JPH02196436A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

Info

Publication number
JPH02196436A
JPH02196436A JP1391589A JP1391589A JPH02196436A JP H02196436 A JPH02196436 A JP H02196436A JP 1391589 A JP1391589 A JP 1391589A JP 1391589 A JP1391589 A JP 1391589A JP H02196436 A JPH02196436 A JP H02196436A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
channel
semiconductor
semiconductor device
channel layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP1391589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hidekazu Murakami
英一 村上
Kiyokazu Nakagawa
清和 中川
Taku Oshima
卓 大嶋
Hiroyuki Eto
江藤 浩幸
Masanobu Miyao
正信 宮尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP1391589A priority Critical patent/JPH02196436A/en
Priority to EP19900101415 priority patent/EP0380077A3/en
Publication of JPH02196436A publication Critical patent/JPH02196436A/en
Priority to US07/759,772 priority patent/US5241197A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)

Abstract

PURPOSE:To realize a high speed element by constituting a channel layer of Ge semiconductor and making the channel layer be sandwiched between layers of Si or SiGe mixed crystal. CONSTITUTION:A channel layer 2 in which carrier travels is constituted of a Ge semiconductor layer buried in a semiconductor layer. The channel laver 2 constituted of Ge semiconductor is sandwiched between layers 3 of Si or SiGe mixed crystal. For example, on an Si substrate 1, the following are arranged; the channel laver 2 of Ge, the Si layer 3 formed on both sides of the channel layer 2, a gate electrode 4, and a source.drain 5, 6. An SiGe mixed layer may be used instead of the Si layer 3. At least a part of the layer 3 formed on both sides of the channel layer 2 is desirably doped with P-type impurity. The thickness of each layer is desirably as follows; the Ge channel layer 2 is 200Angstrom or less, and the Si or SiGe mixed layer 3 formed on both sides of the channel layer 2 is also 200Angstrom or less.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置に係り、特に高い移動度を有する
電界効果型の半導体装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a semiconductor device, and particularly to a field effect type semiconductor device having high mobility.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来、Si及びG a A s 、 AjGaAsなど
の化合物半導体を用いた電界効果トランジスタにおいて
、キャリヤの走行するチャネル層を、半導体中に埋め込
んだ構造が提案されている。埋め込みチャネルを形成す
るためには、キャリヤ(電子またはホール)を閉じ込め
るためにポテンシャルのくぼみを形成する必要がある。
Conventionally, in field effect transistors using Si and compound semiconductors such as GaAs and AjGaAs, a structure has been proposed in which a channel layer through which carriers travel is embedded in the semiconductor. To form a buried channel, it is necessary to create a potential depression to confine carriers (electrons or holes).

このために、バンド構造の異なる異種半導体のへテロ構
造を用いる方法と、選択的に不純物のドーピングを行う
ことでポテンシャル分布をつくる方法とがよく知られて
いる。
For this purpose, a method of using a heterostructure of different types of semiconductors having different band structures, and a method of creating a potential distribution by selectively doping impurities are well known.

