JP2000101028A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000101028A
JP2000101028A JP10272640A JP27264098A JP2000101028A JP 2000101028 A JP2000101028 A JP 2000101028A JP 10272640 A JP10272640 A JP 10272640A JP 27264098 A JP27264098 A JP 27264098A JP 2000101028 A JP2000101028 A JP 2000101028A
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JP
Japan
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region
integrated circuit
thin film
substrate
noise
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Withdrawn
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JP10272640A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Matsuhashi
秀明 松橋
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the occurrence of crosstalks in a semiconductor device where an analog and digital mixed integrated circuit is formed. SOLUTION: A p-type epitaxial film 102 is made on the surface of an n-type silicon substrate 101. A digital integrated circuit, in the region 103 of this epitaxial film 102, and an analog integrated circuit region, in the region 104, are made. A great part of the noise introduced from a gate electrode 107 is propagated to the region 104 through the substrate 101 from the region 103 of the epitaxial film 102 and reaches an n" diffused region 109, by completely separating these regions 103 and 104 with a trench structure of element isolating region 105. Here, a depletion layer is made at the interface (that is, the P-N junction face) between the n-type silicon substrate 101 and a p-type epitaxial film 102, so the parasitic capacity C8 and C9 in the vicinity of this interface becomes very small, therefore, the composite capacity of the noise propagation passage at large becomes small. Consequently, this semiconductor device can suppress the propagation of the noise and suppress the occurrence of crosstalk.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置に関
するものであり、特に、アナログ集積回路とデジタル集
積回路とを混載した半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly to a semiconductor device in which an analog integrated circuit and a digital integrated circuit are mounted.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、アナログ集積回路とデジタル
集積回路とを混載した半導体装置(以下、AD混載LS
Iと記す)が知られている。このようなLSIは、例え
ば、マルチメディアシステムの構築においてシステム・
オン・チップ化を進めるために使用される。AD混載L
SIは、チップ数を削減して小電力化、小型化、経済化
等を図る上で有効である一方で、デジタル集積回路で発
生するノイズによってアナログ集積回路の特性が劣化し
やすいという欠点を有している。特に、デジタル集積回
路からのクロストークは、アナログ集積回路のSN比の
増大やダイナミックレンジの制限の原因となる。
2. Description of the Related Art Conventionally, a semiconductor device in which an analog integrated circuit and a digital integrated circuit are mixedly mounted (hereinafter referred to as an AD mixed LS).
I) are known. Such an LSI is used, for example, in the construction of a multimedia system.
Used to advance on-chip. AD mixed L
SI is effective in reducing the number of chips to achieve low power, miniaturization, economy, etc., but has the disadvantage that the characteristics of analog integrated circuits are likely to deteriorate due to noise generated in digital integrated circuits. are doing. In particular, crosstalk from a digital integrated circuit causes an increase in the SN ratio of the analog integrated circuit and a limitation on the dynamic range.

【0003】クロストークは、集積回路内の素子で発生
したノイズが基板内を伝搬して他の素子に到達すること
によって発生する。この際、ノイズの伝搬効率は、基板
の抵抗性分および容量成分に依存する。すなわち、クロ
ストークを抑制するためには、基板の抵抗を高くし、静
電容量を小さくすればよい。このため、絶縁基板を用い
たAD混載LSIではクロストークの影響は少ないが、
半導体基板を用いたAD混載LSIではクロストークを
抑制するための設計技術が必要となる。
[0003] Crosstalk occurs when noise generated in an element in an integrated circuit propagates through a substrate and reaches another element. At this time, the noise propagation efficiency depends on the resistance component and the capacitance component of the substrate. That is, in order to suppress the crosstalk, the resistance of the substrate may be increased and the capacitance may be reduced. For this reason, the influence of crosstalk is small in an AD-mixed LSI using an insulating substrate,
An AD mixed LSI using a semiconductor substrate requires a design technique for suppressing crosstalk.

【0004】従来、AD混載LSIのクロストークを抑
制する技術としては、例えば、以下の文献に記載された
ものが知られている。
[0004] Conventionally, as a technique for suppressing crosstalk of an AD-mixed LSI, for example, the technique described in the following literature is known.

