JPH0312962A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0312962A JPH0312962A JP1148071A JP14807189A JPH0312962A JP H0312962 A JPH0312962 A JP H0312962A JP 1148071 A JP1148071 A JP 1148071A JP 14807189 A JP14807189 A JP 14807189A JP H0312962 A JPH0312962 A JP H0312962A
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- Japan
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- gate
- gate electrode
- insulating film
- drain
- semiconductor device
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- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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〕
この発明は半導体装置に関するものであり、特に電界効
果トランジスタの素子構造とその製造方法に関するもの
である。
果トランジスタの素子構造とその製造方法に関するもの
である。
第8図ta+ h従来の電界効果トランジスタの一例?
示す平面図である。第8図(alは、ソース領域((2
)% ドレイン領域((3)およびゲート電極(6)全
保護するための絶縁膜(7)か除かれた状態で示されて
いる。第8図tbl [第8図(a、1で示された従来
例の6I−I’断面での断面図であり、第8図1111
で除かれた絶縁1模(7)が描き加えられている。第8
図(0)ハその記号を表わしている。なお、第8図ta
l l−j NチャンネルMO8)ランジスタ (エン
ハンスメント形)を示している。
示す平面図である。第8図(alは、ソース領域((2
)% ドレイン領域((3)およびゲート電極(6)全
保護するための絶縁膜(7)か除かれた状態で示されて
いる。第8図tbl [第8図(a、1で示された従来
例の6I−I’断面での断面図であり、第8図1111
で除かれた絶縁1模(7)が描き加えられている。第8
図(0)ハその記号を表わしている。なお、第8図ta
l l−j NチャンネルMO8)ランジスタ (エン
ハンスメント形)を示している。
第8図fb+において、P型シリコンかうする半導体基
板Illに、N型半導体のソース領域(2)、およびN
型半導体のドレイン領域((3)が間隔kitいて配置
され、素子分離を行うための、フィールド酸化膜と呼ば
れる絶縁膜)4)で取り囲まれている。上記ソース領域
1(2)とドレイン領域(3jとの間をなす、半導体基
板jlIの表面にはゲート絶縁膜5)が結合されている
。上記ゲート絶縁膜+51の表面にはゲート電極(6)
が結合されている。上記ソース領域(2)、ドレイン領
域13)、ゲート電極(6)ハ絶縁膜+71で被覆され
ており、上記絶縁膜(7)の、上記両@域およびゲート
電極(61上の部位rCはコンタクトホール(8)が穿
孔されている。このコンタクトホール(8)にアルミ配
線用電極(9)が配置されている。
板Illに、N型半導体のソース領域(2)、およびN
型半導体のドレイン領域((3)が間隔kitいて配置
され、素子分離を行うための、フィールド酸化膜と呼ば
れる絶縁膜)4)で取り囲まれている。上記ソース領域
1(2)とドレイン領域(3jとの間をなす、半導体基
板jlIの表面にはゲート絶縁膜5)が結合されている
。上記ゲート絶縁膜+51の表面にはゲート電極(6)
が結合されている。上記ソース領域(2)、ドレイン領
域13)、ゲート電極(6)ハ絶縁膜+71で被覆され
ており、上記絶縁膜(7)の、上記両@域およびゲート
電極(61上の部位rCはコンタクトホール(8)が穿
孔されている。このコンタクトホール(8)にアルミ配
線用電極(9)が配置されている。
第8図+clにおいて、Dはドレイン’ik、F(3)
d。
d。
ソース電極、Gはゲート電極を示してbる。
また、第9図til+から第9図101に従来装置の製
造方法を示すために、その工程に従って示した素子の断
面図である。
造方法を示すために、その工程に従って示した素子の断
面図である。
捷ず、P型シリコンの半導体基板)11上に絶縁膜(4
1が形成され、素子の分離が行われる。その後ゲート絶
縁膜15)、例えば酸化シリコン膜が形成され、次いで
ゲート電極もその一部に含まれる導電体つ0)、例えば
ポリシリコン膜がゲート絶縁膜151の表面に形成され
、更に上&i導電体□□□の表面にレジスト3υが塗布
され、写真製版技術によシバターニングされる。ここま
での工程によって形成された素子の状態の断面図が第9
図101である。
1が形成され、素子の分離が行われる。その後ゲート絶
縁膜15)、例えば酸化シリコン膜が形成され、次いで
ゲート電極もその一部に含まれる導電体つ0)、例えば
