【手続補正書】
【提出日】平成15年8月13日(2003.8.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置であって、
前記チャネル形成領域は、
キャリアが移動する領域と、
前記ドレイン領域より前記チャネル形成領域およびソース領域に向かって広がる空乏層をピニングするための、ドットパターン状に形成された不純物領域と、
を有し、
前記不純物元素領域には、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項２】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置であって、
前記チャネル形成領域は、
キャリアが移動する領域と、
しきい値電圧を制御するための、ドットパターン状に形成された不純物領域と、
を有し、
前記不純物元素領域には、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項３】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域にドットパターン状に形成された不純物領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置において、
前記不純物領域には、エネルギーバンド幅（Eg）を広げる、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項４】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置であって、
前記チャネル形成領域は、
キャリアが移動する領域と、
前記ドレイン領域より前記チャネル形成領域およびソース領域に向かって広がる空乏層をピニングするための、ドットパターン状に形成された不純物領域と、
を有し、
前記不純物領域には、エネルギーバンド幅（Eg）を広げる、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項５】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置であって、
前記チャネル形成領域は、
キャリアが移動する領域と、
前記ドレイン領域より前記チャネル形成領域およびソース領域に向かって広がる空乏層をピニングするための、ドットパターン状に形成された不純物領域と、
を有し、
前記不純物元素領域には、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれており、
前記キャリアが移動する領域においては、キャリアの不純物散乱を防止する手段若しくはキャリアの格子散乱以外の要因による移動度低下を防止する手段が施されいることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項６】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置であって、
前記チャネル形成領域は、
キャリアが移動する領域と、
しきい値電圧を制御するための、ドットパターン状に形成された不純物領域と、
を有し、
前記不純物領域には、エネルギーバンド幅（Eg）を広げる、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項７】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置であって、
前記チャネル形成領域は、
キャリアが移動する領域と、
しきい値電圧を制御するための、ドットパターン状に形成された不純物領域と、
を有し、
前記不純物元素領域には、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれており、
前記キャリアが移動する領域においては、キャリアの不純物散乱を防止する手段若しくはキャリアの格子散乱以外の要因による移動度低下を防止する手段が施されていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項８】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域と、
前記チャネル形成領域に、ドットパターン状に形成された絶縁性を有する不純物領域と、
前記チャネル形成領域上に形成されたゲイト絶縁膜およびゲイト電極と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置において、
前記不純物領域にはエネルギーバンド幅（Eg）を広げる、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれており、
前記チャネル形成領域において、前記不純物領域以外の領域には前記不純物元素が添加されない又は極微量に添加されていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記チャネル形成領域の幅Wに対して前記不純物領域および前記不純物領域間の幅が占有する割合をそれぞれWpi、Wpaとする時、前記W、WpiおよびWpaとの間には、Wpi／W＝０．１ 〜０．９ 、Wpa／W＝０．１ 〜０．９ 、Wpi／Wpa＝１／９ 〜９ の関係式が成り立つことを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記チャネル形成領域のチャネル方向に垂直な少なくとも一断面は、実質的に前記不純物領域により区切られた複数のチャネル形成領域の集合体と見なせることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１１】
請求項１乃至請求項８にのいずれか１項おいて、
前記チャネル形成領域において駆動時に生じる短チャネル効果に伴うしきい値電圧の低下は、前記不純物領域を利用することで得られる狭チャネル効果に伴うしきい値電圧の増加により緩和されることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１２】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記不純物領域は１００ 〜３０００Åの間隔で配置されることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記チャネル形成領域内の前記不純物領域以外の領域は真性または実質的に真性な領域であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１４】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記不純物領域に添加された不純物元素の濃度によってしきい値電圧が所定の値に制御され、前記チャネル形成領域内の前記不純物領域以外の領域においてキャリアがソース／ドレイン領域間を移動するように構成されることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１５】
請求項１乃至請求項８のいずれか１項において、
前記結晶半導体とは単結晶半導体であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１６】
請求項１乃至請求項１５のいずれか１項において、
前記ドットパターン状に形成された不純物領域は、互いにかみ合うように配置されたパターンであることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１７】
請求項１乃至請求項１５のいずれか１項において、
前記ドットパターン状に形成された不純物領域は、チャネル方向と垂直な楕円形又は長方形であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１８】
請求項１乃至請求項１５のいずれか１項において、
前記ドットパターン状に形成された不純物領域は、チャネル方向と平行な楕円形又は長方形であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。
【請求項１９】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域を形成する工程と、
前記チャネル形成領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト電極とを形成する工程と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法であって、
前記チャネル形成領域に対してキャリアが移動する領域と、
前記ドレイン領域より前記チャネル形成領域およびソース領域に向かって広がる空乏層をピニングするための不純物領域と、
を形成する工程を少なくとも有し、
前記不純物領域はドットパターン状に形成されており、
