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JPH02201965A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

Info

Publication number
JPH02201965A
JPH02201965A JP1020231A JP2023189A JPH02201965A JP H02201965 A JPH02201965 A JP H02201965A JP 1020231 A JP1020231 A JP 1020231A JP 2023189 A JP2023189 A JP 2023189A JP H02201965 A JPH02201965 A JP H02201965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
semiconductor
insulating film
channel region
semiconductor substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP1020231A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2633001B2 (en
Inventor
Hiroshi Inokawa
洋 猪川
Tetsushi Sakai
徹志 酒井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
Priority to JP1020231A priority Critical patent/JP2633001B2/en
Publication of JPH02201965A publication Critical patent/JPH02201965A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2633001B2 publication Critical patent/JP2633001B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/62Fin field-effect transistors [FinFET]
    • H10D30/6211Fin field-effect transistors [FinFET] having fin-shaped semiconductor bodies integral with the bulk semiconductor substrates

Landscapes

  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [1′7i!:業上の利用分野] 本発明は、薄いチャネル領域を有する絶縁ゲート型電界
効果半導体装晋(以下、IG−FETと略記)およびそ
の製造方法に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] [1'7i! TECHNICAL FIELD The present invention relates to an insulated gate field effect semiconductor device (hereinafter abbreviated as IG-FET) having a thin channel region and a method for manufacturing the same.

[従来の技術] 従来のIG−FETの一例として、nチャネル型IG−
FETの場合について以下に説明する。
[Prior art] As an example of a conventional IG-FET, an n-channel type IG-FET is an example of a conventional IG-FET.
The case of FET will be explained below.

pチャネル型IG−FETの場合は、n型半導体とp型
半導体を入れ換え、ホールと電子を入れ換え、電位の上
昇と下降を入れ換えて考えればよい。
In the case of a p-channel type IG-FET, the n-type semiconductor and the p-type semiconductor may be interchanged, the holes and electrons may be interchanged, and the potential rise and fall may be interchanged.

無限に大きな半導体基板上に形成されたIG−FETの
チャネル領域における最大空乏層幅W。1xは、ソース
電極、ドレイン電極、半導体基板のいずれにもバイアス
を掛けない状態では以下の式で表わされる。
The maximum depletion layer width W in the channel region of an IG-FET formed on an infinitely large semiconductor substrate. 1x is expressed by the following equation when no bias is applied to any of the source electrode, drain electrode, and semiconductor substrate.

Lax−(24s ” εo’φt/q N) ”2(
1)ここKsに5は半導体の比誘電率、ε。は真空の話
電率、qは電子の電荷、φ、はフェルミレベルと真性フ
ェルミレベルの差、Nは活性なドーパント密度である。
Lax-(24s ” εo'φt/q N) ”2(
1) Here, 5 in Ks is the relative dielectric constant of the semiconductor, ε. is the vacuum conductivity, q is the electron charge, φ is the difference between the Fermi level and the intrinsic Fermi level, and N is the active dopant density.

近年、IG−FETの相互コンダクタンス(ドレイン電
流をゲート電圧で微分した値)の増大、短チヤネル化等
の目的で、チャネル領域の半導体層の厚さを(1)式の
Wmaxに比べて小さくし、チャネル領域全体を空乏化
する構造がいくつか提案されている。それらの例を第1
2図〜第14図に示す。
In recent years, the thickness of the semiconductor layer in the channel region has been made smaller than Wmax in equation (1) for the purpose of increasing the mutual conductance (the value obtained by differentiating the drain current with the gate voltage) of IG-FETs and shortening the channel. Several structures have been proposed in which the entire channel region is depleted. The first example is
Shown in FIGS. 2 to 14.

第12図(a)および(b)は、5ol(Silico
n 0nInsulator)技術を用いて、厚さDが
最大空乏層幅Wma xより小さい半導体層を、東結晶
シリコンによる半導体基板ll上に配置した酸化シリコ
ンによる絶縁物層12上に形成し、この半導体層中にT
G−FETのソース領域6.チャネル領域3.ドレイン
領域7を作り込んだものである(参考文献= 「電子情
報通信学会技術報告」 (吉見信他、 Vol、SDM
87−154、pp、13−18))。4は酸化シリコ
ンによるゲート酸化膜1.5はポリシリコンによるゲー
ト電極、15はゲート電極引出部である。
Figures 12(a) and (b) show 5ol (Silico
A semiconductor layer having a thickness D smaller than the maximum depletion layer width Wmax is formed on an insulating layer 12 made of silicon oxide disposed on a semiconductor substrate 11 made of Tokyo Crystal Silicon using the Insulator technology. T inside
G-FET source region6. Channel region 3. The drain region 7 is built in (Reference: IEICE Technical Report (Nobu Yoshimi et al., Vol. SDM)
87-154, pp, 13-18)). 4 is a gate oxide film made of silicon oxide; 5 is a gate electrode made of polysilicon; and 15 is a gate electrode extension part.

D?W+maxより小さくした結果、チャネル領域3は
完全に空乏化し、空乏層中の電荷の総量はq −D −
Hに抑えらえれる。この効果によD、チャネル垂直方向
の電界が緩和され、キャリアの移動度が上昇してIG−
FETの相互コンダクタンスが増大する。
D? As a result of making W+max smaller, the channel region 3 is completely depleted, and the total amount of charges in the depletion layer is q −D −
It can be suppressed to H. Due to this effect, the electric field in the vertical direction of the channel is relaxed, carrier mobility increases, and IG-
The transconductance of the FET increases.

また、チャネル表面電位がソース領域6からドレイン領
域7へ向けて上昇しても、空乏層中に電荷の総lが増え
ないため、誘起されるキャリアの減少の程度が、無限に
大きな半導体基板上に形成されたIG−FETの場合に
比して小さい。この効果によD、飽和ドレイン電流か増
加し、したがって、TG−FETの相互コンダクタンス
が増大する。
Furthermore, even if the channel surface potential increases from the source region 6 to the drain region 7, the total charge l in the depletion layer does not increase, so the degree of decrease in induced carriers is infinitely large on the semiconductor substrate. It is smaller than that of an IG-FET formed in This effect increases D, the saturated drain current, and therefore the transconductance of the TG-FET.

また、空乏層中の電荷の総量が一定であるため、空乏層
容量がほぼゼロと2.1−る。この効果によD、サブス
レッショルド係数(ドレイン電流の対数をゲート電圧で
微分した値)が小さくなD、ドレイン電流のオン、オフ
比が大きくなる。
Furthermore, since the total amount of charge in the depletion layer is constant, the depletion layer capacitance is approximately zero. Due to this effect, D has a small subthreshold coefficient (a value obtained by differentiating the logarithm of the drain current with respect to the gate voltage), and the on/off ratio of the drain current becomes large.

以上に加えて、第12図の構造では、Dを小さくした結
果、チャネル領域3が小さくなD、しかもゲート電8i
5の近傍に位置するので、チャネル領域3に対するドレ
イン電界の影響がゲート電8i5により遮蔽される。こ
の効果によD、チャネル長を矩<シた時の閾値電圧の低
下や、サブスレッショルド係数の増大等のいわゆる短チ
ヤネル効果が抑制され、チャネル長の短い高性能なIG
−FETが実現可能となる。
In addition to the above, in the structure of FIG. 12, as a result of reducing D, the channel region 3 has a small D, and the gate voltage
5, the influence of the drain electric field on the channel region 3 is blocked by the gate electrode 8i5. This effect suppresses so-called short channel effects such as a decrease in threshold voltage and an increase in subthreshold coefficient when the channel length is set to less than a square, and enables high-performance IGs with short channel lengths.
-FET becomes possible.

しかし、第12図の構造では、チャネル垂直方向の電界
の総和によりチャネル領域全体の電位が上昇するため、
ソース領域6とチャネル領域3との間のポテンシャル障
壁が低下する。このポテンシャル障壁の低下によD、ド
レイン近傍のインパクトイオン化で生じたホールがソー
ス領域6に流入する時Ksソース領域6から多量の電子
がチャネル領域3に注入され、ドレイン耐圧が低下する
問題が生じる。
However, in the structure shown in FIG. 12, the potential of the entire channel region increases due to the sum of the electric fields in the direction perpendicular to the channel.
The potential barrier between source region 6 and channel region 3 is lowered. Due to this lowering of the potential barrier, D, when holes generated by impact ionization in the vicinity of the drain flow into the source region 6, a large amount of electrons are injected from the source region 6 into the channel region 3, causing the problem of lowering the drain breakdown voltage. .

この問題の他Ks第12図の構造では、SOI技術が一
般に未熟なため、半導体層の結晶品質が悪い問題がある
In addition to this problem, the structure of Ks shown in FIG. 12 has the problem that the crystal quality of the semiconductor layer is poor because SOI technology is generally immature.

第13図は第12図のIG−FETのチャネル領域の下
に下部ゲート電極5′を追加した構造である(関連特許
・関用敏弘、林豊、特公昭62−1.270号、参考文
献・「ソリッド−ステート エレクトロニクス J  
(T、Sekigawa  and  Y、Hayas
hi、5olid−5tateElectronics
 、Vol、27 、 pp、827−p28 、19
84) )。
FIG. 13 shows a structure in which a lower gate electrode 5' is added below the channel region of the IG-FET shown in FIG.・“Solid-state electronics J
(T, Sekigawa and Y, Hayas
hi,5solid-5tateElectronics
, Vol, 27, pp, 827-p28, 19
84) ).