ポリシリコン膜がゲート絶縁膜151の表面に形成され
、更に上&i導電体□□□の表面にレジスト3υが塗布
され、写真製版技術によシバターニングされる。ここま
での工程によって形成された素子の状態の断面図が第9
図101である。
次イで、バターニングされたレジストgll iマスク
として、導電体−がエツチングされ、ゲート電極(6)
が形成される。その後イオン注入技術を用いて%P型シ
リコンの半導体基板)110辰而に不純物、例えばヒ素
が注入され、N型半導体のソース領域)(2)、N型半
導体のドレイン領域(3)が形成される。ここまでの工
程によって形成された素子の状態の断面図が第9図10
1である。
として、導電体−がエツチングされ、ゲート電極(6)
が形成される。その後イオン注入技術を用いて%P型シ
リコンの半導体基板)110辰而に不純物、例えばヒ素
が注入され、N型半導体のソース領域)(2)、N型半
導体のドレイン領域(3)が形成される。ここまでの工
程によって形成された素子の状態の断面図が第9図10
1である。
更に、ソース領域(2)、ドレイン領域−(3)および
ゲート電極16)を保護するため絶縁膜17)がOVD
技術により積層される。その後、上記絶縁膜17)の、
上記両領域およびゲート電極16)上の部位には写真製
版技術を用いてコンタクトホール(8)が穿孔され、ア
ルミの配線用電極(9)が形成される。
ゲート電極16)を保護するため絶縁膜17)がOVD
技術により積層される。その後、上記絶縁膜17)の、
上記両領域およびゲート電極16)上の部位には写真製
版技術を用いてコンタクトホール(8)が穿孔され、ア
ルミの配線用電極(9)が形成される。
ここまでの工程によって形成された素子の状態の断面図
が第9図101である。
が第9図101である。
次に動作について説明する。
第8図f(1)l、 +01において、ソース′市極S
を接地し、ドレイン電極りに一定電圧VDIIIを印加
すると、この状態でゲート電極GVc印加された電圧、
丁なわちゲート電圧VOが、VG=0であれば、N型半
導体のソース領域+(2)とPffuの半導体基板11
)の接合およびP型の半導体基板IIIとN型半導体の
ドレイン領域1(3)の接合が電流を離断し、ソース−
ドレイン間には電流が流れない。次に、ゲート電極Gに
5ある電圧を印加するとソース領域12)とドレイン領
域13)との開の、絶R膜+51と接するP型の半導体
基板+11の表面頭M、に電子が引き寄せられて、N型
半導体のソース領域:2jとN型半導体のドレイン領域
(3)との間をN型半導体の伝導層で結ばれることにな
り電流が流れる。
を接地し、ドレイン電極りに一定電圧VDIIIを印加
すると、この状態でゲート電極GVc印加された電圧、
丁なわちゲート電圧VOが、VG=0であれば、N型半
導体のソース領域+(2)とPffuの半導体基板11
)の接合およびP型の半導体基板IIIとN型半導体の
ドレイン領域1(3)の接合が電流を離断し、ソース−
ドレイン間には電流が流れない。次に、ゲート電極Gに
5ある電圧を印加するとソース領域12)とドレイン領
域13)との開の、絶R膜+51と接するP型の半導体
基板+11の表面頭M、に電子が引き寄せられて、N型
半導体のソース領域:2jとN型半導体のドレイン領域
(3)との間をN型半導体の伝導層で結ばれることにな
り電流が流れる。
すなわち、このトランジスタはON状態になる。
このゲート電圧Voとドレイン−ソース間に流れる電流
すなわちドレイン電流よりθとの関係が第1θ図に示さ
れてrる。
すなわちドレイン電流よりθとの関係が第1θ図に示さ
れてrる。
このように、ゲート電極G に印加される゛電圧rCよ
り発生する電界によってドレイン電流より8を制御する
ことができる。この電気特性による一つの応用として、
ゲート電圧7Gのしきい値?設定し、このしきい値會越
える電圧(高電位VH)あるいは未満の電圧(低電位V
l、)(i7印加することにより、ON状態とOFF状
態を得ることができ、この各々の状態に論理の1.0を
対応させることにより論理回路を構成することができる
。この論理回路の構成例を第11図および第12図にて
説明する。
り発生する電界によってドレイン電流より8を制御する
ことができる。この電気特性による一つの応用として、
ゲート電圧7Gのしきい値?設定し、このしきい値會越
える電圧(高電位VH)あるいは未満の電圧(低電位V
l、)(i7印加することにより、ON状態とOFF状
態を得ることができ、この各々の状態に論理の1.0を
対応させることにより論理回路を構成することができる
。この論理回路の構成例を第11図および第12図にて
説明する。
第11図はMO8型トランジスタ3個で構成された論理
回路の一例である。MO8型トランジスタMl、M2.
M3は直列に結合されており、M3のソースは接地され
ている。また、MlのドレイM )とは結線されてい
る。入力信号V i n l、Vin2は、M2、M3
のゲート端子A、Bに印加される。出力点FばMlのソ
ースとM2のドレインとの接続点から引き出されていて
、出力電圧ば■−e−8+である。M1uj のドレインに印加される電圧VDDは、MO8型トラン
ジスタM1のしきい値以上の値とする。
回路の一例である。MO8型トランジスタMl、M2.
