JPH04177873A - Complimentary mis semiconductor device - Google Patents

Complimentary mis semiconductor device

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JPH04177873A
JPH04177873A JP2306844A JP30684490A JPH04177873A JP H04177873 A JPH04177873 A JP H04177873A JP 2306844 A JP2306844 A JP 2306844A JP 30684490 A JP30684490 A JP 30684490A JP H04177873 A JPH04177873 A JP H04177873A
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Japan
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gate electrode
transistor
channel
fermi level
type
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Application number
JP2306844A
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Japanese (ja)
Inventor
Takami Makino
牧野 孝実
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

PURPOSE:To enable hot carrier effect to be restricted and a threshold voltage (Vth) to be set easily by forming NMOS and PMOS channel regions with a nearly intrinsic semiconductor layer and then constituting a gate electrode with a material having a Fermi level which is separated from the Fermi level of the intrinsic semiconductor. CONSTITUTION:A nearly intrinsic Si layer exists as a channel region 10 on a supporting substrate 1-1 such as an Si wafer and an insulation layer 1-2 such as SiO2, a gate electrode 14 of NMOS is p<+> polySi, and a gate electrode 15 of PMOS is n<+> polySi. Then, a Fermi level of p<+> polySi is located at an upper edge of a band gap and that of n<+> polySi is located at a lower edge of the band gap, thus achieving a sufficient energy level difference with the Fermi level of the nearly intrinsic Si forming a channel region and achieving a desired Vth, thus preventing hot carrier effect from being generated.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 本発明はSOI基板に形成されたCMOS型の集積回路
装置に関し、 製造工程を簡略化する構造として、PMO8゜NMO8
のチャネル領域である半導体層を同導電型とした場合に
、両種トランジスタが共に所望のV tbを備えると共
に、素子の微細化に伴うホットキャリア効果の発生を防
止した構造を実現することを目的とし、 該チャネル領域の半導体層を略真性とすると共に、 NMO8のゲート電極材料のフェルミレベルが該半導体
層の価電子帯の上端近傍にあり、PMO8のゲート電極
材料のフェルミレベルが該半導体層の伝導帯の下端近傍
にあるように、両種ゲート電極の材料を選択して構成す
る。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] The present invention relates to a CMOS type integrated circuit device formed on an SOI substrate.
The purpose is to realize a structure in which both types of transistors have the desired V tb when the semiconductor layers that are the channel regions of the transistors are of the same conductivity type, and which prevents the occurrence of hot carrier effects due to miniaturization of devices. The semiconductor layer of the channel region is made substantially intrinsic, the Fermi level of the gate electrode material of NMO8 is near the upper end of the valence band of the semiconductor layer, and the Fermi level of the gate electrode material of PMO8 is of the semiconductor layer. The materials for both types of gate electrodes are selected and configured so that they are located near the lower end of the conduction band.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、絶縁基板上に半導体の素子形成層が設けられ
た所謂SOI基板に、nチャネル及びpチャネルの両種
のMOS)ランジスタが形成された集積回路の構造に関
するものである。
The present invention relates to an integrated circuit structure in which both n-channel and p-channel MOS (MOS) transistors are formed on a so-called SOI substrate in which a semiconductor element formation layer is provided on an insulating substrate.

nチャネルとpチャネルのMOSトランジスタを組み合
わせて回路を構成する相補型の集積回路(以下、単にC
MO8と表記)は消費電力が小である特長を有し、多種
類の回路がCMO8としてIC化されている。
A complementary integrated circuit (hereinafter simply referred to as a C
MO8) has the feature of low power consumption, and many types of circuits are integrated into ICs as CMO8.

一方、絶縁基板上に半導体層を設けたSO■基板は、I
Cを構成する各素子間が完全に絶縁分離できる特長を持
ち、SOI基板の製造技術の進展に伴って広く実用に供
されるようになっている。
On the other hand, an SO2 substrate in which a semiconductor layer is provided on an insulating substrate is an I
It has the feature of completely insulating and isolating each element constituting the C, and has come into widespread practical use as SOI substrate manufacturing technology progresses.

なお、本発明はMISトランジスタに広く適用し得るも
のであるが、本明細書ではその典型的構造であるMOS
)ランジスタについて説明する。また、通常のSOI基
板はシリコンウェハ上に酸化膜などの絶縁膜を介して素
子形成層である半導体層を設けた構造である。
Although the present invention can be widely applied to MIS transistors, in this specification, a MOS transistor, which is a typical structure thereof, is used.
) Explain about transistors. Further, a typical SOI substrate has a structure in which a semiconductor layer, which is an element formation layer, is provided on a silicon wafer with an insulating film such as an oxide film interposed therebetween.

CMO8を通常のバルク基板に形成する場合には、どち
らかの導電型のトランジスタを形成するためのウェルま
たはタブと呼ばれる領域が必要である。この領域は通常
p/n接合によって基板から分離されるのが通常の構造
であるが、ICの高集積化のためウェルを小型化すると
、寄生サイリスタの影響が顕在化するなど、好ましくな
い事態が発生する。これををSOI基板に形成すれば、
そのような問題を回避することができるので、微細パタ
ーンを持つ高集積CMO8の開発かOI基板を利用して
進められている。
When forming the CMO 8 on a normal bulk substrate, a region called a well or a tub is required for forming a transistor of either conductivity type. The normal structure is that this region is usually separated from the substrate by a p/n junction, but as the well is made smaller to increase the integration density of ICs, undesirable situations such as the effects of parasitic thyristors become apparent. Occur. If this is formed on an SOI substrate,
Since such problems can be avoided, the development of highly integrated CMO8 with fine patterns or using OI substrates is progressing.

しかしながら、SOI基板を利用すれば素子間分離は完
全であるが、素子の微細化を進めようとすると、素子形
成層の厚さが小であることに起因する問題が新たに生じ
てくる。MOSトランジスタの場合、閾値電圧(V、、
)の調整が困難であることがその最たるものとなる。近
年の半導体装置の高性能化は、微細化による素子の性能
向上に負うところが大であるから、これは是非解決しな
ければならない問題である。
However, if an SOI substrate is used, isolation between elements is perfect, but as the elements become smaller, new problems arise due to the small thickness of the element formation layer. In the case of a MOS transistor, the threshold voltage (V, ,
) is difficult to adjust. The high performance of semiconductor devices in recent years is largely due to improved performance of elements through miniaturization, so this is a problem that must be solved.

