JPH04162571A - Thin film transistor - Google Patents

Thin film transistor

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JPH04162571A
JPH04162571A JP28777590A JP28777590A JPH04162571A JP H04162571 A JPH04162571 A JP H04162571A JP 28777590 A JP28777590 A JP 28777590A JP 28777590 A JP28777590 A JP 28777590A JP H04162571 A JPH04162571 A JP H04162571A
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JP
Japan
Prior art keywords
thin film
channel region
region
silicon thin
conductor layer
Prior art date
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Application number
JP28777590A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinken Okawa
大川 真賢
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
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Publication of JPH04162571A publication Critical patent/JPH04162571A/en
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to inhibit the generation of a kink phenomenon and prevent device deterioration by installing a conductor layer which is partially interfaced with a source region and a channel region. CONSTITUTION:A silicon thin film is formed on an insulation film 2 which serves as an insulation board formed on a semiconductor substrate 1 by way of a gate insulation film. On this thin film are installed an N type drain region 3, a source region 5, and a P type channel region 4 where a gate electrode 7 is installed in such a manner that it may face gate insulation layer 2 on the opposite to the channel region 4. During this fabrication, the insulation layer 2 is partially removed and a conductor layer 10 is installed in such a manner that it may face partially the source region 5 and the channel region 4.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体基板あるいは絶縁基板上に形成される
シリコン薄膜によるMIS型の薄膜トランジスタ(Th
in Film Transisiter、以下、TP
Tという。)に利用する。
Detailed Description of the Invention [Industrial Application Field] The present invention relates to an MIS type thin film transistor (Thin Film Transistor) using a silicon thin film formed on a semiconductor substrate or an insulating substrate.
in Film Transsiter, hereinafter referred to as TP
It's called T. ).

〔概要〕〔overview〕

本発明は、絶縁基板上に形成されたシリコン薄膜に設け
られた薄膜トランジスタにおいて、ソース領域とチャネ
ル領域の一部に接して導電層を設け、ソース電位とチャ
ネル領域の電位とを同一に保つことができるようにする
ことにより、高電圧下でドレイン電流が異常に増加する
キング現象を抑え、素子劣化の防止を図ったものである
The present invention provides a thin film transistor formed on a silicon thin film formed on an insulating substrate, in which a conductive layer is provided in contact with a part of a source region and a channel region, so that the source potential and the channel region potential can be kept the same. By making this possible, the King phenomenon, in which the drain current increases abnormally under high voltage, is suppressed and element deterioration is prevented.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

TFTはS OI  (Silicon on i’n
5ulator)技術の一つとして液晶デイスプレィ等
に用いられ、最近ではSRAMの負荷素子として注目さ
れている(「日経マイクロデバイスJ 1988年9月
号P、 123〜F’、 130参照)。第3図は第一
従来例として一般的なTPTの構造を示す模式的断面図
である。第3図において、1は半導体基板、2は絶縁層
、3.4および5はそれぞれシリコン薄膜中に形成され
たTPTのドレイン領域、チャネル領域、およびソース
領域である。ここでは、ドレイン領域3およびソース領
域5の導電型をN型、ならびにチャネル領域4の導電型
をP型とするNチャネル型TPTとする。6はゲート絶
縁膜、7はゲート電極であり、8および9はそれぞれド
レイン電極およびソース電極である。
TFT is SOI (Silicon on i'n
It is used in liquid crystal displays, etc. as one of the 5ulator technologies, and has recently attracted attention as a load element for SRAM (see "Nikkei Microdevice J, September 1988 issue, P, 123-F', 130)." 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a general TPT as a first conventional example. In FIG. These are a drain region, a channel region, and a source region of the TPT.Here, the conductivity type of the drain region 3 and the source region 5 is N type, and the conductivity type of the channel region 4 is P type, which is an N-channel type TPT. 6 is a gate insulating film, 7 is a gate electrode, and 8 and 9 are a drain electrode and a source electrode, respectively.

また、液晶デイスプレィやSRAMで使用されるTPT
のシリコン薄膜は多結晶シリコン薄膜であることが多い
In addition, TPT used in liquid crystal displays and SRAM
The silicon thin film is often a polycrystalline silicon thin film.