第2図(a)は、前者の一例であり、バンドギャップの
大きいGaAlAsにはさまれたG a A s層をチ
ャネルとしているs GaAlAs層より供給された電
子がポテンシャル井戸となるG a A s層に閉じ込
められて走行する。これは1通常ダブルへテロMODF
ET (変調ドープ電界効果トランジスタ)と呼ばれて
いる。(例えば、K 、 Inoue他、ジャパニーズ
・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス、第2
3巻第2 (1984年)第L61から63頁(JPN
、 J、 Appl、 phys、 VoQ、23&2
(1984)ppL61〜63)参照) 一方、第2図(b)は、後者の一例であり、Si中にn
型不純物のドーピングされた薄膜を設け、ドーパントイ
オンによりつくられるポテンシャルで井戸を形成し、1
!子を供給すると共に、チャネル層としている。これは
、通常doped channelFETと呼ばれてい
る。(例えば、A、 A、 Gorku+s他、ジャパ
ニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィジックス
、第26巻第12 (1987年)第L1933から1
936頁(TPN、 J 、 Appl、 phys−
Vo Q 、 26& 12(1987)ppL193
3〜1936)参照)前者のMODFETは、チャネル
に不純物イオンが存在しないため、不純物散乱がなく高
い移動度を示すことが特長であり、後者のdoped 
channel FETは、チャネルのキャリヤ濃度を
大きくできることが特長である。
Figure 2 (a) is an example of the former, in which the channel is a GaAs layer sandwiched between GaAlAs with a large bandgap. Electrons supplied from the GaAlAs layer form a potential well. It runs trapped in layers. This is 1 normal double hetero MODF
It is called ET (modulation doped field effect transistor). (For example, K., Inoue et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol.
Volume 3, No. 2 (1984), pages L61 to 63 (JPN
, J, Appl, phys, VoQ, 23 & 2
(1984) ppL61-63)) On the other hand, Figure 2(b) is an example of the latter, with n in Si.
A thin film doped with type impurities is provided, and a well is formed using the potential created by the dopant ions.
! It also serves as a channel layer. This is commonly called a doped channel FET. (For example, A. Gorku+s et al., Japanese Journal of Applied Physics, Vol. 26, No. 12 (1987) No. L1933-1.
936 pages (TPN, J, Appl, phys-
Vo Q, 26 & 12 (1987) ppL193
3-1936)) The former MODFET is characterized by the absence of impurity ions in the channel, so there is no impurity scattering and high mobility;
A channel FET is characterized in that the carrier concentration in the channel can be increased.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかるに、上記構造は、SiあるいはGaAsなとの物
性に起因した問題点を有している。すなわち、G a 
A sは、高い電子移動度(室温で8600d / V
 5ee)を有するが、ホール移動度は小さい。
However, the above structure has problems due to the physical properties of Si or GaAs. That is, Ga
A s has a high electron mobility (8600 d/V at room temperature
5ee), but the hole mobility is small.

(室温で250 cxl/ V−sac)従って、n型
と共にP mMODFETを形成し、相補的な論理回路
を棉成する際に問題となっている。また、Siのdop
edchannel FETでは、チャネル内に存在す
る不純物イオンによる散乱によって、移動度が、ドーピ
ングしないものに比べ約1桁低下するという問題がある
(250 cxl/V-sac at room temperature) Therefore, it is a problem when forming P mMODFETs with n-type and creating complementary logic circuits. Also, dop of Si
An edchannel FET has a problem in that its mobility is reduced by about one order of magnitude compared to an undoped device due to scattering caused by impurity ions present in the channel.

本発明の目的は、上記問題点を解決する電界効果トラン
ジスタを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a field effect transistor that solves the above problems.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、キャリヤの走行するチャネル層が半導体中
に埋め込まれた構造の半導体装置において、従来用いら
れていたSi及びG a A sなどの代わりに、チャ
ネル層としてGoを用いることにより達成される。
The above object is achieved by using Go as the channel layer instead of conventionally used Si, GaAs, etc. in a semiconductor device having a structure in which the channel layer in which carriers travel is embedded in the semiconductor. .

より具体的な手段の開示としては、上述のMOOFFT
構造において、第1図(a)の如<Ga層をSjあるい
は5iGe混晶層ではさんだ構造を用いるか、あるいは
、上述のdoped channel FETにおいて
、第1図(b)の如くその材料とじてSiの代わりにG
eを用いる。
As a disclosure of more specific means, the above-mentioned MOOFT
In the structure, a structure in which a Ga layer is sandwiched between Sj or 5iGe mixed crystal layers as shown in FIG. 1(a) is used, or in the above doped channel FET, Si is used as the material as shown in FIG. 1(b). G instead of
Use e.

