JP2003133431A - 集積回路及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
た集積回路において、能動素子のラッチアップ特性を維
持しつつ高速化を図ると共に、インダクタの特性の向上
を図った集積回路及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 P−型又はP−−型のシリコンからなる
厚さが約700μm、抵抗率が10乃至1000Ω・c
mの半導体基板2を設け、半導体基板2上に厚さが0.
2乃至10μmのBOX層3を設け、BOX層3上にp
−型SOI層4を設ける。p−型SOI層4にBOX層
3に接する絶縁膜5を局部的に埋め込み、またp−型S
OI層4における絶縁膜5が設けられていない領域にC
MOS21を形成する。絶縁膜5及びCMOS21上に
CMOS21を覆うように絶縁膜22を設け、絶縁膜2
2上における絶縁膜5上に相当する領域にインダクタ2
3を設ける。
Description
ntary metal oxide semiconductor:相補型金属酸化膜
半導体)、TFT(thin-film transistor:薄膜トラン
ジスタ)等の能動素子及びインダクタを具備する集積回
路並びにその製造方法に関し、特に、能動素子の高速化
を図ると共にインダクタの特性の向上を図った集積回路
及びその製造方法に関する。
びインダクタを備えた集積回路は、P +バルク基板上に
P型不純物を含むエピタキシャル層が形成されてなる標
準基板上に作製されている。
る。この従来の集積回路の基板には、P+バルク基板5
1上にP−エピタキシャル層52が形成された標準基板
を使用する。P+バルク基板51の抵抗率は約0.01
Ω・cm、厚さは約700μmであり、P−エピタキシ
ャル層52の抵抗率は約10Ω・cm、厚さは約5μm
である。P−エピタキシャル層52の表面における一部
の領域には、能動素子であるCMOS55が設けられて
おり、CMOS55はP−ウエル53及びN−ウエル5
4を含んでいる。P−エピタキシャル層52上における
CMOS55が設けられていない領域には絶縁膜56が
設けられており、CMOS55及び絶縁膜56上には絶
縁膜57が設けられている。絶縁膜57上における絶縁
膜56上に相当する領域の一部にはインダクタ58が設
けられている。図13に示す集積回路においては、P+
バルク基板51及びP−エピタキシャル層52からなる
標準基板を使用することにより、CMOS55における
ラッチアップを抑制すると共に、CMOS55における
不純物のゲッタリングを促進することができる。
積回路においては、P+バルク基板51の抵抗率が約
0.01Ω・cmと低いため、このP+バルク基板51
内をうず電流が流れてしまい、インダクタ58の動作に
伴って、うず電流損失が発生するという問題点がある。
この結果、インダクタ58のQ値が低下し、インダクタ
58の特性が劣化する。また、インダクタ58とP+バ
ルク基板51との間に寄生容量が発生してしまい、イン
ダクタ58の特性が劣化する。更に、CMOS55とP
+バルク基板51との間にも寄生容量が発生してしま
い、CMOS55の高速化を図れないという問題点もあ
る。
ンダクタの下の基板の表層に溝を形成し、この溝内に絶
縁物質を充填する技術が開示されている。これにより、
うず電流のパスを短くしてうず電流の発生を抑制するこ
とができると記載されている。
も、特開平10−321802号公報と同様に、インダ
クタの下の基板の表層に溝を形成し、この溝内に絶縁物
質を充填する技術が開示されている。これにより、基板
の実効的な表面積を減らし、寄生容量を低減することが
できると記載されている。
従来の技術には以下に示すような問題点がある。特開平
10−321802号公報及び特開平11−27441
2号公報に開示されている技術においては、深い溝を形
成することが極めて困難である。このため、これらの技
術においては、十分に深い溝を形成することができず、
インダクタの特性を十分に向上させられる程度に十分な
厚さを持った絶縁膜を形成することができない。従っ
て、特開平10−321802号公報に開示されている
技術では、インダクタの特性を向上させる効果は不十分
である。また、この技術によっては能動素子の高速化を
図ることができない。また、特開平11−274412
号公報に開示されている技術においても、十分な厚さを
持った絶縁膜を形成することができないため、インダク
タの特性を向上させる効果は不十分である。また、この
技術によっても能動素子の高速化を図ることができな
い。従って、特開平10−321802号公報及び特開
