JPH02148865A - Silicon transistor on insulator including connection between body node and source node - Google Patents
Silicon transistor on insulator including connection between body node and source nodeInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
この発明は集積回路の分野に関し、特に絶縁物上シリコ
ン(SOI)技術によって形成される絶縁ゲート電界効
果トランジスタに関す生。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention This invention relates to the field of integrated circuits, and more particularly to insulated gate field effect transistors formed by silicon-on-insulator (SOI) technology.
(従来の技術)
絶縁物上シリコン(SOI)技術は、集積回路の分野で
ますます重要になりつつある。SOI技術は、絶縁層の
上に位置した半導体材料の層におけるトランジスタの形
成を扱うもので、Sol構造の最も一般的な実例は、二
酸化シリコンの層上に位置したシリコンの単結晶層であ
る。Sol技術を使えば、バルク(基板)半導体に形成
される集積回路で存在する寄生要素が減少されるため、
高性能で高密度の集積回路が達成可能である。例えば、
バルクに形成されるMOS)ランジスタの場合、ソース
/ドレイン領域と下側基板との間の接合に寄生キャパシ
タンスが存在し、ソース/ドレイン領域と基板領域との
間の接合がブレークダウン(絶縁破壊)する可能性も存
在する。寄生要素の別の例はバルク内CMO3の技術に
存在し、隣接するウェル内のn−チャネルとp−チャネ
ルトランジスタによって形成される寄生バイポーラトラ
ンジスタがラッチアップの問題を生じることがある。S
ol構造は寄生要素を著しく軽減し、構造の接合絶縁破
壊に対する耐性を高めるため、SOI技術は高性能で高
密度の集積回路に極めて適する。BACKGROUND OF THE INVENTION Silicon-on-insulator (SOI) technology is becoming increasingly important in the field of integrated circuits. SOI technology deals with the formation of transistors in a layer of semiconductor material overlying an insulating layer, and the most common example of a Sol structure is a single crystal layer of silicon overlying a layer of silicon dioxide. Sol technology reduces the parasitic elements present in integrated circuits formed in bulk (substrate) semiconductors.
High performance, high density integrated circuits are achievable. for example,
In the case of bulk MOS (MOS) transistors, parasitic capacitance exists at the junction between the source/drain region and the lower substrate, and the junction between the source/drain region and the substrate region breaks down (dielectric breakdown). There is also the possibility of doing so. Another example of parasitic elements exists in bulk CMO3 technology where parasitic bipolar transistors formed by n-channel and p-channel transistors in adjacent wells can create latch-up problems. S
The ol structure significantly reduces parasitics and increases the structure's resistance to junction breakdown, making SOI technology highly suitable for high-performance, high-density integrated circuits.
尚、Solと同様な技術としてサファイア上シリコン(
SO3)技術があり、これはSol技術に関連して上述
したのと同様な利点を与える。ここに開示する発明は、
SOS構造にも適用可能であることが留意されるべきで
ある。Furthermore, as a technology similar to Sol, silicon on sapphire (
SO3) technology, which offers similar advantages to those discussed above in connection with Sol technology. The invention disclosed herein is
It should be noted that it is also applicable to SOS structures.
(発明が解決しようとする課題)
しかしながら、SOI構造における下側の絶縁体膜が、
トランジスタ特性に対して幾つかの問題を引き起こして
いる。バルクトランジスタでは、電気接続が基板を介し
て、MOSトランジスタのボディ (本体)ノードに対
して容易に行える。基板ノードにおける比較的一定のバ
イアスが、ドレイン−ソース間電圧に対して安定なしき
い電圧を与える。しかし、従来の5ol)ランジスタは
、ボディノードが下側の絶縁体膜によって基板から絶縁
されているため、電気的に浮遊しているボディノード(
すなわちゲート電極の下側に位置するボディ領域内の非
空乏容積)を有する。充分なドレイン−ソース間バイア
ス下では、衝撃イオン化がドレインの近くに電子−正孔
対を発生することがあり、その結果多数キャリヤがボデ
ィノードへと移動する一方、少数キャリヤがドレインへ
と移動するため、ボディノードとトランジスタのソース
との間に電圧差を生じる。この電圧差は実効しきい電圧
を低下させ、ドレイン電流を増大して、よく知られた“
キンク(よじれ)”効果を呈する。(Problem to be solved by the invention) However, the lower insulator film in the SOI structure
This causes several problems with transistor characteristics. In bulk transistors, electrical connections are easily made through the substrate to the body nodes of the MOS transistors. A relatively constant bias at the substrate node provides a stable threshold voltage for the drain-source voltage. However, in the conventional 5ol) transistor, the body node is electrically floating because the body node is insulated from the substrate by the lower insulating film.
That is, it has a non-depleted volume (in the body region located below the gate electrode). Under sufficient drain-source bias, impact ionization can generate electron-hole pairs near the drain, resulting in majority carriers moving toward the body node while minority carriers moving toward the drain. Therefore, a voltage difference occurs between the body node and the source of the transistor. This voltage difference lowers the effective threshold voltage and increases the drain current, resulting in the well-known “
It exhibits a "kink" effect.
また、5ol)ランジスタの浮遊状ボディノードは、基
板がゲートとなり、トランジスタの下側に位置した絶縁
体膜がゲート誘電体となる寄生の“バンクチャネル”ト
ランジスタを与える。このバックチャネルは、絶縁体膜
との境界面近くで、ボディノードに沿ったドレイン−ソ
ース間のり−ク路を与えることがある。さらに、誘電的
に絶縁されたボディノードは、ボディノードとゲート間
での容量結合及びボディノードとソース及びドレイン間
でのダイオード結合を許容し、ボディノードをバイアス
することによってしきい電圧に影響を及ぼす。これらの
各ファクタが、設計時と比べたトランジスタにおける望
ましくない性能シフト、及びトランジスタ動作特性の不
安定性増加をもたらすことがある。Also, the floating body node of the 5ol) transistor provides a parasitic "bank channel" transistor where the substrate is the gate and the insulator film located below the transistor is the gate dielectric. This back channel may provide a drain-source leak path along the body node near the interface with the insulator film. In addition, the dielectrically isolated body node allows capacitive coupling between the body node and the gate and diode coupling between the body node and the source and drain, influencing the threshold voltage by biasing the body node. affect Each of these factors can result in undesirable performance shifts in the transistor compared to design and increased instability in transistor operating characteristics.
従ってこの発明の目的は、ソースノードに接続されたボ
ディノードを有する、絶縁体上に位置した半導体領域中
に形成される絶縁ゲート電界効果トランジスタを提供す
ることにある。It is therefore an object of the invention to provide an insulated gate field effect transistor formed in a semiconductor region located on an insulator, having a body node connected to a source node.
この発明の別の目的は、最小の追加マスキング工程で作
製可能な上記トランジスタを提供することにある。Another object of the invention is to provide the above transistor which can be manufactured with a minimum of additional masking steps.
この発明の別の目的は、ソース及びドレイン拡散のシリ
サイド(ケイ化物)クラツデイングに基づいて作製可能
な上記トランジスタを提供することにある。Another object of the invention is to provide such a transistor which can be fabricated on the basis of silicide cladding of the source and drain diffusions.
この発明の別の目的は、トランジスタのソース及びドレ
インノードの仕様が最小のマスクレベル変更で反転可能
な方法で製造されたボディソース間接続を持つ上記トラ
ンジスタを提供することにある。Another object of the invention is to provide such a transistor having a body-source connection manufactured in such a way that the specifications of the source and drain nodes of the transistor can be reversed with minimal mask level changes.
この発明のさらに別の目的は、界面ドーパント拡散によ
るエツジリークが減少すると共に、イオン化放射への露
出に基づくリークも減少した上記トランジスタを提供す
ることにある。Yet another object of the invention is to provide such a transistor with reduced edge leakage due to interfacial dopant diffusion as well as reduced leakage due to exposure to ionizing radiation.
この発明のさらに別の目的は、界面ドーパント拡散によ
るエツジリークが減少すると共に、イオン化放射への露
出によるリークも減少した上記トランジスタを提供する
ことにある。Yet another object of the invention is to provide such a transistor with reduced edge leakage due to interfacial dopant diffusion as well as reduced leakage due to exposure to ionizing radiation.
この発明のさらに別の目的は、界面ドーパント拡散によ
るエツジリークが減少すると共に、イオン化放射への露
出によるリークも減少した上記トランジスタを提供する
ことにある。Yet another object of the invention is to provide such a transistor with reduced edge leakage due to interfacial dopant diffusion as well as reduced leakage due to exposure to ionizing radiation.
発明の上記以外の目的及び利点は、この明細書及び添付
の図面を参照することによって当業者には自明となろう
。Other objects and advantages of the invention will become apparent to those skilled in the art upon reference to this specification and the accompanying drawings.
(課題を解決するための手段)
本発明は、絶縁体上シリコン型絶縁ゲート電界効果トラ
ンジスタとして実施化し得る。ソース及びドレインと反
対の導電形の高く強)ドープ接触領域が、ゲート電極の
ソース側でゲート電極に隣接して形成される。この領域
は、注入及び拡散など周知の技術により、ゲート電極に
対して自己整合法で形成し得る。接触領域と(ゲート電
極の下側に位置する)ボディノードは同じ導電形なので
、接触領域はボディノードと電気的に接続されている。(Means for Solving the Problems) The present invention can be implemented as a silicon-on-insulator type insulated gate field effect transistor. A highly doped contact region of opposite conductivity type to the source and drain is formed adjacent to the gate electrode on the source side of the gate electrode. This region can be formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode by well-known techniques such as implantation and diffusion. Since the contact region and the body node (located below the gate electrode) are of the same conductivity type, the contact region is electrically connected to the body node.
従って、ソース領域とボディノード−接触領域は、構造
表面のシリサイド化によって一体に接続され、ソース領
域ボディノードに接続することができる。The source region and the body node-contact region are thus connected together by silicidation of the structure surface and can be connected to the source region body node.
発明の別の実施例は、傾斜接合を有する絶縁体上シリコ
ン型絶縁ゲート電界効果トランジスタとして実施化し得
る。ソース及びドレインと反対の導電形の高ドープ接触
領域が、ゲート電極のソース側で低(軽)ドープのドレ
イン領域に隣接して形成される。接触領域は注入及び拡
散など周知の技術により、ゲートの側面に沿って、トラ
ンジスタのソース側の低ドープドレイン領域へと下方に
延びる側壁酸化物フィラメントを設けた後、自己整合法
で形成し得る。接触領域と(ゲート電極の下側に位置す
る)ボディノードは同じ導電形なので、接触領域はボデ
ィノードと電気的に接続されている。従って、ソース領
域とボディノード−接触領域は、構造表面のシリサイド
化によって一体に接続され、ソース領域をボディノード
に接続することができる。トランジスタのソース側の低
ドープドレイン領域は表面でボディノードと接触領域の
間に留まっているので、接触領域が表面でボディノード
と接触される場合のように、トランジスタのチャネル幅
が接触領域の幅によって減少されることはない。Another embodiment of the invention may be implemented as a silicon-on-insulator type insulated gate field effect transistor with a graded junction. A highly doped contact region of opposite conductivity type to the source and drain is formed adjacent to the lightly doped drain region on the source side of the gate electrode. The contact region may be formed in a self-aligned manner by well-known techniques such as implantation and diffusion, after providing a sidewall oxide filament extending down the sides of the gate to the lightly doped drain region on the source side of the transistor. Since the contact region and the body node (located below the gate electrode) are of the same conductivity type, the contact region is electrically connected to the body node. The source region and the body node-contact region are thus connected together by silicidation of the structure surface, allowing the source region to be connected to the body node. The lightly doped drain region on the source side of the transistor remains between the body node and the contact region at the surface, so that the channel width of the transistor is equal to the width of the contact region, as when the contact region is contacted with the body node at the surface. will not be reduced by
(実施例)
第1及び2図を参照すると、従来技術によるn−チャネ
ルSO■トランジスタが、それぞれ平面及び断面図で示
しである。第2図に示されているように、このトランジ
スタは、シリコン基板2上に形成された絶縁体膜4の上
に位置する単結晶シリコンメサ5内に形成されている。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Referring to FIGS. 1 and 2, a prior art n-channel SOI transistor is shown in top and cross-sectional views, respectively. As shown in FIG. 2, this transistor is formed in a single crystal silicon mesa 5 located on an insulating film 4 formed on a silicon substrate 2. As shown in FIG.
絶縁体膜4は一般に二酸化シリコンである。絶縁体膜4
上へのメサ5の形成は、SIMOX(注入酸素による分
離)、酸素化多孔シリコン(FIPO3)、及び薄膜ゾ
ーン−溶融再結晶化(ZMR)など数多い周知方法の任
意の一つで行える。SIMOX法の一例は、Texas
Instruments社に譲渡された1987年4
月7日付は出願の米国特許第035,126号に記載さ
れている。Insulator film 4 is typically silicon dioxide. Insulator film 4
The formation of the mesa 5 on top can be done by any one of a number of well-known methods, such as SIMOX (separation with implanted oxygen), oxygenated porous silicon (FIPO3), and thin film zone-melt recrystallization (ZMR). An example of the SIMOX method is
Transferred to Instruments Inc. 1987 4
The date of May 7 is set forth in the application, US Pat. No. 035,126.
熱成長させた二酸化シリコン、被着した窒化シリコン、
またはこれらの組合せなどのゲート絶縁体14が、単結
晶メサ5の表面上に設けられている。通例高(強)ドー
プの多結晶シリコンから形成されるゲート電極10がゲ
ート絶縁体14上に位置し、第1及び2図のMOSトラ
ンジスタのゲートを画成している。ソース領域6とドレ
イン領域8は、イオン注入とそれに続く拡散によって形
成された高ドープのn影領域である。第2図に示すよう
に、従来のトランジスタのこの例は周知の低(軽)ドー
プドレイン構造によって形成されており、低ドープ領域
18の注入はく一般に側壁酸化物フィラメント16の形
成前に)ゲート電極10に対する自己整合法で行われる
。側壁酸化物フィラメントを用いて低ドープドレイント
ランジスタを形成する方法の一例は、Texas In
struments社に譲渡された1982年11月2
日付は発行の米国特許第4,356,623号に記載さ
れており、この参照によってここに含まれるものとする
。第1及び2図のソース及びドレイン両頭域6.8の高
ドープ部分は、ゲート電極10と側壁酸化物フィラメン
ト16に対する自己整合法で形成されたものとして示し
てあり、メサ5の表面から絶縁体膜4との境界まで完全
に延びている。ボディノード領域12は、ソース及びド
レイン両頭域6.8を形成するのに使われたn形ドーパ
ントでドープされていないp−チャネル領域であるが、
最初に形成されたのと同じ導電形及び濃度(ソース及び
ドレイン両頭域6.8のドーパント濃度に対してわずか
にドープされているp形シリコン)に留まっている。thermally grown silicon dioxide, deposited silicon nitride,
A gate insulator 14, such as a gate insulator 14 or a combination thereof, is provided on the surface of the single crystal mesa 5. A gate electrode 10, typically formed of highly doped polycrystalline silicon, is located on the gate insulator 14 and defines the gate of the MOS transistor of FIGS. 1 and 2. The source region 6 and drain region 8 are highly doped n-shaded regions formed by ion implantation followed by diffusion. As shown in FIG. 2, this example of a conventional transistor is formed with a well-known lightly doped drain structure in which the implantation of lightly doped regions 18 (generally prior to the formation of sidewall oxide filaments 16) at the gate This is done in a self-aligned manner with respect to the electrode 10. An example of a method for forming lightly doped drain transistors using sidewall oxide filaments is the Texas In
Transferred to Struments Inc. November 2, 1982
The date is set forth in issued US Pat. No. 4,356,623, which is hereby incorporated by reference. The highly doped portions of the source and drain doublets 6.8 in FIGS. 1 and 2 are shown as being formed in a self-aligned manner to the gate electrode 10 and the sidewall oxide filaments 16, and the insulator is removed from the surface of the mesa 5. It extends completely to the boundary with membrane 4. The body node region 12 is a p-channel region that is undoped with the n-type dopant used to form the source and drain doublets 6.8.
