JP2528537B2 - 電界効果トランジスタ - Google Patents
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66007—Multistep manufacturing processes
- H01L29/66075—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
- H01L29/66227—Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
- H01L29/66409—Unipolar field-effect transistors
- H01L29/66477—Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
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- H01L29/16—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L29/161—Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed including, apart from doping materials or other impurities, only elements of Group IV of the Periodic Table including two or more of the elements provided for in group H01L29/16, e.g. alloys
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- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/778—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface
- H01L29/7782—Field effect transistors with two-dimensional charge carrier gas channel, e.g. HEMT ; with two-dimensional charge-carrier layer formed at a heterojunction interface with confinement of carriers by at least two heterojunctions, e.g. DHHEMT, quantum well HEMT, DHMODFET
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Description
【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明は、一般に半導体デバイスに関し、具体的に
は、キャリヤの移動性を改善するためのゲルマニウムを
含有したチャネルを備えた金属酸化物電界効果トランジ
スタに関している。
は、キャリヤの移動性を改善するためのゲルマニウムを
含有したチャネルを備えた金属酸化物電界効果トランジ
スタに関している。
B.従来の技術及びその課題 電界効果トランジスタは、ソース、ソースから離隔し
たドレイン、及びソースとドレインの間に配設されたゲ
ートを含む水平型デバイスである。チャネル領域は、ゲ
ートの下部ならびにソースとドレインの間に載置されて
いる。金属酸化物電界効果トランジスタは、チャネルの
上部に配設された酸化物層に付設された金属電極を有す
る。ゲート電極に印加された電圧が、チャネル内のソー
スからドレインへの電流の流れを制御する。このような
MOSFET装置は、広範囲に使用されており、シリコンとそ
の酸化物である二酸化ケイ素とのやや独特の組合せを使
用するので、容易に製作される。
たドレイン、及びソースとドレインの間に配設されたゲ
ートを含む水平型デバイスである。チャネル領域は、ゲ
ートの下部ならびにソースとドレインの間に載置されて
いる。金属酸化物電界効果トランジスタは、チャネルの
上部に配設された酸化物層に付設された金属電極を有す
る。ゲート電極に印加された電圧が、チャネル内のソー
スからドレインへの電流の流れを制御する。このような