第13図の構造では、チャネル領域3が上部ゲーh T
a電極と下部ゲート電極5′ とで挟まれているためK
s第12図の構造よりさらにドレイン電界の遮蔽効果が
大ぎくなD、よりチャネル長の短い高性能なIG−FE
Tが実現可能である。
In the structure of FIG. 13, the channel region 3 is connected to the upper gate h T
K because it is sandwiched between the a electrode and the lower gate electrode 5'
sThe shielding effect of the drain electric field is even greater than the structure shown in Figure 12D, and the high performance IG-FE has a shorter channel length.
T is realizable.

また、2つのゲート電極5と5′を電気的に接続するこ
とによD、ゲート電極5および5′ とチャネル領域3
との間の静電容重を2倍にし、相互コンダクタンスも2
倍にすることができる。
Further, by electrically connecting the two gate electrodes 5 and 5', D, the gate electrodes 5 and 5' and the channel region 3
The capacitance between the two is doubled, and the mutual conductance is also doubled.
Can be doubled.

さらにまた、同様Ks2つのゲート電極5と5′ とを
電気的に接続することによD、チャネル領域3全体が空
乏化しうるDの上限を第12図の構造の場合の2倍の2
・Wlllllllとすることができる。この結果、半
導体層の薄層化等の製造工程上の困難さを緩和すること
ができる。
Furthermore, by similarly electrically connecting the two gate electrodes 5 and 5', the upper limit of D at which the entire channel region 3 can be depleted is reduced to 2, which is twice that of the structure shown in FIG.
・Wllllllll can be used. As a result, difficulties in manufacturing processes such as thinning of semiconductor layers can be alleviated.

しかし、第13図の構造についても、第12図の構造と
全く同じ問題を有している。すなわち、ドレイン耐圧が
低下する問題と、半導体層の結晶品質が悪い問題を有し
ている。
However, the structure shown in FIG. 13 has exactly the same problem as the structure shown in FIG. 12. That is, there are problems of a decrease in drain breakdown voltage and a problem of poor crystal quality of the semiconductor layer.

第14図は第13図の構造をSol技術を用いずに実現
したものである(参考文献:「第5回応用物理学関係連
合講演会講演予稿集」 (水野智久他。
Figure 14 shows the structure shown in Figure 13 realized without using the Sol technology (Reference: "Collection of Proceedings of the 5th Applied Physics Association Conference" (Tomohisa Mizuno et al.).

Vol、2.p、592,1988))。この場合には
、バルク結晶を加工して半導体層を作ることができるた
め、結晶品質が悪い問題は生じない。
Vol.2. p. 592, 1988)). In this case, since the semiconductor layer can be fabricated by processing the bulk crystal, the problem of poor crystal quality does not occur.

しかもまた、第14図の構造はチャネル領域3が半導体
基板1と接続されているためKsドレイン領域7の近傍
でインパクトイオン化により生じたホールは半導体基板
1へ流出する。このためドレイン耐圧が低下する問題は
起こらない。
Furthermore, in the structure of FIG. 14, since the channel region 3 is connected to the semiconductor substrate 1, holes generated by impact ionization near the Ks drain region 7 flow into the semiconductor substrate 1. Therefore, the problem of lowering the drain breakdown voltage does not occur.

しかし、第14図の構造では、電流が半導体基板1の面
と垂直な方向に流れるためKs通常のIG−FETを用
いた集積回路とは異なった特殊なレイアウトを必要とす
る問題がある。例5えば、複数の素子の間でソース領域
やドレイン領域を共用させて回路の占有面積を低減する
手法が使用できないにのことは設計の手間を増加させる
のみならず、集積回路全体の面積を増大させることにな
る。
However, the structure shown in FIG. 14 has a problem in that since the current flows in a direction perpendicular to the surface of the semiconductor substrate 1, a special layout different from that of an integrated circuit using a normal IG-FET is required. For example, the inability to use a method to reduce the area occupied by a circuit by sharing the source and drain regions between multiple elements not only increases design effort but also reduces the overall area of the integrated circuit. It will increase it.

さらにまた、第14図の構造では、ソース領域6および
6′が広い面積で半導体基板1に接しているため、両者
の間の寄生容量が大きい問題がある。トランスファゲー
ト、エンハンスメント/エンハスメント型ゲート、エン
ハンスメント/デプレッション型ゲート等では、出力ノ
ードにソース領域が接続されるため、基板1との間の寄
生容量の増加は動作速度の低下等の好ましくない結果を
招ぎ、好ましくない。
Furthermore, in the structure of FIG. 14, since the source regions 6 and 6' are in contact with the semiconductor substrate 1 over a wide area, there is a problem in that the parasitic capacitance between them is large. In transfer gates, enhancement/enhancement type gates, enhancement/depression type gates, etc., the source region is connected to the output node, so an increase in parasitic capacitance with the substrate 1 may lead to undesirable results such as a decrease in operating speed. I don't like it.

[発明か解決しようとする課題] そこで、本発明の目的は、上述の点に鑑み、第12図お
よび第13図に示した従来例の構造におけるドレイン耐
圧が低下する問題点と半導体層の結晶品質が悪い問題点
および第14図の従来例の構造における特殊なレイアウ
トを必要とする問題点と寄生容量か大きい問題点を解決
するように適切な構造とした絶縁ゲート型電界効果半導
体装置およびその製造方法を提供することにある。
[Problems to be Solved by the Invention] In view of the above-mentioned points, an object of the present invention is to solve the problem that the drain breakdown voltage decreases in the conventional structure shown in FIGS. 12 and 13 and the crystallization of the semiconductor layer. An insulated gate field effect semiconductor device having an appropriate structure to solve the problem of poor quality, the problem of requiring a special layout in the structure of the conventional example shown in FIG. 14, and the problem of large parasitic capacitance, and its The purpose is to provide a manufacturing method.

[課題を解決するだめの手段] 本発明では、上述の諸問題点を以下のような手段で解決
する。
[Means for Solving the Problems] In the present invention, the above-mentioned problems are solved by the following means.

ドレイン耐圧が低下する問題点は、チャネル領域の一部
が基板半導体と接する構造とすることで、ドレイン近傍
でインパクトイオン化によって生じたホールを基板側へ
流出させることにより解決する。
The problem of reduced drain breakdown voltage can be solved by creating a structure in which a portion of the channel region is in contact with the substrate semiconductor, thereby allowing holes generated by impact ionization near the drain to flow toward the substrate.

半導体層の結晶品質が悪い問題点は、品質の良いバルク
半導体結晶を用いることかできるような素子構造として
、チャネル領域の一部が基板半導体と接する構造とする
ことで解決する。
The problem of poor crystal quality of the semiconductor layer can be solved by creating an element structure in which a part of the channel region is in contact with the substrate semiconductor, in which a bulk semiconductor crystal of good quality can be used.

特殊なレイアウトを必要とする問題点は、電流の流れる
方向(ソース領域およびドレイン領域を結ぶ方向)を基
板面と平行とすることで解決する。この状態はチャネル
領域が、ソース領域およびドレイン領域を結ぶ方向を含
む面で基板と接するような構造とすることで実現できる
The problem that requires a special layout can be solved by making the direction of current flow (the direction that connects the source and drain regions) parallel to the substrate surface. This state can be achieved by creating a structure in which the channel region is in contact with the substrate along a plane including the direction connecting the source region and the drain region.

寄生容量が大きい問題点もチャネル領域が基板と接する
部位を上記のように定めて、両者が接する面積を小さく
することで解決する。
The problem of large parasitic capacitance can also be solved by determining the portion where the channel region contacts the substrate as described above and reducing the area where both contact.

すなわち、本発明半導体装置は、半導体基板と、半導体
基板に接した半導体ソース領域と、半導体基板に接した
半導体ドレイン領域と、半導体基板に接した半導体箱型
チャネル領域と、箱型チャネル領域の表面にゲート絶縁
;摸を介して形成されたゲート電極とを備え、箱型チャ
ネル領域は6つの面で囲まれ、箱型チャネル領域の第1
の面はソース領域に接し、第1の面に対向する箱型チャ
ネル領域の第2の面はドレイン領域に接し、ソース領域
およびドレイン領域を結ぶ方向を含む箱型チャネル領域
の第3の面は半導体基板に接し、第3の面に対向する箱
型チャネル領域の第4の面には、厚さと誘電率の比がゲ
ート絶縁膜のそれより大きい絶縁膜が形成してあD、箱
型チャネル領域の互いに対向する第5および第6面には
、ゲート絶縁膜が形成してあD、第5および第6の面の
間隔で定義される箱型チャネル領域の厚さD チャネル
゛領域を構成する:F−導体の比誘電率KS、真空の誘
電率ε0.電子の単位電荷q、チャネル領域を構成する
半導体のフェルミレベルと真性フェルミレベルとのエネ
ルギー差φ2.チャネル領域を構成する半導体中の活性
なドーパント密度Nに対して、 D < (4−KS・εo’φf/q N)1/2であ
ることを特徴とする。
That is, the semiconductor device of the present invention includes a semiconductor substrate, a semiconductor source region in contact with the semiconductor substrate, a semiconductor drain region in contact with the semiconductor substrate, a semiconductor box-shaped channel region in contact with the semiconductor substrate, and a surface of the box-shaped channel region. gate insulation; a gate electrode formed through the pattern; the box-shaped channel region is surrounded by six sides;
The surface of the box-shaped channel region is in contact with the source region, the second surface of the box-shaped channel region opposite to the first surface is in contact with the drain region, and the third surface of the box-shaped channel region including the direction connecting the source region and the drain region is An insulating film having a ratio of thickness to dielectric constant greater than that of the gate insulating film is formed on the fourth surface of the box-shaped channel region that is in contact with the semiconductor substrate and is opposite to the third surface. A gate insulating film is formed on the mutually opposing fifth and sixth surfaces of the region.D, the thickness of the box-shaped channel region defined by the interval between the fifth and sixth surfaces constitutes the channel region. :F-relative dielectric constant KS of conductor, dielectric constant ε0 of vacuum. Unit charge q of electron, energy difference φ2 between the Fermi level and the intrinsic Fermi level of the semiconductor forming the channel region. It is characterized in that, with respect to the active dopant density N in the semiconductor constituting the channel region, D <(4-KS·εo'φf/q N) 1/2.

