JPS63302571A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS63302571A JPS63302571A JP62138384A JP13838487A JPS63302571A JP S63302571 A JPS63302571 A JP S63302571A JP 62138384 A JP62138384 A JP 62138384A JP 13838487 A JP13838487 A JP 13838487A JP S63302571 A JPS63302571 A JP S63302571A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L29/00—Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. 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】
〔産業上の利用分野〕゛
本発明は、■族もしくはｍ−ｖ族化合物半導体の電界効
果トランジスタ等の半導体装置に関する。
果トランジスタ等の半導体装置に関する。
本発明はく非晶質基板上の半導体単結晶膜をチャネル領
域に用いた電界効果トランジスタで、非晶質基板と半導
体単結晶膜の間にシランカップリング剤から成る表面周
期性を持ったＬＢ膜（ラングミエア・プロジェット膜）
等の有機薄膜を挿入したものである。
域に用いた電界効果トランジスタで、非晶質基板と半導
体単結晶膜の間にシランカップリング剤から成る表面周
期性を持ったＬＢ膜（ラングミエア・プロジェット膜）
等の有機薄膜を挿入したものである。
〔従来の技術〕 ・
従来は非晶質基板上に、電界効果トランジスタを形成す
る場合、非晶質基板ｌ上に非晶質もしくは多結晶膜を形
成し、その後レーザ・アニール法やヒータ・アニール法
などにより再結晶化膜１０を形成していた（第２図）。
る場合、非晶質基板ｌ上に非晶質もしくは多結晶膜を形
成し、その後レーザ・アニール法やヒータ・アニール法
などにより再結晶化膜１０を形成していた（第２図）。
この方法では、完全な単結晶は得られず、多結晶と単結
晶の間の特性をもったものしか得られなかった。
晶の間の特性をもったものしか得られなかった。
本発明は、広い単結晶領域を提供し、安定した特性を有
する電界効果トランジスタを可能ならしめるものである
。
する電界効果トランジスタを可能ならしめるものである
。
（問題点を解決するための手段〕
本発明における電界効果トランジスタは、チャネル領域
を設ける半導体膜と非晶質基板との間に、表面周期性を
有するＬＢ膜等の有機薄膜を挿入し、ＬＢＩＩ上の半導
体結晶を単結晶とした。
を設ける半導体膜と非晶質基板との間に、表面周期性を
有するＬＢ膜等の有機薄膜を挿入し、ＬＢＩＩ上の半導
体結晶を単結晶とした。
（作用〕
非晶質基板上に設けられた半導体膜は、単結晶であるの
で、通常のＳｉ基盤上に素子を構成するのと同様に扱う
ことができる。またＳｉｎｇなどの非晶質基板は絶縁性
を有し、寄生容量が小さいために、高速動作を可能とす
る電界効果トランジスタを構成できる。
で、通常のＳｉ基盤上に素子を構成するのと同様に扱う
ことができる。またＳｉｎｇなどの非晶質基板は絶縁性
を有し、寄生容量が小さいために、高速動作を可能とす
る電界効果トランジスタを構成できる。
（実施例〕
以下に図面を用いて本発明を詳述する。
（１）実施例１（第１図）
第１図には本発明による絶縁ゲート型電界効果トランジ
