JPH0341985B2 - - Google Patents

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JPH0341985B2
JPH0341985B2 JP61284203A JP28420386A JPH0341985B2 JP H0341985 B2 JPH0341985 B2 JP H0341985B2 JP 61284203 A JP61284203 A JP 61284203A JP 28420386 A JP28420386 A JP 28420386A JP H0341985 B2 JPH0341985 B2 JP H0341985B2
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capacitor
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integrated circuit
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体、金属、絶縁体を4層以上積
層してキヤパシタとして用いるもので、特に集積
度の大きな集積回路に用いると好適である。
〔従来の技術〕
従来、半導体集積回路において、回路中にキヤ
パシタを使用する場合、金属−酸化膜−半導体の
積層によりMOS構造や、金属−半導体のシヨツ
トキ接合、あるいは半導体どうしのpn接合を形
成してキヤパシタとして用いてきた。
また、集積度が向上して、一素子あたりの面積
が小さくなつてくると、アイ・イー・イー・イ
ー、エレクトロン・デバイス・レターズ、イー・
デイー・エルー4(1983年)第90ページ (IEEE Electron Device Letters、EDL−4
(1983)p.90)に記載されているように、キヤパ
シタを形成する領域を基板側に深くエツチング
し、その側面の面積を利用して容量の大きなキヤ
パシタを形成する方法(Corrugated Capacitor
Cell:CCC)も知られていた。
〔発明が解決しようとする問題点〕 上記従来技術においては、以下のような問題点
があつた。すなわち、集積度が向上して一素子あ
たりの面積が微小になつてくると、MOS構造、
シヨツトキ接合、pn接合を用いたキヤパシタで
は必要な容量が得られなくなつてくる。また、
CCCでは、必要な容量は得られるものの、微小
な領域を、精度良くしかも深くエツチングするこ
とは困難である。
さらに、ガラス、ステンレス等の半導体以外の
基板上に成長した半導体を用いる薄膜トランジス
タ等のデバイスでは、基板をエツチングすること
自体困難であるため、必要な容量を得ることは難
しい。
本発明の目的は、上記の問題をなくし、微小面
積においても深いエツチングを用いず、また半導
体以外の基板を用いた場合にも必要な容量の得ら
れるキヤパシタを提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
上記目的は、p形半導体とn形半導体の薄層を
積層することによつて達成される。このようにす
れば、pn接合の数が増え、実行的にキヤパシタ
形成部の面積が増加するために、キヤパシタの容
量は増加する。
〔作用〕
キヤパシタの容量Cは、キヤパシタを形成する
面積Aに比例する。たとえばpn接合の場合、次
式のようになる。
ここで、εSは母材の誘電率、Wはpn接合におけ
る空乏層幅、Aは接合部の面積、qは単位電荷、
NBはキヤリア濃度、Vbiはビルトイン電圧、Vは
バイアス電圧、kはボルツマン定数、Tは温度で
ある。なおこの式はone−sided abrupt junction
を仮定して導出した。
金属−半導体の接合であるシヨツトキ接合、金
属−酸化層−半導体のMOS構造、および金属−
絶縁体−金属などの製造においても、容量Cは面
積Aに比例する。
したがつて、キヤパシタ・セルの面積が限定さ
れている場合、本発明のようにpn接合を多数層
積重ねて、実効的に面積を増加させる方法は、微
小面積の深いエツチングを必要としないので、有
効である。
〔実施例〕
以下、本発明を実施例により説明する。
〔参考例〕
第1図は参考例によるキヤパシタの作成工程の
概略を示したものである。
まずn形Si基板上に、分子線エピタキシー法
(MBE法)を用いて、Gaを1019cm-3ドーピングし
たp形Si層2とSbを1017cm-3ドーピングしたn形
Si層3を、それぞれ400Åずつ交互に40層積重ね
て成長した(第1図a)。分子線エピタキシー法
を用いたのは、界面でのキヤリア濃度が急峻で膜
厚のコントロールを精密に行えるからである。
次に不要部分をCF4ガスによつてドライエツチ
ングし、キヤパシタセルの面積を5μmとしたb。
そしてn形層を電気的に並列接続するためにリン
を、またp形層を並列接続するためにボロンを必
要部分にイオン打込みを行い、n形層とp形層の
界面を崩さないように900℃2秒のフラツシユラ
ンプアニールを行つて活性化したc。最後にAl
を蒸着して電極としたd。
このようにして得られたキヤパシタは、電極間
に1Vの逆バイアスを印加したとき、およそ50
fFの容量を持つことがわかつた。これは通常ダ
イナミツク・ランダム・アクセス・メモリ
