JP2013222927A - Complementary semiconductor device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、相補型半導体装置及びその製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a complementary semiconductor device and a method for manufacturing the same.
低消費電力LSIを実現するCMOS構造として、薄膜ノンドープボディと薄膜埋め込み絶縁膜を介したバックゲート電極を有するSOI−CMOS構造が有望視されている。このような構造では、チャネルノンドープ化により閾値バラつきを低減することで、低電源電圧化を実現することに加え、バックゲート電圧印加により適切に閾値を調整することで回路全体の省電力化をはかることができる。 As a CMOS structure for realizing a low power consumption LSI, an SOI-CMOS structure having a back gate electrode through a thin film non-doped body and a thin film embedded insulating film is promising. In such a structure, in addition to realizing a low power supply voltage by reducing threshold variation by channel non-doping, power consumption of the entire circuit is achieved by appropriately adjusting the threshold by applying a back gate voltage. be able to.
バックゲートによる閾値調整では、nMOSFETとpMOSFETを独立に制御することで最もエネルギー効率の良い回路動作が可能となる。このため、nMOSFETとpMOSFETのバックゲート電極を電気的に独立に設ける構造が望ましい(例えば、非特許文献1参照)。 In the threshold adjustment by the back gate, the most energy efficient circuit operation can be performed by independently controlling the nMOSFET and the pMOSFET. For this reason, a structure in which the back gate electrodes of the nMOSFET and the pMOSFET are provided electrically independently is desirable (for example, see Non-Patent Document 1).
一方、チャネル材料に従来のSiよりも移動度の大きな材料を採用することも、CMOSの低消費電力化に有効である。これは、移動度の大きなチャネル材料を用いることにより、同一の駆動電流を小さな電源電圧で得ることができるためである(例えば、非特許文献2参照)。 On the other hand, adopting a material having higher mobility than conventional Si as the channel material is also effective in reducing the power consumption of the CMOS. This is because the same drive current can be obtained with a small power supply voltage by using a channel material with high mobility (see, for example, Non-Patent Document 2).
しかし、従来提案されているnMOSFETとpMOSETに独立にバックゲート電極を設けるCMOS構造では、nMOSFETとpMOSFETに別々のチャネル材料を採用するいわゆるデュアルチャネルCMOS構造を実現することができなかった。即ち、別々のチャネル材料を絶縁膜上の所望領域に形成するには、高精度な位置制御が可能な基板貼り合わせ技術、又はSi基板上の所望の位置に格子定数の異なる材料を選択的にエピタキシャル成長させる技術が必要となる。ところが、CMOS−LSIで要求される0.1μm以下の位置合わせ精度を有する基板貼り合わせ技術や欠陥密度を104cm-2以下に抑えるエピタキシャル技術は未だ開発されていない。 However, in the conventionally proposed CMOS structure in which the back gate electrode is independently provided for the nMOSFET and the pMOSET, a so-called dual channel CMOS structure in which different channel materials are employed for the nMOSFET and the pMOSFET cannot be realized. That is, in order to form different channel materials in desired regions on the insulating film, a substrate bonding technique capable of highly precise position control, or materials having different lattice constants are selectively selected at desired positions on the Si substrate. A technique for epitaxial growth is required. However, a substrate bonding technique having an alignment accuracy of 0.1 μm or less required for CMOS-LSI and an epitaxial technique for suppressing the defect density to 10 4 cm −2 or less have not been developed yet.
発明が解決しようとする課題は、nMOSFETとpMOSFETに別々のチャネル材料を採用したデュアルチャネルCMOS構造を実現することができ、一層の低消費電力化をはかり得る相補型半導体装置及びその製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the invention is to provide a complementary semiconductor device capable of realizing a dual channel CMOS structure employing different channel materials for nMOSFET and pMOSFET, and capable of further reducing power consumption, and a method for manufacturing the same. It is to be.
