JPS6095970A - 絶縁ゲイト型半導体装置 - Google Patents
絶縁ゲイト型半導体装置Info
- Publication number
- JPS6095970A JPS6095970A JP58204444A JP20444483A JPS6095970A JP S6095970 A JPS6095970 A JP S6095970A JP 58204444 A JP58204444 A JP 58204444A JP 20444483 A JP20444483 A JP 20444483A JP S6095970 A JPS6095970 A JP S6095970A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor
- type
- electrode
- film
- conductor
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D86/00—Integrated 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
Landscapes
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (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】
本発明は、基板上の非単結晶半導体を用いた縦チャネル
型の積層型の相補絶縁ゲイト型半導体装置(以下IGF
という、相補型IGFはC/IGFという)に関する。
型の積層型の相補絶縁ゲイト型半導体装置(以下IGF
という、相補型IGFはC/IGFという)に関する。
本発明は絶縁性基板上の第1の導電性電極、第1の半導
体、第2の半導体または絶縁体、第3の半導体および第
2の導電性電極よりなる5層に積層された少なくとも2
つの積層体と、さらにこの2つの積層体の側周辺に、チ
ャネルを形成する第4の非単結晶半導体を設け、そのそ
れぞれの側周辺を用いて一方をPチャネル型IGF (
以下rlGFという)〈図面右側に示す)および他方を
NチャネルIGF (以下NIGFという)(図面左側
に示す)を設けることを目的とする。
体、第2の半導体または絶縁体、第3の半導体および第
2の導電性電極よりなる5層に積層された少なくとも2
つの積層体と、さらにこの2つの積層体の側周辺に、チ
ャネルを形成する第4の非単結晶半導体を設け、そのそ
れぞれの側周辺を用いて一方をPチャネル型IGF (
以下rlGFという)〈図面右側に示す)および他方を
NチャネルIGF (以下NIGFという)(図面左側
に示す)を設けることを目的とする。
本発明は1つの積層体を用いつつもその一方の導電性電
極を互いに共通にせしめることにより、C/IGFを直
列に連結してインバータ構成と−lしめ、また、C/I
cpを並列に連結し、その双方の電極を共通して設ける
ことによりスイッチを構成せしめて、1つの積層体であ
りなからC/IGF構成せしめたことを特徴としζいる
。
極を互いに共通にせしめることにより、C/IGFを直
列に連結してインバータ構成と−lしめ、また、C/I
cpを並列に連結し、その双方の電極を共通して設ける
ことによりスイッチを構成せしめて、1つの積層体であ
りなからC/IGF構成せしめたことを特徴としζいる
。
従来、単結晶珪素を用いた相補型の絶縁ディト型電界効
果半導体装置(以下C/MO5ともいう)が知られてい
る。
果半導体装置(以下C/MO5ともいう)が知られてい
る。
その−例を第1図に示す。
図面より明らかなごとく、N型の単結晶シリコン基板(
1)にPウェル(93)を設け、埋置したフィールド絶
縁物(94)によりアイソレイションをしてPチャネル
MO5,FET (10)、 N チャネルFIO5゜
FET (10’)がそれぞれソース(23>、G3)
、ドレイン(25)、<15)、ゲイト電極(42)、
(40)として設けられた場合を示している。
1)にPウェル(93)を設け、埋置したフィールド絶
縁物(94)によりアイソレイションをしてPチャネル
MO5,FET (10)、 N チャネルFIO5゜
FET (10’)がそれぞれソース(23>、G3)
、ドレイン(25)、<15)、ゲイト電極(42)、
(40)として設けられた場合を示している。
かかるC 7MO5の集積回路(IC)は、横チャネル
型であり、電気的には3つのダイオード(90)。
型であり、電気的には3つのダイオード(90)。
(91)、<92)によるアイソレイションがなされて
いる。
いる。
この3つのダイオードを有せしめるため、アイソレイシ
ョンの面積が大きくなってしまい、同一チャネル型2つ
のIGFに必要な面積の1.8〜2.5倍もの面積を必
要としてしまった。
ョンの面積が大きくなってしまい、同一チャネル型2つ
のIGFに必要な面積の1.8〜2.5倍もの面積を必
要としてしまった。
これはこの半導体が単結晶であるためであり、どうして
も避けることができない欠点である。そのため、ラッチ
アップ現象等のトラブルが発生してしまった。
も避けることができない欠点である。そのため、ラッチ
アップ現象等のトラブルが発生してしまった。
しかし、半導体としてこの単結晶半導体ではなく、アモ
ルファス珪素を含む非単結晶半導体を用いると、かかる
アイソレイションは実質的に不要となり、ランチアップ
現象も理論的に存在せず、その概念を変えることができ
ることを本発明人は見いだした。
ルファス珪素を含む非単結晶半導体を用いると、かかる
アイソレイションは実質的に不要となり、ランチアップ
現象も理論的に存在せず、その概念を変えることができ
ることを本発明人は見いだした。
本発明は、非単結晶半導体であって、がっC/IGF
(積層型の縦チャネルであるため、従来の横チャネル単
結晶半導体で用いられるMOS、FETの装置と区別し
てここではIGFという)であるにもかかわらず、アイ
