JPH0467682A - Mis type semiconductor device - Google Patents

Mis type semiconductor device

Info

Publication number
JPH0467682A
JPH0467682A JP18089990A JP18089990A JPH0467682A JP H0467682 A JPH0467682 A JP H0467682A JP 18089990 A JP18089990 A JP 18089990A JP 18089990 A JP18089990 A JP 18089990A JP H0467682 A JPH0467682 A JP H0467682A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
region
source
conductivity type
drain
channel
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.)
Granted
Application number
JP18089990A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2969833B2 (en
Inventor
Yoshihiro Miyazawa
宮沢 芳宏
Riki Minami Eritsuku
エリック リキ ミナミ
Takeshi Matsushita
松下 孟史
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.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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 Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP18089990A priority Critical patent/JP2969833B2/en
Priority to DE69111929T priority patent/DE69111929T2/en
Priority to EP91110795A priority patent/EP0465961B1/en
Priority to US07/726,904 priority patent/US5243213A/en
Priority to KR1019910011477A priority patent/KR100289420B1/en
Publication of JPH0467682A publication Critical patent/JPH0467682A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP2969833B2 publication Critical patent/JP2969833B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To restrain a MIS type semiconductor device from deteriorating in breakdown strength due to impact ionization so as to improve it in reliability by a method wherein a second conductivity type semiconductor region isolated from a channel region is provided coming into contact with a first conductivity type source region. CONSTITUTION:A second conductivity type semiconductor region 28 isolated from a channel region 27 is provided coming into contact with a first conductivity type source region 25. A distance WN between the second conductivity type semiconductor region 28 and the channel region 27 or the width of the source region 25 is set smaller than the diffusion length of minority carriers in the source region 25, whereby minority carriers are lessened in effective length of diffusion in the source region 25. At the same time, the second conductivity type channel region 27, the first conductivity type source region 25, and the second conductivity type semiconductor region 28 constitute a bipolar transistor structure. Therefore, a current induced by impact ionization inside the channel region 27 is made to flow out through the source region 25 and the metal layer 28.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、基板上に絶縁層を介して半導体薄層が形成さ
れてなる所謂S OI (silicon on 1n
sulatar)基板を利用して、その半導体薄層にM
IS構造の半導体素子を形成してなるMIS型半導体装
置に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention is directed to a so-called SOI (silicon on 1n) in which a semiconductor thin layer is formed on a substrate with an insulating layer interposed therebetween.
M is applied to the semiconductor thin layer using a
The present invention relates to a MIS type semiconductor device formed by forming a semiconductor element with an IS structure.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は、絶縁性基板上に半導体層が形成され、この半
導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成され
たMIS型半導体装置において、第1導電形のソース領
域に接してチャネル領域と分離された第2導電形の半導
体領域を設けて構成することによって、Sol基板に形
成したMIS型半導体装置の欠点であるインパクト・ア
イオナイゼーションによる耐圧低下を抑制し、この種の
MIS型半導体装置の高倍顛性化を図るようにしたもの
である。
The present invention provides an MIS type semiconductor device in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on this semiconductor layer via a gate insulating film, in which a channel region is in contact with a source region of a first conductivity type. By providing a semiconductor region of the second conductivity type separated from the semiconductor region, it is possible to suppress a drop in breakdown voltage due to impact ionization, which is a drawback of MIS semiconductor devices formed on a Sol substrate, and to improve the performance of this type of MIS semiconductor device. This is intended to increase the multiplication rate.

また、本発明は、絶縁性基板上に半導体層が形成され、
この半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形
成されたMIS型半導体装置において、第1導電形のソ
ース領域として高濃度領域とその下部に低濃度領域を設
け、このソース領域の低濃度領域に接してチャネル領域
と分離され第2導電形の半導体領域を設けて構成するこ
とによって、SOI基板に形成したMIS型半導体装置
の欠点であるインパクト・アイオナイゼーションによる
耐圧低下をさらに抑制し、この種のMIS型半導体装置
の高倍顛性化を図るようにしたものである。
Further, the present invention provides a semiconductor layer formed on an insulating substrate,
In an MIS type semiconductor device in which a gate electrode is formed on this semiconductor layer via a gate insulating film, a high concentration region and a low concentration region are provided below the high concentration region as a source region of the first conductivity type, and the low concentration region of this source region is By providing a second conductivity type semiconductor region in contact with the channel region and separated from the channel region, the breakdown voltage drop due to impact ionization, which is a drawback of MIS type semiconductor devices formed on SOI substrates, can be further suppressed. This is intended to increase the multiplicity of the MIS type semiconductor device.

また、本発明は、絶縁性基板上に半導体層が形成れ、こ
の半導体層上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成
されたMIS型半導体装置において、第1導電形のドレ
イン領域に接してチャネル領域と分離された第2導電形
の半導体領域を設けて構成することによって、SOT基
板に形成したMIS型半導体装置の欠点であるインパク
ト・アイオナイゼーションによる耐圧低下を抑制し、こ
の種のMIS型半導体装置の高倍転性化を図るようにし
たものである。
The present invention also provides an MIS type semiconductor device in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on this semiconductor layer via a gate insulating film, in which a semiconductor layer is formed in contact with a drain region of a first conductivity type. By providing a semiconductor region of the second conductivity type separated from the channel region, a decrease in breakdown voltage due to impact ionization, which is a drawback of MIS type semiconductor devices formed on SOT substrates, can be suppressed, and this type of MIS type This is intended to increase the multiplication efficiency of the semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近時、SOI基板を利用した所謂薄膜Sol素子に関し
て多くの利点が報告されている。例えばチャネル領域の
不純物濃度設定の自由度が高いこと、高α線耐性を有す
ること、ラッチアップフリーであること、基板と素子形
成領域であるシリコン薄膜間の寄生容量の減少による高
速化が可能であること等の利点を有している。
Recently, many advantages have been reported regarding so-called thin film Sol devices using SOI substrates. For example, it has a high degree of freedom in setting the impurity concentration in the channel region, has high alpha ray resistance, is latch-up free, and can achieve high speed by reducing the parasitic capacitance between the substrate and the silicon thin film that is the element formation region. It has advantages such as:

このことから現在、薄膜Sol素子に関する研究が活発
に行われ、その開発が進められている。
For this reason, research on thin film Sol elements is currently being actively conducted, and their development is progressing.

SOI基板を利用した例えばMIS電界効果型トランジ
スタ(以下MISFETと略称する)は、第24図に示
すように、例えば貼り合方式等により、シリコン基板(
1)上にSiO□膜(2)を介して島状のシリコン薄膜
(所謂Sol膜)(3)を形成したSol基板(4)を
用い、そのシリコン薄膜(3)に第1導電形のソース領
域(5)及びドレイン領域(6)を形成すると共に、ソ
ース領域(5)及びドレイン領域(6)間のシリコン薄
膜(3)上に例えばSiO□等のゲート絶縁膜(力を介
して多結晶シリコンによるゲート電極(8)を形成して
構成される。(9)はソース電極、(10)はドレイン
電極である。
For example, a MIS field effect transistor (hereinafter abbreviated as MISFET) using an SOI substrate is manufactured by bonding a silicon substrate (
1) Using a Sol substrate (4) on which an island-shaped silicon thin film (so-called Sol film) (3) is formed via a SiO□ film (2), a source of the first conductivity type is applied to the silicon thin film (3). A region (5) and a drain region (6) are formed, and a gate insulating film (eg, a polycrystalline film such as SiO It is constructed by forming a gate electrode (8) made of silicon. (9) is a source electrode, and (10) is a drain electrode.

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

しかしながら、SOIi板(4)を利用した旧5FET
(11)においては、ソース−ドレイン降服電圧、即ち
ソース−ドレイン間耐圧が低いという欠点がある。
However, the old 5FET using SOIi board (4)
In (11), there is a drawback that the source-drain breakdown voltage, that is, the source-drain breakdown voltage is low.

これは、第24図に示すように、MISFET(11)
において、ソース領域(5)からチャネル領域(12)
に注入された少数キャリア(電子)eがドレイン領域(
6)側に流れ、この電子eがゲート電極(8)下のドレ
イン端で生している高電界領域(13)でインパクト・
アイオナイゼーションを起こし、電子−正孔対が発生し
、このうち、正孔りがチャネル領域(12)中に流れる
ことによって引起される。即ち、通常のバルク型のMI
SFETではチャネル領域中に流れた正孔h(所謂ホー
ル電流IP)は、基板を介して基板電流として逃げるが
、このSOI基板においてはシリコン薄膜(3)がSi
O□膜(2)で囲まれ正孔りを逃がす構成となっていな
いため、上記正孔りはソース領域(5)近傍のチャネル
領域(12)内に蓄積する。
This is the MISFET (11) as shown in Figure 24.
, from the source region (5) to the channel region (12)
The minority carriers (electrons) e injected into the drain region (
6), and these electrons e are impacted by the high electric field region (13) generated at the drain end under the gate electrode (8).
Ionization occurs and electron-hole pairs are generated, of which the holes flow into the channel region (12). That is, normal bulk type MI
In SFET, holes h (so-called hole current IP) flowing into the channel region escape as substrate current through the substrate, but in this SOI substrate, the silicon thin film (3) is
Since it is surrounded by the O□ film (2) and is not structured to allow holes to escape, the holes accumulate in the channel region (12) near the source region (5).

この蓄積した正孔りによって、ソース、チャネル間のエ
ネルギ障壁が低くなり、その結果、ソースが電子のエミ
ッタとして働き、チャネル領域(12)に流れる通常の
電子の流れ(チャネル電流■c)に加えて上記バイポー
ラ動作した電子電流■、が発生する。この電子電流エア
は再度、高電界領域(13)においてホール電流1pを
発生させるという正のフィードバック現象を引き起して
ドレイン電流ll1lを急激に増加させ、結果的にソー
ス−トレイン間耐圧を低下させる。
These accumulated holes lower the energy barrier between the source and the channel, and as a result, the source acts as an electron emitter, in addition to the normal flow of electrons (channel current c) flowing into the channel region (12). The above-mentioned bipolar-operated electron current (2) is generated. This electron current air again causes a positive feedback phenomenon in which a hole current 1p is generated in the high electric field region (13), causing a rapid increase in the drain current ll1l, resulting in a decrease in the source-train breakdown voltage. .

このようなインパクト・アイオナイゼーシゴンによるソ
ース−ドレイン間耐圧の低下を抑制する方法が従来から
種々提案されている。
Various methods have been proposed in the past to suppress the reduction in source-drain breakdown voltage caused by such impact ionization.

