JPS62123770A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS62123770A JPS62123770A JP26246885A JP26246885A JPS62123770A JP S62123770 A JPS62123770 A JP S62123770A JP 26246885 A JP26246885 A JP 26246885A JP 26246885 A JP26246885 A JP 26246885A JP S62123770 A JPS62123770 A JP S62123770A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/66—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
- H01L29/68—Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
- H01L29/76—Unipolar devices, e.g. field effect transistors
- H01L29/772—Field effect transistors
- H01L29/78—Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
- H01L29/786—Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
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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】
[発明の技術分野]
この発明は、MIS型トランジスタにおけるゲート絶縁
膜の耐圧を高めた半導体装置に関する。
膜の耐圧を高めた半導体装置に関する。
[発明の技術的背景とその問題点1
従来の薄膜トランジスタとしては例えば第5図に示すよ
うなものがある。これは特開昭58−15273に開示
されているものであるが、ここで第5図に基づいてその
概略を説明する。
うなものがある。これは特開昭58−15273に開示
されているものであるが、ここで第5図に基づいてその
概略を説明する。
第5図は薄膜トランジスタの断面構造図である。
同図において、石英基板101上に薄膜トランジスタの
ゲート電極となる多結晶質のゲート用シリコン薄膜10
3が形成されており、このシリコン薄膜103は全体に
不純物が添加され低抵抗化されている。ゲート用シリコ
ン薄膜103には、このゲート用シリコン119103
を覆うようにゲート絶縁膜105が形成され、このゲー
ト絶縁膜105を覆うようにシリコン薄膜107が形成
されており、さらに、このシリコン薄膜107をはさみ
こむようにソース領域及びドレイン領域が形成されてい
る。
ゲート電極となる多結晶質のゲート用シリコン薄膜10
3が形成されており、このシリコン薄膜103は全体に
不純物が添加され低抵抗化されている。ゲート用シリコ
ン薄膜103には、このゲート用シリコン119103
を覆うようにゲート絶縁膜105が形成され、このゲー
ト絶縁膜105を覆うようにシリコン薄膜107が形成
されており、さらに、このシリコン薄膜107をはさみ
こむようにソース領域及びドレイン領域が形成されてい
る。
このように構成された薄膜トランジスタにおいては、ゲ
ート用シリコン簿膜103全体に不純物が添加され低抵
抗となっているために、第6図に示す如く、ゲート絶縁
膜105における電界か束中しやすい段差部113にお
いては高゛市界が印加されることになる。このため、段
差部113のゲート絶縁膜105はこの高電界により破
壊されやすくなり、同じ絶縁強度を有するゲー1へ絶縁
膜でも、ゲルト絶縁膜105の平坦部に比べて段差部1
13においては耐圧劣化が生じやすいという問題があっ
た。
ート用シリコン簿膜103全体に不純物が添加され低抵
抗となっているために、第6図に示す如く、ゲート絶縁
膜105における電界か束中しやすい段差部113にお
いては高゛市界が印加されることになる。このため、段
差部113のゲート絶縁膜105はこの高電界により破
壊されやすくなり、同じ絶縁強度を有するゲー1へ絶縁
膜でも、ゲルト絶縁膜105の平坦部に比べて段差部1
13においては耐圧劣化が生じやすいという問題があっ
た。
[発明の目的]
この発明は、上記に鑑みてなされたもので、その目的と
するところは、ゲート絶縁膜の耐圧を高めイt1頼性を
向上した半導体装置を提供することにある。
するところは、ゲート絶縁膜の耐圧を高めイt1頼性を
向上した半導体装置を提供することにある。
[発明の概要]
上記目的を達成するために、MIS型トランジスタにお
いて、この発明は、中央部は不純物が瓜加され周辺部に
は前記不純物が添加されていない半導体薄膜により形成
されたゲート電極を有することを要旨とする。
いて、この発明は、中央部は不純物が瓜加され周辺部に
は前記不純物が添加されていない半導体薄膜により形成
されたゲート電極を有することを要旨とする。
[発明の実施例]
以下、図面を用いてこの発明の詳細な説明する。
第1図はこの発明の一実施例に係る半導体装置の構造を
示す断面図であり、この半導体装置は絶縁基板1上にス
タガ型の薄膜トランジスタを形成したちのである。同図
において、絶縁基板1の表面に薄膜トランジスのゲート
電極3となり、不純物が添加されていない多結晶シリコ
ン薄膜が形成されており、このゲート電極3の中央部に
は不純物が添加されている。すなわち、ゲート電極3の
周辺部は不純物が添加されておらずノンドーピング領域
5となり、電気的に高抵抗状態となるように形成され、
ゲート電極3の中央部は不純物が添加されているために