It remains in the same conductivity type and concentration as originally formed (slightly doped p-type silicon with respect to the dopant concentration of the source and drain regions 6.8).
尚第2図には、ニケイ化チタンなどリフラクトリ (難
溶融性)金属のシリサイド膜22が、ソース及びドレイ
ン両頭域6.8並びにゲート電極10のタラッディング
として示しである。このようなシリサイド化は、半導体
層のシート抵抗を減らすのに有用で、例えばTexas
Instruments社に譲渡された1987年9
月1日付は発行の、米国特許第4,690,730号に
記載されているような周知の自己整合式直接反応シリサ
イド化法に従ってなされるのが好ましく、上記特許はこ
の参照によってここに含まれるものとする。但し、かか
るシリサイド化はもちろんトランジスタの動作にとって
不可欠なものではない。モリブデン、タングステン及び
コバルトなど、シリサイド化で通常使われている周知の
りフラクトリ金属の任意の一つを、チタンに代えシリサ
イド膜22の形成に使ってもよい。In FIG. 2, a silicide film 22 of a refractory (refractory) metal such as titanium disilicide is shown as the cladding of the source and drain regions 6.8 and the gate electrode 10. Such silicidation is useful for reducing the sheet resistance of semiconductor layers, for example in Texas
Transferred to Instruments Inc. 19879
Preferably, the method is made in accordance with the well-known self-aligned direct reaction silicidation process as described in U.S. Pat. No. 4,690,730, published and incorporated herein by reference. shall be taken as a thing. However, such silicidation is of course not essential for the operation of the transistor. Any one of the well-known adhesive flux metals commonly used in silicidation, such as molybdenum, tungsten, and cobalt, may be used in the formation of the silicide film 22 in place of titanium.
第1及び2図のトランジスタ1の場合、ボディノード1
2は第1及び2図のトランジスタ内で電気的に絶縁され
ている。ソース及びドレイン両頭域6.8がメサ5の厚
さ一杯に延びて絶縁体膜4に達しており、且つソース及
びドレイン両頭域6.8の自己整合によって、ボディノ
ード12はゲート電極10 (及び側壁酸化物フィラメ
ント16)の下方にだけ存在するため、第1及び2図の
構造ではボディノード12との接触を形成するのが不便
である。従って従来のSol技術では、各MOSトラン
ジスタのボディノード12が浮遊状態になっている。In the case of transistor 1 in FIGS. 1 and 2, body node 1
2 are electrically isolated within the transistors of FIGS. The source and drain double head regions 6.8 extend to the full thickness of the mesa 5 and reach the insulator film 4, and due to the self-alignment of the source and drain double head regions 6.8, the body node 12 is connected to the gate electrode 10 (and It is inconvenient to make contact with the body node 12 in the structure of FIGS. 1 and 2 because it is present only below the sidewall oxide filaments 16). Therefore, in the conventional Sol technology, the body node 12 of each MOS transistor is in a floating state.
SO■トランジスタの浮遊ボディノードは、トランジス
タの性能及び性能の安定性において幾つかの問題をもた
らす。第1の問題は、基板2をゲート電極とし、絶縁体
膜4をゲート誘電物とした寄生の“バックチャネル”ト
ランジスタの存在である。このバックチャネルは、トラ
ンジスタの配置位置における基板2の局部的電位に応じ
、絶縁体膜4との境界面近くでボディノード12に沿っ
てドレイン−ソース間のリーク路を与えることがある。The floating body node of the SO transistor poses several problems in transistor performance and performance stability. The first problem is the presence of a parasitic "back channel" transistor with substrate 2 as the gate electrode and insulator film 4 as the gate dielectric. This back channel may provide a leak path between the drain and the source along the body node 12 near the interface with the insulating film 4, depending on the local potential of the substrate 2 at the location of the transistor.
さらに、ボディノード12の電圧がトランジスタのしき
い電圧(Vt)に影響を及ぼすこともよく知られている
。バルクデバイスでは、MOSトランジスタのボディノ
ードが基板によってバイアスされているが、第1及び2
図のトランジスタ1の誘電的に絶縁されたボディノード
12は、ボディノード12とゲート電極10間での容量
結合及びボディノード12とソース及びドレイン両頭域
6.8間でのダイオード結合を許容し、ボディノード1
2を望ましくない電位にバイアスする。Furthermore, it is well known that the voltage at body node 12 influences the threshold voltage (Vt) of a transistor. In bulk devices, the body nodes of the MOS transistors are biased by the substrate, but the first and second
The dielectrically isolated body node 12 of the illustrated transistor 1 allows capacitive coupling between the body node 12 and the gate electrode 10 and diode coupling between the body node 12 and the source and drain regions 6.8; body node 1
2 to an undesired potential.
また、ドレイン近くのキャリヤが電子−正孔対の発生に
充分な高電位にあるとき衝撃イオン化が発生すると、そ
の結果少数キャリヤ、がドレインへと移動する一方、多
数キャリヤがボディノードへと移動するため、ボディノ
ード12とソース領域6との間に電圧差を生じ、実効し
きい電圧を低下させると共に、ドレイン電流を増大させ
る(すなわちよく知られた“キンク(よじれ)”効果を
引き起こす)。Additionally, when impact ionization occurs when carriers near the drain are at a high enough potential to generate electron-hole pairs, the result is that minority carriers move toward the drain, while majority carriers move toward the body node. This creates a voltage difference between body node 12 and source region 6, lowering the effective threshold voltage and increasing drain current (ie, causing the well-known "kink" effect).
次に第3及び4図を参照すると、本発明に従って構成さ
れたトランジスタ100が示しである;尚、第1及び2
図の従来のトランジスタ1で用いたのと同じ構成要素を
示すのに、同じ参照番号が使われている。トランジスタ
100は以下説明するように、従来のトランジスタ1に
関連して上述した浮遊ボディノードの問題を軽減するた
め、ソース及びボディ両ノード間に接触を含んでいる。3 and 4, a transistor 100 constructed in accordance with the present invention is shown;
The same reference numerals are used to designate the same components as used in the conventional transistor 1 of the figure. Transistor 100 includes contacts between the source and body nodes to alleviate the floating body node problem discussed above with respect to conventional transistor 1, as described below.
第3図の平面図は、ゲート電極10 (及び側壁酸化物
フィラメント16)に隣接して、メサのエツジに設けら
れたp十接触領域30を示している。The top view of FIG. 3 shows a p+ contact region 30 located at the edge of the mesa adjacent to gate electrode 10 (and sidewall oxide filament 16).
トランジスタ100の導通チャネルはエツジの接触領域
30間で、ソース側のゲート電極1oのエツジに沿って
残っている。尚、第3図の平面図はトランジスタ100
のシリサイド化前の状態である;以下説明するように、
表面でソース領域6をp十接触領域30へ接続すること
によって、ソース領域6からゲート電極10下方のボデ
ィノード12への電気接続を与えるのに、シリサイドク
ラツデイングを用いるのが好ましい。The conducting channel of the transistor 100 remains along the edge of the gate electrode 1o on the source side, between the edge contact regions 30. Note that the plan view in FIG. 3 shows the transistor 100.
This is the state before silicide; as explained below,
Preferably, silicide cladding is used to provide an electrical connection from source region 6 to body node 12 below gate electrode 10 by connecting source region 6 to p-contact region 30 at the surface.
また、p十接触領域30をメサ5のエツジに配置するこ
とは、ボディノード12とソース領域6との間の接触を
与えるのに不可欠なものでないことに留意されたい。但
し、親の米国特許出願第150.799号に記載されて
いるように、メサのエツジにおけるp十接触領域3oの
存在は、イオン化放射に露出された場合にトランジスタ
100のソースドレイン間でのリークを減少させる。It should also be noted that placing the p+ contact region 30 at the edge of the mesa 5 is not essential to providing contact between the body node 12 and the source region 6. However, as described in parent U.S. patent application Ser. decrease.
さらに、絶縁体膜4上に形成された活性半導体は多くの
Sol技術において、バルク内の活性領域と比べ、比較
的多数の転位(ディスロケーション)欠陥を含み得るこ
とにも留意されたい。これらの転位、特にメサ5などの
シリコンメサのエツジに沿った転位は、ソース及びドレ
イン両頭域6.8を形成する拡散ドーパントがボディ領
域12を通り、特にメサ5のエツジに沿って拡散するの
を許容することがある。この増倍拡散は、トランジスタ
100におけるしきい値以下リークなどのショートチャ
ネル効果を引き起こす可能性があり、もし拡散ドーパン
トがソース領域6とドレイン領域8間−杯に延びている
と、ドレイン領域8をソース領域6にショートさせてし
まう。メサ5のエツジへの接触領域30の配置は、ソー
ス領域6のドーパントをゲート電極10側のメサ5のエ
ツジから分離することによって、上記のような増倍拡散
に基づくソース/ビす4フ間リークを減少させ、ボディ
領域12への増倍拡散がドレイン側からだけ生じるよう
にする。さらに、メサ5のエツジへの接触領域30の配
置は、メサ5のエツジに沿ってボディ領域12を通り拡
散するドレイン領域8からのドーパント間にp+fif
f域を置くことになるので、ドレイン領域8からゲート
電極下方を完全に通って到達したドーパントは逆バイア
スダイオードだけを形成する(接触領域3oはソース領
域6と同じ電位にある)。従って、メサ5のエツジへの
接触領域30の配置は、ソース/ドレインドーパントの
増倍した界面拡散によるソース/ビす4フ間リークを減
少させる。Furthermore, it should be noted that the active semiconductor formed on the insulator film 4 may contain a relatively large number of dislocation defects compared to the active region in the bulk in many Sol technologies. These dislocations, particularly along the edges of silicon mesas such as mesa 5, prevent the diffusion dopants forming the source and drain double head regions 6.8 from diffusing through the body region 12, especially along the edges of mesa 5. It may be allowed. This multiplicative diffusion can cause short channel effects such as subthreshold leakage in transistor 100, and if the diffused dopant extends as far as the source region 6 and drain region 8, it may cause the drain region 8 to This causes a short circuit to the source region 6. The arrangement of the contact region 30 to the edge of the mesa 5 is achieved by separating the dopant of the source region 6 from the edge of the mesa 5 on the side of the gate electrode 10, thereby creating a source/bis 4-layer interface based on multiplication diffusion as described above. Leakage is reduced so that multiplication diffusion into the body region 12 occurs only from the drain side. Additionally, the placement of contact region 30 to the edge of mesa 5 provides a p+fif between dopants from drain region 8 that diffuse through body region 12 along the edge of mesa 5.
Since the f-region is located, the dopants arriving from the drain region 8 completely below the gate electrode form only a reverse biased diode (the contact region 3o is at the same potential as the source region 6). Therefore, placement of contact region 30 at the edge of mesa 5 reduces source/bis leakage due to enhanced interfacial diffusion of source/drain dopants.
次に第4図を参照すると、トランジスタ100が断面図
で示しである。この実施例では、第1及び2図のトラン
ジスタlと同じく、ソース領域6とドレイン領域8がp
十接触領域3oと同様メサ5の全厚を貫いて延びている
。尚、p十接触領域30はボディノード12と接触する
のに、必ずしもこのように絶縁体膜4まで完全に延びて
いなくともよい。但し、接触領域は、導通時トランジス
タ100のチャネル下方で空乏層の状態に留まっている
ボディ領域と接触するのに充分な深さまでは延びていな
ければならない。Referring now to FIG. 4, transistor 100 is shown in cross-section. In this embodiment, the source region 6 and the drain region 8 are p
Like the contact area 3o, it extends through the entire thickness of the mesa 5. Note that the p contact region 30 does not necessarily have to completely extend to the insulating film 4 in this way in order to make contact with the body node 12. However, the contact region must extend to a depth sufficient to contact the body region that remains in a depletion layer below the channel of transistor 100 when conductive.
また第4図は、シリコン構造(ソース領域6、p十接触
領域30、ドレイン領域8、及びゲート領域10)の表
面にシリサイド膜22が設けられていることも示してい
る。例えば上側に位置する絶縁体膜を貫いてメタライズ
層に至る通常の接点など、それ以外の相互接続手段によ
ってp十接触領域30とソース領域6との間にオーミッ
ク接続を形成することもできるが、シリサイド膜22は
追加のマスキング工程を必要とせず両者間での低抵抗の
接続を与える。FIG. 4 also shows that a silicide film 22 is provided on the surface of the silicon structure (source region 6, p contact region 30, drain region 8, and gate region 10). Although the ohmic connection between the p-contact region 30 and the source region 6 can be formed by other interconnection means, such as, for example, a conventional contact through an overlying insulator film to a metallization layer. Silicide film 22 provides a low resistance connection between the two without the need for additional masking steps.
さらに第4図を参照すれば、p十接触領域30は、ゲー
ト電極10側で側壁フィラメント16の下側に位置した
低ドープのドレイン延長部38を含む。低ドープのドレ
イン延長部38はもちろん、ボディノード12との接触
形成にとって不可欠なものではない。しかし、ソース領
域6とp十接触領域30間での接触を与えるのにシリサ
イド膜22が使われる場合、それぞれソース及びドレイ
ン両頭域6.8 (並びにp十接触領域30)上のシリ
サイド膜22がゲート電極10の表面上のシリサイド膜
22と電気ショートしないように、側壁酸化物フィラメ
ント16を用いるが好ましい。Still referring to FIG. 4, the p+ contact region 30 includes a lightly doped drain extension 38 located below the sidewall filament 16 on the gate electrode 10 side. The lightly doped drain extension 38 is, of course, not essential to making contact with the body node 12. However, if a silicide film 22 is used to provide contact between the source region 6 and the p-contact region 30, the silicide film 22 on the source and drain regions 6.8 (as well as the p-contact region 30), respectively, is It is preferable to use sidewall oxide filaments 16 to avoid electrical short-circuiting with the silicide film 22 on the surface of the gate electrode 10.