本発明製造方法は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成
する工程と、半導体基板および第1の絶縁膜を、半導体
基板面に対して垂直方向に選択的にエツチングして、半
導体基板面に対して平行方向の厚さDが請求項1記賊の
条件を満たし、上面に第1の絶縁膜を有する凸状半導体
領域を形成する工程と、凸状半導体領域以外の半導体基
板の表面部分に第2の絶縁膜を形成する工程と、凸状半
導体領域の側面にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲー
ト絶縁膜の上にゲート電極を選択的に形成する工程と、
ゲート電極に覆われた部分以外の凸状半導体領域にドー
パントを導入してソース領域およびドレイン領域を形成
する工程とを備えたことを特徴とする。
The manufacturing method of the present invention includes a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, selectively etching the semiconductor substrate and the first insulating film in a direction perpendicular to the semiconductor substrate surface, and etching the semiconductor substrate surface. A step of forming a convex semiconductor region having a first insulating film on the upper surface, the thickness D in the direction parallel to the first insulating film satisfying the conditions set forth in claim 1, and a surface portion of the semiconductor substrate other than the convex semiconductor region. forming a second insulating film on the side surface of the convex semiconductor region; forming a gate electrode selectively on the gate insulating film;
The method is characterized by comprising a step of introducing a dopant into the convex semiconductor region other than the portion covered by the gate electrode to form a source region and a drain region.

また、本発明製造方法は、半導体基板を半導体基板に対
して垂直方向に選択的にエツチングして、半導体基板の
表面に対して平行方向の厚さDが請求項1記載の条件を
満たす凸状半導体領域を形成する工程と、凸状半導体領
域の側面以外の凸状半導体領域の上面および半導体基板
の表面に絶縁膜を形成する工程と、凸状半導体領域の側
面にゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜の上
にゲート電極を選択的に形成する工程と、ゲート電極に
覆われた部分以外の凸状半導体領域にドーパントを導入
してソース領域およびドレイン領域を形成する工程とを
備えたことを特徴とする。
Further, the manufacturing method of the present invention selectively etches the semiconductor substrate in a direction perpendicular to the semiconductor substrate to form a convex structure whose thickness D in a direction parallel to the surface of the semiconductor substrate satisfies the conditions set forth in claim 1. A step of forming a semiconductor region, a step of forming an insulating film on the top surface of the convex semiconductor region other than the side surface of the convex semiconductor region and a surface of the semiconductor substrate, and a step of forming a gate insulating film on the side surface of the convex semiconductor region. and a step of selectively forming a gate electrode on the gate insulating film, and a step of introducing a dopant into the convex semiconductor region other than the portion covered by the gate electrode to form a source region and a drain region. It is characterized by:

[作 用] 本発明によれば、ドレイン耐圧低下の問題なしKsチャ
ネル領域全体が空乏化する薄層のIG−FETの利点、
すなわち、相互コンダクタンスの増加。
[Function] According to the present invention, there are advantages of a thin layer IG-FET in which the entire Ks channel region is depleted without the problem of lowering the drain breakdown voltage.
i.e. an increase in transconductance.

サブスレッショルド係数の低減、短チヤネル効果の抑制
等を実現できる。
It is possible to reduce the subthreshold coefficient, suppress the short channel effect, etc.

本発明では、品質の良いバルク半導体結晶を使うことが
できるため、素子特性は良好である。
In the present invention, since a high-quality bulk semiconductor crystal can be used, the device characteristics are good.

本発明では、電流の流れる方向が基板面と平行であるた
め、高密度に素子を配置することが可能である。
In the present invention, since the direction in which current flows is parallel to the substrate surface, it is possible to arrange elements at high density.

加えて、本発明によれば、素子が基板と接している面積
は小さく、寄生容量の増加も少ない。
In addition, according to the present invention, the area where the element is in contact with the substrate is small, and the increase in parasitic capacitance is also small.

[実施例] 以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

以下に示す実施例では、半導体材料としてシリコン(以
下、Siと略記)を用いているが、本発明はSiに限ら
ず、ゲルマニウム(Ge)、砒化ガリウム(GaAs)
 、燐化インジウム(InP)等の他の半導体材料にも
適応し5うることは言うまでもない。実施例で用いてい
る酸化膜、窒化膜等も機能的に同等ならば他の材料でも
構わない。メタルも金属的性質を有する材料一般を指し
ておD、高濃度にドーピングした半導体、シリサイド等
もこの範鴫に入る。さらにまた、以下ではnチャネル型
を中心に扱うか、逆極性のドーパントを用いれば、pチ
ャネル型のTG−FETをも作り得ることも論を待たな
い。また、チャネル領域のドーパントをソース。
In the embodiments shown below, silicon (hereinafter abbreviated as Si) is used as the semiconductor material, but the present invention is not limited to Si, and the present invention can also be applied to germanium (Ge), gallium arsenide (GaAs), etc.
Needless to say, the present invention can also be applied to other semiconductor materials such as indium phosphide (InP). The oxide film, nitride film, etc. used in the embodiments may also be made of other materials as long as they are functionally equivalent. Metal also refers to materials with metallic properties in general, and highly doped semiconductors, silicides, etc. also fall into this category. Furthermore, in the following, we will mainly focus on n-channel type, or it is of course possible to create p-channel TG-FETs by using dopants of opposite polarity. It also sources dopants for the channel region.

ドレインと同極性にすれば、−数的な反転型の動作では
なく、蓄積型の動作も可能であるが、以下では特に区別
して説明は行わない。
If the polarity is the same as that of the drain, it is possible to perform an accumulation type operation instead of a numerical inversion type operation, but this distinction will not be specifically explained below.

実施例1: 第1図(a)〜(e) に本発明の第1実施例を示す。Example 1: A first embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1(a) to (e).

第1図(a)は基板面に垂直な方向から見た平面的なレ
イアウト図、第1図(b)は層間の絶縁膜8を取り除い
た状態で見た側面図、第1図(c)は第1図(b)中の
c−c’線で基板面と平行に切断した断面図、第1図(
d)は第1図(a)中のa−a′線で基板面に垂直に切
断した断面図、第1図(e)は第1図(a)中のb−b
’線で基板面に垂直に切断した断面図である。第1図(
tl)に示した凡例にある活性S1とは、ソース領域、
チャネル領域、ドレイン領域をまとめて指す。ポリS1
とは、高濃度にドーピングされた多結晶SiであD、本
実施例ではゲート電極5とゲート電極引出し部15に用
いられている。コンタクトホールとは、ソース領域6.
ドレイン領域7.ゲート電極引出し部15をそれぞれメ
タル配線層26.27.25に電気的に接続するために
層間の絶縁膜8に開けられた穴である。
FIG. 1(a) is a planar layout diagram viewed from the direction perpendicular to the substrate surface, FIG. 1(b) is a side view with the interlayer insulating film 8 removed, and FIG. 1(c) is a cross-sectional view taken parallel to the substrate surface along line c-c' in FIG. 1(b), and FIG.
d) is a cross-sectional view cut perpendicular to the substrate surface along line a-a' in Fig. 1(a), and Fig. 1(e) is a cross-sectional view taken along line bb-b in Fig. 1(a).
FIG. Figure 1 (
Active S1 in the legend shown in tl) refers to the source region,
Refers to the channel region and drain region together. Poly S1
D is highly doped polycrystalline Si, which is used for the gate electrode 5 and the gate electrode extension portion 15 in this embodiment. The contact hole is the source region 6.
Drain region7. These are holes made in the interlayer insulating film 8 to electrically connect the gate electrode extension portions 15 to the metal wiring layers 26, 27, and 25, respectively.

