JPH06326311A - MIS type semiconductor device - Google Patents
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- JPH06326311A JPH06326311A JP6103284A JP10328494A JPH06326311A JP H06326311 A JPH06326311 A JP H06326311A JP 6103284 A JP6103284 A JP 6103284A JP 10328494 A JP10328494 A JP 10328494A JP H06326311 A JPH06326311 A JP H06326311A
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Abstract
(57)【要約】
【目 的】 再結合中心密度、電気伝導度、および電
子、ホールの拡散長をアモルファス半導体と結晶性半導
体との中間の性質を有する半導体とすることによって、
特性の優れたMIS型半導体装置を得る。
【構 成】 アモルファス構造の半導体の熱処理を結晶
化温度以下で行なうことにより、アモルファス半導体
は、微結晶と微結晶との間にアモルファスが残存して介
在している半導体に変成される。そして、MIS型半導
体装置におけるチャネル形成領域は、0.1モル原子%
ないし5モル原子%量の水素を含有する半導体よりな
る。
(57) [Summary] [Objective] By making the recombination center density, electrical conductivity, and diffusion length of electrons and holes a semiconductor having properties intermediate between those of amorphous semiconductors and crystalline semiconductors,
An MIS type semiconductor device having excellent characteristics is obtained. [Structure] By performing heat treatment of a semiconductor having an amorphous structure at a temperature equal to or lower than a crystallization temperature, the amorphous semiconductor is transformed into a semiconductor in which an amorphous material remains between the microcrystalline materials. The channel formation region in the MIS type semiconductor device is 0.1 mol atom%
To a semiconductor containing hydrogen in an amount of 5 to 5 mol atom%.
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、アモルファス(非晶
質)構造と結晶構造(単結晶、多結晶のいずれをも含
む)の中間の構造であって、自由エネルギー的に安定な
第3の状態を有する半導体を利用したMIS型半導体装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention has a third structure which is an intermediate structure between an amorphous structure and a crystalline structure (including single crystal and polycrystal) and which is stable in terms of free energy. The present invention relates to a MIS type semiconductor device using a semiconductor having a state.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、アモルファス半導体は、その原子
間距離がランダムであり、かつその結晶学的な配置もラ
ンダムであることをもって定義されていた。また、アモ
ルファス半導体は、原子間距離および結晶学的な配置が
ランダムであることにより、自由エネルギー的に結晶性
半導体(CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR )に比べて必ずし
も安定であるとはいえない。また、かかるアモルファス
半導体中には、そのランダムのために化学的に他と結合
をしていない不対結合手が多数存在していた。この不対
結合手は、再結合中心となり、キャリアのライフタイム
をきわめて小さくしてしまい、キャリアキラーとして最
もその排除が期待されていた。2. Description of the Related Art Conventionally, an amorphous semiconductor has been defined as having a random interatomic distance and a random crystallographic arrangement. Further, the amorphous semiconductor is not always stable in terms of free energy as compared with the crystalline semiconductor (CRYSTALLINE SEMICONDUCTOR) because the interatomic distance and the crystallographic arrangement are random. Further, in such an amorphous semiconductor, there are a large number of unpaired bonds that are not chemically bonded to others due to the randomness. This dangling bond becomes a recombination center, which extremely shortens the lifetime of the carrier, and was most expected to be eliminated as a carrier killer.
【0003】このような不対結合手を除く方法として
は、最近、水素またはハロゲンにより中和することが知
られている。すなわち、この方法は、半導体が珪素であ
るとすると、以下の反応式で表すことができる。 Si・ + H・ → Si−H Si・ + F・ → Si−F シラン(SiH4 )、四弗化珪素(SiF4 )、または
その混合気体に対して、グロー放電またはプラズマCV
D法を用いて作製された被膜は、水素・ハロゲンの添加
のないアモルファス半導体が1020cm-3ないし1022cm
-3を再結合中心の密度として有するのに対し、再結合中
心密度が1017cm-3ないし1019cm-3と104 ないし106
分の1にまで、その再結合中心の密度を小さくできるも
のとして注目されている。As a method of removing such dangling bonds, neutralization with hydrogen or halogen has recently been known. That is, this method can be represented by the following reaction formula, assuming that the semiconductor is silicon. Si · + H · → SiH Si · + F · → SiF silane (SiH 4), with respect to silicon tetrafluoride (SiF 4), or a mixture gas, glow discharge or plasma CV
The film produced by the D method is 10 20 cm -3 to 10 22 cm of amorphous semiconductor without addition of hydrogen and halogen.
-3 as the density of recombination centers, while the recombination center densities are 10 17 cm -3 to 10 19 cm -3 and 10 4 to 10 6
It has been noted that the density of the recombination centers can be reduced to one-tenth.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】アモルファス半導体
は、単結晶半導体と比較して、製造が容易であるだけで
なく、大型の(大面積で均一な)被膜を形成することが
できる。しかし、アモルファス半導体は、再結合中心の
密度や電気伝導度の点において、MIS型半導体装置と
して十分ではない。そのため、アモルファス半導体は、
MIS型半導体装置に利用するには適さなかった。この
欠点を除去するために、アモルファス半導体は、アニー
ル処理によって結晶化を促進している。すなわち、アモ
ルファス半導体は、結晶化を促進するための処理に時間
と手間が係るにもかかわらず、単結晶半導体と比較し
て、特性的にかなり劣るものであった。たとえば、アモ
ルファス半導体は、MIS型半導体装置に必要な、再結
合中心の密度を1013cm-3ないし1016cm-3、電気伝導度を
10-6( Ωcm) -1ないし10-4( Ωcm) -1とし、電子、ホ−
ルの拡散長1μmないし50μmの値を得ることが困難で
ある。以上のような問題を解決するために、本発明は、
再結合中心密度、電気伝導度、および電子、ホールの拡
散長をアモルファス半導体と結晶性半導体との中間の性
質を有する半導体とすることによって、特性の優れたM
IS型半導体装置を提供することを目的とする。Amorphous semiconductors are not only easier to manufacture than single-crystal semiconductors, but also can form large-sized (large area and uniform) coatings. However, the amorphous semiconductor is not sufficient as a MIS type semiconductor device in terms of density of recombination centers and electric conductivity. Therefore, the amorphous semiconductor is
It was not suitable for use in MIS type semiconductor devices. In order to eliminate this defect, the amorphous semiconductor is annealed to promote crystallization. That is, the amorphous semiconductor was considerably inferior in characteristics as compared with the single crystal semiconductor, though the processing for promoting crystallization took time and labor. For example, an amorphous semiconductor has a density of recombination centers of 10 13 cm -3 to 10 16 cm -3 and an electric conductivity required for a MIS type semiconductor device.
