JPH1093101A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH1093101A JPH1093101A JP29130996A JP29130996A JPH1093101A JP H1093101 A JPH1093101 A JP H1093101A JP 29130996 A JP29130996 A JP 29130996A JP 29130996 A JP29130996 A JP 29130996A JP H1093101 A JPH1093101 A JP H1093101A
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- semiconductor layer
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 静特性にハンプが生じるのを可及的に抑制す
る。 【解決手段】 半導体基板1上に形成された絶縁物層2
と、絶縁物層上に設けられたp型の半導体層9aと、絶
縁物層上に設けられ、p型の半導体層とは絶縁膜7によ
って絶縁分離されたn型の半導体層9bと、p型の半導
体層に分離されて形成されたn型のソース領域12aお
よびドレイン領域12aと、n型の半導体層に分離され
て形成されたp型のソース領域12bおよびドレイン領
域12bと、n型のソース領域とn型のドレイン領域と
の間のp型の半導体層に形成された第1のチャネル領域
9aと、p型のソース領域とp型のドレイン領域との間
の前記n型の半導体層に形成された第2のチャネル領域
9bと、第1のチャネル領域上に形成された第1のゲー
ト電極11と、第2のチャネル領域上に形成された第2
のゲート電極11と、第1のチャネル領域のゲート幅方
向の端部のp型の半導体層に形成されたp型の半導体層
より高濃度のp型の拡散領域8と、を備えていることを
特徴とする。
る。 【解決手段】 半導体基板1上に形成された絶縁物層2
と、絶縁物層上に設けられたp型の半導体層9aと、絶
縁物層上に設けられ、p型の半導体層とは絶縁膜7によ
って絶縁分離されたn型の半導体層9bと、p型の半導
体層に分離されて形成されたn型のソース領域12aお
よびドレイン領域12aと、n型の半導体層に分離され
て形成されたp型のソース領域12bおよびドレイン領
域12bと、n型のソース領域とn型のドレイン領域と
の間のp型の半導体層に形成された第1のチャネル領域
9aと、p型のソース領域とp型のドレイン領域との間
の前記n型の半導体層に形成された第2のチャネル領域
9bと、第1のチャネル領域上に形成された第1のゲー
ト電極11と、第2のチャネル領域上に形成された第2
のゲート電極11と、第1のチャネル領域のゲート幅方
向の端部のp型の半導体層に形成されたp型の半導体層
より高濃度のp型の拡散領域8と、を備えていることを
特徴とする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に関するもので、特に絶縁物上に形成された
相補型電界効果トランジスタの素子分離に用いられるも
のである。
の製造方法に関するもので、特に絶縁物上に形成された
相補型電界効果トランジスタの素子分離に用いられるも
のである。
【0002】
【従来の技術】一般に、絶縁物上に形成された相補型電
界効果トランジスタ(以下、SOI(Silicon On Insul
ator)−CMOS FETともいう)は、図8(a)に
示すようにシリコン基板101上に絶縁膜102が設け
られ、この絶縁膜102上にSOI層とも呼ばれる半導
体層が形成されている。そしてこの半導体層の、nチャ
ネルMOSFETの形成領域にはチャネル領域109a
とソース及びドレイン領域112aが形成され、pチャ
ネルMOSFETの形成領域にはチャネル領域109b
とソース及びドレイン領域112bが形成されている。
界効果トランジスタ(以下、SOI(Silicon On Insul
ator)−CMOS FETともいう)は、図8(a)に
示すようにシリコン基板101上に絶縁膜102が設け
られ、この絶縁膜102上にSOI層とも呼ばれる半導
体層が形成されている。そしてこの半導体層の、nチャ
ネルMOSFETの形成領域にはチャネル領域109a
とソース及びドレイン領域112aが形成され、pチャ
ネルMOSFETの形成領域にはチャネル領域109b
とソース及びドレイン領域112bが形成されている。
【0003】また、チャネル領域109a,109bに
はゲート絶縁膜110を介してゲート電極111が各々
形成されている。
はゲート絶縁膜110を介してゲート電極111が各々
形成されている。
【0004】なお、nチャネルMOSFETとpチャネ
ルMOSFETの素子分離には、選択的にSOI層を酸
化することによって形成されたLOCOS酸化膜103
が用いられている。
ルMOSFETの素子分離には、選択的にSOI層を酸
化することによって形成されたLOCOS酸化膜103
が用いられている。
【0005】また、これらのMOSFET間の分離に
は、図9(a)に示すようにSOI層を非等方エッチン
グによりパターニングした後、シリコン酸化膜107を
埋め込む方法も用いられている。
は、図9(a)に示すようにSOI層を非等方エッチン
グによりパターニングした後、シリコン酸化膜107を
埋め込む方法も用いられている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
造を有するSOI−CMOSFETの素子分離構造に
は、以下に述べる問題点がある。
造を有するSOI−CMOSFETの素子分離構造に
は、以下に述べる問題点がある。
【0007】図8(a)に示すようなLOCOS法によ
る素子分離構造では、0.4μm以下の微細な素子分離
を行うことが困難であるという問題点がある。また、図
8(b)に示すようにLOCOS酸化膜103のエッジ
部のSOI層109aの膜厚が他の領域に比べて極端に
薄くなる領域120が形成される。またnMOS電界効
果トランジスタのチャネル領域に導入されるホウ素のよ
うな不純物原子は、酸化膜中に吸い出されやすい特性を
有するため、ゲート電極111に覆われたLOCOS酸
化膜103のエッジ部120で不純物濃度が他のチャネ
ル領域に比べて低下してしまう。このため、ゲート電圧
を印加していくと、この領域が他の領域よりも早く反転
してしまい、本来図10に示すような静特性になるはず
のものが、図11の符号150に示すような「ハンプ」
のある特性になり、閾値の設定が困難になる等の問題点
が生じる。
る素子分離構造では、0.4μm以下の微細な素子分離
を行うことが困難であるという問題点がある。また、図
8(b)に示すようにLOCOS酸化膜103のエッジ
部のSOI層109aの膜厚が他の領域に比べて極端に
薄くなる領域120が形成される。またnMOS電界効
果トランジスタのチャネル領域に導入されるホウ素のよ
うな不純物原子は、酸化膜中に吸い出されやすい特性を
有するため、ゲート電極111に覆われたLOCOS酸
化膜103のエッジ部120で不純物濃度が他のチャネ
ル領域に比べて低下してしまう。このため、ゲート電圧
を印加していくと、この領域が他の領域よりも早く反転
してしまい、本来図10に示すような静特性になるはず
のものが、図11の符号150に示すような「ハンプ」
のある特性になり、閾値の設定が困難になる等の問題点
が生じる。
【0008】一方、図9(a)示すような絶縁膜を埋め
込むことによって形成する素子分離構造では、LOCO
S法による素子分離に比べて微細な素子分離を形成で
き、かつLOCOS酸化膜103のエッジ部120のよ
うにSOI膜厚が極端に薄くなることも起こらない利点
がある。しかし、素子分離形成後に行う酸化膜剥離工程
等によって、トランジスタ形成領域端部分の埋め込み酸
化膜107に図9(b)に示す領域130を拡大した図
9(c)に示すような「えぐれ」部分140ができ、ト
ランジスタ形成領域端部の「かど」が露出してしまう。
この「かど」上にゲート電極が存在すると、ゲート電極
から印加される電圧による電界が、この「かど」部分で
集中してしまうために、やはりこの領域が他の領域より
も早く反転してしまい、図11の150部に示すような
「ハンプ」特性を示すようになるという問題が発生す
る。また、半導体層109a,10bと素子分離絶縁膜
107の界面において、発生する界面準位によってソー
ス・ドレイン間のリーク電流が流れてしまうという問題
が生じる。
込むことによって形成する素子分離構造では、LOCO
S法による素子分離に比べて微細な素子分離を形成で
き、かつLOCOS酸化膜103のエッジ部120のよ
うにSOI膜厚が極端に薄くなることも起こらない利点
がある。しかし、素子分離形成後に行う酸化膜剥離工程
等によって、トランジスタ形成領域端部分の埋め込み酸
化膜107に図9(b)に示す領域130を拡大した図
9(c)に示すような「えぐれ」部分140ができ、ト
