JP2006351851A - Semiconductor device, manufacturing method therefor and operational amplifier - Google Patents
Semiconductor device, manufacturing method therefor and operational amplifier Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006351851A JP2006351851A JP2005176413A JP2005176413A JP2006351851A JP 2006351851 A JP2006351851 A JP 2006351851A JP 2005176413 A JP2005176413 A JP 2005176413A JP 2005176413 A JP2005176413 A JP 2005176413A JP 2006351851 A JP2006351851 A JP 2006351851A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- semiconductor substrate
- transistor
- single crystal
- schottky barrier
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Electrodes Of Semiconductors (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Junction Field-Effect Transistors (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
本発明は半導体装置、演算増幅器および半導体装置の製造方法に関し、特に、バックゲート構造を持つ電界効果型トランジスタに適用して好適なものである。 The present invention relates to a semiconductor device, an operational amplifier, and a method for manufacturing a semiconductor device, and is particularly suitable for application to a field effect transistor having a back gate structure.
近年の電界効果型トランジスタでは、半導体集積回路の高密度化および高速化を促進するために、サブミクロンオーダーにまでゲート長を短くすることが行われている。ここで、微細化された電界効果型トランジスタのショートチャネル効果を抑制しつつ、ソース/ドレイン寄生抵抗を低減させるため、電界効果型トランジスタのソース/ドレインにショットキー接合を用いる方法がある。また、非特許文献1には、ソース/ドレインにショットキー接合を用いたショットキー障壁トランジスタのオフリーク電流を低減させるため、ショットキー障壁トランジスタのバックゲートバイアスを制御する方法が開示されている。
In recent field effect transistors, the gate length is shortened to the submicron order in order to promote higher density and higher speed of the semiconductor integrated circuit. Here, in order to reduce the source / drain parasitic resistance while suppressing the short channel effect of the miniaturized field effect transistor, there is a method of using a Schottky junction for the source / drain of the field effect transistor. Non-Patent
さらに、ショットキー障壁トランジスタのバックゲートバイアスをトランジスタごとに個別に制御できるようにするため、非特許文献2には、SOI基板の埋め込み酸化膜の下にウェルを形成する方法が開示されている。
しかしながら、ショットキー障壁トランジスタのオフ電流は、ソース/ドレインを構成している金属化合物の物性にて決定されるため、ショットキー障壁トランジスタのオフ電流を制御することが困難であり、ショットキー障壁トランジスタを演算増幅器のソース接地型増幅器に用いると、消費電力の増大を招くという問題があった。
また、特許文献1に開示された方法では、ショットキー障壁トランジスタが形成された基板全体にバックゲートバイアスがかかるため、他のトランジスタの特性に悪影響を与えることがあるという問題があった。
However, since the off current of the Schottky barrier transistor is determined by the physical properties of the metal compound constituting the source / drain, it is difficult to control the off current of the Schottky barrier transistor. Is used for a common source amplifier of an operational amplifier, there is a problem that power consumption is increased.
In addition, the method disclosed in
さらに、特許文献2に開示された方法では、SOI基板の埋め込み酸化膜の下にウェルを形成するために、高エネルギーのイオン注入をSOI基板に行う必要がある。このため、SOI層にダメージが入り、ソース/ドレイン接合における接合リーク電流が増大するという問題があった。
そこで、本発明の目的は、ソース/ドレイン接合における接合リーク電流を抑制しつつ、バックゲートバイアスをトランジスタごとに個別に制御することが可能な半導体装置、演算増幅器および半導体装置の製造方法を提供することである。
Furthermore, in the method disclosed in
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a semiconductor device, an operational amplifier, and a semiconductor device manufacturing method capable of individually controlling a back gate bias for each transistor while suppressing junction leakage current at a source / drain junction. That is.