平11−274412号公報に開示されている技術を適
用しても、能動素子及びインダクタの特性を十分に向上
させることができない。
のであって、CMOS等の能動素子及びインダクタを備
えた集積回路において、能動素子のラッチアップ特性を
維持しつつ高速化を図ると共に、インダクタの特性の向
上を図った集積回路及びその製造方法を提供することを
目的とする。
は、半導体基板と、この半導体基板上に設けられた第1
絶縁膜と、この第1絶縁膜上に局部的に形成された第2
絶縁膜と、前記第1絶縁膜上における前記第2絶縁膜が
形成されていない領域に形成された半導体層と、この半
導体層の表面に形成された素子分離絶縁膜と、この素子
分離絶縁膜により仕切られた能動素子形成領域に形成さ
れた能動素子と、前記第2絶縁膜及び前記半導体層上に
形成された第3絶縁膜とこの第3絶縁膜上における前記
第2絶縁膜の上方に形成されたインダクタと、を有する
ことを特徴とする。
との間に第1絶縁膜を設けることにより、能動素子と半
導体基板との間の寄生容量を低減し、能動素子の動作速
度を向上させることができる。また、能動素子のラッチ
アップも防止できる。更に、インダクタと半導体基板と
の間に第1乃至第3の絶縁膜により連続的な絶縁体層を
形成することにより、半導体基板内におけるうず電流を
抑制することができると共に、インダクタと基板との間
の寄生容量を低減することができる。この結果、インダ
クタのQ値を向上させ、インダクタの特性を向上させる
ことができる。
と、この半導体基板上に設けられた第1絶縁膜と、この
第1絶縁膜上に局部的に形成された第2絶縁膜と、この
第2絶縁膜上に形成された第4絶縁膜と、前記第1絶縁
膜上における前記第2絶縁膜及び前記第4絶縁膜が形成
されていない領域に形成された半導体層と、この半導体
層の表面に形成された素子分離絶縁膜と、この素子分離
絶縁膜により仕切られた能動素子形成領域に形成された
能動素子と、前記第4絶縁膜及び前記半導体層上に形成
された第3絶縁膜とこの第3絶縁膜上における前記第4
絶縁膜の上方に形成されたインダクタと、を有すること
を特徴とする。
も抵抗率が高いことが好ましく、前記半導体基板の抵抗
率が10Ω・cm以上であることがより好ましい。これ
により、半導体基板内のうず電流をより一層抑制するこ
とができる。
表面に垂直な方向から見て格子状に形成してもよく、又
は、前記第2絶縁膜を複数の短冊状の部分から構成し、
この短冊状の部分を前記半導体基板の表面に垂直な方向
から見て放射状若しくは相互に平行に配置してもよい。
これにより、第2絶縁膜の形成が容易になる。
体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、この第1絶縁
膜上に半導体層を形成する工程と、この半導体層に前記
第1絶縁膜まで到達するトレンチを形成する工程と、こ
のトレンチに絶縁物質を埋め込み前記半導体層と同層の
第2絶縁膜を形成する工程と、前記第2絶縁膜が形成さ
れていない前記半導体層の表面に素子分離絶縁膜を形成
する工程と、この素子分離絶縁膜により仕切られた能動
素子形成領域に能動素子を形成する工程と、前記半導体
層及び前記第2絶縁膜上に第3絶縁膜を形成する工程
と、この第3絶縁膜上における前記第2絶縁膜の上方に
インダクタを形成する工程と、を有することを特徴とす
る。
半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、この第1
絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、この半導体層の
表面に局部的に第1トレンチを形成する工程と、前記半
導体層の表面に前記第1絶縁膜まで到達する第2トレン
チを形成する工程と、前記第1トレンチに絶縁物質を埋
め込み素子分離絶縁膜を形成し、前記第2トレンチに絶
縁物質を埋め込み第2絶縁膜を形成する工程と、前記素
子分離絶縁膜により仕切られた能動素子形成領域に能動
素子を形成する工程と、前記半導体層及び前記第2絶縁
膜上に第3絶縁膜を形成する工程と、この第3絶縁膜上
における前記第2絶縁膜の上方にインダクタを形成する
工程と、を有することを特徴とする。
は、半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工程と、この
第1絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、この半導体
層の表面に第1トレンチ及び第2トレンチを形成する工
程と、この第2トレンチ内に局所的に前記第1絶縁膜ま
で到達する第3トレンチを形成する工程と、前記第1乃
