RU2739861C1 - Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate - Google Patents
Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate Download PDFInfo
- Publication number
- RU2739861C1 RU2739861C1 RU2020110949A RU2020110949A RU2739861C1 RU 2739861 C1 RU2739861 C1 RU 2739861C1 RU 2020110949 A RU2020110949 A RU 2020110949A RU 2020110949 A RU2020110949 A RU 2020110949A RU 2739861 C1 RU2739861 C1 RU 2739861C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- transistor
- substrate
- contact
- silicon
- region
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/20—Deposition of semiconductor materials on a substrate, e.g. epitaxial growth solid phase epitaxy
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
- H01L21/283—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
- H01L21/285—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
- H01L21/28506—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
- H01L21/28512—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table
- H01L21/28525—Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table the conductive layers comprising semiconducting material
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
- H10D30/00—Field-effect transistors [FET]
- H10D30/60—Insulated-gate field-effect transistors [IGFET]
- H10D30/67—Thin-film transistors [TFT]
- H10D30/6704—Thin-film transistors [TFT] having supplementary regions or layers in the thin films or in the insulated bulk substrates for controlling properties of the device
- H10D30/6708—Thin-film transistors [TFT] having supplementary regions or layers in the thin films or in the insulated bulk substrates for controlling properties of the device for preventing the kink effect or the snapback effect, e.g. discharging the minority carriers of the channel region for preventing bipolar effect
- H10D30/6711—Thin-film transistors [TFT] having supplementary regions or layers in the thin films or in the insulated bulk substrates for controlling properties of the device for preventing the kink effect or the snapback effect, e.g. discharging the minority carriers of the channel region for preventing bipolar effect by using electrodes contacting the supplementary regions or layers
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Thin Film Transistor (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении транзисторов на пластине кремний на изоляторе (КНИ) с широкой областью применения.The invention relates to the field of microelectronics and can be used in the manufacture of transistors on a silicon wafer insulator (SOI) with a wide range of applications.
В патенте RU 2477904 C1 H01L 29/78 20.03.13 описан способ изготовления транзистора на КНИ с контактом к подложке.Patent RU 2477904 C1 H01L 29/78 03/20/13 describes a method of manufacturing a SOI transistor with a contact to the substrate.
Структура данного транзистора включает области мелкощелевой изоляции, область кармана ретроградного профиля распределения примеси типа 2 глубиной на всю толщину слоя кремний на изоляторе, область поликремниевого затвора, легированного ионами примеси типа 2, области, слаболегированные примесью типа I (слаболегированная область), спейсер, область стока, сформированную с одной стороны затвора высоколегированными ионами примеси типа 1 глубиной на всю толщину слоя кремний на изоляторе, область истока, сформированную с другой стороны затвора высоколегированными ионами примеси типа 1 глубиной на часть толщины слоя кремний на изоляторе и область контакта к карману, сформированного примесью типа 2, электрически соединенной с истоком за счет силицида, область высоколегированного контакта к карману располагается под областью истока и имеет ширину, равную ширине истока, при этом электрическое соединение силицидом областей истока и контакта к карману осуществляется в канавке, сформированной в области истока глубиной, равной или превышающей глубину области истока, и шириной, равной ширине истока. В таком транзисторе контакт является зависимым, так как совмещен с истоком. Транзистор такой конструкции невозможно использовать в проходных ключах.The structure of this transistor includes areas of shallow-gap insulation, a pocket area of a retrograde profile of the distribution of
Известен способ создания контакта к подложке, описанный в патентах US №2005173764 А1, кл. H01L 21/425, опублик. 11.08.2005 и US №6353245 В1, кл. H01L 27/01, опублик. 05.03.2002.A known method of creating a contact to the substrate, described in patents US No. 2005173764 A1, class. H01L 21/425 publ. 11.08.2005 and US No. 6353245 B1, class. H01L 27/01, publ. 05.03.2002.