第3図のような従来のTPTでは、チャネル領域は、ド
レインおよびソース領域と絶縁膜とにより周囲を囲まれ
るため、電気的に浮遊状態である。
In a conventional TPT as shown in FIG. 3, the channel region is surrounded by drain and source regions and an insulating film, and is therefore in an electrically floating state.

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

第4図(a)はMIS型トランジスタの端子を表す図で
あり、端子Bはチャネル領域に電位を与える。
FIG. 4(a) is a diagram showing the terminals of the MIS type transistor, and the terminal B applies a potential to the channel region.

半導体基板上に形成されるMTS型トランジスタは通常
端子BはソースSと同電位にされる。ところが、TPT
を含むS○■素子では通常端子Bは浮遊状態であるため
、キング現象と呼ばれるドレイン電流の異常増加を引き
起こす。第4図ら)はMIS型トランジスタのドレイン
電流特性曲線であり、■が通常の特性および■がキンク
現象である。
In an MTS transistor formed on a semiconductor substrate, the terminal B is usually set at the same potential as the source S. However, T.P.T.
In the S○■ element including the S○■ element, the terminal B is normally in a floating state, which causes an abnormal increase in the drain current called the King phenomenon. FIG. 4 et al.) are drain current characteristic curves of MIS type transistors, where ■ is the normal characteristic and ■ is the kink phenomenon.

キング現象は、チャネル領域のドレイン近傍に高電界が
加わった場合に、インパクトイオン化により生じたキャ
リアが、チャネル領域が浮遊状態であるために、ドレイ
ン領域およびソース領域等に流れ込むことにより生じ、
素子劣化の原因となる。
The King phenomenon occurs when a high electric field is applied near the drain of the channel region, and carriers generated by impact ionization flow into the drain and source regions because the channel region is in a floating state.
This may cause element deterioration.

このキング現象を回避する構造として、第5図に第二従
来例として示すものが提案されている。
As a structure for avoiding this King phenomenon, a structure shown as a second conventional example in FIG. 5 has been proposed.

第5図の構造では、チャネル領域4下部の絶縁層2が除
かれ、半導体基板1とチャネル領域4とが接続しており
、半導体基板1をチャネル領域4に電位を与える端子B
として用いている。
In the structure shown in FIG. 5, the insulating layer 2 below the channel region 4 is removed, the semiconductor substrate 1 and the channel region 4 are connected, and the semiconductor substrate 1 is connected to a terminal B that applies a potential to the channel region 4.
It is used as

しかし、SRAM等に応用されるTPTは半導体基板表
面に形成された素子の上部に絶縁層を介して形成された
シリコン薄膜に形成されるたt1第5図の構造を採用で
きない課題があった。
However, TPTs applied to SRAMs and the like have a problem in that they cannot adopt the structure shown in FIG. 5, which is formed on a silicon thin film formed on the top of an element formed on the surface of a semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween.

本発明の目的は、以上のような課題を解決することによ
り、キング現象を抑え、素子劣化の防止を図ることがで
きるTPTを提供することにある。
An object of the present invention is to provide a TPT that can suppress the king phenomenon and prevent element deterioration by solving the above-mentioned problems.

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

本発明は、絶縁基板上に形成されたシリコン薄膜に設け
られたソース領域、チャネル領域およびドレイン領域と
、前記シリコン薄膜の一面に接して設けられたゲート絶
縁膜と、前記ゲート絶縁膜に接し前記チャネル領域に対
向して設けられたゲート電極とを含む薄膜トランジスタ
において、前記ソース領域と前記チャネル領域の一部分
に接して設けられた導体層を含むことを特徴とする。
The present invention provides a source region, a channel region, and a drain region provided in a silicon thin film formed on an insulating substrate, a gate insulating film provided in contact with one surface of the silicon thin film, and a gate insulating film provided in contact with the gate insulating film. A thin film transistor including a gate electrode provided opposite to a channel region, characterized in that the thin film transistor includes a conductor layer provided in contact with the source region and a portion of the channel region.