ここで、上述のMODFET構造において、Ge層の上
下の層の組成はS i 1−XG ex/ G e /
S i 1−X’ G ex’構造の如く互いに異なっ
ても良く、また、S 1t−xGax/Ge/S 1t
−xGaxloe・・・構造の如く複数のGa層をSi
あるいはSiGe混晶層ではさみ、超格子構造としても
良い、また、上記S−iあるいは5iGe混晶層には不
純物としてp型不純物をドーピングするのが好ましL’
s 一方上述のdoped channel FETにおい
ては、上記Ga層に不純物としてn型不純物をドーピン
グするのが好ましい。
Here, in the above-mentioned MODFET structure, the composition of the layers above and below the Ge layer is S i 1-XG ex/G e /
They may be different from each other such as S i 1-X'G ex' structure, and S 1t-xGax/Ge/S 1t
-xGaxloe... As shown in the structure, multiple Ga layers are
Alternatively, it may be sandwiched between SiGe mixed crystal layers to form a superlattice structure.Also, it is preferable to dope the Si or 5iGe mixed crystal layer with a p-type impurity as an impurity.
s On the other hand, in the above-mentioned doped channel FET, it is preferable to dope the Ga layer with an n-type impurity as an impurity.

〔作用〕[Effect]

Goは、Si及びG a A sなどに比較して、いく
つかの電気伝導上の特徴を有している。第3図は、Si
、Of3.GaA+sについて、ドーピング濃度と移動
度との関係を示した弔のである。
Go has several electrical conductivity characteristics compared to Si, GaAs, and the like. Figure 3 shows Si
, Of3. This is a diagram showing the relationship between doping concentration and mobility for GaA+s.

Gsの特徴は、ホール移動度が、低ドーピング領域でi
 900at/V・seeと極めて大きいこと、及び電
子移動度がドーピング濃度を10”cll−”から10
”cn−”に増やしても、約−程度にしか減少しないこ
とである。
The characteristic of Gs is that the hole mobility is i in the low doping region.
The electron mobility is extremely large at 900 at/V·see, and the doping concentration is 10"cll-" to 10.
Even if it is increased to "cn-", it will only decrease to about -.

前者の特徴は、MODFET構造において有効である。The former feature is useful in MODFET structures.

第4図に、第1図(a)の構造のバンドダイアグラムを
示した。ホールが、上下のp型5iGe層より供給され
ポテンシャル井戸となっているホールの移動度の大きい
GeMを走行する。ここで、S iGaとGeとの格子
定数の差に起因してGe層は圧縮応力を受けている。こ
の圧縮応力は以下の2つの観点から有効である。一つは
、GeMが歪むことによりポテンシャル井戸の深さであ
る5iGe層との価電子帯端の差ΔEvが大きくなる0
例えば、5iGe混晶としてS i a、+sG e 
o、sを用いるとすれば、G6が歪まない構造ではΔE
FIG. 4 shows a band diagram of the structure shown in FIG. 1(a). Holes travel through GeM with high hole mobility, which is supplied from the upper and lower p-type 5iGe layers and forms a potential well. Here, the Ge layer is under compressive stress due to the difference in lattice constant between SiGa and Ge. This compressive stress is effective from the following two viewpoints. One is that when GeM is strained, the difference ΔEv between the valence band edge and the 5iGe layer, which is the depth of the potential well, increases.
For example, as a 5iGe mixed crystal, S ia, +sG e
If o and s are used, in a structure where G6 is not distorted, ΔE
.

二〇、11eV であるのに対し、Geを歪ませるとΔ
Ev々0.24eVとなりホール閉じ込めに有利である
20.11 eV, whereas when Ge is strained, Δ
Ev is 0.24 eV, which is advantageous for hole confinement.

第2点として、圧縮応力により、ホールの有効貿蓋は場
合によっては約−一にも小さくなる。すなわち、移動度
は約10倍になる。
Second, compressive stresses reduce the effective cover of the hole by as much as about -1 in some cases. In other words, the mobility increases approximately 10 times.

従って、p型MODFETとして高性能な構造が得られ
る。
Therefore, a high performance structure can be obtained as a p-type MODFET.