実施形態の半導体装置は、相補型半導体装置であって、第1の絶縁体層上の一部に形成された第1の半導体層と、前記第1の半導体層に形成された第1導電型MOSFETと、前記第1の絶縁体層の下の前記第1導電型MOSFETに対応する位置に形成された第1のバックゲート電極と、第1の絶縁体層上の別の一部に形成された第2のバックゲート電極と、前記第2のバックゲート電極上に形成された第2の絶縁体層と前記第2の絶縁体層上に形成された、前記第1の半導体層とは材料の異なる第2の半導体層と、前記第2の半導体層に形成された第2導電型MOSFETと、を具備したことを特徴とする。 The semiconductor device of the embodiment is a complementary semiconductor device, and includes a first semiconductor layer formed in a part on a first insulator layer, and a first conductivity type formed in the first semiconductor layer. MOSFET, a first back gate electrode formed at a position corresponding to the first conductivity type MOSFET under the first insulator layer, and another part on the first insulator layer. The second back gate electrode, the second insulator layer formed on the second back gate electrode, and the first semiconductor layer formed on the second insulator layer are made of materials. And a second conductivity type MOSFET formed in the second semiconductor layer.
本発明の実施形態によれば、nMOSFETとpMOSFETを異なるレイヤーの半導体層に形成し、一方の半導体層又はその合金で他方のMOSFETのバックゲート電極を形成することにより、nMOSFETとpMOSFETに別々のチャネル材料を採用し、且つ、それぞれに電気的に独立なバックゲートを有するたデュアルチャネルCMOS構造を実現することができ、これにより一層の低消費電力化をはかることが可能となる。 According to an embodiment of the present invention, the nMOSFET and the pMOSFET are formed in different semiconductor layers, and the back gate electrode of the other MOSFET is formed in one semiconductor layer or an alloy thereof, thereby providing separate channels for the nMOSFET and the pMOSFET. A dual channel CMOS structure using materials and having electrically independent back gates can be realized, thereby further reducing power consumption.
以下、本発明の実施形態を図面を参照して説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(第1の実施形態)
図1は、第1の実施形態に係わる相補型半導体装置の素子構造を示す断面図である。
(First embodiment)
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an element structure of a complementary semiconductor device according to the first embodiment.
本実施形態は、独立バックゲートを有するGe/InGaAs−CMOS構造であり、nMOSFET領域が上段となっている。 This embodiment has a Ge / InGaAs-CMOS structure having an independent back gate, and the nMOSFET region is in the upper stage.
p型Si基板10上に、SiO2 ,SiN,Al2O3 ,HfO2 等の埋め込み絶縁膜(第1の絶縁体層)11が形成されている。pMOS領域100では、絶縁膜11上にGe層12が形成され、絶縁膜11下にn+ 型Si領域からなる第1のバックゲート電極13が形成されている。nMOS領域200では、絶縁膜11上にGe合金からなる第2のバックゲート電極16、SiO2 ,SiN,Al2O3,HfO2 等の埋め込み絶縁膜(第2の絶縁体層)17、及びInxGa1-xAs(0<x<1)層(第2の半導体層)18が形成されている。
A buried insulating film (first insulator layer) 11 such as SiO 2 , SiN, Al 2 O 3 , or HfO 2 is formed on the p-
そして、Ge層12上にゲート絶縁膜21を介してゲート電極22が形成され、更にメタルS/D領域23を形成することによりpMOSFETが構成されている。なお、ゲート部の側面には側壁絶縁膜24が形成されている。InGaAs層18上にゲート絶縁膜31を介してゲート電極32が形成され、更にメタルS/D領域33を形成することによりnMOSFETが構成されている。なお、ゲート部の側面には側壁絶縁膜34が形成されている。
A
このように、nMOSFETのチャネルがInGaAs、pMOSFETのチャネルがGeで構成されるCMOSであり、それぞれのチャネル下に絶縁膜を介してバックゲート電極13,16が設けられている。nMOSFETのバックゲート電極16はp型或いはn型にドーピングされたGe、又はNi,Co,Pt,Ta等の金属とGeの合金で構成され、pMOSFETのバックゲート電極13はSi基板がn型或いはp型にドーピングされた領域で構成される。
Thus, the nMOSFET channel is InGaAs and the pMOSFET channel is Ge, and the
ここで、nMOSFETのバックゲート電極16下にも埋め込み絶縁膜17が存在しており、Si基板10とは電気的に絶縁されている。即ち、nMOS領域200には二重の絶縁体層11,17が存在する構造となっている。そして、pMOSFETとnMOSFETのバックゲート電極13,16は電気的に遮断されているため、独立にバックゲート電圧を印加することが可能な構造となっている。
Here, the buried
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法を、図2及び図3を参照して説明する。 Next, a method for manufacturing the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS.
