JPS6358861A - Mos field effect transistor pair - Google Patents

Mos field effect transistor pair

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JPS6358861A
JPS6358861A JP61201178A JP20117886A JPS6358861A JP S6358861 A JPS6358861 A JP S6358861A JP 61201178 A JP61201178 A JP 61201178A JP 20117886 A JP20117886 A JP 20117886A JP S6358861 A JPS6358861 A JP S6358861A
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JP
Japan
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layer
channel
regions
length
silicon
Prior art date
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JP61201178A
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Japanese (ja)
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シエン テン スウ
ドリス ウイニフレツド フラツトレイ
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RCA Corp
Original Assignee
RCA Corp
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • H01L29/00Semiconductor 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
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/92Capacitors with potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L29/94Metal-insulator-semiconductors, e.g. MOS
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
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    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • 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 at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being a semiconductor body
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    • H01L27/0688Integrated circuits having a three-dimensional layout
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    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8221Three dimensional integrated circuits stacked in different levels

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。
(57) [Abstract] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、1個のMOS電界効果トランジスタ(MO
SFET)がもう1個の同型トランジスタの垂直上方に
形成され、しかもその各々が共通ゲートを共有している
ような、集積回路装置に適したMOS電界効果トランジ
スタに関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to one MOS field effect transistor (MO
The present invention relates to a MOS field effect transistor suitable for integrated circuit devices, in which a transistor (SFET) is formed vertically above another transistor of the same type, each sharing a common gate.

〔発明の背景〕[Background of the invention]

近年、より高集積度の集積回路に対する需要の増大に応
するため、種々の3次元的集積回路装置麿が提案されて
いる。バルク・シリコンMO8FETの上に別のMO8
FET装置を積み重ねて形成する試みは、バルク・シリ
コンMO8FET上に形成された多結晶シリコン層の再
結晶化工程を含むものである。一般に、この再結晶化工
程は約950℃を越える温度で、1時間またはそれ以上
に亘って行われる熱処理を含んでいる。このような工程
は、バルクM OS F E Tの!、P十領域の過剰
拡散を起し、この方法で形成されたVLSI回路装置の
潜在的性能を損なう可能性がある。更に、従来技術によ
る積み重ねMOSFETの構造は、ソースおよびドレン
領域に対するゲートの重なシによる望才しくない寄性容
量を可成9含んでいるそこで、高温かつ長時間の熱処理
の必要がなく、それによってソース、ドレン領域とゲー
トの重なシによる寄生容置が減少した構造と製造法が、
要望されている。
In recent years, various three-dimensional integrated circuit devices have been proposed in order to meet the increasing demand for highly integrated circuits. Another MO8 on top of the bulk silicon MO8FET
Attempts to form stacked FET devices include recrystallization steps of polycrystalline silicon layers formed on bulk silicon MO8FETs. Generally, this recrystallization step involves a heat treatment conducted at a temperature in excess of about 950° C. for one hour or more. Such a process is suitable for bulk MOSFET! , which can cause over-diffusion of the P0 region and impair the potential performance of VLSI circuit devices formed in this manner. Additionally, prior art stacked MOSFET structures have considerable undesirable parasitic capacitance due to overlapping gates with respect to source and drain regions; The structure and manufacturing method reduce parasitic cavities caused by overlapping source/drain regions and gates.
It is requested.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この発明は、集積回路装置中に配列された共通ゲートを
持つ1対のMOSFETと、このMOSFET対の製造
法を提供するものである。何れか一方の導電率型を有す
る高濃度にドープされた第1、第2の領域が、この装置
の半導体本体に形成配置され、本体の平坦な表面から内
部に伸張している。この第1、第2の領域は、両者間に
成る長さを有する第1のチャンネルを画定するように隔
置されている。この第1.第2領域と上記第1チヤンネ
ル上の平坦な表面上にはシリコン酸化物層第2領域と第
1チヤンネル上に拡がっている。何れか一方の導電率型
を有する高濃度にドープされた第3、第4の領域が、こ
のシリコン層中に設けられシリコン酸化物層まで延びて
いる。第3、第4の領域は、両者間に第2チヤンネルを
画定するように隔置されている。その第2チヤンネルは
、第1チヤンネルの長さに実質的に等しいかまたはそれ
よシも大きな長さを有し、第1チヤンネルと実質的に向
き合っている。これら第1、第2チャンネル間にはそれ
らと実質的に整合してゲートが設けられている。ゲート
は、半導体本体およびシリコン層から絶縁されていて、
第1チヤンネルの長さと実質的に等しい長さを有する。
The present invention provides a pair of MOSFETs with a common gate arranged in an integrated circuit device and a method of manufacturing the MOSFET pair. First and second heavily doped regions having either conductivity type are formed and disposed in the semiconductor body of the device and extend inwardly from the planar surface of the body. The first and second regions are spaced apart to define a first channel having a length therebetween. This first. On the planar surface over the second region and the first channel is a silicon oxide layer extending over the second region and the first channel. Heavily doped third and fourth regions of one conductivity type are provided in the silicon layer and extend to the silicon oxide layer. The third and fourth regions are spaced apart to define a second channel therebetween. The second channel has a length substantially equal to or greater than the length of the first channel and is substantially opposite the first channel. A gate is provided between the first and second channels and substantially aligned therewith. the gate is insulated from the semiconductor body and the silicon layer;
It has a length substantially equal to the length of the first channel.