10 -6 (Ωcm) -1 to 10 -4 (Ωcm) -1
It is difficult to obtain a diffusion length of 1 μm to 50 μm. In order to solve the above problems, the present invention provides
By making the recombination center density, the electric conductivity, and the diffusion length of electrons and holes to be a semiconductor having an intermediate property between an amorphous semiconductor and a crystalline semiconductor, M having excellent characteristics can be obtained.
An object is to provide an IS type semiconductor device.
【0005】[0005]
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に、本発明のMIS型半導体装置は、絶縁表面を有する
基板(40)上に、ソース領域(43、43’) 、ドレイン領域
(44 、44’) 、およびチャネル形成領域(45 、45’) よ
りなる半導体と、前記チャネル形成領域(45 、45’) 上
にゲート絶縁膜(42 、42’) およびゲート電極(41 、4
1’) が設けられており、前記チャネル形成領域(45 、4
5’) は、水素またはハロゲン元素が添加されて、結晶
とアモルファスとの混在状態を有することを特徴とす
る。さらに、本発明のMIS型半導体装置におけるチャ
ネル形成領域(45 、45’)は、0.1モル原子%ないし
5モル原子%量の水素を含有する半導体よりなることを
特徴とする。In order to achieve the above-mentioned object, a MIS type semiconductor device of the present invention comprises a source region (43, 43 ') and a drain region on a substrate (40) having an insulating surface.
(44, 44 ') and a semiconductor formed of a channel forming region (45, 45'), and a gate insulating film (42, 42 ') and a gate electrode (41, 4') on the channel forming region (45, 45 ').
1 ') are provided, and the channel forming regions (45, 4
5 ') is characterized by having a mixed state of crystal and amorphous by adding hydrogen or a halogen element. Further, the channel formation region (45, 45 ') in the MIS type semiconductor device of the present invention is characterized by being made of a semiconductor containing 0.1 mol% to 5 mol% of hydrogen.
【0006】[0006]
【作 用】本発明は、単結晶半導体の長所とアモルフ
ァス半導体の長所とを兼ね備えた半導体を使用したMI
S型半導体装置を作製することに着目したものである。
所定の熱処理が行なわれたアモルファス半導体は、微結
晶と微結晶との間にアモルファスが残存して介在してい
る半導体に変成される。すなわち、上記半導体は、微結
晶と微結晶との間に存在するアモルファスのために、微
結晶間に界面が存在せずに、結晶とアモルファスとの混
在状態となり、電子(エレクトロン)あるいは正孔(ホ
ール)が移動し易い状態になる。したがって、たとえ
ば、スパッタリング法によって形成されたアモルファス
構造の半導体でありながら、上記構造の半導体に変成す
ることで、安価でしかも電気伝導度の優れたものが得ら
れた。これに対して、多結晶半導体は、微結晶が混在し
ており、微結晶と微結晶との間に界面が存在する。した
がって、多結晶半導体は、この微結晶間に存在する界面
によって電子あるいは正孔の移動が妨害され、電気伝導
度が悪くなる。[Operation] The present invention is an MI using a semiconductor having both the advantages of a single crystal semiconductor and the advantages of an amorphous semiconductor.
The focus is on manufacturing an S-type semiconductor device.
The amorphous semiconductor that has been subjected to the predetermined heat treatment is transformed into a semiconductor in which the amorphous remains between the microcrystals. That is, since the semiconductor is amorphous which exists between the microcrystals, there is no interface between the microcrystals, and the crystal and the amorphous state are mixed, and electrons (electrons) or holes ( It becomes easy to move the hole). Therefore, for example, a semiconductor having an amorphous structure formed by a sputtering method, but by being transformed into a semiconductor having the above structure, an inexpensive and excellent electric conductivity was obtained. On the other hand, in the polycrystalline semiconductor, microcrystals are mixed and an interface exists between the microcrystals. Therefore, in the polycrystalline semiconductor, the movement of electrons or holes is hindered by the interface existing between the microcrystals, resulting in poor electric conductivity.
【0007】また、上記半導体は、結晶化した格子構造
を有すると共に、その結晶が格子歪みを有し、アモルフ
ァス半導体、あるいは単結晶半導体と異なる第3の安定
状態にある。そして、この格子歪みのため、光の遷移
は、アモルファス半導体と同じ直接遷移を有し、MIS
型半導体として有利である。さらに、出願人は、上記半
導体中の水素の量を0.1モル原子%ないし5モル原子
%としても、電気伝導率がアモルファス半導体より向上
することを発見した。すなわち、上記半導体は、アモル
ファス半導体のように水素の量を20モル原子%と大量
に入れて不対結合手を中和する必要がなく、MIS型半
導体装置に好都合である。Further, the above semiconductor has a crystallized lattice structure, and its crystal has lattice distortion, and is in a third stable state different from an amorphous semiconductor or a single crystal semiconductor. Due to this lattice distortion, the light transition has the same direct transition as in the amorphous semiconductor,
It is advantageous as a type semiconductor. Furthermore, the applicant has found that even if the amount of hydrogen in the semiconductor is 0.1 mol% to 5 mol%, the electric conductivity is improved as compared with the amorphous semiconductor. That is, unlike the amorphous semiconductor, it is not necessary to add a large amount of hydrogen such as 20 mol atom% to neutralize dangling bonds, which is convenient for the MIS semiconductor device.
【0008】本発明は、上記構造の半導体(半非晶質)
をセミアモルファス半導体として定義し、かかる半導体
と非晶質の半導体とを隣接せしめる半導体装置に関し
て、かかる中間構造の半導体をセミアモルファス半導体
と、アモルファス半導体とを局部的に制御せしめ、特
に、セミアモルファス半導体の伝導率をアモルファス半
導体の伝導率に比べて大きく有せしめることを特徴とす
る。本発明は、アモルファス半導体に対し、特定の通路
に対して電流特にパルス電流を光照射による光励起また
は加熱による熱励起のエネルギーとの併用で流すことに
より、この電流の不対結合手による再結合中心を介して
の再結合によるかかる部所での局部的な多加熱、急冷、
特に電流を中止した際のこの極急冷によりその材料状態
を冷凍( クインチ) することを特徴とする。The present invention is a semiconductor (semi-amorphous) having the above structure.
Is defined as a semi-amorphous semiconductor, and a semiconductor device in which such a semiconductor and an amorphous semiconductor are adjacent to each other, a semi-amorphous semiconductor having such an intermediate structure and an amorphous semiconductor are locally controlled. Is characterized by having a higher conductivity than that of an amorphous semiconductor. The present invention allows an amorphous semiconductor to flow a current, particularly a pulsed current, in combination with the energy of photoexcitation by light irradiation or thermal excitation by heating to a specific passage, whereby the recombination center of this current by a dangling bond. Local multi-heating, quenching at such parts by recombining via
In particular, it is characterized by freezing (quinch) the material state by this extremely rapid cooling when the electric current is stopped.