【0005】A.Vibiani et al.,IEDM Tech.Deg.(1995)
p.713
A. Vibiani et al., IEDM Tech. Deg. (1995)
p.713

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】図2(A)は、シリコ
ン基板を用いて作製したAD混載LSIの寄生容量を概
念的に示す断面図である。
FIG. 2A is a sectional view conceptually showing a parasitic capacitance of an AD-mixed LSI manufactured using a silicon substrate.

【0007】図2(A)に示したように、P型シリコン
基板201には、ゲート酸化膜202およびゲート電極
203を有するデジタル集積回路と、N+ 拡散層204
を有するアナログ集積回路とが、形成されている。ここ
で、ゲート酸化膜202およびゲート電極203は例え
ばMOS(Metal Oxide Semiconductor) トランジスタの
一部であり、N+ 拡散層204は例えばバイポーラトラ
ンジスタのソース或いはドレインである。このような構
成では、ゲート電極203をノイズ導入源、N+ 拡散層
204をノイズ検出源と考えることができる。
As shown in FIG. 2A, a P-type silicon substrate 201 has a digital integrated circuit having a gate oxide film 202 and a gate electrode 203 and an N + diffusion layer 204.
Is formed. Here, the gate oxide film 202 and the gate electrode 203 are, for example, a part of a MOS (Metal Oxide Semiconductor) transistor, and the N + diffusion layer 204 is, for example, a source or a drain of a bipolar transistor. In such a configuration, the gate electrode 203 can be considered as a noise introduction source, and the N + diffusion layer 204 can be considered as a noise detection source.

【0008】ノイズ導入源としてのゲート電極203
と、基板201の裏面(すなわちグランド)との間に
は、寄生抵抗R1 および寄生容量C1 が発生する。ま
た、ノイズ検出源としてのN+ 拡散層204と、基板2
01の裏面との間には、寄生抵抗R2 および寄生容量C
2 が発生する。ここで、R1 =R2 ,C1 =C2 とな
る。
[0008] Gate electrode 203 as a noise introducing source
If, between the rear surface of the substrate 201 (i.e. ground), the parasitic resistance R 1 and the parasitic capacitance C 1 is generated. Further, an N + diffusion layer 204 as a noise detection source and a substrate 2
01, the parasitic resistance R 2 and the parasitic capacitance C
2 occurs. Here, R 1 = R 2 and C 1 = C 2 .

【0009】ノイズ導入源(ゲート電極203)とノイ
ズ検出源(N+ 拡散層204)との間には、寄生抵抗R
3 および寄生容量C3 が発生する。
A parasitic resistance R is provided between a noise introduction source (gate electrode 203) and a noise detection source (N + diffusion layer 204).
3 and the parasitic capacitance C 3 is generated.

【0010】また、ゲート酸化膜202の近傍に形成さ
れる空乏層は容量C4 を有し、N+拡散層204とシリ
コン基板201とのPN接合に形成される空乏層は容量
5を有する。なお、シリコン基板201の不純物濃度
は通常1×1018cmー3程度なので、ゲート酸化膜20
2の近傍に形成される空乏層幅は通常30nm程度とな
る。また、ウェル濃度は通常1×1017cmー3程度なの
で、PN接合面に形成される空乏層幅は通常100nm
程度となる。
A depletion layer formed near gate oxide film 202 has capacitance C 4 , and a depletion layer formed at the PN junction between N + diffusion layer 204 and silicon substrate 201 has capacitance C 5 . . Since the impurity concentration of the silicon substrate 201 is usually about 1 × 10 18 cm −3 , the gate oxide film 20
The width of the depletion layer formed near 2 is usually about 30 nm. Since the well concentration is usually about 1 × 10 17 cm −3, the width of the depletion layer formed on the PN junction surface is usually 100 nm.
About.

【0011】図2(B)は、SOI(Silicon On Insula
ter)基板を用いて作製したAD混載LSIの寄生容量を
概念的に示す断面図であり、上述した文献の図7と同一
である。
FIG. 2B shows an SOI (Silicon On Insula).
ter) is a cross-sectional view conceptually showing the parasitic capacitance of the AD-mixed LSI manufactured using the substrate, and is the same as FIG. 7 of the above-mentioned document.

