JP2008034576A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、サイリスタを用いてメモリセルが構成された半導体装置に関する。 The present invention relates to a semiconductor device in which a memory cell is configured using a thyristor.
近年、サイリスタを用いた構成のDRAMやSRAMなどのメモリセルが提案されている。これらのメモリセルは、サイリスタのオフ状態を”0“、オン状態を”1“としてメモリー動作させるものである。 In recent years, memory cells such as DRAMs and SRAMs using a thyristor have been proposed. In these memory cells, the memory operation is performed with the thyristor in the off state of “0” and the on state of “1”.
このうち、DRAMについては、微細サイリスタ1つで1つのメモリセルが構成される。図13(1)にはサイリスタを用いたDRAMセルの断面図を示し、図13(2)にはこのDRAMセルを用いた半導体装置の等価回路を示す。このDRAMセルは、SOI基板を用いて構成され、絶縁性基板601上の半導体薄膜602に形成したPNPN接合によって実現されている。また、ゲート電極Gは。サイリスタのP型ベースp(B)上に絶縁膜603を介して配置されたMOS構造となっている。このゲート電極Gの側壁には、各層を分離形成するためのサイドウォール604およびマスクパターン605が設けられている。以上の構成において、N型カソードn(K)は第1のワード線WL1に、p型アノードp(A)はビット線BLに、ゲート電極Gは第2のワード線(write enable line)WL2に、接続されている。
Among these, in the case of DRAM, one memory cell is constituted by one fine thyristor. FIG. 13 (1) shows a cross-sectional view of a DRAM cell using a thyristor, and FIG. 13 (2) shows an equivalent circuit of a semiconductor device using this DRAM cell. This DRAM cell is configured using an SOI substrate, and is realized by a PNPN junction formed in a semiconductor
図14(1)は、上記構成のDRAMセルにおいて、データ保持時およびデータ読み出し時の特性を示したものである。ビット線BLをワード線WL1に対して高電位(Vdd)とし、サイリスタの高抵抗状態をメモリの”0”として、そのときの電流値IoffまたはIread(D0)で、データ”0”の保持または読み出しを行う。また低抵抗状態をメモリの”1”として、そのときの電流値IonまたはIread(D1)でデータ”1”の保持または読み出しを行う。 FIG. 14 (1) shows characteristics at the time of data holding and data reading in the DRAM cell having the above-described configuration. The bit line BL is set to a high potential (Vdd) with respect to the word line WL1, the high resistance state of the thyristor is set to “0” in the memory, and the current value Ioff or Iread (D0) holds the data “0” or Read. The low resistance state is set to “1” in the memory, and data “1” is held or read by the current value Ion or Iread (D1) at that time.
図14(2)は、データ”1”書き込み時の特性を示したものである。ワード線WL2に書き込み電圧を印加し、ワード線WL1に対して、ビット線BLの電位を高電位(Vdd)とし、サイリスタを低抵抗状態にして、データ”1”を書き込む。また図14(3)は、データ”0”書き込み時の特性を示したものである。ワード線WL2に書き込み電圧を印加し、ワード線WL1に対して、ビット線BLの電位を低電位とし、サイリスタを低抵抗状態にし、データ”0”を書き込む。(以上、下記非特許文献1参照)。
FIG. 14 (2) shows the characteristics when data “1” is written. A write voltage is applied to the word line WL2, the potential of the bit line BL is set to a high potential (Vdd) and the thyristor is in a low resistance state, and data “1” is written to the word line WL1. FIG. 14 (3) shows the characteristics when data “0” is written. A write voltage is applied to the word line WL2, the potential of the bit line BL is set low with respect to the word line WL1, the thyristor is set in a low resistance state, and data “0” is written. (See Non-Patent
またSRAMは、微細サイリスタ1つとアクセストランジスタ1つで1つのメモリセルが構成される。そのため1つのトランジスタと1つのコンデンサとで構成されたDRAMや、6個のトランジスタで構成されるSRAMと比較して、メモリセルが小さくなる。 In the SRAM, one memory cell is composed of one fine thyristor and one access transistor. For this reason, the memory cell becomes smaller than a DRAM composed of one transistor and one capacitor and an SRAM composed of six transistors.
図15(1)には、サイリスタを用いたSRAMセルの断面構造を示す。このSRAMセルは、バルク半導体基板701の表面側に形成されたものである。特にサイリスタ702は、半導体基板701の表面層を凸状に加工した部分に高さ方向にPNPN接合を順次配置した構成となっている。そしてゲート電極Gは、サイリスタ702のP型ベースp(B)を囲むように、半導体基板を加工した凸状の側壁に対向させて配置される。またサイリスタ702のN型カソードn(K)は、アクセストランジスタ(nチャンネルのMOSトランジスタ)Trのソースn(s)/ドレインn(d)の一方と接続される。
FIG. 15A shows a cross-sectional structure of an SRAM cell using a thyristor. This SRAM cell is formed on the surface side of the
図15(2)には、上記SRAMセルを用いた半導体装置の等価回路を示す。アクセストランジスタTrのゲート電極Gtは、第1のワード線WL1に接続され、サイリスタ702のゲート電極Gは第2のワード線WL2に接続されている。アクセストランジスタTrの一方のN型拡散層(例えばソースn(s))は、ビット線BLに接続され、もう一方のN型拡散層(例えばドレインn(d))は、サイリスタ702のN型カソードn(K)に接続されている。サイリスタ702のP型アノードp(A)層は、基準電位(VREF)に接続されている。
FIG. 15B shows an equivalent circuit of a semiconductor device using the SRAM cell. The gate electrode Gt of the access transistor Tr is connected to the first word line WL1, and the gate electrode G of the
図16(1)は、上記構成のDRAMセルにおいての、データ保持時の特性を示したものである。ビット線BLを基準電位(VREF)に対して低電位とし、サイリスタの高抵抗特性とアクセストランジスタ特性との交点をメモリの”0”とし、サイリスタの低抵抗特性とアクセストランジスタ特性との交点をメモリの”1”として、データを保持する。 FIG. 16A shows characteristics at the time of data retention in the DRAM cell having the above configuration. The bit line BL is set to a low potential with respect to the reference potential (V REF ), the intersection between the high resistance characteristic of the thyristor and the access transistor characteristic is “0” of the memory, and the intersection of the low resistance characteristic of the thyristor and the access transistor characteristic is Data is held as “1” in the memory.
