JP2002289697A - 相補型絶縁ゲート型トランジスタ - Google Patents
相補型絶縁ゲート型トランジスタInfo
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Abstract
としない新たな構造の相補型絶縁ゲート型トランジスタ
を提供し、さらなる微細化を進めることを目的とする。 【解決手段】板状の半導体層1に、離間して、n型MO
SFET用ゲート電極3とp型MOSFET用ゲート電
極4を形成し、両方のゲート電極3、4の間に共通の出
力用電極5を形成する。n型MOSFET用領域にゲー
ト電極3を挟んで出力用電極5と反対側の半導体層1に
電子伝導型の拡散層6を形成し、p型MOSFET用領
域にゲート電極4を挟んで出力用電極5と反対側の半導
体層1に正孔伝導型の拡散層7を形成する。
Description
型トランジスタに関する。
高速化と大容量化が市場の要求であり、この要求を実現
するために急速に集積化が進行している。LSIをより
高く集積化する方法として、個々の相補型絶縁ゲート型
トランジスタ(CMOSFET)の構造を微細化する方
法がある。
を示す。
は、電子伝導型絶縁ゲート型電界効果トランジスタ(n
型MOSFET)と正孔伝導型絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタ(p型MOSFET)とを具備している。
p−well17領域に形成されている。n型MOSF
ETは、このp−well17中に離間して形成された
n+ソース領域6及びn+ドレイン領域19と、このソ
ース領域6及びドレイン領域19間の半導体基板16上
に形成されたゲート絶縁膜2と、このゲート絶縁膜2上
に形成されたゲート電極3とを具備している。
中のn−well16領域に形成されている。p型MO
SFETは、このn−well16中に離間して形成さ
れたp+ソース領域7及びp+ドレイン領域20と、こ
のソース領域7及びドレイン領域20間の半導体基板1
6上に形成されたゲート絶縁膜2'と、このゲート絶縁
膜2上に形成されたゲート電極4とを具備している。
ート電極3とp型MOSFETのゲート電極4が配線に
よって接続されて入力Vinとして機能する。また、n
型MOSFETのドレイン領域19とp型MOSFET
のドレイン領域20が配線によって接続されて出力Vo
utとして機能する。
細化による短チャネル効果が問題となる。短チャネル効
果とは、例えば、微細化の手段としてn型MOSFET
及びp型MOSFETのゲート長を縮小すると、n+ド
レイン領域19とp+ドレイン領域20から広がる空乏
層によって、ゲート電極3、4の制御性が失われてスイ
ッチング素子として機能しなくなる現象である。
セスの変動によるゲート長の長さがわずかに異なっても
電気的特性の揺らぎが大きくなり個々の素子の特性が不
揃いとなる問題もある。
ET及びp型MOSFET間に形成されている素子分離
領域18は、隣接するウェル間の絶縁性を確保するため
に必要である。しかし素子分離領域18は、加工精度に
問題があり、微細化には限界がある。この素子分離領域
18の存在は、CMOSFETにおいて特に高集積化を
妨げる原因の一つになっている。
のMOSFETを微細化するには、短チャネル効果の問
題及び素子分離領域の問題があり限界があった。
で、短チャネル効果を抑制し、素子分離領域を必要とし
ない新たな構造の相補型絶縁ゲート型トランジスタを提
供し、さらなる微細化を進めることを目的とする。
に、本発明は、基板と、基板上に形成された半導体突起
部と、前記半導体突起部の側面上に離間して形成された
第1のゲート絶縁膜及び第2のゲート絶縁膜と、前記第
1のゲート絶縁膜上に形成された第1のゲート電極と、
前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のゲート電
極と、前記第1のゲート電極及び第2のゲート電極間の
前記半導体突起部に形成されたドレイン領域と、前記ド
レイン領域上に形成されたショットキ電極と、前記ドレ
イン領域の前記第1のゲート電極を挟んで対向する前記
半導体突起部に形成されたn型の第1のソース領域と、
前記ドレイン領域の前記第2のゲート電極を挟んで対向