〔詳細な説明〕[Detailed explanation]

以下の説明においては、また第1図乃至第10図におい
ては、PおよびN導電率型の材料と領域を用いた一例が
示されている。しかしここに示されたものは、−例に過
ぎずこの発明の思想を限定するものではない。上記とは
逆のP型構成およびN型構成より成る装置は、ここに説
明した装置に対して総ての点で等価と考えられることが
理解されよう。第1図乃至第4図には、第1導電率型材
料よシ成る半導体本体12を含む集積回路装置1oの一
部分が示されているが、この材料は、この例では軽くド
ープされたP型であり、平坦な表面14を有している。
In the following description, and in FIGS. 1-10, an example is shown using materials and regions of P and N conductivity types. However, what is shown here is only an example and does not limit the idea of the invention. It will be appreciated that devices consisting of opposite P-type and N-type configurations are considered equivalent in all respects to the devices described herein. 1-4, a portion of an integrated circuit device 1o is shown including a semiconductor body 12 of a first conductivity type material, in this example a lightly doped P-type material. and has a flat surface 14.

シリコン酸化物のような絶縁材料の比較的薄い層16が
、第1図に示すようにこの平坦表面14上に設けられて
いる。任意適当な金属、金属ケイ化物、またはドープさ
れたシリコンのような材料から成るグー)20が、この
絶縁層16上に配置され、第1図にII L L+と表
示した長さを有している。シリコン酸化物のような絶縁
材料から成る別の層22が、ゲート20の全露出面を覆
うように形成されている。本体121こ設けられた高濃
度にドープされた第1、第2の領域26.28は、下側
MO8F”ETのそれぞれソース、ドレン領域である。
A relatively thin layer 16 of insulating material, such as silicon oxide, is provided over this planar surface 14, as shown in FIG. A goo (20) of any suitable material, such as metal, metal silicide, or doped silicon, is disposed over this insulating layer 16 and has a length labeled II L L+ in FIG. There is. Another layer 22 of insulating material, such as silicon oxide, is formed over the entire exposed surface of gate 20. The first and second heavily doped regions 26 and 28 provided in the body 121 are the source and drain regions, respectively, of the lower MO8F''ET.

第1図にIIL工″と表示された長さを有する第1チヤ
ンネル30は、この第1、第2領域(こより境界が画定
されている。第1、第2領域は何れの導電率型の材料で
もよいが、この例では高濃度にドープされた第2導電率
型すなわちN+型である。この第1、第2領域は、チャ
ンネル3oの長さL工がゲート2oの長さLと実質的に
同じになるこの技術分野で周知の任意適当な自己整合法
により形成される。分離用酸化物32が、普通の方法で
形成され、集積回路の種々の構成素子を電気的に分離す
るようにされている。
A first channel 30 having a length labeled IIL'' in FIG. 1 is delimited by these first and second regions. In this example, the material is of a highly doped second conductivity type, that is, N+ type.The first and second regions are formed so that the length L of the channel 3o is substantially equal to the length L of the gate 2o. Isolation oxide 32 is formed in a conventional manner to electrically isolate the various components of the integrated circuit. is being used.