【0009】すなわち、この不対結合手を活性にし、こ
の不対結合手とその近傍の他の不対結合手、または他の
水素等により中和させた結合手とを結合せしめることに
より正常な原子間距離を有し、かつその不対結合手を相
殺してしまい、さらに、その中和された状態を凍結して
しまうというセミアモルファス半導体(SEMI-AMORPHOUS
SEMICONDUCTOR )に関するものである。本発明は、半導
体、例えば珪素において、 Si・ + Si・ → Si−Si Si・ + Si−H → Si−Si+H・ 等の反応を物理的に過電流により発生せしめ、ひいては
不対結合手の密度を減少せしめることに加えて、かかる
反応に伴う発熱によりショ−トレンジオ−ダにおいて原
子の再配列を促すことを特徴としている。That is, by activating this dangling bond and binding this dangling bond to another dangling bond in the vicinity thereof or to a dangling bond neutralized with other hydrogen or the like, a normal bond is formed. A semi-amorphous semiconductor (SEMI-AMORPHOUS) that has an interatomic distance, offsets the unpaired bonds, and freezes the neutralized state.
SEMICONDUCTOR). The present invention causes a reaction such as Si. + Si..fwdarw.Si-SiSi. + Si-H.fwdarw.Si-Si + H .., in a semiconductor, for example, silicon, to be physically caused by an overcurrent, and thus the density of unpaired bonds. In addition to reducing the amount of hydrogen, it is characterized by promoting the rearrangement of atoms in the short range order due to the heat generated by such a reaction.
【0010】[0010]
【実 施 例】実施例1 この実施例は、セミアモルファス半導体の製造原理およ
び存在理論を主として述べたものである。図1は本発明
の一実施例を説明するための図である。図1において、
半導体装置は、アモルファス構造の絶縁性基板(4) 上に
導体または半導体の電極(3) (METAL )を選択的にアモ
ルファス構造にて形成し、さらに半導体(1) (SEMICOND
UCTOR :すなわち、アモルファス半導体またはセミアモ
ルファス半導体を総称した半導体)、半透明の金属また
は酸化錫インジウム(ITO)等の透明電極の対抗電極
(2) (METAL )のそれぞれを順次形成した構成となる。
すなわち、半導体装置は、金属、半導体、金属のそれぞ
れを順次積層した構造(MSM構造)で構成される。EXAMPLES Example 1 This example mainly describes the manufacturing principle and existence theory of a semi-amorphous semiconductor. FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention. In FIG.
The semiconductor device is such that a conductor or semiconductor electrode (3) (METAL) is selectively formed in an amorphous structure on an insulating substrate (4) having an amorphous structure, and the semiconductor (1) (SEMICOND
UCTOR: A semiconductor that is a generic term for amorphous semiconductors or semi-amorphous semiconductors), a semi-transparent metal, or a counter electrode of a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO).
(2) (METAL) is sequentially formed.
That is, the semiconductor device has a structure in which a metal, a semiconductor, and a metal are sequentially stacked (MSM structure).
【0011】図1に示す半導体(1) は、本実施例におい
て、珪素を主成分とした半導体である。この半導体(1)
は、まず、シラン(SiH4 )、SiF4 、SiH2 C
l2等の珪化物気体をグロー放電法、またはプラズマC
VD法により、0.1 μmないし10μm、特に1μmない
し5μmの厚さに形成される。半導体(1) は、これらの
方法に代えて、スパッタリング法、真空蒸着法、減圧C
VD法のいずれかの方法を用いて形成してもよい。これ
らいずれかの方法により形成される半導体(1) は、アモ
ルファス半導体として形成される。次に、このアモルフ
ァス半導体の成長直後の状態(as grown状態)におい
て、このアモルファス半導体中にセミアモルファス半導
体を1%ないし50%の量で混在させ、前記アモルファス
半導体をセミアモルファス半導体に変成する。また、前
記アモルファス半導体は、100 %セミアモルファス半導
体に近づける変成をなしてもよい。また、前記アモルフ
ァス半導体の一部をセミアモルファス半導体に変成する
には、結晶化温度に比べて30度Cないし150 度C低い温
度である450 度Cないし700 度Cの温度で加熱し、セミ
アモルファス半導体として完成した。The semiconductor (1) shown in FIG. 1 is a semiconductor containing silicon as a main component in this embodiment. This semiconductor (1)
First, silane (SiH 4 ), SiF 4 , SiH 2 C
A glow discharge method using a silicide gas such as l 2 or plasma C
It is formed by the VD method to a thickness of 0.1 μm to 10 μm, and particularly 1 μm to 5 μm. Instead of these methods, the semiconductor (1) is formed by sputtering method, vacuum deposition method, reduced pressure C
You may form using either method of VD method. The semiconductor (1) formed by any of these methods is formed as an amorphous semiconductor. Next, in the state immediately after the growth of the amorphous semiconductor (as grown state), a semi-amorphous semiconductor is mixed in the amorphous semiconductor in an amount of 1% to 50% to transform the amorphous semiconductor into a semi-amorphous semiconductor. Also, the amorphous semiconductor may be modified so that it approaches a 100% semi-amorphous semiconductor. In order to transform a part of the amorphous semiconductor into a semi-amorphous semiconductor, the semi-amorphous semiconductor is heated at a temperature of 450 ° C. to 700 ° C. which is 30 ° C. to 150 ° C. lower than the crystallization temperature. Completed as a semiconductor.
【0012】その後、変成されたセミアモルファス半導
体は、HとHeとの混合雰囲気状態、たとえばH2: 0%
ないし10%、He:90 %ないし60%の混合雰囲気状態に
して、1MHzないし100 MHzまたは1GHzないし
10GHzの周波数の300 Wないし3 KWの出力を有する
誘導エネルギーでプラズマ化して、不対結合手を中和す
る。前記混合雰囲気中のHeは、電離電圧がすべての原
子中最も大きい。このHeは、プラズマ状態の持続のた
めに、また、熱伝導率が0.123 Kcal/mHr Cとネオン
0.0398、アルゴン0.0140、窒素0.0206等に比べてすべて
の気体元素中最も大きいので、均熱反応をするために、
特に重要である。Thereafter, the transformed semi-amorphous semiconductor is mixed with H and He in a mixed atmosphere, for example, H 2 : 0%.
To 10%, He: 90% to 60% mixed atmosphere, 1 MHz to 100 MHz or 1 GHz to
Plasma is generated with inductive energy having an output of 300 W to 3 KW at a frequency of 10 GHz to neutralize dangling bonds. He in the mixed atmosphere has the largest ionization voltage among all the atoms. This He is neon with a thermal conductivity of 0.123 Kcal / mHr C for sustaining the plasma state.
