 ), but as shown in FIG. 73, the contact electrode 38a may also be connected to the lower surface 33b of the semiconductor section 33.
  • the contact electrode 38a of this third modification is connected to the top surface 33a and each of the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 of the semiconductor section 33, and is connected to the bottom surface 33b of the semiconductor section 33. is also connected.
  • the semiconductor portion 33 (one main electrode region 44a) and the contact electrode The contact area with contact electrode 38a increases, and the contact resistance between semiconductor portion 33 (one main electrode region 11a) and contact electrode 38a can be further reduced.
  • FIG. 73 as an example, a configuration in which the center portion of the lower surface portion 33b is not selectively covered with the contact electrode 38a in the transverse direction (X direction) of the semiconductor portion 33 is illustrated.
  • a structure may be adopted in which the contact electrode 38a continuously covers the lower surface portion 33b of the semiconductor portion 33 along the width direction of the semiconductor portion 33.
  • FIG. 73 shows the contact electrode 38a as an example, it is preferable that the contact electrode 38b also have the same configuration as the contact electrode 38a.
  • a semiconductor device 1G according to the seventh embodiment of the present technology has basically the same configuration as the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment described above, and has the following configuration. are different.
  • the wiring 50a is electrically connected to the contact electrode 38a via the contact electrode 49a
  • the wiring 50b is electrically connected to the contact electrode 38a via the contact electrode 49a. It is electrically connected to the contact electrode 38b via the contact electrode 49b.
  • the wiring 50c is electrically connected to the gate electrode 37 via the contact electrode 49c. That is, there are two connection parts between the wirings 50a, 50b, 50c and the contact electrodes 38a, 38b, and the gate electrode 37, respectively.
  • the wiring 50a is directly connected to the contact electrode 38a, and the wiring 50b is directly connected to the contact electrode 38b. Further, the wiring 50c is directly connected to the gate electrode 37. That is, in this seventh embodiment, one connection portion exists between each of the wirings 50a, 50b, 50c, the contact electrodes 38a, 38b, and the gate electrode 37.
  • each of the contact electrodes 38a and 38b is formed of the same layer as the gate electrode 37, as in the above-described sixth embodiment, the semiconductor device 1G in a plan view
  • a conductive path electrically connects the wiring 50a and one end (one main electrode region 44a) of the semiconductor section 33 in the longitudinal direction (Y direction), and a conductive path that electrically connects the wiring 50b and the other end of the semiconductor section 33 in the longitudinal direction. It is possible to lower the resistance (wiring resistance) of each of the conductive path that electrically connects the main electrode region 44b to the other main electrode region 44b and the conductive path that electrically connects the wiring 50c and the gate electrode 37. can. Therefore, according to the semiconductor device 1G according to the seventh embodiment, it is possible to increase the operating speed of the field effect transistor Qf.
  • the contact electrodes 38a and 38b are connected to the side surface of the semiconductor section 33 in the first to third modifications of the sixth embodiment described above. Examples can be applied. Note that in FIG. 74, as in FIG. 40 of the sixth embodiment described above, illustration of layers above the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is omitted for convenience of explanation.
  • a semiconductor device 1H according to the eighth embodiment of the present technology has basically the same configuration as the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment described above, except for the following configurations. There is.
  • the two semiconductor portions 33 are arranged in the X direction such that their respective longitudinal directions (Y direction) are in the same direction. They are arranged in parallel at predetermined intervals in the direction. That is, the two semiconductor parts 33 (33A 1 , 3A 2 ) are located on the other side of the two side parts 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction (X direction) of one semiconductor part 33 (3A 1 ) .
  • the side surface portion 3c 2 and one side surface portion 33c 1 of the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 located in the lateral direction (X direction) of the other semiconductor portion 33 (33A 2 ) are aligned in the X direction . They are arranged in parallel next to each other.
  • a field effect transistor Qf is provided in each of the two semiconductor sections 33 (33A 3 , 33A 4 ).
  • the contact electrode 38a extends across the two semiconductor parts 33 (33A 1 , 33A 2 ) at one end in the longitudinal direction of each of the two semiconductor parts 33 (33A 1 , 33A 2 ).
  • the contact electrode 38a is connected to the upper surface portion 33a of each of the two semiconductor portions 33 (33A 1 , 33A 2 ), and is connected to the three side surfaces of each of the two semiconductor portions 33 (33A 1 , 33A 2 ). It is connected to portions 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 . That is, in this eighth embodiment, one contact electrode 38a is shared by two semiconductor parts 33 (33A 1 , 33A 2 ).
  • the same effects as in the semiconductor device 1F according to the above-described sixth embodiment can be obtained. Furthermore, since the contact electrode 38a is formed in the same layer as the gate electrode 37, the two semiconductor parts 33 ( 33A 1 , 33A 2 ) can be easily formed.
  • FIG. 76 shows an example in which one contact electrode 38a is shared by two semiconductor parts 33 (33A 1 , 33A 2 ), one contact electrode 38b is shared by two semiconductor parts 33 (33A 2 ). 1,33A 2 ). Also, in this eighth embodiment, the contact electrode 38a is connected to each side surface of the two semiconductor parts 33 (33A 1 , 33A 2 ) as the first modification of the sixth embodiment described above.
  • the third modification example can be applied from . Note that in FIG. 76, as in FIG. 40 of the sixth embodiment described above, illustration of layers above the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is omitted for convenience of explanation.
  • FIG. 77 a structure may be adopted in which two semiconductor parts are connected at one end side in the longitudinal direction. Also in this modification, since the contact electrode 38a is formed in the same layer as the gate electrode 37, the two can be separated by simply changing the shape of the mask when patterning the polycrystalline silicon film 37X as the electrode forming material. The contact electrode 38a shared by the semiconductor portions 33 (33A 1 , 33A 2 ) can be easily formed. Also in the semiconductor device 1H1 according to this modification of the eighth embodiment, the same effects as the semiconductor device 1F according to the above-described sixth embodiment can be obtained. Note that in FIG. 77, as in FIG. 40 of the sixth embodiment described above, illustration of layers above the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is omitted for convenience of explanation.
  • the solid-state imaging device 1I according to the ninth embodiment of the present technology has basically the same configuration as the solid-state imaging device 1E according to the fifth embodiment described above, and the following configuration is included. It's different. That is, as shown in FIG. 78, the solid-state imaging device 1I according to the ninth embodiment uses field effect transistors instead of the field effect transistor Qa and the contact electrodes 17a and 17b shown in FIG. 39 of the fifth embodiment described above. Qf, contact electrodes 38a and 38b.
  • the other configurations are generally similar to the fifth embodiment described above.
  • a description will be given using FIG. 76 while referring to FIGS. 36 to 38 of the fifth embodiment described above.
  • each of the photoelectric conversion section 124, transfer transistor TR, and charge retention region FD shown in FIG. 38 of the above-described fifth embodiment is replaced with the semiconductor layer 130 shown in FIG. It is set in.
  • each of the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) included in the pixel circuit 115 shown in FIG. 38 is configured with a field effect transistor Qf shown in FIG. 78.
  • FIG. 78 illustrates, as an example, an amplification transistor AMP composed of a field effect transistor Qf.
  • each of the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) included in the pixel circuit 115 is constituted by a field effect transistor Qf provided in the semiconductor section 33.
  • Contact electrodes 38a and 38b are provided on both ends of the semiconductor section 33 in the longitudinal direction (Y direction) so as to overlap the semiconductor section 33.
  • the contact electrode 38a is connected to the upper surface 33a of the semiconductor section 33, as in the sixth embodiment, and is connected to each of the three side surfaces 3c 1 , 3c 2 , 3c 3 as the side surface of the semiconductor section 33. It is connected to the.
  • the contact electrode 38b is also connected to the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33, as in the sixth embodiment described above, and has three side portions 3c 1 , 3c 2 , 3c as the side portions of the semiconductor portion 33. 4 . Therefore, according to the solid-state imaging device 1I according to the ninth embodiment, the mutual conductance ( gm) can be improved.
  • the width W 2 of the semiconductor portion 33 in the transverse direction (Y direction) and the width W of each of the contact electrodes 38a and 38b increase. Even if W 1 a and W 1 b (width in diameter and thickness) become smaller, an increase in contact resistance between the semiconductor portion 33 and the contact electrodes 38 a and 38 b can be suppressed. ), while suppressing a decrease in mutual conductance (gm).
  • the present technology is particularly effective when applied to the connection between the semiconductor portion 33 in which the amplification transistor AMP included in the pixel circuit 115 is provided and the contact electrodes 38a and 38b.
  • connection mode of the above-mentioned sixth embodiment is applied as the connection mode of connecting the contact electrodes 38a and 38b to the semiconductor portion 33, but the above-described sixth embodiment
  • the connection forms of the first modification to the third modification can be applied.
  • at least one of the pixel transistors (AMP, SEL, RST, FDG) included in the pixel circuit 115 may be configured with a field effect transistor Qf provided in the semiconductor portion 33.
  • the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment of the present technology basically has the same configuration as the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment described above, and has the following configuration. are different. That is, as shown in FIGS. 79 to 82, the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment of the present technology includes an insulating layer 47J in place of the insulating layer 47 shown in FIG. 41 of the sixth embodiment described above. .
  • the insulating layer 47 of the sixth embodiment described above includes a first insulating film (base insulating film) 32, a second insulating film (surrounding insulating film) 34, and a third insulating film (covering insulating film) 46.
  • the insulating layer 47J of the tenth embodiment includes the first insulating film 32 and the third insulating film 46 except for the second insulating film 34 (see FIG. 41). It has a multi-layered structure that includes The semiconductor portion 33 and the field effect transistor Qf are covered with a third insulating film 46.
  • the shapes of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c are different from the shapes of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c shown in FIGS. It is different compared to Specifically, as shown in FIGS. 79 to 82, the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c of the tenth embodiment have a height along the thickness direction (Z direction) of the semiconductor portion 33, which is equal to the height of the semiconductor portion 33. 33 and outside the semiconductor section 33, and the height outside the semiconductor section 33 is higher than the height above the semiconductor section 33.
  • the n-type semiconductor regions 43a and 43b are configured to have a depth that reaches from the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 to the lower surface portion 33b.
  • the other configurations are generally similar to the sixth embodiment described above.
  • the name in the 6th embodiment is continued and is called the third insulating film 46, but the name is not limited to this. It may be called the second insulating film 46 or simply the insulating film 46.
  • contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb and gate electrode formation regions 37Xc are illustrated in the polycrystalline silicon film 37X. These contact electrode formation regions 37Xa, 37Xb and gate electrode formation region 37Xc become contact electrodes 38a, 38b and gate electrode 37 by patterning this polycrystalline silicon film 37X in a manufacturing method described later.
  • an island-shaped semiconductor portion 33 is formed on the first insulating film 32.
  • the island-shaped semiconductor portion 33 is formed by the same method as in the sixth embodiment described above. That is, the semiconductor portion 33 is formed, for example, in the shape of a rectangular parallelepiped, having an upper surface portion 33a, a lower surface portion (bottom surface portion) 33b, and four side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 , and 33c 4 .
  • the semiconductor section 33 is supported by the first insulating film 32.
  • a gate insulating film 36 is formed in the semiconductor section 33, and then the gate insulating film 36 is patterned to )), the gate insulating film 36 on one end side (side surface portion 33c 3 side) and the other end side (side surface portion 33c 4 side) in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33 is selectively removed.
  • the upper surface portion 33a and the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 on the one end side in the longitudinal direction of the semiconductor portion 33 are selectively exposed, and the semiconductor portion 33 The upper surface portion 33a and the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 4 on the other longitudinal end side are selectively exposed.
  • Patterning of the gate insulating film 36 can be performed using well-known photolithography techniques, dry etching techniques, and the like.
  • impurities that reduce the resistance value for example, are introduced into the entire surface of the first insulating film 32 as an electrode forming material.
  • An undoped polycrystalline silicon film (non-doped polysilicon film) 37X is formed.
  • the polycrystalline silicon film 37X is formed on the first insulating film 32 by, for example, a CVD method so as to cover the semiconductor section 33.
  • An extremely thin natural oxide film 33X with a film thickness of, for example, about 2 nm remains at the interface between the portions 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 and the polycrystalline silicon film 37X. Also, in the gate insulating film removed region on the other end side in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33, the upper surface portion 33a and the three side surfaces 33c 1 , 33c on the other end side in the longitudinal direction of the semiconductor portion 33 A natural oxide film 33X remains at the interface between 2 , 33c 4 and the polycrystalline silicon film 37X. These natural oxide films 33X extend planarly (film-like) over the top surface 33a and three side surfaces 33c 1 , 33c 2 , 33c 3 (or 33c 4 ) of the semiconductor section 33 .
  • a mask RM1 as an impurity introduction mask is selectively formed on the gate electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37X, and then the mask RM1 is used as an impurity introduction mask.
  • fluorine ions F ⁇
  • This fluorine ion implantation is performed under the same conditions as in the sixth embodiment described above.
  • gate electrode formation region 37Xc of polycrystalline silicon film 37X is covered with mask RM1, and implantation of fluorine ions (F ⁇ ) into gate electrode formation region 37Xc is blocked by mask RM1.
  • contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb of polycrystalline silicon film 37X are not covered with mask RM1, and fluorine ions (F ⁇ ) are implanted (introduced) into contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb.
  • a mask RM2 as an impurity introduction mask having an opening Ap1 in the gate electrode formation region 37Xc of the polycrystalline silicon film 37X is attached to the polycrystalline silicon film 37X. It is formed on the silicon film 37X.
  • the mask RM2 as a mask for impurity introduction, as shown in FIG. 91 ((a), (b)), n
  • phosphorus ions (P + ) are selectively implanted as an impurity exhibiting a type. This phosphorus ion (P + ) implantation is performed under the same conditions as in the sixth embodiment described above.
  • Arsenic ions (As + ) may be used as the n-type impurity.
  • the contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb of the polycrystalline silicon film 37X are covered with a mask RM2, and the introduction of phosphorus ions (P + ) into the contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb is prevented by the mask RM2. be done.
  • phosphorus ions (P + ) are selectively implanted (introduced) into the gate electrode formation region 37Xc of the polycrystalline silicon film 37X.
  • an impurity introduction mask is used to selectively cover the gate electrode formation region 37Xc of the polycrystalline silicon film 37X.
  • a mask RM3 is formed.
  • the mask RM3 is used as an impurity introduction mask, and an n-type impurity is introduced into the polycrystalline silicon film 37X outside the mask RM3. For example, phosphorus ions are implanted.
  • This implantation of phosphorus ions (P + ) is intended to reduce the resistance value of the contact electrode formation region of the polycrystalline silicon film 37 This is for forming n-type semiconductor regions 39a and 39b, which will be described later.
  • This phosphorus ion (P + ) implantation is performed under the same conditions as in the sixth embodiment described above.
  • Arsenic ions (As + ) may be used as the n-type impurity.
  • contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb of polycrystalline silicon film 37X are not covered with mask RM3, and phosphorus ions (P + ) are implanted (introduced) into contact electrode formation regions 37Xa and 37Xb.
  • the gate electrode formation region 37Xc of the polycrystalline silicon film 37X is covered with a mask RM3, and the implantation (introduction) of phosphorus ions (P + ) into the gate electrode formation region 37Xc is blocked by the mask RM3.
  • the polycrystalline silicon film 37X is patterned to form a gate electrode formation region 37Xc of the polycrystalline silicon film 37X, as shown in FIGS. 94 and 95 ((a), (b), and (c)).
  • a contact electrode 38a consisting of a contact electrode formation region 37Xa of the polycrystalline silicon film 37X
  • a contact electrode 38b consisting of a contact electrode formation region 37Xb of the polycrystalline silicon film 37X are also formed. That is, the contact electrodes 38a and 38b are formed in the same layer (the same process and the same material) as the gate electrode 37. Patterning of this polycrystalline silicon film 37X can be performed using well-known photolithography techniques, dry etching techniques, and the like.
  • the gate electrode 37 is formed to face each of the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33 with the gate insulating film 36 interposed therebetween.
  • the gate electrode 37 is integrated with a head (first portion) 37a provided on the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 with the gate insulating film 36 interposed therebetween, and Two leg portions ( second part) 37b 1 and 37b 2 .
  • the head 37a protrudes higher than the semiconductor portion 33.
  • Each of the two leg portions 37b 1 and 37b 2 is provided separately on the outside of the semiconductor portion 33 so as to sandwich the semiconductor portion 33 therebetween.
  • the contact electrode 38a is attached to the semiconductor portion in plan view on one side surface portion 33c3 side of the two side surface portions 33c3 and 33c4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. It is formed to overlap with 33.
  • the contact electrode 38a has a head portion 38a 1 that protrudes above the semiconductor portion 33, and is integrated with the head portion 38a 1 , and is on one longitudinal end side (side surface portion 33c 3 side) of the semiconductor portion 33.
  • the leg portion 38a2 is provided so as to surround the leg portion 38a2.
  • the head portion 38a 1 of the contact electrode 38a is connected to the top surface 33a of the semiconductor portion 33 at one end side (side surface portion 33c 3 side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction, and the leg portion 38a 2 is connected to the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33. It is connected to three side parts 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of .
  • the contact electrode 38b is attached to the semiconductor portion on the side of the other side surface portion 33c4 of the two side surface portions 33c3 and 33c4 located in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33. It is formed to overlap with 33.
  • the contact electrode 38b has a head portion 38b 1 that protrudes above the semiconductor portion 33, and is integrated with the head portion 38b 1 , and is on the other longitudinal end side of the semiconductor portion 33 (side surface portion 33c 4 side). ) has a provided leg portion 38b2 .
  • the contact electrode 38b has a head portion 38b1 connected to the upper surface portion 33a of the semiconductor portion 33 at the other end side (side surface portion 33c4 side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction, and a leg portion 38b2 connected to the semiconductor portion 33c4 side. It is connected to three side parts 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of 33.
  • the gate insulating film 36 is selectively formed between the gate electrode 37 side of the contact electrode 38a and the semiconductor portion 33 over the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33.
  • the gate insulating film 36 remains (intervenes) between the gate electrode 37 side of the contact electrode 38b and the semiconductor portion 33, and extends over the upper surface portion 33a and the two side surfaces 33c 1 and 33c 2 of the semiconductor portion 33. It remains (intervenes) selectively.
  • the gate insulating film 36 remains even in the semiconductor section 33 between the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b. That is, in the tenth embodiment, even after patterning the polycrystalline silicon film 37X to form the gate electrode 37 and the two contact electrodes 38a and 38b, the semiconductor layer remains between the two contact electrodes 38a and the contact electrodes 38b.
  • the upper surface portion 33a and the two side surface portions 33c 1 and 33c 2 of the portion 33 are covered with a gate insulating film 36.
  • the gate insulating film 36 in the semiconductor section 33 between the gate electrode 37 and the contact electrode 38a and the semiconductor section 33 between the gate electrode 37 and the contact electrode 38b are If the thickness is small, it may be selectively removed by over-etching during patterning of the polycrystalline silicon film 33X.
  • heat treatment is performed to activate the impurity (phosphorus ions (P + )) implanted into the gate electrode 37 to make the gate electrode 37 conductive (to reduce the resistance value of the gate electrode 37). ), and activates the impurity (phosphorous ions (P + )) implanted into each of the contact electrodes 38a and 38b to make the contact electrodes 38a and 38b conductive (reducing the resistance value of each of the contact electrodes 38a and 38b). )do.
  • An n-type semiconductor region 39a is formed on one end side (side surface portion 33c 3 side) of the semiconductor portion 33 in the longitudinal direction (Y direction), and an n-type semiconductor region 39a is formed on the other end side (side surface portion 33c 4 side).
  • a type semiconductor region 39b is formed.
  • the n-type semiconductor region 39a is three-dimensionally (three-dimensionally) formed along the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor section 33 from the upper surface 33a to the lower surface 33b.
  • the n-type semiconductor region 39b is also three-dimensionally (three-dimensionally) formed along the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of the semiconductor portion 33 from the upper surface portion 33a to the lower surface portion 33b.
  • Each of the n-type semiconductor regions 39a and 39b is formed in the semiconductor portion 33 at a depth reaching the first insulating film 32 from the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 to the lower surface portion 33b side.
  • the heat treatment in this step can also cause a phenomenon in which the natural oxide film 33X (see FIGS. 51D and 51E) is fluidized and changed into particulate oxide 33Y (see FIGS. 54A and 54B).
  • n-type semiconductor regions 39a and 39b having an impurity concentration lower than that of the n-type semiconductor regions 39a and 39b are added to each semiconductor portion 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction).
  • Semiconductor regions 40a and 40b are formed.
  • Each of the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b functions as an extension region.
  • Each of the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b uses the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b as a mask for impurity introduction, and each of the semiconductor regions on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction) It can be formed by implanting, for example, arsenic ions (As + ) into the portion 33 as an n-type impurity, and then performing heat treatment to activate the impurity. Unlike the sixth embodiment described above, this implantation of arsenic ions (As + ) is performed under conditions such as a dose of about 1 ⁇ 10 14 /cm 2 and an acceleration energy of about 80 to 150 keV. As the n-type impurity, phosphorus ions (P + ) may be used.
  • each of the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b is aligned with the semiconductor portion 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction) and with the head portion 37a of the gate electrode 37. It is formed. Furthermore, among the pair of n-type semiconductor regions 40a and 40b, one semiconductor region 40a is formed in the semiconductor section 33 in contact with an n-type semiconductor region 39a, and the other semiconductor region 40b is an n-type semiconductor region 39a. It is formed in the semiconductor portion 33 in contact with the semiconductor portion 39b.
  • each of the n-type semiconductor regions 40a and 40b is formed in the semiconductor portion 33 at a depth reaching the first insulating film 32 from the upper surface portion 33a side of the semiconductor portion 33 to the lower surface portion 33b side. Also, in the heat treatment of this step, a phenomenon can be caused in which the natural oxide film 33X (see FIGS. 51D and 51E) is fluidized and changed into particulate oxide 33Y (see FIGS. 54A and 54B).
  • sidewall spacers 41c are formed on the sidewalls of the gate electrode 37, and sidewall spacers 41a and 41b are formed on the sidewalls of each of the contact electrodes 38a and 38b.
  • Each of the sidewall spacers 41a, 41b and 41c is formed as an insulating film selective to the silicon oxide film over the entire surface of the first insulating film 32 so as to cover the contact electrodes 38a and 38b and the gate electrode 37.
  • it can be formed by forming a silicon nitride film by a CVD method, and then subjecting the silicon nitride film to anisotropic dry etching such as RIE.
  • the sidewall spacer 41a is formed to surround the contact electrode 38a, and is formed in alignment with the contact electrode 38a.
  • the sidewall spacer 41b is formed so as to surround the contact electrode 38b, and is formed in alignment with the contact electrode 38b.
  • the sidewall spacer 41c is formed so as to surround the gate electrode 37, and is formed in alignment with the gate electrode 37.
  • Each of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c is formed on the first insulating film 32 and on the semiconductor portion 33 so as to cross the semiconductor portion 33.
  • the sidewall spacer 41a is formed adjacent to the head portion 38a 1 of the contact electrode 38a on the semiconductor portion 33, and is formed adjacent to the head portion 38a 1 and the leg portion 38a 2 of the contact electrode 38a outside the semiconductor portion 33. be done.
  • the sidewall spacer 41b is formed adjacent to the head portion 38b 1 of the contact electrode 38b on the semiconductor portion 33, and is formed adjacent to the head portion 38b 1 and the leg portion 38b 2 of the contact electrode 38b outside the semiconductor portion 33. be done.
  • the sidewall spacer 41c is formed adjacent to the head portion 37a of the gate electrode 37 on the semiconductor portion 33, and adjacent to the head portion 37a and leg portions 37b 1 and 37b 2 of the gate electrode 37 outside the semiconductor portion 33. It is formed. That is, each of the sidewall spacers 41a, 41b, and 41c has a length along the thickness direction (Z direction) of the semiconductor portion 33, including a portion that overlaps with the semiconductor portion 33 in plan view and a portion that does not overlap with the semiconductor portion 33. are different, and the length of the portion that does not overlap with the semiconductor portion 33 is longer than the length of the portion that overlaps with the semiconductor portion 33.
  • a buffer insulating film 42 is formed.
  • the buffer insulating film 42 covers the head 37a of the gate electrode 37, the heads 38a 1 and 38b 1 of each of the two contact electrodes 38a and 38b, and each of the sidewall spacers 41a, 41b and 41c, and It is formed to cover the semiconductor portion 33 between the head 37a and the contact electrodes 38a and 38b.
  • This buffer insulating film 42 is used as a buffer film when impurity ions are implanted in the formation process of n-type semiconductor regions 43a and 43b, which will be described later.
  • As the buffer insulating film 42 for example, a silicon oxide film can be used.
  • n-type semiconductor regions 39a and 39b having a higher impurity concentration than the n-type semiconductor regions 39a and 39b are added to each of the semiconductor parts 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction).
  • Semiconductor regions 43a and 43b are formed.
  • Each of the pair of n-type semiconductor regions 43a and 43b is formed using the gate electrode 37, contact electrodes 38a, 38b, and sidewall spacers 41a, 41b, 41c as masks for impurity introduction, and the sidewalls of the sidewalls of the gate electrode 37 are The semiconductor portion 33 between the spacer 41c and the sidewall spacer 41a on the sidewall of the contact electrode 38a, and the semiconductor portion between the sidewall spacer 41c on the sidewall of the gate electrode 37 and the sidewall spacer 41b of the contact electrode 38b. 33 through the buffer insulating film 42, for example, phosphorus ions (P + ) as an n-type impurity are implanted, and then heat treatment is performed to activate the impurity.
  • P + phosphorus ions
  • This implantation of phosphorus ions (P + ) is performed under conditions different from those in the sixth embodiment described above.
  • the implantation of phosphorus ions (P + ) is performed at a dose of about 8 ⁇ 10 15 /cm 2 and an acceleration energy of about 10 keV.
  • Arsenic ions (As + ) may be used as the n-type impurity.
  • the n-type semiconductor region 43a is formed in alignment with the sidewall spacer 41c on the sidewall of the gate electrode 37 and the sidewall spacer 41a on the sidewall of the contact electrode 38a. Further, the n-type semiconductor region 43b is formed in alignment with the sidewall spacer 41c on the sidewall of the gate electrode 37 and the sidewall spacer 41b on the sidewall of the contact electrode 38b.
  • the n-type semiconductor regions 43a and 43b extend from the upper surface side to the lower surface side of the semiconductor section 33, and extend to a depth that reaches the first insulating film 32. It is formed by In addition, in this step, a main electrode region 44a including an n-type semiconductor region 39a, an n-type semiconductor region 40a, and an n-type semiconductor region 43a is formed, and an n-type semiconductor region 39b, an n-type semiconductor region 40b and a main electrode region 44b including an n-type semiconductor region 43b is formed.
  • a channel forming portion 45 is formed in the semiconductor portion 33 between the pair of main electrode regions 44a and 44b.
