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JPH0715939B2 - Semiconductor device - Google Patents
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JPH0715939B2 - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0715939B2
JPH0715939B2 JP2500786A JP2500786A JPH0715939B2 JP H0715939 B2 JPH0715939 B2 JP H0715939B2 JP 2500786 A JP2500786 A JP 2500786A JP 2500786 A JP2500786 A JP 2500786A JP H0715939 B2 JPH0715939 B2 JP H0715939B2
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semiconductor device
misfet
type
channel stopper
impurity region
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Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 絶縁膜上に形成された半導体基体に複数のMIS電界効果
トランジスタを形成する半導体装置において、各MIS電
界効果トランジスタを電気的に分離するチャネルストッ
パ領域を該半導体基体に形成し、またチャネルストッパ
領域の一部にコンタクト用の高濃度の不純物領域を設け
ることにより、該コンタクト用の高濃度の不純物領域を
介してチャネルストッパ領域および各MIS電界効果トラ
ンジスタのゲート下の基体の共通の電位設定が小占有面
積で可能となる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] In a semiconductor device in which a plurality of MIS field effect transistors are formed on a semiconductor substrate formed on an insulating film, a channel stopper region that electrically separates each MIS field effect transistor is formed in the semiconductor device. By forming a high-concentration impurity region for contact in a part of the channel stopper region on the substrate, the high-concentration impurity region for contact is provided so that the channel stopper region and the gate of each MIS field effect transistor It becomes possible to set a common electric potential for the base body with a small occupation area.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は絶縁膜上に形成された半導体基体(以下SOIと
いう。)に複数のMIS電界効果トランジスタ(以下MISFE
Tという。)を形成する半導体装置に関するものであ
り、更に詳しく言えば、MISFETのゲート下の基体にバッ
クチャネルが生じないように該ゲート下の基体の電位を
設定するための構造に関する。
The present invention provides a plurality of MIS field-effect transistors (hereinafter MISFE) on a semiconductor substrate (hereinafter referred to as SOI) formed on an insulating film.
T. The present invention relates to a semiconductor device for forming a substrate, and more specifically, to a structure for setting the potential of the substrate under the gate of the MISFET so that a back channel does not occur in the substrate under the gate.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

ソース,ドレインの接合容量が極めて小さく形成できる
ので高速化が可能となり、あるいは半導体素子を3次元
方向に積層形成できるので高集積化が図れる等の利点か
ら、SOI構造の半導体装置が注目されている。
A semiconductor device having an SOI structure has been attracting attention because it can be formed at a very small junction capacitance between a source and a drain to enable high-speed operation, or semiconductor elements can be stacked in a three-dimensional direction to achieve high integration. .

かかるSOI構造の半導体装置は、例えばシリコン基板上
に1μm程度の厚い絶縁膜を形成し、該絶縁膜上に厚さ
5000Å程度の多結晶シリコン層を形成し、該多結晶シリ
コン層をレーザーアニール技術等によって多結晶化して
シリコン基体を形成し、該シリコン基体上にMISFETなど
の素子を形成することによって作成される。
Such an SOI structure semiconductor device has a thick insulating film of, for example, about 1 μm formed on a silicon substrate and has a thickness of about 1 μm.
It is formed by forming a polycrystal silicon layer of about 5000 Å, polycrystallizing the polycrystal silicon layer by a laser annealing technique or the like to form a silicon substrate, and forming an element such as MISFET on the silicon substrate.

第2図(a)〜(c)は従来例に係るnチャネルMISの
エンハンスメント/デプリーション・トランジスタから
なる6トランジスタのスタティックメモリセルの構造を
示す図であり、第2図(a)は等価回路図,第2図
(b)は平面図,第2図(c)は矢視(A−A)断面図
である。
2 (a) to 2 (c) are diagrams showing the structure of a 6-transistor static memory cell composed of enhancement / depletion transistors of an n-channel MIS according to a conventional example, and FIG. 2 (a) is an equivalent circuit diagram. 2 (b) is a plan view and FIG. 2 (c) is a cross-sectional view taken along the arrow (AA).

図において、T1,T4はデプレーション型n−MISFET、T2,
T3,T5,T6はエンハンスメント型n−MISFETである(第2
図(b)において、ゲート部を斜線で示す。)。Wはワ
ード線であり、MISFETのゲート電極とともに、多結晶シ
リコン層により形成されている。BL1,BL2はそれぞれ第
1,第2のビット線,Vccは高電位電源配線,Vssは接地電位
電源配線であり、これらはアルミニウム(Al)により形
成されている。
In the figure, T1, T4 are depletion type n-MISFETs, T2,
T3, T5, T6 are enhancement type n-MISFETs (second
In FIG. 6B, the gate portion is shown by diagonal lines. ). W is a word line, which is formed of a polycrystalline silicon layer together with the gate electrode of the MISFET. BL1 and BL2 are each
The first and second bit lines, Vcc is a high potential power supply wiring, Vss is a ground potential power supply wiring, and these are formed of aluminum (Al).