また、本発明は、前記ゲート絶縁膜は前記シリコン薄膜
の上面に設けることができる。
Further, in the present invention, the gate insulating film may be provided on the upper surface of the silicon thin film.

また、本発明は、前記ゲート絶縁膜は前記シリコン薄膜
の下面に設けることができる。
Further, in the present invention, the gate insulating film may be provided on the lower surface of the silicon thin film.

〔作用〕[Effect]

ソース領域とチャネル領域の一部に接して設けられた導
体層は、第4図(a)に示した電極Sと電極Bとの共用
電極となり、ソース領域とチャネル領域とは同一電位に
保たれる。
The conductor layer provided in contact with a part of the source region and the channel region serves as a common electrode for the electrode S and electrode B shown in FIG. 4(a), and the source region and the channel region are kept at the same potential. It can be done.

このため、イオンインパクト化で発生するキャリアは、
この導体層を通して放出されるので、ドレイン電流が異
常に増えるキング現象の発生を抑え、素子劣化を防止す
ることが可能となる。
Therefore, the carriers generated by ion impact are
Since it is emitted through this conductor layer, it is possible to suppress the occurrence of the king phenomenon in which the drain current abnormally increases, and to prevent element deterioration.

〔実施例〕 以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する
[Example] Hereinafter, an example of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図は本発明の第一実施例の構造を示す模式的断面図
である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a first embodiment of the present invention.

本第−実施例は、半導体基板1上に形成された絶縁基板
としての絶縁層2上に、ゲート絶縁膜を介してシリコン
薄膜が形成され、このシリコン薄膜にN型のドレイン領
域3およびソース領域5、ならびにP型のチャネル領域
4が設けられ、ゲート絶縁層2に接しチャネル領域4に
対向してゲート電極7が設けられた薄膜トランジスタに
おいて、本発明の特徴とするところの、絶縁層2を一部
除去して、ソース領域5とチャネル領域4の一部分とに
接して設けられた導体層10を含んでいる。
In this embodiment, a silicon thin film is formed on an insulating layer 2 as an insulating substrate formed on a semiconductor substrate 1 via a gate insulating film, and an N-type drain region 3 and a source region are formed on this silicon thin film. 5, and a thin film transistor in which a P-type channel region 4 is provided and a gate electrode 7 is provided in contact with the gate insulating layer 2 and facing the channel region 4, which is a feature of the present invention. A conductor layer 10 is provided in contact with the source region 5 and a portion of the channel region 4 by partially removing the conductor layer 10 .

ここで、チャネル領域4の導体層10に接触する部分の
不純物濃度を高くすることにより、導体層10は、ソー
ス領域5およびチャネル領域4の双方に同電位を与える
ことができる。また、導体層10に用いる材料は、例え
ば高融点金属シリサイド等を用いればよい。
Here, by increasing the impurity concentration of the portion of the channel region 4 that contacts the conductor layer 10, the conductor layer 10 can provide the same potential to both the source region 5 and the channel region 4. Further, the material used for the conductor layer 10 may be, for example, high melting point metal silicide.

この結果、インパクトイオン化で発生するキャリアを導
体層10から放出できるので、ドレイン電流の異常増加
を抑えることができ、素子の劣化を防止することができ
る。
As a result, carriers generated by impact ionization can be released from the conductor layer 10, so that an abnormal increase in drain current can be suppressed and deterioration of the device can be prevented.

第2図は本発明の第二実施例の構造を示す模式的断面図
である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a second embodiment of the present invention.

本第二実施例は、ゲート絶縁膜6がシリコン薄膜の下面
に設けられた場合で、ゲート電極7と導体層10の関係
が第一実施例と逆転している。しかし、本発明の特徴お
よび動作は第一実施例と同様である。
In the second embodiment, the gate insulating film 6 is provided on the lower surface of the silicon thin film, and the relationship between the gate electrode 7 and the conductor layer 10 is reversed from that in the first embodiment. However, the features and operation of the invention are similar to the first embodiment.

