JPH10275914A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH10275914A
JPH10275914A JP9079381A JP7938197A JPH10275914A JP H10275914 A JPH10275914 A JP H10275914A JP 9079381 A JP9079381 A JP 9079381A JP 7938197 A JP7938197 A JP 7938197A JP H10275914 A JPH10275914 A JP H10275914A
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JP
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layer
channel
gate
mosfet
region
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JP9079381A
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English (en)
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Koichi Kumagai
浩一 熊谷
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D30/00Field-effect transistors [FET]
    • H10D30/60Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
    • H10D30/67Thin-film transistors [TFT]
    • H10D30/6729Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes
    • H10D30/673Thin-film transistors [TFT] characterised by the electrodes characterised by the shapes, relative sizes or dispositions of the gate electrodes
    • H10D30/6733Multi-gate TFTs
    • H10D30/6734Multi-gate TFTs having gate electrodes arranged on both top and bottom sides of the channel, e.g. dual-gate TFTs
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10DINORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D86/00Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates
    • H10D86/201Integrated devices formed in or on insulating or conducting substrates, e.g. formed in silicon-on-insulator [SOI] substrates or on stainless steel or glass substrates the substrates comprising an insulating layer on a semiconductor body, e.g. SOI

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  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 MOS電界効果トランジスタ(FET)のチ
ャネル長の微細化を容易にし、レイアウト面積の低減、
及び論理回路の集積度向上を図る。 【解決手段】 SOI基板の絶縁体層上のシリコン層に
ゲート101、その上部のポリシリコン層にチャネル領
域103とソースまたはドレイン領域104を形成する
ことによりMOSFETを構成し、チャネル長の短いM
OSFETの製造を容易化する。また、前記MOSFE
Tを従来のSOI MOSFETと同一基板上に形成し
て回路を構成することにより、回路ブロック内の金属配
線領域を低減し、素子の集積度を向上させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置に関
し、特にSOI(Silicon On Insura
tor)基板を用いたMOSFETのデバイス構造に関
する。
【0002】
【従来の技術】まず、絶縁体層上に形成された薄膜電界
効果型MOSトランジスタ(以下、MOSFETと記
す)の基本構造を図13及び図14を用いて説明する。
図13は、従来のSOI基板上に形成されたNチャネル
型MOSFETを示す平面図であり、図14は、図13
のE−E’線断面図である。
【0003】図13には、ゲート1301を形成するポ
リシリコン装置と活性領域1302を形成するシリコン
層との2つのパターンが示されている。活性領域130
2には、チャネル領域1303とソースまたはドレイン
拡散層1304とが形成されている。
【0004】図14には、図13のNチャネル型MOS
