JPH0786422A - Semiconductor device - Google Patents
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- JPH0786422A JPH0786422A JP5229084A JP22908493A JPH0786422A JP H0786422 A JPH0786422 A JP H0786422A JP 5229084 A JP5229084 A JP 5229084A JP 22908493 A JP22908493 A JP 22908493A JP H0786422 A JPH0786422 A JP H0786422A
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- mos
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】この発明は、IC、LSI等の半
導体装置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device such as IC and LSI.
【0002】[0002]
【従来の技術】図5に従来の半導体装置の構成を示す。
図5(a)は、一般にCMOSインバータと呼ばれるスイ
ッチ素子の断面を模式的に示した図であり、同図におい
て、1は電子回路が形成されるp型半導体基板、2はp
型半導体基板1に形成されたn型不純物領域、3a、3
bはn型不純物領域2に形成された高濃度p型不純物領
域、4a、4bはp型半導体基板1に形成された高濃度
n型不純物領域、5はゲート電極6a、6bとp型半導
体基板1とを絶縁するためのSiO2等のゲート絶縁
膜、6a、6bはゲート絶縁膜5上に形成されたゲート
電極である。2. Description of the Related Art FIG. 5 shows the structure of a conventional semiconductor device.
FIG. 5A is a diagram schematically showing a cross section of a switch element generally called a CMOS inverter, in which 1 is a p-type semiconductor substrate on which an electronic circuit is formed and 2 is a p-type semiconductor substrate.
N-type impurity regions 3a, 3a formed on the n-type semiconductor substrate 1
b is a high-concentration p-type impurity region formed in the n-type impurity region 2, 4a and 4b are high-concentration n-type impurity regions formed in the p-type semiconductor substrate 1, and 5 is a gate electrode 6a, 6b and a p-type semiconductor substrate. A gate insulating film such as SiO 2 for insulating 1 from each other and 6a and 6b are gate electrodes formed on the gate insulating film 5.
【0003】ここで、n型不純物領域2、高濃度p型不
純物領域3a、3b、ゲート電極6aは、p型MOSF
ET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Trans
istor)を構成する。一方、半導体基板1、高濃度n型
不純物領域4a、4b、ゲート電極6aは、n型MOS
FETを構成する。7はp型MOSFET及びn型MO
SFETのゲート電極6a、6bに接続され、それらに
対し共通の電圧を加えるためのゲート配線、8はp型M
OSFETのドレイン電極(高濃度p型不純物領域3
a)及びn型MOSFETのドレイン電極(高濃度n型
不純物領域4a)とに接続され、これらから出力を取り
出すための出力配線、9、10は、それぞれp型MOS
FETのソース電極(高濃度p型不純物領域3b)、n
型MOSFETのソース電極(高濃度n型不純物領域4
b)に電源を供給するための電源配線である。また、図
5(b)は従来の半導体装置の平面図を示す。簡単のた
め、同図において配線7〜10の表示を省略している。The n-type impurity region 2, the high-concentration p-type impurity regions 3a and 3b, and the gate electrode 6a are p-type MOSFs.
ET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Trans
istor). On the other hand, the semiconductor substrate 1, the high-concentration n-type impurity regions 4a and 4b, and the gate electrode 6a are the n-type MOS.
Configure FET. 7 is a p-type MOSFET and an n-type MO
A gate wiring for connecting a common voltage to the gate electrodes 6a and 6b of the SFET, and 8 for a p-type M
Drain electrode of OSFET (high concentration p-type impurity region 3
a) and the drain electrode (high-concentration n-type impurity region 4a) of the n-type MOSFET, and output wirings for extracting an output from these, 9 and 10 are p-type MOS, respectively.
FET source electrode (high-concentration p-type impurity region 3b), n
-Type MOSFET source electrode (high-concentration n-type impurity region 4
Power supply wiring for supplying power to b). Further, FIG. 5B shows a plan view of a conventional semiconductor device. For simplicity, the wirings 7 to 10 are not shown in the figure.
【0004】以下、図5にもとづいて、従来の半導体装
置の動作について説明する。図5のp型MOSFETと
n型MOSFETとから構成されるCMOS回路におい
て、p型半導体基板1の電源配線10を接地(0V)
し、電源配線9に電源電圧(例えば5V)を与える。そ
して、ゲート配線7に0Vを与えると、n型MOSFE
TがOFFになり、p型MOSFETがONになる。し
たがって、出力配線8には、電源配線9と同じ電源電圧
(5V)が出力される。The operation of the conventional semiconductor device will be described below with reference to FIG. In the CMOS circuit composed of the p-type MOSFET and the n-type MOSFET of FIG. 5, the power supply wiring 10 of the p-type semiconductor substrate 1 is grounded (0 V).