当該分野で知られているように、側壁酸化物フィラメン
ト16の使用は、トランジスタにおける傾斜接合の形成
を促すほか、上記のようなショートの危険を最小限とし
つつ、ソース、ドレイン及びゲート各領域の自己整合に
よるシリサイド化も可能とする。本発明のこの実施例に
よれば、こうした利点が、p十接触領域30の低ドープ
ドレイン延長部38さえ含め、p十接触領域30とボデ
ィノード12間の接続に顕著な影響を及ぼすことなく達
成される。以下説明するように、特にCMO5の用途で
p十接触領域30の低ドープドレイン延長部38を含め
ることは、追加のマスキング工程を必要とせずソースボ
ディ間接触の形成も可能とする。As is known in the art, the use of sidewall oxide filaments 16 not only facilitates the formation of graded junctions in transistors, but also facilitates the formation of graded junctions in the source, drain, and gate regions while minimizing the risk of shorting as described above. Silicidation by self-alignment is also possible. According to this embodiment of the invention, these advantages are achieved without appreciably affecting the connection between p+ contact region 30 and body node 12, even including the lightly doped drain extension 38 of p+ contact region 30. be done. As discussed below, the inclusion of a lightly doped drain extension 38 in the p+ contact region 30, particularly in CMO5 applications, also allows for the formation of source-body contacts without the need for additional masking steps.
尚、第3及び4図のトランジスタにおいて、p+接触領
域30とドレイン領域8間の接触は存在しない点に留意
されたい。従って、p十接触領域30はボディノード1
2との最良の接触を達成するため、p十接触領域30を
通じたドレイン−ソース間での接合絶縁破壊の懸念なく
、可能な限り強くドープ可能である。チャネル長を1ミ
クロンとした場合、本発明によるトランジスタ100の
各領域のドーピング濃度の一例では、ボディノード12
が10”/cJ の不純物濃度を有すると、p十接触
領域30の不純物濃度ハ10I11〜10z1/a11
の範囲である。ソース及びドレイン両頭域6.8は一般
に1Q18〜10”/cJの不純物濃度とでき、低ドー
プドレイン領域18と38は所望のドーパント傾斜に応
じIQIII〜10”/c11の範囲である。Note that in the transistors of FIGS. 3 and 4, there is no contact between the p+ contact region 30 and the drain region 8. Therefore, the p+ contact region 30 is the body node 1
In order to achieve the best contact with 2, it can be doped as strongly as possible without concern for drain-source junction breakdown through the p-domain contact region 30. When the channel length is 1 micron, in an example of the doping concentration of each region of the transistor 100 according to the present invention, the body node 12
has an impurity concentration of 10"/cJ, the impurity concentration of the contact region 30 is 10I11~10z1/a11
is within the range of The source and drain doublets 6.8 can typically have an impurity concentration of 1Q18 to 10"/cJ, while the lightly doped drain regions 18 and 38 range from IQIII to 10"/c11 depending on the desired dopant slope.
次に第5a〜5e図を参照して、CMO3回路で形成さ
れるようなn−チャネルトランジスタ100nとp−チ
ャネルトランジスタ100pの形成における各工程を論
じ、本発明によるソース−ボディ間接続がCMO3の製
造過程で追加のマスキング工程を必要とせずに形成可能
であることを示す。第5a〜50図の断面図は、第4図
と同様の位置、すなわちソース−ボディ間の接触を有す
るトランジスタ100部分を通る位置に沿ったものであ
る。第5a図には、2つのメサ5nと5pが絶縁体N4
上に形成されたものとして示しである;メサ5nがn形
シリコン、メサ5pがp形シリコンである。パターン化
されたポリシリコンゲート電極10と同様、各メサ5n
と5p上にゲート酸化物14が存在する;従って第5a
図の構造は、ソース及びドレイン両頭域6.8並びに接
触領域30を形成する準備が整った状態にある。5a-5e, the steps in the formation of an n-channel transistor 100n and a p-channel transistor 100p as formed in a CMO3 circuit are discussed, and the source-to-body connection according to the present invention This shows that it can be formed without requiring an additional masking step during the manufacturing process. The cross-sectional views of FIGS. 5a-50 are along similar locations as FIG. 4, ie, through portions of transistor 100 with source-to-body contact. In Figure 5a, two mesas 5n and 5p are connected to the insulator N4.
Mesa 5n is shown as n-type silicon and mesa 5p is p-type silicon. Similar to the patterned polysilicon gate electrode 10, each mesa 5n
and 5p; therefore, gate oxide 14 is present on 5p;
The structure shown is ready for forming source and drain doublets 6.8 and contact areas 30.
第5a図は、構造の一定部分を覆う一方、p−チャネル
トランジスタ100p用の低ドープドレイン延長部18
pとn−チャネルトランジスタ100nのソース−ボデ
ィ接触用低ドープドレイン延長部38pを形成するため
に、p形注入が行われる部分を露出するマスク層40も
示している。マスク1i40はパターン化形成したフォ
トレジスト、あるいはイオン注入を阻止するのに通常使
われているようなハードマスク層とし得る。マスク層4
゜のパターンは、最大の整合許容度を得るため、マスク
層40がゲート電極10と重複すると共に、メサ5のエ
ツジとも重複す乞ように設計されるのが好ましい。第5
a図に示すごとく、本構造はホウ素または別のp形ドー
パントのp形注入に露出され、このような注入において
通常の線量(ドーズ)及びエネルギーを用いて、低ドー
プドレイン延長部18と38を形成する。FIG. 5a shows a lightly doped drain extension 18 for p-channel transistor 100p while covering certain portions of the structure.
Also shown is a mask layer 40 that exposes where a p-type implant will be made to form a lightly doped drain extension 38p for the source-body contact of p- and n-channel transistor 100n. Mask 1i40 may be a patterned photoresist or a hard mask layer such as is commonly used to block ion implantation. Mask layer 4
The .degree. pattern is preferably designed such that the mask layer 40 overlaps the gate electrode 10 and also overlaps the edges of the mesa 5 for maximum alignment tolerance. Fifth
As shown in FIG. Form.
第5b図を参照すると、第5a図の注入後で、且つ第5
a図のp形注入が行われた領域を保護すると共に、n形
の低ドープドレイン注入が行われるべき構造の領域を露
出させるマスクJ’i42の形成後における状態の構造
が示しである。第5b図は、低ドープドレイン延長部1
8pと38pがそれぞれほぼ最終深さにまで打ち込まれ
(ドライブされ)でいることを示している。尚、第5a
〜5b図に示した各々の注入は各マスキング工程の後直
ちに打ち込まれるわけでなく、ここまでの4つの注入全
てが行われた後には1回の打ち込みアニールが行われる
ことに留意されたい。1回または複数回の打ち込みアニ
ールを行う時点は、本発明による構造の製造にとって重
要でない;但しマスキング工程の説明を分かりやすくす
るため、第5a〜5d図には各注入後毎の打ち込みアニ
ールが示しである。第5b図は、n形(ヒ素、リン、ま
たはその他通常のドーパント)の低ドープドレイン注入
を、通常の線量及びエネルギーで受は入れる状態の構造
を示している。Referring to FIG. 5b, after the injection of FIG. 5a and after the injection of FIG.
The structure is shown after the formation of a mask J'i42 which protects the regions where the p-type implants of figure a have been made and which exposes the regions of the structure where the n-type lightly doped drain implants are to be made. Figure 5b shows the lightly doped drain extension 1
It shows that 8p and 38p are each driven (driven) to almost the final depth. Furthermore, Section 5a
Note that each of the implants shown in Figures ~5b is not implanted immediately after each masking step, but one implant anneal is performed after all four previous implants are performed. The point in time at which the implant anneal or implants are performed is not critical to the fabrication of structures according to the invention; however, for ease of explanation of the masking process, the implant anneal after each implant is shown in Figures 5a-5d. It is. Figure 5b shows the structure ready to accept an n-type (arsenic, phosphorus, or other conventional dopant) lightly doped drain implant at conventional doses and energies.
次に第5C図を参照すると、強いp形のソース/ドレイ
ン注入を受ける時点のトランジスタ100nと100p
が示しである。当該分野で周知のごとく傾斜接合が得ら
れるように、トランジスタ100pの領域18pの一部
とトランジスタ100nの領域38pを強いソース/ド
レイン注入から保護するため、側壁酸化物フィラメント
16が各ゲート電極10の両側面に隣接した所定箇所に
施されている。側壁酸化物フィラメント16は、TE0
1の分解などによって酸化物層を被着した後、酸化物を
非等方エツチングし、側壁酸化物フィラメント16をそ
の後に残すことによって形成される。Referring now to FIG. 5C, transistors 100n and 100p receive strong p-type source/drain implants.
is the indication. A sidewall oxide filament 16 is placed between each gate electrode 10 to protect a portion of region 18p of transistor 100p and region 38p of transistor 100n from strong source/drain implants to provide a graded junction as is well known in the art. It is placed at a predetermined location adjacent to both sides. The sidewall oxide filament 16 is TE0
It is formed by depositing an oxide layer, such as by decomposition of 1, and then anisotropically etching the oxide, leaving sidewall oxide filaments 16 behind.
マスク1150は、n形の注入領域18nと38nをp
形のソース/ドレイン注入から保護すると共に、p形の
注入領域(フィラメント16で保護されている部分を除
く)を露出するように形成されている。尚、マスク層5
0を形成するのに使われるパターンは、マスク層40を
形成するのに用いたパターンと等しくし得る。次いで第
5c図に示すように、p形のソース/ドレイン注入が、
かかる注入において通常の線量とエネルギーに従って行
われる。Mask 1150 connects n-type implant regions 18n and 38n to p-type implant regions 18n and 38n.
The p-type implant region (excluding the portion protected by filament 16) is exposed. In addition, mask layer 5
The pattern used to form the 0's may be the same as the pattern used to form the mask layer 40. A p-type source/drain implant is then performed as shown in Figure 5c.
The doses and energies customary for such implants are followed.
第5d図は、トランジスタ100pにソース領域6pと
ドレイン領域8pが存在し、トランジスタ100nにト
ランジスタ100nのボディノードと接触するp十接触
領域30pが存在することを示している。また第5d図
には、plI域6p、8p及び30pをn形のソース/
ドレイン注入から保護すると共に、その注入を受は入れ
るトランジスタ100nと100pの領域を露出させる
最終のソース/ドレインパターンマスク層52も示しで
ある。従って第5d図の注入は最終的に、トランジスタ
100nにソース及びドレイン領域6n、8nをそれぞ
れ形成し、また第3及び4図に示したトランジスタ10
0のp+接触領域30と同様な、トランジスタLoop
のソース領域6pとボディノード間接触のためのn十接
触領域30nも形成する。FIG. 5d shows that transistor 100p has a source region 6p and drain region 8p, and transistor 100n has a p contact region 30p that contacts the body node of transistor 100n. FIG. 5d also shows pII regions 6p, 8p and 30p as n-type sources/
Also shown is a final source/drain patterned mask layer 52 exposing regions of transistors 100n and 100p that protect from and receive drain implants. The implantation of FIG. 5d therefore ultimately forms the source and drain regions 6n, 8n of transistor 100n, respectively, and the implantation of transistor 10n shown in FIGS. 3 and 4.
Transistor Loop similar to p+ contact region 30 of 0
n10 contact regions 30n for contact between the source region 6p and the body node are also formed.
打ち込みアニール後の、第5d図の注入の結果が第5e
図に示しである。第4図に示したのと同様、ソース領域
6nとドレイン領域8nがトランジスタ100nに形成
されている。p−チャネルトランジスタ100pでは、
トランジスタ100pのソース領域6pとボディノード
12n間を接触するように、低ドープドレイン延長部3
8nを有するn十接触領域30nが存在する。第5e図
の構造はこの後、前述したように直接反応のシリサイド
化工程に付され、それぞれの接触領域3゜nと30pを
介して、ソースノード6p、6nとボディノード12n
、12p間のオーミック接続がそれぞれ得られる。After the implant anneal, the result of the implant in Figure 5d is shown in Figure 5e.
It is shown in the figure. Similar to that shown in FIG. 4, a source region 6n and a drain region 8n are formed in the transistor 100n. In the p-channel transistor 100p,
A lightly doped drain extension 3 is formed to contact between the source region 6p and the body node 12n of the transistor 100p.
There are n ten contact areas 30n with 8n. The structure of FIG. 5e is then subjected to a direct reaction silicidation step as described above to connect the source nodes 6p, 6n and the body node 12n via their respective contact areas 3.n and 30p.
, 12p are obtained, respectively.
第5a〜58図に示した工程から明らかなように、So
l CMO3の製造過程に実施した場合、本発明によ
るソースボディ間接触を形成するのに、追加のマスキン
グ工程は全く必要ない。尚、注入を行う順序(すなわち
n形より前にp形の注入順序)は任意であることに留意
されたい。得られる構造は、所望ならp形より前にn形
の注入を行っても同等に形成し得る。As is clear from the steps shown in FIGS. 5a to 58, So
When implemented in the manufacturing process of l CMO3, no additional masking steps are required to form the source-body contact according to the invention. It should be noted that the order in which the implants are performed (ie, p-type implants before n-type implants) is arbitrary. The resulting structure can equally be formed with an n-type implant before a p-type implant, if desired.
第6図は、本発明の第2実施例に従って構成されたトラ
ンジスタ200を平面図で示している。FIG. 6 illustrates in plan view a transistor 200 constructed in accordance with a second embodiment of the invention.
トランジスタ200は第3図のトランジスタ100と同
じく、p十接触領域30をソース領域6へ接続するため
のシリサイド化前の状態で示しである。Transistor 200, like transistor 100 of FIG. 3, is shown prior to silicidation to connect p-contact region 30 to source region 6. Transistor 200, like transistor 100 of FIG.
トランジスタ200は、メサ5のエツジだけでなく、ト
ランジスタ200の内部にも配された多数のp十接触領
域30を有する。トランジスタ200のように、大きい
チャネル幅対長さ比のため追加の駆動能力を持つ必要が
あるSO■トランジスタでは、ボディノード12が比較
的低いドーピング濃度のため、ソース領域6からp+接
触領域30を通じ、比較的長い幅にわたって一様なバイ
アスを受は取らないことがある。従って、下側に位置し
たボディノード12の幅全体にわたってより一様なバイ
アスを与えるように、内部側のp十接触領域30が設け
られている。ある−組のプロセスパラメータ及びジオメ
トリに従って作製されたトランジスタの特性表示は、上
記のような一定のバイアスを与えるのに、接触領域30
は一定の距離以下でなければならないことを示す場合が
ある。Transistor 200 has a number of p+ contact regions 30 located not only at the edges of mesa 5 but also inside transistor 200. In SO transistors, such as transistor 200, which require additional drive capability due to their large channel width-to-length ratio, the body node 12 is connected from the source region 6 through the p+ contact region 30 due to the relatively low doping concentration. , the bias may not be uniform over a relatively long width. Therefore, an inner p+ contact region 30 is provided to provide a more uniform bias across the width of the underlying body node 12. The characterization of a transistor fabricated according to a certain set of process parameters and geometries is such that contact area 30 provides a constant bias as described above.
may indicate that the distance must be less than a certain distance.
従ってこの場合、複数の接触領域30の間隔は第6図に
示したように必ずしも一様でなくてもよいが、接触領域
30は特定の距離以下で離間される。Therefore, in this case, the intervals between the plurality of contact areas 30 do not necessarily have to be uniform as shown in FIG. 6, but the contact areas 30 are spaced apart by a certain distance or less.
尚、特に狭いトランジスタでは、ボディノード12を一
様にバイアスするのに、ソース領域6の一方のエツジに
設けた1つの接触領域30で充分なこともある。各接触
領域30はトランジスタの実効チャネル幅を減少させる
ので、接触領域3゜の数と大きさは、ボディノード12
に充分−様なバイアスを与えるのに必要な最小限とする
のが好ましい。Note that for particularly narrow transistors, a single contact region 30 at one edge of the source region 6 may be sufficient to uniformly bias the body node 12. Since each contact region 30 reduces the effective channel width of the transistor, the number and size of contact regions 30 are determined by the body node 12.
