JPH11233785A - Soimosfetおよびその製造方法 - Google Patents
Soimosfetおよびその製造方法Info
- Publication number
- JPH11233785A JPH11233785A JP3513798A JP3513798A JPH11233785A JP H11233785 A JPH11233785 A JP H11233785A JP 3513798 A JP3513798 A JP 3513798A JP 3513798 A JP3513798 A JP 3513798A JP H11233785 A JPH11233785 A JP H11233785A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- region
- silicon
- drain
- oxide film
- source
- 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
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 51
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 273
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 273
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims abstract description 273
- 239000000969 carrier Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 52
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 39
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 35
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims description 22
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 18
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 18
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 17
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000002513 implantation Methods 0.000 claims description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 claims description 3
- 239000012212 insulator Substances 0.000 abstract 1
- 108091006146 Channels Proteins 0.000 description 150
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 23
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 23
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 22
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 17
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 16
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 8
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 7
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 description 6
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 6
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 5
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 description 5
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 108010075750 P-Type Calcium Channels Proteins 0.000 description 3
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 2
- BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N Silane Chemical compound [SiH4] BLRPTPMANUNPDV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000004518 low pressure chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Thin Film Transistor (AREA)
- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
率よくボディコンタクト領域へ流すことができ、かつ素
子間を分離することができる。 【解決手段】 絶縁膜11と、この絶縁膜の表面に設け
られた第1フィールド酸化膜13と、この第1フィール
ド酸化膜に囲まれた絶縁膜の表面に設けられている、チ
ャネル領域15、ソース領域17およびドレイン領域1
9を有する第1シリコン領域21と、絶縁膜の表面に第
1シリコン領域と離間して設けられている、ボディコン
タクト領域22を有する第2シリコン領域23と、第1
シリコン領域と第2シリコン領域との間の絶縁膜の表面
に設けられた第3シリコン領域25と、この第3シリコ
ン領域上に設けられていて、第1および第2シリコン領
域を離間する第2フィールド酸化膜27とを含み、チャ
ネル領域とボディコンタクト領域とは第3シリコン領域
を介して電気的に接続されている。
Description
された半導体層に形成されるSOI(Silicon oninsula
tor)構造のMOSFET、特にボディコンタクトを有
するSOIMOSFETの構造およびその製造方法に関
する。
FETにおいては、半導体基板とトランジスタ形成領域
とが絶縁膜(SiO2 膜)で分離されている。このた
め、素子分離を容易に行うことができ、また、CMOS
のラッチアップ現象を防ぐことができる。さらにソフト
エラー率を低くすることができることも知られている。
また、SOIMOSFETにおいて、バルク基板よりも
誘電率の低いSiO2 膜上にソースおよびドレインが形
成されているため、ソースおよびドレインの接合容量を
小さくすることができる。このためFETの接合容量は
バルクMOSFETよりも小さくなる。
を高速・低消費電力ULSIへ適用することが期待され
ている。
Tにおいて、動作中のインパクトイオン化現象によって
チャネル部分に発生したホットキャリアのうち、ホール
はSOI構造内に蓄積する。このホールの蓄積に起因し
て、基板浮遊効果や、寄生バイポーラ効果が生じ、その
ため、ドレイン耐圧の低下といった問題を引き起こすお
それがある。
ば、文献(W.Chen et al.,Symp.onVLSI Tech.Dig.(199
6)p.92)に記載されているように、SOIMOSFET
にボディコンタクトを設けることによって、蓄積したホ
ールをSOI構造内から取り除いていた。
MOSFETの構造を図17を参照して簡単に説明す
る。図17(A)はSOIMOSFETの構造を説明す
るための図であり、上から見た平面図である。そして図
17(B)は、図17の線分β−βに沿って切った切り
口の断面図を以て概略的に示してある。また、図17
(C)は、図17の線分γ−γに沿って切った切り口の
断面で示している。なお、図17(A)の平面図におい
て、断面ではないが、一部分の領域を強調するためにハ
ッチング付して示してある。
埋め込み酸化膜101(絶縁膜)が形成されていて、こ
の埋め込み酸化膜101上に半導体層103(シリコン
層)が設けられている。この半導体層103内に、P型
のチャネル領域105があり、このチャネル領域105
の上側にゲート電極107がゲート酸化膜109を介し
て設けられている。また、チャネル領域105のゲート
長方向の一方の縁の外方の領域にN型のソース領域11
1が設けられていて、もう一方の縁の外方の領域にN型
のドレイン領域113が形成されている。一方、チャネ
ル領域105のゲート幅方向の両端の外方の領域はフィ
ールド酸化膜115で覆われている。また、前記ソース
領域111およびドレイン領域113の、チャネル領域
105と接する縁以外の3方の縁に接する、外側の領域
にもフィールド酸化膜115が設けられている。このフ
ィールド酸化膜115は埋め込み酸化膜101上に形成
されているが、フィールド酸化膜115と埋め込み酸化
膜101との間にはおよそ70nmの薄いシリコン層1
17が形成されている。
ディコンタクト領域119が設けられている、このボデ
ィコンタクト領域119は、チャネル領域105の、ゲ
ート幅方向の一端から所定距離離間して設けられてい