至第3トレンチに絶縁物質を埋め込み前記第1トレンチ
内に素子分離絶縁膜を形成すると共に、前記第2及び第
3トレンチ内に第4及び第2絶縁膜からなる2層の絶縁
膜を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜により仕切ら
れた能動素子形成領域に能動素子を形成する工程と、前
記半導体層及び前記第4絶縁膜上に第3絶縁膜を形成す
る工程と、この第3絶縁膜上における前記第4絶縁膜の
上方にインダクタを形成する工程と、を有することを特
徴とする。
するために鋭意実験研究した結果、以下に示す知見を得
た。即ち、特開平10−321802号公報に開示され
ている技術においては、基板表層に溝を形成し、この溝
内に絶縁物質を充填しているが、この溝を深く掘ること
が困難であるため、形成する絶縁層の厚さが不十分とな
る。また、溝間の基板においてうず電流が発生してしま
う。このため、インダクタの特性を向上させる効果は不
十分である。
開示されている技術においては、基板の実効的な表面積
を低減させているが、この技術においても、溝を深く掘
ることが困難であるため、形成する絶縁層の厚さが不十
分となる。このため、寄生容量の低減が十分ではなく、
従って、インダクタの特性を向上させる効果は不十分で
ある。
ッチアップ特性を維持して高速化を図りつつ、インダク
タの特性を向上させるために、半導体基板上に絶縁膜を
形成し、この絶縁膜上に能動素子を形成するための半導
体層を形成し、この半導体層に前記絶縁膜に到達するト
レンチを形成してこのトレンチ内に絶縁物質を埋め込む
ことにより、前記絶縁膜と前記能動素子上に形成する絶
縁膜とをつなぎ、インダクタと半導体基板との間に連続
的な絶縁体層を設ける技術を開発し、本発明を完成し
た。
を参照して具体的に説明する。先ず、本発明の第1の実
施例について説明する。図1は本発明の第1の実施例に
係る集積回路を示す断面図であり、図2はこの集積回路
を示す平面図である。
路1においては、P−型又はP−−型のシリコンからな
る半導体基板2が設けられている。半導体基板2の厚さ
は例えば約700μmであり、抵抗率は例えば10乃至
1000Ω・cmである。半導体基板2上には、埋込酸
化膜である絶縁性のBOX層3が設けられている。BO
X層3の厚さは例えば0.2乃至10μmである。BO
X層3上にはp−型SOI層4が設けられている。p−
型SOI層4の厚さは例えば約0.2μmであり、抵抗
率は半導体基板2の抵抗率よりも低く、例えば約10Ω
・cmである。p−型SOI層4の一部には絶縁膜5が
局部的に埋め込まれている。絶縁膜5はp−型SOI層
4と同層であり、BOX層3に接している。即ち、絶縁
膜5が形成されている領域にはp−型SOI層4は存在
しない。絶縁膜5は例えばシリコン酸化膜からなる。
が設けられ、このP−ウエル6に隣接するようにN−ウ
エル7が設けられている。P−ウエル6の表面には1対
のn +型ソース・ドレイン領域8が相互に対向するよう
に設けられ、n+型ソース・ドレイン領域8間はチャネ
ル領域9になっている。チャネル領域9上にはゲート絶
縁膜10が設けられ、ゲート絶縁膜10上にはゲート電
極11が設けられている。n+型ソース・ドレイン領域
8上におけるゲート絶縁膜10及びゲート電極11に隣
接する領域には、ゲート絶縁膜10及びゲート電極11
を挟むように1対の側壁12が設けられている。
+型ソース・ドレイン領域13が相互に対向するように
設けられ、p+型ソース・ドレイン領域13間はチャネ
ル領域14になっている。チャネル領域14上にはゲー
ト絶縁膜15が設けられ、ゲート絶縁膜15上にはゲー
ト電極16が設けられている。p+型ソース・ドレイン
領域13上におけるゲート絶縁膜15及びゲート電極1
6に隣接する領域には、ゲート絶縁膜15及びゲート電
極16を挟むように1対の側壁17が設けられている。
また、P−ウエル6におけるN−ウエル7に隣接してい
ない側にはp+領域からなる電極18が設けられ、N−
ウエル7におけるP−ウエル6に隣接していない側には
n+領域からなる電極19が設けられている。更に、電
極18とn+型ソース・ドレイン領域8との間、n+型
ソース・ドレイン領域8とp+型ソース・ドレイン領域
13との間、p+型ソース・ドレイン領域13と電極1
9との間には夫々素子分離膜20が設けられている。な
お、素子分離膜20の下面はBOX層3の上面には接触
していない。P−ウエル6、N−ウエル7、1対のn+
型ソース・ドレイン領域8、1対のp+型ソース・ドレ
イン領域13、チャネル領域9及び14、ゲート絶縁膜
