JP2003069033A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置およびそ
の製造方法に関し、特に、SOI基板を用いた半導体装
置に適用して好適なものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and is particularly suitable for application to a semiconductor device using an SOI substrate.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、SOS(Silicon On
Sapphire)基板上に形成されたMOS構造とし
て、ソース/ドレイン不純物層がサファイア面から完全
に離れた構造と、ソース/ドレイン不純物層がサファイ
ア面に密接した構造とがあった。2. Description of the Related Art Conventionally, SOS (Silicon On)
As the MOS structure formed on the Sapphire substrate, there are a structure in which the source / drain impurity layer is completely separated from the sapphire surface and a structure in which the source / drain impurity layer is in close contact with the sapphire surface.
【0003】図3は、従来のSOS基板上に形成された
MOSトランジスタの構成を示す断面図であり、図3
(a)は、ソース/ドレイン不純物層がサファイア面か
ら完全に離れた構造、図3(b)は、ソース/ドレイン
不純物層がサファイア面に密接した構造を示す。図3
(a)において、サファイア基板11上には単結晶シリ
コン層12が形成され、サファイア基板11と単結晶シ
リコン層12との界面には、再結合中心19が形成され
ている。FIG. 3 is a sectional view showing the structure of a conventional MOS transistor formed on an SOS substrate.
3A shows a structure in which the source / drain impurity layer is completely separated from the sapphire surface, and FIG. 3B shows a structure in which the source / drain impurity layer is in close contact with the sapphire surface. Figure 3
In (a), the single crystal silicon layer 12 is formed on the sapphire substrate 11, and the recombination center 19 is formed at the interface between the sapphire substrate 11 and the single crystal silicon layer 12.
【0004】また、単結晶シリコン層12上には、ゲー
ト絶縁膜13を介して多結晶シリコンゲート14が形成
され、多結晶シリコンゲート14の側壁にはサイドウォ
ール16が形成されている。また、単結晶シリコン層1
2内には、ソース/ドレイン不純物層17が形成される
とともに、サイドウォール16下部にはLDD領域15
が形成されている。A polycrystalline silicon gate 14 is formed on the single crystal silicon layer 12 with a gate insulating film 13 interposed therebetween, and a sidewall 16 is formed on the side wall of the polycrystalline silicon gate 14. In addition, the single crystal silicon layer 1
2, source / drain impurity layers 17 are formed, and LDD regions 15 are formed under the sidewalls 16.
Are formed.
【0005】ここで、ソース/ドレイン不純物層17
は、サファイア基板11から完全に離れるように形成さ
れ、ソース/ドレイン不純物層17界面のソース/ドレ
イン空乏層18は、サファイア基板11に達することは
ない。このため、ソース/ドレイン不純物層17がサフ
ァイア基板11から完全に離れた構造では、ボディ電位
の固定化が可能となり、しきい値電圧Vthを安定化さ
せることが可能となるとともに、ソース/ドレイン間の
耐圧の低下を防止することができる。Here, the source / drain impurity layer 17
Are formed so as to be completely separated from the sapphire substrate 11, and the source / drain depletion layer 18 at the interface of the source / drain impurity layer 17 does not reach the sapphire substrate 11. Therefore, in the structure in which the source / drain impurity layer 17 is completely separated from the sapphire substrate 11, the body potential can be fixed, the threshold voltage Vth can be stabilized, and the source / drain drain can be stabilized. It is possible to prevent a decrease in withstand voltage.
【0006】一方、図3(b)において、サファイア基
板21上には単結晶シリコン層22が形成され、サファ
イア基板21と単結晶シリコン層22との界面には、再
結合中心29が形成されている。また、単結晶シリコン
層22上には、ゲート絶縁膜23を介して多結晶シリコ
ンゲート24が形成され、多結晶シリコンゲート24の
側壁にはサイドウォール26が形成されている。On the other hand, in FIG. 3B, a single crystal silicon layer 22 is formed on the sapphire substrate 21, and a recombination center 29 is formed at the interface between the sapphire substrate 21 and the single crystal silicon layer 22. There is. Further, a polycrystalline silicon gate 24 is formed on the single crystal silicon layer 22 via a gate insulating film 23, and sidewalls 26 are formed on the side walls of the polycrystalline silicon gate 24.