る。さらに、このボディコンタクト領域119は、ゲー
ト幅方向の延長線上に位置して設けられていて、周囲の
領域は薄いシリコン層117およびフィールド酸化膜1
15で覆われている。また、ボディコンタクト領域11
9とチャネル領域105は薄いシリコン層117を介し
て電気的に接続されている。なお、N型のソース領域1
11およびドレイン領域113は埋め込み酸化膜101
上に、これと接して設けられているため、ソース領域1
11およびドレイン領域113の方からボディコンタク
ト領域119とチャネル領域105とが接続されること
はない。
域119とは薄いシリコン層117を介して電気的に接
続しているため、チャネル領域105で発生するホット
キャリアであるホールは薄いシリコン層117からボデ
ィコンタクト領域119に流れる。これにより、チャネ
ル領域105へホールが蓄積するのを防ぐことができ
る。
たSOIMOSFETの構造では、フィールド酸化膜1
15の下面の全面に薄いシリコン層117があるため
に、素子間をフィールド酸化膜115で分離することが
できなくなる。このため、デバイスの高密度化を図るた
めに素子間の距離を短くしていくと、素子間にリークが
発生するおそれがある。また、SOIMOSFETをC
MOSFETとする場合、ラッチアップが発生するおそ
れがある。
細化して形成したFET、例えばサブクォーターμm程
度あるいはそれ以下の長さのゲートを有するようなFE
Tにおいては、チャネルの長さも短くなる。そのため
に、チャネルのゲート幅方向の抵抗が高くなり、したが
って、チャネル内で発生したホールがボディコンタクト
領域に流れにくくなるという問題が生じる。
キャリアを効率よくボディコンタクト領域へ流すことが
でき、かつ素子間を分離することができるSOIMOS
FETおよびその製造方法の出現が望まれていた。
FETによれば、絶縁膜と、この絶縁膜の表面に設けら
れた第1フィールド酸化膜と、この第1フィールド酸化
膜に囲まれた絶縁膜の表面に設けられている、チャネル
領域、ソース領域およびドレイン領域を有する第1シリ
コン領域と、絶縁膜の表面に第1シリコン領域と離間し
て設けられている、ボディコンタクト領域を有する第2
シリコン領域と、第1シリコン領域と第2シリコン領域
との間の絶縁膜の表面に設けられた第3シリコン領域
と、この第3シリコン領域上に設けられていて、第1お
よび第2シリコン領域を離間する第2フィールド酸化膜
とを含み、チャネル領域とボディコンタクト領域とは第
3シリコン領域を介して電気的に接続されていることを
特徴とする。
ET、すなわち素子間を絶縁膜に達するように設けられ
ている第1フィールド酸化膜によって分離することがで
きる。したがって素子間の距離が短くなっても素子間に
リークが発生するおそれはなくなる。また、チャネル領
域とボディコンタクト領域とは第3シリコン領域を介し
て導通しているため、MOSFETの動作中に、チャネ
ル領域に発生するキャリアを、第3シリコン領域からボ
ディコンタクト領域へ流すことができる。したがって、
この発明の構成では、基板浮遊効果や寄生バイポーラ効
果によるドレイン耐圧の低下といった問題を回避でき
る。
び第2フィールド酸化膜は、チャネル領域のチャネル幅
方向の一方の側に接して設けられているのがよい。
ディコンタクト領域は、MOSFETの動作中、第3シ
リコン領域を介して導通させることができ、したがっ
て、チャネル領域へのキャリアの蓄積を防ぐことができ
る。このとき、例えば、チャネル領域のチャネル幅方向
の一方の側であって、チャネルの延長線上に、第3シリ
コン領域に接してボディコンタクト領域が設けられてい
るような構造を有しているのがよい。
び第2フィールド酸化膜は、チャネル領域のチャネル幅
方向両側に接して設けられているのがよい。
向両側に接して、第3シリコン領域がそれぞれ設けられ
ていて、それぞれの第3シリコン領域に接してボディコ
ンタクト領域が形成されていれば、MOSFETの動作
中に、チャネル領域に発生したキャリアを、チャネル領
域の両側からボディコンタクト領域へ引き抜くことがで
きる。このため、よりチャネル領域へのキャリアの蓄積
を防ぐことができる。
電型の領域であり、ソース領域およびドレイン領域は第
1導電型の領域であり、ボディコンタクト領域は第2導
電型の領域であり、第3シリコン領域は第2導電型の領
域であるのがよい。
る場合には、第1導電型をN型とし、第2導電型をP型
とする。また、SOIMOSFETがPMOSFETで
ある場合には、第1導電型をP型とし、第2導電型をN
型とする。
いて、さらに、チャネル領域上にゲート酸化膜を介して
形成されているゲート電極と、このゲート電極のゲート
長方向の両側に設けられているサイドウォールと、ソー
ス領域のサイドウォールの下の第1領域部分に形成され
ている第1導電型の浅い接合のソースと、ソース領域の
浅い接合のソースの下の第2領域部分に形成されている
第2導電型の第1中性領域と、ドレイン領域のサイドウ
ォールの下の第1領域部分に形成されている第1導電型
の浅い接合のドレインと、ドレイン領域の浅い接合のド
レインの下の第2領域部分に形成されている第2導電型
の第2中性領域とを具えており、第1中性領域および第
2中性領域は第3シリコン領域と電気的に接続されてい
て、ソース領域の第1および第2領域部分以外の領域を
第1導電型のソースとし、およびドレイン領域の第1お
よび第2領域部分以外の領域を第1導電型のドレインと
して形成してあり、および、チャネル領域を第2導電型
のチャネル領域として形成してあるのがよい。
スの下の第2領域および浅い接合のドレインの下の第2
領域には中性領域が形成されているため、SOIMOS
FETを微細化して、チャネルの長さが短くなりゲート
幅方向のチャネル抵抗が高くなったとしても、チャネル
領域で発生したキャリアを、この中性領域から第3シリ
コン領域を通してボディコンタクト領域へ流すことがで
きる。このため、デバイスが微細化してもチャネルに発
生したキャリアを効率よくボディコンタクト領域へ流す
ことができる。
子を製造するにあたり、絶縁膜上に形成されたシリコン
本体層に対して、素子形成領域を残して選択酸化を行う
ことによって絶縁膜に達する第1フィールド酸化膜を形
成する工程と、素子形成領域の一部分を熱酸化して、素
子形成領域を第1シリコン領域と第2シリコン領域とに
分け、かつ素子形成領域の一部分のシリコン本体層を第
3シリコン領域として薄く残存させる第2フィールド酸
化膜を形成する工程と、第1シリコン領域にチャネル領
域、ソース領域およびドレイン領域を形成し、第2シリ
コン領域にボディコンタクト領域を形成する工程とを含
むのが好ましい。
フィールド酸化膜は絶縁膜に達するように形成すること
ができる。また、チャネル領域とボディコンタクト領域
とを離間させる第2フィールド酸化膜の下にはシリコン
本体層を残存させて第3シリコン領域を形成することが
できる。よって、素子間を所望の通りに分離することが
でき、かつチャネル領域で発生するキャリアをボディコ
ンタクト領域へと流す通路を第3シリコン領域として確
保することができる。
ャネル領域のチャネル幅方向の一方の側に接するように
形成するのがよい。
を含む第1シリコン領域のチャネル幅方向の一方の側に
接するように設けてもよい。このようにすれば、第3シ
リコン領域と導通させる第2シリコン領域を、チャネル
領域のチャネル幅方向に延長させた位置に設定する必要
はなくなる。よって、チャネル領域に設けるゲート電極
の配線位置の設計に余裕ができる。
チャネル領域のチャネル幅方向の一方の側に接する領域
と、チャネル領域の他方の側に接する領域として、2つ
形成するのがよい。
域を、チャネル領域のチャネル幅方向両側に2つ形成す
れば、チャネル抵抗が高くなってキャリアが流れにくく
なっていたとしても、チャネル領域の両側からそれぞれ
の第3シリコン領域に接するボディコンタクト領域に導
通させることができるので、チャネル領域からより多く
のキャリアを流すことが可能となる。
し、ソース領域およびドレイン領域を、第1シリコン領
域に対して第1導電型の不純物を注入することによって
形成するのがよい。
ャネル領域を第2導電型のまま残し、このチャネル領域
の両側のソース領域およびドレイン領域を第1導電型の
領域とすることができる。このとき、例えば第1導電型
をN型とし、第2導電型をP型とする。
れるソース領域およびドレイン領域の形成で、第1シリ
コン領域に注入される第1導電型の不純物が、第1シリ
コン領域に接する第3シリコン領域にまで到達すること
のないような厚さを有する膜として形成する。
2シリコン領域とを離間させる第2フィールド酸化膜を
下記のように薄く形成する。すなわち、その膜厚は、ソ
ースおよびドレイン領域を形成するための第1シリコン
領域へ注入される第1導電型不純物が、第2フィールド
酸化膜の表面側からその下の第3シリコン領域へ到達す
ることのない程度にまで薄く形成する。そうすれば、こ
の薄くなった分だけ第3シリコン領域を厚くすることが
できるので、キャリアがより通過しやすくなり、よって
チャネル領域へのホールの蓄積を防ぐことができる。な
お、当然ながら、第3シリコン領域へ第1導電型不純物
が入り込んでしまうと、チャネル領域とボディコンタク
ト領域との導通がとれなくなるおそれがある。
ャネル領域上にゲート酸化膜を形成し、ゲート酸化膜上
にゲート電極を形成した後、ソース領域に浅い接合のソ
ース、およびドレイン領域に浅い接合のドレインをそれ
ぞれ第1導電型不純物イオンを注入することにより形成
する工程と、ソース領域およびドレイン領域に第2導電
型不純物イオンを、第1導電型不純物イオンの注入より
も高いエネルギーで以て注入することによって、浅い接
合のソースおよび浅い接合のドレインの下の領域に第2
導電型の中性領域を形成する工程と、ゲート電極のゲー
ト長方向の両側にサイドウォールを形成する工程と、サ