  • a field effect transistor Qf having a gate insulating film 36, a gate electrode 37, a pair of main electrode regions 44a and 44b, a channel forming part 45, and the like is formed in the semiconductor part 33.
  • a phenomenon can be caused in which the natural oxide film 33X (see FIGS. 51D and 51E) is fluidized and changed into particulate oxide 33Y (see FIGS. 54A and 54B).
  • the third insulating film 46 (the second insulating film 46, the insulating film 46).
  • the third insulating film 46 is formed by forming, for example, a silicon oxide film as an insulating film over the entire surface of the buffer insulating film 42, including on the heads 37a, 38a 1 and 38b 1 of each of the gate electrode 37 and the contact electrodes 38a and 38b. Afterwards, the surface of this silicon oxide film can be flattened by CMP or the like.
  • an insulating layer 47J that includes the first insulating film 32, buffer insulating film 42, and third insulating film 46, and also includes the semiconductor portion 33 and the field effect transistor Qf is formed.
  • the buffer insulating film 42 may be omitted.
  • the insulating layer 47J has a configuration that does not include the buffer insulating film 42.
  • fluorine ions (F - ) are implanted into the polycrystalline silicon film 37X to promote the change from the natural oxide film 33X to the granular oxide 33Y. If the introduction of impurities to the extent that the oxide film 33X becomes fluidized by heat treatment is ensured, this implantation of fluorine ions (F ⁇ ) may be omitted.
  • heat treatment for activating impurities in the n-type semiconductor regions 40a and 40b and heat treatment for activating impurities in the n-type semiconductor regions 43a and 43b are performed. Although performed in a separate process, the heat treatment for activating the impurities in the n-type semiconductor regions 40a and 40b is performed in the same process as the heat treatment for activating the impurities in the n-type semiconductor regions 43a and 43b. You may.
  • the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment overlaps with the semiconductor portions 33 on both sides of the gate electrode 37 in the gate length direction (Y direction) in plan view.
  • Contact electrodes 38a and 38b are provided.
  • the contact electrode 38a is connected to the top surface 33a and each of the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 3 of the semiconductor section 33 on one end side in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor section 33. .
  • the contact electrode 38b is also connected to the top surface portion 33a and each of the three side surfaces 33c 1 , 33c 2 and 33c 4 of the semiconductor portion 33 on the other end side in the longitudinal direction (Y direction) of the semiconductor portion 33 . ing. Therefore, the same effects as the semiconductor device 1F according to the above-described sixth embodiment can be obtained also in the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment.
  • the process for forming the second insulating film 34 unlike the method for manufacturing the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment described above, the process for forming the second insulating film 34, The formation process for forming the dug portions 35c 1 , 35c 2 , 35a, and 35b in 34 is omitted. Therefore, according to the method for manufacturing the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment, the number of manufacturing steps can be reduced compared to the method for manufacturing the semiconductor device 1F according to the sixth embodiment, and the field effect transistor The mutual conductance (gm) of Qf can be improved at low cost.
  • the heads 37a, 38a 1 of each of the gate electrode 37, the contact electrode 38a, and the contact electrode 38b are , 38b 1 have approximately the same height, so when forming each of the grooves 48a, 48b, and 48c in the insulating film 46 by dry etching, the amount of over-etching can be reduced.
  • the opening width of the portion can be made small, and variations can be reduced. Thereby, variations in contact resistance, wiring resistance, and wiring capacitance can be suppressed, and a semiconductor device 1J with good robustness can be provided.
  • the field effect transistor Qf and contact electrodes 38a and 38b according to the tenth embodiment can be applied to the solid-state imaging device 1I according to the above-described ninth embodiment. Even in this case, the same effects as in the solid-state imaging device 1I according to the ninth embodiment described above can be obtained. Also, in the semiconductor device 1J according to the tenth embodiment, the contact electrodes 49a, 49b, and 49c are omitted, and the contact electrodes 38a, 38b, and Each of the wirings 50a, 50b, and 50c may be directly connected to each of the gate electrodes 37.
  • the present technology can be applied to various electronic devices, such as imaging devices such as digital still cameras and digital video cameras, mobile phones with an imaging function, or other devices with an imaging function. can do.
  • FIG. 103 is a diagram showing a schematic configuration of an electronic device (for example, a camera) according to a tenth embodiment of the present technology.
  • the electronic device 200 includes a solid-state imaging device 201, an optical lens 202, a shutter device 203, a drive circuit 204, and a signal processing circuit 205.
  • This electronic device 200 is an embodiment in which the solid-state imaging device 1E according to the fifth embodiment of the present technology or the solid-state imaging device 1I according to the ninth embodiment is used as the solid-state imaging device 201 in an electronic device (for example, a camera). shows.
  • the optical lens 202 forms an image of image light (incident light 206) from the subject onto the imaging surface of the solid-state imaging device 201.
  • image light incident light 206
  • the shutter device 203 controls the light irradiation period and the light blocking period to the solid-state imaging device 201.
  • the drive circuit 204 supplies drive signals that control the transfer operation of the solid-state imaging device 201 and the shutter operation of the shutter device 203.
  • Signal transfer of the solid-state imaging device 201 is performed by a drive signal (timing signal) supplied from the drive circuit 204.
  • the signal processing circuit 205 performs various signal processing on the signal (pixel signal (image signal)) output from the solid-state imaging device 201.
  • the video signal on which the signal processing has been performed is stored in a storage medium such as a memory, or is output to.
  • the mutual conductance of the pixel transistors in the solid-state imaging device 201 is improved, so that image quality can be improved.
  • the electronic device 200 to which the solid-state imaging device of the above-described embodiment can be applied is not limited to a camera, but can also be applied to other electronic devices.
  • the present invention may be applied to an imaging device such as a camera module for mobile devices such as a mobile phone or a tablet terminal.
  • this technology can be applied to light detection devices in general, including distance sensors called ToF (Time of Flight) sensors that measure distance.
  • a distance measurement sensor emits illumination light toward an object, detects the reflected light that is reflected from the object's surface, and measures the time from when the illumination light is emitted until the reflected light is received. This is a sensor that calculates the distance to an object based on flight time.
  • the structure of the element isolation region of this distance measurement sensor the structure of the element isolation region described above can be adopted.
  • the present technology can also be applied to a semiconductor device having a field effect transistor in which a channel forming portion and a gate electrode are provided at the corner portions of a semiconductor portion having an L-shaped planar shape.
  • the island-shaped semiconductor portions 3 and 33 provided on the first insulating films 2 and 32 have been described as the semiconductor portions to which the contact electrodes are connected.
  • the present technology is not limited to the island-shaped semiconductor portions 3 and 33 provided on the insulating films 2 and 22.
  • the present technology can be applied even when a contact electrode is connected to an island-shaped semiconductor portion that is integrated with a base portion made of a semiconductor and protrudes.
  • the present technology may have the following configuration.
  • (2) The gate electrode is provided across the top surface portion and the side surface portion in a first direction of the semiconductor portion, The semiconductor device according to (1), wherein the contact electrode is located closer to the gate electrode than an end of the semiconductor portion in a second direction intersecting the first direction.
  • the semiconductor portion further includes a lower surface portion opposite to the upper surface portion, The semiconductor device according to any one of (1) to (3) above, wherein the contact electrode is also connected to the lower surface portion.
  • the field effect transistor further includes a sidewall spacer provided on a sidewall of the gate electrode, In any one of (2) to (4) above, the width of the contact electrode in the first direction of the semiconductor portion is narrower than a width including the gate electrode and the sidewall spaces on both sides of the gate electrode.
  • the semiconductor device further comprising a through contact electrode that penetrates the insulating layer and is provided adjacent to the contact electrode on the outside of the semiconductor section in the first direction;
  • the semiconductor device according to any one of (1) to (7), wherein the contact electrode is connected to the side surface portion of the semiconductor portion on the opposite side to the through contact electrode side.
  • the field effect transistor further includes a pair of main electrode regions provided in the semiconductor portion on both sides of the gate electrode in the gate length direction, The semiconductor device according to any one of (1) to (6) above, wherein the contact electrode is electrically connected to one of the pair of main electrode regions.
  • the gate electrode is provided across the top surface portion and the side surface portion in a first direction of the semiconductor portion, The semiconductor according to any one of (10) to (14), wherein the contact electrode is located closer to the gate electrode than an end of the semiconductor portion in a second direction intersecting the first direction.
  • Device (16) The semiconductor device according to (15), wherein the contact electrode is connected to at least one of the two side surfaces of the semiconductor portion located on opposite sides in the first direction.
  • the semiconductor portion further includes a lower surface portion opposite to the upper surface portion, The semiconductor device according to any one of (1) to (16) above, wherein the contact electrode is also connected to the lower surface portion.
  • the contact electrode is a first contact electrode
  • a semiconductor device (20) a semiconductor device; an optical lens that forms an image of image light from a subject onto an imaging surface of the semiconductor device; a signal processing circuit that performs signal processing on signals output from the semiconductor device; Equipped with
  • the semiconductor device includes: an island-shaped semiconductor portion having a top surface portion and a side surface portion; a field effect transistor having a gate electrode provided on the top surface portion and the side surface portion of the semiconductor portion with a gate insulating film interposed therebetween; an insulating layer covering the field effect transistor; a contact electrode provided on the insulating layer so as to overlap with the semiconductor portion outside the gate electrode in plan view; Equipped with In the electronic device, the contact electrode is connected to the top surface portion and side surface portion of the semiconductor portion.

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Abstract

電界効果トランジスタの相互コンダクタンス(gm)の向上を図る。半導体装置は、上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、上記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、上記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、平面視で上記ゲート電極の外側の上記半導体部と重畳して上記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、を備えている。そして、上記コンタクト電極は、上記半導体部の上記上面部及び側面部に接続されている。

Description

半導体装置及び電子機器
 本技術(本開示に係る技術)は、半導体装置及び電子機器に関し、特に、フィン型の電界効果トランジスタを有する半導体装置及びそれを備えた電子機器に適用して有効な技術に関するものである。
 半導体装置として、例えばCMOSイメージセンサと呼称される固体撮像装置が知られている。このCMOSイメージセンサは、光電変換素子で光電変換された信号電荷を画素信号に変換して出力する画素回路(読出し回路)を備えている。画素回路は、増幅トランジスタ、選択トランジスタ、リセットトランジスタなどの画素トランジスタを含む。
 一方、半導体装置に搭載される電界効果トランジスタとして、島状の半導体部(フィン部)にゲート絶縁膜を介在してゲート電極が設けられ、かつゲート電極のゲート長方向の両側の半導体部にソース領域及びドレイン領域として機能する一対の主電極領域が設けられたフィン型の電界効果トランジスタ(Fin-FET)が知られている。このフィン型の電界効果トランジスタは、短チャネル特性を改善し、ゲート長を短くして必要な動作を実現することが可能であるため、平面サイズの微細化を図ることができ、高集積化に有用である。
 フィン型の電界効果トランジスタの一対の主電極領域には、この電界効果トランジスタを覆う絶縁層に設けられたコンタクト電極を介して絶縁層上の配線が電気的に接続されている。コンタクト電極は、半導体部の上面部に接続されている。
 特許文献1には、画素回路に含まれる増幅トランジスタをフィン型の電界効果トランジスタで構成した固体撮像装置が開示されている。
 また、非特許文献1には、SOI-Fin構造の電界効果トランジスタが開示されている。
特開2021-034435号公報
W.Xiong,et.al.,"Full/partial depletion effects in FinFETs",IEEE International SOI Conference,10/4,2004
 ところで、フィン型の電界効果トランジスタの微細化に伴い、半導体部の短手方向の幅やコンタクト電極の径(太さの幅)が小さくなる傾向にあり、半導体部とコンタクト電極とのコンタクト抵抗が増大する。コンタクト電極の径(幅)を微細化した世代では、コンタクト抵抗による寄生抵抗の影響が大きくなり、フィン型の電界効果トランジスタの相互コンダクタンス(gm)が低下する。
 本技術の目的は、トランジスタの相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることにある。
 (1)本技術の一態様に係る半導体装置は、
 上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
 上記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
 上記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
 平面視で上記ゲート電極の外側の上記半導体部と重畳して上記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、を備えている。
 そして、上記コンタクト電極は、上記半導体部の上記上面部及び側面部に接続されている。
 (2)本技術の他の態様に係る半導体装置は、
 上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
 上記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
 上記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
 平面視で上記ゲート電極の外側の上記半導体部と重畳して上記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、を備えている。
 そして、上記コンタクト電極は、上記半導体部の上記上面部及び側面部に接続され、かつ上記ゲート電極と同一層で形成されている。
 (3)本技術の他の態様に係る電子機器は、上記半導体装置と、上記半導体装置に被写体からの像光を結像される光学系と、上記半導体装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路と、を備えている。