図16(2)は、データ読み出し時の特性を示したものである。ワード線WL1に読み出し電圧を印加し、アクセストランジスタを低抵抗状態にする。基準電位(VREF)に対して、ビット線BLを低電位に印加し、サイリスタの高抵抗特性とアクセストランジスタ特性の交点での電流をデータ”0”の読み出し電流、サイリスタの低抵抗特性とアクセストランジスタ特性の交点での電流をデータ”1”の読み出し電流として、データを読み出す。 FIG. 16 (2) shows characteristics at the time of data reading. A read voltage is applied to the word line WL1 to bring the access transistor into a low resistance state. The bit line BL is applied to a low potential with respect to the reference potential (V REF ), the current at the intersection of the high resistance characteristics of the thyristor and the access transistor characteristics is read out data “0”, the low resistance characteristics of the thyristor and the access Data is read using the current at the intersection of the transistor characteristics as the read current for data “1”.
図17(1)は、上記構成のDRAMセルにおいて、データ”1”書き込み時の特性を示したものである。ワード線WL1,WL2に書き込み電圧を印加し、基準電位(VREF)に対して、ビット線BLの電位を低電位とし、サイリスタを低抵抗状態にして、データ”1”を書き込む。 FIG. 17A shows the characteristics when data “1” is written in the DRAM cell having the above configuration. A write voltage is applied to the word lines WL1 and WL2, the bit line BL is set at a low potential with respect to the reference potential (V REF ), the thyristor is set in a low resistance state, and data “1” is written.
図17(2)は、データ”0”書き込み時の特性を示したものである。ワード線WL1,WL2に書き込み電圧を印加し、基準電位(VREF)に対して、ビット線BLの電位を高電位とし、サイリスタを低抵抗状態にし、データ”0”を書き込む(以上、下記非特許文献2参照)。 FIG. 17B shows the characteristics when data “0” is written. A write voltage is applied to the word lines WL1 and WL2, the potential of the bit line BL is set to a high potential with respect to the reference potential (V REF ), the thyristor is set in a low resistance state, and data “0” is written (the following Patent Document 2).
またこの他のSRAMとして、図18に示すようなSOI基板を用いた構成も提案されている。この場合、図13に示したDRAMセルと同様の構成で絶縁性基板601上の半導体薄膜602に形成されたサイリスタ600と共に、半導体薄膜602を用いて形成されたアクセストランジスタTrとによって、SRAMセルが構成せれる。そして、サイリスタ600のN型カソードn(K)と、アクセストランジスタ(nチャンネルのMOSトランジスタ)Trのソースn(s)/ドレインn(d)の一方とで、同一領域を共有させる(下記非特許文献3参照)。
As another SRAM, a configuration using an SOI substrate as shown in FIG. 18 has been proposed. In this case, the SRAM cell is formed by the access transistor Tr formed using the semiconductor
しかしながら、以上に示した構成のサイリスタを用いたメモリセル構成には、次のような課題があった。すなわち、図13または図18に示したようなSOI基板を用いた構成においては、SOI基板が高価であること、また広く一般に用いられているバルク半導体基板には、混載メモリとして使えないという問題がある。 However, the memory cell configuration using the thyristor configured as described above has the following problems. That is, in the configuration using the SOI substrate as shown in FIG. 13 or FIG. 18, the SOI substrate is expensive, and the bulk semiconductor substrate that is widely used cannot be used as a mixed memory. is there.
一方、図15に示したようなバルク半導体基板を用いた構成においては、サイリスタのp型ベースを囲むゲート電極の形成において、通常の半導体プロセスとは異なる特別なプロセスが必要になるという問題がある。 On the other hand, in the configuration using the bulk semiconductor substrate as shown in FIG. 15, there is a problem that a special process different from the normal semiconductor process is required in forming the gate electrode surrounding the p-type base of the thyristor. .
そこで本発明は、安価なバルク半導体基板を用いながらも、特別なプロセスを要さずにサイリスタを用いたメモリセルを得ることが可能な半導体装置を提供することを目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device that can obtain a memory cell using a thyristor without using a special process while using an inexpensive bulk semiconductor substrate.
このような目的を達成するための本発明の半導体装置は、第1導電型領域、第2導電型のベース領域、第1導電型のベース領域、および第2導電型領域がこの順に接して設けられた半導体領域を備えている。また、第2導電型のベース領域に設けたゲート電極を備えている。このような構成において、特に、第2導電型のベース領域は、第1導電型領域の表面層部分に設けられた拡散層からなるものとする。そして、第1導電型のベース領域および第2導電型領域は、第2導電型のベース領域の表面側に設けられたものとする。さらに、ゲート電極は、第2導電型のベース領域の上部に設けられたものとする。 In order to achieve such an object, a semiconductor device according to the present invention includes a first conductivity type region, a second conductivity type base region, a first conductivity type base region, and a second conductivity type region in this order. Provided with a semiconductor region. In addition, a gate electrode provided in the base region of the second conductivity type is provided. In such a configuration, in particular, the second conductivity type base region is composed of a diffusion layer provided in the surface layer portion of the first conductivity type region. The first conductivity type base region and the second conductivity type region are provided on the surface side of the second conductivity type base region. Further, it is assumed that the gate electrode is provided above the base region of the second conductivity type.
このような構成の半導体装置においては、第1導電型領域の表面層部分に拡散層からなる第2導電型のベース領域を設け、当該第2導電型のベース領域の表面上にゲート電極を設けた構成である。このため、ゲート電極を、第2導電型のベース領域の上方において加工形成されたものとすることができる。またこれと共に、第1導電型領域の表面層部分に第2導電型のベース領域を設け、さらに表面側に他の領域を順次設けて電気的に分離した縦型構成であるため、バルク半導体基板の表面側に形成することができる。 In the semiconductor device having such a configuration, a second conductivity type base region made of a diffusion layer is provided in the surface layer portion of the first conductivity type region, and a gate electrode is provided on the surface of the second conductivity type base region. It is a configuration. Therefore, the gate electrode can be processed and formed above the base region of the second conductivity type. At the same time, since the second conductivity type base region is provided in the surface layer portion of the first conductivity type region, and another region is sequentially provided on the surface side, and is electrically separated, the bulk semiconductor substrate It can be formed on the surface side.
以上説明したように本発明の半導体装置によれば、安価なバルク半導体基板を用い、かつ特別なプロセスを要することなく、第1導電型領域、第2導電型のベース領域、第1導電型のベース領域、第2導電型領域を順次接合させてなるサイリスタを用いた構成の半導体装置を得ることが可能になる。 As described above, according to the semiconductor device of the present invention, the first conductive type region, the second conductive type base region, and the first conductive type are used without using a cheap bulk semiconductor substrate and requiring a special process. It is possible to obtain a semiconductor device having a configuration using a thyristor formed by sequentially joining a base region and a second conductivity type region.