M3は直列に結合されており、M3のソースは接地され
ている。また、MlのドレイM )とは結線されてい
る。入力信号V i n l、Vin2は、M2、M3
のゲート端子A、Bに印加される。出力点FばMlのソ
ースとM2のドレインとの接続点から引き出されていて
、出力電圧ば■−e−8+である。M1uj のドレインに印加される電圧VDDは、MO8型トラン
ジスタM1のしきい値以上の値とする。
入力信号V i n l 、 V i n 2の各電圧
として、M OS q トランジスタM2、M3のしき
い値以上の電圧が印加されるとM2、M3はON状態に
なるものとする。このときのV i n l 、 V
in2の電圧をVH(後に示される真理値表1に対応)
とする。また逆に% MOEI型トランジスタM2、M
3がOFF状態となるときのvtnl、Vin2の電圧
をVL(後に示される真理値表の0に対応)とする。
として、M OS q トランジスタM2、M3のしき
い値以上の電圧が印加されるとM2、M3はON状態に
なるものとする。このときのV i n l 、 V
in2の電圧をVH(後に示される真理値表1に対応)
とする。また逆に% MOEI型トランジスタM2、M
3がOFF状態となるときのvtnl、Vin2の電圧
をVL(後に示される真理値表の0に対応)とする。
第11図において、VDDが印加されトランジスタM1
がON状態のときVinl、Vin2に電圧VLが印加
されると、トランジスタM2、M3がOFF状態となり
、出力点Fの出力信号v−e−廿÷には、はぼVDDの
萬電位(後にLLj 示される真理値表の1に対+6 )が発生する。また、
V j、 n l 、 V i n 2に電圧VHが印
加されるとM2.M3はON状態となるため、出力点F
の出力信号V 4 e+には、約0ボルトの電位ut (後に示される真理値表のOに対15 )が発生する。
がON状態のときVinl、Vin2に電圧VLが印加
されると、トランジスタM2、M3がOFF状態となり
、出力点Fの出力信号v−e−廿÷には、はぼVDDの
萬電位(後にLLj 示される真理値表の1に対+6 )が発生する。また、
V j、 n l 、 V i n 2に電圧VHが印
加されるとM2.M3はON状態となるため、出力点F
の出力信号V 4 e+には、約0ボルトの電位ut (後に示される真理値表のOに対15 )が発生する。
同様に、V i n lにVH,V i n 2にV’
Lfそれぞれ印加した場合および■i n lにVL。
Lfそれぞれ印加した場合および■i n lにVL。
V i n 2にVHをそれぞれ印加した場合をも想定
して真理値表を作成すると、%8表のようになる。
して真理値表を作成すると、%8表のようになる。
(8)
第舎表
第零表
第音表の真理値表から分かるごとく、MOB型トランジ
スタM2、M8がともにOF F状態で出力はON状態
、またM2.M8のどちらかがON状態であれば出力は
ON状態、そしてM2、M8が共にON状態であるとき
のみ出力はOFF状態となり、この論理回路はNAND
論理の機能を持つことになる。また、第12図はMO8
型トランジスタ3個で構成された論理回〔発明が解決し
ようとする課題〕 従来の半導体装置は以上のように構成されているので、
ソース−ドレイン間の印加電圧が定寸ると、あるゲート
電圧によって定まる一つの状態のドレイン電流が流れる
ように制御される。
スタM2、M8がともにOF F状態で出力はON状態
、またM2.M8のどちらかがON状態であれば出力は
ON状態、そしてM2、M8が共にON状態であるとき
のみ出力はOFF状態となり、この論理回路はNAND
論理の機能を持つことになる。また、第12図はMO8
型トランジスタ3個で構成された論理回〔発明が解決し
ようとする課題〕 従来の半導体装置は以上のように構成されているので、
ソース−ドレイン間の印加電圧が定寸ると、あるゲート
電圧によって定まる一つの状態のドレイン電流が流れる
ように制御される。
とができなかった。このため半導体装置の高機能化にあ
たっては、多くの素子数が必要とな、りを実現するため
には素子数が多くなり、十分高性能化が果たせなかった
。
たっては、多くの素子数が必要とな、りを実現するため
には素子数が多くなり、十分高性能化が果たせなかった
。
この発明に上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、二つ以上あるゲート電極に任意の電圧を印加
することにより、一つの半導体装置で二つ以上の状態で
の電気特性ケ得ることができるような半導体装置を得る
ことを目的としている。
たもので、二つ以上あるゲート電極に任意の電圧を印加
することにより、一つの半導体装置で二つ以上の状態で
の電気特性ケ得ることができるような半導体装置を得る
ことを目的としている。
この発明に係わる半導体装置は、ソース領域とドレイン
領域とを結ぶ経路の電流を、ゲート電極に印加される信
号により制御するために、少なくとも二つのゲート電極
を、上記両gA域を結ぶ、少なくとも二つの経路に沿っ
て一方の領域力・ら他方の領域まで、互いに並べて延長
したものである。
領域とを結ぶ経路の電流を、ゲート電極に印加される信
