JP2005101515A - Semiconductor switch - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体デバイスで形成される半導体スイッチに関する。 The present invention relates to a semiconductor switch formed of a semiconductor device.
LSIで用いられるスイッチは、ハイレベル(高)とローレベル(低)の両方の信号を伝播/遮断するために相補型金属酸化膜半導体(CMOS)で構成される場合が多い(特許文献1)。又、ショットキーバリアを利用するトンネル効果トランジスタ、或いはCMOSプロセスを利用するショットキークランプnMOSトランジスタについても既に開示されている(非特許文献1)。 A switch used in an LSI is often composed of a complementary metal oxide semiconductor (CMOS) in order to propagate / shut off both high level (high) and low level (low) signals (Patent Document 1). . A tunnel effect transistor using a Schottky barrier or a Schottky clamp nMOS transistor using a CMOS process has already been disclosed (Non-patent Document 1).
しかし、大規模集積回路(LSI)には多くのスイッチが必要とされる。例えば、スタティック・ランダム・アクセス・メモリ(SRAM)の書き込み保持の切り替え、ダイナミック・ランダム・アクセス・メモリ(DRAM)の信号線選択などである。これらのスイッチを従来のCMOS構造で構成するとLSIの高集積化の妨げとなる。
本発明の目的は、LSIで数多く用いられているCMOSスイッチを微細な構造で実現して、高集積なLSIの生産を可能とすることにある。 An object of the present invention is to realize a highly integrated LSI by realizing a CMOS switch, which is used in many LSIs, with a fine structure.
本発明の実施の形態に係る半導体スイッチの第1の特徴は、(イ)第1及び第2の主面により定義される、所定の仕事関数を備える半導体領域と、(ロ)半導体領域を挟むように第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1及び第2のゲート絶縁膜と、(ハ)第1のゲート絶縁膜上に配置され、所定の仕事関数よりも小さい仕事関数をもつ第1のゲート電極と、(二)第2のゲート絶縁膜上に配置され、所定の仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極と、(ホ)第1の主面を延長する方向において半導体領域に接続して半導体領域を挟むように配置された主電流供給領域及び主電流受入領域とを備える半導体スイッチであることを要旨とする。 The first feature of the semiconductor switch according to the embodiment of the present invention is (a) a semiconductor region having a predetermined work function defined by the first and second main surfaces, and (b) sandwiching the semiconductor region. And (c) a work function that is disposed on the first gate insulating film and that is smaller than a predetermined work function. (2) a second gate electrode disposed on the second gate insulating film and having a work function larger than a predetermined work function, and (e) a first main surface. The gist of the present invention is a semiconductor switch including a main current supply region and a main current receiving region arranged so as to be connected to the semiconductor region in the extending direction and sandwich the semiconductor region.
本発明の実施の形態に係る半導体スイッチの第2の特徴は、(イ)第1及び第2の主面により定義される、所定の仕事関数を備える半導体領域と、(ロ)半導体領域を挟むように第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1及び第2のゲート絶縁膜と、(ハ)第1のゲート絶縁膜上に配置さ、半導体領域の仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ第1のゲート電極と、(ニ)第2のゲート絶縁膜上に配置さ、半導体領域の仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極と、(ホ)第2の主面を延長する方向において半導体領域に接続して半導体領域を挟むように配置された主電流供給導体領域及び主電流受入導体領域と、(へ)第2のゲート電極側の主電流供給導体領域及び主電流受入導体領域の表面にそれぞれ配置された不純物拡散層とを備え、(ト)不純物拡散層の電子親和力は半導体領域の電子親和力よりも大きい半導体スイッチであることを要旨とする。 The second feature of the semiconductor switch according to the embodiment of the present invention is that (a) a semiconductor region having a predetermined work function defined by the first and second main surfaces, and (b) sandwiching the semiconductor region. And (c) a work smaller than the work function of the semiconductor region, which is disposed on the first gate insulating film and (c) the first and second gate insulating films respectively disposed on the first and second main surfaces. A first gate electrode having a function; (d) a second gate electrode disposed on the second gate insulating film and having a work function larger than that of the semiconductor region; and (e) a second main electrode. A main current supply conductor region and a main current receiving conductor region which are arranged so as to be connected to the semiconductor region in the direction of extending the surface and sandwich the semiconductor region; (f) a main current supply conductor region on the second gate electrode side; Impurities placed on the surface of the main current receiving conductor region And a diffusing layer, and summarized in that a semiconductor switch is greater than the electron affinity of the electron affinity semiconductor region (g) an impurity diffusion layer.
本発明の半導体スイッチによれば、チャネル半導体の仕事関数に対して、nMOSゲートの仕事関数を小さく及びpMOSゲートの仕事関数を大きく設定したCMOSスイッチを用いて実現することにより、パスゲートのデバイス寸法を微細構造で実現することができる。 According to the semiconductor switch of the present invention, the device size of the pass gate can be reduced by using a CMOS switch in which the work function of the nMOS gate is set smaller and the work function of the pMOS gate is set larger than the work function of the channel semiconductor. It can be realized with a fine structure.
半導体領域と、半導体領域に接するゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜を介して半導体領域を挟むように形成された第1のゲート電極及び第2のゲート電極と、第1のゲート電極及び第2のゲート電極の両側の半導体領域に接続して形成された導体領域とを備えるダブルゲートMOSFETにおいて、チャネル領域を半導体、ソース/ドレイン領域を金属で形成しかつチャネル領域の半導体と金属学的接合を形成し、オン時には第1のゲート電極にローレベルと第2のゲート電極にハイレベルの電圧を印加、オフ時には第1のゲート電極にハイレベルと第2のゲート電極にローレベルの電圧を印加する。例えば、第1のゲート電極は半導体領域よりも仕事関数が小さく、第2のゲート電極は半導体領域よりも仕事関数が大きい半導体スイッチを提供する。LSIで数多く用いられているCMOSスイッチを微細な構造で実現して、高集積なLSIの生産を可能とする。ここで、「金属学的接合」とは、冶金学的接合(metallurgical junction)を形成することを意味し、ショットキーコンタクト、オーミックコンタクト、pn接合等が含まれる。 A semiconductor region; a gate insulating film in contact with the semiconductor region; a first gate electrode and a second gate electrode formed so as to sandwich the semiconductor region with the gate insulating film interposed therebetween; a first gate electrode and a second gate electrode; In a double-gate MOSFET having a conductor region connected to a semiconductor region on both sides of a gate electrode, a channel region is formed of a semiconductor, a source / drain region is formed of metal, and a metallographic junction is formed with the semiconductor of the channel region When turned on, a low level voltage is applied to the first gate electrode and a high level voltage is applied to the second gate electrode. When off, a high level voltage is applied to the first gate electrode and a low level voltage is applied to the second gate electrode. . For example, the first gate electrode provides a semiconductor switch having a work function smaller than that of the semiconductor region, and the second gate electrode has a work function larger than that of the semiconductor region. A CMOS switch used in many LSIs is realized with a fine structure to enable production of highly integrated LSIs. Here, “metallurgical junction” means forming a metallurgical junction, and includes a Schottky contact, an ohmic contact, a pn junction, and the like.