FETがシリコン基板1401と埋込酸化膜1402の
上部に形成されていることが示されている。埋込酸化膜
1402上には、チャネル領域1303とソースまたは
ドレイン拡散層1304からなる活性領域と、LOCO
S層(LOCal Oxidation of Sil
icon)1403が形成されている。活性領域130
2は、LOCOS層1403と埋込酸化膜1402によ
り他の活性領域と電気的に分離されている。また、チャ
ネル領域1303上には、ゲート酸化膜1404を介し
てゲート1301が形成され、ゲート1301の両側面
には、サイドウォール1405が形成されている。
【0005】図14において、ソースまたはドレインの
拡散層1304は、ゲート1301のパターニング、サ
イドウォール1405の形成後の不純物イオン注入によ
り形成される。このイオン注入は、ゲート1301とサ
イドウォール1405をマスクとしてセルフアラインで
行われるため、トランジスタの性能を決定するチャネル
長(L)は、これらゲート1301とサイドウォール1
405の微細加工精度でほぼ決定される。
【0006】ゲート1301のパターンは通常、ゲー
ト電極(ポリシリコン)層成長、フォトレジスト塗
布、フォトレジストのパターニング、ゲート電極層
のエッチングという工程を経て形成される。この工程の
中でゲート長を決定するのは、フォトレジストのパタ
ーニングと、ゲート電極層のエッチングとの2工程で
ある。
【0007】現在、ゲート長としては、0.35μmレ
ベルのデバイスが製品化されているが、今後ゲート長が
短くなるにつれて、これらの工程の加工精度の確保が困
難さを増してくる。ただし、これはSOI MOSFE
T特有の問題点ではなく、バルクMOSFETと共通の
問題点である。
【0008】図15は、従来のSOI基板上に形成され
たMOSFETによりラッチ回路を構成した場合のレイ
アウト図であり、図16は図15のF−F’線断面図で
ある。また、図15で構成されたラッチ回路の等価回路
を図7に示す。
【0009】図15には、活性領域1505a,b,ゲ
ート1504a,b,コンタクト1506,配線層が示
されている。図15の配線層のうち、電源線1501と
接地線1502は、図7の電源701、接地702にそ
れぞれ対応し、信号配線1503a,bは、図7の信号
端子705a,bに接続される信号配線にそれぞれ対応
している。
【0010】図16には、シリコン基板1601と埋込
酸化膜1602の上部に、インバータ回路を構成する図
7のPチャネル型MOSFET703bとNチャネル型
MOSFET704bが形成されている部分が示されて
いる。これらMOSFETの上部は絶縁膜1611で覆
われ、さらに電源線1501、接地線1502と信号線
1503bが配されている。図7のPチャネル型MOS
FET703bは、図16におけるゲート1504bと
+拡散層1607a,b、チャネル領域1609によ
って構成され、図7のNチャネル型MOSFET704
bは、図16におけるゲート1504bとn+拡散層1
608a,b、チャネル領域1610によって構成され
ている。
【0011】Pチャネル型MOSFET703bのソー
スとなるp+拡散層1607aには、電源線1501か
らコンタクト1506を介して電源電位が与えられ、N
チャネル型MOSFET704bのソースとなるn+
散層1608bには、接地線1502からコンタクト1
506を通じて接地電位が与えられている。図16のゲ
ート1504bと拡散層1607a,b、1608a,
bの上部には、層抵抗低減のためシリサイド層1606
が形成されており、前記Pチャネル型MOSFET70
3bのドレインとなるp+拡散層1607bと、Nチャ
ネル型MOSFET704bのドレインとなるn+拡散
層1608aは、シリサイド層1606によって接続さ
れている。以上のような接続と電位供給により、図7の
チャネル型MOSFET703bとNチャネル型MOS
FET704bからなるインバータが形成される。
【0012】図15の活性領域1505aとゲート15
04aの部分には、同様の構成で図7のPチャネル型M
OSFET703aとNチャネル型MOSFET704
aからなるインバータが形成される。図15において、
信号配線1503a,bは、それぞれ図7の信号端子7
05a,bに接続する信号配線に対応しているので、図
15のレイアウトにより図7のラッチ回路が構成されて
いる。
【0013】図15に示されるレイアウトのように、従
来のSOI MOSFETで回路を構成すると、拡散層
とゲートとの接続には、金属配線が必要となるため、レ
イアウト面積が増加し、素子の集積度が劣化する。この
点も、SOI MOSFET特有の問題点ではなく、バ
ルクMOSFETと共通の問題点である。
【0014】また従来のSOI MOSFET構造とし
ては、図14のMOSFETの埋込酸化膜の下部にも高
濃度不純物領域またはゲート電極を設けた、図17のよ
うな構造が知られている。図17は、特開平7−106
579号公報に記載のSOIMOSFET構造であり、
図18は図17のG−G’線断面図である。
【0015】図17には、ゲート1701を形成するポ
リシリコン層、活性領域1702を形成するシリコン
層、Nウェル1705、ウェルコンタクト1707、配
線1706が示されている。活性領域には、チャネル領
域1703とソースまたはドレイン拡散層1704が形
成されている。
【0016】図18には、図17のNチャネル型MOS
FETがP型シリコン基板1801とNウェル170
5、埋込酸化膜1802の上部に形成されていることが
示されている。埋込酸化膜1802上には、チャネル領