Compared with 0.0398, Argon 0.0140, Nitrogen 0.0206, etc., it is the largest of all gas elements, so in order to carry out soaking reaction,
Especially important.
【0013】本実施例は、さらにこのアモルファス半導
体中でのセミアモルファス半導体の存在確率を向上さ
せ、95%以上の概略100 %の存在確率を持つ成長直後の
状態(as grown状態)の半導体に成長させることを目
的としている。前記図1に示される構造は、前記アモル
ファス半導体を形成する工程の前後に、金属または不純
物が多量にドープされた半導体の電極(3) 、不純物電極
による対抗電極(2) のそれぞれを、真空蒸着法、プラズ
マCVD法または減圧CVD法により形成することで得
ることができる。前記2つの電極(3) 、(2) のそれぞれ
には、順方向の電圧を1.0 Å/cm2 ないし5×104 Å/c
m2 の範囲で100 秒、特に0.01秒ないし2秒間印加し、
電流特にパルス電流を流す。The present embodiment further improves the existence probability of the semi-amorphous semiconductor in the amorphous semiconductor and grows it into a semiconductor in a state immediately after growth (as grown state) having an existence probability of approximately 100% of 95% or more. The purpose is to let. In the structure shown in FIG. 1, before and after the step of forming the amorphous semiconductor, each of a semiconductor electrode (3) heavily doped with a metal or impurities and a counter electrode (2) made of an impurity electrode is vacuum-deposited. Method, plasma CVD method or low pressure CVD method. A forward voltage of 1.0 Å / cm 2 to 5 × 10 4 Å / c is applied to each of the two electrodes (3) and (2).
100 msec in the range of m 2 , especially 0.01 sec to 2 sec,
A current, especially a pulse current, is passed.
【0014】この時、アモルファス半導体は、不純物を
ドープしない場合、電気伝導度σが10-9(Ωcm)-1な
いし10-12 (Ωcm)-1であり、絶縁性に等しい。しか
し、アモルファス半導体の所定の部所に、直径1μmな
いし1mmの大きさのスポット状に104 LX以上の照度
で光照射を行うと、その光照射が行われた部所におい
て、電気伝導度σは、10-1(Ωcm)-1ないし10-6(Ω
cm)-1と106 倍も増加する。この光キャリアを利用す
ると、前記光照射が行われた部分のみ、大電流を流すこ
とができ、アモルファス半導体は、セミアモルファス半
導体として変成される。さらに、このセミアモルファス
半導体に変成した領域に隣接する周囲は、電流が流れな
いため、アモルファス半導体としての構造が残置され
る。At this time, the amorphous semiconductor has an electrical conductivity σ of 10 −9 (Ωcm) −1 to 10 −12 (Ωcm) −1 when it is not doped with impurities, which is equivalent to an insulating property. However, when light is irradiated to a predetermined portion of the amorphous semiconductor in a spot shape having a diameter of 1 μm to 1 mm with an illuminance of 10 4 LX or more, the electrical conductivity σ is increased at the portion where the light irradiation is performed. Is 10 -1 (Ωcm) -1 to 10 -6 (Ω
cm) -1 and 10 6 times increase. When this photocarrier is used, a large current can flow only in the portion where the light irradiation is performed, and the amorphous semiconductor is transformed into a semiamorphous semiconductor. Furthermore, since no current flows in the periphery adjacent to the region transformed into this semi-amorphous semiconductor, the structure as an amorphous semiconductor remains.
【0015】さらに、このセミアモルファス半導体の特
性に関して、そのー例を示す。図2は本実施例のセミア
モルファス半導体の電気伝導度と絶対温度との関係を示
す図である。図2において、縦軸に電気伝導度σ、特に
光照射を行わない暗電流の電気伝導度σを対数(Log)
の座標で示し、横軸にその絶対温度を示す。図2に示す
曲線(10)は、アモルファス半導体の電気伝導度特性であ
る。このアモルファス半導体に3×10A/cm2 、103 A
/cm2 の電流をそれぞれ0.5 秒間加えると、前記曲線(1
0)は、それぞれ曲線(11)、(12)のそれぞれへと変化す
る。つまり、室温において、アモルファス半導体の電気
伝導度は、10-10 (Ωcm)-1であるのに対して、セミ
アモルファス半導体の電気伝導度は、10-6ないし10
-4(Ωcm)-1と104 倍も増加させることができる。Further, regarding the characteristics of this semi-amorphous semiconductor, an example thereof will be shown. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the electric conductivity and the absolute temperature of the semi-amorphous semiconductor of this example. In FIG. 2, the vertical axis represents the electrical conductivity σ, in particular, the electrical conductivity σ of dark current without light irradiation, which is a logarithm (Log).
Is indicated by the coordinates, and the abscissa indicates the absolute temperature. A curve (10) shown in FIG. 2 is an electric conductivity characteristic of an amorphous semiconductor. This amorphous semiconductor has 3 × 10 A / cm 2 , 10 3 A
Applying a current of / cm 2 for 0.5 seconds each, the curve (1
0) changes to curves (11) and (12) respectively. That is, at room temperature, the electric conductivity of an amorphous semiconductor is 10 -10 (Ωcm) -1 , whereas the electric conductivity of a semi-amorphous semiconductor is 10 -6 to 10 -10.
It can be increased by -4 (Ωcm) -1 and 10 4 times.
【0016】さらに、前記アモルファス半導体は、原子
量の大きい金属性不純物であるAs、Sbの如きV価の
不純物、Ga、Inの如きIII価の不純物、Sn、P
bの如きIV価の不純物を0.1 モル%ないし10モル%
(原子%)、たとえば1.2 モル%(原子%)添加する
と、図2に示す曲線(10') の電気伝導度特性が得られ
る。この不純物が添加されたアモルファス半導体は、同
様に、セミアモルファス半導体化の電流を流すと、曲線
(10') から曲線(13)、(14)のそれぞれに示す電気伝導度
特性を得ることができる。このことにより、前記原子量
の大きいIII、IV、V価のそれぞれの金属性不純物
は、セミアモルファス半導体化を助長するための補助剤
となる。一方、III価のうちでも原子量の小さいB、
V価のうちでも原子量の小さいPのそれぞれの如き不純
物は、補助作用がみられないので、不純物として特性が
異なる。Further, the amorphous semiconductor is a V-valent impurity such as As and Sb which are metallic impurities having a large atomic weight, a III-valent impurity such as Ga and In, and Sn and P.
IV valence impurities such as b from 0.1 mol% to 10 mol%
When (atomic%), for example, 1.2 mol% (atomic%) is added, the electric conductivity characteristic of the curve (10 ') shown in FIG. 2 is obtained. Similarly, the amorphous semiconductor to which this impurity is added shows a curve when a current for semi-amorphous semiconductor is applied.