Контакт к подложке формируется за счет дополнительной области островка кремния, легированной той же примесью, что и карман, имеющей диффузионный контакт к карману и выход на планарную поверхность исток-стока МОП транзистора. Область контакта соединяется с истоком транзистора за счет силицида, формируемого на планарной поверхности истока и контакта. Недостатком данной конструкции является то, что данный контакт также является зависимым и транзистор с таким типом контакта к подложке также невозможно использовать в проходных ключах.The contact to the substrate is formed due to the additional region of the silicon island doped with the same impurity as the pocket, which has a diffusion contact to the pocket and an exit to the planar surface of the source-drain of the MOS transistor. The contact area is connected to the source of the transistor by a silicide formed on the planar surface of the source and contact. The disadvantage of this design is that this contact is also dependent and a transistor with this type of contact to the substrate is also impossible to use in pass-through switches.
В патенте US №6316808 В1 от 13.11.2001 описан способ создания транзистора на КНИ с поликремнием т-образной формы на активной области, где исток, сток и контакт к подложке отделены друг от друга поликремнием. Слой поликремния между истоком и стоком является затвором транзистора. В данном случае контакт является независимым. Недостатком данной конструкции является - наличие большой паразитной емкости затвора по отношению к активной.US Pat. No. 6,316,808 B1 dated 11/13/2001 describes a method of creating a SOI transistor with polysilicon t-shaped on the active region, where the source, drain and contact to the substrate are separated from each other by polysilicon. The polysilicon layer between the source and drain is the gate of the transistor. In this case, the contact is independent. The disadvantage of this design is the presence of a large parasitic gate capacitance in relation to the active one.
В патенте US №6960810 В2 от 01.11.2005 описан способ изготовления транзистора с двумя слоями поликремния, в котором контакт к подложке совмещен с истоком, выбранный за прототип. Такой транзистор обладает меньшим паразитным сопротивлением. Недостатком является то, что способ не позволяет создать независимый контакт к подложке, транзистор, изготовленный данным способом невозможно использовать в проходных ключах.In US patent No. 6960810 B2 from 01.11.2005 describes a method of manufacturing a transistor with two layers of polysilicon, in which the contact to the substrate is aligned with the source, selected for the prototype. Such a transistor has less parasitic resistance. The disadvantage is that the method does not allow you to create an independent contact to the substrate, a transistor manufactured by this method cannot be used in pass-through switches.
Задачей изобретения является создание транзистора на КНИ с независимым контактом к подложке, который возможно использовать в проходных ключах и последовательных цепях.The objective of the invention is to create a SOI transistor with an independent contact to the substrate, which can be used in through-switches and series circuits.
Техническим результатом предлагаемого способа является расширение области применения транзистора с двумя слоями поликремния, повышение надежности конструкции, исключение паразитной емкости затвора транзистора на КНИ с независимым контактом к подложке.The technical result of the proposed method is to expand the scope of the transistor with two layers of polysilicon, increase the reliability of the design, eliminate the parasitic capacitance of the gate of the SOI transistor with an independent contact to the substrate.
Технический результат достигается тем, что при изготовлении транзистора с независимым контактом к подложке, включающем формирование на пластине кремний на изоляторе областей стока, истока, затвора, состоящего из двух слоев поликремния, независимый контакт к подложке выполняют путем создания сильнолегированной области кремния, находящейся вне активной области транзистора, которую соединяют с транзистором посредством дополнительной легированной области кремния.The technical result is achieved by the fact that in the manufacture of a transistor with an independent contact to the substrate, including the formation of drain, source, and gate regions on the insulator on the silicon wafer, consisting of two layers of polysilicon, independent contact to the substrate is performed by creating a heavily doped silicon region outside the active region transistor, which is connected to the transistor through an additional doped silicon region.
Изобретение поясняют следующие фигуры.The invention is illustrated by the following figures.
На фигуре 1 представлен фрагмент топологии части транзистора с затвором, состоящим из двух слоев поликремния, и независимым контактом к подложке, где: 1 - области сильнолегированного кремния (исток, сток транзистора); 2 - затвор, состоящий из двух слоев поликремния; 3 - сильнолегированная область кремния (независимый контакт к подложке).Figure 1 shows a fragment of the topology of a part of a transistor with a gate consisting of two polysilicon layers and an independent contact to the substrate, where: 1 - areas of heavily doped silicon (source, drain of the transistor); 2 - a gate consisting of two layers of polysilicon; 3 - heavily doped silicon region (independent contact to the substrate).