本技術の第1実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す模式的平面図である。 図1のa1-a1切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図1のb1-b1切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図1のc1-c1切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す模式的平面図である。 図5のa5-a5切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図5のb5-b5切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図5に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図7のa7-a7切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図7のb7-b7切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図7に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図9のa9-a9切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図9のb9-b9切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図9に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図11のa11-a11切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図11のc11-c11切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図11に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図13のa13-a13切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図13のc13-c13切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図13に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図15のa15-a15切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図15のc15-c15切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図15に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図17のa17-a17切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図17のc17-c17切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図17に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図19のa19-a19切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図19のc19-c19切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図19に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図21のa21-a21切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図21のc21-c21切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第2実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す模式的平面図である。 図23のa23-a23切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図23のc23-c23切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第1実施形態に係る半導体装置において、直列に配置された2つの半導体部及び2つの電界効果トランジスタを示す模式的平面図である。 本技術の第2実施形態の変形例を示す模式的縦断面図である。 本技術の第3実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す模式的平面図である。 図28のc28-c28切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第3実施形態の第1変形例を示す模式的平面図である。 本技術の第3実施形態の第2変形例を示す模式的平面図である。 本技術の第3実施形態の第3変形例を示す模式的断面図である。 本技術の第4実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す模式的平面図である。 図33のb33-b33切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図33のc33-c33切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第5実施形態に係る固体撮像装置の一構成例を示す模式的平面レイアウト図である。 本技術の第5実施形態に係る固体撮像装置の一構成例を示すブロック図である。 本技術の第5実施形態に係る固体撮像装置の画素及び画素回路の一構成例を示す等価回路図である。 図36の画素アレイ部での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第6実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す模式的平面図である。 図40のa40-a40切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図41の一部を拡大して示す模式的縦断面図である。 図40のb40-b40切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図40のc40-c40切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第6実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す模式的平面図である。 図44のa44-a44切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図44のb44-b44切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図44に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図46のa46-a46切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図46のb46-b46切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図46のc46-c46切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図46に引き続く工程を示す図であって、図46のa46-a46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図46に引き続く工程を示す図であって、図46のb46-b46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図46に引き続く工程を示す図であって、図46のc46-c46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図48Aに引き続く工程を示す図であって、図46のa46-a46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図48Bに引き続く工程を示す図であって、図46のb46-b46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図48Cに引き続く工程を示す図であって、図46のc46-c46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図49Aに引き続く工程を示す模式的平面図である。 図50のa50-a50切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図50のb50-b50切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図50のc50-c50切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図51Aの一部を拡大した模式的縦断面図である。 図51Cの一部を拡大した模式的縦断面図である。 図50に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図52のa52-a52切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図52のc52-c52切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図53Aの断面において、熱処理によって変化した粒状の酸化物を示す模式的断面図である。 図53Bの断面において、熱処理によって変化した粒状の酸化物を示す模式的断面図である。 図52に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図55のa55-a55切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図55のc55-c55切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図55に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図57のa57-a57切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図57のc57-c57切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図57に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図59のa59-a59切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図59のb59-b59切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図59のc59-c59切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図59に引き続く工程を示す図であって、図59のa59-a59切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図61に引き続く工程を示す図であって、図59のa59-a59切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図62に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図63のa63-a63切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図63に引き続く工程を示す図であって、図63のa63-a63切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図65に引き続く工程を示す図であって、図63のa63-a63切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図66に引き続く工程を示す図であって、図63のa63-a63切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図67に引き続く工程を示す図であって、図63のa63-a63切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第6実施形態の第1変形例を示す模式的平面図である。 図69のa69-a69切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図69のc69-c69切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第6実施形態の第2変形例を示す模式的平面図である。 図71のa71-a71切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第6実施形態の第3変形例を示す模式的縦断面図である。 本技術の第7実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す模式的平面図である。 図74のa74-a74切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第8実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す模式的平面図である。 本技術の第8実施形態の変形例を示す模式的平面図である。 本技術の第9実施形態に係る固体撮像装置の一構成例を示す模式的縦断面図である。 本技術の第10実施形態に係る半導体装置の一構成例を示す模式的平面図である。 図79のa79-a79切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図79のb79-b79切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図79のc79-c79切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第10実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す模式的平面図である。 本技術の第10実施形態に係る半導体装置の製造方法の工程を示す図((a)は図83のa83-a83切断線に沿った縦断面構造を示す模式的断面図,(b)は図83のb83-b83切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図,(c)は図83のc83-c83切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)である。 図83及び図84に引き続く工程を示す図((a)は図83のa83-a83切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図,(b)は図83のb83-b83切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図,(c)は図83のc83-c83切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)である。 図85に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図86の縦断面構造を示す図((a)は図86のa86-a86切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(b)は図86のb86-b86切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(c)は図86のc86-c86切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面)である。 図86に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図88の縦断面構造を示す図((a)は図88のa88-a88切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(b)は図88のc88-c88切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面)である。 図88に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図90の縦断面構造を示す図((a)は図90のa90-a90切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(b)は図90のc90-c90切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面)である。 図90に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図92の縦断面構造を示す図((a)は図92のa92-a92切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(b)は図92のc92-c92切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面)である。 図92に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図94の縦断面構造を示す図((a)は図94のa94-a94切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(b)は図94のb94-b94切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面,(c)は図94のc94-c94切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面)である。 図94に引き続く工程を示す図であって、図94のa94-a94切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図96に引き続く工程を示す図であって、図94のa94-a94切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図97に引き続く工程を示す模式的平面図である。 図98のa98-a98切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図98に引き続く工程を示す図であって、図98のa98-a98切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図100に引き続く工程を示す図であって、図98のa98-a98切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 図101に引き続く工程を示す図であって、図98のa98-a98切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図である。 本技術の第106実施形態に係る電子機器の一構成例を示す図である。
 以下、図面を参照して本技術の実施形態を詳細に説明する。
 以下の説明で参照する図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なることに留意すべきである。したがって、具体的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきものである。
 また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。また、本明細書中に記載された効果はあくまで例示であって限定されるものでは無く、また他の効果があってもよい。
 また、以下の実施形態は、本技術の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであり、構成を下記のものに特定するものではない。即ち、本技術の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。
 また、以下の説明における上下等の方向の定義は、単に説明の便宜上の定義であって、本技術の技術的思想を限定するものではない。例えば、対象を90°回転して観察すれば上下は左右に変換して読まれ、180°回転して観察すれば上下は反転して読まれることは勿論である。
 また、以下の実施形態では、半導体の導電型として、第1導電型がp型、第2導電型がn型の場合を例示的に説明するが、導電型を逆の関係に選択して、第1導電型をn型、第2導電型をp型としても構わない。
 また、以下の実施形態では、空間内で互に直交する三方向において、同一平面内で互に直交する第1の方向及び第2の方向をそれぞれX方向、Y方向とし、第1の方向及び第2の方向のそれぞれと直交する第3の方向をZ方向とする。そして、以下の実施形態では、後述する半導体部3,33の厚さ方向をZ方向として説明する。
 〔第1実施形態〕
 この第1実施形態では、フィン型の電界効果トランジスタを有する半導体装置に本技術を適用した一例について説明する。
 ≪半導体装置の構成≫
 まず、半導体装置1Aの全体構成について、図1、図2、図3及び図4を用いて説明する。図1では、説明の便宜上、図2から図4に示す配線18a,18b,18cの図示を省略している。
 図1から図4に示すように、本技術の第1実施形態に係る半導体装置1Aは、島状の半導体部3と、この島状の半導体部3にチャネル形成部(チャネル領域)12が設けられた電界効果トランジスタQaと、を備えている。
 また、図1から図4に示すように、本技術の第1実施形態に係る半導体装置1Aは、半導体部3及び電界効果トランジスタQaを包含する絶縁層14と、平面視で島状の半導体部3と重畳して絶縁層14に設けられたコンタクト電極17a、17b及び17cを更に備えている。
 ここで、図1では、コンタクト電極17cの図示を省略している。
 <半導体部>
 図1から図4に示すように、半導体部3は、例えば、上面部3a、下面部(底面部)3b及び4つの側面部3c、3c、3c及び3cを有する直方体形状で構成されている。そして、半導体部3は、一例としてY方向に延伸し、厚さ方向がZ方向となり、長手方向がY方向となり、短手方向がX方向となる。上面部3aと下面部3bとは、半導体部3の厚さ方向(Z方向)において互いに反対側に位置している。4つの側面部3c、3c、3c及び3cのうち、2つの側面部3c及び3cは、短手方向(X方向)において互いに反対側に位置し、残りの2つの側面部3c及び3cは、長手方向(Y方向)において互いに反対側に位置している。
 ここで、この第1実施形態では、半導体部3が本技術の「半導体部」の一具体例に相当する。そして、半導体部3の4つの側面部3c、3c、3c及び3cが本技術の「半導体部の側面部」の一具体例に相当する。そして、4つの側面部3c、3c、3c及び3cのそれぞれを第1側面部3c、第2側面部3c、第3側面部3c及び第4側面部3cと呼ぶこともある。
 また、この第1実施形態では、半導体部3の短手方向が本技術の「半導体部の第1方向」の一具体例に相当し、半導体部3の長手方向が本技術の「半導体部の第2方向」の一具体例に相当する。そして、半導体部3の長手方向(第2方向)の側面部3c及び3cが本技術の「半導体部の第1方向と交差する第2方向での端部」の一具体例に相当する。
 半導体部3は、これに限定されないが、半導体材料として例えばシリコン(Si)、結晶性として例えば単結晶、導電型として例えばi型(真性型)で構成されている。即ち、半導体部3は、i型の単結晶シリコンで構成されている。半導体部3の材料としては、Siの他に、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウムヒ素(GaAs)、インジウムリン(InP)などを用いることもできる。
 <絶縁層>
 図1から図4に示すように、絶縁層14は、半導体部3の上面部3aとは反対側の下面部3b側に下面部3bと接して設けられた第1絶縁膜(ベース絶縁膜)2と、この第1絶縁膜2上に半導体部3を囲むようにして設けられた第2絶縁膜(包囲絶縁膜)4と、この第2絶縁膜4上に半導体部3及び後述するゲート電極7を覆うようにして設けられた第3絶縁膜(被覆絶縁膜)13とを含む多層構造になっている。第1絶縁膜2、第2絶縁膜4及び第3絶縁膜13の各々は、例えば酸化シリコン(SiO)膜で構成されている。即ち、この第1実施形態の半導体装置1Aは、第1絶縁膜2上にシリコン(Si)の半導体部3が設けられたSOI(Silicon On Insulator)構造を有する。また、絶縁層14は、半導体部3及び電界効果トランジスタQaを包含している。
 <電界効果トランジスタ>
 電界効果トランジスタQaは、これに限定されないが、例えばnチャネル導電型で構成されている。そして、電界効果トランジスタQaは、酸化シリコン(SiO)膜をゲート絶縁膜とするMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect transistor)で構成されている。電界効果トランジスタQaとしては、pチャネル導電型でも構わない。また、窒化シリコン膜、或いは窒化シリコン(Si)膜及び酸化シリコン膜などの積層膜(複合膜)をゲート絶縁膜とするMISFET(Metal Insulator Semiconductor FET)でも構わない。
 図1から図4に示すように、電界効果トランジスタQaは、半導体部3に設けられたチャネル形成部12と、半導体部3の短手方向(X方向)において、この半導体部3のチャネル形成部12にゲート絶縁膜6を介在して半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cに亘って設けられたゲート電極7と、を備えている。
 また、電界効果トランジスタQaは、チャネル形成部12のチャネル長方向(ゲート長方向)において、半導体部3の外側にチャネル形成部12を挟んで互いに離間して設けられた一対の主電極領域11a及び11bを更に備えている。換言すれば、電界効果トランジスタQaは、ゲート電極7のゲート長方向(長手方向)の両側の半導体部3に設けられた一対の主電極領域11a及び11bを備えている。一対の主電極領域11a及び11bは、ソース領域及びドレイン領域として機能する。
 また、電界効果トランジスタQaは、ゲート電極7の側壁に設けられたサイドウォールスペーサ9を更に備えている。
 ここで、説明の便宜上、一対の主電極領域11a及び11bのうち、一方の主電極領域11aをソース領域11aと呼び、他方の主電極領域11bをドレイン領域11bと呼ぶこともある。
 また、一対の主電極領域11aと11bとの間の距離がチャネル形成部12のチャネル長(L)(ゲート電極7のゲート長(Lg))であり、このチャネル長の方向をチャネル長方向(ゲート長方向)と呼ぶ。そして、チャネル形成部12のチャネル幅(W)(ゲート幅(Wg))の方向をチャネル幅方向(ゲート幅方向)と呼ぶ。そして、この第1実施形態では、一例として、一対の主電極領域11aと11bとがチャネル形成部12を挟んでY方向に離間しているので、チャネル長方向はY方向となる。
 電界効果トランジスタQaは、ゲート電極7に印加される電圧によってソース領域(一方の主電極領域)11aとドレイン領域(他方の主電極領域)11bとを電気的に繋ぐチャネル(反転層)がチャネル形成部12に形成(誘起)され、電流(ドレイン電流)がドレイン領域11b側からチャネル形成部12を通ってソース領域11a側に流れる。
 <ゲート電極、ゲート絶縁膜、サイドウォールスペーサ>
 図2及び図3に示すように、ゲート電極7は、これに限定されないが、例えば、半導体部3の上面部3a側にゲート絶縁膜6を介在して設けられた頭部(第1部分)7aと、この頭部7aと一体化され、かつ半導体部3の短手方向(X方向)において互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々の外側にゲート絶縁膜6を介在して設けられた2つの脚部(第2部分)7b及び7bと、を含む。即ち、ゲート電極7は、半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cに亘って設けられ、そして、長手方向(Y方向)と直交する断面形状がC字形状になっている。ゲート電極7は、例えば、抵抗値を低減する不純物が導入された多結晶シリコン膜で構成されている。
 ゲート電極7の頭部7aは、第2絶縁膜4よりも上方に位置し、第3絶縁膜13で覆われている。ゲート電極7の脚部7b及び7bは、第2絶縁膜4の膜中に設けられている。
 ゲート絶縁膜6は、半導体部3とゲート電極7との間において半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cに亘って設けられている。ゲート絶縁膜6は、例えば酸化シリコン膜で構成されている。
 サイドウォールスペーサ9は、ゲート電極7の頭部7aの側壁に、このゲート電極7の頭部7aを囲むようにして設けられていると共に、平面視で絶縁層14の第2絶縁膜4上及び半導体部3上を延伸している。そして、サイドウォールスペーサ9は、ゲート電極7に整合して形成されている。このサイドウォールスペーサ9は、例えば、ゲート電極7を覆うようにして絶縁膜(スペーサ材)をCVD法で成膜した後、この絶縁膜にRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオン・エッチング)等の異方性ドライエッチングを施すことによって形成することができる。
 サイドウォールスペーサ9は、絶縁層14に含まれる第2絶縁膜4及び半導体部3に対して選択比がとれる材料で構成されている。この第1実施形態において、サイドウォールスペーサ9は、例えば、第2絶縁膜4の酸化シリコン膜及び半導体部3のシリコンに対して選択性を有する窒化シリコン膜で構成されている。サイドウォールスペーサ9は、ゲート電極7と、後述する一対の主電極領域11a及び11bの各々のコンタクト領域10(図2参照)との距離を確保している。
 <主電極領域>
 図2に示すように、一対の主電極領域11a及び11bの各々は、ゲート電極7と整合して半導体部3に設けられたn型の半導体領域からなるn型のエクステンション領域8と、ゲート電極7の側壁のサイドウォールスペーサ9と整合して半導体部3に設けられたn型の半導体領域からなるn型のコンタクト領域10と、を有する。即ち、n型のエクステンション領域8及びn型のコンタクト領域10を有する一対の主電極領域11a,11bは、ゲート電極7と整合して半導体部3に設けられている。
 図2及び図4に示すように、n型のコンタクト領域10は、n型のエクステンション領域8の領域内に設けられている。n型のエクステンション領域8及びn型のコンタクト領域10の各々は、半導体部3の厚さ方向(Z方向)であって半導体部3の高さ方向に厚みを有する。そして、n型のエクステンション領域8の方がn型のコンタクト領域10よりも深く形成、換言すれば厚く形成されている。この第1実施形態では、これに限定されないが、n型のエクステンション領域8は、半導体部3の上面部3a側から下面部3b側に亘って延伸し、半導体部3の下面部3b側の第1絶縁膜2に接する深さで構成されている。
 図2から図4に示すように、この第1実施形態の電界効果トランジスタQaは、フィン部としての島状の半導体部3にゲート絶縁膜6を介在してゲート電極7が設けられた、所謂フィン型で構成されている。
 このフィン型の電界効果トランジスタQaでは、一対の主電極領域11aと11bとの間の長さがチャネル長L(≒ゲート長Lg)であり、ゲート電極7と半導体部3とが立体的に重畳する領域において、半導体部3の上面部3a側での短手方向の幅W及び半導体部3の側面部3b,3bの高さを含む長さ(半導体部3の周囲の長さ)に半導体部3の個数を乗算した値がチャネル幅W(≒ゲート幅)となる。
 したがって、フィン型の電界効果トランジスタQaは、半導体部3の短手方向(Y方向)の幅Wを広くし、半導体部3の厚さ方向(Z方向)の高さを高くすることにより、チャネル幅Wが広くなるので、実効的なチャネル面積(チャネル長L×チャネル幅W)を大きくことができる。そして、フィン型の電界効果トランジスタQaは、半導体部3の個数を増やすことによって、チャネル面積(チャネル長L×チャネル幅W)を大きくすることができる。この第1実施形態では、1つの半導体部3に電界効果トランジスタQaを設けた場合について説明しているが、半導体部3は複数あってもよい。
 電界効果トランジスタQaとしては、例えば、ゲート電極7に閾値電圧以上のゲート電圧を印加することにより、ドレイン電流が流れるエンハンスメント型(ノーマリオフ型)と、ゲート電極7に電圧を印加しなくてもドレイン電流が流れるディプレッション型(ノーマリオフ型)と、がある。この第1実施形態では、これに限定されないが、例えばエンハンスメント型で構成されている。エンハンスメント型の場合、電界効果トランジスタQaは、ゲート電極7に印加される電圧により、一対の主電極領域11aと11bとを電気的に繋ぐチャネル(反転層)がチャネル形成部12に形成(誘起)され、電流(ドレイン電流)がドレイン領域側(例えば主電極領域11b側)からチャネル形成部12のチャネルを通ってソース領域側(例えば主電極領域11a側)に流れる。
 <コンタクト電極及び配線>
 図2及び図3に示すように、ゲート電極7は、絶縁層14(具体的には第3絶縁膜13)に設けられたコンタクト電極17c、及び半導体層3に設けられたバリアメタル膜16cを介して、絶縁層14上の配線層に設けられた配線18cと電気的に接続されている。また、一対の主電極領域11a及び11bのうち、一方の主電極領域11aは、絶縁層14(具体的には第3絶縁膜13)に設けられたコンタクト電極17a、及び半導体層3に設けられたバリアメタル膜16aを介して、絶縁層14上の配線層に設けられた配線18aと電気的に接続されている。そして、一対の主電極領域11a及び11bのうち、他方の主電極領域11bは、絶縁層14(具体的には第3絶縁膜13)に設けられたコンタクト電極17b、及び半導体層3に設けられたバリアメタル膜16bを介して、絶縁層14上の配線層に設けられた配線18bと電気的に接続されている。コンタクト電極17a,17b,17cの材料としては、例えば高融点金属のタングステン(W)を用いることができる。バリアメタル膜16a,16b,16cとしては、例えばチタン(Ti)膜と窒化チタン(TiN)膜と含む複合膜(Ti/TiN)を用いることができる。配線18a,18b,18cの材料としては、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)などの金属材料、又はAl、Cuを主体とする合金材料などを用いることができる。
 なお、この第1実施形態では、コンタクト電極17a,17b,17cとバリアメタル膜16a,16b,16cとを分けて説明しているが、バリアメタル膜16a,16b,16cを含むコンタクト電極17a,17b,17cとしてもよい。また、バリアメタル膜16a,16b,16cは、無くてもよいが、この第1実施形態のように、半導体部3及びゲート電極7とコンタクト電極17a,17b,17cとの間にバリアメタル膜16a,16b,16cを介在する方が好ましい。
 <コンタクト電極と半導体部との接続>
 図2及び図4に示すように、コンタクト電極17aは、絶縁層14の厚さ方向(Z方向)に沿って延伸し、かつ絶縁層14の第3絶縁膜13の上面側から第3絶縁膜13を貫通して第2絶縁膜4の膜中に進入した掘り込み部15aに設けられている。同様に、コンタクト電極17bも、絶縁層14の厚さ方向(Z方向)に沿って延伸し、かつ絶縁層14の第3絶縁膜13の上面側から第3絶縁膜13を貫通して第2絶縁膜4の膜中に進入した掘り込み部15bに設けられている。そして、コンタクト電極17a及び17bは、これに限定されないが、絶縁層14の厚さ方向(Z方向)において、絶縁層14の第1絶縁膜2から離間する深さで構成されている。
 図2及び図4に示すように、コンタクト電極17a及び17bは、半導体部3の上面部3a及び側面部と接続されている。具体的には、コンタクト電極17aは、半導体部3の長手方向(Y方向)の一端部側(主電極領域11a側)において、半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続され、かつ一方の主電極領域11aと電気的に接続されている。また、コンタクト電極17bは、半導体部3の長手方向(Y方向)の他端部側(主電極領域11b側)において、半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続され、かつ他方の主電極領域11bと電気的に接続されている。
 この第1実施形態では、これに限定されないが、コンタクト電極17aは、バリアメタル膜16aを介在して半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。また、コンタクト電極17bも、バリアメタル膜16bを介在して半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。
 <コンタクト電極の幅>
 図1、図2及び図3に示すように、半導体部3の短手方向(X方向)において、コンタクト電極17aの幅Waは、半導体部3の幅Wよりも広くなっている。そして、コンタクト電極17aの幅Waは、ゲート電極7の頭部7aと、ゲート電極7の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ19とを含む幅W(ゲート電極の幅+サイドウォールスペーサの幅×2)よりも狭くなっている。
 同様に、半導体部3の短手方向(X方向)において、コンタクト電極17bの幅Wbは、半導体部3の幅Wよりも広くなっている。そして、コンタクト電極17bの幅Wbは、ゲート電極7と、ゲート電極7の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ19とを含む幅Wよりも狭くなっている。
 ≪半導体装置の製造方法≫
 図5は半導体装置1Aの製造方法の工程を示す模式的平面図、図6Aは図5のa5-a5切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図6Bは図5のb5-b5切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図7は図5に引き続く工程を示す模式的平面図、図8Aは図7のa7-a7切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図8Bは図7のb7-b7切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図9は図7に引き続く工程を示す模式的平面図、図10Aは図9のa9-a9切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図10Bは図9のb9-b9切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図11は図9に引き続く工程を示す模式的平面図、図12Aは図11のa11-a11切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図12Bは図11のc11-c11切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図13は図11に引き続く工程を示す模式的平面図、図14Aは図13のa13-a13切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図14Bは図13のc13-c13切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図15は図13に引き続く工程を示す模式的平面図、図16Aは図15のa15-a15切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図16Bは図15のc15-c15切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図17は図15に引き続く工程を示す模式的平面図、図18Aは図17のa17-a17切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断図、図18Bは図17のc17-c17切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 図19は図17に引き続く工程を示す模式的平面図、図20Aは図19のa19-a19切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図20Bは図19のc19-c19切断線に沿った模式的縦断面図である。
 図21は図19に引き続く工程を示す模式的平面図、図22Aは図21のa21-a21切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図、図22Bは図21のc21-c21切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図である。
 まず、図5、図6A及び図6Bに示すように、第1絶縁膜2上に島状の半導体部3を形成する。半導体部3は、例えば、上面部3a、下面部(底面部)3b及び4つの側面部3c,3c,3c,3cを有する直方体形状で形成する。この半導体部3は、例えば、第1絶縁膜2上に設けられた半導体層を周知のエッチング技術やCMP法などの薄膜化技術を用いて所定の形状にパターンニングすることによって形成することができる。半導体部3は、これに限定されないが、半導体材料として例えばシリコン、結晶性として例えば単結晶、導電型として例えばi型(真性型)で構成されている。第1絶縁膜2は、半導体部3の下面部3b側で半導体部3を支持している。第1絶縁膜2としては、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって成膜された酸化シリコン膜を用いている。