する前記半導体突起部に形成されたp型の第2のソース
領域とを具備することを特徴とする相補型絶縁ゲート型
トランジスタを提供する。
れた第1の半導体突起部及び第2の半導体突起部と、前
記第1の半導体突起部及び第2の半導体突起部間に形成
された金属電極と、前記第1の半導体突起部の側面上に
形成された第1のゲート絶縁膜と、前記第2の半導体突
起部の側面上に形成された第2のゲート絶縁膜と、前記
第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のゲート電極
と、前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のゲー
ト電極と、前記金属電極の前記第1のゲート電極を挟ん
で対向する前記半導体突起部に形成されたn型の第1の
ソース領域と、前記金属電極の前記第2のゲート電極を
挟んで対向する前記半導体突起部に形成されたp型の第
2のソース領域とを具備することを特徴とする相補型絶
縁ゲート型トランジスタを提供する。
を有し、前記第1のゲート絶縁膜及び前記第2のゲート
絶縁膜は前記2つの側面上に形成され、この上に前記第
1のゲート電極及び前記第2のゲート電極が形成されて
いることを特徴とすることが好ましい。
たフェルミレベルがこのソース領域の価電子帯よりも伝
導帯に近い導体或いは前記第2のソース領域上に形成さ
れたフェルミレベルがこのソース領域の伝導帯よりも価
電子帯に近い導体を具備することが好ましい。
成された絶縁層と、前記絶縁層上に形成された半導体層
と、前記半導体層上に離間して形成された第1のゲート
絶縁膜及び第2のゲート絶縁膜と、前記第1のゲート絶
縁膜上に形成された第1のゲート電極と、前記第2のゲ
ート絶縁膜上に形成された第2のゲート電極と、前記第
1のゲート電極及び第2のゲート電極間の前記半導体層
に形成されたドレイン領域と、前記ドレイン領域上に形
成されたショットキ電極と、前記ドレイン領域の前記第
1のゲート電極を挟んで対向する前記半導体層に形成さ
れたn型の第1のソース領域と、前記ドレイン領域の前
記第2のゲート電極を挟んで対向する前記半導体層に形
成されたp型の第2のソース領域とを具備することを特
徴とする相補型絶縁ゲート型トランジスタを提供する。
成された絶縁層と、前記絶縁層上に離間して形成された
第1の半導体層及び第2の半導体層と、前記第1の半導
体層及び前記第2の半導体層間に形成された金属電極
と、前記第1の半導体層上に形成された第1のゲート絶
縁膜と、前記第2の半導体層上に形成された第2のゲー
ト絶縁膜と、前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第
1のゲート電極と、前記第2のゲート絶縁膜上に形成さ
れた第2のゲート電極と、前記金属電極の前記第1のゲ
ート電極を挟んで対向する前記第1の半導体層に形成さ
れたn型の第1のソース領域と、前記金属電極の前記第
2のゲート電極を挟んで対向する前記第2の半導体層に
形成されたp型の第2のソース領域とを具備することを
特徴とする相補型絶縁ゲート型トランジスタを提供す
る。
及び裏面を有し、前記第1のゲート絶縁膜及び前記第2
のゲート絶縁膜は前記表面及び裏面上に形成され、この
上に前記第1ゲート電極及び前記第2のゲート電極が形
成されていることが好ましい。
たフェルミレベルがこのソース領域の価電子帯よりも伝
導帯に近い導体或いは前記第2のソース領域上に形成さ
れたフェルミレベルがこのソース領域の伝導帯よりも価
電子帯に近い導体を具備することが好ましい。
形態について詳しく説明する。
1にかかる相補型絶縁ゲート型トランジスタ(CMOS
FET)の上面から見た断面図を示す。
伝導型絶縁ゲート型トランジスタ(n型MOSFE
T)、右側に正孔伝導型絶縁ゲート型トランジスタ(p
型MOSFET)が形成された構造となっており、それ
らの間に共通のドレイン電極が形成されている。半導体
層1は、基板上に板状に形成された半導体突起部であ
る。
上に形成された半導体突起部1と、半導体突起部1の側
面上に離間して形成された第1のゲート絶縁膜2及び第
2のゲート絶縁膜2'とを具備している。第1のゲート
絶縁膜2及び第2のゲート絶縁膜2'はそれぞれ半導体
突起部1の両方の側面に形成されている。また、第1の