号により制御するために、少なくとも二つのゲート電極
を、上記両gA域を結ぶ、少なくとも二つの経路に沿っ
て一方の領域力・ら他方の領域まで、互いに並べて延長
したものである。
また、ソース領域とドレイン領域とを結ぶ経路を区分し
て、少なくとも二つのゲート電極を配置したものである
。
て、少なくとも二つのゲート電極を配置したものである
。
また、前記のとさき半導体装ff1H半導体基板に素子
分離のための絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜全形成する
工程、ゲート絶縁膜に4′を体をTi台し、ゲート電極
?形成する工程、半導体基板設面に不純物全拡散し、ソ
ース領域、ドレイン領域となる高濃度不純物拡散層を形
成する工程、ゲート電極を二つ以上に分割し、分割され
たゲート電極間全絶縁する工程、素子表面に絶縁楔全形
成する工程およびソース領域、ドレイン領域およびゲー
ト電極に配線用電極を形成する工程を含む製造方法によ
り製造されるものである。
分離のための絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜全形成する
工程、ゲート絶縁膜に4′を体をTi台し、ゲート電極
?形成する工程、半導体基板設面に不純物全拡散し、ソ
ース領域、ドレイン領域となる高濃度不純物拡散層を形
成する工程、ゲート電極を二つ以上に分割し、分割され
たゲート電極間全絶縁する工程、素子表面に絶縁楔全形
成する工程およびソース領域、ドレイン領域およびゲー
ト電極に配線用電極を形成する工程を含む製造方法によ
り製造されるものである。
上記のように構成された半導体装置は、ソース領域とド
レイン領域とを結ぶ経路に沿って、ゲート電極が分割さ
れ、配置されていて%電圧が印加されたゲート電極の下
の半導体基板表面領域に伝導層が誘起される。このため
、ソース領域とドレイン領域との間に、ある電圧が印加
きれた場合、分割されたゲート電極の電圧の印加の方法
を選定Tることにより、ソース−ドレイン間の電流をゲ
ート電極の分割数に応じて段階的に変化させることがで
きる。
レイン領域とを結ぶ経路に沿って、ゲート電極が分割さ
れ、配置されていて%電圧が印加されたゲート電極の下
の半導体基板表面領域に伝導層が誘起される。このため
、ソース領域とドレイン領域との間に、ある電圧が印加
きれた場合、分割されたゲート電極の電圧の印加の方法
を選定Tることにより、ソース−ドレイン間の電流をゲ
ート電極の分割数に応じて段階的に変化させることがで
きる。
第1図tal l−j本発明の一実旌13’ll k示
す平面図であり、ソース領域1(2)とドレイン領域(
3)との間を結ぶ経路に沿って、両唄域の間を結ぶ、第
1ゲート電極(8alおよび第2ゲート電極(6b)が
ゲート絶縁膜+51の表面に結合された構成で示されて
いる。第1図talにおいては、ソース領域2)、ドレ
イン領域13)およびゲート電極(8a) 。
す平面図であり、ソース領域1(2)とドレイン領域(
3)との間を結ぶ経路に沿って、両唄域の間を結ぶ、第
1ゲート電極(8alおよび第2ゲート電極(6b)が
ゲート絶縁膜+51の表面に結合された構成で示されて
いる。第1図talにおいては、ソース領域2)、ドレ
イン領域13)およびゲート電極(8a) 。
(6b)を保護するための絶縁膜(7a) (7b
)が除かれた状態で示されている。筺た、第1図1dl
におりて、Lはゲート長音、Wlは第1ゲート電極のゲ
ート幅を、W2は第2ゲート電極のゲート幅を示してい
る。第1図(+)1および第1図(olに第1図tal
で示された本発明の実施例のI −I’断面およびn
−n’断面での断面図であり、第1図(8L1で除かれ
た絶縁膜(7a)、+7blが描かき(2)0えられて
いる。第1図t(11は本実施例ケ示した記号で、Dは
ドレイン電極、Sはソース電極、G1 は第1ゲート電
極、G2は第2ゲート電極を示している。この構成の場
合、二種のトランジスタを並列に配置したような構成に
なっている。第1図1dlに記号が示されたこのような
トランジスタにおいて、いまたとえばff1lゲート電
極および第2ゲート電極のゲート幅の関係がW 、 >
Wtとすると、ドレイン電流より9 と第1ゲート電
圧VGIおよび第1ゲート電圧VG2との関係(より5
−VGI、VG2特性)は第2図に示されているように
なる。ドレイン填極DK電圧VDst”印加している状
態で、第1ゲート電極a 1vc電圧VGl、第2ゲー
ト電極G2に電圧Vo2.fz印加したとき、よりEI
−vol、vo2特性はa点を通る曲線■となる。
)が除かれた状態で示されている。筺た、第1図1dl
におりて、Lはゲート長音、Wlは第1ゲート電極のゲ
ート幅を、W2は第2ゲート電極のゲート幅を示してい
る。第1図(+)1および第1図(olに第1図tal
で示された本発明の実施例のI −I’断面およびn
−n’断面での断面図であり、第1図(8L1で除かれ
た絶縁膜(7a)、+7blが描かき(2)0えられて
いる。第1図t(11は本実施例ケ示した記号で、Dは
ドレイン電極、Sはソース電極、G1 は第1ゲート電
極、G2は第2ゲート電極を示している。この構成の場