Preferably, it is the minimum necessary to provide a sufficiently similar bias to .
さらに、本発明によって設けられる接触領域30は、注
入工程で使われるマスクを除き、メサ5またはゲート電
極10の形成時に追加のパターン化を必要としないこと
に留意されたい。従って、注入段階の実施まで、トラン
ジスタのどちら側がソースとなり、またどちら側がドレ
インとなるのかを指定する必要がない。つまり本発明は
、ゲートアレイやその他のマスクプログラム可能な論理
回路でトランジスタを形成するのに特に有利である。な
ぜなら、メサ5及びゲート10を形成するのに使われる
マスクが同一プロセスで作製される全てのデバイスに共
通となり、ゲートアレイの個別化(及びソースとドレイ
ンの特定)は注入マスクによって行われるからである。Furthermore, it is noted that the contact area 30 provided according to the invention does not require any additional patterning during the formation of the mesa 5 or the gate electrode 10, except for the mask used in the implantation step. Therefore, there is no need to specify which side of the transistor will be the source and which side will be the drain until the implantation step is performed. Thus, the present invention is particularly advantageous for forming transistors in gate arrays and other mask programmable logic circuits. This is because the mask used to form mesa 5 and gate 10 is common to all devices fabricated in the same process, and the individualization of the gate array (and identification of sources and drains) is done by the implant mask. be.
さらに、そのようなデバイスには、通過制御トランジス
タなどボディノードとの接触が望ましくないトランジス
タが含まれることもある;このような場合、接触領域3
0は同一の注入マスクレベルを用いて除外し得る。Additionally, such devices may include transistors for which contact with the body node is undesirable, such as pass control transistors; in such cases, contact region 3
0 can be excluded using the same implant mask level.
次に第7及び8図を参照すると、本発明に従って構成さ
れたトランジスタ100が示しである;尚、第1及び2
図の従来のトランジスタ1で用いたのと同じ構成要素を
示すのに、同じ参照番号が使われている。トランジスタ
100は以下説明するように、従来のトランジスタ1に
関連して上述した浮遊ボディノードの問題を軽減するた
め、ソース及びボディ両ノード間に接触を含んでいる。7 and 8, a transistor 100 constructed in accordance with the present invention is shown;
The same reference numerals are used to designate the same components as used in the conventional transistor 1 of the figure. Transistor 100 includes contacts between the source and body nodes to alleviate the floating body node problem discussed above with respect to conventional transistor 1, as described below.
第7図の平面図は、ゲート電極10のソース側で、メサ
のエツジに設けられたp十接触領域30を示している。The plan view of FIG. 7 shows a p+ contact region 30 provided at the edge of the mesa on the source side of the gate electrode 10.
表面でp十接触領域30とゲート電極10との間に配設
されたn形の低ドープドレイン延長部19の存在を示す
ため、側壁酸化物フィラメント16は第7図に示してな
い。こうしてトランジスタ100の導通チャネルは、ソ
ース側のゲート電極10のエツジ全長に沿って延び、p
十接触領域30は導通チャネルから離れている。尚、第
7図の平面図はトランジスタ100のシリサイド化前の
状態である;以下説明するように、表面でソース領域6
をp十接触領域30へ接続することによって、ソース領
域6からゲート電極10下方のボディノード12への電
気接続を与えるのに、シリサイドクラツデイングを用い
るのが好ましい。Sidewall oxide filaments 16 are not shown in FIG. 7 to indicate the presence of an n-type lightly doped drain extension 19 disposed at the surface between p-contact region 30 and gate electrode 10. The conduction channel of transistor 100 thus extends along the entire edge of gate electrode 10 on the source side and p
The contact area 30 is remote from the conducting channel. The plan view of FIG. 7 shows the state of the transistor 100 before silicidation; as explained below, the source region 6 is formed on the surface.
Preferably, silicide cladding is used to provide an electrical connection from source region 6 to body node 12 below gate electrode 10 by connecting p to contact region 30.
ゲート電極10のドレイン側には、低ドープドレイン延
長部18が示しである。On the drain side of gate electrode 10, a lightly doped drain extension 18 is shown.
また、p十接触領域30をメサ5のエツジに配置するこ
とは、ボディノード12とソース領域6との間の接触を
与えるのに不可欠なものでないことに留意されたい。但
し、1988年2月1日に出願され、Tecas In
struments社に譲渡された係属中の米国特許出
願第150,799号に記載されているように1.メサ
のエツジにおけるp十接触領域30の存在は、イオン化
放射に露出された場合にトランジスタ100のソース−
ドレイン間でのリークを減少させる。It should also be noted that placing the p+ contact region 30 at the edge of the mesa 5 is not essential to providing contact between the body node 12 and the source region 6. However, the application was filed on February 1, 1988, and Tecas In
1. As described in pending U.S. Patent Application No. 150,799, assigned to Struments, Inc. The presence of the p+ contact region 30 at the edge of the mesa ensures that the source of the transistor 100 when exposed to ionizing radiation
Reduces leakage between drains.
さらに、絶縁体膜4上に形成された活性半導体は多くの
SOI技術において、バルク内の活性領域と比べ、比較
的多数の転位(ディスロケーション)欠陥を含み得るこ
とにも留意されたい。これらの転位、特にメサ5などの
シリコンメサのエツジに沿った転位は、ソース及びドレ
イン両頭域6.8を形成する拡散ドーパントがボディ領
域12を通り、特にメサ5のエツジに沿って拡散するの
を許容することがある。この増倍拡散は、トランジスタ
100におけるしきい値以下リークなどのショートチャ
ネル効果を引き起こす可能性があり、もし拡散ドーパン
トがソース領域6とドレイン領域8間−杯に延びている
と、ドレイン領域8をソース領域6にショートさせてし
まう。メサ5のエツジへの接触領域30の配置は、ソー
ス領域6のドーパントをゲート電極10側のメサ5のエ
ツジから分離することによって、上記のような増倍拡散
に基づくソース71147間リークを減少させ、ボディ
領域12への増倍拡散がドレイン側からだけ生じるよう
にする。さらに、メサ5のエツジへの接触領域30の配
置は、メサ5のエツジに沿ってボディ領域12を通り拡
散するドレイン領域8からのドーパント間にp+’p1
4域を置くことになるので、ドレイン領域8からゲート
電極下方を完全に通って到達したドーパントは逆バイア
スダイオードだけを形成する(接触領域30はソース領
域6と同じ電位にある)。従って、メサ5のエツジへの
接触領域30の配置は、ソース/ドレイノド−ハントの
増倍した界面拡散によるソース71147間リークを減
少させる。Furthermore, it should be noted that the active semiconductor formed on the insulator film 4 may contain a relatively large number of dislocation defects compared to the active region in the bulk in many SOI technologies. These dislocations, particularly along the edges of silicon mesas such as mesa 5, prevent the diffusion dopants forming the source and drain double head regions 6.8 from diffusing through the body region 12, especially along the edges of mesa 5. It may be allowed. This multiplicative diffusion can cause short channel effects such as subthreshold leakage in transistor 100, and if the diffused dopant extends as far as the source region 6 and drain region 8, it may cause the drain region 8 to This causes a short circuit to the source region 6. The placement of the contact region 30 at the edge of the mesa 5 reduces the source 71147 leakage due to multiplication diffusion as described above by isolating the dopant of the source region 6 from the edge of the mesa 5 on the gate electrode 10 side. , so that multiplication diffusion into the body region 12 occurs only from the drain side. Additionally, the placement of contact region 30 to the edge of mesa 5 is such that the dopant from drain region 8 diffuses along the edge of mesa 5 through body region 12 between p+'p1
Since four regions are placed, the dopants arriving from the drain region 8 completely below the gate electrode form only a reverse biased diode (the contact region 30 is at the same potential as the source region 6). Therefore, placement of contact region 30 at the edge of mesa 5 reduces source-to-source leakage due to enhanced interfacial diffusion of the source/drain hunt.
次に第8図を参照すると、トランジスタ100が断面図
で示しである。第8図は、ゲート電極10のソース側で
側壁フィラメント1Gの下側に位置したn−型の低ドー
プドレイン延長部19に隣接して、p十接触領域30が
配設されていることを示している。低ドープドレイン延
長部19はn形なので、n+ソース領域6にオーミック
接続されている。この実施例では、第1及び第2のトラ
ンジスタ1と同じく、ソース領域6とドレイン領域8が
p十接触頚域30と同様メサ5の全厚を貫いて延びてい
る。尚、p十接触領域30はボディノード12と接触す
るのに、必ずしもこのように絶縁体膜4まで完全に延び
ていなくともよい。Referring now to FIG. 8, transistor 100 is shown in cross-section. FIG. 8 shows that a p+ contact region 30 is disposed adjacent to the n-type lightly doped drain extension 19 located below the sidewall filament 1G on the source side of the gate electrode 10. ing. Since the lightly doped drain extension 19 is n-type, it is ohmically connected to the n+ source region 6. In this embodiment, as in the first and second transistors 1, the source region 6 and the drain region 8 extend through the entire thickness of the mesa 5 as well as the p-contact neck region 30. Note that the p contact region 30 does not necessarily have to completely extend to the insulating film 4 in this way in order to make contact with the body node 12.
但し、接触領域は、導通時トランジスタ100のチャネ
ル下方で空乏層の状態に留まっているボディ領域と接触
するのに充分な深さまでは延びていなければならない。However, the contact region must extend to a depth sufficient to contact the body region that remains in a depletion layer below the channel of transistor 100 when conductive.
また第8図は、シリコン構造(ソース領域6、p十接触
領域30、ドレイン領域8、及びゲートe1M10)の
表面にシリサイド膜22が設けられていることも示して
いる。例えば上側に位置する絶縁体膜を貫いてメタライ
ズ層に至る通常の接点など、それ以外の相互接続手段に
よってp十接触領域30とソース領域6との間にオーミ
ック接続を形成することもできるが、シリサイド膜22
は追加のマスキング工程を必要とせず両者間での低抵抗
の接続を与えられる。当該分野で知られているように、
側壁酸化物フィラメント16の使用は、トランジスタに
おける傾斜接合の形成を促すほか、それぞれソース及び
ドレイン両頭域6.8 (並びにp十接触領域30)上
のシリサイド膜22がゲート電極10の表面上のシリサ
イド膜22と電気ショートする危険を最小限としつつ、
ソース、ドレイン及びゲート各領域の自己整合にょるシ
リサイド化も可能とする。FIG. 8 also shows that a silicide film 22 is provided on the surface of the silicon structure (source region 6, p contact region 30, drain region 8, and gate e1M10). Although the ohmic connection between the p-contact region 30 and the source region 6 can be formed by other interconnection means, such as, for example, a conventional contact through an overlying insulator film to a metallization layer. Silicide film 22
provides a low resistance connection between the two without the need for additional masking steps. As known in the art,
The use of sidewall oxide filaments 16 not only promotes the formation of graded junctions in the transistor, but also ensures that the silicide film 22 on the source and drain regions 6.8 (as well as the p-contact region 30), respectively, overlaps the silicide on the surface of the gate electrode 10. While minimizing the risk of electrical short circuit with the membrane 22,
It also enables silicidation by self-alignment of the source, drain, and gate regions.
尚、第7及び8図のトランジスタにおいて、p+接触領
域30とドレイン領域8間の接触は存在しない点に留意
されたい。従って、p十接触領域30はボディノード1
2との最良の接触を達成すルタメ、p十接触頗域3oを
通じたドレイン−ソース間での接合絶縁破壊の懸念なく
、可能な限り強くドープ可能である。チャネル長を1ミ
クロンとした場合、本発明によるトランジスタ100の
各領域のドーピング濃度の一例では、ポディノードエ2
が10 ′7/cm’の不純物濃度を有すると、p +
接触領域30 (D 不純物濃度ハ10I11〜1o
21/cII+1の範囲である。ソース及びドレイン両
頭域6.8は一般に10 ”〜10 ”/cmff(7
)不純物濃度とでき、低ドープドレイン領域18と19
は所望のドーパント傾斜に応じ10111〜10211
/cm”の範囲である。Note that in the transistors of FIGS. 7 and 8, there is no contact between the p+ contact region 30 and the drain region 8. Therefore, the p+ contact region 30 is the body node 1
2 can be doped as strongly as possible without concern for drain-source junction breakdown through the contact region 3o. If the channel length is 1 micron, an example of the doping concentration of each region of the transistor 100 according to the present invention is podinode 2.
has an impurity concentration of 10'7/cm', p +
Contact region 30 (D impurity concentration C10I11~1o
21/cII+1. The source and drain double head area 6.8 is typically 10” to 10”/cmff (7
) impurity concentration and low doped drain regions 18 and 19
is 10111 to 10211 depending on the desired dopant gradient.
/cm” range.
次に第9a〜98図を参照して、CMO3回路で形成さ
れるようなn−チャネルトランジスタ100nとp−チ
ャネルトランジスタ100pの形成における各工程を論
じる。第9a〜9e図の断面図は、第8図と同様の位置
、すなわちソース−ボディ間の接触を存するトランジス
タ100部分を通る位置に沿ったものである。第9a図
には、2つのメサ5nと5pが絶縁体層4上に形成され
たものとして示しである;メサ5nがn形シリコン、メ
サ5pがp形シリコンである。パターン化されたポリシ
リコンゲート電極1oと同様、各メサ5nと5p上にゲ
ート酸化物14が存在する;従って第9a図の構造は、
ソース及びドレイン両頭域6.8並びに接触領域30を
形成する準備が整った状態にある。第9a図は、構造の
一定部分を覆う一方、p−チャネルトランジスタ100
p用の低ドープドレイン延長部18pと19pを形成す
るために、p形注入が行われる部分を露出するマスク層
40も示している。マスクN4oはパターン化形成した
フォトレジスト、あるいはイオン注入を阻止するのに通
常使われているようなハードマスク層とし得る。マスク
層4oのパターンは、最大の整合許容度を得るため、マ
スク層4゜がゲート電極10と重複すると共に、メサ5
のエツジとも重複するように設計されるのが好ましい。9a-98, steps in the formation of an n-channel transistor 100n and a p-channel transistor 100p as formed in a CMO3 circuit will now be discussed. The cross-sectional views of Figures 9a-9e are taken along a similar location to that of Figure 8, ie, through the portion of transistor 100 where the source-to-body contact is present. In FIG. 9a, two mesas 5n and 5p are shown formed on insulator layer 4; mesa 5n is n-type silicon and mesa 5p is p-type silicon. There is a gate oxide 14 on each mesa 5n and 5p as well as a patterned polysilicon gate electrode 1o; thus the structure of FIG.
The source and drain doublets 6.8 and the contact areas 30 are now ready to be formed. FIG. 9a shows p-channel transistor 100 while covering certain portions of the structure.
Also shown is a mask layer 40 that exposes the areas where p-type implants are to be made to form lightly doped p drain extensions 18p and 19p. Mask N4o may be a patterned photoresist or a hard mask layer such as commonly used to block ion implantation. The pattern of the mask layer 4o is such that the mask layer 4° overlaps the gate electrode 10 and the mesa 5
Preferably, the design is such that it also overlaps with the edges of the
第9a図に示すごとく、本構造はホウ素または別のp形
ドーパントのp形注入に露出され、このような注入にお
いて通常の線量(ドーズ)及びエネルギーを用いて、低
ドープドレイン延長部18と19を形成する。As shown in Figure 9a, the structure is exposed to a p-type implant of boron or another p-type dopant, using doses and energies conventional in such implants to form lightly doped drain extensions 18 and 19. form.
