KR890004969B1 - Semiconductor device manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
제 1(a)도~제 1(e)도는 본 발명의 제 1 의 실시예에 있어서의 공정을 도시한 단면도 및 사시도.1 (a)-1 (e) are sectional drawing and a perspective view which show the process in 1st Example of this invention.
제 2(a)도~제 2(e)도는 본 발명의 제 2 의 실시예에 있어서의 공정을 도시한 단면도 및 사시도.2 (a) to 2 (e) are cross-sectional views and perspective views showing the process in the second embodiment of the present invention.
제 3(a)도~제 3(b)도는 본 발명의 제 3 의 실시예에 있어서의 공정을 도시한 단면도.3 (a) to 3 (b) are sectional views showing the process in the third embodiment of the present invention.
제 4(a)도~제 4(o)도는 본 발명의 제 4 의 실시예에 있어서의 공정을 도시한 단면도 및 사시도.4 (a) to 4 (o) are a sectional view and a perspective view showing a process in a fourth embodiment of the present invention.
제 4(p)도~제 4(q)도는 본 발명의 제 5 의 실시예에 있어서의 공정을 도시한 단면도 및 사시도.4 (p) to 4 (q) are sectional views and a perspective view showing a process in a fifth embodiment of the present invention.
제 5(a)도~제 5(f)도는 본 발명의 제 6 의 실시예에 있어서의 공정을 도시한 단면도 및 사시도.5 (a) to 5 (f) are sectional views and perspective views showing a process in a sixth embodiment of the present invention.
제 6도는 본 발명의 제 8 의 실시예에 있어서의 반도체 장치를 도시한 단면도.6 is a cross-sectional view showing a semiconductor device in accordance with an eighth embodiment of the present invention.
제 7도는 본 발명의 제 9 의 실시예에 있어서의 반도체 장치를 도시한 단면도.7 is a cross-sectional view showing a semiconductor device in accordance with a ninth embodiment of the present invention.
제 8(a)도는 종래의 적층 집적회로를 도시한 단면도.8A is a cross-sectional view showing a conventional multilayer integrated circuit.
제 8(b)도는 종래의 조인트 게이트 CMOS를 도시한 단면도.8 (b) is a cross-sectional view showing a conventional joint gate CMOS.
제 9 도는 조인트 게이트 CMOS를 설명하는 개념도.9 is a conceptual diagram illustrating a joint gate CMOS.
본 발명은 반도체 장치의 제조방법에 관하여, 특히 반도체의 절연물과의 적층(積層) 구조가 LSI용 MOSFET의 찬넬(channel)영역 및 게이트(gate) 절연막으로 사용할 수 있는 정도로 계면(界面) 특성이 양호한 SOI구조를 형성할 수가 있는 반도체 장치의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, in particular, having a good interface characteristic such that a laminated structure with a semiconductor insulator can be used as a channel region and a gate insulating film of an LSI MOSFET. A method for manufacturing a semiconductor device capable of forming an SOI structure.
전자(電子)계산기, 통신기기의 발달은 급속하고, 특히 최근에는 다수의 전자 계산기를 통신회선(回線)(network)를 사용하여 넷트 워크로 조립하여 보다 고도한 기능을 실현하고저 하는 시도가 개시되었다. 바로 정보화 시대의 막이 열리는 감각이 강하다. 따라서, 이제는 이들의 기기의 개발은 시대의 요청이며, 그 기본 부품이 대규모 집적회로(LSI)의 초고속화(higherspeed), 초고집적화(higher integration)에 대한 요구는 매우크다. 이제까지 이 요구에 응하기 위한 주된 수단은 소자의 미세화(微細化)였었다. 그러나, 금후는 SOI(Silicon On Insulator : 절연물위의 단결장 Si)구조를 이용한 적층 집적회로나 신구조 트랜지스터가 그 주역이 된다고 고려된다. 이들의 디바이스(device)의 1예를 제 8(a)도 및 제 8(b)도에 도시한다.The development of electronic calculators and communication devices is rapid, and in recent years, attempts have been made to realize more advanced functions by assembling a large number of electronic calculators into a network using a communication network. It became. There is a strong sense of the opening of the information age. Therefore, the development of these devices is now a request of the times, and the basic components are very demanding for the high speed and the high integration of large scale integrated circuits (LSI). Until now, the main means for meeting this demand has been the miniaturization of devices. However, in the future, it is considered that a stacked integrated circuit or a new structure transistor using a silicon on insulator (SOI) structure will be the main role. One example of these devices is shown in FIGS. 8 (a) and 8 (b).
제 8(a)도는 적층 집적회로의 단면도이며, 제 8(b)도는 J.F.Gibbons와 K.F.Lee에 의한 IEEE Electron Devices Letters, Vo1. EDL-1, No.6(1980년 6월( pp117~118에 기재된 논문 "One-Gate-Wide CMOS Inverter on Laser-Recrystallized Polysilicon"에 의해 제시된 신구조 트랜지스터의 하나인 조인트 게이트(joint gate) CMOS(one-gate-wide CMOS inverter)이다. 모두가 절연막 5위의 Si층 6에 형성한 MOS형 전계효과(電界效果) 트랜지스터(MOSFET)를 기본소자로 하고 있다. 제 8(a)도에 있어서는 1점쇄선(一點鎖線)으로 둘러싸인 부분이 MOSFET이다. 그리고, 조인트 게이트 CMOS는, 제 9 도의 개념도에 도시한 것과 같이, 상하 2개의 MOSFET가 1개의 게이트 전극 1을 공유(公有)하고 있는 상보(相補)형 MOSFET(CMOS)이다.FIG. 8 (a) is a cross-sectional view of a stacked integrated circuit, and FIG. 8 (b) is IEEE Electron Devices Letters, Vo1. By J.F.Gibbons and K.F.Lee. EDL-1, No.6 (joint gate CMOS, one of the new structure transistors presented by the paper "One-Gate-Wide CMOS Inverter on Laser-Recrystallized Polysilicon" described in June, 1980 (pp117-118) One-gate-wide CMOS inverters are all based on MOS type field effect transistors (MOSFETs) formed in Si layer 6 on the insulating film 5. In FIG. The portion enclosed by the dashed lines is the MOSFET, and in the joint gate CMOS, as shown in the conceptual diagram of FIG. 9, two upper and lower MOSFETs share one gate electrode 1. ) MOSFET (CMOS).
종래의 SOI구조의 형성 기술에는 크게 나누어서 절연막 혹은 절연기판위에 단결정(單結晶) Si를 형성하는 방법과, 단결정 Si 기판중에 절연물층을 형성하는 방법이 있다. 전자(前者)의 예로서, SiO2등의 절연막위에 퇴적(堆積)한 다결정 Si를 레이저 어니리(laser annealing) 또는 전자 비임(beam) 어니링, 스트립히터(strip heater)어니링 등에 의해 결정화(結晶化) 하는 기술이 있다.Conventional SOI structure formation techniques include a method of forming single crystal Si on an insulating film or an insulating substrate, and a method of forming an insulator layer in the single crystal Si substrate. As an example of electrons, polycrystalline Si deposited on an insulating film, such as SiO 2 , is crystallized by laser annealing, electron beam annealing, strip heater annealing, or the like. There is a technology to make up.