From (10 ′), the electric conductivity characteristics shown in the curves (13) and (14) can be obtained. As a result, the metallic impurities having a large atomic weight of III, IV, and V each serve as an auxiliary agent for promoting the formation of a semi-amorphous semiconductor. On the other hand, B having the smallest atomic weight among III valences,
Impurities such as P having a small atomic weight among V valences have no auxiliary action, and therefore have different characteristics as impurities.
【0017】図3は本実施例のセミアモルファス半導体
のスピン密度と電流密度との関係を示す図である。図3
において、縦軸は電子スピン共鳴(ESR)での不対結
合手のスピン密度を示し、横軸は電流密度を示す。セミ
アモルファス半導体に印加時間を0.1 秒、0.5 秒、2.5
秒のそれぞれに変化させて電流を加えると、図3に示す
如く、電流密度に対しすべて漸減した曲線(17)、(16)、
(18)のそれぞれを得ることができ、この測定結果から
も、セミアモルファス半導体は、電気伝導度の増加を示
す。すなわち、アモルファス半導体の不対結合手は、セ
ミアモルファス半導体化により減少する。そして、この
セミアモルファス半導体は、電気伝導度σが向上し、ひ
いては103 倍ないし106 倍にもキャリア移動度を向上で
きる。しかし、これらの半導体被膜は、電子線回折像を
撮ると、結晶化した格子構造を有し、かつその結晶格子
に歪みが存在していた。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the spin density and the current density of the semi-amorphous semiconductor of this embodiment. Figure 3
In, the vertical axis represents the spin density of the dangling bonds in electron spin resonance (ESR), and the horizontal axis represents the current density. Application time to semi-amorphous semiconductor is 0.1 seconds, 0.5 seconds, 2.5
When changing the current for each second and adding the current, the curves (17), (16),
Each of (18) can be obtained, and the semi-amorphous semiconductor also shows an increase in electrical conductivity from the measurement results. That is, the number of dangling bonds in the amorphous semiconductor is reduced by the semi-amorphous semiconductor. The semi-amorphous semiconductor has an improved electric conductivity σ, which in turn can improve the carrier mobility by 10 3 to 10 6 times. However, when these electron beam diffraction images were taken, these semiconductor films had a crystallized lattice structure, and strain was present in the crystal lattice.
【0018】また、アモルファス半導体において、含有
水素は20モル%(原子%)を有していたが、この水素含
有量は、セミアモルファス半導体化により減少され、0.
1 モル%ないし5モル%(原子%)程度しか混入されて
いなかった。このため、電子スピン共鳴の結果は、不対
結合手を水素が中和したのではなく、珪素(Si)どう
しが互いに結合して中和したためと考えられる。Further, in the amorphous semiconductor, the contained hydrogen contained 20 mol% (atomic%), but this hydrogen content was reduced by the semi-amorphous semiconductor, and
Only about 1 to 5 mol% (atomic%) was mixed. Therefore, it is considered that the result of the electron spin resonance is that hydrogen is not neutralized by the dangling bonds, but silicon (Si) is mutually bonded and neutralized.
【0019】以上の特性より、いわゆるアモルファス半
導体によって形成された被膜は、結晶格子間距離および
結晶格子の位置がランダムである構造に対し、セミアモ
ルファス半導体によって形成された被膜は、自由エネル
ギーの安定な、さらに熱エネルギー的に安定な結晶構造
と異なる第3の安定点を自由エネルギー的に有している
ものと想定される。図4は一般的な位相空間の座標(CO
NFIGURATIONAL COORDINATE)と自由エネルギーとの関係
を示す図である。図4の横軸は一般的な位相空間の座標
を示し、縦軸は自由エネルギーを示す。図4において
は、アモルファス半導体(21)および(21') 、セミアモル
ファス半導体(22)、結晶性半導体(23)の3つの状態を示
し、セミアモルファス半導体(22)は、アモルファス半導
体(21)および(21') から結晶性半導体(23)になるための
準安定状態というよりも第3の安定状態であることが判
明した。From the above characteristics, the film formed of a so-called amorphous semiconductor has a structure in which the distance between crystal lattices and the position of the crystal lattice are random, whereas the film formed of a semi-amorphous semiconductor has a stable free energy. Further, it is assumed that it has a third stable point which is different from the crystal structure which is stable in terms of thermal energy in terms of free energy. Figure 4 shows the coordinates of the general phase space (CO
It is a figure which shows the relationship between NFIGURATIONAL COORDINATE) and free energy. The horizontal axis of FIG. 4 represents coordinates of a general phase space, and the vertical axis represents free energy. In FIG. 4, three states of amorphous semiconductors (21) and (21 ′), semi-amorphous semiconductor (22), and crystalline semiconductor (23) are shown. The semi-amorphous semiconductor (22) is amorphous semiconductor (21) and It was found that the state is the third stable state rather than the metastable state for converting from (21 ′) to the crystalline semiconductor (23).
【0020】また、前記図2において、基板温度(絶縁
性基板(4) の温度)を室温より高い200 度C、400 度C
のそれぞれに設定すると、室温の曲線(11)、(12)で示す
ように、それぞれ3A/cm2 、102 A/cm2 の低い電流
密度が得られる。本実施例の特徴は、アモルファス半導
体に電流を加える時に局部的な光照射(光スポット)に
よるフォトキャリアを発生させること、また、この光ス
ポットを走査(スキャン)させること、スキャンされた
光路に従ってセミアモルファス半導体を作ることであ
る。また、この時、併せて加熱することにより熱励起を
助長させることは、実用上無理なく、かつ広い領域に均
一に電流を加えるためにきわめて有効である。本実施例
における電流密度は、単位面積当たりに流れる電流の密
度の平均を意味する。また、電流密度は、電極下の領域
に局部的に流れる電流の密度を意味する。つまり、本実
施例は、1mm×1mm以下の小面積にのみ適用するの
ではなく、10cm×10cmの如き大面積にも適用が可能
である。In FIG. 2, the substrate temperature (temperature of the insulating substrate (4)) is higher than room temperature by 200 ° C. or 400 ° C.
In each case, low current densities of 3 A / cm 2 and 10 2 A / cm 2 are obtained, respectively, as shown by the curves (11) and (12) at room temperature. The feature of this embodiment is that a photocarrier is generated by local light irradiation (light spot) when an electric current is applied to the amorphous semiconductor, and the light spot is scanned (scan), and the semiconductor is moved according to the scanned optical path. To make an amorphous semiconductor. In addition, at this time, it is extremely effective to promote thermal excitation by heating together, which is practically practical and which applies a current uniformly to a wide region. The current density in this embodiment means the average of the densities of currents flowing per unit area. The current density means the density of the current locally flowing in the region under the electrode. In other words, the present embodiment can be applied not only to a small area of 1 mm × 1 mm or less, but also to a large area of 10 cm × 10 cm.