第9b図を参照すると、第9a図の注入後で、且つ第9
a図のp形注入が行われた領域を保護すると共に、n形
の低ドープドレイン注入が行われるべき構造の領域を露
出させるマスク層42の形成後における状態の構造が示
しである。第9b図は、低ドープドレイン延長部18p
と19pがそれぞれほぼ最終深さにまで打ち込まれ(ド
ライブされ)でいることを示している。尚、第9a〜9
b図に示した各々の注入は各マスキング工程の後直ちに
打ち込まれるわけでなく、ここまでの4つの注入全てが
行われた後には1回の打ち込みアニールが行われること
に留意されたい。1回または複数回の打ち込みアニール
を行う時点は、本発明による構造の製造にとって重要で
ない;但しマスキング工程の説明を分かりやすくするた
め、第9a〜9d図には各注入後毎の打ち込みアニール
が示しである。第9b図は、n形(ヒ素、リン、または
その他通常のドーパント)の低ドープドレイン注入を、
通常の線量及びエネルギーで受は入れる状態の構造を示
している。Referring to FIG. 9b, after the injection of FIG. 9a and after the injection of FIG.
The structure is shown after the formation of a mask layer 42 which protects the regions where the p-type implants of figure a have been made and which exposes the regions of the structure where the n-type lightly doped drain implants are to be made. FIG. 9b shows the lightly doped drain extension 18p.
and 19p are each shown to have been driven (driven) to almost the final depth. In addition, No. 9a-9
Note that each implant shown in Figure b is not implanted immediately after each masking step, but one implant anneal is performed after all four previous implants are performed. The point in time at which the implant anneal or implants are performed is not critical to the fabrication of structures according to the present invention; however, for ease of explanation of the masking process, the implant anneal after each implant is shown in Figures 9a-9d. It is. Figure 9b shows an n-type (arsenic, phosphorus, or other conventional dopant) lightly doped drain implant.
The structure is shown to be acceptable under normal doses and energies.
次に第9c図を参照すると、強いp形のソース/ドレイ
ン注入を受ける時点のトランジスタ100nと100p
が示しである。傾斜接合が得られるように、トランジス
タ100pの領域18pとトランジスタ100nの領域
19nの各一部を強いソース/ドレイン注入から保護す
るため、側壁酸化物フィラメント16が各ゲート電極1
0の両側面に隣接した所定箇所に施されている。側壁酸
化物フィラメント16は、前出米国特許第4,356,
623号に記載されているように、TE01の分解など
によって酸化物層を被着した後、酸化物を非等方エツチ
ングし、側壁酸化物フィラメント16をその後に残すこ
とによって形成される。マスク層50は、n形注入領域
18nと領域19nの大部分をp形のソース/ドレイン
注入から保護するように形成されている。p形接触領域
30 p (illで示す)がp形のソース/ドレイン
注入によって形成可能なように、側壁酸化物フィラメン
ト16に隣接した領域19nの一部はマスク層50で保
護されていない。またマスク層50は、p形注入領域1
8p (フィラメント16によって保護されている部分
を除く)と領域19pの大部分を、p+ソース/ドレイ
ン注入に対して露出させている;n十接触領域30n(
後で示す)を形成するのに必要な注入がp+のソース/
ドレイン注入を必要としないように、側壁酸化物フィラ
メント16に隣接した領域19pの一部はマスク層50
で保護されていない。次いで第9C図に示すように、p
形のソース/ドレイン注入が、かかる注入において通常
の線量とエネルギーに従って行われる。Referring now to FIG. 9c, transistors 100n and 100p receive strong p-type source/drain implants.
is the indication. A sidewall oxide filament 16 is attached to each gate electrode 1 to protect a portion of region 18p of transistor 100p and region 19n of transistor 100n from strong source/drain implants so that a graded junction is obtained.
It is placed at a predetermined location adjacent to both sides of 0. Sidewall oxide filaments 16 are described in U.S. Pat. No. 4,356, supra.
623, by depositing an oxide layer, such as by decomposition of TE01, and then anisotropically etching the oxide, leaving sidewall oxide filaments 16 behind. Mask layer 50 is formed to protect n-type implant region 18n and most of region 19n from p-type source/drain implantation. A portion of region 19n adjacent sidewall oxide filament 16 is not protected by mask layer 50 so that p-type contact region 30p (indicated by ill) can be formed by p-type source/drain implantation. The mask layer 50 also includes the p-type implanted region 1
8p (excluding the portion protected by filament 16) and most of region 19p are exposed to the p+ source/drain implant; n+ contact region 30n (
The implantation required to form a p+ source/
A portion of region 19p adjacent sidewall oxide filament 16 is covered with mask layer 50 so that no drain implant is required.
Not protected by. Then, as shown in FIG. 9C, p
Type source/drain implants are performed according to the doses and energies customary for such implants.
第9d図は、トランジスタ100pにソース領域6pと
ドレイン領域8pが存在し、トランジスタ100nにト
ランジスタ100nのボディノードと接触するp十接触
領域30pが存在することを示している。また第9d図
には、plff域6p、8p及び30pをn形のソース
/ドレイン注入から保護すると共に、その注入を受は入
れるトランジスタ100nと100pの領域を露出させ
る最終のソース/ドレインパターンマスク層52も示し
である。従って第9d図の注入は最終的に、トランジス
タ100nにソース及びドレイン領域6n、8nをそれ
ぞれ形成し、また第7及び8図に示したトランジスタ1
00のp十接触領域30と同様な、トランジスタ100
pのソース領域6pとボディノード間接触のためのn十
接触領域30nも形成する。FIG. 9d shows that transistor 100p has a source region 6p and drain region 8p, and transistor 100n has a p contact region 30p that contacts the body node of transistor 100n. Also shown in FIG. 9d is a final source/drain pattern mask layer that protects plff regions 6p, 8p, and 30p from n-type source/drain implants and exposes regions of transistors 100n and 100p that receive the implants. 52 is also shown. The implantation of FIG. 9d therefore ultimately forms the source and drain regions 6n, 8n of transistor 100n, respectively, and the implantation of transistor 100n shown in FIGS. 7 and 8.
Transistor 100 similar to p10 contact region 30 of 00
An n+ contact region 30n for contact between the p source region 6p and the body node is also formed.
打ち込みアニール後の、第9d図の注入の結果が第5e
図に示しである。第8図に示したのと同様、ソース領域
6nとドレイン領域8nがトランジスタ100nに形成
されている。p−チャネルトランジスタLoopでは、
シリサイドされたときトランジスタ100pのソース領
域6pとボディノード12n間を接触するように、n十
接触領域30nがp形の低ドープドレイン延長部19p
に隣接している。第9e図の構造はこの後、前述したよ
うに直接反応のシリサイド化工程に付され、それぞれの
接触領域30nと30pを介して、ソースノード6p、
6nとボディノード12n。After the implant anneal, the result of the implant in Figure 9d is shown in Figure 5e.
It is shown in the figure. Similar to that shown in FIG. 8, a source region 6n and a drain region 8n are formed in the transistor 100n. In the p-channel transistor Loop,
The contact region 30n is a p-type lightly doped drain extension 19p so as to contact between the source region 6p and the body node 12n of the transistor 100p when silicided.
Adjacent to. The structure of FIG. 9e is then subjected to a direct reaction silicidation step as described above to connect the source node 6p, via the respective contact regions 30n and 30p.
6n and body node 12n.
12p間のオーミック接続がそれぞれ得られる。An ohmic connection between 12p and 12p is obtained, respectively.
第9a〜9e図に示した工程から明らかなように、So
l CMO3の製造過程に実施した場合、本発明によ
るソース−ボディ間接触を形成するのに、追加のマスキ
ング工程は全く必要ない。尚、注入を行う順序(すなわ
ちn形より前にp形の注入順序)は任意であることに留
意されたい。得られる構造は、所望ならp形より前にn
形の注入を行っても同等に形成し得る。As is clear from the steps shown in Figures 9a to 9e, So
When implemented in the manufacturing process of l CMO3, no additional masking steps are required to form the source-to-body contact according to the invention. It should be noted that the order in which the implants are performed (ie, p-type implants before n-type implants) is arbitrary. The resulting structure can have an n-type before the p-type if desired.
It can be equally formed by injection of the shape.
第10図は、本発明の第4実施例に従って構成されたト
ランジスタ200を平面図で示している。FIG. 10 shows in plan view a transistor 200 constructed in accordance with a fourth embodiment of the present invention.
トランジスタ200は第7図のトランジスタ100と同
じく、p十接触領域30をソース領域6へ接続するだめ
のシリサイド化前の状態で示しである。Transistor 200, like transistor 100 of FIG. 7, is shown prior to silicidation to connect p-contact region 30 to source region 6.
トランジスタ200は、メサ5のエツジだけでなく、ト
ランジスタ200の内部にも配された多数のp十接触領
域30を有する。トランジスタ200のように、大きい
チャネル幅対長さ比のため追加の駆動能力を持つ必要が
ある5OII−ランジスタでは、ボディノード12が比
較的低いドーピング濃度のため、ソース領域6からp十
接触領域30を通じ、比較的長い幅にわたって一様なバ
イアスを受は取らないことがある。従って、下側に位置
したボディノード12の幅全体にわたってより一様なバ
イアスを与えるように、内部側のp十接触領域30が設
けられている。ある−組のプロセスパラメータ及びジオ
メトリに従って作製されたトランジスタの特性表示は、
上記のような一定のバイアスを与えるのに、接触領域3
0は一定の距離以下でなければならないことを示す場合
がある。Transistor 200 has a number of p+ contact regions 30 located not only at the edges of mesa 5 but also inside transistor 200. In a 5OII-transistor, such as transistor 200, which needs to have additional drive capability due to its large channel width-to-length ratio, the body node 12 is separated from the source region 6 to the contact region 30 due to its relatively low doping concentration. may not receive a uniform bias over a relatively long width. Therefore, an inner p+ contact region 30 is provided to provide a more uniform bias across the width of the underlying body node 12. The characterization of a transistor fabricated according to a certain set of process parameters and geometry is:
To provide a constant bias as described above, the contact area 3
0 may indicate that the distance must be less than or equal to a certain distance.
従ってこの場合、複数の接触領域300間隔は第10図
に示したように必ずしも一様でなくてもよいが、接触領
域30は特定の距離以下で離間される。Therefore, in this case, the intervals between the plurality of contact areas 300 do not necessarily have to be uniform as shown in FIG. 10, but the contact areas 30 are spaced apart by a certain distance or less.
尚、特に狭いトランジスタでは、ボディノード12を一
様にバイアスするのに、ソース領域6の一方のエツジに
設けた1つの接触領域30で充分なこともある。各接触
領域30はトランジスタの実効チャネル幅を減少させる
ので、接触領域30の数と大きさは、ボディノード12
に充分−様なバイアスを与えるのに必要な最小限とする
のが好ましい。Note that for particularly narrow transistors, a single contact region 30 at one edge of the source region 6 may be sufficient to uniformly bias the body node 12. Since each contact region 30 reduces the effective channel width of the transistor, the number and size of contact regions 30 is determined by the body node 12.
Preferably, it is the minimum necessary to provide a sufficiently similar bias to .
さらに、本発明によって設けられる接触領域30は、注
入工程で使われるマスクを除き、メサ5またはゲート電
極10の形成時に追加のパターン化を必要としないこと
に留意されたい。従って、注入段階の実施まで、トラン
ジスタのどちら側がソースとなり、またどちら側がドレ
インとなるのかを指定する必要゛がない。つまり本発明
は、ゲートアレイやその他のマスクプログラム可能な論
理回路でトランジスタを形成するのに特に有利である。Furthermore, it is noted that the contact area 30 provided according to the invention does not require any additional patterning during the formation of the mesa 5 or the gate electrode 10, except for the mask used in the implantation step. Therefore, there is no need to specify which side of the transistor will be the source and which side will be the drain until the implantation step is performed. Thus, the present invention is particularly advantageous for forming transistors in gate arrays and other mask programmable logic circuits.
なぜなら、メサ5及びゲート10を形成するのに使われ
るマスクが同一プロセスで作製される全てのデバイスに
共通となり、ゲートアレイの個別化(及びソースとドレ
インの特定)は注入マスクによって行われるからである
。さらに、そのようなデバイスには、通過制御トランジ
スタなどボディノードとの接触が望ましくないトランジ
スタが含まれることもある;このような場合、接触領域
30は同一の注入マスクレベルを用いて除外し得る。This is because the mask used to form mesa 5 and gate 10 is common to all devices fabricated in the same process, and the individualization of the gate array (and identification of sources and drains) is done by the implant mask. be. Additionally, such devices may include transistors for which contact with the body node is undesirable, such as pass control transistors; in such cases, contact region 30 may be excluded using the same implant mask level.
上記したトランジスタは、ソース領域6と同じ導電形の
低ドープドレイン領域19を、トランジスタの表面で接
触領域30とボディノード12との間に設けたため、ト
ランジスタのチャネル幅を減じることなくボディーソー
ス間の接続を与えられる。但しこの構造から、低ドープ
ドレイン領域19のうち接触領域30と隣接した部分を
通じた電流の流れが、より強(ドープされたソース領域
6へ達するまでにより長い経路を移動する必要があるの
で、トランジスタの直列“オン”抵抗のわずかな増加が
必然的にもたらされる。しかし、増加する抵抗は低ドー
プドレイン領域19がソース領域6に隣接する箇所にお
ける低抵抗の電流路と平行であるため、上記直列抵抗の
増加は最小である。このため本発明は、導通時のトラン
ジスタのソース/ドレイン抵抗に対する影響を最小とし
て、チャネル幅を減少させずにボディーソース間の接続
を与える。In the transistor described above, a lightly doped drain region 19 of the same conductivity type as the source region 6 is provided between the contact region 30 and the body node 12 on the surface of the transistor. given the connection. However, because of this structure, the current flow through the portion of the lightly doped drain region 19 adjacent to the contact region 30 is stronger (because it has to travel a longer path to reach the doped source region 6) However, the increased resistance is parallel to the low resistance current path where the lightly doped drain region 19 adjoins the source region 6. The increase in resistance is minimal.Thus, the present invention provides a body-source connection without reducing the channel width, with minimal impact on the source/drain resistance of the transistor when conducting.
次に第11図を参照すると、本発明の別の実施例の平面
図が示しである。前述したように、特にメサ5のエツジ
に沿ったドレインドーパントの増倍拡散による5OII
−ランジスタのエツジリークは、メサ5のエツジに接触
領域30を配置することによって減少される。エツジリ
ークを生じる増倍拡散はメサ5の底部(すなわち絶縁体
層4との境界面)だけでなく、ゲート誘電体14下側の
頂面でも発生し得るので、第11図に示したトランジス
タ300では、エツジリークの減少がさらに得られる。Referring now to FIG. 11, a top view of another embodiment of the present invention is shown. As mentioned above, 5OII due to multiplicative diffusion of drain dopants, especially along the edges of mesa 5.