후자의 예로서, 프로톤(proton) 주입에 의해 기판중에 손상층(損傷層)을 형성하고, 산화하기 쉬운 상기 손상층을 선택적으로 산화한다고 하는 기술, 또는 산소이온(oxygen ion) 주입에 의해 Si 기판중에 SiO2층을 형성하는 기술등이 있다. 현재로는 이들의 기술에 의해 MOSFET 를 형성할 수 있는 양호한 결정성의 SOI가 형성될 수 있도록 되었다. 그러나, 어떠한 방법으로 형성된 SOI도 Si층 6과 절연막 5와의 계면의 전기적 특성이 좋치 못하다. 따라서, 제 8(a)도와 같이 MOSFET를 형성하면, 절연막 5와, 그 위에 형성한 Si층 6과의 계면 32가 소오스 2, 드레인 3사이의 누설 전류의 경로로 되어, 소자의 성능은 매우 불만족한 것으로 된다. 그래서, 이 문제를 회피하기 위해서, 이 계면 32에 이온 주입에 의해 불순물을 도입하여, 챤낼 스톱퍼 (stopper)를 형성하는 방법이 고안되어 어느 정도 좋은 결과가 얻어지도록 되었다.As the latter example, a technique of forming a damage layer in a substrate by proton implantation and selectively oxidizing the damage layer that is easy to oxidize, or by Si ion implantation by oxygen ion implantation during the like techniques to form a SiO 2 layer. At present, these techniques enable the formation of a good crystalline SOI capable of forming a MOSFET. However, the SOI formed by any method has poor electrical characteristics at the interface between the Si layer 6 and the insulating film 5. Therefore, when the MOSFET is formed as shown in FIG. 8 (a), the
그러나 제 8(b)도에 도시한 조인트 게이트 CMOS의 상층의 MOSFET와 같은 밑바닥 절연막 5를 5~100nm 두께의 얇은 게이트 절연막 4로 사용하는 경우는 밑바닥 절연막 5와, 그 위에 형성한 Si층 6과의 계면 33에 챤넬이 형성되기 때문에, 상기의 문제는 더욱 심각한 것으로 되어, 상기 방법도 양호하게 되지 않고, 문제는 미해결의 상태였었다.However, when the bottom insulating film 5 such as the MOSFET of the upper layer of the joint gate CMOS shown in FIG. 8 (b) is used as the thin gate insulating film 4 having a thickness of 5 to 100 nm, the bottom insulating film 5 and the Si layer 6 formed thereon and Since the channel is formed at the
그리고, 제 8(a)도, 제 8(b)도, 제 9 도에 있어서, 부호 1은 게이트 전극, 2는 소오스 영역, 3은 드레인 영역, 4는 게이트 절연막, 5는 밑바닥 절연막, 6은 Si층, 7은 Si기판, 32와 33은 밑바닥 절연막과 Si층과의 계면이다.In FIGS. 8A, 8B, and 9, reference numeral 1 denotes a gate electrode, 2 a source region, 3 a drain region, 4 a gate insulating film, 5 a bottom insulating film, and 6 The Si layer, 7 is an Si substrate, and 32 and 33 are interfaces between the bottom insulating film and the Si layer.
본 발명의 목적은, 상기 종래 기술의 난점을 해결하고, 밑바닥 절연막을 게이트 절연막으로 이용할 수 있는 정도로 절연막과 반도체층과의 계면 특성이 양호한 SOI구조의 반도체 장치의 제조방법을 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned difficulties of the prior art and to provide a method for producing a semiconductor device having an SOI structure having a good interface property between the insulating film and the semiconductor layer to the extent that the bottom insulating film can be used as the gate insulating film.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 반도체 장치의 제조방법은 반도체를 재료로 하는 브리지(bridge)형의 콘넥팅 바(connecting bar)또는 원싸이드 써포오테드 바(one-side suported bar)(이하 마이크로 브리지라 함)을 형성하고, 다음에 산화 또는 질화(窒化)를 행하는 것에 의해, 상기 마이크로 브리지가 적어도 상층 또는 하층의 밀부에 절연막을 형성해서 반도체와 절연물과의 적층구조(multilayered structure)를 형성하는 각 공정을 가진 것이다. 또, 본 발명의 반도체 장치의 제조방법은, (ⅰ) 기판위에 소정 형상의 적어도 1개의 제 1 의 절연막을 형성하는 공정, (ⅱ) 상기 기판위 및 상기 제 1 의 절연막위에 연속한 반도체 막을 형성하는 공정, (ⅲ) 상기 기판위 및 상기 제 1 의 절연막위에 연속해서 존재하는 반도체 막과, 상기 반도체 막 아래의 상기 제 1 의 절연막으로 되는 적어도 1개의 소정 형상이 섬상(島狀)영역을 리조그래피에 의해 형성하는 공정, (ⅳ) 상기 섬상 영역의 상기 제 1 의 절연막의 적어도 상기 반도체 막 쪽을 제거하고, 상기 반도체 막으로 되는 마이크로 브리지를 형성하는 공정, 및 (ⅴ) 상기 마이크로 브리지의 노출하고 있는 표면위에 제 2 의 절연막을 형성하는 공정을 가진 것이다.In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is a bridge-type connecting bar or one-side suported bar (hereinafter referred to as a semiconductor). Microbridges are formed, and then oxidized or nitrided, whereby the microbridges form an insulating film on at least an upper or lower tight portion to form a multilayered structure of a semiconductor and an insulator. Each process has to do. Moreover, the manufacturing method of the semiconductor device of this invention is a process of (i) forming at least 1st 1st insulating film of a predetermined shape on a board | substrate, (ii) forming a continuous semiconductor film on said board | substrate and on a said 1st insulating film. And (i) at least one predetermined shape comprising a semiconductor film continuously present on the substrate and on the first insulating film, and the first insulating film under the semiconductor film. A step of forming by chromatography, (i) removing at least the semiconductor film side of the first insulating film in the island-like region, and forming a microbridge that becomes the semiconductor film, and (iii) exposing the microbridge. It has a process of forming a 2nd insulating film on the surface.
상기 본 발명의 반도체 장치의 제조방법에 있어서, MOSFET를 잘 제조하려고 하는 경우는, 또한 상기 공정 (ⅴ)의 종료후, (ⅵ) 상기 제 2 의 절연막을 게이트 절연막의로 하는 MOSFET를 상기 마이크로 브리지 중에 형성하는 공정을 부가하면 좋다.In the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, when the MOSFET is to be manufactured well, (i) after the completion of the step (i), (i) the MOSFET having the second insulating film as the gate insulating film is the microbridge. What is necessary is just to add the process to form in the inside.