例えば第25図に示すMrSFET(14)は、シリコ
ン薄膜(3)においてドレイン領域(6)に対応する部
分の膜厚を大としてドレイン端の電界を弱めることによ
って、インパクト・アイオナイゼーシジンによるホール
電流の発生を少なくしソース−ドレイン間耐圧の向上を
図るようにしたものである。しかし、この方法は構造が
複雑で製造しにくいと共に、効果が不十分であるという
不都合がある。また、第26図の門l5FET (15
)は、ソース領域(5)及びドレイン領域(6)をシリ
コン薄膜(3)の膜厚より浅く形成し、ソース領域(5
)の外側にソース領域(5)と離れてチャネル領域(1
2)と同導電形の半導体領域(16)を形成し之より電
極(17)を導出して構成することによって、インパク
ト・アイオナイゼーションによって発生したホール電流
IPを半導体領域(16)を介して逃がし、ソース−ド
レイン間耐圧の向上を図るようにしている。この方法は
、半導体領域(16)を形成するためにシリコン薄膜(
3)の面積が大きくなり、また領域(12)との間の寄
生容量が大きくなり、Sol基板を利用したMISFE
Tの利点が失われること、シリコン薄膜(3)の膜厚が
実質的に大きくなるために短チヤネル効果が生じ易くな
り、その防止のためにチャネル濃度が必然的に高くなり
、その結果、キャリア移動度を高くすることができると
いうSol基板を利用したMISFETの利点が失われ
るという不都合がある。
For example, the MrSFET (14) shown in FIG. 25 is constructed by increasing the film thickness of the silicon thin film (3) in the portion corresponding to the drain region (6) to weaken the electric field at the drain end. This is intended to reduce current generation and improve source-drain breakdown voltage. However, this method has disadvantages in that the structure is complicated and difficult to manufacture, and the effect is insufficient. Also, gate l5FET (15
), the source region (5) and the drain region (6) are formed to be shallower than the silicon thin film (3), and the source region (5) is made shallower than the silicon thin film (3).
) outside the source region (5) and a channel region (1
By forming a semiconductor region (16) of the same conductivity type as 2) and deriving an electrode (17) from it, the hole current IP generated by impact ionization can be released through the semiconductor region (16). , the source-drain breakdown voltage is improved. This method uses a silicon thin film (
3) becomes larger and the parasitic capacitance between it and the region (12) becomes larger, making it difficult for MISFE using a Sol substrate to
Since the advantage of T is lost and the thickness of the silicon thin film (3) becomes substantially large, short channel effects are more likely to occur, and to prevent this, the channel concentration is inevitably increased, resulting in carrier There is a disadvantage that the advantage of the MISFET using the Sol substrate, which is that the mobility can be increased, is lost.

一方、製法及び構造的に合理的なものとして第27図に
示す構造のものが考えられている。この第27図で示す
MISFET (18)は、浅いソース領域(5)の外
側に之に接してチャネル領域(12)と同導電形の半導
体領域(16)を形成し、更にソース電極(9)を共用
することによって、通常の3端子素子として使用できる
ようにしたものである。このMISFET (18)の
場合も、インパクト・アイオナイゼーションによって生
じたホール電流IPを半導体領域(16)及びソース電
極(9)を介して逃がすことができるため、ドレイン耐
圧の向上が図れる。しかし、MISFET(18)は第
28図に示すように素子構造の対称性を考慮してドレイ
ン領域(6)の外側にも半導体領域(16)と同じ導電
形の半導体領域(19)を形成した場合、半導体領域(
19)からチャネル領域(12)に浸み出した正孔りが
ソース領域(5)側の半導体領域(16)に流れ(第2
8図ではホール電流1 ppとして表示する)、例えば
非動作時において、ソース及びドレイン間が短絡、導通
するという不都合が生じてしまう。
On the other hand, a structure shown in FIG. 27 has been considered as one that is rational in terms of manufacturing method and structure. The MISFET (18) shown in FIG. 27 has a semiconductor region (16) of the same conductivity type as the channel region (12) formed in contact with the outside of a shallow source region (5), and a source electrode (9). By sharing the two terminals, it can be used as a normal three-terminal element. In the case of this MISFET (18) as well, since the hole current IP generated by impact ionization can be released through the semiconductor region (16) and the source electrode (9), the drain breakdown voltage can be improved. However, in the MISFET (18), a semiconductor region (19) of the same conductivity type as the semiconductor region (16) is formed outside the drain region (6) in consideration of the symmetry of the device structure, as shown in FIG. If the semiconductor region (
19) into the channel region (12) flows into the semiconductor region (16) on the source region (5) side (second
(In FIG. 8, the Hall current is expressed as 1 pp). For example, during non-operation, short-circuiting and conduction occur between the source and the drain, which is a problem.

従って、ソース及びドレインを交互に使い分ける例えば
スタティックRAMセルのアクセス・トランジスタの如
きスイッチング素子にはこの構造を適用することができ
ず、回路素子としての適用範囲が制限されるという欠点
がある。
Therefore, this structure cannot be applied to a switching element such as an access transistor of a static RAM cell in which the source and drain are alternately used, and there is a drawback that the range of application as a circuit element is limited.

本発明は、上述の点に鑑み、インパクト・アイオナイゼ
ーションによる耐圧低下を抑制して半導体装置自体の高
倍転性化を図ることができると共に、回路素子としての
適用範囲を広げることができるMIS型半導体装置を提
供するものである。
In view of the above-mentioned points, the present invention is an MIS type semiconductor that can suppress the drop in breakdown voltage caused by impact ionization, increase the multiplier performance of the semiconductor device itself, and expand the range of application as a circuit element. It provides equipment.

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

本発明は、第1図(その他、第2図、第3図。 The present invention is shown in FIG. 1 (and also in FIGS. 2 and 3).

第4図、第5図、第6図、第8図、第9図、第10図、
第11図)に示すように、絶縁性基板(22)上に半導
体層(23)が形成され、この半導体層(23)上にゲ
ート絶縁膜(29)を介してゲート電極(30)が形成
されたMIS型半導体装置において、第1導電形のソー
ス領域(25)に接してチャネル領域(27)と分離さ
れた第2導電形の半導体領域(28)を有して構成する
Figure 4, Figure 5, Figure 6, Figure 8, Figure 9, Figure 10,
As shown in FIG. 11), a semiconductor layer (23) is formed on an insulating substrate (22), and a gate electrode (30) is formed on this semiconductor layer (23) via a gate insulating film (29). The MIS type semiconductor device is configured to have a second conductivity type semiconductor region (28) in contact with a first conductivity type source region (25) and separated from a channel region (27).

また、本発明は、第16図(その他第17図)に示すよ
うに、絶縁性基板(22)上に半導体層(23)が形成
され、この半導体層(23)上にゲート絶縁膜(29)
を介してゲート電極(30)が形成されたMIS型半導
体装置において、第1導電形のソース領域(25)には
高濃度領域(25a)とその下部に低濃度領域(25c
)を有し、第1導電形のソース領域(25)の低濃度領
域(25c)に接してチャネル領域(27)と分離され
た第2導電形の半導体領域(28)を有して構成する。
Further, as shown in FIG. 16 (and other FIG. 17), the present invention also provides a semiconductor layer (23) formed on an insulating substrate (22), and a gate insulating film (29) on this semiconductor layer (23). )
In an MIS type semiconductor device in which a gate electrode (30) is formed through a gate electrode (30), a source region (25) of the first conductivity type has a high concentration region (25a) and a low concentration region (25c) below the high concentration region (25a).
), and includes a semiconductor region (28) of a second conductivity type that is in contact with a low concentration region (25c) of a source region (25) of a first conductivity type and is separated from a channel region (27). .

また、本発明は、第13図に示すように、絶縁性基板(
22)上に半導体層(23)が形成され、前記半導体層
(23)上にゲート絶縁膜(29)を介してゲート電極
(30)が形成されたMIS型半導体装置において、第
1導電形のドレイン領域(26)に接してチャネル領域
(27)と分離された第2導電形の半導体領域(47)
を有して構成する。
Further, as shown in FIG. 13, the present invention provides an insulating substrate (
22) In an MIS type semiconductor device in which a semiconductor layer (23) is formed on the semiconductor layer (23) and a gate electrode (30) is formed on the semiconductor layer (23) via a gate insulating film (29), a second conductivity type semiconductor region (47) in contact with the drain region (26) and separated from the channel region (27);
It consists of:

〔作用〕[Effect]

第1の発明においては、例えば第1図に示すように、第
1導電形のソース領域(25)に接してチャネル領域(
27)と分離された第2導電形の半導体領域(28)を
設けることにより、第2導電形の半導体領域(28)と
チャネル領域(27)間のソース領域(25)の距離(
幅)WNをソース領域(25)内の少数キャリアの拡散
長LPより小さ(とることによってソース領域(25)
内の少数キャリアの実効的な拡散長が小さくなる。同時
に、第2導電形のチャネル領域(27)、第1導電形の
ソース領域(25)及び第2導電形の半導体領域(28
)によってバイポーラトランジスタ構造が形成される。
In the first invention, for example, as shown in FIG. 1, the channel region (25) is in contact with the source region (25) of the first conductivity type.
By providing the second conductivity type semiconductor region (28) separated from the second conductivity type semiconductor region (27), the distance of the source region (25) between the second conductivity type semiconductor region (28) and the channel region (27) is
By taking width) WN smaller than the diffusion length LP of minority carriers in the source region (25),
The effective diffusion length of the minority carriers within is reduced. At the same time, a channel region (27) of the second conductivity type, a source region (25) of the first conductivity type, and a semiconductor region (28) of the second conductivity type
) forms a bipolar transistor structure.

従って、この第2導電形の半導体領域(28)に所要電
位を与え、或は第2導電形の半導体領域(28)とソー
ス領域(25)を共通接続すれば、チャネル領域(27
)とソース領域(25)と第2導電形の半導体領域(2
8)がバイポーラトランジスタ動作し、インパクト・ア
イオナイゼーションによってチャネル領域内に発生した
少数キャリア電流(例えばnチャネルMISFETであ
ればホール電流)を第1導電形のソース領域(25)及
び第2導電形の半導体領域(2帥を通して逃がすことが
できる。
Therefore, by applying a required potential to this second conductivity type semiconductor region (28) or by commonly connecting the second conductivity type semiconductor region (28) and the source region (25), the channel region (27
), a source region (25), and a second conductivity type semiconductor region (2
8) operates as a bipolar transistor, and the minority carrier current (for example, hole current in the case of an n-channel MISFET) generated in the channel region by impact ionization is transferred to the source region (25) of the first conductivity type and the source region (25) of the second conductivity type. Semiconductor region (can escape through two layers).

従って、SOI基板を利用したMISFETの利点を維
持してソース−ドレイン間耐圧の低下を防止することが
できると共に、素子構造を対称形にした場合における短
絡、導通現象を防止することができ、半導体装置自体の
信鯨性の向上並びに回路素子としての適用範囲の向上を
図ることができる。
Therefore, it is possible to maintain the advantages of MISFET using an SOI substrate and prevent a decrease in source-drain breakdown voltage, and also to prevent short circuits and conduction phenomena when the element structure is made symmetrical, and It is possible to improve the reliability of the device itself and the range of application as a circuit element.

また、第2の発明においては、第1導電形のソース領域
(25)として高濃度頭載(25a)の下部に低濃度領
域(25c)を設けると共に、低濃度領域(25c)に
接してチャネル領域(27)と分離された第2導電形の
半導体領域(28)を設けることにより、第1の発明と
同様にソース領域即ちその低濃度領域(25c)内の実
効的な少数キャリアの拡散長が小さくなり、且つ第2導
電形のチャネル領域(27)、第1導電形のソース領域
の低濃度領域(25c)及び第2導電形の半導体領域(
28)がバイポーラトランジスタ動作し、インパクト・
アイオナイゼーションによってチャネル領域内に発生し
た少数キャリア電流をソース領域の低濃度領域(25c
)及び第2導電形の半導体領域(28)を通して逃がす
ことができる。しかも、低濃度領域(25c)としたた
めに、インパクト・アイオナイゼーションによりチャネ
ル領域内に発生した少数キャリア電流が第2導電形の半
導体領域(28)に流れ易(なり、よりソース−ドレイ
ン間耐圧の向上が図れる。従って、Sol基板を利用し
たMISFETの利点を維持してソース−ドレイン間耐
圧の低下を防止することができると共に、素子構造を対
称形にした場合における短絡、導通現象を防止すること
ができ、半導体装置自体の信軌性の向上並びに回路素子
としての適用範囲の向上を図ることができる。
Further, in the second invention, a low concentration region (25c) is provided below the high concentration overhead (25a) as the source region (25) of the first conductivity type, and a channel is provided in contact with the low concentration region (25c). By providing the semiconductor region (28) of the second conductivity type separated from the region (27), the effective diffusion length of minority carriers in the source region, that is, its low concentration region (25c) can be increased as in the first invention. becomes small, and the second conductivity type channel region (27), the low concentration region (25c) of the first conductivity type source region, and the second conductivity type semiconductor region (
28) operates as a bipolar transistor, and the impact
The minority carrier current generated in the channel region by ionization is transferred to the low concentration region (25c) of the source region.
) and the second conductivity type semiconductor region (28). Moreover, since the low concentration region (25c) is used, the minority carrier current generated in the channel region by impact ionization easily flows into the second conductivity type semiconductor region (28), which further reduces the source-drain breakdown voltage. Therefore, it is possible to maintain the advantages of MISFET using a Sol substrate and prevent a decrease in source-drain breakdown voltage, and also to prevent short circuits and conduction phenomena when the device structure is made symmetrical. Therefore, it is possible to improve the reliability of the semiconductor device itself and the range of application as a circuit element.

