JPH0213829B2 - - Google Patents
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- JPH0213829B2 JPH0213829B2 JP54047244A JP4724479A JPH0213829B2 JP H0213829 B2 JPH0213829 B2 JP H0213829B2 JP 54047244 A JP54047244 A JP 54047244A JP 4724479 A JP4724479 A JP 4724479A JP H0213829 B2 JPH0213829 B2 JP H0213829B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78606—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
- H01L29/78609—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device for preventing leakage current
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- 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
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
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- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
- H01L29/78651—Silicon transistors
- H01L29/78654—Monocrystalline silicon transistors
- H01L29/78657—SOS transistors
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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- Thin Film Transistor (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はシリコン・オン・サフアイア型（SOS
型）の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下
MOSトランジスタという）に関するものである。
型）の絶縁ゲート型電界効果トランジスタ（以下
MOSトランジスタという）に関するものである。
SOS型のMOSトランジスタはその名の示すよ
うに、サフアイヤのような優れた絶縁物基板上に
エピタキシヤル成長させた半導体被膜をもとにし
てMOSトランジスタを形成したものであつて、
基板が絶縁物であるため素子間は電気的に完全に
分離され、配線の寄生容量が小さくできる利点を
有している。しかし同時にソースとドレーン間の
チヤネルの形成さるべき半導体層（以下チヤネル
形成層という）も他から完全に電気的に分離され
てしまうので、信号が小さいときは動作特性が不
安定になり、このため素子の用途が限定されると
いう欠点があつた。又サフアイア表面の汚れは完
全には除去し得ないので、ソースドレーン間のリ
ークの原因となるなど、特性劣化の要因となつて
いた。
うに、サフアイヤのような優れた絶縁物基板上に
エピタキシヤル成長させた半導体被膜をもとにし
てMOSトランジスタを形成したものであつて、
基板が絶縁物であるため素子間は電気的に完全に
分離され、配線の寄生容量が小さくできる利点を
有している。しかし同時にソースとドレーン間の
チヤネルの形成さるべき半導体層（以下チヤネル
形成層という）も他から完全に電気的に分離され
てしまうので、信号が小さいときは動作特性が不
安定になり、このため素子の用途が限定されると
いう欠点があつた。又サフアイア表面の汚れは完
全には除去し得ないので、ソースドレーン間のリ
ークの原因となるなど、特性劣化の要因となつて
いた。
したがつて本発明の目的は、特性の安定した
SOS型のMOSトランジスタを得ようとするもの
であり、更に具体的にいえば、チヤネル形成層の
電位を安定させると共に、基板表面のソースドレ
ーン間のリークを最小ならしめようとするもので
ある。
SOS型のMOSトランジスタを得ようとするもの
であり、更に具体的にいえば、チヤネル形成層の