スタの１例であるＳｉのＭＯＳ型電界効果トランジスタ
（以下問ＳＦＥ！Ｔ）の断面構造図を示す。
スタの１例であるＳｉのＭＯＳ型電界効果トランジスタ
（以下問ＳＦＥ！Ｔ）の断面構造図を示す。
ＳｉＯｔなどの非晶質店板１の上に、クロロシランなど
のシラン・カンプリング剤を用いたＬ Ｂ Ｄｉ ２と
、さらにその上にＰ型Ｓｉ単結晶膜３が設けられている
。Ｎ型主電掻領域９に挟まれたＰ型Ｓｉ単結晶膜の表面
をチャネル領域８とし、その上にはゲート絶縁膜４とゲ
ート電極５を設けている。ＬＢ膜を構成するシラン・カ
ンブリング剤と、その上に成長させるＳｉ単結晶膜の面
方位の組み合わせは、ＬＢ膜の表面周期性とＳｉ単結晶
の格子定数が、はぼ一致しているか、もしくは一方が他
方の整数倍であることが望ましく、その厚みは単分子層
〜１００分子層である。
のシラン・カンプリング剤を用いたＬ Ｂ Ｄｉ ２と
、さらにその上にＰ型Ｓｉ単結晶膜３が設けられている
。Ｎ型主電掻領域９に挟まれたＰ型Ｓｉ単結晶膜の表面
をチャネル領域８とし、その上にはゲート絶縁膜４とゲ
ート電極５を設けている。ＬＢ膜を構成するシラン・カ
ンブリング剤と、その上に成長させるＳｉ単結晶膜の面
方位の組み合わせは、ＬＢ膜の表面周期性とＳｉ単結晶
の格子定数が、はぼ一致しているか、もしくは一方が他
方の整数倍であることが望ましく、その厚みは単分子層
〜１００分子層である。
ここではＳｉのＭＯＳ型について述べてきたが、Ｇｅな
どの■族、ＧａＡｓなどの■−■をチャネルとしたＭＯ
Ｓ型でもよく、またＳｉＮやＡｌ ｔ０３などの絶縁物
をゲート絶縁膜とした■族、ｍ−ｖ族のＭＩｓ型ＦＥＴ
であっても構わない。
どの■族、ＧａＡｓなどの■−■をチャネルとしたＭＯ
Ｓ型でもよく、またＳｉＮやＡｌ ｔ０３などの絶縁物
をゲート絶縁膜とした■族、ｍ−ｖ族のＭＩｓ型ＦＥＴ
であっても構わない。
ＬＢ膜の周期性と半導体の周期性の不整合は、半導体と
して例えばｍ−ｖ族半導体膜でＬＢ膜との不整合を小さ
くし、その後Ｓｉをその上に堆積するといった多層構造
によりても緩和できる。
して例えばｍ−ｖ族半導体膜でＬＢ膜との不整合を小さ
くし、その後Ｓｉをその上に堆積するといった多層構造
によりても緩和できる。
（２）実施例２（第３図）
第３図は本発明によるショット・ゲート型電界効果トラ
ンジスタの１例であるＧａＡｓＭ Ｅ Ｓ型ＦＥＴの断
面構造図を示している。実施例１と同様に非晶質基板ｌ
上にＬＢ膜２を設け、さらにその上にＰ型ＧａＡｓ単結
晶膜１１を設ける。ｎ型主電極頌域９に挟まれたＰ型Ｇ
ａＡｓ１ｋ結晶膜表面をチャネル領域８とし、その上に
ゲート電極５を設けている。
ンジスタの１例であるＧａＡｓＭ Ｅ Ｓ型ＦＥＴの断
面構造図を示している。実施例１と同様に非晶質基板ｌ
上にＬＢ膜２を設け、さらにその上にＰ型ＧａＡｓ単結
晶膜１１を設ける。ｎ型主電極頌域９に挟まれたＰ型Ｇ
ａＡｓ１ｋ結晶膜表面をチャネル領域８とし、その上に
ゲート電極５を設けている。
ＬＢ膜とＧａＡｓ単結晶膜の組み合わせは、実施例１で
述べた組み合わせとし、厚みも実施例１に従う。
述べた組み合わせとし、厚みも実施例１に従う。
ここでは、ＧａＡｓについて述べてきたが、ＩｎＰなど
の■−ｖ族のＭＥＳ型ＦＥＴであっても構わない。
の■−ｖ族のＭＥＳ型ＦＥＴであっても構わない。
（３）実施例３（第４図）
第４図＋ａ） 〜（ｅ）により、本発明のＭＯＳ型ＦＥ
Ｔの製造工程例を説明する。第４図（ａｌは、５ｔｏｔ
（石英）基板ｌに、ラングミュア・プロジェット法によ