상기 기판은, 일반적으로 반도체 장치에 이용되고 있는 기판이면 좋고, 특히 제한하지 않으나, 기판 MOSFET와 같은 액티브 에레멘트(active element)(能動素子)를 형성하는 경우는 반도체 기판으로 할 필요가 있다.The substrate may be any substrate generally used in a semiconductor device, and is not particularly limited. However, the substrate is required to be a semiconductor substrate when forming an active element such as a substrate MOSFET.
상기 공정(ⅴ)에 있어서의 제 2 의 절연막은 열산화 또는 프라즈마(plasma) 산화와 같은 산화물 형성 공정에 의해 마련한 산하막, 또는 질화와 같은 질화물 형성 공정에 의해 마련한 질화막등을 이용할 수가 있다.As the second insulating film in the above step, an underlayer film prepared by an oxide forming process such as thermal oxidation or plasma oxidation, or a nitride film prepared by a nitride forming process such as nitriding can be used.
상기 공정(ⅴ)을 종료 후, 상기 마이크로 브리지 위에 또 제 1 의 절연막을 마련하는 공정 및 상기 공정(ⅱ)~(ⅳ)을 적어도 1회 반복하는 것에 의해 다층의 마이크로 브리지를 형성할 수도 있다.After the said process (iii) is completed, a multilayer microbridge can be formed by repeating the process of providing a 1st insulating film on the said microbridge, and said process (ii)-(iv) at least once.
또, 반도체 기판을 이용하는 경우에는 (ⅰ) 반도체 기판위에 소정 형상의 적어도 1개의 제 1 의 절연막을 형성하는 공정, (ⅱ) 상기 반도체 기판위 및 상기 제 1 의 절연막 위에 연속해서 존재하는 반도체 막과, 상기 반도체 막 아래의 제 1의 절연막으로 되는 적어도 1개의 소정 형상의 섬상 영역을 리조그래피에 의해 형성하는 공정, (ⅳ) 이온 주입에 의해 상기 반도체 기판과, 상기 반도체 막에 각각 소오스 영역 및 드레인 영역을 형성하는 공정, (ⅴ) 섬상영역의 제 1 의 절연막을 제거하여 마이크로 브리지를 형성하고, 또한 상기 마이크로 브리지의 노출하고있는 표면위에 제 2 의 절연막을 형성하는 공정, 및, (ⅵ) 상기 마이크로 브리지 아래의 빈틈부에 게이트 전극을 형성하는 공정, 을 가진 반도체 장치의 제조방법에 의해서, 기판과 마이크로 브리지의 쌍방에 MOSFET를 마련할 수가 있고, 이 경우의 MOSFET는 서로가 셀프 알라인(self` aligned)된 것이다. 이 경우, 상기 공정(ⅵ)를 종료후, 또한 (ⅶ) 상기 마이크로 브리지에 상기 반도체 기판의 소오스 영역에 접촉하고 있는 부분을 제거하는 공정, 을 추가하는 것에 의해, 조인트 게이트 COMS 구조를 형성을 할 수가 있다.In the case of using a semiconductor substrate, (i) forming at least one first insulating film of a predetermined shape on the semiconductor substrate, (ii) a semiconductor film continuously present on the semiconductor substrate and on the first insulating film; And lithography forming at least one island-shaped region of a predetermined shape to be the first insulating film under the semiconductor film. (I) Source regions and drains on the semiconductor substrate and the semiconductor film, respectively, by ion implantation. Forming a region, (i) removing the first insulating film in the island-like region to form a microbridge, and further forming a second insulating film on the exposed surface of the microbridge, and (iii) the Forming a gate electrode in a gap portion under the microbridge, by a method of manufacturing a semiconductor device having a MOSFETs can be provided on both sides, and the MOSFETs in this case are self-aligned with each other. In this case, after the step (i) is completed, (i) the step of removing the portion in contact with the source region of the semiconductor substrate to the microbridge, to form a joint gate COMS structure. There is a number.
상기, 어떠한 경우도, 마이크로 브리지를 구성하는 반도체는 단결정 반도체로 하는 것이 소자를 형성하는데 가장 좋으며, 특히 단결정 Si가 일반적이다. 또, 마이크로 브리지의 치수는 그 마이크로 브리지에 마련하는 소자에 의해 정하면 좋고, MOS 를 마련하는 경우에는 일반의 MOS를 참고로하여 정하면 좋다. 그리고, 마이크로 브리지의 높이에도 특히 제한은 없으나, 마이크로 브리지 아래의 빈틈부에 게이트 전극을 마련하는 경우는 10㎛ 이하가 바람직하다. 이것을 초과하면 게이트 전극의 퇴적이 곤란하게 되는 경향이 있기 때문이다.In any of the above cases, the semiconductor constituting the micro bridge is preferably a single crystal semiconductor for forming an element, and in particular, single crystal Si is common. In addition, the dimension of a microbridge may be determined by the element provided in the microbridge, and what is necessary is just to refer to a general MOS, when providing a MOS. In addition, the height of the microbridge is not particularly limited, but when the gate electrode is provided in the gap below the microbridge, it is preferably 10 µm or less. This is because if it exceeds this, deposition of the gate electrode tends to be difficult.
그래서, 예를들면, 실리콘(Si)와 산소(O)는 화학적으로 상성(相性)이 좋고, 양자의 화학반응 즉, Si기판의 산화, 특히 O가 기판 중으로 확산에 의해 침입하여 Si와 만나는 장소에서 Si-O 결합을 형성하는 구성의 산화에 의해, 대단히 계면 특성이 양호한 SiO2층/Si구조가 형성된다. 바꾸어 말하면, ① 처음에 손상이 없는 고체 Si가 있어 이것을 산화하는 것에 의해, SiO2막을 형성한다.Thus, for example, silicon (Si) and oxygen (O) are chemically good in phase, and both chemical reactions, that is, oxidation of the Si substrate, in particular, a place where O penetrates into the substrate by diffusion and meets Si. By the oxidation of the structure which forms a Si-O bond at, an SiO 2 layer / Si structure with extremely good interfacial properties is formed. In other words, (1) There is solid Si without damage at first and oxidizes it to form SiO 2 film.
② 이때 확산에 의해 O가 공급되는 2점이 계면특성이 양호한 Si/SiO2계를 만드는 조건이다. 이와 같은 관점에서 종래의 SOI 기술을 보면, 절연막 위에 Si층을 형성하는 방법은 원래, ①을 만족시키지 않고, Si 기판중에 SiO2층을 형성하는 방법에서는 이온주입에 의해 O를 도입하고 있으므로, ②를 만족시키고 있지 않다. 따라서, 양호한 계면을 형성하는 것이 곤란하다.② At this point, two points supplied with O by diffusion are conditions for making Si / SiO 2 system with good interfacial properties. In view of the conventional SOI technology from this point of view, since the method of forming the Si layer on the insulating film does not satisfy? In the original, the method of forming the SiO 2 layer in the Si substrate introduces O by ion implantation. Not satisfying. Therefore, it is difficult to form a good interface.