合、二種のトランジスタを並列に配置したような構成に
なっている。第1図1dlに記号が示されたこのような
トランジスタにおいて、いまたとえばff1lゲート電
極および第2ゲート電極のゲート幅の関係がW 、 >
Wtとすると、ドレイン電流より9 と第1ゲート電
圧VGIおよび第1ゲート電圧VG2との関係(より5
−VGI、VG2特性)は第2図に示されているように
なる。ドレイン填極DK電圧VDst”印加している状
態で、第1ゲート電極a 1vc電圧VGl、第2ゲー
ト電極G2に電圧Vo2.fz印加したとき、よりEI
−vol、vo2特性はa点を通る曲線■となる。
この状態でVO2,=0とし、vax*y化させると、
その10日−VGI特性はb点を通る曲線■となる。ま
た逆にVGI−0とし、VGgを変化させると、そのI
n5−VG2特性は0点を通る曲線■となる。また別の
見方をすると、ドレイン電極りに印加される電圧を一定
(VA)にした状態で第1ゲート電極G1、第2ゲート
市極G2に印加される電圧値をVAと定めて第lゲート
電極G1、第2ゲート電極02をON。
その10日−VGI特性はb点を通る曲線■となる。ま
た逆にVGI−0とし、VGgを変化させると、そのI
n5−VG2特性は0点を通る曲線■となる。また別の
見方をすると、ドレイン電極りに印加される電圧を一定
(VA)にした状態で第1ゲート電極G1、第2ゲート
市極G2に印加される電圧値をVAと定めて第lゲート
電極G1、第2ゲート電極02をON。
OFFすることにより、一つのトランジスタでドレイン
電流よりsの値がa、b、cと段階的に変化させること
ができる。これは一つのトランジスタで複数の電気特性
を得ることができること?示している。
電流よりsの値がa、b、cと段階的に変化させること
ができる。これは一つのトランジスタで複数の電気特性
を得ることができること?示している。
第3図は上記の、一つのトランジスタで複数の電気特性
を得ることができることの応用として、従来のトランジ
スタ1個と本発明のトランジスタ1個と全開いてNOR
回路が構成され得ることを示した図である。点線の円で
囲まれた部分が本発明のトランジスタである。このとき
第1ゲート電極および躬2ゲート電極のゲート幅の関係
がWl−W2であるとする。入力信号Vi nl、 V
i n 2は高電位VHでON状態となり、論理の1
と対応している。出力点けFで、その電圧はve−+f
−譬である。
を得ることができることの応用として、従来のトランジ
スタ1個と本発明のトランジスタ1個と全開いてNOR
回路が構成され得ることを示した図である。点線の円で
囲まれた部分が本発明のトランジスタである。このとき
第1ゲート電極および躬2ゲート電極のゲート幅の関係
がWl−W2であるとする。入力信号Vi nl、 V
i n 2は高電位VHでON状態となり、論理の1
と対応している。出力点けFで、その電圧はve−+f
−譬である。
0 晩 を
第主表
第3図の構成の回#@ば、第牛表に示された真理値表の
ごとく、第1ゲート電極G1、第2ゲート電極G2がO
FF状態のときのみ出力点Fの円方信号■+計4に高電
位が発生するため、Nut t OR論理の機能全行っている。このように従来装置では
3個のトランジスタで構成されたNOR回路が本発明の
トランジスタを用いれば2個で構成され得る。
ごとく、第1ゲート電極G1、第2ゲート電極G2がO
FF状態のときのみ出力点Fの円方信号■+計4に高電
位が発生するため、Nut t OR論理の機能全行っている。このように従来装置では
3個のトランジスタで構成されたNOR回路が本発明の
トランジスタを用いれば2個で構成され得る。
また上記の実施例ではソース領域(2)とドレイン領域
((3)との間を結ぶ経路に沿って、両領域の間を結ぶ
二つのゲート電極で構成されたトランジスタの例が示さ
れているが、上記両頭にを結ぶ経路を区分して、配置さ
れた複数のゲートを用いて構成きれたトランジスタも同
様の効果が期待できる。第4図(a、1はこのような他
の実施例を示す平面図で、ソース領域;(2)とドレイ
ン領域3)との間を結、ぶ経路を区分して二つのゲート
電極<B a) ’J (tl b)がゲート絶縁膜
、51の表面に結合された場合を示している。第4図+
alではソース領域+(2)、ドレイン領域((3)お
よびゲート電極(8a) (61)>k保護するた
めの絶縁膜(7a) (7b)が除かれた状態で示
されている。また第4図talにおいて、Wは各々のゲ
ート幅を、Llは第1ゲート電極Glのゲート長を、L
、は第2ゲート電極G2のゲート長を示している。第4
図+blは第4図talで示された本発明の実施例のI
−I’断面での断面図であり、第4図IJLIで除かれ
た絶縁[(7a)、(7b)が描き加えられている。第
4図10)は本実施例?示した記号で、Dはドレイン電
極、Sはソース電極、Glは第1ゲート岐極、G2は第
2ゲート電極を示している。第1ゲート電極および第2
ゲート肛極のゲート長の関係は、例えばLl>L2であ
るとする。この場合のより+3−VGIVG2特性が第
5図に示されている。
((3)との間を結ぶ経路に沿って、両領域の間を結ぶ
二つのゲート電極で構成されたトランジスタの例が示さ
