JPH0394471A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPH0394471A JPH0394471A JP23218289A JP23218289A JPH0394471A JP H0394471 A JPH0394471 A JP H0394471A JP 23218289 A JP23218289 A JP 23218289A JP 23218289 A JP23218289 A JP 23218289A JP H0394471 A JPH0394471 A JP H0394471A
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Landscapes
- Thin Film 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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は絶縁体基板上の半導体層に形成されたM O
8 rMetal Ocide 8emiaonduc
tor)型電界効果トランジスタc以下、「SO工−M
O8FE’l’Jと略称する)に関し、特に、ソース・
ドレイン間の耐圧の改善に関するものである。
8 rMetal Ocide 8emiaonduc
tor)型電界効果トランジスタc以下、「SO工−M
O8FE’l’Jと略称する)に関し、特に、ソース・
ドレイン間の耐圧の改善に関するものである。
第8図は従来のSOI−MOSFE’[’を示す断面図
である。シリコン基板(1)上に絶縁体層(2》が形戒
されて訟シ、絶縁体層(2)上にシリコン層(3)が形
成されている。シリコン層(3)内において、低いp型
不純物濃度(たとえば、1016〜1017atoms
/ am )を有するチャンネ)V頭M (6)が形
成されてシb,高いn型不純物濃度(たとえば10 1
9〜10” atoms ,/ am3)を有するソー
ス頭* (7)とドレイン置域(3)がそれぞれチャン
ネ/l’頭域(6)の一方側と他方側に接して形戒され
ている。
である。シリコン基板(1)上に絶縁体層(2》が形戒
されて訟シ、絶縁体層(2)上にシリコン層(3)が形
成されている。シリコン層(3)内において、低いp型
不純物濃度(たとえば、1016〜1017atoms
/ am )を有するチャンネ)V頭M (6)が形
成されてシb,高いn型不純物濃度(たとえば10 1
9〜10” atoms ,/ am3)を有するソー
ス頭* (7)とドレイン置域(3)がそれぞれチャン
ネ/l’頭域(6)の一方側と他方側に接して形戒され
ている。
チャンネ/L/@ * (6)上にはゲート誘電体薄膜
(以下、ゲート絶縁膜と称す)(4)が形成されて>6
,ゲート絶縁膜(4)上にゲート電極(5)が形成され
ている。シリコン層(3》とゲート電極(5)とは層間
絶縁膜(9)によって覆われている。層間絶縁膜(9)
にはコンタクトホーILt (10a),(lob)が
開けられ、それぞれのコンタクトホーyv (xoa)
,(xob)に対応する導電体、この場合、ソース電極
(6),ドレイン電極(6)が形成されている〇 以上のように構或されたSOI−MO8FE’I’ K
訃いて、ゲート電極(5)に正の電圧を印加するとき、
p型のチャンネル領域(6)の上層部にn導電型のキャ
リア(Ml子)が誘引され、その上m部はソース領域(
7)卦よびドレインfiN M (8)と同じn導電型
に反転させられる0したがって、ソース[ * (7)
とドレイン領域(8)との闇で電流が流れることが可能
となる。
(以下、ゲート絶縁膜と称す)(4)が形成されて>6
,ゲート絶縁膜(4)上にゲート電極(5)が形成され
ている。シリコン層(3》とゲート電極(5)とは層間
絶縁膜(9)によって覆われている。層間絶縁膜(9)
にはコンタクトホーILt (10a),(lob)が
開けられ、それぞれのコンタクトホーyv (xoa)
,(xob)に対応する導電体、この場合、ソース電極
(6),ドレイン電極(6)が形成されている〇 以上のように構或されたSOI−MO8FE’I’ K
訃いて、ゲート電極(5)に正の電圧を印加するとき、
p型のチャンネル領域(6)の上層部にn導電型のキャ
リア(Ml子)が誘引され、その上m部はソース領域(
7)卦よびドレインfiN M (8)と同じn導電型
に反転させられる0したがって、ソース[ * (7)
とドレイン領域(8)との闇で電流が流れることが可能
となる。
また、チャンネ/L/@域(6)の上層部に誘引される
n型キャリアの濃度はゲート電圧によって変化するので
、チャンネlv領:lIE (6)を流れる電流量をゲ
ート電圧によって制御することができる。これがMOS
FETの動作原理である。
n型キャリアの濃度はゲート電圧によって変化するので
、チャンネlv領:lIE (6)を流れる電流量をゲ
ート電圧によって制御することができる。これがMOS
FETの動作原理である。
従来のSOエーMOSFETは以上のように構成されて
pシ、シリコンW (3)が比較的厚い(たとえば、約
5000人厚さ)場合、ゲート電圧を印加してSOエ−
MOSFETを動作状態にするとき、ドレイン領域(3
)からチャンネル領* (6)内に延びた空乏層がソー
ス領域(7)にまで届くことがある。空乏層がソース領
[(7)にまで届けば、ソース領* (7)とチャンネ
ル@ * (6)との間の電気的障壁が低下し、筐たゲ
ート電極(5)で制御できない比較的深い頭戚のボテン
シャρが上昇し、それによってチャンネル電流が急激に
増加する現象、いわゆるバンチス〃一現象が生じる。こ