また1はシリコン基体,2は1μm程度の厚いシリコン酸
化膜(SiO2膜),3はP型シリコン基体である。4はMISF
ETのソース・ドレインを形成する高濃度のN径拡散層で
あり、配線抵抗の低減化としても用いられる。5はゲー
ト酸化膜(SiO2膜),7はブロック用酸化膜であり、6は
ゲート電極用の多結晶シリコン層である。また8はカバ
ー用のPSG膜である。
Further, 1 is a silicon substrate, 2 is a thick silicon oxide film (SiO 2 film) of about 1 μm, and 3 is a P-type silicon substrate. 4 is MISF
It is a high-concentration N-diameter diffusion layer that forms the source / drain of ET and is also used to reduce wiring resistance. Reference numeral 5 is a gate oxide film (SiO 2 film), 7 is a block oxide film, and 6 is a polycrystalline silicon layer for a gate electrode. 8 is a PSG film for the cover.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

図のように、SOI上に形成された各MISFETの間にはブロ
ック用酸化膜7およびPSG膜8が形成されて互いに電気
的に分離しているので、適正な回路動作が可能となる。
As shown in the figure, since the blocking oxide film 7 and the PSG film 8 are formed between the MISFETs formed on the SOI and are electrically isolated from each other, proper circuit operation is possible.

ところでSOI上のP型シリコン基体3の厚さは5000Å程
度で比較的薄いため、イオン打ち込みによってN型拡散
層4を形成する場合にも、その深さはSiO2膜2の表面に
まで達することになる。
By the way, since the thickness of the P-type silicon substrate 3 on SOI is about 5000 Å, which is relatively thin, even when the N-type diffusion layer 4 is formed by ion implantation, the depth thereof reaches the surface of the SiO 2 film 2. become.

したがってSOI上に形成される各MISFETのゲート電極下
のP型シリコン基体は、シリコン基板に形成されるMISF
ETと異なり電気的にフローティングな状態となってい
る。
Therefore, the P-type silicon substrate under the gate electrode of each MISFET formed on the SOI is the MISF formed on the silicon substrate.
Unlike ET, it is in an electrically floating state.

このため何らかの原因でシリコン基板1に電気的ノイズ
が発生するとき、SiO2膜2を介してSiO2膜2に接するシ
リコン基体3の面がN型反転し、MISFETのソース・ドレ
イン間にリーク電流を生じせしめる場合がある。
When electrical noise is generated in the silicon substrate 1 for some reason for this, the surface of the silicon substrate 3 in contact with the SiO 2 film 2 is N-type inverted through the SiO 2 film 2, the leakage current between the source and the drain of the MISFET May occur.

そこで、各MISFETのP型シリコン基体が一定電位に設定
できるように、基体コンタクト用のコンタクト領域を設
けることが考えられる。しかし、この方法によれば、す
べてのMISFETについてコンタクト領域を設ける必要があ
り、高集積化の点で問題がある。
Therefore, it is conceivable to provide a contact region for the substrate contact so that the P-type silicon substrate of each MISFET can be set to a constant potential. However, according to this method, it is necessary to provide contact regions for all MISFETs, and there is a problem in terms of high integration.

本発明はかかる問題点に鑑み創作されたものであり、SO
I上に複数のMISFETを作成する場合において、各MISFET
のシリコン基体を一定の電圧に設定することにより安定
な動作を確保し、かつ高集積化が可能な半導体装置の提
供を目的とする。
The present invention was created in view of such problems, and SO
When creating multiple MISFETs on I, each MISFET
It is an object of the present invention to provide a semiconductor device capable of ensuring stable operation and achieving high integration by setting the silicon substrate to a constant voltage.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は絶縁膜上に形成された一導電型半導体基体に複
数のMIS電界効果トランジスタを備える半導体装置にお
いて、前記MIS電界効果トランジスタの各々を電気的に
分離するための前記半導体基体内に設けられたチャネル
ストッパ用の一導電型不純物領域と、前記チャネルスト
ッパ領域の一部に形成されたコンタクト用の高濃度の一
導電型不純物領域とを有し、前記コンタクト用の高濃度
の一導電型不純物領域を介して前記チャネルストッパ用
の一導電型不純物領域および前記各MIS電界効果トラン
ジスタのゲート下の基体を一定の共通電位に設定するこ
とを特徴とする。
According to the present invention, in a semiconductor device having a plurality of MIS field effect transistors in a one conductivity type semiconductor substrate formed on an insulating film, the semiconductor device is provided in the semiconductor substrate for electrically isolating each of the MIS field effect transistors. And a high-concentration one-conductivity type impurity region for contact formed in a part of the channel stopper region. The one conductivity type impurity region for the channel stopper and the substrate under the gate of each MIS field effect transistor are set to a constant common potential via the region.