MOSFET装置は、広範囲に使用されており、シリコンとそ
の酸化物である二酸化ケイ素とのやや独特の組合せを使
用するので、容易に製作される。
シリコンは、半導体材料であり、適切なドーピングに
よってその導電性を変えることができる。これと対照的
に、二酸化ケイ素は、すぐれた絶縁体である。シリコン
と二酸化ケイ素の間の界面は、非常に高度の電気的性質
をもつように形成することができる。つまり、シリコン
のエネルギーのバンドギャップ内の電子界面状態の密度
が極めて低い。二酸化ケイ素層は、下側にある基板を酸
化することによって形成することができる。更に、二酸
化ケイ素は、エッチャントを含む多数の既知の加工剤と
あまり反応しない。したがって、二酸化ケイ素は、中間
の製造工程中にマスクとしても用いられる。
よってその導電性を変えることができる。これと対照的
に、二酸化ケイ素は、すぐれた絶縁体である。シリコン
と二酸化ケイ素の間の界面は、非常に高度の電気的性質
をもつように形成することができる。つまり、シリコン
のエネルギーのバンドギャップ内の電子界面状態の密度
が極めて低い。二酸化ケイ素層は、下側にある基板を酸
化することによって形成することができる。更に、二酸
化ケイ素は、エッチャントを含む多数の既知の加工剤と
あまり反応しない。したがって、二酸化ケイ素は、中間
の製造工程中にマスクとしても用いられる。
半導体としてのシリコンの欠点の一つに、その電子移
動性がある。シリコン中の電子の通過が、シリコン原子
の結晶格子構造によって制限される。ゲルマニウムなど
の他の材料は、より高度のキャリヤ移動性が可能なエネ
ルギー・バンド構造を有する。このようなより高度のキ
ャリヤの移動性は望ましい。
動性がある。シリコン中の電子の通過が、シリコン原子
の結晶格子構造によって制限される。ゲルマニウムなど
の他の材料は、より高度のキャリヤ移動性が可能なエネ
ルギー・バンド構造を有する。このようなより高度のキ
ャリヤの移動性は望ましい。
というのは、キャリヤの移動性が、デバイスの切換え
速度を最終的に決定するからである。切換え速度が速く
なれば、所与のデバイスが、所定の単位時間内により多
くの動作を実施できる。
速度を最終的に決定するからである。切換え速度が速く
なれば、所与のデバイスが、所定の単位時間内により多
くの動作を実施できる。
ゲルマニウムとシリコンの合金層は、この合金層が充
分薄ければ、シリコン基板上で成長させることができる
ことが判明している。ゲルマニウムの結晶の格子間隔
は、シリコンの結晶の格子間隔より大きいので、ゲルマ
ニウムとシリコンの合金を有する層は、ひずみがかかっ
ている。ゲルマニウムの結晶格子は、圧縮されて、いわ
ゆる擬似形態層を生ずる。K.カスパ（Casper）「Si/SiG
e超格子構造の不適切な成長（Growth Improrieties of
Si/SiGe Superlattices）」、MSS−II Proceedings、日
本、京都、1975年９月、p.703、及びD.V.ラング（Lan
g）他「GeXSi1-X/Si緊張層ヘテロ構造のバンドギャップ
の測定（Measurement of the Band Gap of GeXSi1-X/Si
Strained Layer Heterostructures）」、Applied Phys
ics Letters、47（1985年）、p.1333を参照されたい。
このような緊張層に関して、他の研究者は、この種のデ
バイスでは、シリコン／合金の界面層に２次元の電子及
び正孔ガス層が形成される可能性があることを実証して
いる。このようなデバイスでは、高い電子と正孔の移動
性が得られたと報告されている。G.アブストレイター
（Abstreiter）他「Si/GeXSi1-X緊張層の超格子におけ
る２次元電子ガス系」、MSS−II Proceedings、日本、
京都、1985年９月、p.717を参照のこと。
分薄ければ、シリコン基板上で成長させることができる
ことが判明している。ゲルマニウムの結晶の格子間隔
は、シリコンの結晶の格子間隔より大きいので、ゲルマ
ニウムとシリコンの合金を有する層は、ひずみがかかっ
ている。ゲルマニウムの結晶格子は、圧縮されて、いわ
ゆる擬似形態層を生ずる。K.カスパ（Casper）「Si/SiG
e超格子構造の不適切な成長（Growth Improrieties of
Si/SiGe Superlattices）」、MSS−II Proceedings、日
