JPS62254459A - 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

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JPS62254459A
JPS62254459A JP61098607A JP9860786A JPS62254459A JP S62254459 A JPS62254459 A JP S62254459A JP 61098607 A JP61098607 A JP 61098607A JP 9860786 A JP9860786 A JP 9860786A JP S62254459 A JPS62254459 A JP S62254459A
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JP
Japan
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active layer
region
electrostatic shielding
insulating film
gate electrode
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Pending
Application number
JP61098607A
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English (en)
Inventor
Takahiro Yamada
隆博 山田
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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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
    • H10D88/00Three-dimensional [3D] integrated devices

Landscapes

  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、能動層を有する半導体領域が多層形成された
半導体装置であって、上下の能動層間の電気的干渉を防
止する三次元集積回路を有する半導体装置に関するもの
である。
従来の技術 三次元集積回路では、回路素子の構成される半導体領域
が、従来と異なり薄膜化されるので、上部能動層中の回
路素子と下部能動層中の回路素子、あるいは配線とが従
来の実装法に比べて桁違いに近接して配置される。この
ため、上部能動層中の回路素子が下部能動層中の回路素
子の電極あるいは、配線から電気的干渉を受は誤動作を
起す危険性がある。
又、一方で、三次元集積回路の高集積度に伴なう消費電
力の増大に起因する発熱が大きな問題と考えられている
第6図に基本的な三次元集積回路を示す。第6図(a)
でP基板601表面にソースのn1域6o2゜ドレイン
のn+領域603が形成され、絶縁膜604中にゲート
電極605が形成されて1個のMO87IT“Ql”と
なる。更に絶縁膜604上には、薄膜状の単結晶が形成
され、ソースのn+領域6o6゜ドレインのn中領域e
07.チャネルを含むP領域608、絶縁膜609を介
してゲート電極610が形成され、別の1個のMO5F
IT″で1”となる。
MO3FIET″Q1”のゲート電極605に正電圧が
印加されると反転層611が形成され、表面チャネルと
なる。
一方、第6図(b)に示すように、MO5FIET“T
1”も単体ならば、ゲート電極610に正電圧が印加さ
れると反転層612が形成されるのだが、第6図(a)
の様に積層となると、下方のゲート電極606が上方の
MO8FET″T1”のP領域60Bに影響を及ぼして
、新たに反転層613を誘起してしまうことが生じる。
しかも、この様な、薄膜状の単結晶で構成された能動素
子で発熱が生じた場合の対策は、未検討のままである。
最近、上下能動層間の電気的干渉を防止するための三次
元集積回路素子として“1MO8”が提案された。(例
えば、[カルキュレイテッド スレッシュホールド−ボ
ルテージ キャラクタリスティックス オブ アン エ
ックスモス トランジスター ハビング アン アディ
シ曹ナルボトム ゲー) J (T、Sekig亀WI
L at al ;“Ca1aulata4 Thre
shold−Voltage Character−1
st゛ica of an 1MO8Transist
or Havingan Additional Bo
ttom Gate″5O1i(1−8tateKle
ctronios 、 vol 27. No、8/9
 、 pp、 827〜828.1984)) これを第7図に示す。第6図(a)と第7図(&)との
差異は薄膜状の単結晶に形成されたMO5FIET″R
1”が、下部のゲート電極701を有していることでこ
れが、下部能動層からの電気的干渉を遮へいするとして
いる。確かに、第6図に比べて、電気的干渉は軽減する
ものの、信号電圧の印加されるゲート電極701のイン
ピーダンスは余シ小さくできないため、下方のゲート電
極605の影響を受け、第7図(b)の様に単体で存在
する場合に比べ、P領域608下部の反転層704が変
化し得る。
これは、薄膜状の単結晶が電気的に70−ティングであ
ることも大きく影響している。尚、この様な“XMO8
″′でも、発熱対策は未検討である。又“1MO8”は
第7図(a)の様に、P領域60Bの下部反転層7o3
′を利用するが、第7図Φ)の様に薄膜状の単結晶では
、P領域608と絶縁膜604の界面が最も粗いので、
下部界面をチャネルとして利用するのは性能上望ましく
ない。
発明が解決しようとする問題点 以上の様に、三次元集積回路の実現に必要な解決すべき
問題点として1 、(2)  高集積化に伴なう消費電力増大がもたらす
発熱 −が、素子構造に関連して挙げられる。
本発明はかかる点に鑑み、上下能動層間の電気的干渉を
