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Molecule
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ALUMINIUM
(10)
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IN2
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SiO2
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SEMI
(2)
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Cl
(2)
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MES
(1)
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silicon
(1)
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Gene Or Protein
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Etre
(6)
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TROU
(4)
[16][_]
INI
(1)
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Est-a
(1)
[18][_]
Physical
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[19][_]
de 5 V
(1)
[20][_]
Generic
(1/ 1)
[21][_]
metal
(1)
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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2520556A1
Family ID 6189900
Probable Assignee Tokyo Shibaura Electric Co
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title DISPOSITIF SEMI-CONDUCTEUR FORME SUR UN SUBSTRAT ISOLANT
EN Title MOS TRANSISTOR FORMED ON ISOLATING SUBSTRATE FOR RAM - HAS
SOURCE AND CHANNEL REGIONS AND GATE ELECTRODE CONNECTED INSIDE
SEMICONDUCTOR DEVICE
Abstract
_________________________________________________________________
LE DISPOSITIF MOS SELON L'INVENTION COMPREND UNE REGION DE SOURCE 11,
UNE REGION DE CANAL 13 ET UNE REGION DE DRAIN 12 QUI SONT EN CONTACT
DIRECT AVEC UN SUBSTRAT DE SAPHIR, UNE ELECTRODE DE GRILLE 15 FORMEE
SUR UNE PELLICULE D'ISOLATION DE GRILLE 14 DISPOSEE SUR LA REGION DE
CANAL 13, ET UNE ELECTRODE D'ALUMINIUM 19 QUI EST EN CONTACT AVEC
L'ELECTRODE DE GRILLE 15 ET LA REGION DE SOURCE 11 PAR L'INTERMEDIAIRE
D'UN TROU DE CONTACT 18A FORME AU TRAVERS D'UNE PELLICULE ISOLANTE 17.
UNE PELLICULE EUTECTIQUE 20 EST PRODUITE PAR RECUIT AU NIVEAU DE
L'INTERFACE DE L'ELECTRODE DE GRILLE 15 ET DE LA REGION DE SOURCE 11,
DE FACON QUE CETTE PELLICULE S'ETENDE JUSQU'A UNE PARTIE DE LA REGION
DE CANAL 13 POUR ELECTRIQUEMENT CONNECTER LA REGION DE SOURCE 11 ET LA
REGION DE CANAL 13 A L'INTERIEUR DE LA REGION SEMI-CONDUCTRICE.
The semiconductor device is an MOS transistor which is formed on an
isolating substrate (10). It has an n+ type source region (11) an n+
type drain region and a p-type channel region (13) between. The three
semiconducting regions are in direct contact with a sapphire substrate
(10). A gate electrode (15) is formed facing the channel region across
a gate isolating film (14). A metallic electrode (19) and eutectic
film (20) provide electrical connection between the channel and source
regions and the gate electrode within a semiconducting region of the
device. The metallic electrode makes contact with the gate electrode
and source region by the intermediary of a contact hole (18a) formed
through an isolating film (17) on the semiconductor device. The
eutectic film (20) contains the metallic electrode material and the
source region semiconductor material and is formed at the interface of
the metallic electrode and the channel region extending as far as an
extension (13n) of the channel region. The source region and channel
region are electrically coupled by the eutectic film. The MOS
transistors are used in integrated memory and logic circuits.
Description
_________________________________________________________________
La presente invention concerne un dispositif semiconducteur forme sur
un substrat isolant et, plus specialement un transistor MOS
(metal-oxyde-semi-conducteur) forme sur un substrat isolant.
