JPH0491481A - Mis field effect transistor - Google Patents

Mis field effect transistor

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JPH0491481A
JPH0491481A JP20560290A JP20560290A JPH0491481A JP H0491481 A JPH0491481 A JP H0491481A JP 20560290 A JP20560290 A JP 20560290A JP 20560290 A JP20560290 A JP 20560290A JP H0491481 A JPH0491481 A JP H0491481A
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trench
film
field effect
effect transistor
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Takehide Shirato
猛英 白土
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  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain a high integration, and high performance MIS field transistor capable of operating at high speed by installing a trench in a semiconductor substrate of one conductivity type on both ends of a side wall insulation film, providing an insulation film partially on the side walls of the trench, burying the insulated trench, and installing a conducing film so that it may face the side of a source/drain region. CONSTITUTION:An electrode 9 is installed on an n-type silicon substrate 1 by way of a gate oxide film 8. A low concentration p-type source/drain region 3 is installed directly upper a side wall insulation film 10 formed on the side wall of the gate electrode 9 based on self-alignment where a trench 4 is installed in the n-type silicon substrate 1 on both ends of the side wall insulation film 10 based on self-alignment. An oxide film 5 is installed on a part of the side wall of the trench 4 and the bottom. The trench 4 where the oxide film is installed is buried and moreover, a conductive film 7 is installed so that it may come into contact with the p-type source/drain region.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 一導電型半導体基板上にゲート酸化膜を介してゲート電
極が設けられ、ゲート電極の側壁にセルファライン形成
された側壁絶縁膜下に低濃度のソースドレイン領域が設
けられ、側壁絶縁膜の両端の一導電型半導体基板にトレ
ンチが設けられ、トレンチの側面の一部及び底面に絶縁
膜が設けられ、この絶縁膜が設けられたトレンチを埋め
込み、目、つソースドレイン領域の側面に接した導電膜
が設けられた構造を有するMIS電界効果トランジスタ
が形成されているため、ゲート電極下の横方向拡散を微
少に抑えた浅い低濃度不純物領域を含むソースドレイン
領域を形成できるため、ゲート長を微細化できることに
よる高集積化を、ゲート長を微細化でき、ソースドレイ
ン領域を低抵抗の導電膜により形成できるため、伝達コ
ンダクタンスを増大できること及び導電膜からなるソー
ストレイン領域を絶縁膜上に形成できるため、ソースド
レイン領域の容量を低減できることによる高速化を、低
濃度不純物領域のみが半導体基板に接するソースドレイ
ン領域を形成できるため、接合耐圧を増大できることに
よる高性能化を可能としたMIS電界効果トランジスタ
[Detailed Description of the Invention] [Summary] A gate electrode is provided on a semiconductor substrate of one conductivity type via a gate oxide film, and a low concentration source/drain region is formed under a sidewall insulating film with self-alignment formed on the sidewall of the gate electrode. A trench is provided in the semiconductor substrate of one conductivity type at both ends of the sidewall insulating film, an insulating film is provided on a part of the side surface and the bottom of the trench, and the trench provided with the insulating film is filled with Since a MIS field effect transistor is formed with a structure in which a conductive film is provided in contact with the side surface of the source/drain region, the source/drain region includes a shallow, low concentration impurity region that minimizes lateral diffusion under the gate electrode. Because the gate length can be made finer, the gate length can be made finer, and the source/drain regions can be made of a low-resistance conductive film, so the transfer conductance can be increased, and the source train made of the conductive film can be made finer. Since the region can be formed on the insulating film, the capacitance of the source/drain region can be reduced, resulting in higher speeds, and since the source/drain region can be formed in which only the low concentration impurity region is in contact with the semiconductor substrate, the junction breakdown voltage can be increased, resulting in higher performance. MIS field effect transistor that made this possible.

「産業上の利用分野」 本発明はMIS型半導体装置に係り、特に微細化が難し
く、高速化に難があるPチャネルのMIS電界効果トラ
ンジスタに関する。
"Industrial Application Field" The present invention relates to MIS type semiconductor devices, and particularly to a P-channel MIS field effect transistor that is difficult to miniaturize and speed up.