また、第3の発明においては、インパクト・アイオナイ
ゼーションによる電子−正孔対の発生源に近い第1導電
形のドレイン領域(26)側に之に接してチャネル領域
(27)と分離された第2導電形の半導体領域(47)
を設け、この半導体領域(47)の電位をソース電位又
はその近傍の電位とすることにより、インパクト・アイ
オナイゼーションによって発生した少数キャリア電流を
ドレイン領域(26)から第2導電形の半導体領域(4
7)を通して逃がすことができる。したがって、301
基板を利用したMISFETの利点を維持してソース−
ドレイン間耐圧の低下を防止することができる。
Further, in the third invention, the drain region (26) of the first conductivity type, which is close to the source of generation of electron-hole pairs due to impact ionization, is in contact with the drain region (26) and is separated from the channel region (27). 2 conductivity type semiconductor region (47)
By setting the potential of this semiconductor region (47) to the source potential or a potential near it, the minority carrier current generated by impact ionization is transferred from the drain region (26) to the second conductivity type semiconductor region (47).
7). Therefore, 301
Maintaining the advantages of MISFET using a substrate, the source
It is possible to prevent the drain-to-drain breakdown voltage from decreasing.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。尚、各
実施例ではnチャネル旧5FETに適用した場合である
が、pチャネルMISFETにも適用できることは勿論
である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment, the present invention is applied to an n-channel old 5FET, but it goes without saying that the present invention can also be applied to a p-channel MISFET.

第1図は本発明の一例を示す。本例においては、例えば
シリコン基板(21)上に5iOz膜(22)を介して
島状に絶縁分離されたシリコン薄膜(23)を形成して
なるSol基板(24)を用いる。このSol基板(2
4)のシリコン薄膜即ち、p形となされたシリコン薄膜
(23)に第1導電形即ちn形のソース領域(25)及
びドレイン領域(26)を底部の5iO7膜(23)に
到るように形成すると共に、ソース領域(25)の外側
に該ソース領域(25)に接して且つチャネル領域(2
7)と分離するようにソース領域(25)と反対導電形
のp影領域(28)を形成する。p影領域(28)とチ
ャネル領域(27)間のソース領域(25)の距離(幅
)WNはソース領域(25)内の少数キャリア即ち正孔
の拡散長Lpより小に選定する。ソース領域(25)及
びドレイン領域(26)間のチャネル領域(27)上に
は例えばSiO□等によるゲート絶縁膜(29)を介し
て例えば多結晶シリコンによるゲート電極(30)を形
成する。そして、ソース領域(25)、ドレイン領域(
26)及びP影領域(28)に夫々ソース電極(31)
、ドレイン電極(32)及び引出し電極(33)を形成
してnチャネルM l5FET (34)を構成する。
FIG. 1 shows an example of the invention. In this example, a Sol substrate (24) is used, which is formed by forming, for example, a silicon thin film (23) insulated into islands on a silicon substrate (21) via a 5iOz film (22). This Sol substrate (2
4) In the silicon thin film (23) made of p-type, a source region (25) and a drain region (26) of the first conductivity type, that is, n-type, are formed so as to reach the 5iO7 film (23) at the bottom. At the same time, a channel region (2) is formed on the outside of the source region (25) and in contact with the source region (25).
A p shadow region (28) of a conductivity type opposite to that of the source region (25) is formed so as to be separated from the source region (25). The distance (width) WN of the source region (25) between the p shadow region (28) and the channel region (27) is selected to be smaller than the diffusion length Lp of minority carriers, that is, holes, in the source region (25). A gate electrode (30) made of, for example, polycrystalline silicon is formed on the channel region (27) between the source region (25) and the drain region (26) via a gate insulating film (29) made of, for example, SiO□. Then, a source region (25), a drain region (
26) and the P shadow region (28), respectively, with a source electrode (31).
, a drain electrode (32) and an extraction electrode (33) are formed to constitute an n-channel M15FET (34).

第2図〜第4図は第1図の変形例を示す。第2図ではn
形のソース領域(25)及びドレイン領域(26)を底
部のSiO□膜(22)に達するように形成するととも
に、n形のソース領域(25)内にp影領域(28)を
形成した場合である。第3図ではn形のソース領域(2
5)及びドレイン領域(26)を底部のSiO□膜(2
2)に達しない深さに形成し、このn形ソース領域(2
5)内にP影領域(28)を形成した場合である。
2 to 4 show modifications of FIG. 1. In Figure 2, n
In the case where a shaped source region (25) and drain region (26) are formed to reach the bottom SiO□ film (22), and a p-type shadow region (28) is formed within the n-type source region (25). It is. In Figure 3, an n-type source region (2
5) and drain region (26) on the bottom SiO□ film (2).
2), and this n-type source region (2) is formed to a depth that does not reach 2).
This is the case where a P shadow area (28) is formed within 5).

さらには、第4図では、平面的にみてn形のソース領域
(25)の一部にp影領域(28)を形成した場合であ
る。
Furthermore, FIG. 4 shows a case where a p-shade region (28) is formed in a part of an n-type source region (25) when viewed in plan.

上述の第1図〜第4図に示す各M l5FET (34
)〜(37)において、P影領域(28)の引き出し電
極(33)には所要の電圧例えば接地電圧が印加される
Each M15FET (34
) to (37), a required voltage, such as a ground voltage, is applied to the extraction electrode (33) of the P shadow area (28).

かかる構成によれば、n形ソース領域(25)に接し且
つP形チャネル領域(27)と分離したp影領域(28
)を有することにより、P形チャネル領域(27)、n
形ソース領域(25)及びP影領域(28)を夫々エミ
ッタ、ベース及びコレクタとするpnpバイポーラトラ
ンジスタ構造が構成される。之により、ドレイン端で発
生するインパクト・アイオナイゼーションによって生じ
た少数キャリアである正孔h(ホール電流IP)はチャ
ネル領域(27)からソース領域(25)及びP影領域
(28)を介して取出し電極(33)側に逃げることに
なり、インパクト・アイオナイゼーションによるソース
−ドレイン間耐圧の低下を抑制することができる。
According to this configuration, the p shadow region (28) is in contact with the n-type source region (25) and is separated from the p-type channel region (27).
) by having a P-type channel region (27), n
A pnp bipolar transistor structure is constructed in which the source region (25) and the shadow region (28) serve as emitter, base and collector, respectively. As a result, holes h (hole current IP), which are minority carriers generated by impact ionization occurring at the drain end, are taken out from the channel region (27) via the source region (25) and the P shadow region (28). This escapes to the electrode (33) side, making it possible to suppress a decrease in source-drain breakdown voltage due to impact ionization.

上記各側では4端子素子としたが、ソース領域(25)
とP影領域(28)を電極金属等を用いて外部で接続す
ることにより3端子素子として構成することができる。
Although each side is a four-terminal element, the source region (25)
A three-terminal element can be constructed by externally connecting the and P shadow region (28) using an electrode metal or the like.

第5図は第1図の構成を用いた3端子MISFETの実
施例であり、ソース領域(25)及びp影領域(28)
に共通接続するように両者に跨ってソース電極(31)
を形成して構成した場合である。この第5図の3端子M
ISFET (3B)のソース−ドレイン間耐圧特性の
シミュレーション結果を第7図に示す。曲線(n)は本
例に係るM l5FET (38)の特性、曲線(1)
は第24図の従来のMISFET(11)の特性を示す
。ここで、試料はいずれもp形のチャネル領域が5×1
0110l5’、n形のソース領域及びドレイン領域が
I XIO”cm−’の不純物濃度を有する。本例に係
るP影領域(28)の不純物濃度はI Xl018c+
o−3である。
FIG. 5 shows an example of a three-terminal MISFET using the configuration shown in FIG.
A source electrode (31) straddles both so as to be commonly connected to the
This is the case where it is configured by forming. This 3-terminal M in Figure 5
FIG. 7 shows the simulation results of the source-drain breakdown voltage characteristics of ISFET (3B). Curve (n) is the characteristic of M15FET (38) according to this example, curve (1)
shows the characteristics of the conventional MISFET (11) in FIG. Here, each sample has a p-type channel region of 5×1
0110l5', the n-type source and drain regions have an impurity concentration of IXIO"cm-'. The impurity concentration of the P shadow region (28) according to this example is IXIO"cm-'.
It is o-3.

またシリコン薄膜の膜厚が1000人、Sol基板のS
iO□膜厚(底部)が1μm、ゲート電極としてn゛多
結晶シリコンを用い、ゲート電圧■9を−0,5■とし
た。
In addition, the thickness of the silicon thin film is 1000 mm, and the S of the Sol substrate is
The iO□ film thickness (bottom) was 1 μm, n゛ polycrystalline silicon was used as the gate electrode, and the gate voltage ■9 was set to -0.5■.

このシミュレーション結果から、本例に係るMISFE
T (38)は従来構造のMISFET(11)に比較
してソース−ドレイン間耐圧の向上が認められる。
From this simulation result, the MISFE according to this example
T (38) is recognized to have improved source-drain breakdown voltage compared to MISFET (11) of conventional structure.

上側の第1図〜第5図の構成においては、P影領域(2
8)をソース領域(25)側及びドレイン領域(26)
側に接して対称形に配することが可能である。
In the configurations shown in FIGS. 1 to 5 on the upper side, the P shadow area (2
8) on the source region (25) side and the drain region (26) side.
It is possible to arrange them symmetrically on the sides.