次に、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明する。以下の図面において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。又、以下に示す実施の形態は、この発明の技術思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、この発明の技術思想を下記のものに特定するものではない。この発明の技術思想は、特許請求の範囲において、種々の変更を加えることができる。 Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. Further, the following embodiments exemplify apparatuses and methods for embodying the technical idea of the present invention, and the technical idea of the present invention is not specified as follows. The technical idea of the present invention can be variously modified within the scope of the claims.
(比較例)
LSIで用いられるCMOSスイッチの簡略化した回路記号では、例えば図1のように記述される。図1に示すCMOSスイッチでは、入力端子6に入力電圧VINを印加し、出力端子8において、出力電圧VOUTを得る。pMOSトランジスタ10のゲートに接続される第1のゲート端子2に印加する電圧をVGP,nMOSトランジスタ12のゲートに接続される第2のゲート端子4に印加する電圧をVGNとすると、CMOSスイッチの動作上、オン(ON)状態では、VGP=ロー, VGN=ハイとなるような電圧を与える。又、オフ(OFF)状態では、VGP=ハイ, VGN=ローとなるような電圧を与える。又、CMOSスイッチは、VGP=ロー,VIN=ハイの条件で、pMOSトランジスタが導通状態となり、VGN=ハイ,VIN=ローの条件で、nMOSトランジスタが導通状態となる。
(Comparative example)
A simplified circuit symbol of a CMOS switch used in an LSI is described as shown in FIG. In the CMOS switch shown in FIG. 1, the input voltage V IN is applied to the
図1に示す回路記号では、ソースとドレインが共有化されているように見えるが、詳細な回路記号では、図2のように表現される。即ち、CMOS構造の内、pMOSトランジスタとnMOSトランジスタがソース・ドレイン間で並列に接続されている。このようなCMOSスイッチを実現するための典型的な構造は、図38のようになる。図38においては、n型半導体基板14に対して形成されたpウェル16内にn+ソース・ドレイン領域24,26、ゲート絶縁膜19、n+ポリシリコンゲート電極(第2のゲート電極)20を備えるnMOSトランジスタが配置されている。一方、n型半導体基板14内には、p+ソース・ドレイン領域28,30、ゲート絶縁膜19,p+ポリシリコンゲート電極(第1のゲート電極)22を備えるpMOSトランジスタが配置されている。pMOSトランジスタとnMOSトランジスタの絶縁分離領域18は、シャロー・トレンチ・アイソレーション(STI)を用いて形成されている。CMOSスイッチとしての入力端子6は、図38に示すように、nMOSトランジスタの一方の主電極である26と、pMOSトランジスタの一方の主電極である28に接続され、出力端子8は、nMOSトランジスタの他方の主電極である24と、pMOSトランジスタの他方の主電極である30に接続され、全体として、図1或いは図2に示すCMOSスイッチの回路構成を実現している。
In the circuit symbol shown in FIG. 1, the source and the drain seem to be shared, but in the detailed circuit symbol, it is expressed as shown in FIG. That is, in the CMOS structure, a pMOS transistor and an nMOS transistor are connected in parallel between the source and the drain. A typical structure for realizing such a CMOS switch is as shown in FIG. In FIG. 38, n + source /
上記比較例としてのCMOSスイッチの内、図1或いは図2に示す回路表現は、以下の本発明の実施の形態においても回路構成上実質的に同等であるため同様の表現を用いることとする。 In the CMOS switch as the comparative example, the circuit expression shown in FIG. 1 or 2 is substantially the same in the circuit configuration in the following embodiments of the present invention, and the same expression is used.