まず、図2(a)に示すように、p型Si基板(支持基板)10上に埋め込み絶縁膜11を介してGe層12が形成された、いわゆるGOI(Ge on Insulator)基板を元基板として使用する。GOI基板の作製方法に制限は無く、SOI上にエピタキシャル成長させたSiGeを酸化する際にGeが濃縮される現象を利用する酸化濃縮法や、Ge層を絶縁層を介してSi基板に貼り合わせる貼り合わせ法を用いて作製することができる。
First, as shown in FIG. 2A, a so-called GOI (Ge on Insulator) substrate in which a
Ge層12の膜厚は、完全空乏型素子とするために100nm程度以下とすることが望ましい。さらに望ましくは、短チャネル効果を抑制するという観点から50nm以下とすることが望ましい。Ge層12下の絶縁膜11には、SiO2 ,SiN,Al2O3 ,HfO2 等や、それらの混合物を用いることができる。絶縁膜11の膜厚は、一定の電源電圧で大きな閾値変調が得られるよう、リーク電流が問題とならない範囲で薄膜化することが望ましい。典型的には50nm程度以下とすることが望ましい。
The thickness of the
次いで、図2(b)に示すように、pMOS領域100及びnMOS領域200の両方に気相堆積法等でSiO2 ,SiN等のマスク材14を堆積させた後、フォトリソグラフィーとエッチングを行ってnMOS領域200のマスク材14を除去する。その後、全面に金属膜15をスパッタ法や真空蒸着法で堆積させる。金属材料としては、例えば、Ni,Co,Pt,Ta等を用いることができる。
Next, as shown in FIG. 2B, a mask material 14 such as SiO 2 or SiN is deposited on both the
次いで、200℃以上で熱処理を行うことで、図2(c)に示すように、Geと金属を反応させ、Geを含んだ合金(ジャーマナイド)16を形成する。この合金16は、nMOSFETの第2のバックゲート電極として用いられる。
Next, by performing heat treatment at 200 ° C. or higher, as shown in FIG. 2C, Ge and metal are reacted to form an alloy (germanide) 16 containing Ge. This
次いで、図2(d)に示すように、例えば塩酸を用いて、ジャーマナイド16上に残存した未反応金属やマスク材14上に堆積された金属膜15をエッチングにより除去する。さらに、マスク材14も除去する。この際、金属とジャーマナイドとの間で選択比の高いエッチング溶液を選択することが望ましい。なお、図ではマスク材14で覆われていないGOIの全てがジャーマナイドになるように示されているが、未反応のGeが残存しても構わない。また、バックゲート電極形成に合金化は行わず、p型かn型にドーピングするのみでも構わない。
Next, as shown in FIG. 2D, the unreacted metal remaining on the
上記の工程により、GOI基板に対してnMOS領域200でのみ金属とGeの合金層が形成され、これによりnMOS用のバックゲート電極16が形成される。
Through the above process, an alloy layer of metal and Ge is formed only in the
次いで、図3(e)に示すように、nMOS領域200にジャーマナイドが形成されたGOI基板上に、InGaAs層18を貼り合わせる。貼り合わせ前に、適宜、化学機械研磨(CMP)等を用いて、GOI基板の表面平坦化処理を施しても良い。InGaAs層18としては、InP等の支持基板19上にエピタキシャル成長されたものを用いる。ここで、InGaAs層18は必ずしも単一組成である必要は無く、膜厚方向に組成が変調されていても構わない。
Next, as illustrated in FIG. 3E, the
貼り合わせに際しては、InGaAs層18上かGe層12及びジャーマナイド16上、若しくはその両方に絶縁膜17を堆積した後、貼り合わせ処理を行う。絶縁膜種はGOI基板と同様にSiO2 ,SiN,Al2O3,HfO2 等の絶縁膜や、それらの混合物を用いることができ、それらの膜厚は50nm程度以下とすることが望ましい。