상기의 본발명은 이상의 실리콘을 예로한 고찰에 따라서 상기①,②의 조건을 만족하는 방법으로서 고찰된 것이라고 할 수 있다.The present invention can be said to have been considered as a method of satisfying the conditions of ① and ② according to the above-described consideration of silicon.
[실시예 1]Example 1
본 실시예는 절연물 위의 Si층에 MOSFET를 제작한 예이다.This embodiment is an example in which a MOSFET is fabricated in a Si layer on an insulator.
제 1(a)도에 도시한 것과 같이, 단결정 Si기판 7위에 CVD(Chemical Vaper Deposition)법에 의해 두께 7000Å의 SiO2막 8을 형성하고, 통상의 포토리조크래피(photolithograyhy) 기술을 이용해서 이것을 장방형(長方形)의 섬(島)으로 분리하였다. 이때, Sio2막 대신으로 Si3N4등의 다른 절연막을 사용하여도 좋다. 이 경우의 절연막은 다음의 공정에서 그 위에 퇴적하는 반도체 막에 대해, 에칭 레이트(etching rate)가 대단히 높으며 Sio2, Si3N4이외라도 좋다. 또 섬의 형상은, 원형, 정방형, 장방형 기타 적절한 형상을 이용하여도 좋다, 그 위에 CVD법에 의해, 다결정 Si막을 두께 3500Å로 퇴적하고, 그후, 레이저 비임(laser beam)을 주사(走査)하는 것에 의해 이것을 단결정화 하여, 단결정 Si막 9로 하였다. 즉, 종래의 레이저 어닐을 이용한 SOI형상 기술에 의해 SOI구조를 형성한다. 이 경우, 스트립 히터 어닐에 의한 SOI 기술, 혹은 Si의 고상성장(固相成長)를 이용한 SOI 기술등, 그외의 여하한 종래의 SOI 기술을 이용하여도 좋다. 또, 본 실시예에서는 반도체 막 전체를 단결정화 하였으나, 적어도 소자 영역이 단결정화 하고 있으며, 다결정이라도 좋다. 다음에 이것에 포토마스크를 것어, 이방성 드라이 에칭하는 것에 의해, SOI영역을 제 1(b)도에 도시한 것과 같이 몇개의 섬상영역으로 분리하였다. (도면에서는 2개 예시하고 있다.) 다음에, SiO2막 8의 선택 에칭을 행하고 제 1(c)도에 도시한 것과 같은 Si의 마이크로 브리지 30을 형성하였다. 여기에 건조 산소중, 1000도 C에서 열산화를 실시하여, 그 표면을 양질인 두께 450Å의 SiO2막 48로 덮고, 그 후, 통상의 프로세스를 이용하여 마이크로 브리지 30위에 이 SiO2막 48을 게이트 산화막 4에 이용하는 MOSFET로 주지의 방법으로 제작하였다. 제 1(d)도에, 그 결과의 단면도를 도시한다. 그리고, 열산화 대신으로, 프라즈마 산화등을 이용하여도 좋으며, 이것을 SiO2가 아니고 Si3N4등의 다른 절연막으로 바꾸어도 좋다. 또 그 후, 마이크로 브리지 30의 아래의 빈틈 31에 CVD와 에칭의 병용에 의해 다결정 Si를 매입하면, 제 1(e)도에 도시한 것과 같이, 상층의 게이트 전극 1뿐만 아니라, 아래층에도 게이트 전극 1이 형성된다.As shown in FIG. 1 (a), a SiO 2 film 8 having a thickness of 7000 kPa was formed on the single
제 1(d)도 와 제 1(e)도에서, 부호 2,3은 각각 소오스 영역과 드레인 영역을 도시한다.In FIGS. 1 (d) and 1 (e),
[실시예2]Example 2
본 실시예는, Si 기판위에 MOSFET를 제작하고, 그 위에 Si로 마이크로 브리지를 형성하여, 이 브리지위에 MOSFET를 만들어, 적층 집적회로를 만든 것이다.In this embodiment, a MOSFET is fabricated on a Si substrate, and a microbridge is formed of Si thereon to form a MOSFET on the bridge to form a stacked integrated circuit.
우선, 제 2 도에 도시한 것과 같이, 통상의 프로세스를 이용해서, Si기판 7위에 게이트 전극 1, 소오스 영역 2, 드레인 영역 3, 게이트 절연막 4로 되는 MOSFET를 만들었다. 그 위에, CVD법에 의해 SiO2막 8을 두께 약 1.3㎛ 퇴적하고, 공지의 포토리조크래피 기술에 의해 이것을 실시예 1과 마찬가지로 장방형으로 페터닝(pattering)하여, 그 위에 CVD법으로 단결정 Si막을 두께 3500Å 퇴적하고, 그위를 레이저 비임으로 주사하는 것에 의해 퇴적 Si를 단결정화 하여 단결정 Si막 9로 하였다. 이때, 레이저 비임을 이용하는 SOI 기술에 한하지 않고, 전자 비임을 이용하는 SOI 기술, 고상성장을 이용하는 SOI 기술, 기대의 것이라도 좋은 것은 말할 것도 없다. 이제, 이 장방형의 SOI 영역의 소정의 곳곳을 마스크를 이용한 에칭에 의해 깎아내고, 제 2(b)도에 도시한 형상으로 하여 섬상영역을 형성하였다. 단, 이때 d>w/2(제 2(b)도 참조, d는 깎인 영역에 남는 SiO2막 8의 두께, w는 깎이지 않는 SOI영역의 폭)의 조건을 만족하도록 주위를 한다. 구체적으로는 w=0.8㎛, d=0.8㎛로 하였다. 다음에 주지의 등방성의 선택 에칭에 의해 SiO2막 8을 0.5㎛ 에칭하는 것에 의해 SOI 구조에 있어서의 Si막 9바로 아래의 SiO28의 일부를 제거하여, 제 2(c)도에 도시한 것과 같이, Si의 마이크로 브리지 30을 형성하였다. 이때 SiO2막 8의 에칭 깊이는 Si기판 7위의 MOSFET의 게이트 산화막까지 달하고 있지 않으므로, 이 FET가 손상을 받을 염려가 없다. d>w/2로 하였으므로, 이와같은 에칭이 된 것이다.First, as shown in FIG. 2, a MOSFET including gate electrode 1,
다음에, 제 2(d)도에 도시한 것과 같은, 실시예 1과 마찬가지로 하여, 열산화에 의해 두께 450Å의 얇은 SiO2막 48을 형성하고, 그 후, 이 SiO2막 48을 게이트 산화막 4로서 통상의 프로세스를 이용해서 마이크로 브리지 위에 MOSFET를 제작하였다. 산화하는 데 프라즈마 산화 그외의 것을 사용하여도 좋은점은 실시예 1과 마찬가지이다.Next, as in Example 1, as shown in FIG. 2 (d), a thin SiO 2 film 48 having a thickness of 450 Å was formed by thermal oxidation, and the SiO 2 film 48 was then gate oxide film 4. As a MOSFET, a MOSFET was fabricated on a microbridge using a conventional process. It is similar to Example 1 that you may use plasma oxidation and others for oxidizing.