ソレイション用のウェル(第1図(93) )を設ける
ことなく、異なるチャネル型を持つ2つの積層体にそれ
ぞれ対構造のIGFを設けることによりC/IGFを得
ることができた。
(積層型の縦チャネルであるため、従来の横チャネル単
結晶半導体で用いられるMOS、FETの装置と区別し
てここではIGFという)であるにもかかわらず、アイ
ソレイション用のウェル(第1図(93) )を設ける
ことなく、異なるチャネル型を持つ2つの積層体にそれ
ぞれ対構造のIGFを設けることによりC/IGFを得
ることができた。
即ち、非単結晶半導体においては、形成された半導体膜
の厚さの10倍以上あればそれを完全に絶縁体として取
り扱うことができる。即ちP、I、Nの厚さがそれぞれ
0.1 μ、1μ、0.1 μあると、その巾が1μ、
10μ、1μ以上は実質的に絶縁体として取り扱うこと
ができる。
の厚さの10倍以上あればそれを完全に絶縁体として取
り扱うことができる。即ちP、I、Nの厚さがそれぞれ
0.1 μ、1μ、0.1 μあると、その巾が1μ、
10μ、1μ以上は実質的に絶縁体として取り扱うこと
ができる。
このため、従来の単結晶半導体を用いてC/MOSとは
まったく異なるセル面積功小さいC/IGFを本発明に
おいて設けることができた。
まったく異なるセル面積功小さいC/IGFを本発明に
おいて設けることができた。
本発明は、2つのIGFを同一積層体内に対構成せしめ
て、このアイソレイションおよびIGF配線に必要な面
積を少なくさせたことを特長としている。即ち、単結晶
のC/MOSに比べて、アイソレイションに特に面積を
必要としない。さらに縦チャネル型とすることにより、
第4の半導体であるチャネル形成領域を構成する半導体
は、水素または弗素が添加された珪素を主成分とする非
単結晶半導体を用いている。さらに非単結晶半導体であ
り、単結晶半導体に比べてキャリア移動度が小さいとい
う欠点を有する。そのため、本発明は第2の半導体また
は絶縁体の膜厚を1μまたはそれ以下とし、その結果第
4の半導体に形成されるチャネルを短チャネルとし、I
OMIIZ以上のカントオフ周波数を有せしめた。
て、このアイソレイションおよびIGF配線に必要な面
積を少なくさせたことを特長としている。即ち、単結晶
のC/MOSに比べて、アイソレイションに特に面積を
必要としない。さらに縦チャネル型とすることにより、
第4の半導体であるチャネル形成領域を構成する半導体
は、水素または弗素が添加された珪素を主成分とする非
単結晶半導体を用いている。さらに非単結晶半導体であ
り、単結晶半導体に比べてキャリア移動度が小さいとい
う欠点を有する。そのため、本発明は第2の半導体また
は絶縁体の膜厚を1μまたはそれ以下とし、その結果第
4の半導体に形成されるチャネルを短チャネルとし、I
OMIIZ以上のカントオフ周波数を有せしめた。
かくすることによっt、本発明をその設8J仕様に基づ
いて組み合わせることにより、ブラウン管に代わる平面
テレビ用の固体表示装置の周辺回路等への応用回路を作
ることができた。
いて組み合わせることにより、ブラウン管に代わる平面
テレビ用の固体表示装置の周辺回路等への応用回路を作
ることができた。
第2図および第3図は、本発明を実施するための積層型
IGFの縦断面図の製造工程を示したものである。
IGFの縦断面図の製造工程を示したものである。
この図面はPIGF (53)、(54)とNIGF
(51)、(52)との2つのIGFをそれぞれ1つの
積層体に作製する製造例を示すが、特に図面ではPIG
F (53)およびNIGF (52)を直列に連結し
たインバータおよびNIGF、PIGFの4つの例を示
す、さらに集積度を向上させる場合も同一プロセスで作
製が可能である。
(51)、(52)との2つのIGFをそれぞれ1つの
積層体に作製する製造例を示すが、特に図面ではPIG
F (53)およびNIGF (52)を直列に連結し
たインバータおよびNIGF、PIGFの4つの例を示
す、さらに集積度を向上させる場合も同一プロセスで作
製が可能である。
第2図(A)において、絶縁基板例えば石英ガラスまた
はホウ珪酸ガラスの基板(1)上に酸化スズ+ TxS
t、 J+Cr等の第1の導電膜(2)を下側電極、リ
ードとして設けた。この実施例ではCrを主成分とする
導電膜を0.2μの厚さに形成している。これに選択エ
ッチを第1のマスク■を用いて施した。さらにこの上面
にPまたはN型の導電型を有する第1の非単結晶半導体
(ここではP型とする)(3)(以下用ニs1という)
を100〜3000人を公知のpcvco法により形成
した。この後、フォトレジスト(71ンを第2のマスク
■を用い、半導体(3)をPIGFの領域(1o)上に
選択的に形成した。
はホウ珪酸ガラスの基板(1)上に酸化スズ+ TxS
t、 J+Cr等の第1の導電膜(2)を下側電極、リ
ードとして設けた。この実施例ではCrを主成分とする
導電膜を0.2μの厚さに形成している。これに選択エ
ッチを第1のマスク■を用いて施した。さらにこの上面
にPまたはN型の導電型を有する第1の非単結晶半導体
(ここではP型とする)(3)(以下用ニs1という)
を100〜3000人を公知のpcvco法により形成
した。この後、フォトレジスト(71ンを第2のマスク
■を用い、半導体(3)をPIGFの領域(1o)上に
選択的に形成した。
さらに、N型の非単結晶半導体(3#)を200〜10
00人の厚さに領域(10’)およびレジスト(71)
上に作製した0図面では、P型半導体(3)は5ixC
+−x(0<x<1 例えばx=0.1)とし、N型の
半導体(3°〉は微結晶半導体とした。この後半導体(
3′)の下側のレジスト(71)を超音波を用いて溶去
した。するとこのレジスト上のN型平導体も同時にリフ
トオフされ、除去することができた。かくして第2図(
C)に示すごとく、第1の半導体(3)、(3’)であ