本、京都、1975年９月、p.703、及びD.V.ラング（Lan
g）他「GeXSi1-X/Si緊張層ヘテロ構造のバンドギャップ
の測定（Measurement of the Band Gap of GeXSi1-X/Si
Strained Layer Heterostructures）」、Applied Phys
ics Letters、47（1985年）、p.1333を参照されたい。
このような緊張層に関して、他の研究者は、この種のデ
バイスでは、シリコン／合金の界面層に２次元の電子及
び正孔ガス層が形成される可能性があることを実証して
いる。このようなデバイスでは、高い電子と正孔の移動
性が得られたと報告されている。G.アブストレイター
（Abstreiter）他「Si/GeXSi1-X緊張層の超格子におけ
る２次元電子ガス系」、MSS−II Proceedings、日本、
京都、1985年９月、p.717を参照のこと。
重正孔バンドに対して軽正孔バンドのエネルギーを減
少させる合金層内のひずみによって、このような系にお
ける正孔の移動性が高まることがある。この系では、伝
導帯及び価電子帯の不連続性は比較的低い。バンド・ギ
ャップの不連続性が伝導帯と価電子帯の間にどのように
分配されるかは正確には知られていない。しかし、小さ
な不連続性が、シリコン上の小さなショットキー・バリ
アとあいまって、この種のデバイスの商品化を非常に難
しくしている疑いがある。
少させる合金層内のひずみによって、このような系にお
ける正孔の移動性が高まることがある。この系では、伝
導帯及び価電子帯の不連続性は比較的低い。バンド・ギ
ャップの不連続性が伝導帯と価電子帯の間にどのように
分配されるかは正確には知られていない。しかし、小さ
な不連続性が、シリコン上の小さなショットキー・バリ
アとあいまって、この種のデバイスの商品化を非常に難
しくしている疑いがある。
通常のMOSFET技術では、シリコンと二酸化ケイ素の間
のバリアの高さは、非常に高いが、これは、ゲートの漏
えい電流を極めて少なく出来るという好ましい効果をも
つ。この界面は、無定形の絶縁体や結晶性の半導体の間
にあり、したがって電子や正孔を激しく散乱させて、そ
れらの移動性を低下させるという好ましくない性質を持
っている。
のバリアの高さは、非常に高いが、これは、ゲートの漏
えい電流を極めて少なく出来るという好ましい効果をも
つ。この界面は、無定形の絶縁体や結晶性の半導体の間
にあり、したがって電子や正孔を激しく散乱させて、そ
れらの移動性を低下させるという好ましくない性質を持
っている。
したがって、シリコンに対する単結晶界面を有するゲ
ルマニウム合金のチャネルを備え、またシリコン及び二
酸化ケイ素の作動ならびに製作上の利点を有するゲルマ
ニム合金のチャネルの利点を多少なりとも取り込むこと
が望ましい。
ルマニウム合金のチャネルを備え、またシリコン及び二
酸化ケイ素の作動ならびに製作上の利点を有するゲルマ
ニム合金のチャネルの利点を多少なりとも取り込むこと
が望ましい。
米国特許第4556895号には、ゲルマニウム・チャネ
ル、及びチャネル上に付着したシリコンまたは二酸化ケ
イ素層を有するデバイスが開示されている。前記のデバ
イスは、ゲルマニウム・チャネルと次層の間に、単一の
バンド・ギャップを具備している。酸化物層が熱形成さ
れるという開示はされていない。熱形成方法は、そのデ
バイスの性質上不適当である。酸化物層の熱形成法は、
広範囲に用いられている技術である。
ル、及びチャネル上に付着したシリコンまたは二酸化ケ
イ素層を有するデバイスが開示されている。前記のデバ
イスは、ゲルマニウム・チャネルと次層の間に、単一の
バンド・ギャップを具備している。酸化物層が熱形成さ
れるという開示はされていない。熱形成方法は、そのデ
バイスの性質上不適当である。酸化物層の熱形成法は、
広範囲に用いられている技術である。
米国特許第4529455号には、シリコンとゲルマニウム
の合金層上に付着したシリコン層を酸化する方法が開示
されている。シリコン層全体が酸化されるので、これら
２層の間には単一のエネルギー・バンド・ギャップしか
存在しない。酸化物層と合金層との間に残りのシリコン
層はない。
の合金層上に付着したシリコン層を酸化する方法が開示
されている。シリコン層全体が酸化されるので、これら
２層の間には単一のエネルギー・バンド・ギャップしか
存在しない。酸化物層と合金層との間に残りのシリコン