従来、PチャネルのMIS電界効果トランジスタのシ*
 −1□チヤネル化に関しては、いわゆるポットエレク
トロン効果による寿命上の伝達コンダクタンスの劣化を
考慮しなくてよいため、LI)D(↓ightly  
Doped  旦rain)構造を形成する必要がなく
、ゲート電極の両端にセルファラインに高濃度のソース
ドレイン領域を設ける慣例的なMIS電界効果トランジ
スタを形成していた。しかし、現状ではソースドレイン
領域を形成するイオン種には拡散係数が大きい硼素しか
ないので、ソーストレイン領域は深く形成され、したが
ってゲート電極下の横方向拡散が大きく、容易にパンチ
スルー現象を生しるため、ゲート長を微細化できなかっ
たこと、ゲート容量やソーストレイン領域の容量及び抵
抗が大きいこと等から高集積化及び高速化への妨げにな
るという問題が顕著になってきている9そこで、ゲート
長を微細化し、ゲート容量やソースドレイン領域の容量
及び抵抗が低減化できる高速且つ高集積なPチャネルの
MIS電界効果トランジスタを形成できる手段が要望さ
れている。
Conventionally, P-channel MIS field effect transistors*
-1□ Regarding channeling, there is no need to take into account the deterioration of the transfer conductance over the lifetime due to the so-called pot electron effect.
There is no need to form a doped (rain) structure, and a conventional MIS field effect transistor is formed in which a highly doped source/drain region is provided in a self-aligned line at both ends of a gate electrode. However, at present, boron, which has a large diffusion coefficient, is the only ion species that forms the source and drain regions, so the source train region is formed deep, and the lateral diffusion under the gate electrode is large, easily causing the punch-through phenomenon. Therefore, problems such as the inability to miniaturize the gate length and the large capacitance and resistance of the gate capacitance and source train region are becoming a major obstacle to higher integration and higher speed9. There is a need for a means for forming a high-speed, highly integrated P-channel MIS field effect transistor in which the gate length can be miniaturized and the gate capacitance and the capacitance and resistance of the source and drain regions can be reduced.

[従来の技術] 第5図は従来のMIS電界効果トランジスタの模式側断
面図で、51はn−型シリコン(Si)基板、52はn
型チャネルストッパー領域、53はp十型ソーストレイ
ン領域、54はフィールド酸化膜、55はゲート酸化膜
、56はゲート電極、57は不純物ブロック用酸化膜、
58は燐珪酸ガラス(PSG)膜、59はAI配線を示
している。
[Prior Art] FIG. 5 is a schematic side sectional view of a conventional MIS field effect transistor, in which 51 is an n-type silicon (Si) substrate, 52 is an n-type silicon (Si) substrate, and 52 is an n-type silicon (Si) substrate.
53 is a p-type channel stopper region, 53 is a p-type source train region, 54 is a field oxide film, 55 is a gate oxide film, 56 is a gate electrode, 57 is an oxide film for impurity blocking,
Reference numeral 58 indicates a phosphosilicate glass (PSG) film, and reference numeral 59 indicates an AI wiring.

同図においては、n−型シリコン(Si)基板51上に
ゲート酸化膜55を介してゲート電極56が設けられ、
ゲート電極56の両端にはp十型ソースドレイン領域5
3が設けられた慣例的な構造のPチャネルMIS電界効
果トランジスタが形成されている9製造上は極めてシン
プルで作りやすいが、硼素のイオン注入により形成され
た高濃度のソーストレイン領域が深く形成されているた
め、ゲート電極下の横方向拡散が大きく、拡散層の曲率
も大きいので、空乏層の広がりが大きく、容易にパンチ
スルー現象を生じるため、ゲート長を微細化できないこ
とから高集積化が難しいこと、ゲート容量やソーストレ
イン領域の容量及び抵抗が大きいことから高速化が難し
いこと等の欠点があった9[発明が解決しようとする問
題点] 本発明が解決しようとする問題点は、従来例に示される
ように、従来の慣例的なPチャネルのMIS電界効果ト
ランジスタにおいては、高濃度のソースドレイン領域を
浅く形成できないため、ゲート電極下の横方向拡散が大
きく、容易にパンチスルー現象を生じるため、ゲート長
のさらなる微細化が困難で高集積化が難しかったこと、
ゲート長の微細化が困難なためゲート容量の低減ができ
なかったこと及び不純物拡散によるソースドレイン領域
のため容量と抵抗の低減ができないことにより高速化が
難しかったことである。
In the figure, a gate electrode 56 is provided on an n-type silicon (Si) substrate 51 with a gate oxide film 55 interposed therebetween.
A p-type source/drain region 5 is provided at both ends of the gate electrode 56.
A P-channel MIS field effect transistor with a conventional structure is formed.9 Although the manufacturing process is extremely simple and easy to make, the highly doped source train region formed by boron ion implantation is formed deep. Therefore, the lateral diffusion under the gate electrode is large, and the curvature of the diffusion layer is also large, so the depletion layer spreads widely and punch-through phenomenon easily occurs.As a result, the gate length cannot be miniaturized, making it difficult to achieve high integration. Problems to be solved by the present invention The problems to be solved by the present invention are as follows: As shown in the conventional example, in a conventional conventional P-channel MIS field effect transistor, the highly doped source/drain region cannot be formed shallowly, so the lateral diffusion under the gate electrode is large, and punch-through phenomenon easily occurs. Because of this, it was difficult to further reduce the gate length and achieve high integration.
It was difficult to reduce the gate capacitance because it was difficult to miniaturize the gate length, and it was difficult to increase the speed because it was impossible to reduce the capacitance and resistance because the source/drain regions were formed by impurity diffusion.

