JPH0682755B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0682755B2
JPH0682755B2 JP1156166A JP15616689A JPH0682755B2 JP H0682755 B2 JPH0682755 B2 JP H0682755B2 JP 1156166 A JP1156166 A JP 1156166A JP 15616689 A JP15616689 A JP 15616689A JP H0682755 B2 JPH0682755 B2 JP H0682755B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [概 要] 複数の不純物ウエル領域及び素子形成領域は、不純物ウ
エル領域よりも深く、且つ絶縁膜を埋め込んで形成され
たトレンチによりセルフアラインに画定され、前記不純
物ウエル領域は前記トレンチの側面部及び底部に形成さ
れた反対導電型の不純物領域により接続されている構造
に形成されているため、素子分離領域がバーズビークの
存在しない構造に形成できることによる素子領域の微細
化、ゲート酸化膜耐圧の改善及びキャリア寿命の改善
を、不純物ウエル領域がセルフアラインに形成できるこ
とによる不純物ウエル領域及び境界領域の微細化を、不
純物ウエル領域の絶縁膜分離によるラッチアップの改善
を、不純物ウエル領域間接続用の不純物領域をセルフア
ライン形成できることによる不純物ウエル領域の微細で
容易な接続を、ソースドレイン領域とチャネルストッパ
ー領域を分離できることによる接合容量の低減化及び接
合耐圧の改善を実現した半導体集積回路の形成を可能と
した半導体装置。
[産業上の利用分野] 本発明はMIS型半導体装置に係り、特に微細な不純物ウ
エルコンタクト領域を含む微細な不純物ウエル領域の画
定及び微細な素子分離領域の形成に関する。
LSI、超LSI等、高集積化されるMIS型半導体装置におい
ては、半導体素子の微細化に伴って素子分離領域が占め
る面積の比率が増大しつつあること、不純物ウエル領域
の形成がセルフアラインでないこと、不純物ウエル領域
への接続をおこなう不純物ウエルコンタクト領域が微細
でないこと等が高集積化への妨げになるという問題が顕
著になってきている。そこで微細な不純物ウエルコンタ
クト領域を含む不純物ウエル領域のセルフアライン化に
よる微細化及び素子分離領域の微細化を改善した比較的
簡略プロセスにより実現できる手段が要望されている。
[従来の技術] 第4図は従来の半導体装置の模式側断面図で、51はp−
−型シリコン(Si)基板、52はn−型不純物ウエル領
域、53はp−型不純物ウエル領域、54はn型チャネルス
トッパー領域、55はp型チャネルストッパー領域、56は
フィールド酸化膜、57はn+型ソースドレイン領域、58
はp+型ソースドレイン領域、59はp+型ウエルコンタ
クト領域、60はn+型ウエルコンタクト領域、61はゲー
ト酸化膜、62はゲート電極、63はブロック用酸化膜、64
は燐珪酸ガラス(PSG)膜、65はAl配線を示している。
同図においては、LOCOS法による素子分離を行ってお
り、素子形成領域と素子分離領域は比較的段差が少なく
形成できるが、バーズビークが生じるため、素子分離領
域の微細化には限界がきつつある。又、不純物ウエル領
域の画定に関しては、セルフアラインではないため、n
−型不純物ウエル領域52とp−型不純物ウエル領域53の
間隔の決定には、両不純物ウエル領域形成用の不純物の
横方向拡散及び位置合せ誤差を考慮しなければならず、
微細化が行われていないし、LOCOS法によるウエルコン
タクト領域(59,60)の形成も高集積化の妨げとなって
いる。従来技術及び従来技術の延長では、素子形成領域
の微細化は可能であるが微細な不純物ウエルコンタクト
領域を含む不純物ウエル領域の微細化及び素子分離領域
の微細化ができないため高集積化が達成できないという
問題があった。
[発明が解決しようとする問題点] 本発明が解決しようとする問題点は、従来例に示される
ように、極めて高集積な半導体集積回路を得るために、
微細な不純物ウエルコンタクト領域を含む不純物ウエル
領域のセルフアラインによる微細な画定及びLOCOS法に
よる素子分離領域の形成をしのぐ微細な素子分離領域の
形成を可能とした半導体装置の実現が困難であったこと
である。
