JPS5890762A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS5890762A JPS5890762A JP56191095A JP19109581A JPS5890762A JP S5890762 A JPS5890762 A JP S5890762A JP 56191095 A JP56191095 A JP 56191095A JP 19109581 A JP19109581 A JP 19109581A JP S5890762 A JPS5890762 A JP S5890762A
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Classifications
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
- H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
- H01L27/04—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body
- H01L27/06—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being a semiconductor body including a plurality of individual components in a non-repetitive configuration
- H01L27/0688—Integrated circuits having a three-dimensional layout
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明はMOS トランジスタ構造を多ノー化しノヒ
半導体装置に関するものeある。
半導体装置に関するものeある。
−1−のnナヤネルMO8トランジスタとしては一般に
第1図に示すようなものが知られている。図において、
(11はp型シリコンからなる半導体基板、(2a)お
よび(2b)はこの半導体基板に形成されたn十ソース
およびn+ドレイン、(3)は多結晶シリコンからなる
ゲート、(4)はゲート鍍化膜、(5)は半都体基板上
に形成されたシリコン酸化膜であるフィールド絶!&層
、(6Jはこのフィールドシリコン酸化膜表面に形成さ
れたリン珪酸ガラス(P8())膜、t’ya)、(1
)はn+ソース(2a)およびn+ドレイン(2b)に
それぞれ接続された電極金属、(81はシリコン−化膜
である。
第1図に示すようなものが知られている。図において、
(11はp型シリコンからなる半導体基板、(2a)お
よび(2b)はこの半導体基板に形成されたn十ソース
およびn+ドレイン、(3)は多結晶シリコンからなる
ゲート、(4)はゲート鍍化膜、(5)は半都体基板上
に形成されたシリコン酸化膜であるフィールド絶!&層
、(6Jはこのフィールドシリコン酸化膜表面に形成さ
れたリン珪酸ガラス(P8())膜、t’ya)、(1
)はn+ソース(2a)およびn+ドレイン(2b)に
それぞれ接続された電極金属、(81はシリコン−化膜
である。
このように構成された一層のnチャネルMO8)ランジ
スタをさらに果槓度をあげるべ〈発明者らは種々検討を
加えた結果、次のようなMo8 トランジスタ+JII
造をSノー比した半導体装置にすることにより集積度を
上げられることが判った。
スタをさらに果槓度をあげるべ〈発明者らは種々検討を
加えた結果、次のようなMo8 トランジスタ+JII
造をSノー比した半導体装置にすることにより集積度を
上げられることが判った。
すなわち、−ノーの!lOB )ランジスタ1llff
iのフィールド絶縁層を貫通して半導体基板に接続され
る2つの単結晶化された半4体層をゲートおよびソース
とし、これらゲート・ソース間クイ少な(とも単結晶化
される第2の半導体基板を、上記MO8トランジスタ構
造の最上Ill上に形成し、第2のMOSトランジスタ
構造とし之ことを特徴とするものである。
iのフィールド絶縁層を貫通して半導体基板に接続され
る2つの単結晶化された半4体層をゲートおよびソース
とし、これらゲート・ソース間クイ少な(とも単結晶化
される第2の半導体基板を、上記MO8トランジスタ構
造の最上Ill上に形成し、第2のMOSトランジスタ
構造とし之ことを特徴とするものである。
Ja下にこの発明の一実施例であるMo8 トランジス
タ構造を多l−化した半導体装置を製造工程に従い図に
基づいて説明する。
タ構造を多l−化した半導体装置を製造工程に従い図に
基づいて説明する。
よC%第1図に示すような従来の一膚のnチャネルMo
8 トランジスタ構造(A)を製造した後、第2図に示
すように、MoSトランジスタ#造構造)の最上層とな
る盟化膜(4)上にtg2のMo8 l−ランジスタ構
造を構成するフィールド絶縁!−およびゲート酸化膜と
