发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 本发明之目的系在提供一种可减少SOI型MOSFT中之短通道效果等的的因微细化形状所造成的不良情事之半导体装置,以及该半导体装置之制法。根据本发明,p型半导体基板101上,形成有作为绝缘膜之矽氧化膜102。此一矽氧化膜102上,在p型基板110上,隔以一定之距离,设有n﹢层之源极103,以及n﹢层之吸极104。此一源极103与吸极104之间的通道部105上,形成有作为绝缘膜之矽氧化膜106,于此矽氧化膜上,形成有关极107。在p型基板(SOI层)110上形成之源极103及吸极104下之p型半导体基板101上,分别形成高浓度p型领域108,109。
申请公布号 TW289856 申请公布日期 1996.11.01
申请号 TW084110980 申请日期 1995.10.18
申请人 东芝股份有限公司 发明人 执行直之;远田利之
分类号 H01L27/105 主分类号 H01L27/105
代理机构 代理人 林志刚 台北巿南京东路二段一二五号七楼;林敏生 台北巿南京东路二段一二五号七楼伟成第一大楼
主权项 2. 如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该半导体基板,在上述源极—吸极领域下之领域中,具有较上述半导体基板杂质浓度为高之杂质领域者。3. 如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该系与上述源极—吸极领域为逆导电型者。4. 如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该源极—吸极领域系n型,且上述半导体基板系p型,上述源极—吸极之下的领域中,具有价电子带之上端,较该半导体基板之价电子带上端为高之材料所构成之领域者。5. 如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该半导体层之下部系平坦状,上述绝缘膜在上述源极—吸极领域下之厚度,系较上述通道领域下之厚度为薄者。6.如申请专利范围第1项所述之半导体装置,其中该源极—吸极领域下之上述绝缘膜的电介质常数,较上述通道领域下之上述绝缘膜的电介质常数为低者。7. 一种本发明之第二半导体装置,具有在半导体基板上之绝缘膜上所形成的半导体层上,只隔以一定距离相隔设置之一对高浓度杂质源极—吸极领域,以及在该源极—吸极领域所夹之通道领域上介以上述闸极绝缘膜形成之闸极;其特征系在:在上述闸极施加临界电压,在上述源极—吸极领域间施加动作电压时,上述半导体基板上之形成之空乏层系呈凹型者。8. 如申请专利范围第7项所述之半导体装置,其中该半导体基板,在上述源极—吸极领域下之领域中,具有较上述半导体基板杂质浓度为高之杂质领域者。9. 如申请专利范围第7项所述之半导体装置,其中该半导体基板系上述源极—吸极领域为逆导电型者。10.如申请专利范围第7项所述之半导体装置,其中该源极—吸极领域系n型,且上述半导体基板系p型,上述源极—吸极之下的领域中,具有价电子带之上端,较该半导体基板之价电子带上端为高之材料所构成之领域者。11. 如申请专利范围第7项所述之半导体装置,其中该半导体层之下部系平坦状,上述绝缘膜在上述源极—吸极领域下之厚度,系较上述通道领域下之厚度为薄者。12. 如申请专利范围第7项所述之半导体装置,其中该源极—吸极领域下之上述绝缘膜的电介质常数,较上述通道领域下之上述绝缘膜的电介质常数为低者。13. 一种半导体装置之制造方法,其特征系在:此制造方法具有:—在半导体基板上介以第一绝缘膜形成半导体层之过程;—在该半导体层上形成第二绝缘膜之过程;—在该第二绝缘膜上,将闸极图案化形成之过程;—将上述闸极作为屏罩,进行与上述半导体基板同导电型之离子布植,形成较上述半导体基板杂质浓度为高的高浓度领域之过程;以及—将上述闸极作为屏罩,进行与上述半导体基板逆电型之离子布植,在上述半导体层形成源极—吸极领域之过程。14. 