のパンチスルー現象は、ソース・ドレイン間の耐圧を低
下させることになる。
pシ、シリコンW (3)が比較的厚い(たとえば、約
5000人厚さ)場合、ゲート電圧を印加してSOエ−
MOSFETを動作状態にするとき、ドレイン領域(3
)からチャンネル領* (6)内に延びた空乏層がソー
ス領域(7)にまで届くことがある。空乏層がソース領
[(7)にまで届けば、ソース領* (7)とチャンネ
ル@ * (6)との間の電気的障壁が低下し、筐たゲ
ート電極(5)で制御できない比較的深い頭戚のボテン
シャρが上昇し、それによってチャンネル電流が急激に
増加する現象、いわゆるバンチス〃一現象が生じる。こ
のパンチスルー現象は、ソース・ドレイン間の耐圧を低
下させることになる。
また、ソース●ドレイン間に印加される電圧が高いとき
、チャンネN @ M (6)内でキャリアが高速に加
速される。チャンネ/l/頭[(6)内で加速されたキ
ャリアはドレイン領域(8)の近傍で衝突電離によって
電子と正孔のベアを発生させる。この発生した電子はn
+型のドレイン領域(3)に流れ込む。しかし、正孔は
チャンネル領域(6)内に蓄積されて電位を上昇させる
ので、チャンネp電流を増加させ、ドレイン電圧とドレ
イン電流との関係を表わす電気特性上に好1しくないキ
ンク効果を生じさせる。
、チャンネN @ M (6)内でキャリアが高速に加
速される。チャンネ/l/頭[(6)内で加速されたキ
ャリアはドレイン領域(8)の近傍で衝突電離によって
電子と正孔のベアを発生させる。この発生した電子はn
+型のドレイン領域(3)に流れ込む。しかし、正孔は
チャンネル領域(6)内に蓄積されて電位を上昇させる
ので、チャンネp電流を増加させ、ドレイン電圧とドレ
イン電流との関係を表わす電気特性上に好1しくないキ
ンク効果を生じさせる。
このキング効果は、たとえば工EEE Electr
onDevice Letter. Vol.9, N
o.2,pp. 97−99, 198Bにかいて述べ
られている。
onDevice Letter. Vol.9, N
o.2,pp. 97−99, 198Bにかいて述べ
られている。
一方、非常に薄い(たとえば、500A N1500A
の厚さ)Vリコン層(3)を有する薄膜SOエーMOS
FETは、厚いシリコン層(3) t−有する通常のS
OI−MO8FETに比べて優れた特性を有している。
の厚さ)Vリコン層(3)を有する薄膜SOエーMOS
FETは、厚いシリコン層(3) t−有する通常のS
OI−MO8FETに比べて優れた特性を有している。
たとえば、その薄いチャンネ/L/@域(0)はゲート
電極(5)に電圧を印加することによって全体が空乏層
化され、また電位もゲート電極(5)によう制御される
ため、前述のバンチスルー現象やキンク効果が消失する
。
電極(5)に電圧を印加することによって全体が空乏層
化され、また電位もゲート電極(5)によう制御される
ため、前述のバンチスルー現象やキンク効果が消失する
。
また、ゲート長さが短いときに、ゲートしきい値電圧が
異常に低くなるショートチャンネp効果も低減される。
異常に低くなるショートチャンネp効果も低減される。
しかし、チャンネiv @ K (6)全体が完全に空
乏層化されるとき、チャンネlv頼H t6)内のボテ
ンシャノレが、通常のMO81i’ET K &ける場
合よシ高くなる。
乏層化されるとき、チャンネlv頼H t6)内のボテ
ンシャノレが、通常のMO81i’ET K &ける場
合よシ高くなる。
シタがって、ソース饋戚(7)とチャンネノレ11X戚
(6)と?間の電気的障壁が低くなる上、前述の衝突電
離によって生じた正孔がチャンネyv 領M. (6)
内に一時的に蓄積されれば、チャンネA/ip域(6)
内のボテンシャpがさらに上昇し、ソース傾[(7)か
らチャンネ/L/[[(6)内に電子が急激に注入され
る。すなわち、薄膜SOI−MOSFET K > イ
テも、ソース●トレイン間の耐圧が低くなうやすいとい
う問題点がある。
(6)と?間の電気的障壁が低くなる上、前述の衝突電
離によって生じた正孔がチャンネyv 領M. (6)
内に一時的に蓄積されれば、チャンネA/ip域(6)
内のボテンシャpがさらに上昇し、ソース傾[(7)か
らチャンネ/L/[[(6)内に電子が急激に注入され
る。すなわち、薄膜SOI−MOSFET K > イ
テも、ソース●トレイン間の耐圧が低くなうやすいとい
う問題点がある。
以上のような問題点に鑑み、本発明の目的は、ソース●
ドレイン間の耐圧が改善された80I−M08FETを
提供することでるる。
ドレイン間の耐圧が改善された80I−M08FETを
提供することでるる。
本発明に係る半導体装置は、絶縁基体と、この絶縁基体
上に設けられた半導体層とを有し、この半導体層上にゲ
ート誘電体薄膜を介して形成されたゲート1!極と、上
記半導体ノ■dに形成される第138電型のチャンネノ
レ頑戚と、上記ゲート電極の一方側の、少くとも上記チ
ャンネル領域の一方側に接して形成された第2導電型の
ソース饋域と、上記ゲート電極の他方側の、少くとも上
記チャンネル領域の他方側に接して形成された第2導電
型のドレイン頭域と、上記ソース碩域,ドレイン頷域の
、少くともソース@域の下に、それと接して形成された
第l導電型の上記チャンネ/I/@域よシ高濃度不純物
層のチャンネlv頭戚と、上記ソース領域,高濃度不純
物層のチャンネル頭域に接続されたソース電極と、上記
ドレイン@域に接続されたドレイン電極と、を備えたも
のである。
上に設けられた半導体層とを有し、この半導体層上にゲ
ート誘電体薄膜を介して形成されたゲート1!極と、上