Then, a power supply voltage (for example, 5 V) is applied to the power supply wiring 9. Then, when 0 V is applied to the gate wiring 7, the n-type MOSFE
T turns off and the p-type MOSFET turns on. Therefore, the same power supply voltage (5 V) as that of the power supply wiring 9 is output to the output wiring 8.
【0005】一方、ゲート配線7に5Vを与えると、上
記の場合とは逆に、n型MOSFETがONになり、p
型MOSFETがOFFになり、出力配線には、電源配
線10と同じ接地電圧(0V)が出力される。On the other hand, when 5 V is applied to the gate wiring 7, the n-type MOSFET is turned on and p is reversed, contrary to the above case.
The type MOSFET is turned off, and the same ground voltage (0 V) as that of the power supply wiring 10 is output to the output wiring.
【0006】ところで、CMOS型回路において、トラ
ンジスタを流れる電流は、出力が変化しない場合、ほと
んど流れず、主に出力が変化する場合に流れる。すなわ
ち、ゲート配線7が0Vになったとき、p型MOSFE
Tを通して出力電流が流れ、他方、ゲート配線7が5V
になったとき、n型MOSFETを通して出力電流が流
れる。By the way, in the CMOS type circuit, the current flowing through the transistor hardly flows when the output does not change, and flows mainly when the output changes. That is, when the gate wiring 7 becomes 0V, p-type MOSFE
Output current flows through T, while gate wiring 7 is 5V
Then, the output current flows through the n-type MOSFET.
【0007】以上のように、図4のCMOS構造による
素子は、入力と逆極性の信号を出力するインバータ回路
となっている。As described above, the element having the CMOS structure shown in FIG. 4 is an inverter circuit which outputs a signal having a polarity opposite to that of the input.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は、
以上のように構成されており、スイッチングの際に、p
型MOSFETとn型MOSFETに同じ電流を流さな
ければならない。しかし、p型MOSFETのキャリア
である正孔は、n型MOSFETのキャリアである電子
より移動度が小さく、それらの動作速度は同一でなく、
電流密度に差が生じる。そこで、図5(b)に示すよう
に、p型MOSFETのドレイン電極3a、ソース電極
3b、ゲート電極6bの面積を、n型MOSFETのド
レイン電極4a、ソース電極4b、ゲート電極6aの面
積よりもその移動度の比に対応して大きくすることによ
り、電流をほぼ同じにし、スイッチング速度を同等にし
ていた。しかし、このための大面積の電極は、半導体装
置の集積度の向上の障害となっていた。The conventional semiconductor device is
It is configured as described above, and when switching, p
The same current must flow through the type MOSFET and the n-type MOSFET. However, holes, which are carriers of p-type MOSFET, have lower mobility than electrons, which are carriers of n-type MOSFET, and their operating speeds are not the same.
There is a difference in current density. Therefore, as shown in FIG. 5B, the areas of the drain electrode 3a, the source electrode 3b, and the gate electrode 6b of the p-type MOSFET are smaller than the areas of the drain electrode 4a, the source electrode 4b, and the gate electrode 6a of the n-type MOSFET. By increasing the mobility according to the ratio, the currents are made almost the same and the switching speeds are made equal. However, the large-area electrode for this purpose has been an obstacle to improving the degree of integration of the semiconductor device.
【0009】この発明は、上記のような問題点を解決す
るためになされたもので、内部回路を構成する一方のト
ランジスタの電極の面積を大きくすることなくスイッチ
ング速度を同等とし、集積度を高くできる半導体装置を
得ることを目的としている。The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the switching speed is made equal without increasing the area of the electrode of one of the transistors forming the internal circuit, and the degree of integration is high. The purpose is to obtain a semiconductor device that can be manufactured.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】請求項1に係る半導体装
置は、半導体基板上に設けたMOS型トランジスタと、
上記MOS型トランジスタを設けた上記半導体基板の第
1の面上に、上記MOS型トランジスタの電極と略同一
の面積を有する第1の電極を設けるとともに、上記第1
の面と対向する上記半導体基板の第2の面上に上記第1
の電極と対向する第2の電極を設けたMOS型接合型電
界効果トランジスタとを備えたものである。A semiconductor device according to a first aspect of the present invention includes a MOS transistor provided on a semiconductor substrate,
A first electrode having substantially the same area as the electrode of the MOS transistor is provided on the first surface of the semiconductor substrate provided with the MOS transistor, and the first electrode is provided.