【0012】図2(B)に示したように、P型シリコン
基板211には、厚さ400nmの埋め込み酸化膜21
2が形成されている。そして、この埋め込み酸化膜21
2には、P+ 拡散層213、ゲート酸化膜214および
ゲート電極215を有するデジタル集積回路と、N+
散層216を有するアナログ集積回路とが、形成されて
いる。ここで、P+ 拡散層213、ゲート酸化膜214
およびゲート電極215は例えばMOSトランジスタの
一部であり、N+ 拡散層216は例えばバイポーラトラ
ンジスタのソース或いはドレインである。
As shown in FIG. 2B, a P-type silicon substrate 211 has a buried oxide film 21 having a thickness of 400 nm.
2 are formed. Then, the buried oxide film 21
2, a digital integrated circuit having a P + diffusion layer 213, a gate oxide film 214, and a gate electrode 215, and an analog integrated circuit having an N + diffusion layer 216 are formed. Here, the P + diffusion layer 213 and the gate oxide film 214
The gate electrode 215 is, for example, a part of a MOS transistor, and the N + diffusion layer 216 is, for example, a source or a drain of a bipolar transistor.

【0013】このようなAD混載LSIでも、シリコン
基板211内には、ノイズ導入源(ゲート電極215)
と基板211の裏面との間の寄生抵抗R1 および寄生容
量C1 、ノイズ検出源(N+ 拡散層216)と基板21
1の裏面との間の寄生抵抗R2 および寄生容量C2 、ノ
イズ導入源とノイズ検出源との間の寄生抵抗R3 および
寄生容量C3 が、それぞれ発生する。これらの寄生抵
抗、寄生容量の値は、それぞれ、図2(A)のAD混載
LSIの場合と同様である。
Even in such an AD-mixed LSI, a noise introducing source (gate electrode 215) is provided in the silicon substrate 211.
The parasitic resistance R 1 and the parasitic capacitance C 1 , the noise detection source (N + diffusion layer 216) and the substrate 21
Parasitic resistance R 2 and the parasitic capacitance C 2 between the first back side, the parasitic resistance R 3 and the parasitic capacitance C 3 between the noise introduced source and the noise detection source, generated respectively. The values of the parasitic resistance and the parasitic capacitance are the same as those in the case of the AD mixed LSI shown in FIG.

【0014】また、埋め込み酸化膜212内には、P+
拡散層213とシリコン基板211との間に寄生容量C
6 が、N+ 拡散層216とシリコン基板211との間の
寄生容量C7 が、それぞれ発生する。
In the buried oxide film 212, P +
The parasitic capacitance C between the diffusion layer 213 and the silicon substrate 211
6 , a parasitic capacitance C 7 is generated between the N + diffusion layer 216 and the silicon substrate 211.

【0015】ここで、埋め込み酸化膜212内に発生す
る寄生容量C6 ,C7 の値は、図2(A)の場合の寄生
容量C4 ,C5 よりも小さくなる。したがって、SOI
基板を用いてAD混載LSIを作製することにより、シ
リコン基板を用いた場合よりも、クロストークを低減す
ることができる。
Here, the values of the parasitic capacitances C 6 and C 7 generated in the buried oxide film 212 are smaller than the parasitic capacitances C 4 and C 5 in FIG. 2A. Therefore, SOI
By manufacturing an AD mixed LSI using a substrate, crosstalk can be reduced as compared with the case where a silicon substrate is used.

【0016】また、SOI基板を用いたAD混載LSI
では、P+ 拡散層213とN+ 拡散層216との距離を
長くすること、シリコン基板211の抵抗値を高くする
こと、P+ 拡散層213とN+ 拡散層216との間にガ
ードリングを挿入すること等によって、さらにクロスト
ークを低減することが可能である。
An AD-mixed LSI using an SOI substrate
Then, the distance between the P + diffusion layer 213 and the N + diffusion layer 216 is increased, the resistance value of the silicon substrate 211 is increased, and a guard ring is provided between the P + diffusion layer 213 and the N + diffusion layer 216. It is possible to further reduce crosstalk by inserting.

【0017】しかしながら、AD混載LSIにSOI基
板を使用する場合、このSOI基板が高価なために、製
造コストが上昇してしまうという欠点があった。
However, when an SOI substrate is used for an AD-embedded LSI, there is a disadvantage that the production cost is increased because the SOI substrate is expensive.