層はない。
上述の特許はいずれも、シリコン／二酸化ケイ素の
系、デバイス及び工程に、ゲルマニウム合金層を有する
デバイスを適合させるというデバイスまたは方法を記載
していない。
系、デバイス及び工程に、ゲルマニウム合金層を有する
デバイスを適合させるというデバイスまたは方法を記載
していない。
C.課題を解決するための手段 本発明は、従来技術のデバイスの表面状態の欠点を解
決し、かつ合金層の表面にシリコン層を配設し、シリコ
ン層を部分酸化することによって、シリコン／二酸化ケ
イ素系の利点を維持するものである。ゲルマニウムとシ
リコンを含む合金層を、シリコン基板の上面に成長させ
る。この合金層は、適切な擬形態的（pseudomorphic）
で、転位のない成長のために、充分に薄くする。シリコ
ン層を、前記合金層に付設する。最初のシリコン層は、
合金層の２倍ないし３倍の厚さである。シリコン層の上
部分約2/3は、熱酸化、または陽極酸化、あるいはプラ
ズマ陽極化により酸化する。二酸化ケイ素と合金層の間
に残存しているシリコン層は、シリコンと二酸化ケイ素
の間に寄生チャネルが形成されないよう、充分に薄くす
る。この系を、次に従来の手段によって処理して、ｎ−
チャネルまたはｐ−チャネルMOSFETデバイスを形成する
ことができる。
決し、かつ合金層の表面にシリコン層を配設し、シリコ
ン層を部分酸化することによって、シリコン／二酸化ケ
イ素系の利点を維持するものである。ゲルマニウムとシ
リコンを含む合金層を、シリコン基板の上面に成長させ
る。この合金層は、適切な擬形態的（pseudomorphic）
で、転位のない成長のために、充分に薄くする。シリコ
ン層を、前記合金層に付設する。最初のシリコン層は、
合金層の２倍ないし３倍の厚さである。シリコン層の上
部分約2/3は、熱酸化、または陽極酸化、あるいはプラ
ズマ陽極化により酸化する。二酸化ケイ素と合金層の間
に残存しているシリコン層は、シリコンと二酸化ケイ素
の間に寄生チャネルが形成されないよう、充分に薄くす
る。この系を、次に従来の手段によって処理して、ｎ−
チャネルまたはｐ−チャネルMOSFETデバイスを形成する
ことができる。
ゲルマニウム合金製のチャネルは、このようにして、
チャネル層の両表面でシリコン結晶構造体によって適切
に境界づけされる。二酸化ケイ素とシリコンの間のバリ
アの高さが非常に高いので、キャリヤがうまく閉じ込め
られる。上部シリコン層と合金層の間には、別のより小
さなバンド不連続がある。適切な電圧を印加すると、合
金層と上部シリコン層の間の界面には高移動性の電荷キ
ャリヤの領域が生ずる。この領域は、２次元の電子及び
正孔ガスを含有している。ｐドープ・デバイスでは、こ
の領域は、界面に２次元の正孔ガスをもたらす。この２
次元の正孔ガス中では、陽電荷キャリヤは、チャネルの
下で極めて高度の移動性を有する。
チャネル層の両表面でシリコン結晶構造体によって適切
に境界づけされる。二酸化ケイ素とシリコンの間のバリ
アの高さが非常に高いので、キャリヤがうまく閉じ込め
られる。上部シリコン層と合金層の間には、別のより小
さなバンド不連続がある。適切な電圧を印加すると、合
金層と上部シリコン層の間の界面には高移動性の電荷キ
ャリヤの領域が生ずる。この領域は、２次元の電子及び
正孔ガスを含有している。ｐドープ・デバイスでは、こ
の領域は、界面に２次元の正孔ガスをもたらす。この２
次元の正孔ガス中では、陽電荷キャリヤは、チャネルの
下で極めて高度の移動性を有する。
本発明のMOSFETデバイスは、シリコン及び二酸化ケイ
素の上部層を含有しているので、デバイスの残りの加工
工程は従来通りである。したがって、上部二酸化ケイ素
層は、マスク用として使用でき、また後で絶縁ゲート電
極の一部として絶縁用に使用できる。
素の上部層を含有しているので、デバイスの残りの加工
工程は従来通りである。したがって、上部二酸化ケイ素
層は、マスク用として使用でき、また後で絶縁ゲート電
極の一部として絶縁用に使用できる。
上述の本発明の特徴は、添付の図面と共に以下の好ま
しい実施例に関する記述を参照すれば、より明らかにな
るだろう。
しい実施例に関する記述を参照すれば、より明らかにな
るだろう。
D.実施例 第１図には、本発明のMOSFETデバイス10が全体として
示されている。トランジスタ10は、シリコンの基板１を
有する。合金層２が、シリコン基板１の上面に擬形態的
に形成されている。合金層２は、GeXSi1-Xから成る。た