ランジスタ形成領域端部の「かど」が露出してしまう。
この「かど」上にゲート電極が存在すると、ゲート電極
から印加される電圧による電界が、この「かど」部分で
集中してしまうために、やはりこの領域が他の領域より
も早く反転してしまい、図11の150部に示すような
「ハンプ」特性を示すようになるという問題が発生す
る。また、半導体層109a,10bと素子分離絶縁膜
107の界面において、発生する界面準位によってソー
ス・ドレイン間のリーク電流が流れてしまうという問題
が生じる。
【0009】本発明は上記事情を考慮してなされたもの
であって、静特性にハンプが生じるのを可及的に抑制す
ることのできる半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
であって、静特性にハンプが生じるのを可及的に抑制す
ることのできる半導体装置及びその製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様の半
導体装置は、基板上に形成された絶縁物層と、前記絶縁
物層上に設けられたp型の半導体層と、前記絶縁物層上
に設けられ、前記p型の半導体層とは絶縁膜によって絶
縁分離されたn型の半導体層と、前記p型の半導体層に
分離されて形成されたn型のソース領域およびドレイン
領域と、前記n型の半導体層に分離されて形成されたp
型のソース領域およびドレイン領域と、前記n型のソー
ス領域と前記n型のドレイン領域との間の前記p型の半
導体層に形成された第1のチャネル領域と、前記p型の
ソース領域と前記p型のドレイン領域との間の前記n型
の半導体層に形成された第2のチャネル領域と、前記第
1のチャネル領域上に形成された第1のゲート電極と、
前記第2のチャネル領域上に形成された第2のゲート電
極と、前記第1のチャネル領域のゲート幅方向の端部の
前記p型の半導体層に形成された前記p型の半導体層よ
り高濃度のp型の拡散領域と、を備えていることを特徴
とする。
導体装置は、基板上に形成された絶縁物層と、前記絶縁
物層上に設けられたp型の半導体層と、前記絶縁物層上
に設けられ、前記p型の半導体層とは絶縁膜によって絶
縁分離されたn型の半導体層と、前記p型の半導体層に
分離されて形成されたn型のソース領域およびドレイン
領域と、前記n型の半導体層に分離されて形成されたp
型のソース領域およびドレイン領域と、前記n型のソー
ス領域と前記n型のドレイン領域との間の前記p型の半
導体層に形成された第1のチャネル領域と、前記p型の
ソース領域と前記p型のドレイン領域との間の前記n型
の半導体層に形成された第2のチャネル領域と、前記第
1のチャネル領域上に形成された第1のゲート電極と、
前記第2のチャネル領域上に形成された第2のゲート電
極と、前記第1のチャネル領域のゲート幅方向の端部の
前記p型の半導体層に形成された前記p型の半導体層よ
り高濃度のp型の拡散領域と、を備えていることを特徴
とする。
【0011】また本発明の第2の態様の半導体装置の製
造方法は、絶縁物層上にシリコン層が形成されたSOI
基板の該シリコン層上にマスク層を形成する工程と、前
記マスク層および前記シリコン層をパターニングするこ
とにより第1および第2の島状の領域を形成する工程
と、前記第2の島状の領域の前記シリコン層の側面にの
み第1の絶縁膜を形成する工程と、p型の不純物原子を
含む第2の絶縁膜を、前記第1および第2の島状領域の
周囲に埋め込む工程と、熱処理することにより前記第1
の島状領域の前記シリコン層の側面に前記第2の絶縁膜
から前記p型の不純物原子を拡散させ、p型の拡散領域
を形成する工程と、前記第1及び第2の島状領域にそれ
ぞれnチャネル及びpチャネルMOSFETを形成する
工程と、を備えていることを特徴とする。
造方法は、絶縁物層上にシリコン層が形成されたSOI
基板の該シリコン層上にマスク層を形成する工程と、前
記マスク層および前記シリコン層をパターニングするこ
とにより第1および第2の島状の領域を形成する工程
と、前記第2の島状の領域の前記シリコン層の側面にの
み第1の絶縁膜を形成する工程と、p型の不純物原子を
含む第2の絶縁膜を、前記第1および第2の島状領域の
周囲に埋め込む工程と、熱処理することにより前記第1
の島状領域の前記シリコン層の側面に前記第2の絶縁膜
から前記p型の不純物原子を拡散させ、p型の拡散領域
を形成する工程と、前記第1及び第2の島状領域にそれ
ぞれnチャネル及びpチャネルMOSFETを形成する
工程と、を備えていることを特徴とする。
【0012】また本発明の第3の態様の半導体装置は、
基板上に形成された絶縁物層と、前記絶縁物層上に形成
された環状の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の
内側の前記絶縁物層上に前記第1の半導体層と分離され
て形成された島状の第2の半導体層と、前記第1の半導
体層と前記第2の半導体層の各々の側面に形成された第
1の絶縁膜と、前記第1の半導体層と前記第2の半導体
層に囲まれた領域の前記絶縁物層上に、前記囲まれた領
域を埋め込むように形成された導電体膜と、前記導電体
膜の上面を被覆するように形成された第2の絶縁膜と、
前記第2の半導体層に分離されて形成された第1導電型
のソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と
前記ドレイン領域の間の前記第2の半導体層に形成され
た第1導電型と異なる第2導電型のチャネル領域と、前
記チャネル領域上に形成されたゲート電極と、を備えて
いることを特徴とする。
基板上に形成された絶縁物層と、前記絶縁物層上に形成
された環状の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の
内側の前記絶縁物層上に前記第1の半導体層と分離され
て形成された島状の第2の半導体層と、前記第1の半導
体層と前記第2の半導体層の各々の側面に形成された第
1の絶縁膜と、前記第1の半導体層と前記第2の半導体
層に囲まれた領域の前記絶縁物層上に、前記囲まれた領
域を埋め込むように形成された導電体膜と、前記導電体
膜の上面を被覆するように形成された第2の絶縁膜と、
前記第2の半導体層に分離されて形成された第1導電型
のソース領域およびドレイン領域と、前記ソース領域と
前記ドレイン領域の間の前記第2の半導体層に形成され
た第1導電型と異なる第2導電型のチャネル領域と、前
記チャネル領域上に形成されたゲート電極と、を備えて
いることを特徴とする。
【0013】また本発明の第4の態様の半導体装置の製
造方法は、絶縁物層上にシリコン層が形成されたSOI
基板上の該シリコン層上にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層および前記シリコン層をパターニングする
ことにより環状の領域およびこの環状の領域内部に前記
環状の領域と分離された島状の領域を形成する工程と、
前記環状の領域の前記シリコン層の側面および前記島状
の領域の前記シリコン層の側面に各々第1の絶縁膜を形
成する工程と、前記環状の領域と前記島状の領域に囲ま
れた領域の前記絶縁物層上に導電体膜を埋め込む工程
と、前記導電体膜を被覆するように第2の絶縁膜を形成
する工程と、を備えていることを特徴とする。
造方法は、絶縁物層上にシリコン層が形成されたSOI
基板上の該シリコン層上にマスク層を形成する工程と、
前記マスク層および前記シリコン層をパターニングする
ことにより環状の領域およびこの環状の領域内部に前記
環状の領域と分離された島状の領域を形成する工程と、
前記環状の領域の前記シリコン層の側面および前記島状
の領域の前記シリコン層の側面に各々第1の絶縁膜を形
成する工程と、前記環状の領域と前記島状の領域に囲ま
れた領域の前記絶縁物層上に導電体膜を埋め込む工程
と、前記導電体膜を被覆するように第2の絶縁膜を形成
する工程と、を備えていることを特徴とする。
【0014】また本発明の第5の態様の半導体装置は、
基板上に形成された第1の絶縁物層と、前記第1の絶縁
物層上に形成された島状の第1の導電体層と、前記第1
の導電体層上に第2の絶縁物層を介して形成された環状
の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の内側の前記
第1の導電体層上に前記第2の絶縁物層を介して前記第
1の半導体層と分離されて形成された島状の第2の半導
体層と、前記第1の導電体層の側面に形成された第1の
絶縁膜と、前記第1および第2の半導体層の各側面に形
成された第2の絶縁膜と、前記第1の半導体層と前記第
2の半導体層に囲まれた領域の前記第1の導電体層上
に、この第1の導電体層と電気的に接続しかつ前記囲ま
れた領域を埋め込むように形成された第2の導電体層
と、前記第2の導電体層の上面を被覆するように形成さ
れた第3の絶縁膜と、前記第2の半導体層に分離されて
形成された第1導電型のソース領域およびドレイン領域