10及び15、ゲート電極11及び16、各1対の側壁
12及び17、電極18及び19、素子分離膜20並び
にP−ウエル6及びN−ウエル7近傍のp−型SOI層
4により、CMOS21が形成されている。
21を覆うように絶縁膜22が設けられている。絶縁膜
22の下面は絶縁膜5の上面に接している。絶縁膜22
の厚さは例えば約5μmであり、絶縁膜22中には例え
ば4段の配線(図示せず)が埋め込まれている。また、
絶縁膜22上におけるCMOS21上から外れた領域、
即ち、絶縁膜5上に相当する領域にはインダクタ23が
形成されている。インダクタ23は例えばアルミニウム
からなり、厚さは例えば約2μmである。
きの円形ループ状の配線であり、内側の直径は例えば5
0μm、配線の幅は例えば10μmである。インダクタ
23の両端には夫々1対の端子部24が接続されてい
る。また、図2に示すように、インダクタ23及び端子
部24の下には絶縁膜22が設けられており、絶縁膜2
2の下方におけるインダクタ23の下方には絶縁膜5が
設けられている。平面視で絶縁膜5の外縁はインダクタ
23の外縁よりも外側に配置されている。また、絶縁膜
22の下方におけるインダクタ23の直下に相当する領
域からずれた領域の一部にはCMOS21が形成されて
いる。
S21の直下に絶縁性のBOX層3が設けられているた
め、CMOS21と半導体基板2との間の寄生容量が低
く、CMOS21の動作速度を向上させることができ
る。また、CMOS21のラッチアップ特性が良好であ
る。更に、本実施例においては、半導体基板2上にBO
X層3が設けられているため、CMOS21への影響を
考慮せずに半導体基板2を任意に選択することができ
る。このため、半導体基板2の抵抗率を10乃至100
0Ω・cmと高くすることができ、インダクタ23の動
作に伴って半導体基板2内にうず電流が流れることを抑
制できる。更にまた、インダクタ23と半導体基板2と
の間には、BOX層3、絶縁膜5及び22からなる連続
した絶縁体層が形成されているため、半導体基板2内に
うず電流が流れることをより一層防止できると共に、イ
ンダクタ23と半導体基板2との間の寄生容量を低減す
ることができる。この結果、インダクタ23のQ値を増
加させ、インダクタ23の特性を向上させることができ
る。なお、本実施例の集積回路1におけるインダクタ2
3をシミュレーションにより評価した結果、インダクタ
23のQ値は約4.8であった。これに対して、図13
に示す従来の集積回路におけるインダクタ58のQ値を
同様のシミュレーションにより評価した結果、約3.0
であった。
3が円形状である例を示したが、インダクタの形状は四
角形、八角形等の多角形等、円形以外の形状であっても
よい。また、本実施例においては、インダクタ23の巻
き数が1である例を示したが、巻き数は複数であっても
よい。インダクタ23の材料、大きさ、形状及び巻き数
は、インダクタ23に要求される特性に応じて適宜選択
することができる。更に、本実施例においては、半導体
基板としてp型のシリコン基板を使用する例を示した
が、半導体基板はこれに限定されず、n型のシリコン基
板であってもよく、他の半導体からなる基板であっても
よい。更にまた、本実施例においては平面視で絶縁膜5
の外縁をインダクタ23の外縁よりも外側に配置する例
を示したが、絶縁膜5はインダクタ23の下方に相当す
る領域の少なくとも一部にあれば、ある程度の効果が得
られる。
法について説明する。図3(a)乃至(c)は本実施例
に係る集積回路の製造方法をその工程順に示す断面図で
ある。先ず、図3(a)に示すように、厚さが例えば約
700μmのp−型又はp− −型のシリコンからなる半
導体基板2を準備する。半導体基板2の抵抗率は例えば
約10乃至1000Ω・cmである。次に、この半導体
基板2上に絶縁性の埋込酸化膜であるBOX層3を形成
する。BOX層3の厚さは例えば0.2乃至10μmと
する。次いで、BOX層3上にp−型SOI層4を形成
する。
OI層4の一部にBOX層3まで到達するディープトレ
ンチ25を形成し、ディープトレンチ25内に絶縁物質
を埋め込み、絶縁膜5を局部的に形成する。なお、絶縁
膜5は後の工程においてインダクタ23が形成されるイ
ンダクタ形成領域に形成する。
OI層4の表面に通常の方法によりCMOS21を形成
する。CMOS21の構成は前述のとおりである。
び絶縁膜5上に絶縁膜22を形成する。絶縁膜22中に
は例えば4段の配線(図示せず)を形成し、配線間は絶
縁物質により充填する。絶縁膜22の厚さは例えば約5
μmとする。次に、絶縁膜22上における絶縁膜5上に
相当する領域に、アルミニウムにより1巻きの円形ルー