第1図(a)〜(e)  に示すようKs本実施例のI
G−FETは、単結晶Si基板1に対して垂直に配置し
た高さH1厚さDの薄い板状のSi9の中に形成されて
いる。すなわち、基板1に接し、かつ、この基板1に対
して垂直に配置された薄い板状Si9の両端にソース領
域6およびドレイン領域7を設け、中央部はその側部に
酸化Siによるゲート絶縁@4を形成し、その頂部に厚
さと誘電率の比がゲート絶縁膜4のそれより大きい絶縁
膜14を形成し、そのゲート絶縁膜4および絶縁膜14
を覆ってポリSiによるゲート電極5を設ける(第1図
(C)。
As shown in FIGS. 1(a) to (e), KsI of this embodiment
The G-FET is formed in a thin plate-shaped Si 9 having a height H1 and a thickness D, which is arranged perpendicularly to a single-crystal Si substrate 1. That is, a source region 6 and a drain region 7 are provided at both ends of a thin plate-shaped Si 9 that is in contact with the substrate 1 and arranged perpendicularly to the substrate 1, and a gate insulator made of Si oxide is provided on the sides of the central portion. 4, an insulating film 14 having a ratio of thickness to dielectric constant larger than that of the gate insulating film 4 is formed on top of the insulating film 14, and the gate insulating film 4 and the insulating film 14 are
A gate electrode 5 made of poly-Si is provided covering it (FIG. 1(C)).

(d)参照)6ゲート電極5の電極引出し部I5にはメ
タル配線層25を接続する(第1図(d)参照)。
(d)) A metal wiring layer 25 is connected to the electrode extension portion I5 of the gate electrode 5 (see FIG. 1(d)).

ソース領域6およびドレイン領域7にはメタル配線層2
6および27を、それぞれ、接続する(第1図(c)お
よび(e)参照)。2は素子間分離用のフィールド酸化
膜、例えば酸化S1膜であD、この膜2に形成された開
口を介して上述の薄い板状Si9は基板1と接している
A metal wiring layer 2 is provided in the source region 6 and drain region 7.
6 and 27, respectively (see FIGS. 1(c) and (e)). Reference numeral 2 denotes a field oxide film for isolation between elements, for example an oxide S1 film D, and the thin plate-shaped Si 9 described above is in contact with the substrate 1 through an opening formed in this film 2.

以上の構造によりて、ゲート酸化膜4により限騨された
箱型チャネル領域3は、6つの面で囲まれておD、その
第1の面はソース領域6に接し、第1の面と対向する第
2の面はドレイン領域7と接している。ソース領域6お
よびドレイン領域7を結ぶ方向を含む第3の面は基板1
に接している。このS3の面と対向する第4の面には、
厚さと誘電率の比がゲート酸化膜4のそれより大きい酸
化膜が形成してあD、互いに対向する第5および第6の
面はゲート絶縁膜4が形成しである。その結果、板状S
i上面の閾値電圧は側面の閾値電圧より充分に大きくな
D、形成された素子のサブスレッショルド特性が土面の
チャネル電流の影響を受けて劣化する現象が防止される
With the above structure, the box-shaped channel region 3 defined by the gate oxide film 4 is surrounded by six faces D, the first face of which is in contact with the source region 6, and the first face facing the first face. The second surface thereof is in contact with the drain region 7. The third surface including the direction connecting the source region 6 and the drain region 7 is the substrate 1
is in contact with On the fourth surface facing this S3 surface,
An oxide film having a thickness to dielectric constant ratio greater than that of the gate oxide film 4 is formed, and the gate insulating film 4 is formed on the fifth and sixth surfaces facing each other. As a result, the plate-like S
If the threshold voltage of the top surface is sufficiently larger than the threshold voltage of the side surface, the phenomenon in which the subthreshold characteristics of the formed element deteriorate due to the influence of the channel current on the soil surface is prevented.

上記第5および第6の面の間隔で定義される箱型チャネ
ル領域3の厚さDは、 D<(4・に5・60・φ/q N ) I / 2と
する。ここで、に5はチャネル領域3を構成する半導体
の比導電率、coは真空の誘電率、qは電子の単位電荷
、φ、はチャネル領域3を構成する半導体のフェルミレ
ベルと真性フェルミレベルとのエネルギー差、Nはチャ
ネル領域3を構成する半導体中の活性ドーパント密度で
ある。
The thickness D of the box-shaped channel region 3 defined by the distance between the fifth and sixth surfaces is D<(4.5.60.φ/q N ) I/2. Here, 5 is the specific conductivity of the semiconductor constituting the channel region 3, co is the permittivity of vacuum, q is the unit charge of electron, and φ is the Fermi level and intrinsic Fermi level of the semiconductor constituting the channel region 3. , N is the active dopant density in the semiconductor constituting the channel region 3.

板状Siの厚さDは、板状Si9の両側面から延びる空
乏層が互いに接するのに充分なだけ薄くしである(D〈
2・W、l1ax)ので、チャネル領域3全体が空乏化
している。その結果、チャネル面垂直方向の電界が緩和
してキャリアの移動度が増加する。
The thickness D of the plate-shaped Si is made thin enough so that the depletion layers extending from both sides of the plate-shaped Si 9 are in contact with each other (D<
2.W, l1ax), the entire channel region 3 is depleted. As a result, the electric field in the direction perpendicular to the channel surface is relaxed and carrier mobility increases.

また、空乏層中の電荷の総工が固定されているので、チ
ャネル表面電位・がソース領域6からドレイン領域7へ
向けて上昇しても、誘起されるキャリアの減少の度合が
ノ]−さく、したがって飽和ドレイン電流が増加する。
In addition, since the total amount of charge in the depletion layer is fixed, even if the channel surface potential increases from the source region 6 to the drain region 7, the degree of decrease in induced carriers is limited. , thus increasing the saturated drain current.

同じく、空乏層中の電荷の総ヱが固定されているので、
空乏層容量がほぼゼロとなりサブスレ、シショルド係数
が小さくなる。
Similarly, since the total charge in the depletion layer is fixed,
The depletion layer capacitance becomes almost zero, and the subthread and threshold coefficients become small.

以上のチャネル領域の空乏化の効果によD、本実施例の
IG−FETは、相互コンダクタンスが大きく、かつ、
電流のオン/オフ比も大きくとれ、高性能である。
Due to the above effect of depletion of the channel region, the IG-FET of this example has a large mutual conductance and
It has a large current on/off ratio and has high performance.

さらKsチャネル領域3かデー1−電極5に挟まれてい
るため、ドレイン電界の影σがチャネル領域に及びにく
い。このため短チャ木ル効果が防止され、!!細で高性
能な素子が実現される。
Furthermore, since the Ks channel region 3 is sandwiched between the Ks channel region 3 and the D1-electrode 5, the influence σ of the drain electric field hardly affects the channel region. For this reason, the short tea tree effect is prevented! ! A thin and high-performance element is realized.

また、第1図(d)および(e)の断面図より分かる通
D、本実施例のIG−FETのソース領域6.チャネル
領域3およびドレイン領域7は、それぞれの領域の下部
でSi基板1と接している。これによりドレイン近傍で
インパクトイオン化によって発生したホールは速やかに
Si基板、1に流れるため、活性Si領域が電気的に浮
遊状態にあるsor上のIG−FETの場合Ksこれま
で問題となっていたドレイン耐圧の低下が生しない。
Further, as can be seen from the cross-sectional views of FIGS. 1(d) and 1(e), source region 6 of the IG-FET of this embodiment is shown as D. Channel region 3 and drain region 7 are in contact with Si substrate 1 at the bottom of each region. As a result, holes generated by impact ionization near the drain quickly flow to the Si substrate, 1, so in the case of an IG-FET on a sor in which the active Si region is electrically floating, the drain No drop in pressure resistance occurs.

さらにまた、各領域かSi基板1と接している部分の幅
がD以下と非常に狭いので、対基板間の寄生容量は小さ
く、本実施例のTG−FETは高速で動作することが期
待できる。
Furthermore, since the width of each region in contact with the Si substrate 1 is very narrow, less than D, the parasitic capacitance between the substrate and the substrate is small, and the TG-FET of this example can be expected to operate at high speed. .

さらに加えて、本実施例のIG−FETは、板状Si9
の側面をチャネル面として利用しているので、基板面垂
直方向から見た平面的な寸法は小さくても、実効的なチ
ャネル幅は大きくとれ、集積度の向上を図ることができ
る。しかもまた、電流が流れる方向は基板面に平行であ
D、第1図(a)からも分かるようKs素子の平面レイ
)′ウドは、広くLSIに使われているIG−FETの
ものと基本的に同じでよく、バタン設計上の困難も少な
い。
In addition, the IG-FET of this example has a plate-like Si9
Since the side surface of the channel is used as a channel surface, even if the planar dimension seen from the direction perpendicular to the substrate surface is small, the effective channel width can be increased, and the degree of integration can be improved. Furthermore, the direction in which the current flows is parallel to the substrate surface. The design of the button may be the same, and there are fewer difficulties in designing the button.

及五皿且二 第2図(a) 、 (b)Ks第1図示の素子を複数個
並列に接続した第2実施例の平面レイアウト図およびa
−a’ 線およびb−b’線断面図を、それぞわ、示す
。ここでは、基板1に対して垂直に複数の薄い板状Si
9を配置し、各板状Si9に第1実施例と同様のIG−
FETの各ソース領域6.ドレイン領域7およびゲート
電極5をメタル配線層26.27および25によD、そ
れぞれ、共通に接続する。
Figure 2 (a), (b) Ks A plan layout diagram of the second embodiment in which a plurality of elements shown in Figure 1 are connected in parallel, and a.
-a' line and bb' line sectional views are shown, respectively. Here, a plurality of thin plate-shaped Si
9, and each plate-like Si 9 is provided with an IG-
Each source region of the FET6. Drain region 7 and gate electrode 5 are commonly connected to metal wiring layers 26, 27 and 25, respectively.

