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JPH03211739A - Junction type field effect transistor device and manufacture thereof - Google Patents

Junction type field effect transistor device and manufacture thereof

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Publication number
JPH03211739A
JPH03211739A JP796990A JP796990A JPH03211739A JP H03211739 A JPH03211739 A JP H03211739A JP 796990 A JP796990 A JP 796990A JP 796990 A JP796990 A JP 796990A JP H03211739 A JPH03211739 A JP H03211739A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductivity type
single crystal
semiconductor layer
film
epitaxial semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP796990A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toshiaki Miyajima
利明 宮嶋
Mitsuo Matsunami
松浪 光雄
Minoru Yoshioka
稔 吉岡
Toshibumi Yoshikawa
俊文 吉川
Masatake Okada
正剛 岡田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sharp Corp
Original Assignee
Sharp Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sharp Corp filed Critical Sharp Corp
Priority to JP796990A priority Critical patent/JPH03211739A/en
Publication of JPH03211739A publication Critical patent/JPH03211739A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Junction Field-Effect Transistors (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain high transfer coefficient by providing a high concentration first conductivity type epitaxial semiconductor region connected to a second gate electrode on a second conductivity type epitaxial semiconductor layer and high concentration second conductivity type epitaxial semiconductor region connected to source, drain electrodes on a region for surrounding it and at both sides. CONSTITUTION:After an insulating film 2 is formed on a substrate 1, an n-type impurity-doped non-single crystalline silicon film 3, and a surface protective film 4 made of silicon oxide are formed. In this state, a laser beam 5 is emitted to convert the film 3 into a single crystalline silicon film 6. After the film 4 is removed, the film 6 is formed in a desired shape single crystalline silicon film 6'. Then a p-type impurity-doped single crystalline silicon film 7 is epitaxially grown only on the film 6'. On the film 7, an n-type region 8 and a high concentration p-type region 9, 10 are formed by ion implantation and the like. An p-type single crystalline silicon film 7 is partly etched until it arrives at the film 6', and high concentration n-type regions 11, 12 are formed partly on the film 6', n-type region 8.

Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、接合型電界効果トランジスタに関する。さ
らに詳しくはS OI (Semiconductor
 onInsulator)技術を用いん接合型電界効
果トランジスタ(、J−FET)装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (a) Field of Industrial Application This invention relates to a junction field effect transistor. For more information, see S OI (Semiconductor
The present invention relates to a junction field effect transistor (J-FET) device using onInsulator technology.

(ロ)従来の技術 従来、バルク基板に形成した横型のJ−FETは、第7
図に示すように単結晶シリコン基板43の表面にチャネ
ルを構成するP型領域44を有し、この中にソース46
及びドレイン47の高濃度P型領域、高濃度n型領域及
びこれを囲むゲート45のn型領域を有し、ソースII
極50.  ドレイン電極5I、ゲート電極52が絶縁
層49の所定位置をエツチングして形成された開口部で
それぞれソース46、ドレイン47及びゲート45とっ
ζが−ている高j@a′n型項域48に接続され作製さ
れている。ま几、Sol技術を用いた横型のJP E 
Tは、第8図に示すように表面に絶縁層54を育する基
板53上にP型車結晶シリコン膜55が積層され、この
P型車結晶シリコン膜55の中及び上に前述と同様の素
子か形成され絶縁膜56で囲んで作製されている。
(b) Conventional technology Conventionally, horizontal J-FETs formed on bulk substrates
As shown in the figure, a P-type region 44 forming a channel is provided on the surface of a single-crystal silicon substrate 43, and a source 46 is provided in this region.
The source II
Extreme 50. A drain electrode 5I and a gate electrode 52 are formed in openings formed by etching predetermined positions of the insulating layer 49, and the source 46, the drain 47, and the gate 45, respectively, are located in the high j@a'n type region 48 where ζ is -. Connected and fabricated. Horizontal JP E using Sol technology
As shown in FIG. 8, a P-type wheel crystal silicon film 55 is laminated on a substrate 53 on which an insulating layer 54 is grown, and a similar layer as described above is formed in and on this P-type wheel crystal silicon film 55. A device is formed and surrounded by an insulating film 56.

(ハ)発明が解決しようとする課題 上述の従来技術においては、以下に述べる問題点があっ
た。即ち、バルク基板に形成した横型のJ−PETでは
、第7図に示すようにゲート1ii52と基板43を接
続することにより表面側と裏面側にゲートが形成できる
が、側面にも一合ができ接合面積が大きくなってしまう
ため接合容量と接合リークの増大が生じろ。一方、SO
1基板上に形成した横型のJ−FETでは、第8図に示
すようにチャネル領域と基板間の接合はなくせるが、ゲ
ート表面側にしか形成できないた5、高い伝達係数が得
られない。
(c) Problems to be Solved by the Invention The above-mentioned prior art had the following problems. That is, in a horizontal J-PET formed on a bulk substrate, gates can be formed on the front and back sides by connecting the gate 1ii52 and the substrate 43 as shown in FIG. Since the junction area becomes larger, the junction capacitance and junction leakage will increase. On the other hand, S.O.
In a horizontal J-FET formed on one substrate, the junction between the channel region and the substrate can be eliminated, as shown in FIG. 8, but it can only be formed on the gate surface side, and a high transmission coefficient cannot be obtained.