第1図4こ示されている装置1oを得るために利用され
る特定の材料と処理技術は、この技術分野では周知のも
ので、今日実用されている種々の周知\工程のうち任意
適当なものをうまく使用すればよい。第1図に示されて
いる装置10は、この発明の特徴が組み合わされるべき
出発材料を表わしている。
The particular materials and processing techniques utilized to obtain the apparatus 1o shown in FIG. You just have to use things wisely. The device 10 shown in FIG. 1 represents the starting material with which the features of the invention are to be combined.

第2図に示すように、第1領域26の一部分上の酸化物
層16中に開口40を形成して表面14を露出させる。
As shown in FIG. 2, an opening 40 is formed in the oxide layer 16 over a portion of the first region 26 to expose the surface 14.

次にこの露出したシリコンから単結晶シリコンのエピタ
キシャル層42を成長させる。そのようなエピタキシャ
ル層は、例えば、1985年10月29日コーボイ(J
、 F Corboy )代地に付与された米国特許第
4 、549 、926号「マスク層上に単結晶シリコ
ンを成長させる方法」中に開示されている横方向へのエ
ピタキシャル被覆成長(ELO)製作技術を利用して製
造することができる。このELO工程は、基本的に反復
2相被着/エツチング・サイクルを含み、これによって
被覆マスクの開口部内に露出した単結晶の表面から単結
晶シリコンが成長する。この例の場合、層42は酸化物
層16を覆って、下部MO8FETの第1、第2領域2
6.28の動作領域を覆うように、かつ少くともこれら
領域と僅かに重合するように成長する。7v42は約5
00ナノ・メータの厚さまで成長させる。この工程を用
いて優れた品質の結晶を得ることはできるが、単結晶シ
リコンの2つの被覆成長層間の境界には高密度の欠陥が
存在する。それ故、隣り合った開口40の位置を決める
ときには、被覆成長層42の2つの部分がゲート20の
近辺で会合しないように注意しなければならない。次に
、層42を普通の方法でエツチングして第3図に示すよ
うにその周縁43を画定する。
Next, an epitaxial layer 42 of single crystal silicon is grown from this exposed silicon. Such epitaxial layers are described, for example, in Corboy (J.
Lateral epitaxial overgrowth (ELO) fabrication techniques disclosed in U.S. Pat. It can be manufactured using. The ELO process essentially involves repeated two-phase deposition/etch cycles to grow single crystal silicon from the surface of the single crystal exposed within the opening of the coating mask. In this example, layer 42 overlies oxide layer 16 to form the first and second regions 2 of the bottom MO8FET.
6. Grow over 28 active areas and at least slightly overlap with these areas. 7v42 is about 5
Grow to a thickness of 0.00 nanometers. Although excellent quality crystals can be obtained using this process, there is a high density of defects at the interface between two overgrown layers of single crystal silicon. Therefore, care must be taken when locating adjacent openings 40 so that the two portions of overgrowth layer 42 do not meet in the vicinity of gate 20. Layer 42 is then etched in the conventional manner to define its perimeter 43 as shown in FIG.

上記エピタキシャル、層42の上にホトレジストtJを
形成し、次に第3図に示すように、ホトレジスト層50
.52が開口40とゲート20のそれぞれ真上に残るよ
うに、このホトレジスト層中に適当な開口48を画定す
る。次に装置10には、第3図に示すように低エネルギ
の硼素注入を施こして第3、第4の領域54.56を形
成する。注入エネルギ・レベルは、硼素イオンがゲート
20と第1、第2領域26.28中に侵入しないように
選択すべきである。第1領域26と同じ導電率型と同じ
ドーピング・レベルを有する第5領域58が、第2図第
3図および第4図から明らかなように開口40の真上の
エピタキシャル、142の中に残っていることに注意さ
れたい。
A photoresist tJ is formed on the epitaxial layer 42, and then a photoresist layer 50 is formed as shown in FIG.
.. Suitable openings 48 are defined in this photoresist layer such that openings 52 remain directly above openings 40 and gates 20, respectively. Device 10 is then subjected to a low energy boron implant to form third and fourth regions 54,56, as shown in FIG. The implant energy level should be selected to prevent boron ions from penetrating into the gate 20 and the first and second regions 26,28. A fifth region 58 having the same conductivity type and doping level as the first region 26 remains in the epitaxial layer 142 directly above the opening 40 as seen in FIGS. 2, 3 and 4. Please note that