At the time of bonding, an insulating
次いで、図3(f)に示すように、InP等のInGaAs層18の支持基板19を機械研磨、CMP、その他各種エッチング技術を用いて除去することで、InGaAs層18を表面に露出させる。この際、InGaAs層18の膜厚調整を行っても良い。InGaAs層18の膜厚は、GOI層の膜厚と同様に、100nm程度以下、さらに望ましくは50nm以下とすることが望ましい。
Next, as shown in FIG. 3F, the
次いで、図3(g)に示すように、フォトリソグラフィーでpMOS領域100のみ露出させた状態で、InGaAs層18及びその下の絶縁膜17を除去してpMOS領域100の表面にGe層12を露出させる。InGaAs層18のエッチングには、例えばリン酸と過酸化水素水の混合液が使用でき、絶縁膜17のエッチングには、例えばフッ化水素が利用できる。無論、ウェットエッチングではなくてドライエッチングを利用することも可能である。
Next, as shown in FIG. 3G, in a state where only the
次いで、図3(h)に示すように、pMOS領域100とnMOS領域200との素子分離を行う。即ち、pMOS領域100とnMOS領域200との境界部において、Ge層12,合金16,絶縁膜17,及びInGaAs層18を、エッチングにより除去する。さらに、Ge層12及び絶縁膜11を通してSi基板10の表面にn型不純物をイオン注入することにより、pMOS用のn+ 型Si領域(第1のバックゲート電極)13を形成する。
Next, as shown in FIG. 3H, element isolation between the
これ以降は、従来提案されているバックゲート付きSOI−CMOSプロセスを実施することで、nMOSFETのチャネルがInGaAs、pMOSFETのチャネルがGeで、それぞれが独立のバックゲートを有する、前記図1に示すようなCMOSを実現することが可能となる。 Thereafter, by performing a conventionally proposed SOI-CMOS with back gate, the nMOSFET channel is InGaAs, the pMOSFET channel is Ge, and each has an independent back gate, as shown in FIG. A simple CMOS can be realized.
具体的には、Ge層12及びInGaAs層18上に、Al2 O3 やHfO2 等のゲート絶縁膜21,31を介してTaN等のゲート電極22,32をそれぞれ形成し、ゲート部の側面に側壁絶縁膜24,34を形成する。そして、メタルS/D領域23,33を形成することにより、pMOSFET及びnMOSFETを形成する。ここで、pMOSFETとnMOSFETで同じ要素である、ゲート絶縁膜21,31、ゲート電極22,32、側壁絶縁膜24,34は、p,n共に同じ材料で同時に形成することができる。
Specifically, the
このように本実施形態によれば、nMOSFETとpMOSFETに独立にバックゲート電極を設けたCMOS構造において、nMOSFETとpMOSFETにそれぞれに適したチャネル材料を用いたデュアルチャネルCMOS構造を実現することができる。このため、CMOS−LSIの更なる低消費電力化をはかることが可能となる。 As described above, according to the present embodiment, a dual channel CMOS structure using channel materials suitable for the nMOSFET and the pMOSFET can be realized in the CMOS structure in which the back gate electrode is independently provided for the nMOSFET and the pMOSFET. For this reason, it is possible to further reduce the power consumption of the CMOS-LSI.