【0007】また、単結晶シリコン層22内には、ソー
ス/ドレイン不純物層27が形成されるとともに、サイ
ドウォール26下部にはLDD領域25が形成されてい
る。ここで、ソース/ドレイン不純物層27は、サファ
イア基板21に完全に密着するように形成され、ソース
/ドレイン不純物層27界面のソース/ドレイン空乏層
28は、サファイア基板21との境界面に形成されるこ
とはない。A source / drain impurity layer 27 is formed in the single crystal silicon layer 22, and an LDD region 25 is formed below the sidewall 26. Here, the source / drain impurity layer 27 is formed so as to be completely adhered to the sapphire substrate 21, and the source / drain depletion layer 28 at the interface of the source / drain impurity layer 27 is formed at the interface with the sapphire substrate 21. There is no such thing.
【0008】このため、ソース/ドレイン不純物層17
がサファイア基板11に完全に密着した構造では、接合
容量が小さくなり、高速化を図ることが可能となる。Therefore, the source / drain impurity layer 17
However, in the structure in which the sapphire substrate 11 is completely in close contact with the sapphire substrate 11, the junction capacitance becomes small and the speed can be increased.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図3
(a)のソース/ドレイン不純物層17がサファイア基
板11から完全に離れた構造では、ソース/ドレイン不
純物層17がサファイア基板11側で剥き出しとなり、
ソース/ドレイン不純物層17界面に形成される接合容
量が増加するため、高速化に不利になるという問題があ
った。However, as shown in FIG.
In the structure (a) in which the source / drain impurity layer 17 is completely separated from the sapphire substrate 11, the source / drain impurity layer 17 is exposed on the sapphire substrate 11 side,
Since the junction capacitance formed at the interface of the source / drain impurity layer 17 increases, there is a problem that it is disadvantageous in increasing the speed.
【0010】また、図3(b)のソース/ドレイン不純
物層27がサファイア基板21に完全に密着した構造で
は、ボディ領域が孤立化し、ホットキャリアの蓄積によ
り、しきい値電圧Vthが変動したり、ソース/ドレイ
ン間の耐圧が低下したりするという問題があった。一
方、ソース/ドレイン不純物層27がサファイア基板2
1に完全に密着している場合においても、ボディ電位を
安定化させるために、ボディコンタクト技術を用いる方
法があるが、この方法では、集積度が劣化するととも
に、パターン設計が複雑化するという問題があった。Further, in the structure in which the source / drain impurity layer 27 of FIG. 3B is completely adhered to the sapphire substrate 21, the body region is isolated, and the threshold voltage Vth varies due to the accumulation of hot carriers. However, there is a problem that the breakdown voltage between the source / drain is lowered. On the other hand, the source / drain impurity layer 27 is the sapphire substrate 2
Although there is a method of using a body contact technique to stabilize the body potential even when it is in complete contact with No. 1, this method has a problem that the integration degree is deteriorated and the pattern design is complicated. was there.
【0011】そこで、本発明の目的は、SOI基板を用
いた場合においても、集積度を劣化させることなく、し
きい値電圧を安定化させ、高速化も図ることが可能な半
導体装置およびその製造方法を提供することである。Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of stabilizing the threshold voltage and increasing the speed without deteriorating the degree of integration even when an SOI substrate is used, and its manufacture. Is to provide a method.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、請求項1記載の半導体装置によれば、SOI基
板と、前記SOI基板上にゲート絶縁膜を介して形成さ
れたゲート電極と、前記SOI基板の単結晶シリコン層
に形成され、前記SOI基板の絶縁層から離れたまま
で、前記単結晶シリコン層との界面に形成される空乏層
が前記SOI基板の絶縁層に到達するソース/ドレイン
不純物層とを備えることを特徴とする。In order to solve the above problems, according to a semiconductor device of claim 1, an SOI substrate and a gate electrode formed on the SOI substrate via a gate insulating film are provided. A source / depletion layer formed on the single crystal silicon layer of the SOI substrate and formed at an interface with the single crystal silicon layer while reaching a distance from the insulating layer of the SOI substrate to the insulating layer of the SOI substrate; And a drain impurity layer.