プ状の配線(図2参照)を形成し、インダクタ23を作
製する。また、インダクタ23の両側には1対の端子部
24を形成し、インダクタ23に接続する。端子部24
は絶縁膜22の配線(図示せず)に接続する。これによ
り、本実施例に係る集積回路1を作製する。
する。図4は本発明の第2の実施例に係る集積回路を示
す断面図であり、図5はこの集積回路を示す平面図であ
る。なお、本実施例に係る集積回路の構成要素のうち、
前述の第1の実施例に係る集積回路1と同一の構成要素
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
路31は、第1の実施例に係る集積回路1(図1参照)
における絶縁膜5を絶縁膜26に置き換えた構成となっ
ている。集積回路31における上記以外の構成は、第1
の実施例に係る集積回路1の構成と同じである。即ち、
集積回路31においては、P−型又はP−−型のシリコ
ンからなる半導体基板2が設けられている。半導体基板
2上には、埋込酸化膜であるBOX層3が設けられてい
る。BOX層3の厚さは例えば0.2乃至10μmであ
る。BOX層3上にはp−型SOI層4が設けられてい
る。p−型SOI層4の一部には絶縁膜26が埋め込ま
れている。絶縁膜26は例えばシリコン酸化膜からな
り、その下面はBOX層3に接している。絶縁膜26
は、半導体基板2の表面に垂直な方向から見て、格子状
に形成されている。なお、絶縁膜26はインダクタ形成
領域に形成される。また、p−型SOI層4の絶縁膜2
6が埋め込まれていない領域の一部には、CMOS21
が形成されている。CMOS21の構成は前述の第1の
実施例におけるCMOS21の構成と同一である。
S21を覆うように絶縁膜22が設けられている。絶縁
膜22の下面は絶縁膜26の上面に接している。また、
絶縁膜22上におけるCMOS21上から外れた領域、
即ち、絶縁膜26上に相当する領域にはインダクタ23
が形成されている。絶縁膜22及びインダクタ23の構
成は、前述の第1の実施例における絶縁膜22及びイン
ダクタ23の構成と同一である。
きの円形ループ状の配線であり、内側の直径は例えば5
0μm、配線の幅は例えば10μmである。インダクタ
23の両端には夫々1対の端子部24が接続されてい
る。また、図5に示すように、インダクタ23及び端子
部24の下には絶縁膜22が設けられており、絶縁膜2
2の下方におけるインダクタ23の下方には絶縁膜26
が格子状に形成されている。なお、平面視で絶縁膜26
の外縁はインダクタ23の外縁よりも外側に配置されて
いる。また、絶縁膜22の下方におけるインダクタ23
の直下に相当する領域からずれた領域の一部にはCMO
S21が形成されている。
方法について説明する。図6(a)乃至(c)は本実施
例に係る集積回路の製造方法をその工程順に示す断面図
である。先ず、図6(a)に示すように、厚さが例えば
約700μmのp−型又はp −−型のシリコンからなる
半導体基板2を準備する。次に、この半導体基板2上に
絶縁性の埋込酸化膜であるBOX層3を形成する。BO
X層3の厚さは例えば0.2乃至10μmとする。次い
で、BOX層3上にp−型SOI層4を形成する。
OI層4の一部にBOX層3まで到達するディープトレ
ンチ27を半導体基板2の表面に垂直な方向から見て格
子状に形成し、ディープトレンチ27内に絶縁物質を埋
め込み、格子状の絶縁膜26を形成する。
OI層4の表層部における絶縁膜26が形成されていな
い領域に通常の方法によりCMOS21を形成する。C
MOS21の構成は前述のとおりである。
び絶縁膜26上に絶縁膜22を形成し、縁膜22上にお
ける絶縁膜26上に相当する領域に、アルミニウムによ
り1巻きの円形ループ状の配線(図5参照)を形成し、
インダクタ23を作製する。また、インダクタ23の両
側には1対の端子部24を形成し、インダクタ23に接
続する。端子部24は絶縁膜22の配線(図示せず)に
接続される。これにより、本実施例に係る集積回路31
が作製される。
の効果に加えて、絶縁膜26が格子状に形成されている
ため、絶縁膜26は集積回路1における絶縁膜5(図1
参照)よりも形成が容易であるという効果がある。
する。図7は本発明の第3の実施例に係る集積回路を示
す断面図であり、図8はこの集積回路を示す平面図であ
る。なお、本実施例に係る集積回路の構成要素のうち、
前述の第1の実施例に係る集積回路1と同一の構成要素
には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
路32は、第1の実施例に係る集積回路1(図1参照)
における絶縁膜5を2層の絶縁膜28及び29に置き換