また、同一面にpMOS用とnMOS用の半導体層を設けるのではなく、pMOS用とnMOS用の半導体層11,18を別のレイヤーとしているので、基板張り合わせ時に高精度な位置合わせを行う必要はない。さらに、pMOS用とnMOS用の各バックゲート電極13,16にも段差を有するため、バックゲート電極13,16間の絶縁が容易になる利点もある。
In addition, since the pMOS and nMOS semiconductor layers 11 and 18 are not provided on the same surface, but the pMOS and nMOS semiconductor layers 11 and 18 are separate layers, it is necessary to perform high-precision alignment when bonding the substrates. Absent. Further, since the
(第2の実施形態)
図4は、第2の実施形態に係わる相補型半導体装置の素子構造を示す断面図である。なお、図1と同一部分には同一符号を付して、その詳しい説明は省略する。
(Second Embodiment)
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the element structure of the complementary semiconductor device according to the second embodiment. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to FIG. 1 and an identical part, and the detailed description is abbreviate | omitted.
本実施形態は、独立バックゲートを有するGe/InGaAs−CMOS構造であり、pMOSFET領域が上段となっている。 This embodiment has a Ge / InGaAs-CMOS structure having an independent back gate, and the pMOSFET region is in the upper stage.
第1の実施形態では、GOI基板を元基板とすることを前提としていたが、本実施形態では、InGaAs−OI基板を元基板として用いている。 In the first embodiment, it is assumed that the GOI substrate is a base substrate, but in this embodiment, an InGaAs-OI substrate is used as the base substrate.
n型Si基板40上に埋め込み絶縁膜11が形成され、nMOS領域200では、絶縁膜11上にInGaAs層(第1の半導体層)42が形成され、絶縁膜11下にp+ 型Si領域からなる第1のバックゲート電極43が形成されている。pMOS領域100では、絶縁膜11上にInGaAs合金からなる第2のバックゲート電極46、埋め込み絶縁膜17、及びGe層(第2の半導体層)48が形成されている。
The buried insulating
そして、Ge層48上にゲート絶縁膜21を介してゲート電極22が形成され、更にメタルS/D領域23を形成することにより、pMOSFETが構成されている。InGaAs層42上にゲート絶縁膜31を介してゲート電極32が形成され、更にメタルS/D領域33を形成することにより、nMOSFETが構成されている。
Then, the
本実施形態では、nMOSFETとpMOSFETの上下関係が第1の実施形態とは逆になるが、作製工程は第1の実施形態と実質的に同様である。 In this embodiment, the vertical relationship between the nMOSFET and the pMOSFET is opposite to that of the first embodiment, but the manufacturing process is substantially the same as that of the first embodiment.
このように本実施形態によれば、nMOSFETとpMOSFETに独立にバックゲート電極を設けたCMOS構造において、nMOSFETとpMOSFETにそれぞれに適したチャネル材料を用いたデュアルチャネルCMOS構造を実現することができる。従って、先の第1の実施形態と同様の効果が得られる。 As described above, according to the present embodiment, a dual channel CMOS structure using channel materials suitable for the nMOSFET and the pMOSFET can be realized in the CMOS structure in which the back gate electrode is independently provided for the nMOSFET and the pMOSFET. Therefore, the same effect as in the first embodiment can be obtained.
(変形例)
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではない。
(Modification)
The present invention is not limited to the above-described embodiments.
実施形態では、チャネル材料としてInGaAsとGeを用いたが、これらに限るものではなく、InSb,GaSb,SiGe,GeSnやそれらの化合物を採用することも可能である。例えば、nMOSFET領域には、電子移動度の高いGaAs,InGaAs,InAs,InSb等を用いるのが望ましく、pMOSFET領域には、正孔移動度の高いGe,SiGe,GeSn等を用いるのが望ましい。さらに、チャネル以外の各部の材料、組成、膜厚等の条件は、仕様に応じて適宜変更可能である。 In the embodiment, InGaAs and Ge are used as channel materials. However, the present invention is not limited to these, and InSb, GaSb, SiGe, GeSn, and compounds thereof can also be employed. For example, it is desirable to use GaAs, InGaAs, InAs, InSb or the like having high electron mobility for the nMOSFET region, and Ge, SiGe, GeSn or the like having high hole mobility is desirably used for the pMOSFET region. Furthermore, conditions such as the material, composition, and film thickness of each part other than the channel can be appropriately changed according to the specifications.