尚、−射的な圧縮応力に起因して生ずる効果0手 体は公知であるが、本発明列具体的に圧縮応力を与え、
上記効果を生せしめるような半導体装置の構造を与える
ものである点が重要である。
It should be noted that although the effect zero hand body caused by radial compressive stress is known, the present invention specifically applies compressive stress,
It is important that the structure of the semiconductor device is such that the above effects can be produced.

次に、Geの電気伝導上の特徴の第2は、doped 
channel FETにおいて有効に作用する。すな
わち、Goチャネルは高濃度ドーピングされても、電子
の移動度がそれほど小さくならないため。
Next, the second characteristic of electrical conduction of Ge is that it is doped
It works effectively in channel FET. That is, even if the Go channel is doped at a high concentration, the electron mobility does not decrease that much.

高濃度ドーピング領域においてSiの約10倍の移動度
が実現できる。従って、doped channelF
ETの欠点を改善できる。
A mobility approximately 10 times that of Si can be achieved in a highly doped region. Therefore, doped channelF
The shortcomings of ET can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

(実施例1) まず初めに、Ge埋込みチャネルMODFETを作成す
る例について説明する。
(Example 1) First, an example of creating a Ge embedded channel MODFET will be described.

第1図(a)において、1はSi基板、2はGeによる
チャネル層、3はチャネル層の両側に形成されたSi層
である。4はゲート電極、5゜6は各々ソース、ドレイ
ンを示す、このSi層3の代りに5iGe混晶層を用い
ても良い、このチャネル層の両側に設ける層の少なくと
も一部には、不純物としてP型不純物をドープするのが
好ましい。
In FIG. 1(a), 1 is a Si substrate, 2 is a channel layer made of Ge, and 3 is a Si layer formed on both sides of the channel layer. Reference numeral 4 indicates a gate electrode, and reference numerals 5 and 6 indicate a source and a drain, respectively. A 5iGe mixed crystal layer may be used in place of this Si layer 3. At least a portion of the layers provided on both sides of this channel layer may contain impurities. Preferably, it is doped with P-type impurities.

p型不純物の濃度としては、5X10エフ〜5×10L
6cn−’程度が好ましい。各層の厚さとして好ましい
範囲は、Geのチャネル層として200Å以下、チャネ
ル層の両側に設けるSiもしくはS x G e混晶層
として同じく200Å以下程度である。
The concentration of p-type impurity is 5×10F to 5×10L
About 6cn-' is preferable. The preferred thickness of each layer is approximately 200 Å or less for a Ge channel layer, and approximately 200 Å or less for a Si or S x Ge mixed crystal layer provided on both sides of the channel layer.

次に第5図を用いてより詳細に説明する。Next, a more detailed explanation will be given using FIG. 5.

第5図にその構造を示した。厚さ50人のi型Geチャ
ネル54がp型Sio、5Geo、352y56にはさ
まれた構造であり、i型Gaとp型S i o、sG 
e o、aの間にi型S i o、aG a o、sの
スペーサ層53.55を設けである。ゲート電極58に
はTiを用いた。
Figure 5 shows its structure. It has a structure in which an i-type Ge channel 54 with a thickness of 50 people is sandwiched between p-type Sio, 5Geo, 352y56, and i-type Ga and p-type Sio, sG.
Spacer layers 53 and 55 of i-type S io, aG ao, and s are provided between e o and a. Ti was used for the gate electrode 58.

Si基板51上に十分厚い(>5000人)p型S i
o、3G 80.+152をエピタキシャル成長し、そ
の上に、100 A i型S i o、sG e o、
+553150人i型G e 54 / ]、 OO人
i型Sio、IlG e o、s55/100人p型S
 io、sG eo、G56 / 100人i型S i
 1−xG x(x = 0 、5→0)57をひき続
いて成長させた。エピタキシャル成長には、超高真空中
での蒸着(分子線エピタキシー)を用い、成長温度は5
50℃以下、p型ドーピングには、G a K−cel
lを用い、濃度は1.0”am−’とした。
Sufficiently thick (>5000 layers) p-type Si on the Si substrate 51
o, 3G 80. +152 was epitaxially grown, and on top of that, 100 A i type Si o, sG e o,
+553150 people i type G e 54 / ], OO people i type Sio, IlG e o, s55/100 people p type S
io, sG eo, G56 / 100 people i type Si
1-xG x (x = 0, 5→0)57 was subsequently grown. For epitaxial growth, vapor deposition in an ultra-high vacuum (molecular beam epitaxy) was used, and the growth temperature was 5.
Below 50°C, for p-type doping, G a K-cel
The concentration was 1.0"am-'.