えた構成となっている。集積回路32における上記以外
の構成は、第1の実施例に係る集積回路1の構成と同じ
である。即ち、本実施例に係る集積回路32において
は、P−型又はP−−型のシリコンからなる半導体基板
2が設けられ、半導体基板2上にはBOX層3が設けら
れ、BOX層3上にはp−型SOI層4が設けられてい
る。p−型SOI層4の一部には絶縁膜28及び29が
埋め込まれている。絶縁膜28及び29は例えばシリコ
ン酸化膜からなり、絶縁膜28の下面はBOX層3の上
面に接し、絶縁膜28の上面は絶縁膜29の下面に接し
ている。なお、絶縁膜28及び29は後の工程において
インダクタ30が形成されるインダクタ形成領域に形成
される。また、p−型SOI層4の表面における絶縁膜
28及び29が埋め込まれていない領域の一部には、C
MOS21が形成されている。CMOS21の構成は前
述の第1の実施例におけるCMOS21の構成と同一で
ある。
S21を覆うように絶縁膜22が設けられている。絶縁
膜22の下面は絶縁膜29の上面に接している。また、
絶縁膜22上におけるCMOS21上から外れた領域、
即ち、絶縁膜29上に相当する領域にはインダクタ30
が形成されている。絶縁膜22の構成は、前述の第1の
実施例における絶縁膜22の構成と同一である。
形状の1巻きのループ状配線であり、アルミニウムから
なり、配線内側の縦及び横の長さは例えば50μm、配
線の幅は例えば10μm、配線の厚さは例えば2μmで
ある。インダクタ30の両端には夫々1対の端子部24
が接続されている。また、図8に示すように、インダク
タ30及び端子部24の下には絶縁膜22が設けられて
おり、絶縁膜22の下方におけるインダクタ23の下方
には絶縁膜29(図7参照)及び絶縁膜28が形成され
ている。なお、平面視で絶縁膜28の外縁はインダクタ
30の外縁よりも外側に配置されている。また、絶縁膜
22の下方におけるインダクタ30の直下に相当する領
域からずれた領域の一部にはCMOS21が形成されて
いる。
方法について説明する。図9(a)乃至(c)は本実施
例に係る集積回路の製造方法をその工程順に示す断面図
である。先ず、図9(a)に示すように、厚さが例えば
約700μmのp−型又はp −−型のシリコンからなる
半導体基板2上に絶縁性の埋込酸化膜であるBOX層3
を形成する。その後、BOX層3上にp−型SOI層4
を形成する。
OI層4の表層部にシャロウトレンチ33を形成する。
シャロウトレンチ33は、後の工程においてCMOS2
1を形成する能動素子形成領域及びインダクタ30を形
成するインダクタ形成領域の双方に形成する。次に、イ
ンダクタ形成領域に形成したシャロウトレンチ33の底
部に、BOX層3まで到達するディープトレンチ34を
形成する。その後、シャロウトレンチ33及びディープ
トレンチ34内に絶縁物質を埋め込み、能動素子形成領
域のシャロウトレンチ33内には素子分離膜20を形成
し、インダクタ形成領域のディープトレンチ34内及び
シャロウトレンチ33内には、夫々絶縁膜28及び29
を形成する。
OI層4の表面における素子分離膜20により区画した
領域に通常の方法によりCMOS21を形成する。CM
OS21の構成は前述のとおりである。
び絶縁膜29上に絶縁膜22を形成し、縁膜22上にお
ける絶縁膜29上に相当する領域に、アルミニウムによ
り1巻きの四角形状のループ状配線(図8参照)を形成
し、インダクタ30を作製する。また、1対の端子部2
4を形成し、インダクタ30に接続する。端子部24は
絶縁膜22の配線(図示せず)に接続される。これによ
り、本実施例に係る集積回路32が作製される。
する。図10は本発明の第4の実施例に係る集積回路を
示す断面図であり、図11はこの集積回路を示す平面図
である。なお、本実施例に係る集積回路の構成要素のう
ち、前述の第1乃至3の実施例に係る集積回路と同一の
構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明を省略
する。
回路35は、前述の第3の実施例に係る集積回路32
(図7参照)における絶縁膜28を放射状の絶縁膜36
に置き換えた構成となっている。本実施例の集積回路3
5における上記以外の構成は、前述の第3の実施例に係
る集積回路32の構成と同じである。即ち、本実施例に
係る集積回路35においては、P−型又はP−−型のシ
リコンからなる半導体基板2が設けられ、半導体基板2
上にはBOX層3が設けられ、BOX層3上にはp−型
SOI層4が設けられている。p−型SOI層4の一部
には絶縁膜36及び29が埋め込まれている。絶縁膜3
6及び29は例えばシリコン酸化膜からなり、絶縁膜3