第6図は3端子構造で且つL D D (Lightl
y dopeddrain)構造とした例を示す。この
旧5FET (39)では、高濃度領域(25a) (
26a)及び低濃度領域(25b)(26b)を有する
ソース領域(25)及びドレイン領域(26)の外側に
夫々対応するソース領域(25)及びドレイン領域(2
6)に接し且つチャネル領域(27)と分離したP影領
域(28A)及び(28B)を形成し、ソース領域(2
5)とp影領域(28八)をソース電極(31)によっ
て共通接続し、ドレイン領域(26)とP影領域(28
B)をドレイン電極(32)によって共通接続して構成
する。この場合も、対称的なソース領域(25)及びド
レイン領域(26)の実効的な距離(幅)WNはソース
領域(25)及びドレイン領域(26)内の少数キャリ
アである正孔の拡散長LPより小に選定する。尚、ドレ
イン電極(32)及びソース電極(31)には電源電圧
Vdd及び接地電圧■。が印加される。
Figure 6 shows a three-terminal structure and L D D (Lightl
An example of a y doped drain structure is shown below. In this old 5FET (39), the high concentration region (25a) (
A source region (25) and a drain region (26) corresponding to the outside of the source region (25) and drain region (26) having the low concentration region (26a) and the low concentration region (25b) (26b), respectively.
P shadow regions (28A) and (28B) which are in contact with the channel region (27) and separated from the channel region (27) are formed.
5) and the P shadow region (288) are commonly connected by the source electrode (31), and the drain region (26) and the P shadow region (288) are connected in common by the source electrode (31).
B) are commonly connected by a drain electrode (32). In this case as well, the effective distance (width) WN of the symmetrical source region (25) and drain region (26) is the diffusion length of holes, which are minority carriers, in the source region (25) and drain region (26). Select smaller than LP. Incidentally, the drain electrode (32) and the source electrode (31) are connected to the power supply voltage Vdd and the ground voltage ■. is applied.

ここでは例えばゲート電極(30)としてボロンドープ
の多結晶シリコンを用い、シリコン薄膜(23)の膜厚
dを800人、チャネル領域(27)の不純物濃度を1
0110l4’程度、ソース領域及びドレイン領域の低
濃度領域(25b)及び(26b)の不純物濃度を10
110l7’程度、高濃度領域(25a)及び(26a
)の不純物濃度を10”cm−”程度、p影領域(28
八)及び(28B)の不純物濃度を10”cm−3程度
とすることができる。
Here, for example, boron-doped polycrystalline silicon is used as the gate electrode (30), the thickness d of the silicon thin film (23) is 800, and the impurity concentration of the channel region (27) is 1.
The impurity concentration of the low concentration regions (25b) and (26b) of the source and drain regions is about 0110l4'.
About 110l7', high concentration area (25a) and (26a
) is set at about 10"cm-", and the p shadow region (28
The impurity concentration of (8) and (28B) can be set to about 10"cm-3.

このように、上述した各実施例のMISFETによれば
、インパクト・アイオナイゼーションによるソース−ド
レイン間耐圧の低下を抑制することができる。そして、
ソース領域(25)と新らたに設けたP影領域(28)
を電極金属等を用いて外部で共通接続することにより通
常の3端子素子として使用することができる。
In this way, according to the MISFET of each of the embodiments described above, it is possible to suppress a decrease in the source-drain breakdown voltage due to impact ionization. and,
Source area (25) and newly created P shadow area (28)
It can be used as a normal three-terminal element by externally connecting them in common using electrode metal or the like.

さらにこのp影領域(28)をソース領域(25)側及
びドレイン領域(26)側に対称に形成することが可能
となるため、例えばスタティックRAMセルのアクセス
・トランジスタの如きスイッチング素子としても使用で
き、回路素子における適用範囲を広げることが可能とな
る。
Furthermore, since this p shadow region (28) can be formed symmetrically on the source region (25) side and the drain region (26) side, it can also be used as a switching element such as an access transistor of a static RAM cell, for example. , it becomes possible to expand the range of application in circuit elements.

また、構造的にもソース領域の外側、又はソース及びド
レイン領域の外側にP影領域(28)を形成するだけで
よいので簡単であり、製造も容易となる。
Further, the structure is simple as it is only necessary to form the P shadow region (28) outside the source region or outside the source and drain regions, and manufacturing is also facilitated.

しかも、寄生容量が小さい、チャネル領域(27)にお
ける不純物濃度設定の自由度が高い、耐α線、ラッチア
ップに強いというSOI基板を利用した素子がもつ利点
を損うことがない。
Moreover, the advantages of elements using SOI substrates such as small parasitic capacitance, high degree of freedom in setting the impurity concentration in the channel region (27), resistance to alpha rays, and resistance to latch-up are not lost.

次に、前述した第1図のM l5FET (34)にお
いてはP影領域(28)をシリコン薄膜(23)内に形
成したが、第8図乃至第11図に示すように、ソース領
域(25)上に該ソース領域(25)に接してP形のチ
ャネル領域(27)と分離されたP影領域(41) (
(41,)(4h)(413) (4L) 〕を形成し
て構成することもできる。
Next, in the aforementioned M15FET (34) of FIG. 1, the P shadow region (28) was formed in the silicon thin film (23), but as shown in FIGS. 8 to 11, the source region (25) ) on the source region (25) and separated from the P-type channel region (27) (
(41,)(4h)(413)(4L)].

他の構成は第1図と同様であるので対応する部分には同
一符号を付して詳細説明は省略する。P影領域(41)
とチャネル領域(27)間のソース領域(25)の距離
WNは少数キャリアの正孔の拡散長LPより小に選定す
る。なお、第8図はP影領域(41,)を単結晶シリコ
ンで形成した例であり、第9図はP影領域(41□)を
多結晶シリコンで形成した例である。また、第10図及
び第11図は夫々P形領域(41,)及び(41,)(
幅w、、w、が異なる)を多結晶シリコンで形成すると
共に、このP影領域(413)。
Since the other configurations are the same as those in FIG. 1, corresponding parts are given the same reference numerals and detailed explanation will be omitted. P shadow area (41)
The distance WN between the source region (25) and the channel region (27) is selected to be smaller than the diffusion length LP of holes, which are minority carriers. Note that FIG. 8 shows an example in which the P shadow region (41,) is formed of single crystal silicon, and FIG. 9 shows an example in which the P shadow region (41□) is formed of polycrystalline silicon. In addition, FIGS. 10 and 11 show P-type regions (41,) and (41,)(
The P shadow region (413) is formed of polycrystalline silicon (with different widths w,, w,).

(41,)を配線として利用した例であり、配線として
使用する場合は3端子構造にて用いるを可とする。
This is an example in which (41,) is used as a wiring, and when used as a wiring, it can be used in a three-terminal structure.

かかる構成のM l5FET (42)〜(45)にお
いても、p形のチャネル領域(27)、n形のソース領
域(25)及びp影領域(41) ((41,)(41
□)(413)(41,))によってpnpバイポーラ
トランジスタ構造が形成されることにより、インパクト
・アイオナイゼーションによって生じたホール電流1p
をP影領域(41)を通して取り出し電極(33)に逃
がすことができ、ソース−ドレイン間耐圧の向上が図れ
る。
In the M15FETs (42) to (45) having such configurations, the p-type channel region (27), the n-type source region (25), and the p-shade region (41) ((41,) (41
□)(413)(41,)) to form a pnp bipolar transistor structure, the hole current 1p generated by impact ionization
can be released to the extraction electrode (33) through the P shadow region (41), thereby improving the source-drain breakdown voltage.

第12図は、第8図のMISFET(42)のソース−
ドレイン間耐圧特性のシミュレーション結果を示す。
Figure 12 shows the source of MISFET (42) in Figure 8.
The simulation results of drain-to-drain breakdown voltage characteristics are shown.

曲線(DI)は本例に係る旧5FET (42)の特性
、曲線(I)は第24図の従来のMISFET(11)
の特性を示す。
The curve (DI) is the characteristic of the old 5FET (42) according to this example, and the curve (I) is the characteristic of the conventional MISFET (11) in Fig. 24.
shows the characteristics of

なお、試料は、本例のp影領域(41)の不純物濃度を
I XIO”cm−3とした以外は前述の第7図の試料
と同様である。この第12図のシミュレーション結果か
ら、本例に係るMISFET(42)は従来構造のMI
SFET(11)に比較してソース−ドレイン間耐圧の
向上が認められる。
The sample is the same as the sample shown in FIG. 7 described above, except that the impurity concentration in the p shadow region (41) in this example is IXIO"cm-3. From the simulation results shown in FIG. The MISFET (42) according to the example has a conventional structure.
It is observed that the source-drain breakdown voltage is improved compared to SFET (11).

また、第8図〜第11図のMISFET(42)〜(4
5)においても、ソース領域(25)とp影領域(41
)を電極金属等を用いて外部で共通接続することにより
、通常の3端子素子として使用することができる。また
、P影領域(41)をソース領域(25)側及びドレイ
ン領域(26)側に対称に形成することが可能である。
In addition, MISFETs (42) to (4) in FIGS. 8 to 11
5), the source region (25) and p shadow region (41
) can be used as a normal three-terminal element by connecting them externally using metal electrodes or the like. Furthermore, it is possible to form the P shadow region (41) symmetrically on the source region (25) side and the drain region (26) side.

さらに、上側と同様に製造が容易であること、寄生容量
が小さく、チャネル領域の不純物濃度設定の自由度が高
いこと、耐α線、ラッチアップに強いというSol基板
を利用した利点を損わない等の効果を有するものである
Furthermore, the advantages of using the Sol substrate are that it is easy to manufacture like the upper side, has small parasitic capacitance, has a high degree of freedom in setting the impurity concentration in the channel region, is resistant to alpha rays, and is resistant to latch-up. It has the following effects.

第13図は本発明の他の例を示す。本例においては、S
ol基板(24)の例えばn形となしたシリコン薄膜(
23)にn形のソース領域(25)及びドレイン領域(
26)を形成すると共に、ドレイン領域(26)の外側
にドレイン領域(26)に接してチャネル領域(27)
と分離したP影領域(47)を形成する。P影領域(4
7)とチャネル領域(27)間のドレイン領域(26)
の距離(幅)WNは少数キャリアの正孔の拡散長L2よ
り小さく選定する。そして、ソース領域(25)及びド
レイン領域(26)間のチャネル領域(27)上にSi
n、等によるゲート絶縁膜(29)を介して例えば多結
晶シリコンのゲート電極(30)を形成し、またソース
領域(25)、ドレイン領域(26)及びp影領域(4
7)に夫々ソース電極(31)、ドレイン電極(32)
及び引出し電極(48)を形成してMISFET (4
9)を構成する。ここで、P影領域(47)の電位はト
レイン電位でなくソース電位又はその近傍の電位にとる
必要がある。即ち、第15図Aのポテンシャル図(即ち
第15図Bの構成のX−X線上のポテンシャル図)で示
すように、p影領域(47)のポテンシャルPbがチャ
ネル領域(27)のポテンシャルP1よりも低いことが
必要である。
FIG. 13 shows another example of the invention. In this example, S
For example, an n-type silicon thin film (
23), an n-type source region (25) and a drain region (
A channel region (27) is formed outside the drain region (26) in contact with the drain region (26).
A separate P shadow area (47) is formed. P shadow area (4
7) and the drain region (26) between the channel region (27)
The distance (width) WN is selected to be smaller than the diffusion length L2 of holes of minority carriers. Then, Si is placed on the channel region (27) between the source region (25) and the drain region (26).
A gate electrode (30) made of, for example, polycrystalline silicon is formed through a gate insulating film (29) made of n, etc., and a source region (25), a drain region (26), and a p shadow region (4
7) have a source electrode (31) and a drain electrode (32), respectively.
and an extraction electrode (48) to form MISFET (4
9). Here, the potential of the P shadow region (47) needs to be set not to the train potential but to the source potential or a potential near it. That is, as shown in the potential diagram of FIG. 15A (that is, the potential diagram on the X-X line of the configuration of FIG. 15B), the potential Pb of the p shadow region (47) is greater than the potential P1 of the channel region (27). It is also necessary that the