イドウォールから露出している浅い接合のソースおよび
浅い接合のドレインに第1導電型不純物イオンを注入す
ることによって、サイドウォールから露出している浅い
接合のソースおよび浅い接合のドレインと中性領域と
を、ソースおよびドレインに変える工程とを含むのが好
ましい。このソースおよびドレインに変える工程は、す
なわち深い接合のソースおよび深い接合のドレインを形
成する工程である。
い接合のソースおよび浅い接合のドレインの下の領域に
中性領域を形成する。この中性領域を第3シリコン領域
に導通するように設けるために、この中性領域を、チャ
ネルで発生するキャリアを第3シリコン領域へ流す新た
な通路として形成することができる。このため、デバイ
スが微細化してチャネル幅方向のチャネル抵抗が高くな
ってもキャリアを効率よくボディコンタクト領域へ流す
ことができる。
子の他の製法によれば、絶縁膜上に形成されたシリコン
本体層に対して、素子形成領域を残して選択酸化を行っ
て予備フィールド酸化膜を形成する工程と、素子形成領
域の一部分および予備フィールド酸化膜に対して熱酸化
を行うことによって、予備フィールド酸化膜を絶縁膜に
達する第1フィールド酸化膜に変え、かつ素子形成領域
の一部分に、素子形成領域を第1シリコン領域と第2シ
リコン領域とに離間する第2フィールド酸化膜と、第2
フィールド酸化膜の下に残存するシリコン本体層で以て
第3シリコン領域とを形成する工程と、第1シリコン領
域にチャネル領域、ソース領域およびドレイン領域を形
成し、第2シリコン領域にボディコンタクト領域を形成
する工程とを含む。
酸化膜となるシリコン本体層の領域を酸化して予備フィ
ールド酸化膜を形成しておいて、その後、予備フィール
ド酸化膜および第2フィールド酸化膜となるシリコン本
体層の領域に対して酸化処理を行っている。これによ
り、厚さの異なる第1フィールド酸化膜と第2フィール
ド酸化膜とを形成することができる。第1フィールド酸
化膜はシリコン本体層を酸化してその下の絶縁膜に達す
る膜となり、第2フィールド酸化膜は、その下にシリコ
ン本体層を、キャリアが通過できるような厚さの第3シ
リコン領域として残存させて形成されている。この第3
シリコン領域によって第1シリコン領域のチャネル領域
と第2シリコン領域のボディコンタクト領域とを導通さ
せることができる。
は、第3シリコン領域を、少なくともチャネル領域のチ
ャネル長方向の一方の側に接するように形成してもよい
し、チャネル領域のチャネル長方向の一方の側に接する
領域と、チャネル領域の他方の側に接する領域として、
2つ形成してもよい。
導電型の層とし、ソース領域およびドレイン領域を、第
1シリコン領域に対して第1導電型の不純物を注入する
ことによって形成する。
れるソース領域およびドレイン領域の形成で、第1シリ
コン領域に注入される第1導電型の不純物が、第1シリ
コン領域に接する第3シリコン領域にまで到達すること
のないような厚さを有する膜として形成する。
法にあたり、好ましくは、さらに、チャネル領域上にゲ
ート酸化膜を形成し、ゲート酸化膜上にゲート電極を形
成した後、ソース領域に浅い接合のソース、およびドレ
イン領域に浅い接合のドレインをそれぞれ第1導電型不
純物イオンを注入することにより形成する工程と、ソー
ス領域およびドレイン領域に第2導電型不純物イオン
を、第1導電型不純物イオンの注入よりも高いエネルギ
ーで以て注入させることによって、浅い接合のソースお
よび浅い接合のドレインの下の領域に第2導電型の中性
領域を形成する工程と、ゲート電極のゲート幅方向の両
側にサイドウォールを形成する工程と、サイドウォール
から露出している浅い接合のソースおよび浅い接合のド
レインに第1導電型不純物イオンを注入することによっ
て、サイドウォールから露出している浅い接合のソース
および浅い接合のドレインと中性領域とに、深い接合の
ソースおよび深い接合のドレインを形成する工程とを含
んでいるのがよい。
施の形態につき説明する。なお、各図の、各構成成分の
形状、大きさおよび配置関係は、発明を理解できる程度
に概略的に示してあるに過ぎず、したがって、この発明
を図示例に限定するものではない。また、平面図におい
て、図を分かり易くするために、断面でない一部分の領
域にハッチング(斜線)を付して、その領域を強調して
示してある。
して、ボディコンタクト領域を有するSOI構造のNM
OSFETについて、図1〜図7を参照して説明する。
Tの構造につき、説明する。図1は、第1の実施の形態
のSOIMOSFETを上から見た平面図であり、図2
は図1の線分II−IIに沿って切った切り口の断面の図で
ある。また、図3は図1の線分III −III に沿って切っ
た切り口の断面の図である。
ての素子(デバイスともいう。以下同様)は、絶縁膜1
1と、この絶縁膜11の表面に設けられた第1フィール
ド酸化膜13と、この第1フィールド酸化膜13に囲ま
れた絶縁膜11の表面に設けられている、チャネル領域
15、ソース領域17およびドレイン領域19を有する
第1シリコン領域21と、絶縁膜11の表面に第1シリ
コン領域21と離間して設けられている、ボディコンタ
クト領域22を有する第2シリコン領域23と、第1シ
リコン領域21と第2シリコン領域23との間の絶縁膜
11の表面に設けられた第3シリコン領域25と、この
第3シリコン領域25上に設けられていて、第1および
第2シリコン領域(21および23)を離間する第2フ
ィールド酸化膜27とを含み、チャネル領域15とボデ
ィコンタクト領域22とは第3シリコン領域25を介し
て電気的に接続されている(図1〜図3参照。)。
0上に設けられた100nmの厚さを有する埋め込み酸
化膜とする。また、チャネル領域15の上側にはゲート
酸化膜29を介してゲート電極31が形成されている。
また、第2フィールド酸化膜27の下に位置する第3シ
リコン領域25は40nmの厚さを有する層として形成
されている。
第2フィールド酸化膜23は、チャネル領域15のチャ
ネル幅方向(図1に実線矢印aで示す。)の一方の側に
接して設けられていて、チャネル領域15の延長線上に
第3シリコン領域25およびボディコンタクト領域22
が形成されている(図1および図2)。
域すなわちこの構成例では、P型の領域とし、ソース領
域17およびドレイン領域19は第1導電型すなわちN
型の領域とする。また、チャネル領域15と導通する第
3シリコン領域25およびボディコンタクト領域22は
P型とする。
動作中に発生するホットキャリアのうち、電子はドレイ
ン領域19に流れ込み、ホールは第3シリコン領域25
を通ってボディコンタクト領域22に流れ込む。また、
第1フィールド酸化膜13は絶縁膜(埋め込み酸化膜)
11にまで到達するように形成されているので、この第
1フィールド酸化膜13の下には薄いシリコン層は存在
しない。したがって、これらソースおよびドレイン領域
17および19、チャネル領域15およびボディコンタ
クト領域22は、隣接する素子のこれらの領域とは分離
されている(図2および図3)。
気的に分離すると共に、MOSFETの動作中、チャネ
ル領域15からボディコンタクト領域22へホールを流
すことができる。よって、ホールがチャネル領域15内
に蓄積されることはなくなり、このため、基板浮遊効果
や寄生バイポーラ効果を抑制することができる。
形態のSOIMOSFETの製造方法につき、説明す
る。図4および図5はSOIMOSFETの概略的な製
造工程図で、MOSFETを上から見た平面図で示して
いる。また、図6および図7も製造工程図である。図6
は図4の線分VI−VIに沿って切った切り口の断面で示し
てあり、図7は図5の線分VII −VII に沿って切った切
り口の断面で示している。
層に対して、素子形成領域を残して選択酸化を行うこと
によって絶縁膜に達する第1フィールド酸化膜を形成す
る。
と、シリコン基板10上の100nmの埋め込み酸化膜
11と、埋め込み酸化膜11上の140nmのP型のシ
リコン本体層41とで構成されるSIMOX(Separati
om by Implamted Oxygen) 基板を用いる。まず、シリコ
ン本体層41上に熱酸化により30nmのSiO2 膜4
3を形成する。その後SiO2 膜43上にLP−CVD
(Low Pressure-Chemical Vapor Deposition:減圧CV
D)法を用いて窒化シリコン膜45を150nmの厚さ
に形成する(図4(A)および図6(A))。窒化シリ
コン膜45上の、素子形成領域47(図6(B)参照)
に対応する位置にレジストパターンを形成する(図示せ
ず)。然る後、RIE(Reactive Ion Etching:反応性
イオンエッチング)により素子形成領域47以外の領域
の窒化シリコン膜45を除去する。レジストパターンを
除去した後、残存している窒化シリコン膜45aから露
出しているSiO2 膜43の部分をフッ酸を用いたウェ
ットエッチングによって除去して、SiO2 膜43aを
残存させる(図4(B)および図6(B))。次に、残
存する窒化シリコン膜45aをマスクとして用いて、シ
リコン本体層41に対する熱酸化処理により、400n
mの第1フィールド酸化膜13を形成する。この第1フ
ィールド酸化膜13を埋め込み酸化膜11まで到達する
膜として形成したため、酸化せずにシリコン層として残
ったシリコン本体層部分が素子形成領域47となる。こ
の素子形成領域47はこの第1フィールド酸化膜13に
より分離される。その後、リン酸によるウェットエッチ
ングを用いて選択的に窒化シリコン膜45aを除去する
(図4(C)および図6(C))。
て、素子形成領域を第1シリコン領域と第2シリコン領
域とに分け、かつ素子形成領域の一部分のシリコン本体
層を、キャリアが通過できるような厚さの層の第3シリ
コン領域として残存させる第2フィールド酸化膜を形成
する。
り素子形成領域47および第1フィールド酸化膜13の
上に窒化シリコン層49を150nmの膜厚で形成す