一种半导体装置之制造方法,其特征系在:此制造方法具有:—在半导体基板上形成第一绝缘膜之过程;—将上述绝缘膜及半导体基板蚀刻,在上述半导体基板上形成沟之过程;—在上述沟中形成第二绝缘膜,将上述第一及第二绝缘膜之上面予以平坦化之过程;—在上述第一及第二绝缘膜上形成半导体层之过程;—在该半导体层上形成第三绝缘膜之过程;—在该第三绝缘膜上将闸极图案化形成之过程;以及—将上述闸极作为屏罩,进行与上述半导体层逆导电型之离子布植,在上述半导体层形成源极—吸极领域之过程。15. 一种半导体装置之制造方法,其特征系在:此制造方法具有:—在半导体基板上形成第一绝缘膜之过程;—将该第一绝缘膜之一部份予以蚀刻之过程;—在上述半导体基板上之上述第一绝缘膜遭蚀刻的部份,以磊晶成长法形成与上述半导体基板同薄电型之半导体之过程;—在上述第一绝缘膜及由上述磊晶成长法所形成之半导体上,形成第二绝缘膜之过程;—在上述第二绝缘膜上形成半导体层之过程;—在该半导体层上形成第三绝缘膜之过程;—在该第三绝缘膜上,将闸极图案化形成之过程;以及—在上述闸极作为屏罩进行与上述半导体层逆导电型之离子布植,在上述半导体层中形成源极—吸极领域之过程者。16. 一种半导体装置之制造方法,其特征系在:此制造方法具有:—在半导体基板上介以第一绝缘膜形成半导体层之过程;—在该半导体层上,形成第二绝缘膜之过程;—在该第二绝缘膜上形成闸极之过程;—将上述闸极作为屏罩,在上述第一绝缘膜中将氟予以离子布植,在上述第一绝缘膜中形成低介电领域之过程;以及—将上述闸极作为屏罩进行与上述半导体层逆导电型之离子布植,在上述低介电领域上之上述半导体层中形成源极—吸极领域之过程。图示简单说明:图1系本发明各实施形态之SOI型MOSFET的空乏层之形状图。图2系本发明各实施形态之SOI型MOSFET内之等电位分布图。图3系本发明第一实施形态之SOI型MOSFET的构造之断面图。图4系上述第一实施形态之SOI型MOSFET的等电位分布图。图5系上述第一实施形态之SOI型MOSFET的制造过程之说明图。图6系上述第一实施形态之SOI型MOSFET,其临界电压之通道长依存性与习用SOI型MOSFET之比较图。图7系上述第一实施形态之SOI型MOSFET,其适用于锗之离子布植的制造过程之说明图。图8系上述第一实施形态之SOI型MOSFET,其适用于锗之离子布植的SOI型MOSFET的p型半导体基板之能带图。图9系本发明第二实施形态之SOI型MOSFET的构造之断面图。图10系本发明第二实施形态之SOI型MOSFET之等电位分布图。图11系本发明第二实施形态之SOI型MOSFET的制造过程之说明图。图12系上述第二实施形态之SOI型MOSFET,其临界値之通道依存性,与习用SOI型MOSFET之比较图。图13系上述第二实施形态之SOI型MOSFET,利用薄膜成长技术予以制造的过程之说明图。图14系本发明第三实施形态之SOI型MOSFET的构造之断面图。图15系上述第三实施形态之SOI型MOSFET的埋入绝缘膜之电介质常数与临界电压及源极—吸极容量之关系图。图16系上述第三实施形态之SOI型MOSFET的埋入绝缘膜之电介质常数与短通道效果之关系图。图17系上述第三实施形态之SOI型MOSFET中,埋入绝缘膜之电介质常数变更时的等电位分布之说明图。图18系上述第三实施形态之SOI型MOSFET的制造过程之说明图。图19系上述第三实施形态之SOI型MOSFET的制造过程之说明图。图20系上述第三实施形态之SOI型MOSFET的制造过程之说明图。图21系上述第三实施形态之SOI型MOSFET的等电位分布之说明图。图22系上述第一实施形态之构造与上述第二实施形态之构造组合成之SOI型MOSFET的构造之断面图。图23系上述第一实施形态之构造与上述第三实施形态之构造组合成之SOI型MOSFET的构造之断面图。图24系上述第二实施形态之构造与上述第三实施形态之构造组合成之SOI型MOSFET的构造之断面图。图25系上述第一,第二及第三实施形态之构造组合成的SOI型MOSFET构造之断面图。图26系习用MOSFET中,短通道效果发生时之空乏层的形状图。图27系习用MOSFET中,短通道效果发生时之等电位线的形状图。图28系习用SOI型MOSFET构成之断面图。
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