電位を安定させると共に、基板表面のソースドレ
ーン間のリークを最小ならしめようとするもので
ある。
すなわち本発明によれば、実質的に平らな表面
を有する絶縁物基板上に、第１導電型のソース
層、第２導電型のチヤネル形成層、および第１導
電型のドレーン層から成る活性領域が形成され、
更に前記チヤネル形成層上にゲート絶縁層および
ゲート導電層が順次積み重つて形成されて成る
SOS型の絶縁ゲート型トランジスタにおいて、前
記絶縁基板の表面の部分に、前記ゲート絶縁層の
部位から前記活性領域の外部に通じる溝が形成さ
れており、而してこの溝の中には、前記チヤネル
形成層の下側に接続し且つ外部において電圧を印
加し得る第２導電型の高導電層が形成されている
ことを特徴とする絶縁ゲート型トランジスタが得
られる。
を有する絶縁物基板上に、第１導電型のソース
層、第２導電型のチヤネル形成層、および第１導
電型のドレーン層から成る活性領域が形成され、
更に前記チヤネル形成層上にゲート絶縁層および
ゲート導電層が順次積み重つて形成されて成る
SOS型の絶縁ゲート型トランジスタにおいて、前
記絶縁基板の表面の部分に、前記ゲート絶縁層の
部位から前記活性領域の外部に通じる溝が形成さ
れており、而してこの溝の中には、前記チヤネル
形成層の下側に接続し且つ外部において電圧を印
加し得る第２導電型の高導電層が形成されている
ことを特徴とする絶縁ゲート型トランジスタが得
られる。
次に図面を参照てし詳しく説明する。
第１図は従来のSOS型のMOSトランジスタの
構成を示した図で、ａは上面図、ｂはａのＡ−
A′線における断面図をそれぞれ表わしている。
なお図を分り易くするため、ａの上面図において
は酸化被膜は無いものとしてあらわしている。そ
してａとｂの両図を併用してこの従来の素子がど
のようにして形成されるかを説明しておく。まず
サフアイア基板１１の実質的に平らな表面上に厚
さ0.5〜1.0μm程度のシリコンのｐ型エピタキシヤ
ル被膜１２を成長させる。そしてMOSトランジ
スタとしてのソース領域およびドレーン領域に高
濃度のn+不純物を拡散してソース電極層１３お
よびドレーン電極層１４を形成し、次にこれら両
電極層およびそれらの中間の領域のエピタキシヤ
ル層１５（合わせて活性領域という）をマスクで
覆い、エピタキシヤル被膜１２のマスクで覆つて
いない部分を酸化して酸化被膜１６を形成する。
このとき中間領域に残されたｐ型エピタキシヤル
層１５は素子としてのチヤネル形成層となる。こ
こで少なくともこのチヤネル形成層１５を覆うよ
うに0.1μm以下の薄い酸化シリコン層１７（ゲー
ト絶縁層となる）を形成し、更にこのチヤネル形
成層以外の部分に1μm程度の厚い酸化被膜１８を
形成する。この酸化被膜１８は先に示した酸化被
膜１６と共にフイールド酸化膜と呼んでもよい。
次にコンタクト孔１９と２０をあけ、おのおのの
先端部がこれら２つの孔とゲート絶縁層１７にそ
れぞれ接するようにアルミニウム導電層２１，２
２および２３を同時に形成する。
構成を示した図で、ａは上面図、ｂはａのＡ−
A′線における断面図をそれぞれ表わしている。
なお図を分り易くするため、ａの上面図において
は酸化被膜は無いものとしてあらわしている。そ
してａとｂの両図を併用してこの従来の素子がど
のようにして形成されるかを説明しておく。まず
サフアイア基板１１の実質的に平らな表面上に厚
さ0.5〜1.0μm程度のシリコンのｐ型エピタキシヤ
ル被膜１２を成長させる。そしてMOSトランジ
スタとしてのソース領域およびドレーン領域に高
濃度のn+不純物を拡散してソース電極層１３お
よびドレーン電極層１４を形成し、次にこれら両
電極層およびそれらの中間の領域のエピタキシヤ
ル層１５（合わせて活性領域という）をマスクで
覆い、エピタキシヤル被膜１２のマスクで覆つて
いない部分を酸化して酸化被膜１６を形成する。
このとき中間領域に残されたｐ型エピタキシヤル
層１５は素子としてのチヤネル形成層となる。こ
こで少なくともこのチヤネル形成層１５を覆うよ
うに0.1μm以下の薄い酸化シリコン層１７（ゲー
ト絶縁層となる）を形成し、更にこのチヤネル形
成層以外の部分に1μm程度の厚い酸化被膜１８を
形成する。この酸化被膜１８は先に示した酸化被
膜１６と共にフイールド酸化膜と呼んでもよい。
次にコンタクト孔１９と２０をあけ、おのおのの
先端部がこれら２つの孔とゲート絶縁層１７にそ
れぞれ接するようにアルミニウム導電層２１，２
２および２３を同時に形成する。
以上のようにして構成された従来のSOS型の
MOSトランジスタにおいては、チヤネル形成層
１５は、側方が酸化被膜１６と１８により他の部
分から絶縁されていることはふつうのMOS型ト
ランジスタと同じであるが、下方もサフアイア基