【0018】これに対して、SOI基板としては安価な
SIMOX(Separation by Implanted Oxygen)基板を使
用して製造コストを低減させることも可能である。しか
し、SIMOX基板は、埋め込み酸化膜212の厚さの
限界が400nm程度しかないため、寄生容量C6 ,C
7 の値を十分に小さくすることができず、したがって、
クロストークの抑制にも限界がある。
[0018] On the contrary, it is also possible to use an inexpensive SIMOX (S eparation by Im planted Ox ygen) substrate to reduce manufacturing cost as an SOI substrate. However, since the limit of the thickness of the buried oxide film 212 is only about 400 nm in the SIMOX substrate, the parasitic capacitances C 6 and C
The value of 7 cannot be made small enough, so
There is a limit to the suppression of crosstalk.

【0019】このような理由から、クロストークを十分
に抑えたAD混載LSIを安価に製造する技術が嘱望さ
れていた。
For these reasons, there has been a demand for a technique for inexpensively manufacturing an AD mixed LSI in which crosstalk is sufficiently suppressed.

【0020】[0020]

【課題を解決するための手段】(1)この発明は、第1
導電型の半導体基板の表面に形成された第2導電型の半
導体薄膜と、半導体薄膜に設けられたデジタル集積回路
領域およびアナログ集積回路領域と、デジタル集積回路
領域とアナログ集積回路領域との境界領域に、半導体薄
膜の表面から半導体基板内部にわたって形成された、素
子分離手段とを備える。
Means for Solving the Problems (1) The present invention provides the first
A second conductive type semiconductor thin film formed on a surface of a conductive type semiconductor substrate; a digital integrated circuit region and an analog integrated circuit region provided on the semiconductor thin film; and a boundary region between the digital integrated circuit region and the analog integrated circuit region Device isolation means formed from the surface of the semiconductor thin film to the inside of the semiconductor substrate.

【0021】このような構成によれば、半導体基板と半
導体薄膜とがPN接合を形成するので、このPN接合面
近傍に空乏層を発生させることができる。また、デジタ
ル集積回路領域とアナログ集積回路領域とを素子分離膜
で完全に分離するので、デジタル集積回路領域で発生し
たノイズの大部分は、この空乏層を通過して半導体基板
に伝搬した後、さらに空乏層を通過してアナログ集積回
路領域に達する。ここで、この空乏層の寄生容量は、半
導体基板および半導体薄膜内に形成される寄生容量と比
較して、容量値が非常に小さい。したがって、この空乏
層によって、ノイズ伝搬経路全体としての合成容量を非
常に小さくすることができるので、ノイズの影響を抑え
ることが可能となる。
According to such a configuration, since the semiconductor substrate and the semiconductor thin film form a PN junction, a depletion layer can be generated near the PN junction surface. Also, since the digital integrated circuit region and the analog integrated circuit region are completely separated by the element isolation film, most of the noise generated in the digital integrated circuit region passes through the depletion layer and propagates to the semiconductor substrate. Further, it reaches the analog integrated circuit region through the depletion layer. Here, the parasitic capacitance of the depletion layer is much smaller than the parasitic capacitance formed in the semiconductor substrate and the semiconductor thin film. Therefore, the combined capacitance of the entire noise propagation path can be extremely reduced by the depletion layer, so that the influence of noise can be suppressed.

【0022】(2)かかる発明においては、半導体基板
と半導体薄膜との境界領域に生じる空乏層が広がるよう
な電位を半導体基板に印可する手段をさらに備えること
が望ましい。
(2) In the present invention, it is preferable that the semiconductor device further includes a means for applying a potential to the semiconductor substrate such that a depletion layer generated in a boundary region between the semiconductor substrate and the semiconductor thin film spreads.

【0023】これにより、この界面付近で発生する空乏
層を厚くして、寄生容量をさらに小さくすることができ
る。これにより、ノイズ伝搬経路全体としての合成容量
をさらに小さくすることができるので、ノイズの影響は
さらに抑制される。
As a result, the depletion layer generated near this interface can be made thicker to further reduce the parasitic capacitance. As a result, the combined capacitance of the entire noise propagation path can be further reduced, so that the influence of noise is further suppressed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分
の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解でき
る程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説
明する数値的条件は単なる例示にすぎないことを理解さ
れたい。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the size, shape, and arrangement of each component are only schematically shown to an extent that the present invention can be understood, and numerical conditions described below are merely examples. Please understand that.