그후, 저압 CVD법에 의해, 마이크로 브리지 아래의 빈틈을 SiO28로 메꾸고, 또한 기판 전면을 SiO2막 28로 덮었다. 그 후, 도시는 하지 않았으나, 스루 홀(through hole)를 형성하고 A1를 이용해서 배선을 형성하는 것에 의해, 다층의 잡적회로를 완성시켰다. 본 실시예에서는 상하층에 각각 도전형이 틀리는 반도체층을 형성하고, 양 게이트 사이, 및 상층의 MOSFET의 고농도 불순물 층의 한쪽 하층의 MOSFET의 고농도 불순물층의 한쪽을 전기적으로 접속하여, CMOS 인버어터(inverter)를 형성하였다. 그리고, 상하층의 고농도 불선물 영역 사이의 접속은, 배선을 사용하지 않고, 제 2(e)도에 도시한 것과 같이, 양 불순물층이 드레인 영역 3에 있어서 집적 겹치도록 형성하는 것에 의해서도 좋은것은 말할것도 없다. 제 2(e)도에서 SiO2막 48의 도시는 생략되어 있다.Thereafter, the gap under the micro bridge was filled with SiO 2 8 by low pressure CVD, and the entire surface of the substrate was covered with SiO 2 film 28. Thereafter, although not shown, a multilayer integrated circuit was completed by forming a through hole and forming a wiring using A1. In this embodiment, a semiconductor layer having a different conductivity type is formed in the upper and lower layers, and the CMOS inverter is electrically connected between both gates and one of the high-concentration impurity layers of the MOSFET under one of the high-concentration impurity layers of the upper MOSFET. (inverter) was formed. The connection between the highly concentrated non-gifted regions of the upper and lower layers may also be formed by forming both impurity layers so as to overlap each other in the
[실시예 3]Example 3
실시예 2에 도시한 프로세스에서 제 2(e)도에 도시한 구조를 형성하였다. 그후, 포토 마스크를 이용해서 마이크로 브리지 위의 SiO2막 28만을 남겨서, SiO2막 28을 에칭하였다(제 3(a)도). 다음에, 제 3(b)도에 도시한 것과 같이, 주지의 선택 에피택셜 성장법을 이용해서, Si가 노출하고 있는 영역위에만 단결정 Si막 25를 마이크로 브리지의 높이까지 퇴적해서 평탄화 하였다. 그리고 SiO2막 28의 높이까지 단결정 Si를 퇴적하면 대략 평탄한 구조로 할 수가 있다. 그후, 실시예 2에 도시한 프로세스를 이용해서, 재차 마이크로 브리지를 형성하고, 그층 중에 MOSFET를 형성하여, 제 3(b)도에 도시한 구조를 형성하였다. 표면에 마련한 SiO2막 38에 도시는 하지 않았으나, 스루 홀을 형성하여 배선을 행하고 3층의 집적회로를 완성하였다. 단, 본 실시예에서는 A1 배선은 아니고, 높은 불순물 농도의 다결정 Si을 이용하였다.In the process shown in Example 2, the structure shown in Fig. 2E was formed. Thereafter, using a photomask, leaving only the SiO 2 film 28 of the above micro-bridge, and etching the SiO 2 film 28 (claim 3 (a) also). Next, as shown in FIG. 3 (b), by using a known selective epitaxial growth method, the single
제 3(a)도와 제 3(b)도에 있어서, 25이외의 부호는 제 2(a)도~제 2(e)도와 같은 부분을 표시하며, 또 SiO2막 48은 도시는 생략되어 있다.The 3 (a) help claim 3 (b) in Fig., Numeral other than 25, and displays the same part help claim 2 (a) degrees to claim 2 (e), also SiO 2 film 48 is omitted is shown .
[실시예 4]Example 4
본 실시예는 본 발명을 이용해서 조인트 게이트 CMOS를 만든 예이다. 이때, 소오스 드레인 영역은 상,하층이 모두 게이트 전극에 셀프 알라인으로 형성하였다.This embodiment is an example in which a joint gate CMOS is made using the present invention. At this time, both the upper and lower layers of the source drain region were formed by self-aligning the gate electrode.
제 4(a)도에 도시한 것과 같이, n형의 도전형의 단결정 Si기판 7을 준비하고, 이것에 포토레지스트로 되는 마스크 10을 이용한 보론(boron)의 이온 주입 11을 행하여, P+형 영역 2를 형성하였다. 이 영역은 최종적으로는 하층의 MOSFET의 소오스 영역으로 된다. 다음에 제 4(b)도에 도시한 것과 같이, 실시예 1과 마찬가지의 레이저 어닐을 사용한 종래의 SOI 기술을 이용해서, 상기의 P+형 영역과, 일부가 겹치도록 SOI 구조를 형성하였다. 이때, 다른 SOI기술을 이영하여도 좋은 것은 실시예 1과 마찬가지이다. 또, 퇴적한 단결정 Si막 9에는 보론의 이온 주입을 행하여, P형의 도전형으로 하였다. 8은 SiO2막이다. 이어서, 이것에 마스크를 걸어서 에칭하는 것에 의해, SOI영역을 제 1 의 실시예의 제 1(b)도에 도시한 것과 같이, 몇개의 섬으로 분리하였다. 다음에, 기판 표면에 Si3N4막 14를 CVD법에 의해 퇴적하고, 마스크를 이용해서 이것을 에칭하여, 제 4(c)도에 도시한 것과 같은 형태로 성형하였다 (도면에는 섬 영역은 1개만 도시하였다). 이 Si3N4막 14는 소오스, 드레인을 형성하기 위한 이온 주입의 마스크로, 또 게이트 전극 형성의 위치 결정을 위해서 사용한다. 즉, 우선, 여기에 가속 에너지 500KeV 및 200KeV로 보론을 주입하고, 제 4(d)도에 도시한 것과 같이 P+형 영역2,3을 형성하였다. SOI구조를 형성하기 전에 사전에 기판에 형성하여 둔 P+형 영역과 겹쳐서 된 P+형 영역 2는 조인트 게이트 CMOS의 하층 MOSFET의 소오스 영역 2으로서, 또 한쪽의 P+형 영역은 하층 MOSFET의 드레인 영역 3으로 사용하는 것으로 된다. 다음에, 여기에 가속 에너지 200KeV로 인 이온을 주입하고, 퇴적 Si막 9중에 제 4(e)도에 도시한 것과 같이 n+형 도전형의 영역 12,13을 형성하였다. 하층의 소오스 영역 2와 접하고 있는 n+형 영역 12가 상층에 만드는 MOSFET의 소오스 영역 12으로서, 하층의 드레인 영역 3과 접하고 있는 n+형영역 13이 상층의 드레인 영역 13으로 사용되는 것으로 된다. 다음에, 제 4(f)도에 도시한 것과 같이, 기판 표면에 포토 레지스트 10을 도포(塗布)하고, 포토리조크래피 기술을 이용해서 페턴 짜르는 것에 의해 도시와 같이 마스크 10을 형성하였다. 여기에 Si3N4막의 선택에칭을 행하여, SOI 섬주위의 Si3N4막을 제거하고, 이어서 레지스트 10을 제거하여, 제 4(g)도에 도시한 형태로 하였다.As shown in FIG. 4 (a), an n-type conductive single