る。この後、素子形成領域47の一部を開口させたレジ
ストパターンを形成して(図示せず)、RIEによりレ
ジストの開口部分から露出する窒化シリコン層49を除
去して第1開口50aを形成する。この後レジストパタ
ーンを除去して、さらにウェットエッチングにより残存
する窒化シリコン層49の第1開口50aから露出する
SiO2 膜43aの部分を除去して第2開口50bを形
成する(図5(A)および図7(A))。次に、第1開
口50aおよび第2開口50bからなる開口部50から
露出している素子形成領域47の部分(シリコン本体層
41の部分)に対する熱酸化処理を行って、第2フィー
ルド酸化膜27を形成する。このときの熱酸化処理時間
は第1フィールド酸化膜13の形成にかかる処理時間よ
りも短くする。この短い熱酸化時間により、第2フィー
ルド酸化膜27は埋め込み酸化膜11には到達せず、シ
リコン本体層41の一部分がその厚み方向に酸化されな
いで残存する。この残存したシリコン本体層の部分の膜
厚を、例えば、40nmとする。この残存しているシリ
コン本体層の部分を第3シリコン領域25とする。ま
た、第2フィールド酸化膜27が形成されたことによ
り、素子形成領域47は、この酸化膜27の両側の領域
として、第1シリコン領域21と第2シリコン領域23
とに分けられる。この後、リン酸によるウェットエッチ
ングを用いて選択的に窒化シリコン膜49を除去し、さ
らにSiO2 膜43aをフッ酸によるウェットエッチン
グによって除去する(図5(B)および図7(B))。
ら、第1および第2シリコン領域21および23と、こ
の間を分離する第2フィールド酸化膜27とこれら第1
および第2シリコン領域21および23間を結び、かつ
第2フィールド酸化膜27の下側に位置する第3シリコ
ン領域25を形成できる。
さは、チャネル領域15で発生するキャリアが通過でき
るような厚さ(この例では40nm程度)であればよ
い。
ソース領域およびドレイン領域を形成し、第2シリコン
領域にボディコンタクト領域を形成する。
セスを用いて、チャネル領域15となる第1シリコン領
域21にゲート酸化膜29と、ゲート電極31とを順次
に形成する。然る後、ゲート電極31を挟んで両側にあ
る第1シリコン領域21に、Asイオンを注入して、N
型のソース領域17およびN型のドレイン領域19を形
成する。これによりゲート電極31の下にはP型のチャ
ネル領域15が残存する。また、第2シリコン領域23
には、BF2 を注入して、P型のボディコンタクト領域
22を形成する。このとき、ボディコンタクト領域22
の表面の不純物濃度が1×1020cm-3となるようにす
る(図5(C)および図7(C))。
Tは、第1フィールド酸化膜13によって素子間が分離
されていて、しかも、第3シリコン領域25を介してチ
ャネル領域15とボディコンタクト領域22とが電気的
に導通する構成となっている。
領域15に発生するホットキャリアはチャネル領域15
内に蓄積されることはなくなり、基板浮遊効果や寄生バ
イポーラ効果を抑制することができる。また、素子間の
距離を短くしても、素子間にリークが発生するおそれは
なくなるので、素子の集積度をあげることができる。さ
ら、上述した素子構造をCMOSを構成する素子に適用
しても、ラッチアップフリーにすることができる。
明したが、PMOSFETに適用しても、NMOSFE
Tの場合と同様の効果を奏することもできる。この場
合、第1フィールド酸化膜を形成する前にシリコン本体
層に対してN型の不純物をイオン注入により導入させ
て、予め、シリコン本体層をN型にしておく。
して、第1の実施の形態で製造されるSOIMOSFE
Tの構造を、異なる方法で製造する例につき、図8およ
び図9を参照して説明する。図8および図9は、第2の
実施の形態の概略的な製造工程図であり、図8はMOS
FETを上から見た平面図で示している。図9は図8の
線分IX−IXに沿って切った切り口の断面で示してある。
き主として説明し、第1の実施の形態と同様の点につい
ては、その説明の必要がある場合を除き、その詳細な説
明を省略する。
層に対して、素子形成領域を残して選択酸化を行って予
備フィールド酸化膜を形成する。
シリコン基板10と、シリコン基板10上に設けられた
100nmの膜厚を有する埋め込み酸化膜11と、この
埋め込み酸化膜11上に設けられた膜厚140nmのP
型のシリコン本体層41とで構成されるSIMOX基板
を用いる。第1の実施の形態と同様にしてシリコン本体
層41に30nmのSiO2 膜43を形成する。その
後、SiO2 膜43上に膜厚150nmの窒化シリコン
膜45を形成する(図4(A)および図6(A)参
照。)。次に窒化シリコン膜45上の、素子形成領域4
7(図6(B)参照)に対応する位置にレジストパター
ンを形成する。然る後、RIEにより素子形成領域47
以外の領域の窒化シリコン膜45を除去する。レジスト
パターンを除去した後、残存している窒化シリコン膜4
5aから露出しているSiO2 膜43の部分を除去し
て、SiO2 膜43aを残存させる(図4(B)および
図6(B)参照。)。
膜45aをマスクとして用いて、シリコン本体層41に
対する熱酸化を行って、約300nmの予備フィールド
酸化膜51を形成する(図8(A)および図9
(A))。この熱酸化処理は、予備フィールド酸化膜5
1が、シリコン本体層41が酸化されて、その下の埋め
込み酸化膜11にまで達するまでは行わない。したがっ
て、シリコン本体層41の部分が予備フィールド酸化膜
51と埋め込み酸化膜11との間に適当な厚さで残存し
ている。
の一部分および予備フィールド酸化膜に対して熱酸化を
行うことによって、予備フィールド酸化膜を絶縁膜に達
する第1フィールド酸化膜に変え、かつ素子形成領域の
一部分に、この素子形成領域を第1シリコン領域と第2
シリコン領域とに離間する第2フィールド酸化膜と、第
2フィールド酸化膜の下に残存するシリコン本体層で以
て第3シリコン領域とを形成する。
膜51および窒化シリコン膜45aの上に、素子形成領
域47の一部を開口させたレジストパターンを形成する
(図示せず)。続いて、RIEにより開口部分から露出
する窒化シリコン膜45aの部分を除去して第3開口5
2aを形成する。この後、レジストパターンを除去し
て、窒化シリコン膜45aをマスクとして用いて、第3
開口52aから露出するSiO2 膜43aの部分をウェ
ットエッチングにより除去して第4開口52bを形成す
る(図8(B)および図9(B))。次に、予備フィー
ルド酸化膜51と、第3および第4開口(52aおよび
52b)から成る開口部分52から露出しているシリコ
ン本体層41の部分とに対して熱酸化を行う。この熱酸
化によって、開口部分52には、200nm程度の膜厚
を有する第2フィールド酸化膜27を形成する。この酸
化処理は、先に形成した予備フィールド酸化膜51の下
側のシリコン本体層41の残存部分が埋め込み酸化膜1
1まで酸化するまでの時間だけ行う。この時間内での熱
酸化では、この第2フィールド酸化膜27はシリコン本
体層41の下の埋め込み酸化膜11には到達せず、第2
フィールド酸化膜27の下にはシリコン本体層41が適
当な膜厚で、例えば40nm程度の厚さで、残存する。
この残存したシリコン本体層の部分を第3シリコン領域
25とする。また、第2フィールド酸化膜27によって
素子形成領域47は第1シリコン領域21と第2シリコ
ン領域23とに分けられる。また、この熱酸化処理によ
って予備フィールド酸化膜51はさらに酸化されて膜厚
が、例えば400nmに増加して、シリコン本体層41
の下の埋め込み酸化膜11にまで到達する。これにより
予備フィールド酸化膜51は、素子分離用の第1フィー
ルド酸化膜13に変わる。その後、リン酸によるウェッ
トエッチングによって、選択的に窒化シリコン膜45a
を除去し、さらにSiO2 膜43aをフッ酸によるウェ
ットエッチングにより除去する(図8(C)および図9
(C))。このとき形成された第3シリコン領域25の
膜厚は、第1の実施の形態で既に説明したと同じように
して決めれば良い。
ソース領域およびドレイン領域を形成し、第2シリコン
領域にボディコンタクト領域を形成する。
て、通常のMOSFETの形成プロセスを用いてチャネ
ル領域15となる第1シリコン領域21にゲート酸化膜
29とゲート電極31とを順次に形成する。然る後、ゲ
ート電極31を挟んで両側の第1シリコン領域21にA
sイオンを注入して、N型のソース領域17およびN型
のドレイン領域19を形成する。これによりゲート電極
31の下にはP型のチャネル領域15が残存する。ま
た、第2シリコン領域23にはBF2 を注入して、P型
のボディコンタクト領域22を形成する。このとき、ボ
ディコンタクト領域22の表面の不純物濃度が1×10
20cm-3となるようにする(図8(D)および図9
(D))。
ETは、第1フィールド酸化膜13によって素子間が分
離されていて、しかも、第3シリコン領域25を介して
チャネル領域15とボディコンタクト領域22とが電気
的に導通する構成となっている。
領域15に発生するホットキャリアはチャネル領域15
内に蓄積されることはなくなり、基板浮遊効果や寄生バ
イポーラ効果を抑制することができる。また、素子間の
距離を短くしても、これら素子間にリークが発生するお
それはなく、したがって、素子の集積度をあげることが
できる。さらに、上述した素子の製造方法をCMOSを
構成する素子の製造に適用しても、製造されたCMOS
はラッチアップフリーになる。
明したが、第1の実施の形態と同様、PMOSFETに
適用することもできる。この場合、第1フィールド酸化
膜を形成する前にシリコン本体層に対してN型の不純物
をイオン注入により導入させて、予め、シリコン本体層
をN型にしておく。
Tの製造方法を用いれば、膜厚の異なる第1フィールド
酸化膜と第2フィールド酸化膜を、同一の窒化シリコン
膜をマスクとして用いて形成することができるので、S