【0025】図1は、この実施の形態に係る半導体装置
としての、AD混載LSIの構成を概念的に示す断面図
である。
FIG. 1 is a sectional view conceptually showing a configuration of an AD mixed LSI as a semiconductor device according to this embodiment.

【0026】図1に示したように、この実施の形態で
は、この発明の半導体基板として、高抵抗(例えば数百
Ω)のN型シリコン基板101を使用する。このN型シ
リコン基板101は、電源ラインVccに接続される。
As shown in FIG. 1, in this embodiment, an N-type silicon substrate 101 having a high resistance (for example, several hundred Ω) is used as a semiconductor substrate of the present invention. This N-type silicon substrate 101 is connected to a power supply line Vcc.

【0027】また、この実施の形態では、N型シリコン
基板101の表面に、この発明の半導体薄膜として、高
抵抗(例えば数百Ω)のP型エピタキシャル薄膜102
を形成する。
In this embodiment, a high-resistance (eg, several hundred Ω) P-type epitaxial thin film 102 is formed on the surface of an N-type silicon substrate 101 as a semiconductor thin film of the present invention.
To form

【0028】そして、この半導体薄膜102には、デジ
タル集積回路領域103とアナログ集積回路領域104
とが設けられる。
The semiconductor thin film 102 includes a digital integrated circuit area 103 and an analog integrated circuit area 104.
Are provided.

【0029】これらの領域103,104の境界領域に
は、トレンチ構造の素子分離膜105が形成される。こ
の素子分離膜105は、P型エピタキシャル薄膜102
の表面からN型シリコン基板101にわたって形成され
る。すなわち、この素子分離膜105によって、P型エ
ピタキシャル薄膜102は、領域103と領域104と
に完全に分離される。
An element isolation film 105 having a trench structure is formed in a boundary region between these regions 103 and 104. This element isolation film 105 is formed of a P-type epitaxial thin film 102.
From the surface of the N-type silicon substrate 101. That is, the P-type epitaxial thin film 102 is completely separated into the region 103 and the region 104 by the element isolation film 105.

【0030】デジタル集積回路領域103には、例えば
MOSトランジスタ等が形成される。図1では、MOS
トランジスタのゲート酸化膜106およびゲート電極1
07のみを示している。ゲート電極107には、信号電
位Vinが供給される。また、このデジタル集積回路領域
103は、P+ 拡散領域108を介して、グランドライ
ンGNDに接続されている。
In the digital integrated circuit area 103, for example, a MOS transistor or the like is formed. In FIG. 1, the MOS
Gate oxide film 106 and gate electrode 1 of transistor
Only 07 is shown. The gate electrode 107 is supplied with a signal potential Vin. The digital integrated circuit area 103 is connected to the ground line GND via the P + diffusion area 108.

【0031】一方、アナログ集積回路領域104には、
例えばバイポーラトランジスタ等が形成される。図1で
は、バイポーラトランジスタのエミッタとしてのN+
散領域109のみを示している。このN+ 拡散領域10
9からは信号電位Vout が取り出される。また、このア
ナログ集積回路領域104は、P+ 拡散領域110を介
して、グランドラインGNDに接続されている。
On the other hand, in the analog integrated circuit area 104,
For example, a bipolar transistor or the like is formed. FIG. 1 shows only the N + diffusion region 109 as the emitter of the bipolar transistor. This N + diffusion region 10
9, a signal potential Vout is extracted. The analog integrated circuit region 104 is connected to the ground line GND via the P + diffusion region 110.

【0032】このような構成では、ゲート電極107を
ノイズ導入源、N+ 拡散層109をノイズ検出源と考え
ることができる。
In such a configuration, the gate electrode 107 can be considered as a noise introduction source, and the N + diffusion layer 109 can be considered as a noise detection source.