と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の前記第2
の半導体層に形成された第1の導電型と異なる第2の導
電型のチャネル領域と、前記チャネル領域上に形成され
たゲート電極と、を備えていることを特徴とする。
基板上に形成された第1の絶縁物層と、前記第1の絶縁
物層上に形成された島状の第1の導電体層と、前記第1
の導電体層上に第2の絶縁物層を介して形成された環状
の第1の半導体層と、前記第1の半導体層の内側の前記
第1の導電体層上に前記第2の絶縁物層を介して前記第
1の半導体層と分離されて形成された島状の第2の半導
体層と、前記第1の導電体層の側面に形成された第1の
絶縁膜と、前記第1および第2の半導体層の各側面に形
成された第2の絶縁膜と、前記第1の半導体層と前記第
2の半導体層に囲まれた領域の前記第1の導電体層上
に、この第1の導電体層と電気的に接続しかつ前記囲ま
れた領域を埋め込むように形成された第2の導電体層
と、前記第2の導電体層の上面を被覆するように形成さ
れた第3の絶縁膜と、前記第2の半導体層に分離されて
形成された第1導電型のソース領域およびドレイン領域
と、前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の前記第2
の半導体層に形成された第1の導電型と異なる第2の導
電型のチャネル領域と、前記チャネル領域上に形成され
たゲート電極と、を備えていることを特徴とする。
【0015】また本発明の第6の態様の半導体装置の製
造方法は、基板上に第1の絶縁物層、第1の導電体層、
第2の絶縁物層および半導体層が順次形成された基板の
前記半導体層上にマスク層を形成する工程と、前記マス
ク層、前記半導体層、第2の絶縁物層をパターニングす
ることにより環状の領域及びこの環状の領域の内部に前
記環状の領域と分離された島状の領域を形成する工程
と、前記環状の領域の前記半導体層の側面および前記島
状の領域の前記半導体層の側面に各々第1の絶縁膜を形
成する工程と、前記環状の領域と前記島状の領域に囲ま
れた領域の前記第1の導電体層上に、前記第1の導電体
層と電気的に接続するように前記囲まれた領域を第2の
導電体層で埋め込む工程と、前記第2の導電体層を被覆
するように第2の絶縁膜を形成する工程と、を備えてい
ることを特徴とする。
造方法は、基板上に第1の絶縁物層、第1の導電体層、
第2の絶縁物層および半導体層が順次形成された基板の
前記半導体層上にマスク層を形成する工程と、前記マス
ク層、前記半導体層、第2の絶縁物層をパターニングす
ることにより環状の領域及びこの環状の領域の内部に前
記環状の領域と分離された島状の領域を形成する工程
と、前記環状の領域の前記半導体層の側面および前記島
状の領域の前記半導体層の側面に各々第1の絶縁膜を形
成する工程と、前記環状の領域と前記島状の領域に囲ま
れた領域の前記第1の導電体層上に、前記第1の導電体
層と電気的に接続するように前記囲まれた領域を第2の
導電体層で埋め込む工程と、前記第2の導電体層を被覆
するように第2の絶縁膜を形成する工程と、を備えてい
ることを特徴とする。
【0016】なお、本発明において、マスク層として耐
酸化性マスクを用いることができ、島状のシリコン領域
を選択的に酸化するためのマスクとすることが可能であ
る。また、異方性エッチングによる側壁残しにより、上
記島状の領域に選択的に絶縁膜を残す場合のマスクとし
ても用いることができる。上記した方法において、マス
ク層としては例えばシリコン窒化膜を用いることができ
る。
酸化性マスクを用いることができ、島状のシリコン領域
を選択的に酸化するためのマスクとすることが可能であ
る。また、異方性エッチングによる側壁残しにより、上
記島状の領域に選択的に絶縁膜を残す場合のマスクとし
ても用いることができる。上記した方法において、マス
ク層としては例えばシリコン窒化膜を用いることができ
る。
【0017】
【発明の実施の形態】本発明の第1の実施の形態を図1
を参照して説明する。この実施の形態はSOI−CMO
SFETを有する半導体装置であって、その構成を図1
(a),(b),(c)に示す。半導体基板1上に絶縁
物層2が形成され、この絶縁物層2上には複数の島状の
SOI領域が設けられている。この島状のSOI領域の
うち、nMOSFET形成領域にはp型のチャネル領域
9aと、n型のソース・ドレイン領域12aが形成さ
れ、pMOSFET形成領域にはn型のチャネル領域1
2bと、p型ソース・ドレイン領域12bが形成されて
いる(図1(a)参照)。そして各々のチャネル領域9
a,9b上にはゲート絶縁膜10を介してゲート電極1
1が形成されている。
を参照して説明する。この実施の形態はSOI−CMO
SFETを有する半導体装置であって、その構成を図1
(a),(b),(c)に示す。半導体基板1上に絶縁
物層2が形成され、この絶縁物層2上には複数の島状の
SOI領域が設けられている。この島状のSOI領域の
うち、nMOSFET形成領域にはp型のチャネル領域
9aと、n型のソース・ドレイン領域12aが形成さ
れ、pMOSFET形成領域にはn型のチャネル領域1
2bと、p型ソース・ドレイン領域12bが形成されて
いる(図1(a)参照)。そして各々のチャネル領域9
a,9b上にはゲート絶縁膜10を介してゲート電極1
1が形成されている。
【0018】また、これらのnMOSFET領域9a,
12aとpMOSFET領域9b,12bの間には、例
えばBSG(ホウ素ドープガラス)からなる絶縁膜7が
埋め込まれている。そしてpMOSFET領域9b,1
2bと絶縁膜7との間には例えばSiO2 からなる絶縁
膜6が設けられている(図1(a),(c)参照)。
12aとpMOSFET領域9b,12bの間には、例
えばBSG(ホウ素ドープガラス)からなる絶縁膜7が
埋め込まれている。そしてpMOSFET領域9b,1
2bと絶縁膜7との間には例えばSiO2 からなる絶縁
膜6が設けられている(図1(a),(c)参照)。
【0019】一方nMOSFET領域のp型のチャネル
領域9aと絶縁膜7の間にはp+ 型の不純物領域8が形
成されている(図1(b)参照)。
領域9aと絶縁膜7の間にはp+ 型の不純物領域8が形
成されている(図1(b)参照)。
【0020】以上述べたように本実施の形態の半導体装
置によれば、SOI−CMOSFETの素子分離にp型
の不純物原子を含む絶縁膜7が埋め込まれた構造が用い
られ、かつこの絶縁膜7とpMOS領域9b,12bの
接する領域に不純物を含まない絶縁膜6が設けられてい
ることにより例えば0.4μm以下の微細な素子分離を
行うことができる。
置によれば、SOI−CMOSFETの素子分離にp型
の不純物原子を含む絶縁膜7が埋め込まれた構造が用い
られ、かつこの絶縁膜7とpMOS領域9b,12bの
接する領域に不純物を含まない絶縁膜6が設けられてい
ることにより例えば0.4μm以下の微細な素子分離を
行うことができる。
【0021】またnMOS領域のp型チャネル領域9a
と絶縁膜7との接する領域には高濃度のp型不純物領域
が設けられていることにより、チャネル領域9aの端部
の角部でのゲート電界集中によって生じる静特性のハン
プを抑制することができる。
と絶縁膜7との接する領域には高濃度のp型不純物領域
が設けられていることにより、チャネル領域9aの端部
の角部でのゲート電界集中によって生じる静特性のハン
プを抑制することができる。
【0022】次に本発明の第2の実施の形態を図2を参
照して説明する。この実施の形態は図1に示すSOI−
CMOSFETの製造方法であって図2にその製造工程
を示す。
照して説明する。この実施の形態は図1に示すSOI−
CMOSFETの製造方法であって図2にその製造工程
を示す。
【0023】この製造方法は、半導体基板1上に絶縁物
層2が形成され、この絶縁物層2上にSOI層とも呼ば
れる半導体層3が形成されたSOI基板を用いる。この
SOI基板のSOI層3の表面に、熱処理することによ
って熱酸化膜4を形成し、この熱酸化膜4上にシリコン
窒化膜5を形成する(図2(a)参照)。そしてシリコ
ン窒化膜5、熱酸化膜4、およびSOI層3をパターニ
ングして島状のSOI領域3を形成する(図2(a)参
照)。その後、酸化することによってSOI領域3の側
面にシリコン酸化膜6を形成する。
層2が形成され、この絶縁物層2上にSOI層とも呼ば
れる半導体層3が形成されたSOI基板を用いる。この
SOI基板のSOI層3の表面に、熱処理することによ
って熱酸化膜4を形成し、この熱酸化膜4上にシリコン
窒化膜5を形成する(図2(a)参照)。そしてシリコ
ン窒化膜5、熱酸化膜4、およびSOI層3をパターニ
ングして島状のSOI領域3を形成する(図2(a)参
照)。その後、酸化することによってSOI領域3の側
面にシリコン酸化膜6を形成する。
【0024】次にフォトリソグラフィ工程と、弗酸系の
溶液エッチングによってnMOSFET形成領域となる
SOI領域3の周囲に形成されたシリコン酸化膜6のみ
