(57)【要約】トランジスタは、ソース領域（ＳＯ）とドレイン領域（Ｄ）とを備えている。複数の充填領域（ＦＢ）が、以下のように形成されている。すなわち、充填領域（ＦＢ）とソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）とが相互に噛み合うように形成されている。充填領域（ＦＢ）の垂直方向のサイズは、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）の垂直方向のサイズ以上となっている。充填領域（ＦＢ）とソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）とは、少なくとも一部が、共通の垂直部分上に延びている。
2006508529.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（Ｓ）に形成されたソース領域（ＳＯ）およびドレイン領域（Ｄ）と、
複数の充填領域（ＦＢ）とを備え、
各充填領域（ＦＢ）の少なくとも一部が基板に配置されており、
充填領域（ＦＢ）と、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）とが相互に入り込むように延びているトランジスタにおいて、
充填領域（ＦＢ）の垂直方向のサイズが、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）の垂直方向のサイズ以上であることを特徴とするトランジスタ。
【請求項２】
上記充填領域（ＦＢ）が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）を垂直方向に完全に横断するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項３】
上記充填領域（ＦＢ）が、一体的かつほぼ同質に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のトランジスタ。
【請求項４】
上記充填領域（ＦＢ）とソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）とが、基板（Ｓ）とは反対側の表面（Ｏ）において、ほぼ平坦な面を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項５】
上記充填領域（ＦＢ）が、基板に対して間隔（ａ）を有するように形成されており、この間隔（ａ）が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）と、基板（Ｓ）との間隔（ｂ）よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項６】
上記充填領域（ＦＢ）の各々が、特に上下に配置されている、少なくとも２つの部分（ＥＳ，ＺＳ）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のトランジスタ。
【請求項７】
上記充填領域（ＦＢ）の第１の部分（ＥＳ）が、請求項４および／または５に基づいて形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のトランジスタ。
【請求項８】
上記充填領域（ＦＢ）の第２の部分（ＺＳ）が、第１の部分（ＥＳ）上に、特に第１の部分（ＥＳ）と一致するように形成されていることを特徴とする、請求項６または７に記載のトランジスタ。
【請求項９】
上記充填領域（ＦＢ）の少なくとも一部が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）と比較して弱導電性または絶縁性であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１０】
上記充填領域（ＦＢ）が、二酸化シリコンなどの酸化物領域として、および／または、窒化物領域として形成されていることを特徴とする、請求項９に記載のトランジスタ。
【請求項１１】
上記ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）が、基板（Ｓ）に形成されたウェル領域（ＷＢ）に埋設されており、
上記充填領域（ＦＢ）が、ウェル領域（ＷＢ）の一部であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１２】