なる酸化シリコン(SiOQ)層(9)を堆積させた後
、写真製版により、この酸化シリコン層(91上向から
、第1のMo8 )ランジスタ構造(A)のフィールド
絶縁PM15)を貰通し、半導体基板に到達する2つの
穴(lQa)、 (1υりと、その中間に酸化シリコン
層(91内だけに形成される浅い1つの穴(loc)を
あける。
8 トランジスタ構造(A)を製造した後、第2図に示
すように、MoSトランジスタ#造構造)の最上層とな
る盟化膜(4)上にtg2のMo8 l−ランジスタ構
造を構成するフィールド絶縁!−およびゲート酸化膜と
なる酸化シリコン(SiOQ)層(9)を堆積させた後
、写真製版により、この酸化シリコン層(91上向から
、第1のMo8 )ランジスタ構造(A)のフィールド
絶縁PM15)を貰通し、半導体基板に到達する2つの
穴(lQa)、 (1υりと、その中間に酸化シリコン
層(91内だけに形成される浅い1つの穴(loc)を
あける。
なお、上記の2つの穴(却a)、 (lob)の間隔は
通゛騎のMo8 トランジスタのソース・ドレイン間隔
程度とする。又、大きさは適当にきめれば良いものであ
る。
通゛騎のMo8 トランジスタのソース・ドレイン間隔
程度とする。又、大きさは適当にきめれば良いものであ
る。
次いで、第3図に示すように、穴(loa )上にn+
ドーグトボリシリコンを堆積させ、写真製版により穴(
lQc)にシリコンを充てんさせて多結晶シリコン層(
llc)を形成し、これを第2のMo8 t−ランジス
タ構造を構成するゲートとして利用し、ま九第1のMo
8 )ランジスタ噂造悼)の半導体基板(川から単結晶
性を持続するように、i&纏なプロセス条件を選んで、
穴(10a)、 (fobJ内に選択エピタキシャル成
長させたJIL結晶化された半部体層(m)、(且b)
を形成させる。なお、この単結晶化された半一体ノー(
lla)、 (nb)の元端部はそれぞれ第2のMo8
トランジスタを構成するソースおよびドレイントシて
−」用される。その後、熱酸化を行ない、多結晶シ17
コン1111 tile)表面のみに数百A程度の厚
みである薄い峡イヒ模り2J(第4図に示す)を写真製
版により残し、この酸化膜0211g2のMo8 トラ
ンジスタを構成するゲート酸化膜として利用し、他はこ
の熱酸化膜を除去しておく。この後、第4図に不すよう
に、酸化シリコン層t91表面上にp型多結晶シリコン
を適当を厚み(〜数lOμm)に堆積させてp型多結晶
シリコン層峙となし、これを第2のMOトランジスタ8
4造を構成する半一体基板として利用する。次に、熱処
理又はレーザアニール等の方法で、上記p型多結晶シリ
コンIWmU4を半導体装(11a)、(llb)のn
LMd%シリコンを核とfA(、”C単結晶化させる。
ドーグトボリシリコンを堆積させ、写真製版により穴(
lQc)にシリコンを充てんさせて多結晶シリコン層(
llc)を形成し、これを第2のMo8 t−ランジス
タ構造を構成するゲートとして利用し、ま九第1のMo
8 )ランジスタ噂造悼)の半導体基板(川から単結晶
性を持続するように、i&纏なプロセス条件を選んで、
穴(10a)、 (fobJ内に選択エピタキシャル成
長させたJIL結晶化された半部体層(m)、(且b)
を形成させる。なお、この単結晶化された半一体ノー(
lla)、 (nb)の元端部はそれぞれ第2のMo8
トランジスタを構成するソースおよびドレイントシて
−」用される。その後、熱酸化を行ない、多結晶シ17
コン1111 tile)表面のみに数百A程度の厚
みである薄い峡イヒ模り2J(第4図に示す)を写真製
版により残し、この酸化膜0211g2のMo8 トラ
ンジスタを構成するゲート酸化膜として利用し、他はこ
の熱酸化膜を除去しておく。この後、第4図に不すよう
に、酸化シリコン層t91表面上にp型多結晶シリコン
を適当を厚み(〜数lOμm)に堆積させてp型多結晶
シリコン層峙となし、これを第2のMOトランジスタ8
4造を構成する半一体基板として利用する。次に、熱処
理又はレーザアニール等の方法で、上記p型多結晶シリ
コンIWmU4を半導体装(11a)、(llb)のn
LMd%シリコンを核とfA(、”C単結晶化させる。
このとき、半部体層(11a ) + (11b )の
間隔は非冨に近接しているので、第5図点、111Jt
04で示す位置、つま9rR化膜(12+上で特に単結
晶性が良好になる。
間隔は非冨に近接しているので、第5図点、111Jt
04で示す位置、つま9rR化膜(12+上で特に単結
晶性が良好になる。
したがって、第4図および第5図に示すように一点am
でかこんだ部分α旬O句はn−チャネルMoSトランジ
スタを倒立させた構造となっており、上述の理由により
チャネル部分の電子の移411度は単結晶シリコンに近
いものである。そして、この単結晶化は極端に言えば、
チャネル部分だけが単結晶化するだけで艮いものである
。
でかこんだ部分α旬O句はn−チャネルMoSトランジ
スタを倒立させた構造となっており、上述の理由により
チャネル部分の電子の移411度は単結晶シリコンに近