На фигурах 2-7, 9 представлены основные этапы реализации способа изготовления транзистора с независимым контактом к подложке в сечении А, где:Figures 2-7, 9 show the main stages of the implementation of the method for manufacturing a transistor with an independent contact to the substrate in section A, where:
1 - области сильнолегированного кремния (исток, сток транзистора);1 - areas of heavily doped silicon (source, drain of the transistor);
3 - сильнолегированная область кремния (независимый контакт к подложке);3 - heavily doped silicon region (independent contact to the substrate);
4 - слой кремния (нижний слой пластины);4 - silicon layer (bottom layer of the plate);
5 - слой захороненного оксида кремния;5 - a layer of buried silicon oxide;
6 - область нелегированного кремния;6 - region of undoped silicon;
7 - область слаболегированного кремния, включающая область легированного кремния (карман), контакта к подложке и соединяющей их дополнительной области легированного кремния;7 - region of lightly doped silicon, including the region of doped silicon (pocket), contact to the substrate and an additional region of doped silicon connecting them;
8 - слой подзатворного диэлектрика (оксид кремния);8 - a layer of a gate dielectric (silicon oxide);
9 - первый слой поликремния;9 - the first layer of polysilicon;
10 - слой нитрида кремния;10 - layer of silicon nitride;
11 - сильнолегированная область кремния (область охраны);11 - heavily doped silicon region (protection area);
12 - слой оксида кремния;12 - a layer of silicon oxide;
13 - второй слой поликремния;13 - the second layer of polysilicon;
16 - дополнительная область легированного кремния. На фигуре 8 изображена структура n-канального транзистора в сечении В, где:16 - additional area of doped silicon. Figure 8 shows the structure of an n-channel transistor in section B, where:
14 - области низколегированного кремния (область LDD);14 - low-doped silicon region (LDD region);
15 - пристеночный оксид кремния (спейсеры).15 - wall silicon oxide (spacers).
Процесс изготовления транзистора с независимыми контактами к подложке реализуется следующим образом.The manufacturing process of a transistor with independent contacts to the substrate is implemented as follows.
На пластине КНИ, состоящей из кремниевого нижнего слоя 4 пластины кремний на изоляторе (КНИ), захороненного оксида кремния 5, нелегированного кремния 6 методом ионной имплантации формируют область слаболегированного кремния 7. Затем формируют путем термического окисления слой подзатворного диэлектрика 8. Далее осаждением с последующей фотолитографией, имплантацией примеси и травлением по маске формируют первый слой поликремния 9 и нитрида кремния 10 (фиг. 2).On the SOI plate, consisting of the silicon
Затем создаются области охраны 11 путем ионной имплантации (фиг. 3).Then protected
Далее после осаждения слоя оксида кремния 12 и последующего реактивного травления по маске оксида кремния и кремния формируют кремниевую область (кремниевый островок), включающую область слаболегированного кремния 7 и область охраны 11 (фиг. 4).Further, after the deposition of a layer of
После формирования кремниевого островка создается изоляция путем низкотемпературного осаждения оксида кремния 12, травления по маске инверсного актива и области контакта к подложке с дальнейшей химико-механической полировкой с последующим удалением нитрида кремния (фиг. 5).After the formation of a silicon island, insulation is created by low-temperature deposition of
Далее производят осаждение второго слоя поликремния 13 (фиг. 6) и дальнейшее формирование затвора 2 путем травления по маске (фиг. 7).Next, the second layer of
Затем формируют области LDD 14 методом ионной имплантации примеси по фотокопии (ФК) N+,P+ и спейсеров 15 методом осаждения оксида кремния и процесса безмасочного травления (фиг. 7).Then,
Затем проводится формирование сильнолегированных областей истока, стока 1 (фиг. 8) и контакта к подложке 3 ионной имплантацией по маске (фиг. 9). Контакт 3 к подложке является независимым и соединен с активной областью транзистора посредством дополнительной области легированного кремния 16 (фиг. 9).Then, the heavily doped regions of the source, drain 1 (Fig. 8) and contact to the
Далее процесс завершается стандартным способом формирования самосовмещенного силицида, изоляции, контактов и металлов.The process is then completed in the standard way of forming a self-aligned silicide, insulation, contacts and metals.