TPTをSRAM等で用いる場合、ゲート電極を半導体
基板表面のMIS型トランジスタと共用したり、シリコ
ン薄膜の下部に設けることが提案されており(「日経マ
イクロデバイスJ 、1988年9月号、P123〜P
130、IEDMテクニイカルダイジェストペーパrI
EDM Digest of Thecnical P
aper J1988、P48〜P51参照)。本第二
実施例はこのような構造に対応するものである。
When using TPT in SRAM, etc., it has been proposed to share the gate electrode with the MIS type transistor on the surface of the semiconductor substrate, or to provide it under the silicon thin film (``Nikkei Microdevice J, September 1988 issue, P123~ P
130, IEDM Technical Digest Paper rI
EDM Digest of Thecnical P
aper J1988, P48-P51). The second embodiment corresponds to such a structure.

なお、以上の説明は、TPTとしてNチャネル型を取り
上げたけれども、本発明はPチャネル型のTPTについ
ても同様に適用できる。
Although the above description deals with an N-channel type TPT, the present invention can be similarly applied to a P-channel type TPT.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明は、TPTのソース領域と
チャネル領域とに同時に接続される導体層により、イン
パクトイオン化で発生するキャリアを放出し、ドレイン
電流が異常増加するキング現象を抑え、素子の劣化を防
止できる効果がある。
As explained above, the present invention uses a conductor layer that is simultaneously connected to the source region and channel region of the TPT to release carriers generated by impact ionization, suppress the king phenomenon in which the drain current increases abnormally, and improve the device performance. It has the effect of preventing deterioration.

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

第1図は本発明の第一実施例の構造を示す模式第2図は
本発明の第二実施例の構造を示す模式的断面図。 第3図は第一従来例の構造を示す模式的断面図。 第4図(a)はMIS型トランジスタの端子図。 第4図ら)はMIS型トランジスタの電圧電流特性図。 第5図は第二従来例の構造を示す模式的断面図。 1・・・半導体基板、2・・・絶縁層、3・・・ドレイ
ン領域、4・・・チャネル領域、5・・・ソース領域、
6・・・ゲート絶縁膜、7・・・ゲート電極、訃・・ド
レイン電極、9・・・ソース電極、10・・・導体層、
B、D、G、S・・・端子。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing the structure of a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a schematic sectional view showing the structure of a second embodiment of the present invention. FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing the structure of the first conventional example. FIG. 4(a) is a terminal diagram of an MIS type transistor. Figures 4 and 4) are voltage-current characteristic diagrams of MIS type transistors. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing the structure of a second conventional example. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate, 2... Insulating layer, 3... Drain region, 4... Channel region, 5... Source region,
6... Gate insulating film, 7... Gate electrode, Drain electrode, 9... Source electrode, 10... Conductor layer,
B, D, G, S...terminals.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁基板上に形成されたシリコン薄膜に設けられた
ソース領域、チャネル領域およびドレイン領域と、 前記シリコン薄膜の一面に接して設けられたゲート絶縁
膜と、 前記ゲート絶縁膜に接し前記チャネル領域に対向して設
けられたゲート電極と を含む薄膜トランジスタにおいて、 前記ソース領域と前記チャネル領域の一部分に接して設
けられた導体層 を含むことを特徴とする薄膜トランジスタ。 2、前記ゲート絶縁膜は前記シリコン薄膜の上面に設け
られた請求項1に記載の薄膜トランジスタ。 3、前記ゲート絶縁膜は前記シリコン薄膜の下面に設け
られた請求項1に記載の薄膜トランジスタ。
[Claims] 1. A source region, a channel region, and a drain region provided in a silicon thin film formed on an insulating substrate; a gate insulating film provided in contact with one surface of the silicon thin film; and the gate insulating film. A thin film transistor comprising a gate electrode provided in contact with a film and facing the channel region, the thin film transistor comprising: a conductor layer provided in contact with the source region and a portion of the channel region. 2. The thin film transistor according to claim 1, wherein the gate insulating film is provided on the upper surface of the silicon thin film. 3. The thin film transistor according to claim 1, wherein the gate insulating film is provided on the lower surface of the silicon thin film.
JP28777590A 1990-10-24 1990-10-24 Thin film transistor Pending JPH04162571A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007287732A (en) * 2006-04-12 2007-11-01 Mitsubishi Electric Corp Thin-film transistor, manufacturing method thereof, and display

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