るP型半導体(3)、N型半導体(3りを柵略同一平面
をなして第1の電極(2)上に形成させることができた
。即ち、1つのフォトレジストを一回は選択エツチング
、さらにリフトオフ用レジストとして用いることにより
基@(1)またはその上の電極上の全面にP型半導体領
域(3)とN型半導体領域(3′)とを作ることができ
た。さらにこのそれぞれの半導体は互いに密接すること
がないため、P型半導体層へのN型の不純物の混入、ま
たその逆もなく、それぞれの半導体をPおよびNとする
ことができた。
00人の厚さに領域(10’)およびレジスト(71)
上に作製した0図面では、P型半導体(3)は5ixC
+−x(0<x<1 例えばx=0.1)とし、N型の
半導体(3°〉は微結晶半導体とした。この後半導体(
3′)の下側のレジスト(71)を超音波を用いて溶去
した。するとこのレジスト上のN型平導体も同時にリフ
トオフされ、除去することができた。かくして第2図(
C)に示すごとく、第1の半導体(3)、(3’)であ
るP型半導体(3)、N型半導体(3りを柵略同一平面
をなして第1の電極(2)上に形成させることができた
。即ち、1つのフォトレジストを一回は選択エツチング
、さらにリフトオフ用レジストとして用いることにより
基@(1)またはその上の電極上の全面にP型半導体領
域(3)とN型半導体領域(3′)とを作ることができ
た。さらにこのそれぞれの半導体は互いに密接すること
がないため、P型半導体層へのN型の不純物の混入、ま
たその逆もなく、それぞれの半導体をPおよびNとする
ことができた。
さらに、第2の半導体または絶縁体(4)(以下単にS
2というXo、3〜3μ)をpCvo法により積層した
。
2というXo、3〜3μ)をpCvo法により積層した
。
ここではSI、 N4−、 (0≦X≦4)とした。m
」ち、x=Qでは絶縁体に、0<x≦4では半導体また
半I@縁体となる。さらに再びP型半導体(5)および
N型半導体(5′)を200−1000人の厚さに形成
し、第3のマスク■を用いて同様のリフトオフプロセス
を用い実施した。
」ち、x=Qでは絶縁体に、0<x≦4では半導体また
半I@縁体となる。さらに再びP型半導体(5)および
N型半導体(5′)を200−1000人の厚さに形成
し、第3のマスク■を用いて同様のリフトオフプロセス
を用い実施した。
かくして第1の半導体と同一導電型を存する第3の半導
体(,5>、< 5 ’) (以下用ニ83という)<
200人〜0.2μ)を積層(スタック即ちSという)
して第2図(C)を得た。そして第3の半導体(s3)
もP型半導体(5)、N型半導体(5′)を同一平面に
選択的に作製することができた。この積層にょリ、領域
(10)はPIF構造(夏は絶縁体または真性半導体)
を有せしめ、また領域(10’)はNIN接合を有せし
めた。
体(,5>、< 5 ’) (以下用ニ83という)<
200人〜0.2μ)を積層(スタック即ちSという)
して第2図(C)を得た。そして第3の半導体(s3)
もP型半導体(5)、N型半導体(5′)を同一平面に
選択的に作製することができた。この積層にょリ、領域
(10)はPIF構造(夏は絶縁体または真性半導体)
を有せしめ、また領域(10’)はNIN接合を有せし
めた。
第3図(A)において、半導体(5)、<5’)の上面
ニITO(酸化インジューム・スズ入MoS I、 +
T r S ia +WSI、+ W、Ti、Mo等
の耐熱性金属の第2の導体(6)ここではCrを電子ビ
ーム法により0.2μの厚さに積層した0次にこの第2
の導体のうち積層体(50)。
ニITO(酸化インジューム・スズ入MoS I、 +
T r S ia +WSI、+ W、Ti、Mo等
の耐熱性金属の第2の導体(6)ここではCrを電子ビ
ーム法により0.2μの厚さに積層した0次にこの第2
の導体のうち積層体(50)。
(50’)を設けるための不要部分を第4のフォトマス
ク■を用いて除去した。
ク■を用いて除去した。
図面ではPIGF (53)、<54)を同一積層体で
互いに独立動作をさせるため、第2の導体(6)を選択
除去した。
互いに独立動作をさせるため、第2の導体(6)を選択
除去した。
さらに積層上にLP CVD法(減圧気相法人PCVD
法または光CVD法により0.3〜1μの厚さに酸化珪
素膜(7)を形成した。 PCVD法の場合はNLoと
StH+との反応を250℃で行わしめた。
法または光CVD法により0.3〜1μの厚さに酸化珪
素膜(7)を形成した。 PCVD法の場合はNLoと
StH+との反応を250℃で行わしめた。
この第1、第3の半導体のN、P層をN”NまたはP”
PとしてN”NINN”、P”PIPP+(Iは絶縁体
または真性半導体)としてPまたはNと第11第2の電
極との接触抵抗を下げることは有効であった。
PとしてN”NINN”、P”PIPP+(Iは絶縁体
または真性半導体)としてPまたはNと第11第2の電
極との接触抵抗を下げることは有効であった。
かくのごとくにして、第1の導体、第1の半導体、第2
の半導体または絶縁体、第3の半導体、第2の導体を層
状に形成して得た。
の半導体または絶縁体、第3の半導体、第2の導体を層
状に形成して得た。
次に第3図(B)に示すごとく、マスク■を用いてそれ
ぞれの絶縁体(7入場体(6)および51゜52.53
を選択エツチング法により除去し、2つの積層体(50
)、(50ゝ)を形成した。即ち、“積層体(56)。
ぞれの絶縁体(7入場体(6)および51゜52.53
を選択エツチング法により除去し、2つの積層体(50
)、(50ゝ)を形成した。即ち、“積層体(56)。
(50’)におけるそれぞれの絶縁体(17)、(27
)第2の導体(16)、<26) 51.S2.S3を
互いに概略同一形状に形成して設けた。これらはすべて
同一マスク■でマイクロ波(2,45Gll! )の異
方性プラズマ気相エッチ法を用いた。エッチ用気体はC
へ、肝またはル+OLの混合気体を用いた。圧力は0.