れているが、上記両頭にを結ぶ経路を区分して、配置さ
れた複数のゲートを用いて構成きれたトランジスタも同
様の効果が期待できる。第4図(a、1はこのような他
の実施例を示す平面図で、ソース領域;(2)とドレイ
ン領域3)との間を結、ぶ経路を区分して二つのゲート
電極<B a) ’J (tl b)がゲート絶縁膜
、51の表面に結合された場合を示している。第4図+
alではソース領域+(2)、ドレイン領域((3)お
よびゲート電極(8a) (61)>k保護するた
めの絶縁膜(7a) (7b)が除かれた状態で示
されている。また第4図talにおいて、Wは各々のゲ
ート幅を、Llは第1ゲート電極Glのゲート長を、L
、は第2ゲート電極G2のゲート長を示している。第4
図+blは第4図talで示された本発明の実施例のI
−I’断面での断面図であり、第4図IJLIで除かれ
た絶縁[(7a)、(7b)が描き加えられている。第
4図10)は本実施例?示した記号で、Dはドレイン電
極、Sはソース電極、Glは第1ゲート岐極、G2は第
2ゲート電極を示している。第1ゲート電極および第2
ゲート肛極のゲート長の関係は、例えばLl>L2であ
るとする。この場合のより+3−VGIVG2特性が第
5図に示されている。
この場合第1ゲート電極Gl、第2ゲート電極G2に同
じ電圧を印部し、その電圧を変化させたときは、ゲート
長L1、L、を加算したゲート長をもつトランジスタと
同様な特性にイ得ることができる。この電流−電圧特性
(IDθ−VG特性)は第5図のa点を通る曲線■によ
り示される。
じ電圧を印部し、その電圧を変化させたときは、ゲート
長L1、L、を加算したゲート長をもつトランジスタと
同様な特性にイ得ることができる。この電流−電圧特性
(IDθ−VG特性)は第5図のa点を通る曲線■によ
り示される。
次に第2ゲート屯極G2に印加される電圧を、第1ゲー
ト電極G1に印加される電圧よりαだけ変化させた場合
、ドレイン電流Insは変化する。VG 2=VG l
−1−aのときは、ドレイン電流よりsは流れ易くなり
、a点から上のb点を通る曲線■に示されるより 8−
V a 1特性となる。
ト電極G1に印加される電圧よりαだけ変化させた場合
、ドレイン電流Insは変化する。VG 2=VG l
−1−aのときは、ドレイン電流よりsは流れ易くなり
、a点から上のb点を通る曲線■に示されるより 8−
V a 1特性となる。
またVG2=vo1−αのときは、ドレイン電流IDS
はr#流れ離〈なり、a点から下の0点を通る曲線■に
示されるより5−VGIP#性となる。このため第1ゲ
ート屯極G I Vc印那される電圧をVGl=VAと
し、VG2の1直f V G 2 = V G 1、V
G 2=vo 1+ぼ、VG 2=V() l−υと質
化させると、第5魁点、b点、0点の電流値を得るこの とができる。
はr#流れ離〈なり、a点から下の0点を通る曲線■に
示されるより5−VGIP#性となる。このため第1ゲ
ート屯極G I Vc印那される電圧をVGl=VAと
し、VG2の1直f V G 2 = V G 1、V
G 2=vo 1+ぼ、VG 2=V() l−υと質
化させると、第5魁点、b点、0点の電流値を得るこの とができる。
この応用として、先の実施例と同様にして、論理回路全
構成することができる。第6図は、その論理回路の実施
例で、従来のトランジスタ1個−1〜で%回路が構成さ
れ得る ことを示した図である。点線の円で囲まれた部分が本発
明のトランジスタである。このとき粥lゲート電極およ
び化2ゲート覗憧のそれぞれの長さの関係はり、=L、
とする。入力信号Vinl 、 V i n 2は高電
位vI(でON状態となシ、論理の1と対応している。
構成することができる。第6図は、その論理回路の実施
例で、従来のトランジスタ1個−1〜で%回路が構成さ
れ得る ことを示した図である。点線の円で囲まれた部分が本発
明のトランジスタである。このとき粥lゲート電極およ
び化2ゲート覗憧のそれぞれの長さの関係はり、=L、
とする。入力信号Vinl 、 V i n 2は高電
位vI(でON状態となシ、論理の1と対応している。
出力点はFで、そのα旬 ・
第 字 表
また、第7図1mlから第7図tflは本発明に係わる
半導体装置の製造方法を示すために、その工程に従って
示した素子の断面図である。図において、 (1)〜:
e+、(8)、(9)、1(2)1.2zは前記従来装
置の製造方法の素子の断面図において示したものと同じ
である。
半導体装置の製造方法を示すために、その工程に従って
示した素子の断面図である。図において、 (1)〜:
e+、(8)、(9)、1(2)1.2zは前記従来装
置の製造方法の素子の断面図において示したものと同じ
である。
寸ず、2厘の半導体基板Ill上にフィールド酸化膜と
呼ばれる絶縁膜(4)が形成され、素子の分離が行われ
る。その後ゲート絶縁膜(,5)、例えば酸化シリコン
膜が形成され、次いでゲート電極もその一部に含捷れる
4電体3011例えばポリシ硼 リコン膜がゲート絶縁膜+51の表面に形成され、更に
上記導電体−の表向にレジスト圓が塗布され、写真製版
技術によりバターニングされる。
呼ばれる絶縁膜(4)が形成され、素子の分離が行われ
