JPH0648733B2 - 極低温用半導体装置 - Google Patents

極低温用半導体装置

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JPH0648733B2
JPH0648733B2 JP59010022A JP1002284A JPH0648733B2 JP H0648733 B2 JPH0648733 B2 JP H0648733B2 JP 59010022 A JP59010022 A JP 59010022A JP 1002284 A JP1002284 A JP 1002284A JP H0648733 B2 JPH0648733 B2 JP H0648733B2
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は半導体集積回路に関し、特に低温で動作させる
ことを特徴とする超高速素子の配線および電極構造に関
する。
〔発明の背景〕
半導体集積回路における信号伝播の高速化を制限する一
因として配線抵抗と配線容量による遅延がある。従来、
半導体集積回路の配線材料としては、Si集積回路の場
合、Al,Mo,W,ポリシリコン層などが用いられて
いる。Al層の抵抗値は液体ヘリウム温度で約1/20
に低減し、ポリシリコン層の抵抗値も同温度で約9/1
0に低減するものの、トランジスタのチヤネル長が短く
なつた極限ではこれらの配線層における信号伝播時間が
伝播速度を制限してしまうという問題がある。
〔発明の目的〕
本発明の目的はこの遅延を極力低減する配線および電極
構造を提供することにある。
〔発明の概要〕
本発明はこの配線における信号伝播の遅延をほとんど零
にするため、回路配線に超電導金属を用いて液体ヘリウ
ム温度動作させる半導体集積回路に関する。本発明では
半導体集積回路の配線に工業的に広く用いられている超
電導金属であるところのNb,Pb,NbN,MoN及
びこれらの合金を用い回路を液体ヘリウム温度で動作さ
せる。この時配線金属が超電導状態となり、配線におけ
る信号伝播遅延を極端に短くできる。上記超電導金属を
配線に用いるためこれをMOSFETのソース、ドレイン領域
上に直接蒸着して電極を形成すると、これらの超電導金
属とSi間で著しく反応し、ソース、ドレイン領域を突
き抜けてp−n接合短絡破壊を生じ易いという問題点が
あつた。また上記超電導金属をポリシリコン層または酸
化膜上に直接蒸着すると密着性が不十分で超電導金属層
に応力歪が発生し易いという問題がある。そこで本発明
では金属シリサイド層またはMo,W,Alなどの通常
金属層の上に超電導金属を蒸着した二層配線構造をと
る。もしくは、前期二層配線に加えて、前記超電金属の
上にさらにもう一度、金属または金属シリサイド層を設
けた三層配線構造をとつてその上に形成されるパツシベ
ーシヨン膜との密着性を改善する。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図により説明する。第1図
において、11はp型Si基板、12はフイールド酸化
膜、13はゲート酸化膜、14はポリシリコン層、また
15,16はそれぞれMOSFETのソース、ドレイン
領域であるn拡散層、17はPSG膜である。さら
に、18はモリブデンシリサイド(MoSi)、19
はこの上に電子ビーム蒸着または高周波スパツタリング
方によつて形成したNb層である。
本実施例の集積回路はモリブデンサイド層とNb層の積
層構造を配線として用いて、これを液体ヘリウム温度
(4.2K)動作させることを特徴としており、極低温
下ではNb配線が超電導状態となつて信号遅延を極めて
短くできるとともに、Nb層とSiまたはポリシリコン
層、もしくは酸化膜間にモリブデンシリサイド層を介在
させたため、超電導金属とSiとの反応を効果的に防止
でき、また配線の密着性、応力歪の問題を大幅に改善で
きる。
本実施例は配線及び電極構造として次の三種を含む。
第一は第1図に示したように、n層15、モリブデン
シリサイド層18、Nb層19よりなる配線および電極
構造である。第二は、n層16、ポリシリコン層1
4、モリブデンシリサイド層18、Nb層19よりなる
配線および電極構造である。第三ポリシリコン層14、
モリブデンシリサイド層18、Nb層19よりなる配線
および電極構造である。
第2の実施例では、第一の実施例におけるモリブデンシ
リサイド層の代わりにSiとの反応性の小さいMoまた
はW層を蒸着する。
本発明の第3の実施例を第2図により説明する。図中、
21はp型Si基板、22はフイールド酸化膜、23は
ゲート酸化膜、24はポリシリコン層、25,26はn
拡散層、27はPSG膜、28,30はモリブデンシ
リサイド層、29はNb層、31はパッシベーション膜
である。本実施例では第1,第2の実施例で前記した利
点に加えて、Nb層上面をモリブデンシリサイド層で被
うため、Nb層とパッシベーション膜間の密着性、配線
の微細加工性で改善される。本実施例は次の三種の配線
及び電極構造を含む。第一はn層25、モリブデンシ
リサイド層28、Nb層29、モリブデンサイド層30