(第1の実施の形態)
ダブルゲートMOSFETからなる半導体スイッチにおいて、チャネル領域を半導体領域34、ソース/ドレイン領域を金属からなる導体領域31,32、両側のゲートをそれぞれ第1のゲート電極22、第2のゲート電極20とする。そして、半導体スイッチの導通(ON)時には第1のゲート電極22にローレベル,第2のゲート電極20にハイレベルの電圧を印加、遮断時(OFF)時には第1のゲート電極22にハイレベル,第2のゲート電極20にローレベルの電圧を印加する。
(First embodiment)
In a semiconductor switch composed of a double gate MOSFET, a channel region is a
図3に本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。図3は上面方向から見た半導体スイッチの模式的素子断面構図に相当している。半導体領域34を挟むように、第1のゲート電極22と第2のゲート電極20を形成する。第1のゲート電極22は半導体領域34よりも仕事関数が小さく、第2のゲート電極20は半導体領域34よりも仕事関数が大きい。そして、第1のゲート電極22、第2のゲート電極20を挟んで半導体領域34に接するように導体領域31、32が形成される。
FIG. 3 is a schematic sectional view of the semiconductor switch according to the first embodiment of the present invention. FIG. 3 corresponds to a schematic element cross-sectional composition of the semiconductor switch as viewed from above. The
半導体領域34は、例えばノンドープシリコン(Si)、第1のゲート電極22はp+ポリシリコン、第2のゲート電極20はn+ポリシリコン、導体領域31、32はチタンシリサイド(TiSi2)、コバルトシリサイド(CoSi2)、二ッケルシリサイド(NiSi)等で形成する。これらの導体領域31、32と半導体領域34の間でショットキー接合が形成される。
The
図4に本発明による半導体スイッチ特性の一例を示す。図4中に記載されているように、デバイス寸法の例としては、図3において、ゲート長L=0.1μm,ゲート絶縁膜19の厚さtOX=1nm,導体領域31,32の厚さD=10nmである。破線は入力電圧VIN波形である。第1のゲート電極22に接続された第1のゲート端子に印加する電圧VGPを+0.5V、第2のゲート電極20に接続された第2のゲート端子に印加する電圧VGNを−0.5Vとすると、図中の点線で示したように、出力電圧VOUTにはVINの電位は伝播しない。一方、第1のゲート端子に印加する電圧VGPを−0.5V、第2のゲート端子に印加する電圧VGNを+0.5Vとすると、図中の実線で示したように、出力電圧VOUTにVINの電位が伝播する。このように、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチによれば、従来のCMOSに比べて微細な構造でスイッチ動作が可能となる。
FIG. 4 shows an example of semiconductor switch characteristics according to the present invention. As shown in FIG. 4, as an example of the device dimensions, in FIG. 3, the gate length L = 0.1 μm, the thickness t OX = 1 nm of the
図5に本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの構造の鳥瞰図を示す。この第1の実施の形態では、埋め込み絶縁膜36上に板状の半導体領域34が形成され、その両側にゲート絶縁膜19を介して、第1のゲート電極22と第2のゲート電極20が形成され、第1のゲート電極22,第2のゲート電極20を挟み半導体領域34に接するように導体領域31,32が形成されている。
FIG. 5 shows a bird's-eye view of the structure of the semiconductor switch according to the first embodiment of the present invention. In the first embodiment, a plate-shaped
図6乃至図23に本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法を示す。 6 to 23 show a semiconductor switch manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.
(a)まず、埋め込み絶縁膜(例えば、SiO2)36上に板状の半導体領域(例えばノンドープシリコン)34を設け、その表面に酸化工程や堆積工程によってゲート絶縁膜(例えばSiO2)19を形成する(図6乃至図8)。ここで、図6は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート絶縁膜形成工程を表す模式的上面図、図7は、図6に対応する模式的側面図、図8は、図6,図7のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。 (A) First, a plate-like semiconductor region (for example, non-doped silicon) 34 is provided on a buried insulating film (for example, SiO 2 ) 36, and a gate insulating film (for example, SiO 2 ) 19 is formed on the surface by an oxidation process or a deposition process. Form (FIGS. 6 to 8). Here, FIG. 6 is a schematic top view showing a gate insulating film forming step as one manufacturing step of the semiconductor switch manufacturing method according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 7 corresponds to FIG. FIG. 8 is a schematic side view, and FIG. 8 is a schematic cross-sectional structure diagram taken along the line II in FIGS.
(b)次いで、多結晶半導体(例えばポリシリコン)を堆積して半導体領域40を形成し、その表面に窒化工程または堆積工程によって保護膜(例えばシリコン窒化膜(SiN))38を形成し、リソグラフィー工程と反応性イオンエッチング(RIE)工程によって、板状の半導体領域34と交差するように、多結晶半導体領域40およびその表面の保護膜38を残し、多結晶半導体領域40側面に窒化工程によって保護膜38を形成する(図9乃至図11)。ここで、図9は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート電極パターニング工程を表す模式的上面図、図10は、図9に対応する模式的側面図、図11は、図9,図10のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。
(B) Next, a polycrystalline semiconductor (for example, polysilicon) is deposited to form the
(c)次いで、多結晶半導体領域40下以外の半導体表面のゲート絶縁膜19をケミカルドライエッチング(CDE)工程によって除去する(図12乃至図14)。ここで、図12は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ソース/ドレイン部のゲート絶縁膜除去工程を表す模式的上面図、図13は、図12に対応する模式的側面図、図14は、図12,図13のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。
(C) Next, the
(d)次いで、ゲート絶縁膜19を除去した半導体表面に金属を堆積し、熱工程によって導体領域31,32(例えば、TiSi2、CoSi2、NiSi)を形成する(図15乃至図17)。ここで、図15は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、シリサイド形成工程を表す模式的上面図、図16は、図15に対応する模式的側面図、図17は、図15,図16のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。
(D) Next, a metal is deposited on the semiconductor surface from which the
(e)次いで、リソグラフィー工程とイオン注入工程によって、多結晶半導体領域40にp+ポリシリコンゲート電極22とn+ポリシリコンゲート電極20を形成する(図18乃至図20)。ここで、図18は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート不純物導入工程を表す模式的上面図、図19は、図18に対応する模式的側面図、図20は、図18,図19のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。
(E) Next, a p +
(f)次いで、化学的機械的研磨(CMP)工程によって、板状半導体領域34上部の保護膜38と多結晶半導体領域40を除去する(図21乃至図23)。ここで、図21は、本発明の第1の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート電極分離工程を表す模式的上面図、図22は、図21に対応する模式的側面図、図23は、図21,図22のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。
(F) Next, the
以上の図6乃至図23に示した製造工程によって、図3或いは図5に示す本発明の第1の実施の形態の半導体スイッチの構造を製造することができる。 The semiconductor switch structure of the first embodiment of the present invention shown in FIG. 3 or FIG. 5 can be manufactured by the manufacturing steps shown in FIGS.
(第2の実施の形態)
図24に本発明の第2の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。図24は上面方向から見た半導体スイッチの模式的素子断面構図に相当している点は図3と同様である。VINとVOUTが接続される導体領域は、半導体層の表面だけに形成されていても良い。
(Second Embodiment)
FIG. 24 is a schematic sectional view of a semiconductor switch according to the second embodiment of the present invention. FIG. 24 is the same as FIG. 3 in that it corresponds to a schematic element cross-sectional composition of a semiconductor switch as viewed from above. The conductor region to which V IN and V OUT are connected may be formed only on the surface of the semiconductor layer.