なくし、能動層中の素子の発熱を効果的に放熱する半導
体装置を提供することを目的とする。
問題点を解決するための手段 本発明は上記問題点を解決するため、能動層を有する半
導体領域が多層形成され、能動層とその、  上もしく
は下の能動層との間に静電遮へい板が形成されるととも
に、前記能動層の間に、静電遮へい領域をヘテロエピタ
キシャル成長させるものである。
作用 本発明は上記した構成により能動層間に形成する静電遮
へい板は、低インピーダンスの電源に接続することがで
きるので、上下能動層間の電気的干渉を静電遮へいし、
又、静電遮へい板の有するに放熱するにも役立つもので
ある。また、半導体中に静電遮へい領域を形成するのに
ヘテロエピタキシャル成長させているので、単結晶状態
を維持することが可能となる。
実施例 第1図は、本発明の第1の実施例における半導体装置の
断面図を示すものである。第1図において、P基板10
1表面に能動領域として、ソースのn+領域1o2.ド
レインのn十領域1o3、および絶縁膜104を介した
ゲート電極106から成るMO8FX丁“Ql”がある
。ゲート電極105に正電圧が印加されると逆転層10
6が生じて表面チャネルとなる。絶縁膜104の上に、
金属(又はポリシリコンなど導電率の大きい材料)が形
成され静電遮へい板114となる。その後静電遮へい板
114上に絶縁膜107が形成される。
静電遮へい板114と絶縁膜107の具体的な形成には
種々の方法が考えられる。例えば、絶縁膜104と絶縁
膜107が最初に形成され、その後、イオン打込み装置
で金属原子を打込んで静電遮へい板とする方法とか、あ
るいは、絶縁膜1040表面に、蒸着等で静電遮へい板
114を形成し、その後、シリコンを蒸着して後、酸化
を行ない絶縁膜107とする方法が考えられる。
その次に、絶縁膜107上に薄膜単結晶を形成し、ソー
スのn+領域1o8.ドレインのn+領域109、チャ
ネルを生じるためのP領域11o。
絶縁膜111を介したゲート電極112によりMO8F
XT″T1”が構成される。ゲート電極112に正電圧
が印加されると逆転層113が生じて表面チャネルとな
る。
以上の様に本実施例によれば、能動領域を有する上下の
半導体部分を分離する絶縁膜内に、静電遮へい板を設け
、低インピーダンスの電源及び放熱板に接続することに
より、上下能動層間の電気的干渉を防止し、能動層内の
素子が発生する熱を効果的に逃がすことができる。
これは、多層に形成されても全く同様であり、その様子
を第2図に示す(第2図中、108と108′などは同
様の領域であることを表わす。)。
第3図は本発明の第2の実施例の半導体装置の断面図で
ある。同図において、1層目に相当する人部分は第1図
と同様である。絶縁膜104表面に、P形シリコン20
1が形成され、次に静電遮へい板2o2、続いて再びP
形シリコン203が形成される。その表面にソースのれ
十領域204゜ドレインのn+領域206.絶縁膜20
6を介したゲート電極207によシMO5FXT″T1
”が構成される。ゲート電極207に正電圧が印加され
ると逆転層208が生じて表面チャネルとなる。
以上の様に、第2の実施例によれば、上下の能動領域を
電気的に分離する静電遮へい板を、2層の半導体中に設
け、これを低インピーダンスの電源及び放熱板に接続す
ることにより上下能動層間の電気的干渉を防止し、能動
層内の素子の発熱を効果的に逃がすことができる。
しかも、第2の実施例の特徴として、2層目のP形Si
中に静電遮へい板が存在するので、2層目のP形Siが
電気的に70−ティングになることを避けることができ
、動作の安定性が改善される。このことは、放熱に対し
ても一層有効に働く。
次に、静電遮へい板の形成方法であるが、半導体中に形
成するので、単結晶状態を維持することが可能になる。
その場合、静電遮へい板の材料としては、NiSi2 
、 MoSi2などのシリサイドが利用でき、ヘテロエ
ピタキシャル成長を行なえばよい。
第2の実施例の変形として、第4図に示す様に、絶縁膜
104表面に直接、静電遮へい板401を形成すること
も可能である。この場合も、静電遮へい板材料としてN
iSi2 、 MoSi  等を用いれば、ヘテロエピ
タキシャル成長が可能であるから、その上にP形Si 
203  を形成するのは容易である。
又、第5図に示す様に、静電遮へい板401表面にP形
5i501  を形成した後、n形5i502を形成し
、ソースのn+領域5o3.ドレインのn+領域5o4
.絶縁膜505を介したゲート電極506によfiMO
5FKT″T2”を構成することも可能で、ゲート電極
606に正電圧が印加されると中性領域507が生じて
埋込みチャネルとなる。
こうして、2層目以降の薄膜状単結晶領域に埋込みチャ
ネルのMO5FICTを作ることにより、界面による悪
影響が除去され、高性能化が容易になる。
発明の効果 以上の様に本発明によれば、上下能動層間の静電遮へい
板によシ、上下能動層間の電気的干渉をなくし、能動層
中の素子の発熱を効果的に放熱し、各能動層の基板電位
を固定することも可能となるため、その実用的効果は大
きい。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例における半導体装置の断
面図、第2図は同第1の実施例の三層にした場合の断面
図、第3図は本発明の第2の実施例の半導体装置の断面
図、第4図は同第2の実施例を変形した状態を示す断面
図、第6図は同第2の実施例の他の変形した状態を示す
断面図、第6図は従来の半導体装置の断面図、第7図は
改良された従来の半導体装置の断面図である。 1o1・・・・・・P基板、102,103,108゜
109・・・・・・n+領領域104,107,111
・・・・・・絶縁膜、105,112・・・・・・ゲー
ト電極、106゜113・・・・・・逆転層、11o・
・・・・・P領域、114・・・・・・静電遮へい板、
Ql、T1・・・・・・MOSFET。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名ma
韓 第2図 1θ? 第3図 第4図 l 第5図 口中部域 第6図 丁l 第7図 703” ’I01