OIMOSFETの製造工程数をより減らすことができ
る。
して、第3シリコン領域および第2フィールド酸化膜は
チャネル領域のチャネル幅方向両側に接してそれぞれ設
けられている構造を有するSOIMOSFETにつき、
図10〜図12を参照して説明する。図10は第3の実
施の形態のSOIMOSFETを上から見た平面図であ
り、図11は図10の線分XI−XIに沿って切った切り口
の断面の図である。また、図12は図10の線分XII −
XII に沿って切った切り口の断面の図である。
する点につき説明し、同様の点についてはその詳細な説
明を省略する。
第1の実施の形態と同様に、絶縁膜11と、この絶縁膜
11の表面に設けられた第1フィールド酸化膜13と、
この第1フィールド酸化膜13に囲まれた絶縁膜11の
表面に設けられている、チャネル領域15、ソース領域
17およびドレイン領域19を有する第1シリコン領域
21と、絶縁膜11の表面に第1シリコン領域21と離
間して設けられている、ボディコンタクト領域22を有
する第2シリコン領域23と、第1シリコン領域21と
第2シリコン領域23との間の絶縁膜11の表面に設け
られた第3シリコン領域25と、この第3シリコン領域
25上に設けられていて、第1および第2シリコン領域
(21および23)を離間する第2フィールド酸化膜2
7とを含み、チャネル領域15とボディコンタクト領域
22とは第3シリコン領域25を介して電気的に接続さ
れている(図10〜図12参照。)。
両側に接して、第3シリコン領域25がそれぞれ設けら
れていて(図11)、第3シリコン領域25の上には第
2フィールド酸化膜27が形成されている(図10およ
び図11)。また、この第3シリコン領域25に接して
第2シリコン領域23がそれぞれ配置されている(図1
0)。また、チャネル領域15の上側にはゲート電極3
1がゲート酸化膜29を介して設けられている(図11
および図12)。
ように、2つの第2フィールド酸化膜27は、ゲート長
方向(図中、実線で示す双頭矢印bの方向)に延在す
る、ソースおよびドレイン領域17および19の辺に沿
って設けてある。そして、一方のボディコンタクト領域
22は、ゲート幅方向(図中、実線で示す双頭矢印aの
方向)のチャネル領域15の延長線上に設けてあり、他
方のボディコンタクト領域22は、チャネル領域15か
ら、ゲート長方向に離間して、第2フィールド酸化膜2
7に隣接させて設けてある。
み酸化膜11の上面には、この第2フィールド酸化膜2
7に沿って、第3シリコン領域25が形成されているの
で、これら両ボディコンタクト領域22は、これら第3
シリコン領域25とチャネル領域15とにより、互いに
電気的に接続された状態にある。
に、チャネル領域15に発生するホットキャリアを、チ
ャネル領域15に蓄積させることなく、チャネル領域1
5のチャネル幅方向両側からボディコンタクト領域22
へ引き抜くことができる。また、第3シリコン領域25
は、チャネル領域15と接していて、かつ隣接する素子
間を導通させない程度の領域に設けられていればよい。
このため、必ずしもボディコンタクト領域22をチャネ
ル領域15(ゲート)の延長線上に形成する必要はな
く、第3シリコン領域25に接している他の領域に設け
ることができる(図10参照。)。これにより、チャネ
ル領域25へのゲート電極31の配線の設計がしやすく
なる。
フィールド酸化膜13によって分離してあるので、デバ
イスを微細化しても素子間にリークが発生するおそれは
なくなる。
ル領域が微細化し、チャネル幅方向のチャネル抵抗が高
くなったとしても、上述した構成の素子を動作させたと
き、チャネル領域で発生したキャリアをチャネルのチャ
ネル幅方向両側から効率よく引き抜くことができるた
め、基板浮遊効果や、寄生バイポーラ効果によるドレイ
ン耐圧の低下といった問題を回避できる。
造は、第1の実施の形態や第2の実施の形態で既に説明
した方法と同様にして行うことができる。
は、第3シリコン領域25がチャネル領域15のチャネ
ル幅方向両側に接して設けてあり、しかも、第1シリコ
ン領域21の長さと同じくらいかそれ以上の長さを有す
る領域として形成されているSOIMOSFETである
(図10)。この製造方法では、このMOSFETの構
成成分である、第2フィールド酸化膜27および第3シ
リコン領域25を製造するときに、第2フィールド酸化
膜27を形成するためのレジストパターンを、素子形成
領域47を含む領域上にホトリソグラフィ技術を用いて
形成している。しかしながら、素子の微細化にともなっ
て、ホトリソグラフィ時のマスクの合わせずれが、誤差
の範囲を越えてしまい、この結果、設定されたゲート幅
にゲートを形成することができなくなるおそれがある。
このため、製造される素子の性能を著しく低下させてし
まうおそれがある。この発明によれば、ホトリソグラフ
ィ時のマスクの合わせずれが生じたとしても、チャネル
領域15のチャネル幅を変化させるおそれはない。よっ
て設定されたゲート幅を変えるおそれもない。
13は、この実施の形態のSOIMOSFETを製造す
るにあたり、第2フィールド酸化膜27がホトリソグラ
フィ時のマスクの合わせずれにより、チャネル幅方向に
ずれて形成された場合を示す上から見た概略的な平面図
である。図13(A)は向かって右側にずれが生じた場
合を示し、図13(B)は、向かって左側にずれが生じ
た場合を示している。図の点線で囲んだ部分は、第2フ
ィールド酸化膜27が本来形成される位置を示してい
る。図13(A)および(B)では、点線よりもチャネ
ル幅方向にずれて第2フィールド酸化膜27が形成され
ている。しかしながら、第3の実施の形態のように第2
フィールド酸化膜27が設けてあれば、ホトリソグラフ
ィ時のマスクの合わせずれが生じても、チャネル領域の
チャネル幅Lは変化することはない。よって、この発明
によれば、より高性能のSOIMOSFETを提供でき
る。
して、第1および第2の実施の形態と同様の構造を有
し、さらに、ゲート電極のゲート長方向の両側に設けら
れているサイドウォールと、ソース領域のサイドウォー
ルの下の第1領域部分に形成されているN型の浅い接合
のソースと、ソース領域の浅い接合のソースの下の第2
領域部分に形成されているP型の第1中性領域と、ドレ
イン領域のサイドウォールの下の第1領域部分に形成さ
れているN型の浅い接合のドレインと、ドレイン領域の
浅い接合のドレインの下の第2領域部分に形成されてい
るP型の第2中性領域とを具えていて、第1中性領域お
よび第2中性領域は第3シリコン領域と電気的に接続さ
れていている例につき、図14および図15を参照して
説明する。図14は、この実施の形態のSOIMOSF
ETを上から見た平面図であり、図15は、図14の線
分XV−XVに沿って切った切り口の断面図である。
する点につき説明し、同様の点についてはその詳細な説
明を省略する。
第1および第2の実施の形態のSOIMOSFETの構
造と同様に、絶縁膜11と、この絶縁膜11の表面に設
けられた第1フィールド酸化膜13と、この第1フィー
ルド酸化膜13に囲まれた絶縁膜11の表面に設けられ
ている、チャネル領域15、ソース領域17およびドレ
イン領域19を有する第1シリコン領域21と、絶縁膜
11の表面に第1シリコン領域21と離間して設けられ
ている、ボディコンタクト領域22を有する第2シリコ
ン領域23と、第1シリコン領域21と第2シリコン領
域23との間の絶縁膜11の表面に設けられた第3シリ
コン領域25と、この第3シリコン領域25上に設けら
れていて、第1および第2シリコン領域(21および2
3)を離間する第2フィールド酸化膜27とを含み、チ
ャネル領域15とボディコンタクト領域22とは第3シ
リコン領域25を介して電気的に接続されている。
MOSFETにおいては、チャネル領域15上にはゲー
ト酸化膜29を介して形成されているゲート電極31
と、このゲート電極31のゲート長方向の両側に設けら
れているサイドウォール(53aおよび53b)と、ソ
ース領域17のサイドウォール53aの下の第1領域部
分55に形成されている第1導電型の浅い接合のソース
55と、ソース領域17の浅い接合のソース55の下の
第2領域部分57に形成されている第2導電型の第1中
性領域57と、ドレイン領域19のサイドウォール53
bの下の第1領域部分59に形成されている第1導電型
の浅い接合のドレイン59と、ドレイン領域19の浅い
接合のドレイン59の下の第2領域部分61に形成され
ている第2導電型の第2中性領域61とを具えている。
この第1中性領域57および第2中性領域61は、第3
シリコン領域25と電気的に接続されている。
をN型とし、および第2導電型をP型としてある。した
がって、ソース領域17の第1および第2領域部分(5
5および57)以外の領域を、N型のソース63とし、
およびドレイン領域19の第1および第2領域部分(5
9および61)以外の領域を、N型のドレイン65とし
て形成してある。また、チャネル領域15をP型とする
(図14および図15)。
のドレイン59は、通常ソース・ドレインエクステンシ
ョンと呼ばれる領域である。そして、これら浅い接合の
ソース55および浅い接合のドレイン59の下に形成さ
れるP型の中性領域(第1中性領域57および第2中性
領域61)は、チャネル領域15に形成される空乏層の
広がりを抑える目的で設けられていて、MOSFETの
動作中、電界の影響を受けない領域であるため中性領域
と称している。中性領域(57および61)は、第3シ
リコン領域25と電気的に接続されているため、チャネ
ル領域15で発生したキャリアがボディコンタクト領域
22へ流れる通路となる。
下のチャネル領域15内には空乏層が形成される。チャ
ネル領域15の空乏層の下に電界の影響を受けない中性
の部分が形成されていて、この中性の部分から、ホット
キャリアが第3シリコン領域25へ流れる。デバイスの
微細化に伴いゲート長が短くなってくると、チャネル領