図24に示す例では、半導体領域50の表面領域にだけ導体領域42,44,46,48が形成される例が示されている。半導体領域50の厚さD方向のすべてにわたって導体領域31,32を形成する図3の場合に比べて、導体領域の寄生抵抗が上昇するが、短時間の熱工程でシリサイド等で導体領域42,44,46,48を形成できる点に利点がある。
In the example shown in FIG. 24, an example is shown in which
(第3の実施の形態)
図25に本発明の第3の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。図25は上面方向から見た半導体スイッチの模式的素子断面構図に相当している点は図3と同様である。第1のゲート電極22の両側の半導体表面に形成される第1の導体領域421,461は半導体領域50よりも仕事関数の大きな物質である。また、第2のゲート電極20の両側の半導体表面に形成される第2の導体領域442,482は半導体領域50よりも仕事関数の小さな物質である。第1の導体領域421,461は、例えば、白金シリサイド(PtSi)、第2の導体領域442,482は、例えば、エルビウムシリサイド(ErSi2)で形成される。第2の実施の形態に比べて製造工程が増加するが、ショットキー接合のコンタクト抵抗が低減する利点がある。
(Third embodiment)
FIG. 25 is a schematic sectional view of a semiconductor switch according to the third embodiment of the present invention. FIG. 25 is the same as FIG. 3 in that it corresponds to a schematic element cross-sectional composition of a semiconductor switch as viewed from above. The
(第4の実施の形態)
図26と図27に本発明の第4の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図と鳥瞰図を示す。第1のゲート電極22であるp+ポリシリコンゲート電極の両側の半導体領域50の表面にp+拡散層52,56が形成され、第2のゲート電極20であるn+ポリシリコンゲート電極の両側の半導体領域50の表面にn+拡散層54,58が形成される。ショットキー接合を用いる場合に比べて、短チャネル効果耐性が劣化するが、ショットキー接合のコンタクト抵抗を低減出来る利点がある。
(Fourth embodiment)
FIG. 26 and FIG. 27 show a schematic cross-sectional structure diagram and a bird's-eye view of a semiconductor switch according to the fourth embodiment of the present invention. P + diffusion layers 52 and 56 are formed on the surface of the
(第5の実施の形態)
図28に本発明の第5の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。第1のゲート電極22であるp+ポリシリコンゲート電極の両側の半導体領域50の表面に導体領域42,46と第1のゲート電極22からLDより短い距離の位置にp+拡散層52,56が形成され、第2のゲート電極20であるn+ポリシリコンゲート電極の両側の半導体領域50の表面に導体領域44,48と第2のゲート電極20からLDより短い距離の位置にn+拡散層54,58が形成されている。LDはそれぞれのp+拡散層52,56, n+拡散層54,58が半導体領域50との間の拡散電位によって、半導体領域50中に形成する空乏層の距離である。他の実施の形態に比べて、製造工程が増加するが、空乏層が導体領域42,46,44,48を包むと、ショットキー接合のコンタクト抵抗とリーク電流を抑制する利点がある。また、p+拡散層52,56, n+拡散層54,58がゲート電極22,20から離れて形成されているので、短チャネル効果耐性が高まる利点もある。
(Fifth embodiment)
FIG. 28 is a schematic sectional view of a semiconductor switch according to the fifth embodiment of the present invention. On the surface of the
(第6の実施の形態)
図29に本発明の第6の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。第1のゲート電極22であるp+ポリシリコンゲート電極の両側の半導体領域50の表面に、第1の導体領域421,461と、第1のゲート電極22からLDより短い距離の位置にp+拡散層52,56が形成され、第2のゲート電極20であるn+ポリシリコンゲート電極の両側の半導体領域50の表面に、第2の導体領域442,482と、第2のゲート電極20からLDより短い距離の位置にn+拡散層442,482が形成される。LDはそれぞれのp+拡散層52,56, n+拡散層54,58が半導体領域50との間の拡散電位によって、半導体領域50中に形成する空乏層の距離である。第1の導体領域421,461は半導体領域50よりも仕事関数の大きな物質、第2の導体領域442,482は半導体領域50よりも仕事関数の小さな物質である。第1の導体領域421,461は、例えば、白金シリサイド(PtSi)、第2の導体領域442,482は、例えば、エルビウムシリサイド(ErSi2)である。前述の実施の形態に比べて製造工程が増加するが、ショットキー接合のコンタクト抵抗が更に低減する利点がある。
(Sixth embodiment)
FIG. 29 shows a schematic sectional view of a semiconductor switch according to the sixth embodiment of the present invention. On the surface of the
本発明の第6の実施の形態において、第1のゲート電極22と第2のゲート電極20の材質はポリシリコンでなくとも良い。単結晶半導体であっても良いし、第1のゲート電極22を白金シリサイド(PtSi)、第2のゲート電極20をエルビウムシリサイド(ErSi2)を用いて形成した場合にも、同様の効果が得られる。
In the sixth embodiment of the present invention, the material of the
(第7の実施の形態)
図30に本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチは、図30に示すように、第1及び第2の主面により定義され、所定の仕事関数を備える半導体領域34と、半導体領域34を挟むように第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1及び第2のゲート絶縁膜19と、第1のゲート絶縁膜19上に配置され、半導体領域34の仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ第1のゲート電極22と、第2のゲート絶縁膜19上に配置され、半導体領域34の仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極20と、第1の主面を延長する方向において半導体領域34に接続して半導体領域34を挟むように配置された主電流供給導体領域32及び主電流受入導体領域31と、第1のゲート電極22側の主電流供給導体領域32及び主電流受入導体領域31の表面にそれぞれ配置された不純物拡散層140、142とを備え、不純物拡散層140、142の電子親和力は半導体領域34の電子親和力よりも小さい。
(Seventh embodiment)
FIG. 30 shows a schematic sectional view of a semiconductor switch according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in FIG. 30, the semiconductor switch according to the seventh embodiment of the present invention sandwiches the
例えば、第1のゲート電極22がp+ポリシリコンで形成され、不純物拡散層142がp+領域として形成される場合には、不純物拡散層140、142の電子親和力は半導体領域34の電子親和力よりも小さい。
このような不純物拡散層は、第2のゲート電極20側においても、第1のゲート電極側と同様に対称に形成することができることは勿論である。
For example, when the
Such an impurity diffusion layer can of course be formed symmetrically on the