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)能動層を有する半導体領域が多層形成されるとと
    もに、能動層とその上もしくは下の能動層との間に静電
    遮へい領域が設けられたことを特徴とする半導体装置。
  2. (2)静電遮へい領域が、能動層とその上もしくは下の
    能動層との間の絶縁膜内に設けられたことを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  3. (3)静電遮へい領域が、能動層とその上もしくは下の
    能動層との間の半導体領域内に設けられたことを特徴と
    する特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
  4. (4)静電遮へい領域が、能動層とその上もしくは下の
    能動層との間の半導体領域と絶縁膜との界面に設けられ
    たことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体
    装置。
  5. (5)能動層を有する半導体領域を多層形成するととも
    に、能動層とその上もしくは下の能動層との間に、静電
    遮へい領域をヘテロエピタキシャル成長させることを特
    徴とする半導体装置の製造方法。
JP61098607A 1986-04-28 1986-04-28 半導体装置およびその製造方法 Pending JPS62254459A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5215931A (en) * 1989-06-13 1993-06-01 Texas Instruments Incorporated Method of making extended body contact for semiconductor over insulator transistor
WO1998048459A1 (de) * 1997-04-17 1998-10-29 Siemens Aktiengesellschaft Integrierte schaltungsanordnung mit mehreren bauelementen und verfahren zu deren herstellung
US7361944B2 (en) 2004-03-18 2008-04-22 Seiko Epson Corporation Electrical device with a plurality of thin-film device layers
JP2016511542A (ja) * 2013-02-12 2016-04-14 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated グラフェン遮蔽体を有する三次元(3d)集積回路(3dic)および関連する製造方法

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JP2016511542A (ja) * 2013-02-12 2016-04-14 クゥアルコム・インコーポレイテッドQualcomm Incorporated グラフェン遮蔽体を有する三次元(3d)集積回路(3dic)および関連する製造方法

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