〔作用〕[Action]

SOIに形成される各MISFETの間には、SiO2膜などの絶縁
膜の代わりに半導体基体と同一導電型のチャネルストッ
パ領域が形成される。
Between each MISFET formed in the SOI, a channel stopper region having the same conductivity type as the semiconductor substrate is formed instead of an insulating film such as a SiO 2 film.

これにより各MISFETのゲート電極下の半導体基体はチャ
ネルストッパ領域および他のMISFETの半導体基体と互い
に電気的に接続されることになる。
As a result, the semiconductor substrate under the gate electrode of each MISFET is electrically connected to the channel stopper region and the semiconductor substrate of another MISFET.

また、このように連続的に接続されているから、チャネ
ルストッパ領域の一部にコンタクト用の高濃度の不純物
領域を形成し、該不純物領域を介して所定の電源電圧を
供給することにより、複数のMISFETの半導体基体のすべ
てをその電圧に設定することが可能になる。
Further, since such continuous connection is made, a high-concentration impurity region for contact is formed in a part of the channel stopper region, and a predetermined power supply voltage is supplied through the impurity region, so that a plurality of contact regions can be formed. It becomes possible to set all of the semiconductor substrates of the MISFET at that voltage.

すなわち高集積化を維持しながら、SOI上にMISFETのバ
ックチャネルによるリーク電流の防止が可能となる。
That is, it is possible to prevent the leakage current on the SOI due to the back channel of the MISFET while maintaining high integration.

〔実施例〕〔Example〕

次に図を参照しながら実施例について説明する。第1図
は本発明の実施例に係る半導体装置の構成を示す図であ
り、回路機能は第2図(a)に示す回路と同じでる。第
1図(a)はその平面図,第1図(b)は第1図(a)
に示す矢視(A−A)断面図である。
Next, examples will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing the configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and the circuit function is the same as that of the circuit shown in FIG. 2 (a). 1 (a) is a plan view thereof, and FIG. 1 (b) is FIG. 1 (a).
FIG. 6 is a sectional view taken along line (A-A) shown in FIG.

第1図(a)は第2図(b)に、また第1図(b)は第
2図(c)にそれぞれ対応し、同じ符号および同じ番号
は同じものを示している。第1図の本発明の実施例に係
る半導体装置が第2図の従来例装置と基本的に異なる点
は、各MISFET間の分離が絶縁膜ではなくチャネルストッ
パ領域の形成によって行われているということと、チャ
ネルストッパ領域およびMISFETのゲート電極下のP型シ
リコン基体の電位を一定に設定する構成にしていること
である。
FIG. 1 (a) corresponds to FIG. 2 (b), and FIG. 1 (b) corresponds to FIG. 2 (c), and the same reference numerals and the same numbers indicate the same things. The semiconductor device according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 1 is basically different from the conventional device shown in FIG. 2 in that the separation between the MISFETs is performed by forming a channel stopper region instead of an insulating film. In addition, the potential of the P-type silicon substrate under the channel stopper region and the gate electrode of the MISFET is set to be constant.

すなわち、9はチャネルストッパ用のP型拡散層(第1
図(a)において斜線部。)であり、これにより各MISF
ET(T1〜T6)は電気的に分離されている。また10は高濃
度のコンタクト用のP型拡散層であり、11はVssのAl配
線とP型拡散層10とを接続するコンタクトホールであ
る。
That is, 9 is a P-type diffusion layer for the channel stopper (first
The shaded area in FIG. ), Which allows each MISF
The ETs (T1 to T6) are electrically separated. Further, 10 is a P-type diffusion layer for high-concentration contact, and 11 is a contact hole for connecting the Vss Al wiring and the P-type diffusion layer 10.