前記不純物元素領域には、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素が含まれていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２０】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域を形成する工程と、
前記チャネル形成領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト電極とを形成する工程と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法であって、
前記チャネル形成領域に対してキャリアが移動する領域と、
炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素の添加によりしきい値電圧に制御するための不純物領域と、
を形成する工程を少なくとも有し、
前記不純物領域はドットパターン状に形成されることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２１】
結晶半導体を利用してソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域とを形成する工程と、
前記チャネル形成領域においてドットパターン状に不純物領域を形成する工程と、
前記チャネル形成領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト電極とを形成する工程と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法において、
前記不純物領域は、エネルギーバンド幅（Eg）を広げる、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素を添加することによって形成されることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２２】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域を形成する工程と、
前記チャネル形成領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト電極とを形成する工程と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法であって、
前記チャネル形成領域に対してエネルギーバンド幅（Eg）を広げる、炭素、窒素、酸素から選ばれた一種または複数種類の元素を添加することによって、前記ドレイン領域より前記チャネル形成領域およびソース領域に向かって広がる空乏層をピニングするための不純物領域をドットパターン状に形成する工程を有することを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２３】
結晶半導体を利用して形成されたソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域を形成する工程と、
前記チャネル形成領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト電極とを形成する工程と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法であって、
前記チャネル形成領域に対してエネルギーバンド幅（Eg）を広げる不純物元素を添加することによって、しきい値電圧に制御するための不純物領域をドットパターン状にする工程を有することを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２４】
結晶半導体を利用してソース領域、ドレイン領域およびチャネル形成領域とを形成する工程と、
前記チャネル形成領域においてエネルギーバンド幅（Eg）を広げる不純物元素を添加することにより、不純物領域をドットパターン状に形成する工程と、
前記チャネル形成領域上にゲイト絶縁膜およびゲイト電極とを形成する工程と、
を少なくとも有する絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法において、
前記不純物領域は絶縁性を有しており、
前記チャネル形成領域において前記不純物領域以外の領域には前記不純物元素が添加されない又は極微量に添加されていることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２５】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか１項において、前記チャネル形成領域内の前記不純物領域以外の領域は真性または実質的に真性な領域であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２６】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか１項において、前記チャネル形成領域の幅Wに対して前記不純物領域および前記不純物領域間の幅が占有する割合をそれぞれWpi、Wpaとする時、前記W、WpiおよびWpaとの間には、Wpi／W＝０．１ 〜０．９ 、Wpa／W＝０．１ 〜０．９ 、Wpi／Wpa＝１／９ 〜９ の関係式が成り立つことを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２７】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか１項において、前記チャネル形成領域のチャネル方向に垂直な少なくとも一断面は実質的に前記不純物領域により区切られた複数のチャネル形成領域の集合体と見なせることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２８】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか１項において、前記不純物領域は１００ 〜３０００Åの間隔で配置されることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項２９】
請求項１９乃至請求項２４のいずれか１項において、前記結晶半導体とは単結晶半導体であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項３０】
請求項１９乃至請求項２９のいずれか１項において、
前記ドットパターン状に形成された不純物領域は、互いにかみ合うように配置されたパターンであることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項３１】
請求項１９乃至２９において、
前記ドットパターン状に形成された不純物領域は、チャネル方向と垂直な楕円形又は長方形であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【請求項３２】
請求項１９乃至２９において、
前記ドットパターン状に形成された不純物領域は、チャネル方向と平行な楕円形又は長方形であることを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置の作製方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８３】
そして、窒化珪素膜７０３、酸化珪素膜（パッド酸化膜）７０２を除去して図７（Ｂ）に示す状態が得られる。この様な選択酸化工程に際してはＬＯＣＯＳ法、ＰＬＡＮＯＸ法、Ｉｓｏｐｌａｎａｒ法、ＳＷＡＭＩ法などの様々な選択酸化方法を用いることが可能である。


【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９３】
図８において、８０１はチャネル形成領域の一部を示している。チャネル幅はＷである。ここで、チャネル幅Ｗの内、ドットパターン８０２が占有している幅をＷpi,nと定義する。Ｗpi,nの値としては例えば10〜100 Åもあれば十分である。また、任意のドットパターン８０２の幅をｗpi,1、ｗpi,2、ｗpi,3・・・ｗpi,nとすると、Ｗpiは次式で表される。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００９６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００９６】
また、チャネル幅Ｗの内、ドットパターン間の領域（キャリアの移動するパス）８０３が占有している幅をＷpa,mと定義する。Ｗpa,mの値としては例えば100 〜3000Å（代表的には500 〜1500Å）とすることができる。また、任意のドットパターン間の領域８０３をｗpa,1、ｗpa,2、ｗpa,3・・・ｗpa,mとすると、Ｗpaは次式で表される。