ゲート絶縁膜2上には、第1のゲート電極3が形成され
ている。第2のゲート絶縁膜2'上には、第2のゲート
電極4が形成されている。
4間の前記半導体突起部には、ドレイン領域21が形成
されている。ドレイン領域21上には、出力用のショッ
トキ電極5が形成されている。
挟んで対向する半導体突起部1には、n型の第1のソー
ス領域6が形成されている。ドレイン領域21の第2の
ゲート電極4を挟んで対向する半導体突起部1には、p
型の第2のソース領域7が形成されている。
た第1のゲート絶縁膜2と、この第1のゲート絶縁膜2
上に形成されたゲート電極3と、n+型の第1のソース
領域6とドレイン領域21でn型MOSFETとして機
能する。
た第2のゲート絶縁膜2'と、この第2のゲート絶縁膜
2'上に形成されたゲート電極4と、p+型の第2のソ
ース領域7とドレイン領域21でp型MOSFETとし
て機能する。
ート電極3、4は互いに配線によって接続され入力Vi
nとなっている。n型MOSFETとp型MOSFET
間に位置する半導体突起部1は、n型MOSFETとp
型MOSFETの共通のドレイン領域21となってい
る。このドレイン領域21の表面には出力Vout用の
ショットキドレイン電極5が形成されている。
低電源電圧Vssと接続されており、p型MOSFET
の第2のソース領域7は高電源電圧Vddが接続されて
いる。
ETは絶縁物8で埋め込まれている。半導体突起部1と
してはシリコンやSiGe或いはGaAs、GaN等の
半導体材料を用いることができる。半導体突起部1がシ
リコンの場合、出力用ドレイン電極5の材料としてはT
iSi2やCoSi2を用いることができる。また、n
型MOSFETのソース領域6に接続するためのソース
電極としては、フェルミレベルがこのソース領域6の価
電子帯よりも伝導帯に近い導体を用いれば、電流を流す
ときの損失が少なくなる。また、同様にp型MOSFE
Tのソース領域7に接続するためのソース電極として
は、フェルミレベルがこのソース領域7の伝導帯よりも
価電子帯に近い導体を用いれば、電流を流すときの損失
が少なくなる。
及びp型MOSFETのゲート電極3、4が、半導体突
起部1の2つの側面上に形成されているダブルゲート構
造となっている。このようなダブルゲート構造とするこ
とで、ゲート長を微細化しても短チャネル効果を抑制す
ることが可能となる。
領域21上の出力用電極をショットキとしている。こう
することでn型MOSFET及びp型MOSFET両方
ともオンオフすることが可能となり、CMOS動作を行
うことができる。
視図である。図2中矢印Aで示す方向からみた断面図が
図1に示す断面図である。
らなる基板11上に板状に形成された突起部である。絶
縁膜8は省略している。
であり、奥(右)側が、p型MOSFETである。n型
MOSFETは、板状に形成された半導体突起部1の両
方の側面上に形成された第1のゲート絶縁膜2と、この
第1のゲート絶縁膜2上に形成されたゲート電極3とを
具備している。p型MOSFETは、板状に形成された
半導体突起部1の両方の側面上に形成された第2のゲー
ト絶縁膜2'と、この第2のゲート絶縁膜2'上に形成さ
れたゲート電極4とを具備している。n型MOSFET
とp型MOSFETのゲート電極3、4は互いに配線に
よって接続され入力Vinとなっている(図1)。
位置する半導体突起部1は、n型MOSFETとp型M
OSFET共通のドレイン領域21となっている。この
ドレイン領域21の表面には出力Vout用のドレイン
電極5が形成されている(図1)。
が形成されている領域を中心としてドレイン領域21と
反対側の半導体突起部1中には、n+ソース領域6が形
成されている。また、p型MOSFETにおいて、ゲー
ト電極4が形成されている領域を中心としてドレイン領
域21と反対側の半導体突起部1中には、p+ソース領
域7が形成されている。n型MOSFETのソース領域
6は低電源電圧Vssと接続されており、p型MOSF
ETのソース領域7は高電源電圧Vddが接続されてい
る(図1、図2)。
けるn型MOSFETとp型MOSFETのゲート電圧
に対するドレイン電流の特性を示す。この結果は、ゲー
ト電極3、4のチャネル方向の長さを50nm、ゲート
絶縁膜2の厚さを2nm、半導体突起部1の厚さ(図2