D'importantes etudes ont ete effectuees a propos de la formation d'une
MAD (memoire a acces direct) et d'une UCT (unite centrale de
traitement) par integration de transistors MOS sur un substrat
isolant, par exemple un substrat de saphir. L'un des exemples
d'application de la formation de transistors MOS sur un substrat
isolant est fourni par un circuit de protection d'entree destine a un
circuit de type integre. La figure 1 presente un circuit de protection
d'entree selon la technique anterieure. Comme le montre la figure 1,
une tension d'un niveau predetermine est delivree par un circuit
d'attaque (non represente) a l'extremite d'entree IN1 du circuit de
protection d'entree. La tension d'entree est delivree par
l'intermediaire d'une resistance protectrice Ri au circuit integre a
proteger, lequel est connecte a une extremite de sortie 01 du circuit
de protection d'entree.Le symbole de reference T1 designe un
transistor MOS forme sur un substrat de saphir. La region de drain D
du transistor MOS est connectee a l'extremite de sortie de la
resistance protectrice R1, et sa region de source et son electrode de
grille sont connectees a la terre. Une extremite d'un condensateur Cl
est connectee a l'extremite de sortie 01, et son autre extremite est
connectee la terre. Le transistor MOS T1 est forme sur le substrat de
saphir, et ses regions de source, de drain et de canal sont en contact
direct avec le substrat de saphir. Ainsi, la region de canal est
maintenue dans un etat flottant. Puisque l'electrode de grille du
transistor MOS est connectee a la source S, le transistor MOS est
theoriquement dans l'etat non conducteur.
Toutefois, puisque la region de canal est maintenue dans l'etat
flottant, un courant de canal (dA au phenomene dit de Kink) resultant
de l'ionisation par impacts circule dans le trajet drain-source
lorsqu'unie tension de 5 V est appliquee a l'extremite d'entree IN1.
Ce courant de canal entratne un courant de fuite de drain du
transistor MOS et par consequent, un courant de fuite d'entree a
l'extre- mit d'entree INI, Puisque l'intensite du courant d'entree
allant du circuit d'attaque l'extremite d'entree IN1 est strictement
limitee, il faut empecher que le courant de fuite d'entree ait une
grande intensit#.- Pour diminuer la longueur de canal du transistor
MES T1 dans un but de miniaturisation, il faut augmenter la
concentration d'impurete de la region de canal afin d'empecher l'effet
de canal court. Toutefois, dans ce cas, le phenomene de
Kink devent notable.Il est possible de maintenir la region de canal a
une tension predeterninee en connectant un conducteur 1 la region de
canal afin de diminuer le courant de fuite de drain du transistor MOS
Tl. Toutefois, le conducteur l doit btre connecte a la region de canal
A l'exterieur de l'aire du transistor NOS.
Ceci empeche d'ameliorer la densite d'integration des transistor MOS.
Un but de l'invention est de proposer un dispositif semi-conducteur
qui est forme sur un substrat isolant et qui pos sede des regions de
source, de drain et de canal en contact direct avec le substrat
isolant, ou la region de source, la region de canal et une electrode
de grille sont electriquement connectees entre elles b l'interieur
d'une region semi-conductrice qui est occupee par le dispositif
semi-conducteur de facon a maintenir la region de canal A un potentiel
predetermine.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif
semi-conducteur possedant une densite d'integration accrue.
Un autre but de l'invention est de proposer un dispositif
semi-conducteur dans lequel le phenomene de Kink est empeche.
Le dispositif semi-conducteur selon l'invention comporte: un substrat
isolant; des regions de source, de drain et de canal qui sont chacune
en contact direct avec le substrat isolant; une electrode de grille
formee en regard de la region de canal au travers d'une pellicule
isolante de grille. Le dispositif semi conducteur comporte en outre un
moyen permettant de connecter lectriquement la region de canal, la
region de source et l'elec- ttode de grille entre elles a l'interieur
de la region semiconductrice qui est occupee par le dispositif
semi-conducteur.
Puisque le potentiel de la region de source est main Dara contant, le
potentiel de la region de canal peut egalement etre maintenu constant.