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、半導体基板上に絶縁層を介して形成された単結晶半導体層と、前記単結晶半導体層に形成されたショットキー障壁トランジスタと、前記半導体基板に形成され、前記ショットキー障壁トランジスタの位置に対応して配置されたウェル層とを備えることを特徴とする。
これにより、微細化された電界効果型トランジスタのショートチャネル効果を抑制しつつ、ソース/ドレイン寄生抵抗を低減させることが可能となるとともに、バックゲートバイアスをトランジスタごとに個別に制御することが可能となり、他のトランジスタの特性に悪影響を与えることなく、ショットキー障壁トランジスタのオフ電流を低減させることができる。
In order to solve the above problems, according to a semiconductor device of one embodiment of the present invention, a single crystal semiconductor layer formed over a semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween, and a shot formed in the single crystal semiconductor layer It is characterized by comprising a key barrier transistor and a well layer formed on the semiconductor substrate and arranged corresponding to the position of the Schottky barrier transistor.
As a result, the source / drain parasitic resistance can be reduced while suppressing the short channel effect of the miniaturized field effect transistor, and the back gate bias can be individually controlled for each transistor. The off-state current of the Schottky barrier transistor can be reduced without adversely affecting the characteristics of other transistors.
また、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、半導体基板上に絶縁層を介して形成され、互いにメサ分離された第1および第2単結晶半導体層と、前記第1単結晶半導体層に形成されたPチャネル型ショットキー障壁トランジスタと、前記第2単結晶半導体層に形成されたNチャネル型ショットキー障壁トランジスタと、前記半導体基板に形成され、前記Pチャネル型ショットキー障壁トランジスタの位置に対応して配置された第1ウェル層と、前記半導体基板に形成され、前記Nチャネル型ショットキー障壁トランジスタの位置に対応して配置された第2ウェル層とを備えることを特徴とする。 In addition, according to the semiconductor device of one embodiment of the present invention, the first and second single crystal semiconductor layers formed on the semiconductor substrate with the insulating layer interposed therebetween and mesa-isolated from each other, and the first single crystal semiconductor layer A P-channel Schottky barrier transistor formed on the semiconductor substrate, an N-channel Schottky barrier transistor formed on the second single crystal semiconductor layer, and a position of the P-channel Schottky barrier transistor formed on the semiconductor substrate. And a second well layer formed on the semiconductor substrate and corresponding to the position of the N-channel Schottky barrier transistor.
これにより、Pチャネル型ショットキー障壁トランジスタおよびNチャネル型ショットキー障壁トランジスタのバックゲートバイアスを個別に制御することが可能となり、他のトランジスタの特性に悪影響を与えることなく、ショットキー障壁トランジスタのオフ電流を低減させることが可能となるとともに、ショートチャネル効果を抑制しつつ、ソース/ドレイン寄生抵抗を低減させることが可能となる。 As a result, the back gate bias of the P-channel Schottky barrier transistor and the N-channel Schottky barrier transistor can be individually controlled, and the Schottky barrier transistor can be turned off without adversely affecting the characteristics of other transistors. The current can be reduced, and the source / drain parasitic resistance can be reduced while suppressing the short channel effect.
また、本発明の一態様に係る演算増幅器によれば、差動増幅回路と、前記差動増幅回路からの出力を増幅するソース接地トランジスタと、前記ソース接地電界効果型トランジスタの動作点を設定するバイアストランジスタとを備え、前記バイアストランジスタのバックゲートが電源電位に接続されていることを特徴とする。
これにより、バイアストランジスタのオフ電流を低減させることができ、演算増幅器の駆動能力の適正化を図りつつ、演算増幅器の消費電力を低減することができる。
According to the operational amplifier of one embodiment of the present invention, the differential amplifier circuit, the source grounded transistor that amplifies the output from the differential amplifier circuit, and the operating point of the source grounded field effect transistor are set. A bias transistor, and a back gate of the bias transistor is connected to a power supply potential.
As a result, the off current of the bias transistor can be reduced, and the power consumption of the operational amplifier can be reduced while optimizing the driving capability of the operational amplifier.
また、本発明の一態様に係る演算増幅器によれば、前記差動増幅回路、前記ソース接地トランジスタおよび前記バイアストランジスタはショットキー障壁トランジスタから構成されることを特徴とする。
これにより、演算増幅器の利得の低下を抑制しつつ、演算増幅器の帯域幅を拡大することが可能となるとともに、演算増幅器の小型化を図ることができる。
The operational amplifier according to one aspect of the present invention is characterized in that the differential amplifier circuit, the source grounded transistor, and the bias transistor are composed of Schottky barrier transistors.