通常のSOI型CMO8のトランジスタは第6図のよう
な構造を持つ。図の11はSiウェハのような支持基板
、1−2はSiO□のような絶縁層である。この絶縁層
上のSi層に形成された2個のn型S/D領域11とこ
れ等に挟まれたp型チャネル領域10−1およびチャネ
ル領域上に図示されないゲート絶縁膜を介して存在する
ゲート電極13によってNMOSが、また2個のp型S
/D領域12とこれ等に挟まれたn型チャネル領域10
−2およびチャネル領域上に存在するゲート電極I4に
よって2MO8が構成されている。
A typical SOI type CMO8 transistor has a structure as shown in FIG. In the figure, 11 is a supporting substrate such as a Si wafer, and 1-2 is an insulating layer such as SiO□. There are two n-type S/D regions 11 formed in the Si layer on this insulating layer, a p-type channel region 10-1 sandwiched between them, and a gate insulating film (not shown) on the channel region. The gate electrode 13 makes the NMOS and two p-type S
/D region 12 and n-type channel region 10 sandwiched therebetween
-2 and the gate electrode I4 present on the channel region constitute 2MO8.

Siウェハのようなバルク基板にMOS)ランジスタを
形成する場合、ゲート電極にはn型ポリSiのように扱
い易い材料を採用し、Vtbはチャネル領域に不純物を
ドープすることで調整するのが通常の方法であるが、S
OI基板の半導体層のような薄膜に形成されたMOSト
ランジスタでは、チャネル領域の不純物濃度に対するV
lbの依存性が弱くなるという状況が存在する。
When forming a MOS (MOS) transistor on a bulk substrate such as a Si wafer, an easy-to-handle material such as n-type poly-Si is used for the gate electrode, and Vtb is usually adjusted by doping the channel region with impurities. However, S
In a MOS transistor formed in a thin film such as a semiconductor layer of an OI substrate, V
There are situations in which the dependence of lb becomes weaker.

このことはバルクに形成したMOSトランジスタと同じ
だけV thを変移させるには、より多量のチャネルド
ープが必要なことを意味するが、チャネル領域の不純物
濃度が高くなるほどホットキャリア効果が生じ易(なり
、トランジスタの小型化が阻害される。
This means that a larger amount of channel doping is required to shift V th by the same amount as in a bulk-formed MOS transistor, but the higher the impurity concentration in the channel region, the more likely the hot carrier effect is to occur. , miniaturization of transistors is hindered.

チャネル領域の厚さが小であることは、更に、NMOS
の場合はV thの負側へのシフトをもたらし、2MO
8の場合は正側へのシフトをもたらす。
The small thickness of the channel region also makes the NMOS
results in a shift of V th to the negative side, and 2MO
8 results in a shift to the positive side.

このシフト量はチャネル領域が薄いほど大となり、これ
もまたvthの制御を困難なものとしている。
This shift amount increases as the channel region becomes thinner, which also makes it difficult to control vth.

これ等に加えて、SOI基板の半導体層の厚さが十分に
均一でない点も問題となる。即ち、チャネル領域の不純
物ドープによってV t hを調整する場合、イオン注
入のドーズ量制御が十分に高精度であっても、チャネル
層の厚さが異なれば、活性化処理後の不純物濃度が異な
ることになり、V t hのばらつきをもたらすのであ
る。
In addition to these, another problem is that the thickness of the semiconductor layer of the SOI substrate is not sufficiently uniform. That is, when adjusting V th by doping the channel region with impurities, even if the ion implantation dose control is sufficiently accurate, the impurity concentration after activation will differ if the thickness of the channel layer differs. This results in variations in V th.

このように、Sol型のMOSトランジスタはバルク基
板に形成したMOSトランジスタに比べてV th調整
が困難であり、特にCMOSではnチャネル、pチャネ
ルの両種のトランジスタのVthhを調整しなければな
らないため、−層困難となる。
In this way, it is difficult to adjust Vth of Sol type MOS transistors compared to MOS transistors formed on a bulk substrate, and in particular, in CMOS, it is necessary to adjust Vthh of both n-channel and p-channel transistors. , - layer becomes difficult.

〔従来の技術と発明が解決しようとする課題〕MOSト
ランジスタのV tbを決定する要因としては、空乏層
の広がり方として影響するチャネル不純物濃度と、チャ
ネル領域の半導体のフェルミレベルとゲート電極材料の
フェルミレベルの差が考えられる。
[Prior art and problems to be solved by the invention] The factors that determine the V tb of a MOS transistor are the channel impurity concentration, which affects how the depletion layer spreads, the Fermi level of the semiconductor in the channel region, and the gate electrode material. This may be due to the difference in Fermi level.

バルクに形成されたCMOSでは、ゲート材料に利用し
やすい材料(例えばn型ポリシリコンなど)を用い、チ
ャネル不純物濃度でVlhを調整している。SO■でも
従来はこのような構成が採られてきた。
In CMOS formed in bulk, an easily available material (for example, n-type polysilicon) is used for the gate material, and Vlh is adjusted by the channel impurity concentration. Conventionally, this type of configuration has also been adopted in SO■.

しかしながら薄膜SOIでn型ポリシリコンをゲートに
使用した場合、p型チャネル領域の不純物濃度はあまり
高濃度化しな(てもV lbを所望値に調整できるが、
n型チャネル領域の不純物濃度は極度に高濃度化しなく
ては所望のV t hが得られないという問題があった
。これは、薄膜SOIではVlkの不純物濃度依存性が
小さ(なるため、ゲート電極材料のフェルミレベルがn
型シリコンに近い場合には、一方のMOSトランジスタ
のV、hの調整は容易だが、他方のMOSトランジスタ
のV t hの調整は困難になるということである。
However, when n-type polysilicon is used for the gate in thin-film SOI, the impurity concentration in the p-type channel region does not become very high (although V lb can be adjusted to the desired value,
There is a problem in that the desired V th cannot be obtained unless the impurity concentration in the n-type channel region is extremely high. This is because in thin film SOI, the dependence of Vlk on impurity concentration is small (because the Fermi level of the gate electrode material is n
If the MOS transistor is close to type silicon, it is easy to adjust V and h of one MOS transistor, but it becomes difficult to adjust V th of the other MOS transistor.

この問題に対処するものとして、フェルミレベルがバン
ドギャップのほぼ中央に位置する、つまりn型およびp
型シリコンに対して同程度のフェルミレベルの差を持つ
材料でゲート電極を構成した0MO8が提案されている
っこれは、ゲート材料をタングステン(W)のようにフ
ェルミレベルが真性シリコンのそれにはマ等しいものと
すれば、PMO8とNMO8でチャネル領域とゲート電
極のフェルミレベル差の偏りが無くなり、ともに同程度
の不純物濃度でvthを制御することができる、という
ものであ。
To address this problem, the Fermi level is located approximately in the middle of the bandgap, i.e. for n-type and p-type
0MO8 has been proposed in which the gate electrode is made of a material that has a Fermi level difference of the same degree as that of silicon type silicon. If they are made equal, then there will be no bias in the Fermi level difference between the channel region and the gate electrode for PMO8 and NMO8, and vth can be controlled with the same impurity concentration for both.