La description suivante, concue a titre d'illustration de l'invention,
vise a donner une meilleure comprehension de ses caracteristiques et
avantages; elle s'appuie sur les dessins annexes, parmi lesquels
- la figure 1 est un schema de montage d'un circuit de protection
d'entree classique destine a un circuit integre et comportant un
transistor MOS forme sur un substrat isolant;
- la figure 2 est un schema de montage d'un circuit de protection
d'entree destine a un circuit integre et comportant un transistor MOS
forme sur un substrat isolant, selon l'invention;
- la figure 3 est une vue en plan d'un transistor NOS permettant
d'expliquer les positions relatives des regions semiconductrices du
transistor MOS et de son electrode de grille selon un mode de
realisation de l'invention;
- la figure 4 est une vue en coupe du transistor MOS prise selon la
ligne 4-4 de la figure 3;;
- la figure 5 est une vue en plan d'un transistor MOS permettant
d'expliquer les positions relatives des regions semiconductrices du
transistor MOS et de son electrode de grille selon un autre mode de
realisation de l'invention; et
- la figure 6 est une vue en coupe du transistor MOS prise suivant la
ligne 6-6 de la figure 5.
Comme on peut le voir sur la figure 2, une extremite d'entree IN2, une
extremite de sortie 02 et un condensateur C2 correspondent
respectivement a l'extremite d'entree IN1, a l'extrd- mite de sortie
01 et au condensateur Cl de la figure 1, si bien que l'on pourra
omettre leur description detaillee. Un transistor MOS T2 est forme sur
un substrat de saphir. La region de canal du transistor MOS T2 est
electriquement connectee a sa region de source S, laquelle, avec
l'electrode de grille, est connectee a la terre. On se reporte
maintenant aux figures 3 et 4, sur lesquelles on peut voir qu'il
existe des regions semi-conductrices d'un transistor MOS a canal n qui
compornat une region de source 11 de type n une
+ region de drain 12 de type n et une region de canal 13 de type p
Ces regions semi-conductrices 11, 12 et 13 sont en contact direct avee
un substrat de saphir 10. Un prolongement 13a de la region de canal 13
de type p, qui est represente sur le cote droit, est en contact avec
la region de source 11 de type n. Une pellicule isolante de grille 14
est formee sur la region de canal 13 de type p (y compris le
prolongement 13a). Une electrode de grille 15 est formee sur la
pellicule isolante de grille 14 (voir figure 4).
Le numero de reference 16 designe une pellicule de SiO2 greater than
et le numero de reference 17 designe une pellicule de SiO2 formee par
deport chimique sous forme vapeur sur les regions semi-conductrices du
transistor MOS A canal n. Une electrode d'aluminium 19 (voir figure 4)
est placee dans un trou de contact 18a et est formee au travers de la
pellicule 17 de SiO2 afin de venir au contact de la + region de source
ll de type n L electrode de grille 19 est aussi electriquement
connectee a l'electrode de grille 15.Pour obtenir + un contact
ohmiqueentre laregion de source11 de type n et l'electrode d'aluminium
19, on effectue un recuit apres le depit de de l'electrode d'aluminium
19 sur la region de source ll de type n afin de former entre elles une
pellicule eutectique 20 contenant de l'aluminium et du silicon, Par
une determination appropriee de la duree et de la temperature du
recuit, on peut faire que la pellicule eutectique 20 atteigne le
prolongement 13a de la region de canal 13 de type p, corme cela
apparat sur la figure 4. Ainsi, la region de source 11 de type n peut
etre electriquement connectee a la region de canal 13 de type
p.Lorsque la region de ewrce source 11 de type n est maintenue
connectee a la terre par l'inter- media ire de 11 electrode
d'aluminium 19, le potentiel de la region de canal 13 du type p peut
entre maintenu constant. Dans le mtme temps, l'electrode de grille 15
est maintenue connectee a la terre.