中dで示す)を10nm、半導体突起部1のアクセプタ
濃度を1015cm−3の場合についてのシミュレーシ
ョンした結果である。
ート電圧が上昇するにつれて0.6V付近を閾値として
ドレイン電流が高くなっている。p型MOSFETはゲ
ート電圧が降下するにつれて0.5V付近を閾値として
ドレイン電流が高くなっていることが分かる。このよう
にn型MOSFETとp型MOSFETは、ゲート電圧
に対して反対の特性を有する。
るn型MOSFET及びp型MOSFETを図1に示す
ように接続したCMOSFETの入出力電圧の関係を示
す。
場合、出力電圧Voutは高くなっている。反対に入力
電圧Vinが高い場合、出力電圧Voutは低くなって
いる。図4中、実線で示す特性は図1及び図2に示すよ
うなゲート電極がチャネル領域を挟んで両側にあるダブ
ルゲート構造のCMOSFETの場合である。この特性
から分かるように、図1及び図2に示すCMOSFET
は反転動作を行っていることが分かる。
極がチャネル領域の片面にのみ形成された片面ゲート構
造のCMOSFETの場合である。片面ゲート構造のC
MOSFETにおいても、反転動作を行うことが分か
る。しかし反転動作特性はダブルゲート構造のものの方
が良い。
の図1に対応する上面から見た断面図を示す。
伝導型絶縁ゲート型トランジスタ(n型MOSFE
T)、右側に正孔伝導型絶縁ゲート型トランジスタ(p
型MOSFET)が形成された構造となっている。半導
体突起部1は、図示しない基板上に形成された板状の突
起部である。
方の側面上に形成された第1のゲート絶縁膜2と、この
第1のゲート絶縁膜2上に形成されたゲート電極3とを
具備している。
方の側面上に形成された第2のゲート絶縁膜2'と、こ
の第2のゲート絶縁膜2'上に形成されたゲート電極4
とを具備している。
ート電極3、4は互いに配線によって接続され入力Vi
nとなっている。n型MOSFETとp型MOSFET
間に位置する半導体突起部1は、n型MOSFETとp
型MOSFETの共通のドレイン領域21となってい
る。このドレイン領域21の表面には出力Vout用の
ドレイン電極5が形成されている。
が形成されている領域を中心としてドレイン領域21と
反対側の半導体層1中には、n+ソース領域6が形成さ
れている。また、p型MOSFETにおいて、ゲート電
極4が形成されている領域を中心としてドレイン領域2
1と反対側の半導体層1中には、p+ソース領域7が形
成されている。n型MOSFETのソース領域6は低電
源電圧Vssと接続されており、p型MOSFETのソ
ース領域7は高電源電圧Vddが接続されている。そし
て絶縁物8で埋め込まれているが、半導体層1のゲート
電極が形成されていない方の側面は全て絶縁膜8で覆わ
れている。このような片面ゲート構造のCMOSFET
でも、半導体層1の厚さを薄くすることで短チャネル効
果を防ぐことが可能となる。
示す片面ゲートのCMOSFETにおいて、入力電圧V
inがlow=0Vである場合の半導体層1のポテンシ
ャル分布を示す。ここで縦軸は、半導体突起部1の膜厚
方向に対して中央部におけるポテンシャルを示す。ま
た、横軸は、n型MOSFETのn+拡散層からなるソ
ース領域からp型MOSFETのp+拡散層からなるソ
ース領域までを共通のドレイン領域を中心として示す。
+拡散層からなるソース領域6からn型MOSFETの
ゲート電極3が形成されている半導体領域1(チャネル
領域)に、電子の注入を妨げるポテンシャル(バリア
A)が発生しているのが分かる。
散層に接続されている低電源電圧がドレイン領域に伝播
することを防ぐことができ、CMOSFETのインバー
タ動作を保証することができる。
示す片面ゲートのCMOSFETにおいて、入力電圧V
inがhigh=1Vである場合の半導体層1のポテン
シャル分布を示す。ここで縦軸は、半導体突起部1の膜
厚方向に対して中央部におけるポテンシャルを示す。ま
た、横軸は、n型MOSFETのn+拡散層からなるソ
ース領域からp型MOSFETのp+拡散層からなるソ
ース領域までを共通のドレイン領域を中心として示す。
+拡散層からなるソース領域7からn型MOSFETの
ゲート電極4が形成されている半導体領域1(チャネル
領域)に、正孔の注入を妨げるポテンシャル(バリア
B)が発生しているのが分かる。