導体領域31、32はエルビウムシリサイド(ErSi2)、チタンシリサイド(TiSi2)、コバルトシリサイド(CoSi2)、二ッケルシリサイド(NiSi)等で形成する。これらの導体領域31、32と半導体領域34の間でショットキー接合が形成される。
The
エルビウムシリサイド(ErSi2)の表面にp+層からなる不純物拡散層140、142を設けることによって、エルビウムシリサイド(ErSi2)と半導体領域34との間における正孔のトンネル確率を高くすることができるので、第1のゲート電極22側で実現されるpMOSFET動作において高い駆動力が得られる。
By providing the impurity diffusion layers 140 and 142 made of p + layer on the surface of erbium silicide (ErSi 2), it is possible to increase the tunneling probability of the holes between the erbium silicide (ErSi 2) and the
(製造方法)
本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの構造の鳥瞰図は、図5と同様である。この第7の実施の形態では、埋め込み絶縁膜36上に板状の半導体領域34が形成され、その両側にゲート絶縁膜19を介して、第1のゲート電極22と第2のゲート電極20が形成され、第1のゲート電極22,第2のゲート電極20を挟み半導体領域34に接するように導体領域31,32が形成されている。
(Production method)
The bird's-eye view of the structure of the semiconductor switch according to the seventh embodiment of the present invention is the same as FIG. In the seventh embodiment, a plate-
第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法は、図6〜図23に示す製造工程と同様であり、更に図31乃至図33に示す製造工程を追加している。 The manufacturing method of the semiconductor switch according to the seventh embodiment is the same as the manufacturing process shown in FIGS. 6 to 23, and further the manufacturing process shown in FIGS. 31 to 33 is added.
(a)まず、埋め込み絶縁膜(例えば、SiO2)36上に板状の半導体領域(例えばノンドープシリコン)34を設け、その表面に酸化工程や堆積工程によってゲート絶縁膜(例えばSiO2)19を形成する(図6乃至図8)。ここで、図6は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート絶縁膜形成工程を表す模式的上面図、図7は、図6に対応する模式的側面図、図8は、図6,図7のI−I線に沿う模式的断面構造図に対応している。 (A) First, a plate-like semiconductor region (for example, non-doped silicon) 34 is provided on a buried insulating film (for example, SiO 2 ) 36, and a gate insulating film (for example, SiO 2 ) 19 is formed on the surface by an oxidation process or a deposition process. Form (FIGS. 6 to 8). Here, FIG. 6 is a schematic top view showing a gate insulating film forming step as one manufacturing step of the semiconductor switch manufacturing method according to the seventh embodiment of the present invention, and FIG. 7 corresponds to FIG. FIG. 8 is a schematic side view, and corresponds to a schematic cross-sectional structure diagram taken along the line II in FIGS.
(b)次いで、多結晶半導体(例えばポリシリコン)を堆積して半導体領域40を形成し、その表面に窒化工程または堆積工程によって保護膜(例えばシリコン窒化膜(SiN))38を形成し、リソグラフィー工程と反応性イオンエッチング(RIE)工程によって、板状の半導体領域34と交差するように、多結晶半導体領域40およびその表面の保護膜38を残し、多結晶半導体領域40側面に窒化工程によって保護膜38を形成する(図9乃至図11)。ここで、図9は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート電極パターニング工程を表す模式的上面図、図10は、図9に対応する模式的側面図、図11は、図9,図10のI−I線に沿う模式的断面構造図に対応している。
(B) Next, a polycrystalline semiconductor (for example, polysilicon) is deposited to form the
(c)次いで、多結晶半導体領域40下以外の半導体表面のゲート絶縁膜19をケミカルドライエッチング(CDE)工程によって除去する(図12乃至図14)。ここで、図12は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ソース/ドレイン部のゲート絶縁膜除去工程を表す模式的上面図、図13は、図12に対応する模式的側面図、図14は、図12,図13のI−I線に沿う模式的断面構造図に対応している。
(C) Next, the
(d)次いで、ゲート絶縁膜19を除去した半導体表面に金属を堆積し、熱工程によって導体領域31,32(例えば、ErSi2、TiSi2、CoSi2、NiSi)を形成する(図15乃至図17)。ここで、図15は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、シリサイド形成工程を表す模式的上面図、図16は、図15に対応する模式的側面図、図17は、図15,図16のI−I線に沿う模式的断面構造図に対応している。
(D) Next, a metal is deposited on the semiconductor surface from which the
(e)次いで、リソグラフィー工程とイオン注入工程によって、多結晶半導体領域40にp+ポリシリコンゲート電極22とn+ポリシリコンゲート電極20を形成する(図18乃至図20)。ここで、図18は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート不純物導入工程を表す模式的上面図、図19は、図18に対応する模式的側面図、図20は、図18,図19のI−I線に沿う模式的断面構造図に対応している。
(E) Next, a p +
(f)次いで、化学的機械的研磨(CMP)工程によって、板状半導体領域34上部の保護膜38と多結晶半導体領域40を除去する(図21乃至図23)。ここで、図21は、本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチの製造方法の一製造工程として、ゲート電極分離工程を表す模式的上面図、図22は、図21に対応する模式的側面図、図23は、図21,図22のI−I線に沿う模式的断面構造図を示す。
(F) Next, the
(g)次いで、斜めイオン注入により、例えばボロンイオン180を導入して、p+ポリシリコンゲート電極22で形成された第1のゲート電極側の、導体領域31,32(例えば、ErSi2、TiSi2、CoSi2、NiSi)表面に不純物拡散層140、142(図30)を形成する(図31〜図33)。
(G) Next,
以上の図6乃至図23及び図31〜図33に示した製造工程によって、図30に示す本発明の第7の実施の形態の半導体スイッチの構造を製造することができる。 The structure of the semiconductor switch according to the seventh embodiment of the present invention shown in FIG. 30 can be manufactured by the manufacturing steps shown in FIGS. 6 to 23 and FIGS.