本発明のIG−FETでは、実効的なチャネル幅は2・
H→DであD、Dは既述の通り空乏化の条件(O〈2・
Lax)で制限されているので、基板面に垂直な方向か
らみた平面的な素子寸法を大ぎくして実効的チャネル幅
を任意に大きくすることはできない。しノかし、第2図
に示したような構造を採ることによD、チャネル幅の大
きい素子を得ることができる。しかも、本発明のIG−
FETは板状Si9の側面をチャネル面として利用して
いるので、第2図に示したようKs近接した間隔で複数
個の板状Si9を並列接続することによって小さな平面
的な面積の中に極めて大ぎな実効的チャネル幅を有する
素子を実現できる。
In the IG-FET of the present invention, the effective channel width is 2.
H → D, D and D are depletion conditions (O〈2・
Lax), it is not possible to arbitrarily increase the effective channel width by increasing the planar element dimensions as viewed from the direction perpendicular to the substrate surface. However, by adopting the structure shown in FIG. 2, an element with a large channel width can be obtained. Moreover, the IG-
Since the FET uses the side surface of the Si9 plate as a channel surface, by connecting multiple Si9 plates in parallel at intervals close to Ks as shown in Figure 2, a large number of Si9 plates can be formed in a small planar area. A device having a large effective channel width can be realized.

次Ks第3図および第4図を参照17て、本発明製造方
法の一実施例を、実施例1のIG−FETを製造する場
合について説明する。
Next, referring to FIGS. 3 and 4, an embodiment of the manufacturing method of the present invention will be described for manufacturing the IG-FET of Example 1.

本例では、nチャネル型MO5FETを想定しているの
で、出発材料はp型Si単結晶基板である。チャネル面
の結晶学的な面方位は、平面的なレイアウトバタンの向
きを変えることによフても選択できるので、基板単結晶
の面方位も種々の選択が可能である。
In this example, since an n-channel MO5FET is assumed, the starting material is a p-type Si single crystal substrate. Since the crystallographic orientation of the channel plane can be selected by changing the direction of the planar layout pattern, the orientation of the single crystal substrate can also be selected in various ways.

第3図(a) 〜(h)および第4図(a) 〜(h)
は、それぞれ、c−c’ 線およびa−a’線断面を示
し、これら断面図を用いて製造工程を順を追って説明す
る。
Figures 3(a) to (h) and Figures 4(a) to (h)
2A and 2B show cross-sections taken along line cc' and a-a', respectively, and the manufacturing process will be explained step by step using these cross-sectional views.

(1)単結晶Si基板1の表面に厚さ100から500
r+mの酸化膜14を熱酸化により形成し、さらに酸化
膜14の上に窒化膜62をCVD法で厚さ100から2
00nmだけ堆積した。次Ks窒化膜62.酸化膜14
およびSi基板1に対して、単一のレジストパターンを
マスクにして、方向性エツチングを行い、第3図(a)
および第4図(a)に示す凸状あるいは板状Si9の構
造を得た。Si基板の方向性エツチングはRIE等のド
ライエッヂングでもよいが、(110)面のSi基板を
用い、ソース領域およびドレイン領域を結ぶ方向を[1
,1,2] とするならば、水酸化カリウム(KOH)
水溶液等による異方性ウェットエツチングを用いること
もできる。
(1) Thickness 100 to 500 on the surface of single crystal Si substrate 1
An oxide film 14 of r+m is formed by thermal oxidation, and a nitride film 62 is further formed on the oxide film 14 to a thickness of 100 to 2
00 nm was deposited. Next Ks nitride film 62. Oxide film 14
Then, directional etching was performed on the Si substrate 1 using a single resist pattern as a mask, as shown in FIG. 3(a).
Then, a convex or plate-like Si9 structure shown in FIG. 4(a) was obtained. Directional etching of the Si substrate may be done by dry etching such as RIE, but using a (110) plane Si substrate, the direction connecting the source region and drain region is set to [1].
, 1, 2], then potassium hydroxide (KOH)
Anisotropic wet etching using an aqueous solution or the like may also be used.

(2)板状Si9の表面に薄い酸化膜63を形成し、そ
の上に窒化膜64を被覆性良く堆積した。この後に窒化
膜64および酸化膜63に対して方向性エツチングを行
い、第3図(b)および第4図(b)の形状を得た。引
続き、イオン注入によりチャネルカット用のp型ドーパ
ントを基板1の表面に導入した。
(2) A thin oxide film 63 was formed on the surface of the Si plate 9, and a nitride film 64 was deposited thereon with good coverage. Thereafter, directional etching was performed on the nitride film 64 and the oxide film 63 to obtain the shapes shown in FIGS. 3(b) and 4(b). Subsequently, a p-type dopant for channel cutting was introduced into the surface of the substrate 1 by ion implantation.

(3)板状Si9の周りに付いた窒化膜62および64
をマスクにして、基板1の平面部分を厚さ200から6
00nmだけ選択的に熱酸化してフィールド酸化膜2を
形成した。ついで、窒化膜62および64を熱燐酸で除
去した後、板状Si9を覆う薄い酸化@61および63
を除去して、第3図(C)および第4図(c)に示す構
造を得た。
(3) Nitride films 62 and 64 attached around the plate-shaped Si9
Using as a mask, cover the flat part of the substrate 1 with a thickness of 200 to 6
A field oxide film 2 was formed by selective thermal oxidation by 00 nm. Next, after removing the nitride films 62 and 64 with hot phosphoric acid, a thin oxide layer @61 and 63 covering the plate-shaped Si9 is removed.
was removed to obtain the structures shown in FIGS. 3(C) and 4(c).

(4)板状Si9の露出側面に厚ざ3から25nmの薄
いゲート酸化膜4を熱酸化により形成し、その上にCV
D法で高濃度にドーピングした多結晶Stを堆積させて
多結晶Si層5を形成し、第3図(d)および第4図(
d)の構造をiりた。
(4) A thin gate oxide film 4 with a thickness of 3 to 25 nm is formed on the exposed side surface of the Si plate 9 by thermal oxidation, and CV
A polycrystalline Si layer 5 is formed by depositing heavily doped polycrystalline St using the D method, and as shown in FIGS.
I removed the structure of d).

(5)多結晶Si層5を、レジストバタンをマスクに用
いて方向性エツチングして、第3図(e)および第4図
(e)に示すようKsゲート電極5とゲート電極引出し
部15を形成した。このとき、板状Si9の側面に付着
した多結晶Si5を完全に除去するため、下地となる酸
化膜2.14が部分的に露出しても、長時間のオーバエ
ツチングを行っているが、酸化膜2.14は共に充分厚
いため、問題は生じない。その後、斜め方向からのイオ
ン注入や高濃度にドーピングした酸化膜からの同相拡散
等の手法を用いて、板状Si9Ks高濃度にn型にドー
ピングされたソース領域6およびドレイン領域7を形成
した。
(5) The polycrystalline Si layer 5 is directionally etched using a resist batten as a mask to form the Ks gate electrode 5 and the gate electrode extension part 15 as shown in FIG. 3(e) and FIG. 4(e). Formed. At this time, in order to completely remove the polycrystalline Si5 adhering to the side surfaces of the plate-shaped Si9, even if the underlying oxide film 2.14 is partially exposed, over-etching is performed for a long time. Both membranes 2, 14 are sufficiently thick so that no problem arises. Thereafter, a source region 6 and a drain region 7 doped with plate-like Si9Ks in an n-type manner were formed using techniques such as oblique ion implantation and in-phase diffusion from a heavily doped oxide film.

(6)層間の絶縁膜8を堆積し、熱処理による絶縁膜自
身の流動化や、塗布したレジストとの等速エッチバック
等の手法で絶縁膜表面を平坦にして、第3図(f)およ
び第4図(f)の構造を得た。
(6) Depositing the interlayer insulating film 8, and flattening the surface of the insulating film by using techniques such as fluidizing the insulating film itself through heat treatment and constant-speed etch-back with the applied resist, as shown in FIG. 3(f). The structure shown in FIG. 4(f) was obtained.

(7)第3図(g)および第4図(g)に示すようKs
コンタクトホール65.66および67をゲート電極引
出し部15.ソース領域6およびドレイン領域7Ksそ
れぞれ対応して形成した。
(7) Ks as shown in Figure 3 (g) and Figure 4 (g)
The contact holes 65, 66 and 67 are connected to the gate electrode extension portion 15. The source region 6 and the drain region 7Ks were formed corresponding to each other.

(8)これらコンタクトホール55.68および57内
にメタルを堆積し、ついで、レジストパターンをマスク
にしてエツチングを行ってメタル配線層25゜26およ
び27を形成し、第3図(h)および第4図(h) に
示すIG−FETの構造を得た。
(8) Metal is deposited in these contact holes 55, 68 and 57, and then etched using the resist pattern as a mask to form metal wiring layers 25, 26 and 27, as shown in FIGS. The structure of the IG-FET shown in Figure 4 (h) was obtained.

次Ks第3図(c)および第4図(c)に示す構造を得
る他の製造方法を説明する。第5図(a)〜(c)は各
製造工程で得られる構造のa−a’ 線断面を示す。
Next, another manufacturing method for obtaining the structure shown in FIGS. 3(c) and 4(c) will be described. FIGS. 5(a) to 5(c) show cross sections taken along line a-a' of the structure obtained in each manufacturing process.