散層に接続されている高電源電圧がドレイン領域に伝播
することを防ぐことができ、CMOSFETのインバー
タ動作を保証することができる。
したCMOSFETの製造方法について説明する。図8
(a)(b)は各工程における斜視図である。図8
(c)は図8(b)を矢印Aで示す上方から見た断面図
である。図8(d)(e)(f)も図8(c)と同様に
上方から見た断面図である。
(図示せず)上に半導体層を堆積した後、RIE(反応
性イオンエッチング)によって板状の半導体突起部1を
形成する。
起部1の表面に熱酸化または堆積によってゲート絶縁膜
(図示せず)を形成し、多結晶シリコンや金属などのゲ
ート電極材料を堆積する。この後、RIEによってn型
MOSFET用ゲート電極3とp型MOSFET用ゲー
ト電極4を形成する。
上方からみた断面図である。図8(c)に示すように、
半導体突起部1の2つの側面上にゲート絶縁膜2を介し
て、n型MOSFET用ゲート電極3、p型MOSFE
T用ゲート電極4が形成されている。
12をパターニングする。このレジスト12をマスクと
して、n+拡散層6を形成する。こうして、n型MOS
FET用ソース領域6を形成する。n+拡散層6は、A
sなどのドナー不純物をイオン注入又は固相拡散或いは
気相拡散によって形成すればよい。
12を剥離した後、レジスト13をパターニングする。
このレジスト13をマスクとして、p+拡散層7を形成
する。こうして、p型MOSFET用ソース領域7を形
成する。p+拡散層7は、Bなどのアクセプタ不純物を
イオン注入又は固相拡散或いは気相拡散によって形成す
ればよい。
13を剥離した後、露出しているゲート絶縁膜2を除去
する。次に、TiまたはCoなどの金属を堆積し、加熱
する。こうして、n+拡散層からなるソース領域6とp
+拡散層からなるソース領域7を活性化すると同時に、
露出した半導体層表面にシリサイドを形成する。この
後、シリサイド反応しなかった金属を除去する。こうし
てn型MOSFET用ソース領域6上にはソース電極1
4が形成される。p型MOSFET用ソース領域7上に
はソース電極15が形成される。n型MOSFET及び
p型MOSFET共通のドレイン領域21上には出力用
ドレイン電極5が形成される。
変形例を示す。この変形例は、図1に示すCMOSFE
Tにおいて、n型MOSFET用のソース領域6の換わ
りに、ErSi2からなるソース領域9を形成した。ま
た、p型MOSFET用のソース領域7の換わりにPt
Siからなるソース領域10を形成した。すなわち、こ
のCMOSFETでは、ErSi2からなるソース領域
9にlowレベルの電源電圧Vssが接続され、PtS
iからなるソース領域10にhighレベルの電源電圧
Vddが接続されている。このCMOSFETにおい
て、同一符号で示す構成は、図1のCMOSFETと同
様であるのでその説明は省略する。このようにソース領
域6、7としてシリサイドを形成しても良い。
1はSiである。n型MOSFET用のErSi2ソー
ス領域9はSiに対してショットキー接合を形成する。
ErSi2のフェルミレベルは、Siの伝導帯に近い。
したがって、電子にとってのトンネル確率が高いので、
図1で示したCMOSFETのn+拡散層からなるソー
ス領域6と同様の働きをする。
ス領域10もSiに対してショットキー接合を形成す
る。PtSiのフェルミレベルは、Siの価電子帯に近
い。したがって、正孔にとってのトンネル確率が高いの
で、図1で示したCMOSFETのp+拡散層からなる
ソース領域7と同様の働きをする。
の変形例を示す。この変形例は、図1に示すCMOSF
ETにおいて、n型MOSFET及びp型MOSFET
共通のドレイン領域21の換わりに、ドレイン領域21
の部分全てを出力電極5としたものである。このCMO
SFETでは、出力電極5自体がドレイン領域となる。
出力電極は、金属で形成すればよい。このとき金属電極
5と半導体突起部1とはショットキ接合する。
に形成された第1の半導体突起部1及び第2の半導体突
起部1'と、第1の半導体突起部1及び第2の半導体突
起部1'間に形成された金属電極5とを具備する。第1
の半導体突起部1の側面上には、第1のゲート絶縁膜2
が形成されている。第2の半導体突起部1'の側面上に
は第2のゲート絶縁膜2'が形成されている。第1のゲ