Таким образом, можно получить транзистор с независимым контактом к подложке, что значительно расширяет их область применения (проходные ключи, последовательное соединение).Thus, it is possible to obtain a transistor with an independent contact to the substrate, which significantly expands their field of application (through switches, serial connection).
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110949A RU2739861C1 (en) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020110949A RU2739861C1 (en) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2739861C1 true RU2739861C1 (en) | 2020-12-29 |
Family
ID=74106450
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020110949A RU2739861C1 (en) | 2020-03-16 | 2020-03-16 | Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2739861C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810690C1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-12-28 | Чансинь Мемори Текнолоджис, Инк. | Memory cell and method of its manufacture, as well as storage device and method of its manufacture |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2012948C1 (en) * | 1991-04-01 | 1994-05-15 | Львовский политехнический институт | Matrix of silicon-insulator metal-insulator-semiconductor transistor |
US5372956A (en) * | 1992-11-18 | 1994-12-13 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. | Method for making direct contacts in high density MOS/CMOS processes |
US6124613A (en) * | 1997-05-02 | 2000-09-26 | Nec Corporation | SOI-MOS field effect transistor that withdraws excess carrier through a carrier path silicon layer |
CN1308378A (en) * | 2000-01-12 | 2001-08-15 | 国际商业机器公司 | Buried metal contact structure and manufacture of semiconductor FET device |
US6960810B2 (en) * | 2002-05-30 | 2005-11-01 | Honeywell International Inc. | Self-aligned body tie for a partially depleted SOI device structure |
-
2020
- 2020-03-16 RU RU2020110949A patent/RU2739861C1/en active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2012948C1 (en) * | 1991-04-01 | 1994-05-15 | Львовский политехнический институт | Matrix of silicon-insulator metal-insulator-semiconductor transistor |
US5372956A (en) * | 1992-11-18 | 1994-12-13 | Sgs-Thomson Microelectronics S.R.L. | Method for making direct contacts in high density MOS/CMOS processes |
US6124613A (en) * | 1997-05-02 | 2000-09-26 | Nec Corporation | SOI-MOS field effect transistor that withdraws excess carrier through a carrier path silicon layer |
CN1308378A (en) * | 2000-01-12 | 2001-08-15 | 国际商业机器公司 | Buried metal contact structure and manufacture of semiconductor FET device |
US6960810B2 (en) * | 2002-05-30 | 2005-11-01 | Honeywell International Inc. | Self-aligned body tie for a partially depleted SOI device structure |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2810690C1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-12-28 | Чансинь Мемори Текнолоджис, Инк. | Memory cell and method of its manufacture, as well as storage device and method of its manufacture |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US11075164B2 (en) | Semiconductor device including a conductive feature over an active region | |
KR100363353B1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR100233832B1 (en) | Transistor of semiconductor device and method for manufacturing the same | |
US8772175B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
US6271065B1 (en) | Method directed to the manufacture of an SOI device | |
US8916478B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device and semiconductor device | |
CN110350036A (en) | Semiconductor device and its manufacturing method | |
JP2004193146A (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JPH02211651A (en) | Semiconductor device and manufacture thereof | |
CN106531794B (en) | High voltage metal oxide semiconductor transistor element and manufacturing method thereof | |
TW201724218A (en) | Integrated circuit | |
US20190214497A1 (en) | Semiconductor device | |
US7964899B2 (en) | Semiconductor device and method for manufacturing the same for improving the performance of mis transistors | |
US7057236B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR20030050995A (en) | Method for fabricating high-integrated transistor | |
JP2001156290A (en) | Semiconductor device | |
KR20190127389A (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
US20070126032A1 (en) | Fin field effect transistor and method for manufacturing fin field effect transistor | |
US7649218B2 (en) | Lateral MOS transistor and method for manufacturing thereof | |
US20050205938A1 (en) | Semiconductor device and method of manufacture the same | |
RU2739861C1 (en) | Manufacturing method of transistor with independent contact to substrate | |
US5925916A (en) | Semiconductor processing method of providing electrical isolation between adjacent semiconductor diffusion regions of different field effect transistors and integrated circuitry having adjacent electrically isolated field effect transistors | |
KR20040060565A (en) | Gate oxide manufacturing method using dummy gate and doping of the semiconductor device | |
TWI794969B (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
US20040169224A1 (en) | Semiconductor device and manufacturing method therefor |