(57)【要約】【課題】  ＭＯＳトランジスタとコンデンサとからなる電荷転送要素を直列に多段接続した構成のＢＢＤにおいて、コンデンサの電極層をシリコン基板中に設けた拡散領域で構成すると、特殊な事前工程が必要となり、また、シリコン基板との接触面に不要な接合容量を生じてしまう。【解決手段】  コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の一方の電極層５の上部に第２シリコン酸化膜６を介して他方の電極層７を設け、ＭＯＳトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のドレイン領域２ｂと次の段のソース領域２ａを他方の電極層７に線７ａ、７ｂで結線するとともに、前記ドレイン領域２ｂと次の段のソース領域２ａの間の領域に拡散領域２を設けない構成とする。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ＭＯＳトランジスタとコンデンサとからなる電荷転送要素を直列に多段接続し、
前記ＭＯＳトランジスタは、シリコン基板の所定位置に、前記シリコン基板とは逆の導電型の不純物をセルフアライメント方式で拡散してソース領域とドレイン領域を設け、前記シリコン基板の上部全体にシリコン酸化膜を設け、かつ、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の領域の上部に前記シリコン酸化膜を介してゲート電極を設けた構成とし、
前記コンデンサは、前記ドレイン領域と次の段のソース領域の間の領域の上部に前記シリコン酸化膜を介して一方の電極層を設けた構成としたバケットブリゲードデバイスにおいて、
前記一方の電極層の上部に第２シリコン酸化膜を介して前記コンデンサの他方の電極層を設け、前記ドレイン領域と次の段のソース領域を、前記一方の電極層又は前記他方の電極層の何れか一方にそれぞれ結線するとともに、前記ドレイン領域と次の段のソース領域の間の領域に、不純物を拡散した拡散領域を設けないことを特徴とするバケットブリゲードデバイス。
【請求項２】
前記コンデンサの２つの電極層が、共に金属であることを特徴とする請求項１記載のバケットブリゲードデバイス。
【請求項３】
前記コンデンサの２つの電極層が、ポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかであることを特徴とする請求項１記載のバケットブリゲードデバイス。
【請求項４】
前記コンデンサの２つの電極層の内、何れか一方が金属で、他の一方がポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかであることを特徴とする請求項１記載のバケットブリゲードデバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、音声信号や映像信号を遅延させるための素子として、オーディオ機器、ビデオ機器などに利用されるバケットブリゲードデバイス（Bucket Brigade Device ：以下「ＢＢＤ」という。）に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体の基板上に、ＭＯＳトランジスタとコンデンサとからなる電荷転送要素を直列に多段接続した構造のＢＢＤは、入力信号に対応した電荷量をバケツリレー式に順次転送することができる。
【０００３】
従って、ある入力信号に対して一定時間遅延された信号を忠実に出力可能で、しかもその遅延時間を任意に変化させることができるので、ＢＢＤは、アナログ信号遅延素子として、例えば、再生速度可変式のテープレコーダや、電子楽器におけるコーラス効果あるいはビブラート効果などに利用されている。
【０００４】
図３は、従来のＢＢＤの基本構造を示す断面模型図である。図３において、１１は、Ｐ型のシリコン基板であり、その上部の所定位置には、拡散処理によって不純物を拡散させたＮ型の拡散領域１２が設けられている。拡散領域１２には、ＭＯＳトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のソース領域１２ａとして機能する部分と、そのドレイン領域１２ｂとして機能する部分とがある。
【０００５】
シリコン基板１１の上部全体には、シリコン酸化膜１３が設けられている。また、ソース領域１２ａとドレイン領域１２ｂの間の拡散領域１２が存在しない部分の上部には、シリコン酸化膜１３を介して、ＭＯＳトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のゲート電極１４が設けられている。なお、１６は、クロックパルスをゲート電極１４へ印加するための端子を示している。