上記充填領域（ＦＢ）の第１の部分（ＥＳ）が、請求項９〜１１のいずれか１項に基づいて形成されており、
第２の部分（ＺＳ）が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）と比べて弱導電性であり、特にポリシリコンからなることを特徴とする、請求項６〜１１のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１３】
上記充填領域（ＦＢ）が、互いにほぼ平行に配置された細片であり、これらの細片が、特にトランジスタのゲート領域（Ｇ）の延びている面では、ゲート領域（Ｇ）に対して垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１４】
上記充填領域（ＦＢ）が、中空でない円柱、中空の円柱、または多角柱として形成されていることを特徴とする、請求項１〜１２のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１５】
上記充填領域（ＦＢ）が、２つの拡散領域（Ｄ，ＳＯ）のうちの少なくとも１つにおいて、異なる幾何学的形状および／または異なる垂直方向のサイズを有していることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１６】
上記ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）上、および／または、上記充填領域（ＦＢ）上に、ケイ化物層が形成されていることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１７】
上記充填領域（ＦＢ）の構造が、上記ケイ化物層に形成されていることを特徴とする、請求項１６に記載のトランジスタ。
【発明の詳細な説明】
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、請求項１の前段部に記載のトランジスタにおいて、トランジスタのソース領域および／またはドレイン領域に配置された充填領域を備えたトランジスタに関する。
【０００２】
半導体素子や集積回路を製造するための最近の技術では、規模の問題がますます多く生じている。ここでいう規模の問題とは、層抵抗などの技術的なパラメータが、使用される技術の構造サイズと、望ましくない関係を有するという問題である。その一例として、金属表面において、特定の面積に達すると化学機械研磨（ＣＭＰ）時に生じる問題が挙げられる。より最近の技術では、複数のマスクレベルに規則的な充填構造を導入することによって、上記の問題を解決してきた。これらの充填構造は、ウエハ上の例えば金属層やポリシリコン層の密度を均一化することを目的としている。
【０００３】
素子シミュレーションや実験によって確認されているように、トランジスタの閾値電圧（トランジスタが電流を伝導し始めるときの電圧）は、トランジスタの拡散領域のサイズによって決まる。したがって、チップ上に形成されたトランジスタのサイズ、幾何学的形状、および環境に応じて、チップ上のトランジスタの閾値電圧および他の特性値には、かなりのばらつきが生じる。このため、回路シミュレーションにおいて、また、その後の回路マッチングにおいて、重大な問題が生じる。このことは、高い出力性能を実現するために大きなトランジスタ幅を必要とするドライバトランジスタに特に関連する。集積回路の入力端子または出力端子と直接接続されており、それゆえ、静電放電時に特に危険に曝されているトランジスタ（ＥＳＤ−トランジスタ）では、この問題はさらに深刻化する。これらのＥＳＤトランジスタでは、保護措置として、拡散領域のサイズを最小にする必要がある。その結果、拡散領域の幅および高さが比較的大きくなるので、これらのＥＳＤトランジスタは、特性曲線シフトによって特に強く影響を受ける。
【０００４】
