发明名称 SOI半导体装置之稳定方法及SOI半导体装置
摘要 一种将绝缘体上半导体(SOI)装置稳定的方法,包括以下步骤:提供由SOI基底,源极区/汲极区以及闸极所构成的 SOI半导体装置,其中该SOI基底包含支撑基底,支撑基底上的埋植绝缘层,以及埋植绝缘层上的表面半导体层,而源极区/汲极区是在表面半导体层内形成,闸极是在具有闸极绝缘层隔开之源极区/汲极区之间的表面半导体层上形成;以及外加电场到支撑基底与源极区或汲极区之间,使得反向通道能在表面半导体层到埋植绝缘层的一侧内形成,进而在至少接近埋植绝缘层内源极区或汲极区与表面半导体层的表面上,加入捕捉电压。
申请公布号 TW492190 申请公布日期 2002.06.21
申请号 TW089102604 申请日期 2000.02.16
申请人 夏普股份有限公司 发明人 新美 宪一;艾伯特 奥斯卡 亚登
分类号 H01L27/12;H01L21/324 主分类号 H01L27/12
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种稳定绝缘体上半导体装置之方法,包括以下 步骤: 提供由绝缘体上半导体(SOI)基底,源极区/汲极区以 及闸极所构成的SOI半导体装置,其中该SOI基底包含 支撑基底,在支撑基底上的埋植绝缘层,以及在埋 植绝缘层上的表面半导体层,而源极区/汲极区是 在表面半导体层内形成,闸极是在具有闸极绝缘层 隔开之源极区/汲极区之间的表面半导体层上形成 ; 以及施加电场到支撑基底与源极区或汲极区之间, 使得反向通道能在表面半导体层到埋植绝缘层的 一侧内形成,进而在至少接近埋植绝缘层内源极区 或汲极区与表面半导体层的表面上,加入捕捉电压 。2.如申请专利范围第1项之方法,其中该电场的施 加时间被调节到使得捕捉电压被加到表面半导体 层的整个埋植绝缘层侧。3.如申请专利范围第1项 或第2项之方法,其中藉设定源极区/汲极区到接地 而其它部分是接到正电压来施加该电场。4.如申 请专利范围第3项之方法,其中该正电压是1V到5V。5 .如申请专利范围第3项之方法,其中进一步在N通道 半导体装置时,设定支撑基底为正电压,或是在P通 道半导体装置时,设定支撑基底为负电压,来施加 该电场。6.如申请专利范围第5项之方法,其中该正 电压是5V到20V,而负电压是 -5V到-20V。7.如申请专利范围第3项之方法,其中进 一步在N通道半导体装置时,设定闸极为负电压,或 是在P通道半导体装置时,设定闸极为正电压,来施 加该电场。8.如申请专利范围第5项之方法,其中进 一步在N通道半导体装置时,设定闸极为负电压,或 是在P通道半导体装置时,设定闸极为正电压,来施 加该电场。9.如申请专利范围第5项之方法,其中该 负电压是-0.1V到-0.8V,而正电压是0.1V到0.8V。10.如申 请专利范围第1项之方法,其中该电场的施加时间 约为数秒到数百秒。11.如申请专利范围中第10项 之方法,其中该电场的施加时间约为10秒到500秒。 12.一种SOI半导体装置,其系包括: 绝缘体上半导体(SOI)基底、源极区/汲极区以及闸 极;其中该SOI基底包含支撑基底,在支撑基底上的 埋植绝缘层,以及在埋植绝缘层上的表面半导体层 ,而源极区/汲极区是在表面半导体层内形成,闸极 是在具有闸极绝缘层隔开之源极区/汲极区之间的 表面半导体层上形成; 其中该SOI半导体装置系藉由施加电场到支撑基底 与源极区或汲极区之间,使得反向通道能在表面半 导体层到埋植绝缘层的一侧内形成,进而在至少接 近埋植绝缘层内源极区或汲极区与表面半导体层 的表面上,加入捕捉电压,以获得稳定。13.如申请 专利范围中第5项之方法,其中该电场被加上,形成 单向的反向通道,并降低双向的漏电流。图式简单 说明: 图1是SOI半导体装置主要部分的剖示图,显示本发 明稳定SOI半导体装置的方法; 图2是SOI半导体装置主要部分的剖示图,显示与当 偏压以顺向方式加到图1中稳定SOI半导体装置时的 操作; 图3是SOI半导体装置主要部分的剖示图,显示出当 偏压以反向方式加到图1中稳定SOI半导体装置时的 操作; 图4显示出当偏压以顺向方式加到图1中SOI半导体 装置时,漏电流随着外加电场的周期而变动的情形 ; 图5显示出当偏压以反向方式加到图1中SOI半导体 装置时,漏电流随着外加电场的周期而变动的情形 ; 图6显示出当偏压以顺向方式加到图1中SOI半导体 装置时,漏电流随着外加电场的周期而变动的情形 ; 图7显示出当偏压以反向方式加到图1中SOI半导体 装置时,漏电流随着外加电场的周期而变动的情形 ; 图8显示出当图1的电场加到图1的SOI半导体装置后, 图2驱动电流变动的情形; 图9显示出当图1的电场加到图1的SOI半导体装置后, 图3驱动电流变动的情形; 图10显示传统短通道SOI半导体装置,在待命状态下 的操作原理; 图11是显示图10待命状态下半导体装置电流的等效 电路图; 图12是半导体装置中漏电流行为的图式;以及 图13 SOI半导体装置主要部分的剖示图,显示稳定SOI 半导体装置的传统方法。
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