As a result, it is possible to increase the bandwidth of the operational amplifier while suppressing a decrease in the gain of the operational amplifier, and to reduce the size of the operational amplifier.
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、第1半導体基板にウェル層を形成する工程と、前記ウェル層が形成された第1半導体基板の表面に絶縁層を形成する工程と、前記絶縁層上に第2半導体基板を貼り合わせる工程と、前記絶縁層上に貼り合わされた前記第2半導体基板を薄膜化する工程とを備えることを特徴とする。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the step of forming the well layer on the first semiconductor substrate and the insulating layer on the surface of the first semiconductor substrate on which the well layer is formed. A step of bonding a second semiconductor substrate on the insulating layer; and a step of thinning the second semiconductor substrate bonded on the insulating layer.
これにより、第1半導体基板にウェル層を形成してから、絶縁層を介して配置された単結晶半導体層を第1半導体基板上に形成することができる。このため、SOIトランジスタごとに個別にバックゲートを配置することが可能となるとともに、SOIトランジスタのバックゲートを形成するために、高エネルギーのイオン注入をSOI基板に行う必要がなくなり、バックゲートの形成時にSOI層にダメージが入ることを防止することができる。このため、ソース/ドレイン接合における接合リーク電流を抑制しつつ、バックゲートバイアスをSOIトランジスタごとに個別に制御することが可能となり、電界効果型トランジスタの高速化および低消費電力化の両立を図ることができる。 Thereby, after forming a well layer in the first semiconductor substrate, a single crystal semiconductor layer disposed via the insulating layer can be formed on the first semiconductor substrate. Therefore, a back gate can be individually arranged for each SOI transistor, and it is not necessary to perform high energy ion implantation on the SOI substrate in order to form the back gate of the SOI transistor. Sometimes damage to the SOI layer can be prevented. Therefore, it is possible to individually control the back gate bias for each SOI transistor while suppressing the junction leakage current at the source / drain junction, and to achieve both high speed and low power consumption of the field effect transistor. Can do.
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、第1半導体基板にウェル層を形成する工程と、前記ウェル層が形成された第1半導体基板の表面に絶縁層を形成する工程と、表層が多孔質化された多孔質層を第2半導体基板に形成する工程と、前記多孔質層の水素処理にて前記多孔質層の表層を単結晶化することにより、前記多孔質層上に単結晶半導体層を形成する工程と、前記単結晶半導体層を介して前記絶縁層上に前記第2半導体基板を貼り合わせる工程と、前記多孔質層を境界として前記第2半導体基板を前記単結晶半導体層から剥離する工程とを備えることを特徴とする。 According to the method for manufacturing a semiconductor device of one embodiment of the present invention, the step of forming the well layer on the first semiconductor substrate and the insulating layer on the surface of the first semiconductor substrate on which the well layer is formed. A step of forming a porous layer having a porous surface layer on a second semiconductor substrate; and a step of hydrogenating the porous layer to monocrystallize the surface layer of the porous layer, thereby A step of forming a single crystal semiconductor layer on the layer, a step of bonding the second semiconductor substrate on the insulating layer via the single crystal semiconductor layer, and the second semiconductor substrate on the porous layer as a boundary. And a step of peeling from the single crystal semiconductor layer.
これにより、第1半導体基板にウェル層を形成してから、絶縁層を介して配置された単結晶半導体層を第1半導体基板上に形成することが可能となるとともに、単結晶半導体層の膜厚制御性を向上させることができ、電界効果型トランジスタの高速化および低消費電力化の両立を図ることができる。 As a result, it is possible to form the single crystal semiconductor layer disposed via the insulating layer on the first semiconductor substrate after forming the well layer on the first semiconductor substrate, and to form the film of the single crystal semiconductor layer. Thickness controllability can be improved, and both high speed and low power consumption of the field effect transistor can be achieved.