On the second surface of the semiconductor substrate facing the surface of the first substrate.
And a MOS type junction field effect transistor provided with a second electrode facing the electrode.
【0011】請求項2に係る半導体装置は、半導体基板
上に設けたMOS型トランジスタと、上記MOS型トラ
ンジスタを設けた上記半導体基板の第1の面上に、上記
MOS型トランジスタの電極と略同一の面積を有する第
1の電極を設けるとともに、上記第1の面と対向する上
記半導体基板の第2の面上の上記第1の電極と対向する
部分にのみ第2の電極を設けたMOS型接合型電界効果
トランジスタとを備えたものである。According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, the MOS transistor provided on the semiconductor substrate and the electrode of the MOS transistor on the first surface of the semiconductor substrate provided with the MOS transistor are substantially the same. And a second electrode is provided only on a portion of the second surface of the semiconductor substrate which faces the first surface and which faces the first electrode. And a junction field effect transistor.
【0012】請求項3に係る半導体装置は、半導体基板
の第1の面のp型領域上に、第1の電極を設けるととも
に、上記第1の面と対向する上記半導体基板の第2の面
上に上記第1の電極と対向する第2の電極を設けた正孔
伝導のMOS型接合型電界効果トランジスタと、上記半
導体基板の第1の面のn型領域上に、第3の電極を設け
るとともに、上記第2の面上に上記第3の電極と対向す
る第4の電極を設けた電子伝導のMOS型接合型電界効
果トランジスタとを備えたものである。According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, the first electrode is provided on the p-type region of the first surface of the semiconductor substrate, and the second surface of the semiconductor substrate opposite to the first surface is provided. A hole-conducting MOS-junction field effect transistor having a second electrode facing the first electrode, and a third electrode on the n-type region of the first surface of the semiconductor substrate. An electron-conducting MOS-junction field-effect transistor which is provided and has a fourth electrode facing the third electrode on the second surface.
【0013】請求項4に係る半導体装置は、半導体基板
の第1の面上に不純物領域を形成し、上記不純物領域上
に設けたMOS型トランジスタと、上記不純物領域上
に、上記MOS型トランジスタの電極と略同一の面積を
有する第1の電極を設けるとともに、上記第1の面と対
向する上記半導体基板の第2の面上に上記第1の電極と
対向する第2の電極を設けた正孔伝導のMOS型接合型
電界効果トランジスタとを備えたものである。According to another aspect of the semiconductor device of the present invention, an impurity region is formed on a first surface of a semiconductor substrate, and a MOS transistor provided on the impurity region and a MOS transistor on the impurity region are formed. A first electrode having substantially the same area as the electrode is provided, and a second electrode facing the first electrode is provided on the second surface of the semiconductor substrate facing the first surface. And a hole conduction MOS type junction field effect transistor.
【0014】[0014]
【作用】請求項1の発明においては、MOS型トランジ
スタと、これに直列に接続され、このMOS型トランジ
スタの電極とほぼ同一の面積の第1の電極を備えるMO
S型接合型電界効果トランジスタとが、半導体装置の内
部回路を構成する。According to another aspect of the present invention, there is provided an MO type transistor including a MOS type transistor and a first electrode connected in series to the MOS type transistor and having an area substantially the same as the electrode of the MOS type transistor.
The S-junction field effect transistor constitutes an internal circuit of the semiconductor device.
【0015】請求項2の発明においては、MOS型トラ
ンジスタと、これに直列に接続され、このMOS型トラ
ンジスタの電極とほぼ同一の面積の第1の電極を備える
とともに、この第1の電極に対向する部分にのみ第2の
電極を備える正孔伝導のMOS型接合型電界効果トラン
ジスタとが、半導体装置の内部回路を構成する。According to a second aspect of the present invention, a MOS type transistor and a first electrode connected in series with the MOS type transistor and having substantially the same area as the electrode of the MOS type transistor are provided, and the MOS type transistor is opposed to the first electrode. The hole-conducting MOS-type junction field-effect transistor having the second electrode only in the portion to be formed constitutes an internal circuit of the semiconductor device.