このフェルミレベルとバンドギャップの関係を図示した
ものが第7図である。WのフェルミレベルEfwはSl
の価電子帯21と伝導帯22のは\゛中夫位置すること
から、n型SiのフェルミレベルEfNとの間にはV、
1=EfW−EfN (< 0 )のエネルギ差があり
、n型SiのフェルミレベルEfpとの間にはVp=E
fw  Efp (> O)のエネルギ差がある。MO
SトランジスタのvlbはVNまたはV、にはゾ等しく
且っSiのバンドギャップが〜1.2 e Vであるこ
とから、これ等のエネルギ差は通常の0MO8に要求さ
れるvthの値(0,3〜0.4V)を、ゲート電極の
n型或いはp型シリコンの不純物を高濃度化することに
よって実現するのに十分な程度に大きいと言える。
FIG. 7 illustrates the relationship between the Fermi level and the band gap. The Fermi level Efw of W is Sl
Since the valence band 21 and conduction band 22 of
There is an energy difference of 1=EfW−EfN (<0), and there is a difference in energy between the Fermi level Efp of n-type Si and Vp=E
There is an energy difference of fw Efp (> O). M.O.
Since the vlb of the S transistor is equal to VN or V, and the bandgap of Si is ~1.2 e V, these energy differences are equal to the value of vth (0, 3 to 0.4 V) can be said to be sufficiently large to be realized by increasing the concentration of n-type or p-type silicon impurities in the gate electrode.

この先行技術のMOSトランジスタは、NMO8とPM
O8の形成かは\゛均等制約の下に進められ、V I 
b制御の難易さが一方のトランジスタに偏ることがない
点で優れている。しかし、ここでもV t hの制御は
チャネル領域の不純物濃度調整に依っており、該領域の
不純物濃度が高くなるため、ホットキャリア効果が生じ
易くなるという問題は未解決である。そのため、ホット
キャリア効果の回避にはLDD構造を採るなどの対策が
別途必要となっている。
This prior art MOS transistor consists of NMO8 and PM
The formation of O8 is proceeded under the equality constraint, VI
This is advantageous in that the difficulty of b control is not biased towards one transistor. However, control of V th here also depends on adjusting the impurity concentration in the channel region, and as the impurity concentration in this region increases, the problem that hot carrier effects are more likely to occur remains unsolved. Therefore, additional measures such as adopting an LDD structure are required to avoid the hot carrier effect.

本発明の目的は、SOI型CMO8に於いて、vthの
制御が容易であると共に、ホットキャリア効果の発生を
回避した集積回路構造を提供することであり、他の目的
は、製造工程を簡略化する構造として、PMO8,NM
O8のチャネル領域である半導体層を同導電型とした場
合に、両種トランジスタが共に所望のV thを備え得
る構造を提供することである。
An object of the present invention is to provide an integrated circuit structure in which vth can be easily controlled and the occurrence of hot carrier effects is avoided in an SOI type CMO8.Another object of the present invention is to simplify the manufacturing process. As a structure, PMO8, NM
The object of the present invention is to provide a structure in which both types of transistors can have a desired V th when the semiconductor layers that are the channel regions of O8 are of the same conductivity type.

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

上記目的を達成するため、本発明のCMO8構造は、 NMO8およびPMO8のチャネル領域を共に略真性の
半導体層とすると共に、 NMO8のゲート電極材料のフェルミレベルが該半導体
層の価電子帯の上端近傍にあり、PMO8のゲート電極
材料のフェルミレベルが該半導体層の伝導帯の下端近傍
にあるように、両種ゲート電極の材料が選択されたもの
となっている。
In order to achieve the above object, the CMO8 structure of the present invention has a structure in which the channel regions of NMO8 and PMO8 are both substantially intrinsic semiconductor layers, and the Fermi level of the gate electrode material of NMO8 is near the upper end of the valence band of the semiconductor layer. The materials for both gate electrodes are selected such that the Fermi level of the gate electrode material of PMO8 is near the lower end of the conduction band of the semiconductor layer.

MOSFETのvlbを決定する要因としての不純物濃
度の影響は、薄膜SOIでSolシリコン膜厚が薄くな
るほど、またチャネル不純物濃度が低くなるほど小さく
なり、超薄膜・低濃度チャネルのSOTではチャネル領
域の半導体のフェルミレベルとゲート電極材料のフェル
ミレベルの差でv、hはほとんど決定する。そこでPM
O8,!=NMO8のゲート電極材料を変更することに
より、チャネル領域の半導体のフェルミレベルとゲート
電極材料のフェルミレベルの差でそれぞれのvlbを調
整しようとするものである。
The influence of impurity concentration as a factor that determines vlb of MOSFET becomes smaller as the Sol silicon film thickness becomes thinner in thin film SOI and as the channel impurity concentration becomes lower. Most of v and h are determined by the difference between the Fermi level and the Fermi level of the gate electrode material. So PM
O8,! By changing the gate electrode material of =NMO8, each vlb is adjusted by the difference between the Fermi level of the semiconductor in the channel region and the Fermi level of the gate electrode material.

典型的な実施例に於いては、0MO8ははゾ真性のSi
を素子形成層とするSOI基板に形成され、NMO8の
ゲート電極はp型ポリSiであり、PMO8のゲート電
極はn型ポリSiである。また、素子形成層であるSi
の不純物濃度を比抵抗で表わすと、ソース領域とチャネ
ル領域が同導電型のトランジスタが形成される領域では
10’ΩCll1よりも大であり、ソース領域とチャネ
ル領域が異種導電型のトランジスタが形成される領域で
は103Ωcmよりも大である。
In a typical embodiment, 0MO8 is essentially Si.
The gate electrode of NMO8 is p-type poly-Si, and the gate electrode of PMO8 is n-type poly-Si. In addition, Si which is the element forming layer
Expressing the impurity concentration in terms of resistivity, it is greater than 10'ΩCll1 in a region where a transistor whose source region and channel region are of the same conductivity type is formed, and a transistor whose source region and channel region are of different conductivity types is formed. It is larger than 103 Ωcm in the region where

〔作 用〕[For production]

第5図は本発明の素子のバンド構造を示す図である。こ
こで該図を参照することにより、本発明の0MO8に於
いて所望のV lhが得られる理由を説明する。
FIG. 5 is a diagram showing the band structure of the element of the present invention. Here, with reference to the figure, the reason why the desired V lh can be obtained in 0MO8 of the present invention will be explained.