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図1は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す断面図である。
図1において、半導体基板1上には絶縁層3が形成され、絶縁層3上には、互いにメサ分離された単結晶半導体層4a、4bが形成されている。なお、半導体基板1および単結晶半導体層4a、4bの材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaN、ZnSeなどを用いることができ、絶縁層3としては、例えば、SiO2、SIONまたはSi3N4などの絶縁層または埋め込み絶縁膜を用いることができる。そして、単結晶半導体層4a、4b上には、ゲート絶縁膜5a、5bをそれぞれ介してゲート電極6a、6bが配置され、ゲート電極6a、6bの側壁にはサイドウォール11a、11bがそれぞれ形成されている。
Hereinafter, a semiconductor device and a manufacturing method thereof according to embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.
In FIG. 1, an
また、ゲート電極6aの一方の側には、絶縁層3に底面が接する合金層または金属層からなるソース層8aが配置されるとともに、ゲート電極6aの他方の側には、絶縁層3に底面が接する合金層または金属層からなるドレイン層9aが配置されている。そして、ソース層8aおよびドレイン層9aを構成する合金層または金属層は、単結晶半導体層4aからなるチャネル領域7aとの間でショットキー接合が行われている。
Further, a
また、ゲート電極6bの一方の側には、絶縁層3に底面が接する合金層または金属層からなるソース層8bが配置されるとともに、ゲート電極6bの他方の側には、絶縁層3に底面が接する合金層または金属層からなるドレイン層9bが配置されている。そして、ソース層8bおよびドレイン層9bを構成する合金層または金属層は、単結晶半導体層4bからなるチャネル領域7bとの間でショットキー接合が行われている。なお、ソース層8a、8bおよびドレイン層9a、9bを構成する合金層は、金属と単結晶半導体層4a、4bとを反応させて形成することができ、単結晶半導体層4a、4bが単結晶Siからなる場合、シリサイド、単結晶半導体層4a、4bが単結晶SiGeからなる場合、ゲルマノシリサイド、単結晶半導体層4a、4bが単結晶Geからなる場合、ゲルマノイドを用いることができる。また、合金層に含まれる金属は単結晶半導体層4a、4bと反応して合金化が可能なもので、例えば、Ti、Co、W、Mo、NiまたはPtなどを用いることができる。
Further, a
また、半導体基板1には、ショットキー障壁トランジスタのチャネル領域7a、7bにそれぞれ対向するように配置されたウェル2a、2bが形成されている。そして、絶縁層3には、ウェル2a、2bの電位をそれぞれ個別に制御する埋め込み電極10a、10bが埋め込まれている。
これにより、ショートチャネル効果を抑制しつつ、ソース層8a、8bおよびドレイン層9a、9bの寄生抵抗を低減させることが可能となるとともに、チャネル領域7a、7bのバックゲートバイアスをトランジスタごとに個別に制御することが可能となり、他のトランジスタの特性に悪影響を与えることなく、オフ電流を低減させることができる。
In addition,
As a result, the parasitic resistance of the
図2は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図2(a)において、半導体基板21に陽極化成を施すことにより、半導体基板21の表層を多孔質化し、半導体基板21上に多孔質層22を形成する。
次に、図2(b)に示すように、半導体基板21上に形成された多孔質層22を水素処理することにより、多孔質層22の表層を単結晶化し、多孔質層22上に単結晶半導体層23を形成する。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
In FIG. 2A, the surface layer of the
Next, as shown in FIG. 2 (b), the
一方、図2(c)において、不純物のイオン注入を半導体基板11に局所的に行うことにより、互いに分離されたウェル12a、12bを半導体基板11に形成する。なお、Nチャネル電界効果型トランジスタを形成する場合、不純物として硼素、Pチャネル電界効果型トランジスタを形成する場合、不純物として砒素または燐を用いることが好ましい。また、不純物のドース量は1021cm2以上とすることができる。ここで、不純物のドース量を1021cm2以上とすることにより、ウェル12a、12bに高濃度にドーピングすることができ、ウェル12a、12bのアイソレーションを安定して行うことが可能となるとともに、寄生抵抗を低減することができる。
On the other hand, in FIG. 2C, impurity ions are implanted locally into the
次に、図2(d)に示すように、ウェル12a、12bが形成された半導体基板11の表面を熱酸化することにより、半導体基板11の表面に絶縁層13を形成する。
次に、図2(e)に示すように、単結晶半導体層23を介して半導体基板11上の絶縁層13上に半導体基板21を貼り合わせる。
次に、図2(f)に示すように、多孔質層22をエッチング除去することにより、多孔質層22を境界として半導体基板21を単結晶半導体層23から剥離する。そして、CMP(化学的機械的研磨)などの方法により、単結晶半導体層23の表面を研磨する。