除去する(図2(a)参照)。
溶液エッチングによってnMOSFET形成領域となる
SOI領域3の周囲に形成されたシリコン酸化膜6のみ
除去する(図2(a)参照)。
【0025】次に全面にBSG膜7を堆積した後、化学
/機械研磨法(CMP)等により、シリコン窒化膜層5
が露出するまでBSG膜7をエッチバックする(図2
(b)参照)。
/機械研磨法(CMP)等により、シリコン窒化膜層5
が露出するまでBSG膜7をエッチバックする(図2
(b)参照)。
【0026】その後、窒素もしくは酸素雰囲気中で熱処
理を行うことにより、nMOSFET形成領域のSOI
領域3の周囲にホウ素がBSG膜7から拡散され、p+
型の拡散領域8が形成される(図2(b)参照)。この
ときpMOSFET形成領域のSOI領域の周囲には、
シリコン酸化膜6が形成されているためにBSG膜7か
らホウ素は拡散されない。なお上記熱処理によってBS
G膜の弗酸系溶液に対する耐性も、熱酸化膜と同程度か
それ以上に向上する。
理を行うことにより、nMOSFET形成領域のSOI
領域3の周囲にホウ素がBSG膜7から拡散され、p+
型の拡散領域8が形成される(図2(b)参照)。この
ときpMOSFET形成領域のSOI領域の周囲には、
シリコン酸化膜6が形成されているためにBSG膜7か
らホウ素は拡散されない。なお上記熱処理によってBS
G膜の弗酸系溶液に対する耐性も、熱酸化膜と同程度か
それ以上に向上する。
【0027】次にシリコン窒化膜5をエッチング除去し
た後、フォトリソグラフィ技術とイオン注入法を用いる
ことによってnMOSFET形成領域のSOI層にp型
のチャネル領域9aを、pMOSFET形成領域のSO
I層にn型のチャネル領域9bを形成する(図2(c)
参照)。続いて弗酸系の溶液を用いて熱酸化膜4を除去
する(図2(c)参照)。
た後、フォトリソグラフィ技術とイオン注入法を用いる
ことによってnMOSFET形成領域のSOI層にp型
のチャネル領域9aを、pMOSFET形成領域のSO
I層にn型のチャネル領域9bを形成する(図2(c)
参照)。続いて弗酸系の溶液を用いて熱酸化膜4を除去
する(図2(c)参照)。
【0028】次に熱酸化によってゲート酸化膜10を形
成し、続いて例えば多結晶シリコンからなるゲート電極
材料の膜11を堆積する(図2(d)参照)。
成し、続いて例えば多結晶シリコンからなるゲート電極
材料の膜11を堆積する(図2(d)参照)。
【0029】次にゲート電極材料の膜11およびゲート
酸化膜10をパターニングすることによってゲート電極
11を形成し、このゲート電極11をマスクにしてnM
OSFET形成領域にn型不純物(例えばヒ素)をイオ
ン注入してソース・ドレイン領域12aを形成し、pM
OSFET形成領域にp型不純物(例えばホウ素)をイ
オン注入してソース・ドレイン領域12bを形成する
(図1(a)参照)。このとき、nMOSFET領域の
周辺に既に形成されたp+ 型の拡散層8のうち、ゲート
電極11の直下以外の領域は、ソース・ドレイン領域を
形成する際にn+型に反転し、図1(a)に示す構造の
SOI−CMOSFETが形成される。
酸化膜10をパターニングすることによってゲート電極
11を形成し、このゲート電極11をマスクにしてnM
OSFET形成領域にn型不純物(例えばヒ素)をイオ
ン注入してソース・ドレイン領域12aを形成し、pM
OSFET形成領域にp型不純物(例えばホウ素)をイ
オン注入してソース・ドレイン領域12bを形成する
(図1(a)参照)。このとき、nMOSFET領域の
周辺に既に形成されたp+ 型の拡散層8のうち、ゲート
電極11の直下以外の領域は、ソース・ドレイン領域を
形成する際にn+型に反転し、図1(a)に示す構造の
SOI−CMOSFETが形成される。
【0030】この実施の形態の製造方法によって製造さ
れたSOI−CMOSFETも第1の実施の形態と同様
の効果を奏することは言うまでもない。
れたSOI−CMOSFETも第1の実施の形態と同様
の効果を奏することは言うまでもない。
【0031】また、この実施の形態の製造方法において
は、p+ 型の拡散層8を形成する際の熱処理によってB
SG膜7のフッ酸系溶液に対する耐性が向上するため、
埋め込み素子分離法に特有なフッ酸系の処理による素子
分離絶縁膜7の後退や、これに伴う素子分離領域端部の
「えぐれ」も、大幅に抑制することが可能になる。
は、p+ 型の拡散層8を形成する際の熱処理によってB
SG膜7のフッ酸系溶液に対する耐性が向上するため、
埋め込み素子分離法に特有なフッ酸系の処理による素子
分離絶縁膜7の後退や、これに伴う素子分離領域端部の
「えぐれ」も、大幅に抑制することが可能になる。
【0032】次に本発明による第3の実施の形態を図3
を参照して説明する。この実施の形態の半導体装置はS
OI−CMOSFETであって、その平面図を図3
(b)に示し、この図3(b)に示す切断線X−X′で
切断したときの断面を図3(a)に示す。
を参照して説明する。この実施の形態の半導体装置はS
OI−CMOSFETであって、その平面図を図3
(b)に示し、この図3(b)に示す切断線X−X′で
切断したときの断面を図3(a)に示す。
【0033】半導体基板31上に絶縁物層32が形成さ
れ、この絶縁物層32上にSOI層から形成される複数
の環状のシリコン層33a,33bが設けられている。
これらの環状のシリコン層33a,33bに囲まれた領
域には、各々、1個以上のnMOSFETを形成するた
めの、SOI層から形成される島状のシリコン層33c
1 、およびpMOSFETを形成するための、SOI層
から形成される島状のシリコン層33c2 が設けられて
いる。
れ、この絶縁物層32上にSOI層から形成される複数
の環状のシリコン層33a,33bが設けられている。
これらの環状のシリコン層33a,33bに囲まれた領
域には、各々、1個以上のnMOSFETを形成するた
めの、SOI層から形成される島状のシリコン層33c
1 、およびpMOSFETを形成するための、SOI層
から形成される島状のシリコン層33c2 が設けられて
いる。
【0034】そしてこれらの環状および島状のシリコン
層33a,33b,33c1 ,33c2 の各側面には例
えばSiO2 からなる絶縁側壁37が設けられている。
また環状のシリコン層33aと環状のシリコン層33b
の間の溝には不純物がドープされていない多結晶シリコ
ン層38が埋め込まれており、nMOSFETを形成す
るための島状のシリコン層33c1 と環状のシリコン層
33aの間の溝にはp型の不純物がドープされた多結晶
シリコン層38aが埋め込まれており、pMOSFET
を形成するための島状のシリコン層33c2 と環状のシ
リコン層33bの間の溝にはn型の不純物がドープされ
た多結晶シリコン層38bが埋め込まれている。そして
これらの多結晶シリコン層38,38a,38bの表面
は絶縁膜、例えばシリコン酸化膜40,40a,40b
によって各々覆われている。
層33a,33b,33c1 ,33c2 の各側面には例
えばSiO2 からなる絶縁側壁37が設けられている。
また環状のシリコン層33aと環状のシリコン層33b
の間の溝には不純物がドープされていない多結晶シリコ
ン層38が埋め込まれており、nMOSFETを形成す
るための島状のシリコン層33c1 と環状のシリコン層
33aの間の溝にはp型の不純物がドープされた多結晶
シリコン層38aが埋め込まれており、pMOSFET
を形成するための島状のシリコン層33c2 と環状のシ
リコン層33bの間の溝にはn型の不純物がドープされ
た多結晶シリコン層38bが埋め込まれている。そして
これらの多結晶シリコン層38,38a,38bの表面
は絶縁膜、例えばシリコン酸化膜40,40a,40b
によって各々覆われている。
【0035】また、島状のシリコン層33c1 のnMO
SFET形成領域にはゲート絶縁膜42を介してn型の
多結晶シリコンからなるゲート電極44aが形成され、
このゲート電極44aを挟むようにn型のソース・ドレ
イン領域46aが形成されている。一方島状のシリコン
層33c2 のpMOSFET形成領域にはゲート絶縁膜
42を介してp型の多結晶シリコンからなるゲート電極
44bが形成され、このゲート電極44bを挟むように
p型のソース・ドレイン領域46bが形成されている。
SFET形成領域にはゲート絶縁膜42を介してn型の
多結晶シリコンからなるゲート電極44aが形成され、
このゲート電極44aを挟むようにn型のソース・ドレ
イン領域46aが形成されている。一方島状のシリコン
層33c2 のpMOSFET形成領域にはゲート絶縁膜
42を介してp型の多結晶シリコンからなるゲート電極
44bが形成され、このゲート電極44bを挟むように
p型のソース・ドレイン領域46bが形成されている。
【0036】そしてnMOSFET形成領域を取り囲ん
でいるシリコン層38aにはシリコン酸化膜40aを介
してコンタクト49が設けられており、任意の電圧を印