板１１により他から絶縁されている。したがつて
はじめに述べたように、チヤネル形成層１５の電
位が浮き、トランジスタとしての動作特性は信号
が小さい時には不安定になり、このため信号の大
きいときにしか使用できないという欠点があつ
た。なお上記の製造方法において、酸化被膜１６
を形成する代りにこの部分を除去することもある
が、結果的には全く同じである。又サフアイア基
板１１の表面にはどうしても取り切れない汚れが
残るもので、このためソース電極層とドレーン電
極層１４の間には若干のリーク電流が流れるが、
これがトランジスタとしての特性劣化をもたらす
要因となつていた。
MOSトランジスタにおいては、チヤネル形成層
１５は、側方が酸化被膜１６と１８により他の部
分から絶縁されていることはふつうのMOS型ト
ランジスタと同じであるが、下方もサフアイア基
板１１により他から絶縁されている。したがつて
はじめに述べたように、チヤネル形成層１５の電
位が浮き、トランジスタとしての動作特性は信号
が小さい時には不安定になり、このため信号の大
きいときにしか使用できないという欠点があつ
た。なお上記の製造方法において、酸化被膜１６
を形成する代りにこの部分を除去することもある
が、結果的には全く同じである。又サフアイア基
板１１の表面にはどうしても取り切れない汚れが
残るもので、このためソース電極層とドレーン電
極層１４の間には若干のリーク電流が流れるが、
これがトランジスタとしての特性劣化をもたらす
要因となつていた。
第２図は本発明の一実施例であるSOS型の
MOSトランジスタの構成を示した図で、ａは上
面図、ｂはａのＢ−B′線における断面図をそれ
ぞれ表わしている。なおａの上面図においては第
１図と同じく酸化被膜は無いものとしてあらわし
ている。まずサフアイア基板に、トランジスタと
してのチヤネル形成層の領域およびこれから他の
特定の部位もしくは他のトランジスタのチヤネル
形成層まで延びる帯状領域に溝を切り、第２図に
３１で示すような絶縁物基板を形成し、その上で
p+の高不純物濃度の被膜を溝の深さとほぼ同じ
厚さだけ気相成長させ、次いでp+被膜の前記の
溝を切つた領域以外の部分をエツチングし、これ
によつて溝の中にp+の高不純物濃度層３２が形
成される。次にこの溝付きサフアイア基体３１の
表面にｐ型エピタキシヤル被膜３３を形成する。
このエピタキシヤル被膜は第１図のｐ型エピタキ
シヤル被膜１２と全く同じである。以下第１図の
従来の場合と全く同じ手法で、n+高濃度不純物
によりソース電極層３４とドレーン電極層３５を
形成し、活性領域以外を酸化して酸化被膜３６を
形成し、薄いゲート酸化層３７および厚い酸化被
膜３８を上面に形成し、コンタクト孔３９と４０
をあけた上でアルミニウム導電層４１，４２およ
び４３を被着させ、かくして本発明のSOS型
MOSトランジスタが形成される。
MOSトランジスタの構成を示した図で、ａは上
面図、ｂはａのＢ−B′線における断面図をそれ
ぞれ表わしている。なおａの上面図においては第
１図と同じく酸化被膜は無いものとしてあらわし
ている。まずサフアイア基板に、トランジスタと
してのチヤネル形成層の領域およびこれから他の
特定の部位もしくは他のトランジスタのチヤネル
形成層まで延びる帯状領域に溝を切り、第２図に
３１で示すような絶縁物基板を形成し、その上で
p+の高不純物濃度の被膜を溝の深さとほぼ同じ
厚さだけ気相成長させ、次いでp+被膜の前記の
溝を切つた領域以外の部分をエツチングし、これ
によつて溝の中にp+の高不純物濃度層３２が形
成される。次にこの溝付きサフアイア基体３１の
表面にｐ型エピタキシヤル被膜３３を形成する。
このエピタキシヤル被膜は第１図のｐ型エピタキ
シヤル被膜１２と全く同じである。以下第１図の
従来の場合と全く同じ手法で、n+高濃度不純物
によりソース電極層３４とドレーン電極層３５を
形成し、活性領域以外を酸化して酸化被膜３６を
形成し、薄いゲート酸化層３７および厚い酸化被
膜３８を上面に形成し、コンタクト孔３９と４０
をあけた上でアルミニウム導電層４１，４２およ
び４３を被着させ、かくして本発明のSOS型
MOSトランジスタが形成される。
以上のようにして形成されたMOSトランジス
タにおいては、チヤネル形成層４４はp+の高不
純物濃度層３２に直接に被着されている。したが
つてチヤネル形成層４３の電圧を外部から設定で
きることとなり、この電圧として一定電圧、たと
えばふつうのトランジスタの基板の電圧に相当す
る一定電圧を用いれば、信号が小さい場合でもト
ランジスタの動作特性は安定する。すなわちトラ
ンジスタとしての用途が従来のものより非常に大
きくなる。又ソース電極層３４とドレーン電極層