【0013】これにより、ソース/ドレイン不純物層が
SOI基板の絶縁層から離れている場合においても、ソ
ース/ドレイン不純物層界面の空乏層の広がりを抑制し
て、ソース/ドレイン不純物層界面に形成される接合容
量を低減することができる。一方、ソース/ドレイン不
純物層がSOI基板の絶縁層から離れているため、ソー
ス/ドレイン不純物層とSOI基板の絶縁層との間の隙
間を通して、ボディ領域のホットキャリアを拡散させる
ことが可能となるとともに、そのホットキャリアをSO
I基板の絶縁層と単結晶シリコン層との界面に形成され
ている再結合中心にトラップさせることが可能となる。As a result, even when the source / drain impurity layer is separated from the insulating layer of the SOI substrate, the depletion layer at the source / drain impurity layer interface is prevented from expanding and is formed at the source / drain impurity layer interface. It is possible to reduce the junction capacitance. On the other hand, since the source / drain impurity layer is separated from the insulating layer of the SOI substrate, it becomes possible to diffuse hot carriers in the body region through the gap between the source / drain impurity layer and the insulating layer of the SOI substrate. With that hot carrier SO
It becomes possible to trap at the recombination center formed at the interface between the insulating layer of the I substrate and the single crystal silicon layer.
【0014】このため、ボディコンタクト技術を用いる
ことなく、ボディ電位を安定化させることが可能とな
り、高集積度を維持しつつ、しきい値電圧を安定化させ
ることが可能となるとともに、接合容量を低減して、高
速化も図ることが可能となる。また、請求項2記載の半
導体装置によれば、前記SOI基板は、SOS基板であ
ることを特徴とする。Therefore, the body potential can be stabilized without using the body contact technique, and the threshold voltage can be stabilized while maintaining a high degree of integration, and the junction capacitance can be stabilized. It is also possible to reduce speed and increase the speed. According to a second aspect of the semiconductor device, the SOI substrate is an SOS substrate.
【0015】これにより、サファイア層と単結晶シリコ
ン層との界面に、再結合中心を大量に形成することがで
き、ボディ領域のホットキャリアを効率よくトラップさ
せることが可能となる。また、請求項3記載の半導体装
置によれば、前記SOI基板の絶縁層と前記ソース/ド
レイン不純物層との間隔は、0.1〜0.2μmである
ことを特徴とする。As a result, a large number of recombination centers can be formed at the interface between the sapphire layer and the single crystal silicon layer, and hot carriers in the body region can be efficiently trapped. According to a third aspect of the semiconductor device, the distance between the insulating layer of the SOI substrate and the source / drain impurity layer is 0.1 to 0.2 μm.
【0016】これにより、ソース/ドレイン不純物層を
SOI基板の絶縁層から離したまま、ソース/ドレイン
不純物層界面の空乏層がSOI基板の絶縁層に到達する
ようにすることができ、ソース/ドレイン不純物層界面
の空乏層の広がりを抑制して、高速化を図ることが可能
となるとともに、集積度を劣化させることなく、しきい
値電圧を安定化させ、かつ、ソース/ドレイン耐圧を向
上させることができる。This allows the depletion layer at the source / drain impurity layer interface to reach the insulating layer of the SOI substrate while keeping the source / drain impurity layer separated from the insulating layer of the SOI substrate. It is possible to suppress the spread of the depletion layer at the interface of the impurity layers, to achieve high speed, to stabilize the threshold voltage and to improve the source / drain breakdown voltage without deteriorating the integration degree. be able to.