域15内の中性の部分の断面積が小さくなって、ゲート
幅方向のチャネル抵抗が高くなる。このため、チャネル
領域15内で発生したキャリアが、チャネル領域15か
ら第3シリコン領域25へ流れにくくなってしまい、そ
のため、ボディコンタクト領域22へキャリア(ここで
はホール)を引き抜く効率が低下する。このため、ボデ
ィコンタクト領域22を設けてあっても、基板浮遊効果
が発生するおそれがある。
領域17およびドレイン領域19内に、浅い接合のソー
ス55およびドレイン59が形成されてあって、この浅
い接合のソース55およびドレイン59の下側にP型の
中性領域(第1中性領域57および第2中性領域61)
が形成されていれば、チャネル領域15内で発生したホ
ットキャリアを、チャネル領域15内の中性の部分と、
第1中性領域57および第2中性領域61とを通って、
第3シリコン領域25へ流れるために、実質的にチャネ
ル領域15内の中性の部分を広げることができる。この
ため、ゲート長が短くなってもゲート幅方向のチャネル
抵抗が高くなってしまうおそれはなくなる。
Tの製造方法につき、図16を参照して説明する。図1
6は、この実施の形態のSOIMOSFETの主要な製
造工程図であり、図15に対応する断面図で示してあ
る。
縁膜11(100nmの膜厚の埋め込み酸化膜)上に形
成された、厚さが140nmのシリコン本体層41に対
して素子形成領域47を残して選択酸化を行うことによ
って、絶縁膜11に達する第1フィールド酸化膜13を
400nmの膜厚で形成し(図4(A)〜(C)および
図6(A)〜(C)参照。)、次に素子形成領域47の
一部分を熱酸化して、素子形成領域47を第1シリコン
領域21と第2シリコン領域23とに分け、かつ素子形
成領域47の一部分のシリコン本体層41を第3シリコ
ン領域25として薄く残存させる、第2フィールド酸化
膜27を、200nmの膜厚で形成する(図5(A)〜
(B)および図7(A)〜(B)参照。)。
膜29およびゲート電極31を形成する(図16
(A))。
N型不純物イオンをそれぞれ注入することにより、浅い
接合のソースおよびドレインをそれぞれ形成する。
領域19となる領域に、Asを5keV、1×1015c
m-2という条件でイオン注入を行って、浅い接合のソー
ス55およびドレイン59を形成する。
型不純物イオンをN型不純物イオンの注入するときより
も高いエネルギーで以て注入することによって、浅い接
合のソースおよびドレインの下の領域に第2導電型の中
性領域をそれぞれ形成する。
びドレイン領域19となる領域に、BF2 を70ke
V、2×1013cm-2という条件でイオン注入する。こ
れにより浅い接合のソース55およびドレイン59の下
の領域に、それぞれP型の中性領域(57およびが5
9)が形成される(図16(B))。
サイドウォールを形成する。
e:テトラエトキシシラン)を用いて、CVD法により
膜厚が200nmのSiO2 膜を形成した後、RIEに
よりエッチバックを行って、ゲート電極31のゲート長
方向両側に、サイドウォール(53aおよび53b)を
形成する(図16(C))。
浅い接合のソースおよびドレインと、中性領域(第1中
性領域および第2中性領域)とをソースおよびドレイン
に変える。このソースおよびドレインは深い接合とな
る。
53b)から露出している、ソース領域17およびドレ
イン領域19となる領域に、イオン注入により、Asを
60keV、5×1015cm-2という条件で導入して、
深い接合のソース63およびドレイン65を形成する。
この後、急速加熱装置(RTA)を用いて、1000℃
の温度で10秒間加熱処理を行い、ソース63およびド
レイン65を活性化させる(図16(D))。
MOSFETに浅い接合のソース55およびドレイン5
9を形成し、その下にチャネル領域15で発生するキャ
リアの、チャネル領域15から第3シリコン領域25へ
の新たな通路となるP型の中性領域(57および61)
を形成することができる。
につき説明したが、PMOSFETに適用させてもよ
い。この場合、浅い接合のソースおよびドレインはP型
の不純物を導入して形成し、その下の中性領域を形成す
るためのイオン注入にはN型の不純物を用いる。
Tの第1フィールド酸化膜および第2フィールド酸化膜
の形成を、第2の実施の形態と同様にして形成してもよ
い。
形態のようにチャネル領域のチャネル幅(ゲート幅)方
向両側に設けてもよい。
純物濃度、電圧、温度、時間等を具体的に例示したが、
これらの数値例はこの発明を実施するための好適例に過
ぎず、したがって、この発明は、何らこれらの数値に限
定されるものではない。
発明のSOIMOSFETによれば、絶縁膜と、この絶
縁膜の表面に設けられた第1フィールド酸化膜と、この
第1フィールド酸化膜に囲まれた絶縁膜の表面に設けら
れている、チャネル領域、ソース領域およびドレイン領
域を有する第1シリコン領域と、絶縁膜の表面に第1シ
リコン領域と離間して設けられている、ボディコンタク
ト領域を有する第2シリコン領域と、第1シリコン領域
と第2シリコン領域との間の絶縁膜の表面に設けられた
第3シリコン領域と、この第3シリコン領域上に設けら
れていて、第1および第2シリコン領域を離間する第2
フィールド酸化膜とを含み、チャネル領域とボディコン
タクト領域とは第3シリコン領域を介して電気的に接続
されていることを特徴とする。
ETすなわち素子間を絶縁膜に達するように設けられて
いる第1フィールド酸化膜によって分離することができ
る。したがって素子間の距離が短くなっても、これら素
子間にリークが発生するおそれはなくなる。また、チャ
ネル領域とボディコンタクト領域とは第3シリコン領域
を介して導通しているため、MOSFETの動作中に、
チャネル領域に発生するキャリアを、第3シリコン領域
からボディコンタクト領域へ流すことができる。したが
って、基板浮遊効果や寄生バイポーラ効果によるドレイ
ン耐圧の低下といった問題を回避できる。
を概略的に示す平面図である。
を切断した切断面を概略的に示す図である。
ETを切断した切断面を概略的に示す図である。
供する概略的な製造工程図である。
供する図4に続く製造工程図である。
切った断面図であり、製造工程図である。
って切った断面図であり、図6に続く製造工程図であ
る。
MOSFETの概略的な製造工程図である。
MOSFETの概略的な製造工程図であり、図8の線分
IX−IXに沿って切った切り口の断面図である。
から見た平面図である。
断面図である。
口の断面図である。
説明に供する概略的な平面図である。
から見た平面図である。
断面図である。
IMOSFETの主要な製造工程図である。
ら見た平面図であり、(B)は、(A)の線分β−βに
沿って切った断面図であり、(C)は、(A)の線分γ
−γに沿って切った断面図である。
ン) 61:ドレイン領域の第2領域部分(第2中性領域) 63:ソース 65:ドレイン 103:半導体層(シリコン層) 117:薄いシリコン層
Claims (17)
- 【請求項1】 絶縁膜と、 該絶縁膜の表面に設けられた第1フィールド酸化膜と、 該第1フィールド酸化膜に囲まれた前記絶縁膜の表面に
設けられている、チャネル領域、ソース領域およびドレ
イン領域を有する第1シリコン領域と、 前記絶縁膜の表面に前記第1シリコン領域と離間して設
けられている、ボディコンタクト領域を有する第2シリ
コン領域と、 前記第1シリコン領域と前記第2シリコン領域との間の
前記絶縁膜の表面に設けられた第3シリコン領域と、 該第3シリコン領域上に設けられていて、前記第1およ
び第2シリコン領域を離間する第2フィールド酸化膜と
を含み、 前記チャネル領域と前記ボディコンタクト領域とは前記
第3シリコン領域を介して電気的に接続されていること
を特徴とするSOIMOSFET。 - 【請求項2】 請求項1に記載のSOIMOSFETに
おいて、 前記第3シリコン領域および第2フィールド酸化膜は、
前記チャネル領域のチャネル幅方向の一方の側に接して
設けられていることを特徴とするSOIMOSFET。 - 【請求項3】 請求項1に記載のSOIMOSFETに
おいて、 前記第3シリコン領域および第2フィールド酸化膜は、
前記チャネル領域のチャネル幅方向両側に接して設けら
れていることを特徴とするSOIMOSFET。 - 【請求項4】 請求項1〜3のいずれか一項に記載のS
OIMOSFETにおいて、 前記チャネル領域は第2導電型の領域であり、前記ソー
ス領域およびドレイン領域は第1導電型の領域であり、
前記ボディコンタクト領域は第2導電型の領域であり、
前記第3シリコン領域は第2導電型の領域であることを
特徴とするSOIMOSFET。 - 【請求項5】 請求項1〜4のいずれか一項に記載のS
OIMOSFETにおいて、 さらに、前記チャネル領域上にゲート酸化膜を介して形
成されているゲート電極と、 該ゲート電極のゲート長方向の両側に設けられているサ
イドウォールと、 前記ソース領域の前記サイドウォールの下の第1領域部
分に形成されている第1導電型の浅い接合のソースと、 前記ソース領域の該浅い接合のソースの下の第2領域部
分に形成されている第2導電型の第1中性領域と、 前記ドレイン領域の前記サイドウォールの下の第1領域
部分に形成されている第1導電型の浅い接合のドレイン
と、 前記ドレイン領域の該浅い接合のドレインの下の第2領
域部分に形成されている第2導電型の第2中性領域とを
具えており、 前記第1中性領域および第2中性領域は前記第3シリコ
ン領域と電気的に接続されていて、 前記ソース領域の第1および第2領域部分以外の領域を
第1導電型のソースとし、および前記ドレイン領域の第
1および第2領域部分以外の領域を第1導電型のドレイ
ンとして形成してあり、および、 前記チャネル領域を第2導電型のチャネル領域として形
成してあることを特徴とするSOIMOSFET。 - 【請求項6】 SOIMOSFETを製造するにあた