【0021】このように、前記図1において、対抗電極
(2) の直下、つまり領域(20)の半導体(1) は、セミアモ
ルファス半導体となる。また、同図1に示す領域(19)の
半導体(1) は、下側電極(3) もないため、成長直後の状
態(as grown状態)のアモルファス半導体、またはア
モルファス半導体とセミアモルファス半導体との混在し
た半導体となる。さらに、領域(19') の半導体(1) は、
成長直後の状態(asgrown状態)のアモルファス半導体
と領域(20)の半導体(1) との中間構造を有する。As described above, in FIG. 1, the counter electrode is
The semiconductor (1) immediately below (2), that is, the region (20) is a semi-amorphous semiconductor. Further, since the semiconductor (1) in the region (19) shown in FIG. 1 does not have the lower electrode (3), the semiconductor (1) which is in the state immediately after growth (as grown state) or the amorphous semiconductor and the semi-amorphous semiconductor are It becomes a mixed semiconductor. Furthermore, the semiconductor (1) in the region (19 ') is
It has an intermediate structure between the amorphous semiconductor immediately after growth (as-grown state) and the semiconductor (1) in the region (20).
【0022】前記図1に示す半導体(1) は、アモルファ
ス珪素の場合であるが、Ge、GeSix(0<x<1)、Si
O2-x(0<x<2)、SiC1-x(0<x<1)、Si3 N4-x(0<x<4)
の如き、化合物または混合物であっても同様に実施可
能である。本発明でいう半導体とは、電流を流し得る制
限における半絶縁体をも含む。かくして、アモルファス
半導体は、珪素の場合、キャリア拡散長が約300 Å程度
しかなかった。これに対して、本実施例のセミアモルフ
ァス半導体は、1μmないし50μmとキャリア拡散長が
104 倍に増加し、キャリア拡散長を単結晶の1/10ないし
1/1000にまで近づけることができた。Although the semiconductor (1) shown in FIG. 1 is made of amorphous silicon, Ge, GeSix (0 <x <1), Si
O 2- x (0 <x < 2), SiC 1- x (0 <x <1), Si 3 N 4- x (0 <x <4)
The same can be applied to a compound or mixture such as The semiconductor according to the present invention also includes a semi-insulator in the limit that allows a current to flow. Thus, in the case of silicon, the amorphous semiconductor had a carrier diffusion length of only about 300 Å. In contrast, the semi-amorphous semiconductor of this example has a carrier diffusion length of 1 μm to 50 μm.
Increased 104 times, the carrier diffusion length 1/10 monocrystalline
I was able to get closer to 1/1000.
【0023】また、電子線またはX線回析方法によっ
て、セミアモルファス半導体を調べたところ、このセミ
アモルファス半導体の原子間距離は、珪素において2.2
Åないし2.5 Åであり、単結晶の原子間距離2.3 Åと概
略一致しつつも長い距離方向に延びた歪みを有してい
た。しかし、セミアモルファス半導体の結晶構造は、ロ
ングレンジオーダで単結晶と同じダイヤモンド構造を有
しておらず、単結晶に歪みを有する結晶性のダイヤモン
ド構造を有していた。セミアモルファス半導体の結晶構
造は、ショートレンジオーダでダイヤモンド構造をし、
回析像で調べる範囲において、単結晶からピーク位置が
ずれ、格子歪みを多く有していた。この格子歪みのた
め、セミアモルファス半導体の光の遷移は、単結晶の珪
素の間接遷移と異なり、アモルファス半導体と同じく直
接遷移を有していることが判明した。When a semi-amorphous semiconductor was examined by an electron beam or X-ray diffraction method, the interatomic distance of this semi-amorphous semiconductor was found to be 2.2 in silicon.
It was Å or 2.5 Å, which had a strain extending in the long distance direction, while roughly matching the interatomic distance of 2.3 Å of the single crystal. However, the crystal structure of a semi-amorphous semiconductor does not have the same diamond structure as a single crystal in the long range order, but has a crystalline diamond structure having strain in the single crystal. The crystal structure of the semi-amorphous semiconductor has a diamond structure on the short range order,
In the range examined by the diffraction image, the peak position was deviated from that of the single crystal, and there were many lattice distortions. Due to this lattice distortion, it was found that the light transition of the semi-amorphous semiconductor has a direct transition like the amorphous semiconductor, unlike the indirect transition of single crystal silicon.
【0024】実施例2 この実施例2は、MIS- FET(絶縁ゲート型電界効
果半導体装置)に関するものである。本実施例のMIS
−FETをインバータ構造にして基板上に設けたものを
説明するための縦断面図である。図5に示すMIS- F
ETは、SOS(SILICON ON SAPPHIRE またはSILICONO
N SILICON)構造で構成される。このSOS構造は、ガ
ラス、セラミックまたはシリコン基板上に酸化膜を約1
μmの厚さに形成した、いわゆる非結晶性表面を有する
絶縁基板(40)上に、アモルファス半導体に不純物をドー
プしないシリコン半導体層が形成される。MIS- FE
Tは、前記シリコン半導体層の一部を選択的にセミアモ
ルファス半導体とし、このセミアモルファス半導体に構
成される。Example 2 Example 2 relates to a MIS-FET (insulated gate type field effect semiconductor device). MIS of this embodiment
FIG. 6 is a vertical cross-sectional view for explaining what has an FET structure of an inverter and is provided on a substrate. MIS-F shown in FIG.
ET is SOS (SILICON ON SAPPHIRE or SILICONO
N SILICON) structure. This SOS structure has about 1 oxide layer on a glass, ceramic or silicon substrate.
A silicon semiconductor layer in which an amorphous semiconductor is not doped with impurities is formed on an insulating substrate (40) having a thickness of μm and having a so-called amorphous surface. MIS-FE
T is formed of a semi-amorphous semiconductor by selectively making a part of the silicon semiconductor layer a semi-amorphous semiconductor.
【0025】このMIS- FETは、以下の方法により
形成される。まず、実施例1にて示された方法により、
0.3 μmないし1μmの厚さのアモルファス半導体を作
製する。そして、このアモルファス半導体に、酸化性気
体に対しマスク作用を有し、かつ他部を酸化してこの酸
化膜を埋置できるマスク用被膜、つまり窒化珪素(42)を
0.2 μmないし0.5 μmの厚さに選択的に形成する。次
に、前記マスク用被膜を用い、アモルファス半導体の表
面の一部に選択的に酸化を行い、アモルファス半導体の
表面の一部に埋置した酸化物(49)を形成する。This MIS-FET is formed by the following method. First, according to the method shown in Example 1,
An amorphous semiconductor having a thickness of 0.3 μm to 1 μm is manufactured. Then, the amorphous semiconductor is provided with a masking film that has a masking action against oxidizing gas and that can bury the oxide film by oxidizing the other part, that is, silicon nitride (42).