6の下面はBOX層3の上面に接し、絶縁膜36の上面
は絶縁膜29の下面に接している。絶縁膜36の形状
は、半導体基板2の表面に垂直な方向から見て、放射状
になっている。また、p−型SOI層4の表面における
絶縁膜36及び29が埋め込まれていない領域の一部に
は、CMOS21が形成されている。CMOS21の構
成は前述の第1の実施例におけるCMOS21の構成と
同一である。
S21を覆うように絶縁膜22が設けられている。絶縁
膜22の下面は絶縁膜29の上面に接している。また、
絶縁膜22上におけるCMOS21上から外れた領域、
即ち、絶縁膜29上に相当する領域にはインダクタ30
が形成されている。絶縁膜22及びインダクタ30の構
成は、前述の第3の実施例における絶縁膜22及びイン
ダクタ30の構成と同一である。
方形状の1巻きのループ状配線であり、アルミニウムか
らなり、配線内側の縦及び横の長さは例えば50μm、
配線の幅は例えば10μm、配線の厚さは例えば2μm
である。インダクタ30の両端には夫々1対の端子部2
4が接続されている。また、図11に示すように、イン
ダクタ30及び端子部24の下には絶縁膜22が設けら
れており、絶縁膜22の下方におけるインダクタ30の
下方には絶縁膜29(図10参照)及び絶縁膜36が形
成されている。絶縁膜36は複数の短冊状の部分からな
り、各部分はインダクタ30の中央部の下方に相当する
位置を中心として、放射状に配置されている。また、絶
縁膜22の下方におけるインダクタ30の直下に相当す
る領域からずれた領域の一部にはCMOS21が形成さ
れている。
方法について説明する。図12(a)乃至(c)は本実
施例に係る集積回路の製造方法をその工程順に示す断面
図である。先ず、図12(a)に示すように、厚さが例
えば約700μmのp−型又はp−−型のシリコンから
なる半導体基板2上にBOX層3を形成し、BOX層3
上にp−型SOI層4を形成する。
SOI層4の表層部にシャロウトレンチ33を形成す
る。シャロウトレンチ33は、後の工程においてCMO
S21を形成する能動素子形成領域及びインダクタ30
を形成するインダクタ形成領域の双方に形成する。次
に、インダクタ形成領域に形成したシャロウトレンチ3
3の底部に、BOX層3まで到達するディープトレンチ
37を半導体基板2の表面に垂直な方向から見て放射状
に形成する。その後、シャロウトレンチ33及びディー
プトレンチ37内に絶縁物質を埋め込み、能動素子形成
領域のシャロウトレンチ33内には素子分離膜20を形
成し、インダクタ形成領域のディープトレンチ37内及
びシャロウトレンチ33内には、夫々絶縁膜36及び2
9を形成する。
SOI層4の表層部における素子分離膜20を形成した
領域、即ち、能動素子形成領域に通常の方法によりCM
OS21を形成する。CMOS21の構成は前述のとお
りである。
及び絶縁膜29上に絶縁膜22を形成し、絶縁膜22上
における絶縁膜29上に相当する領域にインダクタ30
を作製する。次いで、インダクタ30の両端に1対の端
子部24(図11参照)を形成し、インダクタ30に接
続する。端子部24は絶縁膜22の配線(図示せず)に
接続する。これにより、本実施例に係る集積回路35を
作製する。
の効果に加えて、絶縁膜36が格子状に形成されている
ため、絶縁膜36は集積回路32における絶縁膜28
(図7参照)よりも形成が容易であるという効果があ
る。
CMOS等の能動素子及びインダクタを備えた集積回路
であって、能動素子のラッチアップ特性を維持しつつ高
速化を図り、また、インダクタの特性の向上を図った集
積回路を得ることができる。
面図である。
製造方法をその工程順に示す断面図である。
面図である。
製造方法をその工程順に示す断面図である。
面図である。
製造方法をその工程順に示す断面図である。
断面図である。
の製造方法をその工程順に示す断面図である。
Claims (13)
- 【請求項1】 半導体基板と、この半導体基板上に設け
られた第1絶縁膜と、この第1絶縁膜上に局部的に形成
された第2絶縁膜と、前記第1絶縁膜上における前記第
2絶縁膜が形成されていない領域に形成された半導体層
と、この半導体層の表面に形成された素子分離絶縁膜
と、この素子分離絶縁膜により仕切られた能動素子形成
領域に形成された能動素子と、前記第2絶縁膜及び前記
半導体層上に形成された第3絶縁膜とこの第3絶縁膜上
における前記第2絶縁膜の上方に形成されたインダクタ
と、を有することを特徴とする集積回路。 - 【請求項2】 半導体基板と、この半導体基板上に設け
られた第1絶縁膜と、この第1絶縁膜上に局部的に形成