域1703とソースまたはドレイン拡散層1704から
なる活性領域と、LOCOS層1803が形成されてい
る。また、チャネル領域1703上には、ゲート酸化膜
1804を介してゲート1701が形成され、前記ゲー
ト1701の両側面には、サイドウォール1805が形
成されている。
【0017】図17及び図18において、MOSFET
下部に形成されたNウェル1705には、配線1706
からウェルコンタクト1707を通じて電位が与えられ
る。このNウェル1705は、通常バックゲートと呼ば
れる。このバックゲートの電位により、MOSFETの
しきい値電圧を制御し、高速動作と待機時のリーク電流
削減を図ることが可能となる。
【0018】しかしながら、図17及び18の構造を製
造する場合、図14及び図15のような通常のSOI
MOSFETプロセスにおいて、Nウェルとウェルコン
タクトを作製するプロセスの増加を招いていた。また図
17及び図18の構造では、ソースまたはドレイン拡散
層1704とNウェル1705の間に寄生容量が加わる
ため、回路動作速度が劣化する。
【0019】
【発明が解決しようとする課題】第1の問題点は、従来
のMOSFETではゲート電極の加工精度によりゲート
長が決定されるという点にある。
【0020】その理由は、ソースまたはドレイン拡散層
を形成する不純物イオン注入は、ゲートとサイドウォー
ルをマスクとしてセルフアラインで行われるためであ
る。
【0021】第2の問題点は、従来のMOSFETで回
路を構成した場合、レイアウト面積が増加し、素子の集
積度が劣化するという点にある。
【0022】その理由は、ソースまたはドレイン拡散層
とゲートの接続には金属配線層を使用するためである。
【0023】第3の問題点は、従来のバックゲートを有
するSOI MOSFETでは製造上のプロセス増加を
招くという点にある。
【0024】その理由は、通常のSOI MOSFET
の製造プロセスに加えて、埋込酸化膜下にバックゲート
を形成する工程と、このバックゲートと金属配線を接続
するためのコンタクトを形成する工程が必要になるため
である。
【0025】本発明の目的は、MOS電界効果トランジ
スタ(FET)のチャネル長の微細化を容易にし、レイ
アウト面積の低減、及び論理回路の集積度向上を図る半
導体装置を提供することにある。
【0026】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る半導体装置は、MOS電界効果型トラ
ンジスタを有する半導体装置であって、MOS電界効果
型トランジスタは、ゲート電極、チャネル領域、ソース
領域及びドレイン領域から構成されたものであり、前記
ゲート電極は、半導体基板上の第1の絶縁体層上に形成
された第1の半導体層にて構成されたものであり、前記
チャネル領域、ソース領域及びドレイン領域は、前記第
1の半導体層上に絶縁体層を介して形成された第2の半
導体層にて構成されたものである。
【0027】また金属配線を有し、金属配線は、前記第
2の半導体層に形成されたチャネル領域上に絶縁膜を介
して該チャネル領域を覆うように配置されたものであ
る。
【0028】また本発明に係る半導体装置は、第1のM
OS電界効果型トランジスタと、第2のMOS電界効果
型トランジスタとを有する半導体装置であって、前記M
OS電界効果型トランジスタは、同一基板上に形成さ
れ、各々ゲート電極、チャネル領域、ソース領域及びド
レイン領域から構成されたものであり、前記第1のMO
S電界効果型トランジスタのゲート電極は、半導体基板
上の第1の絶縁体層上に形成された第1の半導体層にて
構成されたものであり、前記第1のMOS電界効果型ト
ランジスタのチャネル領域、ソース領域及びドレイン領
域は、前記第1の半導体層上に絶縁体層を介して形成さ
れた第2の半導体層にて構成されたものであり、前記第
2のMOS電界効果型トランジスタのゲート電極は、前
記第2の半導体層にて構成されたものであり、前記第2
のMOS電界効果型トランジスタのチャネル領域、ソー
ス領域及びドレイン領域は、第1の半導体層にて構成さ
れたものである。
【0029】また金属配線を有し、金属配線は、前記第
1の半導体層をゲート電極とするMOS電界効果型トラ
ンジスタの、第2の半導体層に形成されたチャネル領域
上に、絶縁膜を介して該チャネル領域を覆うようにされ
たものである。
【0030】また前記基板は、SOI(Silicon
On Insurator)基板を用いたものであ
る。
【0031】
【作用】SOI基板の絶縁体層上のシリコン層にゲー
ト、その上部のポリシリコン層にチャネル領域とソース
またはドレイン領域をそれぞれ形成してMOSFETを
構成することにより、チャネル長の短いMOSFET
(電界効果型トランジスタ)とすることが可能となり、
チャネル長の短いMOSFETの製造を容易化すること
が可能となる。
【0032】また、前記MOSFETを従来のSOI
MOSFETと同一基板上に形成して回路を構成するこ
とにより、回路ブロック内の金属配線領域を低減し、素
子の集積度を向上することが可能となる。
【0033】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0034】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1に係るSOI基板上に形成されたNチャネル型MOS
FETを示す平面図であり、図2は、図1のA−A’線
断面図である。
【0035】図1において、SOI基板上には、Nチャ
ネル型MOSFET(電界効果型トランジスタ)のゲー