かかる構成の旧5FET (49)においては、インパ
クト・アイオナイゼーションによる電子−正孔対の発生
源に近いドレイン領域(26)側にP影領域(47)を
形成することにより、インパクト・アイオナイゼーショ
ンによって生じた正孔りを、ドレイン領域(26)から
P影領域(47)を通じて引き出すことができ、ソース
−ドレイン間耐圧の向上を図ることができる。第14図
は、本例に係るMISFET (49)のソース−ドレ
イン間耐圧特性のシミュレーション結果を示す。曲線(
IV)は本例に係るMISFET(49)の特性、曲線
(1)は第24図の従来の?1ISFET(11)の特
性、曲線(I[)は第1図の旧5FET (34)の特
性を示す。なお、試料は本例のP影領域(47)の不純
物濃度を1×1018CTllづとし、P影領域(47
)の電位をソース電位と同じ0■とした以外は前述の第
7図の試料と同様である。このシミュレーション結果か
ら本例に係るMISFET (49)は従来構造のMI
SFET(11)に比較してソース−ドレイン間耐圧の
向上が認められる。
In the old 5FET (49) with such a configuration, a P shadow region (47) is formed on the drain region (26) side near the source of electron-hole pairs caused by impact ionization. The generated holes can be extracted from the drain region (26) through the P shadow region (47), and the source-drain breakdown voltage can be improved. FIG. 14 shows simulation results of the source-drain breakdown voltage characteristics of MISFET (49) according to this example. curve(
IV) is the characteristic of the MISFET (49) according to this example, and curve (1) is the characteristic of the conventional MISFET (49) in FIG. The curve (I[) shows the characteristics of the 1ISFET (11) and the characteristic of the old 5FET (34) in FIG. In addition, the sample has an impurity concentration of 1×1018CTll in the P shadow region (47) of this example, and
The sample is the same as the sample shown in FIG. 7 above, except that the potential of ) is set to 0■, which is the same as the source potential. From this simulation result, the MISFET (49) according to this example has a conventional structure.
It is observed that the source-drain breakdown voltage is improved compared to SFET (11).

そして、このMISFET(49)の構造は3端子構造
にできない点を除いて、それ以外は第1図のMISFE
T(34)と同様の効果を奏するものである。
The structure of this MISFET (49) is similar to that shown in Fig. 1 except that it cannot be made into a three-terminal structure.
This provides the same effect as T(34).

第16図は本発明の更に他の例を示す。本例においては
、Sol基板(24)の例えばn形としたシリコン薄膜
(23)に夫々高濃度領域(25a)及び(26a)の
下部に底部のSiO□膜(22)に達する低濃度領域(
25c)及び(26c)を有したn形のソース領域(2
5)及びドレイン領域(26)を形成し、このソース領
域(25)の高濃度領域(25a)及び低濃度領域(2
5c)に接してチャネル領域(27)と分離したpY3
領域(28)を形成する。ソース領域(25)及びドレ
イン領域(26)間のチャネル領域(27)上にはSi
O□等によるゲート絶縁膜(29)を介して例えば多結
晶シリコンによるゲート電極(30)を形成し、例えば
P影領域(28)及びソース領域の高濃度領域(25a
)に共通接続するソース電極(31)を形成し、ドレイ
ン領域の高濃度領域(26a)にドレイン電極(32)
を形成してMISFET (51)を構成する。ここで
、高濃度領域(25a)及び(26a)は夫々ソース抵
抗及びドレイン抵抗を下げるためのものであり、低濃度
領域 (25c)は後述するインパクト・アイオナイゼ
ーションによって発生したホール電流をP影領域(28
)に流し易くするためのものである。低濃度領域(25
c)の幅WHは少数キャリアの正孔の拡散長しいより小
に選定する。
FIG. 16 shows still another example of the present invention. In this example, a low concentration region (22) reaching the bottom SiO□ film (22) is formed under the high concentration region (25a) and (26a) in the silicon thin film (23) of the n-type, for example, of the Sol substrate (24).
an n-type source region (25c) and (26c);
5) and a drain region (26), and a high concentration region (25a) and a low concentration region (25a) of this source region (25).
pY3 separated from the channel region (27) in contact with 5c)
A region (28) is formed. Si is formed on the channel region (27) between the source region (25) and the drain region (26).
A gate electrode (30) made of, for example, polycrystalline silicon is formed through a gate insulating film (29) made of O□, etc.
), and a drain electrode (32) is formed in the high concentration region (26a) of the drain region.
is formed to constitute a MISFET (51). Here, the high concentration regions (25a) and (26a) are for lowering the source resistance and drain resistance, respectively, and the low concentration region (25c) is for reducing the hole current generated by impact ionization, which will be described later, into the P shadow region. (28
) to make it easier to flow. Low concentration area (25
The width WH of c) is selected to be smaller than the diffusion length of the minority carrier hole.

かかる構成によれば、P形チャンネル領域(27)、n
形ソース領域(25)の低濃度領域(25C)及びp影
領域(28)が夫々エミッタ、ベース及びコレクタとな
るpnpバイポーラトランジスタとして動作し、第1図
の場合と同様に、インパクト・アイオナイゼーションに
よって発生した少数キャリアの正孔h(ホール電流1p
)はチャネル領域(27)よりp影領域(28)を介し
てソース電極(31)側に逃げることになり、インパク
ト・アイオナイゼーショによるソース−ドレイン間耐圧
の低下を抑制することができる。しかも、本例では低濃
度領域(25c)を設けたことにより、第1図に比して
さらに正孔が流れ易くなり、従って、よりソース−ドレ
イン間耐圧の向上を図ることができる。
According to this configuration, the P-type channel region (27), n
The low concentration region (25C) and the p shadow region (28) of the shaped source region (25) operate as a pnp bipolar transistor, which serves as the emitter, base and collector, respectively, and as in the case of FIG. Hole h of generated minority carrier (hole current 1p
) escapes from the channel region (27) to the source electrode (31) side via the p shadow region (28), making it possible to suppress a decrease in source-drain breakdown voltage due to impact ionization. Moreover, in this example, by providing the low concentration region (25c), holes flow more easily than in FIG. 1, and therefore, it is possible to further improve the source-drain breakdown voltage.

即ち、今、SO■基板を利用してなるMISFETのチ
ャネル電流をIC1高電界で発生したホール電流を12
、チャネル電位がソース電位よりも上昇しバイポーラ動
作した際の電子電流を17とすると、ドレイン電流■。
In other words, the channel current of the MISFET using the SO■ substrate is 12
, if the electron current when the channel potential is higher than the source potential and bipolar operation is 17, then the drain current is ■.

は、 1、= L+1.+ IP     −−−−(1)と
なる。
is 1,=L+1. + IP---(1).

チャンネル電流ICと電子電流I7により発生したホー
ル電流Tpは、発生割合をK(Vo)とすると、 19  =K(Vn)(IC+ I、、)     ・
・・・(2)となる。
The hole current Tp generated by the channel current IC and the electron current I7 is expressed as follows, where the generation ratio is K(Vo): 19 = K(Vn)(IC+I, ,) ・
...(2) becomes.

また Ip=S (qDpn、”/NoWH)(e”In””
’S (QDnn;”/Na−L)(e”・・(3) ・・(4) 但し、Dp:正孔の拡散係数 S :接合面積 n、:イントリンシックのキャリア濃度ND:ソース低
濃度顛域(25c)のドナー濃度WH:ソース低濃度領
域(25c)の幅D7:電子の拡散係数 NA:チャネル領域(27)のアクセプタ濃度L :チ
ャネル領域(27)の長さ V :ソース及びチャネル間電位差 上記(1)〜(4)式より となる。
Also, Ip=S (qDpn,”/NoWH)(e”In””
'S (QDnn;"/Na-L) (e"...(3)...(4) where, Dp: hole diffusion coefficient S: junction area n,: intrinsic carrier concentration ND: source low concentration Donor concentration WH in the region (25c): Width D7 of the source low concentration region (25c): Electron diffusion coefficient NA: Acceptor concentration L in the channel region (27): Length V of the channel region (27): Source and channel The potential difference between them is based on the above equations (1) to (4).

従って、ソース領域の低濃度領域(25C)の濃度ND
及び幅WNを小にすればする程、ドレイン電流IDは小
になりドレイン耐圧が上ることになる。
Therefore, the concentration ND of the low concentration region (25C) of the source region
The smaller the width WN is, the smaller the drain current ID becomes and the higher the drain breakdown voltage becomes.

また、第16図の構成においては、シリコン薄膜(23
)がSiO□膜(22)によって基板(21)から絶縁
されているため、基板効果がなく MISFET(51
)の電流駆動能力を大とすることができる。またα線で
発生した少数キャリアもソース領域側に逃げることがで
き更にα線に強(なる。本例は、その他、ソース、トレ
インを対称に作ることが可能であること、製造が容易で
あること、寄生容量が小さい、チャネルの不純物濃度設
定の自由度が高い、耐α線、ラッチアップに強いという
SOI基板を利用した利点を損なわないこと等、第1図
と同様の効果を奏するものである。
Furthermore, in the configuration shown in FIG. 16, the silicon thin film (23
) is insulated from the substrate (21) by the SiO□ film (22), so there is no substrate effect and the MISFET (51
) can increase the current drive capability of the device. In addition, minority carriers generated by α rays can also escape to the source region side, making it even more resistant to α rays.This example also has the advantage that the source and train can be made symmetrically, and manufacturing is easy. It has the same effects as shown in Figure 1, such as small parasitic capacitance, high degree of freedom in setting channel impurity concentration, resistance to alpha radiation, and resistance to latch-up, which are the advantages of using an SOI substrate. be.

第17図は、ソース領域側及びドレイン領域側を対称形
にした例を示す。本例では、P形のシリコン薄膜(23
)に夫々高濃度領域(25a)及び(26a)とLDD
(7)低濃度領域(25b)及び(26b)を有するn
形のソース領域(25)及びドレイン領域(26)を形
成すると共に、更に高濃度領域(25a)及び(26a
)下に夫々チャネル領域(27)に接する低濃度領域(
25c)及び(26c)を形成する。そして夫々の低濃
度領域(25c)及び(26c)と高濃度領域(25a
)及び(26a)とに接してチャネル領域(27)と分
離したP影領域(28A)及び(28B)を形成する。
FIG. 17 shows an example in which the source region side and the drain region side are symmetrical. In this example, a P-type silicon thin film (23
) with high concentration regions (25a) and (26a) and LDD, respectively.
(7) n having low concentration regions (25b) and (26b)
In addition to forming a shaped source region (25) and drain region (26), high concentration regions (25a) and (26a) are formed.
), each having a low concentration region (27) in contact with the channel region (27).
25c) and (26c) are formed. Then, the respective low concentration regions (25c) and (26c) and high concentration region (25a)
) and (26a) to form P shadow regions (28A) and (28B) that are separated from the channel region (27).

そしてソース領域(25)とp影領域(28A)をソー
ス電極(31)によって共通接続し、ドレイン領域(2
6)とP影領域(28B)をドレイン電極(32)によ
って共通接続して構成する。ここでは例えば、ゲート電
極(30)としてリンドープの多結晶シリコンを用い、
シリコン薄膜(23)の膜厚dを1500人程度1チャ
ネル領域(27)の不純物濃度を10”ClO−3程度
、ソース領域及びドレイン領域の高濃度領域(25a)
及び(26a)の不純物濃度を10”cm−3程度、L
DDの低濃度領域(25b)及び(26b)の不純物濃
度を10”cm−”程度、低濃度領域(25c)及び(
26c)の不純物濃度を10′5〜10”cm−”程度
とすることができる。
The source region (25) and the p shadow region (28A) are commonly connected by the source electrode (31), and the drain region (2
6) and the P shadow region (28B) are commonly connected by a drain electrode (32). Here, for example, phosphorus-doped polycrystalline silicon is used as the gate electrode (30),
The thickness d of the silicon thin film (23) is about 1500. The impurity concentration of the 1 channel region (27) is about 10"ClO-3, and the high concentration regions of the source and drain regions (25a).
The impurity concentration of (26a) was set to about 10"cm-3, L
The impurity concentration of the low concentration regions (25b) and (26b) of the DD is set to about 10"cm-", and the low concentration regions (25c) and (26b) of the DD are
The impurity concentration of 26c) can be about 10'5 to 10"cm-".