だし、“x"は、ゲルマニウムの含有量である。一般に、
合金層２内に存在するゲルマニウムの量は、合金層２に
おける緊張を解放しない程度の量とすることができる。
すなわち、合金層２内のゲルマニウムの割合は、１％と
99％の間の範囲としてよく、50％が好ましい。
示されている。トランジスタ10は、シリコンの基板１を
有する。合金層２が、シリコン基板１の上面に擬形態的
に形成されている。合金層２は、GeXSi1-Xから成る。た
だし、“x"は、ゲルマニウムの含有量である。一般に、
合金層２内に存在するゲルマニウムの量は、合金層２に
おける緊張を解放しない程度の量とすることができる。
すなわち、合金層２内のゲルマニウムの割合は、１％と
99％の間の範囲としてよく、50％が好ましい。
第１図の層３及び４と同等の厚さの他のシリコン層
が、合金層２上にエピタキシャル付着されている。シリ
コン層の上部は、酸化されて二酸化ケイ素の層４を形成
している。二酸化ケイ素層４の一部分は、ソース接点７
及びドレイン接点８を受けるべく、残りのシリコン層３
を露出させるために、エッチングまたは他の方法で除去
されている。ゲート６が、層４上に配設されている。合
金層２内のチャネル領域９が、ゲート６の下方、ソース
接点７とドレイン接点８の間に配設されている。
が、合金層２上にエピタキシャル付着されている。シリ
コン層の上部は、酸化されて二酸化ケイ素の層４を形成
している。二酸化ケイ素層４の一部分は、ソース接点７
及びドレイン接点８を受けるべく、残りのシリコン層３
を露出させるために、エッチングまたは他の方法で除去
されている。ゲート６が、層４上に配設されている。合
金層２内のチャネル領域９が、ゲート６の下方、ソース
接点７とドレイン接点８の間に配設されている。
シリコン層３は、加工してｎ−チャネルあるいはｐ−
チャネルMOSFETにすることができる。以下の説明では、
デバイスをｐ−チャネルMOSFETに加工するものと仮定す
る。しかし、当業者には自明のごとく、ｎ−チャネル・
ドーピングも可能である。
チャネルMOSFETにすることができる。以下の説明では、
デバイスをｐ−チャネルMOSFETに加工するものと仮定す
る。しかし、当業者には自明のごとく、ｎ−チャネル・
ドーピングも可能である。
層１のSiバッファ層は、たとえば約2000Åの、都合の
よい厚さでよい。
よい厚さでよい。
層２は、擬似形態的な単結晶性構造を維持するに充分
な適切な厚さである。すなわち、20ないし300Åの範囲
の厚さである。
な適切な厚さである。すなわち、20ないし300Åの範囲
の厚さである。
層３は、どの程度酸化されるかに応じて、非常に薄く
なければならない。酸化後の厚さは、約20Åである。
なければならない。酸化後の厚さは、約20Åである。
層４は、高度の相互コンダクタンスFETを実現するた
め、約100Åとかなり薄くなければならない。
め、約100Åとかなり薄くなければならない。
デバイス10の各層の典型的な厚さは、次の通りであ
る。合金層２は10nm、上部シリコン層３は5nm、二酸化
ケイ素層４は10nmである。後者は、最初に形成されたシ
リコン層の上部を部分酸化することによって形成され
る。酸化は、加熱によるか、またはプラズマ陽極化によ
って行なえる。他のシリコン層３は、層３と４の間の界
面に寄生チャネルが形成されないように、充分に薄く形
成されている。
る。合金層２は10nm、上部シリコン層３は5nm、二酸化
ケイ素層４は10nmである。後者は、最初に形成されたシ
リコン層の上部を部分酸化することによって形成され
る。酸化は、加熱によるか、またはプラズマ陽極化によ
って行なえる。他のシリコン層３は、層３と４の間の界
面に寄生チャネルが形成されないように、充分に薄く形
成されている。
次に第２図参照すると、電圧がゲート電極６に印加さ
れていない場合の第１図のデバイスのエネルギー・バン
ド図が示されている。この状態では、上側二酸化ケイ素
層４とシリコン層３との間に大きなバリアがある。シリ
コン層３と合金層２の間に、別のバンド不連続がある。
基板１もシリコンなので、このバンド・ギャップは、層
３と同レベルに戻る。第２図では、伝導帯と価電子帯の
不連続性は、大体等しく示してある。たとえば、伝導帯
の不連続性が、価電子帯の不連続性よりずっと小さい場
合には、本発明の利点は、主としてｐ−チャネル・デバ
イスに関わることになる。
れていない場合の第１図のデバイスのエネルギー・バン