1−0.5torr出力200−として、エッヂ速度2
00人/分とした。
)第2の導体(16)、<26) 51.S2.S3を
互いに概略同一形状に形成して設けた。これらはすべて
同一マスク■でマイクロ波(2,45Gll! )の異
方性プラズマ気相エッチ法を用いた。エッチ用気体はC
へ、肝またはル+OLの混合気体を用いた。圧力は0.
1−0.5torr出力200−として、エッヂ速度2
00人/分とした。
かくしである積層体(50)はSl (P)、S2 (
])。
])。
53(P)とし、また他の積層体(50’)はSl (
N)、52 (1)、S3 (N)として設けた。
N)、52 (1)、S3 (N)として設けた。
この後、これらNチャネルIGF用の積層体(50’)
即ち領域(10’)における第1の導体(12)、(1
2’)、5l(13)、<13’)、S2 (14)、
S3 (15)、(15’)、第2の導体(16)およ
びPチャネルIGF用の積層体(50)即ちブロック(
10)における第1の導体(22>、<22’)Sl
(23)、(23′)、S2 (24)、S3 (25
)、<25’)、第2の導体(26)、< 26 )を
覆ってチャネル形成領域を構成する真性またはP−また
はN−型の非単結晶半導体を第4の半導体(35)とし
て積層させた。この第4の半導体(35)は、基板上に
シランのグロー放電法(PCVD法)、光CVD法、L
T CVD法(HOMOCVD法ともいう)を利用して
、室温〜500℃の温度例えばPCVD法における25
0℃、0.1torr、3011,13.56MHzの
条件下にて設けたもので、非晶質(アモルファス)また
は半非晶質(セミアモルファス)または多結晶構造の非
単結晶珪素半導体を用いている。本発明においては水素
または弗素が添加されたアモルファスまたはセミアモル
ファスの珪素半導体を中心として示す。
即ち領域(10’)における第1の導体(12)、(1
2’)、5l(13)、<13’)、S2 (14)、
S3 (15)、(15’)、第2の導体(16)およ
びPチャネルIGF用の積層体(50)即ちブロック(
10)における第1の導体(22>、<22’)Sl
(23)、(23′)、S2 (24)、S3 (25
)、<25’)、第2の導体(26)、< 26 )を
覆ってチャネル形成領域を構成する真性またはP−また
はN−型の非単結晶半導体を第4の半導体(35)とし
て積層させた。この第4の半導体(35)は、基板上に
シランのグロー放電法(PCVD法)、光CVD法、L
T CVD法(HOMOCVD法ともいう)を利用して
、室温〜500℃の温度例えばPCVD法における25
0℃、0.1torr、3011,13.56MHzの
条件下にて設けたもので、非晶質(アモルファス)また
は半非晶質(セミアモルファス)または多結晶構造の非
単結晶珪素半導体を用いている。本発明においては水素
または弗素が添加されたアモルファスまたはセミアモル
ファスの珪素半導体を中心として示す。
さらに、その上面に同一反応炉にて、第4の半導体表面
を大気に触れさせることなく窒化珪素膜(34)を光C
VD法にてシラン(ジシランでも可)とアンモニアとを
水銀励起法の気相反応により作製し、厚さは300〜2
000人とした。
を大気に触れさせることなく窒化珪素膜(34)を光C
VD法にてシラン(ジシランでも可)とアンモニアとを
水銀励起法の気相反応により作製し、厚さは300〜2
000人とした。
この絶縁膜は13.56MHz〜2.45Gllzの周
波数の電磁エネルギにより活性化した窒素またはアンモ
ニア雰囲気に100〜400℃浸して固相−気相反応の
窒化珪素を形成してもよい。
波数の電磁エネルギにより活性化した窒素またはアンモ
ニア雰囲気に100〜400℃浸して固相−気相反応の
窒化珪素を形成してもよい。
また、PCVD法により窒化珪素を形成さセてもよい。
すると52 (’14 )、< 24 )の側周辺では
、チャネル形成領域(9′)(9)とその上のゲイト絶
縁物(34)として構成させ得た。第4の半導体(35
)はSl、S3とはダイオード接合を構成させている。
、チャネル形成領域(9′)(9)とその上のゲイト絶
縁物(34)として構成させ得た。第4の半導体(35
)はSl、S3とはダイオード接合を構成させている。
この第4の半導体(35>(例えばP型の珪素)および
ゲイト絶縁物(34)を最初領域(52)、(53)に
対してのみ設け、さらに酸化珪素物マスクをして領域(
10)に他の第4の半導体(例えばN型の珪素)および
絶縁物を積層し、それぞれの領域に適した微量のPまた
はN型の不純物が添加された半導体とすることは、1枚
のマスクが増加するがスレンシェホールト電圧の制御に
関して有効である。
ゲイト絶縁物(34)を最初領域(52)、(53)に
対してのみ設け、さらに酸化珪素物マスクをして領域(
10)に他の第4の半導体(例えばN型の珪素)および
絶縁物を積層し、それぞれの領域に適した微量のPまた
はN型の不純物が添加された半導体とすることは、1枚
のマスクが増加するがスレンシェホールト電圧の制御に
関して有効である。
第3図(B)において、さらに第6のマスク■により電
極穴開けを行い、この後この積層体上のゲイト絶縁物の
窒化珪素膜(34)を覆って第2の導電膜(30)を0
.3〜1μの厚さに形成した。
極穴開けを行い、この後この積層体上のゲイト絶縁物の
窒化珪素膜(34)を覆って第2の導電膜(30)を0
.3〜1μの厚さに形成した。
この導電膜(30)はITO(酸化インジューム・スズ
)のごとき透光性導電膜、 TiSi、、Mo5t、
JSiL。
)のごとき透光性導電膜、 TiSi、、Mo5t、
JSiL。
W、Ti+Mo等の耐熱性導電膜としてもよい。ここで
はN型の不純物の多量にドープされた珪素半導体をPC
VD法で作った。即ち、0.4 μの厚さにリンが1%
添加され、かつ微結晶性(粒径50〜300人)の非単