ドイツ特許公報第１００５４１８４号Ｃ１（DE 100 54 184 C1）には、ＥＳＤ耐性と、同時には低下しないドライバ性能とを改善するため、細片状の絶縁領域がトランジスタの拡散領域に埋設されているＥＳＤトランジスタが記載されている。この細片状の領域は、垂直方向において、トランジスタのソース領域および／またはドレイン領域よりも狭い範囲に形成されている。これら細片状の絶縁領域は、相互に平行であり、相互に分離されて配置されており、ゲート領域に対して直角に形成されている。その結果、拡散領域における電流の狭搾が回避されるが、導電のために利用できる有効面積は減少し、拡散抵抗の上昇という所望の効果が得られる。拡散領域上に形成されたケイ化物層もまた、細片状の構造とすることができる。トランジスタのドライバ性能を維持するために、細片状の絶縁領域の端部と、トランジスタのチャネル領域との間には、一定の間隔がある。この構造の欠点は、ＥＳＤ耐性しか改善できない点である。したがって、冒頭部分で述べた問題に起因するトランジスタの特性曲線シフト、特に閾値電圧のシフトを意図的に回避することは不可能である。
【０００５】
さらに、米国特許公報第５，７２１，４３９号（USP 5,721, 439）には、ＥＳＤ耐性を改善するために細片状の領域をトランジスタのゲート領域に対して平行に形成したトランジスタが記載されている。この細片状の領域は、その長手方向において互いからずれている。細片状の領域は、酸化物領域とその上に形成されたポリシリコン領域とを備え、基板上面だけに形成されている。トランジスタの拡散領域は、基板内において、各細片状の領域間に延びている。拡散領域には、絶縁領域などの他の領域は形成されていない。従って、冒頭部分で述べた問題に起因するトランジスタの特性曲線シフトは防止できない。
【０００６】
さらに、米国特許公報第６，１５３，９０９号（USP 6,153, 909）には、ホットキャリア効果を回避するために、トランジスタの拡散領域内に絶縁領域が形成されているトランジスタが記載されている。この絶縁領域は、箱状に形成され、拡散領域のみに埋設されている。また、この絶縁領域は、垂直方向のサイズが、拡散領域よりも小さい。ホットキャリア効果を減少させるためには、この絶縁領域の少なくとも一部を、スペーサ領域の下側またはゲート領域の下側に形成する必要がある。この公知のトランジスタ構造においても、特性曲線シフトを意図的に回避することはできない。
【０００７】
したがって、本発明の目的の１つは、特にトランジスタの幾何学的形状およびサイズに起因する特性曲線シフトを低減できるトランジスタを提供することである。
【０００８】
この目的を、特許請求項１に記載の特徴を有するトランジスタによって達成する。
【０００９】
本発明のトランジスタは、ソース領域およびドレイン領域を備えている。これらの領域は、１つの基板に形成されている。さらに、トランジスタは、複数の充填領域を備え、各充填領域は、少なくとも一部が基板に配置されており、充填領域とソース領域および／またはドレイン領域とは、相互に入り込むように延びている。本発明の主要な発想の１つは、充填領域の垂直方向のサイズが、ソース領域および／またはドレイン領域の垂直方向のサイズ以上である、ということである。その結果、特性値のシフト、特に、特性曲線シフト（特に、閾値電圧のシフト）を、トランジスタのサイズ、幾何学的形状、または、トランジスタが例えば集積回路に形成される環境に関わらず低減または防止できるトランジスタを実現できる。これによって、一般的には、集積回路上に形成される任意のトランジスタを、本発明のトランジスタとすることができる。このため、トランジスタ特性の（特に閾値電圧の）ばらつきを効果的に制限できる。その結果、回路シミュレーションや回路相互のマッチングを、より正確・容易かつ最適に行える。
【００１０】
特に好ましい一実施形態では、充填領域が、ソース領域および／またはドレイン領域を垂直方向において完全に横断するように形成されている。充填領域が、垂直方向においてソース領域および／またはドレイン領域を横断することにより、トランジスタの性質シフトを、特に効果的かつ効率よく防止できる。
【００１１】
充填領域は、一体的かつほぼ同質に形成されていることが有利である。他の有利な実施形態は、充填領域と、ソース領域および／またはドレイン領域とが、基板とは反対側の面において、ほぼ平坦な面を形成している点を特徴とする。この平坦な面からの充填領域の深さは、ソース領域および／またはドレイン領域の深さよりも深くできる。したがって、基板から見ると、充填領域は、ソース領域および／またはドレイン領域よりも近くにある。
【００１２】