以下、本発明の半導体装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、以下の各実施形態においては、第1導電型をp型、第2導電型をn型として説明を行うが、逆であっても良く、この場合には以下の説明におけるp型とn型とを入れ換えれば良い。 Hereinafter, embodiments of a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the following embodiments, the first conductivity type is p-type and the second conductivity type is n-type. However, the opposite may be used. In this case, the p-type and n-type in the following description are used. Replace the mold.
≪第1実施形態≫
<半導体装置の構成>
図1は、第1実施形態の半導体装置の概略を示す構成図である。この図に示す半導体装置1aは、p型の半導体基板100の表面側にサイリスタ構成のDRAMセルが設けられたものである。
<< First Embodiment >>
<Configuration of semiconductor device>
FIG. 1 is a configuration diagram showing an outline of the semiconductor device of the first embodiment. A semiconductor device 1a shown in this figure has a thyristor-type DRAM cell provided on the surface side of a p-
半導体基板100は、所定深さにn型ウェル層101が設けられ、n型ウェル層101で分離された表面層にpウェル層102が設けられ、このpウェル層102の表面側がSTI(shallow trench isolation)からなる素子分離103によって各素子領域に分離されている。
In the
素子分離103で分離された表面層の領域には、分離された領域の全面にわたってn型のカソード領域(以下、n型カソードと記す)n(K)が設けられている。n型カソードn(K)の表面層部分には、p型のベース領域(以下、p型ベースと記す)p(B)が設けられている。このp型ベースp(B)は、拡散層からなり、n型カソードn(K)と素子分離103とで囲まれて島状に分離され、他の半導体基板100分部に対して電気的に浮遊した状態となっている。
In the region of the surface layer isolated by the
また、p型ベースp(B)上には、n型のベース領域(以下、n型ベースと記す)n(B)が設けられている。このn型ベースn(B)は、p型ベースp(B)の一部分上に、選択的にエピタキシャル成長させてなり、n型カソードn(K)とは電気的に分離された状態となっている。さらに、n型ベースn(B)上には、p型のアノード領域(以下、p型アノード)p(A)が設けられている。このp型アノードp(A)は、n型ベースn(B)上に選択的にエピタキシャル成長させてなり、p型ベースp(B)およびn型カソードn(K)とは電気的に分離されている。 An n-type base region (hereinafter referred to as an n-type base) n (B) is provided on the p-type base p (B). The n-type base n (B) is selectively epitaxially grown on a part of the p-type base p (B), and is electrically separated from the n-type cathode n (K). . Furthermore, a p-type anode region (hereinafter referred to as a p-type anode) p (A) is provided on the n-type base n (B). The p-type anode p (A) is selectively epitaxially grown on the n-type base n (B), and is electrically separated from the p-type base p (B) and the n-type cathode n (K). Yes.
以上により、n型カソードn(K)、p型ベースp(B)、n型ベースn(B)、およびp型アノードp(A)が、この順に接して設けられ、サイリスタを構成した状態となっている。 As described above, the n-type cathode n (K), the p-type base p (B), the n-type base n (B), and the p-type anode p (A) are provided in this order to form a thyristor. It has become.
そして、p型ベースp(B)上には、MOS構造のゲート電極Gが配線され、その側壁には絶縁性のサイドウォール107が設けられている。このサイドウォール107によって、ゲート電極G−n型カソードn(K)間が離間して電気的に絶縁されると共に、ゲート電極G−n型ベースn(B)およびp型アノードp(A)間が離間して電気的に絶縁された状態となっている。尚、ここではゲート電極GがMOS構造である場合を例示したが、ゲート電極Gは半導体基板100に対する金属材料の拡散接合によって構成されていても良い。
A gate electrode G having a MOS structure is wired on the p-type base p (B), and an insulating
また、n型カソードn(K)およびp型アノードp(A)には、それぞれ電極が接続された状態となっている。 Further, the n-type cathode n (K) and the p-type anode p (A) are connected to electrodes.
尚、この半導体装置1aは従来技術で説明したDRAMセルと同様にメモリー動作させる。 The semiconductor device 1a is operated in the same manner as the DRAM cell described in the prior art.
<半導体装置の製造方法>
第1実施形態の半導体装置1aの製造方法を、図2および図3の製造工程図に基づいて説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
A method for manufacturing the semiconductor device 1a according to the first embodiment will be described with reference to the manufacturing process diagrams of FIGS.
先ず、図2(1)に示すように、p型シリコンからなる半導体基板100を用意し、イオン注入法を適用して半導体基板100の所定深さにnウェル層101を形成する。次に、必要に応じてイオン注入法によってnウェル層101の上部にpウェル層102を形成する。
First, as shown in FIG. 2A, a
次いで、半導体基板100の表面側に、STIからなる素子分離103を形成し、各素子領域を分離する。また、半導体基板100の表面を保護用の絶縁膜104で覆う。
Next, an
次に、図2(2)に示すように、例えばイオン注入法を適用した不純物導入により、nウェル層101よりも浅いpウェル層102内の位置で、素子分離103によって分離される深さに、n型カソードn(K)を形成する。
Next, as shown in FIG. 2B, for example, by introducing impurities using an ion implantation method, the depth is separated by the
次に、図2(3)に示すように、例えばイオン注入法を適用した不純物導入により、半導体基板100の表面からn型カソードn(K)と接合される深さ位置にまで達するp型ベースp(B)を形成する。
Next, as shown in FIG. 2 (3), a p-type base that reaches from the surface of the
次に、図2(4)に示すように、p型ベースp(B)の中央部上方を横切るように、ゲート絶縁膜105を介してポリシリコン電極膜106を成膜し、これらをパターニングしてMOS構造のゲート電極Gを形成する。その後、これらの側壁に絶縁性のサイドウォール107を形成する。尚、ゲート絶縁膜105は、保護用の絶縁膜104を除去した後に形成したものとする。
Next, as shown in FIG. 2 (4), a
次に、図3(1)に示すように、ゲート電極Gの一方側に露出しているp型ベースp(B)を覆う形状のマスクパターン201を形成する。次に、このマスクパターン201、ゲート電極G、およびサイドウォール107上からのイオン注入により、半導体基板100の表面から、n型カソードn(K)にまで達するn型層を形成し、このn型層部分をn型カソードn(K)の取り出し部分とする。尚、このイオン注入の後には、マスクパターン201を除去する。
Next, as shown in FIG. 3A, a
次に、図3(2)に示すように、n型カソードn(K)の露出面およびゲート電極Gを覆い、かつp型ベースp(B)を露出させる形状の保護膜202を形成する。この保護膜202は、次の工程で行うエピタキシャル成長の際のマスクとなるものであり、酸化シリコン(SiO2)または窒化シリコン(SiN)からなることとする。
Next, as shown in FIG. 3B, a
次に、図3(3)に示すように、半導体基板100の露出面上、すなわちp型ベースp(B)上に、選択エピタキシャル成長法によってn型シリコン層を成長させ、この成長層をn型ベースn(B)とする。
Next, as shown in FIG. 3 (3), an n-type silicon layer is grown on the exposed surface of the
続いて図3(4)に示すように、n型ベースn(B)上に、選択エピタキシャル成長法によってp型シリコン層を成長させ、この成長層をp型アノードp(A)とする。 Subsequently, as shown in FIG. 3 (4), a p-type silicon layer is grown on the n-type base n (B) by selective epitaxial growth, and this grown layer is used as a p-type anode p (A).