りシランカップリング剤を用いたＬＢｌｉ２を形成する
。第４図（ｂｌはＬＢ膜の上に、ＣＶＤ法やＭＢＥ法な
どによりＰ型Ｓｉ単結晶膜３を成長した状態を示してい
る。第４図（Ｃ１は、Ｓｉ単結晶膜上にＣＶ Ｄ−３ｉ
ＯｔｌｌＷ１２をマスクにイオン注入によりｎ型上電極
ｔｉＩ域９を設けた状態である。第４図（ｄ）はＣＶ
Ｄ−ｓ；ｏｘＪＩ５１を除去後、ゲート絶縁膜４をＣＶ
Ｄ法等で全面に堆積した状態である。第４図（ａｌはコ
ンタクト開孔を行い、ソース・ドレイン各電極を形成し
て完成した状態を示す。
Ｔの製造工程例を説明する。第４図（ａｌは、５ｔｏｔ
（石英）基板ｌに、ラングミュア・プロジェット法によ
りシランカップリング剤を用いたＬＢｌｉ２を形成する
。第４図（ｂｌはＬＢ膜の上に、ＣＶＤ法やＭＢＥ法な
どによりＰ型Ｓｉ単結晶膜３を成長した状態を示してい
る。第４図（Ｃ１は、Ｓｉ単結晶膜上にＣＶ Ｄ−３ｉ
ＯｔｌｌＷ１２をマスクにイオン注入によりｎ型上電極
ｔｉＩ域９を設けた状態である。第４図（ｄ）はＣＶ
Ｄ−ｓ；ｏｘＪＩ５１を除去後、ゲート絶縁膜４をＣＶ
Ｄ法等で全面に堆積した状態である。第４図（ａｌはコ
ンタクト開孔を行い、ソース・ドレイン各電極を形成し
て完成した状態を示す。
（４）実施例口（第５図）
第５図（ａ） 〜（Ｃ１により、本発明のＭＥＳ型ＦＥ
Ｔの製造工程例を説明する。第５図（ａ）は、石英基板
ｌ上にＬＢｌｌＱ２を設け１、さらにその上にＭＢＥ法
やＭＯＣＶＤ法等によってＰ型ＧａＡｓ単結晶膜１１を
成長した状態を示している。第５図（ｂｌは、ＣＶＤ−
５ｔ島膜１２をマスクにイオン注入によりｎ型主電梅領
域９を設けた状態である。第５図ＴＣＩは、チャネル上
の５ｔＱ１膜を除去後、ソース６・ドレイン７各電極、
ゲート電極５を形成し完成した状態を示す。
Ｔの製造工程例を説明する。第５図（ａ）は、石英基板
ｌ上にＬＢｌｌＱ２を設け１、さらにその上にＭＢＥ法
やＭＯＣＶＤ法等によってＰ型ＧａＡｓ単結晶膜１１を
成長した状態を示している。第５図（ｂｌは、ＣＶＤ−
５ｔ島膜１２をマスクにイオン注入によりｎ型主電梅領
域９を設けた状態である。第５図ＴＣＩは、チャネル上
の５ｔＱ１膜を除去後、ソース６・ドレイン７各電極、
ゲート電極５を形成し完成した状態を示す。
（５）実施例５（第６図）
第６図（ａ）〜（Ｃ１には本発明による３次元ＩＣの製
造工程順断面図を示す、第６図（ａ）は実施例４を施し
た５１ＭＯ３型ＦＥＴ上に眉間絶縁膜であるＣＶＤ５ｉ
Ｏｚ１３を堆積した状態を示している。第６図（ｂｌは
、エッチ・バック法やバイアス・スバ、タ法などの平坦
化技術を用いて、堆積した５ｉＯｚの表面を平坦化した
状態を示している。第６図（Ｃ１は平坦化した５ｉＯｔ
上に再び実施例１を施しＳｉ（ｈＭ ＯＳ型ＦＥＴを形
成した状態を示している。ここでは実施例４を２回繰り
返した例を示したが、実施例５または実施例４と５の組
み合わせでも良く、繰り返し回数については何回で良い
、下のＦＥＴと上のＦＥＴを電気的に分離する層間絶縁
膜については１μｍ以上が好ましく、ＳｉＯ□だけでは
なくＡ １ ｚＯｓなども考えられる。
造工程順断面図を示す、第６図（ａ）は実施例４を施し
た５１ＭＯ３型ＦＥＴ上に眉間絶縁膜であるＣＶＤ５ｉ
Ｏｚ１３を堆積した状態を示している。第６図（ｂｌは
、エッチ・バック法やバイアス・スバ、タ法などの平坦
化技術を用いて、堆積した５ｉＯｚの表面を平坦化した
状態を示している。第６図（Ｃ１は平坦化した５ｉＯｔ
上に再び実施例１を施しＳｉ（ｈＭ ＯＳ型ＦＥＴを形
成した状態を示している。ここでは実施例４を２回繰り