ート絶縁膜2上には、第1のゲート電極3が形成されて
いる。第2のゲート絶縁膜2'上には、第2のゲート電
極4が形成されている。
対向する第1の半導体突起部1には、n型の第1のソー
ス領域6が形成されている。金属電極5の第2のゲート
電極4を挟んで対向する第2の半導体突起部1'には、
p型の第2のソース領域7が形成されている。
突起部1の膜厚方向に厚く形成されているので、n型及
びp型MOSFETのチャネル領域との接触面が増の
で、電流の集中がなく電流地の低下がない。
補型絶縁ゲート型トランジスタ(CMOSFET)の断
面図を示す。
子伝導型絶縁ゲート型トランジスタ(n型MOSFE
T)、右側に正孔伝導型絶縁ゲート型トランジスタ(p
型MOSFET)が形成された構造となっている。
基板11上に形成された絶縁層8と、 この絶縁層8上
に形成された半導体層1とを具備している。半導体層1
上には、第1のゲート絶縁膜2及び第2のゲート絶縁膜
2'が離間して形成されている。第1のゲート絶縁膜2
上には、第1のゲート電極3が形成されている。第2の
ゲート絶縁膜2'上には、第2のゲート電極4が形成さ
れている。
4間の半導体層1には、ドレイン領域5が形成されてい
る。ドレイン領域21上には図示しないショットキ電極
が形成されている。
挟んで対向する半導体層1には、n型の第1のソース領
域6が形成されている。ドレイン領域21の第2のゲー
ト電極4を挟んで対向する半導体層1には、p型の第2
のソース領域7が形成されている。
れた第1のゲート絶縁膜2と、この第1のゲート絶縁膜
2上に形成された第1のゲート電極3と、第1のソース
領域6と、ドレイン領域21とでn型MOSFETとし
て機能する。
れた第2のゲート絶縁膜2'と、この第2のゲート絶縁
膜2'上に形成された第2のゲート電極4と、第2のソ
ース領域7と、ドレイン領域21とでp型MOSFET
として機能する。
ート電極3、4は互いに配線によって接続され入力Vi
nとなっている。n型MOSFETとp型MOSFET
間には、共通の出力用Voutドレイン電極5が形成さ
れ、共通のドレイン領域となっている。
電圧Vssと接続されており、p型MOSFETのソー
ス領域7は高電源電圧Vddが接続されている。
11上に形成されている絶縁物8で埋め込まれている。
半導体層1としてはシリコンやSiGe或いはGaA
s、GaN等の半導体材料を用いることができる。半導
体層1がシリコンの場合、ドレイン電極5の材料として
はTiSi2やCoSi2を用いることができる。ま
た、n型MOSFETのソース領域6に接続するための
ソース電極としては、フェルミレベルがこのソース領域
6の価電子帯よりも伝導帯に近い導体を用いれば、電流
を流すときの損失が少なくなる。また、同様にp型MO
SFETのソース領域7に接続するためのソース電極と
しては、フェルミレベルがこのソース領域7の伝導帯よ
りも価電子帯に近い導体を用いれば、電流を流すときの
損失が少なくなる。
T及びp型MOSFETのゲート電極が、半導体層1を
挟んで対向する側面上に形成されている。このようなダ
ブルゲート構造とすることで、ゲート長を微細化しても
短チャネル効果を抑制することが可能となる。
OSFET及びp型MOSFET共通の金属電極を設け
てもよい。
ても実施形態1のCMOSFETと同様の効果を奏し、
また実施形態1に比べると、段差の少ない構造を実現で
きる。
の変形例の上面から見た断面図である。この変形例は、
図1に示すCMOSFETにおける半導体層1を中心と
するCMOSFETの主要構成を、半導体基板11中に
埋め込んだものである。すなわち半導体基板11をエッ
チングにより穴をあけ、この穴の中に絶縁層8を形成す
る。この絶縁層8上に板状の半導体層1を形成し、その
後の工程は図8で示すものと同じようにしてCMOSF
ETの主要部を形成する。最後に絶縁層8で半導体層1
を埋め込むことで完成する。このCMOSFETにおい
て、同一符号で示す構成は、図1のCMOSFETと同
様であるのでその説明は省略する。
型MOSFETの半導体層1とp型MOSFETの半導
体層1の伝導型が異なっても良い。これにより、両者の
閾値制御が可能となり、良好なCMOSの反転特性を得
ることが可能となる。また、上述したCMOSFETで
は、n型MOSFET及びp型MOSFET間に共通の