ドーピング領17となり、電気的に低抵抗状態となるよ
うに形成されている。
示す断面図であり、この半導体装置は絶縁基板1上にス
タガ型の薄膜トランジスタを形成したちのである。同図
において、絶縁基板1の表面に薄膜トランジスのゲート
電極3となり、不純物が添加されていない多結晶シリコ
ン薄膜が形成されており、このゲート電極3の中央部に
は不純物が添加されている。すなわち、ゲート電極3の
周辺部は不純物が添加されておらずノンドーピング領域
5となり、電気的に高抵抗状態となるように形成され、
ゲート電極3の中央部は不純物が添加されているために
ドーピング領17となり、電気的に低抵抗状態となるよ
うに形成されている。
ゲート電極3の上部にはこのゲート電極を覆うようにゲ
ート酸化膜9が形成され、このゲート酸化膜9を介して
ポリシリコンの半導体層11がゲート電極3を覆うよう
に形成されている。半導体層11はゲート電極3の中央
上部がチャンネル領域になっており、このチャンネル領
域を除く半導体M11には不純物が添加されており、薄
膜トランジスタのソース領域13及びドレイン領1或1
5をなしている。ソース領域13及びドレイン領域15
には例えばアルミ等を用いた電極配線17が形成されて
おり、この電極配線17が形成された領域を除いた領域
には層間絶縁膜19が形成され、薄膜トランジスタを覆
うようにパッシベイション膜21が形成されている。
ート酸化膜9が形成され、このゲート酸化膜9を介して
ポリシリコンの半導体層11がゲート電極3を覆うよう
に形成されている。半導体層11はゲート電極3の中央
上部がチャンネル領域になっており、このチャンネル領
域を除く半導体M11には不純物が添加されており、薄
膜トランジスタのソース領域13及びドレイン領1或1
5をなしている。ソース領域13及びドレイン領域15
には例えばアルミ等を用いた電極配線17が形成されて
おり、この電極配線17が形成された領域を除いた領域
には層間絶縁膜19が形成され、薄膜トランジスタを覆
うようにパッシベイション膜21が形成されている。
次に、このように構成された半導体装置の製造工程の概
略を第2図(八)〜第2図()−1>を用いて説明する
。
略を第2図(八)〜第2図()−1>を用いて説明する
。
■まず最初に、絶縁基板1上に例えば薄膜形成法の一つ
であるC V D (chemical vapor
dep。
であるC V D (chemical vapor
dep。
sat:on)法により不純物がドープされていない多
結晶シリコン薄膜を形成して、この多結晶シリコン1膜
をフォトエツチングにより所定の寸法にエッヂング処理
して、薄膜トランジスタのゲート電1fi3を形成する
(第2図(A))。
結晶シリコン薄膜を形成して、この多結晶シリコン1膜
をフォトエツチングにより所定の寸法にエッヂング処理
して、薄膜トランジスタのゲート電1fi3を形成する
(第2図(A))。
■次に、フォトリソグラフィ技術を用いてゲート[!3
の中央部に、例えばリン等の不純物をイオン注入等によ
り添加して、この後熱アニール処理を行ないドーピング
領域7を形成する(第2図(B))。
の中央部に、例えばリン等の不純物をイオン注入等によ
り添加して、この後熱アニール処理を行ないドーピング
領域7を形成する(第2図(B))。
■このようにしてゲート電極3にドーピング領域7が形
成された後、ウェット酸素雰囲気中で熱酸化処理を行な
い、ゲート電極3を覆うようにゲート酸化膜9を形成す
る(第2図(C))。
成された後、ウェット酸素雰囲気中で熱酸化処理を行な
い、ゲート電極3を覆うようにゲート酸化膜9を形成す
る(第2図(C))。
■次に、100OA程度の厚さのポリシリコン薄膜を減
圧CVD法により表面全体に形成して、フォトエツチン
グ処理により半導体層11を形成する(第2図(D))
。
圧CVD法により表面全体に形成して、フォトエツチン
グ処理により半導体層11を形成する(第2図(D))
。
■ゲート電極3の上部領域に必って半導体層11のチャ
ンネル領域となる部分に、所定のスレッショルド電圧を
得るために、リンあるいはボロン等の不純物をドープし
た後、フォトリソグラフィ技術及びイオン注入技術によ
り、ゲート電極3をはさみこむように半導体層11中に
1j膜トランジスタのソース領域13及びドレイン領域
15を形成する(第2図(E))。
ンネル領域となる部分に、所定のスレッショルド電圧を
得るために、リンあるいはボロン等の不純物をドープし
た後、フォトリソグラフィ技術及びイオン注入技術によ
り、ゲート電極3をはさみこむように半導体層11中に
1j膜トランジスタのソース領域13及びドレイン領域
15を形成する(第2図(E))。
0次に、例えばPSG (リンガラス)を表面全体に形
成した後に、ソース領域13及びドレイン領域15と電
極配線17とが接続される領域の層間絶縁膜19を除去
して、コンタクト領域23を開孔形成する(第2図(E
))。
成した後に、ソース領域13及びドレイン領域15と電
極配線17とが接続される領域の層間絶縁膜19を除去
して、コンタクト領域23を開孔形成する(第2図(E
))。
■次に、コンタクト領1ii!23に例えばアルミを蒸
着して、フォトエツチング処理を行ない電極配線17を
形成する(第2図(G))。
着して、フォトエツチング処理を行ない電極配線17を
形成する(第2図(G))。
■最後に、表面全体にパッシベイション膜21を形成し
て、第1図に示す如くこの実施例の半導体装置が完成す
る(第2図(H))。
て、第1図に示す如くこの実施例の半導体装置が完成す
る(第2図(H))。
第3図は薄膜トランジスタのゲート電極3の一部拡大図
であり、第4図は第3図に示すゲート電極3内のχ方向
の不純物濃度分布を示す図である。
であり、第4図は第3図に示すゲート電極3内のχ方向
の不純物濃度分布を示す図である。