Siの価電子帯21、伝導帯22を図のように想定する
と、チャネル領域の真性SiのフェルミレベルEf、、
はバンドギャップのは\゛中夫存在することになる。こ
れに対し、ゲート電極を構成するn型ポリSiのフェル
ミレベルE f、、とp型ポリSiのフェルミレベルE
 f、、は夫々伝導帯の下端近傍と価電子帯の上端近傍
に位置する。
Assuming the valence band 21 and conduction band 22 of Si as shown in the figure, the Fermi level Ef of intrinsic Si in the channel region is
There is a band gap. On the other hand, the Fermi level E f of n-type poly-Si constituting the gate electrode and the Fermi level E f of p-type poly-Si
f, , are located near the lower end of the conduction band and near the upper end of the valence band, respectively.

NMO8は略真性のチャネル領域とn型ポリSiゲート
との組み合わせで構成されるので、Ef、、とEflの
エネルギレベルの差V p pによってV thが定ま
る。また、PMO8は略真性のチャネル領域とn型ポリ
Siゲートとの組み合わせで構成され、ここではEf、
。とEf、、のエネルギレベルの差V、、fiによって
vthが定まる。
Since the NMO 8 is composed of a combination of a substantially intrinsic channel region and an n-type poly-Si gate, V th is determined by the difference V p p between the energy levels of Ef and Efl. In addition, PMO8 is composed of a combination of a substantially intrinsic channel region and an n-type poly-Si gate, and here, Ef,
. vth is determined by the energy level difference V, , fi between and Ef, .

その結果、本発明の構造に於いても上記従来技術のWゲ
ート構成と同様、NMO8,PMO8の何れに於いても
、必要なV l hを実現することができるが、上記先
行技術とは異なり、本発明のCMO8構造ではチャネル
領域の不純物濃度か低いので、濃度依存性に因って生ず
るVlbのばらつきやホットキャリア効果の発生が抑制
され、素子特性が十分な精度で実現することになる。
As a result, in the structure of the present invention, the required V l h can be achieved in either NMO8 or PMO8, similar to the W gate configuration of the prior art described above, but unlike the prior art described above, In the CMO8 structure of the present invention, since the impurity concentration in the channel region is low, variations in Vlb caused by concentration dependence and occurrence of hot carrier effects are suppressed, and device characteristics can be realized with sufficient accuracy.

次に、本発明が上記の効果を得るために、チャネル領域
のSiがどの程度真性半導体から外れたものであっても
よいかという点、即ちSOI基板の素子形成層であるS
i層に許容される不純物濃度の範囲について考察する。
Next, in order for the present invention to obtain the above effects, the extent to which Si in the channel region may deviate from the intrinsic semiconductor is determined.
Let us consider the range of impurity concentration allowed in the i-layer.

先ず、ソース/チャネルの接合がp / n接合である
側では、略真性のSiとn型或いはp型ポリSiのフェ
ルミレベルの差は夫々約0.6 e Vから若干増減し
たものである。
First, on the side where the source/channel junction is a p/n junction, the difference in Fermi level between substantially intrinsic Si and n-type or p-type poly-Si is slightly increased or decreased from about 0.6 eV, respectively.

エンハンスメント・モードのMOSトランジスタをゲー
ト電圧0Vで確実にピンチオフさせるためには、vth
が0.4Vより大であることが望ましいから、上記エネ
ルギレベル差も最小で0.4Vあることが望ましい。即
ち第5図に於いて、はゾ固定した値であるEfo、、或
いはE f、、に対し、チャネル領域のフェルミレベル
Ef、は上下に約0.2eVだけ変移しても良いことに
なる。なお、上記V、h=0.4Vという値は室温動作
を前提とするものであって、液体窒素などで冷却して動
作させる場合にはVtb=0.3V或いはそれより小で
あってもよ(、チャネル領域のSiに許される不純物濃
度範囲はより広くなる。
In order to reliably pinch off the enhancement mode MOS transistor with a gate voltage of 0V, vth
Since it is desirable that the energy level difference be greater than 0.4V, it is desirable that the energy level difference be at least 0.4V. That is, in FIG. 5, with respect to Efo, or Ef, which is a fixed value, the Fermi level Ef of the channel region may vary up and down by about 0.2 eV. Note that the above values of V and h = 0.4 V are based on room temperature operation, and when operating with cooling with liquid nitrogen etc., Vtb = 0.3 V or smaller may be used. (The range of impurity concentration allowed for Si in the channel region becomes wider.

フェルミレベルが真性値から0.2 e V変移する時
の不純物濃度は、比抵抗に換算するとは\゛10”0c
mである。
The impurity concentration when the Fermi level shifts by 0.2 eV from the intrinsic value is \゛10''0c when converted to resistivity.
It is m.

次に、ソースとチャネルが同じ導電型となる構成につい
て検討する。この場合も、ゲート電圧によりチャネルが
形成されてトランジスタが導通するのであるが、ゲート
電圧0Vでピンチオフすることはなく、いくらかのリー
ク電流が残ることになる。リーク電流値はチャネル領域
の抵抗で定まるから、ここではチャネル領域の不純物濃
度許容範囲はリーク電流の許容値から定まることになる
Next, a configuration in which the source and channel have the same conductivity type will be considered. In this case as well, a channel is formed by the gate voltage and the transistor becomes conductive, but there is no pinch-off at the gate voltage of 0V, and some leakage current remains. Since the leakage current value is determined by the resistance of the channel region, the allowable range of impurity concentration in the channel region is determined from the allowable value of the leakage current.

ICが論理回路であると、集積度はlチップ当たり1万
ゲ一ト程度であり、メモリICなどに比べると素子数は
少ない。そのため、IC全体のリーク電流よりも、回路
を確実に動作させるためのリーク電流の制約の方が厳し
いことになる。通常の電源電圧による動作を想定すると
、ゲート幅1μm当たり10−”A以下という値が要求
されることになる。
When an IC is a logic circuit, the degree of integration is approximately 10,000 gates per chip, which is a smaller number of elements than a memory IC or the like. Therefore, the leakage current restrictions for ensuring the circuit operation are stricter than the leakage current of the entire IC. Assuming operation with a normal power supply voltage, a value of 10-''A or less per 1 μm of gate width is required.

一方、メモリICのように素子数の多いものでは、リー
ク電流が多いと回路全体の発熱が増加するので、これが
パッケージの放熱能力を越えることは避けねばならない
。この制約はICの集積度が上がるほど厳しくなる。素
子のリーク電流で表現すると、256KbのSRAMで
はゲート幅1μm当たり1O−9A程度でも良いが、I
Mbになると10−”A/μm程度に抑えることが要求
される。
On the other hand, in a device with a large number of elements such as a memory IC, a large amount of leakage current increases heat generation in the entire circuit, so it is necessary to prevent this from exceeding the heat dissipation capacity of the package. This restriction becomes more severe as the degree of integration of the IC increases. Expressed in terms of element leakage current, in a 256Kb SRAM, it may be about 1O-9A per 1μm of gate width, but I
When it comes to Mb, it is required to suppress it to about 10-''A/μm.