It is selectively formed to a thickness of 0.2 μm to 0.5 μm. Next, using the mask coating, a part of the surface of the amorphous semiconductor is selectively oxidized to form an oxide (49) buried in a part of the surface of the amorphous semiconductor.
【0026】その後、前記マスク用被膜を除去し、再度
アモルファス半導体の表面に、高圧またはプラズマ酸化
法により、ゲート絶縁膜(42)、(42') が500Åないし
1000Åの厚さに形成される。次に、前記ゲート絶縁
膜(42)、(42') の表面上に、ゲート電極(41)、(41') 用
シリコン半導体被膜をアモルファス半導体またはセミア
モルファス半導体として形成する。特に、セミアモルフ
ァス半導体とする場合、N型とするには導電性金属であ
るSb、Asを、またP型とするにはIn、Gaをそれ
ぞれ0.1 モル%ないし5モル%(原子%)添加する。こ
の後、前記ゲート電極(41)、(41') 用シリコン半導体被
膜をフォトエッチングし、ゲート電極(41)、(41') 、お
よびソース領域、ドレイン領域のいずれかの電極リード
(50)、(50') 、(50'') を形成する。After that, the mask film is removed, and the gate insulating films (42) and (42 ') are formed again on the surface of the amorphous semiconductor by a high pressure or plasma oxidation method to a thickness of 500Å to 1000Å. Next, a silicon semiconductor film for the gate electrodes (41) and (41 ′) is formed as an amorphous semiconductor or a semi-amorphous semiconductor on the surfaces of the gate insulating films (42) and (42 ′). Particularly, in the case of a semi-amorphous semiconductor, Sb and As, which are conductive metals, are added to make them N-type, and In and Ga, respectively, to make them P-type, are added by 0.1 mol% to 5 mol% (atomic%). . Thereafter, the silicon semiconductor film for the gate electrodes (41) and (41 ') is photo-etched, and the gate electrodes (41) and (41') and any electrode lead of the source region or the drain region are etched.
(50), (50 ') and (50'') are formed.
【0027】次に、Nチャネル型MIS- FETの場
合、ゲート電極(41)をマスクとして、自己整合させてイ
オン注入法によりAsをドープし、ソース領域(43)、(4
3') のそれぞれ、およびドレイン領域(44)、(44') のそ
れぞれを形成する。そして、MIS- FETは、VDD用
電極リード(50)に対して、ドレイン領域(44)、(44') の
それぞれに接続される出力用電極リード(50') が、オー
バーコート膜(層間絶縁膜)上に形成された上層リード
(48)に接続される。このように構成されるMIS- FE
Tは、前記実施例1に従って、パルス電流を流すと、チ
ャネル形成領域(45)、(45') のそれぞれがセミアモルフ
ァス半導体化され、同時にソ−ス領域(43)、(43') 、ド
レイン領域(44)、(44') のそれぞれもセミアモルファス
半導体化される。かくして、前記チャネル形成領域(4
5)、(45') のそれぞれは、真性または実質的に真性のシ
リコン半導体よりなり、その電気伝導度を実施例1に示
した10-6(Ωcm)-1ないし10-4(Ωcm)-1 にする
ことができた。さらに、実施例1に示すごとく、不要の
不対結合手を水素アニールにより消滅させた。Next, in the case of an N-channel type MIS-FET, the gate electrode (41) is used as a mask and self-alignment is performed to dope As by the ion implantation method, and the source regions (43), (4
3 ') and drain regions (44) and (44') are formed. In the MIS-FET, the output electrode lead (50 ') connected to each of the drain regions (44) and (44') is overcoated (interlayer) with respect to the V DD electrode lead (50). Upper layer lead formed on the insulating film)
Connected to (48). MIS-FE configured in this way
According to the first embodiment, T is a semi-amorphous semiconductor in each of the channel forming regions (45) and (45 ') when a pulse current is passed, and at the same time, the source regions (43), (43') and the drain are formed. Each of the regions (44) and (44 ') is also made into a semi-amorphous semiconductor. Thus, the channel forming region (4
5), (each 45 '), an intrinsic or substantially consists of intrinsic silicon semiconductor, 10 -6 ([Omega] cm) -1 to 10 -4 ([Omega] cm showed that electrical conductivity in Example 1) - Could be 1 . Further, as shown in Example 1, unnecessary dangling bonds were eliminated by hydrogen annealing.
【0028】前記MIS- FETをロード用MIS- F
ETとして使用する場合、ゲート電極(41') は、ディプ
レッション型にするためにN+ 型で形成される。また、
MIS- FETをドライバ用MIS- FETとして使用
する場合、ゲート電極(41)は、ソース領域(43)、ドレイ
ン領域(44)のそれぞれの導電型と異なるP+ 型で形成さ
れる。本実施例のMIS- FETは、この多数キャリア
を利用したディプレッション型MIS- FET (DIS
- FET )の例を示す。また、MIS- FETは、少数
キャリアを用いる場合、NチャネルMIS- FETのチ
ャネル形成領域(45)、(45') のそれぞれをP型に形成す
る。また、本実施例は、MIS- FETでインバータを
構成した例を示すが、本発明においては、これらのMI
S- FETもしくはインバータを複数集積化した集積回
路(IC)を構成してもよい。また、本発明は、MIS
- FETに限らず、バイポーラ型トランジスタを集積化
した集積回路(IC)、SIT(STATIC INDUCTION TRA
NSISTER )、IIL(INTEGRATED INJECTION LOGIC)等
への応用も可能である。この場合、バイポーラ型トラン
ジスタ、ダイオード等の素子領域はセミアモルファス半
導体で構成され、素子領域の周辺のアイソレーション領
域のー部または全部は、アモルファス半導体で構成され
る。The MIS-FET is loaded with a MIS-F for loading.
When used as an ET, the gate electrode (41 ') is formed as an N + type to make it a depletion type. Also,
When the MIS-FET is used as a driver MIS-FET, the gate electrode (41) is formed of a P + type different from the respective conductivity types of the source region (43) and the drain region (44). The MIS-FET of this embodiment is a depletion type MIS-FET (DIS
-FET). Further, in the MIS-FET, when minority carriers are used, each of the channel forming regions (45) and (45 ′) of the N-channel MIS-FET is formed into a P type. In addition, this embodiment shows an example in which an inverter is composed of MIS-FETs.
An integrated circuit (IC) in which a plurality of S-FETs or inverters are integrated may be configured. In addition, the present invention relates to MIS
-Not limited to FETs, integrated circuits (ICs) that integrate bipolar transistors, SIT (STATIC INDUCTION TRA)
Application to NSISTER), IIL (INTEGRATED INJECTION LOGIC), etc. is also possible. In this case, element regions such as bipolar transistors and diodes are made of a semi-amorphous semiconductor, and part or all of the isolation region around the element region is made of an amorphous semiconductor.