[問題点を解決するための手段] 上記問題点は、一導電型半導体基板に形成された複数の
反対導電型不純物ウエル領域及び素子形成領域が前記不
純物ウエル領域より深く及び絶縁膜を埋め込んで形成さ
れたトレンチにより画定され、且つ前記不純物ウエル領
域が前記トレンチの側面部及び底部に形成された反対導
電型不純物領域により接続されている本発明による半導
体装置によって解決される。
[作用] 即ち本発明の半導体装置においては、複数の不純物ウエ
ル領域及び素子形成領域は、不純物ウエル領域よりも深
く、且つ絶縁膜を埋め込んで形成されたトレンチにより
セルフアラインに画定され、前記不純物ウエル領域は前
記トレンチの側面部及び底部に形成された反対導電型の
不純物領域により接続されている構造に形成されてい
る。したがって、素子分離領域を選択酸化によるいわゆ
るLOCOS法を使用せずに形成できるため、即ちストレス
を内在させるバーズビークの存在しない構造に形成でき
るため、微細な素子領域を形成できることによる高集積
化を、ゲート酸化膜の耐圧を改善できることによる高性
能化を、エレクトロン又はホールがトラップされにくく
なり、キャリア寿命を改善できることによる高信頼性を
可能にすることができる。又、不純物ウエル領域を絶縁
膜分離によりセルフアラインに形成できるため、微細な
不純物ウエルコンタクト領域を含む不純物ウエル領域及
び境界領域を形成できることによる高集積化を、ラッチ
アップを改善できることによる高性能化も可能にするこ
とができる。さらに、ソースドレイン領域とチャネルス
トッパー領域を分離して形成できるため、接合容量の低
減化による高速化及び接合耐圧を改善をできることによ
る高性能化をも可能にすることができる。即ち、極めて
高性能、高信頼、高速且つ高集積な半導体集積回路の形
成を可能とした半導体装置を得ることができる。
[実施例] 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。
第1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模
式側断面図、第2図は本発明の半導体装置における第2
の実施例の模式側断面図、第3図(a)〜(e)は本発
明の半導体装置における製造方法の一実施例の工程断面
図である。
全図を通じ同一対象物は同一符号で示す。
第1図はp型シリコン(Si)基板を用いた際の本発明の
半導体装置における第1の実施例の模式側断面図で、1
は1015cm-3程度のp−−型シリコン(Si)基板、2は10
16cm-3程度のn−型不純物ウエル領域、3は1016cm-3
度のp−型不純物ウエル領域、4はトレンチ、5はトレ
ンチ埋め込み絶縁膜、6は1016cm-3程度の不純物ウエル
領域間接続用のn−型不純物領域、7は1020cm-3程度の
n+型ソースドレイン領域、8は1020cm-3程度のp+型
ソースドレイン領域、9は1020cm-3程度のn+型不純物
ウエルコンタクト領域、10は15nm程度のゲート酸化膜、
11は300nm程度のゲート電極、12は50nm程度のブロック
用酸化膜、13は800nm程度の燐珪酸ガラス(PSG)膜、14
は1μm程度のAl配線を示している。
同図においては、複数のn−型不純物ウエル領域2及び
素子形成領域はn−型不純物ウエル領域2より深く且つ
絶縁膜が埋め込まれて形成された微細なトレンチ(4、
5)によりセルフアラインに微細に画定されており、隣
接する複数のn−型不純物ウエル領域2はトレンチ
(4、5)の側面部及び底部に形成されたn−型不純物
領域6により接続されている。n−型不純物ウエル領域
2の一部にはn+型不純物ウエルコンタクト領域9が形
成されており、n+型不純物ウエルコンタクト領域9に
与えられたウエル電圧はn+型不純物ウエルコンタクト
領域9を内蔵するn−型不純物ウエル領域2にn−型不
純物領域6を介して隣接する複数のn−型不純物ウエル
領域2に与えられており、すべてのn−型不純物ウエル
領域2は同電位になっている。又、トレンチ(4、5)
によりn−型不純物ウエル領域2とp−型不純物ウエル
領域3はセルフアラインに微細に分離されている。した
がって、素子分離領域を選択酸化によるLOCOS法を使用
せずに形成できるため、即ちストレスを内在させるバー
ズビークの存在しない構造に形成できるため、微細な素
子領域を形成できることによる高集積化を、ゲート酸化
膜の耐圧を改善できることによる高性能化を、エレクト
ロン又はホールがトラップされにくくなり、キャリア寿