更に、DRAMのようにリーク電流の制約がより厳しい
ICでは、この値は10−”A/μm以下というように
なる。
Furthermore, in ICs such as DRAMs, which have stricter leakage current constraints, this value is less than 10-''A/μm.

今日のICの集積度を考慮すると、上記数値の中で1O
−9A/μmという値かはゾ許容限界に相当するものと
考えられるが、これはドレイン電圧を5V、ゲート長0
.5μm、シリコン層の厚さ0.1μmとした場合、チ
ャネル領域の比抵抗は10’Ωcm以上が望ましいこと
を意味する。
Considering the degree of integration of today's ICs, 100% of the above numbers
The value -9A/μm is considered to correspond to the allowable limit, but this means that the drain voltage is 5V and the gate length is 0.
.. When the thickness of the silicon layer is 5 μm and the thickness of the silicon layer is 0.1 μm, this means that the specific resistance of the channel region is desirably 10′Ωcm or more.

比抵抗がこのように大きい値である場合、低抵抗の時の
ように不純物濃度に反比例する関係は成立しな(なる。
When the resistivity is such a large value, the relationship that is inversely proportional to the impurity concentration as in the case of low resistance does not hold.

このような場合の比抵抗と不純物濃度との関係について
は、従来種々報告されており、当業者には経験的に知ら
れている。
The relationship between resistivity and impurity concentration in such cases has been variously reported and is known empirically to those skilled in the art.

本発明の如くは\゛真性半導体層をNMOSとPMO8
の両方のチャネル領域として使用すれば、該領域の不純
物濃度が極めて低いことから、LDDのような特別の構
造をとらなくても、ホットキャリア効果の発生は十分に
抑制される。更に導電型の異なるMOSトランジスタを
同じ半導体層に形成することから、ウェル或いはタブと
呼ばれる反対導電型領域の形成が不要となる。
According to the present invention, the intrinsic semiconductor layer is NMOS and PMO8.
When used as both channel regions, since the impurity concentration in the region is extremely low, the occurrence of the hot carrier effect can be sufficiently suppressed without a special structure such as an LDD. Furthermore, since MOS transistors of different conductivity types are formed in the same semiconductor layer, there is no need to form regions of opposite conductivity types called wells or tubs.

〔実施例〕〔Example〕

第1図は請求項4に対応する実施例の構造を示す断面模
式図である。図中、11はSiウェハのような支持基板
、1−2は5iOzのような絶縁層である。この絶縁層
上に略真性のSi層がチャネル領域IOとして存在し、
該領域を挟んで存在する2個のn型S/D領域11およ
びチャネル領域上に図示されないゲート絶縁膜を介して
存在するゲート電極14によってNMOSが、また同じ
く略真性のSi層であるチャネル領域IOを挟んで存在
する2個のp型S/D領域12およびチャネル領域上に
存在するゲート電極15によってPMO8が構成されて
いる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an embodiment corresponding to claim 4. In the figure, 11 is a support substrate such as a Si wafer, and 1-2 is an insulating layer such as 5iOz. A substantially intrinsic Si layer exists as a channel region IO on this insulating layer,
The NMOS is formed by the two n-type S/D regions 11 that are sandwiched between the two n-type S/D regions 11 and the gate electrode 14 that is present on the channel region via a gate insulating film (not shown), and the channel region that is also a substantially intrinsic Si layer. A PMO 8 is constituted by two p-type S/D regions 12 that are present on both sides of the IO and a gate electrode 15 that is present on the channel region.

ここて、NMOSのゲート電極14はp+ポリSiであ
り、P M OSのゲート電極15はn+ポリSiであ
る。また、チャネル領域のSi層の不純物濃度は〜10
12cF3以下である。SOI基板は2枚のSiウェハ
を酸化膜で接着し、一方を薄く研磨して所定の厚さとす
るのが通常の製法であり、ここで使用するSiウェハを
十分高純度とすることにより、このような低濃度高抵抗
層を得ることができる。
Here, the gate electrode 14 of NMOS is made of p+ poly-Si, and the gate electrode 15 of PMOS is made of n+ poly-Si. Also, the impurity concentration of the Si layer in the channel region is ~10
It is 12cF3 or less. The usual manufacturing method for SOI substrates is to bond two Si wafers with an oxide film and polish one to a specified thickness. A low concentration, high resistance layer can be obtained.

p“ポリSiのフェルミレベルはバンドギャップの上端
に位置し、n+ポリSiのフェルミレベルはバンドギャ
ップの下端に位置するから、チャネル領域を形成する略
真性のSiのフェルミレベルとの開に、いづれも十分な
エネルギレベル差があり、所望のVlkを実現している
Since the Fermi level of p" poly-Si is located at the upper end of the band gap, and the Fermi level of n+ poly-Si is located at the lower end of the band gap, the difference between the Fermi level of almost intrinsic Si forming the channel region and the There is also a sufficient energy level difference, and the desired Vlk is achieved.

第2図は請求項5に対応する実施例の構造を示す断面模
式図である。この実施例でもNMOSおよびPMO8の
S/D領域とチャネル領域は上記実施例と同様の構成で
あり、ゲート電極材料のみ上記実施例と異なり、NMO
Sではニッケル(N i )、PMO8ではチタン(T
i)が用いられている。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing the structure of an embodiment corresponding to claim 5. In this example, the S/D region and channel region of NMOS and PMO8 have the same structure as in the above example, only the gate electrode material differs from the above example;
Nickel (N i ) is used for S, titanium (T
i) is used.

この構成でも、NiのフェルミレベルがSiの価電子帯
付近にあり、TiのフェルミレベルがSiの伝導帯付近
にあることから、第1図の実施例と同じように、両種の
MOS)ランジスタのチャネル領域に同一仕様の半導体
層を用いてCMOSを実現している。
Even in this configuration, since the Fermi level of Ni is near the valence band of Si and the Fermi level of Ti is near the conduction band of Si, both types of MOS transistors can be used as in the embodiment shown in FIG. CMOS is realized by using semiconductor layers with the same specifications in the channel regions of the two.

第3図(a)〜(g)は第1図のCMOSの製造工程を
模式的に示す断面図である。以下、該図面を参照しなが
らこれを説明する。
3(a) to 3(g) are cross-sectional views schematically showing the manufacturing process of the CMOS shown in FIG. 1. This will be explained below with reference to the drawings.

同図(a)には本工程で使用するSOI基板が示されて
おり、■−1は支持基板(Si)、12は絶縁層(Si
02)、2は素子形成層(Si)である。通常のSOI
基板と異なり、ここでは素子形成層2は不純物濃度か1
012cm−3以下の高抵抗Siで、厚さは1000人
程度である。
Figure (a) shows the SOI substrate used in this process, where ■-1 is a supporting substrate (Si), 12 is an insulating layer (Si), and
02), 2 is an element forming layer (Si). normal SOI
Unlike the substrate, the element forming layer 2 here has an impurity concentration of 1
It is made of high resistance Si of less than 0.012 cm-3 and has a thickness of about 1000 mm.