【0017】また、請求項4記載の半導体装置の製造方
法によれば、SOI基板上にゲート絶縁膜を介してゲー
ト電極を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとし
て、前記SOI基板の絶縁層に到達しないように、前記
SOI基板の単結晶シリコン層に不純物をイオン注入す
る工程と、前記SOI基板の絶縁層と前記イオン注入さ
れた不純物層との間隔が0.1〜0.2μmになるよう
に、熱処理を行う工程とを備えることを特徴とする。Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of claim 4, a step of forming a gate electrode on the SOI substrate via a gate insulating film, and an insulating layer of the SOI substrate using the gate electrode as a mask. The ion implantation of impurities into the single crystal silicon layer of the SOI substrate, and the distance between the insulating layer of the SOI substrate and the ion-implanted impurity layer is 0.1 to 0.2 μm. Thus, a step of performing heat treatment is provided.
【0018】これにより、インプラ条件や熱処理条件の
単なる変更により、ソース/ドレイン不純物層がSOI
基板の絶縁層から離れたままで、SOI基板の絶縁層と
ソース/ドレイン不純物層との間の間隔を狭くすること
ができ、製造工程を複雑化させることなく、SOI基板
上に形成されたMOS構造の高集積度を維持し、かつ、
しきい値電圧を安定化させ、さらに、高速化を図ること
も可能となる。As a result, the source / drain impurity layer is changed to the SOI by simply changing the implantation conditions and the heat treatment conditions.
The distance between the insulating layer of the SOI substrate and the source / drain impurity layer can be reduced by keeping the distance from the insulating layer of the substrate, and the MOS structure formed on the SOI substrate can be realized without complicating the manufacturing process. Maintain a high degree of integration, and
It is possible to stabilize the threshold voltage and further increase the speed.
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に係る半
導体装置およびその製造方法について図面を参照しなが
ら説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る半導体
装置の構成を示す断面図である。図1において、サファ
イア基板1上には単結晶シリコン層2が形成され、サフ
ァイア基板1と単結晶シリコン層2との界面には、サフ
ァイア基板1と単結晶シリコン層2との格子定数などの
違いに起因して、再結合中心9が形成されている。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION A semiconductor device and a method of manufacturing the same according to embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, a single crystal silicon layer 2 is formed on a sapphire substrate 1, and at the interface between the sapphire substrate 1 and the single crystal silicon layer 2, a difference such as a lattice constant between the sapphire substrate 1 and the single crystal silicon layer 2. Due to, the recombination center 9 is formed.
【0020】また、シリコン層2上には、ゲート絶縁膜
3を介して多結晶シリコンゲート4が形成され、多結晶
シリコンゲート4の側壁にはサイドウォール6が形成さ
れている。また、単結晶シリコン層2内には、ソース/
ドレイン不純物層7が形成されるとともに、サイドウォ
ール6下部にはLDD領域5が形成されている。A polycrystalline silicon gate 4 is formed on the silicon layer 2 via a gate insulating film 3, and a sidewall 6 is formed on the side wall of the polycrystalline silicon gate 4. In the single crystal silicon layer 2, the source /
The drain impurity layer 7 is formed, and the LDD region 5 is formed below the sidewall 6.
【0021】ここで、ソース/ドレイン不純物層7は、
サファイア基板1から所定間隔Dsだけ離れるように形
成され、この所定間隔Dsは、ソース/ドレイン不純物
層7界面のソース/ドレイン空乏層8が、サファイア基
板1に達するように設定される。例えば、ソース/ドレ
イン不純物層7とサファイア基板1との間の間隔Ds
は、0.1〜0.2μmであることが好ましい。Here, the source / drain impurity layer 7 is
It is formed so as to be separated from the sapphire substrate 1 by a predetermined distance Ds, and the predetermined distance Ds is set so that the source / drain depletion layer 8 at the interface of the source / drain impurity layer 7 reaches the sapphire substrate 1. For example, the distance Ds between the source / drain impurity layer 7 and the sapphire substrate 1
Is preferably 0.1 to 0.2 μm.