上記MOOFETのチャネル部のHall移動度は、3
00にで約3000d/V−8,77にで約2000O
L:Il/V−S、 シート−1t−ヤlJヤ密度は約
i X 10 ”a++−2である。また、ホールの有
効質量は1 、1 mo(m。
The Hall mobility of the channel part of the above MOOFET is 3
About 3000d/V-8, about 2000O at 77 at 00
L: Il/V-S, Sheet-It-Ya-Ya density is approximately i x 10''a++-2. Also, the effective mass of the holes is 1,1 mo (m.

:電子の貿fit)となる。以上の結果よりMODFE
Tのgm(伝達コンダクタンス)として、200 m 
s /Iが実現できる。
: electronic trade fit). From the above results, MODFE
As gm (transfer conductance) of T, 200 m
s/I can be realized.

上記においては、ショットキーゲート電極を用いたが、
MOS構造を用いても同様の結果が得られた、さらに、
上記チャネル部を、複数回くり返した超格子チャネル構
造とすることでg、の増大が得られた。
In the above, a Schottky gate electrode was used, but
Similar results were obtained using a MOS structure;
An increase in g was obtained by forming the channel portion into a superlattice channel structure that is repeated multiple times.

なお、基板はSiに限らず、例えばGe基板を用いるこ
とも可能である。また、結晶成長法として、量産性に優
れたCVD法を用いてもよい。
Note that the substrate is not limited to Si, and for example, a Ge substrate can also be used. Further, as a crystal growth method, a CVD method which is excellent in mass productivity may be used.

(実施例2) 次に、実施例1で述べたGo埋込みチャネルp型MOD
FETと、Gaチャネルn型MOOFETを同一基板上
に形成した例について述べる。
(Example 2) Next, the Go buried channel p-type MOD described in Example 1
An example in which a FET and a Ga channel n-type MOOFET are formed on the same substrate will be described.

第6図に示す如くn型Si基板61に、i型S i o
、sG e o、11バッファ層62を5000人成長
させた後、50人のi型Geチャネル層63を成長させ
た6次に、p型MOOFETを形成する部分を約100
人の5ins膜でおおい、i型Goチャネル層64.n
型S i o、zsG e o、5Is65を順次成長
したm S x Oz膜上に堆積した、Ge及びSio
、zgGeo、asを5iOz膜と共に除去した後、今
度は、n型MODFET部分を5ift膜でおおって。
As shown in FIG. 6, an i-type Si
, sG e o, 11 After growing 5000 layers of buffer layer 62, 50 layers of i-type Ge channel layer 63 were grown.
Cover with a 5ins film of i-type Go channel layer 64. n
Ge and Sio deposited on the mS
, zgGeo, and as are removed together with the 5iOz film, then the n-type MODFET portion is covered with a 5ift film.

p型S i o、sG e o、sseを成長させた。p-type Sio, sGeo, and sse were grown.

前と同じ工程によって5ift上のGe及びS i o
、sG e o、8を除去した後、ゲート電極67、6
8を形成した。
Ge and Si o on 5ift by the same process as before
, sG e o, 8, the gate electrodes 67, 6
8 was formed.

この構造では、前述したようにp型MOOFETのGe
チャネルは圧縮されて歪んでおり、ΔEvが大きく、ホ
ール閉じ込めに有効であると同時に、n型MOOFET
のGeは歪んでおらず、ΔEcが大きく、電子閉じ込め
に有効である。
In this structure, as mentioned above, the Ge of the p-type MOOFET is
The channel is compressed and distorted, has a large ΔEv, and is effective for hole confinement, while at the same time
Ge is not strained, has a large ΔEc, and is effective for electron confinement.