【０００６】
図３に示すように、ドレイン領域１２ｂと次の段のソース領域１２ａの間の１２ｃで示す領域の上部には、シリコン酸化膜１３を介して、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の一方の電極層１５が設けられている。また、その１２ｃの領域は、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の他方の電極層として機能している。なお、一方の電極層１５は、線１５ａにより、ゲート電極１４と端子１６を接続する線と結線されている。
【０００７】
図４は、図３のＢＢＤを等価回路として表した図である。図４の回路におけるトランジスタ１７ａ、１７ｂは、図３の断面模型図におけるＰ型のシリコン基板１１、ソース領域１２ａ、ドレイン領域１２ｂ、シリコン酸化膜１３、並びにゲート電極１４によって構成されるトランジスタＴＲ１、ＴＲ２に対応するものである。また、図４におけるコンデンサ１８ａ、１８ｂは、図３における一方の電極層１５、シリコン酸化膜１３、並びに他方の電極層１２ｃにより構成されるコンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２に対応するものである。なお、ＣＬ１、ＣＬ２は、クロックパルスを印加するための端子を示している。
【０００８】
図３〜図４に示すような従来のＢＢＤは、例えば下記特許文献において公知となっている。下記特許文献によれば、図３において、シリコン基板１１中に拡散領域１２を設ける方法として、光耐食膜法や拡散法が利用されていることが記載されている。
【特許文献１】特公昭４７−２７５７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記した従来のＢＢＤは、以下のような問題点が解決されていないものであった
（問題点１）
図３において、Ｐ型のシリコン基板１１に、拡散法などの公知の方法を利用してシリコン基板１１とは逆の導電型の不純物をセルフアライメント方式で拡散し、Ｎ型の拡散領域１２を設ける場合、不純物がシリコン基板１１中に拡散されるのは、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の一方の電極層１５や、ＭＯＳトランジスタのゲート電極１４を除いた部分に限られる。従って、従来のＢＢＤは、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の他方の電極層１２ｃの位置に拡散層１２を設けるために、特殊な事前工程を設ける必要があった。
【００１０】
その事前工程の一例を、図５〜図６を参照して説明する。拡散法で拡散領域１２を形成する場合は、先ず、図５（ａ）に示すように、シリコン基板１１の表面全域にシリコン酸化膜１３を形成し、そのシリコン酸化膜１３の上に、例えばポリシリコン層１９を形成する。
【００１１】
次に、図５（ｂ）に示すように、シリコン基板１１上に設けたシリコン酸化膜１３とポリシリコン層１９の一部を除去する。その後、シリコン基板１１とは逆の導電型の不純物を拡散するが、その際、シリコン酸化膜１３とポリシリコン層１９の残存する部分の直下には不純物は拡散されない。このような拡散処理を行うことにより、図５（ｃ）に示すように、シリコン基板１１中に、これと逆の導電型のソース領域１２ａとドレイン領域１２ｂが作り込まれ、ＭＯＳトランジスタが形成される。なお、ポリシリコン層１９は、図３におけるゲート電極１４に相当するものである。また、２０は、不純物の拡散工程で形成されたシリコン酸化膜を示している。
【００１２】
ところが、図３において、ある段のドレイン領域１２ｂと次の段のソース領域１２ａの間に、コンデンサの他方の電極層１２ｃとなる拡散領域１２を形成する場合には、図５の工程では不可能で、図６に示すような特殊な工程が必要となる。図６（ａ）では、後にコンデンサの他方の電極層１２ｃとなる部分に、シリコン基板１１とは逆の導電型の接続用拡散領域２１をあらかじめ形成し、その後、シリコン酸化膜１３とポリシリコン層１９を順次形成する。
【００１３】