(1) Si基板を方向性エツチングして第5図(a)
 に示す構造を得る。板状Si9の上面には何も付着し
ていない。
(1) Directional etching of Si substrate as shown in Figure 5(a)
We obtain the structure shown in . Nothing is attached to the upper surface of the plate-like Si9.

(2)表面に酸化膜63を形成し、形成した酸化膜63
の上Ks窒化膜64を被覆性よく堆積させる。その後、
これら酸化膜63、窒化膜64を方向性エツチングし、
第5図(b)に示す構造を得る。板状St上面の窒化膜
は除去されている。
(2) Forming an oxide film 63 on the surface and forming the oxide film 63
A Ks nitride film 64 is deposited on top with good coverage. after that,
These oxide film 63 and nitride film 64 are directionally etched,
The structure shown in FIG. 5(b) is obtained. The nitride film on the top surface of the plate-like St has been removed.

(3)通訳酸化して板状Si上面に厚い酸化膜14を形
成し、ついで、基板の平面部分を選択的に熱酸化してフ
ィールド酸化膜2を形成し、その後、窒化膜6イと酸化
膜δ3を除去して第5図(c)に示す構造を得る。
(3) A thick oxide film 14 is formed on the top surface of the plate-like Si by oxidation, then a field oxide film 2 is formed by selectively thermally oxidizing the planar portion of the substrate, and then a nitride film 6 and an oxide film 14 are formed. The film δ3 is removed to obtain the structure shown in FIG. 5(c).

なお、本発明のIG−FETでは、板状Si9の高さH
以上に深いコンタクトホールにメタルを埋め込まねはな
らないので、メタルの堆積方法としては、埋め込み特性
に優れる減圧CVD法等を用いるのが望ましい。減圧C
VD法による多結晶Siは、埋め込み特性の優れた材料
として知られているので、高濃度にドーピングした低抵
抗の多結晶Siをコンタクトホールに埋めておき、層間
絶縁@8の表面でメタル配線層と接続してもよい。この
ようにして得られる構造のb−b’線断面を第6図に示
す。
In addition, in the IG-FET of the present invention, the height H of the plate-shaped Si9
Since it is not necessary to bury metal into a contact hole that is deeper than the above, it is desirable to use a low pressure CVD method or the like, which has excellent burying characteristics, as a metal deposition method. Decompression C
Polycrystalline Si produced by the VD method is known as a material with excellent embedding properties, so the contact hole is filled with highly doped, low-resistance polycrystalline Si, and a metal wiring layer is formed on the surface of the interlayer insulation@8. You can also connect it with A cross section taken along line bb' of the structure thus obtained is shown in FIG.

あるいはまた、ゲート電極の多結晶Siとソース。Alternatively, the polycrystalline Si of the gate electrode and the source.

ドレインのドーパントの極性が同一である場合、多結晶
Siとメタルを順次堆積して2層同時に配線層としてエ
ツチング加工し、工程を簡略化することもできる。この
ようにして得られる構造のb−b′線断面を第7図に示
す。
When the polarities of the dopants of the drain are the same, the process can be simplified by sequentially depositing polycrystalline Si and metal and etching the two layers simultaneously as a wiring layer. A cross section taken along line bb' of the structure thus obtained is shown in FIG.

実施例3: 第8図(a)〜(e)に本発明の第3実施例を示す。第
8図(a)は基板面に垂直な方向から見た平面的なレイ
アウト図、第8図(b)は層間の絶縁膜8を取り除いた
状態で見た側面図、第8図(c)は第8図(b)中のc
−c’ 線で基板面と平行に切断して示す断面図、第8
図(d)は第8図(a)中のa−a  線で基板面に垂
直に切断して示す断面図、第8図(e)は第8図(a)
中のb−b’線で基板面に垂直に切断して示す断面図で
ある。第8図(f)  に示す凡例にある活性Siとは
、ソース領域6、チャネル領域3およびドレイン領域7
をまとめて指す。ポリSiとは、高濃度にドーピングさ
れた多結晶Siである。本実施例でポリStは、ゲート
電極に用いられる他Ksソース領域6およびドレイン領
域7に対するドーパントの拡散源ならびにそれらの領域
6および7からメタル配線層26および27へ、それぞ
れつながる引出し電極16.17として用いられる。以
下では、ソース領域6の引出し電極として用いられるボ
ワSiをソースポリS1.1、レイン領域7の引出し電
極として用いられるポリSiをドレインポリSiと略記
する。
Embodiment 3: A third embodiment of the present invention is shown in FIGS. 8(a) to 8(e). FIG. 8(a) is a planar layout diagram viewed from a direction perpendicular to the substrate surface, FIG. 8(b) is a side view viewed with the interlayer insulating film 8 removed, and FIG. 8(c) is c in Figure 8(b)
Sectional view taken along line -c' parallel to the substrate surface, No. 8
Figure (d) is a cross-sectional view taken perpendicular to the substrate surface along the line a-a in Figure 8 (a), and Figure 8 (e) is a cross-sectional view of Figure 8 (a).
FIG. 3 is a cross-sectional view taken perpendicularly to the substrate surface along the line bb' inside. Active Si in the legend shown in FIG. 8(f) refers to source region 6, channel region 3, and drain region 7.
collectively refer to. Poly-Si is highly doped polycrystalline Si. In this embodiment, polySt is used for the gate electrode, Ks as a dopant diffusion source for the source region 6 and drain region 7, and lead electrodes 16 and 17 connected from these regions 6 and 7 to metal wiring layers 26 and 27, respectively. used as. In the following, the poly Si used as the lead electrode of the source region 6 will be abbreviated as source poly S1.1, and the poly Si used as the lead electrode of the rain region 7 will be abbreviated as drain poly Si.

この第3実施例は、基板面に対して垂直に形成された凸
状あるいは板状SiQ中に素子を形成する構造は第1実
施例と同揉であD、したがって、板状Si9のHさDが
薄いのでチャネル領域3全体が空乏化して性能が上がる
。壱、チャネル領域3が基板1と接続している点、基板
面と平行な方向に電流を流す点などの基本的な利点は第
1実施例の場合と同じである。
In this third embodiment, the structure in which elements are formed in a convex or plate-shaped SiQ formed perpendicularly to the substrate surface is the same as in the first embodiment. Since D is thin, the entire channel region 3 is depleted, improving performance. (1) The basic advantages such as the channel region 3 being connected to the substrate 1 and the fact that current flows in a direction parallel to the substrate surface are the same as those of the first embodiment.

第1実施例との主な相違点は、本実施例では、活性St
領領域エツチング、ゲート電極用ポリSiのエツチング
の2工程で、活性S【、ゲート電極およびコンタクトの
3者の位置関係が定まD、リソグラフィやエツチング等
における加工ばらつきに対する余裕度が大きいことであ
る。また、本実施例では、活性Stの直上でメタル配線
層25とのコンタクトをとるようにしたので、ゲート電
極引出し部が不要であD、それだけ面積の有効利用がで
きる点である。さらKs第1の実施例ではソースコンタ
クトホール66、ドレインコンタクトホール67(第9
図(g)参照)を開口する時Ksエツチング停止層が無
いため、コンタクトホールが下地のSi基板1に達しな
いように制御するのが困難であったが、本実施例ではこ
の問題も生じない。
The main difference from the first embodiment is that in this embodiment, active St.
In the two steps of etching the region and etching the poly-Si for the gate electrode, the positional relationship between the active S, the gate electrode, and the contact is determined, and there is a large margin for processing variations in lithography, etching, etc. . Furthermore, in this embodiment, since contact is made with the metal wiring layer 25 directly above the active St, there is no need for a gate electrode lead-out portion, and the area can be used more effectively. Furthermore, in the first embodiment, the source contact hole 66 and the drain contact hole 67 (the ninth
Since there is no Ks etching stop layer, it was difficult to control the contact hole so that it did not reach the underlying Si substrate 1, but this problem does not occur in this example. .

本実施例では、ソースポリ5i16およびドレインポリ
5i17をフィールド絶縁膜2上の配線層として使用で
きる利点もある。
This embodiment also has the advantage that the source poly 5i16 and drain poly 5i17 can be used as wiring layers on the field insulating film 2.

以下、第9図(a)〜(i)および第1θ図(a)〜(
i)を用いて、S3実施例のIG−FETを製造する工
程の一実施例を順を追って説明する。
Below, Fig. 9(a) to (i) and Fig. 1θ(a) to (
An example of the process of manufacturing the IG-FET of the S3 example will be described step by step using i).

(1)第9図(a)〜(c)および第10図(a) 〜
(c)に示すフィールド酸化膜2の形成に至るまでの工
程は、第3図(a)〜(C)および第4図(a)〜(C
)に示した第1実施例の場合と全く同じとした。
(1) Figures 9 (a) to (c) and Figure 10 (a) to
The steps up to the formation of the field oxide film 2 shown in (c) are shown in FIGS. 3(a) to (C) and 4(a) to (C).
) is exactly the same as the case of the first embodiment shown in .