記半導体ノ■dに形成される第138電型のチャンネノ
レ頑戚と、上記ゲート電極の一方側の、少くとも上記チ
ャンネル領域の一方側に接して形成された第2導電型の
ソース饋域と、上記ゲート電極の他方側の、少くとも上
記チャンネル領域の他方側に接して形成された第2導電
型のドレイン頭域と、上記ソース碩域,ドレイン頷域の
、少くともソース@域の下に、それと接して形成された
第l導電型の上記チャンネ/I/@域よシ高濃度不純物
層のチャンネlv頭戚と、上記ソース領域,高濃度不純
物層のチャンネル頭域に接続されたソース電極と、上記
ドレイン@域に接続されたドレイン電極と、を備えたも
のである。
本発明にかけるソース電極は、ソー7−饋域とこれと接
して形成される半導体層における高濃度のチャンネ/l
/m域とに接続されるため、このソース電極が基板電極
も兼ねている。そのため、半導体層にかいて、衝突電離
によって発生した余剰キャリアがこのソース電極よう容
易に引き抜かれることが可能である。これによってキン
グ効果やソース・ドレイン間耐圧の劣化を招くことが回
避される作用を有する。
して形成される半導体層における高濃度のチャンネ/l
/m域とに接続されるため、このソース電極が基板電極
も兼ねている。そのため、半導体層にかいて、衝突電離
によって発生した余剰キャリアがこのソース電極よう容
易に引き抜かれることが可能である。これによってキン
グ効果やソース・ドレイン間耐圧の劣化を招くことが回
避される作用を有する。
以下、本発明の実施例を図について説明する。
な訟、従来の技術の説明と重複する部分は、適宜その説
明を省略する。第1図は本発明の第1の実施例のSOエ
ーMOSFE’I’の構造を示す断面図である。
明を省略する。第1図は本発明の第1の実施例のSOエ
ーMOSFE’I’の構造を示す断面図である。
図にかいて、(1) , (2) , (4) , (
5)および(9)は従来のものと同じものである。(ニ
)は絶縁体層(2}上の第1のシリコン層であシ、この
第1のシリコン,ll1gJの上部側にkけるゲート′
4極(5)の両側に形成された高いn型不純物濃度を有
する第1のソース頭*W,第1のドレイン領域(ハ)と
、これら第lのソース領*W,aXのドレイン領域(ハ
)の下部に分ける外方側にそれぞれ形成された高いp型
不純物濃度を有する第2のチャンネ/L/頼*@@と、
これら第1のソース頷域@,第1のドレイン@域(ハ)
かよび第2のチャンネlv頭*@hの内央部に形成され
た、低いp型不純物濃度を有する第lのチャンネノレ@
域Qυとからなっている。(ニ)は層間絶縁膜(9)の
ソース@域g3側の一部を露出させるように絶縁体(2
)の主面部の一部にわたb開孔された藁1のコンタクト
孔、(ホ)は層間絶縁膜(9)の、第1のドレイン領域
(財)の主面部の一部をk出させるように開孔された第
?のコンタクト孔である。@は第1のコンタクト孔を介
して第lのソース碩Vtn,第2のチャンネlv頭域@
と接続され、かつ絶縁体層〔2〕とも接続される一方の
導電体となるソース電極であb1この場合、第lのソー
ス電極@と基板電極との機能を併せ持つものである。@
は@2のコンタクト孔@を介して第1のドレイン頭M(
財)と接続される他方の導電体となるドレイン電極であ
る。
5)および(9)は従来のものと同じものである。(ニ
)は絶縁体層(2}上の第1のシリコン層であシ、この
第1のシリコン,ll1gJの上部側にkけるゲート′
4極(5)の両側に形成された高いn型不純物濃度を有
する第1のソース頭*W,第1のドレイン領域(ハ)と
、これら第lのソース領*W,aXのドレイン領域(ハ
)の下部に分ける外方側にそれぞれ形成された高いp型
不純物濃度を有する第2のチャンネ/L/頼*@@と、
これら第1のソース頷域@,第1のドレイン@域(ハ)
かよび第2のチャンネlv頭*@hの内央部に形成され
た、低いp型不純物濃度を有する第lのチャンネノレ@
域Qυとからなっている。(ニ)は層間絶縁膜(9)の
ソース@域g3側の一部を露出させるように絶縁体(2
)の主面部の一部にわたb開孔された藁1のコンタクト
孔、(ホ)は層間絶縁膜(9)の、第1のドレイン領域
(財)の主面部の一部をk出させるように開孔された第
?のコンタクト孔である。@は第1のコンタクト孔を介
して第lのソース碩Vtn,第2のチャンネlv頭域@
と接続され、かつ絶縁体層〔2〕とも接続される一方の
導電体となるソース電極であb1この場合、第lのソー
ス電極@と基板電極との機能を併せ持つものである。@
は@2のコンタクト孔@を介して第1のドレイン頭M(
財)と接続される他方の導電体となるドレイン電極であ
る。
このように構或されるSOエーMOSFETは次のよう
にして形成される■これを第2図に基いて説明する。
にして形成される■これを第2図に基いて説明する。
lず、シリコン基板(1)の主面上に絶縁体層(2》を
所定厚さに形成した後、この上に第lのシリコン層とな
る層(ニ)を形成する。この後、第1のシリコン層とな
る層(自)にp型不純物、この場合、ボロンをイオン注
入61)する。これによう、第1のチャンネル領域とな
るべき@域が形成される。この領域は、例えば, 10
16〜10 17atcms/am の不純物濃度に
形成される(第2図(a))。
所定厚さに形成した後、この上に第lのシリコン層とな
る層(ニ)を形成する。この後、第1のシリコン層とな
る層(自)にp型不純物、この場合、ボロンをイオン注
入61)する。これによう、第1のチャンネル領域とな
るべき@域が形成される。この領域は、例えば, 10
16〜10 17atcms/am の不純物濃度に
形成される(第2図(a))。
次に、第lのシリコン層となるNI(ニ)上にシリコ?