結晶半導体をPCVD法で作製した。
はN型の不純物の多量にドープされた珪素半導体をPC
VD法で作った。即ち、0.4 μの厚さにリンが1%
添加され、かつ微結晶性(粒径50〜300人)の非単
結晶半導体をPCVD法で作製した。
この後、この上面に第7のマスク■によりレジスト(3
8)、(38’)、(38つを形成した。
8)、(38’)、(38つを形成した。
さらに第3図(C)に示されるごとく、第7のフォトリ
ソグラフィ技術■により垂直方向よりの異方性エッチを
第5のフォトリソグラフィと同様に行った。即ち例えば
CFLCl、 、 CP、 +OL、 IIF等の反応
性気体をマイクロ波にてプラズマ化し、さらにこのプラ
ズマを基板の上方より加えた。すると導体(30)は、
平面上(上表面)は厚さく0.4μ)をエッチすると、
この被膜は除去されるが、側面では積層体の厚さおよび
被膜の厚さの合計の2〜3μを垂直方向に有する。この
ため、図面に示すごとき垂直方向よりの異方性エッチを
行うと、破線(39)、(39’)のごとくにこれら導
体をマスク(3B)。
ソグラフィ技術■により垂直方向よりの異方性エッチを
第5のフォトリソグラフィと同様に行った。即ち例えば
CFLCl、 、 CP、 +OL、 IIF等の反応
性気体をマイクロ波にてプラズマ化し、さらにこのプラ
ズマを基板の上方より加えた。すると導体(30)は、
平面上(上表面)は厚さく0.4μ)をエッチすると、
この被膜は除去されるが、側面では積層体の厚さおよび
被膜の厚さの合計の2〜3μを垂直方向に有する。この
ため、図面に示すごとき垂直方向よりの異方性エッチを
行うと、破線(39)、(39’)のごとくにこれら導
体をマスク(3B)。
(38す(38H>のある領域以外にも残すことができ
た。
た。
その結果、第3図(C)に示ずごと(、積層体(10)
、<10’)の側周辺のみに選択的にディト電極用残存
物(39)、<39’)を設けることができた。本発明
は、この残存物をゲイ1〜電極(40>、< 41 )
、< 42 )、< 43 )とし、それらは第2の半
導体(16>、(26)の上方には存在せず、結果とし
て第2の半導体とゲイト電極との寄生容量を実質的にな
いに等しくすることができた。
、<10’)の側周辺のみに選択的にディト電極用残存
物(39)、<39’)を設けることができた。本発明
は、この残存物をゲイ1〜電極(40>、< 41 )
、< 42 )、< 43 )とし、それらは第2の半
導体(16>、(26)の上方には存在せず、結果とし
て第2の半導体とゲイト電極との寄生容量を実質的にな
いに等しくすることができた。
図面において、積層体(50)、<50’)の側周辺の
導体のうち、ゲイト電極およびそのリ−F (40)〜
(43)とする以外の他の側周辺の導体を第8のフォト
マスク■により水平方向の気相エッチ法により除去しそ
れぞれのディトを独立動作させた。
導体のうち、ゲイト電極およびそのリ−F (40)〜
(43)とする以外の他の側周辺の導体を第8のフォト
マスク■により水平方向の気相エッチ法により除去しそ
れぞれのディトを独立動作させた。
かくして第3図(C)を得た。
A −A’を中心とした縦断面図の第4図(A)の平面
図を第3図(A)として示す、またその電気的等価回路
を第4図(B)に示す0図面より明らかなどと< (5
3)、<54)はPIGF、(51)、(52) !よ
NIGFである0番号はそれぞれ第3図(C)に対応さ
せている。
図を第3図(A)として示す、またその電気的等価回路
を第4図(B)に示す0図面より明らかなどと< (5
3)、<54)はPIGF、(51)、(52) !よ
NIGFである0番号はそれぞれ第3図(C)に対応さ
せている。
第4図(A )、(B )および第3図(C)にて明ら
かなごとく、2つのブロックの異なる導電型のIGFを
互いに連結させてC/IGFを有せしめることができる
。ここでは4つのIGF (51)〜(54)を有し、
それぞれ対を為す2つのチャネル(9)、<9’)のと
4つを有する。そしてI G F (52)、(53)
によりインバータとして構成させることができた。この
ため、ゲイト電極(41)、(42)は互いに連結し入
力(63)とし、第1の導体は互いに共通させて出力(
64)としている。
かなごとく、2つのブロックの異なる導電型のIGFを
互いに連結させてC/IGFを有せしめることができる
。ここでは4つのIGF (51)〜(54)を有し、
それぞれ対を為す2つのチャネル(9)、<9’)のと
4つを有する。そしてI G F (52)、(53)
によりインバータとして構成させることができた。この
ため、ゲイト電極(41)、(42)は互いに連結し入
力(63)とし、第1の導体は互いに共通させて出力(
64)としている。
ドレイン電圧v、eは(62)、 V、、は(65)に
連結している。ここで重要なことは1つのプロ・ツクに
2つのIGFがあってもそれらはまった(独立して扱う
ことができる。このことによりIGFは1つの積層体の
片側に複数個配設しても、それらが10μ以上離れてい
れば同様に独立動作をさせることができる。さらにゲイ
ト電極(63)が2つの積層体の33上を横切っても横
方向の非単結晶特有の絶縁性のためIGF (52)、
<53)には寄生容量の発生を促さない。
連結している。ここで重要なことは1つのプロ・ツクに
2つのIGFがあってもそれらはまった(独立して扱う
ことができる。このことによりIGFは1つの積層体の
片側に複数個配設しても、それらが10μ以上離れてい
れば同様に独立動作をさせることができる。さらにゲイ
ト電極(63)が2つの積層体の33上を横切っても横
方向の非単結晶特有の絶縁性のためIGF (52)、
<53)には寄生容量の発生を促さない。
また領域(72)においては下側の電極が設置3られて
いないため、ゲイト(63)によりチャネルが0「オン