このようにソース及びドレインを対称に形成することが
できるので、スタティックRAMセルのアクセストラン
ジスタの如きスイッチング素子とし使用することができ
る。
Since the source and drain can be formed symmetrically in this way, it can be used as a switching element such as an access transistor of a static RAM cell.

尚、第16図では3端子構造としたが第1図と同様に4
端子構造とすることもできる。
In addition, in Fig. 16, the 3-terminal structure is used, but as in Fig. 1, the 4-terminal structure is used.
It can also have a terminal structure.

次に、前述した本発明に係る旧5FETにおいて、ソー
ス領域(25)とp影領域(28)を共通接続して3端
子素子として用いる場合、第19図に示すようにソース
領域(25)及びP影領域(28)に跨るようにSiO
□膜(54)に窓孔(55)を形成し、ここに両頭域(
25)及び(28)に接続する共通の金属電極例えばM
による電極(31)を形成することになる。この場合、
窓孔(55)の最小寸法lを考えると、1 =xp m
in + Xn m=n +2 Aとなる。ここで、X
p*in及びXnm1.、は、夫々P形領域(28)及
びn形ソース領域(25)とのコンタクトの必要最小寸
法であり、コンタクト抵抗、窓孔寸法精度(ホトリソグ
ラフィの精度、エツチングの精度)によって決まる。A
はホトレジストの重ね合せ精度で、これはp”−n”接
合を決めるホトレジスト工程と、5in2膜(54)の
窓孔(55)の位置を決めるホトレジスト工程との2回
ある。そして、 χpmin l Xn min及びA
を各々0.2μmとすればコンタクト窓孔(55)の最
小寸法は0.8μmとなり、高集積デバイスに不向きと
なる惺れがある。
Next, in the old 5FET according to the present invention described above, when the source region (25) and the p shadow region (28) are commonly connected and used as a three-terminal element, the source region (25) and SiO across the P shadow area (28)
□A window hole (55) is formed in the membrane (54), and the bicephalic area (
25) and (28), a common metal electrode such as M
An electrode (31) will be formed. in this case,
Considering the minimum dimension l of the window hole (55), 1 = xp m
in + Xn m=n +2 A. Here, X
p*in and Xnm1. are the required minimum dimensions of contact with the P-type region (28) and the N-type source region (25), respectively, and are determined by the contact resistance and window hole dimensional accuracy (photolithography accuracy, etching accuracy). A
is the overlay accuracy of the photoresist, which involves two photoresist steps: one to determine the p"-n" junction, and the other to determine the position of the window hole (55) in the 5in2 film (54). And χpmin l Xn min and A
If the contact window holes (55) are each 0.2 μm, the minimum dimension of the contact window hole (55) is 0.8 μm, which has a distortion that makes it unsuitable for highly integrated devices.

この点を改善した実施例を第18図に示す。本例は、前
述した第6図の構成に応用した場合について説明するも
、上述した他の実施例についても適用できるものである
FIG. 18 shows an embodiment that improves this point. Although this example will be described with reference to the case where it is applied to the configuration shown in FIG. 6 described above, it can also be applied to the other embodiments described above.

先ず、第18図Aに示すように、Sol基板(24)の
シリコン薄膜(23)にLDD構造のn形のソース領域
(25)及びドレイン領域(26)、それらの外側に対
称的にP影領域(28A)及び(28B)を形成し、ゲ
ート絶縁膜(29)を介して多結晶シリコンによるゲー
ト電極(30)を形成した後、全面に高融点金属例えば
T、膜(57)を被着形成する。
First, as shown in FIG. 18A, an n-type source region (25) and a drain region (26) of an LDD structure are formed on the silicon thin film (23) of the Sol substrate (24), and P shadows are formed symmetrically on the outside thereof. After forming regions (28A) and (28B) and forming a gate electrode (30) made of polycrystalline silicon via a gate insulating film (29), a film (57) of a high melting point metal such as T is deposited on the entire surface. Form.

次いで、第18図B及びCに示すように、熱処理してシ
リサイド化し、T、シリサイド膜(58)を除く他のT
、膜(57)を除去する。T、シリサイド膜(58)は
ソース領域(25)及びP影領域(28八)に亘る部分
、ドレイン領域(26)及びp影領域(28B)に亘る
部分、ゲート電極(30)の表面に対し形成される。
Next, as shown in FIGS. 18B and 18C, heat treatment is performed to silicide the T and other Ts except for the silicide film (58).
, removing the membrane (57). The T, silicide film (58) covers a portion spanning the source region (25) and the P shadow region (288), a portion spanning the drain region (26) and the P shadow region (28B), and the surface of the gate electrode (30). It is formed.

しかる後、第18図りに示すように全面にSiO□膜(
54)を形成し、ホトレジストを介して夫々コンタクト
用窓孔(55)を形成し、次いで例えば必要に応じてバ
リアメタルを介してMによるソース電極(31)、ドレ
イン電極(32)及びゲート取り出し電極(30A)を
形成して、目的のMISFET(59)を得る。
After that, as shown in Figure 18, a SiO□ film (
54), and contact window holes (55) are formed respectively through a photoresist, and then, for example, a source electrode (31), a drain electrode (32), and a gate lead-out electrode are formed by M through a barrier metal as necessary. (30A) to obtain the desired MISFET (59).

かかる構成のM l5FET (59)によれば、T、
シリサイド膜(58)によってp影領域(28A)とソ
ース領域(25)、或はp影領域(28B)とドレイン
領域(26)が互いに接続された状態にあるため、次の
Mコンタクト用の窓孔(55)はホトレジストの解像度
で決まる最小パターンのコンタクト窓あけで済み、コン
タクト窓孔(55)の最小寸法が第19図の場合に比し
て小さくなる。従って素子の微細化を可能にし、高集積
デバイス化が可能になる。
According to M15FET (59) with such a configuration, T,
Since the p shadow region (28A) and the source region (25) or the p shadow region (28B) and the drain region (26) are connected to each other by the silicide film (58), there is no window for the next M contact. The hole (55) can be formed by forming a contact window with a minimum pattern determined by the resolution of the photoresist, and the minimum dimension of the contact window hole (55) is smaller than that shown in FIG. 19. Therefore, it becomes possible to miniaturize elements and make highly integrated devices possible.

一方、前述した第1図の構成では比較的薄い膜厚のシリ
コン薄膜(23)で形成できるので短チヤネル効果は起
きに(い。しかし、第16図の低濃度領域(25c)及
び(26c)を有する構造ではシリコン薄膜(23)の
膜厚が大となるために短チヤネル効果が生じ、(即ちゲ
ート電圧による制御性が弱くなり)リーク電流増等が生
ずる慣れがある。従って、この短チヤネル効果を阻止す
るためにはチャネル領域(27)を高濃度にする必要が
ある。
On the other hand, in the configuration shown in FIG. 1, the short channel effect does not occur because the silicon thin film (23) can be formed with a relatively thin film thickness.However, the low concentration regions (25c) and (26c) in FIG. In a structure having a silicon thin film (23), the thickness of the silicon thin film (23) becomes large, which causes a short channel effect (that is, the controllability by the gate voltage becomes weak), which causes an increase in leakage current, etc. To counteract the effect, the channel region (27) needs to be heavily doped.

また、ゲート電極(30)としてリンドープの多結晶シ
リコンを用いる場合、しきい値電圧Vいをコントロール
するためにチャネル濃度、特にチャネル表面の濃度を高
くすることが行われる。−例として、前述の第17図で
説明したようにチャネル領域(27)の濃度は10”c
m−”程度とされ、ソース領域及びドレイン領域の低濃
度領域(25c)及び(26c)の濃度(10I S 
〜l Q I 6 cm −3程度)より高(なる。こ
のようなチャネル領域(27)の濃度よりも、低い濃度
の低濃度領域(25c)及び(26c)を有する第17
図のM l5FET (52)の製造は従来技術では困
難である。
Further, when phosphorus-doped polycrystalline silicon is used as the gate electrode (30), the channel concentration, particularly the concentration at the channel surface, is increased in order to control the threshold voltage V. - As an example, the concentration of the channel region (27) is 10"c as explained above in FIG.
The concentration of the low concentration regions (25c) and (26c) of the source and drain regions (10I S
~ l Q I 6 cm -3) is higher than the channel region (27).
The M 15FET (52) shown in the figure is difficult to manufacture using conventional techniques.

第20図及び第23図は、このM l5FET (52
)の製法例を示す。
FIGS. 20 and 23 show this M 15FET (52
) is shown below.

第20図の例を説明する。先ず第20図Aに示すように
シリコン薄膜(23)上にゲート絶縁膜(29)を介し
てリンドープ多結晶シリコンによるゲート電極(30)
を形成し、このゲート電極(30)をマスクにしてLD
D用のn形の低濃度領域(25b)及び(26b)を形
成する。
The example shown in FIG. 20 will be explained. First, as shown in FIG. 20A, a gate electrode (30) made of phosphorus-doped polycrystalline silicon is formed on a silicon thin film (23) via a gate insulating film (29).
is formed, and using this gate electrode (30) as a mask, an LD
N-type low concentration regions (25b) and (26b) for D are formed.

次に、第20図Bに示すようにゲート電極(30)にS
iO2のサイドウオール(61)を形成した後、チャネ
ル領域が10”CIl+−’程度(例えば底部が10”
cm−3以上、表面が” ”016C13程度)となる
ようにp形不純物例えばボロン(64)をイオン注入す
る。ここでは、このイオン注入は・、しきい値電圧■い
のコントロールと、短チヤネル効果防止を兼ねている。
Next, as shown in FIG. 20B, the gate electrode (30) is
After forming the iO2 sidewalls (61), the channel region is approximately 10"CIl+-' (for example, the bottom part is 10"
A p-type impurity, such as boron (64), is ion-implanted so that the surface is approximately 016C13 cm-3 or more. Here, this ion implantation serves both to control the threshold voltage and to prevent the short channel effect.

このイオン注入ではゲート電極(30)を通してチャネ
ル領域(27)の底部近傍にイオン注入ピーク(64)
が存する濃度プロファイルとなるように行う。
In this ion implantation, an ion implantation peak (64) appears near the bottom of the channel region (27) through the gate electrode (30).
This is done so that the concentration profile exists.

第21図Aはイオン注入し、活性化アニールした後のチ
ャネル領域(27)を通るA−A線上濃度プロファイル
を示し、(62)がボロンの濃度プロファイル、(63
)がn+多結晶シリコンによるゲート電極(30)の濃
度プロファイルである。従って、ソース領域(25)及
びドレイン領域(26)に対応する部分ではゲート電極
(30)の厚み分だけ低いので、イオン注入ピーク(6
42)は下層のSiO□膜(22)中に入り、ボロン濃
度は極めて低い。即ち後工程のn形の低濃度領域(25
c) 、 (26c)の濃度より低いものとなる。
FIG. 21A shows the concentration profile on line A-A passing through the channel region (27) after ion implantation and activation annealing, where (62) is the concentration profile of boron, and (63)
) is the concentration profile of the gate electrode (30) made of n+ polycrystalline silicon. Therefore, the ion implantation peak (6
42) enters the underlying SiO□ film (22), and the boron concentration is extremely low. In other words, the n-type low concentration region (25
c) The concentration is lower than that of (26c).