本発明を用いれば、同−Si基板上に、n、P両方のG
oチャネルMODFETを集積でき、相補型論理回路の
高速化に有効である。
If the present invention is used, both n and P G
O-channel MODFETs can be integrated, which is effective for increasing the speed of complementary logic circuits.

また、ΔEc をさらに大きく (〜0.15eV)す
るには、n型MODF[ETのチャネルを歪ませたSi
で形成すればよい(第7図)。
In addition, in order to further increase ΔEc (~0.15 eV), an n-type MODF [ET channel-distorted Si
(Figure 7).

(実施例3) 最後に、Go埋込みdoped channel F 
E Tを形成した例について述べる。
(Example 3) Finally, Go embedded doped channel F
An example of forming ET will be described.

第1図(b)において、7はGe基板、8はn型の不純
物がドープされたGeチャネル層である。
In FIG. 1(b), 7 is a Ge substrate, and 8 is a Ge channel layer doped with n-type impurities.

4はゲート電極、5,6は各々ソース、ドレインを示す
4 is a gate electrode, and 5 and 6 are a source and a drain, respectively.

Geチャネル層のn型不純物の濃度としては、1012
〜10L40−2程度が好ましく、1018程度が最適
である。
The concentration of n-type impurity in the Ge channel layer is 1012
~10L40-2 is preferred, and approximately 1018 is optimal.

次に第8図を用いてより詳細に説明する。Next, a more detailed explanation will be given using FIG. 8.

第8図に示す如く、p型Si基板81に、p型S i 
o、aG e o、aバラフッ層82を5000人成長
させた後、p型Ge層83を3000人形成した。
As shown in FIG. 8, a p-type Si substrate 81 is provided with a p-type Si
After growing 5,000 layers of o, aG e o, a ballast layer 82, 3,000 layers of p-type Ge layer 83 were formed.

分子線エピタキシー装置内で、Ge成長直後にshを蒸
着し、これを600℃で加熱することによってsb原子
を脱離させ、sb単原子層84のみ残した。次に、基板
温度を50℃まで下げて。
Immediately after the Ge growth, sh was vapor-deposited in a molecular beam epitaxy apparatus, and the sb atoms were removed by heating it at 600° C., leaving only the sb monoatomic layer 84. Next, lower the substrate temperature to 50°C.

非晶質Geを500人堆積した後、600℃に加熱し、
固相エピタキャル成長により、これを単結晶化した。
After depositing 500 pieces of amorphous Ge, it was heated to 600°C.
This was made into a single crystal by solid-phase epitaxial growth.

上記構造に対し、プラズマCVDによりゲート5ins
膜86を堆積し、AQゲート電極87を設け、これをマ
スクとしてAsをイオン打込みして、ソース78及びド
レイン89を形成した。
For the above structure, a gate of 5ins was formed by plasma CVD.
A film 86 was deposited, an AQ gate electrode 87 was provided, and As was ion-implanted using this as a mask to form a source 78 and a drain 89.

本発明のdopad Ge channel MOSF
ETは、高濃度領域での移動度がSiに比べ約10倍大
きいため、従来構造に比べ5倍以上のgm(伝達コンダ
クタンス)が実現できた。
dopad Ge channel MOSF of the present invention
Since ET has a mobility approximately 10 times greater than that of Si in a high concentration region, it was possible to achieve a gm (transfer conductance) five times greater than that of the conventional structure.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、キャリアの走行するチャネル層として
Geを用いることにより、高速な素子が実現できる。
According to the present invention, a high-speed device can be realized by using Ge as a channel layer in which carriers travel.