」になっても、上側の第2の導体(62)(65)と第
1の導体(64)とが電気的に絶縁されている。即ち、
(72)のアイソレイション領域の存在により、第1図
に示すごときダイオードによるアイソレイションが不要
であるという非単結晶珪素の特性を本発明のIGFは用
いている。
いないため、ゲイト(63)によりチャネルが0「オン
」になっても、上側の第2の導体(62)(65)と第
1の導体(64)とが電気的に絶縁されている。即ち、
(72)のアイソレイション領域の存在により、第1図
に示すごときダイオードによるアイソレイションが不要
であるという非単結晶珪素の特性を本発明のIGFは用
いている。
即ち、本発明のC/IGFにおいては、第1の導体を半
導体(Sl−S4)が覆い、第2の導体と約10μ以上
の横方向のアイソレイション領域(72)を設けること
により、クロストーク、リークを除去することができる
。これはIC化をする時の設計ル−ルとして重要である
。
導体(Sl−S4)が覆い、第2の導体と約10μ以上
の横方向のアイソレイション領域(72)を設けること
により、クロストーク、リークを除去することができる
。これはIC化をする時の設計ル−ルとして重要である
。
即ち、図面では2つのIGF (51)、<52)およ
び(53)、<54)を対(ペア)として設けることが
できる。これは2つのIGFのチャネル間の半導体また
は絶縁体が絶縁性であり、10μ以上の巾をSl 、
S2゜83が有すれば数十MΩの抵抗となり、実質的に
独立構成をし得るためであり、その特性を利用すること
により結晶半導体とはまったく異なった縦チャネル型の
構造を有せしめることができた。
び(53)、<54)を対(ペア)として設けることが
できる。これは2つのIGFのチャネル間の半導体また
は絶縁体が絶縁性であり、10μ以上の巾をSl 、
S2゜83が有すれば数十MΩの抵抗となり、実質的に
独立構成をし得るためであり、その特性を利用すること
により結晶半導体とはまったく異なった縦チャネル型の
構造を有せしめることができた。
本発明の第4の半導体(30)はアモルファス珪素を含
む非単結晶半導体を用い、その中の不対結合手の中和用
に水素を用いており、その表面を大気に触れさせること
なくゲイト絶縁物を作製している。さらにこの第4の半
導体上にはフォトレジストをそのプロセス中に触れさせ
ることがなく、特性劣化がない、さらにこの半導体とP
またはN17)Sl、S3とは十分ダイオード特性を有
せしめるため、製造上の難点がまったくないという他の
特長を有する。
む非単結晶半導体を用い、その中の不対結合手の中和用
に水素を用いており、その表面を大気に触れさせること
なくゲイト絶縁物を作製している。さらにこの第4の半
導体上にはフォトレジストをそのプロセス中に触れさせ
ることがなく、特性劣化がない、さらにこの半導体とP
またはN17)Sl、S3とは十分ダイオード特性を有
せしめるため、製造上の難点がまったくないという他の
特長を有する。
本発明のIGFの応用に関し、電子移動度がホールに比
べて5〜30倍もあるため、VLSIにおいてこのC/
IGFを一部に用い、さらに他部をNチャネル型動作と
するのが好ましい。
べて5〜30倍もあるため、VLSIにおいてこのC/
IGFを一部に用い、さらに他部をNチャネル型動作と
するのが好ましい。
例えば平面型ディスプレイ(固体表示語W、)における
マトリックス構成をする絵素用のトランジスタはNIG
Fとし、その周辺部分はデコーダ、ドライバはC/IG
Fとしてその動作特性の向上、消費電力の低減化を図る
ことがその代表的応用として用い得る。
マトリックス構成をする絵素用のトランジスタはNIG
Fとし、その周辺部分はデコーダ、ドライバはC/IG
Fとしてその動作特性の向上、消費電力の低減化を図る
ことがその代表的応用として用い得る。
この発明において、チャネル長はS2 (14)、<2
4)の厚さで決められ、一般には0.1〜3μここでは
1.0μとした。かくのごとき短チャネルのため非単結
晶半導体(25)の移動度が単結晶の115〜1/10
0L、かないにもかかわらず、10M1lz以上のカッ
トオフ周波数特性を双対のトランジスタに有せしめた。
4)の厚さで決められ、一般には0.1〜3μここでは
1.0μとした。かくのごとき短チャネルのため非単結
晶半導体(25)の移動度が単結晶の115〜1/10
0L、かないにもかかわらず、10M1lz以上のカッ
トオフ周波数特性を双対のトランジスタに有せしめた。
かくして、C/IGFインバータとしてシ、j=10V
V6%−10V、動作周波数17.6M1lzを得るこ
とができた。
V6%−10V、動作周波数17.6M1lzを得るこ
とができた。
また逆方向リークは、第1図に示すようなSlまたは5
34SixCz (0< K < 1 例えばx=o、
2ンとすることにより、さらにs2をSi3 Na3
(0≦X≦4)または5ixCぺ(0くx≦1)として
絶縁物化することにより、この51.53の不純物が3
2に流入することが少なくなり、このN−1接合または
P−■接合のリークは逆方向に1ovを加えても10n
A/cd以下であった。これは単結晶の逆リークよりも
さらに2〜3桁も少なく、非単結晶半導体特有の物性を
積極的に利用したことによる好ましいものであった。さ
らに高温での動作において、電極の金属が非単結晶の8
1、s3内に混入して不良になりやすいため、この電極
に密接した側を5ixC:1−x(0<x<1例えばx
=0.2)とした、その結果150℃で1000時間動
作させたが何等の動作不良が1000素子を評価しても
見られなか、た、これはこの電極に密接してアモルファ
ス珪素のみで51またはS3を形成した場合、150℃
で10時間も耐えないことを考えると、きわめて高い信
頼性の向上となった。
34SixCz (0< K < 1 例えばx=o、
2ンとすることにより、さらにs2をSi3 Na3