酸化膜(至)を全面に形成した後、この上にレジスト■
を形成する。フォトリングヲフィ技術によb1レジヌト
(ロ)をパターン化し、続いて、これをマスクにシリコ
ン酸化膜■■■にエッチングを施し、選択的に除去する
。この後、第1のシリコン層となるNI(ニ)にptM
不純物、この場合、ボロンをイオン注入(至)してp型
不純物領域(7)を形成する(弟2図(b))。
酸化膜(至)を全面に形成した後、この上にレジスト■
を形成する。フォトリングヲフィ技術によb1レジヌト
(ロ)をパターン化し、続いて、これをマスクにシリコ
ン酸化膜■■■にエッチングを施し、選択的に除去する
。この後、第1のシリコン層となるNI(ニ)にptM
不純物、この場合、ボロンをイオン注入(至)してp型
不純物領域(7)を形成する(弟2図(b))。
次に、レジスト鉤をアツシング法等によシ除去した後、
シリコン基板(1)を所定温度で熱処理する。
シリコン基板(1)を所定温度で熱処理する。
これによう、p型不純物@w:.(ニ)の不純物が活性
化され、その境界面がシリコン酸化膜(至)の端面よシ
内側に入シ込み拡政層となる。この拡散層は、第2のチ
ャンネル頭V..@となるものであう、不純物濃度が、
例えば、10′9〜lO20atom8/cm3に形成
される(第2図(C))。
化され、その境界面がシリコン酸化膜(至)の端面よシ
内側に入シ込み拡政層となる。この拡散層は、第2のチ
ャンネル頭V..@となるものであう、不純物濃度が、
例えば、10′9〜lO20atom8/cm3に形成
される(第2図(C))。
次に、シリコン酸化膜■をマスクに、異方性の特性を有
する反応性イオンエッチングc以下、R工Eと称す)に
よシ第1のシリコン層となる層■■■を選択的に除去す
る(弟2図(d) ) 0次に、マスクとなったシリコ
ン酸化膜■■■をエッチング除去した後、第1のシリコ
ン層となるNI@を覆うように全面にシリコン酸化膜を
形成し、さらにその上の全面に、例えば多結晶シリコン
膜を形成する。この後、フォトリングフフイ技術によシ
多結晶シリコン膜をパターン化し、次いで、これをマス
クに下地のシリコン酸化膜をR工E等によう選択的にエ
ッチング除去する。これによシ第1のシリコン層となる
層(自)上の内央部にゲート絶縁膜(4)と、その上に
ゲート電極(5)が形成される(第2図(e))。
する反応性イオンエッチングc以下、R工Eと称す)に
よシ第1のシリコン層となる層■■■を選択的に除去す
る(弟2図(d) ) 0次に、マスクとなったシリコ
ン酸化膜■■■をエッチング除去した後、第1のシリコ
ン層となるNI@を覆うように全面にシリコン酸化膜を
形成し、さらにその上の全面に、例えば多結晶シリコン
膜を形成する。この後、フォトリングフフイ技術によシ
多結晶シリコン膜をパターン化し、次いで、これをマス
クに下地のシリコン酸化膜をR工E等によう選択的にエ
ッチング除去する。これによシ第1のシリコン層となる
層(自)上の内央部にゲート絶縁膜(4)と、その上に
ゲート電極(5)が形成される(第2図(e))。
次に、シリコン基板(1)の上方よシ、n型不純物この
場合、ヒ素をイオン注入(ロ)した後、これを活性化し
てn型拡敗層を形成する0この拡赦層は、第1のソース
@ft.eI3,第1のドレイン饋域(財)となるもの
であシ、不純物濃度が例えば、10 〜10atom
s/cm3に形成される。ここで、第lのソース領域R
j第1のドレイン@ft.(ハ)が形成されることによ
9、第1のチャンネル領域一シよび第2のチャンネル領
域@@の各領域が規定され、第1のシリコン層(ホ)が
形成されることになる(第2図(f))。
場合、ヒ素をイオン注入(ロ)した後、これを活性化し
てn型拡敗層を形成する0この拡赦層は、第1のソース
@ft.eI3,第1のドレイン饋域(財)となるもの
であシ、不純物濃度が例えば、10 〜10atom
s/cm3に形成される。ここで、第lのソース領域R
j第1のドレイン@ft.(ハ)が形成されることによ
9、第1のチャンネル領域一シよび第2のチャンネル領
域@@の各領域が規定され、第1のシリコン層(ホ)が
形成されることになる(第2図(f))。
次に、ゲート電極(5) , * lのシリコン層(1
)を覆うように、シリコン基板(1)上の全面に層間絶
縁膜(9)を所定膜厚に形収する。続いて、これをフォ
トリソグラフイ技術によシパターン化し、第1のコンタ
クト孔(ニ),第2のコンタクト孔(ホ)を形成する。
)を覆うように、シリコン基板(1)上の全面に層間絶
縁膜(9)を所定膜厚に形収する。続いて、これをフォ
トリソグラフイ技術によシパターン化し、第1のコンタ
クト孔(ニ),第2のコンタクト孔(ホ)を形成する。
ここで、第1のコンタクト孔(自)は、’A lのソー
ス@H.翰の外端面,第2のチャンネ/L/@域@の側
面が脂出するように絶縁体,i!1(2)の主面の一部
にわたシ開孔され、また、@2のコンタクト孔(ホ)は
第1のドレイン領域(ハ)の主面の一部が露出するよう
に開孔される(第2図(g))。
ス@H.翰の外端面,第2のチャンネ/L/@域@の側
面が脂出するように絶縁体,i!1(2)の主面の一部
にわたシ開孔され、また、@2のコンタクト孔(ホ)は
第1のドレイン領域(ハ)の主面の一部が露出するよう
に開孔される(第2図(g))。
次に、第lのコンタクト孔@,第2のコンタクト孔(ホ
)を埋めるように層間絶縁膜(9)上の全面に導電体層
となる膜、この場合、多結晶シリコン膜を所定膜厚に形
成する。続いて、これをフォトリソグラフイ技術によう
パターン化する。これによシ第1のコンタクト孔(ニ)
を介して第1のソース頭戚@,第2のチャンネ/l’領
