JPH02280380A - 半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は、絶縁体基板上の半導体層に形成されたＭＯ
Ｓ型電界効果トランジスタ（以下、「ＳＯｒ−ＭＯ５Ｆ
ＥＴＪと略称する）に関し、特に、ソース・ドレイン間
の耐圧の改善に関するものである。

（従来の技術） 第５図を参照して、従来のＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴを説明
する。シリコン基板（１）上に絶縁体層（２）か形成さ
れており、絶縁体層（２）上にシリコン層（３）が形成
されている。シリコン層（３）内において、低いｐ型不
純物濃度（例えば、１Ｑ１６−１０”　ａｔｏｍｓ／　
ｃｓ３）を有するチャンネル領域（６）が形成されてお
り、高いｎ型不純物濃度（例えば、１０１９−１０”　
ａｔｏｍｓ／　ｃ、ｍ３）を有するソース領域（７）と
ドレイン領域（８）がそれぞれチャンネル領域（６）の
一方の側と他方の側に接して形成されている。

チャンネル領域（６）上にはゲート誘電体薄膜（４）が
形成されており、誘電体薄１１９（４）上にゲート電極
（５）が形成されている。シリコン層（３）とゲート電
極（５）は層間絶縁８　（１１）によって覆われている
。層間絶縁膜（］１）にはコンタクトホール（１２ａ）
、（１２ｂ）が開けられ、それぞれのコンタクトホール
に対応する導電体（１：ｌａ）、（１３ｂ）が形成され
ている。

以上のように構成されたＳＯＩ−ＭＯＳＦＥＴにおいて
、ゲート電極（５）に正の電圧を印加するとき、ｐ型の
チャンネル領域（６）の上層部にｎ導電型のキャリア（
１Ｍ、子）が誘引され、その上層部はソース領域（７）
及びドレイン領域（８）と同じｎ導電型に反転させられ
る。したがって、ソース領域（７）とドレイン領域（８
）との間で電流が流れることか可能となる。また、チャ
ンネル領域（６）の上層部に誘引されるｎ型キャリアの
濃度はゲート電圧によって変化するので、チャンネル領
域（６）を流れる電流量をゲート電圧によってＭＷする
ことができる。これがＭＯＳＦＥＴの動作原理である。

（発明が解決しようとする課ＷＵ） 従来の半導体装置は、その特性に影響を与える領域にア
ルカリ金属、重金属、結晶欠陥が存在した時に、これら
をその領域外に除去する（これをゲッタリングという）
高欠陥密度領域（ゲッタリング源）か存在しないのて、
金属汚染や結晶欠陥等が半導体装置の特性を劣化させる
という問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解消するためになさ
れたものである。

（課題を解決するための手段） この発明に係る半導体装置は、チャンネル領域の表面ま
たはチャンネル領域とドレイン領域との界面を含まない
部分の半導体層内に結晶欠陥を導入したものである。

（作用） 上述の導入した結晶欠陥は、半導体装置の特性を損なう
ことなく、その特性に影響を与える領域に存在したアル
カリ金属、重金属、結晶欠陥を捕獲して、上記特性に影
響を与える領域から除去するゲッタリング作用を行なう
。

（実施例） 以下、この発明の一実施例を図について説明する。

第１図から第４図に示す実施例は以下の点を除いて第５
図に示す従来例と同様であり、同一部分には同一番号を
付し、説明を省略する。

第１図において、結晶欠陥領域（９ａ）がソース領域（
７）内に形成されている。この結晶欠陥領域（９ａ）は
、酸素イオン注入、シリコンイオン注入、ヒ素イオン注
入等のイオン注入法、Ｆ　Ｉ　Ｂ　（Ｆｏ−ｃｕｓｅｄ
　ｔｏｎ　Ｂｅａｍ）法、電子ビーム法、レーザーアニ
ール法等により形成できる。この結晶欠陥領域（９ａ）
は、ＭＯＳＦＥＴの閾値電圧等を不安定化させるナトリ
ウム４カリウム等のアルカリ土類金属、リーク電流の増
大や耐圧低下をもたらす重金属、リーク電流を増大させ
る結晶欠陥を結晶欠陥領域（９ａ）内に捕獲安定化する
ことにより素子の特性を改善する役割を有する。

この結晶欠陥領域（９ａ）はチャンネル領域（６）の表
面に形成してはならない。なぜならば、チャンネル領域
（６）の表面はキャリアの通り道であるから、結晶欠陥
が存在するとキャリアの移動度が低下し、ＭＯＳＦＥＴ
の性能が低下するからである。

また、結晶欠陥領域（９ａ）をチャンネル領域（６）と
ドレイン領域（８）の界面に形成してはならない。その
理由は、この部分には大きな電位差かかかり、結晶欠陥
が存在するとキャリアの発生、再結合によるリーク電流
か著しく増大するためである。

以上の２つの領域を除く領域、例えば、第２図に示すよ
うなソース領域（７）の底部からチャンネル領域（６）
の底部に至る領域、第３図に示すようなチャンネル領域
（６）の底部領域、あるいは第４図に示すようなドレイ
ン領域（８）とチャンネル領域（６）との界面から離れ
たドレイン領域（８）内の領域に結晶欠陥（９ｂ）、（
９Ｃ）、（９ｄ）を形成しても、第１図の場合と同様の
ゲッタリング効果を有する。

（発明の効果） 以上のように、この発明によれば、チャンネル領域の表
面またはチャンネル領域とドレイン領域の界面以外の領
域に結晶欠陥を導入するため、半導体装置の特性を劣化
させることなくアルカリ金属、重金属、結晶欠陥をその
特性に影響を乍える領域から除去するゲッタソング効果
を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図はこの発明の各実施例を示す断面図、
第５図は従来例を示す断面図、である。 図において、（２）は絶縁体基板、（３）は半導体層、
（４）はゲート誘電体薄膜、（５）はゲート電極、（６
）はチャンネル領域、（７）はソース領域、（８）はド
レイン領域、（９ａ）、（９ｂ）、　（９ｃ）、（９ｄ
）は結晶欠陥領域である。 なお、各図面中間−符号は暮号藷同−・または相当部分
を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）絶縁体基板上に形成された半導体層と、前記半導
   体層内に形成された第１導電型のチャンネル領域と、 前記半導体層内で前記チャンネル領域の一方の側に接し
   て形成された第２導電型のソース領域と、 前記半導体層内で前記チャンネル領域の他方の側に接し
   て形成された第２導電型のドレイン領域と、 前記チャンネル領域の表面または前記チャンネル領域と
   前記ドレイン領域との界面以外の前記半導体層内に導入
   された結晶欠陥の領域と、 前記チャンネル領域上に形成されたゲート誘電体薄膜と
   、 前記ゲート誘電体薄膜上に形成されたゲート電極と、 を含むことを特徴とする絶縁体基板上の半導体層に形成
   された半導体装置。