(第7の実施の形態の変形例)
本発明の第7の実施の形態の変形例に係る半導体スイッチは、同様に図30に示すように、第1及び第2の主面により定義される、所定の仕事関数を備える半導体領域34と、半導体領域34を挟むように第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1及び第2のゲート絶縁膜19と、第1のゲート絶縁膜19上に配置され、半導体領域34の仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極20と、第1のゲート絶縁膜19上に配置され、半導体領域34の仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ第1のゲート電極22と、第2の主面を延長する方向において半導体領域34に接続して半導体領域34を挟むように配置された主電流供給導体領域32及び主電流受入導体領域31と、第2のゲート電極20側の前記主電流供給導体領域32及び主電流受入導体領域31の表面にそれぞれ配置された不純物拡散層144,146とを備え、不純物拡散層144,146の電子親和力は半導体領域34の電子親和力よりも大きい。
(Modification of the seventh embodiment)
Similarly, as shown in FIG. 30, the semiconductor switch according to the modification of the seventh embodiment of the present invention includes a
例えば、第2のゲート電極20がn+ポリシリコンで形成され、不純物拡散層144,146がn+領域として形成される場合には、不純物拡散層144,146の電子親和力は半導体領域34の電子親和力よりも大きい。
For example, when the
このような不純物拡散層は、第1のゲート電極22側においても、第2のゲート電極側と同様に対称に形成することができることは勿論である。
Such an impurity diffusion layer can of course be formed symmetrically on the
導体領域31、32はエルビウムシリサイド(ErSi2)、チタンシリサイド(TiSi2)、コバルトシリサイド(CoSi2)、二ッケルシリサイド(NiSi)等で形成する。これらの導体領域31、32と半導体領域34の間でショットキー接合が形成される。
The
このような構造を用いることにより、微細な構造で半導体スイッチを実現できる。特に、導体領域31、32としてエルビウムシリサイド(ErSi2)を用いる場合には、電子に対して障壁が低いので、第2のゲート電極20側で実現されるnMOSFET動作において高い駆動力が得られる。また、第7の実施の形態と同様に、エルビウムシリサイド(ErSi2)の表面にp+層からなる不純物拡散層140、142を設けることによって、エルビウムシリサイド(ErSi2)と半導体領域34との間における正孔のトンネル確率を高くすることができるので、第1のゲート電極22側で実現されるpMOSFET動作においても高い駆動力が得られる。
By using such a structure, a semiconductor switch can be realized with a fine structure. In particular, when erbium silicide (ErSi 2 ) is used as the
(第8の実施の形態)
図34に本発明の第8の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。本発明の第7の実施の形態に係る半導体スイッチは、図34に示すように、第1及び第2の主面により定義される、所定の仕事関数を備える半導体領域34と、半導体領域34を挟むように第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1及び第2のゲート絶縁膜19と、第1のゲート絶縁膜19上に配置され、半導体領域34の仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ第1のゲート電極22と、第2のゲート絶縁膜19上に配置され、半導体領域34の仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極20と、第1の主面を延長する方向において半導体領域34に接続して半導体領域34を挟むように配置された主電流供給導体領域32及び主電流受入導体領域31と、第1及び第2のゲート電極22,20の側壁にゲート間絶縁膜170を介して配置された電荷蓄積層150とを備える。
(Eighth embodiment)
FIG. 34 shows a schematic sectional view of a semiconductor switch according to the eighth embodiment of the present invention. As shown in FIG. 34, the semiconductor switch according to the seventh embodiment of the present invention includes a
半導体領域領域34は、例えばノンドープシリコン(Si)、第1のゲート電極22はp+ポリシリコン、第2のゲート電極20はn+ポリシリコン、導体領域31、32は、エルビウムシリサイド(ErSi2)、チタンシリサイド(TiSi2)、コバルトシリサイド(CoSi2)、二ッケルシリサイド(NiSi)等で形成する。これらの導体領域31、32と半導体領域34の間でショットキー接合が形成される。
For example, the
このような構造を用いることにより、微細な構造で半導体スイッチを実現できる。図34に示すように、第1のゲート電極22の側壁の電荷蓄積層150において、電子を過剰状態または正孔を不足状態とすることにより、ゲート絶縁膜19を介して電荷蓄積層150と隣接する半導体領域34表面に、正孔を誘起することによって、正孔反転層160,162を形成する。この正孔反転層160,162は、導体領域31,32との間のショットキー接合において、正孔のトンネル確率を高くすることができる。従って、第1のゲート電極22側で実現されるpMOSFETの動作において高い駆動力が得られる。
By using such a structure, a semiconductor switch can be realized with a fine structure. As shown in FIG. 34, in the
また、第2のゲート電極20の側壁の電荷蓄積層150において、電子を不足状態または正孔を過剰状態とすることにより、ゲート絶縁膜19を介して電荷蓄積層150と隣接する半導体領域34表面に、電子を誘起することによって、電子反転層164,166を形成する。この電子反転層164,166は、導体領域31,32との間のショットキー接合において、電子のトンネル確率を高くすることができるので、第2のゲート電極20側で実現されるnMOSFET動作において高い駆動力が得られる。電荷蓄積層150の電荷量は、半導体領域34または第1及び第2のゲート電極22,20からのトンネル電流、或いは半導体領域34からのホットキャリア注入によって調整される。
Further, in the
半導体スイッチとしての動作においては、オン時には第1のゲート電極22にローレベルの電圧を印加し、第2のゲート電極20にハイレベルの電圧を印加する。オフ時には第1のゲート電極22にハイレベルの電圧を印加し、第2のゲート電極20にローレベルの電圧を印加する。第1のゲート電極(p+ゲート)22の側壁の電荷蓄積層150の電位はローレベルとし、第2のゲート電極(n+ゲート)20の側壁の電荷蓄積層150の電位はハイレベルとする。
In the operation as a semiconductor switch, a low level voltage is applied to the
(第9の実施の形態)
本発明は、板状半導体領域50で形成したダブルゲート構造だけでなく、平面型シリコン・オン・インスレ−タ(SOI)構造でも適用可能である。図35は本発明の第9の実施の形態に係る半導体スイッチの模式的断面構造図を示す。p型半導体基板110内に形成されたnウェル領域112に対して、埋め込み酸化膜領域(BOX)114が埋め込み形成され、又n+拡散層によるn+コンタクト領域118が形成されている。n+コンタクト領域118に対しては第2のゲート端子132が接続され、第2のゲート電圧VGNが印加される。一方、BOX114上には、互いにシャロー・トレンチ・アイソレーション(STI)等の絶縁分離領域116で分離形成されたショットキートランジスタが、図35の例では、3個形成されている。半導体領域140,142,144からなるチャネル領域に対して、ゲート絶縁膜149を介してp+ポリシリコンゲート電極からなる第1のゲート電極220,221,222が形成されている。更に、第1のゲート電極220,221,222に対して、それぞれ第1のゲート端子134,136,138が接続され、第1のゲート電圧VGPが印加される。第1のゲート端子134,136,138は電気的に共通となるように接続しても良い。又、各ショットキートランジスタのソース・ドレイン領域はいずれも導体領域120,122,124,126,128,130であり、半導体領域140,142,144からなるチャネル領域との間にショットキー接合を形成している。導体領域120,122,124,126,128,130からなるこれらのソース・ドレイン領域は、例えば、TiSi2、CoSi2、NiSi、PtSi、或いはErSi2等で形成することができる。本発明の第9の実施の形態に係る半導体スイッチによれば、平面型SOI構造を有することから、プレーナ構造を有するLSIと同時形成が容易であり、DRAM,SRAM等への適用が容易となるという利点がある。