1問題点を解決するための手段] 上記問題点は、一導電型の半導体基板と、前記゛1′、
導体基板1−1に設けられたゲート絶縁膜と、前記ゲー
ト絶縁膜上に設けられたゲート電極と、前記ゲート電極
の両端の前記半導体基板に等距離の幅に設けられた反対
導電型のソースドレイン領域と、前記ゲート電極の両端
より外側に等距離離れた前記半導体基板に設けられたト
レンチと、前記トレンチの側面の一部及び底面に設けら
れた絶縁膜と、前記絶縁膜が設けられたトレンチを埋め
込み、且つ前記ソースドレイン領域の側面に接した導電
膜とを備えてなる本発明のMIS電界効果トランジスタ
によって解決される。
Means for Solving Problem 1] The problem described above is that the semiconductor substrate of one conductivity type and the
A gate insulating film provided on a conductive substrate 1-1, a gate electrode provided on the gate insulating film, and sources of opposite conductivity types provided equidistantly on the semiconductor substrate at both ends of the gate electrode. a drain region, a trench provided in the semiconductor substrate equidistantly outward from both ends of the gate electrode, an insulating film provided on a part of the side surface and a bottom surface of the trench, and the insulating film provided. This problem is solved by the MIS field effect transistor of the present invention, which includes a trench buried therein and a conductive film in contact with the side surfaces of the source and drain regions.

[作 用] 即ち本発明の半導体装置においては、一導電型半導体基
板上にゲート酸化膜を介してゲート電極が設けられ、ゲ
ート電極の側壁にセルファライン形成された側壁絶縁膜
下に低濃度のソースドレイン領域が設けられ、側壁絶縁
膜の両端の一導電型半導体基板にトレンチが設けられ、
トレンチの側面の一部及び底面に絶縁膜が設けられ、こ
の絶縁膜が設けられたトレンチを埋め込み、且つソース
ドレイン領域の側面に接した導電膜が設けられた構造を
有するMIS電界効果トランジスタが形成されている9
したがって、すべての構成領域をセルファラインに形成
でき、ゲート電極下の横方向拡散を微少に抑えた浅い低
濃度不純物領域を含むソースドレイン領域を形成できる
ため、ゲート長を微細化できることによる高集積化を、
ゲート長を微細化でき、又比較的抵抗の高い高濃度不純
物領域を持たない低抵抗の導電膜によるソースドレイン
領域を形成できるため、伝達コンダクタンスを増大でき
ること及び導電膜からなるソースドレイン領域を絶縁膜
上に形成できるため、ソーストレイン領域の容量を低減
できることによる高速化を、半導体基板に接する部分を
低濃度の不純物領域のみとし、低濃度の不純物領域に接
する以外の導電膜を絶縁膜で囲んだソースドレイン領域
を形成できることにより接合の耐圧を増大できることに
よる高性能化を可能にすることができる。即ち高集積、
高速且つ高性能な半導体集積回路の形成を可能としたM
IS電界効果トランジスタを得ることができる。
[Function] That is, in the semiconductor device of the present invention, a gate electrode is provided on a semiconductor substrate of one conductivity type via a gate oxide film, and a low-concentration insulating film is formed under a sidewall insulating film in which a self-line is formed on the sidewall of the gate electrode. A source/drain region is provided, a trench is provided in one conductivity type semiconductor substrate at both ends of the sidewall insulating film,
An MIS field effect transistor is formed having a structure in which an insulating film is provided on part of the side surfaces and the bottom of the trench, and a conductive film is provided that buries the trench provided with the insulating film and is in contact with the side surfaces of the source and drain regions. 9
Therefore, all the constituent regions can be formed as self-aligned lines, and source/drain regions including shallow, low-concentration impurity regions with minimal lateral diffusion under the gate electrode can be formed, resulting in higher integration by miniaturizing the gate length. of,
The gate length can be miniaturized, and the source/drain region made of a low-resistance conductive film without a relatively high-resistance, high-concentration impurity region can be formed, which increases the transfer conductance. In order to increase speed by reducing the capacitance of the source train region, it is possible to reduce the capacitance of the source train region by making only the low concentration impurity region contact the semiconductor substrate, and surrounding the conductive film other than the low concentration impurity region with an insulating film. By forming the source/drain region, the breakdown voltage of the junction can be increased, thereby making it possible to improve the performance. That is, high integration,
M enables the formation of high-speed, high-performance semiconductor integrated circuits
An IS field effect transistor can be obtained.

