JP4600811B2 - Soiデバイスにおけるドープ領域の形成方法 - Google Patents
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Description
即ち、そうした完全空乏型SOI構造においてドレイン18Aの電界の力線の少なくとも若干は、比較的高い膜厚(200nm〜360nm)の埋め込み層11Bを介してトランジスタ10のチャンネル領域12に結合する傾向がある。若干の事例では、ドレイン18Aの電界は、事実上、トランジスタ10を起動させるために動作する場合がある。理論的にいえば、そうした問題は、埋め込み酸化層11Bの膜厚を削減することによって、及び/又はバルク基板11Aのドーピング濃度を増やすことによって、減少され得る。しかし、そうした動作が行われた場合、ドレイン/ソース領域18A,18Bとバルク基板11A間の接合キャパシタンスを増やす傾向があり、そうすることで、SOIテクノロジーの主要な有利性の一つが損なわれる、即ち、そのようなキャパシタンスを減少させることである。
反対に、例えば、ハイエンドサーバのようなかなり高レベルのパフォーマンスアプリケーションにおいて、動作速度は、集積回路製品における最も要請される特性であり得る。それ故、これらの状況において、比較的低い閾値電圧(VT)を有するトランジスタを備えた集積回路製品を形成することが、求められ得る。現在ある設計技術は、結果として製造されたトランジスタと集積回路デバイスが少なくとも競合する利益という点で受け入れ可能であるパフォーマンス特性を顕示するような設計技術を選択することによって、これらのコンピュータ問題の均衡をはかることを試みている。そのようなパフォーマンス特性が各々の状況において理想的ではないかもしれないとしてもである。これに代えて、これらの競合する利益を満たすために、希望的には小さいスケールでの製品設計を改良するための努力がなされている。例えば、集積回路製造者が、モバイルコンピュータアプリケーション又は電話通信アプリケーション用のパーツを多数注文された場合、電力消費を削減するための努力において、製品の改変を行う場合がある。それが動作速度の多少の減少を意味するとしてもである。
ドープ領域34は、おおよそ80nm〜100nmの深さ38を有することができ、以下に詳細が記載されるイオン注入プロセスによって形成されてよい。ドープ領域34上に形成されたトランジスタ32の1以上の動作特性を改善するように記載された方法によって、ドープ領域34にバイアスをかけるために、コンタクト35は、与えられる。
もう一つの例として、高レベルのパフォーマンスサーバのOEMは、要請された電圧(±VA)が、要請されたドープ領域34に1以上のマイクロプロセッサ又はASIC等のトランジスタ32の若干又はすべてにサーバ内でかなり高速度特性を顕示することを生じさせるためにマイクロプロセッサに融合してよいし、配線してよい。そのような性能は、要請された電気的特性を顕示するコンシューマプロダクトを提供することにおいて比較的高い柔軟性をもって提供し、製品の種々の形式に関して消費者の需要において、改変に適応するために比較的高水準の柔軟性でOEMに提供し得る。適切な電圧(VA)が、集積回路製品における適切なドープ領域34に印加されてよいように集積回路製品に融合し、又は配線するために利用される物理学上のステップは、当業者にとって、周知である。
一実施形態によると、この方法は、活性層、埋め込み層及びバルク基板で構成されたSOI基板を形成する過程と、ドープ領域上におけるSOI基板に複数のトランジスタと、ドープ領域にコンタクトを形成する過程を含む。更なる実施形態において、この方法は、複数のトランジスタの少なくとも1の閾値電圧を種々に変化させるためにドープ領域に電圧を印加する過程を含む。もう1つの例示的な実施形態によると、ドープ領域34の複数のトランジスタは、単一の製品ダイによって定義される領域にバルク基板30Aに形成され、複数のトランジスタ32が、ドープ領域34の各々に形成される。本文に記載されたように、ドープ領域上に形成された1つ以上のトランジスタ32の動作特性を種々に変化させるために様々な電圧が、1以上のドープ領域34に印加されてよい。
Claims (24)
- 活性層30C、埋め込み絶縁層30B、及びバルク基板30Aを含むSOI基板30を用意し、
前記活性層30Cの下における前記バルク基板30A上にドープ領域34を形成し、
前記SOI基板30の前記ドープ領域34上のエリアに複数のトランジスタ32を形成し、
コンタクト35を前記SOI基板30を通じて前記ドープ領域34に形成する、方法であって、
前記バルク基板30Aにおける前記ドープ領域34は、前記活性層30C及び前記埋め込み絶縁層30Bを通じ、かつ前記ドープ領域34を越えて前記バルク基板30Aに伸長している絶縁領域36によって形成されている、方法。 - 前記複数のトランジスタ32のうち少なくとも一つの閾値電圧を変化させるように、前記ドープ領域34に電圧を印加する、
請求項1記載の方法。 - 前記活性層30Cと前記ドープ領域34とは同じドーパント形式でドープされる、
請求項1記載の方法。 - 前記活性層30Cと前記ドープ領域34とは異なるドーパント形式でドープされる、
請求項1記載の方法。 - 前記SOI基板30上の前記ドープ領域34上のエリアへの複数のトランジスタ32の形成では、前記SOI基板30上の前記ドープ領域34上のエリアに複数のNMOS及びPMOSトランジスタ32を形成する、
請求項1記載の方法。 - 前記ドープ領域34は、N型ドーパント材料でドープされ、前記複数のトランジスタ32の過半数は、PMOSトランジスタである、