戚@,絶縁体層(2》と接合されたソース電極@が形威
され、また、ドレイン電極一と接合されたドレイン電極
(至)が形成される。
)を埋めるように層間絶縁膜(9)上の全面に導電体層
となる膜、この場合、多結晶シリコン膜を所定膜厚に形
成する。続いて、これをフォトリソグラフイ技術によう
パターン化する。これによシ第1のコンタクト孔(ニ)
を介して第1のソース頭戚@,第2のチャンネ/l’領
戚@,絶縁体層(2》と接合されたソース電極@が形威
され、また、ドレイン電極一と接合されたドレイン電極
(至)が形成される。
図示左側の第2チャンネyv@fli.@は、ソース電
極@と第1のチャンネ/I/領戚QDとのオーミツク的
な電気接合を得るために設けている(第2図(h))。
極@と第1のチャンネ/I/領戚QDとのオーミツク的
な電気接合を得るために設けている(第2図(h))。
このようにして、S○工−MOSFIThTが完或され
る0このS○工−MOSFETの動作は、基本的には従
来の技術に示すものと同じであるので、その説明は省略
する。この構造にかける動作では、再1のチャンネ/l
/領域0にひいて衝突電離によシ発生した正孔は、速に
第2のチャンネ/L/饋M.@からソース電極@に引き
抜かれ、第1のシリコン層(ホ)が厚い場合に生じやす
いキング効果や、薄い場合に生じやすいソース・ドレイ
ン間耐圧の低下といったことが防止されることになる。
る0このS○工−MOSFETの動作は、基本的には従
来の技術に示すものと同じであるので、その説明は省略
する。この構造にかける動作では、再1のチャンネ/l
/領域0にひいて衝突電離によシ発生した正孔は、速に
第2のチャンネ/L/饋M.@からソース電極@に引き
抜かれ、第1のシリコン層(ホ)が厚い場合に生じやす
いキング効果や、薄い場合に生じやすいソース・ドレイ
ン間耐圧の低下といったことが防止されることになる。
第3図は本発明の第2の実施例のS○工−MOSli’
ETの構造を示す断面図である。このものは、第1図に
示すものの第2のチャンネyv @域E @に相当する
第4のチャンネ/L/ 饋*(6)(6)が、それぞれ
第1のソース饋*W,第lのドレイン領域■の内央側の
境界部にまで延びて訟シ、それらの間に第3のチャンネ
/I/@H.(ハ)を有する構造になっている。こ?も
のの第2のシリコン層(ト)が薄く、例えば、1000
人程度の場合、第1図のものでは第1のソース@Vc@
,第lのドレイン領域■■■が第1のシリコン層(1
)の下端部筐で達してしまうレそれがあるが、高不純物
濃度の第3のチャンネル領域(6)(6)を、第2のソ
ース領vj.(財),第2のドレイン領M.一の下部側
のほぼ全面に形成させることによう、それと逆導電型の
チャンネ/L/頼戚を第2のシリコンNj輪の端部にま
で延設させることができる。
ETの構造を示す断面図である。このものは、第1図に
示すものの第2のチャンネyv @域E @に相当する
第4のチャンネ/L/ 饋*(6)(6)が、それぞれ
第1のソース饋*W,第lのドレイン領域■の内央側の
境界部にまで延びて訟シ、それらの間に第3のチャンネ
/I/@H.(ハ)を有する構造になっている。こ?も
のの第2のシリコン層(ト)が薄く、例えば、1000
人程度の場合、第1図のものでは第1のソース@Vc@
,第lのドレイン領域■■■が第1のシリコン層(1
)の下端部筐で達してしまうレそれがあるが、高不純物
濃度の第3のチャンネル領域(6)(6)を、第2のソ
ース領vj.(財),第2のドレイン領M.一の下部側
のほぼ全面に形成させることによう、それと逆導電型の
チャンネ/L/頼戚を第2のシリコンNj輪の端部にま
で延設させることができる。
第4図は本発明の第3の実施例のSOエーMOSFET
の構造を示す断面図である。このものは、第3のシリコ
ン層ω上に、それぞれ第3のソース領域(53) ,第
3のドレイン領* (54)と接合される第4のソース
@域(55) ,第4のドレイン領域(56)を有し、
ゲート電極(5)カよび第3のシリコン層図のドレイン
側の側壁部にサイドウオーyv (Ffl) (57)
ヲ有する構造となっている。
の構造を示す断面図である。このものは、第3のシリコ
ン層ω上に、それぞれ第3のソース領域(53) ,第
3のドレイン領* (54)と接合される第4のソース
@域(55) ,第4のドレイン領域(56)を有し、
ゲート電極(5)カよび第3のシリコン層図のドレイン
側の側壁部にサイドウオーyv (Ffl) (57)
ヲ有する構造となっている。
このものは、WJ5図に示す工程のように形成される。
まず、シリコン基板(1)の主面上に絶縁体層(2)を
所定厚さに形成した後、この上に第3のシリコン層とな
る層(61)を形成する0この後、第3のシリコン層と
なる層(6l)にp型不純物、この場合、ポロンをイオ
ン注入(図示省略)する0これによシ第5のチャンネル
領域(51)となるべき@域が形成される。この領域は
、例えば、10 〜10 atoms/cm3の不純
物濃度に形成される0次いで、M3のシリコン層となる
# (61)がフォトリソグラフイ技術によシパターン
化される0続いて、第3のシリコン層となる層(61)
上にシリコン酸化膜,多結晶シリコン膜,シリコン窒化
膜をそれぞれ所定膜厚に形成し、さらにその上にレジス
トを形戒する。
所定厚さに形成した後、この上に第3のシリコン層とな
る層(61)を形成する0この後、第3のシリコン層と
なる層(6l)にp型不純物、この場合、ポロンをイオ
ン注入(図示省略)する0これによシ第5のチャンネル
領域(51)となるべき@域が形成される。この領域は
、例えば、10 〜10 atoms/cm3の不純
物濃度に形成される0次いで、M3のシリコン層となる