그런데, 시료(試料)를 프라즈마 중에 노출시키면, 시료 표면은 쉬즈(sheath)라고 부르는 경계 영역으로 얻어진다. 쉬즈 중에서는, 정(正)이온은 시료로 향해서 가속되기 때문에, 이온의 평균 자유행정(平均自由行程)이 쉬즈의 두께 이상으로 되는 충분히 까스 압력이 낮은 영역에서 프라즈마 에칭을 행하면, 대상물 표면에 수직인 방향으로만 에칭이 진행된다. 이 성질을 이용해서 상기 시료인 SiO2막 8을 선택 에칭하면 제 4(h)도에 도시한 것과 같이, Si3N4막 14의 그늘로 된 부분을 남기고, SiO2막 8이 잘려져서 Si의 마이크로 브리지가 형성 된다. 남은 SiO2막 8은 더미 게이트(dummy gate) 17이다. 다음에, 선택에칭에 의해 Si3N4막 14를 제거하고, 이어서 제 4(i)도에 도시한것과 같이, 실시예 1과 마찬가지로 해서 열산화에 의해 시료표면을 두께 1000Å의 SiO2막 48로 덮었다.By the way, when a sample is exposed in a plasma, the surface of a sample is obtained by the boundary area called a sheath. In sheaths, since positive ions are accelerated toward the sample, when plasma etching is performed in a region where the gas pressure is low enough that the average free stroke of the ions becomes equal to or greater than the thickness of the sheath, it is perpendicular to the object surface. The etching proceeds only in the phosphorus direction. Using this property, the SiO 2 film 8, which is the sample, is selectively etched, leaving behind the shaded portion of the Si 3 N 4 film 14, as shown in FIG. 4 (h), and the SiO 2 film 8 is cut to Si. Micro bridges are formed. The remaining SiO 2 film 8 is a
다음에, 제 4(j)도에 도시한 것과 같이, CVD법에 의해 Si3N4막 44, 16을 퇴적하고, 그후, 이방성 에칭 15를 행하면, 마이크로 브리지 아래에 충전된 분의 Si3N4막 16을 제거하고, Si3N4막 44가 제거된다. 이어서 SiO2막의 선택 에칭을 행하면, 마이크로 브리지의 아래에 있었던 SiO2막 17이 제거된다. 다음에 상기와 마찬가지로 해서, 열 산화 하는것에 의해, 제 4(k)도에 도시한 것과 같이, 마이크로 브리지 아랫면과 그 바로 아래의 기판 표면에 두께 250Å의 SiO2막을 형성하였다. 이것이 이 조인트 게이트 CMOS의 게이트 산화막 4이다. 그후, 제 4(j)도에서 도시한 전의 공정에 있어서, Si3N4막 16을 마이크로 브리지 아래에 충진 및 이방성 에칭한 것과 마찬가지로, CVD법에 의한 퇴적, 이에 계속해서 이방성 에칭에 의해, 제 4(k)도에 도시한 것과 같이, 높은 불순물 농도의 다결정 Si막 1을 마이크로 브리지 아래에 충진하였다. 이것이 조인트 게이트 CMOS의 게이트 전극 1이다.Next, as shown in FIG. 4 (j), when the Si 3 N 4 films 44 and 16 are deposited by the CVD method, and then anisotropic etching 15 is performed, the amount of Si 3 N charged under the micro bridge is shown. 4
이상에 의해, 디바이스(device)의 주된 부분이 완성되었다.With the above, the main part of the device was completed.
그래서, 다음에, 게이트 전극 1 및 상층, 하층의 각각의 소오스 12, 2로의 전기적 접속을 가능하게 하기 위한 가공을 행한다. 우선, 제 4(l)도에 도시한 것과 같이, 시료의 표면에 포토 레지스트 18을 도포한다. 이에 포토 리조그래피 기술을 이용해서, 제 4(l)도의 도면중 1점 쇄선으로 둘러싸인 영역의 포토 레지스트를 제거하고, 마이크로 브리지 아래에 매입되어 있던 게이트 전극 1이 노출할때까지 시료 표면의 에칭을 행한다. 그후, 레지스트 18을 제거하면, 시료는 제 4(m)도, 제 4(n)도에 도시한 형상으로 되어 있다. 제 4(n)도의 윗면 도면에서 알 수 있는 바와같이, 게이트 전극 1은 대형상(台形狀)으로 노출한다. 이는 제 4(h)도에 도시한 것과 같이, 더미 게이트를 형성하였을때의 마스크 14가 이와같은 형태를 하고 있었기 때문이다.Then, processing is performed to enable electrical connection to the gate electrodes 1 and the
이 대형상 영역에 있어서, 배선을 행하므로, 콘택트 저항을 적게할 수가 있다. 그러나, 게이트의 콘택트 저항이 다소 크더라도 문제가 없는 용도에서는 게이트 전극 1의 형상을 이와같이 끝이 넓은 대형상으로 할 필요가 없는 것은 말할 것도 없다. 그리고, 더미 게이트의 마스크는, 소오스, 드레인 형성을 위한 이온 주입의 마스크이기도 하기 때문에, 당연히, 소오스 드레인 끝부분의 형상도 상기 게이트 전극의 형상과 맷치(match)하고 있다. 이 공정에서, 게이트 전극 1의 일부의 노출, 및 상층의 MOSFET의 소오스 12와 하층의 MOSFET의 소오스 2와의 분리가 완료되었다. 최후로 제 4(o)도에 도시한 것과 같이, 바이어 스팟터(bias sputter)법에 의해 SiO2막 28을 퇴적하고, 마스크를 이용한 에칭에 의해 콘택트 홀을 열고, A1을 사용해서 배선하는 것에 의해 조인트 게이트 CMOS가 완성되었다. 그리고, 본 실시예에서 도시한 도전형을 n,p교체한 조인트 게이트 CMOS도 마찬가지의 프로세스로 만들 수가 있는 것은 말할것도 없다.Since wiring is carried out in this large phase region, the contact resistance can be reduced. However, it goes without saying that the shape of the gate electrode 1 does not need to be formed in such a large shape that the end of the gate electrode 1 has a problem even if the contact resistance of the gate is somewhat large. Since the mask of the dummy gate is also a mask for ion implantation for forming the source and the drain, the shape of the source drain tip also naturally matches the shape of the gate electrode. In this process, the exposure of a part of the gate electrode 1 and the separation of the
제 4(o)도에 있어서, 부호 19는 게이트 전극 단자, 20은 상층 MOSFET의 소오스 전극단자, 21은 하층 MOSFET의 소오스 전극단자이다.In Fig. 4 (o),
[실시예 5]Example 5
본 실시예는 실시예 4의 간편형이다. 즉, 소오스 및 드레인과 게이트와의 기생용량(寄生容量)을 극히 적게 억제할 필요가 있을 경우에는, 실시예 4의 디바이스가 필요하고, 한편, 이것이 그다지 문제가 되지 않는 경우에는 본 실시예의 디바이스가 유효하게 된다.This embodiment is a simplified type of Example 4. In other words, when it is necessary to suppress the parasitic capacitance between the source and the drain and the gate with a very small amount, the device of the fourth embodiment is necessary. On the other hand, when this is not a problem, the device of the present embodiment Become valid.