いものである。そして、この単結晶化は極端に言えば、
チャネル部分だけが単結晶化するだけで艮いものである
。
力)<シて、第2ノー目のM08トランジスタ栴flX
(B)が形成される。
(B)が形成される。
このようにして形成されるg2層目のMo8 トランジ
スタm4CB)に2いては一1半導体層(Ha)、 (
且b)はn+のソース又はドレインとなるが、これは、
第1ノーのMOSトランジスタ傳慮偽)のp型シリコン
基板+11とp−n接合を形成しており、l@1層目の
MOSトランジスタ構造((転)と第2ノー目のMo8
)ランジスタ構造(B)はこのp−n接合を噴方回バイ
アスにするか逆方同バイアスにするかで導通又は絶縁に
なり、導通にすれば第1層目のMo8 トランジスタ構
fL(A)と第21111目のMo8 トランジスタ構
造逍(B)を結ぶ配線としても使用できる。また、第2
層目のMOB トランジスタ構造(B)から配線を引き
出すには、従来の配線技術を第2ノー目のMo8 トラ
ンジスタ#l m (B)に過用するだけC艮く、この
場合にはp型子結晶シリコンjUaiの堆積前に行う心
安がある。
スタm4CB)に2いては一1半導体層(Ha)、 (
且b)はn+のソース又はドレインとなるが、これは、
第1ノーのMOSトランジスタ傳慮偽)のp型シリコン
基板+11とp−n接合を形成しており、l@1層目の
MOSトランジスタ構造((転)と第2ノー目のMo8
)ランジスタ構造(B)はこのp−n接合を噴方回バイ
アスにするか逆方同バイアスにするかで導通又は絶縁に
なり、導通にすれば第1層目のMo8 トランジスタ構
fL(A)と第21111目のMo8 トランジスタ構
造逍(B)を結ぶ配線としても使用できる。また、第2
層目のMOB トランジスタ構造(B)から配線を引き
出すには、従来の配線技術を第2ノー目のMo8 トラ
ンジスタ#l m (B)に過用するだけC艮く、この
場合にはp型子結晶シリコンjUaiの堆積前に行う心
安がある。
ざら番こ実際のLSIではMOS トランジスタが多数
集積されるので多結晶シリコン肩囲の単結晶化の俵とな
る半4体層(1,1a)、 (llt+)も多数集積さ
れることになり、多結晶シリコン層重は全体を単結晶化
させることもそれほど困難ではないので、′g5図番こ
二点M線t161’eかこんだように、従来の第1層目
MOSトランジスタ構造(蜀を製造する技術と同様にし
て、第21−目のMOS トランジスタ構造の)のシリ
コン層瞥上、&面に第3のMOSトランジスタ構造(C
)を形成でき、シリコン層峙の上下両表面を有効に利用
できて、巣槓密度がより同上させることができるもので
ある。
集積されるので多結晶シリコン肩囲の単結晶化の俵とな
る半4体層(1,1a)、 (llt+)も多数集積さ
れることになり、多結晶シリコン層重は全体を単結晶化
させることもそれほど困難ではないので、′g5図番こ
二点M線t161’eかこんだように、従来の第1層目
MOSトランジスタ構造(蜀を製造する技術と同様にし
て、第21−目のMOS トランジスタ構造の)のシリ
コン層瞥上、&面に第3のMOSトランジスタ構造(C
)を形成でき、シリコン層峙の上下両表面を有効に利用
できて、巣槓密度がより同上させることができるもので
ある。
このように構成されたMOS )ランジスタ構造を多層
化した半導体装置の特徴は次のようになる。
化した半導体装置の特徴は次のようになる。
すなわち、05g21−目のMOS トランジスタ構造
(B)は第1のMOS トランジスタ4$1造(A)の
最上層に形成される第2の半襟体基板峙の下表面に倒立
して形成され、■禰2j−目のMO8トランジスタ41
g造CB)のチャネル部分はソースおよびドレインを構
成する*g蟲化された半導体層(Ha) 、 (旦b)
から率情品化が進む之め、単結晶性が良好である。■従
って、極端な場合には、第2の半導体基板04のバルク
ノリコンは多結晶しつままでもか才わない。■第21−
目のMOS トランジスタ構造(B)を構成するソース
。
(B)は第1のMOS トランジスタ4$1造(A)の
最上層に形成される第2の半襟体基板峙の下表面に倒立
して形成され、■禰2j−目のMO8トランジスタ41
g造CB)のチャネル部分はソースおよびドレインを構
成する*g蟲化された半導体層(Ha) 、 (旦b)
から率情品化が進む之め、単結晶性が良好である。■従
って、極端な場合には、第2の半導体基板04のバルク
ノリコンは多結晶しつままでもか才わない。■第21−
目のMOS トランジスタ構造(B)を構成するソース
。
トL/インは直接第11−目のMOS l−ランジスタ
憐造(A)の半、11体基板(11と接続されているの
で、第11−目のMOS l−ランラスタ411項k)
と1g21−目のMOE!トランジスタ構造(B)間の
配線材料としても使用でき、■第27m目のMOS 1
−ランジスタ構造(B)を構成するための半導体/i#
(ユ1a) 、 (xlb)とil+−目のMOS l
−ランジスタ博造(A)の半導体基板(11とのp −
n接合を唄方同バイアスにするか、逆方同バイアスにす