ト101を形成するシリコン層と、活性領域102を形
成するポリシリコン層との2つのパターンを形成してい
る。活性領域には、Nチャネル型MOSFET(電界効
果型トランジスタ)のチャネル領域103とソースまた
はドレイン拡散層104が形成されている。
【0036】図1に示すNチャネル型MOSFETは、
図2に示すように従来のSOI MOSFETと同様、
シリコン基板201と埋込酸化膜202の上部に形成さ
れている。埋込酸化膜202上には、シリコン層で形成
されたゲート101と、LOCOS層203が形成され
ている。さらにゲート101上部には、ゲート酸化膜2
04と、チャネル領域103とソースまたはドレイン拡
散層104からなるポリシリコンで形成された活性領域
が形成されている。
【0037】図2において、ソースまたはドレイン拡散
層104は、活性領域102となるポリシリコンのパタ
ーニング後に、フォトレジストをマスクとした不純物イ
オン注入により形成される。
【0038】従って、本発明の実施形態1に係るSOI
MOSFETの場合、主にチャネル長を決定する工程
は、上述したフォトレジストをパターニングする工程だ
けとなる。
【0039】一方、図13に示される従来のSOI M
OSFETにおいては、チャネル長の決定に大きな影響
を与える工程は前述のように、ゲートパターンのフォ
トレジストのパターニング、ゲート電極層のエッチン
グ、サイドウォール形成の3工程がある。
【0040】このように、本発明の実施形態1に係るM
OSFETにおいて、チャネル長の決定に大きな影響を
与える製造工程が少ないため、従来例よりもチャネル長
の短いトランジスタの製造が容易となる。今後、ゲート
長の微細化が進むにつれ、この点に関して本発明の優位
性が増す。
【0041】(実施形態2)次に、本発明の実施形態2
を図3、図4、図5を用いて説明する。図3は、本発明
の実施形態2に係るSOI MOSFETと従来のSO
IMOSFETとを同一基板上に形成し、これらを組み
合わせて遅延回路を構成した場合を示すレイアウト図で
ある。図4は、図3のB−B’線断面図、図5は、図3
で構成される遅延回路の等価回路図である。
【0042】図3において、SOI基板には、シリコン
層306、308、ポリシリコン層305、307、3
09、コンタクト310、配線層を形成している。図3
に示す配線層のうち、電源線301と接地線302は図
5の電源501、接地502にそれぞれ対応し、信号配
線303、304は、それぞれ図5の入力端子503と
出力端子504に接続される信号配線に対応している。
【0043】図4において、シリコン基板401と埋込
酸化膜402の上部には、インバータ回路を構成する図
5のPチャネル型MOSFET505bとNチャネル型
MOSFET506bが形成されている。これらMOS
FETの上部は絶縁膜410で覆われ、さらに電源線3
01と接地線302が配されている。
【0044】さらに図4において、図5のPチャネル型
MOSFET503bは、シリコン層で形成されたゲー
ト306と、ポリシリコン層に形成されたP+拡散層4
05a,b、チャネル領域407によって構成されてい
る。同様に図4において、図5のNチャネル型MOSF
ET506bは、シリコン層で形成されたゲート306
都ポリシリコン層に形成されたn+拡散層406a,
b、チャネル領域408によって構成されている。
【0045】Pチャネル型MOSFET505bのソー
スとなるn+拡散層405aには、電源線301からコ
ンタクト310を介して電源電位が与えられ、Nチャネ
ル型MOSFET506bのソースとなるn+拡散層4
06bには、接地線302からコンタクト310を通じ
て接地電位が与えられている。図4のポリシリコンで形
成された拡散層405a,b、406a,bの上部に
は、層抵抗低減のためシリサイド層409が形成されて
おり、Pチャネル型MOSFET505bのドレインと
なるP+拡散層405bと、Nチャネル型MOSFET
506bのドレインとなるn+拡散層406aは、この
シリサイド層によって接続されている。
【0046】以上のように説明した接続と電位供給によ
り、図5のPチャネル型MOSFET505とNチャネ
ル型MOSFET506bからなるインバータを形成し
ている。
【0047】図3の遅延回路は図5に示すように、4段
のインバータを直列接続して構成されている。直列接続
されたインバータのうち、2段目と4段目のインバータ
は、図4に示すようなシリコン層でゲート、ポリシリコ
ン層で活性領域をそれぞれ形成する本発明の実施形態に
係るSOI MOSFETで構成され、1段目と3段目
のインバータは、図16に示すようなポリシリコン層で
ゲート、シリコン層で活性領域をそれぞれ形成する従来
のSOI MOSFETで構成されている。
【0048】また図3では、1,2,3段目のインバー
タの出力端子となる拡散層と、4段目のインバータの入
力となるゲートがそれぞれ同じシリコン層またはポリシ
リコン層で形成され、これらの接続には、金属配線が使
用されていない。従って、論理ブロック内の金属配線領
域が低減され、ブロック間配線に使用可能な配線領域が
増えるため、素子の集積度が向上する。
【0049】このように本発明の実施形態2において
は、本発明の実施形態1に係るSOIMOSFETと、
従来構造のSOI MOSFETとを同一基板上に形成
しているため、CMOS論理ブロックの出力端子となる
拡散層と次段のブロックの入力端子となるゲートとの間
を金属配線を用いずに接続可能となる。これにより、論
理ブロック内の金属配線領域が低減され、素子の集積度