この第5 領域58は、エピタキシャル層42の成長時
に形成されたもので、その種子すなわち領域26と同一
の導電率型およびドーピング・レベルを自動的に得てい
る。第3領域54へのイオン注入の間、第5領域58を
ホトレジスト層50でじやへいすることにより、生成さ
れるPN接合60は表面14に対してほぼ垂直に形成さ
れる。これによって、以下に説明するように第3、第5
領域54.58の双方にオーム接触をする金属導体を形
成することによシ、上記工程に続(PN接合の電気的短
絡処理が可能になる。更にこれは、それぞれ下側、上側
MO8FETのドレンである第1、第3領域26.54
への浸れた電気的接触となる。開口48は、ホトレジス
ト層52が第4図にL2で示されている長さを有する第
2チヤンネル80を画定するように形成される。
This fifth region 58 was formed during the growth of epitaxial layer 42 and automatically assumes the same conductivity type and doping level as its seed or region 26. By covering the fifth region 58 with a layer of photoresist 50 during the ion implantation into the third region 54, the resulting PN junction 60 is formed substantially perpendicular to the surface 14. As a result, the third and fifth
By forming a metal conductor in ohmic contact with both regions 54 and 58, electrical shorting of the PN junction is possible following the above steps. The first and third areas 26.54
This results in submerged electrical contact. Opening 48 is formed such that photoresist layer 52 defines a second channel 80 having a length shown as L2 in FIG.

この長さL2は、第1チヤンネル30の長さL□と実質
的に等しいか、あるいはそれよりも僅かに大きくすべき
である。更に、第2チヤンネル80は、−Hテ゛、″〜 第1、第2チャンネル30.80とゲートとが、第4図
に示すように、はぼ整列状態となるように、ゲート20
上に中心を合わせておくべきである。
This length L2 should be substantially equal to or slightly larger than the length L□ of the first channel 30. Further, the second channel 80 is connected to the gate 20 so that the first and second channels 30.80 and the gate are approximately aligned as shown in FIG.
It should be centered at the top.

シリコ/酸化物またはBPSG(硼燐珪酸ガラス)(7
)層70ヲエビタキシャル層42と周囲の分離用酸化物
32の上に形成し、また接触用量ロア2をこの技術分野
で周知の方法で形成する。次いで、金属接触部74.7
6を普通の方法でそれぞれ第3、第4領域とオーム接触
をなすように形成する。(第4図参照)。この例では金
属接触部74がPN接合60を短絡するように配置され
ていることに注意されたいもしこの接合が必要であれば
接触部74は随意にこの接合を残しておくように配置で
きるし、あるいはもし望ましいなら、ホトレジスト層5
0を省いてPN接合が表面14とほぼ平行に形成される
ようにすることもできる。
Silico/Oxide or BPSG (borophosphosilicate glass) (7
) layer 70 is formed over the epitaxial layer 42 and surrounding isolation oxide 32, and the contact dose lower 2 is formed by methods well known in the art. Next, the metal contact part 74.7
6 are formed in ohmic contact with the third and fourth regions, respectively, in a conventional manner. (See Figure 4). Note that in this example, metal contact 74 is positioned to short PN junction 60; contact 74 can optionally be positioned to leave this junction open if this junction is desired. , or if desired, photoresist layer 5
0 can also be omitted so that the PN junction is formed approximately parallel to the surface 14.

ゲート20と第1、第2領域26.28への電気的接続
は、これら両領域とゲートとを横方向に延長して接触用
開口を層42の周縁43の外側に設けることができるよ
うにして、作ることができる。このような電気的接続を
作る技術は、この技術分野では周知のことであるから特
に説明しない。
Electrical connections to the gate 20 and the first and second regions 26,28 are made by extending these regions and the gate laterally so that contact openings can be provided outside the periphery 43 of the layer 42. You can make it. Techniques for making such electrical connections are well known in the art and will not be specifically described.