- Edge leakage of the transistor is reduced by placing the contact area 30 at the edge of the mesa 5. Multiplying diffusion that causes edge leakage can occur not only at the bottom of mesa 5 (i.e., at the interface with insulator layer 4) but also at the top surface under gate dielectric 14, so that in transistor 300 shown in FIG. , a further reduction in edge leakage is obtained.
トランジスタ300は、ソース領域6と同じ導電形(こ
の例ではn形)の低ドープドレイン延長領域19を有し
、該領域19はゲート電極10の下側に位置したトラン
ジスタ300とボディ領域12の内部で、各接触領域3
0間の表面に配設されている。しかし、トランジスタ3
00のメサ5の両エツジに位置した接触領域30では、
接触領域30と同じ導電形(この例ではp形)の低ドー
プドレイン延長領域39が構造の表面に設けられている
。この結果、増倍拡散のためのドーパント源を除去しく
すなわち領域39からのドーパント拡散はボディ領域1
2と同じ導電形)、さらにそのような増倍拡散の発生時
にメサ5の頂面でもダイオード分離を与えることによっ
て、エツジリークは最小限化される。チャネルの全幅は
もちろん低ドープドレイン延長領域19によって減少さ
れるが、それはメサ5の両エツジに位置した接触領域3
0によるものだけである。The transistor 300 has a lightly doped drain extension region 19 of the same conductivity type as the source region 6 (n-type in this example), and the region 19 is connected to the transistor 300 located below the gate electrode 10 and inside the body region 12. So, each contact area 3
It is arranged on the surface between 0 and 0. However, transistor 3
In the contact area 30 located at both edges of the mesa 5 of 00,
A lightly doped drain extension region 39 of the same conductivity type as the contact region 30 (p-type in this example) is provided at the surface of the structure. As a result, the dopant source for multiplication diffusion is removed, i.e., the dopant diffusion from region 39 is reduced to body region 1.
Edge leakage is minimized by providing diode isolation also at the top surface of mesa 5 when such multiplication diffusion occurs (same conductivity type as 2). The overall width of the channel is of course reduced by the lightly doped drain extension regions 19, but it is also reduced by the contact regions 3 located on both edges of the mesa 5.
It is only due to 0.
第11図のトランジスタ300は、領域39の形成され
るべき箇所がソース及びドレイン両頭域6.8用に与え
られる低ドープドレイン注入を受けないようにマスクさ
れねばならない点、またもちろん反対の導電形の低ドー
プドレイン注入に露出されねばならい点を除き、トラン
ジスタ100及び200とほぼ同じ方法で作製できる。The transistor 300 of FIG. 11 is unique in that the region 39 to be formed must be masked from receiving the lightly doped drain implant provided for the source and drain doublets 6.8, and of course of the opposite conductivity type. The transistors 100 and 200 can be fabricated in much the same way as transistors 100 and 200, except that they must be exposed to a lightly doped drain implant.
以上好ましい実施例を参照して発明の詳細な説明したが
、上記の説明は例示に過ぎず、制限の意味で解釈される
べきでないことが理解されるべきである。また、発明の
実施例の詳細における多数の変更及び発明の追加の実施
例が、本明細書を参照した当業者にとって自明で、それ
らを成し得ることも理解されるべきである。このような
変更及び追加の実施例は、特許請求の範囲に限定された
発明の精神及び真の範囲内に包含されるものである。Although the invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, it is to be understood that the foregoing description is intended to be illustrative only and not to be construed in a limiting sense. It is also to be understood that numerous changes in the details of the embodiments of the invention and additional embodiments of the invention will be apparent and may be made to those skilled in the art upon reference to this specification. Such modifications and additional embodiments are intended to be embraced within the spirit and true scope of the invention as defined by the claims.
以上の記載に関連して、以下の各項を開示する。In connection with the above description, the following items are disclosed.
1、絶縁膜上に位置する半導体層に形成されたトランジ
スタにおいて:
前記半導体層のボディノード部上に位置するゲート電極
で、該ボディノード部が第1の導電形で、第1及び第2
側面を有する;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部の第1側面に隣接して
配設されている;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形で、前記ボディノード部の第2側面に隣接して
配設されている;
前記半導体層の第1接触領域で、該第1接触領域が前記
第1の導電形で、前記ボディノード部の第2側面に隣接
して配設されている;及び前記第1接触領域と前記ソー
ス領域間のオーミック接続で、該オーミック接続が前記
第1接触領域と前記ソース領域上に位置したりフラクト
リ金属のシリサイド膜からなる;
を備えたトランジスタ。1. In a transistor formed on a semiconductor layer located on an insulating film: a gate electrode located on a body node portion of the semiconductor layer, the body node portion being of a first conductivity type, and having first and second conductivity types;
a drain region of the semiconductor layer, the drain region having a second side surface;
a conductivity type and is disposed adjacent to the first side surface of the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the second
a first contact region of the semiconductor layer, the first contact region being of the first conductivity type and disposed adjacent to a second side surface of the body node portion; and an ohmic connection between the first contact region and the source region, the ohmic connection being located on the first contact region and the source region or in a fracture. A transistor made of a metal silicide film.
2、前記第1接触領域が前記半導体層のエツジに沿って
配設されている第1項のトランジスタ。2. The transistor of claim 1, wherein the first contact region is disposed along an edge of the semiconductor layer.
3、前記ドレイン、ソース及び第1接触領域が前記半導
体層の全厚を貫いて延びている第1項のトランジスタ。3. The transistor of clause 1, wherein the drain, source and first contact regions extend through the entire thickness of the semiconductor layer.
4、前記ゲート電極と前記ボディノード部間に配設され
たゲート誘電層をさらに備えた第1項のトランジスタ。4. The transistor of item 1 further comprising a gate dielectric layer disposed between the gate electrode and the body node portion.
5、前記ゲート電極の両側面に沿って配設された側壁誘
電フィラメントをさらに備えた第1項のトランジスタ。5. The transistor of item 1 further comprising sidewall dielectric filaments disposed along both sides of the gate electrode.
6、前記ドレイン領域が、前記半導体層の第1側面に隣
接し側壁誘電フィラメントの下側に位置した低ドープ領
域を含む第5項のトランジスタ。6. The transistor of claim 5, wherein the drain region includes a lightly doped region adjacent the first side of the semiconductor layer and underlying a sidewall dielectric filament.
7、前記ソース及び第1接触領域が各々、前記ボディノ
ード部の第2側面に隣接しそれぞれ側壁誘電フィラメン
トの下側に位置した低ドープ領域を含む第6項のトラン
ジスタ。7. The transistor of claim 6, wherein the source and first contact regions each include a lightly doped region adjacent a second side of the body node portion and each underside a sidewall dielectric filament.
8、前記半導体層が前記絶縁膜上に位置したメサである
第1項のトランジスタ。8. The transistor of item 1, wherein the semiconductor layer is a mesa located on the insulating film.
9、前記ボディノード部の第2側面に隣接して配設され
た前記第1の導電形の第2接触領域をさらに備えた第8
項のトランジスタ。9. An eighth contact region further comprising a second contact region of the first conductivity type disposed adjacent to a second side surface of the body node portion.
term transistor.
IO0前記第2接触領域が前記メサの第2エツジに隣接
して配設された第9項のトランジスタ。IO0 The transistor of claim 9, wherein the second contact region is disposed adjacent the second edge of the mesa.
■前記ボディノード部の第2側面に隣接して配設された
前記第1の導電形の第2接触領域をさらに備えた第1項
のトランジスタ。(2) The transistor according to item 1, further comprising a second contact region of the first conductivity type disposed adjacent to the second side surface of the body node portion.
12、前記第2接触領域が前記半導体層の第2エフジに
隣接して配設された第1項のトランジスタ。12. The transistor of clause 1, wherein the second contact region is disposed adjacent a second edge of the semiconductor layer.
13、絶縁膜上に位置する半導体層に形成されたトラン
ジスタにおいて:
前記半導体層のボディノード部上に位置するゲート電極
で、該ボディノード部が第1の導電形で、第1及び第2
側面を有する;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部の第1側面に隣接して
配設されている;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形で、前記ボディノード部の第2側面に隣接して
配設されている;
前記半導体層の複数の接触領域で、該接触領域が前記第
1の導電形で、前記ボディノード部の第2側面に隣接し
て配設されている;及び前記接触領域の各々と前記ソー
ス領域間のオーミック接続;を備え、
前記接触領域の第1及び第2が前記半導体層のエツジに
隣接して配置されているトランジスタ。13. In a transistor formed on a semiconductor layer located on an insulating film: a gate electrode located on a body node portion of the semiconductor layer, the body node portion being of a first conductivity type, and having first and second conductivity types;
a drain region of the semiconductor layer, the drain region having a second side surface;
a conductivity type and is disposed adjacent to the first side surface of the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the second
a plurality of contact regions of the semiconductor layer, the contact regions being of the first conductivity type and disposed adjacent to a second side surface of the body node portion; and an ohmic connection between each of the contact regions and the source region, the first and second of the contact regions being adjacent an edge of the semiconductor layer; Transistor located.
14、前記複数の接触領域が、前記ボディノード部の第
2側面に沿って所定より小さい距離だけ相互に離間され
ている第13項のトランジスタ。14. The transistor of clause 13, wherein the plurality of contact regions are spaced apart from each other by a distance less than a predetermined distance along the second side surface of the body node portion.
15、前記半導体層が前記絶縁膜上に位置したメサであ
る第13項のトランジスタ。15. The transistor according to item 13, wherein the semiconductor layer is a mesa located on the insulating film.
16、前記第1及び第2接触領域が、それぞれ前記メサ
の第1及び第2エツジに沿って配設された第15項のト
ランジスタ。16. The transistor of claim 15, wherein said first and second contact regions are disposed along first and second edges of said mesa, respectively.
17、前記オーミック接続が前記ソース領域と前記各接
触領域上に位置したリフラクトリ金属のシリサイド膜か
らなる第13項のトランジスタ。17. The transistor of item 13, wherein the ohmic connection comprises a refractory metal silicide film located on the source region and each contact region.
18、絶縁膜上に重ねて形成された集積回路において:
前記絶縁膜上に位置する半導体層に形成された第1トラ
ンジスタで:
第1の導電形である前記半導体層のボディノード部;
前記ボディノード部上に位置するゲート電極;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部に隣接して配設されて
いる;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形で、前記ドレイン領域と反対側で前記ボディノ
ード部に隣接して配設されている;
前記半導体層の接触領域で、該接触領域が前記第1の導
電形で、前記ボディノード部及び前記ソース領域に隣接
して配設されている;及び
前記接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続;
を備えた第1トランジスタ;及び
前記半導体層に形成された第2トランジスタで:
第2の導電形である前記半導体層のボディノード部;
前記ボディノード部上に位置するゲート電極;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第1
の導電形で、前記ボディノード部に隣接して配設されて
いる;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第1
の導電形で、前記ドレイン領域と反対側で前記ボディノ
ード部に隣接して配設されている;
前記半導体層の接触領域で、該接触領域が前記第2の導
電形で、前記ボディノード部及び前記ソース領域に隣接
して配設されている;及び
前記接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続;
を備えた第2トランジスタ;及び
を備えた集積回路。18. In an integrated circuit formed overlying an insulating film: In a first transistor formed in a semiconductor layer located on the insulating film: A body node portion of the semiconductor layer having a first conductivity type; the body a gate electrode located on a node portion; a drain region of the semiconductor layer, where the drain region is a second
a source region of the semiconductor layer, the source region being of the second conductivity type and disposed adjacent to the body node portion;
a contact region of the semiconductor layer, the contact region being of the first conductivity type and disposed adjacent to the body node portion on a side opposite to the drain region; and a first transistor disposed adjacent to the source region; and an ohmic connection between the contact region and the source region; and a second transistor formed in the semiconductor layer; a body node portion of the semiconductor layer that is of a conductive type; a gate electrode located on the body node portion; a drain region of the semiconductor layer, the drain region being a first
a conductivity type and is disposed adjacent to the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the first
a contact region of the semiconductor layer, the contact region being of the second conductivity type and disposed adjacent to the body node portion on a side opposite to the drain region; and a second transistor disposed adjacent the source region; and an ohmic connection between the contact region and the source region.
19、前記第1及び第2トランジスタのオーミック接続
が各々、前記第1及び第2トランジスタのソース領域及
び接触領域上に位置したリフラクトリ金属のシリサイド
膜からなる第18項の集積回路。19. The integrated circuit of claim 18, wherein the ohmic connections of the first and second transistors each comprise a refractory metal silicide film located over the source regions and contact regions of the first and second transistors.
20、前記第1トランジスタが前記絶縁膜上に位置した
第1の半導体メサ内に形成され;さらに前記第2トラン
ジスタが前記絶縁膜上に位置した第2の半導体メサ内に
形成されている第18項の集積回路。20. The first transistor is formed in a first semiconductor mesa located on the insulating film; and the second transistor is formed in a second semiconductor mesa located on the insulating film. Term integrated circuit.
21、前記ゲート電極の両側面に沿って配設された側壁
誘電フィラメントをさらに備えた第18項の集積回路。21. The integrated circuit of clause 18 further comprising sidewall dielectric filaments disposed along both sides of the gate electrode.
22、前記ドレイン領域が、前記半導体層の第1側面に
隣接し側壁誘電フィラメントの下側に位置した低ドープ
領域を含む第21項の集積回路。22. The integrated circuit of claim 21, wherein the drain region includes a lightly doped region adjacent the first side of the semiconductor layer and underlying a sidewall dielectric filament.
23、前記ソース及び第1接触領域が各々、前記ボディ
ノード部の第2側面に隣接しそれぞれ側壁誘電フィラメ
ントの下側に位置した低ドープ領域を含む第22項の集
積回路。23. The integrated circuit of claim 22, wherein the source and first contact regions each include a lightly doped region adjacent a second side of the body node portion and each underside a sidewall dielectric filament.
24、前記オーミック接続が前記ソース領域及び第1接
触領域上に位置したリフラクトリ金属のシリサイド膜か
らなる第23項の集積回路。24. The integrated circuit of claim 23, wherein said ohmic connection comprises a refractory metal silicide film located over said source region and first contact region.
25、絶縁膜上に位置した半導体層に集積回路を作製す
る方法において:
前記半導体層の第1及び第2部分を画成する工程で、該
第1及び第2部分がそれぞれ第1及び第2の導電形であ
る;
前記第1及び第2部分の各々の上にゲート電極を形成す
る工程;
前記第1及び第2部分上に第1マスク層を施し、前記第
1部分上のゲート電極のソース側に隣接した接触領域を
露出し、また前記第2部分上のゲート電極のソース側に
隣接したソース及びドレイン領域を露出する一方、前記
第2部分上のゲート電極のソース側に隣接した接触領域
を被覆し、また前記第1部分上のゲート電極に隣接した
ソース及びドレイン領域を被覆する工程;
前記第1及び第2部分の露出箇所を前記第1の導電形の
ドーパントでドーピングする工程;前記第1及び第2部
分上に第2マスク層を施し、前記第2部分の接触領域及
び前記第1部分のソース及びドレイン領域を露出する一
方、前記第1部分の接触領域及び前記第2部分のソース
及びドレイン領域を被覆する工程;、前記第4及び第2
部分の露出箇所を前記第2の導電形のドーパントでドー
ピングする工程;及び
前記第1及び第2部分のソース及び接触領域上にシリサ
イド膜を形成する工程;
を含む方法。25. In a method for fabricating an integrated circuit in a semiconductor layer located on an insulating film: in the step of defining first and second portions of the semiconductor layer, the first and second portions are defined as first and second portions, respectively. forming a gate electrode on each of the first and second portions; applying a first mask layer on the first and second portions; and forming a gate electrode on each of the first and second portions; exposing a contact region adjacent to the source side of the gate electrode on the second portion; and exposing a contact region adjacent to the source side of the gate electrode on the second portion; doping exposed portions of the first and second portions with a dopant of the first conductivity type; a second mask layer is applied over the first and second portions, exposing contact areas of the second portion and source and drain regions of the first portion; coating the source and drain regions of the fourth and second
A method comprising: doping exposed portions of the portions with a dopant of the second conductivity type; and forming a silicide film over source and contact regions of the first and second portions.