の向上を図ることができる。
【0050】(実施形態3)図6は、本発明の実施形態
3に係るラッチ回路を示すレイアウト図であり、図7
は、等価回路図である。
【0051】図6においては、SOI基板上に、それぞ
れ活性領域とゲートを形成するシリコン層603とポリ
シリコン層604、並びにコンタクト606、配線層を
形成している。図6の配線層のうち、電源線601と接
地線602は図7の電源701、接地702にそれぞれ
対応し、信号配線605a,bは図7の信号端子705
a,bに接続される信号配線にそれぞれ対応している。
【0052】図7におけるPチャネル型MOSFET7
03aとNチャネル型MOSFET704aで構成され
るインバータは、図6において活性領域をシリコン層6
03、ゲートをポリシリコン層604でそれぞれ形成さ
れるトランジスタで構成されている。この部分は、従来
例の断面図として示した図16のトランジスタ部とほぼ
同様の構造を有している。
【0053】一方、図7におけるPチャネル型MOSF
ET703bとNチャネル型MOSFET704bで構
成されるインバータは、図6において活性領域をポリシ
リコン層604、ゲートをシリコン層603でそれぞれ
形成されたトランジスタで構成されている。この部分
は、本発明の実施形態2の断面図として示した図4のト
ランジスタ部とほぼ同様の構造を有している。
【0054】図6においては、これら2つのインバータ
の一方の出力端子と他方の入力ゲートは、シリコン層6
03またはポリシリコン層604で形成されているた
め、図15に示される従来のレイアウトに比べてブロッ
ク内の金属配線領域を低減している。
【0055】本発明の実施形態3に示したラッチ回路
は、データ保持回路や順序回路の基本回路であるため、
実際のブロックLSIの中でも使用頻度が高く、このよ
うなブロック内の金属配線領域を低減することが、素子
の集積度を向上させることに寄与する。
【0056】(実施形態4)次に、本発明の実施形態4
を図8、図9を用いて説明する。図8は、本発明の実施
形態4に係るSOI基板上に構成されたNチャネル型M
OSFETを示す平面図であり、図9は、図8のC−
C’線断面図である。
【0057】図8にいては、SOI基板上に、ゲート8
01を形成するシリコン層と活性領域802を形成する
ポリシリコン層、バックゲート805となる金属配線層
の3つのパターンを形成している。活性領域には、チャ
ネル領域803とソースまたはドレイン拡散層804を
形成している。
【0058】図8のNチャネル型MOSFETは、図9
に示すようにシリコン基板901と埋込酸化膜902の
上部に形成されている。埋込酸化膜902上には、シリ
コン層で形成されたゲート801と、LOCOS層90
3が形成されている。さらにゲート801上部には、ゲ
ート酸化膜904と、チャネル領域803とソースまた
はドレイン拡散層804からなるポリシリコンで形成さ
れた活性領域が形成されている。
【0059】以上の図2と同様の構造に加え、本発明の
実施形態4においては、ポリシリコン層に形成されたチ
ャネル領域803の上部に絶縁体層905を介してバッ
クゲート805となる金属配線を配置している。
【0060】本発明の実施形態4の場合、本発明の実施
形態1と同様にチャネル長の短いトランジスタの製造が
容易であるという点に加え、バックゲート電極を製造工
程の増加なしに形成可能であるという利点を有してい
る。
【0061】(実施形態5)次に、本発明の実施形態5
を図10、11、12を用いて説明する。図10は、本
発明の実施形態2に示した遅延回路にバックゲートを形
成した場合のレイアウト図である。図11は図10のD
−D’線断面図、図12は図10で構成される遅延回路
の等価回路図である。
【0062】図10においては、SOI基板上に、シリ
コン層1006、1008、ポリシリコン層1005、
1007、1009、コンタクト1010と配線層を形
成している。図10の配線層のうち、電源線1001と
接地線1002は図12の電源1201、接地1202
にそれぞれ対応し、信号配線1003、1004はそれ
ぞれ図12の入力端子1203と出力端子1204に接
続される信号配線に対応している。
【0063】また、図10のPチャネル型MOSFET
のバックゲート1011とNチャネル型MOSFETの
バックゲート1012は、それぞれ図12のPチャネル
型MOSFETのバックゲート端子1207とNチャネ
ル型MOSFETのバックゲート端子1208に接続さ
れる配線に対応している。
【0064】 図11において、シリコン基板1101
と埋込酸化膜1102の上部に、インバータ回路を構成
する図12のPチャネル型MOSFET1205とNチ
ャネル型MOSFET1206bを形成している。これ
らMOSFETの上部は絶縁膜1110で覆われ、さら
に電源線1001、接地線1002、Pチャネル型MO
SFETのバックゲート1011とNチャネル型MOS
FETのバックゲート1012が配されている。
【0065】図11において、図12のPチャネル型M
OSFET1205bは、シリコン層で形成されたゲー
ト1006と、ポリシリコン層に形成されたn+拡散層
1105a,b、チャネル領域1107によって構成さ
れている。同様に図11において、図12のNチャネル
型MOSFET1206bは、シリコン層で形成された
ゲート1006とポリシリコン層に形成されたn+拡散
層1106a,b、チャネル領域1108によって構成
されている。
【0066】またPチャネル型MOSFET1205b
のソースとなるn+拡散層1205aには、電源線10