３５の間のサフアイア表面の距離が、サフアイア
表面全体が平面の場合に比べてこの第２図におい
ては溝の周囲分だけ長くなり、その分だけリーク
電流を少なくすることができる。又半導体の電気
的特性はサフアイアに接する部分においてサフア
イア表面の汚れのため劣化するものであるが、従
来のSOS型のMOSトランジスタではチヤネル形
成層１５自体が直接この影響を受けてしまうのに
対して、本発明の素子においては劣化の原因が溝
の底部にまではなれてしまつてチヤネル形成層４
４はその悪影響を受けることがなくなる。更にｐ
型エピタキシヤル被膜３３を形成する場合および
その後における熱処理において、p+の高不純物
濃度層３２中の不純物が一部ｐ型のエピタキシヤ
ル層４３に下面から拡散して入り、このためチヤ
ネル形成時における空乏層の延びがより制約さ
れ、パンチスルー、しきい値電圧の向上などの効
果をもたらす。
タにおいては、チヤネル形成層４４はp+の高不
純物濃度層３２に直接に被着されている。したが
つてチヤネル形成層４３の電圧を外部から設定で
きることとなり、この電圧として一定電圧、たと
えばふつうのトランジスタの基板の電圧に相当す
る一定電圧を用いれば、信号が小さい場合でもト
ランジスタの動作特性は安定する。すなわちトラ
ンジスタとしての用途が従来のものより非常に大
きくなる。又ソース電極層３４とドレーン電極層
３５の間のサフアイア表面の距離が、サフアイア
表面全体が平面の場合に比べてこの第２図におい
ては溝の周囲分だけ長くなり、その分だけリーク
電流を少なくすることができる。又半導体の電気
的特性はサフアイアに接する部分においてサフア
イア表面の汚れのため劣化するものであるが、従
来のSOS型のMOSトランジスタではチヤネル形
成層１５自体が直接この影響を受けてしまうのに
対して、本発明の素子においては劣化の原因が溝
の底部にまではなれてしまつてチヤネル形成層４
４はその悪影響を受けることがなくなる。更にｐ
型エピタキシヤル被膜３３を形成する場合および
その後における熱処理において、p+の高不純物
濃度層３２中の不純物が一部ｐ型のエピタキシヤ
ル層４３に下面から拡散して入り、このためチヤ
ネル形成時における空乏層の延びがより制約さ
れ、パンチスルー、しきい値電圧の向上などの効
果をもたらす。
以上本発明を一実施例について説明したが、本
発明はこれに限定されるものでないことはいうま
でもない。たとえばソース電極層３４やドレーン
電極層３５のもとであるエピタキシヤル被膜３３
にｐ型のものを用いたが、これをｎ型のものに
し、他の部分の半導体の導電型をそれに適したも
のにしてもよい。
発明はこれに限定されるものでないことはいうま
でもない。たとえばソース電極層３４やドレーン
電極層３５のもとであるエピタキシヤル被膜３３
にｐ型のものを用いたが、これをｎ型のものに
し、他の部分の半導体の導電型をそれに適したも
のにしてもよい。
第１図は従来のSOS型のMOSトランジスタの
構成を示した図であつて、ａは上面図、ｂは断面
図をあらわしており、第２図は本発明の装置の一
実施例の構成を示した図であり、ａは上面図、ｂ
は断面図をそれぞれあらわしている。 記号の説明：３１はサフアイア基板、３２は
p+の高不純物濃度層、３３はｐ型エピタキシヤ
ル被膜、３４はソース電極層、３５はドレーン電
極層、３６は酸化被膜、３７はゲート絶縁層、３
８は酸化被膜、４１，４２および４３はいずれも
アルミ導電層、４４はチヤネル形成層をそれぞれ
あらわしている。
構成を示した図であつて、ａは上面図、ｂは断面
図をあらわしており、第２図は本発明の装置の一
実施例の構成を示した図であり、ａは上面図、ｂ
は断面図をそれぞれあらわしている。 記号の説明：３１はサフアイア基板、３２は
p+の高不純物濃度層、３３はｐ型エピタキシヤ
ル被膜、３４はソース電極層、３５はドレーン電
極層、３６は酸化被膜、３７はゲート絶縁層、３
８は酸化被膜、４１，４２および４３はいずれも
アルミ導電層、４４はチヤネル形成層をそれぞれ
あらわしている。
Claims (1)
- １ 実質的に平らな表面を有する絶縁物基板上
に、第１導電型のソース電極層、第２導電型のチ
ヤネル形成層、および第１導電型のドレーン電極
層から成る活性領域が形成され、更に前記チヤネ
ル形成層上にゲート絶縁層およびゲート導電層が
順次積み重つて形成されて成るSOS型の絶縁ゲー
ト型トランジスタにおいて、前記絶縁基板の表面
の部分に、前記ゲート絶縁層の部位から前記活性
領域の外部に通じる溝が形成されており、而して
この溝の中には、前記チヤネル形成層の下側に接
続し且つ外部において電圧を印加し得る第２導電
型の高導電層が形成されていることを特徴とする