# (61)がフォトリソグラフイ技術によシパターン
化される0続いて、第3のシリコン層となる層(61)
上にシリコン酸化膜,多結晶シリコン膜,シリコン窒化
膜をそれぞれ所定膜厚に形成し、さらにその上にレジス
トを形戒する。
フォトリソグフフイ技術により、パターン化したレジス
ト(63)を形成し、続いて、このレジストパターン(
63)をマスクに、例えば、RIEによシ下地のシリコ
ン窒化膜,多結晶シリコン膜,シリコン酸化膜を順次選
択的にエッチング除去する0これによう、上にパターン
化されたシリコン窒化膜(63)を有するゲート電極(
5),ゲート絶縁膜(4)が形成される(第5図(a)
) o 次に、シリコン基板(1)の上方よDp型不純物、この
場合、ポロン、n型不純物、この場合、ヒ素をそれぞれ
所定条件にて順次イオン注入(図示省略)する。このと
き、n型不純物領域が浅く、p型不純物饋域が深くなる
ように形成させる0この後、マスクとなったレジスト(
63)をアツシング法等によシ除去し、シリコン基板(
1)を所定温度で熱処理し、それぞれp型,n型の拡散
層を形成する0このn型拡散層が第3のソース@Vc(
53) ,第3のドレイン領域(54)となるものであ
う、10 〜10atoma/am3の不純物濃度に
形成される。これらの下部は高いp型不純物濃度、例え
ば、10 〜1o20atoms/cm3を有する第
6のチャンネル頭* (52)が形成される。また、第
3のソース領M. (53) ,第3のドレイン@域(
54),第6のチャンネ/L/@戚(52)(52)に
挾1れた頭域に第5のチャンネ/1/饋域(51)が形
成される0ここで、これらからなる第3のシリコン層■
が形威される(第5図(b))。
ト(63)を形成し、続いて、このレジストパターン(
63)をマスクに、例えば、RIEによシ下地のシリコ
ン窒化膜,多結晶シリコン膜,シリコン酸化膜を順次選
択的にエッチング除去する0これによう、上にパターン
化されたシリコン窒化膜(63)を有するゲート電極(
5),ゲート絶縁膜(4)が形成される(第5図(a)
) o 次に、シリコン基板(1)の上方よDp型不純物、この
場合、ポロン、n型不純物、この場合、ヒ素をそれぞれ
所定条件にて順次イオン注入(図示省略)する。このと
き、n型不純物領域が浅く、p型不純物饋域が深くなる
ように形成させる0この後、マスクとなったレジスト(
63)をアツシング法等によシ除去し、シリコン基板(
1)を所定温度で熱処理し、それぞれp型,n型の拡散
層を形成する0このn型拡散層が第3のソース@Vc(
53) ,第3のドレイン領域(54)となるものであ
う、10 〜10atoma/am3の不純物濃度に
形成される。これらの下部は高いp型不純物濃度、例え
ば、10 〜1o20atoms/cm3を有する第
6のチャンネル頭* (52)が形成される。また、第
3のソース領M. (53) ,第3のドレイン@域(
54),第6のチャンネ/L/@戚(52)(52)に
挾1れた頭域に第5のチャンネ/1/饋域(51)が形
成される0ここで、これらからなる第3のシリコン層■
が形威される(第5図(b))。
次に、ゲート電Wi(5)部,第3のシリコン層囚の臓
出部を覆うようにCVD法等によb1シリコン酸化膜を
所定膜厚に形成する。この後、異方性の特性を有するR
工Eによシ、シリコン酸化膜に全面エッチングを施す。
出部を覆うようにCVD法等によb1シリコン酸化膜を
所定膜厚に形成する。この後、異方性の特性を有するR
工Eによシ、シリコン酸化膜に全面エッチングを施す。
シリコン窒化膜(62) ,第3のシリコン酸化膜関の
各主面が露出するようにエッチング除去すると、シリコ
ン酸化膜の膜犀の差によシ、ゲート電極(5),ゲート
絶縁膜(4)の側壁部および第3のシリコン層ωの側壁
部にサイドウオ− /l/ (5n)(57)が形成さ
れる(第5図(C))。
各主面が露出するようにエッチング除去すると、シリコ
ン酸化膜の膜犀の差によシ、ゲート電極(5),ゲート
絶縁膜(4)の側壁部および第3のシリコン層ωの側壁
部にサイドウオ− /l/ (5n)(57)が形成さ
れる(第5図(C))。
次に、シリコン基板(1)を選択エビタキシャノレ処理
する。これによシ、シリコンが露出している第3のソー
ス@域(53) ,第3のドレイン領域(54)の主面
部に選択的にエピタキシャμ或長され、それぞれ第4の
ソース@M. (55) #第4のドレイン@域(56
)が形成される0これら頭H. (55)(5a)は、
不純物濃度が、例えば、10”’〜10” atoms
/cm3に形成される。この後、選択エビクキシャル処
理時、ゲート電極(5)の主面部の耐酸化性膜として働
いたシリコン窒化膜(62)を除去する(ag5図(d
))。
する。これによシ、シリコンが露出している第3のソー
ス@域(53) ,第3のドレイン領域(54)の主面
部に選択的にエピタキシャμ或長され、それぞれ第4の
ソース@M. (55) #第4のドレイン@域(56
)が形成される0これら頭H. (55)(5a)は、
不純物濃度が、例えば、10”’〜10” atoms
/cm3に形成される。この後、選択エビクキシャル処
理時、ゲート電極(5)の主面部の耐酸化性膜として働
いたシリコン窒化膜(62)を除去する(ag5図(d
))。
次に、ゲート電極(5),第3のシリコン層輔を俊うよ
うに層聞絶m m (9)を所定脱厚に形成し、これを
フォトリソグラ7イ技術によシ選択的に除去し、第3の
コンタクト孔(58) ,第4のコンタクト孔(59)
を形成する。この第3のコンタクト孔(58)は、第4
のソース@戚(55)の外側端部,第3のソース頭w.