以上の後には、選択エピタキシャル成長の際のマスクとして用いた保護膜202を除去し、さらにここでの図示を省略した層間絶縁膜で半導体基板100の上方を覆う。そして、n型カソードn(K)、ゲート電極G、およびp型アノードp(A)に達する接続孔を層間絶縁膜に形成し、これら接続孔を介してn型カソードn(K)、ゲート電極G、およびp型アノードp(A)に接続された配線を形成して、図1に示した半導体装置1aを完成させる。
After the above, the
以上のようにして得られた図1の半導体装置1aでは、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、ゲート電極Gは、p型ベースp(B)上方において加工形成されたものとすることができる。また、n型カソードn(K)の表面層部分にp型ベースp(B)を設け、さらにこの上部にn型ベースn(B)、p型アノードp(A)を順次設けた縦型構成であるため、バルク状の半導体基板100の表面側に各層を電気的に分離した状態で形成することができる。
In the semiconductor device 1a of FIG. 1 obtained as described above, the p-type base p (B) made of a diffusion layer is provided on the surface layer portion of the n-type cathode n (K), and the gate electrode G is provided thereon. This is a configuration provided. Therefore, the gate electrode G can be processed and formed above the p-type base p (B). Also, a vertical structure in which a p-type base p (B) is provided on the surface layer portion of the n-type cathode n (K), and an n-type base n (B) and a p-type anode p (A) are sequentially provided thereon. Therefore, each layer can be formed on the surface side of the
以上のことから、サイリスタを用いた半導体装置(DRAMセル)1aは、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
From the above, a semiconductor device (DRAM cell) 1a using a thyristor can be obtained using an inexpensive
また、特に本第1実施形態の構成では、p型ベースp(B)およびp型アノードp(A)を、選択エピ成長技術により半導体基板100の上方に形成している。このため、バルク半導体基板100を用いた縦型でありながらも、イオン注入のような不純物導入による拡散層がn型カソードn(K)とp型ベースp(B)との2層のみである。したがって、4層とも隣接する領域内に形成した拡散層とした場合と比較して、プロセスマージンが拡大するため作製が容易になる。
In particular, in the configuration of the first embodiment, the p-type base p (B) and the p-type anode p (A) are formed above the
さらに、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ構造のDRAM部分と分離された構成となっているため、サイリスタのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Furthermore, since the n-
≪第2実施形態≫
<半導体装置の構成>
図4には、第2実施形態の半導体装置1bの概略を示す構成図である。この図に示す半導体装置1bが、図1に示した第1実施形態の半導体装置1aと異なるところは、n型ベースn(B)が、拡散層で構成されているところにあり、他の構成は第1実施形態と同様であることとする。
<< Second Embodiment >>
<Configuration of semiconductor device>
FIG. 4 is a configuration diagram showing an outline of the
すなわち、n型ベースn(B)は、p型ベースp(B)の表面層部分に拡散層として設けられ、n型カソードn(K)およびゲート電極Gとは電気的に分離した状態で配置されている。尚、p型アノードp(A)は、n型ベースn(B)の露出面上に、選択的にエピタキシャル成長させた層として設けられていることは、第1実施形態と同様である。 That is, the n-type base n (B) is provided as a diffusion layer on the surface layer portion of the p-type base p (B), and is arranged in a state of being electrically separated from the n-type cathode n (K) and the gate electrode G. Has been. The p-type anode p (A) is provided as a layer that is selectively epitaxially grown on the exposed surface of the n-type base n (B), as in the first embodiment.
また、この半導体装置1bも、従来技術で説明したDRAMセルと同様にメモリー動作させる。
The
<半導体装置の製造方法>
第2実施形態の半導体装置1bの製造方法は、第1実施形態の製造方法において、図3(3)を用いて説明した工程で、エピタキシャル成長によるn型ベースn(B)の形成に換えて、p型ベースp(B)の表面層へのp型不純物の導入によるn型ベースn(B)の形成を行えば良い。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
The manufacturing method of the
この際、n型ベースn(B)が、p型ベースp(B)よりも浅くなるように不純物導入を行うことが重要である。 At this time, it is important to introduce impurities so that the n-type base n (B) is shallower than the p-type base p (B).
以上のようにして得られた第2実施形態の半導体装置1bであっても、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、第1実施形態と同様に、サイリスタを用いた半導体装置(DRAMセル)1bは、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
Even in the
また、特に本第2実施形態の構成では、p型アノードp(A)を、選択エピ成長技術により半導体基板100の上方に形成している。このため、バルク半導体基板100を用いた縦型でありながらも、イオン注入のような不純物導入による拡散層がn型カソードn(K)とp型ベースp(B)とn型ベースn(B)との3層のみである。したがって、4層とも隣接する領域内に形成した拡散層とした場合と比較して、プロセスマージンが拡大するため作製が容易である。
In particular, in the configuration of the second embodiment, the p-type anode p (A) is formed above the
さらに、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ構造のDRAM部分と分離された構成となっているため、サイリスタのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Furthermore, since the n-
≪第3実施形態≫
<半導体装置の構成>
図5には、第3実施形態の半導体装置1cの概略を示す構成図である。この図に示す半導体装置1cが、図4に示した第2実施形態の半導体装置1bと異なるところは、n型ベースn(B)と共に、p型アノード(A)も拡散層で構成されているところにあり、他の構成は第2実施形態と同様であることとする。
<< Third Embodiment >>
<Configuration of semiconductor device>
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating an outline of a
すなわち、n型ベースn(B)は、p型ベースp(B)の表面層部分に拡散層として設けられ、n型カソードn(K)およびゲート電極Gに対して電気的に分離した状態で設けられている。さらに、p型アノードp(A)は、n型ベースn(B)の表面層部分に拡散層として設けられ、p型ベースp(B)およびゲート電極Gに対して電気的に分離した状態で設けられている。 That is, the n-type base n (B) is provided as a diffusion layer on the surface layer portion of the p-type base p (B) and is electrically separated from the n-type cathode n (K) and the gate electrode G. Is provided. Further, the p-type anode p (A) is provided as a diffusion layer on the surface layer portion of the n-type base n (B) and is electrically separated from the p-type base p (B) and the gate electrode G. Is provided.