【0033】図1に示したAD混載LSIでは、従来の
場合(図2(A)、(B)参照)と同様、ノイズ導入源
としてのゲート電極107と、基板101の裏面(すな
わちVcc)との間には、寄生抵抗R1 および寄生容量C
1 が発生する。また、ノイズ検出源としてのN+ 拡散層
109と、基板101の裏面との間には、寄生抵抗R2
および寄生容量C2 が発生する。ここで、R1 =R2
1 =C2 である。
In the AD-mixed LSI shown in FIG. 1, as in the conventional case (see FIGS. 2A and 2B), the gate electrode 107 as a noise introduction source, the back surface of the substrate 101 (ie, Vcc), Between the parasitic resistance R 1 and the parasitic capacitance C
1 occurs. A parasitic resistance R 2 is provided between the N + diffusion layer 109 as a noise detection source and the back surface of the substrate 101.
And the parasitic capacitance C 2 is generated. Where R 1 = R 2 ,
C 1 = C 2 .

【0034】さらに、ノイズ導入源(ゲート電極10
7)とノイズ検出源(N+ 拡散層109)との間には、
寄生抵抗R3 および寄生容量C3 が発生する。この実施
の形態では、上述のようにP型エピタキシャル薄膜10
2の領域103,104が素子分離膜105によって完
全に分離されているので、実質的には、かかる寄生抵抗
3 および寄生容量C3 はN型シリコン基板101内に
のみ形成され、P型エピタキシャル薄膜102内には形
成されない。
Further, a noise introduction source (gate electrode 10)
7) and the noise detection source (N + diffusion layer 109)
Parasitic resistance R 3 and the parasitic capacitance C 3 is generated. In this embodiment, as described above, the P-type epitaxial thin film 10
Since the second regions 103 and 104 are completely separated by the element isolation film 105, the parasitic resistance R 3 and the parasitic capacitance C 3 are substantially formed only in the N-type silicon substrate 101, and the P-type epitaxial It is not formed in the thin film 102.

【0035】これに加えて、ゲート酸化膜106の近傍
に形成される空乏層は容量C4 を有し、N+ 拡散層10
9とP型エピタキシャル薄膜102とのPN接合に形成
される空乏層は容量C5 を有する。なお、ゲート酸化膜
107近傍の不純物濃度は通常1×1018cmー3程度な
ので、ゲート酸化膜106の近傍に形成される空乏層幅
は通常30nm程度となる。また、ウェル濃度は通常1
×1017cmー3程度なので、PN接合面に形成される空
乏層幅は通常100nm程度となる。
In addition, a depletion layer formed near gate oxide film 106 has capacitance C 4 and N + diffusion layer 10.
A depletion layer formed at the PN junction between 9 and P-type epitaxial film 102 has a capacity C 5. Since the impurity concentration near the gate oxide film 107 is usually about 1 × 10 18 cm −3, the width of the depletion layer formed near the gate oxide film 106 is usually about 30 nm. The well concentration is usually 1
Since it is about × 10 17 cm −3, the width of the depletion layer formed on the PN junction surface is usually about 100 nm.

【0036】また、この実施の形態では、N型シリコン
基板101とP型エピタキシャル薄膜102とによって
PN接合が形成されているので、このPN接合面の近傍
に空乏層が形成される。図1では、この空乏層による寄
生容量のうち、デジタル集積回路領域103側に形成さ
れたものを寄生容量C8 とし、アナログ集積回路領域1
04側に形成されたものを寄生容量C9 とした。ここ
で、C8 =C9 である。
In this embodiment, since the PN junction is formed by the N-type silicon substrate 101 and the P-type epitaxial thin film 102, a depletion layer is formed near the PN junction surface. In Figure 1, of the parasitic capacitance due to the depletion layer, those formed in the digital integrated circuit region 103 side and the parasitic capacitance C 8, analog integrated circuit region 1
Those formed on the 04 side and the parasitic capacitance C 9. Here, C 8 = C 9 .