Next, as shown in FIG. 2D, the insulating
Next, as illustrated in FIG. 2E, the
Next, as shown in FIG. 2 (f), the
そして、絶縁層13上に配置された単結晶半導体層23をメサ分離し、メサ分離された単結晶半導体層23にSOIトランジスタを形成することができる。
これにより、半導体基板11にウェル12a、12bを形成してから、絶縁層13を介して配置された単結晶半導体層23を半導体基板11上に形成することができる。このため、SOIトランジスタごとに個別にバックゲートを配置することが可能となるとともに、SOIトランジスタのバックゲートを形成するために、高エネルギーのイオン注入をSOI基板に行う必要がなくなり、バックゲートの形成時に単結晶半導体層23にダメージが入ることを防止することができる。このため、ソース/ドレイン接合における接合リーク電流を抑制しつつ、バックゲートバイアスをSOIトランジスタごとに個別に制御することが可能となり、電界効果型トランジスタの高速化および低消費電力化の両立を図ることができる。
Then, the single
Thereby, after forming the
図3は、本発明の第3実施形態に係る演算増幅器の概略構成を示す回路図である。
図3において、演算増幅器には、Pチャネル電界効果型トランジスタP1〜P3およびNチャネル電界効果型トランジスタN1〜N4が設けられている。ここで、Pチャネル電界効果型トランジスタP1、P2およびNチャネル電界効果型トランジスタN1〜N3は差動増幅回路を構成するとともに、Pチャネル電界効果型トランジスタP3およびNチャネル電界効果型トランジスタN4はソース接地型電力増幅器を構成している。また、Pチャネル電界効果型トランジスタP1、P2はカレントミラーを構成するとともに、Nチャネル電界効果型トランジスタN2、N3は差動入力S1、S2が入力される入力トランジスタを構成している。また、Nチャネル電界効果型トランジスタN1、N4は、バイアス電圧Vbに基づいて動作点を設定するバイアストランジスタを構成している。
FIG. 3 is a circuit diagram showing a schematic configuration of an operational amplifier according to the third embodiment of the present invention.
In FIG. 3, the operational amplifier is provided with P-channel field effect transistors P1 to P3 and N-channel field effect transistors N1 to N4. Here, the P-channel field effect transistors P1 and P2 and the N-channel field effect transistors N1 to N3 constitute a differential amplifier circuit, and the P-channel field effect transistor P3 and the N-channel field effect transistor N4 are grounded to the source. Type power amplifier. The P-channel field effect transistors P1 and P2 constitute a current mirror, and the N-channel field effect transistors N2 and N3 constitute an input transistor to which differential inputs S1 and S2 are input. Further, the N-channel field effect transistors N1 and N4 constitute a bias transistor that sets an operating point based on the bias voltage Vb.
なお、演算増幅器の駆動能力はNチャネル電界効果型トランジスタN4を流れる電流によって決定され、Nチャネル電界効果型トランジスタN4のサイズを大きくすることにより、演算増幅器の駆動能力を上昇させることができる。
ここで、Pチャネル電界効果型トランジスタP1〜P3およびNチャネル電界効果型トランジスタN1〜N4としてショットキー障壁トランジスタを用いることができる。また、チャネル電界効果型トランジスタP1〜P3およびNチャネル電界効果型トランジスタN1〜N4に用いられたショットキー障壁トランジスタには、図1に示すように、バックゲートを設けることができる。さらに、チャネル電界効果型トランジスタP1〜P3およびNチャネル電界効果型トランジスタN1〜N4に用いられたショットキー障壁トランジスタにバックゲートを設ける場合、図2の方法で形成されたウェルを用いることができる。
The driving capability of the operational amplifier is determined by the current flowing through the N-channel field effect transistor N4. By increasing the size of the N-channel field effect transistor N4, the driving capability of the operational amplifier can be increased.