실시예 4에서 설명한 프로세스와 같은 방법에 의해, 제 4(e)도에 도시한 구조를 형성하였다. 다음에, 실시예 4와 마찬가지의 선택 에칭법에 의해 Si3N4막 14를끄집어내고, 그후, 다른 선택 에칭법을 이용해서 SiO2막 8을 제거하였다. 이것을 열산화 하는 것에 의해, 시료 표면에 두께 250Å의 SiO2막 28을 형성하였다. 다음에, 저압 CVD법에 의해, 기판 표면, 마이크로 브리지위 및 마이크로 브리지 아래에 높은 불순물 농도의 다결정 Si막 22을 제거하였다. 여기서, 실시예 4에 있어서, 제 4(l)도, 제 4(m)도에 도시한 것과 마찬가지로, 레지스트의 도표 및 그 부분적 제거, 상기 레지스트를 마스크에 이용한 에칭을 행하여, 상층의 MOSFET의 소오스 12와 하층의 MOSFET의 소오스 2와의 분리를 행하였다(제 4(q)도). 그후, 실시예 4에 있어서의 제 4(o)도의 SiO2막 28과 마찬가지로 시료를 페시페이션(passivation)막으로 덮고, 여기에 콘택트 홀을 열고, 다음에 배선을 하는 것에 의해, 조인트 게이트 CMOS가 완성되엇다. 본 실시예에 있어서는 도전형을 n,p를 교체한 조인트 CMOS를 마찬가지의 프로세스로 만들 수가 있는 것은 말할것도 없다.By the same method as the process described in Example 4, the structure shown in FIG. 4 (e) was formed. Next, the Si 3 N 4 film 14 was taken out by the selective etching method similar to Example 4, and then, the SiO 2 film 8 was removed using another selective etching method. By thermally oxidizing this, a 250 막 SiO 2 film 28 was formed on the sample surface. Next, the
[실시예 6]Example 6
실시예 4에서 도시한 프로세스에 있어서, 제 4(a)도에 도시한 이온 주입 11을 생략하고, 퇴적 Si막 9의 도전형을 기판 7의 도전형과 마찬가지로 선택하고, 소오스 드레인 형성을 위한 이온 주입에는 모두 같은 도전형을 형성하는 이온을 선택하여, 상층, 하층의 소오스 영역 12, 2를 분리하는 공정을 생략하는 것에 의해, 1개의 게이트 1로 상층, 하층의 챤넬을 동시에 구동할 수가 있는 MOSFET를 만들었다. 이것은 종래의 MOSFET에 비해서, 소오스 드레인의 기생용량을 증가시키지 않고, 챤넬폭을 2배로 한것에 해당하고, 이로인해, 2배의 수치의 전달 콘닥턴스(trans conductance) gm가 얻어졌다.In the process shown in Example 4, the ion implantation 11 shown in FIG. 4 (a) is omitted, and the conductivity type of the deposited
[실시예 7]Example 7
본 실시예는 앞에서 설명한 새로운 구조의 MOSFET의 1개를 본 발명을 이용해서 만들어진 것이다.In this embodiment, one of the MOSFETs of the novel structure described above is made using the present invention.
실시예 1에서 설명한 프로세스와 같은 방법에 의해, 제 1(c)도에 도시한 구조를 형성하고, 이온 주입에 의해 퇴적 Si막 9의 도전형을 기판 7의 도전형과 같게 하고, 이것을 열 산화에 의해 두께 250Å의 산화막 48로 덮었다. 다음에, CVD법에 의해 높은 불순물 농도의 다결정 Si막 22을 퇴적하고, 이 위에, 제 5(a)도에 도시한 것과 같이 포토 마스크 10을 형성하였다. 여기에 이방성 에칭을 행하는 것에 의해, 마스크, 10의 아래 및 마이크로 브리지의 아래에만 다결정 Si막 2을 남겨놓았다. 다음에, 실시예 4의 더미 게이트를 형성 할때에 이용한 쉬즈 전계(sheath potential)을 이용한 이방성 에칭에 의해, 제 5(b)도에 도시한 것과 같이, 상기 마스크 10의 그늘로 되어있는 부분을 남기고, 다결정 Si막 22을 제거하였다. 이어서, 마스크 10을 제거하여, 제 5(c)도, 제 5(d)도에 도시한 것과 같이, 열산화에 의해 Si의 표면에 500Å의 산화막 48을 형성하고, 상기 다결정Si막 22를 마스크로 하여 이온 주입하는 것에 의해 마이크로 브리지 중에 소오스 2,드레인 3을 형성하였다. 그리고, 소오스 2, 드레인 3과 게이트 전극 1사이의 기생용량이 그다지 문제가 되지 않는 응용인 경우에는 쉬즈 전계를 이용한 에칭대신으로 통상의 이방성 에칭을 이용하여도 좋다. 이 경우, 마이크로 브리지 아래에 있는 다결정 Si막 22는, 전부 남는 것으로 되어, 디바이스의 완성 형태는 제 5(e)도, 제 5(f)도에 도시한 것과 같이 된다. 또, 본 실시예에서는 열산화를 이용하였으나, 이것에 대신으로 프라즈마 산화, 유자장(有磁場) 마이크로 파 프라즈마 CVD등을 이용하여도 좋다.By the same method as the process described in Example 1, the structure shown in FIG. 1 (c) is formed, and the ion-implanted
제 5(a)도~제 5(f)도에 있어서, 부호 4는 게이트 절연막, 9는 단결정 Si막, 19는 게이트 전극단자, 23은 소오스 전극단자, 24는 드레인 전극단자이다.In Figs. 5A to 5F, reference numeral 4 denotes a gate insulating film, 9 denotes a single crystal Si film, 19 denotes a gate electrode terminal, 23 denotes a source electrode terminal, and 24 denotes a drain electrode terminal.