次に、図６（ｂ）に示すように、シリコン基板１１上に設けたシリコン酸化膜１３とポリシリコン層１９の一部を除去する。この後、シリコン基板１１とは逆の導電型の不純物を拡散するが、この拡散処理によって形成されたドレイン領域１２ｂと次の段のソース領域１２ａは、図６（ｃ）に示すように、あらかじめシリコン基板１１中に形成しておいた接続用拡散領域２１と接続される。なお、ポリシリコン層１９は、図３における一方の電極層１５に、接続用拡散領域２１は、図３における他方の電極層１２ｃに相当するものである。このように、従来のＢＢＤは、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の他方の電極層１２ｃの位置に拡散層１２を設けるために、例えば図６に示すような特殊な工程を設ける必要があった。
【００１４】
（問題点２）
図７は、従来のＢＢＤの第２の問題点を説明する図である。図７は、図４と同様にＢＢＤの等価回路を表した図で、１７ａ〜１７ｄは、ＭＯＳトランジスタを、１８ａ〜１８ｄは、コンデンサを表している。
【００１５】
いま、図３に示す従来のＢＢＤのように、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の他方の電極１２ｃを、シリコン基板１１中に設けた拡散領域１２で構成する場合を考えると、この他方の電極１２ｃとシリコン基板１１の接触面には、図７に示すように、ＢＢＤにとって不要な、接合容量２２ａ〜２２ｄを生じてしまうという問題があった。この接合容量２２ａ〜２２ｄは、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の蓄積コンデンサ容量からすると小さいものではあるが、ＢＢＤの転送効率を低下させる一つの要因となっていた。
【００１６】
本発明は、上記した従来の問題点に鑑みてなされたものであり、シリコン基板中にコンデンサの電極層を作り込むために、特殊な工程を設ける必要がなく、かつ、コンデンサの電極層とシリコン基板との接触面に、ＢＢＤにとって不要な接合容量を生じさせることもないバケットブリゲードデバイスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
本発明のＢＢＤは、
ＭＯＳトランジスタとコンデンサとからなる電荷転送要素を直列に多段接続し、
前記ＭＯＳトランジスタは、シリコン基板の所定位置に、前記シリコン基板とは逆の導電型の不純物をセルフアライメント方式で拡散してソース領域とドレイン領域を設け、前記シリコン基板の上部全体にシリコン酸化膜を設け、かつ、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の領域の上部に前記シリコン酸化膜を介してゲート電極を設けた構成とし、
前記コンデンサは、前記ドレイン領域と次の段のソース領域の間の領域の上部に前記シリコン酸化膜を介して一方の電極層を設けた構成としたバケットブリゲードデバイスにおいて、
前記一方の電極層の上部に第２シリコン酸化膜を介して前記コンデンサの他方の電極層を設け、前記ドレイン領域と次の段のソース領域を、前記一方の電極層又は前記他方の電極層の何れか一方にそれぞれ結線するとともに、前記ドレイン領域と次の段のソース領域の間の領域に、不純物を拡散した拡散領域を設けない点を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、シリコン基板中にコンデンサの電極層を生成しないから、図６に示すような、接続用拡散領域をあらかじめ設ける工程は不要となり、製造コストを低減することができる。また、本発明によれば、コンデンサの電極層とシリコン基板が接触しないから、転送効率低下の原因となる接合容量を生じることもないという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明のＢＢＤは、
ＭＯＳトランジスタとコンデンサとからなる電荷転送要素を直列に多段接続し、
前記ＭＯＳトランジスタは、シリコン基板の所定位置に、前記シリコン基板とは逆の導電型の不純物をセルフアライメント方式で拡散してソース領域とドレイン領域を設け、前記シリコン基板の上部全体にシリコン酸化膜を設け、かつ、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の領域の上部に前記シリコン酸化膜を介してゲート電極を設けた構成とし、
前記コンデンサは、前記ドレイン領域と次の段のソース領域の間の領域の上部に前記シリコン酸化膜を介して一方の電極層を設けた構成としたバケットブリゲードデバイスにおいて、
前記一方の電極層の上部に第２シリコン酸化膜を介して前記コンデンサの他方の電極層を設け、前記ドレイン領域と次の段のソース領域を、前記一方の電極層又は前記他方の電極層の何れか一方にそれぞれ結線するとともに、前記ドレイン領域と次の段のソース領域の間の領域に、不純物を拡散した拡散領域を設けないものである。