(dRAM)のストレージ・キヤパシタとして用い
るのに充分大きな値である。
実際、本参考例のキヤパシタとMDSトランジ
スタを組み合わせてdRAMを作成したところ、
キヤパシタの面積を小さくできるために、集積度
は従来の1.5倍となつた。
この参考例では、Si基板上にエピタキシヤル成
長したpn接合の場合のみを述べたが、Si以外の
半導体、またはアモルフアスあるいは多結晶の
pn接合を用いても同様な効果は得られることは
もちろんである。結晶シリコン以外の、多結晶シ
リコンを用いた実施例を次に示す。
[実施例] 第2図は、ガラス基板上に成長したシリコンの
多結晶を用いて形成した薄膜トランジスタと、本
発明を組合わせたものである。
本実施例のように、基板にガラスを用いると、
基板を深く精密にエツチングすることはより困難
になる。そこで本発明が有効になる。
作成方法の概略を以下に述べる。
分子線成長法により基板温度500℃で、ガラス
基板上11にGaをドーピングした多結晶シリコ
ン12を6000Å堆積した後、キヤパシタを形成す
る部分をホトリソグラフイを用いてエツチングし
た。続いてエツチングした部分に、再び分子線成
長法を用いて、Gaを1019cm-3ドーピングした多結
晶シリコンとSbを1017cm-3ドーピングした多結晶
シリコンをそれぞれ400Åずつ30層積重ねて多層
pn接合17を成長した。その後、実施例1で述
べたのと同様の方法を用いて本発明によるキヤパ
シタを形成した。また多結晶シリコン単層膜の部
分にはホトリソグラフイ、イオン打込法(CVD
法)などを用いてMOSトランジスタを形成した。
本実施例のように薄膜トランジスタと組合わせ
て使う場合、次のような利点が生ずる。すなわち
薄膜トランジスタで液晶マトリクスを駆動する場
合、液晶駆動回路のみでなくその周辺回路も組込
むことが可能である。その場合、本発明のキヤパ
シタを用いれば、キヤパシタの面積を小さくでき
るので、液晶部分を大きくすることができる。
〔発明の効果〕
本発明によれば、必要な容量を持つキヤパシタ
を作成するのに、微小面積を深く精密にエツチン
グする必要がないため、素子作成が簡単になる。
また、構成材料は必ずしも結晶である必要はな
く、多結晶、非結晶の半導体を用いても同様の効
果が得られる。
さらに、層数を増やすことによつて、キヤパシ
タの容量を保つたまま小さくすることができるの
で、集積度は向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の参考例の作成工程の概略図、
第2図は本発明を多結晶シリコン薄膜トランジス
タと組合わせた場合の実施例である。 1……n形Si基板、2……Gaドーピング層、
3……Sbドーピング層、4……Bイオン打込領
域、5……pイオン打込領域、6……Al電極、
11……ガラス基板、12……Gaドーピング多
結晶Si、13……pイオン打込領域、14……
CVD・SiO2膜、15……ソース・ドレイン電極、
16……ゲート電極、17……多結晶Si多層pn
接合、18……Bイオン打込領域、19……pイ
オン打込領域、20……キヤパシタ電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 p型多結晶シリコンと、n型多結晶シリコン
    のそれぞれ1000Å以下の層を、4層以上交互に積
    層してガラス基板上に設け、かつ、p型及びn型
    それぞれの層を全て並列接続するためのp型接続
    層及びn型接続層とを有し、該p型接続層及びn
    型接続層にそれぞれ接続された電極を有するキヤ
    パシタであつて、 該キヤパシタと上記ガラス基板上に設けられた
    薄膜トランジスタとで集積回路を構成するように
    用いることを特徴とする集積回路用キヤパシタ。 2 特許請求の範囲第1項記載の集積回路用キヤ
    パシタにおいて、 上記キヤパシタと薄膜トランジスタとで構成す
    る集積回路は上記ガラス基板上に設けられた液晶
    マトリクスを駆動する集積回路であることを特徴
    とする集積回路用キヤパシタ。 3 特許請求の範囲第2項記載の集積回路用キヤ
    パシタにおいて、 上記上記キヤパシタと薄膜トランジスタとで構
    成する集積回路は液晶駆動回路の周辺回路でもあ
    ることを特徴とする集積回路用キヤパシタ。
JP61284203A 1986-12-01 1986-12-01 集積回路用キヤパシタ Granted JPS63138761A (ja)

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JPS63138761A JPS63138761A (ja) 1988-06-10
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JPH02106934A (ja) * 1988-10-17 1990-04-19 Nec Corp 容量絶縁膜の形成方法

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JPS63138761A (ja) 1988-06-10

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