ドレイン領域を形成してもCMOS特性を得ることがで
き、従来素子分離領域を形成していたものと比較すると
格段に微細化に適している。
し、素子分離領域を必要としない新たな構造の相補型絶
縁ゲート型トランジスタを提供し、さらなる微細化を進
めることができる。
の上面から見た断面図。
の斜視図。
るn型MOSFETとp型MOSFETのゲート電圧に
対するドレイン電流の特性を示す。
る入出力電圧の関係を示す図。
の断面図。
おけるポテンシャル分布を示す図。
おけるポテンシャル分布を示す図。
の各製造工程を説明する図であり、(a)(b)は斜視
図、(c)(d)(e)(f)は上面から見た断面図。
SFETの上面から見た断面図。
OSFETの上面から見た断面図。
Tの断面図。
ET構造を半導体基板に埋め込んだCMOSFETの上
面からみた断面図。
からなるソース電極 15・・・p型MOSFET用のp+拡散層シリサイド
からなるソース電極
Claims (8)
- 【請求項1】基板と、 基板上に形成された半導体突起部と、 前記半導体突起部の側面上に離間して形成された第1の
ゲート絶縁膜及び第2のゲート絶縁膜と、 前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のゲート電
極と、 前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のゲート電
極と、 前記第1のゲート電極及び第2のゲート電極間の前記半
導体突起部に形成されたドレイン領域と、 前記ドレイン領域上に形成されたショットキ電極と、 前記ドレイン領域の前記第1のゲート電極を挟んで対向
する前記半導体突起部に形成されたn型の第1のソース
領域と、 前記ドレイン領域の前記第2のゲート電極を挟んで対向
する前記半導体突起部に形成されたp型の第2のソース
領域とを具備することを特徴とする相補型絶縁ゲート型
トランジスタ。 - 【請求項2】基板と、 基板上に形成された第1の半導体突起部及び第2の半導
体突起部と、 前記第1の半導体突起部及び第2の半導体突起部間に形
成された金属電極と、 前記第1の半導体突起部の側面上に形成された第1のゲ
ート絶縁膜と、 前記第2の半導体突起部の側面上に形成された第2のゲ
ート絶縁膜と、 前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のゲート電
極と、 前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のゲート電
極と、 前記金属電極の前記第1のゲート電極を挟んで対向する
前記半導体突起部に形成されたn型の第1のソース領域
と、 前記金属電極の前記第2のゲート電極を挟んで対向する
前記半導体突起部に形成されたp型の第2のソース領域
とを具備することを特徴とする相補型絶縁ゲート型トラ
ンジスタ。 - 【請求項3】前記半導体突起部は2つの側面を有し、前
記第1のゲート絶縁膜及び前記第2のゲート絶縁膜は前
記2つの側面上に形成され、この上に前記第1のゲート
電極及び前記第2のゲート電極が形成されていることを
特徴とする請求項1或いは請求項2記載の相補型絶縁ゲ
ート型トランジスタ。 - 【請求項4】前記第1のソース領域上に形成されたフェ
ルミレベルがこのソース領域の価電子帯よりも伝導帯に
近い導体或いは前記第2のソース領域上に形成されたフ
ェルミレベルがこのソース領域の伝導帯よりも価電子帯
に近い導体を具備することを特徴とする請求項1乃至請
求項3のいずれかに記載の相補型絶縁ゲート型トランジ
スタ。 - 【請求項5】基板と、 前記基板上に形成された絶縁層と、 前記絶縁層上に形成された半導体層と、 前記半導体層上に離間して形成された第1のゲート絶縁
膜及び第2のゲート絶縁膜と、 前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のゲート電
極と、 前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のゲート電
極と、 前記第1のゲート電極及び第2のゲート電極間の前記半
導体層に形成されたドレイン領域と、 前記ドレイン領域上に形成されたショットキ電極と、 前記ドレイン領域の前記第1のゲート電極を挟んで対向