(Ninth embodiment)
The present invention can be applied not only to a double gate structure formed of the plate-
尚、図35において、導電型を反対にした構造を形成することもできる。即ち、n型半導体基板に対して、pウェル領域を形成し、SOI構造のn+ポリシリコンゲート電極を有するショットキートランジスタを形成しても良い。その場合には、118はp+コンタクト領域として形成され、第1のゲート端子132が接続されることになり、n+ポリシリコンゲート電極からなる第2のゲート電極220,221,222に対して、第2のゲート端子134,136,138が接続されることになる。
In FIG. 35, a structure in which the conductivity type is reversed can be formed. That is, a p-well region may be formed on an n-type semiconductor substrate, and a Schottky transistor having an n + polysilicon gate electrode having an SOI structure may be formed. In that case, 118 is formed as a p + contact region, and the
(第10の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態乃至第9の実施の形態に係る半導体スイッチは、各種LSIへの適用が可能であり、その内、DRAMへの応用例を第8の実施の形態として図36に示す。図36において、68,70で表示されるSWが本発明の第1の実施の形態乃至第9の実施の形態に係る半導体スイッチを示している。図36において、ワード線WL0〜WLnとビット線BL0〜BLnとの交差する位置のメモリセル60が配置されている。ワード線WL0〜WLnには行デコーダ62が接続され、ビット線BL0〜BLnにはセンスアンプ(SA)66、半導体スイッチ(SW)68,70を介して列デコーダ64が接続されている。半導体スイッチ(SW)68,70は、図36に示すように、ビット線BL0〜BLnを選択することを目的として、ビット線BL0〜BLnとデータ線76,78との間に配置されている。又、データ線76,78はI/Oバッファ72を介してデータ入出力線74に接続されている。更に又、行デコーダ62に対しては行アドレスデータライン82、列デコーダ64に対しては列アドレスデータライン80がそれぞれ接続されている。
(Tenth embodiment)
The semiconductor switches according to the first to ninth embodiments of the present invention can be applied to various LSIs. Among them, an application example to a DRAM is shown as an eighth embodiment in FIG. Shown in In FIG. 36, SWs indicated by 68 and 70 indicate the semiconductor switches according to the first to ninth embodiments of the present invention. In FIG. 36,
本発明の第10の実施の形態における半導体スイッチのDRAMへの適用においては、同時に形成する他のLSIとのプロセス上の互換性を考慮する必要があるが、この点を考慮の上半導体スイッチを実現する場合には、DRAMにおいて、微細構造の半導体スイッチを、効率よいスイッチ動作を保持しつつ、実現することができる。 In application of the semiconductor switch according to the tenth embodiment of the present invention to a DRAM, it is necessary to consider process compatibility with other LSIs formed at the same time. When realized, a semiconductor switch with a fine structure can be realized in a DRAM while maintaining an efficient switching operation.
(第11の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態乃至第9の実施の形態に係る半導体スイッチは、各種LSIへの適用が可能であり、その内、SRAMへの応用例を第11の実施の形態として図37に示す。図37において、90で表示されるCMOS半導体スイッチが本発明の第1の実施の形態乃至第9の実施の形態に係る半導体スイッチを示している。図37において、ワード線WL0〜WLnとビット線(BL0,BL0バー),…,(BLm,BLmバー)との交差する位置にSRAMメモリセルが配置されている。各SRAMメモリセルは、図37に示すように、2個のnMOSトランジスタ96,100と、2個のpMOSトランジスタ94,98と、2個の半導体スイッチ90から構成される。電源電圧VDDと接地電位との間に配置された2個のCMOSインバータが、互いに出力を入力にフィードバックして接続されたラッチアップ回路を構成し、更にビット線BL0,BLバーとの間に半導体スイッチ90が配置され、書き込み保持の切り替えを実現している。ビット線対応に半導体スイッチを配置した、図36に示したDRAMへの適用の場合に比べて、図37に示すSRAMへの適用の場合には、半導体スイッチ90はメモリセル対応に2個ずつ配置する必要があり、使用する半導体スイッチの数ははるかに多い。
(Eleventh embodiment)
The semiconductor switches according to the first to ninth embodiments of the present invention can be applied to various LSIs. Among them, an application example to an SRAM is shown as an eleventh embodiment in FIG. Shown in In FIG. 37, the CMOS semiconductor switch indicated by 90 represents the semiconductor switch according to the first to ninth embodiments of the present invention. 37, SRAM memory cells are arranged at positions where word lines WL0 to WLn and bit lines (BL0, BL0 bar),..., (BLm, BLm bar) intersect. As shown in FIG. 37, each SRAM memory cell includes two
本発明の第11の実施の形態における半導体スイッチのSRAMへの適用においては、同時に形成する他のLSIとのプロセス上の互換性を考慮する必要があるが、この点を考慮の上半導体スイッチを実現する場合には、SRAMにおいて、微細構造の半導体スイッチを、効率よいスイッチ動作を保持しつつ、実現することができる。 In the application of the semiconductor switch in the eleventh embodiment of the present invention to the SRAM, it is necessary to consider process compatibility with other LSIs formed at the same time. In the case of realization, it is possible to realize a semiconductor switch with a fine structure in an SRAM while maintaining an efficient switching operation.