Here, Schottky barrier transistors can be used as the P-channel field effect transistors P1 to P3 and the N-channel field effect transistors N1 to N4. Further, the Schottky barrier transistors used for the channel field effect transistors P1 to P3 and the N channel field effect transistors N1 to N4 can be provided with a back gate as shown in FIG. Furthermore, when a back gate is provided in the Schottky barrier transistors used in the channel field effect transistors P1 to P3 and the N channel field effect transistors N1 to N4, the well formed by the method of FIG. 2 can be used.
そして、Nチャネル電界効果型トランジスタN4のバックゲートは電源電位Vddに接続されている。また、Pチャネル電界効果型トランジスタN3のバックゲートを電源電位Vssに接続してもよい。
そして、Nチャネル電界効果型トランジスタN2、N3のゲートに差動入力S2、S1がそれぞれ入力されると、その入力に応じたNチャネル電界効果型トランジスタN2のドレイン電位がPチャネル電界効果型トランジスタP3のゲートに入力される。そして、Pチャネル電界効果型トランジスタP3にて電力増幅された後、Pチャネル電界効果型トランジスタP3のソースを介して出力電圧Voが出力される。
The back gate of the N-channel field effect transistor N4 is connected to the power supply potential Vdd. Further, the back gate of the P-channel field effect transistor N3 may be connected to the power supply potential Vss.
When the differential inputs S2 and S1 are respectively input to the gates of the N-channel field effect transistors N2 and N3, the drain potential of the N-channel field effect transistor N2 corresponding to the inputs is changed to the P-channel field effect transistor P3. Input to the gate. Then, after power amplification by the P-channel field effect transistor P3, the output voltage Vo is output via the source of the P-channel field effect transistor P3.
ここで、Nチャネル電界効果型トランジスタN4のバックゲートを電源電位Vddに接続することにより、バイアストランジスタのオフ電流を低減させることができ、演算増幅器の駆動能力の適正化を図りつつ、演算増幅器の消費電力を低減することができる。また、Pチャネル電界効果型トランジスタP1〜P3およびNチャネル電界効果型トランジスタN1〜N4としてショットキー障壁トランジスタを用いることにより、演算増幅器の利得の低下を抑制しつつ、演算増幅器の帯域幅を拡大することが可能となるとともに、演算増幅器の小型化を図ることができる。 Here, by connecting the back gate of the N-channel field-effect transistor N4 to the power supply potential Vdd, the off-current of the bias transistor can be reduced, and the operational capability of the operational amplifier can be optimized while the operational capability of the operational amplifier is optimized. Power consumption can be reduced. Further, by using Schottky barrier transistors as the P-channel field effect transistors P1 to P3 and the N-channel field effect transistors N1 to N4, the bandwidth of the operational amplifier is expanded while suppressing a decrease in the gain of the operational amplifier. In addition, the operational amplifier can be downsized.
図4は、本発明の実施形態に係る演算増幅器の特性を従来例と比較して示す図である。なお、S1は、ソース/ドレインがPN接合からなる電界効果型トランジスタにて構成された演算増幅器の消費電力とGB積(Gain Bandwidth Product)の関係、S2は、ソース/ドレインがPN接合からなり、バックゲートを有する電界効果型トランジスタにて構成された演算増幅器の消費電力とGB積の関係、S3は、ソース/ドレインがショットキー接合からなる電界効果型トランジスタにて構成された演算増幅器の消費電力とGB積の関係、S4は、ソース/ドレインがショットキー接合からなり、バックゲートを有する電界効果型トランジスタにて構成された演算増幅器の消費電力とGB積の関係を示す。
図4において、演算増幅器を構成する電界効果型トランジスタとしてショットキー障壁トランジスタを用いるとともに、ショットキー障壁トランジスタにバックゲートを設けることにより、オフ時の消費電力を低減するとともに、演算増幅器の広帯域化を図ることができる。
FIG. 4 is a diagram showing the characteristics of the operational amplifier according to the embodiment of the present invention in comparison with the conventional example. S1 is the relationship between the power consumption and the GB product (Gain Bandwidth Product) of an operational amplifier composed of a field effect transistor whose source / drain is a PN junction, and S2 is a source / drain having a PN junction. The relationship between the power consumption of an operational amplifier composed of a field effect transistor having a back gate and the GB product, S3 is the power consumption of an operational amplifier composed of a field effect transistor whose source / drain is a Schottky junction. S4 represents the relationship between the power consumption and the GB product of an operational amplifier composed of a field effect transistor having a source / drain formed of a Schottky junction and having a back gate.