また、pMOS及びnMOSの各バックゲート電極は、不純物のドープによるもの、又は金属との合金によるものの何れを選択しても良い。さらに、S/D領域は必ずしもメタルにする必要はなく、不純物ドープで形成することも可能である。 In addition, the back gate electrodes of the pMOS and nMOS may be selected from impurities doped or alloys with metals. Furthermore, the S / D region is not necessarily made of metal, and can be formed by impurity doping.
また、第1のバックゲート電極は、pMOS領域とnMOS領域の素子形成後ではなく、予めGOI基板の時点で形成しても良い。さらに、Geへの不純物イオン中によるダメージを防止するために、Ge層を形成する前に支持基板の表面部に選択的に形成しても良い。 Further, the first back gate electrode may be formed in advance at the time of the GOI substrate, not after the formation of the elements in the pMOS region and the nMOS region. Further, in order to prevent damage to Ge due to impurity ions, it may be selectively formed on the surface portion of the support substrate before the Ge layer is formed.
また、製造方法は、必ずしも前記図2及び図3に説明した工程に限定されるものではなく、第1の半導体層と第2の半導体層を別々のレイヤーに形成し、第1の半導体層又はその合金で第2の半導体層のバックゲートを形成できる方法であればよい。 In addition, the manufacturing method is not necessarily limited to the steps described in FIGS. 2 and 3, and the first semiconductor layer and the second semiconductor layer are formed in separate layers, and the first semiconductor layer or Any method can be used as long as the back gate of the second semiconductor layer can be formed using the alloy.
本発明の幾つかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。 Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.
10…p型Si基板
11…埋め込み絶縁膜(第1の絶縁体層)
12…Ge層(第1の半導体層)
13…n+ 型Si領域(第1のバックゲート電極)
14…マスク材
15…金属膜
16…Ge合金(第2のバックゲート電極)
17…埋め込み絶縁膜(第2の絶縁体層)
18…InGaAs層(第2の半導体層)
19…InP基板
21,31…ゲート絶縁膜
22,32…ゲート電極
23,33…S/D領域
24,34…側壁絶縁膜
40…n型Si基板
42…InGaAs層(第1の半導体層)
43…p+ 型Si領域(第1のバックゲート電極)
46…InGaAs合金層(第2のバックゲート電極)
48…Ge層(第2の半導体層)
100…pMOS領域
200…nMOS領域
10 ... p-
12 ... Ge layer (first semiconductor layer)
13... N + type Si region (first back gate electrode)
14 ... Mask material 15 ...
17 ... Embedded insulating film (second insulator layer)
18 ... InGaAs layer (second semiconductor layer)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 19 ...
43... P + type Si region (first back gate electrode)
46. InGaAs alloy layer (second back gate electrode)
48 ... Ge layer (second semiconductor layer)
100 ...
Claims (11)
前記第1の半導体層に形成された第1導電型MOSFETと、
前記第1の絶縁体層の下の前記第1導電型MOSFETに対応する位置に形成された第1のバックゲート電極と、
第1の絶縁体層上の別の一部に形成された第2のバックゲート電極と、
前記第2のバックゲート電極上に形成された第2の絶縁体層と
前記第2の絶縁体層上に形成された、前記第1の半導体層とは材料の異なる第2の半導体層と、
前記第2の半導体層に形成された第2導電型MOSFETと、
を具備したことを特徴とする相補型半導体装置。 A first semiconductor layer formed in part on the first insulator layer;
A first conductivity type MOSFET formed in the first semiconductor layer;
A first back gate electrode formed at a position corresponding to the first conductivity type MOSFET under the first insulator layer;
A second back gate electrode formed on another portion of the first insulator layer;
A second insulator layer formed on the second back gate electrode; a second semiconductor layer formed on the second insulator layer and made of a different material from the first semiconductor layer;
A second conductivity type MOSFET formed in the second semiconductor layer;
A complementary semiconductor device comprising:
前記第1の半導体層がGeで形成され、前記第2の半導体層がInxGa1-xAs(0<x<1)で形成されていることを特徴とする請求項1記載の相補型半導体装置。 The first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type,
The complementary type according to claim 1, wherein the first semiconductor layer is made of Ge, and the second semiconductor layer is made of In x Ga 1-x As (0 <x <1). Semiconductor device.