L'electrode d'aluminium 19, l'electrode de grille 15, la region de de
source ll de type n et la region de canal 13 de type p peuvent etre
sensiblement electriquement connectees entre elles a l'inte- rieur de
la region semi-conductrice du transistor MOS- a canal n
Dans le circuit de protection d'entree presente sur la figure 2,
puisque la region de canal de type p du transistor MOS
T2 est maintenue au potentiel de la terre, aucun courant de fuite
d'entree ne circule lorsqu'une tension de niveau normal est appliquee
b l'estrdsite d'entree IN2.Toutefois, meme lorsqu'une pointe de
tension est appliquee a l'extremite d'entree IN2, celle-ci est regulee
par un circuit de filtrage comportant une resistance protectrice
d'entree R2 et le condensateur C2. En resultat, un signal de tension
possedant un flanc anterieur regularise apparat t l'extremite de
sortie 02, c'est-a-dire que la pointe de tension ne peut pas
apparaitre a l'extremite de sortie 02. Le placage du drain du
transistor MOS T2 permet qu'un courant circule via la resistance
protectrice R2 si une tension d'entree positive superieure a un niveau
predetermine est appliquee a l'extremite d'entree IN2.Lorsqu'une
tension d'entree negative ayant une amplitude superieure a un niveau
negatif predetermine est appliquee a l'extremite d'entree IN2, le
transistor MOS T2 passe dans l'etat conducteur, si bien que le courant
y circule via la resistance protectrice R2. Une tension qui possede un
niveau superieur au niveau predetermine ne peut pas apparattre
l'extremite de sortie C2 en raison de la chute de tension aux bornes
de la resis- tance protectrice R2, ce qui assure la protection
d'entree Lorsqu ### signal de tension d'entree possedant un niveau
predetermine, par exemple une tension de 5 Va est applique a
l'extremite d'entree IN2, le claquage ne se produit pas dans le
transistor MOS T2.Ainsi, un signal d'entree dont le niveau de tension
reste invariable apparait a l1extremite de sortie 02. Puisque la
region de source S est maintenue au potentiel de la terre, les
porteurs produits par l'ionisation par impacts sont absorbes par la
region de source S.
Ainsi, le phenomene de Kink est empoche, et le courant de fuite
d'entree n'augmente pas. Comme decrit ci-dessus, puisque la region de
source, la region de canal et l'electrode de grille peuvent etre
electriquement connectees entre elles a l'interieur de la region
semi-conductrice occupee par le dispositif semi-conducteur, la densite
d'integration du dispositif semi-conducteur peut entre augmentee.
Un dispositif semi-conducteur selon un autre mode de realisation de
l'invention est decrit en relation avec les figures 5 et 6. Les
numeros de reference deja utilises sur les figures 3 et 4 designent,
sur les figures 5 et 6, les memes parties et on omettra d'en faire une
description detaillee Le dispositif semi-conducteur du deuxieme mode
de realisation presente sur les figures 5 et 6 est identique a celui
du premier mode de realisation presente sur les figures 3 et 4, 9
l'exception du fait que la region de canal 13 de type p et la region
desourceil detypen peuvent etre electrique ment connectees sans que la
pellicule eutectique 20 greater than presentee sur la figure 4, qui
est formee entre l'electrode d'aiuminiua 19 et 18 la region de source
Il de type n soit etendue jusqu'au prolonge- ment 13a. Ainsi, comme on
peut le voir sur les figures 5 et 6, une region 22 d'impurete de type
p, possedant le mame type de con ductivite que la region de canal 13
de type p, est formee de facon a venir au contact d'une partie de la
region de source 11 de type n. L'electrode d'aluminium 19 est disposee
au travers d'un trou de contact 18a forme a travers une pellicule 17
de Si02 formee par depit chimique sous forme vapeur de maniere avenir
au contact d'une electrode de grille 15, de la region de source 11 + +
de type n et de la region 22 d'impurete de type p.Dans le dis- positif
semi-conducteur selon le deuxieme mode de rdallsstion, la region de
canal 13 de type p est electriquement connectee a la region de source
11 de type n par 1 intermediaire de la region 22 d'impurete de type p.