り、 絶縁膜上に形成されたシリコン本体層に対して、素子形
成領域を残して選択酸化を行うことによって前記絶縁膜
に達する第1フィールド酸化膜を形成する工程と、 前記素子形成領域の一部分を熱酸化して、前記素子形成
領域を第1シリコン領域と第2シリコン領域とに分け、
かつ前記素子形成領域の一部分のシリコン本体層を、キ
ャリアが通過できるような厚さの第3シリコン領域とし
て残存させる第2フィールド酸化膜を形成する工程と、 前記第1シリコン領域にチャネル領域、ソース領域およ
びドレイン領域を形成し、前記第2シリコン領域にボデ
ィコンタクト領域を形成する工程とを含むことを特徴と
するSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項7】 請求項6に記載のSOIMOSFETの
製造方法において、 前記第3シリコン領域を、少なくとも前記チャネル領域
のチャネル幅方向の一方の側に接するように形成するこ
とを特徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項8】 請求項6に記載のSOIMOSFETの
製造方法において、 前記第3シリコン領域を、前記チャネル領域のチャネル
幅方向の一方の側に接する領域と、前記チャネル領域の
他方の側に接する領域として、2つ形成することを特徴
とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項9】 請求項6に記載のSOIMOSFETの
製造方法において、 前記シリコン本体層を第2導電型の層とし、前記ソース
領域およびドレイン領域を、前記第1シリコン領域に対
して第1導電型の不純物を注入することによって形成す
ることを特徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項10】 請求項6に記載のSOIMOSFET
の製造方法において、 前記第2フィールド酸化膜は、後に行われる前記ソース
領域およびドレイン領域の形成で、前記第1シリコン領
域に注入される前記第1導電型の不純物が、前記第1シ
リコン領域に接する第3シリコン領域にまで到達するこ
とのないような厚さを有する膜として形成することを特
徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項11】 請求項6〜10のいずれか一項に記載
のSOIMOSFETの製造方法において、 前記チャネル領域上にゲート酸化膜を形成し、該ゲート
酸化膜上にゲート電極を形成した後、前記ソース領域に
浅い接合のソース、およびドレイン領域に浅い接合のド
レインをそれぞれ第1導電型不純物イオンを注入するこ
とにより形成する工程と、 前記ソース領域およびドレイン領域に第2導電型不純物
イオンを、前記第1導電型不純物イオンの注入よりも高
いエネルギーで以て注入することによって、前記浅い接
合のソースおよび浅い接合のドレインの下の領域に第2
導電型の中性領域を形成する工程と、 前記ゲート電極のゲート長方向の両側にサイドウォール
を形成する工程と、 前記サイドウォールから露出している前記浅い接合のソ
ースおよび浅い接合のドレインに第1導電型不純物イオ
ンを注入することによって、前記サイドウォールから露
出している前記浅い接合のソースおよび浅い接合のドレ
インと前記中性領域とを、ソースおよびドレインに変え
る工程とを含むことを特徴とするSOIMOSFETの
製造方法 - 【請求項12】 SOIMOSFETを製造するにあた
り、 絶縁膜上に形成されたシリコン本体層に対して、素子形
成領域を残して選択酸化を行って予備フィールド酸化膜
を形成する工程と、 前記素子形成領域の一部分および前記予備フィールド酸
化膜に対して熱酸化を行うことによって、予備フィール
ド酸化膜を前記絶縁膜に達する第1フィールド酸化膜に
変え、かつ前記素子形成領域の一部分に、前記素子分離
領域を第1シリコン領域と第2シリコン領域とに離間す
る第2フィールド酸化膜と、該第2フィールド酸化膜の
下に残存するシリコン本体層で以て第3シリコン領域と
を形成する工程と、 前記第1シリコン領域にチャネル領域、ソース領域およ
びドレイン領域を形成し、前記第2シリコン領域にボデ
ィコンタクト領域を形成する工程とを含んでいることを
特徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項13】 請求項12に記載のSOIMOSFE
Tの製造方法において、 前記第3シリコン領域を、少なくとも前記チャネル領域
のチャネル幅方向の一方の側に接するように形成するこ
とを特徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項14】 請求項12に記載のSOIMOSFE
Tの製造方法において、 前記第3シリコン領域を、前記チャネル領域のチャネル
幅方向の一方の側に接する領域と、前記チャネル領域の
他方の側に接する領域として、2つ形成することを特徴
とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項15】 請求項12に記載のSOIMOSFE
Tの製造方法において、 前記シリコン本体層を第2導電型の層とし、前記ソース
領域およびドレイン領域を、前記第1シリコン領域に対
して第1導電型の不純物を注入することによって形成す
ることを特徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項16】 請求項12に記載のSOIMOSFE
Tの製造方法において、 前記第2フィールド酸化膜は、後に行われる前記ソース
領域およびドレイン領域の形成で、前記第1シリコン領
域に注入される前記第1導電型の不純物が、前記第1シ
リコン領域に接する第3シリコン領域にまで到達するこ
とのないような厚さを有する膜として形成することを特
徴とするSOIMOSFETの製造方法。 - 【請求項17】 請求項12〜16のいずれか一項に記
載のSOIMOSFETの製造方法において、 さらに、前記チャネル領域上にゲート酸化膜を形成し、
該ゲート酸化膜上にゲート電極を形成した後、前記ソー
ス領域に浅い接合のソース、およびドレイン領域に浅い
接合のドレインをそれぞれ第1導電型不純物イオンを注
入することにより形成する工程と、 前記ソース領域およびドレイン領域に第2導電型不純物
イオンを、前記第1導電型不純物イオンの注入よりも高
いエネルギーで以て注入することによって、前記浅い接
合のソースおよび浅い接合のドレインの下の領域に第2
導電型の中性領域を形成する工程と、 前記ゲート電極のゲート長方向の両側にサイドウォール
を形成する工程と、 前記サイドウォールから露出している前記浅い接合のソ
ースおよび浅い接合のドレインに第1導電型不純物イオ
ンを注入することによって、前記サイドウォールから露
出している前記浅い接合のソースおよび浅い接合のドレ
インと前記中性領域とを、ソースおよびドレインに変え
る工程とを含むことを特徴とするSOIMOSFETの
製造方法
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3513798A JPH11233785A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Soimosfetおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3513798A JPH11233785A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Soimosfetおよびその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11233785A true JPH11233785A (ja) | 1999-08-27 |
| JPH11233785A5 JPH11233785A5 (ja) | 2005-08-11 |
Family
ID=12433537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3513798A Pending JPH11233785A (ja) | 1998-02-17 | 1998-02-17 | Soimosfetおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11233785A (ja) |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2800908A1 (fr) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Samsung Electronics Co Ltd | Circuit integre a semiconducteur du type silicium sur isolant permettant d'eliminer les effets de corps flottant et son procede de fabrication |
| US6281593B1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-08-28 | International Business Machines Corporation | SOI MOSFET body contact and method of fabrication |
| JP2002217420A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-08-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Soiトランジスタのフローティングボデー効果を除去するためのsoi半導体集積回路及びその製造方法 |