請求項1記載の方法。 - 前記ドープ領域34は、P型ドーパント材料でドープされ、及び前記複数のトランジスタ32の過半数は、NMOSトランジスタである、
請求項1記載の方法。 - 前記ドープ領域34は、N型ドーパント材料でドープされ、及び前記複数のトランジスタ32は、PMOSトランジスタのみで構成されている、
請求項1記載の方法。 - 前記ドープ領域34は、P型ドーパント材料でドープされ、及び前記複数のトランジスタ32は、NMOSトランジスタのみで構成されている、
請求項1記載の方法。 - 前記バルク基板30Aへのドープ領域34の形成では、前記バルク基板30Aに複数のドープ領域34を形成する、
請求項1記載の方法。 - 前記バルク基板30Aへのドープ領域34の形成では、前記ドープ領域34を形成するためにイオン注入プロセスを実行する、
請求項1記載の方法。 - 前記バルク基板30Aにドープ領域34を形成する過程は、1e 1 4 ions/cm 2 〜1e 1 6 ions/cm 2 のドーパント量で、ドーパント材料のイオン注入プロセスを実行する過程を含む、
請求項1記載の方法。 - 前記バルク基板30Aへのドープ領域34の形成では、更に、製品ダイによって限定されるエリアにおける前記バルク基板30Aに複数のドープ領域34を形成し、かつ、
複数のトランジスタ32が前記複数のドープ領域34の各々に形成される、
請求項1記載の方法。 - 複数のドープ領域34の形成では、少なくとも一つのN型領域34と、少なくとも一つのP型領域34と、を含む、
請求項13記載の方法。 - 更に、コンタクト35を前記複数のドープ領域の各々に形成する、
請求項13記載の方法。 - 前記複数のトランジスタ32は、少なくとも幾つかのPMOSトランジスタで構成され、前記ドープ領域34は、N型ドーパント材料でドープされ、
前記トランジスタ32のうち少なくとも1つの閾値電圧を変化させるための前記ドープ領域34に電圧の印加では、少なくとも幾つかの前記PMOSトランジスタの前記閾値電圧を増やすために前記N型ドープ領域に正電圧を印加する、
請求項2記載の方法。 - 前記複数のトランジスタ32は、少なくとも幾つかはNMOSトランジスタで構成され、かつ、前記ドープ領域34はP型ドーパント材料でドープされ、前記トランジスタ32のうち少なくとも一つの閾値電圧を変化させるための前記ドープ領域34への電圧の印加では、少なくとも幾つかの前記NMOSトランジスタの前記閾値電圧を小さくするために前記P型ドープ領域に正電圧を印加する過程を含む、
請求項2記載の方法。 - 前記複数のトランジスタ32は、少なくとも幾つかはPMOSトランジスタで構成され、かつ、前記ドープ領域34はN型ドーパント材料でドープされ、前記トランジスタ32のうち少なくとも一つの閾値電圧を変化させるための前記ドープ領域34への電圧の印加では、少なくとも幾つかの前記PMOSトランジスタの前記閾値電圧を小さくするために前記N型ドープ領域に負電圧を印加する過程を含む、
請求項2記載の方法。 - 前記複数のトランジスタ32は、少なくとも若干のNMOSトランジスタで構成され、及び前記ドープ領域34は、一P型ドーパント材料でドープされ、トランジスタの少なくとも1の閾値電圧を種々に変化させるために、前記ドープ領域に電圧を印加する過程は、少なくとも若干の前記NMOSトランジスタの前記閾値電圧を増やすために前記P型ドープ領域に負電圧を印加する過程を含む、
請求項2記載の方法。 - 少なくとも一つの集積回路製品で構成されたコンシューマプロダクト64を用意し、前記集積回路製品は、SOI基板のバルク基板30Aに形成されたドープ領域34上の活性層30Cに形成された複数のトランジスタ32を含み、前記ドープ領域34は、前記活性層30Cの下に形成され、
前記集積回路製品64のアクティビティレベルを検出し、
前記ドープ領域34に所定の大きさ及び極性の電圧を印加し、前記印加された電圧の大きさと極性は、前記集積回路製品64の前記検出されたアクティビティレベルに基づいて判断される、方法であって、
前記バルク基板30Aにおける前記ドープ領域34は、前記活性層30C及び埋め込み絶縁層30Bを通じ、かつ前記ドープ領域34を越えて前記バルク基板30Aに伸長している絶縁領域36によって形成されている、方法。 - 前記コンシューマプロダクトの用意においては、パーソナルコンピュータ、携帯コンピュータ、携帯電話、デジタルカメラ、パーソナルデジタルアシスタント、及びワイヤレスインタラクト機器のうち少なくとも一つが用意される、
請求項20記載の方法。 - 前記集積回路製品64は、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセス、アプリケーション仕様集積回路製品、メモリトレイ及びロジックデバイスの少なくとも一つを含む、
請求項20記載の方法。 - 前記集積回路製品64のアクティビティレベルの検出では、前記集積回路製品が意図された機能の実行レートを検出する、
請求項20記載の方法。 - 前記所定の大きさ及び極性の電圧のドープ領域34への印加では、前記印加された電圧の大きさと極性が前記集積回路製品64の前記感知されたアクティビティレベルに基づいて判断され、前記ドープ領域34に形成された前記複数のトランジスタ32の少なくとも一つの閾値電圧を変化させるような大きさ及び極性を有する電圧を前記ドープ領域34に印加し、前記印加された電圧の前記大きさと極性とは、前記集積回路製品の前記検出されたアクティビティレベルに基づいて判断される、
請求項20記載の方法。
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