【0037】上述したように、この実施の形態に係るA
D混載LSIでは、素子分離膜105を設けた。したが
って、ノイズ導入源(ゲート電極107)から導入され
たノイズの大部分は、まず、P型エピタキシャル薄膜1
02のデジタル集積回路領域103内を伝搬してN型シ
リコン基板101内に達し、その後、P型エピタキシャ
ル薄膜102のアナログ集積回路領域104内を伝搬し
てノイズ検出源(N+拡散領域109)に達する。すな
わち、この実施の形態では、クロストークの原因となる
ノイズは、必ず、寄生容量C4 ,C5 を通過することと
なる。したがって、ノイズ伝搬経路における寄生容量の
合成容量C0 は、下式(1)で与えられる。
As described above, A according to this embodiment
In the D-mixed LSI, an element isolation film 105 was provided. Therefore, most of the noise introduced from the noise introduction source (gate electrode 107) is first of all the P-type epitaxial thin film 1
02 to the N-type silicon substrate 101, and then propagates through the analog integrated circuit region 104 of the P-type epitaxial thin film 102 to the noise detection source (N + diffusion region 109). Reach. That is, in this embodiment, noise causing crosstalk always passes through the parasitic capacitances C 4 and C 5 . Thus, the combined capacitance C 0 of the parasitic capacitance in the noise propagation path is given by the following equation (1).

【0038】 C0 ー1 =C4 ー1 +C8 ー1 +C3 ー1 +C9 ー1 +C5 ー1 ・・・(1) ここで、N型シリコン基板101およびP型エピタキシ
ャル薄膜102を高濃度とすることにより、界面(PN
接合面)に形成される空乏層の厚さは、N型シリコン基
板101側、P型エピタキシャル薄膜102側ともに、
最大で2μm程度となる。すなわち、この界面には、全
体で厚さ4μm程度の空乏層を形成することができる。
この厚さは、シリコン酸化膜に換算すると1μm程度に
相当し、SIMOXの埋め込み酸化膜の厚さよりも大き
くなる。
[0038] C 0 - 1 = C 4 - 1 + C 8 - 1 + C 3 - 1 + C 9 - 1 + C 5 - 1 (1) Here, by increasing the concentration of the N-type silicon substrate 101 and the P-type epitaxial thin film 102, the interface (PN
The thickness of the depletion layer formed on the junction surface) is the same for both the N-type silicon substrate 101 side and the P-type epitaxial thin film 102 side.
It is about 2 μm at the maximum. That is, a depletion layer having a thickness of about 4 μm can be formed at this interface.
This thickness corresponds to about 1 μm in terms of a silicon oxide film, and is larger than the thickness of the buried oxide film of SIMOX.

【0039】かかる空乏層の寄生容量C8 ,C9 は、シ
リコンの寄生容量と比較して非常に小さい。このため、
この実施の形態に係るAD混載LSIでは、従来の場合
と比較して、寄生容量の合成容量C0 (上式(1)参
照)を非常に小さくすることができる。したがって、ノ
イズの伝搬を抑制し、クロストークを防止することが可
能となる。
The parasitic capacitances C 8 and C 9 of the depletion layer are much smaller than the parasitic capacitance of silicon. For this reason,
In the AD-mixed LSI according to the present embodiment, the combined capacitance C 0 (see the above equation (1)) of the parasitic capacitance can be made very small as compared with the conventional case. Therefore, it is possible to suppress noise propagation and prevent crosstalk.

【0040】また、上述したように、この実施の形態で
は、N型シリコン基板101に電源電位Vccを印可する
こととした。これにより、N型シリコン基板101とP
型エピタキシャル薄膜102との界面近傍に発生する空
乏層の厚さを大きくすることができるので、寄生容量の
合成容量C0 をさらに小さくすることができる。
Further, as described above, in this embodiment, the power supply potential Vcc is applied to the N-type silicon substrate 101. Thereby, the N-type silicon substrate 101 and P
Since the thickness of the depletion layer generated near the interface with the type epitaxial thin film 102 can be increased, the combined capacitance C 0 of the parasitic capacitance can be further reduced.

【0041】但し、N型シリコン基板101とP型エピ
タキシャル薄膜102との界面近傍に発生する空乏層
は、N+ 拡散領域109に達しないように、厚さを制御
することが望ましい。空乏層がN+ 拡散領域109に達
してしまうと、ゲート電極107とN+ 拡散領域109
とが導通してしまい、AD混載LSIが動作不良を起こ
すおそれがあるためである。
However, it is desirable to control the thickness of the depletion layer generated near the interface between the N-type silicon substrate 101 and the P-type epitaxial thin film 102 so as not to reach the N + diffusion region 109. When the depletion layer reaches the N + diffusion region 109, the gate electrode 107 and the N + diffusion region 109
Is conducted, and there is a possibility that the AD-mixed LSI may malfunction.