ド図が示されている。この状態では、上側二酸化ケイ素
層４とシリコン層３との間に大きなバリアがある。シリ
コン層３と合金層２の間に、別のバンド不連続がある。
基板１もシリコンなので、このバンド・ギャップは、層
３と同レベルに戻る。第２図では、伝導帯と価電子帯の
不連続性は、大体等しく示してある。たとえば、伝導帯
の不連続性が、価電子帯の不連続性よりずっと小さい場
合には、本発明の利点は、主としてｐ−チャネル・デバ
イスに関わることになる。
負電圧がゲート６に印加されると、バンド図は、第３
図に示すように変化する。酸化物層４が、ゲート電極６
から電流が漏えいするのを防止する。したがって、電極
６にかけた負電圧によって形成された電界が、合金層２
とシリコン層３の界面５に大量の正キャリヤを引きつけ
る。正キャリヤすなわち正孔のこの集中は、２次元の形
状をとる。界面５における２つの結晶層の緊張した界面
では、界面における正電荷キャリヤは高度の移動性を有
し、ソース７とドレイン８の間の界面５に対してほぼ２
次元方向に移動する。
図に示すように変化する。酸化物層４が、ゲート電極６
から電流が漏えいするのを防止する。したがって、電極
６にかけた負電圧によって形成された電界が、合金層２
とシリコン層３の界面５に大量の正キャリヤを引きつけ
る。正キャリヤすなわち正孔のこの集中は、２次元の形
状をとる。界面５における２つの結晶層の緊張した界面
では、界面における正電荷キャリヤは高度の移動性を有
し、ソース７とドレイン８の間の界面５に対してほぼ２
次元方向に移動する。
より具体的には、２次元の正孔ガスが界面５に形成さ
れる。ゲルマニウムは、シリコンよりすぐれた正孔運搬
特性を有する。チャネルの運搬特性は、デバイス構造10
によって改善される。というのは、正孔は、層３と４の
間の界面ではなく界面５に閉じ込められるからである。
合金層が緊張状態にあるために、軽正孔バンドのエネル
ギーが低下するので、正孔運搬特性は更に改善される。
基板の効果は、合金層２と基板１の間に形成された界面
によってヘテロ接合が閉じ込められるため減少する。
れる。ゲルマニウムは、シリコンよりすぐれた正孔運搬
特性を有する。チャネルの運搬特性は、デバイス構造10
によって改善される。というのは、正孔は、層３と４の
間の界面ではなく界面５に閉じ込められるからである。
合金層が緊張状態にあるために、軽正孔バンドのエネル
ギーが低下するので、正孔運搬特性は更に改善される。
基板の効果は、合金層２と基板１の間に形成された界面
によってヘテロ接合が閉じ込められるため減少する。
二酸化ケイ素層４とシリコン層３の間の界面は、界面
状態の密度が低い。というのは、二酸化ケイ素層４は、
シリコン層３の上に熱成長されているからである。この
ようなタイプの形成方法は、従来のシリコンをベースに
した加工技術と両立しうるものである。したがって、集
積回路製作の残りの工程を用いて、相補型集積回路、つ
まりｎドープ及びｐドープされたデバイスの両方を含む
回路を容易に作成することができる。
状態の密度が低い。というのは、二酸化ケイ素層４は、
シリコン層３の上に熱成長されているからである。この
ようなタイプの形成方法は、従来のシリコンをベースに
した加工技術と両立しうるものである。したがって、集
積回路製作の残りの工程を用いて、相補型集積回路、つ
まりｎドープ及びｐドープされたデバイスの両方を含む
回路を容易に作成することができる。
以上、本発明の好ましい実施例について述べて来た
が、当業者には自明のごとく、本発明の範囲から逸脱す
ることなく、他の変形、変更、追加、及び削除を加える
ことが可能である。
が、当業者には自明のごとく、本発明の範囲から逸脱す
ることなく、他の変形、変更、追加、及び削除を加える
ことが可能である。
E.発明の効果 本発明により、キャリヤの移動性が改善された電界効
果トランジスタが達成された。
果トランジスタが達成された。
第１図は、本発明の好ましい実施例の断面図である。 第２図は、ゲート電圧をかけない場合の本発明によるデ
バイスのエネルギー・バンド図である。 第３図は、ゲートを付勢した場合の本発明によるデバイ
スのエネルギー・バンド図である。 １……基板、２……合金層、３……シリコン層、４……
酸化ケイ素層、６……ゲート電極、７……ソース接点、
８……ドレイン接点、９……チャネル領域、10……トラ
ンジスタ・デバイス。
バイスのエネルギー・バンド図である。 第３図は、ゲートを付勢した場合の本発明によるデバイ