加することが可能となっている。なお、pMOSFET
形成領域を取り囲んでいるシリコン層38bにも図示し
ていないがシリコン酸化膜40bを介してコンタクトが
設けられており、任意の電圧を印加することが可能とな
っている。
でいるシリコン層38aにはシリコン酸化膜40aを介
してコンタクト49が設けられており、任意の電圧を印
加することが可能となっている。なお、pMOSFET
形成領域を取り囲んでいるシリコン層38bにも図示し
ていないがシリコン酸化膜40bを介してコンタクトが
設けられており、任意の電圧を印加することが可能とな
っている。
【0037】以上説明したように本実施の形態の半導体
装置によれば、トランジスタが形成されるSOI領域3
3c1 ,33c2 の周囲に導電膜38a,38bが埋め
込まれており、これらの導電膜38a,38bに任意の
電圧を印加することが可能であるため、トランジスタ領
域端部に起因する静特性におけるハンプの発生を抑制で
きるとともに、トランジスタ形成領域の端部および底面
のシリコンと絶縁膜の界面に生じるリーク電流を低減す
ることができる。
装置によれば、トランジスタが形成されるSOI領域3
3c1 ,33c2 の周囲に導電膜38a,38bが埋め
込まれており、これらの導電膜38a,38bに任意の
電圧を印加することが可能であるため、トランジスタ領
域端部に起因する静特性におけるハンプの発生を抑制で
きるとともに、トランジスタ形成領域の端部および底面
のシリコンと絶縁膜の界面に生じるリーク電流を低減す
ることができる。
【0038】次に本発明による第4の実施の形態を図4
を参照して説明する。この実施の形態は、図3に示すS
OI−CMOSFETの製造方法であって、その製造工
程を図4に示す。
を参照して説明する。この実施の形態は、図3に示すS
OI−CMOSFETの製造方法であって、その製造工
程を図4に示す。
【0039】まず、半導体基板31上に絶縁物層32、
SOI層33を順次形成した後、SOI層33の表面を
酸化することによりSiO2 膜34を形成し、このSi
O2膜34上に耐酸化性を有するシリコン窒化膜35を
堆積する(図4(a)参照)。
SOI層33を順次形成した後、SOI層33の表面を
酸化することによりSiO2 膜34を形成し、このSi
O2膜34上に耐酸化性を有するシリコン窒化膜35を
堆積する(図4(a)参照)。
【0040】次にフォトリソグラフィ技術とRIE等の
異方性エッチングを用いてシリコン窒化膜35、SiO
2 膜34、及びSOI層33をパターニングすることに
より図3(b)に示すような環状のシリコン層33a,
33bと、この環状のシリコン層33a,33bに囲ま
れた領域内に存在する複数の島状のシリコン層に分割す
る(図4(b)参照)。
異方性エッチングを用いてシリコン窒化膜35、SiO
2 膜34、及びSOI層33をパターニングすることに
より図3(b)に示すような環状のシリコン層33a,
33bと、この環状のシリコン層33a,33bに囲ま
れた領域内に存在する複数の島状のシリコン層に分割す
る(図4(b)参照)。
【0041】続いて熱酸化することによって分割された
SOI層33a,33b,33cの側面にSiO2 膜3
7を形成する(図4(c)参照)。その後全面に多結晶
シリコン膜38を堆積し、上述の環状のシリコン層33
a,33b、島状のシリコン層33cの間の溝を埋め込
む(図4(c)参照)。
SOI層33a,33b,33cの側面にSiO2 膜3
7を形成する(図4(c)参照)。その後全面に多結晶
シリコン膜38を堆積し、上述の環状のシリコン層33
a,33b、島状のシリコン層33cの間の溝を埋め込
む(図4(c)参照)。
【0042】次に化学・機械研磨(CMp)法を用い
て、全面に堆積した多結晶シリコン膜を研磨し、平坦化
した後、熱酸化することにより多結晶シリコン膜38の
表面にシリコン酸化膜40,40a,40bを形成する
(図4(d)参照)。
て、全面に堆積した多結晶シリコン膜を研磨し、平坦化
した後、熱酸化することにより多結晶シリコン膜38の
表面にシリコン酸化膜40,40a,40bを形成する
(図4(d)参照)。
【0043】次にCDE(Chemical Dry Etching)法等
を用いてシリコン窒化膜35を除去した後、フォトリソ
グラフィ技術とイオン注入法を用いて、島状のシリコン
層33cのうち、nMOSFET形成領域にはホウ素を
打ち込むことによってp型の拡散層33c1 を形成し、
pMOSFET形成領域にはリンを打ち込むことによっ
てn型の拡散層33c2 を選択的に形成する(図4
(e)参照)。これらの拡散層33c1 ,33c2 を形
成する際に、環状のシリコン層33aに囲まれた領域に
埋め込まれている多結晶シリコン膜38にはホウ素を導
入することによりp型多結晶シリコン膜38aとし、環
状のシリコン層33bに囲まれた領域に埋め込まれてい
る多結晶シリコン膜38にはリンを導入することによ
り、n型多結晶シリコン膜38bに変換する(図4
(e)参照)。
を用いてシリコン窒化膜35を除去した後、フォトリソ
グラフィ技術とイオン注入法を用いて、島状のシリコン
層33cのうち、nMOSFET形成領域にはホウ素を
打ち込むことによってp型の拡散層33c1 を形成し、
pMOSFET形成領域にはリンを打ち込むことによっ
てn型の拡散層33c2 を選択的に形成する(図4
(e)参照)。これらの拡散層33c1 ,33c2 を形
成する際に、環状のシリコン層33aに囲まれた領域に
埋め込まれている多結晶シリコン膜38にはホウ素を導
入することによりp型多結晶シリコン膜38aとし、環
状のシリコン層33bに囲まれた領域に埋め込まれてい
る多結晶シリコン膜38にはリンを導入することによ
り、n型多結晶シリコン膜38bに変換する(図4
(e)参照)。
【0044】次にSiO2 膜34を等方性エッチングに
よって除去した後、再び熱酸化することによってシリコ
ン層33c1 ,33c2 の表面にゲート酸化膜42を形
成し、続いて全面に多結晶シリコン膜を堆積する(図示
せず)。そしてフォトリソグラフィ技術とイオン注入を
用いてnMOSFET形成領域上の多結晶シリコン膜に
はn型の不純物を、pMOSFET形成領域上の多結晶
シリコン膜にはp型の不純物を導入し、パターニングす
ることにより、ゲート電極46aおよびゲート電極46
bを形成する(図1(a)参照)。続いてこれらのゲー
ト電極46a,46bをマスクにしてnMOSFET形
成領域にヒ素を、pMOSFET形成領域にホウ素をイ
オン注入することによりn型のソース・ドレイン領域4
6aおよびp型のソース・ドレイン領域46bを形成す
る(図1(a)参照)。
よって除去した後、再び熱酸化することによってシリコ
ン層33c1 ,33c2 の表面にゲート酸化膜42を形
成し、続いて全面に多結晶シリコン膜を堆積する(図示
せず)。そしてフォトリソグラフィ技術とイオン注入を
用いてnMOSFET形成領域上の多結晶シリコン膜に
はn型の不純物を、pMOSFET形成領域上の多結晶
シリコン膜にはp型の不純物を導入し、パターニングす
ることにより、ゲート電極46aおよびゲート電極46
bを形成する(図1(a)参照)。続いてこれらのゲー
ト電極46a,46bをマスクにしてnMOSFET形
成領域にヒ素を、pMOSFET形成領域にホウ素をイ
オン注入することによりn型のソース・ドレイン領域4
6aおよびp型のソース・ドレイン領域46bを形成す
る(図1(a)参照)。
【0045】この実施の形態の製造方法によって製造さ
れた半導体装置も第3の実施の形態と同様の効果を奏す
ることは言うまでもない。
れた半導体装置も第3の実施の形態と同様の効果を奏す
ることは言うまでもない。
【0046】次に本発明の第5の実施の形態を図5を参
照して説明する。この実施の形態の半導体装置はSOI
−CMOSFETであって、その平面図を図5(b)に
示し、この図5(b)に示す切断線Y−Y′で切断した
ときの断面を図5(a)に示す。
照して説明する。この実施の形態の半導体装置はSOI
−CMOSFETであって、その平面図を図5(b)に
示し、この図5(b)に示す切断線Y−Y′で切断した
ときの断面を図5(a)に示す。
【0047】半導体基板51上には絶縁膜52を介して
島状のn型多結晶シリコン層53aと島状のp型多結晶
シリコン層53bが形成されている。またこれらの多結
晶シリコン層53a,53bの側面にはシリコン酸化膜
66が設けられている。そしてこれらの多結晶シリコン
層53a,53b上には絶縁膜54を介して環状のシリ
コン層(以下、SOI層ともいう)55a,55bが形
成されている。この環状のSOI層55aに囲まれた領
域には1個以上のnMOSFETを形成するための島状
のシリコン層55c1 が設けられ、環状のSOI層55
bに囲まれた領域には1個以上のpMOSFETを形成
するための島状のシリコン層55c2 が設けられてい
る。これらの環状のSOI層55a,55bおよび島状