絶縁ゲート型トランジスタ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4724479A JPS55140270A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Insulated gate transistor |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4724479A JPS55140270A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Insulated gate transistor |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS55140270A JPS55140270A (en) | 1980-11-01 |
| JPH0213829B2 true JPH0213829B2 (ja) | 1990-04-05 |
Family
ID=12769809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4724479A Granted JPS55140270A (en) | 1979-04-19 | 1979-04-19 | Insulated gate transistor |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS55140270A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5867066A (ja) * | 1981-10-16 | 1983-04-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 絶緑ゲート型電界効果半導体装置の作製方法 |
| JPH0812917B2 (ja) * | 1985-02-13 | 1996-02-07 | 日本電気株式会社 | Ｍｉｓトランジスタの動作方法およびｍｉｓトランジスタ |
| US5238857A (en) * | 1989-05-20 | 1993-08-24 | Fujitsu Limited | Method of fabricating a metal-oxide-semiconductor device having a semiconductor on insulator (SOI) structure |
| GB2358084B (en) * | 2000-01-07 | 2004-02-18 | Seiko Epson Corp | Semiconductor transistor |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5034176A (ja) * | 1973-07-30 | 1975-04-02 | ||
| JPS51114077A (en) * | 1975-03-31 | 1976-10-07 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS51135373A (en) * | 1975-05-20 | 1976-11-24 | Agency Of Ind Science & Technol | Semiconductor device |
-
1979
- 1979-04-19 JP JP4724479A patent/JPS55140270A/ja active Granted
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5034176A (ja) * | 1973-07-30 | 1975-04-02 | ||
| JPS51114077A (en) * | 1975-03-31 | 1976-10-07 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device |
| JPS51135373A (en) * | 1975-05-20 | 1976-11-24 | Agency Of Ind Science & Technol | Semiconductor device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS55140270A (en) | 1980-11-01 |
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