 次に、図7、図8A及び図8Bに示すように、第2絶縁膜4と、掘り込み部5a及び5bとを形成する。第2絶縁膜4は、半導体部3の外側に半導体部3を囲むようにして形成する。第2絶縁膜4は、半導体部3上を含む第1絶縁膜2上の全面に例えば酸化シリコン膜を周知の成膜法(例えばCVD法)を用いて成膜した後、半導体部3上の酸化シリコン膜を例えばCMP法を用いて選択的に除去することによって形成することができる。
 掘り込み部5a及び5bは、第2絶縁膜4を形成した後、半導体部3のX方向において互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々の外側に各々の側面部3c及び3cを露出するようにして形成する。掘り込み部5a及び5bは、例えば周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて半導体部3の側面部3c及び3cの各々の外側の第2絶縁膜4を選択的にエッチングすることによって形成することができる。第2絶縁膜4のエッチングは、半導体部3に対してエッチング比がとれる条件で行う。掘り込み部5a及び5bは、半導体部3の長手方向(Y方向)と同一方向の長さが半導体部3の長手方向の長さよりも短い形状で形成する。また、掘り込み部5a及び5bは、Z方向の深さを半導体部3のZ方向の高さと同等、若しくはそれ以上の高さで形成することが好ましい。
 次に、図9、図10A及び図10Bに示すように、ゲート絶縁膜6及びゲート電極7を形成する。ゲート絶縁膜6は、図10A及び図10Bに示すように、半導体部3の短手方向(X方向)において、半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cに亘って形成する。ゲート絶縁膜6は、熱酸化法、若しくは堆積法で形成することができる。この第1実施形態では、ゲート絶縁膜6としての酸化シリコン膜を熱酸化法で形成する。これにより、半導体部3の第2絶縁膜4から露出する部分にゲート絶縁膜6を選択的に形成することができる。
 ゲート電極7は、図10A及び図10Bに示すように、ゲート絶縁膜6を介在して半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cの各々と向かい合うように(隣り合うように)形成する。ゲート電極7は、半導体部3の上面部3a側にゲート絶縁膜6を介して設けられた頭部(第1部分)7aと、この頭部7aと一体化され、かつ半導体部3の短手方向(X方向)において互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々の外側にゲート絶縁膜6を介在して設けられた2つの脚部(第2部分)7b及び7bと、を含む。頭部7aは、第2絶縁膜4から上方に突出する。2つの脚部7b及び7bの各々は、各々の掘り込み部5a及び5bの中に別々に設けられる。
 ゲート電極7は、2つの掘り込み部5a,5bの各々の内部及び半導体部3上を含む第2絶縁膜4上の全面にゲート電極膜(電極材)を成膜し、その後、このゲート電極膜を、周知の平坦化技術、フォトリソグラフィ技術、ドライエッチング技術等を用いてパターンニングすることによって形成することができる。ゲート電極膜としては、例えば、抵抗値を低減する不純物が導入された多結晶シリコン膜を用いることができる。
 多結晶シリコン膜中の不純物は、成膜中、若しくは成膜後に導入することができる。この第1実施形態のように、掘り込み部5a,5bの内部に多結晶シリコン膜を埋め込む場合は、不純物濃度の均一性の観点から成膜中に不純物を導入することが好ましい。
 次に、図11、図12A及び図12Bに示すように、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部3に、n型の半導体領域からなる一対のエクステンション領域8を形成する。エクステンション領域8は、ゲート電極7及び第2絶縁膜4を不純物導入用マスクとして使用し、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部3に、n型を呈する不純物として例えば砒素イオン(As)や燐イオン(P)をイオン注入し、その後、不純物を活性化させる熱処理を施すことによって形成することができる。一対のn型のエクステンション領域8は、半導体部3の下面部3b側の第1絶縁膜2に接する深さで形成する。
 この工程において、一対のn型のエクステンション領域8の各々は、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部3に、ゲート電極7と整合して形成される。
 次に、図13、図14A及び図14Bに示すように、第2絶縁膜4から上方に突出するゲート電極7の頭部7aの側壁にサイドウォールスペーサ9を形成する。サイドウォールスペーサ9は、ゲート電極7の頭部7aを覆うようにして第2絶縁膜4上の全面に絶縁膜として例えば酸化シリコン膜に対して選択性を有する窒化シリコン膜をCVD法で成膜し、その後、この窒化シリコン膜に例えばRIEなどの異方性ドライエッチングを施すことによって形成することができる。サイドウォールスペーサ9は、ゲート電極7の頭部8aの側壁にゲート電極7の頭部7aを囲むようにして形成され、ゲート電極7に整合して形成される。また、サイドウォールスペーサ9は、第2絶縁膜4上及び半導体部3上に半導体部3を横切るようにして形成される。
 次に、サイドウォールスペーサ9を形成した後、図13、図14A及び図14Bに示すように、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部3に、n型の半導体領域からなる一対のn型のコンタクト領域10を形成する。この一対のn型のコンタクト領域10は、第2絶縁膜4、ゲート電極7、及びサイドウォールスペーサ9を不純物導入用マスクとして使用し、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部3にn型を呈する不純物として例えば砒素イオン(As)や燐イオン(P)をイオン注入し、その後、不純物を活性化させる熱処理を施すことによって形成することができる。一対のn型のコンタクト領域10は、一対のエクステンション領域8の領域内にそれぞれ個別に形成される。そして、一対のn型のコンタクト領域10は、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部3に、サイドウォールスペーサ9と整合して形成される。
 この工程において、n型のエクステンション領域8及びn型のコンタクト領域10を含む一対の主電極領域11a及び11bが半導体部3に形成される。
 また、この工程において、一対の主電極領域11aと11bとの間の半導体部3にチャネル形成部12が形成される。
 そして、この工程により、ゲート絶縁膜6、ゲート電極7、サイドウォールスペーサ9、一対の主電極領域11a,11b及びチャネル形成部12などを有する電界効果トランジスタQaが半導体部3に形成される。
 次に、図15、図16A及び図16Bに示すように、第2絶縁膜4の第1絶縁膜2側とは反対側に半導体部3及びゲート電極7を覆う第3絶縁膜13を形成する。第3絶縁膜13は、ゲート電極7の頭部7a上を含む第2絶縁膜4上の全面に絶縁膜として例えば酸化シリコン膜を形成した後、この酸化シリコン膜の表面をCMP法などで平坦化することによって形成することができる。
 この工程において、第1絶縁膜2、第2絶縁膜4及び第3絶縁膜13を含み、かつ半導体部3及び電界効果トランジスタQaを包含する絶縁層14が形成される。
 次に、図17、図18A及び図18Bに示すように、半導体部3の長手方向(Y方向)の両端部側に、絶縁層14の第3絶縁膜13の表面から第2絶縁膜4に進入する掘り込み部15a及び15bの各々を形成すると共に、絶縁層14の第3絶縁膜13の表面からゲート電極7の頭部7aに到達する掘り込み部15cを形成する。掘り込み部15a、15b及び15cの各々は、周知のフォトリソグラフィ技術及び異方性ドライエッチング技術を用いて絶縁層14を選択的にエッチングすることによって形成する。
 掘り込み部15aは、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の2つの半導体部3のうちの一方の半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cが露出するように形成する。また、掘り込み部15bは、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の2つの半導体部3のうちの他方の半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cが露出するように形成する。半導体部3の短手方向(X方向)における掘り込み部15a及び15bの各々の幅Wは、後述するコンタクト電極17a及び17bの幅Wを規定する。
 次に、図19、図20A及び図20Bに示すように、掘り込み部15aから露出する半導体部3の上面部3a及び3つ側面部3c,3c,3cにバリアメタル膜16a、及び掘り込み部15bから露出する半導体部3の上面部3a及び3つ側面部3c,3c,3cにバリアメタル膜16bをそれぞれ形成すると共に、掘り込み部15cから露出するゲート電極7の頭部7aにバリアメタル膜16cを形成する。バリアメタル膜16a、16b及び16cとしては、例えばチタン(Ti)膜と窒化チタン(TiN)膜と含む複合膜(Ti/TiN)で形成する。このバリアメタル膜16a、16b及び16cの各々は、ALD法により選択的に形成することができる。
 次に、図21、図22A及び図22Bに示すように、掘り込み部15a、15b及び15cにコンタクト電極17a、17b及び17cを別々に形成する。コンタクト電極17a、17b及び17cの各々は、掘り込み部15a、15b及び15cの各々の内部を含む絶縁層14上の全面に例えば高融点金属膜としてタングステン膜を成膜し、このタングステン膜が掘り込み部15a、15b及び15cの各々の内部にそれぞれ別々に残存するように絶縁層14上のタングステン膜を選択的に除去することによって形成することができる。
 この工程において、コンタクト電極17aは、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の2つの半導体部3のうちの一方の半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cにバリアメタル膜16aを介して接続され、一対の主電極領域11a及び11bのうちの一方の主電極領域11aと電気的及び機械的に接続される。
 また、この工程において、コンタクト電極17bも、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の2つの半導体部3のうちの他方の半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cにバリアメタル膜16bを介して接続され、一対の主電極領域11a及び11bのうちの他方の主電極領域11bと電気的及び機械的に接続される。
 また、この工程において、コンタクト電極17cは、ゲート電極7の頭部7aにバリアメタル膜16cを介して接続され、ゲート電極7と電気的及び機械的に接続される。
 次に、コンタクト電極17a、17b及び17cとそれぞれ別々に電気的及び機械的に接続される配線18a、18b及び18cを絶縁層14上の配線層に形成することにより、図1から図4に示す状態となる。
 ≪第1実施形態の主な効果≫
 次に、この第1実施形態の主な効果について説明する。
 この第1実施形態に係る半導体装置1Aは、平面視でゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の半導体部3と重畳して設けられたコンタクト電極17a及び17bを備えている。そして、コンタクト電極17aは、ゲート電極7のゲート長方向(Y方向)の両側の半導体部3に設けられた一対の主電極領域11a及び11bのうち、一方の主電極領域11aが設けられた半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。このため、半導体部3の上面部3aのみにコンタクト電極17aを接続した従来の場合と比較して半導体部3(一方の主電極領域11a)とコンタクト電極17aとのコンタクト面積が増加し、半導体部3(一方の主電極領域11a)とコンタクト電極17aとのコンタクト抵抗を低減することができる。したがって、この第1実施形態1に係る半導体装置1Aによれば、電界効果トランジスタQaの相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることができる。
 また、同様に、コンタクト電極17bは、ゲート電極7のゲート長方向の両側の半導体部5に設けられた一対の主電極領域11a及び11bのうち、他方の主電極領域11bが設けられた半導体部3の上面部3a及び3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。このため、半導体部3の上面部3aのみにコンタクト電極17bを接続した従来の場合と比較して半導体部3(他方の主電極領域11b)とコンタクト電極17bとのコンタクト面積が増加し、半導体部3(他方の主電極領域11b)とコンタクト電極17bとのコンタクト抵抗を低減することができる。したがって、この第1実施形態1に係る半導体装置1Aによれば、電界効果トランジスタQaの相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることができる。
 また、半導体部3(一方の主電極領域11a)とコンタクト電極17aとのコンタクト抵抗を低減することができると共に、半導体部3(他方の主電極領域11b)とコンタクト電極17bとのコンタクト抵抗を低減することができるので、電界効果トランジスタQaの相互コンダクタンス(gm)の向上をより一層図ることができる。
 また、電界効果トランジスタQaの微細化に伴い半導体部3の短手方向(X方向)の幅Wやコンタクト電極17a及び17bの各々の幅W(径,太さの幅)が小さくなっても、半導体部3とコンタクト電極17a,17bとのコンタクト抵抗の増大を抑制できるため、電界効果トランジスタQaの微細化を図りつつ、相互コンダクタンス(gm)の低下を抑制することができる。
 なお、上述の第1実施形態では、コンタクト電極17a及び17bが絶縁層14の第1絶縁膜2から離間する深さで構成されているが、コンタクト電極17a及び17bを第1絶縁膜2に到達する深さで構成してもよい。この場合、半導体部3とコンタクト電極17a及び17bとのコンタクト抵抗、具体的には一対の主電極領域11a,11bとコンタクト電極17a,17bとのコンタクト抵抗をより一層低減することができる。
 また、上述の第1実施形態では、2つのコンタクト電極17a及び17bの各々を半導体部3の上面部3a及び3つの側面部(3c,3c,3c(又は3c))に接続した場合について説明したが、2つのコンタクト電極17a及び17bのうち、一方を半導体部3の上面部3a及び3つの側面部(3c,3c,3c(又は3c))に接続し、残りの他方を半導体部3の上面部3aのみに接続するようにしてもよい。
 〔第2実施形態〕
 図23から図25に示すように、本技術の第2実施形態に係る半導体装置1Bは、基本的に上述の第1実施形態に係る半導体装置1Aと同様の構成になっており、半導体部3の側面部にコンタクト電極を接続する接続形態が異なっている。
 即ち、図1から図4に示すように、上述の第1実施形態のコンタクト電極17aは、半導体部3の3つの側面部3c、3c及び3cの各々に接続されている。また、コンタクト電極17bも、半導体部3の3つの側面部3c、3c及び3cの各々に接続されている。
 これに対し、図23から図25に示すように、この第2実施形態のコンタクト電極17aは、半導体部3の長手方向(Y方向)において互いに反対側に位置する2つの端部としての側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cよりもゲート電極7側に位置している。そして、この第2実施形態のコンタクト電極17aは、半導体部3の3つの側面部3c、3c及び3cのうち、半導体部3の短手方向(X方向)で互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々に接続されている。即ち、この第2実施形態のコンタクト電極17aは、半導体部3の上面部3aに接続されていると共に、半導体部3の側面部として、半導体部3の長手方向(Y方向)の一方の端部である側面部3cを除き、半導体部3の短手方向(X方向)に位置する2つの側面部3c及び3cの各々に接続されている。
 また、この第2実施形態のコンタクト電極17bにおいても、この第2実施形態のコンタクト電極17aと同様に、半導体部3の長手方向(Y方向)で互いに反対側に位置する2つの端部としての側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cよりもゲート電極7側に位置している。そして、この第2実施形態のコンタクト電極17bにおいても、半導体部3の3つの側面部3c、3c及び3cのうち、半導体部3の短手方向(X方向)で互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々に接続されている。即ち、この第2実施形態のコンタクト電極17bにおいても、半導体部3の上面部3aに接続されていると共に、半導体部3の側面部として、半導体部3の長手方向(Y方向)の端部である側面部3cを除き、半導体部3の短手方向(X方向)に位置する2つの側面部3c及び3cの各々に接続されている。
 図26に示すように、この第2実施形態に係る半導体装置1Bでは、2つの半導体部3(3A,3A)を各々の長手方向(Y方向)が同一方向となる向きで所定の間隔を空けてY方向に直列に配置している。即ち、2つの半導体部3(3A,3A)は、一方の半導体部3Aの長手方向の一端部側に位置する側面部3cと、他方の半導体部3A2の長手方向の他端部側に位置する側面部3cとが互いに隣り合ってY方向に直列に配置されている。そして、2つの半導体部3(3A,3A)の各々に電界効果トランジスタQaが設けられている。
 ここで、図26に示すように、一方の半導体部3(3A)の側面部3c側に位置するコンタクト電極17aは、この一方の半導体部3(3A)の長手方向の側面部3cよりも、この一方の半導体部3(3A)に設けられたゲート電極7側に位置している。そして、他方の半導体部3(3A)の側面部3c側に位置するコンタクト電極17bは、この他方の半導体部3(3A)の長手方向の側面部3cよりも、この他方の半導体部3(3A)に設けられたゲート電極7側に位置している。
 したがって、この第2実施形態に係る半導体装置1Bによれば、上述の第1実施形態の半導体装置1Aと比較して、平面視で一方の半導体部3(3A)の側面部3cと他方の半導体部3(3A)の側面部3Cとの間の間隔(距離)Lyを狭くすることができるため、電界効果トランジスタQaを、より緻密に配置することができる。これにより、電界効果トランジスタQaの相互コンダクタンス(Gm)の向上を図ることが可能になると共に、半導体装置1Bの高集積化を図ることが可能となる。
 図23から図25に示すように、この第2実施形態においても、上述の第1実施形態と同様に、半導体部3の短手方向(X方向)において、コンタクト電極17aの幅Waが、半導体部3の幅Wよりも広くなっている。そして、コンタクト電極17aの幅Waは、ゲート電極7と、ゲート電極7の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ19を含む幅Wよりも狭くなっている。
 また、この第2実施形態においても、上述の第1実施形態と同様に、半導体部3の短手方向(X方向)において、コンタクト電極17bの幅Wbが、半導体部3の幅Wよりも広くなっている。そして、コンタクト電極17bの幅Wbは、ゲート電極7と、ゲート電極7の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ19を含む幅Wよりも狭くなっている。
 即ち、2つのコンタクト電極17a及び17bの各々が、半導体部3の長手方向(Y方向)の端部(側面部3c,側面部3c)よりも内側(ゲート電極7側)に位置し、かつコンタクト電極17a及び17bの各々の幅Wa,Wbが、ゲート電極7と、ゲート電極7の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ19を含む幅Wよりも狭くなっている。したがって、この第2実施形態に係る半導体装置1Bによれば、電界効果トランジスタQaの占有面積を増大することなく、電界効果トランジスタQaの相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることができる。
 なお、図26では、上述の第1実施形態の図1と同様に、説明の便宜上、絶縁層14よりも上層の図示を省略している。
 ≪第2実施形態の変形例≫
 上述の第2実施形態では、図25に示すように、コンタクト電極17a及び17bの各々が半導体部3の上面部3a及び側面部3c,3cに接続された構成について説明したが、図27に示すように、コンタクト電極17aが半導体部3の下面部3bにも接続された構成としてもよい。
 即ち、この変形例のコンタクト電極17aは、半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cの各々に接続されていると共に、半導体部3の下面部3bにも接続されている。また、バリアメタル膜16aは、半導体部3の上面部3a及び2つの側面部3c,3cの各々に接続されていると共に、半導体部3の下面部3bにも接続されている。
 この変形例のコンタクト電極17aは、半導体部3の上面部3a、2つの側面部3c,3c、及び下面部3bの各々が露出するように掘り込み部15aを絶縁層14に形成し、その後、掘り込み部15aから露出する半導体部3の面部にバリアメタル膜16aを形成し、その後、半導体部3の下面部3b側に回り込むように掘り込み部15aを導電膜で埋め込むことによって形成することができる。
 この第2実施形態の変形例によれば、上述の第2実施形態と比較して、半導体部3(一方の主電極領域11a)とコンタクト電極17aとのコンタクト面積が増加し、半導体部3(一方の主電極領域11a)とコンタクト電極17aとのコンタクト抵抗をより一層低減することができる。
 なお、図27では、一例としてコンタクト電極17aを例示しているが、コンタクト電極17bにおいても、コンタクト電極17aと同様の構成とすることが好ましい。
 また、図27では、一例として半導体部3の下面部3b全体がコンタクト電極17aで覆われた構成を例示しているたが、半導体部3の短手方向(X方向)において下面部3bの中央部がコンタクト電極で選択的に覆われていない構成としてもよい。
 〔第3実施形態〕
 図28及び図29に示すように、本技術の第3実施形態に係る半導体装置1Cは、基本的に上述の第2実施形態に係る半導体装置1Bと同様の構成になっており、半導体部3の側面部にコンタクト電極を接続する接続形態が異なっている。
 即ち、図23から図25示すように、上述の第2実施形態のコンタクト電極17aは、半導体部3の側面部として、2つの側面部3c及び3cの各々に接続されている。また、コンタクト電極17bも、半導体部3の側面部として、2つの側面部3c及び3cの各々に接続されている。
 これに対し、図28及び図29に示すように、この第3実施形態のコンタクト電極17a及び17bの各々は、半導体部3の側面部として、半導体部3の短手方向(X方向)で互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの何れか一方に接続されている。図28及び図29では、一例としてコンタクト電極17a及び17bの各々が半導体部3の側面部3cに接続された接続形態を例示しているが、コンタクト電極17a及び17bの各々は半導体部3の側面部3cとは反対側の側面部3cに接続されていてもよい。
 即ち、この第3実施形態のコンタクト電極17a及び17bの各々は、半導体部3の上面部3aに接続されていると共に、半導体部3の側面部として、半導体部3の長手方向(Y方向)の端部である側面部3c,3cと、半導体部3の短手方向(X方向)に位置する他方の側面部3cとを除き、半導体部3の短手方向(X方向)に位置する一方の側面部3cに選択的に接続されている。
 図28及び図29に示すように、この第3実施形態に係る半導体装置1Cは、絶縁層14を絶縁層14の厚さ方向に貫通し、かつ平面視で半導体部3の短手方向(X方向)の外側にコンタクト電極17aと隣り合って設けられた貫通コンタクト電極24を更に備えている。貫通コンタクト電極24は、これら限定されないが、一例として、半導体部3の短手方向で互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cの外側に配置されている。
 そして、図29に示すように、貫通コンタクト電極24は、絶縁層14を絶縁層14の厚さ方向(Z方向)に貫通し、かつ絶縁層14の上面側に設けられた層22と、絶縁層14の上面側とは反対側の下面側に設けられた層21とに亘って延伸する掘り込み部23に設けられている。
 ここで、図28及び図29に示すように、コンタクト電極17aは、半導体部3の短手方向(X方向)の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうち、半導体部3の貫通コンタクト電極24側とは反対側の一方の側面部3cに選択的に接続されている。このため、上述の第2実施形態のように、半導体部3の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々にコンタクト電極17aを接続する場合と比較して、コンタクト電極17aと貫通コンタクト電極24との間の間隔(距離)Lxが広くなるので、コンタクト電極17aと貫通コンタクト電極24との間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。したがって、この第3実施形態に係る半導体装置1Cによれば、上述の第2実施形態と同様の効果が得られると共に、コンタクト電極17aと貫通コンタクト電極24との間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。
 なお、図示していないが、平面視で半導体部3の短手方向(X方向)の外側にコンタクト電極17bと隣り合って貫通コンタクト電極24が設けられた場合にも、半導体部3の短手方向(X方向)の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうち、半導体部3の貫通コンタクト電極24側の他方の側面部3cとは反対側の一方の側面部3cに選択的に接続することにより、コンタクト電極17bと貫通コンタクト電極24との間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。
 なお、図28では、上述の第1実施形態の図1と同様に、説明の便宜上、絶縁層14よりも上層の図示を省略している。
 ≪第3実施形態の変形例≫
 <第1変形例>
 図30に示すように、この第3実施形態の第1変形例に係る半導体装置1Cは、2つの半導体部3(3A,3A)を各々の長手方向(Y方向)が同一方向となる向きでX方向に所定の間隔を空けて並列に配置している。即ち、2つの半導体部3(3A,3A)は、一方の半導体部3(3A)の短手方向に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cと、他方の半導体部3(3A)の短手方向に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cとが互いに隣り合って並列に配置されている。そして、2つの半導体部3(3A,3A)の各々に電界効果トランジスタQaが設けられている。
 ここで、図30に示すように、2つの半導体部3(3A,3A)は、一方の半導体部3Aの短手方向(X方向)に位置する他方の側面部3cと、他方の半導体部3Aの短手方向(X方向)に位置する一方の側面部3cとが互いに隣り合って(互いに向かい合って)配置されている。そして、一方の半導体部3c側のコンタクト電極17aは、一方の半導体部3Aの短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cに選択的に接続され、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17aも、他方の半導体部3Aの短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cに選択的に接続されている。このため、上述の第2実施形態のように、半導体部3の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々にコンタクト電極17aを接続する場合と比較して、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17aと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17aとの間の間隔(距離)Lxが広くなるので、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17aと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17aとの間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。したがって、この第3実施形態の第1変形例に係る半導体装置1Cによれば、上述の第2実施形態と同様の効果が得られると共に、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17aと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17aとの間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。
 また、図30に示すように、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17bと他方の半導体部3A側のコンタクト電極17bとの間の間隔も広くなるので、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17aと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17bとの間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。
 なお、図30では、上述の第1実施形態の図1と同様に、説明の便宜上、絶縁層14よりも上層の図示を省略している。
 <第2変形例>
 図31に示すように、この第3実施形態の第2変形例に係る半導体装置1Cは、基本的に上述の第3実施形態の第1変形例に係る半導体装置1Cと同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
 即ち、図31に示すように、2つの半導体部3(3A,3A)のうち、一方の半導体部3(3A)側のコンタクト電極17a及び17bの各々は、上述の第3実施形態の第1変形例と同様に、一方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cに選択的に接続されている。そして、2つの半導体部3(3A,3A)のうち、他方の半導体部3(3A)側のコンタクト電極17a及び17bの各々は、上述の第3実施形態の第1変形例とは異なり、他方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cに選択的に接続されている。
 このため、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17aと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17aとの間の間隔(距離)Lxが、上述の第3実施形態の第1変形例の場合の間隔Lxと比較して広くなるので、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17aと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17aとの間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を、より一層低減することができる。
 また、図31に示すように、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17bと他方の半導体部3A側のコンタクト電極17bとの間の間隔も広くなるので、一方の半導体部3A側のコンタクト電極17bと、他方の半導体部3A側のコンタクト電極17bとの間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を、より一層低減することができる。
 なお、図31では、上述の第1実施形態の図1と同様に、説明の便宜上、絶縁層14よりも上層の図示を省略している。
 <第3変形例>
 図32に示すように、上述の第2実施形態の変形例と同様に、半導体部3の下面部3bにもコンタクト電極17aが接続されている構成としてもよい。
 即ち、この第3変形例のコンタクト電極17aは、半導体部3の上面部3aに接続され、かつ2つの側面部3c,3cのうちの一方の側面部3cに接続されていると共に、半導体部3の下面部3bにも接続されている。また、バリアメタル膜16aも、半導体部3の上面部3aに接続され、かつ2つの側面部3c,3cのうちの一方の側面部3cに接続されていると共に、半導体部3の下面部3bにも接続されている。
 なお、図32では、一例として、コンタクト電極17aを例示しているが、コンタクト電極17bにおいても、図32に示すコンタクト電極17aと同様の構成にしてもよい。
 〔第4実施形態〕
 図33から図35に示すように、本技術の第4実施形態に係る半導体装置1Dは、基本的に上述の第3実施形態に係る半導体装置1Cと同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
 即ち、図33から図35に示すように、本技術の第4実施形態に係る半導体装置1Dは、各々の短手方向をX方向に揃えて並列に配置された2つの半導体部3(3A,3A)と、この2つの半導体部3(3A,3A)の各々にゲート絶縁膜6を介在してゲート電極7が設けられた電界効果トランジスタQdとを備えている。
 電界効果トランジスタQdは、基本的に上述の電界効果トランジスタQaと同様の構成になっており、ゲート電極7の構成が異なっている。その他の構成は、概ね上述の電界効果トランジスタQaと同様である。
 図33から図35に示すように、電界効果トランジスタQdのゲート電極7は、2つの半導体部3(3A,3A)の各々の上面部3a側にゲート絶縁膜6を介在して設けられ、かつ2つの半導体部3(3A,3A)に亘って各々の短手方向(X方向)に延伸する頭部7aと、この頭部7aと一体化され、かつ2つの半導体部3(3A,3A)の各々の短手方向に並んで設けられた3つの脚部7b、7b及び7bと、を含む。
 図34に示すように、脚部7bは、2つの半導体部3(3A,3A)のうち、一方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cの外側にゲート絶縁膜6を介在して設けられている。
 脚部7bは、2つの半導体部3(3A,3A)のうち、他方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cの外側にゲート絶縁膜6を介在して設けられている。
 脚部7bは、2つの半導体部3(3A,3A)の間に設けられている。そして、脚部7bは、2つの半導体部3(3A,3A)において、一方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cとゲート絶縁膜6を介在して互いに隣り合い、かつ他方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cとゲート絶縁膜6を介在して互いに隣り合っている。
 ここで、この第4実施形態に係る半導体装置1Dにおいても、上述の第3実施形態の半導体装置1Cと同様に、コンタクト電極17a及び17bを備えているが、この第4実施形態のコンタクト電極17a及び17bの各々は、2つの半導体部3(3A,3A)の各々の側面部に接続されている。
 具体的には、図33及び図35に示すように、この第4実施形態のコンタクト電極17aは、2つの半導体部3(3A,3A)において、一方の半導体部3(3A5)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの他方の側面部3cと、他方の半導体部3(3A)の短手方向の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうちの一方の側面部3cと、に選択的に接続されている。そして、この第4実施形態のコンタクト電極17bにおいても、この第4実施形態のコンタクト電極17aと同様に、2つの半導体部3(3A,3A)において、一方の半導体部3(3A)の短手方向に位置する他方の側面部3cと、他方の半導体部3(3A)の短手方向に位置する一方の側面部3cと、に選択的に接続されている。