【００２０】
前記本発明において、コンデンサの２つの電極層の材質は、アルミニウム、タングステン、モリブデン、ポリシリコン、高融点金属シリサイド（シリコンと、タングステン又はモリブデン等の高融点金属との化合物）などを適宜選択して用いることができる。この場合、本発明では、２つの電極層を共に金属とする構成、ポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかとする構成、２つの電極層の内、何れか一方を金属とし、他方をポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかとする構成の、何れを採用しても良い。
【００２１】
但し、アルミニウムは、融点が拡散温度以下となるため、拡散処理を行う場合の電極層は、タングステン、モリブデン等の高融点金属を用いるか、あるいは、ポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかを用いる方がより望ましい。
【実施例】
【００２２】
以下、本発明を図１〜図２に示す実施例に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明のＢＢＤの第１実施例の構成を説明する断面模式図、図２は、本発明のＢＢＤの第２実施例の構成を説明する断面模式図である。
【００２３】
図１において、１は、Ｐ型のシリコン基板であり、その上部には、拡散処理によって不純物を拡散させたＮ型の拡散領域２が所定の間隔を空けて設けられている。拡散領域２には、ＭＯＳトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のソース領域２ａとして機能する部分と、そのドレイン領域２ｂとして機能する部分とがある。
【００２４】
シリコン基板１の上部全体はシリコン酸化膜３で覆われており、ソース領域２ａとドレイン領域２ｂの間には、シリコン酸化膜３を介して、ＭＯＳトランジスタＴＲ１、ＴＲ２のゲート電極４が設けられている。このようにして、シリコン基板１、ソース領域２ａ、ドレイン領域２ｂ、シリコン酸化膜３、ゲート電極４により、トランジスタＴＲ１、ＴＲ２が構成されている。なお、本実施例では、ゲート電極４には、ポリシリコンを用いている。また、８は、クロックパルスをゲート電極４へ印加する端子である。
【００２５】
ドレイン領域２ｂと、次の段のソース領域２ａの間の領域の上部には、シリコン酸化膜３を介して、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の一方の電極層５が設けられている。また、この一方の電極層５の上部には、本発明の特徴的な構成部分である第２シリコン酸化膜６を介してコンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の他方の電極層７が設けられている。本実施例では、一方の電極層５、第２シリコン酸化膜６、他方の電極層７により、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２が構成されている。なお、一方の電極層５と他方の電極層７の材質は、共にポリシリコンを用いている。
【００２６】
本発明のＢＢＤは、図１により明らかなように、トランジスタＣＡＰ１、ＣＡＰ２の２つの電極層５、７が、何れもシリコン基板１よりも上方に設けられており、ドレイン領域２ｂと次の段のソース領域２ａの間の領域に、拡散領域２が存在しない点を最も主要な特徴とする。
【００２７】
このように構成することにより、本発明のＢＢＤでは、図６に示すような、シリコン基板１中にトランジスタＣＡＰ１、ＣＡＰ２の電極層を作り込むための特殊な工程を設ける必要がないので、製造コストを低減することができる。
【００２８】
すなわち、本発明のＢＢＤを製造する場合は、先ず、シリコン基板１の表面全域にシリコン酸化膜３を形成し、このシリコン酸化膜３の上に、ポリシリコン層を形成する。このポリシリコン層は、ゲート電極４と一方の電極層５を構成するものである。そして、ゲート電極４と一方の電極層５の部分を残してシリコン酸化膜３とポリシリコン層を除去してから、シリコン基板１と逆の導電型の不純物を拡散することにより、図１に示すように、シリコン基板１中には、これと逆の導電型のソース領域２ａとドレイン領域２ｂが作り込まれ、ＭＯＳトランジスタがＴＲ１、ＴＲ２が形成される。