装置lOの第2実施例100が第5図および第6図に示
されている。装置10の構造細部と同様な参照番号を付
けて示した構造細部は同様なものであるから、説明を省
略する。この実施例では、第1゜第3領域26.54は
第5領域58により接続されていない。装置100を作
る工程は、次の点を除いて装置10を作る工程と同様で
ある。第5図に示すように、層42の周線43を画定す
る時、層42のうち開口40の真上にあたる部分は表面
14まで除去する。次に、装置10の時と同じように、
エピタキシャル層42の上にホトレジスト層を形成し、
これに適当な開口48をあけてホトレジスト層50.5
2が開口40とゲート20のそれぞれ真上に残っている
ようにする。
A second embodiment 100 of the device IO is shown in FIGS. 5 and 6. Structural details shown with like reference numerals as structural details of device 10 are similar and will not be described further. In this embodiment, the first third region 26.54 is not connected by the fifth region 58. The process of making device 100 is similar to the process of making device 10 except for the following points. As shown in FIG. 5, when defining the perimeter 43 of the layer 42, the portion of the layer 42 immediately above the opening 40 is removed to the surface 14. Next, as in the case of device 10,
forming a photoresist layer on the epitaxial layer 42;
A suitable opening 48 is made in this and a photoresist layer 50.5 is formed.
2 remain directly above the opening 40 and the gate 20, respectively.

しかしこの場合、層5oは、開口4oよシ僅かに大きく
、その周縁全体に重なっている。ついで、装置lOにつ
いて前述したようなイオン注入によって第3.4の領域
54.56を形成する。層50.52の除去後、シリコ
ン酸化物またはBPSGO層70をエピタキシャル層4
2と周囲の分離用酸化物32の上に形成する。層70は
開口40を満しでおり、それによって第3領域54を第
1領域26から絶縁していることに注意されたい。金属
接触部74.76は前述の方法で形成される。
However, in this case the layer 5o is slightly larger than the opening 4o and overlaps its entire periphery. The 3.4th region 54.56 is then formed by ion implantation as described above for device IO. After removal of layers 50, 52, silicon oxide or BPSGO layer 70 is deposited on epitaxial layer 4.
2 and surrounding isolation oxide 32. Note that layer 70 fills opening 40, thereby insulating third region 54 from first region 26. Metal contacts 74,76 are formed in the manner described above.

装置10の第3の実施例110が第7図、第8図、第9
図および第10図に示されている。装置10の参照番号
と同様な参照番号を付けた細部構造部分(−同様なもの
であるから、説明を省略する。多結晶シリコンの層11
2を第7図に示すように、装置110の上に形成し1次
に何れの導電率型でもよいがこの例ではP型である高濃
度にドープされたガラス層114を形成する。スピン・
オン・グラスのような任意適当な材料より成る平坦化層
116を、ドープされたガラス層114の上に形成する
。平坦化層116の主表面は実質的に平らである。更に
、平坦化層116用に選ばれた材料は、ドープされたガ
ラス層114のエツチング速度と近似のエツチング速度
を持っていなければならない。多結晶シリコンの層11
2のエツチング速度は、できるだけ小さい方がよ0゜次
に、装置110には、第8図に示すように、層112の
メサ表面124が、露出されるまで異方性のプラズマ・
エツチングを施こす。ドープされたガラス層114は少
し過剰気味にエツチングされるので、メサ表面124を
取り囲む低い部分にはドープされたガラス層126が取
シ残される。
A third embodiment 110 of the apparatus 10 is shown in FIGS.
10. As shown in FIG. Detailed structural parts with reference numerals similar to those of the device 10 (- are similar and will not be described again. Layer 11 of polycrystalline silicon.
2 is formed over the device 110, as shown in FIG. 7, to first form a heavily doped glass layer 114, which can be of any conductivity type, but is P type in this example. spin·
A planarization layer 116 of any suitable material, such as on-glass, is formed over the doped glass layer 114. The major surface of planarization layer 116 is substantially flat. Additionally, the material chosen for planarization layer 116 must have an etch rate that approximates that of doped glass layer 114. layer of polycrystalline silicon 11
The etching rate of layer 112 should be as low as possible.Next, as shown in FIG.
Apply etching. Doped glass layer 114 is etched slightly over-etched, leaving doped glass layer 126 in the lower regions surrounding mesa surface 124.

更に、層112を普通の方法でエツチングして、不要材
料を除去し、第9図に示すようにその周縁130を画定
する。装置10の構造と同様に、この層112は酸化物
層16の上部に、ゲート2oを被いかつ少くとも下側M
O8FETの第1、第2領域26.28の動作部分と僅
かに重複するように延びている。
Additionally, layer 112 is etched in a conventional manner to remove unwanted material and define its periphery 130 as shown in FIG. Similar to the structure of device 10, this layer 112 is on top of oxide layer 16, covering gate 2o and at least lower M
It extends so as to slightly overlap the operating portions of the first and second regions 26 and 28 of the O8FET.