各充填領域を、特に上下に配置されている、少なくとも２つの部分から構成することも有利である。この場合、充填領域の第１の部分は、それぞれ一体的かつほぼ同質に形成されており、基板とは反対側の面において、ソース領域および／またはドレイン領域とほぼ平坦な面を形成していてもよい。各充填領域の第１の部分は、基板とは反対側の面から突出して延びていてもよい。また、この第１の部分は、この面まで延びないように形成されていてもよい。また、各充填領域のこの第１の部分は、基板との間隔が、ソース領域および／またはドレイン領域と基板との間隔よりも小さくなるように形成してもよい。しかし、充填領域のこの第１の部分と基板との間隔は、ソース領域および／またはドレイン領域と基板との間隔よりも大きくてもよい。このように、少なくとも２つの部分からなる充填領域の第１の部分は、様々に形成できる。したがって、第１の部分は、各部分を組み合わせたときに充填領域の上端部または下端部となるように形成されていてもよいし、各部分を組み合わせたときに充填領域の第２の部分と第３の部分との間に位置するように形成されていてもよい。また、第１の部分自体の垂直方向のサイズは、ソース領域および／またはドレイン領域の垂直方向のサイズよりも小さくてもよく、等しくても大きくてもよい。
【００１３】
各充填領域の少なくとも１つの第２の部分は、第１の部分と一致するように形成されており、垂直方向において、第１の部分の上または下に配置されていてもよい。このようにすれば、集積回路の素子を製造するために使用される技術に応じて、トランジスタの特性曲線のあり得るシフトをさらに改善できる。充填領域は、ソース領域および／またはドレイン領域と比較して、少なくとも一部では、弱導電性または絶縁性を有することが特に有利である。この場合、充填領域全体を、弱導電性または絶縁性としてもよい。しかし、複数の部分が組み合わせられてなる充填領域は、弱導電性である少なくとも１つの第１の部分と、絶縁性である少なくとも１つの第２の部分とを有していてもよい。
【００１４】
充填領域、または、少なくとも充填領域の部分領域が、二酸化シリコン領域などの酸化物領域および／または窒化物領域として形成されていれば、特に有利である。
【００１５】
充填領域または充填領域の部分が、比較的高抵抗のウェル領域として形成されていることが有利である。この場合、ソース領域および／またはドレイン領域は、ウェル領域に埋設されており、ウェル領域は、基板に形成されており、充填領域は、ウェル領域の一部である。また、充填領域の弱導電性の部分が、特にポリシリコンで形成されていてもよい。有利な実施形態の１つでは、充填領域が、完全にウェル領域によって形成されていてもよい。各充填領域が、ウェル領域によって形成されている第１の部分と、絶縁材料からなる第２の部分とを有していてもよい。さらに、各充填領域が、第３の部分を有し、この第３の部分は、ポリシリコンからなるとともに第１の部分または第２の部分の上に直接配置されていてもよい。この場合も、充填領域の各部分は、垂直方向のサイズがソース領域および／またはドレイン領域の垂直方向のサイズよりも小さくてもよい。このように、充填領域は多様に形成可能であり、一体的に形成されていてもまたは複数の部分から形成されていてもよい。また、充填領域は、完全に絶縁性であってもよいし、完全に弱導電性であってもよい。あるいは、充填領域は、一部では完全に絶縁性であり、一部では弱導電性であってもよい。
【００１６】
有利な実施形態の１つでは、充填領域は、ほぼ細片状の形状を有しており、互いに平行に配置されている。この細片は、特にトランジスタのゲート領域が延びている面では、このゲート領域に対して直角に配置されている。しかし、充填領域は、中空でない円柱、中空の円柱、または多角柱として形成されていてもよい。充填領域の幾何学的形状は、上記の具体的な実施形態に制限されず、様々な幾何学的形状であってもよい。ただし、充填領域は、トランジスタの特性値または特性曲線（特に、閾値電圧）のシフトが防止されるように設計・配置されていることが重要である。
【００１７】
ソース領域および／またはドレイン領域、および／または、充填領域に、ケイ化物層が形成されていることも有利である。充填領域の構造を、このケイ化物層に形成することもできる。
【００１８】
本発明のさらに有利な改良点は、従属請求項および以下の実施形態に記載されている。
【００１９】
以下では、概略図を参照して、本発明の複数の実施形態をより詳細に説明する。
【００２０】