また、この半導体装置1cも、従来技術で説明したDRAMセルと同様にメモリー動作させる。
The
<半導体装置の製造方法>
第3実施形態の半導体装置1cの製造方法は、第1実施形態の製造方法において、図3(3)を用いて説明した工程で、エピタキシャル成長によるn型ベースn(B)の形成に換えて、p型ベースp(B)の表面層へのp型不純物の導入によるn型ベースn(B)の形成を行う。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
In the manufacturing method of the
その後、n型ベースn(B)の一部のみを開口するマスク109を形成し、このマスク109上からのp型不純物の導入によるp型アノードp(A)の形成を行う。
Thereafter, a
この際、n型ベースn(B)がp型ベースp(B)よりも浅くなるように、またp型アノードp(A)がn型ベースn(B)よりも浅くなるように不純物導入を行うことが重要である。 At this time, impurities are introduced so that the n-type base n (B) is shallower than the p-type base p (B) and the p-type anode p (A) is shallower than the n-type base n (B). It is important to do.
このような第3実施形態の半導体装置1cであっても、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、第1実施形態と同様に、サイリスタを用いた半導体装置(DRAMセル)1cは、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
Even in the
さらに、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ構造のDRAM部分と分離された構成となっているため、サイリスタのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Furthermore, since the n-
≪第4実施形態≫
<半導体装置の構成>
本第4実施形態においては、上述したサイリスタ構成の半導体装置を用いたSRAMセルを有する半導体装置を説明する。
<< Fourth Embodiment >>
<Configuration of semiconductor device>
In the fourth embodiment, a semiconductor device having an SRAM cell using the semiconductor device having the thyristor configuration described above will be described.
図6は、第4実施形態の半導体装置の概略構成を示す断面構成図であり、SRAMセル2つ分を示している。この図に示す半導体装置2aは、p型の半導体基板100の表面側に、図1に示した構成の半導体装置(1a)すなわちサイリスタ1aと共に、MOSトランジスタTrとで構成されたSRAMセル201を備えている。
FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram showing a schematic configuration of the semiconductor device of the fourth embodiment, and shows two SRAM cells. A semiconductor device 2a shown in this figure includes, on the surface side of a p-
半導体基板100は、所定深さにn型ウェル層101が設けられ、n型ウェル層101で分離された表面層にpウェル層102が設けられ、このpウェル層102の表面側がSTIからなる素子分離103によって各素子領域に分離されている。
In the
各SRAMセル201のサイリスタ1a部分は、第1実施形態と同様に構成されている。すなわち、n型カソード(K)の表面層部分にp型ベースp(B)が設けられている。このp型ベースp(B)は、n型カソード(K)と素子分離103とで囲まれて島状に分離され、他の半導体基板100分部に対して電気的に浮遊した状態となっている。そして、p型ベースp(B)上には、n型ベースn(B)およびp型アノードp(A)がこの順に積層された構成となっている。また、p型ベースp(B)上には、MOS構造のゲート電極Gが設けられた状態となっている。
The thyristor la portion of each
一方、MOSトランジスタTrは、2つのn型領域、すなわちソースn(s),ドレインn(d)間に、チャネル部を構成するp型領域を狭持してなる。尚、ここでは、ソースn(s)−ドレインn(d)間のp型領域がpウェル層102である構成を図示したが、MOSトランジスタTrのしきい値電圧を制御するために、p型不純物の濃度が調整されたチャネル領域を特別に設けた構成であっても良い。
On the other hand, the MOS transistor Tr is formed by sandwiching a p-type region constituting a channel portion between two n-type regions, that is, a source n (s) and a drain n (d). Here, the configuration in which the p-type region between the source n (s) and the drain n (d) is the p-
また特に、MOSトランジスタTrのドレインn(d)が、サイリスタ1aのn型カソードn(K)をそのまま共有した構成となっている。 In particular, the drain n (d) of the MOS transistor Tr shares the n-type cathode n (K) of the thyristor 1a as it is.
さらに図6においては、2つのSRAMセル201が図示されているが、これらのSRAMセル201,301は、MOSトランジスタTrのソースn(s)を共有した構成となっている。
Further, in FIG. 6, two
尚、この半導体装置2aは、従来技術で説明したSRAMセルと同様にメモリー動作させる。 The semiconductor device 2a is operated in the same manner as the SRAM cell described in the prior art.
<半導体装置の製造方法>
第4実施形態の半導体装置2aの製造方法を、図7〜図9の製造工程図に基づいて説明する。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
A manufacturing method of the semiconductor device 2a of the fourth embodiment will be described based on the manufacturing process diagrams of FIGS.