【0022】これにより、ソース/ドレイン不純物層7
がサファイア基板1から離れている場合においても、ソ
ース/ドレイン不純物層7界面の空乏層8の広がりを抑
制して、ソース/ドレイン不純物層7界面に形成される
接合容量を低減することができる。一方、ソース/ドレ
イン不純物層7がサファイア基板1から離れているた
め、ソース/ドレイン不純物層7とサファイア基板1と
の間の隙間を通して、ボディ領域のホットキャリアh+
を拡散させることが可能となるとともに、そのホットキ
ャリアh+をサファイア基板1と単結晶シリコン層2と
の界面に形成されている再結合中心9にトラップさせる
ことが可能となる。As a result, the source / drain impurity layer 7
Even when is separated from the sapphire substrate 1, it is possible to suppress the spread of the depletion layer 8 at the interface between the source / drain impurity layers 7 and reduce the junction capacitance formed at the interface between the source / drain impurity layers 7. On the other hand, since the source / drain impurity layer 7 is separated from the sapphire substrate 1, the hot carriers h + in the body region pass through the gap between the source / drain impurity layer 7 and the sapphire substrate 1.
Can be diffused and the hot carriers h + can be trapped in the recombination center 9 formed at the interface between the sapphire substrate 1 and the single crystal silicon layer 2.
【0023】このため、接合容量を低減して、高速化を
図ることが可能となるだけでなく、ボディコンタクト技
術を用いることなく、ボディ電位を安定化させることが
可能となり、高集積度を維持しつつ、しきい値電圧を安
定化させ、かつ、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させ
ることが可能となる。この結果、電源電圧が高い分野で
の高速LSIへの適用を容易に行うことが可能となる。Therefore, not only the junction capacitance can be reduced and the speed can be increased, but also the body potential can be stabilized without using the body contact technique, and the high integration can be maintained. At the same time, it is possible to stabilize the threshold voltage and improve the breakdown voltage between the source / drain. As a result, it can be easily applied to a high-speed LSI in a field where the power supply voltage is high.
【0024】なお、多結晶シリコンゲート4は、タング
ステンシリサイドゲートやモリブデンシリサイドゲート
などでもよく、これらの積層構造でもよい。図2は、本
発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工程を示す断
面図である。図2(a)において、シリコンのエピタキ
シャル成長をサファイア基板1上に行うことにより、サ
ファイア基板1上に単結晶シリコン層2を形成する。こ
こで、単結晶シリコン層2の厚みTは、例えば、0.3
μm程度とすることができる。The polycrystalline silicon gate 4 may be a tungsten silicide gate, a molybdenum silicide gate, or the like, or may have a laminated structure of these. FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention. In FIG. 2A, a single crystal silicon layer 2 is formed on the sapphire substrate 1 by epitaxially growing silicon on the sapphire substrate 1. Here, the thickness T of the single crystal silicon layer 2 is, for example, 0.3.
It can be about μm.
【0025】そして、単結晶シリコン層2の熱酸化など
により、単結晶シリコン層2上に酸化珪素膜を形成する
とともに、CVDなどの方法により、高濃度n型多結晶
シリコン層を形成する。そして、フォトリソグラフィー
技術により、これらの酸化珪素膜および多結晶シリコン
層をパターニングすることにより、ゲート絶縁膜3およ
び多結晶シリコンゲート4を形成する。Then, a silicon oxide film is formed on the single crystal silicon layer 2 by thermal oxidation of the single crystal silicon layer 2, and a high concentration n-type polycrystalline silicon layer is formed by a method such as CVD. Then, the silicon oxide film and the polycrystalline silicon layer are patterned by the photolithography technique to form the gate insulating film 3 and the polycrystalline silicon gate 4.