【0016】請求項3の発明においては、半導体基板上
のp型領域に形成された正孔伝導のMOS型接合型電界
効果トランジスタと、これに直列に接続された上記半導
体基板上のn型領域に形成された電子伝導のMOS型接
合型電界効果トランジスタとが、半導体装置の内部回路
を構成する。According to a third aspect of the invention, a hole-conducting MOS type junction field effect transistor formed in a p-type region on the semiconductor substrate and an n-type region on the semiconductor substrate connected in series thereto. The electron-conducting MOS-junction field-effect transistor formed in (1) constitutes an internal circuit of the semiconductor device.
【0017】請求項4の発明においては、半導体基板上
に形成された不純物領域上に形成されたMOS型トラン
ジスタと、これに直列に接続され、このMOS型トラン
ジスタの電極とほぼ同一の面積の第1の電極を備えるM
OS型接合型電界効果トランジスタとが、半導体装置の
内部回路を構成する。According to a fourth aspect of the invention, a MOS transistor formed on an impurity region formed on a semiconductor substrate and a MOS transistor connected in series to the MOS transistor and having an area substantially the same as the electrode of the MOS transistor are provided. M with one electrode
The OS type junction field effect transistor constitutes an internal circuit of the semiconductor device.
【0018】[0018]
【実施例】実施例1.以下、この発明の一実施例を図に
ついて説明する。図1(a)は、この発明によるインバー
タの断面図であり、同図において、1は電子回路が形成
されるp型半導体基板、3a、3bはp型半導体基板1
に形成された高濃度p型不純物領域、4a、4bはp型
半導体基板1に形成された高濃度n型不純物領域、5は
ゲート電極6a、6bとp型半導体基板1とを絶縁する
ためのSiO2等のゲート絶縁膜、6a、6bはゲート
絶縁膜5上に形成されたゲート電極、11は電極13に
電圧を与えるためのゲート配線、12は電極13を、p
型半導体基板1から絶縁するためのSiO2等の絶縁
膜、13はゲート電極6bに対向して設けられた電極で
ある。EXAMPLES Example 1. An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 (a) is a cross-sectional view of an inverter according to the present invention, in which 1 is a p-type semiconductor substrate on which an electronic circuit is formed, 3a and 3b are p-type semiconductor substrates 1
Of the high-concentration p-type impurity regions 4a and 4b formed on the p-type semiconductor substrate 1 and the high-concentration n-type impurity regions 5a of the p-type semiconductor substrate 1 for insulating the gate electrodes 6a and 6b from the p-type semiconductor substrate 1. A gate insulating film made of SiO 2 or the like, 6a and 6b are gate electrodes formed on the gate insulating film 5, 11 is a gate wiring for applying a voltage to the electrode 13, 12 is an electrode 13 and p
An insulating film such as SiO 2 for insulating from the type semiconductor substrate 1, 13 is an electrode provided facing the gate electrode 6b.
【0019】ここで、p型半導体基板1、高濃度p型不
純物領域3a、3b、ゲート電極6b、電極13は、n
ormally−OFF型のMOS型接合型電界効果ト
ランジスタ(Metal Oxide Semiconductor Junction Fie
ld Effect Transistor、以下、MOS型JFET)を構
成する。一方、半導体基板1、高濃度n型不純物領域4
a、4b、ゲート電極6aは、n型MOSFETを構成
する点は従来例の場合と同様である。7はMOS型JF
ET及びn型MOSFETのゲート電極6a、6bに接
続され、これらに対し共通の電圧を加えるためのゲート
配線、8はMOS型JFETのドレイン電極(高濃度p
型不純物領域3a)及びn型MOSFETのドレイン電
極(高濃度n型不純物領域4a)とを接続し、これらの
出力を取り出すための出力配線、9、10は、それぞれ
MOS型JFETのソース電極(高濃度p型不純物領域
3b)、n型MOSFETのソース電極(高濃度n型不
純物領域4b)に電源を供給するための電源配線であ
る。また、図1(b)はこの実施例の半導体装置の平面図
を示す。同図において、簡単のため配線7〜10の表示
を省略している。Here, the p-type semiconductor substrate 1, the high-concentration p-type impurity regions 3a and 3b, the gate electrode 6b, and the electrode 13 are n.
