JPS6089975A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPS6089975A
JPS6089975A JP58198688A JP19868883A JPS6089975A JP S6089975 A JPS6089975 A JP S6089975A JP 58198688 A JP58198688 A JP 58198688A JP 19868883 A JP19868883 A JP 19868883A JP S6089975 A JPS6089975 A JP S6089975A
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JP
Japan
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electrode
channel
transistor
silicon layer
source
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JP58198688A
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English (en)
Inventor
Moriya Nakahara
中原 守弥
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS6089975A publication Critical patent/JPS6089975A/ja
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Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices 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
    • H01L27/04Devices 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
    • H01L27/06Devices 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
    • H01L27/0688Integrated circuits having a three-dimensional layout

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の改良に関する。
〔発明の技術的背景〕
従来、半導体装置は、例えば第1図に示すように製造さ
れている。まず、n型の(100)単結晶シリコン(S
l)基板1上に厚さ5000Xの熱酸化膜2を形成した
後、常法によりソース、ドレイン領域形成予定部に対応
する熱酸化膜2を常法により選択的にエツチング除去し
、開口部を形成する。つづいて、この開口部からポロン
を前記基板1にイオン注入してp+型のソース、ドレイ
ン領域3,4を形成する。次いで、これらソース、ドレ
イン領域3,4のr−ト領域に対応する前記熱酸化膜2
を選択的にエツチング除去した後、IQOOIZ”酸素
雰囲気中で露出する基板1上に厚さ100OXの第1の
ダート酸化膜5を形成する。更に、全面に多結晶シリコ
ン層(図示せず)をCVD法により堆積し、poct、
拡散法によってn型とした後、パターニングしてr−)
電極6を形成する。しかる後、このy−ト電極6」ユに
厚さ1000iのN−チャネル用の第2のダート酸化膜
7を形成する。
次に、全面に0.5μmの多結晶シリコン層(図示せず
)を堆積した後、この多結晶シリコン層の結晶性を走査
型CWアルゴンレーザなどの照射によって改善し、シリ
コン層8を形成する。
つづいて、このシリコン層8を79ターニングし、前記
第2のダート酸化膜7上のみに該シリコン層8を残存さ
せる。次いで、残存シリコン層8に砒素を選択的にイオ
ン注入し、n+型のソース、ドレイン領域9,10を形
成する。更に、全面にCvD−8IO2膜11を堆積し
た後、PチャネルMO8型トランジスタTr1のソース
、ドレイン領域3,4及びNチャネルMO8型トランジ
スタTr2のソース、ドレイン領域9,10に夫々対応
するCVD−8iO□膜1ノを選択的に開口してコンタ
クトホール12・・・を形成し、このコンタクトホール
12・・・にAtの取出し電極13・・・を形成して半
導体装置を製造する。
前述した半導体装置は、第1図に示す如く、St基板1
表面にp+型のソース、ドレイン領域3゜4を設け、こ
の基板1上に第1のダート酸化膜5を介してダート電極
6を設け、更にこのダート電極6上に第2のダート酸化
膜7を介して形成されたシリコン層8にn+型のソース
、ドレイン領域9.10を設けた構造となっている。な
お、前述した半導体装置の等両回路は第2図に示す通り
である。
〔背景技術の問題点〕
しかし々から、従来の半導体装置によれば、第2のダー