BP SGまたは類似の再流動(リフロー)ガラスの層
132を、この技術分野で周知の方法で装置110の上
に形成する。装置は、次に約850 ′OGこ3o分間
加熱して層132を普通の方法で流動化させる。この操
作により不純物は、ドープされたガラス層126から層
112に拡散させられ、軽くドープされた層114の導
電率型と同じ導電率型の第3、第4領域140.142
が形成される。第10図に示すように第3、第4領域1
40.142は、ゲート20に自動的に自己整合されか
つ互に隔てられて、L2で示される長さの第2チヤンネ
ル144を形成する。装置10の場合と同じように、装
置110におけるこの長さL2は、第1チヤンネル30
の長さL工(こほぼ等しいかそれよりも僅かに犬である
。この工程によって、第2チヤンネル144はゲート2
0の上に中心が位置し、第1、第2チヤンネル30.1
44とゲートとは、第10図に示すように事実上整列し
た状9Hこなる。接触用開口を層132中に形成し、装
置10について上記したような方法で金属接触部74.
76を形成する。
A layer 132 of BP SG or similar reflow glass is formed over the device 110 in a manner well known in the art. The apparatus is then heated for approximately 850° to fluidize layer 132 in the conventional manner. This operation causes impurities to be diffused from the doped glass layer 126 into the layer 112 into third and fourth regions 140, 142 of the same conductivity type as that of the lightly doped layer 114.
is formed. As shown in FIG. 10, the third and fourth areas 1
40.142 are automatically self-aligned to gate 20 and spaced apart to form a second channel 144 of length designated L2. As in device 10, this length L2 in device 110 is equal to the first channel 30.
By this process, the second channel 144 has a length L (approximately equal to or slightly less than the gate 2).
Centered above 0, first and second channels 30.1
44 and the gate are substantially aligned 9H as shown in FIG. Contact openings are formed in layer 132 and metal contacts 74 . are formed in the manner described above with respect to device 10 .
form 76.

多結晶シリコン層112中に形成された上側MO8FE
Tは高品質の単結晶シリコンで作られてはいないが、そ
れは静的ランダム・アクセス・メモリ装置のメモリ・セ
ルまたはPチャンネルMO8FETに高利得を必要とし
ないCM OS回路のような多くの用途に有用である。
Upper MO8FE formed in polycrystalline silicon layer 112
Although T is not made of high quality monocrystalline silicon, it is suitable for many applications such as memory cells in static random access memory devices or CMOS circuits that do not require high gain in P-channel MO8FETs. Useful.

しかしもし必要なら、装置110の性能は、多結晶ンリ
コン層112 ;+再結晶化させることによシ改善する
ことができる。
However, if desired, the performance of the device 110 can be improved by recrystallizing the polycrystalline silicon layer 112.

これはレーザによる再結晶化処理またはノ;ルス熱処理
のような任意周知の短時間処理によって行うことができ
る、ただし、その場合処理の温度と時間は、高濃度にド
ープされた第1、第2領域26.28が半導体本体12
内へ過剰拡散を起さないようにしなければならない。
This can be done by any known short time treatment such as a laser recrystallization treatment or a laser heat treatment, provided that the temperature and time of the treatment are such that the highly doped first and second Regions 26 and 28 are the semiconductor body 12
We must avoid over-diffusion into the interior.

集積回路装置として完成させるためには、この技術分野
で周知の任意適当な処理を利用することができる。この
処理の中には、集積回路中の種々の部分を相互接続する
ための金属化工程やノくツシベーション(金属表面の不
態動化)工程が含まれている。
Any suitable process known in the art may be utilized to complete the integrated circuit device. This process includes metallization and passivation steps to interconnect the various parts of the integrated circuit.