[実施例] 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。[Example] The present invention will be specifically explained below with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明のMIS電界効果トランジスタにおける
第1の実施例の模式側断面図、第2図は本発明のMIS
電界効果トランジスタにおける第2の実施例の模式側断
面図、第3図は本発明のMIS電界効果トランジスタに
おける第3の実施例の模式側断面図、第4図(a)〜(
e)は本発明のMIS電界効果トランジスタにおける製
造方法の一実施例の工程断面図である。
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of the MIS field effect transistor of the present invention, and FIG. 2 is a schematic side sectional view of the MIS field effect transistor of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side sectional view of a second embodiment of a field effect transistor; FIG. 3 is a schematic side sectional view of a third embodiment of the MIS field effect transistor of the present invention; FIGS.
e) is a process cross-sectional view of one embodiment of the manufacturing method for the MIS field effect transistor of the present invention.

全図を通じ同一対象物は同一番号及び同一記号で示す。Identical objects are indicated by the same numbers and symbols throughout the figures.

第1図はn−型シリコン基板を用いた際の本発明のMI
S電界効果トランジスタにおける第1の実施例の模式側
断面図で、■は10  cm  程度のロー型シリコン
基板、2は10  cm  程度のn型チャネルストッ
パー領域、3は1017cn+−3程度のp型ソースド
レイン領域、4は深さ500 nm程度のソーストレイ
ン領域形成用のトレンチ、5は厚さ1100n1程度の
埋め込み酸化膜、6は600 nm程度のフィールド酸
化膜、7は埋め込み導電膜、8は18nm程度のゲート
酸化膜、9は300 nn+程度のゲート電極、10は
250 nm程度の側壁酸化膜、11は35止程度の不
純物ブロック用酸化膜、12は600止程度の燐寸同図
においては、n−型シリコン基板1上にゲート酸化膜8
を介してゲート電極9が設けられ、ゲート電極9の側壁
にセルファライン形成された側壁絶縁膜10直下に低濃
度のp型ソースドレイン領域3が設けられ、側壁絶縁膜
10の両端のn−型シリコン基板1にセルファラインに
トレンチ4が設けられ、トレンチ4の側面の一部及び底
面に酸化膜5が設けられ、この酸化膜5が設けられたト
レンチ4を埋め込み、且つp型ソースドレイン領域3の
側面に接した導電膜7が設けられた構造を有するPチャ
ネルMIS電界効果トランジスタが形成されている。こ
こで埋め込み導電膜7はp型ソーストレイン領域3に接
するだけで、n−型シリコン基板1とは分離されていな
ければならないため、ソーストレイン領域形成用のトレ
ンチ4を2段階で形成し、トレンチ4の側面の一部及び
底面にセルファラインに酸化膜5を形成することにより
、目的とする構造を得ている9 (製造方法は後で詳し
く記述する9)したがって、すべての構成領域をセルフ
ァラインに形成でき、ゲート電極9下の横方向拡散を微
少に抑えた浅い低濃度のp型ソースドレイン領域3を含
むソーストレイン領域を形成できるため、ゲート長を微
細化できることによる高集積化を、ゲート長を微細化で
き、又比較的抵抗の高い高濃度不純物領域を持たない低
抵抗の導電膜7によるソースドレイン領域を形成できる
なめ、伝達コンダクタンスを増大できること及び導電膜
7からなるソースドレイン領域を埋め込んだ酸化膜5上
に形成できるため、ソースドレイン領域の容量を低減で
きることによる高速化を、n−型シリコン基板1に接す
る部分を低濃度のp型ソーストレイン領域3のみとし、
低濃度のp型ソースドレイン領域3に接する以外の導電
膜7を埋め込んだ酸化膜5で囲んだソースドレイン領域
を形成できることにより接合の耐圧を増大できることに
よる高性能化を可能にすることができる。
Figure 1 shows the MI of the present invention when using an n-type silicon substrate.
This is a schematic side sectional view of the first embodiment of the S field effect transistor, where ■ is a low type silicon substrate of about 10 cm, 2 is an n-type channel stopper region of about 10 cm, and 3 is a p-type source of about 1017cn+-3. Drain region, 4 is a trench for forming a source train region with a depth of approximately 500 nm, 5 is a buried oxide film with a thickness of approximately 1100 nm, 6 is a field oxide film with a thickness of approximately 600 nm, 7 is a buried conductive film, and 8 is a trench with a thickness of approximately 18 nm. 9 is a gate electrode of about 300 nm+, 10 is a sidewall oxide film of about 250 nm, 11 is an oxide film for impurity blocking of about 35 nm, and 12 is a phosphorus size of about 600 nm. Gate oxide film 8 on − type silicon substrate 1
A low concentration p-type source/drain region 3 is provided directly below a sidewall insulating film 10 formed with a self-line on the sidewall of the gate electrode 9. A trench 4 is provided in a self-aligned silicon substrate 1, an oxide film 5 is provided on a part of the side surface and the bottom of the trench 4, and the trench 4 provided with the oxide film 5 is buried, and a p-type source/drain region 3 is provided. A P-channel MIS field effect transistor is formed having a structure in which a conductive film 7 is provided in contact with the side surface of the p-channel MIS field effect transistor. Here, the buried conductive film 7 is only in contact with the p-type source train region 3 and must be separated from the n-type silicon substrate 1, so the trench 4 for forming the source train region is formed in two steps, and the trench The desired structure is obtained by forming an oxide film 5 on a part of the side surface and the bottom surface of the cell line 9 (the manufacturing method will be described in detail later). Since the source train region including the shallow, low concentration p-type source/drain region 3 can be formed with minimal lateral diffusion under the gate electrode 9, high integration due to the miniaturization of the gate length can be achieved. Since the length can be miniaturized and the source/drain region made of the low resistance conductive film 7 without a relatively high resistance high concentration impurity region can be formed, the transfer conductance can be increased and the source/drain region made of the conductive film 7 can be buried. Since it can be formed on the oxidized film 5, the capacitance of the source and drain regions can be reduced, thereby increasing the speed.
By forming a source/drain region surrounded by an oxide film 5 in which conductive films 7 other than those in contact with the lightly doped p-type source/drain region 3 are buried, the breakdown voltage of the junction can be increased and performance can be improved.