る。その後ゲート絶縁膜(,5)、例えば酸化シリコン
膜が形成され、次いでゲート電極もその一部に含捷れる
4電体3011例えばポリシ硼 リコン膜がゲート絶縁膜+51の表面に形成され、更に
上記導電体−の表向にレジスト圓が塗布され、写真製版
技術によりバターニングされる。
ここまでの工程によって形成された素子の状態の断面図
が第7図talである。
が第7図talである。
次いでバターニングされたレジス)t、!1)’Qマス
クとして%導電体(4))がエツチングされ、ゲート電
極(6)が形成される。その後イオン注入技術を用いて
、半導体基板11)の表面に不純物、例えばヒ素が注入
され、N型半導体のソース領域)2N型半導体のドレイ
ン領域(3)が形成される。
クとして%導電体(4))がエツチングされ、ゲート電
極(6)が形成される。その後イオン注入技術を用いて
、半導体基板11)の表面に不純物、例えばヒ素が注入
され、N型半導体のソース領域)2N型半導体のドレイ
ン領域(3)が形成される。
ここまでの工程によって形成された素子の状態の断面図
が第7図(b+である。以上の工程は従来装置の工程と
同じである。
が第7図(b+である。以上の工程は従来装置の工程と
同じである。
次にレジストt3tll全塗布し、ゲート電極16)全
分割するために、写真製版技i’に用いてノくターニン
グされる。ここまでの工程によって形成された素子の状
態の断面図が第7図10)である。
分割するために、写真製版技i’に用いてノくターニン
グされる。ここまでの工程によって形成された素子の状
態の断面図が第7図10)である。
その後、バターニングされたレジストfマスクとして、
ゲート[電極1G)である導電体がエツチングされ、分
割されたゲート電極(Ba)、(ab)が形成される。
ゲート[電極1G)である導電体がエツチングされ、分
割されたゲート電極(Ba)、(ab)が形成される。
ここまでの工程によって形成された素子の状態の断面図
が第7図1d−)である。
が第7図1d−)である。
次いで分割されたゲート電極(6a)、r6b)の間を
絶縁するために1絶縁暎(7a)例えばシリコン膜が熱
処理により形成され、更に、ソース領域)2)、ドレイ
ン領域13)およびゲート電極(6a)、(6b)を保
護するため絶縁膜(7b)が、例えばCvD技術により
積層される。ここまでの工程によって形成された素子の
状態の断面図が第7図(eiである。
絶縁するために1絶縁暎(7a)例えばシリコン膜が熱
処理により形成され、更に、ソース領域)2)、ドレイ
ン領域13)およびゲート電極(6a)、(6b)を保
護するため絶縁膜(7b)が、例えばCvD技術により
積層される。ここまでの工程によって形成された素子の
状態の断面図が第7図(eiである。
その後、上記絶縁膜(7a)、(7b)の、上記両饋域
およびゲート電極(6a) (61))上の部位に
は写S製版技術を用いてコンタクトホール(8)が穿孔
され、アルミの配線用電極(9)が形成される。ここま
での工程によって形成された素子の状態の断面図が第7
図tflである。
およびゲート電極(6a) (61))上の部位に
は写S製版技術を用いてコンタクトホール(8)が穿孔
され、アルミの配線用電極(9)が形成される。ここま
での工程によって形成された素子の状態の断面図が第7
図tflである。
ところで上記説明では%NチャンネルMOSトランジス
タ(五ンハンスメント形)の」局舎について述べたが、
その他の半導体装置についても利用できることは言うま
でもない。
タ(五ンハンスメント形)の」局舎について述べたが、
その他の半導体装置についても利用できることは言うま
でもない。
本発明は、以上説明したように構成されているので、以
下に記載されるような効果全奏する。
下に記載されるような効果全奏する。
1素子でもって2以上の状態の電気特性?得ることがで
きるので、少ない素子数で論理回路を構成することがで
き、素子の高集積化がOI能となるお共に、1素子1出
力ではなく、中間的な値の複数の出力が可能となる。
きるので、少ない素子数で論理回路を構成することがで
き、素子の高集積化がOI能となるお共に、1素子1出
力ではなく、中間的な値の複数の出力が可能となる。
また、本発明の半導体装置の製造方法によりゲート電極
が分割された半導体装置を製作することができる。
が分割された半導体装置を製作することができる。
第1図ta+はこの発明による半導体装置の一実施例を
示す平面図、第1図fb+および第1図to+はこの発
明装置の一実施例の断面図、第1図1(11汀この発明
装置の一実施例の記号を示す図、第2図はこの発明装置
の一実施例の電気特性全示す図、第3図はこの発明装置
の一実施例を用いたNOR回路の図、第4図tllLl
けこの発明装置の他の実施列を示す平面図、第4図ib
+はこの発明装置の他の実施列の断面図、第4図+c)
はこの発明装置の他の実施例の記号を示す図、第5図は
この発明装置の他の実施例の電気特性を示す図。 第6図はこの発明装置の他の実施F!AJ’fr用いた
NAND回路の図、第7図はこの発明の半導体装置の製
造方法の各工程における半導体装置の断面図、第8図t
alは従来の半導体装置の平面図、第8図11)lは従