返した例を示したが、実施例５または実施例４と５の組
み合わせでも良く、繰り返し回数については何回で良い
、下のＦＥＴと上のＦＥＴを電気的に分離する層間絶縁
膜については１μｍ以上が好ましく、ＳｉＯ□だけでは
なくＡ １ ｚＯｓなども考えられる。
以上のように本発明によれば、非晶質基板上に■族、ｍ
−ｖ族単結晶半導体をチャネル領域とした安定・冑速動
作可能な電界効果トランジスタを実現できる。実施例は
ｎ型チャネルのエンハンスメント型について説明してき
たが、Ｐ型チャネルにも、デプレッション型にも適用で
き、ＣＭＯ３も実現できる。上記のように本発明は非晶
質上に高速デバイス、３次元ＩＣを実現するのに有効で
ある。また、実施例として半導体膜は主に活性領域とし
て利用する例を述べてきたが、ゲート電極や配線として
も利用できる。またＬＢ膜上は半導体■りに限らずへ〇
等の金属や金属珪素化合物の結晶化膜にも適用できるも
のである。
−ｖ族単結晶半導体をチャネル領域とした安定・冑速動
作可能な電界効果トランジスタを実現できる。実施例は
ｎ型チャネルのエンハンスメント型について説明してき
たが、Ｐ型チャネルにも、デプレッション型にも適用で
き、ＣＭＯ３も実現できる。上記のように本発明は非晶
質上に高速デバイス、３次元ＩＣを実現するのに有効で
ある。また、実施例として半導体膜は主に活性領域とし
て利用する例を述べてきたが、ゲート電極や配線として
も利用できる。またＬＢ膜上は半導体■りに限らずへ〇
等の金属や金属珪素化合物の結晶化膜にも適用できるも
のである。
第１図は本発明によるＭＯ３型ＦＥＴの断面図。
第２図は従来技術の説明図、第３図は本発明のＭＥＳ型
ＦＥＴの断面図、第４図（ａ）〜ｆｅ）は本発明のＭＯ
３型ＦＥＴの製造工程順断面図、第５図（８）〜（Ｃ１
は本発明のＭＥＳ型ＦＥＴの製造工程順断面図。 第６図ｆａｔ〜（Ｃ１は本発明の３次元ＩＣのａ！造工
程順断面図を示したものである。 １・・・非晶質基板 ２ ・ ・ ・ＬＢ膜 ３・・・Ｓｔ単結晶膜 ４・・・ＧａＡｓ単結晶膜 ５・・・ゲート電極 ６・・・ソース電極 ７・・・ドレイン令頁域 ８・・・チャネル領域 ９・・・主電極領域 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 最 上 務（他１名）本発明のＳＯ
５至’ＦＥＴｆ）断め図 第 １１２１ Ｓｔ来Ｔ炙柑のオｔｇ月図 第２図 り 本＆明のＭＥＳ習ＦＥＴｆ）′＃Ｌ面図名 ３図 ＡドータＥ日Ｉｔ ＭＣ）Ｓ型ＦＥＴ の養り区１ネ呈
・１宵１１ｆｌ口面第４図 第６図
ＦＥＴの断面図、第４図（ａ）〜ｆｅ）は本発明のＭＯ
３型ＦＥＴの製造工程順断面図、第５図（８）〜（Ｃ１
は本発明のＭＥＳ型ＦＥＴの製造工程順断面図。 第６図ｆａｔ〜（Ｃ１は本発明の３次元ＩＣのａ！造工
程順断面図を示したものである。 １・・・非晶質基板 ２ ・ ・ ・ＬＢ膜 ３・・・Ｓｔ単結晶膜 ４・・・ＧａＡｓ単結晶膜 ５・・・ゲート電極 ６・・・ソース電極 ７・・・ドレイン令頁域 ８・・・チャネル領域 ９・・・主電極領域 以上 出願人 セイコー電子工業株式会社 代理人 弁理士 最 上 務（他１名）本発明のＳＯ
５至’ＦＥＴｆ）断め図 第 １１２１ Ｓｔ来Ｔ炙柑のオｔｇ月図 第２図 り 本＆明のＭＥＳ習ＦＥＴｆ）′＃Ｌ面図名 ３図 ＡドータＥ日Ｉｔ ＭＣ）Ｓ型ＦＥＴ の養り区１ネ呈
・１宵１１ｆｌ口面第４図 第６図
Claims (5)
- （１）非晶質基板と、該非晶質基板上に形成した周期性
をもつ有機薄膜と、該有機薄膜上に形成した半導体単結