された第2絶縁膜と、この第2絶縁膜上に形成された第
4絶縁膜と、前記第1絶縁膜上における前記第2絶縁膜
及び前記第4絶縁膜が形成されていない領域に形成され
た半導体層と、この半導体層の表面に形成された素子分
離絶縁膜と、この素子分離絶縁膜により仕切られた能動
素子形成領域に形成された能動素子と、前記第4絶縁膜
及び前記半導体層上に形成された第3絶縁膜とこの第3
絶縁膜上における前記第4絶縁膜の上方に形成されたイ
ンダクタと、を有することを特徴とする集積回路。 - 【請求項3】 前記半導体基板が前記半導体層よりも抵
抗率が高いことを特徴とする請求項1又は2に記載の集
積回路。 - 【請求項4】 前記半導体基板の抵抗率が10Ω・cm
以上であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか
1項に記載の集積回路。 - 【請求項5】 前記半導体基板の表面に垂直な方向から
見て、前記第2絶縁膜の外縁は前記インダクタの外縁の
外側に配置されていることを特徴とする請求項1乃至4
のいずれか1項に記載の集積回路。 - 【請求項6】 前記第2絶縁膜は、前記半導体基板の表
面に垂直な方向から見て格子状に形成されていることを
特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の集積
回路。 - 【請求項7】 前記第2絶縁膜は複数の短冊状の部分か
らなり、前記短冊状の部分は前記半導体基板の表面に垂
直な方向から見て放射状に配置されていることを特徴と
する請求項1乃至5のいずれか1項に記載の集積回路。 - 【請求項8】 前記第2絶縁膜は複数の短冊状の部分か
らなり、前記短冊状の部分はその長手方向が前記半導体
基板の表面に垂直な方向から見て相互に平行になるよう
に配置されていることを特徴とする請求項1乃至5のい
ずれか1項に記載の集積回路。 - 【請求項9】 半導体基板上に第1絶縁膜を形成する工
程と、この第1絶縁膜上に半導体層を形成する工程と、
この半導体層に前記第1絶縁膜まで到達するトレンチを
形成する工程と、このトレンチに絶縁物質を埋め込み前
記半導体層と同層の第2絶縁膜を形成する工程と、前記
第2絶縁膜が形成されていない前記半導体層の表面に素
子分離絶縁膜を形成する工程と、この素子分離絶縁膜に
より仕切られた能動素子形成領域に能動素子を形成する
工程と、前記半導体層及び前記第2絶縁膜上に第3絶縁
膜を形成する工程と、この第3絶縁膜上における前記第
2絶縁膜の上方にインダクタを形成する工程と、を有す
ることを特徴とする集積回路の製造方法。 - 【請求項10】 半導体基板上に第1絶縁膜を形成する
工程と、この第1絶縁膜上に半導体層を形成する工程
と、この半導体層の表面に局部的に第1トレンチを形成
する工程と、前記半導体層の表面に前記第1絶縁膜まで
到達する第2トレンチを形成する工程と、前記第1トレ
ンチに絶縁物質を埋め込み素子分離絶縁膜を形成し、前
記第2トレンチに絶縁物質を埋め込み第2絶縁膜を形成
する工程と、前記素子分離絶縁膜により仕切られた能動
素子形成領域に能動素子を形成する工程と、前記半導体
層及び前記第2絶縁膜上に第3絶縁膜を形成する工程
と、この第3絶縁膜上における前記第2絶縁膜の上方に
インダクタを形成する工程と、を有することを特徴とす
る集積回路の製造方法。 - 【請求項11】 半導体基板上に第1絶縁膜を形成する
工程と、この第1絶縁膜上に半導体層を形成する工程
と、この半導体層の表面に第1トレンチ及び第2トレン
チを形成する工程と、この第2トレンチ内に局所的に前
記第1絶縁膜まで到達する第3トレンチを形成する工程
と、前記第1乃至第3トレンチに絶縁物質を埋め込み前
記第1トレンチ内に素子分離絶縁膜を形成すると共に、
前記第2及び第3トレンチ内に第4及び第2絶縁膜から
なる2層の絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離絶縁
膜により仕切られた能動素子形成領域に能動素子を形成
する工程と、前記半導体層及び前記第4絶縁膜上に第3
絶縁膜を形成する工程と、この第3絶縁膜上における前
記第4絶縁膜の上方にインダクタを形成する工程と、を
有することを特徴とする集積回路の製造方法。 - 【請求項12】 前記半導体基板が前記半導体層よりも
抵抗率が高いことを特徴とする請求項9乃至11のいず
れか1項に記載の集積回路。 - 【請求項13】 前記半導体基板の抵抗率が10Ω・c
m以上であることを特徴とする請求項9乃至12のいず
れか1項に記載の集積回路。
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