(0≦X≦4)または5ixCぺ(0くx≦1)として
絶縁物化することにより、この51.53の不純物が3
2に流入することが少なくなり、このN−1接合または
P−■接合のリークは逆方向に1ovを加えても10n
A/cd以下であった。これは単結晶の逆リークよりも
さらに2〜3桁も少なく、非単結晶半導体特有の物性を
積極的に利用したことによる好ましいものであった。さ
らに高温での動作において、電極の金属が非単結晶の8
1、s3内に混入して不良になりやすいため、この電極
に密接した側を5ixC:1−x(0<x<1例えばx
=0.2)とした、その結果150℃で1000時間動
作させたが何等の動作不良が1000素子を評価しても
見られなか、た、これはこの電極に密接してアモルファ
ス珪素のみで51またはS3を形成した場合、150℃
で10時間も耐えないことを考えると、きわめて高い信
頼性の向上となった。
以上の説明においては、チャネル形成領域として第4の
半導体を用いた。しかし第2の半導体を水素が添加され
た非単結晶珪素とし、この側表面部をしてチャネル形成
領域とすることも可能である。J81ち、ゲイト絶縁物
は第1.ff12および第3の半導体の側表面上に第3
図と同様にして作製した。そして、一方の領域(10)
にPIF接合を構成し、他方の領域(10’)がNfN
接合とすることにより、C/IGFを作った。
半導体を用いた。しかし第2の半導体を水素が添加され
た非単結晶珪素とし、この側表面部をしてチャネル形成
領域とすることも可能である。J81ち、ゲイト絶縁物
は第1.ff12および第3の半導体の側表面上に第3
図と同様にして作製した。そして、一方の領域(10)
にPIF接合を構成し、他方の領域(10’)がNfN
接合とすることにより、C/IGFを作った。
かかる構造とすることにより、第4の半導体を積層する
工程が減少する特長を有す。しかし第2の半導体の表面
は第5のマスクのエツチングにより大気等に触れるため
、界面で再結合中心が多くなり、周波数特性は3〜4M
112も下がってしまった。
工程が減少する特長を有す。しかし第2の半導体の表面
は第5のマスクのエツチングにより大気等に触れるため
、界面で再結合中心が多くなり、周波数特性は3〜4M
112も下がってしまった。
以上の説明のごとく、本発明は積層型のIGIiのため
、従来のように高精度のフォトリソグラフィ技術を用い
ることなく、基板特に絶縁基板上に複数個のC/IGF
を作ることが可能になった。そしてその応用として、イ
メージセンサ、液晶表示ディスプレイにまで鉛層させる
ことが可能になった。
、従来のように高精度のフォトリソグラフィ技術を用い
ることなく、基板特に絶縁基板上に複数個のC/IGF
を作ることが可能になった。そしてその応用として、イ
メージセンサ、液晶表示ディスプレイにまで鉛層させる
ことが可能になった。
本発明における非単結晶半導体は珪素、ゲルマニューム
または炭化珪素(SixC1−XO< x < 1 )
。
または炭化珪素(SixC1−XO< x < 1 )
。
絶縁体は炭化珪素または窒化珪素を用いた。
第1図は従来の相補型絶縁ゲイト型半導体装置を示す。
第2図および第3図は本発明の相補型積層型絶縁ゲイト
型半導体装置の工程を示す縦断面図を示す。 第4図は本発明構造の積層型kf3縁ゲイト型半導体の
平面図および等1iiIIU路を示す。 特許出願人 ノOゝ 10 寧20 4 りO/
型半導体装置の工程を示す縦断面図を示す。 第4図は本発明構造の積層型kf3縁ゲイト型半導体の
平面図および等1iiIIU路を示す。 特許出願人 ノOゝ 10 寧20 4 りO/
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、基板上の導体の第1の電極上のP型の第1の半導体
、第2の半導体または絶縁体、P型の第3の半導体およ
び導体の第2の電極を概略同一形状に積層した第1の積
層体を有し、前記積層体の側部に隣接して第4の半導体
をチャネル形成領域を構成して設け、該第4の半導体上
のゲイト絶縁膜と該ゲイト絶縁膜上に隣接してディト電
極を前記積層体の側面に配設した第1のPチャネル型絶
縁ゲイト型半導体装置と、前記基板上の導体の第1の電
極上のN型の第1の半導体、第2の半導体または絶縁体
、N型の第3の半導体および導体の第2の電極を概略同
一形状に積層した第2の積層体を有し、前記積層体の側
部に隣接して第4の半導体をチャネル形成領域を構成し
て設け、該第4の半導体上のゲイト絶縁膜と該ゲイト絶
縁膜上に隣接してゲイト電極を前記積層体の側面に配設
−した第2のNチャネル型絶縁ゲイト型半導体装置とを
有することを特徴とする絶縁ゲイト型半導体装置。 2、基板上の導体の第1の電極上のP型の第1の半導体
、第2の半導体、P型の第3の半導体お°よび導体の第
2の電極を概略同一形状に積層した第1の積層体を有し
、前記第2の半導体の側表面部にチャネル形成領域を構
成して設け、該第2の半導体上のゲイト絶縁膜と該ゲイ
ト絶縁膜上に隣接してゲイト1摸を前記積層体の側面に
配設した第1のPチャネル型絶縁ゲイト型半導体装置と
、前記基板上に導体の第1の電極上のN型のff5Iの
半導体、第2の半導体、N型の第3の半導体および導体
の第2の電極を概略同一形状に積IHした第2 ″の積
層体を有し、前記第2の半導体の側表面部にチャネル形
成領域を構成し°ζ設LJ、咳第2の半導体上のゲイト
絶縁膜と該ゲイト絶縁膜上に隣接してゲイト電極を前記
積層体の側面に配設した第2のNチャネル型絶縁ゲイト
型半導体装置とを有することを特徴とする絶縁ゲイト型
半導体装置。 3、特許請求の範囲第1項または第2項において、第1
および第2の絶縁ゲイト型電界効果半導体装置における
第1の電極または第2の電極の少なくとも一方は、共通
の導体により連結されたことを特徴とする絶縁ゲイト型
半導体装置。 4、特許請求の範囲第1項において、第2の半導体また