るかで第11−目のMOS 1−ランジスタlll f
fi (A)と第2層目のMOS l−ランラスタ41
1造(B)との絶縁・導通を切りかえることができる。
憐造(A)の半、11体基板(11と接続されているの
で、第11−目のMOS l−ランラスタ411項k)
と1g21−目のMOE!トランジスタ構造(B)間の
配線材料としても使用でき、■第27m目のMOS 1
−ランジスタ構造(B)を構成するための半導体/i#
(ユ1a) 、 (xlb)とil+−目のMOS l
−ランジスタ博造(A)の半導体基板(11とのp −
n接合を唄方同バイアスにするか、逆方同バイアスにす
るかで第11−目のMOS 1−ランジスタlll f
fi (A)と第2層目のMOS l−ランラスタ41
1造(B)との絶縁・導通を切りかえることができる。
■第2層目のMO131−ランジスク婢造(B)を構成
する半一体基板時全体を単結晶化できれば、上記■の特
徴と関連し半纏体基板峙の表面の利用度が同上し、集積
密度の同上が期待できるものである。
する半一体基板時全体を単結晶化できれば、上記■の特
徴と関連し半纏体基板峙の表面の利用度が同上し、集積
密度の同上が期待できるものである。
この発明は以上に述べたように1.半4体基板と。
この半4体魔板に形成されるソースPよびドレインと、
このソース・ドレイン間にゲート酸化膜を片して形成さ
れるゲートと、半・4休店板上ic形成されるフィール
ド絶縁層とを具備した第1のMOSトランジスタ411
4、この第1のMOS +−ランジスタ#l遣のフィー
ルド絶縁ノーを導通して半辱体基板番こ接続される2つ
の4帖晶化された半4体ノーと、この2つの半μ体1−
間が少11 くとも単結晶化され、第1のMOS トラ
ンジスタ構造の最上l−上に形成され之第20半4体基
板とを−ALL、、2つの半導体ノーをそれぞ゛れソー
スおよびドレインとしたric2のMOSトラ/ジスク
信遣を備えた半4淳装置としたのC,集積ソ愛を同上さ
せることができるとともに、第1のMOS l−ランジ
スタ構造と第2のMOSトランジスタ構造との配線材料
として、第2のMOSトランジスタmaのソースおよび
ドレインを4成するための半4体1−を利用できるとG
)う効果カイある。
このソース・ドレイン間にゲート酸化膜を片して形成さ
れるゲートと、半・4休店板上ic形成されるフィール
ド絶縁層とを具備した第1のMOSトランジスタ411
4、この第1のMOS +−ランジスタ#l遣のフィー
ルド絶縁ノーを導通して半辱体基板番こ接続される2つ
の4帖晶化された半4体ノーと、この2つの半μ体1−
間が少11 くとも単結晶化され、第1のMOS トラ
ンジスタ構造の最上l−上に形成され之第20半4体基
板とを−ALL、、2つの半導体ノーをそれぞ゛れソー
スおよびドレインとしたric2のMOSトラ/ジスク
信遣を備えた半4淳装置としたのC,集積ソ愛を同上さ
せることができるとともに、第1のMOS l−ランジ
スタ構造と第2のMOSトランジスタ構造との配線材料
として、第2のMOSトランジスタmaのソースおよび
ドレインを4成するための半4体1−を利用できるとG
)う効果カイある。
第1図は従来の一層のnチャネルMOS トランジスタ
を示す断面図、第2図ないし第5図はこの発明の一実施
例であるMOS トランジスタ構造を多1−化した半導
体装置を製造工程順に不したlIT開図である。 図において、(A)は第ユのMOSトランジスタ慣逍、
■)は第2のMQS トランジスタ構造、(1)は半導
体基板、(2al 、 (21:+1はソースおよびド
レイン、(3)はゲート、+41はゲート酸1し映、(
61はフィールド絶縁−1(Da)、 (nb)は半・
4体jl111.0濁は第2の半辱体址板Cある。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 舒 信 − 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 毛続補正書(自発) ′411許11°長官殿 1、 ’J)件の表示 特願昭56−1910
9fi号2、発明の名称 半導体装置 3、補正をする考 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 6、 他出の内容 明細書中筒7頁第18行に「集積密度が」とあるのを「
集積密度を」と訂正する。 以上
を示す断面図、第2図ないし第5図はこの発明の一実施
例であるMOS トランジスタ構造を多1−化した半導
体装置を製造工程順に不したlIT開図である。 図において、(A)は第ユのMOSトランジスタ慣逍、
■)は第2のMQS トランジスタ構造、(1)は半導
体基板、(2al 、 (21:+1はソースおよびド
レイン、(3)はゲート、+41はゲート酸1し映、(
61はフィールド絶縁−1(Da)、 (nb)は半・