MOOFETでは、特に電子のみでなくホールの移動度
を著しく大きくでき、相補型論理回路に有効である。
In MOOFET, the mobility of not only electrons but also holes can be significantly increased, and it is effective for complementary logic circuits.

doped channel FETでは、シートキャ
リヤ濃度が大きいのみでなく、電子の移動度低下を抑制
し、高い伝達コンダクタンスが実現できる。
A doped channel FET not only has a high sheet carrier concentration, but also suppresses a decrease in electron mobility and can achieve high transfer conductance.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明の基本構造を示い断面図、第2図は、
公知例の基本構造を示す断面図、第3図は、Geの電気
伝導の特長を説明するデータ、第4図はバンド構造を示
す図、第5図、第6図、第7図、第8図は本発明の実施
例を示す断面構造図である。 2・・・Geチャネル、3・・・SiあるいはS i 
G e混品、 8・・・doped Geチャネル。 冨2 図 (又) (D) 策 図 (久ン χ 区 一\ 7−托)Jη濃度 (C笈−リ 因 第 因 Δ0 トレ1ノ 璽〕 大ト t′−む\ 第 回 6Fl
FIG. 1 is a sectional view showing the basic structure of the present invention, and FIG. 2 is a sectional view showing the basic structure of the present invention.
3 is a cross-sectional view showing the basic structure of a known example; FIG. 3 is data explaining the electrical conduction features of Ge; FIG. 4 is a diagram showing the band structure; FIGS. 5, 6, 7, and 8 The figure is a cross-sectional structural diagram showing an embodiment of the present invention. 2...Ge channel, 3...Si or Si
Ge mixture, 8...doped Ge channel. Tomi 2 Figure (again) (D) Strategy diagram (Kun χ Ward 1 \ 7-Ten) Jη concentration (C 笈-Li factor Δ0 Tre 1 No. 1) Daito t'-mu \ 6th Fl

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、キャリヤの走行するチャネル層が半導体層中に埋込
まれたGe半導体からなり、上記Ge半導体からなるチ
ャネル層が、SiあるいはSiGe混晶の層によつて、
はさまれてなることを特徴とする半導体装置。 2、上記SiあるいはSiGe混晶の一部にp型不純物
がドーピングされていることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置。 3、上記Ge半導体からなるチャネル層、および上記S
iあるいはSiGe混晶の層の厚さが200Å以下であ
ることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装置
。 4、キャリヤの走行するチャネル層がGe半導体からな
り、上記Ge半導体からなるチャネル層にn型不純物が
ドーピングされなる構造を有することを特徴とする半導
体装置。 5、上記Ge半導体からなるチャネル層の不純物濃度が
、10^1^2〜10^1^4cm^−^2であること
を特徴とする請求項4記載の半導体装置。 6、上記Ge半導体からなるチャネル層及び上記Siあ
るいはSiGe層が交互に複数組積層された超格子構造
を有することを特徴とする請求項1、2または3記載の
半導体装置。 7、請求項1記載のpチャネル半導体装置を、nチャネ
ル半導体装置と共に同一基体上に搭載したことを特徴と
する半導体装置。 8、上記半導体装置がMOS型電界効果型トランジスタ
であることを特徴とする請求項1ないし7の一に記載の
半導体装置。
[Claims] 1. The channel layer through which carriers travel is made of a Ge semiconductor embedded in a semiconductor layer, and the channel layer made of the Ge semiconductor is made of a layer of Si or SiGe mixed crystal,
A semiconductor device characterized by being sandwiched. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a part of the Si or SiGe mixed crystal is doped with a p-type impurity. 3. A channel layer made of the Ge semiconductor, and the S
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the thickness of the i or SiGe mixed crystal layer is 200 Å or less. 4. A semiconductor device having a structure in which a channel layer through which carriers travel is made of a Ge semiconductor, and the channel layer made of the Ge semiconductor is doped with an n-type impurity. 5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the channel layer made of the Ge semiconductor has an impurity concentration of 10^1^2 to 10^1^4 cm^-^2. 6. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a superlattice structure in which a plurality of sets of the channel layer made of the Ge semiconductor and the Si or SiGe layer are stacked alternately. 7. A semiconductor device comprising the p-channel semiconductor device according to claim 1 and an n-channel semiconductor device mounted on the same substrate. 8. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is a MOS field effect transistor.
JP1391589A 1989-01-25 1989-01-25 Semiconductor device Pending JPH02196436A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1391589A JPH02196436A (en) 1989-01-25 1989-01-25 Semiconductor device
EP19900101415 EP0380077A3 (en) 1989-01-25 1990-01-24 Transistor provided with strained germanium layer
US07/759,772 US5241197A (en) 1989-01-25 1991-09-13 Transistor provided with strained germanium layer