normally-OFF type MOS junction field effect transistor (Metal Oxide Semiconductor Junction Fie
ld Effect Transistor, hereinafter referred to as MOS type JFET). On the other hand, the semiconductor substrate 1 and the high concentration n-type impurity region 4
The points a, 4b and the gate electrode 6a constitute an n-type MOSFET as in the case of the conventional example. 7 is a MOS type JF
ET and n-type MOSFET gate electrodes 6a and 6b are connected to the gate wiring for applying a common voltage to them, and 8 is a drain electrode (high concentration p
Type impurity region 3a) and the drain electrode of the n-type MOSFET (high-concentration n-type impurity region 4a) are connected to each other, and output wirings 9 and 10 for extracting their outputs are respectively the source electrodes (high Power supply wiring for supplying power to the concentration p-type impurity region 3b) and the source electrode (high-concentration n-type impurity region 4b) of the n-type MOSFET. 1B is a plan view of the semiconductor device of this embodiment. In the figure, the wirings 7 to 10 are not shown for simplicity.
【0020】次に、図1にもとづいて、この実施例の半
導体装置の動作について説明する。図1のMOS型JF
ETとn型MOSFETとから構成される回路は、従来
のCMOS回路とは異なるものである。ここで、p型半
導体基板1の電源配線10を接地(0V)し、電源配線
9に電源電圧(例えば5V)を与える。そして、ゲート
配線7、11に0Vを与えると、n型MOSFETがO
FFし、MOS型JFETがONになる。したがって、
出力配線8には、電源電圧が出力される。Next, the operation of the semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIG. MOS type JF in Figure 1
The circuit composed of the ET and the n-type MOSFET is different from the conventional CMOS circuit. Here, the power supply wiring 10 of the p-type semiconductor substrate 1 is grounded (0 V), and the power supply wiring 9 is supplied with a power supply voltage (for example, 5 V). Then, when 0 V is applied to the gate wirings 7 and 11, the n-type MOSFET becomes O
The FF is turned on, and the MOS type JFET is turned on. Therefore,
The power supply voltage is output to the output wiring 8.
【0021】次に、ゲート配線7、11に5Vを与える
と、上記の場合とは逆に、n型MOSFETがONにな
る。一方、MOS型JFETは、ゲート電極6aと電極
13とから印加される電圧Vinにより、p型半導体基板
の内部に空乏層が生じる(図2の20)。そして、この
空乏層20は、電圧Vinの増加に従って拡張し、通常、
次式で示す最大空乏層幅Wmまで拡張する。 Wm={4εkT・ln(NA/ni)/qNA}1/2 ε:半導体基板(Si)の誘電率 ni:半導体基板(S
i)の真性濃度 k:ボルツマン定数 NA:基板濃度 q:素電荷量 T :絶対温度 例えば、NA=1×1016/cm3のときは、Wm≒0.
3μmである。Next, when 5 V is applied to the gate wirings 7 and 11, the n-type MOSFET is turned on contrary to the above case. On the other hand, MOS type JFET is a voltage V in applied from the gate electrode 6a and the electrode 13., a depletion layer is generated in the inside of the p-type semiconductor substrate (20 in FIG. 2). Then, the depletion layer 20 is extended in accordance with the increase of the voltage V in, usually,
The width is expanded to the maximum depletion layer width W m shown by the following equation. W m = {4εkT · ln ( N A / n i) / qN A} 1/2 ε: dielectric constant of the semiconductor substrate (S i) n i: a semiconductor substrate (S
i ) intrinsic concentration k: Boltzmann constant N A : substrate concentration q: elementary charge amount T: absolute temperature For example, when N A = 1 × 10 16 / cm 3 , W m ≈0.
It is 3 μm.
【0022】したがって、ゲート絶縁膜5と絶縁膜12
との間を、最大空乏層幅Wmの2倍(2Wm)以下にして
おけば、図2に示すように、適当な電圧を印加すると、
両側の絶縁層から空乏層20が伸び、そのためチャネル
がOFFになる。したがって、MOS型JFETはOF
Fし、出力配線8には0Vが出力される。Therefore, the gate insulating film 5 and the insulating film 12
Between the maximum depletion layer width W m and the maximum depletion layer width W m (2 W m ) or less, when an appropriate voltage is applied as shown in FIG.
The depletion layer 20 extends from the insulating layers on both sides, so that the channel is turned off. Therefore, the MOS type JFET is OF
Then, 0 V is output to the output wiring 8.