この発明は、上記課題を解決するためになされたもので
るり、その目的は高い伝達係数を有するJ−FE’rを
提供することにある。
This invention was made to solve the above problems, and its purpose is to provide a J-FE'r having a high transmission coefficient.

(ニ)課題を解決するfこめの手段 この発明によれば、下部に絶縁層を有する第1導電型単
結晶半導体層と、この上にエピタキンー積層された幅狭
の第2導電型エピタキシャル半導体層から構成され、上
記第1導電型単結晶半導体層に第Iゲート電極に接続さ
れた高濃度第1導電型半導体領域を有し、上記第2導電
型エピタキシャル半導体層に第2ゲート電極に接続され
た高濃度第1導電型エピタキシャル半導体領域及びこれ
を囲む第1導電型エピタキシャル半導体領域並びにその
両側にそれぞれソース、ドレインの各電極に接続された
高濃度第2導電型エピタキシャル半導体領域を有し、第
1ゲートと第2ゲート電極が接続されてなる接合型電界
効果トランジスタ装置が提供される。
(d) Improving means for solving the problem According to the present invention, there is provided a first conductivity type single crystal semiconductor layer having an insulating layer underneath, and a narrow second conductivity type epitaxial semiconductor layer epitaxially laminated thereon. The first conductivity type single crystal semiconductor layer has a highly concentrated first conductivity type semiconductor region connected to an I gate electrode, and the second conductivity type epitaxial semiconductor layer has a high concentration first conductivity type semiconductor region connected to a second gate electrode. a highly doped epitaxial semiconductor region of a first conductivity type, a first conductivity type epitaxial semiconductor region surrounding the first conductivity type epitaxial semiconductor region, and a highly doped epitaxial semiconductor region of a second conductivity type connected to each of the source and drain electrodes on both sides of the first conductivity type epitaxial semiconductor region; A junction field effect transistor device is provided in which a first gate electrode and a second gate electrode are connected.

この発明の接合型電界効果トランジスタ装置は、第1導
電型単結晶半導体層と、この上にエビタキンー晴唄され
f二第2’Jil電型エビタキノヤル半導体層乃・ら購
成さばlろ4 上記第111電型単結晶半導体層:よ、第1ゲートを形
成士ろためのらのであって、絶縁体の上に、例えばシリ
コン半導体単結晶、化合物半導体(ヒ化ガリウム、リン
化インジウム等)単結晶及びこれらの半導体混品の層を
配置して形成することかできる。この第1導電型単結晶
半導体層は、例えば表面か絶縁性の基板の上に第1導T
4型非単結晶半導体を積層し結晶化処理を行って形成す
ることができるが、第1導電型単結晶半導体基板の中に
酸素あるいは窒素をイオン注入することによって酸化物
あるいは窒化物の絶縁層を形成しこの絶縁層の上に第1
導電型単結晶半導体層を残して形成してもよい。上記表
面が絶縁性の基板は、例えば表面に絶縁膜を有する半導
体基板、絶縁性基板等を用いることができる。表面に絶
縁膜を有する半導体基板は、例えば単結晶シリコン等の
半導体基板の表面に酸化シリコン、窒化シリコン、単結
晶のサファイア、単結晶のマグネシアスピネル、単結晶
のアルカリ土類金属フッ化物等の絶縁膜を形成して作製
することかできろ、、絶縁性基板は、例えば単結晶のサ
ファイア、単結晶のマグネシアスピネル、単結晶のアル
カリ土類金属フッ化物等から作製することができろ。上
記第1導電型非単結品半導体は、第1導電型単結晶半導
体層を形成するためのらのであって、上記基板の上に、
例えばシリコン半導体、ヒ化ガリウム半導体、リン化イ
ンジウム半導体、これらの混合物等の非結晶又は多結晶
を積層して用いることができる。この第1導電型非単結
晶半導体は結晶化処理によって第1導電型単結晶半導体
層に変換することができる。
The junction field effect transistor device of the present invention includes a first conductivity type single crystal semiconductor layer, a first conductivity type single crystal semiconductor layer on which a first conductivity type single crystal semiconductor layer is formed, and a first conductivity type single crystal semiconductor layer. 111 type single crystal semiconductor layer: A layer for forming the first gate, for example silicon semiconductor single crystal, compound semiconductor (gallium arsenide, indium phosphide, etc.) single crystal on the insulator. It can also be formed by arranging and forming layers of these semiconductor mixtures. This first conductive type single crystal semiconductor layer is formed by forming a first conductive type T on the surface or on an insulating substrate, for example.
Although it can be formed by laminating type 4 non-single crystal semiconductors and performing a crystallization process, it is possible to form an oxide or nitride insulating layer by ion-implanting oxygen or nitrogen into the first conductivity type single crystal semiconductor substrate. A first layer is formed on this insulating layer.
The conductive type single crystal semiconductor layer may be left in place. As the substrate whose surface is insulating, for example, a semiconductor substrate having an insulating film on its surface, an insulating substrate, or the like can be used. A semiconductor substrate having an insulating film on its surface is an insulating film such as silicon oxide, silicon nitride, single crystal sapphire, single crystal magnesia spinel, or single crystal alkaline earth metal fluoride on the surface of a semiconductor substrate such as single crystal silicon. The insulating substrate can be manufactured by forming a film, for example, from single crystal sapphire, single crystal magnesia spinel, single crystal alkaline earth metal fluoride, or the like. The first conductivity type non-single crystal semiconductor is for forming a first conductivity type single crystal semiconductor layer, and the first conductivity type non-single crystal semiconductor layer is formed on the substrate.
For example, amorphous or polycrystalline materials such as silicon semiconductors, gallium arsenide semiconductors, indium phosphide semiconductors, and mixtures thereof can be stacked and used. This first conductivity type non-single crystal semiconductor can be converted into a first conductivity type single crystal semiconductor layer by crystallization treatment.

この結晶化処理は、液相又は固相で行うことができろ。This crystallization process can be carried out in liquid phase or solid phase.

液…で行う結晶化処理は、上記第1導電型非単結晶半導
体を、例えばレーザ光、電子ビーム等のエネルギービー
ムを照射することによって溶融しこの後冷却し単結晶化
して行うことができる。
The crystallization treatment performed with a liquid can be performed by melting the first conductivity type non-single crystal semiconductor by irradiating it with an energy beam such as a laser beam or an electron beam, and then cooling it to form a single crystal.

固相で行う結晶化処理は、上記第1導電型非単結晶半導
体を融点未満の温度に加熱して固相成長させ単結晶化し
て行うことができる。この第1導電型単結品半導体層の
模享:よ、通常0.1−1oμmとするのか適している
The crystallization treatment performed in a solid phase can be performed by heating the first conductivity type non-single crystal semiconductor to a temperature below the melting point to cause solid phase growth and single crystallization. For the reproduction of this first conductivity type single semiconductor layer, it is usually suitable to have a thickness of 0.1 to 1 μm.

上記第2導電型エピタキシャル半導体層は、第2ゲート
、チャネル、ソース及びドレインを形成するためのらの
であって、上記第1導電型単結晶半導体層の上に、例え
ば、シリコン半導体、化合物半導体(ヒ化ガリウム、リ
ン化インジウム等)及びこれらの混合半導体等をエビク
キシー積層して形成することができる。また、この第2
導電型エピタキシャル半導体層は、第1導電型単結品半
導体層上に第1ゲート電極形成領域上を除いて幅狭に配
置され、例えば第1導電型単結晶半導体層の主表面上全
体にわたって第2導電型半導体をエピタキシー成長さけ
た後に第1ゲート電極の形成を意図する領域上に配置さ
れた第2導電型エピタキシャル半導体層の部分をエツチ
ングして形成してもよいが、第1導電型単結晶半導体層
上の第1ゲート1itiの形成を意図する領域に予め、
例えば絶縁膜等の被覆層を形成した後第1導電型単結晶
半導体層の表面上に第2導電型半導体をエビクキシー積
層させて形成して乙よい。この第2導電型エピクキンヤ
ル半導体のI[享は、通常0.5〜20μmとするのが
適している。上記第2ゲートは、上記第2導電型エピタ
キノヤル半導体層の所定位置に第1導電型の不純物をド
ーピングして第1導電型エピタキシャル半導体領域を形
成して作製することができろ。また、この第2ゲート(
第1導電型半導体領域)中の所定位置に第[導電型の不
純物を高濃変にドーピングして第1導電型半導体領域に
囲まれた高a変第1導電型半導体領域を形成して第2ゲ
ート電極のコンタクト用領域を作製することができる。
The second conductivity type epitaxial semiconductor layer is for forming a second gate, channel, source, and drain, and is formed on the first conductivity type single crystal semiconductor layer, such as a silicon semiconductor, a compound semiconductor ( (gallium arsenide, indium phosphide, etc.) and mixed semiconductors thereof, etc. can be formed by stacking them in an erectile manner. Also, this second
The conductivity type epitaxial semiconductor layer is narrowly disposed on the first conductivity type single crystal semiconductor layer except over the first gate electrode formation region, and for example, the conductivity type epitaxial semiconductor layer is arranged narrowly over the entire main surface of the first conductivity type single crystal semiconductor layer. The second conductivity type epitaxial semiconductor layer may be formed by etching the portion of the second conductivity type epitaxial semiconductor layer disposed on the region where the first gate electrode is intended to be formed after epitaxial growth of the second conductivity type semiconductor. In advance, in a region on the crystalline semiconductor layer where the first gate 1iti is intended to be formed,
For example, after forming a covering layer such as an insulating film, a second conductive type semiconductor may be formed by stacking the second conductive type semiconductor on the surface of the first conductive type single crystal semiconductor layer. The thickness of this second conductivity type epicyclic semiconductor is usually suitably 0.5 to 20 μm. The second gate may be manufactured by doping a first conductivity type impurity into a predetermined position of the second conductivity type epitaxial semiconductor layer to form a first conductivity type epitaxial semiconductor region. Also, this second gate (
A first conductivity type semiconductor region surrounded by a first conductivity type semiconductor region is formed by doping a first conductivity type impurity at a predetermined position in a first conductivity type semiconductor region. A contact area for two gate electrodes can be created.

上記チャネルは、上記第2導電型エピタキシャル半導体
層の第2ゲート(第1導電型エビタキンヤル半導体層)
と上記第1ゲート(第1導電型単結晶半導体層)との間
に形成することができる。上記ソース及びドレインは、
上記第2導電型エピタキシャル半導体層の第2ゲートの
両側の所定位置にそれぞれ第2導電型の不純物を高a変
にドーピングして高濃度第2導電型エピタキシヤル半導
体領域を形成して作製することができる。
The channel is a second gate of the second conductivity type epitaxial semiconductor layer (first conductivity type epitaxial semiconductor layer).
and the first gate (first conductivity type single crystal semiconductor layer). The above source and drain are
Preparing a second conductivity type epitaxial semiconductor region by doping a second conductivity type impurity to a high a concentration at predetermined positions on both sides of the second gate of the second conductivity type epitaxial semiconductor layer. I can do it.

この発明においては、第1導電型単桔品半導体層と第2
導電型エピタキシャル半導体層を固撓する絶縁膜の所定
位置を開口して第1ゲート、第2ゲート、ソース及びド
レインの各電極を形成し、第1ゲートI!甑と第2ゲー
トII極とを接続して接合型電界効果トランジスタ装置
を作製することができる。この接合型電界効果トランジ
スタ装置は、上記第1ゲート電極と第2ゲート電極とで
ソース・ドレイン間チャネル電流を制御することができ
る。
In this invention, the first conductivity type solid semiconductor layer and the second
A first gate, a second gate, a source, and a drain electrode are formed by opening a predetermined position of the insulating film that rigidly bends the conductive epitaxial semiconductor layer, and forming the first gate I! A junction field effect transistor device can be manufactured by connecting the pot and the second gate II pole. This junction field effect transistor device can control the source-drain channel current using the first gate electrode and the second gate electrode.

(ホ)作用 素子底面にのみ形成される下部ゲートとチャネル間の接
合が不要な接合面積の増大を抑えなからJ−FETの表
面と裏面側にゲートを形成することができ、接合容量と
接合リークを減少させ伝達係数を高める。
(e) Since the junction between the lower gate and the channel, which is formed only on the bottom surface of the active element, suppresses an increase in unnecessary junction area, the gate can be formed on the front and back sides of the J-FET, and the junction capacitance and junction Reduce leakage and increase transmission coefficient.

(へ)実施例 以下この発明の実施例を図面に基づいて説明する。(f) Example Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.

実施例1 第1図に二の発明の一実施例てあろJ−FETの工程図
を示す。第1図(a)に示すように基板1上に絶縁膜2
を形成し乙後、n型不純物をドープした非単結晶シリコ
ン膜3を0,5μm、酸化シリコンからなる表面保護膜
4を0.2μm形成する。
Embodiment 1 FIG. 1 shows a process diagram of a J-FET according to an embodiment of the second invention. As shown in FIG. 1(a), an insulating film 2 is formed on a substrate 1.
After forming, a non-single crystal silicon film 3 doped with an n-type impurity is formed to a thickness of 0.5 μm, and a surface protective film 4 made of silicon oxide is formed to a thickness of 0.2 μm.

この状態で第1図(b)に示すように、レーザビーム5
を照射して溶融再結晶化することにより非単結晶シリコ
ン!I3を単結晶シリコン膜6に変換する。この時、基
板lを種として単結晶化する時は基板lとして単結晶基
板を用いる。また他の種結晶を用いたり、種結晶を用い
ない方法では基板lは単結晶でなくてもよい。表面保護
膜4を除去した後、第1図(c)に示すように単結晶シ
リコン膜6名通常のバターニング工程を用いて所望の形
状の単結晶シリコン[6°とする。次に第1図(d)に
示すように選択エピタキシー技術を用いて単結晶シリコ
ン膜6°上にのみp型不純物をドープした単結晶シリコ
ン膜7をエビタキンー成長させる。
In this state, as shown in FIG. 1(b), the laser beam 5
By irradiating and melting and recrystallizing non-single crystal silicon! I3 is converted into a single crystal silicon film 6. At this time, when performing single crystallization using the substrate 1 as a seed, a single crystal substrate is used as the substrate 1. Further, in a method using another seed crystal or without using a seed crystal, the substrate l does not have to be a single crystal. After removing the surface protective film 4, as shown in FIG. 1(c), six single-crystal silicon films are formed into a desired shape [6°] using a normal patterning process. Next, as shown in FIG. 1(d), a single crystal silicon film 7 doped with a p-type impurity is grown only on 6° of the single crystal silicon film using selective epitaxy.

この単結晶シリコン膜7の主表面に第1図(e)に示す
ようにnyM領域8と高濃度p型領域9.10をイオン
注入等により形成する。さらに第1図(r)に示すよう
にp型車結晶シリコン膜7の一部をn型巣結晶シリコン
膜6°に達するまでエツチングし、表面に露出したn型
車結晶シリコン膜6′の一部とn型領域8の一部に高濃
度n型碩域It、12を形成する。次に第1図(g)に
示すように絶縁@13を形成した後、コンタクト部を開
口しアルミニウム膜を形成、パターニングして、ソース
電極14、ドレイン電極15、下部ゲート電極16、上
部ゲート電極17とする。下部ゲート電極I6と上部ゲ
ート電極17間を接続し、n型車結晶ンリコン膜6°と
n型領域8をそれぞれ下部ゲート、上部ゲートとして接
合型電界効果トランジスタ装置を作製する。
As shown in FIG. 1(e), a nyM region 8 and a heavily doped p-type region 9.10 are formed on the main surface of this single crystal silicon film 7 by ion implantation or the like. Further, as shown in FIG. 1(r), a part of the p-type crystalline silicon film 7 is etched until it reaches 6° of the n-type crystalline silicon film, and a part of the n-type crystalline silicon film 6' exposed on the surface is etched. A highly concentrated n-type region It, 12 is formed in a part of the n-type region 8. Next, as shown in FIG. 1(g), after forming an insulator 13, a contact portion is opened and an aluminum film is formed and patterned to form a source electrode 14, a drain electrode 15, a lower gate electrode 16, and an upper gate electrode. 17. A junction field effect transistor device is manufactured by connecting the lower gate electrode I6 and the upper gate electrode 17, and using the n-type conductor crystal silicon film 6° and the n-type region 8 as the lower gate and the upper gate, respectively.

実施例2 第2図はこの発明の実施例を示す工程図である。Example 2 FIG. 2 is a process diagram showing an embodiment of this invention.

まず、実施例1と同様にして第1図(a)及至(c)に
示すように単結晶シリコン@6°を形成した後、第2図
(a)に示すように単結晶シリコン膜6°の下部ゲート
の形成を意図する領域に絶縁膜i8を形成する3なお第
1図と対応しf二個所には同一番号を用いている。次に
第2図(b)に示すように単結晶ンリコン膜6°の露出
した部分のみに選択エピタキシャル法を用いてp型不純
物をドープした単結晶シリコンH19をエビタキソヤル
成長さ仕る。この単結晶ンリコン膜!9の主表面に第2
図(c)に示すようにn型領域20と高濃度p型領域2
1.22をイオン注入等により形成する。次にn型巣結
晶シリコン膜6°の一部を覆っている絶縁膜18を除去
した後、第2図(d)に示すように表面に露出したn型
巣結晶シリコン膜6°の一部とn型領域20の一部に高
濃度にn型領域2324を形成する。次に第2図(e)
に示すように絶縁@25を形成した後、コンタクト部を
開口しアルミニウム膜を形成、バターニングして、ソー
ス電極26、ドレイン電極27、下部ゲート電極28、
上部ゲート電極29とする。下部ゲート電極28、上部
ゲート電極29間を接続し、n型単結晶ンリコン膜6゛
とn型領域20をそれぞれ下部ゲート、上部ゲートとし
て接合型電界効果トランジスタ装置を作製する。
First, in the same manner as in Example 1, a single crystal silicon film @6° is formed as shown in FIGS. 1(a) to (c), and then a single crystal silicon film @6° is formed as shown in FIG. An insulating film i8 is formed in a region where the lower gate is intended to be formed.3 Note that the same numbers are used for two locations f corresponding to those in FIG. Next, as shown in FIG. 2(b), monocrystalline silicon H19 doped with p-type impurities is grown by epitaxy only on the exposed portion of the monocrystalline silicon film 6° using the selective epitaxial method. This single crystal silicon film! 9 on the main surface
As shown in figure (c), an n-type region 20 and a high concentration p-type region 2
1.22 is formed by ion implantation or the like. Next, after removing the insulating film 18 covering a part of the n-type nested crystalline silicon film 6°, a part of the n-type nested crystalline silicon film 6° exposed on the surface is shown in FIG. 2(d). Then, a heavily doped n-type region 2324 is formed in a part of the n-type region 20 . Next, Figure 2(e)
After forming the insulation@25 as shown in FIG. 2, the contact portion is opened and an aluminum film is formed and patterned to form a source electrode 26, a drain electrode 27, a lower gate electrode 28,
This is referred to as an upper gate electrode 29. A junction field effect transistor device is manufactured by connecting the lower gate electrode 28 and the upper gate electrode 29, and using the n-type single crystal silicon film 6' and the n-type region 20 as the lower gate and upper gate, respectively.

実施例3 第3図はこの発明の他の実施例を示す工程図である。n
型車結晶ンリコン基板30に酸素イオン(あるいは窒素
イオン)31を高濃度にイオン注入し、単結晶シリコン
基板30内部に酸化シリコン膜(あるいは窒化シリコン
膜)32を形成し、表面に単結晶シリコン膜33を残す
。後は実施例1あるいは実施例2と同様にしてJ−FE
Tを形成する。
Example 3 FIG. 3 is a process diagram showing another example of the present invention. n
Oxygen ions (or nitrogen ions) 31 are implanted at a high concentration into the mold wheel crystal silicon substrate 30, a silicon oxide film (or silicon nitride film) 32 is formed inside the single crystal silicon substrate 30, and a single crystal silicon film is formed on the surface. Leaving 33. The rest is the same as in Example 1 or 2, and J-FE is
Form a T.

実施例4 第4図はこの発明の他の実施例を示す工程図である。基
板34上に絶縁膜35と厚さ0.5μmのn型不純物を
ドープした非単結晶シリコン膜36を形成した後、40
0〜900℃で長時間熱処理を行い、固相成長させて単
結晶シリコン膜37とする。ただし、基板34を種とす
る場合は基板34として単結晶基板を用いる。まf二池
の種結晶を用いたり、種結晶を用いない方法で;よ基板
34は単結晶でなくてもよい。後は実施例1の第1図(
c)及至(g)めろいは実施例2の第2図に示すように
してJ−FETを形成する。
Example 4 FIG. 4 is a process diagram showing another example of the present invention. After forming an insulating film 35 and a non-single crystal silicon film 36 doped with an n-type impurity to a thickness of 0.5 μm on a substrate 34,
A heat treatment is performed at 0 to 900° C. for a long time to form a single crystal silicon film 37 through solid phase growth. However, when the substrate 34 is used as a seed, a single crystal substrate is used as the substrate 34. The substrate 34 does not have to be a single crystal, either using a seed crystal or not using a seed crystal. The rest is shown in Figure 1 of Example 1 (
c) to (g) J-FET is formed as shown in FIG. 2 of Example 2.

実施例5 第5図はこの発明の池の実施例を示す工程図である。単
結晶シリコン基板38上に第5図(a)に示すように単
結晶のサファイア膜(あるいはマグネシアスピネル膜あ
るいはアルカリ土類金属弗化物膜)39を0.5μmの
厚さエピタキシャル成長さ仕る。次に第5図(b)に示
すようにn型不純物をドープした単結晶ンリコン膜40
を0.5μmの厚さにエピタキシャル成長させろ。後は
実施例1の第1図(c)及至(g)あるいは実施例2の
第2図に示すようにしてJ−FETを形成する。
Example 5 FIG. 5 is a process diagram showing an example of a pond according to the present invention. As shown in FIG. 5(a), a single crystal sapphire film (or magnesia spinel film or alkaline earth metal fluoride film) 39 is epitaxially grown on a single crystal silicon substrate 38 to a thickness of 0.5 μm. Next, as shown in FIG. 5(b), a single crystal silicon film 40 doped with n-type impurities
Epitaxially grow to a thickness of 0.5 μm. After that, a J-FET is formed as shown in FIGS. 1(c) to 1(g) of Example 1 or FIG. 2 of Example 2.

実施例6 第6図:iこの発明の他の実施例を示す説明図である。Example 6 FIG. 6 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention.

サファイア基板−11上にn型不純物をドープしL単結
品ンリコン嘆42を0.5μmの厚さ形成する。後は実
施例1の第1図(c)及至(g)あるいは実施例2の第
2図に示すようにしてJ−FETを形成する。ただし、
サファイア基板の代わりに単結晶のマグネシアスピネル
あるいはアルカリ土類金属弗化物を基板に用いてもよい
On the sapphire substrate 11, an N-type impurity is doped to form an L single crystal silicon layer 42 with a thickness of 0.5 μm. After that, a J-FET is formed as shown in FIGS. 1(c) to 1(g) of Example 1 or FIG. 2 of Example 2. however,
Instead of the sapphire substrate, single crystal magnesia spinel or alkaline earth metal fluoride may be used as the substrate.

(ト)発明の効果 この発明によれば、接合容量と接合リークが小さく、高
い伝達係数を有する接合型電界効果トランジスタ装置及
びその製造方法を提供することができる。
(G) Effects of the Invention According to the present invention, it is possible to provide a junction field effect transistor device having low junction capacitance and low junction leakage, and a high transmission coefficient, and a method for manufacturing the same.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図〜第6図は、この発明の実施例で作製した接合型
電界効果トランジスタ装置の製造工程説明図、第7図及
至第8図は従来の接合型電界効果トランジスタの説明図
である。 1.34・・・・・・基板、 2.18,25.35・・・・・・絶縁膜、3.36・
・・・・・n型不純物をドープしfコ非単結晶ンリコン
膜、 4・・・・・・表面保護膜、5・・・・・・エネルギー
ビーム、6.6’ 、37,40.42・・・・・・n
型単結晶シリコン膜、7.19・・・・・・p型単結晶
シリコン膜、8.20・・・・・・n型領域、 9.10,21.22・・・・・・高濃度p型鎖域、1
1j2,23.24・・・・・・高濃度n型領域、13
・・・・・・絶縁膜、14.26・・・・・・ソース電
極、15.27・・・・・・ドレイン電極、16.28
・・・・・・下部ゲート電極。 (a) 第 図 麺 す (a) (b) (C) 第 (d) (e)
1 to 6 are explanatory diagrams of the manufacturing process of a junction field effect transistor device manufactured in an embodiment of the present invention, and FIGS. 7 to 8 are explanatory diagrams of a conventional junction field effect transistor. 1.34... Substrate, 2.18, 25.35... Insulating film, 3.36.
...N-type impurity doped f-co non-single crystal silicon film, 4...Surface protection film, 5...Energy beam, 6.6', 37, 40.42・・・・・・n
Type single crystal silicon film, 7.19...p type single crystal silicon film, 8.20...n type region, 9.10, 21.22...high concentration p-type chain region, 1
1j2, 23.24...High concentration n-type region, 13
...Insulating film, 14.26...Source electrode, 15.27...Drain electrode, 16.28
...Lower gate electrode. (a) Diagram noodles (a) (b) (C) Part (d) (e)

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、絶縁物と、該絶縁物上に形成された第1導電型単結
晶半導体層と、この上にエピタキシー積層された幅狭の
第2導電型エピタキシャル半導体層と、これらの半導体
層を囲繞する絶縁層から構成され、上記第1導電型単結
晶半導体層に第1ゲート電極に接続された高濃度第1導
電型半導体領域を有し、上記第2導電型エピタキシャル
半導体層に第2ゲート電極に接続された高濃度第1導電
型エピタキシャル半導体領域及びこれを囲む第1導電型
エピタキシャル半導体領域並びにその両側にそれぞれソ
ース、ドレインの各電極に接続された高濃度第2導電型
エピタキシャル半導体領域を有し、第1ゲートと第2ゲ
ート電極が接続されてなる接合型電界効果トランジスタ
装置。 2、上記第1導電型単結晶半導体層及び第2導電型エピ
タキシャル半導体層が、シリコン単結晶からなる請求項
1の装置。 3、上記絶縁物が、基板上に形成され、酸化シリコン又
は窒化シリコンのいずれかからなる請求項1の装置。 4、上記絶縁物が、単結晶サファイア、単結晶マグネシ
アスピネルあるいは単結晶アルカリ土類金属フッ化物の
いずれかからなる請求項1の装置。 5、下部に絶縁物を有する第1導電型単結晶半導体層上
に第2導電型エピタキシャル半導体層をエピタキシー積
層し、上記第1導電型単結晶半導体層の露出面に高濃度
第1導電型半導体領域を、上記第2導電型エピタキシャ
ル半導体層に第1導電型エピタキシャル半導体領域及び
その中に高濃度第1導電型エピタキシャル半導体領域並
びにこの両側に、高濃度第2導電型エピタキシャル半導
体領域をそれぞれ形成し、表面を絶縁層でカバーした後
上記絶縁層の所定領域をエッチングして第1導電型単結
晶半導体層の高濃度第1導電型半導体領域、第2導電型
エピタキシャル半導体層の高濃度第1導電型エピタキシ
ャル半導体領域及び1対の高濃度第2導電型エピタキシ
ャル半導体領域にそれぞれコンタクト領域を開口し、こ
のコンタクト領域にそれぞれ第1ゲート、第2ゲート、
ソース及びドレインの各電極を形成し、第1ゲート電極
と第2ゲート電極とを接続することを特徴とする接合型
電界効果トランジスタ装置の製造方法。 6、第1導電型単結晶半導体層が、非単結晶半導体膜を
エネルギービーム、ことにレーザ光又は電子ビームを照
射することによって溶融し、液相で結晶成長させて単結
晶半導体膜に変換して作製される請求項5の方法。 7、第1導電型単結晶半導体層が、非単結晶半導体膜を
融点未満の温度に加熱することによって固相で結晶成長
させて単結晶半導体膜に変換して作製される請求項5の
方法。 8、第1導電型単結晶半導体層下部の絶縁物が、シリコ
ン単結晶基板中に酸素あるいは窒素イオンをイオン注入
することによって酸化シリコンあるいは窒化シリコンを
形成して作製される請求項5の方法。 9、第1導電型単結晶半導体層が、単結晶サファイア、
単結晶マグネシアスピネルあるいは単結晶アルカリ土類
金属フッ化物のいずれかからなる絶縁物の基板上に形成
される請求項5の方法。
[Claims] 1. An insulator, a first conductivity type single crystal semiconductor layer formed on the insulator, a narrow second conductivity type epitaxial semiconductor layer epitaxially laminated thereon, and comprising an insulating layer surrounding a semiconductor layer, having a high concentration first conductivity type semiconductor region connected to a first gate electrode in the first conductivity type single crystal semiconductor layer, and the second conductivity type epitaxial semiconductor layer. A highly doped epitaxial semiconductor region of the first conductivity type connected to the second gate electrode, an epitaxial semiconductor region of the first conductivity type surrounding this, and a highly doped second conductivity type epitaxial semiconductor region connected to the source and drain electrodes on both sides of the first conductivity type epitaxial semiconductor region. A junction field effect transistor device having an epitaxial semiconductor region and having a first gate and a second gate electrode connected. 2. The device according to claim 1, wherein the first conductivity type single crystal semiconductor layer and the second conductivity type epitaxial semiconductor layer are made of silicon single crystal. 3. The apparatus of claim 1, wherein said insulator is formed on a substrate and comprises either silicon oxide or silicon nitride. 4. The device of claim 1, wherein said insulator comprises one of single crystal sapphire, single crystal magnesia spinel, or single crystal alkaline earth metal fluoride. 5. A second conductivity type epitaxial semiconductor layer is epitaxially laminated on the first conductivity type single crystal semiconductor layer having an insulator below, and a highly concentrated first conductivity type semiconductor is formed on the exposed surface of the first conductivity type single crystal semiconductor layer. A first conductivity type epitaxial semiconductor region is formed in the second conductivity type epitaxial semiconductor layer, a highly doped first conductivity type epitaxial semiconductor region is formed therein, and a highly doped second conductivity type epitaxial semiconductor region is formed on both sides of the first conductivity type epitaxial semiconductor region. After covering the surface with an insulating layer, a predetermined region of the insulating layer is etched to form a high concentration first conductivity type semiconductor region of the first conductivity type single crystal semiconductor layer and a high concentration first conductivity of the second conductivity type epitaxial semiconductor layer. A contact region is opened in the type epitaxial semiconductor region and a pair of highly doped second conductivity type epitaxial semiconductor regions, and a first gate, a second gate,
A method for manufacturing a junction field effect transistor device, comprising forming source and drain electrodes and connecting a first gate electrode and a second gate electrode. 6. The first conductivity type single crystal semiconductor layer is converted into a single crystal semiconductor film by melting the non-single crystal semiconductor film by irradiating the non-single crystal semiconductor film with an energy beam, particularly a laser beam or an electron beam, and growing crystals in the liquid phase. 6. The method of claim 5, wherein the method is made by: 7. The method according to claim 5, wherein the first conductivity type single crystal semiconductor layer is produced by heating a non-single crystal semiconductor film to a temperature below its melting point to cause crystal growth in a solid phase and converting it into a single crystal semiconductor film. . 8. The method according to claim 5, wherein the insulator under the first conductivity type single crystal semiconductor layer is manufactured by forming silicon oxide or silicon nitride by ion-implanting oxygen or nitrogen ions into the silicon single crystal substrate. 9. The first conductivity type single crystal semiconductor layer is single crystal sapphire,
6. The method of claim 5, wherein the method is formed on an insulating substrate comprising either single crystal magnesia spinel or single crystal alkaline earth metal fluoride.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH05326558A (en) * 1992-05-20 1993-12-10 Nec Yamagata Ltd Junction type field effect transistor

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