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1391589A JPH02196436A (en) 1989-01-25 1989-01-25 Semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH02196436A true JPH02196436A (en) 1990-08-03

Family

ID=11846465

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1391589A Pending JPH02196436A (en) 1989-01-25 1989-01-25 Semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH02196436A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03296271A (en) * 1990-04-16 1991-12-26 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof
US5241214A (en) * 1991-04-29 1993-08-31 Massachusetts Institute Of Technology Oxides and nitrides of metastabale group iv alloys and nitrides of group iv elements and semiconductor devices formed thereof
JP2007165867A (en) * 1999-03-12 2007-06-28 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Layered structure for forming field effect transistor
JP2008504678A (en) * 2004-06-24 2008-02-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Structure and method for fabricating PMOS devices in compressive strained Ge layers (integration of strained Ge into advanced CMOS technology)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03296271A (en) * 1990-04-16 1991-12-26 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof
US5241214A (en) * 1991-04-29 1993-08-31 Massachusetts Institute Of Technology Oxides and nitrides of metastabale group iv alloys and nitrides of group iv elements and semiconductor devices formed thereof
JP2007165867A (en) * 1999-03-12 2007-06-28 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Layered structure for forming field effect transistor
JP2008504678A (en) * 2004-06-24 2008-02-14 インターナショナル・ビジネス・マシーンズ・コーポレーション Structure and method for fabricating PMOS devices in compressive strained Ge layers (integration of strained Ge into advanced CMOS technology)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10355112B2 (en) Forming a non-planar transistor having a quantum well channel
US6844227B2 (en) Semiconductor devices and method for manufacturing the same
US5534713A (en) Complementary metal-oxide semiconductor transistor logic using strained SI/SIGE heterostructure layers
US7141820B2 (en) Structures with planar strained layers
JP3457614B2 (en) High-speed composite p-channel Si / SiGe heterostructure for field effect devices
US5241197A (en) Transistor provided with strained germanium layer
US6936869B2 (en) Heterojunction field effect transistors using silicon-germanium and silicon-carbon alloys
US20040092085A1 (en) Semiconductor crystal film and method for preparation thereof
JPS63252478A (en) Insulated-gate semiconductor device
Quinones et al. Enhanced mobility PMOSFETs using tensile-strained Si/sub 1-y/C y layers
WO2020009020A1 (en) Tunnel field-effect transistor
JPH02196436A (en) Semiconductor device
JPH02266569A (en) Field-effect transistor
JPH03187269A (en) Semiconductor device
JPH0719888B2 (en) Field effect transistor and method of manufacturing the same
JPH05129635A (en) Field effect transistor and production thereof
US8575595B2 (en) P-type semiconductor devices
JP2000269476A (en) Semiconductor crystal, manufacture thereof, and semiconductor device
JP3708881B2 (en) Semiconductor crystal film, manufacturing method thereof, semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH05121450A (en) Semiconductor device and its manufacture
JP2002356399A (en) Semiconductor substrate, field effect transistor, method for forming silicon-germanium layer, method for forming strained silicon layer using the method and method for manufacturing field effect transistor
JP2668373B2 (en) Complementary semiconductor device
JP2000031469A (en) Semiconductor device and production method thereof
JPS60136380A (en) Semiconductor device
KR100460201B1 (en) Manufacturing method of a virtual substrate for SiGe/Si hetero-junction field-effect transistor