In FIG. 4, a Schottky barrier transistor is used as a field effect transistor constituting the operational amplifier, and a back gate is provided in the Schottky barrier transistor, thereby reducing power consumption at the time of off and increasing the bandwidth of the operational amplifier. Can be planned.
1、11、21 半導体基板、2a、2b、12a、12b ウェル、3、13 絶縁層、4a、4b、23 単結晶半導体層、5a、5b ゲート絶縁膜、6a、6b ゲート電極、7a、7b ボディ領域、8a、8b ソース層、9a、9b ドレイン層、10a、10b 埋め込み電極、11a、11b サイドウォール、22 多孔質半導体層、P1〜P3 Pチャネル電界効果型トランジスタ、N1〜N4 Nチャネル電界効果型トランジスタ 1, 11, 21 Semiconductor substrate, 2a, 2b, 12a, 12b Well, 3, 13 Insulating layer, 4a, 4b, 23 Single crystal semiconductor layer, 5a, 5b Gate insulating film, 6a, 6b Gate electrode, 7a, 7b Body Region, 8a, 8b source layer, 9a, 9b drain layer, 10a, 10b buried electrode, 11a, 11b sidewall, 22 porous semiconductor layer, P1-P3 P-channel field effect transistor, N1-N4 N-channel field effect type Transistor
Claims (6)
前記単結晶半導体層に形成されたショットキー障壁トランジスタと、
前記半導体基板に形成され、前記ショットキー障壁トランジスタの位置に対応して配置されたウェル層とを備えることを特徴とする半導体装置。 A single crystal semiconductor layer formed over a semiconductor substrate via an insulating layer;
A Schottky barrier transistor formed in the single crystal semiconductor layer;
A semiconductor device comprising: a well layer formed on the semiconductor substrate and disposed corresponding to a position of the Schottky barrier transistor.
前記第1単結晶半導体層に形成されたPチャネル型ショットキー障壁トランジスタと、
前記第2単結晶半導体層に形成されたNチャネル型ショットキー障壁トランジスタと、
前記半導体基板に形成され、前記Pチャネル型ショットキー障壁トランジスタの位置に対応して配置された第1ウェル層と、
前記半導体基板に形成され、前記Nチャネル型ショットキー障壁トランジスタの位置に対応して配置された第2ウェル層とを備えることを特徴とする半導体装置。 First and second single crystal semiconductor layers formed on a semiconductor substrate via an insulating layer and separated from each other by mesa;
A P-channel Schottky barrier transistor formed in the first single crystal semiconductor layer;
An N-channel Schottky barrier transistor formed in the second single crystal semiconductor layer;
A first well layer formed on the semiconductor substrate and disposed corresponding to the position of the P-channel Schottky barrier transistor;
A semiconductor device comprising: a second well layer formed on the semiconductor substrate and disposed corresponding to the position of the N-channel Schottky barrier transistor.
前記差動増幅回路からの出力を増幅するソース接地トランジスタと、
前記ソース接地電界効果型トランジスタの動作点を設定するバイアストランジスタとを備え、
前記バイアストランジスタのバックゲートが電源電位に接続されていることを特徴とする演算増幅器。 A differential amplifier circuit;
A common source transistor for amplifying an output from the differential amplifier circuit;
A bias transistor for setting an operating point of the common source field effect transistor,
An operational amplifier, wherein a back gate of the bias transistor is connected to a power supply potential.