命を改善できることによる高信頼性を可能にすることが
できる。又、不純物ウエル領域を絶縁膜分離によるセル
フアラインに形成できるため、微細な不純物ウエルコン
タクト領域を含む不純物ウエル領域及び境界領域を形成
できることによる高集積化を、ラッチアップを改善でき
ることによる高性能化も可能にすることができる。さら
に、ソースドレイン領域とチャネルストッパー領域を分
離して形成できるため、接合容量の低減化による高速化
及び接合耐圧を改善をできることによる高性能化をも可
能にすることができる。
第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図で、1、3〜5、7、8、10〜14は第1図と
同じ物を、2aは第1のn−型不純物ウエル領域、2bは第
2のn−型不純物ウエル領域、6aは不純物ウエル領域間
接続用の第1のn−型不純物領域、6bは不純物ウエル領
域間接続用の第2のn−型不純物領域、9aは第1のn+
型不純物ウエルコンタクト領域、9bは第2のn+型不純
物ウエルコンタクト領域を示している。
同図においては、二種の異なるウエル電圧を持つn−型
不純物ウエル領域(2a,2b)を形成したもので、第1の
n+型不純物ウエルコンタクト領域9aに与えられた第1
のウエル電圧は第1のn−型不純物領域6aを介して第1
のn−型不純物ウエル領域2aに与えられ、一方、第2の
n+型不純物ウエルコンタクト領域9bに与えられた第2
のウエル電圧は第2のn−型不純物領域6bを介して第2
のn−型不純物ウエル領域2bに与えられている点を除き
第1図の同じである。第1図の効果にくわえ、異電位の
不純物ウエル領域の形成及び異電位の不純物ウエル領域
への接続の形成を容易に実現できる。
次いで本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例に
ついて第3図(a)〜(e)及び第1図を参照して説明
する。
第3図(a) p−−型シリコン(Si)基板1に50nm程度の酸化膜15、
50nm程度の窒化膜16を順次成長させる。次いで通常のフ
ォトリソグラフィー技術を利用し、選択的に窒化膜16、
酸化膜15、p−−型シリコン(Si)基板1をエッチング
しトレンチ4を形成する。次いで通常のフォトリソグラ
フィー技術を利用し、レジスト(図示せず)及び窒化膜
16をマスク層として、燐を回転イオン注入し、トレンチ
4の側面部及び底部にn−型不純物領域6を選択的に形
成する。
第3図(b) 次いで化学気相成長法による絶縁膜5を成長させ、異方
性ドライエッチングによるトレンチ4に絶縁膜5を埋め
込む。
第3図(c) 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト(図示せず)及び絶縁膜5を埋め込んだトレンチ
(4、5)をマスク層として、燐をイオン注入してn−
型不純物ウエル領域2を、硼素をイオン注入してp−型
不純物ウエル領域3をそれぞれ選択的に画定する。次い
で高温処理を施すことにより深さを調整し、トレンチ4
より浅いn−型不純物ウエル領域2及びp−型不純物ウ
エル領域3を形成する。次いで窒化膜16、酸化膜15をエ
ッチング除去する。
第3図(d) 次いで通常の技法を適用することによりゲート酸化膜10
及び多結晶シリコン膜11を成長する。次いで通常のフォ
トリソグラフィー技術を利用し、多結晶シリコン膜11を
パターニングして、ゲート電極11を形成する。
第3図(e) 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト(図示せず)、絶縁膜5及びゲート電極11をマスク
層として、砒素をイオン注入してn+型ソースドレイン
領域7及びn+型不純物ウエルコンタクト領域9を、硼
素をイオン注入してp+型ソースドレイン領域8及びp
+型不純物ウエルコンタクト領域(図示せず)をそれぞ
れ選択的に画定する。
第1図 次いで不要部のゲート酸化膜10をエッチング除去する。
次いで通常の技法を適用することによりブロック用酸化
膜12及び燐珪酸ガラス(PSG)膜13の成長、高温熱処理
によるn+型ソースドレイン領域7、n+型不純物ウエ
ルコンタクト領域9、p+型ソースドレイン領域8及び
p+型不純物ウエルコンタクト領域(図示せず)の深さ
の制御、電極コンタクト窓の形成、Al配線14の形成等を
おこなって半導体装置を完成する。
以上実施例に示したように、本発明の半導体装置によれ
