JP2005012018A

Threshold control device and its operation method

Abstract

Problem to be solved.To provide a threshold control device capable of improving dielectric strength and latch-up resistance of a MISFET and facilitating high integration.

Solution.The source and the substrate potential are made the same, a carrier adjusting conducting layer 103 is provided between the semiconductor substrate 101 and the P well 102, and holes are formed between the carrier adjusting conductive layer 103 and the P well 102. A carrier adjusting insulating layer 104 for injecting or sucking is provided between the carrier adjusting conductive layer 103 and the P well 102. An insulation separation layer 105 is provided between the carrier adjusting conductive layer 103 and the semiconductor substrate 101. [Selection diagram] Fig. 1

JP2005012018A, drawing sheet 1
Sheet 1 of 12

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10 claims: 1 independent, 9 dependent

  1. 1
    半導体基板上の絶縁ゲート電界効果トランジスタ(MISFET)の閾値を調整する閾値制御装置であって、前記MISFETのソース電極と、前記MISFETの形成された前記半導体基板とを同電位とし、前記半導体基板へのキャリア注入あるいは前記半導体基板からのキャリア吸引によって前記MISFETの導通状態にその閾値を減少させ前記MISFETの非導通状態にその閾値を増大させるキャリア注入/吸引手段を備える閾値制御装置。
  2. 2
    請求項1記載の閾値制御装置であって、前記MISFETが前記半導体基板上に形成したウェル層に設けられていることを特徴とする閾値制御装置。
  3. 3
    請求項1又は2記載の閾値制御装置であって、前記キャリア注入/吸引手段は、前記半導体基板表面あるいは前記ウェル層表面に積層したキャリア導電層/キャリア絶縁層の構造を含んで成ることを特徴とする閾値制御装置。
  4. 4
    請求項2記載の閾値制御装置であって、前記キャリア注入/吸引手段は、前記ウェル層の底部の少なくとも一部あるいは側部の少なくとも一部に設けられたキャリア導電層/キャリア絶縁層の積層構造を含んで成ることを特徴とする閾値制御装置。
  5. 5
    請求項4記載の閾値制御装置であって、前記半導体基板、絶縁分離層、キャリア導電層、キャリア絶縁層、ウェル層の順に積層した構造になっていることを特徴とする閾値制御装置。
  6. 6
    請求項3乃至5のいずれか1項記載の閾値制御装置であって、前記半導体基板の不純物濃度が前記キャリア絶縁層との界面領域で高く、あるいは、前記ウェル層の不純物濃度が前記キャリア絶縁層との界面領域で高くなっていることを特徴とする閾値制御装置。
  7. 7
    請求項1乃至6のいずれか1項記載の閾値制御装置であって、前記MISFETがNチャネル型MISFETであり、前記キャリア導電層がP + 型多結晶シリコンを含んで成り、前記キャリア絶縁層が窒化シリコンあるいは酸窒化シリコンを含んで成ることを特徴とする閾値制御装置。
  8. 8
    請求項1乃至6のいずれか1項記載の閾値制御装置であって、前記MISFETがPチャネル型MISFETであり、前記キャリア導電層がN + 型多結晶シリコンを含んで成り、前記キャリア絶縁層が酸化シリコンを含んで成ることを特徴とする閾値制御装置。
  9. 9
    請求項7に記載の閾値制御装置の動作方法であって、前記Nチャネル型MISFETが導通状態では、前記半導体基板あるいは前記ウェル層よりも高い電圧を前記キャリア導電層に印加し、前記キャリア絶縁層を通して、前記キャリア導電層から前記半導体基板あるいは前記ウェル層に正孔を注入し、前記Nチャネル型MISFETが非導通状態では、前記半導体基板あるいは前記ウェル層よりも低い電圧を前記キャリア導電層に印加し、前記キャリア絶縁層を通して、前記半導体基板あるいは前記ウェル層から前記キャリア導電層に正孔を吸引することを特徴とする閾値制御装置の動作方法。
  10. 10
    請求項8に記載の閾値制御装置の動作方法であって、前記Pチャネル型MISFETが導通状態では、前記半導体基板あるいは前記ウェル層よりも低い電圧を前記キャリア導電層に印加し、前記キャリア絶縁層を通して、前記キャリア導電層から前記半導体基板あるいは前記ウェル層に電子を注入し、前記Pチャネル型MISFETが非導通状態では、前記半導体基板あるいは前記ウェル層よりも高い電圧を前記キャリア導電層に印加し、前記キャリア絶縁層を通して、前記半導体基板あるいは前記ウェル層から前記キャリア導電層に電子を吸引することを特徴とする閾値制御装置の動作方法。
Independent claims10