01からコンタクト1010を介して電源電位が与えら
れ、前記Nチャネル型MOSFET1206bのソース
となるn+拡散層1106bには、接地線1002から
コンタクト1010を通じて接地電位が与えられてい
る。
【0067】図11のポリシリコンで形成された拡散層
1105a,b、1106a,bの上部には、層抵抗低
減のためシリサイド層1109が形成されており、Pチ
ャネル型MOSFET1205bのドレインとなるP+
拡散層1105bと、Nチャネル型MOSFET120
6bのドレインとなるn+拡散層1106aは、シリサ
イド層1109によって接続されている。以上のような
接続と電位供給により、図12のPチャネル型MOSF
ET1205bとNチャネル型MOSFET1206b
からなるインバータが形成される。
【0068】本発明の実施形態5においては、Pチャネ
ル型MOSFET1205bのチャネル領域1107上
部に配したバックゲート1011の電位を制御すること
により、絶縁体層1110を容量膜とした図12中の容
量1209aを介してPチャネル型MOSFET120
5bのチャネル領域1107の電位を制御することが可
能である。
【0069】Nチャネル型MOSFET1206bにお
いても同様に、バックゲート1012の電位を制御する
ことにより、絶縁体層1110を容量膜とした図12中
の容量1210aを介してNチャネル型MOSFET1
206bのチャネル領域1108の電位を制御すること
が可能である。
【0070】図10の遅延回路は図12に示すように、
4段のインバータを直列接続して構成している。直列接
続したインバータのうち、2段目と4段目のインバータ
は、図11に示すようなシリコン層でゲート、ポリシリ
コン層で活性領域をそれぞれ形成する本発明の実施形態
に係るSOI MOSFETで構成され、1段目と3段
目のインバータは、図16に示すようなポリシリコン層
でゲート、シリコン層で活性領域をそれぞれ形成する従
来のSOI MOSFETで構成されている。
【0071】また図10では、1,2,3段目のインバ
ータの出力端子となる拡散層と、2,3,4段目のイン
バータの入力となるゲートとは、それぞれ同じシリコン
層またはポリシリコン層にて形成され、これらの接続に
は、金属配線が使用されていない。
【0072】以上は図3に示す本発明の実施形態2と同
じ構成であるが、本発明の実施形態5においては、これ
に加えてPチャネル型MOSFETのバックゲート10
11とNチャネル型MOSFETのバックゲート101
2を形成している。これらバックゲート1011,10
12の電位を制御することにより、ポリシリコン層10
07,1009にチャネル領域が形成される図12中の
MOSFET1205b,dおよび1206b,dのし
きい値電圧が変化し、この遅延回路のディレイ値を制御
することが可能である。
【0073】このように本発明の実施形態5では、本発
明の実施形態4に係るSOI MOSFETと従来構造
のSOI MOSFETとを同一基板上に形成している
ため、製造プロセスを増加することなく、通常の金属配
線によりバックゲートを構成することが可能であり、こ
のバックゲート電位を制御することにより、回路特性を
制御することが可能である。
【0074】
【発明の効果】以上説明したように本発明は、SOI基
板の絶縁体層上のシリコン層にゲート、その上部にポリ
シリコン層にチャネル領域とソースまたはドレイン領域
を形成することによりMOSFETを構成するため、チ
ャネル長の短いMOSFETの製造を容易化することが
できる。
【0075】また、本発明のMOSFETを従来のSO
I MOSFETと同一基板上に形成して回路を構成す
ることにより、回路ブロック内の金属配線領域を低減
し、素子の集積度を向上することができる。
【0076】さらに、通常のプロセスで形成される金属
配線でチャネル領域上部にバックゲートを構成すること
が可能であるため、このバックゲート電位を制御するこ
とにより、本発明のSOI MOSFETを用いた回路
の特性を制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態1に係る半導体装置のNチャ
ネル型MOSFETを示すレイアウト図である。
【図2】図1のB−B’線断面図である。
【図3】本発明の実施形態2に係る半導体装置の遅延回
路を示すレイアウト図である。
【図4】図3のB−B’線断面図である。
【図5】図3に示す遅延回路の等価回路図である。
【図6】本発明の実施形態3に係る半導体装置のラッチ
回路を示すレイアウト図である。
【図7】図6に示すラッチ回路の等価回路図である。
【図8】本発明の実施形態4に係る半導体装置のNチャ
ネル型MOSFETを示すレイアウト図である。
【図9】図8のC−C’線断面図である。
【図10】本発明の実施形態5に係る半導体装置の遅延
回路を示すレイアウト図である。
【図11】図10のD−D’線断面図である。
【図12】図10に示す遅延回路の等価回路図である。
【図13】SOI基板上に形成した従来のNチャネル型
MOSFETを示すレイアウト図である。
【図14】図13のE−E’線断面図である。
【図15】従来のSOI MOSFETにて遅延回路を
構成した場合を示すレイアウト図である。
【図16】図15のF−F’線断面図である。
【図17】従来の埋込酸化膜下にウェル電極を有するN
チャネル型MOSFETを示すレイアウト図である。
【図18】図17のG−G’線断面図である。
【符号の説明】
101,801,1301,1701 ゲート 102,802,1302,1702 活性領域 103,407,408,803,1107,110