図１は、本発明のトランジスタの第１実施形態の平面図である。図２は、本発明のトランジスタの第１実施形態の変形例の断面図である。図３は、本発明のトランジスタの第２実施形態の断面図である。図４は、本発明のトランジスタの第３実施形態の断面図である。図５は、本発明のトランジスタの第４実施形態の平面図である。図６は、本発明のトランジスタの第５実施形態の他の平面図である。図７は、本発明のトランジスタの第６実施形態の断面図である。
【００２１】
これらの図では、同じまたは機能的に同じ素子に同じ参照符号が付されている。
【００２２】
図１に、本発明のトランジスタの平面図を示す。このトランジスタは、ドレイン領域Ｄとソース領域ＳＯとを備えている。細長く形成されたゲート領域Ｇが、２つの拡散領域Ｄ・ＳＯ間に延びている。ドレイン領域Ｄに、細片状の充填領域ＦＢが形成されている。これらの充填領域ＦＢは、互いに平行に、互いからほぼ等間隔で配置されており、ゲート領域Ｇが延びている面において、このゲート領域Ｇに対して直角に配置されている。これらの充填領域ＦＢは、ソース領域ＳＯにも同じように配置されている。この実施形態では、充填領域ＦＢは、自身が形成されている各拡散領域をほぼ完全に横断し、ゲート領域Ｇから一定の間隔を有するように形成されている。
【００２３】
図２は、第１実施形態の断面図を示している。図２は、線ＩＩ（図１）に沿った断面図であり、複数の点で図１の平面図とは相違している。例えば、図２の断面図には、絶縁領域ＩＢが示されている。この絶縁領域ＩＢは、ドレイン領域および／またはソース領域Ｄ・ＳＯを、隣接する拡散領域の隣接するトランジスタ（図１には示さず）から絶縁する。さらに、図２では、充填領域ＦＢの数が、図１の充填領域ＦＢの数よりも少ない。図２に示す、本発明のトランジスタの第１実施形態の断面図では、ドレイン領域Ｄが、ウェル領域ＷＢに形成されている。このウェル領域ＷＢは、基板Ｓに形成されている。細片状の充填領域ＦＢは、水平方向に沿って、互いに等間隔に配置されている。第１実施形態では、これらの充填領域ＦＢは、一体的に形成されており、二酸化シリコンからなる細片として形成されている。充填領域ＦＢは、ドレイン拡散領域Ｄとともに、基板Ｓとは反対側の面において、ほぼ平坦な表面Ｏを形成している。充填領域ＦＢがこの平坦な表面Ｏから延びている深さは、ドレイン拡散領域Ｄがこの平坦な表面Ｏから延びている深さよりも深い。したがって、充填領域ＦＢは、ドレイン領域Ｄを完全に横断しており、垂直方向において、ドレイン領域Ｄよりも大きなサイズを有している。この場合、充填領域ＦＢと基板面との間隔ａ（ウェル領域ＷＢ（ウェルベース）から基板Ｓまでの移動距離）は、ドレイン領域Ｄの下部領域と基板表面との間隔ｂよりも小さい。しかし、一体的に形成されている充填領域ＦＢは、ドレイン拡散領域Ｄの下部領域よりも、基板表面からの間隔およびウェル領域のベースＷＢからの間隔が大きくてもよい。充填領域ＦＢが、ドレイン領域Ｄを完全に横断し、充填領域ＦＢとドレイン領域Ｄとが、ウェル領域ＷＢの底部領域に対して同じ間隔を有していてもよい。同じく、充填領域ＦＢが、表面Ｏから突出して延びていてもよい。
【００２４】
本発明のトランジスタの第２実施形態を、図３の断面図に示す。この実施形態では、充填領域ＦＢが、２つの部分から形成されている。各充填領域の第１の部分ＥＳは、図２の充填領域ＦＢに対応するように形成されている。さらに、図３の各充填領域ＦＢは、第２の部分ＺＳを有している。この第２の部分ＺＳは、垂直方向において、第１の部分ＥＳ上に配置されている。第１の部分ＥＳと第２の部分ＺＳとからなる各充填領域ＦＢでは、第２の部分ＺＳが、ポリシリコンから形成されている。したがって、この実施形態では、各充填領域ＦＢが、第１の部分ＥＳによって形成されている絶縁性領域と、第２の部分ＺＳによって形成されている弱導電性領域とを備えている。この実施形態においても、充填領域ＦＢは、様々に形成できる。ここでも、基板表面またはウェル領域ＷＢの底部領域と、ドレイン領域Ｄとの間隔は、基板表面またはウェル領域ＷＢの底部領域と、充填領域ＦＢの第１の部分ＥＳとの間隔に等しいか、または、それよりも小さくてもよい。同様に、第２の部分ＺＳは、第１の部分ＥＳと一致するように形成されていてもよいし、第１の部分ＥＳよりも大きく、または小さく形成されていてもよい。第２の部分ＺＳが、切れ目のない完全な層として、第１の部分ＥＳおよびドレイン領域Ｄの上に延びていてもよい。さらに、第２の部分ＺＳが、表面Ｏの下まで達する深さを有していてもよい。
【００２５】