この発明の重要な利点は、3次元構造をとること(こよ
って、1対のMOS F’ETとしてその一方のMOS
FETを他方のMOSFETの上に積重ねる形として、
1つの集積回路チップ上において従来の単1のM OS
 F E Tと同じ空間しか占有しないものが得られる
ことである。この構造は、2つのMOSFETに対して
互に整列しかつほぼ同じ長さを持つ1つのゲートと1対
のチャンネルを有しているので、ソース/ドレンとゲー
トとの重複による寄生容量が実質的に低減されている。
An important advantage of this invention is that it has a three-dimensional structure (thus, as a pair of MOS F'ETs, one of the MOS
By stacking one FET on top of the other MOSFET,
Conventional single MOS on one integrated circuit chip
What is obtained is that it occupies only the same space as FET. This structure has a gate and a pair of channels that are mutually aligned and of approximately the same length for the two MOSFETs, so that the parasitic capacitance due to source/drain and gate overlap is substantially eliminated. has been reduced to

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図乃至第4図は、この発明の技術を利用した1対の
MOSFETの構造と製造の種々の段階とを示す集積回
路装置の一部分の断面図、第5図、第6図は、第3図、
第4図と同様のこの発明の第2の実施例構造を示す図、
第7図乃至第10図は、第1図乃至第4図と類似のこの
発明の第3の奥方ト例構造を示す図である。 10・・・集積回路装置、12・・・半導体本体、14
・・・表面、16・・・シリコン酸化物層、20・・・
ゲート、26.28・・・高濃度にドープされた第1と
第2の領域、30・・・第1チヤンネル、42・・・シ
リコン層、54.56・・・高濃度にドープされた第3
と第4の領域、80・・・第2チヤンネル。
1-4 are cross-sectional views of a portion of an integrated circuit device illustrating the structure and various stages of fabrication of a pair of MOSFETs utilizing the techniques of the present invention; FIGS. Figure 3,
A diagram showing the structure of a second embodiment of the invention similar to FIG. 4,
FIGS. 7-10 are diagrams showing a third example structure of the present invention similar to FIGS. 1-4. 10... Integrated circuit device, 12... Semiconductor body, 14
...Surface, 16...Silicon oxide layer, 20...
gate, 26.28...heavily doped first and second regions, 30...first channel, 42...silicon layer, 54.56...heavily doped first and second regions; 3
and the fourth area, 80...second channel.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)平坦な表面を有する第1導電率型の半導体材料か
ら成る本体中に設けられ、上記平坦な表面から内部に延
長し相互間に或る長さの第1チャンネルを形成するよう
に隔置されている、何れかの導電率型を持つ高度にドー
プされた第1と第2の領域と、 上記第1と第2の領域および上記チャンネルの上方に上
記平坦な表面上に設けられたシリコン酸化物の層と、 上記第1と第2の領域および上記チャンネルの上方に上
記シリコン酸化物層上に設けられたシリコン層と、 上記シリコン層中に上記シリコン酸化物層まで延長する
ように設けられ、相互間に少くとも上記第1チャンネル
の長さと同じ長さを有し第1チヤンネルに実質的に対向
している第2チャンネルを形成するように隔てられてい
る、何れかの導電率型を持つ高度にドープされた第3お
よび第4の領域と、 上記本体およびシリコン層から絶縁されて上記第1およ
び第2のチャンネルの間にこれら両領域と実質的に整合
して設けられており、上記第1チャンネルと実質的に同
一の長さを有するゲートと、を具備して成る、平坦な表
面を有する第1導電率型の半導体材料本体を有する集積
回路用の共通ゲートを有するMOS電界効果トランジス
タ対。
(1) in a body of semiconductor material of a first conductivity type having a planar surface and spaced apart extending inwardly from the planar surface to form a first channel of a length therebetween; highly doped first and second regions of either conductivity type disposed on the planar surface above the first and second regions and the channel; a layer of silicon oxide; a silicon layer disposed on the silicon oxide layer above the first and second regions and the channel; and a silicon layer extending into the silicon layer to the silicon oxide layer. any electrical conductivity provided and separated from each other to form a second channel having a length at least equal to the length of the first channel and substantially opposite the first channel; highly doped third and fourth regions having a mold and insulated from the body and the silicon layer and disposed between and substantially aligned with the first and second channels; and a gate having substantially the same length as the first channel. Field effect transistor pair.
JP61201178A 1985-08-26 1986-08-26 Mos field effect transistor pair Pending JPS6358861A (en)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0469215B1 (en) * 1990-07-31 1995-11-22 International Business Machines Corporation Method of forming stacked tungsten gate PFET devices and structures resulting therefrom

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS59103380A (en) * 1982-11-09 1984-06-14 ノーザン・テレコム・リミテッド Laminated mos transistor

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