第21図Bはそのソース領域(25) (又はドレイン
領域(26) )を通るB−B線上の濃度プロファイル
を示し、(62)がボロンの濃度プロファイルである。
FIG. 21B shows the concentration profile on the line B--B passing through the source region (25) (or drain region (26)), and (62) is the concentration profile of boron.

(65)は後述するソース領域(又はドレイン領域)の
高濃度領域(25a) (又は(26a) )と低濃度
領域(25c)(又は(26c) )の濃度プロファイ
ルである。
(65) is a concentration profile of a high concentration region (25a) (or (26a)) and a low concentration region (25c) (or (26c)) of the source region (or drain region), which will be described later.

しかる後、第20図Cに示すように、低濃度のn形不純
物(66)をイオン注入し、例えば1015〜10”c
ln−’程度のn形低濃度領域(25c) (26c)
を形成し、続いて高濃度のn形不純物(67)をイオン
注入してn形低濃度領域(25c)及び(26c)上に
例えば102102O’程度の高濃度領域(25a)及
び(26a)を形成する。
Thereafter, as shown in FIG.
n-type low concentration region of ln-' level (25c) (26c)
Then, a high concentration n-type impurity (67) is ion-implanted to form high concentration regions (25a) and (26a) of, for example, 102102O' on the n-type low concentration regions (25c) and (26c). Form.

ここに、領域(25a) (25b) (25c)でソ
ース領域(25)が形成され、領域(26a) (26
b) (26c)でドレイン領域(26)が形成される
Here, source regions (25) are formed in regions (25a) (25b) (25c), and regions (26a) (26
b) At (26c) a drain region (26) is formed.

次に、第20図りに示すようにホトレジストマスク(6
8)を介してP形不純物例えばボロン(69)をイオン
注入し、ソース領域(25)及びドレイン領域(26)
の外側にチャネル領域(27)と分離されたP影領域(
28A)及び(28B)を形成する。その後ソース電極
及びドレイン電極を形成して第17図のMISFET(
52)を得る。この製法によれば、ゲート電極(30)
の膜厚を利用してボロン(64)をイオン注入しチャネ
ル領域(27)の濃度のみを上げることができるために
、爾後のイオン注入(66)でチャネル領域(27)よ
り低濃度のn形の低濃度領域(25c)及び(26c)
を形成することができる。従って、短チヤネル効果を阻
止した第17図のMISFET (52)を容易に且つ
セルファラインで高精度に製造することができる。
Next, as shown in Figure 20, a photoresist mask (6
8), a P-type impurity such as boron (69) is ion-implanted through the source region (25) and drain region (26).
Outside the channel region (27) and separated P shadow region (
28A) and (28B) are formed. After that, a source electrode and a drain electrode are formed, and the MISFET (
52) is obtained. According to this manufacturing method, the gate electrode (30)
Since it is possible to increase the concentration only in the channel region (27) by ion implanting boron (64) using the film thickness of Low concentration areas (25c) and (26c)
can be formed. Therefore, the MISFET (52) of FIG. 17, which prevents the short channel effect, can be manufactured easily and with high precision on a self-aligned line.

また、しきい値電圧■いのコントロールを必要とするた
めにチャネル領域を高濃度としなければならないリンド
ープ多結晶シリコンのゲート電極を有するこの種のMI
SFETを容易に形成することができる。
In addition, this type of MI has a gate electrode of phosphorus-doped polycrystalline silicon, which requires high concentration in the channel region because the threshold voltage needs to be controlled.
SFET can be easily formed.

尚、n形の低濃度領域(25c) 、 (26c)とチ
ャネル領域(27)の濃度差をより大きくした場合には
、第22図に示すようにゲート電極(30)上に5iO
z等の絶縁膜(71)を設けて段差を大きくし、この状
態でボロン(64)をイオン注入すればよい。イオン注
入後、絶縁膜(71)は除去される。この構成では、ソ
ース領域(25)及びドレイン領域(26)でのボロン
濃度はさらに低くなり、n形低濃度領域(25c) (
26c)の濃度をより低くすることができる。
In addition, when the concentration difference between the n-type low concentration regions (25c), (26c) and the channel region (27) is made larger, 5iO is deposited on the gate electrode (30) as shown in FIG.
An insulating film (71) such as Z is provided to increase the step height, and boron (64) is ion-implanted in this state. After ion implantation, the insulating film (71) is removed. In this configuration, the boron concentration in the source region (25) and drain region (26) becomes even lower, and the n-type low concentration region (25c) (
The concentration of 26c) can be lower.

次に、第23図の例を説明する。先ず、第23図へに示
すように、シリコン薄膜(23)の主面にCVD法によ
る5iOz膜(74)を被着形成した後、ホトレジスト
マスク(図示せず)を介してチャネル領域に対応する部
分のSin、膜(74)をRIE(反応性イオンエツチ
ング)によって選択的に除去して開口(75)を形成す
る。
Next, the example shown in FIG. 23 will be explained. First, as shown in FIG. 23, a 5iOz film (74) is deposited on the main surface of the silicon thin film (23) by the CVD method, and then a film corresponding to the channel region is formed through a photoresist mask (not shown). A portion of the Sin film (74) is selectively removed by RIE (reactive ion etching) to form an opening (75).

次に、RIEによるダメージを除去するために犠牲酸化
を行って膜厚20nrrl程度の犠牲酸化膜を形成する
。そして、ウェットエツチングによって犠牲酸化膜を除
去した後、そのチャネル領域に対応する表面にゲート酸
化膜(29)を形成する。
Next, in order to remove damage caused by RIE, sacrificial oxidation is performed to form a sacrificial oxide film with a thickness of about 20 nrrl. After removing the sacrificial oxide film by wet etching, a gate oxide film (29) is formed on the surface corresponding to the channel region.

次に、第23図Bに示すようにSiO□膜(74)をマ
スクにしきい値電圧Vいのコントロールと短チヤネル効
果防止のために、チャネル領域(27)にボロン(64
)例えばB F2“のイオン注入を行う。これにより例
えばチャネル領域(27)は10”cm−”程度となる
Next, as shown in FIG. 23B, using the SiO□ film (74) as a mask, boron (64
) For example, ions of BF2" are implanted. As a result, the channel region (27) becomes, for example, about 10" cm.

次に、第23図Cに示すように、多結晶シリコン(76
)を開口(75)内に充填するように被着し、エッチバ
ックして平坦化する。そして、第23図りに示すように
、PSG (リンシリケートガラス)膜(77)を被着
形成した後、PSG膜(77)からリンネ鈍物を多結晶
シリコン膜(76)に拡散し、リンドープ多結晶シリコ
ンからなるゲート電極(30)を形成する。
Next, as shown in FIG. 23C, polycrystalline silicon (76
) is deposited so as to fill the opening (75), and is etched back and planarized. Then, as shown in Figure 23, after depositing and forming a PSG (phosphosilicate glass) film (77), a phosphorus-doped polycrystalline silicon film (76) is diffused from the PSG film (77) to form a phosphorous-doped polycrystalline silicon film (76). A gate electrode (30) made of crystalline silicon is formed.

次に、PSG膜(77)及びCVD5i(h膜(74)
をRI已により除去し、次いでソース領域及びドレイン
領域に対応する表面、多結晶シリコンによるゲート電極
(30)の表面を夫々酸化してSiO□膜(78)を形
成する。
Next, PSG film (77) and CVD5i (h film (74)
is removed by RI, and then the surfaces corresponding to the source and drain regions and the surface of the gate electrode (30) made of polycrystalline silicon are respectively oxidized to form a SiO□ film (78).

次に、第23図Gに示すように、ゲート電極(30)を
マスクに低濃度のn形不鈍物(79)をイオン注入して
LDDOn形低濃度領域(25b) (26b)を形成
する。次に、ゲート電極(30)の側面にCVD5iO
□を用いてなるサイドウオール(61)を形成し、ゲー
ト電極(30)及びサイドウオール(61)をマスクに
高エネルギーで比較的低濃度のn形不鈍物(66)をイ
オン注入して下部にn形低濃度領域(25c)及び(2
6c)を形成し、また低エネルギーで比較的高濃度のn
形不鈍物(67)をイオン注入して上部にn形の高濃度
領域(25a)及び(26a)を形成し、ここにn形の
ソース領域(25)及びドレイン領域(26)を形成す
る。
Next, as shown in FIG. 23G, using the gate electrode (30) as a mask, a low concentration n-type inert substance (79) is ion-implanted to form LDD On-type low concentration regions (25b) (26b). . Next, CVD5iO is applied to the side surface of the gate electrode (30).
A side wall (61) is formed using □, and a relatively low concentration n-type inert substance (66) is ion-implanted with high energy using the gate electrode (30) and side wall (61) as a mask to form a lower part. n-type low concentration region (25c) and (2
6c) and a relatively high concentration of n at low energy.
By ion-implanting a shapeless substance (67), n-type high concentration regions (25a) and (26a) are formed in the upper part, and an n-type source region (25) and drain region (26) are formed therein. .

次に、第23図Gに示すように、例えばレジストマスク
(80)を介してP彫工鈍物(69)をイオン注入して
ソース領域(25)及びドレイン領域(26)の外側に
夫々p形領域(28A)及び(28B)を形成する。然
る後、SiO□膜(81)を形成しコンタクト用の窓孔
を形成し、ここにソース電極(31)及びドレイン電極
(32)を形成して目的のMISFET (82)を形
成する。
Next, as shown in FIG. 23G, for example, a P engraving blunt (69) is ion-implanted into the outside of the source region (25) and drain region (26), respectively, through a resist mask (80). Regions (28A) and (28B) are formed. Thereafter, a SiO□ film (81) is formed, a window hole for contact is formed, and a source electrode (31) and a drain electrode (32) are formed therein to form the intended MISFET (82).

この製法においても、チャネル領域(27)より低濃度
のn形低濃度領域(25c) (26c)を有するMI
SFETを容易に形成することができる。この第23図
の実施例では、ボロン(64)の注入はチャネル領域(
27)のみに行われるので、最終的にチャネル領域(2
7)と低濃度領域(25c) 、 (26c)の濃度差
が大きくても可能である。
Also in this manufacturing method, MI having n-type low concentration regions (25c) (26c) with lower concentration than the channel region (27)
SFET can be easily formed. In this embodiment of FIG. 23, the boron (64) implant is in the channel region (
27), so ultimately the channel region (2
7) and the low concentration regions (25c) and (26c) is possible even if the difference in concentration is large.

なお、第20図及び第23図の製法において、ソース電
極(31)及びドレイン電極(32)の形成を第18図
のシリサイド膜を利用して形成することもできる。
In the manufacturing method shown in FIGS. 20 and 23, the source electrode (31) and drain electrode (32) can also be formed using the silicide film shown in FIG. 18.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、Sol基板を利用して形成したMIS
型半導体装置の利点を損うことなく、そのインパクト・
アイオナイゼーションによる耐圧低下を抑制することが
でき、MIS型半導体装置自体の信軌性を高めることが
できる。また、通常の3端子素子としての使用を可能に
すると共に、ソース側及びドレイン側を対称形に形成す
ることも可能であり、回路素子としての適用範囲を広げ
ることができる。
According to the present invention, MIS formed using a Sol substrate
without sacrificing the advantages of type semiconductor devices.
A decrease in breakdown voltage due to ionization can be suppressed, and the reliability of the MIS semiconductor device itself can be improved. Further, it is possible to use the device as a normal three-terminal device, and it is also possible to form the source side and the drain side symmetrically, thereby widening the range of applications as a circuit device.