本発明のトランジスタの第３実施形態を、図４に示す。この実施形態では、充填領域ＦＢが、同じく２つの部分から形成されている。第１の部分ＥＳは、図４の断面図から分かるように、ウェル領域ＷＢの一部によって形成されている。したがって、第１の部分ＥＳは、ウェル領域ＷＢと同質な、表面Ｏまで延びる領域である。この実施形態でも、充填領域ＦＢは、細片状に形成されている。なお、この実施形態では、ドレイン領域Ｄがウェル領域ＷＢに埋設されている。また、第１の部分ＥＳが充填領域ＦＢを横断しているので、ドレイン領域Ｄは細片状または層状の構造を備えている。ドレイン領域Ｄの平行な細片は、端部において互いに接続されている。この実施形態では、充填領域ＦＢは、第１の部分ＥＳに加えて、第２の部分ＺＳを備えている。第２の部分ＺＳは、第１の部分ＥＳ上に配置されており、ポリシリコンから形成されている。充填領域ＦＢ、特に第１の部分ＥＳは、この実施形態では、ドレイン領域Ｄが完全に埋設されているウェル領域ＷＢの一部によって形成されている。したがって、この実施形態では、必然的に、充填領域ＦＢがドレイン領域Ｄよりも深くまで延びている。よって、この実施形態では、間隔ａが存在しない。この実施形態では、ドレイン領域Ｄの細片状の領域が、ウェル領域ＷＢへの注入によって形成される。図４に示す第３実施形態も、様々に変更できる。例えば、第２の部分ＺＳを完全に省略することもできる。また、第１の部分ＥＳが、表面Ｏに達するまで完全に形成されず、その上に形成される第２の部分ＺＳが、表面Ｏの下に達するように形成されていてもよい。第１の部分と第２の部分との間に、第３の部分（例えば、二酸化シリコンからなる絶縁性の第３の部分）が形成されていてもよい。
【００２６】
図３および図４の実施形態に示されている第２のポリシリコン部分ＺＳを追加することによって、トランジスタの比較的大きな拡散領域を効果的に中断でき、トランジスタの閾値電圧のシフトに関する、さらに好ましい効果が得られる。これらのポリシリコン部分ＺＳにより、トランジスタの拡散領域のグリッド電圧が低減される。その結果、製造技術によっては、特性曲線シフトをより効果的に回避できる。さらに、これらのポリシリコン部分により、リソグラフィー精度をより高くできる。これは、可能な限り密度が高く、チップ上での密度分布が均一なポリシリコンの領域を、効果的に追加することにより、良好なリソグラフィーが保障されるからである。
【００２７】
図５に、本発明のトランジスタの他の実施形態を示す。この平面図では、ドレイン領域Ｄとソース拡散領域ＳＯとの双方に、複数の充填領域ＦＢが設けられている。これらの充填領域ＦＢは、細片状の充填領域ＦＢと、中空でない円柱状の充填領域ＦＢとからなっている。中空でない円柱状の充填領域ＦＢのうちのいくつかは、第２の中空でない円柱状の充填領域ＦＢよりも小さい第１の直径を有している。この第４実施形態に示すように、拡散領域Ｄ・ＳＯに形成されている充填領域ＦＢは、様々な形状を組み合わせて形成されていてもよい。
【００２８】
図６に示す他の実施形態では、充填領域が、四角柱として形成されている。図６の平面図から分かるように、充填領域ＦＢは、各拡散領域Ｄへ、不均一に分布し、各拡散領域Ｄ・ＳＯの対応する領域へ、適切な密度で配置されている。
【００２９】
図７は、第６実施形態を示す、本発明のトランジスタの他の断面図である。この実施形態では、充填領域ＦＢが、第１の部分ＥＳと第２の部分ＺＳとから形成されている。各充填領域ＦＢは、垂直方向のサイズがそれぞれ異なっている。断面図において、各充填領域ＦＢの隣り合う第１の部分ＥＳ同士は、垂直方向のサイズが異なる。第１の充填領域ＦＢの第１の部分ＥＳは、ドレイン領域Ｄの深さよりも深く形成されており、この第１の部分ＥＳは、ウェル領域ＷＢの底部領域の基板面に対して間隔ａを有している。その隣りにある他の充填領域ＦＢの、上記第１の部分断片ＥＳと水平方向に隣り合っている第１の部分ＥＳは、ドレイン領域Ｄの深さより浅く形成されており、基板面とウェル領域ＷＢの底部に対して間隔ｃを有している。
【００３０】
上述した全ての実施形態において、充填領域の構造、または形態および配置は、ドレイン領域Ｄとソース領域ＳＯとで異なっていてもよい。各充填領域ＦＢの第２の部分ＺＳは、ほぼ同一の垂直方向の広がりを有するように形成されている。この実施形態は、拡散領域ＳＯおよび／またはＤの２つの充填領域ＦＢのそれぞれが、「ほぼ同じ材料から形成されているが、垂直方向の大きさが異なる部分」を少なくとも１つ有していてもよいことを示している。完全な充填領域ＦＢも同様に、垂直方向のサイズが異なっている。しかし、各充填領域は、その充填領域全体の垂直方向の広がりまたは全体の垂直方向の長さが、ドレイン領域Ｄおよび／またはソース領域ＳＯの垂直方向の広がり以上となるように形成されている。