来の半導体装置の断面図、第8図0)に従来の半導体装
置の記号全示す図、第9図は従来の半導体装置の製造方
法の各工程における半導体装置の断面図、第1θ図は従
来の半導体装置の電気特性を示す図、第11図は従来の
半導体装置を用いたNAND回路の図および第12図は
従来の半導体装置を用いたNOR回路の図である。 図において、:11は半導体基板、(2)はソース領域
、+(3)はドレイン領域、(41は絶縁膜、+51は
ゲート絶縁膜、(8a)、 (6b)Viゲート電極、
C’i a) (71))は絶縁膜および(9)は
配線用電極である。なお、各図中同一符号は同−又は相
当部分全示f0
示す平面図、第1図fb+および第1図to+はこの発
明装置の一実施例の断面図、第1図1(11汀この発明
装置の一実施例の記号を示す図、第2図はこの発明装置
の一実施例の電気特性全示す図、第3図はこの発明装置
の一実施例を用いたNOR回路の図、第4図tllLl
けこの発明装置の他の実施列を示す平面図、第4図ib
+はこの発明装置の他の実施列の断面図、第4図+c)
はこの発明装置の他の実施例の記号を示す図、第5図は
この発明装置の他の実施例の電気特性を示す図。 第6図はこの発明装置の他の実施F!AJ’fr用いた
NAND回路の図、第7図はこの発明の半導体装置の製
造方法の各工程における半導体装置の断面図、第8図t
alは従来の半導体装置の平面図、第8図11)lは従
来の半導体装置の断面図、第8図0)に従来の半導体装
置の記号全示す図、第9図は従来の半導体装置の製造方
法の各工程における半導体装置の断面図、第1θ図は従
来の半導体装置の電気特性を示す図、第11図は従来の
半導体装置を用いたNAND回路の図および第12図は
従来の半導体装置を用いたNOR回路の図である。 図において、:11は半導体基板、(2)はソース領域
、+(3)はドレイン領域、(41は絶縁膜、+51は
ゲート絶縁膜、(8a)、 (6b)Viゲート電極、
C’i a) (71))は絶縁膜および(9)は
配線用電極である。なお、各図中同一符号は同−又は相
当部分全示f0
Claims (3)
- (1)ソース領域とドレイン領域、これら両領域を結ぶ
、少なくとも2つの経路に沿つて、一方の領域から他方
の領域まで、互いに並べて延長された、少なくとも2つ
のゲート電極を備え、上記ゲート電極の少なくとも一つ
に信号が印加されることにより、上記両領域を結ぶ経路
の電流を制御することを特徴とする半導体装置。 - (2)ソース領域とドレイン領域、これら両領域を結ぶ
経路を区分して配置された、少なくとも2つのゲート電
極を備え、上記すべてのゲート電極に信号が印加される
ことにより、上記両領域を結ぶ経路の電流を制御するこ
とを特徴とする半導体装置。 - (3)半導体基板に素子分離のための絶縁膜を形成し、
ゲート絶縁膜を形成する工程、ゲート絶縁膜に導電体を
結合し、ゲート電極を形成する工程、半導体基板表面に
不純物を拡散し、ソース領域、ドレイン領域となる高濃
度 不純物拡散層を形成する工程、ゲート電極を二つ以上に
分割し、分割されたゲート電極間を絶縁する工程、素子
表面に絶縁膜を形成する工程およびソース領域、ドレイ
ン領域、ゲート領域に配線用電極を形成する工程を含む
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148071A JPH0312962A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1148071A JPH0312962A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0312962A true JPH0312962A (ja) | 1991-01-21 |
Family
ID=15444565
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1148071A Pending JPH0312962A (ja) | 1989-06-09 | 1989-06-09 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0312962A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005238826A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Microsoft Corp | 無作為に生ずる特徴を備えた耐偽造性及び耐タンバ性ラベル |
-
1989
- 1989-06-09 JP JP1148071A patent/JPH0312962A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005238826A (ja) * | 2004-02-27 | 2005-09-08 | Microsoft Corp | 無作為に生ずる特徴を備えた耐偽造性及び耐タンバ性ラベル |
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