4体jl111.0濁は第2の半辱体址板Cある。 なお、各図中、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人 葛 舒 信 − 第1図 第2図 第3図 第4図 第5図 毛続補正書(自発) ′411許11°長官殿 1、 ’J)件の表示 特願昭56−1910
9fi号2、発明の名称 半導体装置 3、補正をする考 6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 6、 他出の内容 明細書中筒7頁第18行に「集積密度が」とあるのを「
集積密度を」と訂正する。 以上
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 [11半導体基板と、この半導体基板に形成されるソー
スおよびドレインと、このソース・ドレイン間にゲート
鍍化膜を介して形成されるゲートと、土、Ic!半4体
基板上lこ形成されるフィールド絶#層とを具備した第
1のMOS トランジスタ構造、この5141のMOS
トランジスタ41造のフィールド絶縁層を電通してヒ
記半尋体基板に接続される2つの単結晶化された半導体
層と、少なくともこの2つの半4体1m +i5が単結
晶化゛され、上記第1のMOE+ トランジスター造の
成上層上lζ形成されfc第2の半4体羞板と、この#
!20半導体基板の下面でかつ上記2つの半・欅体層の
間に絶縁膜を介して形成されたゲートとを具備し、上記
2つの半導体層をそれぞれソースおよびドレインとした
第2のMOS トランジスタ構造を備えた半導体装置。 (2) 第2のMOS トランジスタ構造の第2の半
導体基板を第3のMOS 1’ランジスタ構造の半導体
基板に兼用したことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56191095A JPS5890762A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56191095A JPS5890762A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 半導体装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5890762A true JPS5890762A (ja) | 1983-05-30 |
JPS6229910B2 JPS6229910B2 (ja) | 1987-06-29 |
Family
ID=16268765
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56191095A Granted JPS5890762A (ja) | 1981-11-25 | 1981-11-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5890762A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5952861A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
JPS63174348A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 積層構造半導体装置 |
FR2638898A1 (fr) * | 1988-11-05 | 1990-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | Dispositif a semiconducteurs a structure empilee et procede de fabrication |
-
1981
- 1981-11-25 JP JP56191095A patent/JPS5890762A/ja active Granted
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5952861A (ja) * | 1982-09-20 | 1984-03-27 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体集積回路装置 |
JPS63174348A (ja) * | 1987-01-14 | 1988-07-18 | Agency Of Ind Science & Technol | 積層構造半導体装置 |
FR2638898A1 (fr) * | 1988-11-05 | 1990-05-11 | Mitsubishi Electric Corp | Dispositif a semiconducteurs a structure empilee et procede de fabrication |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS6229910B2 (ja) | 1987-06-29 |
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