(s3) O m 面部, yJc6 (D f ヤン
* yv頭* (52) (D (II1面部}よび絶
縁体層(2》の主面の一部が露出されるように開孔され
、筐た、第4のコンタクト孔(59)は、第4のドレイ
ン@H.(5B)の主面の一部が露出されるように開孔
される。この後、第3のコンタクト孔(5s) ,第4
のコンタクト孔(59)を埋めるように、層間絶縁膜(
9)上に導電体層となる膜、例えば、多結晶シリコン膜
を所定膜犀に形成し、これをパターン化して選択的に除
去することによう導電体層、この場合、ソース電極@,
ドレイン電極(財)が形成される。このソース電極(ロ
)は、第4のソース領jtc(55) ,第3のソース
頭M.(53),第6のチャンネlv頭* (52)に
接合されるとともに、絶縁体層(2)に接合されてシb
,ドレイン電極@は、第4のドレイン頭R (5e)に
接合される(第5図(e))。
うに層聞絶m m (9)を所定脱厚に形成し、これを
フォトリソグラ7イ技術によシ選択的に除去し、第3の
コンタクト孔(58) ,第4のコンタクト孔(59)
を形成する。この第3のコンタクト孔(58)は、第4
のソース@戚(55)の外側端部,第3のソース頭w.
(s3) O m 面部, yJc6 (D f ヤン
* yv頭* (52) (D (II1面部}よび絶
縁体層(2》の主面の一部が露出されるように開孔され
、筐た、第4のコンタクト孔(59)は、第4のドレイ
ン@H.(5B)の主面の一部が露出されるように開孔
される。この後、第3のコンタクト孔(5s) ,第4
のコンタクト孔(59)を埋めるように、層間絶縁膜(
9)上に導電体層となる膜、例えば、多結晶シリコン膜
を所定膜犀に形成し、これをパターン化して選択的に除
去することによう導電体層、この場合、ソース電極@,
ドレイン電極(財)が形成される。このソース電極(ロ
)は、第4のソース領jtc(55) ,第3のソース
頭M.(53),第6のチャンネlv頭* (52)に
接合されるとともに、絶縁体層(2)に接合されてシb
,ドレイン電極@は、第4のドレイン頭R (5e)に
接合される(第5図(e))。
このような構造のSOエーMO8FETにすることによ
シ、チャンネルが形成されやすくなb1ソーヌ電極(ロ
)よシ正孔の余剰キャリアの引き抜きがさらに容易とな
b1第3のシリコン層■が厚い場合に生じゃすいキンク
効果の抑制が図シやすいばかbか、薄い場合に生じやす
いソース・ドレイン間の耐圧の向上が図られるものとな
る。
シ、チャンネルが形成されやすくなb1ソーヌ電極(ロ
)よシ正孔の余剰キャリアの引き抜きがさらに容易とな
b1第3のシリコン層■が厚い場合に生じゃすいキンク
効果の抑制が図シやすいばかbか、薄い場合に生じやす
いソース・ドレイン間の耐圧の向上が図られるものとな
る。
第6図は本発明の第4の実施例のSOI−MOSFET
の構造を示す断面図である。このものは、第1図に示す
第1のシリコン層翰にかける第2のチャンネfi7頭M
.@が、第1のソース領域翰の下には形成されるが、第
1のドレイン領域(ハ)の下には形成されない第4のシ
リコン層(60)となる構造を有するものである。
の構造を示す断面図である。このものは、第1図に示す
第1のシリコン層翰にかける第2のチャンネfi7頭M
.@が、第1のソース領域翰の下には形成されるが、第
1のドレイン領域(ハ)の下には形成されない第4のシ
リコン層(60)となる構造を有するものである。
゛また、第1図は本殆明の第5の実施例のSOエーMO
SLi’ETの構造を示す断面図である。このものは第
3図に示す第2のシリコン層一における第4のチャンネ
/L/@域(6)が、第2のソース@域祷の下には形成
されるが、第2のドレイン@域■の下には形成されない
第5のシリコンm (to)となる構造を有するもので
ある。
SLi’ETの構造を示す断面図である。このものは第
3図に示す第2のシリコン層一における第4のチャンネ
/L/@域(6)が、第2のソース@域祷の下には形成
されるが、第2のドレイン@域■の下には形成されない
第5のシリコンm (to)となる構造を有するもので
ある。
これら第6図かよび第7図の構造のものにかいても、上
記と同様の効果を有するものとなる。
記と同様の効果を有するものとなる。
な訟、上記実施例の説明に>Wで、シリコン層(1),
(ト),(ニ), (eo) , (yo)内に形成さ
れるチャンネルがnチャンネルであるnチャンネル型?
i!OSFE’I’について述べたが、これに限定され
るものでなく、それぞれ導′li1!型を変えることに
よDpチャンネ/L/型MOSFETを形成させること
ができ、この場合にも上記と同様の効果を奏するもので
ある。
(ト),(ニ), (eo) , (yo)内に形成さ
れるチャンネルがnチャンネルであるnチャンネル型?