8,1303,1609,1610,1703 チャネ
ル領域 104,804,1304,1704 ソースまたはド
レイン領域 201,401,901,1101,1401,160
1,1801 シリコン基板 202,402,902,1102,1402,160
2,1802 埋込酸化膜 203,403,903,1103,1403,160
3,1803 LOCOS層 204,404,904,1104,1404,160
4,1804 ゲート酸化膜 301,601,1001,1501 電源線 302,602,1002,1502 接地線 303,304,605,1003,1004,150
3 信号配線 305,307,309,604,1005,100
7,1009,1504,ポリシリコン層 306,308,603,1006,1008,150
5 シリコン層 310,606,1010,1506,コンタクト 1405,1605 サイドウォール 405,1105,1607 p+拡散層 406,1106,1608 n+拡散層 409,1109,1606 シリサイド層 410,905,1110,1611 絶縁体層 501,701,1201 電源 502,702,1202 接地 503,1203 入力端子 504,1204 出力端子 505,703,1205 Pチャネル型MOSFET 506,704,1206 Nチャネル型MOSFET 705 信号端子 805,1011,1012 バックゲート 1207,1208 バックゲート端子 1209,1210 容量 1405,1605,1805 サイドウォール 1705 Nウェル 1706 配線 1707 ウェルコンタクト
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 626C

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 MOS電界効果型トランジスタを有する
    半導体装置であって、 MOS電界効果型トランジスタは、ゲート電極、チャネ
    ル領域、ソース領域及びドレイン領域から構成されたも
    のであり、 前記ゲート電極は、半導体基板上の第1の絶縁体層上に
    形成された第1の半導体層にて構成されたものであり、 前記チャネル領域、ソース領域及びドレイン領域は、前
    記第1の半導体層上に絶縁体層を介して形成された第2
    の半導体層にて構成されたものであることを特徴とする
    半導体装置。
  2. 【請求項2】 金属配線を有し、 金属配線は、前記第2の半導体層に形成されたチャネル
    領域上に絶縁膜を介して該チャネル領域を覆うように配
    置されたものであることを特徴とする請求項1に記載の
    半導体装置。
  3. 【請求項3】 第1のMOS電界効果型トランジスタ
    と、第2のMOS電界効果型トランジスタとを有する半
    導体装置であって、 前記MOS電界効果型トランジスタは、同一基板上に形
    成され、各々ゲート電極、チャネル領域、ソース領域及
    びドレイン領域から構成されたものであり、 前記第1のMOS電界効果型トランジスタのゲート電極
    は、半導体基板上の第1の絶縁体層上に形成された第1
    の半導体層にて構成されたものであり、 前記第1のMOS電界効果型トランジスタのチャネル領
    域、ソース領域及びドレイン領域は、前記第1の半導体
    層上に絶縁体層を介して形成された第2の半導体層にて
    構成されたものであり、 前記第2のMOS電界効果型トランジスタのゲート電極
    は、前記第2の半導体層にて構成されたものであり、 前記第2のMOS電界効果型トランジスタのチャネル領
    域、ソース領域及びドレイン領域は、第1の半導体層に
    て構成されたものであることを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 金属配線を有し、 金属配線は、前記第1の半導体層をゲート電極とするM
    OS電界効果型トランジスタの、第2の半導体層に形成
    されたチャネル領域上に、絶縁膜を介して該チャネル領
    域を覆うようにされたものであることを特徴とする請求
    項3に記載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記基板は、SOI(Silicon
    On Insurator)基板を用いたものであるこ
    とを特徴とする請求項1又は3に記載の半導体装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737711B1 (en) 1998-12-22 2004-05-18 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device with bit lines formed via diffusion over word lines
US6979870B2 (en) 2003-04-09 2005-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit including CMOS logic gate

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW521303B (en) 2000-02-28 2003-02-21 Semiconductor Energy Lab Electronic device