ト酸化膜7に多結晶シリコン層を堆積し、この結晶性を
走査型CWアルゴンレーザなどの照射によシ改善し、パ
ターニングしてシリコン層8を形成するため、多結晶シ
リコン層が完全な単結晶シリコンにならない。従って、
第2のr−1411/化膜7上のシリコン層8に形成さ
れたNチャネルMO8型トランジスタTr2の実効移動
度が、単結晶シリコン基板上に形成されたトランジスタ
Tr、のぞれと比べて小さく、高速性が低下する。この
現象は、810□等からなる絶縁膜上にデバイスを形成
する眠りにおいては完全に単結晶シリコン基板−トの実
効移動度まで達成することは不可能である。
〔発明の目的〕
本発明は上記事1゛kに鑑みてなされたもので、素子を
高速に動作し得る半導体装置を提供することを目的とす
る。
〔発明の概要〕
本発明は、第1導電型の半導体基板に設けられた第2導
電型チヤネルのMO8型トランジスタと、このMO8型
トランジスタのf−ト電極上に絶縁膜を介して設けられ
た箇1導電型チャネルのMO8型トランジスタとを具備
し、後者のトランジスタのソース、ドレイン領域を形成
すべき牛導体層の上底及び下底にチャネルを設けるとと
もに、前記トランジスタの夫々のダート電極を電気的に
接続することによって、チャネル幅を実質的に2倍とし
て相互コンダクタンスを2倍とし、もって素子の高速動
作化を図ったことを骨子とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の一実施例を製造工程順に第3図(、)〜
0)を参照して説明する。
〔1〕 まず、半導体基板としてのn型の(100)s
i基板21上に厚さ50001の熱酸化膜225− を形成した(第3図(、)図示)。つづいて、Pチャネ
ルトランジスタのソース、ドレイン領域形成予定部に対
応する熱酸化膜22を選択的にエツチング除去し、開口
部23.23を形成した。
次いで、この開口部23 、2.9からボロンを加速電
圧40keV、ドーズ(tti:2XiO/crn の
条件でイオン注入し、p″゛型のソース、ドレイン領域
24.25を形成[7た(第3図(b)図示)。更に、
これらソース、ドレイン領域24.25のダート領域に
対応する前記熱酸化膜22をフォトリソグラフィー技術
によって完全に除去した稜、露出する基板21表面に1
00 Or、酸素雰囲気で厚さ100OXの熱酸化膜2
6を形成した。しかる稜、CVD法により全面に厚さ1
.0μmの多結晶シリコン層を堆積し、更に1000C
でpact3拡散を20分間行なって該多結晶シリコン
層をN型化した後、フォトリソグラフィー技術、プラズ
マドライエツチング技術などによってパターニングを行
なってグー) (JojntGata )電極27を形
成した(第3図(c)図示)。
6− 〔11〕 次に、ダート電極27をマスクとして前記熱
酸化膜26を選択的にエツチング除去してPチャネルト
ランジスタ用の第1のr−ト酸化膜26′を形成した後
、ケ゛−ト甫極27の周囲に厚さ1ooo1の熱酸化膜
28を形成した。つづいて、全面に厚さ0.3μmの多
結晶シリコン層29を形成した(第3図(d)図示)。
次いで、NチャネルMO8型トランジスタの閾値電圧制
御のためにポロンを加速電圧100keV、ドーズ量I
 X 10 /cmの条件でイオン注入した。更に、前
記多結晶シリコン層29に走査型CWアルゴンレーザー
又は電子ビームを照射し、該多結晶シリコン層29の再
結晶化を行なってシリコン層(図示せず)を形成した。
しかる後、このシリコン層をフォトリソグラフィー技術
、プラズマエツチング技術により適宜パターニングを行
なってゲート電極27上のみに熱酸化膜28を介してシ
リコン層30を残存させるとともに、ff−)電極27
の側壁の前記熱酸化膜28を除去し、Nチャネルトラン
ジスタ用の第2のダート酸化膜28′を形成した。ひき
つづき、前記シリコン層30にリンを加速電圧120k
eV、ドーズ量:2 X 10 /cmの条件でイオン
注入し、n+型のソース、ドレイン領域31.32を形
成した(第3図(、)図示)。
〔帥 次に、前記シリコン層30上に1000C1酸素
雰囲気中で酸化処理を施し、厚さ1000Xの第3のダ
ート酸化膜33を形成した。つづいて、前記り” )・
(Jolnt Gate )電極27と後記Nチャネル
MO8型トランジスタ用の共通ダート電極どを電気的に
接続するために、リソグラフィ技術によりJoint 
Gate電極27上にコンタクトホール34を形成し、
同電極27上の第1〜第3のr−)酸化膜26’ 、 
28.’ 、 33を夫々選択的にエツチングしだ。次
いで、全面に厚さ0.3μmの多結晶シリコン層をCV
D法により堆積した後、1000 CでPOCt3拡散
を20分間行なった。この結果、この多結晶シリコン層
からリン原子が下方のJoint Gate 電極27
へ拡散していき、NチャネルMO8型トランジスタ用の
ケ゛−ト電極となる多結晶シリコン層とJointGa
te電極27とが電気的に接続される。更に、前記多結
晶シリコン層をパターニングしてNチャネルMO8型ト
ランジスタ用の共通ダート電極35を形成した(第3図