第2図は本発明のMIS電界効果トランジスタにおける
第2の実施例の模式側断面図で、1〜5.7〜13は第
1図と同じ物を、14はソースドレイン領域及び素子分
離領域形成用トレンチを示している。
FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of the MIS field effect transistor of the present invention, where 1 to 5.7 to 13 are the same as in FIG. 1, and 14 is a source/drain region and an element isolation region formed. trench shown.

同図においては、素子分離領域がいわゆるトレンチ素子
分離法を使用して形成されており、ゲート側のみに低濃
度のp型ソーストレイン領域3が設けられ、埋め込まれ
た導電膜7に接している以外はほぼ第1の実施例と同じ
構造に形成されている9本実施例においては第1の実施
例と同様の効果に加え、バーズビークが存在しないこと
による高集積化及びバーズビークが原因で生じる種々の
特性の劣化を改善することが可能である。
In the figure, the element isolation region is formed using the so-called trench element isolation method, and a low concentration p-type source train region 3 is provided only on the gate side, and is in contact with the buried conductive film 7. In addition to the same effects as the first embodiment, this embodiment has the same structure as the first embodiment except for the high integration due to the absence of the bird's beak and various problems caused by the bird's beak. It is possible to improve the deterioration of the characteristics of

第3図は本発明のMIS電界効果トランジスタにおける
第3の実施例の模式側断面図で、本発明を5OI(Si
licon  On  In5ul−ator)に適用
した場合で、1.3.4.7〜13は第1図と同じ物を
、15はn−型再結晶シリコン基板、16はシリコン基
板上の絶縁分離酸化膜を示している9 同図においては、側面の一部及び底面を酸化膜16で囲
まれたn−型再結晶シリコン基板15に低濃度のp型ソ
ースドレイン領域3が設けられ、低濃度のp型ソースド
レイン領域3の側面に接して埋め込み導電膜からなる低
抵抗のソースドレイン領域が形成されている以外はほぼ
第1の実施例と同じ構造に形成されている。本発明にお
いても第1の実施例及び第2の実施例と同様の効果を実
現することが可能である9 次いで本発明に係るMIS電界効果トランジスタの製造
方法の一実施例について第4図(a)〜(e)を参照し
て説明する。ただし、ここでは本発明のMIS電界効果
トランジスタの形成に関する製造方法のみを記述し、一
般の半導体集積回路に搭載される各種の素子(他のトラ
ンジスタ、抵抗、容量等)の形成に関する製造方法の記
述は省略する9 第4図(a) 通常の技法を適用することにより、n−型シリコン基板
1にn型チャネルストッパー領域2及び600止程度の
フィールド酸化膜6を形成する9第4図(b) 次いで181程度のゲート酸化膜8を成長する。
FIG. 3 is a schematic side sectional view of a third embodiment of the MIS field effect transistor of the present invention, in which the present invention is made of 5OI (Si)
1.3.4.7 to 13 are the same as in Figure 1, 15 is an n-type recrystallized silicon substrate, and 16 is an insulating isolation oxide film on a silicon substrate. 9 In the figure, a lightly doped p-type source/drain region 3 is provided on an n-type recrystallized silicon substrate 15 whose side and bottom surfaces are surrounded by an oxide film 16. The structure is substantially the same as that of the first embodiment except that a low-resistance source/drain region made of a buried conductive film is formed in contact with the side surface of the type source/drain region 3. In the present invention, it is possible to achieve the same effects as in the first embodiment and the second embodiment. ) to (e). However, only the manufacturing method for forming the MIS field effect transistor of the present invention will be described here, and the manufacturing method for forming various elements (other transistors, resistors, capacitors, etc.) mounted on general semiconductor integrated circuits will be described. 