上記のように、本発明は実施の形態によって記載したが、この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施の形態及び運用技術が明らかとなろう。従って、本発明の技術範囲は上記の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。更にまた、本発明の実施の形態によって開示された半導体装置は、お互いに組み合わせることによって動作可能であることももちろんである。このように、本発明は、趣旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。 As described above, the present invention has been described according to the embodiment. However, it should not be understood that the description and drawings constituting a part of this disclosure limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, embodiments, and operational techniques will be apparent to those skilled in the art. Therefore, the technical scope of the present invention is determined only by the invention specifying matters according to the scope of claims reasonable from the above description. Furthermore, it is needless to say that the semiconductor devices disclosed by the embodiments of the present invention can be operated by being combined with each other. As described above, the present invention can be implemented with various modifications without departing from the spirit of the present invention.
2,134,136,138…第1のゲート端子
4,132…第2のゲート端子
6…入力端子
8…出力端子
10,94,98,102…pMOSトランジスタ
12,96,100,104…nMOSトランジスタ
14…n型半導体基板若しくはnウェル領域
16…pウエル領域
18,116…絶縁分離領域
19,149…ゲート絶縁膜
20…第2のゲート電極(n+ポリシリコンゲート電極)
22…第1のゲート電極(p+ポリシリコンゲート電極)
24,26…n+ソース・ドレイン領域
28,30…p+ソース・ドレイン領域
31,32,42,44,46,48,120,122,124,126,128,130…導体領域
34,40,50,140,142,144…半導体領域
36…埋め込み絶縁膜
38…保護膜
52,56…p+拡散層
54,58…n+拡散層
60…メモリセル
62…行デコーダ
64…列デコーダ
66…センスアンプ(SA)
68,70,90…半導体スイッチ
72…I/Oバッファ
74…データ入出力線
76,78…データライン
80…列アドレスデータライン
82…行アドレスデータライン
110…p型半導体基板
112…nウエル領域
114…埋め込み酸化膜領域(BOX)
118…n+コンタクト領域
140,142,144,146…不純物拡散層
150,152,154,156…電荷蓄積層
160,162…正孔反転層
164,166…電子反転層
170…ゲート間絶縁膜
180…ボロンイオン(B)
220,221,222…第1のゲート電極
421,461…第1の導体領域
442,482…第2の導体領域
VIN…入力電圧
VOUTT…出力電圧
VGP…第1のゲート端子に印加する電圧
VGN…第2のゲート端子に印加する電圧
2,134,136,138 ... first gate terminal 4,132 ...
22: First gate electrode (p + polysilicon gate electrode)
24, 26 ... n + source /
68, 70, 90 ...
118 ... n +
220, 221, 222 ...
Claims (8)
前記半導体領域を挟むように前記第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1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配置され、前記仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ第1のゲート電極と、
前記第2のゲート絶縁膜上に配置され、前記仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極と、
前記第1の主面を延長する方向において前記半導体領域に接続して前記半導体領域を挟むように配置された主電流供給領域及び主電流受入領域
とを備えることを特徴とする半導体スイッチ。 A semiconductor region having a predetermined work function defined by the first and second main surfaces;
First and second gate insulating films respectively disposed on the first and second main surfaces so as to sandwich the semiconductor region;
A first gate electrode disposed on the first gate insulating film and having a work function smaller than the work function;
A second gate electrode disposed on the second gate insulating film and having a work function larger than the work function;
A semiconductor switch comprising: a main current supply region and a main current receiving region, which are arranged so as to be connected to the semiconductor region and sandwich the semiconductor region in a direction in which the first main surface extends.
前記第2のゲート電極の両側の前記半導体領域表面に配置された電子伝導型拡散層
とを更に備えることを特徴とする請求項3記載の半導体スイッチ。 A hole conduction type diffusion layer disposed on the surface of the semiconductor region on both sides of the first gate electrode;
The semiconductor switch according to claim 3, further comprising: an electron conduction type diffusion layer disposed on a surface of the semiconductor region on both sides of the second gate electrode.
前記半導体領域を挟むように前記第1及び第2の主面上にそれぞれ配置された第1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配置され、前記仕事関数よりも小さい仕事関数を持つ第1のゲート電極と、
前記第2のゲート絶縁膜上に配置され、前記仕事関数よりも大きい仕事関数を持つ第2のゲート電極と、
前記第2の主面を延長する方向において前記半導体領域に接続して前記半導体領域を挟むように配置された主電流供給導体領域及び主電流受入導体領域と、
前記第2のゲート電極側の前記主電流供給導体領域及び主電流受入導体領域の表面にそれぞれ配置された不純物拡散層
とを備え、前記不純物拡散層の電子親和力は前記半導体領域の電子親和力よりも大きいことを特徴とする半導体スイッチ。 A semiconductor region having a predetermined work function defined by the first and second main surfaces;
First and second gate insulating films respectively disposed on the first and second main surfaces so as to sandwich the semiconductor region;
A first gate electrode disposed on the first gate insulating film and having a work function smaller than the work function;
A second gate electrode disposed on the second gate insulating film and having a work function larger than the work function;
A main current supply conductor region and a main current receiving conductor region disposed so as to be connected to the semiconductor region and sandwich the semiconductor region in a direction extending the second main surface;
An impurity diffusion layer disposed on the surfaces of the main current supply conductor region and the main current receiving conductor region on the second gate electrode side, and the electron affinity of the impurity diffusion layer is higher than the electron affinity of the semiconductor region. A semiconductor switch that is large.
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