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

第1図〜第3図は夫々本発明の実施例を示す構成図、第
4図は本発明の他の実施例を示す平面図、第5図及び第
6図は本発明の更に他の実施例を示す構成図、第7図は
第5図のMISFETのソース−ドレイン間耐圧特性を
示す図、第8図及び第9図は夫々本発明の更に他の実施
例を示す構成図、第10図及び第11図は夫々本発明の
更に他の実施例を示す平面図、第12図は第8図のMI
SFETのソース−ドレイン間耐圧特性を示す図、第1
3図は本発明の更に他の実施例を示す構成図、第14図
はそのソースドレイン間耐圧特性を示す図、第15図は
ポテンシャル図、第16図及び第17図は夫々本発明の
更に他の実施例を示す構成図、第18図A−Dは本発明
の更に他の実施例を示す製造工程図、第19図は本発明
の説明に供する断面図、第20図A−Dは本発明に係る
MTS型半導体装置の他の製法例を示す製造工程図、第
21図A及びBは製造工程中の要部の不純物濃度プロフ
ァイル図、第22図は本発明に係る更に他の製法の例を
示す要部の断面図、第23図A−Hは本発明に係る更に
他の製法例を示す製造工程図、第24図〜第26図は従
来例を示す構成図、第27図及び第28図は提案例を示
す構成図である。 (21)はシリコン基板、(22)はSiO2膜、(2
3)はシリコン薄膜、(24)はSOI基板、(25)
はソース領域、(26)はドレイン領域、(27)はチ
ャネル領域、(28)はp影領域である。 シリコ・7苓扱 S’+02g シリコン簿腹 Sol基板 ソース@1或 トレイン鐙工或 +f千ル領域′ ケ゛’−1−仁控 ツース電1ケ トしイン電右叶 引き巴し電七夕 ドレイ、バイアス電圧EV) 篤5図MISFETQソー2ドしイン間1Fフ1性図第
γ図 第 凶 164士 1″レインバイアスtJ(v) 躬8図MI 5FET+’)ソーストLイ・/開創圧台
性図413P成頒爪 414P形頒より ←(25)→−(27)−−一斗−(26)−一47)
−1第14凶 1At29Eivll+A図 第16図 糖t3’E茹伊1つ構へ図 第17図 4≦発日月1ニイ浜るう2遣工孝Z図 第20図 第18図 篤21ズ 不発8月1=6后ろff!!つやlり金工I呈団第23
図(妃つ2) シリコ・7暴販 S:Oz顔 シリコ>簿月更 ドトイ・/鎮Y戊 ゲート!ep+It見 ゲート電利材 ソースミl檜 F:シイ゛7電)に 千(−千1し今eUす ffネル電没 電子fジ屹 正)し 従采イタ9つ茅!、ジ又1図 第′24図 第28図 第26区
1 to 3 are block diagrams showing embodiments of the invention, FIG. 4 is a plan view showing another embodiment of the invention, and FIGS. 5 and 6 are diagrams showing still other embodiments of the invention. FIG. 7 is a diagram showing the source-drain breakdown voltage characteristics of the MISFET shown in FIG. 5. FIGS. 8 and 9 are diagrams showing still other embodiments of the present invention. 11 are plan views showing still other embodiments of the present invention, and FIG. 12 is an MI of FIG. 8.
Diagram showing the source-drain breakdown voltage characteristics of SFET, 1st
3 is a block diagram showing still another embodiment of the present invention, FIG. 14 is a diagram showing its source-drain breakdown voltage characteristics, FIG. 15 is a potential diagram, and FIGS. 16 and 17 are respectively diagrams showing still another embodiment of the present invention. 18A to 18D are manufacturing process diagrams showing still another embodiment of the present invention, FIG. 19 is a sectional view for explaining the present invention, and FIGS. 20A to 20D are block diagrams showing another embodiment. A manufacturing process diagram showing another manufacturing method example of an MTS type semiconductor device according to the present invention, FIGS. 21A and 21B are impurity concentration profile diagrams of important parts during the manufacturing process, and FIG. 22 is a manufacturing process diagram showing still another manufacturing method according to the present invention. 23A-H are manufacturing process diagrams showing still another manufacturing method example according to the present invention, FIGS. 24 to 26 are configuration diagrams showing a conventional example, and FIG. 27 and FIG. 28 are configuration diagrams showing a proposed example. (21) is a silicon substrate, (22) is a SiO2 film, (2
3) is a silicon thin film, (24) is an SOI substrate, (25)
is a source region, (26) is a drain region, (27) is a channel region, and (28) is a p shadow region. Silico・7蓓handling S'+02g Silicon stock Sol substrate source @ 1 or train stirrup engineering or +f 1,000 area'Key'-1-Jin control tooth electric 1 keto and in electric right leaf pulling tomoe electric Tanabata drei, bias Voltage EV) Atsushi 5 MISFET From 413P molded nail 414P type plate←(25)→-(27)--Itto-(26)-147)
-1 14th evil 1 At 29 Eivll+A figure 16 figure sugar t3'E to one structure figure 17 figure 4 ≦ release date month 1 Nii Hama Ruu 2 kenko Z figure 20 figure 18 figure Atsushi 21 zu misfire August 1 = after 6 ff! ! Shiny Metalwork I Presentation Group No. 23
Diagram (Hitsu 2) Silico 7 sale S: Oz face Silico > Kagetsukara Dotoy/Chin Y Bo Gate! ep+It's gate power source source Mill Hinoki F: Shii゛7den) to 1,000 (-1,100 and now eUsff channel electric sinking electronic fji 屹正) and subordinate Ita 9 mo! , Figure 1, Figure '24, Figure 28, Section 26

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁性基板上に半導体層が形成され、前記半導体層
上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたMI
S型半導体装置において、 第1導電形のソース領域に接してチャネル領域と分離さ
れた第2導電形の半導体領域を有して成るMIS型半導
体装置。 2、絶縁性基板上に半導体層が形成され、前記半導体層
上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成されたMI
S型半導体装置において、 第1導電形のソース領域は、高濃度領域とその下部に低
濃度領域を有し、 前記第1導電形のソース領域の低濃度領域に接してチャ
ネル領域と分離された第2導電形の半導体領域を有して
成るMIS型半導体装置。 3、絶縁性基板上に半導体層が形成され、前記半導体層
上にゲート絶縁膜を介してゲート電極が形成れたMIS
型半導体装置において、 第1導電形のドレイン領域に接してチャネル領域と分離
された第2導電形の半導体領域を有して成るMIS型半
導体装置。
[Claims] 1. An MI in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on the semiconductor layer with a gate insulating film interposed therebetween.
An S-type semiconductor device comprising a second conductivity type semiconductor region in contact with a first conductivity type source region and separated from a channel region. 2. MI in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on the semiconductor layer via a gate insulating film.
In the S-type semiconductor device, the source region of the first conductivity type has a high concentration region and a low concentration region below the high concentration region, and is in contact with the low concentration region of the source region of the first conductivity type and is separated from the channel region. A MIS type semiconductor device comprising a semiconductor region of a second conductivity type. 3. MIS in which a semiconductor layer is formed on an insulating substrate, and a gate electrode is formed on the semiconductor layer via a gate insulating film.
A MIS type semiconductor device comprising a second conductivity type semiconductor region in contact with a first conductivity type drain region and separated from a channel region.
JP18089990A 1990-07-09 1990-07-09 MIS type semiconductor device Expired - Fee Related JP2969833B2 (en)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18089990A JP2969833B2 (en) 1990-07-09 1990-07-09 MIS type semiconductor device
DE69111929T DE69111929T2 (en) 1990-07-09 1991-06-28 Semiconductor device on a dielectric insulated substrate.
EP91110795A EP0465961B1 (en) 1990-07-09 1991-06-28 Semiconductor device on a dielectric isolated substrate
US07/726,904 US5243213A (en) 1990-07-09 1991-07-08 Mis semiconductor device formed by utilizing soi substrate having a semiconductor thin film formed on a substrate through an insulating layer
KR1019910011477A KR100289420B1 (en) 1990-07-09 1991-07-08 MIS type semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP18089990A JP2969833B2 (en) 1990-07-09 1990-07-09 MIS type semiconductor device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH0467682A true JPH0467682A (en) 1992-03-03
JP2969833B2 JP2969833B2 (en) 1999-11-02

Family

ID=16091262

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP18089990A Expired - Fee Related JP2969833B2 (en) 1990-07-09 1990-07-09 MIS type semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2969833B2 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140371A (en) * 2004-11-15 2006-06-01 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor apparatus having electrostatic discharge protection function and electrostatic discharge protection circuit
JP2006203198A (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Sram array, sram cell, microprocessor, method, and sram memory (sram memory and microprocessor comprising logic portion realized on high-performance silicon substrate and sram array portion, including field effect transistor having linked body and method for manufacturing them)
JP2015035617A (en) * 2014-10-15 2015-02-19 三菱重工業株式会社 Transistor and semiconductor device
JP2016040851A (en) * 2015-12-21 2016-03-24 三菱重工業株式会社 Transistor and semiconductor device

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006140371A (en) * 2004-11-15 2006-06-01 Oki Electric Ind Co Ltd Semiconductor apparatus having electrostatic discharge protection function and electrostatic discharge protection circuit
JP2006203198A (en) * 2005-01-19 2006-08-03 Internatl Business Mach Corp <Ibm> Sram array, sram cell, microprocessor, method, and sram memory (sram memory and microprocessor comprising logic portion realized on high-performance silicon substrate and sram array portion, including field effect transistor having linked body and method for manufacturing them)
JP2015035617A (en) * 2014-10-15 2015-02-19 三菱重工業株式会社 Transistor and semiconductor device
JP2016040851A (en) * 2015-12-21 2016-03-24 三菱重工業株式会社 Transistor and semiconductor device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2969833B2 (en) 1999-11-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH08250728A (en) Field-effect semiconductor device and manufacturing method thereof
JPH0613617A (en) Manufacture of power mosfet transistor
JPS6379368A (en) Manufacture of high performance bicmos composition with polycrystalline silicon emitter and silicide base
GB2174244A (en) Semiconductor devices
US6608336B2 (en) Lateral double diffused MOS transistor
US4965216A (en) Method of fabricating a bi-CMOS device
CN100446272C (en) Strained-channel semiconductor structure and method of fabricating the same
US6906345B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
JP3113426B2 (en) Insulated gate semiconductor device and method of manufacturing the same
JPH0467682A (en) Mis type semiconductor device
JPH0387069A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
JP3526127B2 (en) Method for manufacturing MOS transistor
JPH0475387A (en) Mis-type semiconductor device
JPS6380560A (en) Method of manufacturing bipolar transistor and complementary field effect transistor simultaneously with the minimum number of masks
JPH03214740A (en) Manufacture of vertical type mos field effect transistor
JP2953915B2 (en) Semiconductor integrated circuit device and method of manufacturing the same
JP2697631B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS6153773A (en) Semiconductor device and production thereof
JPH08111511A (en) Fabrication of semiconductor device
JP2002057222A (en) Semiconductor device and its manufacturing method
JPH03120836A (en) Semiconductor device
JPS62109364A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS628553A (en) Semiconductor device
JPH08340108A (en) Mos field effect transistor and manufacture thereof
JPS6318662A (en) Integrated circuit device

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees