JPS6351677A - 接合型電界効果トランジスタを有した半導体装置 - Google Patents
接合型電界効果トランジスタを有した半導体装置Info
- Publication number
- JPS6351677A JPS6351677A JP19482086A JP19482086A JPS6351677A JP S6351677 A JPS6351677 A JP S6351677A JP 19482086 A JP19482086 A JP 19482086A JP 19482086 A JP19482086 A JP 19482086A JP S6351677 A JPS6351677 A JP S6351677A
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- Japan
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- semiconductor
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は接合型電界効果トランジスタ(以下J−FET
と言う)を有した半導体’AMに関し、特に、チャネル
領域をイオン注入技術によって形成することにより特性
ノ\ラツキの低減を図った接合型電界効果トランジスタ
を有した半導体装置に関する。
と言う)を有した半導体’AMに関し、特に、チャネル
領域をイオン注入技術によって形成することにより特性
ノ\ラツキの低減を図った接合型電界効果トランジスタ
を有した半導体装置に関する。
従来のNチャネル型J−FETに使用される半導体基板
として、例えば、第5図(イ)に示すものがある。この
半導体基板は、ゲート電極とオーミックコンタクトをと
るために、また電気的抵抗が小さくなるように?農度の
高いP゛型基板1を使用し、この基板1上にN型不純物
をエピタキシャル成長させたN型半導体領域9を有する
ものである。第5図(ロ)は第5図(イ)の半導体基板
の深さXにおける不純物濃度を示している。
として、例えば、第5図(イ)に示すものがある。この
半導体基板は、ゲート電極とオーミックコンタクトをと
るために、また電気的抵抗が小さくなるように?農度の
高いP゛型基板1を使用し、この基板1上にN型不純物
をエピタキシャル成長させたN型半導体領域9を有する
ものである。第5図(ロ)は第5図(イ)の半導体基板
の深さXにおける不純物濃度を示している。
第6図は第5図(イ〉の基板を用いたNチャネル型J−
FETの一例を示すもので、P。
FETの一例を示すもので、P。
型半導体領域1とN型半導体領域9から成るシリコン基
板上に、フォトリソグラフィ技術を用いて選択的に絶縁
膜を形成し、ブレーナ拡散技術によりP型頭域4を形成
し、P型頭域4に囲まれたN型領域9内にP型ゲート領
域5を形成し、領域5は領域1と電気的に接続している
。さらに、領域9内にゲート領域5をはさんで電極との
オーミックコンタクトをとるためにN9型領域6 (ソ
ース・ドレイン領域)を形成し、絶縁膜7を選択的に形
成することによってコンタクト窓を開ける。そして、コ
ンタクト窓を介して金属配線8を選択的に形成すること
により接合型電界効果トランジスタを形成している。
板上に、フォトリソグラフィ技術を用いて選択的に絶縁
膜を形成し、ブレーナ拡散技術によりP型頭域4を形成
し、P型頭域4に囲まれたN型領域9内にP型ゲート領
域5を形成し、領域5は領域1と電気的に接続している
。さらに、領域9内にゲート領域5をはさんで電極との
オーミックコンタクトをとるためにN9型領域6 (ソ
ース・ドレイン領域)を形成し、絶縁膜7を選択的に形
成することによってコンタクト窓を開ける。そして、コ
ンタクト窓を介して金属配線8を選択的に形成すること
により接合型電界効果トランジスタを形成している。
しかし、従来の接合型電界効果トランジスタを存した半
導体装置によれば、エピタキシャル成長により形成され
たN型半導体領域9の厚さおよび抵抗に±10%程度の
バラツキが生じるのを避けることは難しい。その厚さの
バラツキはチャネル幅のバラツキとなり、また、抵抗の
バラツキは不純物濃度のバラツキによって生じるもので
あり、このバラツキのため電気的特性が不安定になると
いう不都合がある。この傾向はウェハースを大きくする
と強まるため、J−FETの大口径化を困難にしている
。
導体装置によれば、エピタキシャル成長により形成され
たN型半導体領域9の厚さおよび抵抗に±10%程度の
バラツキが生じるのを避けることは難しい。その厚さの
バラツキはチャネル幅のバラツキとなり、また、抵抗の
バラツキは不純物濃度のバラツキによって生じるもので
あり、このバラツキのため電気的特性が不安定になると
いう不都合がある。この傾向はウェハースを大きくする
と強まるため、J−FETの大口径化を困難にしている
。
本発明は上記に鑑みてなされたものであり、チャネル領
域となる半導体領域の厚さおよび抵抗のバラツキを抑え
て電気的特性の安定化を図り、かつ、それによりウェハ
ースの大口径化によってコストダウンを図るため、半導
体基板上にこれと同導電型でそれよりも濃度の低い半導
体領域を形成し、この半導体領域にイオン注入によって
逆導電型の半導体領域を形成してこれをチャネル領域に
するようにした接合型電界効果トランジスタを有した半
導体装置を提供するものである。
域となる半導体領域の厚さおよび抵抗のバラツキを抑え
て電気的特性の安定化を図り、かつ、それによりウェハ
ースの大口径化によってコストダウンを図るため、半導
体基板上にこれと同導電型でそれよりも濃度の低い半導
体領域を形成し、この半導体領域にイオン注入によって
逆導電型の半導体領域を形成してこれをチャネル領域に
するようにした接合型電界効果トランジスタを有した半
導体装置を提供するものである。
以下、本発明の接合型電界効果トランジスタを有した半
導体装置を詳細に説明する。
導体装置を詳細に説明する。
第1図(イ) 、 (o) 、 (71)は本発明の半
導体基板の断面構造を示し、(ニ)、(ネ)、(へ)は
順次(イ)、(U) 、 (/l)に対応した不純物濃
度を示している。
導体基板の断面構造を示し、(ニ)、(ネ)、(へ)は
順次(イ)、(U) 、 (/l)に対応した不純物濃
度を示している。
第1図(0)に示すように後述するイオン注入不純物濃
度N、よりも低濃度N2のP壁領域2を形成し、第1図
(ハ)に示すように、P。
度N、よりも低濃度N2のP壁領域2を形成し、第1図
(ハ)に示すように、P。
型領域2上にイオン注入技術により不純物濃度N3のN
型領域3を形成する。
型領域3を形成する。
第2図は本発明によるこの基板を用いたNチャネル型J
−FETを示す。P゛型半導体領域l01P型半導体領
域2、および不純物濃度N3になるようにイオン注入し
たN型半導体領域3から成るシリコン基板上に、フォト
リソグラフィ技術を用いて選択的に絶縁膜7を形成し、
プレーナ拡散技術によりP壁領域2に囲まれたN型領域
3内にP型ゲート領域5を形成しており、領域5は領域
1と接続し−ている。更に、領域3内にゲート領域5を
はさんで電極とのオーミックコンタクトをとるために、
N′″型領域6(ソース・ドレイン領域)を形成し、絶
縁膜7を選択的に形成することによってコンタクト窓を
開ける。このコンタクト窓を介して金属配線8を選択的
に形成することにより接合型電界効果トランジスタを形
成している。ここで、イオン注入によるN型半導体領域
3がチャネル層となる。
−FETを示す。P゛型半導体領域l01P型半導体領
域2、および不純物濃度N3になるようにイオン注入し
たN型半導体領域3から成るシリコン基板上に、フォト
リソグラフィ技術を用いて選択的に絶縁膜7を形成し、
プレーナ拡散技術によりP壁領域2に囲まれたN型領域
3内にP型ゲート領域5を形成しており、領域5は領域
1と接続し−ている。更に、領域3内にゲート領域5を
はさんで電極とのオーミックコンタクトをとるために、
N′″型領域6(ソース・ドレイン領域)を形成し、絶
縁膜7を選択的に形成することによってコンタクト窓を
開ける。このコンタクト窓を介して金属配線8を選択的
に形成することにより接合型電界効果トランジスタを形
成している。ここで、イオン注入によるN型半導体領域
3がチャネル層となる。
前述したように、エピタキシャル成長による半導体領域
の厚さおよび抵抗のバラツキは±10%程度であるのに
対し、本発明のようにイオン注入技術を用いると±5%
以内に低減できる。
の厚さおよび抵抗のバラツキは±10%程度であるのに
対し、本発明のようにイオン注入技術を用いると±5%
以内に低減できる。
イオン注入によるイオン濃度は次式で与えられる。
ここで、
N (Z)はイオン濃度
N1は単位面積当りの注入量
Zは基板深さ
くR1)>はイオンの投影飛程
くΔRp> は標準偏差
上式によって、イオン濃度は従来のエピタキシャル成長
に比べてはるかに高い精度でコントロールすることがで
き、前述のバラツキを低減することができる。
に比べてはるかに高い精度でコントロールすることがで
き、前述のバラツキを低減することができる。
更に、具体的に説明すると、次の通りである。
第1図(イ)〜(へ)に示したように、高濃度基板l上
に同導電型の低濃度不純物濃度N2(例えば、−5X
工Q”cm−’)の半導体領域2を設け、これに逆導電
型の不純物濃度Nをイオン注入し、形成された表面不純
物濃度をN。
に同導電型の低濃度不純物濃度N2(例えば、−5X
工Q”cm−’)の半導体領域2を設け、これに逆導電
型の不純物濃度Nをイオン注入し、形成された表面不純
物濃度をN。
(例えば、l ×l Q I S cIo−3)とする
と、コノ時のイオン注入の不純物濃度Nは次式で与えら
れる。
と、コノ時のイオン注入の不純物濃度Nは次式で与えら
れる。
N”’Nz N3
= I XIO”+ 5 XIO”
= 6 XIO” (cm−’)
しかし、サブストレートウェハースのような不純物濃度
の高い基板上に直接低濃度の不純物をイオン注入してそ
の濃度および深さをコントロールすることは、濃度差が
大きくなって非常に困難である。
の高い基板上に直接低濃度の不純物をイオン注入してそ
の濃度および深さをコントロールすることは、濃度差が
大きくなって非常に困難である。
例えば、不純物濃度の高い一導電型基扱の不純物濃度を
N、(例えば、I XIO”cm−3)、これにイオン
注入する逆、11型の不純物濃度をNo、イオン注入に
よって形成された表面不純物濃度をNl (例えば、
−5X10”cm−’)とすると、イオン注入の不純物
濃度N°は次式で与えられる。
N、(例えば、I XIO”cm−3)、これにイオン
注入する逆、11型の不純物濃度をNo、イオン注入に
よって形成された表面不純物濃度をNl (例えば、
−5X10”cm−’)とすると、イオン注入の不純物
濃度N°は次式で与えられる。
N’ =N、−N。
= I XIO”+ 5 X’IO”
=1.005 xlQI6 (cm−’)NとNoを比
較した場合、N3の濃度を得るためににNoの濃度は極
めて高精度が要求される。例えば、N’ =1.00
5 xlQIIl (cm−3)である場合、これが1
%ずれてN’ =1.015xlQ18 (cm−3
)となったとき、表面不純物濃度はN、 =1.5 X
IO” (cm−’)となってしまい、所要の値5 ×
1QI5 (cm−’)と比べ3倍もの違いが生じる。
較した場合、N3の濃度を得るためににNoの濃度は極
めて高精度が要求される。例えば、N’ =1.00
5 xlQIIl (cm−3)である場合、これが1
%ずれてN’ =1.015xlQ18 (cm−3
)となったとき、表面不純物濃度はN、 =1.5 X
IO” (cm−’)となってしまい、所要の値5 ×
1QI5 (cm−’)と比べ3倍もの違いが生じる。
これに対し、例えば、N= 6 XIO” (cm−’
)である場合、これが1%ずれてN=6.06xlOI
5(am −’ )となったとしても、所要の値5X1
0”(cm−”)とのずれは小さく、イオン注入の精度
によるバラツキは少ない。
)である場合、これが1%ずれてN=6.06xlOI
5(am −’ )となったとしても、所要の値5X1
0”(cm−”)とのずれは小さく、イオン注入の精度
によるバラツキは少ない。
上記より、本発明のように濃度の高い基板上に同導電型
の濃度の低い半導体領域を形成することは、イオン注入
による濃度および深さのコントロールにおいて極めて有
効である。
の濃度の低い半導体領域を形成することは、イオン注入
による濃度および深さのコントロールにおいて極めて有
効である。
第3図(イ) 、 (t+) 、 (11)は本発明の
第2の実施例の断面構造を示し、(=) 、 (+)
、 (へ)は順次(イ)、([1)、(ハ)に対応した
不純物濃度を示している。
第2の実施例の断面構造を示し、(=) 、 (+)
、 (へ)は順次(イ)、([1)、(ハ)に対応した
不純物濃度を示している。
第3図(イ)に示す濃度N1のN゛型基板11上に、第
3図(0)に示すように、イオン注入不純物濃度よりも
低濃度N2のN型不純物領域12を形成し、第3図(ハ
)に示すように、領域12上にP型不純物をイオン注入
し、拡散させることによってP型のチャネル層13を形
成する。
3図(0)に示すように、イオン注入不純物濃度よりも
低濃度N2のN型不純物領域12を形成し、第3図(ハ
)に示すように、領域12上にP型不純物をイオン注入
し、拡散させることによってP型のチャネル層13を形
成する。
第4図は本発明によるこの基板を用いて、プレーナ拡散
技術により製造したPチャネル型J−FETを示したも
のである。ここで、15はN型のゲート領域、16はP
′″型のオーミックコンタクト領域、17はコンタクト
窓を有する絶縁膜、1日は金属配線であり、イオン注入
によるP型半導体領域13がチャネル領域となる。
技術により製造したPチャネル型J−FETを示したも
のである。ここで、15はN型のゲート領域、16はP
′″型のオーミックコンタクト領域、17はコンタクト
窓を有する絶縁膜、1日は金属配線であり、イオン注入
によるP型半導体領域13がチャネル領域となる。
(発明の効果〕
以上説明した通り、本発明の接合型電界効果トランジス
タを有した半導体装置によれば、半導体基板上にこれと
同導電型でそれよりも濃度の低い半導体領域を形成し、
この半導体領域にイオン注入によって逆導電型の半導体
領域を形成してこれをチャネル領域にするようにしたた
め、チャネル領域となる半導体θ■域の厚さおよび砥抗
のバラツキを抑えて電気的特性の安定化を図り、かつ、
それによってウェハースの大口径化によりコストダウン
を図ることができる。
タを有した半導体装置によれば、半導体基板上にこれと
同導電型でそれよりも濃度の低い半導体領域を形成し、
この半導体領域にイオン注入によって逆導電型の半導体
領域を形成してこれをチャネル領域にするようにしたた
め、チャネル領域となる半導体θ■域の厚さおよび砥抗
のバラツキを抑えて電気的特性の安定化を図り、かつ、
それによってウェハースの大口径化によりコストダウン
を図ることができる。
第1図(イ)、(Tl)、(ハ)は本発明のJ−FET
用ウェハースの製造工程を示す断面図であり、第1図(
,1,) 、 (*) 、 (へ)は不純物濃度を示す
説明図、第2図は本発明の一実施例を示す説明図、第3
図(イ)、(Ill)、(ハ)は本発明の他のJ−FE
T用ウェハースの製造工程を示す断面図であり、第3図
(ニ) 、 (*) 、(へ)は不純物濃度を示す説明
図、第4図は本発明の他の実施例を示す断面図、第5図
(イ)、(El)は従来のJ−FET用ウェハースの断
面構造および不純物を示す説明図、第6図は従来のJ−
FETを示す断面図。 符号の説明 1−・−−−−−P ”型半導体領域 2−・−・・P型半導体領域 3・・・−・イオン注入によるN型半導体領域4−・−
P型半導体領域 5−・・−・・−ゲート(P型)領域 6・−・−N゛型オーミックコンタクト領域7−・−・
〜絶縁膜 8−・・・・・金属配線 9・−・・・・・エビクキシャル成長によるN型半導体
領域11・・・・・−・N゛型半導体領域 12−・−・−N型半導体領域 13−・・−・・イオン注入によるP型半導体領域14
−・−・・N型半導体領域
用ウェハースの製造工程を示す断面図であり、第1図(
,1,) 、 (*) 、 (へ)は不純物濃度を示す
説明図、第2図は本発明の一実施例を示す説明図、第3
図(イ)、(Ill)、(ハ)は本発明の他のJ−FE
T用ウェハースの製造工程を示す断面図であり、第3図
(ニ) 、 (*) 、(へ)は不純物濃度を示す説明
図、第4図は本発明の他の実施例を示す断面図、第5図
(イ)、(El)は従来のJ−FET用ウェハースの断
面構造および不純物を示す説明図、第6図は従来のJ−
FETを示す断面図。 符号の説明 1−・−−−−−P ”型半導体領域 2−・−・・P型半導体領域 3・・・−・イオン注入によるN型半導体領域4−・−
P型半導体領域 5−・・−・・−ゲート(P型)領域 6・−・−N゛型オーミックコンタクト領域7−・−・
〜絶縁膜 8−・・・・・金属配線 9・−・・・・・エビクキシャル成長によるN型半導体
領域11・・・・・−・N゛型半導体領域 12−・−・−N型半導体領域 13−・・−・・イオン注入によるP型半導体領域14
−・−・・N型半導体領域
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 一導電型半導体基板に形成された該基板よ りも不純物濃度が低い前記一導電型の第1の半導体領域
と、前記第1の半導体領域にイオン注入技術によって形
成された該領域よりも不純物濃度が高い前記一導電型と
は逆導電型の第2の半導体領域と、前記第2の半導体領
域に設けられたゲート、ソースおよびドレインより構成
される接合型電界効果トランジスタを含み、前記第2の
半導体領域をチャネル領域とすることを特徴とする接合
型電界効果トランジスタを有した半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19482086A JPS6351677A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 接合型電界効果トランジスタを有した半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19482086A JPS6351677A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 接合型電界効果トランジスタを有した半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6351677A true JPS6351677A (ja) | 1988-03-04 |
Family
ID=16330797
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19482086A Pending JPS6351677A (ja) | 1986-08-20 | 1986-08-20 | 接合型電界効果トランジスタを有した半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6351677A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09213712A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Nec Corp | 接合型電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
| JP2007531670A (ja) * | 2004-03-31 | 2007-11-08 | シーエイチ、アンド、アイ、テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 再充填可能な材料移送システム |
| US10221059B2 (en) | 2004-03-31 | 2019-03-05 | Ch&I Technologies, Inc. | Refillable material transfer system |
-
1986
- 1986-08-20 JP JP19482086A patent/JPS6351677A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09213712A (ja) * | 1996-01-30 | 1997-08-15 | Nec Corp | 接合型電界効果トランジスタおよびその製造方法 |
| JP2007531670A (ja) * | 2004-03-31 | 2007-11-08 | シーエイチ、アンド、アイ、テクノロジーズ、インコーポレイテッド | 再充填可能な材料移送システム |
| US7997445B2 (en) | 2004-03-31 | 2011-08-16 | Ch&I Technologies, Inc. | Refillable material transfer system |
| US10221059B2 (en) | 2004-03-31 | 2019-03-05 | Ch&I Technologies, Inc. | Refillable material transfer system |
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