【0023】以上の動作において、出力配線8の出力が
0Vから電源電圧に変わる速度は、MOS型JFETに
流す電流が大きいほど、大きくなる。MOS型JFET
は、従来のp型MOSFETに比べ、比較的小さな面積
の電極で非常に大きな電流を流すことができるので、図
1(b)に示すように、MOS型JFETの電極の面積
(同図の3a、3b、6b)を、n型MOSFETの電
極の面積(同図の4a、4b、6a)と同等にした場合
でも、スイッチング速度を同等にできる。このため、こ
の実施例によれば、従来より微細な構造をもたせつつ、
速度性能が変わらないスイッチ素子(この実施例ではイ
ンバータ)を構成することができる。In the above operation, the speed at which the output of the output wiring 8 changes from 0V to the power supply voltage increases as the current flowing through the MOS type JFET increases. MOS type JFET
In comparison with a conventional p-type MOSFET, since a very large current can flow through an electrode having a relatively small area, as shown in FIG. 1 (b), the area of the electrode of the MOS type JFET (3a in FIG. 3b, 6b) is made equal to the area of the electrode of the n-type MOSFET (4a, 4b, 6a in the same figure), the switching speed can be made equal. Therefore, according to this embodiment, while having a finer structure than the conventional one,
A switch element (inverter in this embodiment) whose speed performance does not change can be configured.
【0024】実施例2.なお、上記実施例では、電極1
3を、ゲート電極6a及び6bに対向する面の全体に形
成したが、図3に示すように、MOS型JFETを構成
するゲート電極6bに対向する部分のみに形成してもよ
い。この場合のMOS型JFETの動作は実施例1の場
合と同様である。図3において、絶縁膜12はゲート電
極6bに対向する部分のみに形成され、それに重ねて電
極13aが形成されている。電極13aは、実施例1の
電極13と同様にMOS型JFETの制御電極として機
能する。一方、n型MOSFETのゲート電極6aに対
向して、電極13bが形成されている。この電極13b
はp型半導体基板1を接地するためのものである。Example 2. In the above embodiment, the electrode 1
Although 3 is formed on the entire surface facing the gate electrodes 6a and 6b, it may be formed only on the part facing the gate electrode 6b constituting the MOS JFET as shown in FIG. The operation of the MOS JFET in this case is the same as that of the first embodiment. In FIG. 3, the insulating film 12 is formed only in the portion facing the gate electrode 6b, and the electrode 13a is formed so as to overlap therewith. The electrode 13a functions as the control electrode of the MOS type JFET similarly to the electrode 13 of the first embodiment. On the other hand, an electrode 13b is formed facing the gate electrode 6a of the n-type MOSFET. This electrode 13b
Is for grounding the p-type semiconductor substrate 1.
【0025】この実施例では、絶縁膜12を全面でなく
一部に形成するので、酸素の打ち込みにより絶縁膜12
を形成する場合、その工程を短時間かつ容易に行うこと
ができる。さらに、電極13bによりp型半導体基板1
を容易に接地することができる。In this embodiment, since the insulating film 12 is formed not on the entire surface but on a part thereof, the insulating film 12 is formed by implantation of oxygen.
When forming, the process can be easily performed in a short time. Furthermore, the electrode 13b allows the p-type semiconductor substrate 1 to be formed.
Can be easily grounded.
【0026】実施例3.また、上記実施例では、n型M
OSFETを用いていたが、これに代えて電子伝導のM
OS型JFETを用いてもよい。それには、図4に示す
ように、p型半導体基板1の一部、すなわち高濃度n型
不純物領域4a、4b、ゲート電極6aが形成される部
分にn型不純物領域13を形成する。Example 3. Further, in the above embodiment, the n-type M
I used OSFET, but instead of this, electron conduction M
OS type JFET may be used. To this end, as shown in FIG. 4, an n-type impurity region 13 is formed in a part of the p-type semiconductor substrate 1, that is, a part where the high-concentration n-type impurity regions 4a and 4b and the gate electrode 6a are formed.
【0027】n型MOSFETの代わりに、非常に大き
な電流を流すことのできるMOS型JFETを用いるの
で、さらに高速なインバータが得られる。Since a MOS type JFET capable of passing a very large current is used instead of the n type MOSFET, an even faster inverter can be obtained.
