TW548686B

CMOS semiconductor device and apparatus using the same

Abstract

A semiconductor device having a CMOS structure, wherein, inmanufacturing a CMOS circuit, an impurity element which imparts p-type conductivity to the active layer of the p-channel typesemiconductor device is added before forming the gate insulating film.Then, by applying thermal oxidation treatment to the actIve layer, theimpurity element is subjected to redistributIon, and the concentration ofthe impurity element in the principal surface of the active layer isminimized. The precise control of threshold voltage is enabled by theimpurity element that is present in a trace quantIty.

TW548686B, drawing sheet 1
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Term

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31 claims: 28 independent, 3 dependent

  1. 1
    一種具有CMOS結構之半導體裝置,該半導體裝置包括:n通道半導體裝置;p通道半導體裝置,與該n通道半導體裝置互補地結合,以形成該CMOS結構,該p通道半導體裝置具有包含通道區之一結晶主動層;及基底,具有絕緣表面,該n通道半導體裝置與該p通道半導體裝置係形成於該絕緣表面上;其中,至少僅該p通道半導體裝置的結晶主動層之通道區會摻雜p型雜質元素;其中該p型雜質元素之濃度分佈係在厚度方向上,於該主動層之內側,朝向形成於該主動層上之熱氧化膜以及該通道區之間的介面處而減少;其中在該介面處之該p型雜質元素係用以控制臨界電壓。
  2. 2
    一種具有CMOS結構的半導體裝置,該半導體裝置包括:n通道半導體裝置,具有包含通道區之主動層;p通道半導體裝置,與該n通道半導體裝置互補地結合以形成該CMOS結構,該p通道半導體裝置具有包含通道區之一結晶主動層;及基底,具有絕緣表面,該n通道半導體裝置與該p通道半導體裝置係形成於該絕緣表面上;其中,至少該p通道半導體裝置的結晶主動層之通道區會摻雜p型雜質元素;其中該n通道半導體裝置之主動層的至少邊緣部份摻雜p型雜質元素;其中,該雜質元素的濃度分佈於深度上會朝著該主動層的主表面極近處中的該主動層之主表面連續減少;及其中該主動層的主表面極近處中的該雜質元素係用以控制臨界電壓。
  3. 3
    如申請專利範圍第2項之半導體裝置,其中該p型雜質元素不合摻雜至該p通道半導體裝置的至少通道區之邊緣部份。
  4. 4
    如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中藉由使該半導體裝置的主動層接受熱氧化處理而取得之該熱氧化物膜係作為閘絕緣膜;及其中該熱氧化物膜中的該p型雜質元素濃度係在1×10 17 至1×10 20 ∕cm 3 。
  5. 5
    如申請專利範圍第2項之半導體裝置,其中藉由使該半導體裝置的主動層接受熱氧化處理而取得之該熱氧化物膜係作為閘絕緣膜;及其中該熱氧化物膜中的該p型雜質元素濃度係在1×10 17 至1×10 20 ∕cm 3 。
  6. 6
    如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中p型通道半導體裝置以及n型通道半導體裝置之該主動層的厚度係100至1000。
  7. 7
    如申請專利範圍第2項之半導體裝置,其中該p型通道半導體裝置以及n型通道半導體裝置之該主動層的厚度係100至1000。
  8. 8
    如申請專利範圍第1項之半導體裝置,其中該n通道半導體裝置的臨界電壓係0.1至0.5V;其中該p通道半導體裝置的臨界電壓係-0.5至0.1V;及其中該n通道半導體裝置及該p通道半導體裝置的窗寬度係壓0.2至1V內。
  9. 9
    如申請專利範圍第2項之半導體裝置,其中該n通道半導體裝置的臨界電壓係0.1至0.5V;其中該p通道半導體裝置的臨界電壓係-0.5至0.1V;及其中該n通道半導體裝置及該p通道半導體裝置的窗寬度係壓0.2至1V內。
  10. 10
    一種半導體裝置,包含一基底;一形成於該基底上之底部膜;一移位暫存器電路,包含多數個經過定時序之反向器電路以及多數個該反向器電路而位於該基底之上,每個該經定時序之反向器電路以及該反向電路包含至少一n型通道薄膜電晶體,而一般展示OFF特性,以及至少一P型通道薄膜電晶體,而一般展示OFF特性;該n型通道薄膜電晶體包含一第一結晶半導體膜,包具有厚度為100至1000A之矽;該p型通道薄膜電晶體包含一第二結晶半導體膜,包具有厚度為100至1000A之矽;其中該第一結晶半導體膜之至少一緣部係包含導入濃度為1x10 16 至1x10 19 ∕cm 3 之硼,以及該第二結晶半導體膜之至少一通道區係包含導入濃度為1x10 16 至1x10 19 ∕cm 3 之硼,以及其中該移位暫存器之S值為85mV∕dec或更低。
  11. 11
    如申請專利範圍第10項之半導體裝置,其中該S值係為75mV∕dec或更低。
  12. 12
    如申請專利範圍第10項之半導體裝置,其中該基底係選自玻璃基底,石英基底以及矽基底。
  13. 13
    如申請專利範圍第10項之半導體裝置,其中該n通道薄膜電晶體以及該p通道薄膜電晶體之間的電壓差係在0.2至1V之範圍內。
  14. 14
    如申請專利範圍第10項之半導體裝置,其中該經定時脈之反向器電路中之一個係包含兩個n通道薄膜電晶體以及兩個p通道薄膜電晶體而相互串聯。
  15. 15
    如申請專利範圍第10項之半導體裝置,其中該半導體裝置係為一液晶顯示裝置。
  16. 16
    如申請專利範圍第10項之半導體裝置,其中該半導體裝置係為一電發光顯示裝置。
  17. 17
    一種電視照相機,包含如申請專利範圍第1項之該半導體裝置。
  18. 18
    一種電視照相機,包含如申請專利範圍第2項之該半導體裝置。
  19. 19
    一種電視照相機,包含如申請專利範圍第10項之該半導體裝置。
  20. 20
    一種個人電腦,包含如申請專利範圍第1項之半導體裝置。
  21. 21
    一種個人電腦,包含如申請專利範圍第2項之半導體裝置。
  22. 22
    一種個人電腦,包含如申請專利範圍第10項之半導體裝置。
  23. 23
    一種電視投影系統,包含如申請專利範圍第1項之半導體裝置。
  24. 24
    一種電視投影系統,包含如申請專利範圍第2項之半導體裝置。
  25. 25
    一種電視投影系統,包含如申請專利範圍第10項之半導體裝置。
  26. 26
    一種視頻照相機,包含如申請專利範圍第1項之半導體裝置。
  27. 27
    一種視頻照相機,包含如申請專利範圍第2項之半導體裝置。
  28. 28
    一種視頻照相機,包含如申請專利範圍第10項之半導體裝置。
  29. 29
    一種汽車導航系統,包含如申請專利範圍第1項之半導體裝置。
  30. 30
    一種汽車導航系統,包含如申請專利範圍第2項之半導體裝置。
  31. 31
    一種汽車導航系統,包含如申請專利範圍第10項之半導體裝置。
Independent claims31