の多結晶シリコン層55c1 ,55c2 の各側面にはシ
リコン酸化膜64が設けられている。
島状のn型多結晶シリコン層53aと島状のp型多結晶
シリコン層53bが形成されている。またこれらの多結
晶シリコン層53a,53bの側面にはシリコン酸化膜
66が設けられている。そしてこれらの多結晶シリコン
層53a,53b上には絶縁膜54を介して環状のシリ
コン層(以下、SOI層ともいう)55a,55bが形
成されている。この環状のSOI層55aに囲まれた領
域には1個以上のnMOSFETを形成するための島状
のシリコン層55c1 が設けられ、環状のSOI層55
bに囲まれた領域には1個以上のpMOSFETを形成
するための島状のシリコン層55c2 が設けられてい
る。これらの環状のSOI層55a,55bおよび島状
の多結晶シリコン層55c1 ,55c2 の各側面にはシ
リコン酸化膜64が設けられている。
【0048】そして環状のSOI層55aと環状のSO
I層55bとの間の、底が絶縁膜52の表面となる溝に
は不純物がドープされない多結晶シリコン膜68が埋め
込まれ、nMOSFETを形成するための島状のシリコ
ン層55c1 と環状のSOI層55aとの間の溝にはp
型の不純物がドープされた多結晶シリコン層68aが埋
め込まれ、pMOSFETを形成するための島状のシリ
コン層55c2 と環状のSOI層55bとの間の溝には
n型の不純物がドープされた多結晶シリコン層68bが
埋め込まれている。
I層55bとの間の、底が絶縁膜52の表面となる溝に
は不純物がドープされない多結晶シリコン膜68が埋め
込まれ、nMOSFETを形成するための島状のシリコ
ン層55c1 と環状のSOI層55aとの間の溝にはp
型の不純物がドープされた多結晶シリコン層68aが埋
め込まれ、pMOSFETを形成するための島状のシリ
コン層55c2 と環状のSOI層55bとの間の溝には
n型の不純物がドープされた多結晶シリコン層68bが
埋め込まれている。
【0049】これらの多結晶シリコン層68,68a,
68bの表面はシリコン酸化膜70,70a,70bに
よって覆われている。またnMOSFET形成領域のシ
リコン層55c1 上にはゲート絶縁膜72を介してn型
の多結晶シリコンからなるゲート電極74aが形成さ
れ、pMOSFET形成領域のシリコン層55c2 上に
はゲート絶縁膜72を介してp型の多結晶シリコンから
なるゲート電極74bが形成されている。そしてゲート
電極74aの両側のSOI層55c1 にはn型のソース
・ドレイン領域76aが形成され、ゲート電極74bの
両側のSOI層55c2 にはp型のソース・ドレイン領
域76bが形成されている。
68bの表面はシリコン酸化膜70,70a,70bに
よって覆われている。またnMOSFET形成領域のシ
リコン層55c1 上にはゲート絶縁膜72を介してn型
の多結晶シリコンからなるゲート電極74aが形成さ
れ、pMOSFET形成領域のシリコン層55c2 上に
はゲート絶縁膜72を介してp型の多結晶シリコンから
なるゲート電極74bが形成されている。そしてゲート
電極74aの両側のSOI層55c1 にはn型のソース
・ドレイン領域76aが形成され、ゲート電極74bの
両側のSOI層55c2 にはp型のソース・ドレイン領
域76bが形成されている。
【0050】また、nMOSFET形成領域を取り囲ん
でいるシリコン層68aにはシリコン酸化膜70aを介
してコンタクト79が設けられており、任意の電圧を印
加することが可能となっている。この印加された電圧は
シリコン層68aを介して導電膜53aにも伝わるた
め、nMOSFETの側面及び底面に対して任意の電圧
を印加することができることになる。
でいるシリコン層68aにはシリコン酸化膜70aを介
してコンタクト79が設けられており、任意の電圧を印
加することが可能となっている。この印加された電圧は
シリコン層68aを介して導電膜53aにも伝わるた
め、nMOSFETの側面及び底面に対して任意の電圧
を印加することができることになる。
【0051】なおpMOSFET形成領域を取り囲んで
いるシリコン層68bにも、図示していないがシリコン
酸化膜70bを介してコンタクトが設けられており、任
意の電圧を印加することが可能となっている。この印加
された電圧はシリコン層68bを介して導電膜53bに
も伝わるため、pMOSFETの側面及び底面に対して
任意の電圧を印加することができる。
いるシリコン層68bにも、図示していないがシリコン
酸化膜70bを介してコンタクトが設けられており、任
意の電圧を印加することが可能となっている。この印加
された電圧はシリコン層68bを介して導電膜53bに
も伝わるため、pMOSFETの側面及び底面に対して
任意の電圧を印加することができる。
【0052】このように本実施の形態の半導体装置によ
れば、トランジスタ領域の側面や底面に対して任意の電
圧を印加することが可能となり、トランジスタ領域の端
部に起因する「ハンプ」を抑制することができるととも
に、トランジスタ形成領域の端部および底面のシリコン
と絶縁膜の界面に起因するリーク電流を低減することが
できる。
れば、トランジスタ領域の側面や底面に対して任意の電
圧を印加することが可能となり、トランジスタ領域の端
部に起因する「ハンプ」を抑制することができるととも
に、トランジスタ形成領域の端部および底面のシリコン
と絶縁膜の界面に起因するリーク電流を低減することが
できる。
【0053】次に本発明による第6の実施の形態を図6
及び図7を参照して説明する。この実施の形態は図5に
示すSOI−cMOSFETの製造方法であって図6及
び図7にその製造工程を示す。
及び図7を参照して説明する。この実施の形態は図5に
示すSOI−cMOSFETの製造方法であって図6及
び図7にその製造工程を示す。
【0054】まず、半導体基板51と、シリコン基板5
5上にシリコン酸化膜54、多結晶シリコン膜53、シ
リコン酸化膜52が形成されている基板とを接着し、シ
リコン基板55を研磨等の手段により数百nm程度のシ
リコン層(SOI層)55に加工する(図6(a)参
照)。
5上にシリコン酸化膜54、多結晶シリコン膜53、シ
リコン酸化膜52が形成されている基板とを接着し、シ
リコン基板55を研磨等の手段により数百nm程度のシ
リコン層(SOI層)55に加工する(図6(a)参
照)。
【0055】次にシリコン層55上に熱酸化膜57を形
成した後、この熱酸化膜57上にシリコン窒化膜58を
堆積する(図6(b)参照)。
成した後、この熱酸化膜57上にシリコン窒化膜58を
堆積する(図6(b)参照)。
【0056】続いてフォトリソグラフィ技術とRIE等
の異方性エッチングを用いてシリコン窒化膜58、シリ
コン酸化膜57、SOI層55、およびシリコン酸化膜
54をパターニングすることにより、環状のSOI層5
5a,55bと、これらの環状のSOI層55a,55
bに囲まれた複数の島状のSOI層55cに分割する
(図6(c)参照)。このときSOI層55aとSOI
層55bとの間には溝60aが形成され、SOI層55
aとSOI層55cとの間、およびSOI層55cとS
OI層55cの間には溝60bが形成される(図6
(c)参照)。
の異方性エッチングを用いてシリコン窒化膜58、シリ
コン酸化膜57、SOI層55、およびシリコン酸化膜
54をパターニングすることにより、環状のSOI層5
5a,55bと、これらの環状のSOI層55a,55
bに囲まれた複数の島状のSOI層55cに分割する
(図6(c)参照)。このときSOI層55aとSOI
層55bとの間には溝60aが形成され、SOI層55
aとSOI層55cとの間、およびSOI層55cとS
OI層55cの間には溝60bが形成される(図6
(c)参照)。
【0057】次に、溝部60a上に開口を有するフォト
レジストからなるレジストパターン62を形成した後、
異方性エッチングを用いて、環状のSOI層55a,5
5b間に形成された溝60aを再度エッチングし、この
溝60aの底部に存在する多結晶シリコン膜53をパタ
ーニングし、島状の多結晶シリコン層53a,53bに
分割する(図6(d)参照)。
レジストからなるレジストパターン62を形成した後、
異方性エッチングを用いて、環状のSOI層55a,5
5b間に形成された溝60aを再度エッチングし、この
溝60aの底部に存在する多結晶シリコン膜53をパタ
ーニングし、島状の多結晶シリコン層53a,53bに
分割する(図6(d)参照)。
【0058】次にレジストパターン62を除去した後、
溝60a,60b内に露出している多結晶シリコン膜5
3およびSOI層55a,55b,55cを、等方性エ
ッチング法を用いてエッチングすることにより、SOI
層55a,55b,55cの側面および多結晶シリコン
層53a,53bの側面を溝60a,60bから後退さ
せるが、溝60b内の底部に存在する多結晶シリコン層
53a,53bは残存させる(図6(e)参照)。
溝60a,60b内に露出している多結晶シリコン膜5