[실시예 8]Example 8
실시예 7의 공정에 있어서, 소오스 2, 드레인 3을 마이크로 브리지 중에 형성하기 위한 이온 주입전에 마이크로 브리지의 소오스 2, 드레인 3과 같은 도전형으로 되는 이온을, 그것이 기판 7에 도달할 수가 있는 정도의 높은 가속 에너지로 주입하는 공정을 삽입하고, 제 6 도에 도시한 구조의 MOSFET를 형성하였다. 이와 같이 구성한 것에 의해, 본 실시예에서는 전달 콘단턴스 gm를 3배 이상으로 할 수가 있었다.In the process of Example 7, before the ion implantation for forming the
제 6 도에 있어서, 각 부호는 제 5(a)도~제 5(f)도와 같은 부분을 표시한다.In FIG. 6, each code | symbol shows the part same as FIG. 5 (a)-5 (f).
[실시예 9]Example 9
실시예 7의 공정에 있어서, 이온 주입에 의해 퇴적 Si막 9의 도전형을 기판 7과 같게하는 공정 대신으로 퇴적막 9의 도전형을 기판 7의 도전형과 역으로 하는 이온을 선택해서 이것을 주입공정을 행하고, 또한 마이크로 브리지중에 소오스 12, 드레인 13을 형성하기 위한 이온 주입전에 마이크로 브리지의 소오스 12, 드레인 13의 도전형과 역의 도전형으로 되는 이온을 선택하여, 이것을 기판 7에 도달할 수 있는 정도의 높은 가속 에너지로 주입공정을 삽입하고, 또한 소오스 2, 12 드레인 3, 13을 형성한 후, 마스크를 이용한 에칭에 의해 퇴적 Si 9의 소오스 영역 12의 일부를 벗겨내서 기판 7에 형성한 소오스 2를 분리하는 공정을 삽입하는 것에 의해, 제 7 도에 도시한 형태의 MOSFET를 만들었다. 이것은 상층의 MOSFET가 실시예 7에서 설명한 MOSFET로 되어 있는 조인트 게이트 CMOS이다.In the process of Example 7, instead of the process of making the conductivity type of the deposited
제 7 도에 있어서, 부호 1은 게이트 전극, 19는 게이트 전극단자, 20은 상층 MOSFET의 소오스 전극단자, 21은 하층 MOSFET의 소오스 전극단자, 22은 다결정 Si막이다.In Fig. 7, reference numeral 1 denotes a gate electrode, 19 a gate electrode terminal, 20 a source electrode terminal of an upper MOSFET, 21 a source electrode terminal of a lower MOSFET, and 22 a polycrystalline Si film.
이상, 실시예를 몇가지 설명하였으나, 그중에서, 실시예 1(제 1(d)도), 실시예 2(제 2(d)도), 실시예 7(제 5(d)도), 실시예 8(제 6 도), 실시예 9(제 7 도)에서는 상층의 MOSFET와 하층의 MOSFET 또는 기판 7과의 층간 절연으로 공기층이 사용되고 있으나, 여기에 SiO2,Si3,N4등의 다른 절연물을 충전하여도 좋은 것은 말할 것도 없다. 단, 층간 절연막은 유전율(誘電率)이 적을수록 좋으며, 따라서, 가장 유전율이 적은 진공(眞空)이 계속하여 이것에 준하는 질소나 공기가 바람직한 것이다. 그리고, 상기 실시예에서는 만들어진 소장를 실장할때는 건조 질소로 봉하는 방법을 취하였다.As mentioned above, although some Example was described, among them, Example 1 (FIG. 1 (d)), Example 2 (FIG. 2 (d)), Example 7 (FIG. 5 (d)), Example In FIG. 8 (FIG. 6) and Example 9 (FIG. 7), an air layer is used as the interlayer insulation between the upper MOSFET and the lower MOSFET or the
또, 상기 실시예에서는 퇴적 Si층과 Si기판의 2층 혹은 3층 구조의 디바이스를 만들었으나, 그위에 또한 마이크로 브리지를 몇단을 겹쳐서, 상기 실시예에 있어서 설명한 방법을 이용하면, 4층 이상의 디바이스를 만들 수가 있는 것을 말할것도 없다. 또한, 실시예 2와 그 다단(多段) 구조의 디바이스에서는 MOSFET 이외의 소자, 예를 들면, 캐패시터등을 마이크로 브리지 중 또는 기판으로 만들수가 있는 것은 말할것도 없다.In the above embodiment, a device having a two-layer or three-layer structure of the deposited Si layer and the Si substrate is made. However, if the method described in the above embodiment is used by stacking several steps of the microbridge thereon, the device having four or more layers is provided. Not to mention that you can make it. It goes without saying that in the second embodiment and the multi-stage device, elements other than MOSFETs, for example, capacitors and the like, can be made of a microbridge or a substrate.
상기 실시예에 있어서는, 절연물 위의 Si막과 상기 절연물과의 계면 준위 밀도(界面準位密度)가 2X10-10cm-2정도로 매우 적게할 수가 있었다. 그 결과, 찬넬 스톱퍼를 여기에 형성하지 않아도 상기 Si막과에 형성한 MOSFET의 소오스 드레인 사이의 누설 전류를 Si기판위에 만든 MOSFET와 같은 정도, 또는 그것보다 적게할 수가 있었다.In the above embodiment, the interface state density between the Si film on the insulator and the insulator was very small, about 2X10 -10 cm -2 . As a result, even if a channel stopper is not formed here, the leakage current between the Si film and the source drain of the MOSFET formed on the Si film can be reduced to the same or less than that of the MOSFET made on the Si substrate.
상기 실시예에서 이용한 각종 에칭에는 모두 주지의 에칭 기술을 이용하여도 좋다.You may use all well-known etching techniques for the various etching used by the said Example.
이상 설명한 바와같이, 본 발명에 의하면, 밑바닥 절연막과, 상기 절연막위에 형성한 반도체 층과의 계면특성을 크게 향상할 수가 있다. 이로인해, 해당 계면에 챤넬 스톱퍼를 형성하지 않아도 MOSFET의 소오스 드레인 사이의 누설 전류를 방지할 수가 있어, 밑바닥 절연막을 게이트 절연막으로 하는 MOSFET의 기초 프로세스를 확립할 수가 있었다. 또, 상술과 같이, 본 발명에 의하면, 챤넬 스톱퍼를 형성할 필요가 없으므로, 챤넬 스톱퍼 제조 공정이 불필요 하게 될 뿐만 아니라, 조인트 게이트 CMOS나 전달 콘닥턴스가 높은 MOSFET를 용이하게 얻을 수가 있었다.As described above, according to the present invention, the interface characteristics between the bottom insulating film and the semiconductor layer formed on the insulating film can be greatly improved. As a result, the leakage current between the source and drain of the MOSFET can be prevented even without a channel stopper formed at the interface, and the basic process of the MOSFET using the bottom insulating film as the gate insulating film can be established. In addition, as described above, according to the present invention, it is not necessary to form a chanel stopper, so that the chanel stopper manufacturing process is not necessary, and a MOSFET having a high joint gate CMOS and a high transfer conductance can be easily obtained.
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