&)図示)。しかる後、全面ニハッシベーション用の摩
さ5000XのCVD−8102膜36をCVD法によ
りIsし、Pf−yネルMO8型トランジスタ(T r
 1)のソース、ドレイン領域24,25及びNチャネ
ルMO8型トランジスタ(Tr、r Tra )のソー
ス、ドレイン領域31.32の一部に対応するCVD−
8102膜36を選択的に開孔してコンタクトホール3
71〜374を形成した後、厚さ1.0μmのAt層を
蒸着し、ノリーニングしてAt取出し電極381〜38
4を形成して半導体装置を製造した(第3図ω及び第4
図図示)。ここで、第4図は第3図−の平面図であり、
上記実施例に係る半導体装置の等何回路は第5図に示す
通りである。第3図い、第4図及び第5図において、P
チャネルMO8型トランジスタT r tのソース領域
24の9− 取出し電(夕38 s及びNチャネルMO8)ランジメ
タTr、 * Tr3のソース領域31の取出し電、極
383け互いにV。ut端子に接続されている。まだ、
前ii:Tr1のドレイン領域25の取出し電極382
はVDD端子に、Tr21 Traのドレイン領域32
の取出し電極384けVaB端子に、Tri+Tr H
Trsのr−ト電橙27、共通ダート電極35dコンタ
クトホール34を介してVIN端子に夫々接続さねてい
る。
本発明に係る半導体装置は、第3N0)、第4図及び第
5図に示す如く、NチャネルMO8型トランノスタTr
 e ’rr3のソース、ドレイン領域31゜32を形
成すべきシリコン層30の上底及び下底に伝導チャネル
39.40が設けられているとともに、PチャネルMO
8型トランジスタTr1のr−ト電極27とTr、 +
 Tr3の共通ダート電極35とが互いにコンタクトホ
ール34を介して電気的に接続された構造となっている
しかして、本発明によれば、シリコンffji30の上
底及び下底に伝導チャネル39,4θを形10− 成し、TrI及びTrz r Traのダート電極27
、共通ダート電極35を互いに接続するため、チャネル
幅が2倍のトランジスタと同等の相互コンダクタンスを
有することができ、もって素子の高速動作化を達成でき
る。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、素子を高速に動作し
得る信頼性の高い半導体装置を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の断面図、第2図は第1図の
半導体装置の等価回路図、第3図(a)〜(ir)は本
発明の一実施例に係るMO8型トランジスタを製造工程
順に示す断面図、第4図は第3図0)の平面図、第5図
は第3図0)及び第4図の等価回路図である。 21・・・n型のSl基板、24,31・・・ソース領
域、25.32・・・ドレイン領域、26.28・・・
熱酸化膜、26’、2B’、33・・・ダート酸化膜、
27・・・ダート電極、29・・・多結晶シリコン層、
30・・・シリコン層(半導体層)、341371〜3
74・・・コンタクトホール、35・・・共通ケ中−ト
電極、36・・・CvD−8iO2膜、3B、 〜38
4・・・取出し電極、39.40・・・伝導チャネル。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 門弟1図 第2図 DD 第3図 コ =a7iへ− 〉 8 ζn

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電壓の半導体基板上に設けられた第2導電型チヤ
    ネルのMO8型トランジスタと、このMO8型トランジ
    スタのダート電極上に絶縁膜を介して設けられた第1導
    電型チヤネルのMO8型トランジスタとを具備し、第1
    導電型チヤネルのMO8型トランジスタのソース、ドレ
    イン領域を形成すべき半導体層の上底及び下底にチャネ
    ルを設けるとともに、前記トランジスタの夫々のr−)
    電極を電気的に接続したことを特徴とする半導体装置。
JP58198688A 1983-10-24 1983-10-24 半導体装置 Pending JPS6089975A (ja)

Priority Applications (2)

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JP58198688A JPS6089975A (ja) 1983-10-24 1983-10-24 半導体装置
US06/907,163 US4916504A (en) 1983-10-24 1986-09-15 Three-dimensional CMOS inverter

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JP58198688A JPS6089975A (ja) 1983-10-24 1983-10-24 半導体装置

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