3およびSOI層55a,55b,55cを、等方性エ
ッチング法を用いてエッチングすることにより、SOI
層55a,55b,55cの側面および多結晶シリコン
層53a,53bの側面を溝60a,60bから後退さ
せるが、溝60b内の底部に存在する多結晶シリコン層
53a,53bは残存させる(図6(e)参照)。
【0059】熱酸化処理を行うことにより、SOI層5
5a,55b,55cの露出している側面と、多結晶シ
リコン層53a,53bの露出している側面及び上面に
各々シリコン酸化膜64,66を形成した後、異方性エ
ッチングを用いて、溝60bの底部に形成されたシリコ
ン酸化膜を除去する(図7(a)参照)。続いて全面に
多結晶シリコン膜68を堆積する(図7(a)参照)。
5a,55b,55cの露出している側面と、多結晶シ
リコン層53a,53bの露出している側面及び上面に
各々シリコン酸化膜64,66を形成した後、異方性エ
ッチングを用いて、溝60bの底部に形成されたシリコ
ン酸化膜を除去する(図7(a)参照)。続いて全面に
多結晶シリコン膜68を堆積する(図7(a)参照)。
【0060】次にCMp法を用いて、多結晶シリコン膜
68を研磨、平坦化した後、熱酸化処理を行うことによ
り、多結晶シリコン膜68の表面にシリコン酸化膜7
0,70a,70bを形成する(図7(b)参照)。
68を研磨、平坦化した後、熱酸化処理を行うことによ
り、多結晶シリコン膜68の表面にシリコン酸化膜7
0,70a,70bを形成する(図7(b)参照)。
【0061】次にシリコン窒化膜58をCDE法等を用
いて除去した後、フォトリソグラフィ技術とイオン注入
法を用いて、島状のシリコン層55cのうち、nMOS
FET形成領域にはp型の不純物、例えばホウ素を打ち
込みp型の拡散層55c1 を選択的に形成し、pMOS
FET形成領域にはn型の不純物、例えばリンを打ち込
みn型の拡散層55c2 を選択的に形成する(図7
(c)参照)。この拡散層55c1 ,55c2 を形成す
る際に環状のシリコン層55aに囲まれた領域に埋め込
まれている多結晶シリコン層68にはp型の不純物を導
入してp型の多結晶シリコン層68aにし、環状のシリ
コン層55bに囲まれた領域に埋め込まれている多結晶
シリコン層68にはn型の不純物層を導入してn型の多
結晶シリコン層68bにして導電膜に変換する(図7
(c)参照)。なお溝60a内に埋め込まれた多結晶シ
リコン膜68には不純物は導入されない。
いて除去した後、フォトリソグラフィ技術とイオン注入
法を用いて、島状のシリコン層55cのうち、nMOS
FET形成領域にはp型の不純物、例えばホウ素を打ち
込みp型の拡散層55c1 を選択的に形成し、pMOS
FET形成領域にはn型の不純物、例えばリンを打ち込
みn型の拡散層55c2 を選択的に形成する(図7
(c)参照)。この拡散層55c1 ,55c2 を形成す
る際に環状のシリコン層55aに囲まれた領域に埋め込
まれている多結晶シリコン層68にはp型の不純物を導
入してp型の多結晶シリコン層68aにし、環状のシリ
コン層55bに囲まれた領域に埋め込まれている多結晶
シリコン層68にはn型の不純物層を導入してn型の多
結晶シリコン層68bにして導電膜に変換する(図7
(c)参照)。なお溝60a内に埋め込まれた多結晶シ
リコン膜68には不純物は導入されない。
【0062】次にシリコン酸化膜57を等方性エッチン
グを用いて除去した後、熱酸化処理を行うことによって
SOI層55c1 ,55c2 の表面にゲート酸化膜72
を形成する(図5(a)参照)。続いて全面に多結晶シ
リコン膜を堆積した後、この多結晶シリコン膜にフォト
リソグラフィ技術とイオン注入法を用いて選択的に不純
物を導入し、この多結晶シリコン膜をパターニングする
ことによりnMOSFET形成領域にはn型の多結晶シ
リコンからなるゲート電極74aを、pMOSFET形
成領域にはp型の多結晶シリコンからなるゲート電極7
4bを形成する(図5(a)参照)。その後、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、ゲート電極74aをマスクに
してヒ素をイオン注入することによりゲート電極74a
の両側のSOI層55c1 にn型のソース・ドレイン領
域76aを選択的に形成するとともにゲート電極74b
をマスクにしてホウ素をイオン注入することによりゲー
ト電極74bの両側のSOI層55c2 にp型のソース
・ドレイン領域76bを選択的に形成する(図5(a)
参照)。
グを用いて除去した後、熱酸化処理を行うことによって
SOI層55c1 ,55c2 の表面にゲート酸化膜72
を形成する(図5(a)参照)。続いて全面に多結晶シ
リコン膜を堆積した後、この多結晶シリコン膜にフォト
リソグラフィ技術とイオン注入法を用いて選択的に不純
物を導入し、この多結晶シリコン膜をパターニングする
ことによりnMOSFET形成領域にはn型の多結晶シ
リコンからなるゲート電極74aを、pMOSFET形
成領域にはp型の多結晶シリコンからなるゲート電極7
4bを形成する(図5(a)参照)。その後、フォトリ
ソグラフィ技術を用いて、ゲート電極74aをマスクに
してヒ素をイオン注入することによりゲート電極74a
の両側のSOI層55c1 にn型のソース・ドレイン領
域76aを選択的に形成するとともにゲート電極74b
をマスクにしてホウ素をイオン注入することによりゲー
ト電極74bの両側のSOI層55c2 にp型のソース
・ドレイン領域76bを選択的に形成する(図5(a)
参照)。
【0063】以上説明したように本実施の形態の製造方
法によって製造された半導体装置も図5に示す第5の実
施の形態の半導体装置と同様の効果を奏することは言う
までもない。
法によって製造された半導体装置も図5に示す第5の実
施の形態の半導体装置と同様の効果を奏することは言う
までもない。
【0064】
【発明の効果】以上述べたように本発明によれば、静特
性にハンプが生じるのを可及的に抑制することができ
る。
性にハンプが生じるのを可及的に抑制することができ
る。
【図1】本発明の第1の実施の形態の構成を示す断面
図。
図。
【図2】本発明の第2の実施の形態の製造工程断面図。
【図3】本発明の第3の実施の形態の構成を示す構成
図。
図。
【図4】本発明の第4の実施の形態の製造工程断面図。
【図5】本発明の第5の実施の形態の構成を示す構成
図。
図。
【図6】本発明の第6の実施の形態の製造工程断面図。
【図7】本発明の第6の実施の形態の製造工程断面図。
【図8】従来のSOI−CMOSFETの構成を示す断
面図。
面図。
【図9】従来の他のSOI−CMOSFETの構成を示
す断面図。
す断面図。
【図10】MOSFETの静特性を示すグラフ。
【図11】従来のSOI−CMOSFETの静特性を示
すグラフ。
すグラフ。
1 半導体基板 2 絶縁物層 3 SOI層 4 熱酸化膜 5 シリコン窒化膜 6 シリコン酸化膜 7 BSG膜 8 p+ 型の拡散領域 9a,9b チャネル領域 10 ゲート絶縁膜 11 多結晶シリコン膜(ゲート電極) 12a,12b ソース・ドレイン領域 31 半導体基板 32 絶縁物層 33 SOI層 33a,33b,33c SOI層 34 シリコン酸化膜 35 シリコン窒化膜 37 シリコン酸化膜 38 多結晶シリコン膜 38a p型多結晶シリコン層 38b n型多結晶シリコン層 40,40a,40b シリコン酸化膜 42 ゲート酸化膜 44a,44b ゲート電極 46a,46b ソース・ドレイン領域 49 コンタクト 51 半導体基板 52 絶縁膜 53a,53b 多結晶シリコン層 54 絶縁膜 55a,55b,55c1 ,55c2 SOI層 57 熱酸化膜 58 シリコン窒化膜 60a,60b 溝 62 レジストパターン 64 シリコン酸化膜 66 シリコン酸化膜 68 多結晶シリコン膜 70,70a,70b シリコン酸化膜 72 ゲート絶縁膜 74a,74b ゲート電極 76a,76b ソース・ドレイン領域 79 コンタント 101 半導体基板 102 絶縁物層 103 素子分離領域 107 素子分離絶縁膜 109a,109b チャネル領域 110 ゲート絶縁膜 111 ゲート電極 112a,112b ソース・ドレイン領域 120,130,140 チャネル領域端部
Claims (6)
- 【請求項1】基板上に形成された絶縁物層と、 前記絶縁物層上に設けられたp型の半導体層と、 前記絶縁物層上に設けられ、前記p型の半導体層とは絶
縁膜によって絶縁分離されたn型の半導体層と、 前記p型の半導体層に分離されて形成されたn型のソー
ス領域およびドレイン領域と、 前記n型の半導体層に分離されて形成されたp型のソー
ス領域およびドレイン領域と、 前記n型のソース領域と前記n型のドレイン領域との間
の前記p型の半導体層に形成された第1のチャネル領域
と、 前記p型のソース領域と前記p型のドレイン領域との間
の前記n型の半導体層に形成された第2のチャネル領域
と、 前記第1のチャネル領域上に形成された第1のゲート電