| US6542046B2 (en) | 2000-09-08 | 2003-04-01 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Directional coupler, antenna device, and radar system |
| JP2003174172A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-06-20 | Seiko Epson Corp | 電界効果トランジスタおよびこれを用いた電気光学装置、半導体装置ならびに電子機器 |
| US6624475B2 (en) * | 2000-03-17 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | SOI low capacitance body contact |
| JP2006303530A (ja) * | 1998-12-24 | 2006-11-02 | Renesas Technology Corp | 半導体装置及びその製造方法並びに半導体装置の設計方法 |
| JP2007287718A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| JP2007287747A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| JP2007324530A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2012212918A (ja) * | 2012-06-21 | 2012-11-01 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| US11715796B2 (en) | 2021-03-12 | 2023-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High frequency transistor |
-
1998
- 1998-02-17 JP JP3513798A patent/JPH11233785A/ja active Pending
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006303530A (ja) * | 1998-12-24 | 2006-11-02 | Renesas Technology Corp | 半導体装置及びその製造方法並びに半導体装置の設計方法 |
| JP2001168337A (ja) * | 1999-10-25 | 2001-06-22 | Samsung Electronics Co Ltd | Soi半導体集積回路及びその製造方法 |
| FR2800908A1 (fr) * | 1999-10-25 | 2001-05-11 | Samsung Electronics Co Ltd | Circuit integre a semiconducteur du type silicium sur isolant permettant d'eliminer les effets de corps flottant et son procede de fabrication |
| US6281593B1 (en) * | 1999-12-06 | 2001-08-28 | International Business Machines Corporation | SOI MOSFET body contact and method of fabrication |
| US6624475B2 (en) * | 2000-03-17 | 2003-09-23 | International Business Machines Corporation | SOI low capacitance body contact |
| US6542046B2 (en) | 2000-09-08 | 2003-04-01 | Murata Manufacturing Co. Ltd. | Directional coupler, antenna device, and radar system |
| JP2002217420A (ja) * | 2000-12-26 | 2002-08-02 | Samsung Electronics Co Ltd | Soiトランジスタのフローティングボデー効果を除去するためのsoi半導体集積回路及びその製造方法 |
| JP2003174172A (ja) * | 2001-09-26 | 2003-06-20 | Seiko Epson Corp | 電界効果トランジスタおよびこれを用いた電気光学装置、半導体装置ならびに電子機器 |
| JP2007287718A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| JP2007287747A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Renesas Technology Corp | 半導体装置 |
| JP2007324530A (ja) * | 2006-06-05 | 2007-12-13 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置 |
| JP2012212918A (ja) * | 2012-06-21 | 2012-11-01 | Renesas Electronics Corp | 半導体装置 |
| US11715796B2 (en) | 2021-03-12 | 2023-08-01 | Kabushiki Kaisha Toshiba | High frequency transistor |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3462301B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP4614522B2 (ja) | 半導体装置及びその製造方法 | |
| JP3793808B2 (ja) | 電界効果トランジスタの製造方法 | |
| US20020177260A1 (en) | Semiconductor device and method of fabricating the same | |
| JP2003318405A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP3383219B2 (ja) | Soi半導体装置及びその製造方法 | |
| KR19990079189A (ko) | 반도체 소자 및 그의 제조 방법 | |
| JPH1093093A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| US6352872B1 (en) | SOI device with double gate and method for fabricating the same | |
| JPH11233785A (ja) | Soimosfetおよびその製造方法 | |
| US8048759B2 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
| JP2708027B2 (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| KR100367049B1 (ko) | 반도체 장치의 제조방법 | |
| JPH0945904A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JPH10340965A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2007043069A (ja) | 半導体装置および半導体装置の製造方法 | |
| JP3038740B2 (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2519541B2 (ja) | 半導体装置 | |
| JPH0298939A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| KR100415191B1 (ko) | 비대칭형 씨모스 트랜지스터의 제조 방법 | |
| JPH01264265A (ja) | 半導体装置およびその製造方法 | |
| JP2004079790A (ja) | 完全空乏型soi−mosトランジスタおよびその製造方法 | |
| KR890004969B1 (ko) | 반도체 장치의 제조방법 | |
| JPH1050857A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH09139382A (ja) | 半導体装置の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050125 |
|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20070702 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20070717 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070918 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20071120 |