(2)第9図(C)および第10図(C)の状態で、熱
酸化により3から25nmの薄いゲート酸化膜4を形成
し、その上にCVD法で高濃度にドーピングした多結晶
Sj5を堆積して第9図(d)および第10図(d)の
構造を得た。
(2) In the state shown in FIGS. 9(C) and 10(C), a thin gate oxide film 4 of 3 to 25 nm is formed by thermal oxidation, and a polycrystalline Sj 5 is doped with a high concentration by CVD on top of the thin gate oxide film 4 of 3 to 25 nm. was deposited to obtain the structures shown in FIGS. 9(d) and 10(d).

(3)多結晶Si5を、レジストパターンをマスクにし
て方向性エツチングし、ゲート電極、ソースポリSiお
よびドレインポリSiになる部分を第9図(e)および
第1O図(e)  に示すように形成した。この後、斜
め方向からのイオン注入や高濃度にドーピングした酸化
膜からの固相拡散等の手法を用いて、多結晶Siでマス
クされた部分以外にソース領域6およびドレイン領域7
の高濃度口3領域を形成した。
(3) Using the resist pattern as a mask, polycrystalline Si5 is directionally etched to form the portions that will become the gate electrode, source poly-Si, and drain poly-Si as shown in Figures 9(e) and 10(e). did. Thereafter, using techniques such as oblique ion implantation and solid phase diffusion from a heavily doped oxide film, the source region 6 and drain region 7 are
Three high concentration areas were formed.

(4)層間の絶縁膜8を堆積し、熱処理による絶縁膜自
身の流動化や、塗布したレジストとの等速エッチパック
等の手法で絶縁膜表面を平坦にし、さらに適量の層間膜
8のエツチングを追加してポリSi5の上端部を露出さ
せて第9図(f)および第1θ図(f)に示す構造を得
た。
(4) The interlayer insulating film 8 is deposited, and the insulating film surface is made flat by methods such as fluidization of the insulating film itself through heat treatment or constant-speed etch pack with the applied resist, and further etching of an appropriate amount of the interlayer film 8. was added to expose the upper end of the poly-Si5 to obtain the structure shown in FIG. 9(f) and FIG. 1θ(f).

(5)ゲート電極5をレジストマスクで覆い、ソースポ
リSiおよびドレインポリStになる部分に埋め込まれ
たゲート電極用ポリStを除去した。その後、ソース領
域およびドレイン領域上に形成されているゲート酸化膜
4を除去して、第9図(g) および第1O図(8)の
構造を得た。
(5) The gate electrode 5 was covered with a resist mask, and the gate electrode polySt buried in the portions that would become the source polySi and drain polySt was removed. Thereafter, the gate oxide film 4 formed on the source and drain regions was removed to obtain the structures shown in FIG. 9(g) and FIG. 10(8).

(6)ゲート電極用ポリStを除去した部分にソースポ
リ5i16およびドレインポリ5i17のためのポリS
iを堆積した。その後、このポリSiをエッチバックし
て、層間膜8の表面を露出させ、第9図(h)および第
10図(h)の構造を得た。ここて、熱処理を行い、ソ
ースポリ5i16およびドレインポリ5i17からドー
パントを拡散させて、既に形成したソース領域6および
ドレイン領域7の高濃度n゛領域ソースポリ5illi
およびドレインポリ5i17とを電気的に接続した。
(6) Poly S for the source poly 5i16 and drain poly 5 i17 is added to the part where the poly St for the gate electrode has been removed.
i was deposited. Thereafter, this poly-Si was etched back to expose the surface of the interlayer film 8, resulting in the structures shown in FIGS. 9(h) and 10(h). Here, heat treatment is performed to diffuse the dopant from the source poly 5i16 and drain poly 5i17, and to diffuse the dopants from the source poly 5i16 and drain poly 5i17, which are already formed in the high concentration n' region source poly 5illi of the source region 6 and drain region 7.
and the drain poly 5i17 were electrically connected.

(7)最後KsポリSi5.16および17の上Ksそ
れぞれ、メタル配線層25.26および27を堆積、加
工して、第9図(i) および第1O図(i)  に示
すIG−FETの構造を得た。
(7) Finally, metal wiring layers 25, 26 and 27 are deposited and processed on the Ks poly-Si 5.16 and 17, respectively, to form the IG-FET shown in FIG. I got the structure.

なお、第1実施例でも説明したが、ソースポリ5i16
およびドレインポリ5i17とゲート電極用ポリSi5
のドーパントの極性が同一である場合は、上記工程(6
)において、ポリStを堆積した後Ksエッチバックを
行わず、直ちにメタルを堆積し、ついで、ポリSi5と
メタル25とを重ねて加工して配線層を形成すれば、工
程が簡略化される。この場合のa−a’ 線断面図は第
11図(a)に示すようになD、b−b’線断面図は第
11図(b)のようになる。
As explained in the first embodiment, the source poly 5i16
and drain poly 5i17 and gate electrode poly Si5
If the polarities of the dopants are the same, the above step (6
), the process can be simplified by depositing metal immediately without performing Ks etchback after depositing polySt, and then processing polySi5 and metal 25 in a stacked manner to form a wiring layer. In this case, the sectional view taken along the line a-a' is as shown in FIG. 11(a), and the sectional view taken along the line bb' is shown in FIG. 11(b).

[発明の効果] 以上から明らかなようKs本発明では、凸状あるいは板
状の半導体領域を基板上に垂直に配設し、その板状半導
体領域において、活性領域がソース領域およびドレイン
領域を結ぶ方向を含む幅の狭い面で半導体基板と接する
構造とするようにしたので、チャネル領域の厚さを薄く
でき(D〈2・W□X) チャネル領域全体が空乏化す
るIG−FETを半導体基板上に形成することが可能と
なる。この結果、本発明によれば、ドレイン耐圧の低下
の問題を起こさず、相互コンダクタンスが大きく、サブ
スレッショルド係数が小さく、寄生容量が小さく、短チ
ヤネル化が可能で、かつ、より高密度に実装できる高性
能TG−FETを提供することができる。
[Effects of the Invention] As is clear from the above, in the present invention, a convex or plate-shaped semiconductor region is disposed vertically on a substrate, and in the plate-shaped semiconductor region, an active region connects a source region and a drain region. Since the structure is designed so that the narrow surface including the direction is in contact with the semiconductor substrate, the thickness of the channel region can be made thin (D〈2・W□X). It becomes possible to form on the top. As a result, according to the present invention, the problem of decrease in drain breakdown voltage does not occur, the mutual conductance is large, the subthreshold coefficient is small, the parasitic capacitance is small, the channel can be shortened, and it can be mounted more densely. A high performance TG-FET can be provided.

加えて、本発明では、単結晶Siなどの半導体基板をエ
ツチングして凸状半導体領域を形成しておD、従来のよ
うな結晶品質の問題なしKsかつ工程の各々自体は通常
良く用いられている手法を用いておD、しかも製造工程
数の増大を伴うことなく、+G−FETを!!!造でき
る。
In addition, in the present invention, since the convex semiconductor region is formed by etching a semiconductor substrate such as single crystal Si, there is no crystal quality problem as in the conventional method, and each of the steps themselves are commonly used. Using the existing method, we can create a +G-FET without increasing the number of manufacturing steps! ! ! Can be built.