ば、素子分離領域を選択酸化によるLOCOS法を使用せず
に形成できるため、即ちストレスを内在させるバーズビ
ークの存在しない構造に形成できるため、微細な素子領
域を形成できることによる高集積化を、ゲート酸化膜の
耐圧を改善できることによる高性能化を、エレクトロン
又はホールがトラップされにくくなり、キャリア寿命を
改善できることによる高信頼性を可能にすることができ
る。又、不純物ウエル領域を絶縁膜分離によるセルフア
ラインに形成できるため、微細な不純物ウエルコンタク
ト領域を含む不純物ウエル領域及び境界領域を形成でき
ることによる高集積化を、ラッチアップを改善できるこ
とによる高性能化も可能にすることができる。さらに、
ソースドレイン領域とチャネルストッパー領域を分離し
て形成できるため、接合容量の低減化による高速化及び
接合耐圧を改善をできることによる高性能化をも可能に
することができる。
[発明の効果] 以上説明のように本発明によれば、MIS型半導体におい
て、複数の不純物ウエル領域及び素子形成領域を同一の
トレンチで画定し、且つトレンチの側面部及び底部に設
ける不純物領域により隣接する不純物ウエル領域間の接
続を達成する構造に形成できるため、素子分離領域がバ
ーズビークの存在しない構造に形成できることによる素
子領域の微細化、ゲート酸化膜耐圧の改善及びキャリア
寿命の改善を、不純物ウエル領域がセルフアラインの形
成できることによる不純物ウエル領域及び境界領域の微
細化を、不純物ウエル領域の絶縁膜分離によるラッチア
ップの改善を、不純物ウエル領域間接続用の不純物領域
をセルフアライン形成できることによる不純物ウエル領
域の微細で容易な接続を、ソースドレイン領域とチャネ
ルストッパー領域を分離できることによる接合容量の低
減化及び接合耐圧の改善をも可能にすることができる。
即ち、極めて高性能、高信頼、高速且つ高集積な半導体
集積回路の形成を可能とした半導体装置を得ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模
式側断面図、 第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図、 第3図(a)〜(e)は本発明の半導体装置における製
造方法の一実施例の工程断面図、 第4図は従来の半導体装置の模式側断面図である。 図において、 1はp−−型シリコン(Si)基板、 2はn−型不純物ウエル領域、 2aは第1のn−型不純物ウエル領域、 2bは第2のn−型不純物ウエル領域、 3はp−型不純物ウエル領域、 4はトレンチ、 5はトレンチ埋め込み絶縁膜、 6は不純物ウエル領域間接続用のn−型不純物領域、 6aは不純物ウエル領域間接続用の第1のn−型不純物領
域、 6bは不純物ウエル領域間接続用の第2のn−型不純物領
域、 7はn+型ソースドレイン領域、 8はp+型ソースドレイン領域、 9はn+型不純物ウエルコンタクト領域、 9aは第1のn+型不純物ウエルコンタクト領域、 9bは第2のn+型不純物ウエルコンタクト領域、 10はゲート酸化膜、 11はゲート電極、 12はブロック用酸化膜、 13は燐珪酸ガラス(PSG)膜、 14はAl配線 を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】一導電型半導体基板に形成された複数の反
    対導電型不純物ウエル領域及び素子形成領域が前記不純
    物ウエル領域より深く及び絶縁膜を埋め込んで形成され
    たトレンチにより画定され、且つ前記不純物ウエル領域
    が前記トレンチの側面部及び底部に形成された反対導電
    型不純物領域により接続されていることを特徴とする半
    導体装置。
  2. 【請求項2】前記不純物ウエル領域の一部に形成された
    反対導電型不純物ウエルコンタクト領域に与えられたウ
    エル電圧が前記不純物ウエルコンタクト領域を内蔵する
    前記不純物ウエル領域及び前記不純物領域を介して隣接
    する不純物ウエル領域に与えられたことを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
JP1156166A 1989-06-19 1989-06-19 半導体装置 Expired - Lifetime JPH0682755B2 (ja)

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