【0026】ここで、ゲート絶縁膜3の厚みは、例え
ば、100Å、多結晶シリコンゲート4の厚みは、例え
ば、3000Åとすることができる。次に、図2(b)
に示すように、多結晶シリコンゲート4をマスクとし
て、燐などのn型不純物のイオン注入IP1を行うこと
により、LDD領域5を形成する。ここで、LDD領域
5の接合深さX1は、例えば、0.1μmとすることが
できる。また、イオン注入IP1の条件として、例え
ば、燐のドーズ量を3E+13、エネルギーを30Ke
Vとすることができる。Here, the thickness of the gate insulating film 3 can be set to 100 Å, and the thickness of the polycrystalline silicon gate 4 can be set to 3000 Å, for example. Next, FIG. 2 (b)
As shown in, the LDD region 5 is formed by performing ion implantation IP1 of an n-type impurity such as phosphorus using the polycrystalline silicon gate 4 as a mask. Here, the junction depth X1 of the LDD region 5 can be set to 0.1 μm, for example. As conditions for the ion implantation IP1, for example, phosphorus dose amount is 3E + 13 and energy is 30 Ke.
It can be V.
【0027】次に、図2(c)に示すように、CVDな
どの方法により、酸化珪素膜を全面に形成し、RIEな
どの異方性エッチングを行うことにより、多結晶シリコ
ンゲート4の側壁にサイドウォール6を形成する。ここ
で、サイドウォール6のスペーサ長Hは、例えば、0.
1μm程度とすることができる。そして、このサイドウ
ォール6および多結晶シリコンゲート4をマスクとし
て、砒素などのn型不純物のイオン注入IP2を行うこ
とにより、ソース/ドレイン不純物層7を形成する。こ
こで、ソース/ドレイン不純物層7の熱処理前の接合深
さX2は、例えば、0.15μmとすることができる。
また、イオン注入IP2の条件として、例えば、砒素の
ドーズ量を5E+15、エネルギーを150KeVとす
ることができる。Next, as shown in FIG. 2C, a silicon oxide film is formed on the entire surface by a method such as CVD, and anisotropic etching such as RIE is performed, so that the sidewalls of the polycrystalline silicon gate 4 are etched. Sidewalls 6 are formed on. Here, the spacer length H of the sidewall 6 is, for example, 0.
It can be about 1 μm. Then, source / drain impurity layer 7 is formed by performing ion implantation IP2 of an n-type impurity such as arsenic using sidewall 6 and polycrystalline silicon gate 4 as a mask. Here, the junction depth X2 of the source / drain impurity layer 7 before the heat treatment can be set to, for example, 0.15 μm.
As conditions for the ion implantation IP2, for example, the dose amount of arsenic can be set to 5E + 15 and the energy can be set to 150 KeV.
【0028】次に、図2(d)に示すように、ソース/
ドレイン不純物層7の形成されたSOS基板の熱処理を
行うことにより、ソース/ドレイン不純物層7の熱処理
後の接合深さX3を0.2μm程度とし、ソース/ドレ
イン不純物層7とサファイア基板1との間隔Dsを0.
1μm程度にする。ここで、熱処理は、例えば、ランプ
アニールなどのRTP(Rapid thermal
Process)を用いることができ、ランプアニール
の条件として、例えば、1000℃、30秒とすること
ができる。Next, as shown in FIG.
By performing heat treatment on the SOS substrate on which the drain impurity layer 7 is formed, the junction depth X3 of the source / drain impurity layer 7 after the heat treatment is set to about 0.2 μm, and the source / drain impurity layer 7 and the sapphire substrate 1 are separated from each other. The interval Ds is 0.
It is about 1 μm. Here, the heat treatment is performed by, for example, RTP (Rapid thermal) such as lamp annealing.
Process) can be used, and the conditions for lamp annealing can be, for example, 1000 ° C. and 30 seconds.
【0029】これにより、熱処理を行うだけで、ソース
/ドレイン不純物層7がサファイア基板1から離れてい
る状態を保ったまま、ソース/ドレイン不純物層7とサ
ファイア基板1との間隔を狭くすることができ、ソース
/ドレイン不純物層7界面のソース/ドレイン空乏層8
が、サファイア基板1に達するようすることができる。As a result, the distance between the source / drain impurity layer 7 and the sapphire substrate 1 can be narrowed while the source / drain impurity layer 7 remains separated from the sapphire substrate 1 only by heat treatment. Source / drain impurity layer 7 interface / source / drain depletion layer 8
However, it is possible to reach the sapphire substrate 1.