晶膜よりなり、該半導体単結晶膜に主電極領域もしくは
活性領域の少なくとも一部を形成した事を特徴とする半
導体装置。 - （２）前記有機薄膜が、ＬＢ膜である特許請求の範囲第
１項記載の半導体装置。 - （３）前記有機薄膜が、単分子層である特許請求の範囲
第１項又は第２項記載の半導体装置。 - （４）前記有機薄膜が、シランカップリング剤を主成分
とする特許請求の範囲第１項又は第２項又は第３項記載
の半導体装置。 - （５）前記半導体単結晶膜がＳｉ、Ｇｅ、ＧａＡｓ、そ
の他の化合物半導体よりなる単層又は多層膜である特許
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 |
|---|---|---|---|
| JP62138384A JP2558466B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62138384A JP2558466B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63302571A true JPS63302571A (ja) | 1988-12-09 |
| JP2558466B2 JP2558466B2 (ja) | 1996-11-27 |
Family
ID=15220680
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62138384A Expired - Lifetime JP2558466B2 (ja) | 1987-06-02 | 1987-06-02 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2558466B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05102189A (ja) * | 1991-08-13 | 1993-04-23 | Fujitsu Ltd | 薄膜形成方法、シリコン薄膜及びシリコン薄膜トランジスタの形成方法 |
| US5480818A (en) * | 1992-02-10 | 1996-01-02 | Fujitsu Limited | Method for forming a film and method for manufacturing a thin film transistor |
-
1987
- 1987-06-02 JP JP62138384A patent/JP2558466B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05102189A (ja) * | 1991-08-13 | 1993-04-23 | Fujitsu Ltd | 薄膜形成方法、シリコン薄膜及びシリコン薄膜トランジスタの形成方法 |
| US5480818A (en) * | 1992-02-10 | 1996-01-02 | Fujitsu Limited | Method for forming a film and method for manufacturing a thin film transistor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2558466B2 (ja) | 1996-11-27 |
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