 即ち、この第4実施形態のコンタクト電極17a及び17bの各々は、2つの半導体部33(3A,3A)の各々の上面部3aに接続されていると共に、2つの半導体部3(3A,3A)の各々の側面部として、一方の半導体部3(3A)の短手方向に位置する他方の側面部3cと、他方の半導体部3(3A)の短手方向に位置する一方の側面部3cと、に選択的に接続されている。
 この第4実施形態に係る半導体装置1Dにおいても、上述の第3実施形態に係る半導体装置1Cと同様の効果が得られる。
 なお、図33では、上述の第1実施形態の図1と同様に、説明の便宜上、絶縁層14よりも上層の図示を省略している。
 〔第5実施形態〕
 この第5実施形態では、半導体装置に含まれる光検出装置として、裏面照射型のCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)イメージセンサと呼称される固体撮像装置に本技術を適用した一例について、図36から図39を用いて説明する。
 ≪固体撮像装置の全体構成≫
 まず、固体撮像装置1Eの全体構成について説明する。
 図36に示すように、本技術の第5実施形態に係る固体撮像装置1Eは、平面視したときの二次元平面形状が方形状の半導体チップ102を主体に構成されている。即ち、固体撮像装置1Eは半導体チップ102に搭載されており、半導体チップ102を固体撮像装置1Eとみなすことができる。この固体撮像装置1E(201)は、図103に示すように、光学レンズ202を介して被写体からの像光(入射光206)を取り込み、撮像面上に結像された入射光206の光量を画素単位で電気信号に変換して画素信号(画像信号)として出力する。
 図36に示すように、固体撮像装置1Eが搭載された半導体チップ102は、互いに直交するX方向及びY方向を含む二次元平面において、中央部に設けられた方形状の画素アレイ部102Aと、この画素アレイ部102Aの外側に画素アレイ部102Aを囲むようにして設けられた周辺部102Bとを備えている。半導体チップ102は、製造プロセスにおいて、後述の半導体層130を含む半導体ウエハをチップ形成領域毎に小片化することによって形成される。したがって、以下に説明する固体撮像装置1Eの構成は、半導体ウエハを小片化する前のウエハ状態においても概ね同様である。即ち、本技術は、半導体チップの状態及び半導体ウエハの状態において適用が可能である。
 画素アレイ部102Aは、例えば図103に示す光学レンズ(光学系)202により集光される光を受光する受光面である。そして、画素アレイ部102Aには、X方向及びY方向を含む二次元平面において複数の画素103が行列状に配置されている。換言すれば、画素103は、二次元平面内で互いに直交するX方向及びY方向のそれぞれの方向に繰り返し配置されている。
 図36に示すように、周辺部102Bには、複数のボンディングパッド114が配置されている。複数のボンディングパッド114の各々は、例えば、半導体チップ102の二次元平面における4つの辺の各々の辺に沿って配列されている。複数のボンディングパッド114の各々は、半導体チップ102と外部装置とを電気的に接続する入出力端子として機能する。
 <ロジック回路>
 半導体チップ102は、図37に示すロジック回路113を備えている。ロジック回路113は、図37に示すように、垂直駆動回路104、カラム信号処理回路105、水平駆動回路106、出力回路107及び制御回路108などを含む。ロジック回路113は、電界効果トランジスタとして、例えば、nチャネル導電型のMOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)及びpチャネル導電型のMOSFETを有するCMOS(Complementary MOS)回路で構成されている。
 垂直駆動回路104は、例えばシフトレジスタによって構成されている。垂直駆動回路104は、所望の画素駆動線110を順次選択し、選択した画素駆動線110に画素103を駆動するためのパルスを供給し、各画素103を行単位で駆動する。即ち、垂直駆動回路104は、画素アレイ部102Aの各画素103を行単位で順次垂直方向に選択走査し、各画素103の光電変換部(光電変換素子)が受光量に応じて生成した信号電荷に基づく画素103からの画素信号を、垂直信号線111を通してカラム信号処理回路105に供給する。
 カラム信号処理回路105は、例えば画素103の列毎に配置されており、1行分の画素103から出力される信号に対して画素列毎にノイズ除去等の信号処理を行う。例えばカラム信号処理回路105は、画素固有の固定パターンノイズを除去するためのCDS(Correlated Double Sampling:相関2重サンプリング)及びAD(Analog Digital)変換等の信号処理を行う。
 水平駆動回路106は、例えばシフトレジスタによって構成されている。水平駆動回路106は、水平走査パルスをカラム信号処理回路105に順次出力することによって、カラム信号処理回路105の各々を順番に選択し、カラム信号処理回路105の各々から信号処理が行われた画素信号を水平信号線112に出力させる。
 出力回路107は、カラム信号処理回路105の各々から水平信号線112を通して順次に供給される画素信号に対し、信号処理を行って出力する。信号処理としては、例えば、バッファリング、黒レベル調整、列ばらつき補正、各種デジタル信号処理等を用いることができる。
 制御回路108は、垂直同期信号、水平同期信号、及びマスタクロック信号に基づいて、垂直駆動回路104、カラム信号処理回路105、及び水平駆動回路106等の動作の基準となるクロック信号や制御信号を生成する。そして、制御回路108は、生成したクロック信号や制御信号を、垂直駆動回路104、カラム信号処理回路105、及び水平駆動回路106等に出力する。
 <画素の回路構成>
 図36及び図37に示す複数の画素103の各々の画素103は、図38に示す光電変換領域121及び画素回路(読出し回路)115を備えている。光電変換領域121は、光電変換部124と、転送トランジスタTRと、電荷保持領域(フローティングディフュージョン:Floating Diffusion)FDとを備えている。画素回路115は、光電変換領域121の電荷保持領域FDと電気的に接続されている。この第5実施形態では、一例として1つの画素103に1つの画素回路115を割り与えた回路構成としているが、これに限定されるものではなく、1つの画素回路115を複数の画素103で共有する回路構成としてもよい。例えば、X方向及びY方向の各々の方向に2つずつ配置された2×2配置の4つの画素103(1つの画素ブロック)で1つの画素回路115を共有する回路構成としてもよい。
 図38に示す光電変換部124は、例えばpn接合型のフォトダイオード(PD)で構成され、受光量に応じた信号電荷を生成する。光電変換部124は、カソード側が転送トランジスタTRのソース領域と電気的に接続され、アノード側が基準電位線(例えばグランド)と電気的に接続されている。
 図38に示す転送トランジスタTRは、光電変換部124で光電変換された信号電荷を電荷保持領域FDに転送する。転送トランジスタTRのソース領域は光電変換部124のカソード側と電気的に接続され、転送トランジスタTRのドレイン領域は電荷保持領域FDと電気的に接続されている。そして、転送トランジスタTRのゲート電極は、画素駆動線110(図37参照)のうちの転送トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
 図38に示す電荷保持領域FDは、光電変換部124から転送トランジスタTRを介して転送された信号電荷を一時的に保持(蓄積)する。
 光電変換部124、転送トランジスタTR及び電荷保持領域FDを含む光電変換領域121は、後述する第2半導体層としての半導体層130(図39参照)に搭載されている。
 図38に示す画素回路115は、電荷保持領域FDに保持された信号電荷を読み出し、読み出した信号電荷を画素信号に変換して出力する。換言すれば、画素回路115は、光電変換部124で光電変換された信号電荷を、この信号電荷に基づく画素信号に変換して出力する。画素回路115は、これに限定されないが、画素トランジスタとして、例えば、増幅トランジスタAMPと、選択トランジスタSELと、リセットトランジスタRSTと、切替トランジスタFDGと、を備えている。これらの画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)、及び上述の転送トランジスタTRの各々は、電界効果トランジスタとして、例えば、MOSFETで構成されている。また、これらのトランジスタとしては、MISFETでも構わない。
 画素回路115に含まれる画素トランジスタのうち、選択トランジスタSEL、リセットトランジスタRST、及び切替トランジスタFDGの各々は、スイッチング素子として機能し、増幅トランジスタAMPは、増幅素子として機能する。即ち、画素回路115は、用途が異なる電界効果トランジスタを含む。
 なお、選択トランジスタSEL及び切替トランジスタFDGは、必要に応じて省略してもよい。
 図38に示すように、増幅トランジスタAMPは、ソース領域が選択トランジスタSELのドレイン領域と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Vdd及びリセットトランジスタRSTのドレイン領域と電気的に接続されている。そして、増幅トランジスタAMPのゲート電極は、電荷保持領域FD及び切替トランジスタFDGのソース領域と電気的に接続されている。
 選択トランジスタSELは、ソースが垂直信号線111(VSL)と電気的に接続され、ドレイン領域が増幅トランジスタAMPのソース領域と電気的に接続されている。そして、選択トランジスタSELのゲート電極は、画素駆動線110(図37参照)のうちの選択トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
 リセットトランジスタRSTは、ソース領域が切替トランジスタFDGのドレイン領域と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Vdd及び増幅トランジスタAMPのドレイン領域と電気的に接続されている。そして、リセットトランジスタRSTのゲート電極は、画素駆動線110(図37参照)のうちのリセットトランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
 切替トランジスタFDGは、ソース領域が電荷保持領域FD及び増幅トランジスタAMPのゲート電極と電気的に接続され、ドレイン領域が電源線Vdd及び増幅トランジスタAMPのドレイン領域と電気的に接続されている。そして、切替トランジスタFDGのゲート電極は、画素駆動線110(図37参照)のうちの切替トランジスタ駆動線と電気的に接続されている。
 なお、選択トランジスタSELを省略する場合は、増幅トランジスタAMPのソース領域が垂直信号線111(VSL)と電気的に接続される。また、切替トランジスタFDGを省略する場合は、リセットトランジスタRSTのソース領域が増幅トランジスタAMPのゲート電極及び電荷保持領域FDと電気的に接続される。
 転送トランジスタTRは、転送トランジスタTRがオン状態となると、光電変換部124で生成された信号電荷を電荷保持領域FDに転送する。
 リセットトランジスタRSTは、リセットトランジスタRSTがオン状態となると、電荷保持領域FDの電位(信号電荷)を電源線Vddの電位にリセットする。選択トランジスタSELは、画素回路115からの画素信号の出力タイミングを制御する。
 増幅トランジスタAMPは、画素信号として、電荷保持領域FDに保持された信号電荷のレベルに応じた電圧の信号を生成する。増幅トランジスタAMPは、ソースフォロア型のアンプを構成しており、光電変換部124で生成された信号電荷のレベルに応じた電圧の画素信号を出力するものである。増幅トランジスタAMPは、選択トランジスタSELがオン状態となると、電荷保持領域FDの電位を増幅して、その電位に応じた電圧を、垂直信号線111(VSL)を介してカラム信号処理回路105に出力する。
 切替トランジスタFDGは、電荷保持領域FDによる電荷保持を制御すると共に、増幅トランジスタAMPで増幅される電位に応じた電圧の増倍率を調整する。
 この第5実施形態に係る固体撮像装置1Eの動作時には、画素103の光電変換部124で生成された信号電荷が画素103の転送トランジスタTRを介して電荷保持領域FDに保持(蓄積)される。そして、電荷保持領域FDに保持された信号電荷が画素回路115により読み出されて、画素回路115の増幅トランジスタAMPのゲート電極に印加される。画素回路115の選択トランジスタSELのゲート電極には水平ラインの選択用制御信号が垂直シフトレジスタから与えられる。そして、選択用制御信号をハイ(H)レベルにすることにより、選択トランジスタSELが導通し、増幅トランジスタAMPで増幅された、電荷保持領域FDの電位に対応する電流が垂直信号線111に流れる。また、画素回路115のリセットトランジスタRSTのゲート電極に印加するリセット用制御信号をハイ(H)レベルにすることにより、リセットトランジスタRSTが導通し、電荷保持領域FDに蓄積された信号電荷をリセットする。
 ≪固体撮像装置の縦断面構造≫
 次に、半導体チップ102(固体撮像装置1E)の縦断面構造について、図39を用いて説明する。図39は、図36の画素アレイ部における縦断面構造を示す模式的縦断面図であり、図面を見易くするため、図36に対して上下が反転している。
 <半導体チップ>
 図39に示すように、半導体チップ102は、厚さ方向(Z方向)において互いに反対側に位置する第1の面S1及び第2の面S2を有する半導体層130と、この半導体層130の第1の面S1側に設けられた絶縁層131と、を備えている。
 また、半導体チップ102は、半導体層130の第2の面S2側に、この第2の面S2側から順次積層された平坦化層141、カラーフィルタ層142及びレンズ層143などを備えている。
 また、半導体チップ102は、絶縁層131の半導体層130側とは反対側に設けられた絶縁層14を備えている。この第5実施形態の絶縁層14は、一例として上述の第1実施形態の図2から図4に示す絶縁層14と同様の構成になっており、島状の半導体部3と、この半導体部3にゲート絶縁膜6を介在してゲート電極7が設けられた電界効果トランジスタQaとを包含している。
 また、半導体チップ102は、平面視で島状の半導体部3と重畳して絶縁層14に設けられたコンタクト電極17a及び17bを更に備えている。この第5実施形態のコンタクト電極17a及び17bは、一例として上述の第1実施形態の図2から図4に示すコンタクト電極17a及び17bと同様の構成になっている。
 半導体層130は、例えば単結晶シリコンで構成されている。
 平坦化層141は、例えば酸化シリコン膜で構成されている。そして、平坦化層141は、半導体層130の第2の面S2(光入射面)側が凹凸のない平坦面となるように、画素アレイ部102Aにおいて、半導体層130の第2の面S2側の全体を覆っている。
 カラーフィルタ層142には、赤色(R)、緑色(G)、青色(B)などのカラーフィルタが画素103毎に設けられ、半導体チップ102の光入射面側から入射した入射光を色分離する。
 レンズ層143には、照射光を集光し、集光した光を光電変換領域121に効率良く入射させるマイクロレンズが画素103毎に設けられている。
 半導体層130は、半導体部5と重畳して配置されている。即ち、半導体チップ102は、半導体層130と半導体部3とを、各々の厚さ方向(Z方向)に積層した2段階構造になっている。
 この第5実施形態において、図38に示す光電変換部124、転送トランジスタTR及び電荷保持領域FDの各々は、詳細に図示していないが、図39に示す半導体層130に設けられている。
 一方、図38の画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の各々は、図39に示す電界効果トランジスタQaで構成されている。そして、図39では、一例として、電界効果トランジスタQaで構成された増幅トランジスタAMPを例示している。
 ≪第5実施形態の主な効果≫
 この第5実施形態に係る固体撮像装置1Eは、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の各々が半導体部3に設けられた電界効果トランジスタQaで構成されている。そして、半導体部3の長手方向の両端部側に半導体部3と重畳して設けられたコンタクト電極17a及び17bのうち、コンタクト電極17aは、上述の第1実施形態と同様に、半導体部3の上面部3aに接続されていると共に、半導体部3の側面部として3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。また、半導体部3の長手方向の両端部側に半導体部3と重畳して設けられたコンタクト電極17bにおいても、上述の第1実施形態と同様に、半導体部3の上面部3aに接続されていると共に、半導体部3の側面部として3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。
 したがって、この第5実施形態に係る固体撮像装置1Eによれば、上述の第1実施形態と同様に、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の各々の相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることができる。
 また、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の微細化に伴い半導体部3の短手方向(Y方向)の幅Wやコンタクト電極17a及び17bの各々の幅W(径,太さの幅)が小さくなっても、半導体部3とコンタクト電極17a,17bとのコンタクト抵抗の増大を抑制できるため、画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の微細化を図りつつ、相互コンダクタンス(gm)の低下を抑制することができる。
 ここで、増幅トランジスタAMPは、スイッチング素子として機能する画素トランジスタ(SEL,RST,FDG)と比較して、1/fノイズやRTSノイズなどのノイズ耐性の劣化の抑制が重要である。したがって、画素回路115に含まれる増幅トランジスタAMPが設けられる半導体部3とコンタクト電極との接続に本技術を適用した場合の有効性が特に高い。
 なお、この第5実施形態では、半導体部3にコンタクト電極17a,17bを接続する接続形態として、上述の第1実施形態の接続形態を適用した場合について説明したが、上述した他の実施形態や変形例での接続形態も、この第5実施形態に適用できることは勿論である。
 また、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の少なくとも何れか1つを、半導体部3に設けられた電界効果トランジスタQaで構成してもよい。
 〔第6実施形態〕
 この第6実施形態では、電界効果トランジスタのゲート電極と同一層で形成されたコンタクト電極を有する半導体装置について説明する。
 まず、半導体装置1Fの全体構成について、図40、図41、図41A、図42及び図43を用いて説明する。図40では、説明の便宜上、図41、図42及び図43に示すサイドウォールスペーサ41a,41b,41cよりも上層(バッファ絶縁膜42、第3絶縁膜46、コンタクト電極49a,49b,49c、配線50a,50b,50cなど)の図示を省略している。
 図40から図43に示すように、本技術の第6実施形態に係る半導体装置1Fは、島状の半導体部33と、この島状の半導体部33にチャネル形成部(チャネル領域)45が設けられた電界効果トランジスタQfと、を備えている。
 また、図40から図43に示すように、本技術の第6実施形態に係る半導体装置1Fは、半導体部33及び電界効果トランジスタQfを包含する絶縁層47と、平面視で島状の半導体部33と重畳して絶縁層47に設けられたコンタクト電極38a及び38bを更に備えている。
 また、図41から図43に示すように、本技術の第6実施形態に係る半導体装置1Fは、コンタクト電極38a及び38bの各々と重畳して絶縁層47に設けられたコンタクト電極49a及び49bを更に備えている。
 ここで、この第6実施形態では、コンタクト電極38a及び38bが本技術の「コンタクト電極」又は「第1コンタクト電極」の一具体例に相当し、コンタクト電極49a及び49bが本技術の「第2コンタクト電極」の一具体例に相当する。
 <半導体部>
 図40から図43に示すように、半導体部33は、例えば、上面部33a、下面部(底面部)33b及び4つの側面部33c、33c、33c及び33cを有する直方体形状で構成されている。そして、半導体部33は、一例としてY方向に延伸し、厚さ方向がZ方向となり、長手方向がY方向となり、短手方向がX方向となる。上面部33aと下面部33bとは、半導体部33の厚さ方向(Z方向)において互いに反対側に位置している。4つの側面部33c、33c、33c及び33cのうち、2つの側面部33c及び33cは、X方向において互いに反対側に位置し、残りの2つの側面部33c及び33cは、Y方向において互いに反対側に位置している。
 ここで、この第6実施形態では、半導体部33が本技術の「半導体部」の一具体例に相当する。そして、半導体部33の4つの側面部33c、33c、33c及び33cが本技術の「半導体部の側面部」の一具体例に相当する。そして、4つの側面部33c、33c、33c及び33cのそれぞれを第1側面部33c、第2側面部33c、第3側面部33c及び第4側面部33cと呼ぶこともある。
 また、この第6実施形態では、半導体部33の短手方向が本技術の「半導体部の第1方向」の一具体例に相当し、半導体部33の長手方向が本技術の「半導体部の第2方向」の一具体例に相当する。そして、半導体部33の長手方向(第2方向)の端部側に位置する側面部33c及び33cが本技術の「半導体部の第1方向と交差する第2方向での端部」の一具体例に相当する。
 半導体部33は、これに限定されないが、上述の半導体部3と同様に、半導体材料として例えばシリコン(Si)、結晶性として例えば単結晶、導電型として例えばi型(真性型)で構成されている。即ち、半導体部33は、i型の単結晶シリコンで構成されている。半導体部33の材料としては、Siの他に、ゲルマニウム(Ge)、シリコンゲルマニウム(SiGe)、ガリウムヒ素(GaAs)、インジウムリン(InP)などを用いることもできる。
 <絶縁層>
 図40から図43に示すように、絶縁層47は、これに限定されないが、半導体部33の上面部33aとは反対側の下面部33b側に、この下面部33bと接して設けられた第1絶縁膜(ベース絶縁膜)32と、この第1絶縁膜32上に半導体部33を囲むようにして設けられた第2絶縁膜(包囲絶縁膜)34と、この第2絶縁膜34上に半導体部33及び電界効果トランジスタQfを覆うようにして設けられた第3絶縁膜(被覆絶縁膜)46とを含む多層構造になっている。そして、この第6実施形態の絶縁層47は、これに限定されないが、バッファ絶縁膜42を更に含む。第1絶縁膜32、第2絶縁膜34、第3絶縁膜46及びバッファ絶縁膜42各々は、例えば酸化シリコン(SiO)膜で構成されている。即ち、この第1実施形態の半導体装置1Fは、第1絶縁膜32上にシリコン(Si)の半導体部33が設けられたSOI(Silicon On Insulator)構造を有する。また、絶縁層47は、半導体部33及び電界効果トランジスタQfを包含している。
 <コンタクト電極>
 図41及び図43に示すように、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33c側において、平面視で半導体部33と重畳して設けられている。コンタクト電極38aは、絶縁層47に含まれる第2絶縁膜34よりも上方に突出し、かつ絶縁層47に含まれるバッファ絶縁膜42及び第3絶縁膜46で覆われた頭部38aと、この頭部38aと一体化され、かつ第2絶縁膜34と半導体部33との間の掘り込み部35aに設けられた脚部38aとを有する。
 図41に示すように、コンタクト電極38bは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの他方の側面部33c側において、平面視で半導体部33と重畳して設けられている。コンタクト電極38bは、絶縁層47に含まれる第2絶縁膜34よりも上方に突出し、かつ絶縁層47に含まれるバッファ絶縁膜42及び第3絶縁膜46で覆われた頭部38bと、この頭部38bと一体化され、かつ第2絶縁膜34と半導体部33との間の掘り込み部35bに設けられた脚部38bとを有する。
 <電界効果トランジスタ>
 電界効果トランジスタQfは、これに限定されないが、例えばnチャネル導電型で構成されている。そして、電界効果トランジスタQfは、酸化シリコン(SiO)膜をゲート絶縁膜とするMOSFETで構成されている。電界効果トランジスタQfとしては、pチャネル導電型でも構わない。また、窒化シリコン膜、或いは窒化シリコン(Si)膜及び酸化シリコン膜などの積層膜(複合膜)をゲート絶縁膜とするMISFETでも構わない。
 図41から図43に示すように、電界効果トランジスタQfは、半導体部33に設けられたチャネル形成部45と、半導体部33の短手方向(X方向)において、この半導体部33のチャネル形成部45にゲート絶縁膜36を介在して半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c,33cに亘って設けられたゲート電極37と、を備えている。
 また、電界効果トランジスタQfは、チャネル形成部45のチャネル長方向(ゲート長方向)において、半導体部33の外側にチャネル形成部45を挟んで互いに離間して設けられた一対の主電極領域44a及び44bを更に備えている。換言すれば、電界効果トランジスタQfは、ゲート電極37のゲート長方向の両側の半導体部33に設けられた一対の主電極領域44a及び44bを備えている。一対の主電極領域44a及び44bは、ソース領域及びドレイン領域として機能する。
 ここで、説明の便宜上、一対の主電極領域44a及び44bのうち、一方の主電極領域44aをソース領域44aと呼び、他方の主電極領域44bをドレイン領域44bと呼ぶこともある。
 また、一対の主電極領域44aと44bとの間の距離がチャネル形成部45のチャネル長(L)(ゲート電極7のゲート長(Lg))であり、このチャネル長の方向をチャネル長方向(ゲート長方向)と呼ぶ。そして、チャネル形成部45のチャネル幅(W)(ゲート幅(Wg))の方向をチャネル幅方向(ゲート幅方向)と呼ぶ。そして、この第6実施形態では、一例として、一対の主電極領域44aと44bとがチャネル形成部45を挟んでY方向に離間しているので、チャネル長方向はY方向となる。
 電界効果トランジスタQfは、ゲート電極37に印加される電圧によってソース領域(一方の主電極領域)44aとドレイン領域(他方の主電極領域)44bとを電気的に繋ぐチャネル(反転層)がチャネル形成部45に形成(誘起)され、電流(ドレイン電流)がドレイン領域44b側からチャネル形成部45を通ってソース領域45a側に流れる。
 <ゲート電極>
 図41及び図42に示すように、ゲート電極37は、これに限定されないが、例えば、半導体部33の上面部33a側にゲート絶縁膜36を介在して設けられた頭部(第1部分)37aと、この頭部37aと一体化され、かつ半導体部33の短手方向(X方向)において互いに反対側に位置する2つの側面部33c及び33cの各々の外側にゲート絶縁膜36を介在して設けられた2つの脚部(第2部分)37b及び37bと、を含む。即ち、ゲート電極37は、半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c,33cに亘って設けられ、そして、半導体部33の長手方向(Y方向)と直交する断面形状がC字形状になっている。ゲート電極37は、例えば、抵抗値を低減する不純物が導入された多結晶シリコン膜で構成されている。
 ここで、半導体部33を半導体部33の短手方向(X方向)の両側からゲート電極37の脚部で挟む構成とすることが好ましい。したがって、ゲート電極37の脚部は、半導体部33の個数を「n」としたとき、通常は「n+1」となる。この第6実施形態では、ゲート電極37が1つの半導体部33に設けられているので、ゲート電極37は2つの脚部37b及び37bを有する。
 図41及び図42に示すように、ゲート電極37の頭部37aは、絶縁層47に含まれる第2絶縁膜34よりも上方向に突出し、更に絶縁層47に含まれるバッファ絶縁膜42及び第3絶縁膜46で覆われている。そして、ゲート電極37の2つの脚部37b及び37bの各々は、第2絶縁膜34と半導体部33との間の掘り込み部35c及び35cの各々に別々に設けられている。
 <ゲート絶縁膜>
 ゲート絶縁膜36は、半導体部33とゲート電極37との間において半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c,33cに亘って設けられている。ゲート絶縁膜36は、例えば酸化シリコン膜で構成されている。
 <サイドウォールスペーサ>
 図40から図43に示すように、コンタクト電極38aの頭部38aの側壁には、この頭部38aの周囲を囲むようにしてサイドウォールスペーサ41aが設けられている。また、コンタクト電極38bの頭部38bの側壁には、この頭部38bの周囲を囲むようにしてサイドウォールスペーサ41bが設けられている。そして、ゲート電極37の頭部37aの側壁には、この頭部37aの周囲を囲むようにしてサイドウォールスペーサ41cが設けられている。
 サイドウォールスペーサ41aは、絶縁層47の第2絶縁膜34上及び半導体部33上を延伸し、コンタクト電極38aの頭部38aに整合して形成されている(図40、図41及び図43参照)。
 サイドウォールスペーサ41bは、絶縁層47の第2絶縁膜34上及び半導体部33上を延伸し、コンタクト電極38bの頭部38bに整合して形成されている(図40及び図41参照)。
 サイドウォールスペーサ41cは、絶縁層47の第2絶縁膜34上及び半導体部33上を延伸し、ゲート電極37の頭部37aに整合して形成されている(図40、図41及び図42参照)。
 これらのサイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、例えば、ゲート電極37、コンタクト電極38a及び38bの各々の頭部37a,38a,38bを覆うようにして第2絶縁膜34上に絶縁膜(スペーサ材)をCVD法で成膜した後、この絶縁膜にRIE(Reactive Ion Etching:反応性イオン・エッチング)等の異方性ドライエッチングを施すことによって形成することができる。即ち、この第6実施形態のサイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、同一層で形成されている。
 ここで、「サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々が同一層で形成されている」とは、「サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々が同一工程及び同一材料で形成されている」ことを意味する。
 サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cは、第2絶縁膜34、半導体層33、ゲート電極37及びコンタクト電極38a,38bに対して選択比がとれる材料で構成されている。この第6実施形態において、サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cは、例えば、絶縁層47の酸化シリコン膜、半導体部3の単結晶シリコン、ゲート電極37及びコンタクト電極38a,38bの多結晶シリコンの各々に対して選択性を有する窒化シリコン膜で構成されている。サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cは、ゲート電極7、コンタクト電極38a及び38bと、後述する一対の主電極領域44a及び44bの各々に含まれるn型の半導体領域43a,43b(図41参照)との距離を確保している。
 <バッファ絶縁膜>
 図41から図43に示すように、絶縁層47に含まれるバッファ絶縁膜42は、ゲート電極37の頭部37a、2つのコンタクト電極38a及び38bの各々の頭部38a及び38bを覆うと共に、サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々を覆っている。バッファ絶縁膜42は、後述するn型の半導体領域43a,43bの形成工程において、不純物をイオン注入するときのバッファ膜として使用され、例えば酸化シリコン膜で構成されている。
 <主電極領域>
 図41に示すように、一対の主電極領域44a及び44bのうち、一方の主電極領域44aは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33c側に設けられている。そして、この一方の主電極領域44aは、n型の半導体領域39aと、このn型の半導体領域39aよりも不純物濃度が低いn型の半導体領域40aと、このn型の半導体領域39aよりも不純物濃度が高いn型の半導体領域43aと、を含む。
 図41及び図43に示すように、n型の半導体領域39aは、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに沿って上面部33aから下面部33bに亘って延伸する3次元構造になっている。このn型の半導体領域39aは、コンタクト電極38aから半導体部33に不純物を拡散させることによって形成することができる。
 図41に示すように、n型の半導体領域40aは、平面視でコンタクト電極38aとゲート電極37との間の半導体部33に、n型の半導体領域39aと接して設けられている。そして、n型の半導体領域40aは、ゲート電極37の頭部37aに整合して形成され、半導体部33の上面部33aから下面部33bに亘って延伸している。このn型の半導体領域40aは、エクステンション領域として機能する。
 図41に示すように、n型の半導体領域43aは、半導体部33の上面部33a側であって、n型の半導体領域40aの表層部に、n型の半導体領域40a及びn型の半導体領域39aと接して設けられている。そして、n型の半導体領域43aは、コンタクト電極38aの頭部38aの側壁のサイドウォールスペーサ41aと、ゲート電極37の頭部37aの側壁のサイドウォールスペーサ41cと、に整合して形成されている。
 この第6実施形態において、n型の半導体領域39a及びn型の半導体領域40aの各々は、これに限定されないが、例えば絶縁層47に含まれる第1絶縁膜32に接する深さで構成されている。
 図41に示すように、一対の主電極領域44a及び44bのうち、他方の主電極領域44bは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの他方の側面部33c側に設けられている。そして、この他方の主電極領域44bは、n型の半導体領域39bと、このn型の半導体領域39bよりも不純物濃度が低いn型の半導体領域40bと、このn型の半導体領域39bよりも不純物濃度が高いn型の半導体領域43bと、を含む。
 n型の半導体領域39bは、詳細に図示していないが、n型の半導体領域39aと同様に、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに沿って上面部33aから下面部33bに亘って延伸する3次元構造になっている。このn型の半導体領域39bは、コンタクト電極38bから半導体部33に不純物を拡散させることによって形成することができる。
 図41に示すように、n型の半導体領域40bは、平面視でコンタクト電極38bとゲート電極37との間の半導体部33に、n型の半導体領域39bと接して設けられている。そして、n型の半導体領域40bは、ゲート電極37の頭部37aに整合して形成され、半導体部33の上面部33aから下面部33bに亘って延伸している。このn型の半導体領域40bは、エクステンション領域として機能する。
 図41に示すように、n型の半導体領域43bは、半導体部33の上面部33aであって、n型の半導体領域40bの表層部に、n型の半導体領域40b及びn型の半導体領域39bと接して設けられている。そして、n型の半導体領域43bは、コンタクト電極38bの頭部38bの側壁のサイドウォールスペーサ41bと、ゲート電極37の頭部37aの側壁のサイドウォールスペーサ41cと、に整合して形成されている。
 この第6実施形態において、n型の半導体領域39b及びn型の半導体領域40bの各々は、これに限定されないが、例えば半導体層47に含まれる第1絶縁膜32に接する深さで構成されている。
 図40から図43に示すように、この第6実施形態の電界効果トランジスタQfは、上述の電界効果トランジスタQaと同様に、フィン部としての島状の半導体部33にゲート絶縁膜36を介在してゲート電極37が設けられた、所謂フィン型で構成されている。
 このフィン型の電界効果トランジスタQfでは、一対の主電極領域44aと44bとの間の長さがチャネル長L(≒ゲート長Lg)であり、ゲート電極37と半導体部33とが立体的に重畳する領域において、半導体部33の上面部33a側での短手方向の幅W及び半導体部33の側面部3b,3bの高さを含む長さ(半導体部3の周囲の長さ)に半導体部33の個数を乗算した値がチャネル幅W(≒ゲート幅)となる。
 したがって、フィン型の電界効果トランジスタQfは、半導体部33の短手方向(Y方向)の幅Wを広くし、半導体部33の厚さ方向(Z方向)の高さを高くすることにより、チャネル幅Wが広くなるので、実効的なチャネル面積(チャネル長L×チャネル幅W)を大きくことができる。そして、フィン型の電界効果トランジスタQfは、半導体部33の個数を増やすことによって、チャネル面積(チャネル長L×チャネル幅W)を大きくすることができる。この第6実施形態では、1つの半導体部33に電界効果トランジスタQfを設けた場合について説明しているが、半導体部3は複数あってもよい。