Dans ce mode de realisation, on peut former la pellicule eutectique 20
l'interface entre l'electrode d'alu + minium 19 et la region de source
11 de type n et entre 11 electrode d'aluminium 19 et la region 22
d'impurete de type p.Toutefois, il n'est pas necessaire que la
pellicule eutectique 20 soit etendue jusqu'au prolongement 13a de la
region de canal 13 de type p
Dans les modes de realisation ci-dessus definis, des cas out ete
decrits ou l'invention etait appliquee a des transistors MOS a canal
n. L'invention peut egalement entre appliquee a un transistor MOS
canal p et a un transistor CMOS. De plus, dans le deuxieme mode de
realisation presente sur les figures 5 et 6, il est possible de
remplacer toute l'aire de la region de source 11 de type + de type n
par une region d'impurete de type p. Dans ce cas, il est obtenu un
transistor MOS qui possede une region de drain de + type n, une region
de canal de type p et une region de source de type p+.
Bien entendu, l'homme de l'art sera en mesure d'imaginer, partir des
dispositifs dont la description vient d'etre donnee a titre simplement
illustratif et nullement limitatif, diverses variantes et
modifications ne sortant pas du cadre de l'invention,
Claims
_________________________________________________________________
REVENDICATIONS
1. Dispositif semi-conducteur forme sur un substrat isolant,
comprenant une region de source (11), une region de drain (12) et une
region de canal (13) formee entre elles, qui sont chacune en contact
direct avec le substrat isolant (10), et une electrode de grille (15)
formee en regard de la region de canal (13) au travers d'une pellicule
isolante de grille (14), caracterise en ce qu'il comprend un moyen de
connexion permettant de connecter electriquement en commun la region
de canal (13), la region de source (11) et l'electrode de grille (15)
a l'inte- rieur d'une region semi-conductrice qui est occupee par le
dispositif semi-conducteur.
2. Dispositif selon la revendication 1, caractssrise en ce que ledit
moyen de connexion comprend: une electrode metallique (19) qui est en
contact avec l'electrode de grille (15) et la region de source (11)
par 11 intermediaire d'un troude contact (18a) forme au travers d'une
pellicule isolante (17) disposee sur le dispositif semi-conducteur; et
un moyen qui permet qu'une pellicule eutectique (20) contenant le
materiau de ladite electrode metallique (19) et le materiau
semi-conducteur de ladite region de source (11) soit formesa
l'interface de l'electrode metallique (19) et de la region de canal
(13) de facon a s'etendre Jusqu'a un prolongement (13a) de la region
de canal (13), et qui couple electriquement la region de source (11)
et la region de canal (13) par l'intermediaire de ladite pellicule
eutectique (20).
3. Dispositif selon la revendication 1, caracterise en ce que ledit
moyen de connexion comprend: une region d'impurete (22) qui est formee
sur au moins une partie de la region de source (11), qui est en
contact avec la region de canal (13) et qui possede le meme type de
conductivite que la region du canal (13); et une electrode metallique
(19) qui est en contact electrique avec l'electrode. de grille (15),
la region de source (11) et la region d'impurete (22) par
l'intermediaire d'un trou de contact (18) forme au travers d'une
pellicule isolante (17) placee sur le dispositif semi-conducteur.
4. Dispositif selon la revendication 2 ou 3, caracterise en ce que
l'electrode metallique (19) consiste en une elec- trode d'aluminium.
5. Dispositif selon la revendication 3, caracterise en ce que la
concentration en impurete de ladite region d'impurete (22) possedant
le meme type de conductivite que la region de canal (13) est
superieure a la concentration en impurete de ladite region de canal
(13).
? ?
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you know whereabouts in the document they occur. [24][_]
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identitfied items in that section.
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The best thing to do is to experiment by opening the sections and
selecting and unselecting checkboxes.
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in order.
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