【００３１】
本発明のトランジスタは、ＭＯＳ（金属酸化膜半導体）または横型バイポーラトランジスタとして形成されていてもよい。
【００３２】
さらに、上述した全ての実施形態では、ケイ化物層がソース領域ＳＯおよび／またはドレイン領域Ｄ上に形成されており、このケイ化物層もまた、充填領域ＦＢの構造を有していてもよい。これにより、結晶応力を低減でき、従って、トランジスタの特性および／またはリーク電流の問題を改善できる。
【００３３】
上述した全ての実施形態から分かるように、本発明では、充填領域ＦＢが、ドレイン領域Ｄおよび／またはソース領域ＳＯを完全に分断または横断している必要はないが、充填領域ＦＢの垂直方向のサイズは、それぞれの拡散領域Ｄおよび／またはＳＯの垂直方向のサイズ以上でなければならない。この場合、充填領域ＦＢは、基板とは反対側の表面Ｏを超えて突出していてもよい。
【００３４】
上述した全ての実施形態に示されているように、充填領域ＦＢは、垂直方向において、トランジスタのスペーサ領域またはゲート領域の下には延びていない。また、水平方向においては、充填領域ＦＢは、図１、図５、図６からも分かるように、トランジスタのスペーサ領域またはゲート領域からは間隔を開けて形成されている。
【００３５】
本発明の実質的な特徴は、トランジスタの充填領域ＦＢとソース領域および／またはドレイン領域ＳＯ・Ｄとが相互に噛み合うように、または、相互に入り込んで延びるように、充填領域ＦＢの幾何学的形状が設定されており、これによって、トランジスタの特性曲線シフトまたは特性値のシフトを、集積回路上におけるトランジスタのサイズ、幾何学的形状および環境に関わらず防止できるようになっていることである。集積回路内の各トランジスタは、使用される加工技術に関係なく、その特性値または特性曲線がほぼ変わらないように形成されていてもよい。以上のように、本発明によれば、ＥＳＤ現象の物理的効果に依存しない物理的効果、つまり、特性値のシフト、特に閾値電圧のシフトを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のトランジスタの第１実施形態の平面図である。
【図２】本発明のトランジスタの第１実施形態の変形例の断面図である。
【図３】本発明のトランジスタの第２実施形態の断面図である。
【図４】本発明のトランジスタの第３実施形態の断面図である。
【図５】本発明のトランジスタの第４実施形態の平面図である。
【図６】本発明のトランジスタの第５実施形態の他の平面図である。
【図７】本発明のトランジスタの第６実施形態の断面図である。
【図１】
2006508529.tif 000003
【図２】
2006508529.tif 000004
【図３】
2006508529.tif 000005
【図４】
2006508529.tif 000006
【図５】
2006508529.tif 000007
【図６】
2006508529.tif 000008
【図７】
2006508529.tif 000009
【手続補正書】
【提出日】平成16年12月1日(2004.12.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板（Ｓ）に形成されたソース領域（ＳＯ）およびドレイン領域（Ｄ）と、
複数の充填領域（ＦＢ）とを備え、
各充填領域（ＦＢ）の少なくとも一部が基板に配置されており、
充填領域（ＦＢ）と、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）とが相互に入り込むように延びており、
充填領域（ＦＢ）の垂直方向のサイズが、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）の垂直方向のサイズ以上であるトランジスタにおいて、
上記充填領域（ＦＢ）が、二酸化シリコンなどの酸化物領域として、および／または、窒化物領域として形成されていることを特徴とするトランジスタ。
【請求項２】