前記ウェル層が形成された第1半導体基板の表面に絶縁層を形成する工程と、
前記絶縁層上に第2半導体基板を貼り合わせる工程と、
前記絶縁層上に貼り合わされた前記第2半導体基板を薄膜化する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a well layer on the first semiconductor substrate;
Forming an insulating layer on the surface of the first semiconductor substrate on which the well layer is formed;
Bonding a second semiconductor substrate on the insulating layer;
And a step of thinning the second semiconductor substrate bonded onto the insulating layer.
前記ウェル層が形成された第1半導体基板の表面に絶縁層を形成する工程と、
表層が多孔質化された多孔質層を第2半導体基板に形成する工程と、
前記多孔質層の水素処理にて前記多孔質層の表層を単結晶化することにより、前記多孔質層上に単結晶半導体層を形成する工程と、
前記単結晶半導体層を介して前記絶縁層上に前記第2半導体基板を貼り合わせる工程と、
前記多孔質層を境界として前記第2半導体基板を前記単結晶半導体層から剥離する工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a well layer on the first semiconductor substrate;
Forming an insulating layer on the surface of the first semiconductor substrate on which the well layer is formed;
Forming a porous layer having a porous surface layer on the second semiconductor substrate;
Forming a single crystal semiconductor layer on the porous layer by single-crystallizing a surface layer of the porous layer by hydrogen treatment of the porous layer; and
Bonding the second semiconductor substrate on the insulating layer through the single crystal semiconductor layer;
And a step of peeling the second semiconductor substrate from the single crystal semiconductor layer with the porous layer as a boundary.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005176413A JP2006351851A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Semiconductor device, manufacturing method therefor and operational amplifier |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005176413A JP2006351851A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Semiconductor device, manufacturing method therefor and operational amplifier |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006351851A true JP2006351851A (en) | 2006-12-28 |
Family
ID=37647376
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005176413A Pending JP2006351851A (en) | 2005-06-16 | 2005-06-16 | Semiconductor device, manufacturing method therefor and operational amplifier |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006351851A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012146962A (en) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Soytec | Fully-depleted soi device with buried doped layer |
-
2005
- 2005-06-16 JP JP2005176413A patent/JP2006351851A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012146962A (en) * | 2011-01-13 | 2012-08-02 | Soytec | Fully-depleted soi device with buried doped layer |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20220077191A1 (en) | Semiconductor device and method for controlling semiconductor device | |
US6518105B1 (en) | High performance PD SOI tunneling-biased MOSFET | |
JP5775065B2 (en) | Integrated circuit fabricated from SOI with transistors having distinctly different threshold voltages | |
JP3383219B2 (en) | SOI semiconductor device and manufacturing method thereof | |
US7339213B2 (en) | Semiconductor device having a triple gate transistor and method for manufacturing the same | |
JP2000058842A (en) | Semiconductor device | |
JP2003101407A (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JPH07183469A (en) | Semiconductor device and method of operating semiconductor device | |
JP2007243156A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2007258725A (en) | Semiconductor memory device and its manufacturing method | |
US6674127B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP2006324415A (en) | Semiconductor wafer, semiconductor device, and manufacturing method thereof | |
JP3779286B2 (en) | Threshold voltage variable complementary MOSFET using SOI structure | |
KR101858545B1 (en) | Gate rounding for reduced transistor leakage current | |
US7208798B2 (en) | Semiconductor device with an enhancement type field effect transistor in which threshold voltage is dependent upon substrate bias voltage | |
JP2006351851A (en) | Semiconductor device, manufacturing method therefor and operational amplifier | |
US20060208316A1 (en) | High performance tunneling-biased MOSFET and a process for its manufacture | |
US6194282B1 (en) | Method for stabilizing SOI semiconductor device and SOI semiconductor device | |
JP4886384B2 (en) | NAND gate circuit and dynamic circuit | |
JPH11307729A (en) | Cmosfet and manufacture thereof | |
JP4541980B2 (en) | Semiconductor device | |
JP4542736B2 (en) | Semiconductor device | |
JPH0750417A (en) | Semiconductor device | |
JP3487220B2 (en) | Field effect transistor and semiconductor device | |
JP2007110009A (en) | Semiconductor circuit and its manufacturing method |