は絶縁体は5i7N4−イ(0≦X≦4))または5i
xC+−x (0≦x〈1)を主成分としたことを特徴
とする絶縁ゲイト型半導体装置。 5、特許請求の範囲第1項において、第2の半導体1−
帥…琳はSi) N4−((0〈x≦4))または5i
xC1z (0< x≦1)を主成分としたことを特徴
とする絶縁ゲイト型半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204444A JPH07120801B2 (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 絶縁ゲイト型半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58204444A JPH07120801B2 (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 絶縁ゲイト型半導体装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6095970A true JPS6095970A (ja) | 1985-05-29 |
| JPH07120801B2 JPH07120801B2 (ja) | 1995-12-20 |
Family
ID=16490624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58204444A Expired - Lifetime JPH07120801B2 (ja) | 1983-10-31 | 1983-10-31 | 絶縁ゲイト型半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07120801B2 (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208783A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-27 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 薄膜トランジスタ |
-
1983
- 1983-10-31 JP JP58204444A patent/JPH07120801B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59208783A (ja) * | 1983-05-12 | 1984-11-27 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 薄膜トランジスタ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07120801B2 (ja) | 1995-12-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2974211B2 (ja) | Soi半導体デバイス | |
| US5463238A (en) | CMOS structure with parasitic channel prevention | |
| US6689648B2 (en) | Semiconductor device having silicon on insulator and fabricating method therefor | |
| US4951113A (en) | Simultaneously deposited thin film CMOS TFTs and their method of fabrication | |
| US6127213A (en) | Method for simultaneously forming low voltage and high voltage devices | |
| US6008524A (en) | Integrated injection logic semiconductor device | |
| JP3188779B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS58170065A (ja) | 薄膜電界効果トランジスタの製造方法 | |
| JP2564503B2 (ja) | 半導体被膜作製方法 | |
| JPS63129658A (ja) | 相補型電界効果トランジスタ | |
| KR100305402B1 (ko) | 반도체소자의 제조방법 | |
| JP2564502B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPS6092656A (ja) | 絶縁ゲイト型半導体装置 | |
| JPS5871663A (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0243739A (ja) | 薄膜トランジスタ | |
| JPS6092655A (ja) | 絶縁ゲイト型半導体装置 | |
| KR100214558B1 (ko) | 적층형 인버터 및 그 제조방법 | |
| JPH05145073A (ja) | 相補型薄膜トランジスタ | |
| JP2777101B2 (ja) | トランジスタとその製造方法 | |
| JPH07120801B2 (ja) | 絶縁ゲイト型半導体装置 | |
| JPH0465550B2 (ja) | ||
| KR100663288B1 (ko) | 박막 트랜지스터 액정표시장치의 제조방법 | |
| JP2593641B2 (ja) | 絶縁ゲート型電界効果半導体装置 | |
| JPH0466004B2 (ja) | ||
| JP3350523B2 (ja) | 半導体装置 |