【００２９】
また、本発明では、上記の状態から、表面全域に第２シリコン酸化膜６を形成し、さらに、その第２シリコン酸化膜６の上に、ポリシリコン層を形成する。このポリシリコン層は、他方の電極層７となるものである。このようにして、一方の電極層５、第２シリコン酸化膜６、他方の電極層７により、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２が形成される。なお、ポリシリコン層は、図１に示すように、必要に応じて、電極層７の部分を残して他の部分は第２シリコン酸化膜６と共に除去しても良い。
【００３０】
最後に、第１実施例では、ドレイン領域２ｂと次の段のソース領域２ａを、図１に示すように、線７ａ及び７ｂで他方の電極層７と結線する。また、一方の電極層５は、線５ａでゲート電極４と結線される。
【００３１】
以上の工程により製造する本発明のＢＢＤは、シリコン基板１中に、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の電極層を生成しないから、図６に示すような特殊な工程を不要とすることができる。
【００３２】
また、本発明のＢＢＤは、シリコン基板１と、コンデンサＣＡＰ１、ＣＡＰ２の電極層５、７が接触しないため、図７に示すような、ＢＢＤにとって不要な接合容量を生じさせることがない。従って、本発明のＢＢＤは、不要な接合容量を生じて転送効率を低下させることもない。
【００３３】
なお、第１実施例では、ドレイン領域２ｂと次の段のソース領域２ａを、第２シリコン酸化膜６の上部に設けた他方の電極層７に結線する構成を開示したが、ドレイン領域２ｂと次の段のソース領域２ａは、図２に示す第２実施例のように、線５ａ、５ｂを用いて、第２シリコン酸化膜６の下部に設けた一方の電極層５の方に結線しても良い。第２実施例のように構成した場合でも、拡散領域２を設けるための特殊工程が不要で、かつ、転送効率低下の原因となる接合容量を生じないという、第１実施例と同様の作用・効果が得られる。なお、この場合、他方の電極層７は、線７ａで、ゲート電極４と結線される。
【００３４】
また、図１の第１実施例では、電極層５、７に共にポリシリコンを用いる場合の例を開示したが、電極層５、７は、共に金属であっても良いし、共に高融点金属シリサイドであっても良い。また、電極層５、７の何れか一方が金属で、他の一方がポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかであっても良い。このように、電極層５、７の材質は、本発明において特に限定されるものではないが、ソース領域２ａ及びドレイン領域２ｂを拡散法で作り込む場合は、融点を拡散温度以上とする必要があるため、拡散処理を行う電極層５は、タングステン、モリブデン等の高融点金属を用いるか、あるいは、ポリシリコン又は高融点金属シリサイドの何れかを用いる方がより望ましい。
【産業上の利用可能性】
【００３５】
本発明のＢＢＤは、音声信号や映像信号を遅延させるための素子として、例えばオーディオ機器、ビデオ機器などに利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明のＢＢＤの第１実施例の構成を説明する断面模式図である。
【図２】本発明のＢＢＤの第２実施例の構成を説明する断面模式図である。
【図３】従来のＢＢＤの構成を説明する断面模式図である。
【図４】ＢＢＤの基本構成を等価回路として表した図である。
【図５】拡散法により拡散領域を設ける工程を説明する図である。
【図６】接続用拡散領域を設ける工程を説明する図である。
【図７】接合容量の発生を説明する回路図である。
【符号の説明】
【００３７】
１    シリコン基板
２    拡散領域
２ａ  ソース領域
２ｂ  ドレイン領域
３    シリコン酸化膜
４    ゲート電極
５    一方の電極層
６    第２シリコン酸化膜
７    他方の電極層
ＴＲ１、ＴＲ２  ＭＯＳトランジスタ
ＣＡＰ１、ＣＡＰ２  コンデンサ
【図１】
2006059922.tif 000003
【図２】
2006059922.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006059922.tif 000007
【図６】
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【図７】
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