同図(b)に示されるように、素子形成層をトランジス
タ形成領域である島状領域2−1.2−2に分離し、そ
の表面に100〜200人の熱酸化膜3を形成する。そ
の後、基板全面に厚さ2000人のポリS1層4をCV
D法により被着形成する。現段階ではこのポリSi層に
は不純物はドープされていない。
As shown in FIG. 2B, the element formation layer is divided into island regions 2-1 and 2-2, which are transistor formation regions, and a thermal oxide film 3 of 100 to 200 layers is formed on the surface thereof. After that, a poly S1 layer 4 with a thickness of 2000 was applied on the entire surface of the board.
Adhesion is formed by method D. At this stage, this poly-Si layer is not doped with impurities.

同図(c)には、上記ポリSi層の一部をNMOSゲー
ト電極用とするためのイオン注入工程が示されている。
FIG. 4(c) shows an ion implantation step for making a part of the poly-Si layer for an NMOS gate electrode.

ポリSi層4の表面に200Aの5iCh膜5を被着し
た後、NMOS領域以外をフォトレジスト6−1でマス
クし、B+をイオン注入する。
After a 200A 5iCh film 5 is deposited on the surface of the poly-Si layer 4, areas other than the NMOS region are masked with a photoresist 6-1, and B+ ions are implanted.

処理条件は注入エネルギが30〜40keV、ドーズ量
が1015〜1016cm−2である。この処理によっ
てポリSi層の一部がp+型ポリSi層4−pとなる。
The processing conditions are an implantation energy of 30 to 40 keV and a dose of 1015 to 1016 cm-2. Through this treatment, a part of the poly-Si layer becomes a p+ type poly-Si layer 4-p.

次の図(d)の工程もイオン注入工程であり、ポリSi
層をB+型とする領域以外はフォトレジスト6−2でマ
スクし、P+をイオン注入する。この処理条件は注入エ
ネルギが40〜50keV、ド−ズ量がIO!5〜10
I10l8’である。この処理によってポリSi層の一
部がn′″型ポリSi層4−nとなる。
The process shown in the next figure (d) is also an ion implantation process, and poly-Si
The regions other than those where the layer is to be of B+ type are masked with a photoresist 6-2, and P+ ions are implanted. The processing conditions are that the implantation energy is 40 to 50 keV and the dose is IO! 5-10
I10l8'. Through this treatment, a part of the poly-Si layer becomes an n''' type poly-Si layer 4-n.

この後S/D領域の形成に入るが、同領域形成は第3図
(e)に示されるように、一部がNMO8のゲート電極
に併せてパターニングされると共に他の部分はPMO8
領域を被覆するフォトレジスト層6−3を設け、これを
マスクとしてポリSi層を選択的にエツチング除去した
後、As”をイオン注入してNMO8のS/D領域7−
1を形成する。
After this, the formation of the S/D region begins, and as shown in FIG.
A photoresist layer 6-3 is provided to cover the region, and after selectively etching and removing the poly-Si layer using this as a mask, ions of As'' are implanted to form the S/D region 7-3 of NMO8.
Form 1.

PMO8のS/D領域形成でも同様の処理が行われ、同
図げ)に示されるように、BF2“のイオン注入により
PMO8のS/D領域7−2が作られる。フォトレジス
ト6−4を除去すれば、同図(g)に示されるようにN
MO8およびPMO8ができあり、これ等のトランジス
タを組み合わせて0MO8が形成されることになる。
A similar process is performed to form the S/D region of PMO8, and as shown in the same figure, the S/D region 7-2 of PMO8 is created by ion implantation of BF2''. If removed, N
MO8 and PMO8 are completed, and these transistors are combined to form 0MO8.

本発明のようにチャネル領域の不純物濃度が低い場合に
はホットキャリア効果は起こり難いが、LDD構造とす
る必要がある場合には、第4図(a)〜(c)の工程に
よって形成することができる。以下第4図を参照しなが
ら本発明に於けるLDD構造の製造方法を説明する。
When the impurity concentration of the channel region is low as in the present invention, the hot carrier effect is unlikely to occur, but if an LDD structure is required, it can be formed by the steps shown in FIGS. 4(a) to (c). I can do it. The method for manufacturing the LDD structure according to the present invention will be described below with reference to FIG.

本発明で用いられるSOI基板の素子形成層は極めて高
抵抗であるが、pnいづれかの導電型を持つ。ホットキ
ャリア効果はチャネル/ドレインがpn接合を持つMO
Sトランジスタで起こる現象であるから、これを避ける
ためのLDD構造は、8MO8或いはPMO8のいづれ
か一方だけでよいことになる。ここでは素子形成層がp
−型である場合を例にとって説明する。
The element formation layer of the SOI substrate used in the present invention has extremely high resistance, but has a conductivity type of pn. The hot carrier effect occurs in MOs where the channel/drain has a pn junction.
Since this is a phenomenon that occurs in S transistors, the LDD structure to avoid this need only be either 8MO8 or PMO8. Here, the element forming layer is p
− type will be explained as an example.

第3図(a)〜(d)の工程を上記の如く進めた後、同
図(e)の工程に於けるイオン注入処理で、As+イオ
ンに代えてP+イオンを1013cF2注入し、NMO
8のS/D領域をn−型に変換する。第3図げ)の工程
を叙上の如く進め、フォトレジストを除去した後、第4
図(a)に示すように、減圧CVD法等によりSiO2
層8を1000〜2000人の厚さに堆積する。
After proceeding with the steps in FIGS. 3(a) to (d) as described above, in the ion implantation process in the step in FIG. 3(e), 1013 cF2 of P+ ions were implanted instead of As+ ions, and
Convert the S/D region of 8 to n-type. After proceeding with the process in Figure 3) as described above and removing the photoresist,
As shown in Figure (a), SiO2 is
Layer 8 is deposited to a thickness of 1000-2000 nm.

これをRIEのような異方性の処理法でエツチングする
と、第4図(b)のように、ゲート電極4−pG、 4
−nGの側面にSiO2の側壁8−1.8−2が残る。
When this is etched using an anisotropic processing method such as RIE, gate electrodes 4-pG, 4 are etched as shown in FIG. 4(b).
A side wall 8-1.8-2 of SiO2 remains on the side surface of -nG.