前記第1の半導体層がInxGa1-xAs(0<x<1)で形成され、前記第2の半導体層がGeで形成されていることを特徴とする請求項1記載の相補型半導体装置。 The first conductivity type is n-type, the second conductivity type is p-type,
2. The complementary type according to claim 1, wherein the first semiconductor layer is made of In x Ga 1-x As (0 <x <1), and the second semiconductor layer is made of Ge. Semiconductor device.
前記第1の半導体層及び前記nMOS用バックゲート電極上に第2の絶縁体層を形成する工程と、
前記第2の絶縁体層上に、基板貼り合わせ技術を用いて、前記第1の半導体層とは材料の異なる第2の半導体層を形成する工程と、
前記第1の領域内の前記第2の半導体層及び前記第2の絶縁体層を除去する工程と、
前記第1の絶縁体層の前記第1の領域下にpMOS用バックゲート電極を形成する工程と、
前記第2の半導体層及び前記第2の絶縁体層の除去により露出した前記第1の半導体層にpMOSFETを形成し、前記第2の半導体層にnMOSFETを形成する工程と、
を含むことを特徴とする相補型半導体装置の製造方法。 A first region where a pMOSFET is to be formed is covered with a mask material for the first semiconductor layer formed on the first insulator layer, and the first region is formed in a second region where an nMOSFET is to be formed. Forming an nMOS back gate electrode made of an alloy obtained by reacting a semiconductor layer and a metal;
Forming a second insulator layer on the first semiconductor layer and the nMOS back gate electrode;
Forming a second semiconductor layer made of a material different from that of the first semiconductor layer on the second insulator layer using a substrate bonding technique;
Removing the second semiconductor layer and the second insulator layer in the first region;
Forming a back gate electrode for pMOS under the first region of the first insulator layer;
Forming a pMOSFET in the first semiconductor layer exposed by removing the second semiconductor layer and the second insulator layer, and forming an nMOSFET in the second semiconductor layer;
A method of manufacturing a complementary semiconductor device, comprising:
前記第1の半導体層及び前記pMOS用バックゲート電極上に第2の絶縁体層を形成する工程と、
前記第2の絶縁体層上に、基板貼り合わせ技術を用いて、前記第1の半導体層とは材料の異なる第2の半導体層を形成する工程と、
前記第1の領域内の前記第2の半導体層及び前記第2の絶縁体層を除去する工程と、
前記第1の絶縁体層の前記第1の領域下にnMOS用バックゲート電極を形成する工程と、
前記第2の半導体層及び前記第2の絶縁体層の除去により露出した前記第1の半導体層にnMOSFETを形成し、前記第2の半導体層にpMOSFETを形成する工程と、
を含むことを特徴とする相補型半導体装置の製造方法。 A first semiconductor layer formed on the first insulator layer is covered with a mask material in a first region where an nMOSFET is to be formed, and the first region is formed in a second region where a pMOSFET is to be formed. Forming a back gate electrode for pMOS made of an alloy obtained by reacting a semiconductor layer and a metal;
Forming a second insulator layer on the first semiconductor layer and the pMOS back gate electrode;
Forming a second semiconductor layer made of a material different from that of the first semiconductor layer on the second insulator layer using a substrate bonding technique;
Removing the second semiconductor layer and the second insulator layer in the first region;
Forming an nMOS back gate electrode under the first region of the first insulator layer;
Forming an nMOSFET in the first semiconductor layer exposed by removing the second semiconductor layer and the second insulator layer, and forming a pMOSFET in the second semiconductor layer;
A method of manufacturing a complementary semiconductor device, comprising:
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JP2018006412A (en) * | 2016-06-28 | 2018-01-11 | 学校法人東北学院 | Semiconductor device |
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