先ず、図7(1)に示すように、p型シリコンからなる半導体基板100を用意し、イオン注入法を適用して半導体基板100の所定深さにnウェル層101を形成する。次に、必要に応じてイオン注入法によってnウェル層101の上部にpウェル層102を形成する。
First, as shown in FIG. 7A, a
次いで、半導体基板100の表面側に、STIを素子分離103として形成し、各素子領域を分離する。また、半導体基板100の表面を保護用の絶縁膜104で覆う。
Next, STI is formed as an
次に、図7(2)に示すように、2つのMOSトランジスタのソースおよびゲート電極を形成する領域をマスクパターン202で覆う。そして、例えばイオン注入法を適用した不純物導入により、nウェル層101よりも浅いpウェル層102内の位置で、素子分離103によって分離される深さに、n型カソードn(K)を形成する。イオン注入後にはマスクパターン202を除去する。
Next, as shown in FIG. 7B, a region for forming the source and gate electrodes of the two MOS transistors is covered with a
次に、図7(3)に示すように、2つのMOSトランジスタを形成する領域をマスクパターン203で覆い、例えばイオン注入法を適用した不純物導入により、半導体基板100の表面からn型カソードn(K)と接合される深さ位置にまで達するp型ベースp(B)を形成する。イオン注入後にはマスクパターン203を除去する。
Next, as shown in FIG. 7 (3), a region where two MOS transistors are to be formed is covered with a
次に、図7(4)に示すように、半導体基板100上に、ゲート絶縁膜105を介してポリシリコン電極膜106を成膜し、これをパターンニングしてゲート電極G,Gtを並列に形成する。この際、2つのゲート電極Gは、各p型ベースp(B)上の端部を横切るように設けられる。一方、2つのゲート電極Gtは、pウェル層の上部を横切るように設けられる。尚、ゲート絶縁膜105は、保護用の絶縁膜104を除去した後に形成したものとする。
Next, as shown in FIG. 7 (4), a
次に、図8(1)に示すように、ゲート電極Gの一方側に露出しているp型ベースp(B)を覆う形状のマスクパターン204を形成する。そして、このマスクパターン204、ゲート電極G,Gt上からの不純物導入(例えばイオン注入)により、ゲート電極Gtの両脇に浅いn型のLDD領域205を形成する。イオン注入の終了後には、マスクパターン204を除去する。
Next, as shown in FIG. 8A, a
その後、図8(2)に示すように、ゲート電極G,Gtの両脇に絶縁性のサイドウォール107を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 8B, insulating
次に、図8(3)に示すように、ゲート電極Gの一方側に露出しているp型ベースp(B)を覆う形状のマスクパターン206を形成する。そして、このマスクパターン206、ゲート電極G,Gt、およびサイドウォール107上からの不純物導入(例えばイオン注入)により、半導体基板100の表面から、n型カソードn(K)にまで達するn型層を形成し、このn型層部分をn型カソードn(K)の取り出し部分およびMOS型トランジスタのドレインn(d)とする。また、ゲート電極Gt−Gt間には、LDD領域205よりも深いn型層からなるソースn(s)を形成する。尚、このイオン注入の後には、マスクパターン206を除去する。
Next, as shown in FIG. 8C, a
次いで、図9(1)に示すように、n型カソードn(K)、ドレインn(d)、ソースn(s)、およびゲート電極G,Gtを覆い、かつp型ベースp(B)の表面を露出させる形状の保護膜207を形成する。この保護膜207は、次の工程で行うエピタキシャル成長の際のマスクとなるものであり、酸化シリコン(SiO2)または窒化シリコン(SiN)からなることとする。
Next, as shown in FIG. 9A, the n-type cathode n (K), the drain n (d), the source n (s), and the gate electrodes G and Gt are covered, and the p-type base p (B) A
次に、図9(2)に示すように、半導体基板100の露出面上、すなわちp型ベースp(B)上に、選択エピタキシャル成長法によってn型シリコン層を成長させ、この成長層をn型ベースn(B)とする。
Next, as shown in FIG. 9B, an n-type silicon layer is grown on the exposed surface of the
続いて図9(3)に示すように、n型ベースn(B)上に、選択エピタキシャル成長法によってp型シリコン層を成長させ、この成長層をp型アノードp(A)とする。 Subsequently, as shown in FIG. 9 (3), a p-type silicon layer is grown on the n-type base n (B) by selective epitaxial growth, and this grown layer is used as a p-type anode p (A).
以上の後には、選択エピタキシャル成長の際のマスクとして用いた保護膜207を必要に応じて除去し、さらにここでの図示を省略した層間絶縁膜で半導体基板100の上方を覆う。そして、ゲート電極G,Gt、p型アノードp(A),およびソースn(s)に達する接続孔を層間絶縁膜に形成し、これら接続孔を介してゲート電極G,Gt、p型アノードp(A),およびソースn(s)に接続された配線を形成して、図6に示した半導体装置2aを完成させる。
After the above, the
以上のようにして得られた図6の半導体装置2aでは、SRAMセル201が、第1実施形態と同様の構成のサイリスタ1aを用いて構成されている。つまり、サイリスタ1aは、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、サイリスタ1aおよびアクセス用のMOSトランジスタTrからなるSRAMセル201は、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
In the semiconductor device 2a of FIG. 6 obtained as described above, the
また、特に本第4実施形態の構成でも、n型ベースn(B)およびp型アノードp(A)を、選択エピ成長技術により半導体基板100の上方に形成している。このため、4層とも隣接する領域内に形成した拡散層とした場合と比較して、プロセスマージンが拡大するため作製が容易であることは、第1実施形態と同様である。
In particular, also in the configuration of the fourth embodiment, the n-type base n (B) and the p-type anode p (A) are formed above the
さらに、サイリスタ1aにおいては、n型カソードn(K)によってp型ベースp(B)とpウェル層102とを分離している。したがって、サイリスタ201のp型ベースp(B)と、MOSトランジスタTrにおいてソースn(s)−ドレインn(d)間のチャネル部を構成するpウェル層102とを分離するための素子分離を設ける必要がない。また素子分離を設ける必要がないことにより、MOSトランジスタTrのドレインn(d)とサイリスタ201のn型カソードn(K)とを共通領域とすることが可能である。これにより、セルサイズの微細化を図ることが可能である。
Further, in the thyristor 1a, the p-type base p (B) and the p-
また、n型カソードn(K)によってp型ベースp(B)とpウェル層102とを分離していることにより、pウェル層102は、全てのSRAMセル201で共通電位とすることも可能である。したがって、pウェル層102をグランド電位などに固定する場合、各MOSトランジスタ個別にpウェル層102のコンタクトを形成する必要がなく、まとまった数のMOSトランジスタに対して一つのウェルコンタクトを形成すればよいのでセルサイズを微細化できる。ただし、pウェルの表面部分を分離するための素子分離103は必要である。
Further, since the p-type base p (B) and the p-
さらに、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ1a部分と分離された構成となっているため、サイリスタ1aのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Further, since the n-
≪第5実施形態≫
<半導体装置の構成>
図10には、第5実施形態の半導体装置2bの概略を示す構成図である。この図に示す半導体装置2bが、第4実施形態の半導体装置2aと異なるところは、サイリスタ1aにおけるn型ベースn(B)が、拡散層で構成されているところにあり、他の構成は第4実施形態と同様であることとする。
«Fifth embodiment»
<Configuration of semiconductor device>
FIG. 10 is a configuration diagram showing an outline of the semiconductor device 2b of the fifth embodiment. The semiconductor device 2b shown in this figure is different from the semiconductor device 2a of the fourth embodiment in that the n-type base n (B) in the thyristor 1a is configured by a diffusion layer, and the other configuration is the first configuration. It is the same as the fourth embodiment.
すなわち、n型ベースn(B)は、p型ベースp(B)の表面層部分に拡散層として設けられ、n型カソードn(K)およびゲート電極Gとは電気的に分離した状態で配置されている。尚、p型アノードp(A)は、n型ベースn(B)の露出面上に、選択的にエピタキシャル成長させた層として設けられていることは、第1実施形態と同様である。 That is, the n-type base n (B) is provided as a diffusion layer on the surface layer portion of the p-type base p (B), and is arranged in a state of being electrically separated from the n-type cathode n (K) and the gate electrode G. Has been. The p-type anode p (A) is provided as a layer that is selectively epitaxially grown on the exposed surface of the n-type base n (B), as in the first embodiment.