【0028】なお、上記の説明において、p型半導体基
板1を用いた場合を例に取り説明したが、n型半導体基
板にp型半導体領域を形成した場合でも同様に適用で
き、同じ効果が得られる。In the above description, the case where the p-type semiconductor substrate 1 is used has been described as an example, but the same effect can be obtained even when the p-type semiconductor region is formed on the n-type semiconductor substrate. To be
【0029】[0029]
【発明の効果】請求項1の発明によれば、MOS型トラ
ンジスタと、このMOS型トランジスタの電極とほぼ同
一の面積の第2の電極を備える正孔伝導のMOS型接合
型電界効果トランジスタとにより半導体装置の内部回路
を構成したので、トランジスタの構造を微細にでき、集
積度が向上する。According to the first aspect of the present invention, a MOS transistor and a hole-conducting MOS junction field effect transistor having a second electrode having substantially the same area as the electrode of the MOS transistor are provided. Since the internal circuit of the semiconductor device is configured, the structure of the transistor can be made fine and the degree of integration can be improved.
【0030】請求項2の発明によれば、MOS型トラン
ジスタと、このMOS型トランジスタの電極とほぼ同一
の面積の第2の電極を備えるとともに、この電極に対向
する部分にのみ第3の電極を備える正孔伝導のMOS型
接合型電界効果トランジスタとにより半導体装置の内部
回路を構成したので、トランジスタの構造を微細にで
き、集積度が向上し、かつ、製造工程が容易になる。According to the second aspect of the present invention, the MOS type transistor and the second electrode having substantially the same area as the electrode of the MOS type transistor are provided, and the third electrode is provided only in the portion facing the electrode. Since the internal circuit of the semiconductor device is constituted by the hole-conducting MOS type junction field effect transistor provided, the structure of the transistor can be made finer, the degree of integration can be improved, and the manufacturing process can be facilitated.
【0031】請求項3の発明によれば、正孔伝導のMO
S型接合型電界効果トランジスタと、電子伝導のMOS
型接合型電界効果トランジスタとにより半導体装置の内
部回路を構成したので、トランジスタの構造を微細にで
き、集積度が向上し、かつ、高速な動作が可能になる。According to the invention of claim 3, the MO of hole conduction is
S-junction field effect transistor and electron-conducting MOS
Since the internal circuit of the semiconductor device is configured by the type junction field effect transistor, the structure of the transistor can be made finer, the degree of integration can be improved, and high-speed operation can be performed.
【0032】請求項4の発明によれば、半導体基板上に
不純物領域を形成し、上記不純物領域上に形成したMO
S型トランジスタと、MOS型接合型電界効果トランジ
スタとにより半導体装置の内部回路を構成したので、p
型又はn型半導体基板いずれの場合においてもトランジ
スタの構造を微細にでき、集積度が向上する。According to the invention of claim 4, the impurity region is formed on the semiconductor substrate, and the MO formed on the impurity region.
Since the internal circuit of the semiconductor device is composed of the S-type transistor and the MOS-type junction field effect transistor, p
In either case of the n-type or n-type semiconductor substrate, the structure of the transistor can be made fine and the degree of integration is improved.
【図1】この発明の実施例1の半導体装置の断面図及び
平面図である。FIG. 1 is a sectional view and a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】MOS型接合型電界効果トランジスタの動作を
説明する原理図である。FIG. 2 is a principle diagram illustrating an operation of a MOS junction field effect transistor.
【図3】この発明の実施例2の半導体装置の断面図であ
る。FIG. 3 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図4】この発明の実施例3の半導体装置の断面図であ
る。FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【図5】従来の半導体装置の断面図及び平面図である。5A and 5B are a cross-sectional view and a plan view of a conventional semiconductor device.