US6982460B1 (en) * 2000-07-07 2006-01-03 International Business Machines Corporation Self-aligned gate MOSFET with separate gates
TW200511584A (en) * 2003-09-15 2005-03-16 Ind Tech Res Inst Thin film transistor structure for field emission display
JP4098746B2 (ja) * 2004-04-16 2008-06-11 株式会社東芝 半導体装置
US7646071B2 (en) * 2006-05-31 2010-01-12 Intel Corporation Asymmetric channel doping for improved memory operation for floating body cell (FBC) memory
US7943997B2 (en) * 2008-04-17 2011-05-17 International Business Machines Corporation Fully-depleted low-body doping field effect transistor (FET) with reverse short channel effects (SCE) induced by self-aligned edge back-gate(s)
CN114566483B (zh) * 2020-11-27 2025-02-18 Oppo广东移动通信有限公司 一种芯片及电子设备

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55132072A (en) 1979-03-31 1980-10-14 Toshiba Corp Mos semiconductor device
JPH06101561B2 (ja) 1985-12-23 1994-12-12 セイコーエプソン株式会社 半導体装置
US4998152A (en) 1988-03-22 1991-03-05 International Business Machines Corporation Thin film transistor
JPH03132041A (ja) 1989-10-18 1991-06-05 Sony Corp 半導体装置の製造方法
JP2502787B2 (ja) 1990-04-27 1996-05-29 シャープ株式会社 Mos型薄膜トランジスタの製造方法
JP3132041B2 (ja) 1991-06-06 2001-02-05 松下電器産業株式会社 基板搬送装置
JPH05145073A (ja) 1991-11-22 1993-06-11 Seiko Epson Corp 相補型薄膜トランジスタ
EP0564204A3 (en) * 1992-03-30 1994-09-28 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPH06275826A (ja) 1993-03-24 1994-09-30 Fujitsu Ltd 半導体装置
US5477073A (en) * 1993-08-20 1995-12-19 Casio Computer Co., Ltd. Thin film semiconductor device including a driver and a matrix circuit
JPH07106579A (ja) 1993-10-08 1995-04-21 Hitachi Ltd 半導体装置とその製造方法
JP3253808B2 (ja) * 1994-07-07 2002-02-04 株式会社半導体エネルギー研究所 半導体装置およびその作製方法
JPH0832068A (ja) 1994-07-08 1996-02-02 Nippondenso Co Ltd 半導体装置
JPH09252139A (ja) * 1996-03-18 1997-09-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置及びその製造方法並びに論理回路

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6737711B1 (en) 1998-12-22 2004-05-18 Sharp Kabushiki Kaisha Semiconductor device with bit lines formed via diffusion over word lines
US6979870B2 (en) 2003-04-09 2005-12-27 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor integrated circuit including CMOS logic gate

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Publication number Publication date
CN1198018A (zh) 1998-11-04
KR19980080893A (ko) 1998-11-25
US6188111B1 (en) 2001-02-13

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