尚、この半導体装置2bも、従来技術で説明したSRAMセルと同様にメモリー動作させる。 The semiconductor device 2b is also operated in the same manner as the SRAM cell described in the prior art.
<半導体装置の製造方法>
第5実施形態の半導体装置2bの製造方法は、第4実施形態の製造方法において、図9(2)を用いて説明した工程で、エピタキシャル成長によるn型ベースn(B)の形成に換えて、p型ベースp(B)の表面層へのp型不純物の導入によるn型ベースn(B)の形成を行えば良い。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
In the manufacturing method of the semiconductor device 2b of the fifth embodiment, in the manufacturing method of the fourth embodiment, instead of forming the n-type base n (B) by epitaxial growth in the step described with reference to FIG. The n-type base n (B) may be formed by introducing p-type impurities into the surface layer of the p-type base p (B).
この際、n型ベースn(B)が、p型ベースp(B)よりも浅くなるように不純物導入を行うことが重要である。 At this time, it is important to introduce impurities so that the n-type base n (B) is shallower than the p-type base p (B).
以上のようにして得られた第5実施形態の半導体装置2bであっても、SRAMセル201が、第2実施形態と同様の構成のサイリスタ1bを用いて構成されている。つまり、サイリスタ1bは、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、サイリスタ1bおよびアクセス用のMOSトランジスタTrからなるSRAMセル201は、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
Even in the semiconductor device 2b of the fifth embodiment obtained as described above, the
また、特に本第5実施形態の構成でも、p型アノードp(A)を、選択エピ成長技術により半導体基板100の上方に形成している。このため、4層とも隣接する領域内に形成した拡散層とした場合と比較して、プロセスマージンが拡大するため作製が容易であることは、第2実施形態と同様である。
In particular, also in the configuration of the fifth embodiment, the p-type anode p (A) is formed above the
さらに、サイリスタ1bにおいても、n型カソードn(K)によってp型ベースp(B)とpウェル層102とを分離している。したがって、第4実施形態と同様に、セルサイズの微細化を図ることが可能である。また、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ1b部分と分離された構成となっているため、サイリスタ1bのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Further, also in the
≪第6実施形態≫
<半導体装置の構成>
図11には、第6実施形態の半導体装置2cの概略を示す構成図である。この図に示す半導体装置2cが、第5実施形態の半導体装置2bと異なるところは、n型ベースn(B)と共に、p型アノード(A)も拡散層で構成されているところにあり、他の構成は第5実施形態と同様であることとする。
<< Sixth Embodiment >>
<Configuration of semiconductor device>
FIG. 11 is a configuration diagram illustrating an outline of a semiconductor device 2c according to the sixth embodiment. The semiconductor device 2c shown in this figure is different from the semiconductor device 2b of the fifth embodiment in that the n-type base n (B) and the p-type anode (A) are also composed of diffusion layers. The configuration is the same as in the fifth embodiment.
すなわち、n型ベースn(B)は、p型ベースp(B)の表面層部分に拡散層として設けられ、n型カソードn(K)およびゲート電極Gとは電気的に分離した状態で設けられている。さらに、p型アノードp(A)は、n型ベースn(B)の表面層部分に拡散層として設けられ、p型ベースp(B)およびゲート電極Gとは電気的に分離した状態で設けられている。 That is, the n-type base n (B) is provided as a diffusion layer on the surface layer portion of the p-type base p (B), and is provided in a state of being electrically separated from the n-type cathode n (K) and the gate electrode G. It has been. Further, the p-type anode p (A) is provided as a diffusion layer on the surface layer portion of the n-type base n (B), and is provided in a state of being electrically separated from the p-type base p (B) and the gate electrode G. It has been.
尚、この半導体装置2cも、従来技術で説明したSRAMセルと同様にメモリー動作させる。 The semiconductor device 2c is also operated in the same manner as the SRAM cell described in the prior art.
<半導体装置の製造方法>
第6実施形態の半導体装置2cの製造方法は、第4実施形態の製造方法において、図9(2)を用いて説明した工程で、エピタキシャル成長によるn型ベースn(B)の形成に換えて、p型ベースp(B)の表面層へのp型不純物の導入によるn型ベースn(B)の形成を行う。
<Method for Manufacturing Semiconductor Device>
The manufacturing method of the semiconductor device 2c according to the sixth embodiment is the same as the manufacturing method according to the fourth embodiment except that the n-type base n (B) is formed by epitaxial growth in the step described with reference to FIG. An n-type base n (B) is formed by introducing a p-type impurity into the surface layer of the p-type base p (B).
その後、n型ベースn(B)の一部のみを開口するマスク209を形成し、このマスク209上からのp型不純物の導入によるp型アノードp(A)の形成を行う。
Thereafter, a
この際、n型ベースn(B)がp型ベースp(B)よりも浅くなるように、またp型アノードp(A)がn型ベースn(B)よりも浅くなるように不純物導入を行うことが重要である。 At this time, impurities are introduced so that the n-type base n (B) is shallower than the p-type base p (B) and the p-type anode p (A) is shallower than the n-type base n (B). It is important to do.
以上のようにして得られた第6実施形態の半導体装置2cであっても、SRAMセル201が、第3実施形態と同様の構成のサイリスタ1cを用いて構成されている。つまり、サイリスタ1cは、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、サイリスタ1cおよびアクセス用のMOSトランジスタTrからなるSRAMセル201は、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
Even in the semiconductor device 2c of the sixth embodiment obtained as described above, the
さらに、サイリスタ1cにおいても、n型カソードn(K)によってp型ベースp(B)をpウェル層102とを分離している。したがって、第4実施形態と同様に、セルサイズの微細化を図ることが可能である。また、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ1c部分と分離された構成となっているため、サイリスタ1cのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Further, also in the
≪第7実施形態≫
<半導体装置の構成>
図12には、第7実施形態の半導体装置3aの概略を示す構成図である。この図に示す半導体装置3aは、図1に示した第1実施形態の半導体装置(1a)すなわちサイリスタ1aと共に、MOSトランジスタTrとで構成されたSRAMセルを備えている。そして、この半導体装置3aが、図6を用いて説明した半導体装置(2a)と異なるところは、サイリスタ1aとMOSトランジスタTrとが、素子分離103で分離された領域に設けられているところにあり、他の構成は第4実施形態と同様であることとする。
<< Seventh Embodiment >>
<Configuration of semiconductor device>
FIG. 12 is a configuration diagram showing an outline of the semiconductor device 3a of the seventh embodiment. A semiconductor device 3a shown in this figure includes an SRAM cell composed of a MOS transistor Tr together with the semiconductor device (1a) of the first embodiment shown in FIG. 1, that is, a thyristor 1a. The semiconductor device 3a is different from the semiconductor device (2a) described with reference to FIG. 6 in that the thyristor 1a and the MOS transistor Tr are provided in a region separated by the
尚、この半導体装置3aも、従来技術で説明したSRAMセルと同様にメモリー動作させる。 The semiconductor device 3a is also operated in the same manner as the SRAM cell described in the prior art.