【0029】本実施例によれば、光および電流を加える
だけで容易にアモルファス半導体からセミアモルファス
半導体にすることができるため、電気伝導率の異なる領
域を簡単に形成することができる。以上の説明により明
らかな如く、本発明のアモルファス半導体とセミアモル
ファス半導体とを同一の半導体中に設けることは、その
実施態様であるMIS型光電変換装置、MIS−FET
を用いた集積回路、光メモリ等への応用が可能であり、
さらに同一技術思想に基づく多くの応用が可能である。According to this embodiment, an amorphous semiconductor can be easily changed to a semi-amorphous semiconductor only by applying light and current, so that regions having different electric conductivity can be easily formed. As is clear from the above description, the provision of the amorphous semiconductor and the semi-amorphous semiconductor of the present invention in the same semiconductor means that the MIS photoelectric conversion device and the MIS-FET which are the embodiments thereof are provided.
Can be applied to integrated circuits, optical memories, etc.
Further, many applications based on the same technical idea are possible.
【0030】[0030]
【発明の効果】本発明によれば、基板上に形成されたア
モルファス構造の半導体を結晶化温度以下で加熱するこ
とによって、アモルファス半導体と結晶性半導体の中間
構造の半導体として、アモルファス半導体より電気伝導
率を向上させた。そして、本発明によれば、上記半導体
をチャネル形成領域に使用したので、安価でしかも特性
の優れたMIS型半導体装置を得ることができた。ま
た、上記半導体は、結晶とアモルファスとが混在状態に
あるため、アモルファス半導体と同じく光を直接遷移
し、優れた特性のMIS型半導体を得ることができた。
さらに、半導体中の水素の量を0.1モル原子%ないし
5モル原子%としても、電気伝導率がアモルファス半導
体より向上し、優れた特性のMIS型半導体装置を得る
ことができた。According to the present invention, a semiconductor having an amorphous structure formed on a substrate is heated at a temperature not higher than a crystallization temperature, so that a semiconductor having an intermediate structure between an amorphous semiconductor and a crystalline semiconductor is electrically conductive from an amorphous semiconductor. Improved the rate. Further, according to the present invention, since the above semiconductor is used for the channel formation region, it is possible to obtain the MIS type semiconductor device which is inexpensive and has excellent characteristics. In addition, since the above-mentioned semiconductor is in a mixed state of crystal and amorphous, it was possible to directly transit light similarly to the amorphous semiconductor, and to obtain a MIS type semiconductor having excellent characteristics.
Furthermore, even if the amount of hydrogen in the semiconductor is 0.1 mol% to 5 mol%, the electric conductivity is improved as compared with the amorphous semiconductor, and the MIS semiconductor device having excellent characteristics can be obtained.
【図1】本発明の一実施例を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram for explaining an embodiment of the present invention.
【図2】本実施例のセミアモルファス半導体の電気伝導
度と絶対温度との関係を示す図である。FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the electrical conductivity and the absolute temperature of the semi-amorphous semiconductor of this example.
【図3】本実施例のセミアモルファス半導体のスピン密
度と電流密度との関係を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the spin density and the current density of the semi-amorphous semiconductor of this example.
【図4】一般的な位相空間の座標と自由エネルギーとの
関係を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a relationship between general phase space coordinates and free energy.
【図5】本実施例のMIS−FETをインバータ構造に
して基板上に設けたものを説明するための縦断面図であ
る。FIG. 5 is a vertical cross-sectional view for explaining the MIS-FET of this embodiment having an inverter structure and provided on a substrate.
40・・・絶縁基板 41、41’・・・ゲート電極 42、42’・・・ゲート絶縁膜 43、43’・・・ソース領域 44、44’・・・ドレイン領域 45、45’・・・チャネル形成領域 46、46’・・・アイソレーション領域 50、50’・・・電極リード 40 ... Insulating substrate 41, 41 '... Gate electrode 42, 42' ... Gate insulating film 43, 43 '... Source region 44, 44' ... Drain region 45, 45 '... Channel forming region 46, 46 '... Isolation region 50, 50' ... Electrode lead
Claims (2)
域、ドレイン領域、およびチャネル形成領域よりなる半
導体と、前記チャネル形成領域上にゲート絶縁膜および
ゲート電極が設けられた半導体装置において、 前記チャネル形成領域は、水素、またはハロゲン元素が
添加されて、結晶とアモルファスとの混在状態を有する
ことを特徴とするMIS型半導体装置。1. A semiconductor device comprising a semiconductor having a source region, a drain region, and a channel forming region on a substrate having an insulating surface, and a gate insulating film and a gate electrode provided on the channel forming region, wherein the channel A MIS type semiconductor device characterized in that the formation region has a mixed state of crystal and amorphous to which hydrogen or a halogen element is added.
域、ドレイン領域、およびチャネル形成領域よりなる半
導体と、前記チャネル形成領域上にゲート絶縁膜および
ゲート電極が設けられた半導体装置において、 前記チャネル形成領域は、0.1モル原子%ないし5モ
ル原子%量の水素を含有する半導体よりなることを特徴
とするMIS型半導体装置。2. A semiconductor device in which a semiconductor having a source region, a drain region, and a channel forming region is provided on a substrate having an insulating surface, and a gate insulating film and a gate electrode are provided on the channel forming region. The formation region is formed of a semiconductor containing hydrogen in an amount of 0.1 mol% to 5 mol%, and a MIS type semiconductor device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6103284A JP2785173B2 (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | MIS type semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6103284A JP2785173B2 (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | MIS type semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61296166A Division JPS62216271A (en) | 1986-12-12 | 1986-12-12 | MIS type semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06326311A true JPH06326311A (en) | 1994-11-25 |
| JP2785173B2 JP2785173B2 (en) | 1998-08-13 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP6103284A Expired - Lifetime JP2785173B2 (en) | 1994-04-19 | 1994-04-19 | MIS type semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JP (1) | JP2785173B2 (en) |
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| JPS5550664A (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-12 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device and method of fabricating the same |
| JPS62216271A (en) * | 1986-12-12 | 1987-09-22 | Shunpei Yamazaki | MIS type semiconductor device |
-
1994
- 1994-04-19 JP JP6103284A patent/JP2785173B2/en not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5550664A (en) * | 1978-10-07 | 1980-04-12 | Shunpei Yamazaki | Semiconductor device and method of fabricating the same |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN100474362C (en) | 2003-07-14 | 2009-04-01 | 株式会社半导体能源研究所 | Light emitting device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2785173B2 (en) | 1998-08-13 |
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