上記充填領域（ＦＢ）が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）を垂直方向に完全に横断するように形成されていることを特徴とする、請求項１に記載のトランジスタ。
【請求項３】
上記充填領域（ＦＢ）が、一体的かつほぼ同質に形成されていることを特徴とする、請求項１または２に記載のトランジスタ。
【請求項４】
上記充填領域（ＦＢ）とソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）とが、基板（Ｓ）とは反対側の表面（Ｏ）において、ほぼ平坦な面を形成することを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項５】
上記充填領域（ＦＢ）が、基板に対して間隔（ａ）を有するように形成されており、この間隔（ａ）が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）と、基板（Ｓ）との間隔（ｂ）よりも小さいことを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項６】
上記充填領域（ＦＢ）の各々が、特に上下に配置されている、少なくとも２つの部分（ＥＳ，ＺＳ）を有することを特徴とする、請求項１または２に記載のトランジスタ。
【請求項７】
上記充填領域（ＦＢ）の第１の部分（ＥＳ）が、請求項４および／または５に基づいて形成されていることを特徴とする、請求項６に記載のトランジスタ。
【請求項８】
上記充填領域（ＦＢ）の第２の部分（ＺＳ）が、第１の部分（ＥＳ）上に、特に第１の部分（ＥＳ）と一致するように形成されていることを特徴とする、請求項６または７に記載のトランジスタ。
【請求項９】
上記充填領域（ＦＢ）の少なくとも一部が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）と比較して弱導電性または絶縁性であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１０】
上記ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）が、基板（Ｓ）に形成されたウェル領域（ＷＢ）に埋設されており、
上記充填領域（ＦＢ）が、ウェル領域（ＷＢ）の一部であることを特徴とする、請求項１〜９のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１１】
上記充填領域（ＦＢ）の第１の部分（ＥＳ）が、請求項９〜１１のいずれか１項に基づいて形成されており、
第２の部分（ＺＳ）が、ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）と比べて弱導電性であり、特にポリシリコンからなることを特徴とする、請求項６〜１０のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１２】
上記充填領域（ＦＢ）が、互いにほぼ平行に配置された細片であり、これらの細片が、特にトランジスタのゲート領域（Ｇ）の延びている面では、ゲート領域（Ｇ）に対して垂直に配置されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１３】
上記充填領域（ＦＢ）が、中空でない円柱、中空の円柱、または多角柱として形成されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１４】
上記充填領域（ＦＢ）が、２つの拡散領域（Ｄ，ＳＯ）のうちの少なくとも１つにおいて、異なる幾何学的形状および／または異なる垂直方向のサイズを有していることを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１５】
上記ソース領域（ＳＯ）および／またはドレイン領域（Ｄ）上、および／または、上記充填領域（ＦＢ）上に、ケイ化物層が形成されていることを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか１項に記載のトランジスタ。
【請求項１６】
上記充填領域（ＦＢ）の構造が、上記ケイ化物層に形成されていることを特徴とする、請求項１５に記載のトランジスタ。
【国際調査報告】
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