このような構成の半導体装置3aであっても、サイリスタ1aは、n型カソードn(K)の表面層部分に拡散層からなるp型ベースp(B)を設け、かつこの上部にゲート電極Gを設けた構成である。このため、サイリスタ1aおよびアクセス用のMOSトランジスタTrからなるSRAMセル201は、安価なバルク半導体基板100を用い、かつ特別なプロセスを要することなく得ることが可能である。
Even in the semiconductor device 3a having such a configuration, the thyristor 1a is provided with the p-type base p (B) made of a diffusion layer on the surface layer portion of the n-type cathode n (K), and the gate electrode G on the upper portion thereof. Is provided. Therefore, the
さらに、サイリスタ1aにおいても、深い位置に形成したnウェル層101は、pウェル層102によってサイリスタ1a部分と分離された構成となっているため、サイリスタ1aのターンオン状態で、nウェル層101に電流が流れることを防止できる。
Further, also in the thyristor 1a, the n-
尚、第7実施形態においては、サイリスタ1aとして、第1実施形態で説明した構成の半導体装置(サイリスタ)を用いた場合を例示したが、第2実施形態および第3実施形態の半導体装置(サイリスタ)を用いた構成でも同様に適用することができる。 In the seventh embodiment, the semiconductor device (thyristor) having the configuration described in the first embodiment is used as the thyristor 1a. However, the semiconductor devices (thyristors) of the second and third embodiments are exemplified. The same applies to the configuration using the above.
また、以上説明した第1実施形態〜第7実施形態においては、素子をp型の半導体基板100から分離し、p型の半導体基板100から入るノイズを低減するために深いnウェル層101を設けた構成を説明した。しかしながら、ノイズの低減や動作マージンは低下を考慮する必要がない場合には、nウェル層101を設ける必要はなく、各実施形態ともにnウェル層101を設けない構成であっても良い。
In the first to seventh embodiments described above, the element is separated from the p-
1a,1b,1c,2a,2b,2c,3a…半導体装置、100…半導体基板(半導体層)、103…素子分離、G…ゲート電極、n(K)…n型カソード(第1導電型領域)、p(B)…p型ベース(第2導電型のベース領域)、n(B)…n型ベース(第1導電型のベース領域)、p(A)…p型アノード(第2導電型領域)、n(d)…ドレイン領域、Tr…トランジスタ(アクセス用)
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記第2導電型のベース領域に設けたゲート電極とを備えた半導体装置において、
前記第2導電型のベース領域は、前記第1導電型領域の表面層部分に設けられた拡散層からなるものであり、
前記第1導電型のベース領域および前記第2導電型領域は、前記第2導電型のベース領域の表面側に設けられたものであり、
前記ゲート電極は、前記第2導電型のベース領域の上部に設けられたものである
ことを特徴とする半導体装置。 A semiconductor region in which a first conductivity type region, a second conductivity type base region, a first conductivity type base region, and a second conductivity type region are provided in contact with each other in this order;
In a semiconductor device comprising a gate electrode provided in the base region of the second conductivity type,
The base region of the second conductivity type is composed of a diffusion layer provided in a surface layer portion of the first conductivity type region,
The first conductivity type base region and the second conductivity type region are provided on the surface side of the second conductivity type base region,
The semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is provided on an upper part of the base region of the second conductivity type.
前記第1導電型領域と前記第2導電型のベース領域とは、半導体基板の表面層に設けられている
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The semiconductor device, wherein the first conductivity type region and the second conductivity type base region are provided in a surface layer of a semiconductor substrate.
前記第2導電型のベース領域は、前記第1導電型領域および素子分離によって、島状に分離された状態となっている
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 2,
The base region of the second conductivity type is in a state of being isolated in an island shape by the first conductivity type region and element isolation.
前記第1導電型のベース領域は、前記第2導電型のベース領域上に選択的にエピタキシャル成長させた層からなり、
前記端部に配置された第2導電型領域は、前記第1導電型のベース領域上に選択的にエピタキシャル成長させた層からなる
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first conductivity type base region comprises a layer selectively epitaxially grown on the second conductivity type base region;
The semiconductor device according to claim 1, wherein the second conductivity type region disposed at the end portion is a layer selectively grown epitaxially on the base region of the first conductivity type.
前記第1導電型のベース領域は、前記第2導電型のベース領域の表面層部分に設けられた拡散層からなり、
前記第2導電型領域は、前記第1導電型のベース領域上に選択的にエピタキシャル成長させた層からなる
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first conductivity type base region comprises a diffusion layer provided in a surface layer portion of the second conductivity type base region;
The second conductivity type region comprises a layer selectively epitaxially grown on the base region of the first conductivity type.
前記第1導電型のベース領域は、前記第2導電型のベース領域の表面層部分に設けられた拡散層からなり、
前記第2導電型領域は、前記第1導電型のベース領域の表面層部分に設けられた拡散層からなる
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The first conductivity type base region comprises a diffusion layer provided in a surface layer portion of the second conductivity type base region;
The second conductivity type region includes a diffusion layer provided in a surface layer portion of the base region of the first conductivity type.
前記ゲート電極は、前記第2導電型のベース領域上に絶縁膜を介して設けられている
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
The gate electrode is provided on the base region of the second conductivity type via an insulating film. A semiconductor device, wherein:
前記第1導電型領域と同電位のドレイン領域を備えたアクセス用のトランジスタが設けられている
ことを特徴とする半導体装置。 The semiconductor device according to claim 1,
An access transistor having a drain region having the same potential as that of the first conductivity type region is provided.
前記第1導電型領域と前記ドレイン領域とが、同一領域を共有している
ことを特徴とする半導体装置。
The semiconductor device according to claim 8.
The semiconductor device, wherein the first conductivity type region and the drain region share the same region.
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JP2006205529A JP2008034576A (en) | 2006-07-28 | 2006-07-28 | Semiconductor device and its manufacturing method |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012256390A (en) * | 2011-06-08 | 2012-12-27 | Elpida Memory Inc | Semiconductor device |
JP2020501356A (en) * | 2016-12-01 | 2020-01-16 | インダストリー−ユニバーシティー コオペレーション ファウンデーション ハンヤン ユニバーシティー | Two-terminal vertical type 1T-delame and method of manufacturing the same |
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2006
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