極と、 前記第2のチャネル領域上に形成された第2のゲート電
極と、 前記第1のチャネル領域のゲート幅方向の端部の前記p
型の半導体層に形成された前記p型の半導体層より高濃
度のp型の拡散領域と、 を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項2】絶縁物層上にシリコン層が形成されたSO
I基板の該シリコン層上にマスク層を形成する工程と、 前記マスク層および前記シリコン層をパターニングする
ことにより第1および第2の島状の領域を形成する工程
と、 前記第2の島状の領域の前記シリコン層の側面にのみ第
1の絶縁膜を形成する工程と、 p型の不純物原子を含む第2の絶縁膜を、前記第1およ
び第2の島状領域の周囲に埋め込む工程と、 熱処理することにより前記第1の島状領域の前記シリコ
ン層の側面に前記第2の絶縁膜から前記p型の不純物原
子を拡散させ、p型の拡散領域を形成する工程と、 前記第1及び第2の島状領域にそれぞれnチャネル及び
pチャネルMOSFETを形成する工程と、 を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】基板上に形成された絶縁物層と、 前記絶縁物層上に形成された環状の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層の内側の前記絶縁物層上に前記第1
の半導体層と分離されて形成された島状の第2の半導体
層と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層の各々の側面
に形成された第1の絶縁膜と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層に囲まれた領
域の前記絶縁物層上に、前記囲まれた領域を埋め込むよ
うに形成された導電体膜と、 前記導電体膜の上面を被覆するように形成された第2の
絶縁膜と、 前記第2の半導体層に分離されて形成された第1導電型
のソース領域およびドレイン領域と、 前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の前記第2の半
導体層に形成された第1導電型と異なる第2導電型のチ
ャネル領域と、 前記チャネル領域上に形成されたゲート電極と、 を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項4】絶縁物層上にシリコン層が形成されたSO
I基板上の該シリコン層上にマスク層を形成する工程
と、 前記マスク層および前記シリコン層をパターニングする
ことにより環状の領域およびこの環状の領域内部に前記
環状の領域と分離された島状の領域を形成する工程と、 前記環状の領域の前記シリコン層の側面および前記島状
の領域の前記シリコン層の側面に各々第1の絶縁膜を形
成する工程と、 前記環状の領域と前記島状の領域に囲まれた領域の前記
絶縁物層上に導電体膜を埋め込む工程と、 前記導電体膜を被覆するように第2の絶縁膜を形成する
工程と、 を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項5】基板上に形成された第1の絶縁物層と、 前記第1の絶縁物層上に形成された島状の第1の導電体
層と、 前記第1の導電体層上に第2の絶縁物層を介して形成さ
れた環状の第1の半導体層と、 前記第1の半導体層の内側の前記第1の導電体層上に前
記第2の絶縁物層を介して前記第1の半導体層と分離さ
れて形成された島状の第2の半導体層と、 前記第1の導電体層の側面に形成された第1の絶縁膜
と、 前記第1および第2の半導体層の各側面に形成された第
2の絶縁膜と、 前記第1の半導体層と前記第2の半導体層に囲まれた領
域の前記第1の導電体層上に、この第1の導電体層と電
気的に接続しかつ前記囲まれた領域を埋め込むように形
成された第2の導電体層と、 前記第2の導電体層の上面を被覆するように形成された
第3の絶縁膜と、 前記第2の半導体層に分離されて形成された第1導電型
のソース領域およびドレイン領域と、 前記ソース領域と前記ドレイン領域の間の前記第2の半
導体層に形成された第1の導電型と異なる第2の導電型
のチャネル領域と、 前記チャネル領域上に形成されたゲート電極と、 を備えていることを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】基板上に第1の絶縁物層、第1の導電体
層、第2の絶縁物層および半導体層が順次形成された基
板の前記半導体層上にマスク層を形成する工程と、 前記マスク層、前記半導体層、第2の絶縁物層をパター
ニングすることにより環状の領域及びこの環状の領域の
内部に前記環状の領域と分離された島状の領域を形成す
る工程と、 前記環状の領域の前記半導体層の側面および前記島状の
領域の前記半導体層の側面に各々第1の絶縁膜を形成す
る工程と、 前記環状の領域と前記島状の領域に囲まれた領域の前記
第1の導電体層上に、前記第1の導電体層と電気的に接
続するように前記囲まれた領域を第2の導電体層で埋め
込む工程と、 前記第2の導電体層を被覆するように第2の絶縁膜を形
成する工程と、 を備えていることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29130996A JPH1093101A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29130996A JPH1093101A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1093101A true JPH1093101A (ja) | 1998-04-10 |
Family
ID=17767238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29130996A Abandoned JPH1093101A (ja) | 1996-09-13 | 1996-09-13 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1093101A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002208703A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2003046088A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US7456033B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-11-25 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of evaluating semiconductor device |
US7790568B2 (en) | 2006-08-29 | 2010-09-07 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor device |
-
1996
- 1996-09-13 JP JP29130996A patent/JPH1093101A/ja not_active Abandoned
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002208703A (ja) * | 2001-01-09 | 2002-07-26 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法及び半導体装置 |
JP2003046088A (ja) * | 2001-07-31 | 2003-02-14 | Sony Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
US7456033B2 (en) | 2004-02-25 | 2008-11-25 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Method of evaluating semiconductor device |
US7790568B2 (en) | 2006-08-29 | 2010-09-07 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Method for fabricating semiconductor device |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A977 | Report on retrieval |
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