 電界効果トランジスタQfとしては、例えば、ゲート電極37に閾値電圧以上のゲート電圧を印加することにより、ドレイン電流が流れるエンハンスメント型(ノーマリオフ型)や、ゲート電極37に電圧を印加しなくてもドレイン電流が流れるディプレッション型(ノーマリオフ型)がある。この第6実施形態では、これに限定されないが、例えばエンハンスメント型で構成されている。エンハンスメント型の場合、電界効果トランジスタQfは、ゲート電極37に印加される電圧により、一対の主電極領域44aと44bとを電気的に繋ぐチャネル(反転層)がチャネル形成部45に形成(誘起)され、電流(ドレイン電流)がドレイン領域側(例えば主電極領域44b側)からチャネル形成部45のチャネルを通ってソース領域側(例えば主電極領域44a側)に流れる。
 <コンタクト電極及び配線>
 図41及び図42に示すように、ゲート電極37は、絶縁層47(具体的には第3絶縁膜46)の掘り込み部48cに設けられたコンタクト電極49cを介して、絶縁層47上の配線層に設けられた配線50cと電気的に接続されている。また、図41及び図43に示すように、コンタクト電極38aは、絶縁層47(具体的には第3絶縁膜46)の掘り込み部48aに設けられたコンタクト電極49aを介して、絶縁層47上の配線層に設けられた配線50aと電気的に接続されている。また、図41に示すように、コンタクト電極38bは、絶縁層47(具体的には第3絶縁膜46)の掘り込み部48bに設けられたコンタクト電極49bを介して、絶縁層47上の配線層に設けられた配線50bと電気的に接続されている。
 図41に示すように、コンタクト電極49aは、平面視でコンタクト電極38aと重畳して設けられ、コンタクト電極38aと電気的及び機械的に接続されている。同様に、コンタクト電極49bは、平面視でコンタクト電極38bと重畳して設けられ、コンタクト電極38bと電気的及び機械的に接続されている。また、コンタクト電極49cは、平面視でゲート電極37と重畳して設けられ、ゲート電極37と電気的及び機械的に接続されている。
 コンタクト電極49a,49b,49cの材料としては、例えば高融点金属のタングステン(W)を用いることができる。配線50a,50b,50cの材料としては、例えばアルミニウム(Al)、銅(Cu)などの金属材料、又はAl、Cuを主体とする合金材料などを用いることができる。
 <コンタクト電極と半導体部との接続>
 図41及び図43に示すように、コンタクト電極38a及び38bの各々は、半導体部33の上面部33a及び側面部と接続されている。
 具体的には、図41及び図43に示すように、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向の一端部側(側面部33c側)において、頭部38aが半導体部33の上面部33aと接続され、脚部38aが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに接続されている。そして、コンタクト電極38aは、一対の主電極領域44a及び44bのうち、半導体部33の長手方向の一端部側(側面部33c側)に設けられた一方の主電極領域44aと電気的及び機械的に接続されている。
 また、詳細に図示していないが、コンタクト電極38aと同様に、コンタクト電極38bにおいても、半導体部33の長手方向の他端部側(側面部33c側)において、頭部38bが半導体部33の上面部33aと接続され、脚部38bが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに接続されている。そして、コンタクト電極38bは、一対の主電極領域44a及び44bのうち、半導体部33の長手方向の他端部側(側面部33c側)に設けられた他方の主電極領域44bと電気的及び機械的に接続されている。
 <コンタクト電極の材料>
 図40、図41及び図43に示すコンタクト電極38a及び38bの各々は、多結晶の半導体材料で構成されている。この第6実施形態では、これに限定されないが、コンタクト電極38a及び38bの各々は、半導体材料として例えばシリコン(Si)、結晶性として例えば単結晶、導電型として例えばn型(真性型)で構成されている。即ち、コンタクト電極38a及び38bの各々は、半導体材料として、n型の多結晶シリコンで構成されている。そして、コンタクト電極38a及び38bの各々は、ゲート電極37と同一層で形成されている。
 ここで、「コンタクト電極38a及び38bの各々がゲート電極37と同一層で形成されている」とは、「コンタクト電極38a及び38bの各々がゲート電極37と同一工程及び同一材料で形成されている」ことを意味する。即ち、コンタクト電極38a及び38bの各々は、ゲート材をパターニングしてゲート電極37を形成する工程において、ゲート電極37と共に形成される。
 なお、半導体部33は、上述したように、i型の単結晶シリコンで構成されている。また、ゲート電極37は、上述したように、多結晶シリコンで構成されている。
 <コンタクト電極とゲート電極との厚さ>
 図41Aに示すように、コンタクト電極38aは、平面視で半導体部33と重畳する部分(頭部38a)での厚さThが、平面視でゲート電極37の半導体部33と重畳する部分(頭部37a)での厚さThと概ね同一である。また、コンタクト電極38bにおいても、平面視で半導体部33と重畳する部分(頭部38b)での厚さThが、平面視でゲート電極37の半導体部33と重畳する部分(頭部37a)での厚さThと概ね同一である。即ち、コンタクト電極38a及び38bと、ゲート電極37とは、平面視でゲート電極37と重畳する各々の部分(頭部38a,頭部38b,頭部37a)の厚さTh、Th及びThが概ね同一となっている。
 このように、コンタクト電極38a及び38bをゲート電極37と同一層で形成することにより、平面視でコンタクト電極38a及び38bが半導体部33と重畳する各々の部分(頭部38a,38b)での厚さTh及びThと、平面視でゲート電極37が半導体部33と重畳する部分(頭部37a)での厚さThとを揃えることができる。
 <コンタクト電極+サイドウォールスペーサの幅>
 図40に示すように、半導体部33の短手方向(X方向)において、コンタクト電極38aの幅Waは、半導体部3の幅Wよりも広くなっている。そして、コンタクト電極38aの頭部38aと、このコンタクト電極38aの頭部38aの両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ41aとを含む幅Wa(コンタクト電極38aの頭部38aの幅+サイドウォールスペーサ41aの幅×2)は、ゲート電極37の頭部37aと、ゲート電極37の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ41cとを含む幅W(ゲート電極38aの頭部38aの幅+サイドウォールスペーサ41cの幅×2)よりも狭くなっている。
 同様に、半導体部33の短手方向(X方向)において、コンタクト電極38bの幅Wbも、半導体部3の幅Wより広くなっている。そして、コンタクト電極38bの頭部38bと、このコンタクト電極38bの頭部38bの両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ41bとを含む幅Wb(コンタクト電極38aの頭部38aの幅+サイドウォールスペーサ41aの幅×2)も、ゲート電極37の頭部37aと、ゲート電極37の両側にそれぞれ設けられたサイドウォールスペーサ41cとを含む幅W(ゲート電極38aの頭部38aの幅+サイドウォールスペーサ41cの幅×2)よりも狭くなっている。
 <酸化物>
 ここで、図43には図示していないが、半導体部33とコンタクト電極38a及び38bとの界面部に、図54A及び図54Bに示す粒状(球形状)の絶縁物としての酸化物33Yが複数点在している。この酸化物33Yは、後で詳細に説明するが、図51D及び図51Eに示す自然酸化膜33Xが熱処理の流動化によって変化したものである。不純物を多く含む酸化シリコン(SiO)からなる自然酸化膜33Xは融点が低く、熱処理によって流動化する。このように、自然酸化膜33Xを粒状(球形状)の酸化物33Yに変化させることにより、半導体部33とコンタクト電極38a及び38bとのコンタクト特性をより上げることができる。
 <その他の構成>
 図41に示すように、コンタクト電極38aのゲート電極37側と半導体部33との間には、ゲート絶縁膜36が設けられている。また、コンタクト電極38bのゲート電極37側と半導体部33との間にも、ゲート絶縁膜36が設けられている。詳細に図示していないが、このコンタクト電極38a及び38bと半導体部33との間のゲート絶縁膜36は、図42に示すゲート電極37と半導体部33との間のゲート絶縁膜36と同様に、半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c及び33cに亘って延伸している。
 そして、ゲート絶縁膜36は、これに限定されないが、コンタクト電極38a及び38bとゲート電極37との間において、半導体部33の2つの側面部33c1及び33c2に設けられているが、上面部33aには設けられていない。
 ≪半導体装置の製造方法≫
 次に、半導体装置1Fの製造方法について、図44から図68を用いて説明する。
 この第6実施形態では、半導体装置の製造方法に含まれる電界効果トランジスタQfの形成およびコンタクト電極38a及び38bの形成に特化して説明する。
 まず、図44(模式的平面図)、図45A(図44のa44-a44切断線に沿った模式的縦断面図)及び図45B(図44のb44-b44切断線に沿った模式的縦断面図)に示すように、第1絶縁膜32上に島状の半導体部33を形成する。半導体部33は、例えば、上面部33a、下面部(底面部)33b及び4つの側面部33c,33c,33c,33cを有する直方体形状で形成する。この半導体部33は、例えば、第1絶縁膜32上に設けられた半導体層を周知のフォトリソグラフィ技術及びエッチング技術などを用いて所定の形状にパターンニングすることによって形成することができる。半導体部33は、これに限定されないが、半導体材料として例えばシリコン、結晶性として例えば単結晶、導電型として例えばi型(真性型)で構成されている。第1絶縁膜32は、半導体部33の下面部33b側で半導体部33を支持している。第1絶縁膜32としては、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)法によって成膜された酸化シリコン膜を用いている。
 次に、図46(模式的平面図)、図47A((図46のa46-a46切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)、図47B(図46のb46-b46切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図47C(図46のc46-c46切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、第2絶縁膜34と、この第2絶縁膜34に、掘り込み部35a、35b、35c及び35cと、を形成する。第2絶縁膜34は、半導体部33の外側に半導体部33を囲むようにして形成する。第2絶縁膜34は、半導体部33上を含む第1絶縁膜32上の全面に例えば酸化シリコン膜を周知の成膜法(例えばCVD法)を用いて成膜した後、半導体部33の上面部33aが露出するように酸化シリコン膜の表層部側を例えばCMP法を用いて選択的に除去して膜厚を薄くすることによって形成することができる。
 掘り込み部35a、35b、35c及び35cの各々は、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術を用いて第2絶縁膜34を選択的にエッチングすることによって形成することができる。
 具体的には、掘り込み部35aは、半導体部33の長手方向(Y方向)で互いに反対側に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33c側において、半導体部33の3つの側面部33c,33c及び33cが露出するように形成する。
 また、掘り込み部35bは、半導体部33の長手方向(Y方向)で互いに反対側に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの他方の側面部33c側において、半導体部33の3つの側面部33c,33c及び33cが露出するように形成する。
 また、掘り込み部35c及び35cは、半導体部33の長手方向(Y方向)の中央部で互いに反対側に位置する2つの側面部33c及び33cの各々の外側に、各々の側面部33c及び33cが露出するように形成する。
 第2絶縁膜34のエッチングは、半導体部33に対してエッチング比がとれる条件で行う。掘り込み部35a及び35bは、半導体部33の厚さ方向(Z方向)と同一方向の深さを半導体部33の厚さ方向の高さと同等、若しくはそれ以上の高さで形成することが好ましい。換言すれば、掘り込み部35a及び35bは、第1絶縁膜32に到達する深さで形成することが好ましい。
 この工程において、掘り込み部35a内では、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cが露出し、掘り込み部35b内では半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cが露出し、掘り込み部35c内では半導体部33の側面部33cが露出し、掘り込み部35c内では半導体部33の側面部33cが露出する。半導体部33の上面部33aは、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側から他端部側に亘って露出している。
 次に、図48A(図46のa46-a46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)、図48B(図46のb46-b46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図48C(図46のc46-c46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、半導体部33にゲート絶縁膜36形成する。ゲート絶縁膜36は、半導体部33の短手方向(X方向)において、半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c及び33cに亘って形成する。ゲート絶縁膜36は、熱酸化法、若しくは堆積法で形成することができる。この第6実施形態では、ゲート絶縁膜36としての酸化シリコン膜を熱酸化法で形成する。これにより、半導体部33の第2絶縁膜34から露出する部分にゲート絶縁膜36を選択的に形成することができる。
 なお、この工程において、図48Aに示すように、半導体部33の長手方向(Y方向)の2つの側面部33c及び33cの各々にもゲート絶縁膜36が形成される。
 次に、図49A(図46のa46-a46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)、図49B(図46のb46-b46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図49C(図46のc46-c46切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、ゲート絶縁膜36をパターンニングして、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側(掘り込み部35a側)及び他端部側(掘り込み部35b側)のゲート絶縁膜36を選択的に除去し、半導体部33の長手方向の一端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cを選択的に露出すると共に、半導体部33の長手方向の他端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cを選択的に露出する。ゲート絶縁膜36のパターンニングは、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術等を用いて行うことができる。
 この工程において、ゲート絶縁膜36は、半導体部33の長手方向(Y方向)の中央部において、半導体部33の長手方向と同一方向での端部が半導体部33の長手方向の端部よりも平面視で内側に位置し、かつ半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c,33cに亘って延伸する帯状となる。
 次に、図50(模式的平面図)、図51A(図50のa50-a50切断線に沿った模式的縦断面図)、図51B(図50のb50-b50切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図51C(図50のc50-c50切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、電極形成材として、例えば、抵抗値を低減する不純物が導入されていない多結晶シリコン膜(ノンドープドポリシリコン膜)37Xを形成する。多結晶シリコン膜37Xは、4つの掘り込み部35a、35b、35c及び35cの各々の内部を埋め込むようにして半導体部33上及び第2絶縁膜34上を含む全面に例えばCVD法により成膜する。
 ここで、半導体部33のゲート絶縁膜36を選択的に除去した後の工程間の移動などにより、図51D(図51Aの一部(半導体部の一端側)を拡大した模式的断面図)及び図51E(図51Cの一部を拡大した模式的断面図)に示すように、半導体部33のゲート絶縁膜除去領域(上面部33a、側面部33cから33c)に極薄の自然酸化膜33Xが形成される。したがって、図51D及び図51Eに示すように、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側のゲート絶縁膜除去領域において、半導体部33の長手方向の一端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cと、多結晶シリコン膜37Xとの界面部に例えば膜厚が2nm程度の極薄の自然酸化膜33Xが残存する。
 また、半導体部33の長手方向(Y方向)の他端部側のゲート絶縁膜除去領域においても、半導体部33の長手方向の他端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cと多結晶シリコン膜37Xとの界面部に自然酸化膜33Xが残存する。
 これらの自然酸化膜33Xは、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33c(又は33c)に亘って面状(膜状)に広がっている。
 次に、図52(模式的平面図)、図53A(図52のa52-a52切断線に沿った模式的縦断面図)及び図53B(図52のc52-c52切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域を選択的に覆う不純物導入用マスクとしてのマスクRM1を形成する。そして、図53A及び図53Bに示すように、マスクRM1を不純物導入用マスクとして使用し、マスクRM1の外側の多結晶シリコン膜37Xに不純物として例えばフッ素イオン(F)を注入する。マスクRM1は、周知のフォトリソグラフィ技術で形成することができる。
 このフッ素イオンの注入は、上述の自然酸化膜33Xを熱処理によって粒状化(球形状化)し易くするためのものである。このフッ素イオンの注入は、例えば、ドーズ量が8×1015/cm程度、加速エネルギが15keV程度の条件で行う。
 次に、マスクRM1を除去した後、熱処理を施し、多結晶シリコン膜37Xに注入されたフッ素イオン(F)を活性化させる。
 この工程において、多結晶シリコン膜37X中にフッ素イオン(F)が拡散すると共に、図51D及び図51Eに示す自然酸化膜33X中にもフッ素イオン(F)が拡散する。そして、フッ素イオン(F)を含む自然酸化膜33Xは、熱処理によって流動化し、図54A及び図54Bに示すように、半導体部33(上面部33a及び側面部33c,33c,33c,33c)と多結晶シリコン膜37Xとの界面部で粒状(球形状)の酸化物33Yに変化する。
 次に、図55(模式的平面図)、図56A(図55のa55-a55切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図56B(図55のc55-c55切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域に開口部Ap1を有する不純物導入用マスクとしてのマスクRM2を多結晶シリコン膜37X上に形成する。そして、図56Aに示すように、マスクRM2を不純物導入用マスクとして使用し、マスクRM2の開口部Ap1を通して多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域に、n型を呈する不純物として例えば燐イオン(P)を選択的に注入する。マスクRM2は、周知のフォトリソグラフィ技術で形成することができる。
 この燐イオン(P)の注入は、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域の抵抗値を低減するためのものである。この燐イオン(P)の注入は、例えば、ドーズ量が5×1015/cm程度、加速エネルギが5keV程度の条件で行う。n型を呈する不純物としては、砒素イオン(As)を用いてもよい。
 この工程により、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域に、燐イオン(P)が選択的に導入される。
 次に、マスクRM2を除去した後、図57(模式的平面図)、図58A(図57のa57-a57切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図58B(図58のc58-c58切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域を選択的に覆う不純物導入用マスクとしてのマスクRM3を形成する。そして、図57、図58A及び図58Bに示すように、マスクRM3を不純物導入用マスクとして使用し、マスクRM3の外側の多結晶シリコン膜37Xに、n型を呈する不純物として例えば燐イオンを注入する。マスクRM3は、周知のフォトリソグラフィ技術で形成することができる。
 この燐イオン(P)の注入は、多結晶珪素膜37Xのコンタクト電極形成領域の抵抗値を低減するためのものであると共に、半導体部33の長手方向(Y方向)の両端部側に、後述するn型の半導体領域39a及び39bを形成するためのものである。この燐イオン(P)の注入は、上述の図56に示すイオン注入工程での燐イオン(P)よりも濃い濃度で行う。例えば、ドーズ量が1×1016/cm程度、加速エネルギが1keV程度の条件で行う。n型を呈する不純物としては、砒素イオン(As)を用いてもよい。
 この工程により、多結晶シリコン膜37Xのコンタクト電極形成領域に、燐イオン(P)が導入される。
 次に、多結晶シリコン膜37Xをパターンニングして、図59(模式的平面図)、図60A(図59のa59-a59切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)、図60B(図59のb59-b59切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)及び図60C(図59のc59-c59切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、ゲート電極37を形成すると共に、コンタクト電極38a及び38bを形成する。即ち、コンタクト電極38a及び38bは、ゲート電極37と同一層(同一工程及び同一材料)で形成される。この多結晶シリコン膜37Xのパターンニングは、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術等を用いて行うことができる。
 この工程において、ゲート電極37は、ゲート絶縁膜36を介在して半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c,33cの各々と向かい合うように形成される。具体的には、ゲート電極37は、半導体部33の上面部33a側にゲート絶縁膜36を介在して設けられた頭部(第1部分)37aと、この頭部37aと一体化され、かつ半導体部33の短手方向(X方向)において互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々の外側にゲート絶縁膜36を介在して設けられた2つの脚部(第2部分)37b及び37bと、を含む。頭部37aは、第2絶縁膜34から上方に突出する。2つの脚部37b及び37bの各々は、各々の掘り込み部35a及び35bの中に別々に設けられる。
 また、この工程において、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33c側において、平面視で半導体部33と重畳して形成される。そして、コンタクト電極38aは、第2絶縁膜34よりも上方に突出した頭部38aと、この頭部38aと一体化され、かつ第2絶縁膜34と半導体部33との間の掘り込み部35aに設けられた脚部38aとを有する。そして、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向の一端部側(側面部33c側)において、頭部38aが半導体部33の上面部33aと接続され、脚部38aが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに接続される。
 また、この工程において、コンタクト電極38bは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの他方の側面部33c側において、平面視で半導体部33と重畳して形成される。そして、コンタクト電極38bは、第2絶縁膜34よりも上方に突出した頭部38bと、この頭部38bと一体化され、かつ第2絶縁膜34と半導体部33との間の掘り込み部35bに設けられた脚部38bとを有する。そして、コンタクト電極38bは、半導体部33の長手方向の他端部側(側面部33c側)において、頭部38bが半導体部33の上面部33aと接続され、脚部38bが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに接続される。
 また、この工程において、コンタクト電極38aのゲート電極37側と半導体部33との間に、ゲート絶縁膜36が半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c及び33cに亘って選択的に残存(介在)すると共に、コンタクト電極38bのゲート電極37側と半導体部33との間にも、ゲート絶縁膜36が半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c及び33cに亘って選択的に残存(介在)する。
 また、この工程において、ゲート電極37とコンタクト電極38aとの間の半導体部33の上面部33aにおけるゲート絶縁膜36、並びに、ゲート電極37とコンタクト電極38bとの間の半導体部33の上面部33aにおけるゲート絶縁膜36は、多結晶シリコン膜37Xのパターンニング時のオーバーエッチングによって選択的に除去される。このゲート電極37とコンタクト電極38a及び38bとの間のゲート絶縁膜36は、膜厚が厚い場合には残存することもある。
 次に、マスクRM3を除去した後、熱処理を施し、ゲート電極37に注入された不純物(燐イオン(P))を活性化させてゲート電極37を導電化(ゲート電極37の抵抗値を低減)すると共に、コンタクト電極38a及び38bの各々に注入された不純物(燐イオン(P))を活性化させてコンタクト電極38a及び38bを導電化(コンタクト電極38a及び38bの各々の抵抗値を低減)する。
 この工程において、コンタクト電極38a及び38bの各々の不純物(燐イオン(P))が半導体部33の長手方向(Y方向)の両端部に拡散し(染み出し)、図61(図59のa59-a59切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、半導体部33の長手方向(Y方向)の一方の端部側(側面部33c側)にn型の半導体領域39aが形成されると共に、他方の端部側(側面部33c側)にn型の半導体領域39bが形成される。
 n型の半導体領域39aは、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに沿って上面部33aから下面部33bに亘って形成される。また、n型の半導体領域39bは、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに沿って上面部33aから下面部33bに亘って形成される。
 この工程の熱処理においても、自然酸化膜33X(図51D及び図51E参照)が流動化して粒状の酸化物33Y(図54A及び図54B参照)に変化する現象を生じさせることができる。
 次に、図62(図59のa59-a59切断線と同一位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、n型の半導体領域39a及び39bよりも不純物濃度が低い一対のn型の半導体領域40a及び40bを形成する。この一対のn型の半導体領域40a及び40bの各々は、エクステンション領域として機能する。
 この一対のn型の半導体領域40a及び40bの各々は、ゲート電極37、コンタクト電極38a,38b、及び第2絶縁膜34を不純物導入用マスクとして使用し、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、n型を呈する不純物として例えば砒素イオン(As)を注入し、その後、不純物を活性化させる熱処理を施すことによって形成することができる。
 この砒素イオン(As)の注入は、例えば、ドーズ量が3×1014/cm程度、加速エネルギが80keV程度の条件で行う。n型を呈する不純物としては、燐イオン(P)を用いてもよい。
 この工程において、一対のn型の半導体領域40a及び40bの各々は、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、ゲート電極37の頭部37aに整合して形成される。
 また、一対のn型の半導体領域40a及び40bのうち、一方のn型の半導体領域40aは、n型の半導体領域39aと接して半導体部33に形成され、他方のn型の半導体領域40bは、n型の半導体領域39bと接して半導体部33に形成される。
 また、この工程の熱処理においても、自然酸化膜33X(図51D及び図51E参照)が流動化して粒状の酸化物33Y(図54A及び図54B参照)に変化する現象を生じさせることができる。
 次に、図63(模式的平面図)及び図64(図63のa63-a63切断線に沿った縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、第2絶縁膜34から上方に突出するゲート電極37の頭部37aの側壁にサイドウォールスペーサ41cを形成すると共に、第2絶縁膜34から上方に突出するコンタクト電極38a及び38bの各々の頭部38a及び38bの側壁にサイドウォールスペーサ41a及び41bを形成する。
 サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、コンタクト電極38a及び38bの各々の頭部38a及び38b、並びにゲート電極37の頭部37aを覆うようにして第2絶縁膜34上の全面に、絶縁膜として例えば酸化シリコン膜に対して選択性を有する窒化シリコン膜をCVD法で成膜し、その後、この窒化シリコン膜に例えばRIEなどの異方性ドライエッチングを施すことによって形成することができる。
 サイドウォールスペーサ41aは、コンタクト電極38aの頭部38aを囲むようにして形成され、コンタクト電極38aの頭部38aに整合して形成される。サイドウォールスペーサ41bは、コンタクト電極38bの頭部38bを囲むようにして形成され、コンタクト電極38bの頭部38bに整合して形成される。サイドウォールスペーサ41cは、ゲート電極37の頭部37aを囲むようにして形成され、ゲート電極37の頭部37aに整合して形成される。
 サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、第2絶縁膜34上及び半導体部33上において、半導体部33を横切るようにして形成される。
 次に、図65(図63のa63-a63切断線と同一の位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、バッファ絶縁膜42を形成する。バッファ絶縁膜42は、ゲート電極37の頭部37a、2つのコンタクト電極38a及び38bの各々の頭部38a及び38b、サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々を覆うと共に、ゲート電極37の頭部37aと、コンタクト電極38a及び38bと、の間の半導体部33上を覆うようにして形成する。このバッファ絶縁膜42は、後述するn型の半導体領域43a,43bの形成工程において、不純物をイオン注入するときのバッファ膜として使用される。バッファ絶縁膜42としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。
 次に、図66(図63のa63-a63切断線と同一の位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、n型の半導体領域39a及び39bよりも不純物濃度が高い一対のn型の半導体領域43a及び43bを形成する。
 この一対のn型の半導体領域43a及び43bの各々は、ゲート電極37、コンタクト電極38a,38b、サイドウォールスペーサ41a,41b,41c及び第2絶縁膜34を不純物導入用マスクとして使用し、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41cと、コンタクト電極38aの側壁のサイドウォールスペーサ41aとの間の半導体部33、並びに、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41cと、コンタクト電極38bのサイドウォールスペーサ41bとの間の半導体部33に、それぞれバッファ絶縁膜42を通して、n型を呈する不純物として例えば燐イオン(P)を注入し、その後、不純物を活性化させる熱処理を施すことによって形成することができる。
 この燐イオン(P)の注入は、例えば、ドーズ量が8×1015/cm程度、加速エネルギが10keV程度の条件で行う。n型を呈する不純物としては、砒素イオン(As)を用いてもよい。
 この工程において、バッファ絶縁膜42を通して半導体部33に燐イオン(P)を注入しているので、イオン注入による半導体部33のダメージを抑制することができる。
 また、この工程において、n型の半導体領域43aは、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41c及びコンタクト電極38aの側壁のサイドウォールスペーサ41aに整合して形成される。また、n型の半導体領域43bは、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41c及びコンタクト電極38bの側壁のサイドウォールスペーサ41bに整合して形成される。
 また、この工程において、n型の半導体領域39a、n型の半導体領域40a及びn型の半導体領域43aを含む主電極領域44aが形成されると共に、n型の半導体領域39b、n型の半導体領域40b及びn型の半導体領域43bを含む主電極領域44bが形成される。
 また、この工程において、一対の主電極領域44aと44bとの間の半導体部3にチャネル形成部45が形成される。
 また、この工程において、ゲート絶縁膜36、ゲート電極37、一対の主電極領域44a,44b及びチャネル形成部45などを有する電界効果トランジスタQfが半導体部33に形成される。
 また、この工程の熱処理においても、自然酸化膜33X(図51D及び図51E参照)が流動化して粒状の酸化物33Y(図54A及び図54B参照)に変化する現象を生じさせることができる。
 次に、図67(図63のa63-a63切断線と同一の位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、ゲート電極37、コンタクト電極38a及び38bを覆うようにしてバッファ絶縁膜42上の全面に第3絶縁膜46を形成する。第3絶縁膜46は、ゲート電極37、コンタクト電極38a及び38bの各々の頭部37a、38a及び38b上を含むバッファ絶縁膜42上の全面に、絶縁膜として例えば酸化シリコン膜を形成した後、この酸化シリコン膜の表面をCMP法などで平坦化することによって形成することができる。
 この工程において、第1絶縁膜32、第2絶縁膜34、バッファ絶縁膜42及び第3絶縁膜46を含み、かつ半導体部33及び電界効果トランジスタQfを包含する絶縁層47が形成される。
 次に、図68(図63のa63-a63切断線と同一の位置での縦断面構造を示す模式的縦断面図)に示すように、絶縁層47の表面(第3絶縁膜46の表面)からコンタクト電極38a及び38bの各々の頭部38a及び38bに個別に到達する掘り込み部48a及び48bと、絶縁層47の表面(第3絶縁膜46の表面)からゲート電極37の頭部37aに到達する掘り込み部48cと、を形成する。
 そして、その後、図68に示すように、掘り込み部48a、48b及び48cの各々に、コンタクト電極49a、49b及び49cの各々を別々に形成する。