する前記半導体層に形成されたn型の第1のソース領域
と、 前記ドレイン領域の前記第2のゲート電極を挟んで対向
する前記半導体層に形成されたp型の第2のソース領域
とを具備することを特徴とする相補型絶縁ゲート型トラ
ンジスタ。 - 【請求項6】基板と、 前記基板上に形成された絶縁層と、 前記絶縁層上に離間して形成された第1の半導体層及び
第2の半導体層と、 前記第1の半導体層及び前記第2の半導体層間に形成さ
れた金属電極と、 前記第1の半導体層上に形成された第1のゲート絶縁膜
と、 前記第2の半導体層上に形成された第2のゲート絶縁膜
と、 前記第1のゲート絶縁膜上に形成された第1のゲート電
極と、 前記第2のゲート絶縁膜上に形成された第2のゲート電
極と、 前記金属電極の前記第1のゲート電極を挟んで対向する
前記第1の半導体層に形成されたn型の第1のソース領
域と、 前記金属電極の前記第2のゲート電極を挟んで対向する
前記第2の半導体層に形成されたp型の第2のソース領
域とを具備することを特徴とする相補型絶縁ゲート型ト
ランジスタ。 - 【請求項7】前記半導体層は相対向する表面及び裏面を
有し、前記第1のゲート絶縁膜及び前記第2のゲート絶
縁膜は前記表面及び裏面上に形成され、この上に前記第
1ゲート電極及び前記第2のゲート電極が形成されてい
ることを特徴とする請求項5或いは請求項6記載の相補
型絶縁ゲート型トランジスタ。 - 【請求項8】前記第1のソース領域上に形成されたフェ
ルミレベルがこのソース領域の価電子帯よりも伝導帯に
近い導体或いは前記第2のソース領域上に形成されたフ
ェルミレベルがこのソース領域の伝導帯よりも価電子帯
に近い導体を具備することを特徴とする請求項5乃至請
求項7のいずれかに記載の相補型絶縁ゲート型トランジ
スタ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001091168A JP2002289697A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 相補型絶縁ゲート型トランジスタ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001091168A JP2002289697A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 相補型絶縁ゲート型トランジスタ |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002289697A true JP2002289697A (ja) | 2002-10-04 |
Family
ID=18945840
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001091168A Pending JP2002289697A (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 相補型絶縁ゲート型トランジスタ |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2002289697A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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US7491973B2 (en) | 2005-03-02 | 2009-02-17 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor LSI circuit having a NAND logic gate with a highly integrated and microscopic structure |
-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001091168A patent/JP2002289697A/ja active Pending
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