9 Figure 4 (a) An n-type channel stopper region 2 and a field oxide film 6 having a thickness of approximately 600 mm are formed on an n-type silicon substrate 1 by applying a conventional technique.9 Figure 4 (b) ) Next, about 181 gate oxide films 8 are grown.

次いで不純物を含む300止程度の多結晶シリコン膜を
成長する。次いで20nm程度の酸化膜17を成長する
。次いで301程度の第1の窒化膜18を成長する。次
いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジス
ト(図示せず)をマスク層として、窒化膜18、酸化膜
17及び多結晶シリコン膜を選択的にエツチングし、ゲ
ート電極9を形成する。次いでレジストを除去する。次
いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジス
ト(図示せず)、窒化膜18と酸化膜17を含むゲート
電極9及びフィールド酸化′膜6をマスク層として、硼
素をイオン注入してp型ソースドレイン領域3を形成す
る9次いでレジストを除去する。
Next, a polycrystalline silicon film containing impurities with a thickness of about 300 nm is grown. Next, an oxide film 17 of about 20 nm is grown. Next, a first nitride film 18 having a thickness of about 301 is grown. Next, using a conventional photolithography technique and using a resist (not shown) as a mask layer, the nitride film 18, oxide film 17, and polycrystalline silicon film are selectively etched to form the gate electrode 9. Then the resist is removed. Next, using a resist (not shown), a gate electrode 9 including a nitride film 18 and an oxide film 17, and a field oxide film 6 as mask layers, boron ions are implanted to form p-type sources and drains using a normal photolithography technique. 9 to form region 3. The resist is then removed.

第4図(C) 次いで250止程度の化学気相成長酸化膜を成長する。Figure 4 (C) Next, a chemical vapor deposition oxide film having a thickness of about 250 mm is grown.

次いで化学気相成長酸化膜を周方性ドライエツチングし
、ゲート電極9の側壁に側壁酸化膜10を形成する。(
オーバーエツチングによりゲート酸化膜8もエツチング
される。)次いで露出したシリコン基板1を100止程
度エツチングする9第4図(d) 次いで100 nm程度の第2の窒化膜19を成長する
。次いで窒化膜19を異方性ドライエツチングし、露出
したシリコン基板1の側壁に窒化膜19を形成する。(
窒化膜18も同時にエツチングされる。)次いで再び露
出したシリコン基板1を400止程度エツチングし、ト
レンチ4を形成する。
Next, the chemical vapor grown oxide film is circumferentially dry etched to form a sidewall oxide film 10 on the sidewalls of the gate electrode 9. (
Gate oxide film 8 is also etched by the overetching. ) Next, the exposed silicon substrate 1 is etched by about 100 nm (see FIG. 4(d)). Then, a second nitride film 19 of about 100 nm is grown. Next, the nitride film 19 is anisotropically dry etched to form the nitride film 19 on the exposed sidewall of the silicon substrate 1. (
The nitride film 18 is also etched at the same time. ) Next, the exposed silicon substrate 1 is etched again by about 400 mm to form a trench 4.