 掘り込み部48a、48b及び48cの各々は、周知のフォトリソグラフィ技術及び異方性ドライエッチング技術を用いて絶縁層14をエッチングすることによって形成することができる。
 コンタクト電極49a、49b及び49cの各々は、掘り込み部48a、48b及び48cの各々の内部を含む絶縁層47上の全面に例えば高融点金属膜としてタングステン膜を成膜し、その後、このタングステン膜が掘り込み部48a、48b及び48cの各々の内部にそれぞれ個別に残存するように絶縁層47上のタングステン膜を選択的に除去することによって形成することができる。
 この工程において、コンタクト電極49aは、コンタクト電極38aと電気的及び機械的に接続され、かつこのコンタクト電極38aを介して電界効果トランジスタQfの一方の主電極領域44aと電気的に接続される。また、コンタクト電極49bは、コンタクト電極38bと電気的及び機械的に接続され、かつこのコンタクト電極38bを介して電界効果トランジスタQfの他方の主電極領域44bと電気的に接続される。そして、コンタクト電極49cは、電界効果トランジスタQfのゲート電極37と電気的及び機械的に接続される。
 次に、コンタクト電極49a、49b及び49cと別々に電気的及び機械的に接続される配線50a、50b及び50cを絶縁層47上の配線層に形成することにより、図40から図43に示す状態となる。
 なお、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41cと、コンタクト電極38aの側壁のサイドウォールスペーサ41aとの間の半導体部33の上面部33a、並びに、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41cと、コンタクト電極38bの側壁のサイドウォールスペーサ41bとの間の半導体部33の上面部33aに、ゲート絶縁膜36が残存する場合には、バッファ絶縁膜42は省略してもよい。この場合、絶縁層47は、バッファ絶縁膜42を含まない構成となる。
 また、この第6実施形態の製造方法では、自然酸化膜33Xから粒状の酸化物33Yへの変化を促進するため多結晶シリコン膜37Xにフッ素イオン(F)を注入しているが、自然酸化膜33Xが熱処理によって流動化する程度の不純物の導入が担保される場合には、フッ素イオン(F)の注入は省略してもよい。
 また、この第6実施形態の製造方法では、n型の半導体領域40a及び40bの不純物を活性化させるための熱処理と、n型の半導体領域43a及び43bの不純物を活性化させるための熱処理とを別工程で実施しているが、n型の半導体領域40a及び40bの不純物を活性化させるための熱処理を、n型の半導体領域43a及び43bの不純物を活性化させるための熱処理と同一工程で実施してもよい。
 ≪第6実施形態の主な効果≫
 この第6実施形態に係る半導体装置1Fは、上述したように、平面視でゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の半導体部33と重畳して設けられたコンタクト電極38a及び38bを備えている。そして、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側において、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c、33c及び33cの各々に接続されている。同様に、コンタクト電極38bも、半導体部33の長手方向(Y方向)の他端部側において、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c、33c及び33cの各々に接続されている。
 したがって、この第6実施形態の半導体装置1Fによれば、上述の第1実施形態と同様に、電界効果トランジスタQfの相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることができる。
 また、電界効果トランジスタQfの微細化に伴い半導体部33の短手方向(XY方向)の幅Wやコンタクト電極38a及び38bの各々の幅Wa,Wb(径,太さの幅)が小さくなっても、半導体部33とコンタクト電極38a,38bとのコンタクト抵抗の増大を抑制できるため、電界効果トランジスタQfの微細化を図りつつ、相互コンダクタンス(gm)の低下を抑制することができる。
 また、コンタクト電極38a及び38bの各々の幅Wa及びWbを半導体部33の幅Wよりも幅広とすることができ、コンタクト電極38a,38bにコンタクト電極49a,49bを接続する難易度を低くすることができるため、微細化により半導体部33の幅Wが狭くなっても、半導体部33とコンタクト電極49a及び49bとの電気的な接続を容易に行うことができる。これにより、半導体部33が微細化されても、マスク合わせずれに起因する半導体部33と上層の配線50a,50bとの接続不良を抑制することができ、半導体装置1Fの製造歩留まりの向上を図ることができる。
 また、この第6実施形態に係る半導体装置1Fは、コンタクト電極38a及び38bがゲート電極37と同一層で形成されているので、コンタクト電極38a及び38bをゲート電極37とは異なる層で形成する場合と比較して、低コストでコンタクト電極38a及び38bを設けることができる。したがって、この第6実施形態の半導体装置1Fによれば、低コスト化及び電界効果トランジスタQfの相互コンダクタス(gm)の向上を図ることができる。
 また、コンタクト電極38a及び38bがゲート電極37と同一層で形成されているので、平面視で半導体部33と重畳するコンタクト電極38a及び38bの各々の部分(頭部38a,頭部38b)の厚さTh及びThと、平面視で半導体部33と重畳するゲート電極37の部分(頭部37a)の厚さThとを概ね同一とすることができる。
 これにより、コンタクト電極38a及び38b上での絶縁層47の厚さとゲート電極37上での絶縁層47の厚さとが概ね同一となるので、コンタクト電極38a及び38b並びにゲート電極37に対応して掘り込み部を絶縁層47に形成するときのオーバーエッチング時間を縮小することができ、オーバーエッチングに起因する掘り込み部48a,48b,48cの幅(径,太さ)のバラツキを抑制することができる。
 また、この第6実施形態に係る半導体装置1Fの製造方法では、半導体部33に形成された自然酸化膜33Xを熱処理によって流動化し、粒状(球体状)の酸化物33Yに変換させるため、半導体部33とコンタクト電極38a及び38bとのコンタクト特性をより上げることができる。
 また、この第6実施形態に係る半導体装置1Fの製造方法では、長手方向(Y方向)の両端部側を除いてゲート絶縁膜36が形成された半導体部33を多結晶シリコン膜37Xで覆い、その後、この多結晶シリコン膜33Xをパターンニングしてゲート電極37及びコンタクト電極38a,38bを形成するため、コンタクト電極38a,38bと半導体部33との間のゲート電極37側にゲート絶縁膜36が残存する状態とすることができる。
 ≪第6実施形態の変形例≫
 上述の第6実施形態では、コンタクト電極38a及び38bを半導体部33の側面部に接続する側面接続形態として、コンタクト電極38a及び38bが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33c(又は33c)に接続された側面接続形態について説明した。しかしながら、本技術は、上述の第6実施形態の側面接続形態に限定されるものではない。
 即ち、側面接続形態として、コンタクト電極38a及び38bの各々は、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33c(又は33c)の少なくとも何れか1つに接続されていればよい。
 また、コンタクト電極38a及び38bの各々は、半導体部33の短手方向(X方向)の2つの側面部33c及び33cの少なくとも何れか一方に接続されていればよい。
 また、コンタクト電極38a及び38bの各々は、半導体部33の短手方向の2つの側面部の少なくとも何れか一方に接続されていればよい。
 <第1変形例>
 例えば、側面接続形態として、図69、図70A及び図70Bに示すように、コンタクト電極38a及び38bが、半導体部33の短手方向(X方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの何れか一方に接続されていると共に、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する側面部33c(又は側面部33c)に接続された構成としてもよい。この場合、コンタクト電極38a及び38bは、半導体部33の上面部33aに接続されていると共に、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33c(又は33c)のうちの2つの側面部に接続されている。
 図69、図70A及び図70Bでは、一例として、半導体部33の短手方向に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33cにコンタクト電極38a及び38bが接続された構成を例示しているが、他方の側面部33cにコンタクト電極38a及び38bが接続された構成としてもよいことは勿論である。
 この第6実施形態の第1変形例に係る半導体装置1Fにおいても、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の効果が得られる。
 また、図69には図示していないが、この第6実施形態の第1変形例において、上述の第3実施形態と同様に図28及び図29に示す貫通コンタクト電極24が、平面視で半導体部33の短手方向(X方向)の2つの側面部33c,33c(第3実施形態では側面部3c,3c)のうちの他方の側面部33cの外側にコンタクト電極38aと隣り合って設けられた場合、コンタクト電極38a(第3実施形態ではコンタクト電極17a)が、半導体部33の短手方向に位置する2つの側面部33c,33cのうち、半導体部33の貫通コンタクト電極24側の他方の側面部33cとは反対側の一方の側面部33cに選択的に接続されていることにより、上述の第6実施形態と比較して、コンタクト電極38aと貫通電極24との間の間隔(距離)Lxが広くなるので、上述の第3実施形態と同様に、コンタクト電極38aと貫通コンタクト電極24との間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。
 なお、上述の第3実施形態と同様に、図28及び図29に示す貫通コンタクト電極24が、平面視で半導体部33の短手方向(X方向)の外側に、コンタクト電極38b(第3実施形態では17b)と隣り合って設けられた場合にも、半導体部33の短手方向(X方向)の両側に位置する2つの側面部3c及び3cのうち、半導体部33の貫通コンタクト電極24側の他方の側面部3cとは反対側の一方の側面部33cに選択的に接続することにより、コンタクト電極38bと貫通コンタクト電極24との間の絶縁膜を誘電体膜とする寄生容量を低減することができる。
 なお、図69では、上述の第6実施形態の図40と同様に、説明の便宜上、サイドウォールスペーサ41a,41b,41cよりも上層の図示を省略している。
 <第2変形例>
 また、側面接続形態として、図71及び図72に示すように、コンタクト電極38a及び38bが、半導体部33の短手方向(X方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの何れか一方に接続され、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する側面部には接続されない構成としてもよい。この場合、コンタクト電極38a及び38bは、半導体部33の上面部33aに接続されていると共に、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33c(又は33c)のうちの1つの側面部に接続されている。
 なお、図71では、上述の第6実施形態の図40と同様に、説明の便宜上、サイドウォールスペーサ41a,41b,41cよりも上層の図示を省略している。
 この第6実施形態の第2変形例に係る半導体装置1Fにおいても、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の効果が得られる。
 また、この第6実施形態の第2変形例においても、上述の第2実施形態の図26に示す配置と同様に、2つの半導体部33を各々の長手方向(Y方向)が同一となる向きで所定の間隔を空けてY方向に直列に配置した場合、2つの半導体部33の間の間隔Ly(図26参照)を狭くすることができるため、電界効果トランジスタQfをより緻密に配置することができる。
 なお、図71及び図72では、コンタクト電極38aは、頭部38aの側面部が平面視で半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側の側面部33cと面一となっているが、コンタクト電極38aが半導体部33の側面部33cと接続されない側面接続形態とする場合は、上述の第2実施形態と同様に、コンタクト電極38aが半導体部33の側面部33cよりもゲート電極37側に位置する構成とすることが好ましい。また、同様に、コンタクト電極38bが半導体部33の側面部33cと接続されない側面接続形態とする場合は、コンタクト電極38bが半導体部33の側面部33cよりもゲート電極37側に位置する構成とすることが好ましい。
 <第3変形例>
 上述の第6実施形態では、図41及び図43に示すように、コンタクト電極38a及び38bの各々が半導体部33の上面部3a及び3つ側面部3c,3c,33c(又は33c)に接続された構成について説明したが、図73に示すように、コンタクト電極38aが半導体部33の下面部33bにも接続された構成としてもよい。
 即ち、この第3変形例のコンタクト電極38aは、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cの各々に接続されていると共に、半導体部33の下面部33bにも接続されている。
 この第6実施形態の第3変形例に係る半導体装置1Fによれば、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと比較して、半導体部33(一方の主電極領域44a)とコンタクト電極38aとのコンタクト面積が増加し、半導体部33(一方の主電極領域11a)とコンタクト電極38aとのコンタクト抵抗をより一層低減することができる。
 また、図73では、一例として半導体部33の短手方向(X方向)において下面部33bの中央部がコンタクト電極38aで選択的に覆われていない構成を例示しているが、上述の第2実施形態の図27に示す変形例のように、コンタクト電極38aが半導体部33の短手方向に沿って半導体部33の下面部33bを連続的に覆う構成としてもよい。
 なお、図73では、一例としてコンタクト電極38aを例示しているが、コンタクト電極38bにおいても、コンタクト電極38aと同様の構成とすることが好ましい。
 〔第7実施形態〕
 図74及び図75に示すように、本技術の第7実施形態に係る半導体装置1Gは、基本的に上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
 即ち、図41、図42及び図43に示すように、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fでは、配線50aがコンタクト電極49aを介してコンタクト電極38aと電気的に接続され、配線50bがコンタクト電極49bを介してコンタクト電極38bと電気的に接続されている。また、配線50cがコンタクト電極49cを介してゲート電極37と電気的に接続されている。即ち、配線50a,50b,50cと、コンタクト電極38a,38b,ゲート電極37との間には、それぞれ2つの接続部が存在する。
 これに対し、この第7実施形態に係る半導体装置1Gでは、配線50aがコンタクト電極38aと直に接続され、配線50bがコンタクト電極38bと直に接続されている。また、配線50cがゲート電極37と直に接続されている。即ち、この第7実施形態では、配線50a,50b,50cと、コンタクト電極38a,38b,ゲート電極37との間には、それぞれ1つの接続部が存在する。
 そして、第7実施形態に係る半導体装置1Gは、上述の第6実施形態と同様に、コンタクト電極38a及び38bの各々がゲート電極37と同一層で形成されていることから、平面視で半導体部33と重畳するコンタクト電極38a及び38bの各々の部分(頭部38a,頭部38b)の厚さTh及びThと、平面視で半導体部33と重畳するゲート電極37の部分(頭部37a)の厚さThと、を概ね同一とすることができるため、配線50a、50b及び50cと、コンタクト電極38a、コンタクト電極38b及びゲート電極37とを、それぞれ直に接続することができる。
 これにより、配線50aと半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側(一方の主電極領域44a)とを電気的に接続する導電路、配線50bと半導体部33の長手方向の他端部側(他方の主電極領域44b)とを電気的に接続する導電路、及び、配線50cとゲート電極37とを電気的に接続する導電路の各々の抵抗(配線抵抗)を低くすることができる。したがって、この第7実施形態に係る半導体装置1Gによれば、電界効果トランジスタQfの動作速度の高速化を図ることができる。
 なお、この第7実施形態に係る半導体装置1Gにおいても、コンタクト電極38a,38bが半導体部33の側面部に接続される接続形態として、上述の第6実施形態の第1変形例から第3変形例を適用することができる。
 なお、図74では、上述の第6実施形態の図40と同様に、説明の便宜上、サイドウォールスペーサ41a,41b,41cよりも上層の図示を省略している。
 〔第8実施形態〕
 図76に示すように、本技術の第8実施形態に係る半導体装置1Hは、基本的に上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
 即ち、図76に示すように、この第8実施形態に係る半導体装置1Hは、2つの半導体部33(33A,33A)を各々の長手方向(Y方向)が同一方向となる向きでX方向に所定の間隔を空けて並列に配置している。即ち、2つの半導体部33(33A,3A)は、一方の半導体部33(3A)の短手方向(X方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの他方の側面部3cと、他方の半導体部33(33A)の短手方向(X方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33cとが、X方向において互いに隣り合って並列に配置されている。そして、2つの半導体部33(33A,33A)の各々に電界効果トランジスタQfが設けられている。
 また、2つの半導体部33(33A,33A)の各々の長手方向の一端部側において、コンタクト電極38aが2つの半導体部33(33A,33A)に亘って延伸している。そして、コンタクト電極38aは、2つの半導体部33(33A,33A)の各々の上面部33aに接続されていると共に、2つの半導体部33(33A,33A)の各々の3つの側面部33c、33c及び33cに接続されている。即ち、この第8実施形態では、1つのコンタクト電極38aを2つの半導体部33(33A,33A)で共用している。
 この第8実施形態に係る半導体装置1Hにおいても、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の効果が得られる。
 また、コンタクト電極38aは、ゲート電極37と同一層で形成されているので、電極形成材としての多結晶シリコン膜37Xをパターニングするときのマスクの形状を変更するだけで、2つの半導体部33(33A,33A)で共有するコンタクト電極38aを容易に形成することができる。
 なお、図76では、一例として1つコンタクト電極38aを2つの半導体部33(33A,33A)で共有した場合を例示しているが、1つのコンタクト電極38bを2つの半導体部33(33A,33A)で共有することもできる。
 また、この第8実施形態においても、コンタクト電極38aが2つの半導体部33(33A,33A)の各々の側面部に接続される接続形態として、上述の第6実施形態の第1変形例から第3変形例を適用することができる。
 なお、図76では、上述の第6実施形態の図40と同様に、説明の便宜上、サイドウォールスペーサ41a,41b,41cよりも上層の図示を省略している。
 ≪第8実施形態の変形例≫
 図77に示すように、2つの半導体部の長手方向の各々の一端側を連結した構成としてもよい。この変形例においても、コンタクト電極38aは、ゲート電極37と同一層で形成されているので、電極形成材としての多結晶シリコン膜37Xをパターニングするときのマスクの形状を変更するだけで、2つの半導体部33(33A,33A)で共有するコンタクト電極38aを容易に形成することができる。
 この第8実施形態の変形例に係る半導体装置1Hにおいても、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の効果が得られる。
 なお、図77では、上述の第6実施形態の図40と同様に、説明の便宜上、サイドウォールスペーサ41a,41b,41cよりも上層の図示を省略している。
 〔第9実施形態〕
 この第9実施形態では、半導体装置に含まれる光検出装置として、裏面照射型のCMOSイメージセンサと呼称される固体撮像装置に本技術を適用した一例について、図78を用いて説明する。
 図78に示すように、本技術の第9実施形態に係る固体撮像装置1Iは、基本的に上述の第5実施形態に係る固体撮像装置1Eと同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
 即ち、図78に示すように、この第9実施形態に係る固体撮像装置1Iは、上述の第5実施形態の図39に示す電界効果トランジスタQa、コンタクト電極17a及び17bに替えて、電界効果トランジスタQf、コンタクト電極38a及び38bを備えている。その他の構成は、上述の第5実施形態と概ね同様である。以下、上述の第5実施形態の図36から図38を参照しながら図76を用いて説明する。
 この第9実施形態において、上述の第5実施形態の図38に示す光電変換部124、転送トランジスタTR及び電荷保持領域FDの各々は、詳細に図示していないが、図78に示す半導体層130に設けられている。
 一方、図38に示す画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の各々は、図78に示す電界効果トランジスタQfで構成されている。そして、図78では、一例として、電界効果トランジスタQfで構成された増幅トランジスタAMPを例示している。
 ≪第9実施形態の主な効果≫
 この第9実施形態に係る固体撮像装置1Iは、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の各々が半導体部33に設けられた電界効果トランジスタQfで構成されている。そして、半導体部33の長手方向(Y方向)の両端部側に半導体部33と重畳してコンタクト電極38a及び38bが設けられている。コンタクト電極38aは、上述の第6実施形態と同様に、半導体部33の上面部33aに接続されていると共に、半導体部33の側面部として3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。また、コンタクト電極38bにおいても、上述の第6実施形態と同様に、半導体部33の上面部33aに接続されていると共に、半導体部33の側面部として3つの側面部3c,3c,3cの各々に接続されている。
 したがって、この第9実施形態に係る固体撮像装置1Iによれば、上述の第6実施形態と同様に、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の各々の相互コンダクタンス(gm)の向上を図ることができる。
 また、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の微細化に伴い半導体部33の短手方向(Y方向)の幅Wやコンタクト電極38a及び38bの各々の幅Wa,Wb(径,太さの幅)が小さくなっても、半導体部33とコンタクト電極38a,38bとのコンタクト抵抗の増大を抑制できるため、画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の微細化を図りつつ、相互コンダクタンス(gm)の低下を抑制することができる。
 ここで、増幅トランジスタAMPは、スイッチング素子として機能する画素トランジスタ(SEL,RST,FDG)と比較して、1/fノイズやRTSノイズなどのノイズ耐性の劣化の抑制が重要である。したがって、画素回路115に含まれる増幅トランジスタAMPが設けられる半導体部33とコンタクト電極38a,38bとの接続に本技術を適用した場合の有効性が特に高い。
 なお、上述の第9実施形態では、半導体部33にコンタクト電極38a,38bを接続する接続形態として、上述の第6実施形態の接続形態を適用した場合について説明したが、上述の第6実施形態の第1変形例から第3変形例の接続形態を適用できることは勿論である。
 また、画素回路115に含まれる画素トランジスタ(AMP,SEL,RST,FDG)の少なくとも何れか1つを、半導体部33に設けられた電界効果トランジスタQfで構成してもよい。
 〔第10実施形態〕
 図79から図82に示すように、本技術の第10実施形態に係る半導体装置1Jは、基本的に上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の構成になっており、以下の構成が異なっている。
 即ち、図79から図82に示すように、本技術の第10実施形態に係る半導体装置1Jは、上述の第6実施形態の図41に示す絶縁層47に替えて絶縁層47Jを備えている。
 具体的には、上述の第6実施形態の絶縁層47は、第1絶縁膜(ベース絶縁膜)32、第2絶縁膜(包囲絶縁膜)34及び第3絶縁膜(被覆絶縁膜)46を含む多層構造になっている。
 これに対し、図79から図82に示すように、この第10実施形態の絶縁層47Jは、第2絶縁膜34(図41参照)を除いて第1絶縁膜32及び第3絶縁膜46を含む多層構造になっている。そして、半導体部33及び電界効果トランジスタQfは、第3絶縁膜46で覆われている。
 また、本技術の第10実施形態に係る半導体装置1Jでは、サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの形状が、上述の第6実施形態の図40から図43に示すサイドウォールスペーサ41a、41b及び41cと比較して異なっている。
 具体的には、図79から図82に示すように、この第10実施形態のサイドウォールスペーサ41a、41b及び41cは、半導体部33の厚さ方向(Z方向)に沿う高さが、半導体部33上と、半導体部33の外側とで異なっており、半導体部33上での高さよりも半導体部33の外側での高さの方が高くなっている。
 また、本技術の第10実施形態に係る半導体装置1Jでは、n型の半導体領域43a及び43bが、半導体部33の上面部33a側から下面部33bに到達する深さで構成されている。その他の構成は、概ね上述の第6実施形態と同様である。
 なお、この第10実施形態では、上述の第6実施形態との関係から第6実施形態での呼称を継続して第3絶縁膜46と呼称するが、この呼称に限定されるのではなく、第2絶縁膜46と呼称してもよく、また、単に絶縁膜46と呼称してもよい。
 また、図87、図89、図91及び図92では、多結晶シリコン膜37Xに、コンタクト電極形成領域37Xa及び37Xbと、ゲート電極形成領域37Xcと、を図示している。これらのコンタクト電極形成領域37Xa,37Xb及びゲート電極形成領域37Xcは、後述する製造方法において、この多結晶シリコン膜37Xをパターンニングすることにより、コンタクト電極38a,38b及びゲート電極37となる。
 ≪半導体装置の製造方法≫
 次に、この第10実施形態に係る半導体装置1Jの製造方法について、図83から図102を用いて説明する。
 この第10実施形態においても、上述の第6実施形態と同様に、半導体装置の製造方法に含まれる電界効果トランジスタQfの形成、並びにコンタクト電極38a及び38bの形成に特化して説明する。
 まず、図83及び図84((a),(b),(c))に示すように、第1絶縁膜32上に島状の半導体部33を形成する。島状の半導体部33は、上述の第6実施形態と同様の方法で形成する。即ち、半導体部33は、例えば、上面部33a、下面部(底面部)33b及び4つの側面部33c,33c,33c,33cを有する直方体形状で形成する。半導体部33は、第1絶縁膜32に支持されている。
 次に、上述の第6実施形態と同様に、半導体部33にゲート絶縁膜36を形成し、その後、ゲート絶縁膜36をパターンニングして、図85((a),(b),(c))に示すように、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側(側面部33c側)及び他端部側(側面部33c側)のゲート絶縁膜36を選択的に除去し、上述の第6実施形態と同様に、半導体部33の長手方向の一端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cを選択的に露出すると共に、半導体部33の長手方向の他端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cを選択的に露出する。ゲート絶縁膜36のパターンニングは、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術等を用いて行うことができる。
 次に、図86及び図87((a),(b),(c))に示すように、第1絶縁膜32上の全面に、電極形成材として、例えば抵抗値を低減する不純物が導入されていない多結晶シリコン膜(ノンドープドポリシリコン膜)37Xを形成する。多結晶シリコン膜37Xは、第1絶縁膜32上に半導体部33を覆うようにして例えばCVD法により成膜する。
 ここで、上述の第6実施形態の図51D及び図51Eを参照して説明すれば、この第10実施形態においても、半導体部33のゲート絶縁膜36を選択的に除去した後の工程間の移動などにより、半導体部33のゲート絶縁膜除去領域(上面部33a、側面部33cから33c)に極薄の自然酸化膜33Xが形成される。したがって、この第10実施形態においても、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側のゲート絶縁膜除去領域において、半導体部33の長手方向の一端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cと、多結晶シリコン膜37Xとの界面部に例えば膜厚が2nm程度の極薄の自然酸化膜33Xが残存する。
 また、半導体部33の長手方向(Y方向)の他端部側のゲート絶縁膜除去領域においても、半導体部33の長手方向の他端部側の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33cと多結晶シリコン膜37Xとの界面部に自然酸化膜33Xが残存する。
 これらの自然酸化膜33Xは、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c,33c,33c(又は33c)に亘って面状(膜状)に広がっている。
 次に、上述の第6実施形態と同様にして、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域上に不純物導入用マスクとしてのマスクRM1を選択的に形成し、その後、マスクRM1を不純物導入用マスクとして使用し、図88及び図89((a),(b))に示すように、マスクRM1の外側の多結晶シリコン膜37Xに不純物として例えばフッ素イオン(F)を注入する。このフッ素イオンの注入は、上述の第6実施形態と同様の条件で行う。
 この工程において、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37XcはマスクRM1で覆われており、ゲート電極形成領域37Xcへのフッ素イオン(F)の注入はマスクRM1によって阻止される。一方、多結晶シリコン膜37Xのコンタクト電極形成領域37Xa及び37XbはマスクRM1で覆われておらず、コンタクト電極形成領域37Xa及び37Xbにフッ素イオン(F)が注入(導入)される。
 次に、マスクRM1を除去した後、多結晶シリコン膜37Xに注入されたフッ素イオン(F)を活性化させる熱処理を施す。
 この工程において、上述の第6実施形態の図51D、図51E、図54A及び図54Bを参照して説明すれば、上述の第10実施形態と同様に、多結晶シリコン膜37X中にフッ素イオン(F)が拡散すると共に、図51D及び図51Eに示す自然酸化膜33X中にもフッ素イオン(F)が拡散する。そして、フッ素イオン(F)を含む自然酸化膜33Xは、熱処理によって流動化し、図54A及び図54Bに示すように、半導体部33(上面部33a及び側面部33c,33c,33c,33c)と多結晶シリコン膜37Xとの界面部で粒状(球形状)の酸化物33Yに変化する。
 次に、図90、図91((a),(b))に示すように、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37Xcに開口部Ap1を有する不純物導入用マスクとしてのマスクRM2を多結晶シリコン膜37X上に形成する。そして、マスクRM2を不純物導入用マスクとして使用し、図91((a),(b))に示すように、マスクRM2の開口部Ap1を通して多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37Xcに、n型を呈する不純物として例えば燐イオン(P)を選択的に注入する。この燐イオン(P)の注入は、上述の第6実施形態と同様の条件で行う。n型を呈する不純物としては、砒素イオン(As)を用いてもよい。
 この工程において、多結晶シリコン膜37Xのコンタクト電極形成領域37Xa及び37Xbは、マスクRM2で覆われており、このコンタクト電極形成領域37Xa及び37Xbへの燐イオン(P)の導入はマスクRM2によって阻止される。一方、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37Xcには、燐イオン(P)が選択的に注入(導入)される。
 次に、マスクRM2を除去した後、図92及び図93((a),(b))に示すように、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37Xcを選択的に覆う不純物導入用マスクとしてのマスクRM3を形成する。そして、図92及び図93((a),(b))に示すように、マスクRM3を不純物導入用マスクとして使用し、マスクRM3の外側の多結晶シリコン膜37Xに、n型を呈する不純物として例えば燐イオンを注入する。
 この燐イオン(P)の注入は、多結晶珪素膜37Xのコンタクト電極形成領域の抵抗値を低減するためのものであると共に、半導体部33の長手方向(Y方向)の両端部側に、後述するn型の半導体領域39a及び39bを形成するためのものである。この燐イオン(P)の注入は、上述の第6実施形態と同様の条件で行う。n型を呈する不純物としては、砒素イオン(As)を用いてもよい。
 この工程において、多結晶シリコン膜37Xのコンタクト電極形成領域37Xa及び37XbはマスクRM3で覆われておらず、コンタクト電極形成領域37Xa及び37Xbに燐イオン(P)が注入(導入)される。一方、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37XcはマスクRM3で覆われており、ゲート電極形成領域37Xcへの燐イオン(P)の注入(導入)はマスクRM3によって阻止される。
 次に、多結晶シリコン膜37Xをパターンニングして、図94及び図95((a),(b),(c))に示すように、多結晶シリコン膜37Xのゲート電極形成領域37Xcからなるゲート電極37を形成すると共に、多結晶シリコン膜37Xのコンタクト電極形成領域37Xaからなるコンタクト電極38aと、多結晶シリコン膜37Xのコンタクト電極形成領域37Xbからなるコンタクト電極38bと、を形成する。即ち、コンタクト電極38a及び38bは、ゲート電極37と同一層(同一工程及び同一材料)で形成される。この多結晶シリコン膜37Xのパターンニングは、周知のフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術等を用いて行うことができる。
 この工程において、ゲート電極37は、ゲート絶縁膜36を介在して半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c,33cの各々と向かい合って形成される。具体的には、ゲート電極37は、半導体部33の上面部33a側にゲート絶縁膜36を介在して設けられた頭部(第1部分)37aと、この頭部37aと一体化され、かつ半導体部33の短手方向(X方向)において互いに反対側に位置する2つの側面部3c及び3cの各々の外側にゲート絶縁膜36を介在して設けられた2つの脚部(第2部分)37b及び37bと、を含む。頭部37aは、半導体部33よりも上方に突出する。2つの脚部37b及び37bの各々は、半導体部33を挟むようにして半導体部33の外側にそれぞれ別々に設けられる。