26、前記ドーピング工程が:
前記第1マスク層によって露出された部分に前記第1の
導電形のドーパントイオンを注入する工程;
前記第2マスク層によって露出された部分に前記第2の
導電形のドーパントイオンを注入する工程;及び
注入イオンをアニールして拡散させる工程;からなる第
25項の方法。26. The doping step includes: implanting dopant ions of the first conductivity type into the portion exposed by the first mask layer; implanting dopant ions of the second conductivity type into the portion exposed by the second mask layer; 26. The method of claim 25, comprising the steps of implanting dopant ions; and annealing and diffusing the implanted ions.
27、前記ドーピング工程が、前記半導体層のドープ部
分を半導体層の全厚を通じてドープする第25項の方法
。27. The method of claim 25, wherein the doping step dopes the doped portion of the semiconductor layer through the entire thickness of the semiconductor layer.
28、前記シリサイド膜を形成する工程の前に:前記ゲ
ート電極の両側面上に側壁誘電フィラメントを形成し、
ゲート電極に隣接した半導体層の一部を被覆する工程;
前記第1及び第2部分上に第3マスク層を施し、前記第
1部分の接触領域及び前記第2部分のソース及びドレイ
ン領域を露出する一方、前記第2部分の接触領域及び前
記第1部分のソース及びドレイン領域を被覆する工程;
前記第1及び第2部分の露出箇所を前記第1の導電形の
ドーパントで追加ドーピングする工程;
前記第1及び第2部分上に第4マスク層を施し、前記第
2部分の接触領域及び前記第1部分のソース及びドレイ
ン領域を露出する一方、前記第1部分の接触領域及び前
記第2部分のソース及びドレイン領域を被覆する工程;
及び前記第1及び第2部分の露出箇所を前記第2の導電
形のドーパントで追加ドーピングする工程;
をさらに含む第25項の方法。28. Before the step of forming the silicide film: forming sidewall dielectric filaments on both sides of the gate electrode;
coating a portion of the semiconductor layer adjacent to the gate electrode; applying a third mask layer over the first and second portions to expose contact regions of the first portion and source and drain regions of the second portion; while coating contact regions of the second portion and source and drain regions of the first portion; additionally doping exposed portions of the first and second portions with a dopant of the first conductivity type; a fourth mask layer is applied over the first and second portions, exposing contact areas of the second portion and source and drain regions of the first portion; coating the source and drain regions of;
and additionally doping exposed portions of the first and second portions with a dopant of the second conductivity type.
29、前記追加ドーピング工程が前記ドーピング工程よ
り高く半導体層をドープする第28項の方法。29. The method of clause 28, wherein the additional doping step dopes the semiconductor layer more highly than the doping step.
30、前記画成工程が前記絶縁膜上に半導体層メサを形
成することからなる第25項の方法。30. The method of claim 25, wherein the defining step comprises forming a semiconductor layer mesa on the insulating film.
31、絶縁膜上に位置する半導体層に形成されたトラン
ジスタにおいて:
前記半導体層のボディノード部上に位置するゲート電極
で、該ボディノード部が第1の導電形で第1及び第2側
面を有し、該ゲート電極が前記絶縁膜と反対側の前記半
導体層の表面上に位置する;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部の第1側面に隣接して
配設されている;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形であり、且つ:
前記ボディノード部の第2側面に隣接した第1部分;及
び
前記第1部分に隣接した第2部分で、前記第1部分より
も相対的に強(ドープされている第2部分;からなる;
前記半導体層の第1接触領域で、該第1接触領域が前記
第1の導電形であり、前記ソース領域の第1部分と前記
ソース領域の第2部分との間で前記ゲート電極と直角の
方向に前記半導体層の表面に配設され、第1接触領域が
前記ボディノード部と接触するように前記ソース領域の
第1部分より深い深さを有する;及び
前記第1接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続
;
を備えたトランジスタ。31. In a transistor formed on a semiconductor layer located on an insulating film: a gate electrode located on a body node portion of the semiconductor layer, the body node portion being of a first conductivity type and having first and second side surfaces; the gate electrode is located on a surface of the semiconductor layer opposite to the insulating film; a drain region of the semiconductor layer, the drain region being a second
a conductivity type and is disposed adjacent to the first side surface of the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the second
a first portion adjacent to the second side surface of the body node portion; and a second portion adjacent to the first portion, the conductivity type being relatively stronger (doped) than the first portion; a first contact region of said semiconductor layer, said first contact region being of said first conductivity type, and comprising: a second portion of said source region and a second portion of said source region; disposed on the surface of the semiconductor layer in a direction perpendicular to the gate electrode between and having a depth greater than the first portion of the source region such that a first contact region contacts the body node portion; A transistor comprising: an ohmic connection between a first contact region and the source region.
32、前記オーミック接続が前記ソース領域の第1部分
と前記第1接触領域上に位置したリフラクトリ金属のシ
リサイド膜からなる第31項のトランジスタ。32. The transistor of claim 31, wherein the ohmic connection comprises a refractory metal silicide film located over the first portion of the source region and the first contact region.
33、前記ドレイン、ソース及び第1接触領域が前記半
導体層の全厚を貫いて延びている第32項のトランジス
タ。33. The transistor of clause 32, wherein the drain, source and first contact regions extend through the entire thickness of the semiconductor layer.
34、前記ゲート電極と前記ボディノード部間に配設さ
れたゲート誘導層をさらに備えた第31項のトランジス
タ。34. The transistor of item 31, further comprising a gate dielectric layer disposed between the gate electrode and the body node portion.
35.前記ゲート電極に隣接した側壁誘電フィラメント
をさらに備えた第31項のトランジスタ。35. 32. The transistor of clause 31 further comprising a sidewall dielectric filament adjacent the gate electrode.
36、前記ドレイン領域が:
前記ボディノード部の第1側面に隣接した第1部分;及
び
前記第1部分に隣接した第2部分で、前記第1部分より
も相対的に強くドープされている第2部分;
からなる第31項のトランジスタ。36, the drain region includes: a first portion adjacent to the first side surface of the body node portion; and a second portion adjacent to the first portion, the drain region being doped relatively more strongly than the first portion. 32. The transistor of clause 31, comprising two parts;
37、前記オーミック接続が前記ソース領域の深い部分
と前記第1接触領域上に位置したリフラクトリ金属のシ
リサイド膜からなる第36項のトランジスタ。37. The transistor of item 36, wherein the ohmic connection comprises a refractory metal silicide film located on the deep portion of the source region and the first contact region.
38、前記半導体層が前記絶縁膜上に位置したメサであ
る第31項のトランジスタ。38. The transistor according to item 31, wherein the semiconductor layer is a mesa located on the insulating film.
39、前記第1接触領域が前記メサの第1エツジに隣接
して配設されている第38項のトランジスタ。39. The transistor of clause 38, wherein the first contact region is disposed adjacent the first edge of the mesa.
40、前記第1の導電形でり、前記ソース領域の第1部
分と前記ソース領域の第2部分との間で前記メサの第2
エツジに沿って前記半導体層の表面に配設され、前記ボ
ディノード部と接触するように前記ソース領域の第1部
分より深い深さを有する第2接触領域をさらに備えた第
39項のトランジスタ。40, the first conductivity type and the second portion of the mesa between the first portion of the source region and the second portion of the source region;
40. The transistor of claim 39, further comprising a second contact region disposed on the surface of the semiconductor layer along an edge and having a depth greater than the first portion of the source region so as to contact the body node portion.
41、前記第1の導電形であり、前記ソース領域の第2
部分に隣接して前記ゲート電極と直角な方向に前記半導
体層の表面に配設され、前記ボディノード部と接触する
ように前記ソース領域の第1部分より深い深さを有する
第2接触領域をさらに備えた第31項のトランジスタ。41, the first conductivity type and the second conductivity type of the source region;
a second contact region disposed on the surface of the semiconductor layer in a direction perpendicular to the gate electrode adjacent to the first portion of the source region and having a deeper depth than the first portion of the source region so as to be in contact with the body node portion; The transistor of item 31, further comprising:
42、前記半導体層が前記絶縁膜上に位置したメサであ
り;
前記第2接触領域が前記メサのエツジに隣接して配設さ
れており;さらに
前記第2接触領域が:
前記ボディノード部の第2側面に隣接した第1部分;及
び
前記第1部分に隣接した第2部分で、前記第1部分より
も相対的に強くドープされていいる第2部分;
からなる第41項のトランジスタ。42. The semiconductor layer is a mesa located on the insulating film; the second contact region is disposed adjacent to an edge of the mesa; and the second contact region is: of the body node portion. 42. The transistor of clause 41, comprising: a first portion adjacent to a second side surface; and a second portion adjacent to the first portion, the second portion being relatively more heavily doped than the first portion.
43、絶縁膜上に位置する半導体層に形成されたトラン
ジスタにおいて:
前記半導体層のボディノード部上に位置するゲート電極
で、該ボディノード部が第1の導電形で第1及び第2側
面を有し、該ゲート電極が前記絶縁膜と反対側の前記半
導体層の表面上に位置する;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部の第1側面に隣接して
配設されている;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形であり、且つ;
前記ボディノード部の第2側面に隣接した低ドープ部分
;及び
前記ドープ部分に隣接した高ドープ部分で、前記半導体
層の表面から前記低ドープ部分よりも深くまで延びてい
る高ドープ部分;からなる;
前記半導体層の複数の接触領域で、該接触領域が前記第
1の導電形であり、各々前記ソース領域の低ドープ部分
と前記ソース領域の高ドープ部分との間で前記ドープ電
極と直角の方向に前記半導体層の表面に配設され、また
各々接触領域が前記ボディノード部と接触するように前
記ソース領域の低ドープ部分より深い深さを有する;及
び
前記接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続;
を備えたトランジスタ。43. In a transistor formed on a semiconductor layer located on an insulating film: a gate electrode located on a body node portion of the semiconductor layer, the body node portion being of a first conductivity type and having first and second side surfaces. the gate electrode is located on a surface of the semiconductor layer opposite to the insulating film; a drain region of the semiconductor layer, the drain region being a second
a conductivity type and is disposed adjacent to the first side surface of the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the second
a lightly doped portion adjacent to the second side surface of the body node portion; and a highly doped portion adjacent to the doped portion, extending deeper from the surface of the semiconductor layer than the lightly doped portion. a plurality of contact regions of said semiconductor layer, said contact regions being of said first conductivity type, each comprising a lightly doped portion of said source region and a highly doped portion of said source region; disposed on the surface of the semiconductor layer in a direction perpendicular to the doped electrode between and having a depth greater than the lightly doped portion of the source region such that each contact region contacts the body node portion; an ohmic connection between a contact region and the source region.
44、前記ボディノード部がほぼ一様にバイアスされる
ように前記複数の接触領域が相互に離間されている第4
3項のトランジスタ。44. The plurality of contact areas are spaced apart from each other such that the body node portions are substantially uniformly biased.
Term 3 transistor.
45、前記半導体層が前記絶縁膜上に位置したメサであ
る第43項のトランジスタ。45. The transistor according to item 43, wherein the semiconductor layer is a mesa located on the insulating film.
46、第1接触領域が前記メサの第1エツジに隣接して
配設されている第45項のトランジスタ。46. The transistor of clause 45, wherein the first contact region is disposed adjacent the first edge of the mesa.
47、第2接触領域が前記メサの第2エツジに隣接して
配設されている第46項のトランジスタ。47. The transistor of clause 46, wherein the second contact region is disposed adjacent the second edge of the mesa.
48.絶縁膜上に重ねて形成された集積回路において;
前記絶縁膜上に位置する半導体層に形成された第1トラ
ンジスタで:
第1の導電形である前記半導体層のボディノード部;
前記絶縁膜と反対側の前記半導体層の表面で前記ボディ
ノード部上に位置するゲート電極;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部に隣接して配設されて
いる:
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形で、前記ドレイン領域と反対側で前記ボディノ
ード部に隣接して配設された第1部分と、該第1部分に
隣接して配設された第2部分とを有する;
前記半導体層の接触領域で、該接触領域が前記第1の導
電形であり、前記ソース領域の第1部分と前記ソース領
域の第2部分との間で前記ゲート電極と直角の方向に前
記半導体層の表面に配設され、接触領域が前記ボディノ
ード部と接触するように前記ソース領域の第1部分より
深くまで前記半導体層の表面から延びている;及び
前記接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続;
を備えた第1トランジスタ;
を備えた集積回路。48. In an integrated circuit formed overlying an insulating film; In a first transistor formed in a semiconductor layer located on the insulating film; In a body node portion of the semiconductor layer having a first conductivity type; In the insulating film; a gate electrode located on the body node portion on the opposite surface of the semiconductor layer; a drain region of the semiconductor layer, the drain region being a second
A source region of the semiconductor layer, the source region being of the second conductivity type and disposed adjacent to the body node portion.
The semiconductor has a conductivity type of: a first portion disposed adjacent to the body node portion on a side opposite to the drain region; and a second portion disposed adjacent to the first portion; a contact region of the semiconductor layer, the contact region being of the first conductivity type, between the first portion of the source region and the second portion of the source region in a direction perpendicular to the gate electrode; a contact region extending from the surface of the semiconductor layer deeper than a first portion of the source region to contact the body node portion; and an ohmic connection between the contact region and the source region; a first transistor comprising; an integrated circuit comprising;
49、前記半導体層に形成された第2トランジスタで:
第2の導電形である前記半導体層のボディノード部;
前記半導体層の表面で前記ボディノード部上に位置する
ゲート電極;
前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第1
の導電形で、前記ボディノード部に隣接して配設されて
いる;
前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第1
の導電形で、前記ドレイン領域と反対側で前記ボディノ
ード部に隣接して配設された第1部分と、該第1部分に
隣接して配設された第2部分とを有する;
前記半導体層の接触領域で、該接触領域が前記第2の導
電形であり、前記ソース領域の第1部分と前記ソース領
域の第2部分との間で前記ゲート電極と直角の方向に前
記半導体層の表面に配設され、接触領域が前記ボディノ
ード部と接触するように前記ソース領域の第1部分より
深くまで前記半導体層の表面から延びている;及び
前記接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続;
を備えた第2トランジスタ;
をさらに備えた第48項の集積回路。49. In the second transistor formed in the semiconductor layer: a body node portion of the semiconductor layer that is of a second conductivity type; a gate electrode located on the body node portion on the surface of the semiconductor layer; a drain region, the drain region being a first
a conductivity type and is disposed adjacent to the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the first
The semiconductor has a conductivity type of: a first portion disposed adjacent to the body node portion on a side opposite to the drain region; and a second portion disposed adjacent to the first portion; a contact region of the semiconductor layer, the contact region being of the second conductivity type, between the first portion of the source region and the second portion of the source region in a direction perpendicular to the gate electrode; a contact region extending from the surface of the semiconductor layer deeper than a first portion of the source region to contact the body node portion; and an ohmic connection between the contact region and the source region; 49. The integrated circuit of clause 48, further comprising; a second transistor;
50、前記第1及び第2トランジスタのオーミック接続
が各々、前記第1及び第2トランジスタのソース領域の
第2部分及び接触領域上に位置したりフラクト、す金属
のシリサイド膜からなる第48項の集積回路。50. The ohmic connection of the first and second transistors is comprised of a metal silicide film located on the second portion of the source region and the contact region of the first and second transistors, respectively. integrated circuit.