第4図(e) 次いで熱酸化し、100止程度の酸化膜5を成長する9
次いでボイルした燐酸により、窒化膜19をエツチング
除去する。次いでタングステンシリサイド膜を成長する
。次いで異方性ドライエツチングしてトレンチ4に埋め
込み、ソースドレイン領域となる埋め込みタングステン
シリサイド膜7を形成する9 第1図 次いで通常の技法を適用することにより、不純物ブロッ
ク用酸化膜11及び燐珪酸ガラス(PSG)膜12の成
長、高温熱処理による不純物拡散領域の活性化及び深さ
の制御、電極コンタクト窓の形成、A1配線13の形成
等をおこなってPチャネルのMIS電界効果トランジス
タを完成する。
FIG. 4(e) Next, thermal oxidation is performed to grow an oxide film 5 with a thickness of about 100%.
Next, the nitride film 19 is etched away using boiled phosphoric acid. Next, a tungsten silicide film is grown. Then, by anisotropic dry etching, the trench 4 is filled with a buried tungsten silicide film 7 which will become the source/drain region. A P-channel MIS field effect transistor is completed by growing the (PSG) film 12, activating the impurity diffusion region by high-temperature heat treatment, controlling the depth, forming an electrode contact window, forming the A1 wiring 13, etc.

以上実施例に示したように、本発明のMIS電界効果ト
ランジスタによれば、すべての構成領域をセルファライ
ンに形成でき、ゲート電極下の横方向拡散を微少に抑え
た浅い低濃度不純物領域を含むソースドレイン領域を形
成できるため、ゲート長を微細化できることによる高集
積化を、ゲート長を微細化でき、又比較的抵抗の高い高
濃度不純物領域を持たない低抵抗の導電膜によるソース
ドレイン領域を形成できるため、伝達コンダクタンスを
増大できること及び導電膜からなるソースドレイン領域
を絶縁膜上に形成できるため、ソースドレイン領域の容
量を低減できることによる高速化を、半導体基板に接す
る部分を低濃度の不純物領域のみとし、低濃度の不純物
領域に接する以外の導電膜を絶縁膜で囲んだソースドレ
イン領域を形成できることにより接合の耐圧を増大でき
ることによる高性能化を可能にすることができる。
As shown in the embodiments above, according to the MIS field effect transistor of the present invention, all the constituent regions can be formed as self-aligned lines, including a shallow low-concentration impurity region with minimal lateral diffusion under the gate electrode. Since the source/drain region can be formed, the gate length can be made finer, resulting in higher integration.Also, the gate length can be made finer, and the source/drain region can be made of a low-resistance conductive film that does not have a relatively high-resistance, high-concentration impurity region. The transfer conductance can be increased because the conductive film can be formed on the insulating film, and the capacitance of the source and drain regions can be reduced because the source and drain regions made of the conductive film can be formed on the insulating film. By forming a source/drain region in which the conductive film other than the region in contact with the low concentration impurity region is surrounded by an insulating film, the withstand voltage of the junction can be increased, thereby making it possible to improve performance.

なお上記実施例においては、PチャネルのMIS電界効
果トランジスタについて説明してきたが、側壁酸化膜直
下に形成する低濃度のp型ソースドレイン領域の替わり
に金属膜あるいは金属シリサイド膜との接触においてシ
ョットキーバリアを形成しない程度の高濃度のn十型の
ソースドレイン領域(1020cm−”程度以上のキャ
リア濃度を持つ)を形成すればNチャネルのMIS電界
効果トランジスタにおいても本発明は使用できる。ただ
し低濃度のソースドレイン領域を形成できないため、接
合の高耐圧化はできない。
In the above embodiments, a P-channel MIS field effect transistor has been described, but instead of a low concentration p-type source/drain region formed directly under the sidewall oxide film, a Schottky film in contact with a metal film or metal silicide film is used. The present invention can also be used in an N-channel MIS field effect transistor by forming an n-type source/drain region (having a carrier concentration of about 1020 cm-" or more) with a high concentration that does not form a barrier. However, the present invention can be used in an N-channel MIS field effect transistor. Since source/drain regions cannot be formed, it is not possible to increase the breakdown voltage of the junction.