の積層構造である。第二はn層26、ポリシリコン層
24、モリブデンシリサイド層28、Nb層29、モリ
ブデンシリサイド層30の積層構造である。第三はポリ
シリコン層24、モリブデンシリサイド28、Nb層2
9、モリブデンシリサイド層30の積層構造である。
第4の実施例は第三の実施例におけるモリブデンシリサ
イド層の代わりにMoまたはW層を蒸着する。
また上記実施例では超電導金属層としてNbを用いる場
合のみについて述べたが、本発明は超電導金属として、
Pb,NbN,MoN、およびこれらを含む合金を用い
て実現可能であることほ勿論である。
以上の実施例から明らかなように、本発明によれば、 (1)MOSFETのソース領域もしくはドレイン領域に
接続された配線層がNbの如き超電導金属層により形成
されているため、集積回路を液体ヘリウム(4.2K)
で動作することにより、超電導金属配線層の信号遅延を
著しく低減することができる、 (2)MOSFETのソース領域もしくはドレイン領域と
その上の超電導金属配線層の間には通常金属層または金
属シリサイド層が形成されているので、この通常金属層
または金属シリサイド層が超電導金属配線層とシリコン
との反応を防止するため、超電導金属配線層の超電導金
属がシリコン基板中のソース領域もしくはドレイン領域
を突き抜けて、ソース領域もしくはドレイン領域のpn
接合が短絡破壊することが防止される、 と言う顕著な効果を奏するものである。
また、本発明のより好適な実施形態では、上層の超電導
金属配線層と下層の絶縁膜との間および上層の超電導金
属配線層と下層のポリシリコン層との間のいずれにおい
ても通常金属層または金属シリサイド層が形成されてい
るので、上層の超電導金属配線層と下層の絶縁膜もしく
はポリシリコン層との間の密着性を改善することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1及び第2の実施例を示す素子断面
図である。第2図は第3及び第4の実施例を示す素子断
面図である。 11,21……基板、12,22……フイールド酸化
膜、14,24……ポリシリコン層、15,16,2
5,26……n拡散層、18,28,30……モリブ
デンシリサイド層、19,29……Nb層。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 39/06 ZAA 9276−4M (72)発明者 西野 壽一 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (72)発明者 小寺 信夫 東京都国分寺市東恋ヶ窪1丁目280番地 株式会社日立製作所中央研究所内 (56)参考文献 特開 昭58−67045(JP,A) 特開 昭58−125885(JP,A) 特開 昭58−97880(JP,A) 特開 昭58−147085(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基板に形成されたソース領域およ
    びドレイン領域を有するMOSFETと、 上記MOSFETの上記ソース領域と電気的に接続され
    た超電導ソース金属配線層と、 上記MOSFETの上記ドレイン領域と電気的に接続さ
    れた超電導ドレイン金属配線層とを具備してなり、 上記ソース領域と上記超電導ソース金属配線層との間お
    よび上記ドレイン領域と上記超電導ドレイン金属配線層
    との間に通常金属層または金属シリサイド層が形成され
    ることにより上記ソース領域および上記ドレイン領域の
    pn接合の短絡破壊を防止してなり、 上記超電導ソース金属配線層と上記超電導ドレイン金属
    配線層とが超電導を呈する遷移温度以下から略液体ヘリ
    ウム温度の付近までの範囲で動作させることを特徴とす
    る極低温用半導体装置。
  2. 【請求項2】上記シリコン基板上には絶縁膜およびポリ
    シリコン層とが形成されてなり、 上記絶縁膜および上記ポリシリコン層の上には上記超電
    導ソース金属配線層および上記超電導ドレイン金属配線
    層が延在してなり、 上記絶縁膜と上記超電導ソース金属配線層との間、上記
    絶縁膜と上記超電導ドレイン金属配線層との間、上記ポ
    リシリコン層と上記超電導ソース金属配線層との間、お
    よび上記ポリシリコン層と上記超電導ドレイン金属配線
    層との間に、それぞれ通常金属層または金属シリサイド
    層が形成されてなることを特徴とする特許請求の範囲第
    1項に記載の極低温用半導体装置。
  3. 【請求項3】上記超電導ソース金属配線層および上記超
    電導ドレイン金属配線層上には、他の通常金属層または
    金属シリサイド層を介してパッシベーション膜が形成さ
    れてなることを特徴とする特許請求の範囲第1項または
    第2項のいずれかに記載の極低温用半導体装置。
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Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR950010206B1 (ko) * 1987-03-09 1995-09-11 가부시끼가이샤 한도다이 에네르기 겐꾸쇼 전자 장치 및 그 제조 방법