51、前記第1トランジスタが前記絶縁膜上に位置した
第1の半導体メサ内に形成され;さらに前記第2トラン
ジスタが前記絶縁膜上に位置した第2の半導体メサ内に
形成されている第48項の集積回路。51, wherein the first transistor is formed in a first semiconductor mesa located on the insulating film; and 48, wherein the second transistor is formed in a second semiconductor mesa located on the insulating film. Term integrated circuit.
52、前記ゲート電極に隣接して側壁誘電フィラメント
をさらに備えた第48項の集積回路。52. The integrated circuit of clause 48 further comprising a sidewall dielectric filament adjacent the gate electrode.
53、絶縁股上に位置した半導体層に集積回路を作製す
る方法において:
前記半導体層の第1及び第2部分を画成する工程で、該
第1及び第2部分がそれぞれ第1及び第2の導電形であ
る;
前記第1及び第2部分の各々上にゲート電極を形成する
工程;
前記第1部分上に第1マスク層を施し、前記第1部分上
のゲート電極に隣接したソース及びドレイン領域を被覆
する工程;
前記ゲート電極に隣接した前記第2部分のソース及びド
レイン箇所を、前記第1の導電形のドーパントでドーピ
ングする工程;
前記第2部分上に第2マスク層を施し、前記第2部分の
ソース及びドレイン領域を被覆する工程;
前記ゲート電極に隣接した前記第1部分のソース及びド
レイン箇所を、前記第2の導電形のドーパントでドーピ
ングする工程;
前記ゲート電極の両側面に側壁誘電フィラメントを形成
し、前記半導体層のゲート電極に隣接した部分を被覆す
る工程;
前記第1及び第2部分上に第3マスク層を施し、前記ゲ
ート電極のソヘス側で前記側壁誘電フィラメントに隣接
した前記第1部分の接触領域と、前記第2部分のソース
及びドレイン領域とを露出する一方、前記ゲート電極の
ソース側で前記側壁誘電フィラメントに隣接した前記第
2部分の接触領域と、前記第1部分のソース及びドレイ
ン領域とを被覆する工程;
前記第1及び第2部分の露出箇所を、前記第1の導電形
のドーパントで追加ドーピング工程;前記第1及び第2
部分上に第4マスク層を施し、前記第2部分の接触領域
と前記第1部分のソース及びドレイン領域とを露出する
一方、前記第1部分の接触領域と前記第2部分のソース
及びドレイン領域とを被覆する工程;
前記第1及び第2部分の露出箇所を、前記第2の導電形
のドーパントで追加ドーピングする工程;及び
前記第1及び第2部分のソース及び接触領域上にシリサ
シイド膜を形成する工程;
を含む方法。53. In a method for fabricating an integrated circuit in a semiconductor layer located on an insulating crotch: defining first and second portions of the semiconductor layer, the first and second portions forming first and second portions, respectively; forming a gate electrode on each of the first and second portions; applying a first mask layer on the first portion to form a source and a drain adjacent to the gate electrode on the first portion; doping source and drain locations of the second portion adjacent to the gate electrode with a dopant of the first conductivity type; applying a second mask layer on the second portion; doping source and drain regions of the first portion adjacent to the gate electrode with a dopant of the second conductivity type; coating both sides of the gate electrode; forming a sidewall dielectric filament to cover a portion of the semiconductor layer adjacent to the gate electrode; applying a third masking layer over the first and second portions and covering the sidewall dielectric filament on the side of the gate electrode; a contact area of the second portion adjacent to the sidewall dielectric filament on the source side of the gate electrode, while exposing a contact area of the first portion adjacent to the sidewall dielectric filament and a source and drain region of the second portion; coating the source and drain regions of the first portion; additionally doping the exposed portions of the first and second portions with a dopant of the first conductivity type;
a fourth masking layer is applied over the portion exposing the contact region of the second portion and the source and drain regions of the first portion; additionally doping exposed portions of the first and second portions with a dopant of the second conductivity type; and depositing a silicide film over the source and contact regions of the first and second portions. A method comprising: forming.
54、前記ドーピング工程が:
前記第1マスク層によって露出された部分に前記第1の
導電形のドーパントイオンを注入するる工程;
前記第2マスク層によって露出された部分に前記第2の
導電形のドーパントイオンを注入する工程;及び
注入イオンをアニールして拡散させる工程;からなる第
53項の方法。54. The doping step includes: implanting dopant ions of the first conductivity type into the portions exposed by the first mask layer; implanting dopant ions of the second conductivity type into the portions exposed by the second mask layer; 54. The method of clause 53, comprising the steps of: implanting dopant ions of; and annealing and diffusing the implanted ions.
55、前記ドーピング工程が、前記半導体層のドープ部
分を半導体層の全厚を通じてドープする第53項の方法
。55. The method of clause 53, wherein the doping step dopes the doped portion of the semiconductor layer through the entire thickness of the semiconductor layer.
56、前記追加ドーピング工程が前記ドーピング工程よ
り高く半導体層をドープする第53項の方法。56. The method of clause 53, wherein the additional doping step dopes the semiconductor layer more highly than the doping step.
57、前記画成工程が前記絶縁膜上に半導体層メサを形
成することからなる第53項の方法。57. The method of claim 53, wherein the defining step comprises forming a semiconductor layer mesa on the insulating film.
58、絶縁膜上に位置した半導体層に集積回路を作製す
る方法において:
第1の導電形である前記半導体層の活性部分を画成する
工程;
前記活性部分上にゲート電極を形成する工程;前記ゲー
ト電極に隣接した前記活性部分のソース及びドレイン箇
所を、第2の導電形のドーパントでドーピングす−る工
程;
前記ゲート電極の両側面に側壁誘電フィラメントを形成
し、前記活性部分のうち前記ゲート電極に隣接した部分
を被覆する工程;
前記活性部分上に第1マスク層を施し、前記ゲート電極
のソース側で前記側壁誘電フィラメントに隣接した前記
活性部分の接触領域を被覆する一方、前記活性部分のソ
ース及びドレイン領域を露出する工程;
前記第1マスク層によって露出されたソース及びドレイ
ン領域を前記第2の導電形のドーパントでドーピングす
る工程;
前記接触領域を露出し、前記ソース及びドレイン領域を
被覆する第2マスク層を施す工程;前記第2マスク層に
よって露出された接触領域を前記第1の導電形のドーパ
ントでドーピングする工程;及び
前記ソース及び接触領域上にシリサイド膜を形成する工
程;
を含む方法。58. In a method of fabricating an integrated circuit in a semiconductor layer located on an insulating film: defining an active part of the semiconductor layer of a first conductivity type; forming a gate electrode on the active part; doping source and drain locations of the active portion adjacent to the gate electrode with a dopant of a second conductivity type; forming sidewall dielectric filaments on both sides of the gate electrode; coating a portion adjacent to a gate electrode; applying a first mask layer over the active portion to cover a contact area of the active portion adjacent to the sidewall dielectric filament on the source side of the gate electrode; exposing the source and drain regions of the portion; doping the source and drain regions exposed by the first mask layer with a dopant of the second conductivity type; exposing the contact region and doping the source and drain regions exposed by the first mask layer; doping contact areas exposed by the second mask layer with a dopant of the first conductivity type; and forming a silicide film over the source and contact areas. ; A method including;
59、第1マスク層を施し、該第1マスク層によって露
出されたソース及びドレイン領域をドーピングする前記
工程が、第2マスク層を施して接触領域をドーピングす
る工程よりも先行する第58項の方法。59. The method of claim 58, wherein the step of applying a first mask layer and doping the source and drain regions exposed by the first mask layer precedes the step of applying a second mask layer and doping the contact regions. Method.
60、第2マスク層を施し、接触領域をドーピングする
前記工程が、第1マスク層を施し、該第1マスク層によ
って露出されたソース及びドレイン領域をドーピングす
る工程よりも先行する第58項の方法。60. The method of claim 58, wherein the step of applying a second mask layer and doping the contact regions precedes the step of applying a first mask layer and doping the source and drain regions exposed by the first mask layer. Method.
61、ゲート電極(1o)のソース側(6)に、ボディ
ノード(12)と接触する注入領域(3o)を持つ絶縁
体上シリコン(So I)MOS l−ランジスタ(1
00)が開示される。ボディノード(12)と同じ導電
形の接触領域(3o)(例えばn−チャネルトランジス
タではp十領域)は、ゲート電極(1o)に対して自己
整合法でソース領域(6)内に形成されている。次いで
、例えばシリサイド化によって、隣接するソース領域(
6)と接触領域(3o)との間にオーミンク接続が形成
される。接触領域(3o)はボディノード(12)と同
じ導電形なので、トランジスタのソース(6)とボディ
(12)両ノード間には非整流オーミック接続が形成
される。SOI CMOS技術の場合、反対導電形の
領域をマスキングするのに必要なソース/ドレイン注入
マスクが接触領域の形成に使えるので、接触領域の形成
のために追加のマスキング工程は必要ない。61, silicon-on-insulator (So I) MOS l-transistor (1) with an implanted region (3o) in contact with the body node (12) on the source side (6) of the gate electrode (1o)
00) is disclosed. A contact region (3o) of the same conductivity type as the body node (12) (for example a p-region in an n-channel transistor) is formed in the source region (6) in a self-aligned manner with respect to the gate electrode (1o). There is. The adjacent source regions (
An ohmink connection is formed between 6) and the contact area (3o). Since the contact region (3o) is of the same conductivity type as the body node (12), a non-rectifying ohmic connection is formed between the source (6) and body (12) nodes of the transistor. For SOI CMOS technology, no additional masking steps are required for forming the contact regions, since the source/drain implant mask required to mask regions of opposite conductivity type can be used to form the contact regions.
第1及び2図はそれぞれ従来のSol MOSトラン
ジスタの平面及び断面図、第3図はシリサイド化前の、
本発明に従って構成されたsorMO3)ランジスタの
平面図、第4図はシリサイド化後の、第3図のトランジ
スタの断面図、第5a〜5e図は本発明によるp−チャ
ネル及びn−チャネルトランジスタの各製造工程を示す
断面図、第6図は本発明の第2実施例に従って構成され
たSOT MOS)ランジスタの平面図、第7図はシ
リサイド化前の、本発明の第3実施例に従って構成され
たSOI MOSトランジスタの平面図、第8図はシリ
サイド化後の、第7図のトランジスタの断面図、第9a
〜9e図は本発明によるpチャネル及びn−チャネルト
ランジスタの各製造工程を示す断面図、第10図は本発
明の第4実施例に従って構成されたSOI MO3I
−ランジスタの平面図、第11図は本発明の第5実施例
に従って構成されたsoI MOSトランジスタの平面
図である。
100.200,300・・・・・・トランジスタ、4
・・・・・・絶縁(体)膜、5・・・・・・半導体N(
メサ)、6・・・・・・ソース領域、8・・・・・・ド
レイン領域、1o・・・・・・ゲート電極、12・・・
・・・ボディノード部、14・・・・・・ゲート誘電層
、工6・・・・・・側壁誘電フィラメント、18.19
,38.39・・・・・・低ドープ領域、22・・・・
・・シリサイド膜、30・旧・・接触領域、40゜42
.50.52・旧・・マスク層。
図面の浄書(内容に変更なし)
もFigures 1 and 2 are a plan view and a cross-sectional view of a conventional Sol MOS transistor, respectively, and Figure 3 is a diagram of a conventional Sol MOS transistor before silicide.
4 is a cross-sectional view of the transistor of FIG. 3 after silicidation; FIGS. 5a-5e are respective views of p-channel and n-channel transistors according to the invention. 6 is a plan view of a SOT MOS transistor constructed according to the second embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process, and FIG. 7 is a plan view of a SOT MOS transistor constructed according to the third embodiment of the present invention before silicide A plan view of the SOI MOS transistor, FIG. 8 is a cross-sectional view of the transistor of FIG. 7 after silicide, and FIG. 9a is a cross-sectional view of the transistor of FIG.
9e are cross-sectional views showing each manufacturing process of p-channel and n-channel transistors according to the present invention, and FIG. 10 is a SOI MO3I constructed according to a fourth embodiment of the present invention.
- Plan view of transistor; FIG. 11 is a plan view of an soI MOS transistor constructed in accordance with a fifth embodiment of the present invention; 100.200,300...Transistor, 4
...Insulating (body) film, 5...Semiconductor N (
mesa), 6...source region, 8...drain region, 1o...gate electrode, 12...
. . . Body node portion, 14 . . . Gate dielectric layer, 6 . . . Side wall dielectric filament, 18.19
, 38.39...Low doped region, 22...
・・Silicide film, 30・Old・・Contact area, 40° 42
.. 50.52・Old・・Mask layer. An engraving of the drawing (no changes to the content)
Claims (1)
において: 前記半導体層のボディノード部上に位置するゲート電極
で、該ボディノード部が第1の導電形で、第1及び第2
側面を有する; 前記半導体層のドレイン領域で、該ドレイン領域が第2
の導電形で、前記ボディノード部の第1側面に隣接して
配設されている; 前記半導体層のソース領域で、該ソース領域が前記第2
の導電形で、前記ボディノード部の第2側面に隣接して
配設されている; 前記半導体層の第1接触領域で、該第1接触領域が前記
第1の導電形で、前記ボディノード部の第2側面に隣接
して配設されている;及び 前記第1接触領域と前記ソース領域間のオーミック接続
で、該オーミック接続が前記第1接触領域と前記ソース
領域上のリフラクトリ金属のシリサイド膜からなる; を備えたトランジスタ。[Claims] In a transistor formed in a semiconductor layer located on an insulating film: a gate electrode located on a body node portion of the semiconductor layer, the body node portion being of a first conductivity type, and a first conductivity type; and second
a drain region of the semiconductor layer, the drain region having a second side surface;
a conductivity type and is disposed adjacent to the first side surface of the body node portion; a source region of the semiconductor layer, the source region being the second
a first contact region of the semiconductor layer, the first contact region being of the first conductivity type and disposed adjacent to a second side surface of the body node portion; and an ohmic connection between the first contact region and the source region, the ohmic connection being a refractory metal silicide on the first contact region and the source region. A transistor comprising: a film;
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---|---|---|---|
US07/216,932 US4965213A (en) | 1988-02-01 | 1988-07-08 | Silicon-on-insulator transistor with body node to source node connection |
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US07/216,933 US4899202A (en) | 1988-07-08 | 1988-07-08 | High performance silicon-on-insulator transistor with body node to source node connection |
US216932 | 1988-07-08 |
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