 また、この工程において、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの一方の側面部33c側において、平面視で半導体部33と重畳して形成される。そして、コンタクト電極38aは、半導体部33よりも上方に突出した頭部38aと、この頭部38aと一体化され、かつ半導体部33の長手方向の一端部側(側面部33c側)を囲むようにして設けられた脚部38aと、を有する。そして、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向の一端部側(側面部33c側)において、頭部38aが半導体部33の上面部33aと接続され、脚部38aが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに接続される。
 また、この工程において、コンタクト電極38bは、半導体部33の長手方向(Y方向)に位置する2つの側面部33c及び33cのうちの他方の側面部33c側において、平面視で半導体部33と重畳して形成される。そして、コンタクト電極38bは、半導体部33よりも上方に突出した頭部38bと、この頭部38bと一体化され、かつ半導体部33の長手方向の他端部側(側面部33c側)設けられた脚部38bと、を有する。そして、コンタクト電極38bは、半導体部33の長手方向の他端部側(側面部33c側)において、頭部38bが半導体部33の上面部33aと接続され、脚部38bが半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに接続される。
 また、この工程において、コンタクト電極38aのゲート電極37側と半導体部33との間に、ゲート絶縁膜36が半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c及び33cに亘って選択的に残存(介在)すると共に、コンタクト電極38bのゲート電極37側と半導体部33との間にも、ゲート絶縁膜36が半導体部33の上面部33a及び2つの側面部33c及び33cに亘って選択的に残存(介在)する。
 そして、この第10実施形態では、上述の第6実施形態とは異なり、ゲート電極37と、コンタクト電極38a及び38bと、の間の半導体部33においてもゲート絶縁膜36が残存する。即ち、この第10実施形態では、多結晶シリコン膜37Xをパターンニングしてゲート電極37及び2つのコンタクト電極38a,38bを形成した後も、2つのコンタクト電極38aとコンタクト電極38bとに亘って半導体部33の上面部33a、及び2つの側面部33c及び33cがゲート絶縁膜36で覆われる。
 なお、この工程において、ゲート電極37とコンタクト電極38aとの間の半導体部33におけるゲート絶縁膜36、並びに、ゲート電極37とコンタクト電極38bとの間の半導体部33は、ゲート絶縁膜36の膜厚が薄い場合には、多結晶シリコン膜33Xのパターンニング時のオーバーエッチングによって選択的に除去されることもある。
 次に、マスクRM3を除去した後、熱処理を施し、ゲート電極37に注入された不純物(燐イオン(P))を活性化させてゲート電極37を導電化(ゲート電極37の抵抗値を低減)すると共に、コンタクト電極38a及び38bの各々に注入された不純物(燐イオン(P))を活性化させてコンタクト電極38a及び38bを導電化(コンタクト電極38a及び38bの各々の抵抗値を低減)する。
 この工程において、コンタクト電極38a及び38bの各々の不純物(燐イオン(P))が半導体部33の長手方向(Y方向)の両端部に拡散し(染み出し)、図96に示すように、半導体部33の長手方向(Y方向)の一方の端部側(側面部33c側)にn型の半導体領域39aが形成されると共に、他方の端部側(側面部33c側)にn型の半導体領域39bが形成される。
 n型の半導体領域39aは、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに沿って上面部33aから下面部33bに亘って三次元的(立体的)に形成される。また、n型の半導体領域39bも、半導体部33の3つの側面部33c、33c及び33cに沿って上面部33aから下面部33bに亘って三次元的(立体的)形成される。n型の半導体領域39a及び39bの各々は、半導体部33の上面部33a側から下面部33b側の第1絶縁膜32に到達する深さで半導体部33に形成される。
 この工程の熱処理においても、自然酸化膜33X(図51D及び図51E参照)が流動化して粒状の酸化物33Y(図54A及び図54B参照)に変化する現象を生じさせることができる。
 次に、図97に示すように、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、n型の半導体領域39a及び39bよりも不純物濃度が低い一対のn型の半導体領域40a及び40bを形成する。この一対のn型の半導体領域40a及び40bの各々は、エクステンション領域として機能する。
 この一対のn型の半導体領域40a及び40bの各々は、ゲート電極37及びコンタクト電極38a,38bを不純物導入用マスクとして使用し、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、n型を呈する不純物として例えば砒素イオン(As)を注入し、その後、不純物を活性化させる熱処理を施すことによって形成することができる。この砒素イオン(As)の注入は、上述の第6実施形態とは異なり、例えば、ドーズ量が1×1014/cm程度、加速エネルギが80~150keV程度の条件で行う。n型を呈する不純物としては、燐イオン(P)を用いてもよい。
 この工程において、一対のn型の半導体領域40a及び40bの各々は、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、ゲート電極37の頭部37aに整合して形成される。
 また、一対のn型の半導体領域40a及び40bのうち、一方の半導体領域40aは、n型の半導体領域39aと接して半導体部33に形成され、他方の半導体領域40bは、n型の半導体領域39bと接して半導体部33に形成される。
 また、n型の半導体領域40a及び40bの各々は、半導体部33の上面部33a側から下面部33b側の第1絶縁膜32に到達する深さで半導体部33に形成される。
 また、この工程の熱処理においても、自然酸化膜33X(図51D及び図51E参照)が流動化して粒状の酸化物33Y(図54A及び図54B参照)に変化する現象を生じさせることができる。
 次に、図98及び図99に示すように、ゲート電極37の側壁にサイドウォールスペーサ41cを形成すると共に、コンタクト電極38a及び38bの各々の側壁にサイドウォールスペーサ41a及び41bを形成する。
 サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、コンタクト電極38a及び38b、並びにゲート電極37を覆うようにして第1絶縁膜32上の全面に、酸化シリコン膜に対して選択性を有する絶縁膜として例えば窒化シリコン膜をCVD法で成膜し、その後、この窒化シリコン膜に例えばRIEなどの異方性ドライエッチングを施すことによって形成することができる。
 サイドウォールスペーサ41aは、コンタクト電極38aを囲むようにして形成され、コンタクト電極38aに整合して形成される。サイドウォールスペーサ41bは、コンタクト電極38bを囲むようにして形成され、コンタクト電極38bに整合して形成される。サイドウォールスペーサ41cは、ゲート電極37を囲むようにして形成され、ゲート電極37に整合して形成される。
 サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、第1絶縁膜32上及び半導体部33上において、半導体部33を横切るようにして形成される。サイドウォールスペーサ41aは、半導体部33上ではコンタクト電極38aの頭部38aと隣り合って形成され、半導体部33の外側ではコンタクト電極38aの頭部38a及び脚部38aと隣り合って形成される。サイドウォールスペーサ41bは、半導体部33上ではコンタクト電極38bの頭部38bと隣り合って形成され、半導体部33の外側ではコンタクト電極38bの頭部38b及び脚部38bと隣り合って形成される。サイドウォールスペーサ41cは、半導体部33上ではゲート電極37の頭部37aと隣り合って形成され、半導体部33の外側ではゲート電極37の頭部37a及び脚部37b,37bと隣り合って形成される。即ち、サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々は、平面視で半導体部33と重畳する部分と、半導体部33と重畳しない部分とで半導体部33の厚さ方向(Z方向)に沿う長さが異なっており、半導体部33と重畳しない部分の長さの方が半導体部33と重畳する部分の長さよりも長い。
 次に、図100に示すように、バッファ絶縁膜42を形成する。バッファ絶縁膜42は、ゲート電極37の頭部37a、2つのコンタクト電極38a及び38bの各々の頭部38a及び38b、サイドウォールスペーサ41a、41b及び41cの各々を覆うと共に、ゲート電極37の頭部37aと、コンタクト電極38a及び38bと、の間の半導体部33上を覆うように形成する。このバッファ絶縁膜42は、後述するn型の半導体領域43a,43bの形成工程において、不純物をイオン注入するときのバッファ膜として使用される。バッファ絶縁膜42としては、例えば酸化シリコン膜を用いることができる。
 次に、図101に示すように、ゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の各々の半導体部33に、n型の半導体領域39a及び39bよりも不純物濃度が高い一対のn型の半導体領域43a及び43bを形成する。
 この一対のn型の半導体領域43a及び43bの各々は、ゲート電極37、コンタクト電極38a,38b及びサイドウォールスペーサ41a,41b,41cを不純物導入用マスクとして使用し、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41cと、コンタクト電極38aの側壁のサイドウォールスペーサ41aとの間の半導体部33、並びに、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41cと、コンタクト電極38bのサイドウォールスペーサ41bとの間の半導体部33に、それぞれバッファ絶縁膜42を通して、n型を呈する不純物として例えば燐イオン(P)を注入し、その後、不純物を活性化させる熱処理を施すことによって形成することができる。
 この燐イオン(P)の注入は、上述の第6実施形態とは異なる条件で行う。例えば、この燐イオン(P)の注入は、ドーズ量が8×1015/cm程度、加速エネルギが10keV程度の条件で行う。n型を呈する不純物としては、砒素イオン(As)を用いてもよい。
 この工程において、バッファ絶縁膜42を通して半導体部33に燐イオン(P)を注入しているので、イオン注入による半導体部33のダメージを抑制することができる。
 また、この工程において、n型の半導体領域43aは、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41c及びコンタクト電極38aの側壁のサイドウォールスペーサ41aに整合して形成される。また、n型の半導体領域43bは、ゲート電極37の側壁のサイドウォールスペーサ41c及びコンタクト電極38bの側壁のサイドウォールスペーサ41bに整合して形成される。
 また、この工程において、n型の半導体領域43a及び43bは、上述の第6実施形態とは異なり、半導体部33の上面側から下面側に亘って延伸し、第1絶縁膜32に到達する深さで形成される。
 また、この工程において、n型の半導体領域39a、n型の半導体領域40a及びn型の半導体領域43aを含む主電極領域44aが形成されると共に、n型の半導体領域39b、n型の半導体領域40b及びn型の半導体領域43bを含む主電極領域44bが形成される。
 また、この工程において、一対の主電極領域44aと44bとの間の半導体部33にチャネル形成部45が形成される。
 また、この工程において、ゲート絶縁膜36、ゲート電極37、一対の主電極領域44a,44b及びチャネル形成部45などを有する電界効果トランジスタQfが半導体部33に形成される。
 また、この工程の熱処理においても、自然酸化膜33X(図51D及び図51E参照)が流動化して粒状の酸化物33Y(図54A及び図54B参照)に変化する現象を生じさせることができる。
 次に、図102に示すように、半導体部33、ゲート電極37、コンタクト電極38a及び38bを覆うようにしてバッファ絶縁膜42上の全面に第3絶縁膜46(第2絶縁膜46,絶縁膜46)を形成する。第3絶縁膜46は、ゲート電極37、コンタクト電極38a及び38bの各々の頭部37a、38a及び38b上を含むバッファ絶縁膜42上の全面に、絶縁膜として例えば酸化シリコン膜を形成した後、この酸化シリコン膜の表面をCMP法などで平坦化することによって形成することができる。
 この工程において、第1絶縁膜32、バッファ絶縁膜42及び第3絶縁膜46を含み、かつ半導体部33及び電界効果トランジスタQfを包含する絶縁層47Jが形成される。
 次に、上述の第6実施形態と同様の工程を施して、掘り込み部48a,48b,48c、コンタクト電極49a,49b,49c、及び配線50a,50b,50cを形成することにより、図79から図82に示す状態となる。
 なお、この第10実施形態のように、ゲート電極37とコンタクト電極38a,38bとの間の半導体部33にゲート絶縁膜36が残存する場合は、バッファ絶縁膜42を省略してもよい。この場合、絶縁層47Jは、バッファ絶縁膜42を含まない構成となる。
 また、この第10実施形態の製造方法では、自然酸化膜33Xから粒状の酸化物33Yへの変化を促進するためのフッ素イオン(F)を多結晶シリコン膜37Xに注入しているが、自然酸化膜33Xが熱処理によって流動化する程度の不純物の導入が担保される場合には、このフッ素イオン(F)の注入は省略してもよい。
 また、この第10実施形態の製造方法では、n型の半導体領域40a及び40bの不純物を活性化させるための熱処理と、n型の半導体領域43a及び43bの不純物を活性化させるための熱処理とを別工程で実施しているが、n型の半導体領域40a及び40bの不純物を活性化させるための熱処理を、n型の半導体領域43a及び43bの不純物を活性化させるための熱処理と同一工程で実施してもよい。
 ≪第10実施形態の主な効果≫
 この第10実施形態に係る半導体装置1Jは、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様に、平面視でゲート電極37のゲート長方向(Y方向)の両側の半導体部33と重畳して設けられたコンタクト電極38a及び38bを備えている。そして、コンタクト電極38aは、半導体部33の長手方向(Y方向)の一端部側において、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c、33c及び33cの各々に接続されている。同様に、コンタクト電極38bも、半導体部33の長手方向(Y方向)の他端部側において、半導体部33の上面部33a及び3つの側面部33c、33c及び33cの各々に接続されている。
 したがって、この第10実施形態に係る半導体装置1Jにおいても、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fと同様の効果が得られる。
 また、この第10実施形態に係る半導体装置1Jの製造方法では、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fの製造方法とは異なり、第2絶縁膜34の形成工程や、この第2絶縁膜34に掘り込み部35c,35c、35a,35bを形成するための形成工程を省略している。したがって、この第10実施形態に係る半導体装置1Jの製造方法によれば、上述の第6実施形態に係る半導体装置1Fの製造方法と比較して製造工程数を少なくすることができ、電界効果トランジスタQfの相互コンダクタンス(gm)の向上を低コストで図ることができる。
 また、第2絶縁膜34に掘り込み部35c,35c、35a,35bを形成するときのエッチングによって半導体部33が受けるプロセス上のダメージを排除できるため、電界効果トランジスタQfの特性ばらつきを抑制することができ、より信頼性の高い電界効果トランジスタQfを製造することができる。
 また、この第10実施形態に係る半導体装置1Jの製造方法によれば、上述の第6実施形態と同様に、ゲート電極37、コンタクト電極38a、及びコンタクト電極38bの各々の頭部37a,38a,38bが概ね同じ高さになるので、絶縁膜46に掘り込み部48a,48b,48cの各々をドライエッチングで形成する際に、オーバーエッチング量を低減することができるため、各々の掘り込み部の開口幅を小さくすることができると共に、ばらつきを少なくすることができる。これにより、コンタクト抵抗、配線抵抗及び配線容量のばらつきを抑制することができ、ロバスト性のよい半導体装置1Jを提供することができる。
 なお、この第10実施形態に係る電界効果トランジスタQf及びコンタクト電極38a及び38bを上述の第9実施形態に係る固体撮像装置1Iに適用することができる。この場合においても、上述の第9実施形態に係る固体撮像装置1Iと同様の効果が得られる。
 また、この第10実施形態に係る半導体装置1Jにおもいても、上述の第7実施形態に係る半導体装置1Gと同様に、コンタクト電極49a、49b及び49cを省略し、コンタクト電極38a及び38b、並びにゲート電極37の各々に、配線50a、50b及び50cの各々を直に接続してもよい。
 〔第11実施形態〕
 ≪電子機器への応用例≫
 本技術(本開示に係る技術)は、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラ等の撮像装置、撮像機能を備えた携帯電話機、又は、撮像機能を備えた他の機器といった各種の電子機器に適用することができる。
 図103は、本技術の第10実施形態に係る電子機器(例えば、カメラ)の概略構成を示す図である。
 図103に示すように、電子機器200は、固体撮像装置201と、光学レンズ202と、シャッタ装置203と、駆動回路204と、信号処理回路205とを備えている。この電子機器200は、固体撮像装置201として、本技術の第5実施形態に係る固体撮像装置1E又は第9実施形態に係る固体撮像装置1Iを電子機器(例えばカメラ)に用いた場合の実施形態を示す。
 光学レンズ202は、被写体からの像光(入射光206)を固体撮像装置201の撮像面上に結像させる。これにより、固体撮像装置201内に一定期間にわたって信号電荷が蓄積される。シャッタ装置203は、固体撮像装置201への光照射期間及び遮光期間を制御する。駆動回路204は、固体撮像装置201の転送動作及びシャッタ装置203のシャッタ動作を制御する駆動信号を供給する。駆動回路204から供給される駆動信号(タイミング信号)により、固体撮像装置201の信号転送を行なう。信号処理回路205は、固体撮像装置201から出力される信号(画素信号(画像信号)に各種信号処理を行う。信号処理が行われた映像信号は、メモリ等の記憶媒体に記憶され、或いはモニタに出力される。
 このような構成により、第11実施形態の電子機器200では、固体撮像装置201において、画素トランジスタの相互コンダクタスが向上しているため、画質の向上を図ることができる。
 なお、上述の実施形態の固体撮像装置を適用できる電子機器200としては、カメラに限られるものではなく、他の電子機器にも適用することができる。例えば、携帯電話機やタブレット端末等のモバイル機器向けカメラモジュール等の撮像装置に適用してもよい。
 また、本技術は、上述したイメージセンサとしての固体撮像装置の他、ToF(Time of Flight)センサと呼称され、距離を測定する測定する測距センサなども含む光検出装置全般に適用することができる。測距センサは、物体に向かって照射光を発光し、その照射光が物体の表面で反射されて返ってくる反射光を検出し、照射光が発光されてから反射光が受光されるまでの飛行時間に基づいて物体までの距離を算出するセンサである。この測距センサの素子分離領域の構造として、上述した素子分離領域の構造を採用することができる。
 〔その他の実施形態〕
 上述の実施形態では、Y方向に延伸する直方体形状の半導体部に電界効果トランジスタが設けられた場合について説明した。しかしながら、本技術は直方体形状の半導体部に限定されない。
 例えば、平面形状がL字形状で構成された半導体部の隅角部にチャネル形成部及びゲート電極が設けられた電界効果トランジスタを有する半導体装置にも本技術を適用することができる。
 また、上述の第1実施形態から第10実施形態では、コンタクト電極が接続される半導体部として、第1絶縁膜2,32上に設けられた島状の半導体部3,33について説明した。しかしながら、本技術は、絶縁膜2,22上に設けられた島状の半導体部3,33に限定されない。
 例えば、半導体からなるベース部と一体化して突出する島状の半導体部にコンタクト電極が接続される場合においても本技術を適用することができる。
 なお、本技術は、以下のような構成としてもよい。
(1)
 上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
 前記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
 前記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
 平面視で前記ゲート電極の外側の前記半導体部と重畳して前記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、
 を備え、
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記上面部及び側面部に接続されている、半導体装置。
(2)
 前記ゲート電極は、前記半導体部の第1方向において前記上面部及び前記側面部に亘って設けられ、
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向と交差する第2方向での端部よりも前記ゲート電極側に位置している、上記(1)に記載の半導体装置。
(3)
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向において互いに反対側に位置する2つの前記側面部の少なくとも何れか一方に接続されている、上記(2)に記載の半導体装置。
(4)
 前記半導体部は、前記上面部とは反対側の下面部を更に有し、
 前記コンタクト電極は、前記下面部にも接続されている、上記(1)から(3)の何れかに記載の半導体装置。
(5)
 前記電界効果トランジスタは、前記ゲート電極の側壁に設けられたサイドウォールスペーサを更に有し、
 前記半導体部の前記第1方向において、前記コンタクト電極の幅は、前記ゲート電極と、前記ゲート電極の両側の前記サイドウォールスペーとを含む幅よりも狭い、上記(2)から(4)の何れかに記載の半導体装置。
(6)
 前記絶縁層を貫通し、かつ前記半導体部の前記第1方向の外側に前記コンタクト電極と隣り合って設けられた貫通コンタクト電極を更に備え、
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記貫通コンタクト電極側とは反対側の前記側面部に接続されている、上記(1)から(7)の何れかに記載の半導体装置。
(7)
 前記電界効果トランジスタは、前記ゲート電極のゲート長方向の両側の前記半導体部に設けられた一対の主電極領域を更に有し、
 前記コンタクト電極は、前記一対の主電極領域の何れか一方の主電極領域と電気的に接続されている、上記(1)から(6)の何れかに記載の半導体装置。
(8)
 光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された信号電荷を画素信号に変換する画素回路と、を更に備え、
 前記画素回路に含まれる複数の画素トランジスタのうちの少なくとも1つが前記電界効果トランジスタで構成されている、上記(1)から(7)の何れかに記載の半導体装置。
(9)
 平面視で前記半導体部と重畳して配置され、かつ前記光電変換部が設けられた半導体層を更に備えている、上記(8)に記載の半導体装置。
(10)
 上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
 前記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
 前記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
 平面視で前記ゲート電極の外側の前記半導体部と重畳して前記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、を備え、
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記上面部及び側面部に接続され、かつ前記ゲート電極と同一層で形成されている、半導体装置。
(11)
 前記半導体部は、単結晶で構成され、
 前記コンタクト電極は、多結晶の半導体材料で構成されている、上記(10)に記載の半導体装置。
(12)
 前記半導体部と前記コンタクト電極との間に複数の絶縁物が点在している、上記(10)又は(11)に記載の半導体装置。
(13)
 前記コンタクト電極の前記ゲート電極側と前記半導体部との間に、前記上面部及び側面部に亘って前記ゲート絶縁膜が選択的に設けられている、上記(10)から(12)の何れかに記載の半導体装置。
(14)
 前記ゲート電極及び前記コンタクト電極は、平面視で前記半導体部と重畳する部分の厚さが同一である、上記(10)から(13)の何れかに記載の半導体装置。
(15)
 前記ゲート電極は、前記半導体部の第1方向において前記上面部及び前記側面部に亘って設けられ、
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向と交差する第2方向での端部よりも前記ゲート電極側に位置している、上記(10)から(14)の何れかに記載の半導体装置。
(16)
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向において互いに反対側に位置する2つの前記側面部の少なくとも何れか一方に接続されている、上記(15)に記載の半導体装置。
(17)
 前記半導体部は、前記上面部とは反対側の下面部を更に有し、
 前記コンタクト電極は、前記下面部にも接続されている、上記(1)から(16)の何れかに記載の半導体装置。
(18)
 前記コンタクト電極を第1コンタクト電極とし、
 前記平面視で前記第1コンタクト電極と重畳して前記第1コンタクト電極に接続された第2コンタクト電極を更に備えている、上記(10)から(17)の何れかに記載の半導体装置。
(19)
 前記コンタクト電極には、前記絶縁層の前記半導体部側とは反対側に設けられた配線が接続されている、上記(10)から(18)の何れかに記載の半導体装置。
(20)
 半導体装置と、
 被写体からの像光を前記半導体装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、
 前記半導体装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路と、
 を備え、
 前記半導体装置は、
 上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
 前記半導体部の前記上面部及び前記側面部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
 前記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
 平面視で前記ゲート電極の外側の前記半導体部と重畳して前記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、
 を備え、
 前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記上面部及び側面部に接続されている、電子機器。
 本技術の範囲は、図示され記載された例示的な実施形態に限定されるものではなく、本技術が目的とするものと均等な効果をもたらす全ての実施形態をも含む。さらに、本技術の範囲は、請求項により画される発明の特徴の組み合わせに限定されるものではなく、全ての開示されたそれぞれの特徴のうち特定の特徴のあらゆる所望する組み合わせによって画されうる。
 1A,1B,1C,1D,1F,1F,1F,1F,1G,1H,1J 半導体装置
 1E,1I 固体撮像装置
 2 第1絶縁膜(ベース絶縁膜)
 3 半導体部(第1半導体層)
 3a 上面部
 3b 下面部
 3c,3c,3c,3c 側面部
 4 第2絶縁膜(包囲絶縁膜)
 5a,5b 掘り込み部(ゲート電極用掘り込み部)
 6 ゲート絶縁膜
 7 ゲート電極
 7a 頭部(第1部分)
 7b,7b,7b 脚部(第2部分)
 7X ゲート材
 8 エクステンション領域
 9 サイドウォールスペーサ
 10 コンタクト領域
 11a,11b 主電極領域
 12 チャネル形成部
 13 第3絶縁膜(被覆絶縁膜)
 14 絶縁層(包含絶縁層)
 15a,15b,15c 掘り込み部
 16a,16b,16c バリアメタル膜
 17a,17b,17c コンタクト電極
 22 層
 23 掘り込み部
 24 貫通コンタクト電極
 32 第1絶縁膜(ベース絶縁膜)
 33 半導体部(第1半導体層)
 33a 上面部
 33b 下面部
 33c,3c,3c,3c 側面部
 33X 自然酸化膜
 33Y 酸化物
 34 第2絶縁膜(包囲絶縁膜)
 35a,35b,35c,35c 掘り込み部
 36 ゲート絶縁膜
 37 ゲート電極
 37a 頭部(第1部分)
 37b,37b 脚部(第2部分)
 38a,38b コンタクト電極(第1コンタクト電極)
 38a,38b 頭部(第1部分)
 38a,38b 脚部(第2部分)
 39a,39b n型の半導体領域
 40a,40b n型の半導体領域(エクステンション領域)
 41a,41b,41c サイドウォールスペーサ
 42 バッファ絶縁膜
 43a,43b n型の半導体領域
 44a,44b 主電極領域
 45 チャネル形成部
 46 第3絶縁膜(被覆絶縁膜)
 47,47J…絶縁層(包含絶縁層)
 48a,48b,48c 掘り込み部
 49a,49b,49c コンタクト電極(第2コンタクト電極)
 50a,50b,50c 配線
 102 半導体チップ
 102A 画素アレイ部
 102B 周辺部
 103 画素
 104 垂直駆動回路
 105 カラム信号処理回路
 106 水平駆動回路
 107 出力回路
 108 制御回路
 110 画素駆動線
 111 垂直信号線
 113 ロジック回路
 114 ボンディングパッド
 115 画素回路
 124 光電変換部
 130 半導体層(第2半導体層)
 131 絶縁層
 141 平坦化層
 142 カラーフィルタ層
 143 レンズ層
 200 電子機器
 201 固体撮像装置
 202 光学レンズ
 203 シャッタ装置
 204 駆動回路
 205 信号処理回路
 206 入射光

Claims (20)

  1.  上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
     前記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
     前記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
     平面視で前記ゲート電極の外側の前記半導体部と重畳して前記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、
     を備え、
     前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記上面部及び側面部に接続されている、半導体装置。
  2.  前記ゲート電極は、前記半導体部の第1方向において前記上面部及び前記側面部に亘って設けられ、
     前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向と交差する第2方向での端部よりも前記ゲート電極側に位置している、請求項1に記載の半導体装置。
  3.  前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向において互いに反対側に位置する2つの前記側面部の少なくとも何れか一方に接続されている、請求項2に記載の半導体装置。
  4.  前記半導体部は、前記上面部とは反対側の下面部を更に有し、
     前記コンタクト電極は、前記下面部にも接続されている、請求項1に記載の半導体装置。
  5.  前記電界効果トランジスタは、前記ゲート電極の側壁に設けられたサイドウォールスペーサを更に有し、
     前記半導体部の前記第1方向において、前記コンタクト電極の幅は、前記ゲート電極と、前記ゲート電極の両側の前記サイドウォールスペーサとを含む幅よりも狭い、請求項2に記載の半導体装置。
  6.  前記絶縁層を貫通し、かつ前記半導体部の前記第1方向の外側に前記コンタクト電極と隣り合って設けられた貫通コンタクト電極を更に備え、
     前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記貫通コンタクト電極側とは反対側の前記側面部に接続されている、請求項1に記載の半導体装置。
  7.  前記電界効果トランジスタは、前記ゲート電極のゲート長方向の両側の前記半導体部に設けられた一対の主電極領域を更に有し、
     前記コンタクト電極は、前記一対の主電極領域の何れか一方の主電極領域と電気的に接続されている、請求項1に記載の半導体装置。
  8.  光電変換部と、前記光電変換部で光電変換された信号電荷を画素信号に変換する画素回路と、を更に備え、
     前記画素回路に含まれる複数の画素トランジスタのうちの少なくとも1つが前記電界効果トランジスタで構成されている、請求項1に記載の半導体装置。
  9.  平面視で前記半導体部と重畳して配置され、かつ前記光電変換部が設けられた半導体層を更に備えている、請求項8に記載の半導体装置。
  10.  上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
     前記半導体部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
     前記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
     平面視で前記ゲート電極の外側の前記半導体部と重畳して前記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、を備え、
     前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記上面部及び側面部に接続され、かつ前記ゲート電極と同一層で形成されている、半導体装置。
  11.  前記半導体部は、単結晶で構成され、
     前記コンタクト電極は、多結晶の半導体材料で構成されている、請求項10に記載の半導体装置。
  12.  前記半導体部と前記コンタクト電極との間に複数の絶縁物が点在している、請求項10に記載の半導体装置。
  13.  前記コンタクト電極の前記ゲート電極側と前記半導体部との間に、前記上面部及び側面部に亘って前記ゲート絶縁膜が選択的に設けられている、請求項10に記載の半導体装置。
  14.  前記ゲート電極及び前記コンタクト電極は、平面視で前記半導体部と重畳する部分の厚さが同一である、請求項10に記載の半導体装置。
  15.  前記ゲート電極は、前記半導体部の第1方向において前記上面部及び前記側面部に亘って設けられ、
     前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向と交差する第2方向での端部よりも前記ゲート電極側に位置している、請求項10に記載の半導体装置。
  16.  前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記第1方向において互いに反対側に位置する2つの前記側面部の少なくとも何れか一方に接続されている、請求項15に記載の半導体装置。
  17.  前記半導体部は、前記上面部とは反対側の下面部を更に有し、
     前記コンタクト電極は、前記下面部にも接続されている、請求項10に記載の半導体装置。
  18.  前記コンタクト電極を第1コンタクト電極とし、
     前記平面視で前記第1コンタクト電極と重畳して前記第1コンタクト電極に接続された第2コンタクト電極を更に備えている、請求項10に記載の半導体装置。
  19.  前記コンタクト電極には、前記絶縁層の前記半導体層側とは反対側に設けられた配線が接続されている、請求項10に記載の半導体装置。
  20.  半導体装置と、
     被写体からの像光を前記半導体装置の撮像面上に結像させる光学レンズと、
     前記半導体装置から出力される信号に信号処理を行う信号処理回路と、
     を備え、
     前記半導体装置は、
     上面部及び側面部を有する島状の半導体部と、
     前記半導体部の前記上面部及び前記側面部にゲート絶縁膜を介在して設けられたゲート電極を有する電界効果トランジスタと、
     前記電界効果トランジスタを覆う絶縁層と、
     平面視で前記ゲート電極の外側の前記半導体部と重畳して前記絶縁層に設けられたコンタクト電極と、
     を備え、
     前記コンタクト電極は、前記半導体部の前記上面部及び側面部に接続されている、電子機器。
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