スのエネルギー・バンド図である。 １……基板、２……合金層、３……シリコン層、４……
酸化ケイ素層、６……ゲート電極、７……ソース接点、
８……ドレイン接点、９……チャネル領域、10……トラ
ンジスタ・デバイス。
Claims (2)
- 【請求項１】ソース及びドレイン接点間のチャネル中の
電流が、前記チャネル上に配設されたゲートに印加され
る電位によって影響される電界効果トランジスタであっ
て、 第１の単結晶性半導体材料から成る基板と、 前記第１の半導体材料と第２の半導体材料との合金から
成る前記基板上に配設された、ひずみのかかった疑似形
態的なエピタキシャル層と、 前記疑似形態的なエピタキシャル層上に配設された半導
体材料から成るエピタキシャル層と、 前記半導体材料から成るエピタキシャル層に配設され
た、その上にゲート電極を有する半導体材料の酸化物層
と、 前記疑似形態的なエピタキシャル層を厚さ方向に横切
り、前記基板に達するように設けられたソース領域及び
ドレイン領域とを備え、 前記ソース領域及びドレイン領域の側面間の前記疑似形
態的なエピタキシャル層をチャネル層とすることを特徴
とする 電界効果トランジスタ。 - 【請求項２】ソース及びドレイン接点間のチャネル中の
電流が、前記チャネル近傍のゲートに印加される電位に
よって影響される電界効果トランジスタであって、 単結晶基板上に配設されたGeXSi1-X合金から成る、ひず
みのかかった疑似形態的なエピタキシャル層と、 前記疑似形態的なエピタキシャル層上に配設されたシリ
コンのエピタキシャル層と、 前記シリコンのエピタキシャル層と接触して形成され、
その上にゲート電極を有する二酸化けい素の層と、 前記疑似形態的なエピタキシャル層を厚さ方向に横切
り、前記単結晶基板に達するように設けられたソース領
域及びドレイン領域とを備え、 前記ソース領域及びドレイン領域の側面間の前記疑似形
態的なエピタキシャル層をチャネル層とすることを特徴
とする 電界効果トランジスタ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US351630 | 1989-05-15 | ||
| US07/351,630 US5019882A (en) | 1989-05-15 | 1989-05-15 | Germanium channel silicon MOSFET |
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| JP2528537B2 true JP2528537B2 (ja) | 1996-08-28 |
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ID=23381671
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| US (1) | US5019882A (ja) |
| EP (1) | EP0397987A1 (ja) |
| JP (1) | JP2528537B2 (ja) |
| CA (1) | CA1298670C (ja) |
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| US5272361A (en) * | 1989-06-30 | 1993-12-21 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Field effect semiconductor device with immunity to hot carrier effects |
| US5272365A (en) * | 1990-03-29 | 1993-12-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Silicon transistor device with silicon-germanium electron gas hetero structure channel |
| JPH03280437A (ja) * | 1990-03-29 | 1991-12-11 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
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