JPS63220545A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 超伝導半導体装置の作製方法
JPS63220544A (ja) * 1987-03-09 1988-09-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 超伝導半導体装置
JP3009146B2 (ja) * 1987-03-27 2000-02-14 株式会社日立製作所 半導体集積回路
JPS63244880A (ja) * 1987-03-31 1988-10-12 Sumitomo Electric Ind Ltd 超高速半導体装置
US4960751A (en) * 1987-04-01 1990-10-02 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Electric circuit having superconducting multilayered structure and manufacturing method for same
JP2678232B2 (ja) * 1987-05-06 1997-11-17 株式会社 半導体エネルギー研究所 超電導体装置
JPS63314850A (ja) * 1987-06-18 1988-12-22 Fujitsu Ltd 半導体装置
US5183800A (en) * 1987-07-15 1993-02-02 Sharp Kabushiki Kaisha Interconnection method for semiconductor device comprising a high-temperature superconductive material
JPH079905B2 (ja) * 1987-07-15 1995-02-01 シャープ株式会社 半導体装置の配線方法
JPH0736404B2 (ja) * 1987-08-13 1995-04-19 株式会社半導体エネルギ−研究所 超電導体装置の作製方法
JP2747557B2 (ja) * 1987-08-13 1998-05-06 株式会社 半導体エネルギー研究所 超電導体装置
JPS6445146A (en) * 1987-08-13 1989-02-17 Semiconductor Energy Lab Manufacture of superconducting device
JPS6445143A (en) * 1987-08-13 1989-02-17 Semiconductor Energy Lab Superconducting device
DE3889263T2 (de) * 1987-08-24 1994-08-11 Semiconductor Energy Lab Elektronische Anordnungen unter Verwendung von supraleitenden Materialien.
JPH01123438A (ja) * 1987-11-07 1989-05-16 Mitsubishi Electric Corp 超電導配線集積回路
JPS63220546A (ja) * 1987-11-09 1988-09-13 Semiconductor Energy Lab Co Ltd 超伝導装置の作製方法
JPH0680741B2 (ja) * 1987-11-11 1994-10-12 株式会社半導体エネルギー研究所 超電導体装置
JPH01183138A (ja) * 1988-01-18 1989-07-20 Fujitsu Ltd 半導体装置
JP2540185B2 (ja) * 1988-04-14 1996-10-02 松下電子工業株式会社 半導体装置
JP3000124B2 (ja) * 1994-03-24 2000-01-17 工業技術院長 絶縁ゲート型電界効果トランジスタの作製方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5867045A (ja) * 1981-10-19 1983-04-21 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> 極低温用半導体装置およびその製造方法
JPS5897880A (ja) * 1981-12-07 1983-06-10 Hitachi Ltd 超電導薄膜機能素子の接続端子用突起電極
JPS58125885A (ja) * 1982-01-22 1983-07-27 Hitachi Ltd ジヨセフソン素子集積回路の構成方法
JPS58147085A (ja) * 1982-02-25 1983-09-01 Fujitsu Ltd ジヨセフソン集積装置

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