一方のトランジスタ領域をフォトレジスト6−5でマス
クし、他方のトランジスタ領域にAs+をイオン注入し
てS/D領域を形成すれば、第4図(c)のようにNM
O8はLDD構造を備え、PMO8はp ”/ p −
/ p+槽構造ある0MO8が得られる。
If one transistor region is masked with photoresist 6-5 and As+ ions are implanted into the other transistor region to form an S/D region, NM
O8 has an LDD structure and PMO8 has p”/p−
/ 0MO8 with p+ tank structure is obtained.

第3図或いは第4図に示される上記工程では、2種類の
導電型を持つゲート電極が、選択イオン注入によって同
じポリSi層から作り出されているが、本発明の0MO
8を形成する別な方法として、先ず一方の導電型を持つ
ポリSiを堆積して一方のゲート電極を形成し、次に他
方の導電型を持つポリSiを堆積して他方のゲート電極
を形成する方法を採ることもできる。
In the above process shown in FIG. 3 or FIG. 4, gate electrodes with two types of conductivity are created from the same poly-Si layer by selective ion implantation, but the 0MO of the present invention
Another method for forming 8 is to first deposit poly-Si with one conductivity type to form one gate electrode, and then deposit poly-Si with the other conductivity type to form the other gate electrode. You can also take the following method.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明のSOI型CMO8では、NMO8とP、MOS
のチャネル領域を同仕様(同導電型、同比抵抗)の略真
性の半導体層で形成するので、他方導電型のウェルを形
成する工程が省略されると共に、基板不純物濃度が低い
ことに因ってホ、ソトキャリア効果が生じ難いという利
点を備えている。
In the SOI type CMO8 of the present invention, NMO8 and P, MOS
Since the channel region of each is formed of a substantially intrinsic semiconductor layer with the same specifications (same conductivity type, same specific resistance), the step of forming a well of the other conductivity type is omitted, and the substrate impurity concentration is low. E. It has the advantage that sothocarrier effects are unlikely to occur.

また前記作用の項で述べたように、ゲート電極を、真性
半導体のフェルミレベルから隔たったフェルミレベルを
持つ材料によって構成することで、MOS)ランジスタ
のVth設定を容易にしている。
Further, as described in the section of the operation, by forming the gate electrode with a material having a Fermi level that is different from the Fermi level of the intrinsic semiconductor, it is possible to easily set the Vth of the MOS transistor.

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

第1図は本発明の第1の実施例の構造を示す断面模式図
、 第2図は本発明の第2の実施例の構造を示す断面模式図
、 第3図は本発明の素子の製造工程を例示する断面模式図
、 第4図は本発明の素子の別な製造工程を示す断面模式図
、 第5図は本発明の素子のバンド構造を示す模式第6図は
公知の0MO8の構造を示す断面模式図、 第7図は公知のCMO8のバンド構造を示す模式図 であって、 図に於いて 11は支持基板(Si)、 12は絶縁層(SiO2)、 2は素子形成層(Si)、 2−1.2−2は島状領域、 3は熱酸化膜、 3−1はゲート絶縁膜、 4はポリSi(ノンドープ)、 4−nはn型ポリSi層、 4−pはn型ポリSi層、 4−nGはn型ゲート電極(ポリSi)、4−pGはp
型ゲート電極(ポリSi)、5は5ift膜、 6−1.6−2.6−3.6−4.はフォトレジスト、
7−1.7−2.はS/D領域、 8は5iOz層、 10はチャネル領域、 10−1はn型チャネル領域、 10−2はn型チャネル領域、 11はn型S/D領域、 12はp型S/D領域、 14、15はゲート電極、 21はSiの価電子帯゛、 22はSiの伝導帯 である。 NMOS            PMOS本発明の第
1の実施例の構造を示す断面模式図第1図 本発明の第2の実施例の構造を示す断面模式図第2図 NSミs\、\\ス\\ゝい\h\ NMO8PMC)S 通常のSOI型CMO8の構造を示す断面模式図第6図 7′/
FIG. 1 is a schematic cross-sectional diagram showing the structure of the first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a schematic cross-sectional diagram showing the structure of the second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is manufacturing of the element of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional schematic diagram showing another manufacturing process of the device of the present invention. FIG. 5 is a schematic cross-sectional diagram showing the band structure of the device of the present invention. FIG. 6 is a known structure of 0MO8. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing the band structure of a known CMO8, in which 11 is a supporting substrate (Si), 12 is an insulating layer (SiO2), and 2 is an element forming layer ( 2-1.2-2 is an island region, 3 is a thermal oxide film, 3-1 is a gate insulating film, 4 is poly-Si (non-doped), 4-n is an n-type poly-Si layer, 4-p is an n-type poly-Si layer, 4-nG is an n-type gate electrode (poly-Si), and 4-pG is a p-type
type gate electrode (poly-Si), 5 is a 5ift film, 6-1.6-2.6-3.6-4. is photoresist,
7-1.7-2. 8 is a 5iOz layer, 10 is a channel region, 10-1 is an n-type channel region, 10-2 is an n-type channel region, 11 is an n-type S/D region, 12 is a p-type S/D Regions 14 and 15 are gate electrodes, 21 is a valence band of Si, and 22 is a conduction band of Si. NMOS PMOS Fig. 1 is a cross-sectional schematic diagram showing the structure of the first embodiment of the present invention. Fig. 2 is a schematic cross-sectional diagram showing the structure of the second embodiment of the present invention. \h\ NMO8PMC)S Schematic cross-sectional diagram showing the structure of a normal SOI type CMO8 Fig. 6 7'/

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)絶縁性基板上に設けられた略真性の半導体層に、
n型のソース/ドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介して
第1の導電性材料のゲート電極を設けることによってn
チャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタが形成さ
れ、p型のソース/ドレイン領域と、ゲート絶縁膜を介
して第2の導電性材料のゲート電極を設けることによっ
てpチャネルの絶縁ゲート型電界効果トランジスタが形
成されて成る半導体装置であって、 (a)該nチャネルトランジスタのゲート電極を構成す
る第1の導電性材料のフェルミレベルは該チャネル領域
を構成する半導体材料の価電子帯上端に近似しており、 (b)該pチャネルトランジスタのゲート電極を構成す
る第2の導電性材料のフェルミレベルは該チャネル領域
を構成する半導体材料の伝導帯下端に近似しており、 (c)該両種トランジスタのチャネル領域を形成する該
半導体層の比抵抗は、 i)チャネル領域とソース領域が異種導電型である構成
に於いて、 該トランジスタの動作温度に於いて、ゲート電極のフェ
ルミレベルとバンドギャップの略中央部に位置する該半
導体層のフェルミレベルとの差が、ゲート電圧が0Vの
時に該トランジスタが確実に非導通となるV_t_hを
実現するのに必要なエネルギレベル差を下回ることのな
い不純物濃度に相当する値であり、 ii)チャネル領域とソース領域が同種導電型である構
成に於いて、 該トランジスタの動作温度に於けるリーク電流値が、 該トランジスタを用いて構成する回路の誤動作を防止す
るための許容値を越えない値であるか、または該トラン
ジスタを用いて構成する集積回路の許容全電流値から定
まる値の中、少ない方のリーク電流値を越えないために
必要な値であることを特徴とする相補型MIS半導体装
置。
(1) In a substantially intrinsic semiconductor layer provided on an insulating substrate,
By providing an n-type source/drain region and a gate electrode made of a first conductive material via a gate insulating film,
A p-channel insulated gate field effect transistor is formed by providing a p-type source/drain region and a gate electrode of a second conductive material via a gate insulating film. (a) the Fermi level of the first conductive material forming the gate electrode of the n-channel transistor is close to the upper end of the valence band of the semiconductor material forming the channel region; (b) the Fermi level of the second conductive material constituting the gate electrode of the p-channel transistor is close to the lower end of the conduction band of the semiconductor material constituting the channel region; (c) the both types of transistor i) In a configuration in which the channel region and the source region are of different conductivity types, the resistivity of the semiconductor layer forming the channel region of the transistor is determined by An impurity concentration such that the difference from the Fermi level of the semiconductor layer located approximately in the center does not become less than the energy level difference necessary to realize V_t_h at which the transistor becomes reliably non-conductive when the gate voltage is 0V. ii) In a configuration in which the channel region and the source region are of the same conductivity type, the leakage current value at the operating temperature of the transistor prevents malfunction of a circuit configured using the transistor. A value that does not exceed the allowable value for leakage current, or a value determined from the allowable total current value of the integrated circuit configured using the transistor, whichever is smaller, is necessary to avoid exceeding the leakage current value. A complementary MIS semiconductor device characterized by:
(2)前記絶縁性基板上に設けられた半導体層がn型ま
たはp型の高抵抗シリコン層であり、 該シリコン層の比抵抗は、ソース領域とチャネル領域が
同導電型であるトランジスタが形成される領域では10
^5Ωcmよりも大であり、ソース領域とチャネル領域
が異種導電型であるトランジスタが形成される領域では
10^3Ωcmよりも大であることを特徴とする請求項
1の相補型MIS半導体装置。
(2) The semiconductor layer provided on the insulating substrate is an n-type or p-type high-resistance silicon layer, and the specific resistance of the silicon layer is such that a transistor is formed whose source region and channel region are of the same conductivity type. 10 in the area where
2. The complementary MIS semiconductor device according to claim 1, wherein the resistance is greater than ^5 Ωcm, and is greater than 10^3 Ωcm in a region where a transistor whose source region and channel region are of different conductivity types is formed.
(3)前記nチャネルトランジスタのゲート電極を構成
する第1の導電性材料は真性シリコンのフェルミレベル
から0.3eV以上隔たった下方にあり、前記pチャネ
ルトランジスタのゲート電極を構成する第2の導電性材
料は真性シリコンのフェルミレベルから0.3eV以上
隔たった上方にあることを特徴とする請求項1または請
求項2の相補型MIS半導体装置。
(3) The first conductive material constituting the gate electrode of the n-channel transistor is below the Fermi level of intrinsic silicon by 0.3 eV or more, and the second conductive material constituting the gate electrode of the p-channel transistor is below the Fermi level of intrinsic silicon. 3. The complementary MIS semiconductor device according to claim 1, wherein the magnetic material is located above the Fermi level of intrinsic silicon at a distance of 0.3 eV or more.
(4)前記nチャネルトランジスタのゲート電極を構成
する第1の導電性材料はp^+型の多結晶シリコンであ
り、前記pチャネルトランジスタのゲート電極を構成す
る第2の導電性材料はn^+型の多結晶シリコンである
ことを特徴とする請求項3の相補型MIS半導体装置。
(4) The first conductive material constituting the gate electrode of the n-channel transistor is p^+ type polycrystalline silicon, and the second conductive material constituting the gate electrode of the p-channel transistor is n^+ type polycrystalline silicon. 4. The complementary MIS semiconductor device according to claim 3, wherein the semiconductor device is made of + type polycrystalline silicon.
(5)前記nチャネルトランジスタのゲート電極を構成
する第1の導電性材料はニッケル(Ni)であり、前記
pチャネルトランジスタのゲート電極を構成する第2の
導電性材料はチタン(Ti)であることを特徴とする請
求項3の相補型MIS半導体装置。
(5) The first conductive material constituting the gate electrode of the n-channel transistor is nickel (Ni), and the second conductive material constituting the gate electrode of the p-channel transistor is titanium (Ti). 4. A complementary MIS semiconductor device according to claim 3.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1197704A (en) * 1997-09-20 1999-04-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacture of the same
JPH11153813A (en) * 1994-06-13 1999-06-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Active matrix device
JPH11160737A (en) * 1994-06-13 1999-06-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Active matrix device
JP2005332980A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Seiko Epson Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
US7161178B2 (en) 1994-06-13 2007-01-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device having a pixel electrode through a second interlayer contact hole in a wider first contact hole formed over an active region of display switch
US7190428B2 (en) 1997-03-26 2007-03-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US7416927B2 (en) 2002-03-26 2008-08-26 Infineon Technologies Ag Method for producing an SOI field effect transistor
US8129232B2 (en) 1996-07-11 2012-03-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8603870B2 (en) 1996-07-11 2013-12-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP2016018936A (en) * 2014-07-09 2016-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof

Cited By (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11153813A (en) * 1994-06-13 1999-06-08 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Active matrix device
JPH11160737A (en) * 1994-06-13 1999-06-18 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Active matrix device
US7161178B2 (en) 1994-06-13 2007-01-09 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device having a pixel electrode through a second interlayer contact hole in a wider first contact hole formed over an active region of display switch
US7479657B2 (en) 1994-06-13 2009-01-20 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device including active matrix circuit
US8129232B2 (en) 1996-07-11 2012-03-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8603870B2 (en) 1996-07-11 2013-12-10 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Semiconductor device and method of manufacturing the same
US7190428B2 (en) 1997-03-26 2007-03-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
US7436463B2 (en) 1997-03-26 2008-10-14 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Display device
JPH1197704A (en) * 1997-09-20 1999-04-09 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device and manufacture of the same
US7416927B2 (en) 2002-03-26 2008-08-26 Infineon Technologies Ag Method for producing an SOI field effect transistor
JP2005332980A (en) * 2004-05-20 2005-12-02 Seiko Epson Corp Semiconductor device and method for manufacturing the same
JP2016018936A (en) * 2014-07-09 2016-02-01 ルネサスエレクトロニクス株式会社 Semiconductor device and manufacturing method thereof
US10043881B2 (en) 2014-07-09 2018-08-07 Renesas Electronics Corporation Semiconductor device and method of manufacturing the same

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