i!OSFE’I’について述べたが、これに限定され
るものでなく、それぞれ導′li1!型を変えることに
よDpチャンネ/L/型MOSFETを形成させること
ができ、この場合にも上記と同様の効果を奏するもので
ある。
以上のように本発明によれば、ソース電極が半導体層に
おけるソース領域がソース側の?aJ濃度のチャンネ/
L/@域に接続され、ドレイン電極がドレイン@域に接
続されるようになされているため、素子面積を増やすこ
となく、基板電極を形戒することが可能になう,半導体
層が厚い場合にはキング効果の抑制が行え、半導体層が
薄い場合には、ソース・ドレイン間の耐圧の向上が図ら
れ、高信頼度の半導体装置が得られる効果がある。
おけるソース領域がソース側の?aJ濃度のチャンネ/
L/@域に接続され、ドレイン電極がドレイン@域に接
続されるようになされているため、素子面積を増やすこ
となく、基板電極を形戒することが可能になう,半導体
層が厚い場合にはキング効果の抑制が行え、半導体層が
薄い場合には、ソース・ドレイン間の耐圧の向上が図ら
れ、高信頼度の半導体装置が得られる効果がある。
第1図は本発明の第1の実施例のS○工−MOSFET
の構造を示す断面図、第2図(a)〜(h)は第1図に
示すものの製造工程を示す断面図、第3図は本発明の第
2の実施例のS○工−1iIOSFETの構造を示す断
面図、第4図は本発明の第3の実施例のSO工−MOS
FETの構造を示す断面図、第5図(a)〜(eJは第
4図に示すものの製造工程を示す断面図、第6図は本発
明の81!4の実施例のSO工−MO8FETの構造を
示す断面図、第7図は本発明の第5の実施例のSOI−
MO8FETの構造を示す断面図、第8図は従来のSO
エーMOSFETの構造を示す断面図である。 図にむいて、(2)は絶縁体層、(4)はゲート絶緑腺
、(5)はグー}N極、翰は第1のシリコン層、c2υ
は第1のチャンネル領域、@は第2のチャンネlv頂域
、g3は第1のソース領域、←Φは第1のドレイン(@
域、@はソース電極、@はドレイン電極、(ト)は第2
のシリコン層、0は第3のチャンネノレ頭域、(6)は
第4のチャンネル領域、的は第2のソース領域、mは第
2のドレインf8¥域、■は第3のシリコン層、(51
)t′i第5のチャンネ/レ饋戚、(52)は第6のチ
ャンネ/I/頭域、(53)は第3のソース頃域、(5
4)は第3のドレイン@域、(55)は第4のソース領
域, (56)は第4のドレイン@域、(60)は第4
のシリコン層、(’K)) f′i第5のシリコン層で
ある。 なか、各図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
の構造を示す断面図、第2図(a)〜(h)は第1図に
示すものの製造工程を示す断面図、第3図は本発明の第
2の実施例のS○工−1iIOSFETの構造を示す断
面図、第4図は本発明の第3の実施例のSO工−MOS
FETの構造を示す断面図、第5図(a)〜(eJは第
4図に示すものの製造工程を示す断面図、第6図は本発
明の81!4の実施例のSO工−MO8FETの構造を
示す断面図、第7図は本発明の第5の実施例のSOI−
MO8FETの構造を示す断面図、第8図は従来のSO
エーMOSFETの構造を示す断面図である。 図にむいて、(2)は絶縁体層、(4)はゲート絶緑腺
、(5)はグー}N極、翰は第1のシリコン層、c2υ
は第1のチャンネル領域、@は第2のチャンネlv頂域
、g3は第1のソース領域、←Φは第1のドレイン(@
域、@はソース電極、@はドレイン電極、(ト)は第2
のシリコン層、0は第3のチャンネノレ頭域、(6)は
第4のチャンネル領域、的は第2のソース領域、mは第
2のドレインf8¥域、■は第3のシリコン層、(51
)t′i第5のチャンネ/レ饋戚、(52)は第6のチ
ャンネ/I/頭域、(53)は第3のソース頃域、(5
4)は第3のドレイン@域、(55)は第4のソース領
域, (56)は第4のドレイン@域、(60)は第4
のシリコン層、(’K)) f′i第5のシリコン層で
ある。 なか、各図中同一符号は同一、又は相当部分を示す。
Claims (1)
- 絶縁基体と、この絶縁基体上に設けられた半導体層とを
有し、この半導体層上にゲート誘電体薄膜を介して形成
されたゲート電極と、上記半導体層に形成される第1導
電型のチヤンネル領域と、上記ゲート電極の一方側の、
少くとも上記チヤンネルの一方側に接して形成された第
2導電型のソース領域と、上記ゲート電極の他方側の、
少くとも上記チャンネルの他方側に接して形成された第
2導電型のドレイン領域と、上記ソース領域、ドレイン
領域の少くともソース領域の下に、それと接して形成さ
れた第1導電型の上記チャンネル領域より高濃度不純物
層のチャンネル領域と、上記ソース領域、高濃度不純物
層のチヤンネル領域に接続されたソース電極と、上記ド
レイン領域に接続されたドレイン電極と、を備えた半導
体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1232182A JP2519541B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1232182A JP2519541B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0394471A true JPH0394471A (ja) | 1991-04-19 |
JP2519541B2 JP2519541B2 (ja) | 1996-07-31 |
Family
ID=16935295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP1232182A Expired - Fee Related JP2519541B2 (ja) | 1989-09-06 | 1989-09-06 | 半導体装置 |
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JP (1) | JP2519541B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS51147186A (en) * | 1975-06-12 | 1976-12-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
-
1989
- 1989-09-06 JP JP1232182A patent/JP2519541B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
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---|---|---|---|---|
JPS51147186A (en) * | 1975-06-12 | 1976-12-17 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7176527B2 (en) | 2003-04-10 | 2007-02-13 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor device and method of fabricating same |
JP2005150402A (ja) * | 2003-11-14 | 2005-06-09 | Toyo Univ | 完全空乏型soimosfet |
JP2010162717A (ja) * | 2009-01-13 | 2010-07-29 | Sanyu Kogyo Kk | 真空成形装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2519541B2 (ja) | 1996-07-31 |
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