【0030】なお、SOI(Silicon On I
nsulator)基板として、SOS基板を例にとっ
て説明したが、SOI基板なら何でもよく、例えば、S
IMOX基板や貼り合わせ基板などでもよい。Incidentally, SOI (Silicon On I)
Although the SOS substrate has been described as an example of the substrate, any SOI substrate may be used.
It may be an IMOX substrate or a bonded substrate.
【0031】[0031]
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
SOI基板の絶縁層とソース/ドレイン不純物層との間
の間隔を狭くすることにより、高集積度を維持しつつ、
しきい値電圧を安定化させることが可能となるととも
に、接合容量を低減して、高速化も図ることが可能とな
る。As described above, according to the present invention,
By narrowing the distance between the insulating layer of the SOI substrate and the source / drain impurity layer, high integration is maintained,
It is possible to stabilize the threshold voltage, reduce the junction capacitance, and increase the speed.
【図1】本発明の一実施形態に係る半導体装置の構成を
示す断面図である。FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造工
程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention.
【図3】従来のSOS基板上に形成されたMOSトラン
ジスタの構成を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a MOS transistor formed on a conventional SOS substrate.
1 サファイア基板 2 単結晶シリコン層 3 ゲート絶縁膜 4 多結晶シリコンゲート 5 LDD領域 6 サイドウォール 7 ソース/ドレイン不純物層 8 ソース/ドレイン空乏層 9 再結合中心 IP1、IP2 イオン注入 1 sapphire substrate 2 Single crystal silicon layer 3 Gate insulation film 4 Polycrystalline silicon gate 5 LDD area 6 sidewalls 7 Source / drain impurity layer 8 Source / drain depletion layer 9 Recombination center IP1, IP2 ion implantation
Claims (4)
ート電極と、 前記SOI基板の単結晶シリコン層に形成され、前記S
OI基板の絶縁層から離れたままで、前記単結晶シリコ
ン層との界面に形成される空乏層が前記SOI基板の絶
縁層に到達するソース/ドレイン不純物層とを備えるこ
とを特徴とする半導体装置。1. An SOI substrate, a gate electrode formed on the SOI substrate via a gate insulating film, a single crystal silicon layer of the SOI substrate,
A semiconductor device, comprising: a source / drain impurity layer reaching a dielectric layer of a depletion layer formed at an interface with the single crystal silicon layer while being separated from the dielectric layer of the OI substrate.
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the SOI substrate is an SOS substrate.
ドレイン不純物層との間隔は、0.1〜0.2μmであ
ることを特徴とする請求項1または2記載の半導体装
置。3. The insulating layer of the SOI substrate and the source /
The semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein a distance from the drain impurity layer is 0.1 to 0.2 µm.
ート電極を形成する工程と、 前記ゲート電極をマスクとして、前記SOI基板の絶縁
層に到達しないように、前記SOI基板の単結晶シリコ
ン層に不純物をイオン注入する工程と、 前記SOI基板の絶縁層と前記イオン注入された不純物
層との間隔が0.1〜0.2μmになるように、熱処理
を行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製
造方法。4. A step of forming a gate electrode on an SOI substrate via a gate insulating film, and a single crystal silicon layer of the SOI substrate so as not to reach an insulating layer of the SOI substrate by using the gate electrode as a mask. And a step of performing heat treatment so that a distance between the insulating layer of the SOI substrate and the ion-implanted impurity layer is 0.1 to 0.2 μm. Of manufacturing a semiconductor device.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001260432A JP2003069033A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2001260432A JP2003069033A (en) | 2001-08-29 | 2001-08-29 | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US7663189B2 (en) | 2004-12-20 | 2010-02-16 | Oki Semiconductor Co., Ltd. | Silicon-on-sapphire semiconductor device with shallow lightly-doped drain |
-
2001
- 2001-08-29 JP JP2001260432A patent/JP2003069033A/en active Pending
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