ゲート電極3は第2図(B)に示した製造工程において
、ゲート電極3内の中央部にのみ不純物が添加されゲー
ト電極3内の周辺部には不純物が添加されていないため
に、第4図に示す如くゲート電極3内の周辺部において
は、不純物濃度は中央部に比べて低濃度となる。このた
め、ゲート電極3内の周辺部は抵抗率が大きくなり、等
何曲に抵抗が形成された状態となる。したがって、電気
力線が集中しやすい段差部27においては、この段差部
27に生じる電界はゲート絶縁膜つとゲート電極3内に
形成れた抵抗25とにより分圧されることになる。この
ため、段差部27に生じる電界は、ゲート電極3内にお
ける不純物濃度が高い中央部に比べて小さくなり、段差
部27への電界の集中を減少させることになる。
、ゲート電極3内の中央部にのみ不純物が添加されゲー
ト電極3内の周辺部には不純物が添加されていないため
に、第4図に示す如くゲート電極3内の周辺部において
は、不純物濃度は中央部に比べて低濃度となる。このた
め、ゲート電極3内の周辺部は抵抗率が大きくなり、等
何曲に抵抗が形成された状態となる。したがって、電気
力線が集中しやすい段差部27においては、この段差部
27に生じる電界はゲート絶縁膜つとゲート電極3内に
形成れた抵抗25とにより分圧されることになる。この
ため、段差部27に生じる電界は、ゲート電極3内にお
ける不純物濃度が高い中央部に比べて小さくなり、段差
部27への電界の集中を減少させることになる。
なお、この実施例では薄膜トランジスタにおいて行なっ
たものであるが、薄膜トランジスタに限定されることは
なく、例えば単結晶シリコンを用いたMO8型トランジ
スタにおいても実施することができる。
たものであるが、薄膜トランジスタに限定されることは
なく、例えば単結晶シリコンを用いたMO8型トランジ
スタにおいても実施することができる。
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、半導体薄膜に
より形成されたゲート電極において、このゲート電極内
の周辺部には不純物を添加せず、ゲート電極内の周辺部
を高抵抗領域となるようにしたので、ゲート電極内の周
辺部におけるゲート電極を被覆するゲート絶縁膜の耐圧
を向上させた半導体装置を提供することができる。
より形成されたゲート電極において、このゲート電極内
の周辺部には不純物を添加せず、ゲート電極内の周辺部
を高抵抗領域となるようにしたので、ゲート電極内の周
辺部におけるゲート電極を被覆するゲート絶縁膜の耐圧
を向上させた半導体装置を提供することができる。
第1図はこの発明の一実施例に係る半導体装置の断面構
造図、第2図(A)〜(H)は第1図の製造工程を示す
図、第3図は第1図の一部拡大図、第4図は第1図に示
す半導体装置のゲート電極内の不純物濃度分布を示す図
、第5図は薄膜トランジスタの一従来例を示す図、第6
図は第5図の一部拡大図である。 (図の主要な部分を表わす符号の説明)3・・・ゲル1
〜電極 5・・・ノンドーピング領域 7・・・ドーピング領域 9・・・ゲート酸化膜 第1図 第4図 ゲート電頃エノジ
造図、第2図(A)〜(H)は第1図の製造工程を示す
図、第3図は第1図の一部拡大図、第4図は第1図に示
す半導体装置のゲート電極内の不純物濃度分布を示す図
、第5図は薄膜トランジスタの一従来例を示す図、第6
図は第5図の一部拡大図である。 (図の主要な部分を表わす符号の説明)3・・・ゲル1
〜電極 5・・・ノンドーピング領域 7・・・ドーピング領域 9・・・ゲート酸化膜 第1図 第4図 ゲート電頃エノジ
Claims (1)
- MIS型トランジスタにおいて、中央部は不純物が添加
され周辺部には前記不純物が添加されていない半導体薄
膜により形成されたゲート電極を有することを特徴とす
る半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26246885A JPS62123770A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP26246885A JPS62123770A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 半導体装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS62123770A true JPS62123770A (ja) | 1987-06-05 |
Family
ID=17376202
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP26246885A Pending JPS62123770A (ja) | 1985-11-25 | 1985-11-25 | 半導体装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS62123770A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03265143A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Matsushita Electron Corp | 薄膜トランジスタの製造方法 |
-
1985
- 1985-11-25 JP JP26246885A patent/JPS62123770A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03265143A (ja) * | 1990-03-15 | 1991-11-26 | Matsushita Electron Corp | 薄膜トランジスタの製造方法 |
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