【0042】加えて、N型シリコン基板101の不純物
濃度やP型エピタキシャル薄膜102の膜厚など、他の
条件を適宜変更することによっても、PN接合部の寄生
容量をさらに小さくすることが可能である。
In addition, the parasitic capacitance at the PN junction can be further reduced by appropriately changing other conditions such as the impurity concentration of the N-type silicon substrate 101 and the thickness of the P-type epitaxial thin film 102. is there.

【0043】なお、この実施の形態では、半導体基板を
N型とし且つ半導体薄膜をP型としたが、基板、薄膜お
よび拡散領域の導電型を逆にしたAD混載LSIでも同
様の効果を得ることができる。
In this embodiment, the semiconductor substrate is N-type and the semiconductor thin film is P-type. However, the same effect can be obtained in an AD-mixed LSI in which the conductivity types of the substrate, the thin film and the diffusion region are reversed. Can be.

【0044】[0044]

【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明に
よれば、クロストークを十分に抑えることができる半導
体装置を安価に提供することが可能である。
As described above in detail, according to the present invention, it is possible to provide a low-cost semiconductor device capable of sufficiently suppressing crosstalk.

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

【図1】この発明の実施の形態に係る半導体装置の構造
を概念的に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view conceptually showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】(A)、(B)ともに、従来の半導体装置の構
造を概念的に示す断面図である。
FIGS. 2A and 2B are cross-sectional views conceptually showing the structure of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】 101 N型シリコン基板 102 P型エピタキシャル薄膜 103 デジタル集積回路領域 104 アナログ集積回路領域 105 素子分離膜 106 ゲート酸化膜 107 ゲート電極 108,110 P+ 拡散領域 109 N+ 拡散領域DESCRIPTION OF SYMBOLS 101 N-type silicon substrate 102 P-type epitaxial thin film 103 Digital integrated circuit area 104 Analog integrated circuit area 105 Element isolation film 106 Gate oxide film 107 Gate electrode 108, 110 P + diffusion region 109 N + diffusion region

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型の半導体基板の表面に形成さ
れた第2導電型の半導体薄膜と、 この半導体薄膜に設けられたデジタル集積回路領域およ
びアナログ集積回路領域と、 前記デジタル集積回路領域と前記アナログ集積回路領域
との境界領域に、前記半導体薄膜の表面から前記半導体
基板内部にわたって形成された、素子分離手段と、 を備えることを特徴とする半導体装置。
A second conductive type semiconductor thin film formed on a surface of a first conductive type semiconductor substrate; a digital integrated circuit region and an analog integrated circuit region provided on the semiconductor thin film; And a device separating means formed in a boundary region between the semiconductor thin film and the inside of the semiconductor substrate in a boundary region between the semiconductor integrated circuit region and the analog integrated circuit region.
【請求項2】 前記半導体基板と前記半導体薄膜との境
界領域に生じる空乏層が広がるような電位を前記半導体
基板に印可する手段をさらに備えることを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising means for applying a potential to the semiconductor substrate such that a depletion layer generated in a boundary region between the semiconductor substrate and the semiconductor thin film spreads.
【請求項3】 前記空乏層が前記アナログ集積回路領域
に形成された素子に達しないように、前記電位が決定さ
れることを特徴とする請求項2に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 2, wherein said potential is determined so that said depletion layer does not reach an element formed in said analog integrated circuit region.
【請求項4】 前記半導体薄膜がエピタキシャル成長膜
であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載
の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor thin film is an epitaxially grown film.
【請求項5】 前記素子分離手段が、トレンチ構造の素
子分離膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれ
かに記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said element isolation means is an element isolation film having a trench structure.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153175A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Nec Electronics Corp Semiconductor integrated circuit and its semiconductor board
JP2007067012A (en) * 2005-08-29 2007-03-15 Matsushita Electric Ind Co Ltd Semiconductor device
US11346953B2 (en) 2018-07-20 2022-05-31 Kabushiki Kaisha Toshiba Photo detector, photo detection system, lidar device and vehicle

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004153175A (en) * 2002-10-31 2004-05-27 Nec Electronics Corp Semiconductor integrated circuit and its semiconductor board
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