このように、本発明の実施例によれば、接地電源Vssに
接続するためのコンタクト用P型拡散層10を1つ設ける
ことにより、チャネルストッパP型拡散層9を介して、
すべてのMISFET(T1〜T6)のP型シリコン基体をVss電
位に設定し、バックチャネルのリーク電流の発生を防止
することが可能となる。
As described above, according to the embodiment of the present invention, by providing one contact P-type diffusion layer 10 for connecting to the ground power supply Vss, the channel stopper P-type diffusion layer 9 is interposed,
By setting the P-type silicon substrates of all MISFETs (T1 to T6) to the Vss potential, it becomes possible to prevent the occurrence of back channel leakage current.

なお実施例ではP型シリコン基体3にnチャネルMISFET
を形成する場合について説明したが、N型シリコン基体
にpチャネルMISFETを形成する場合についてもチャネル
ストッパの不純物の型をN型にすることにより、そのま
ま適用可能である。また本発明はシリコン基体以外の半
導体基体についても適用可能である。
In the embodiment, the n-channel MISFET is formed on the P-type silicon substrate 3.
Although the case of forming the p-channel MISFET has been described, the case of forming the p-channel MISFET on the N-type silicon substrate can be applied as it is by changing the impurity type of the channel stopper to N-type. The present invention is also applicable to semiconductor substrates other than silicon substrates.

また、チャネルストッパ領域がオーミックコンタクトに
適した濃度であるとき、特にコンタクト用の拡散層を形
成する必要がないことは勿論である。
Further, when the channel stopper region has a concentration suitable for ohmic contact, it is needless to say that it is not necessary to form a diffusion layer for contact.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明したように、本発明によればSOI上に形成する
複数のMISFETのゲート下の半導体基体を所定の電圧に設
定することができるので、リーク電流の少ない素子の作
成が可能となる。
As described above, according to the present invention, the semiconductor substrates under the gates of the plurality of MISFETs formed on the SOI can be set to a predetermined voltage, so that it is possible to produce an element with a small leak current.

また各MISFETを電気的に分離するチャネルストッパ領域
を利用することにより、各MISFETの半導体基体の電位設
定に要する面積を小さくすることができるので、半導体
素子の集積度の向上を図ることができる。
Further, since the area required for setting the potential of the semiconductor substrate of each MISFET can be reduced by utilizing the channel stopper region that electrically separates each MISFET, the degree of integration of semiconductor elements can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明の実施例に係る半導体装置の構成を示す
図であり、第2図は従来例に係る半導体装置の構成を示
す図である。 1……シリコン基板 2……SiO2膜 3……P型シリコン基体(半導体基体) 4……N型拡散層 5……ゲート酸化膜 6……ゲート電極 7……ブロック用酸化膜 8……PSG膜 9……チャネルストッパ用P型拡散層 10……コンタクト用のP型拡散層 11……コンタクトホール
FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a semiconductor device according to a conventional example. 1 ... Silicon substrate 2 ... SiO 2 film 3 ... P-type silicon substrate (semiconductor substrate) 4 ... N-type diffusion layer 5 ... Gate oxide film 6 ... Gate electrode 7 ... Block oxide film 8 ... PSG film 9 …… P-type diffusion layer for channel stopper 10 …… P-type diffusion layer for contact 11 …… Contact hole

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 9056−4M H01L 29/78 311 X Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location 9056-4M H01L 29/78 311 X

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】絶縁膜上に形成された一導電型半導体基体
に複数のMIS電界効果トランジスタを備える半導体装置
において、 前記MIS電界効果トランジスタの各々を電気的に分離す
るための前記半導体基体内に設けられたチャネルストッ
パ用の一導電型不純物領域と、 前記チャネルストッパ領域の一部に形成されたコンタク
ト用の高濃度の一導電型不純物領域とを有し、 前記コンタクト用の高濃度の一導電型不純物領域を介し
て前記チャネルストッパ用の一導電型不純物領域および
前記各MIS電界効果トランジスタのゲート下の基体を一
定の共通電位に設定することを特徴とする半導体装置。
1. A semiconductor device comprising a plurality of MIS field effect transistors in a one-conductivity-type semiconductor substrate formed on an insulating film, wherein the semiconductor substrate for electrically isolating each of the MIS field effect transistors is provided. The semiconductor device includes a channel-stopper one-conductivity-type impurity region and a contact high-concentration one-conductivity-type impurity region formed in a part of the channel stopper region. A semiconductor device characterized in that the one conductivity type impurity region for the channel stopper and the substrate under the gate of each MIS field effect transistor are set to a constant common potential via a type impurity region.
JP2500786A 1986-02-07 1986-02-07 Semiconductor device Expired - Lifetime JPH0715939B2 (en)

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