1 p型半導体基板 3 高濃度p型不純物領域 4 高濃度n型不純物領域 5 ゲート絶縁膜 6 ゲート電極 7 ゲート配線 8 出力配線 9、10 電極配線 11 ゲート配線 12 絶縁膜 13 電極 14 n型不純物領域 1 p-type semiconductor substrate 3 high-concentration p-type impurity region 4 high-concentration n-type impurity region 5 gate insulating film 6 gate electrode 7 gate wiring 8 output wiring 9, 10 electrode wiring 11 gate wiring 12 insulating film 13 electrode 14 n-type impurity area
Claims (4)
成した内部回路を備える半導体装置において、 半導体基板上に設けたMOS型トランジスタと、上記M
OS型トランジスタを設けた上記半導体基板の第1の面
上に、上記MOS型トランジスタの電極と略同一の面積
を有する第1の電極を設けるとともに、上記第1の面と
対向する上記半導体基板の第2の面上に上記第1の電極
と対向する第2の電極を設けたMOS型接合型電界効果
トランジスタとを備えたことを特徴とする半導体装置。1. A semiconductor device including an internal circuit configured by connecting two transistors in series, comprising: a MOS transistor provided on a semiconductor substrate;
A first electrode having substantially the same area as the electrode of the MOS transistor is provided on the first surface of the semiconductor substrate provided with the OS type transistor, and the semiconductor substrate facing the first surface is provided. A semiconductor device comprising: a MOS-type junction field effect transistor having a second electrode provided on the second surface so as to face the first electrode.
成した内部回路を備える半導体装置において、 半導体基板上に設けたMOS型トランジスタと、上記M
OS型トランジスタを設けた上記半導体基板の第1の面
上に、上記MOS型トランジスタの電極と略同一の面積
を有する第1の電極を設けるとともに、上記第1の面と
対向する上記半導体基板の第2の面上の上記第1の電極
と対向する部分にのみ第2の電極を設けたMOS型接合
型電界効果トランジスタとを備えたことを特徴とする半
導体装置。2. A semiconductor device having an internal circuit configured by connecting two transistors in series, comprising: a MOS transistor provided on a semiconductor substrate;
A first electrode having substantially the same area as the electrode of the MOS transistor is provided on the first surface of the semiconductor substrate provided with the OS type transistor, and the semiconductor substrate facing the first surface is provided. A semiconductor device comprising a MOS junction field effect transistor having a second electrode provided only on a portion of the second surface facing the first electrode.
成した内部回路を備える半導体装置において、 半導体基板の第1の面のp型領域上に、第1の電極を設
けるとともに、上記第1の面と対向する上記半導体基板
の第2の面上に上記第1の電極と対向する第2の電極を
設けた正孔伝導のMOS型接合型電界効果トランジスタ
と、上記半導体基板の第1の面のn型領域上に、第3の
電極を設けるとともに、上記第2の面上に上記第3の電
極と対向する第4の電極を設けた電子伝導のMOS型接
合型電界効果トランジスタとを備えたことを特徴とする
半導体装置。3. A semiconductor device including an internal circuit configured by connecting two transistors in series, wherein a first electrode is provided on a p-type region of a first surface of a semiconductor substrate, and the first electrode is provided. A MOS-junction field effect transistor of hole conduction, in which a second electrode facing the first electrode is provided on a second surface of the semiconductor substrate facing the surface, and a first face of the semiconductor substrate. And an electron-conducting MOS-junction field effect transistor in which a third electrode is provided on the n-type region and a fourth electrode facing the third electrode is provided on the second surface. A semiconductor device characterized by the above.
成した内部回路を備える半導体装置において、 半導体基板の第1の面上に不純物領域を形成し、上記不
純物領域上に設けたMOS型トランジスタと、上記不純
物領域上に、上記MOS型トランジスタの電極と略同一
の面積を有する第1の電極を設けるとともに、上記第1
の面と対向する上記半導体基板の第2の面上に上記第1
の電極と対向する第2の電極を設けたMOS型接合型電
界効果トランジスタとを備えたことを特徴とする半導体
装置。4. A semiconductor device having an internal circuit configured by connecting two transistors in series, wherein an impurity region is formed on a first surface of a semiconductor substrate, and a MOS transistor is provided on the impurity region. A first electrode having substantially the same area as the electrode of the MOS transistor is provided on the impurity region, and the first electrode is provided.
On the second surface of the semiconductor substrate facing the surface of the first substrate.
And a MOS type junction field effect transistor provided with a second electrode facing the electrode.
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JPH0786422A true JPH0786422A (en) | 1995-03-31 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7800202B2 (en) | 2005-12-02 | 2010-09-21 | Tohoku University | Semiconductor device |
US7863713B2 (en) | 2005-12-22 | 2011-01-04 | Tohoku University | Semiconductor device |
US7898033B2 (en) | 2005-06-17 | 2011-03-01 | Tohoku University | Semiconductor device |
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1993
- 1993-09-14 JP JP22908493A patent/JP3248791B2/en not_active Expired - Fee Related
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