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

第1図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)お
よび(e)は、それぞれ、本発明の第1実施例のIG−
FETを示す平面レイアウト図1層間膜8を除去した状
態の側面図、第1図(b)におけるC−C’線断面図、
第1図(a)におけるa−a’線断面図および同じ<b
−b’線断面図、 第1図(f)は第1図(a)〜(e)の各部の凡例の説
明図、 第2図(a)および(b)は、第1実施例に示した素子
を複数個並列に接続した本発明第2実施例の平面レイア
ウト図およびそのa−a′線断面図、 第2図(C)はその各部表現の説明図、第3図(a)〜
(h)および第4図(a)〜(h)は、それぞれ、本発
明の第1実施例のIG−FETの製造工程途中の状態に
おいてC−C′線およびa−a線に沿って切断して示す
断面図、 第5図(a)〜(C)は第3図(C)および第4図(C
)に示す構造を別の方法で得た各工程におけるa−a′
線断面図、 第6図は第1実施例において別のコンタクト形成法によ
り得た構造のb−b’線断面図、第7図は第1実施例に
おいてさらに別のコンタクト形成法により得た構造のb
−b’線断面図、 第8図(a) 、 (b) 、 (c) 、 (d)お
よび(e)は、それぞれ、本発明の第3実施例のIG−
FETの平面レイアウト図1層間膜8を除去した状態の
側面図、c−C′線断面図、a−a’線断面図およびb
−b’線断面図、 第8図(f)は第8図(a)〜(e)の各部の凡例の説
明図、 第9図(a)〜(i)および第10図(a)〜(i)は
、それぞれ、本発明の第3実施例のIG−FETの製造
工程途中の状態におけるc−c’ 線およびa−a線断
面図、 第11図(a)および(b)は第3実施例において別の
コンタクト形成法により得た構造のそれぞれaa、 j
線断面図およびb−b’線断面図、第12図(a)およ
び(b)は従来のIG−FETの一例を示す、それぞれ
、平面図およびそのc−c’線断面図、 第13図は別の従来構造によるIG−FETを示す断面
図、 第14図はさらに別の従来構造によるIG−FETを示
す断面図である。 1・・・単結晶St基板、 2・・・フィールド酸化膜、 3・・・チャネル領域、 4.4′ ・・・ケート酸化膜、 5.5′ ・・・ゲート電極用ポリSi、6・・・ソー
ス領域、 7・・・ドレイン領域、 8・・・層間の絶縁膜、 9・・・板状St。 11・・・Solの支持基板、 12・・・SOIの下地絶縁膜、 14・・・ゲート酸化膜より充分厚い酸化膜、15・・
・ゲート電極引出し部、 16・・・ソース領j4の引出し電極(ソースポリSi
と略記)、 17・・・ドレイン領域の引出し電極(ドレインポリS
iと略記)、 25・・・ゲート電極とつながるメタル配線層、26・
・・ソース領域とつながるメタル配線層、27・・・ド
レイン領域とつながるメタル配線層、61.63・・・
薄い酸化膜、 82.64・・・酸化のマスクとなる窒化膜、65・・
・ゲートコンタクトホール、 66・・・ソースコンタクトホール、 67・・・ドレインコンタクトホール。
FIGS. 1(a), (b), (c), (d) and (e) respectively show the IG-1 of the first embodiment of the present invention.
Planar layout diagram showing FET 1 Side view with interlayer film 8 removed, sectional view taken along line CC' in FIG. 1(b),
A cross-sectional view taken along line a-a' in Fig. 1(a) and the same <b
-b' line sectional view, Figure 1 (f) is an explanatory diagram of the legend of each part in Figures 1 (a) to (e), Figure 2 (a) and (b) are shown in the first embodiment. A plan layout diagram of the second embodiment of the present invention in which a plurality of elements connected in parallel and a sectional view taken along the line a-a', FIG. 2(C) is an explanatory diagram of the representation of each part, and FIG. 3(a) to
(h) and FIGS. 4(a) to (h) are cuts taken along the C-C' line and the a-a line, respectively, during the manufacturing process of the IG-FET of the first embodiment of the present invention. 5(a) to (C) are cross-sectional views shown in FIG. 3(C) and FIG. 4(C).
) a-a′ in each step obtained by another method
6 is a cross-sectional view along line bb' of a structure obtained by another contact forming method in the first embodiment, and FIG. 7 is a structure obtained by yet another contact forming method in the first embodiment. b of
-b' line sectional view, FIGS. 8(a), (b), (c), (d) and (e) are the IG-
Planar layout diagram of FET 1 Side view with interlayer film 8 removed, c-C' line sectional view, a-a' line sectional view, and b
-b' line sectional view, Figure 8(f) is an explanatory diagram of the legend of each part in Figures 8(a) to (e), Figures 9(a) to (i) and Figures 10(a) to (i) is a cross-sectional view taken along line c-c' and line a-a, respectively, during the manufacturing process of the IG-FET according to the third embodiment of the present invention. aa and j of the structures obtained by different contact formation methods in 3 Examples, respectively.
12(a) and (b) are respectively a plan view and a sectional view along c-c' of a conventional IG-FET, and FIG. 14 is a sectional view showing an IG-FET with another conventional structure, and FIG. 14 is a sectional view showing an IG-FET with still another conventional structure. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Single-crystal St substrate, 2... Field oxide film, 3... Channel region, 4.4'... Kate oxide film, 5.5'... Poly-Si for gate electrode, 6... ... Source region, 7... Drain region, 8... Interlayer insulating film, 9... Plate-shaped St. 11...Sol support substrate, 12...SOI base insulating film, 14...oxide film sufficiently thicker than gate oxide film, 15...
・Gate electrode extraction part, 16... Source region j4 extraction electrode (source poly Si
), 17... drain region extraction electrode (drain poly S
abbreviated as i), 25... metal wiring layer connected to the gate electrode, 26.
...Metal wiring layer connected to the source region, 27...Metal wiring layer connected to the drain region, 61.63...
Thin oxide film, 82.64... Nitride film that serves as an oxidation mask, 65...
- Gate contact hole, 66... Source contact hole, 67... Drain contact hole.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板と、 該半導体基板に接した半導体ソース領域と、前記半導体
基板に接した半導体ドレイン領域と、前記半導体基板に
接した半導体箱型チャネル領域と、前記箱型チャネル領
域の表面にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極
とを備え、 前記箱型チャネル領域は6つの面で囲まれ、前記箱型チ
ャネル領域の第1の面は前記ソース領域に接し、前記第
1の面に対向する前記箱型チャネル領域の第2の面は前
記ドレイン領域に接し、前記ソース領域および前記ドレ
イン領域を結ぶ方向を含む前記箱型チャネル領域の第3
の面は前記半導体基板に接し、前記第3の面に対向する
前記箱型チャネル領域の第4の面には、厚さと誘電率の
比が前記ゲート絶縁膜のそれより大きい絶縁膜が形成し
てあり、前記箱型チャネル領域の互いに対向する第5お
よび第6面には、前記ゲート絶縁膜が形成してあり、前
記第5および第6の面の間隔で定義される前記箱型チャ
ネル領域の厚さD、前記チャネル領域を構成する半導体
の比誘電率K_s、真空の誘電率ε_o、電子の単位電
荷q、前記チャネル領域を構成する半導体のフェルミレ
ベルと真性フェルミレベルとのエネルギー差φ_f、前
記チャネル領域を構成する半導体中の活性なドーパント
密度Nに対して、 D<(4・K_s・ε_o・φ_f/qN)^1^/^
2であることを特徴とする半導体装置。
(1) a semiconductor substrate; a semiconductor source region in contact with the semiconductor substrate; a semiconductor drain region in contact with the semiconductor substrate; a semiconductor box-shaped channel region in contact with the semiconductor substrate; a gate electrode formed through a gate insulating film, the box-shaped channel region is surrounded by six surfaces, a first surface of the box-shaped channel region is in contact with the source region, and a first surface of the box-shaped channel region is in contact with the source region; A second surface of the box-shaped channel region opposite to the drain region is in contact with the drain region, and a third surface of the box-shaped channel region including the direction connecting the source region and the drain region is in contact with the drain region.
A surface of the box-shaped channel region is in contact with the semiconductor substrate, and an insulating film having a thickness to dielectric constant ratio larger than that of the gate insulating film is formed on a fourth surface of the box-shaped channel region opposite to the third surface. The gate insulating film is formed on fifth and sixth surfaces facing each other of the box-shaped channel region, and the box-shaped channel region is defined by an interval between the fifth and sixth surfaces. thickness D, relative permittivity K_s of the semiconductor forming the channel region, dielectric constant ε_o of vacuum, unit charge q of electrons, energy difference φ_f between the Fermi level and the intrinsic Fermi level of the semiconductor forming the channel region, For the active dopant density N in the semiconductor constituting the channel region, D<(4・K_s・ε_o・φ_f/qN)^1^/^
2. A semiconductor device characterized by:
(2)半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記半導体基板および前記第1の絶縁膜を、前記半導体
基板面に対して垂直方向に選択的にエッチングして、前
記半導体基板面に対して平行方向の厚さDが請求項1記
載の条件を満たし、上面に前記第1の絶縁膜を有する凸
状半導体領域を形成する工程と、 前記凸状半導体領域以外の前記半導体基板の表面部分に
第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記凸状半導体領域の側面にゲート絶縁膜を形成する工
程と、 前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を選択的に形成する
工程と、 前記ゲート電極に覆われた部分以外の凸状半導体領域に
ドーパントを導入してソース領域およびドレイン領域を
形成する工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(2) forming a first insulating film on the semiconductor substrate; selectively etching the semiconductor substrate and the first insulating film in a direction perpendicular to the semiconductor substrate surface; forming a convex semiconductor region having the first insulating film on the upper surface, the thickness D in the direction parallel to the surface satisfying the condition according to claim 1; and the semiconductor substrate other than the convex semiconductor region. forming a second insulating film on a surface portion of the convex semiconductor region; forming a gate insulating film on the side surface of the convex semiconductor region; selectively forming a gate electrode on the gate insulating film; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of introducing a dopant into a convex semiconductor region other than a portion covered by the gate electrode to form a source region and a drain region.
(3)半導体基板を当該半導体基板に対して垂直方向に
選択的にエッチングして、前記半導体基板の表面に対し
て平行方向の厚さDが請求項1記載の条件を満たす凸状
半導体領域を形成する工程と、 前記凸状半導体領域の側面以外の前記凸状半導体領域の
上面および前記半導体基板の表面に絶縁膜を形成する工
程と、 前記凸状半導体領域の側面にゲート絶縁膜を形成する工
程と、 前記ゲート絶縁膜の上にゲート電極を選択的に形成する
工程と、 前記ゲート電極に覆われた部分以外の凸状半導体領域に
ドーパントを導入してソース領域およびドレイン領域を
形成する工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(3) A semiconductor substrate is selectively etched in a direction perpendicular to the semiconductor substrate to form a convex semiconductor region whose thickness D in a direction parallel to the surface of the semiconductor substrate satisfies the condition set forth in claim 1. forming an insulating film on the upper surface of the convex semiconductor region other than the side surface of the convex semiconductor region and the surface of the semiconductor substrate; and forming a gate insulating film on the side surface of the convex semiconductor region. a step of selectively forming a gate electrode on the gate insulating film; and a step of introducing a dopant into the convex semiconductor region other than the portion covered by the gate electrode to form a source region and a drain region. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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