[発明の効果] 以上説明のように本発明によれば、MIS電界効果トラ
ンジスタにおいて、ゲート電極下の横方向拡散を微少に
抑えた浅い低濃度不純物領域を含むソーストレイン領域
を形成できるため、ゲート長を微細化できることによる
高集積化を、ゲート長を微細化でき、ソースドレイン領
域を低抵抗の導電膜により形成できるため、伝達コンダ
クタンスを増大できること及び導電膜からなるソースド
レイン領域を絶縁膜上に形成できるため、ソーストレイ
ン領域の容量を低減できることによる高速化を、低濃度
不純物領域のみが半導体基板に接するソースドレイン領
域を形成できるため、接合耐圧を増大できることによる
高性能化を可能にすることができる9即ち高集積、高速
且つ高性能な半導体集積回路の形成を可能としたMIS
電界効果トランジスタを得ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a MIS field effect transistor, it is possible to form a source train region including a shallow, low concentration impurity region that suppresses lateral diffusion under the gate electrode. The gate length can be made finer, the source and drain regions can be formed with a low resistance conductive film, increasing the transfer conductance, and the source and drain regions made of a conductive film can be formed on an insulating film. Because it can be formed, it is possible to increase the speed by reducing the capacitance of the source train region, and because it is possible to form the source drain region in which only the lightly doped impurity region is in contact with the semiconductor substrate, it is possible to increase the junction breakdown voltage, which can improve performance. MIS enables the formation of highly integrated, high-speed, and high-performance semiconductor integrated circuits.
A field effect transistor can be obtained.

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

第1図は本発明のMIS電界効果トランジスタにおける
第1の実施例の模式側断面図、第2図は本発明のMIS
電界効果トランジスタにおける第2の実施例の模式側断
面図、第3図は本発明のMIS電界効果トランジスタに
おける第3の実施例の模式側断面図、第4図(a)〜(
e)は本発明のMIS電界効果トランジスタにおける製
造方法の一実施例の工程断面図、 第5図は従来のMIS電界効果トランジスタの模式側断
面図である。 図において、 1はn−型シリコン基板、 2はn型チャネルストッパー領域、 3はp型ソースドレイン領域、 4はソースドレイン領域形成用のトレンチ、5は埋め込
み酸化膜、 6はフィールド酸化膜、 7は埋め込み導電膜、 8はゲート酸化膜、 9はゲート電極、 10は側壁酸化膜、 11は不純物ブロック用酸化膜、 12は燐珪酸ガラス (PSG)膜、 13はA1配線、 14はソースドレイン領域及び素子分離領域形成用トレ
ンチ、 15はn−型再結晶シリコン基板、 16はシリコン基板上の絶縁分離酸化膜を示す9
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of the MIS field effect transistor of the present invention, and FIG. 2 is a schematic side sectional view of the MIS field effect transistor of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side sectional view of a second embodiment of a field effect transistor; FIG. 3 is a schematic side sectional view of a third embodiment of the MIS field effect transistor of the present invention; FIGS.
e) is a process sectional view of an embodiment of the manufacturing method for an MIS field effect transistor of the present invention, and FIG. 5 is a schematic side sectional view of a conventional MIS field effect transistor. In the figure, 1 is an n-type silicon substrate, 2 is an n-type channel stopper region, 3 is a p-type source/drain region, 4 is a trench for forming the source/drain region, 5 is a buried oxide film, 6 is a field oxide film, 7 8 is a buried conductive film, 8 is a gate oxide film, 9 is a gate electrode, 10 is a sidewall oxide film, 11 is an oxide film for impurity blocking, 12 is a phosphosilicate glass (PSG) film, 13 is an A1 wiring, 14 is a source/drain region and a trench for forming an element isolation region; 15 is an n-type recrystallized silicon substrate; 16 is an insulating isolation oxide film on the silicon substrate; 9;

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)一導電型の半導体基板と、前記半導体基板上に設
けられたゲート絶縁膜と、前記ゲート絶縁膜上に設けら
れたゲート電極と、前記ゲート電極の両端の前記半導体
基板に等距離の幅に設けられた反対導電型のソースドレ
イン領域と、前記ゲート電極の両端より外側に等距離離
れた前記半導体基板に設けられたトレンチと、前記トレ
ンチの側面の一部及び底面に設けられた絶縁膜と、前記
絶縁膜が設けられたトレンチを埋め込み、且つ前記ソー
スドレイン領域の側面に接した導電膜とを備えてなるこ
とを特徴とするMIS電界効果トランジスタ。
(1) A semiconductor substrate of one conductivity type, a gate insulating film provided on the semiconductor substrate, a gate electrode provided on the gate insulating film, and an equidistant distance from the semiconductor substrate at both ends of the gate electrode. a source drain region of opposite conductivity type provided in a width, a trench provided in the semiconductor substrate equidistantly apart from both ends of the gate electrode, and an insulating material provided on a part of the side surface and bottom surface of the trench. A MIS field effect transistor comprising: a conductive film that fills a trench provided with the insulating film and is in contact with a side surface of the source/drain region.
(2)前記半導体基板が再結晶シリコン基板からなるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第一項記載のMIS電界
効果トランジスタ。
(2) The MIS field effect transistor according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is made of a recrystallized silicon substrate.
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