JP2003297931A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor device and its manufacturing method

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JP2003297931A
JP2003297931A JP2002097296A JP2002097296A JP2003297931A JP 2003297931 A JP2003297931 A JP 2003297931A JP 2002097296 A JP2002097296 A JP 2002097296A JP 2002097296 A JP2002097296 A JP 2002097296A JP 2003297931 A JP2003297931 A JP 2003297931A
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oxide film
buried oxide
semiconductor substrate
impurity region
depletion layer
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JP2002097296A
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Aritsugu Yajima
有継 矢島
Kazuaki Tanaka
和顕 田中
Atsushi Matsumoto
敦 松本
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Original Assignee
Seiko Epson Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To incorporate a large capacity capacitor into an SOI substrate. <P>SOLUTION: A depletion layer 12, which is formed in the interface on one side (near a silicon oxide film 2) of a silicon substrate 1, is used as a bypass capacitor CJVB. That is, one side (near the silicon oxide film 2) of the depletion layer 12 is electrically connected to a power supply line (not shown) via a high concentration impurity region 1a, a wire 10b, the drain (an impurity region 3b), channel region (an impurity region 3c), source (an impurity region 3a) of a transistor, and a wire 10a. The other side (far from the silicon oxide film 2) of the depletion layer 12 is electrically connected to a ground line via a high concentration impurity region 1b and a wire 10c. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、半導体装置及び
その製造方法に関し、特に、外付け部品とすることなく
大容量のコンデンサをチップ上に作成できるようにした
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 more particularly, to a large capacity capacitor formed on a chip without using external parts.

【0002】[0002]

【従来の技術】SOI(Silicon on Insulator)技術を
利用した半導体回路において、従来、半導体チップ内に
コンデンサを作成する場合には、ポリシリコン層とメタ
ル層とを積層した2層ポリ容量や、ゲート酸化膜を利用
したゲート容量等が用いられている。そして、かかる場
合、コンデンサは、MOSトランジスタと同一の階層、
つまり、埋込酸化膜上の半導体層やその上の配線層を利
用して作成されていた。
2. Description of the Related Art In a semiconductor circuit using SOI (Silicon on Insulator) technology, conventionally, when a capacitor is formed in a semiconductor chip, a two-layer polycapacitance in which a polysilicon layer and a metal layer are laminated and a gate are formed. A gate capacitance using an oxide film is used. And in such a case, the capacitor has the same layer as the MOS transistor,
That is, it is formed by utilizing the semiconductor layer on the buried oxide film and the wiring layer on the semiconductor layer.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のコンデンサ構造にあっては、SOI基板の
埋込酸化膜上の半導体層内や半導体層上の配線領域内の
大きな領域をコンデンサのために使用することから、大
容量のコンデンサを作成しようとしても、おのずと制限
されてしまう。このため、バイパスコンデンサのような
大容量が必要なコンデンサは、外付け部品として設ける
等の手段を講じざるを得なかった。
However, in the conventional capacitor structure as described above, a large area in the semiconductor layer on the buried oxide film of the SOI substrate or in the wiring area on the semiconductor layer is used as the capacitor. Since it is used for the purpose, even if an attempt is made to make a large-capacity capacitor, it is naturally limited. For this reason, a capacitor such as a bypass capacitor that requires a large capacity has to be provided as an external component.

【0004】本発明は、このような従来の技術が有する
未解決の課題に着目してなされたものであって、SOI
構造等の基板構造を有する半導体装置において、大容量
のコンデンサをチップ内に作成するのに好適な半導体装
置の構造及び製造方法を提供することを目的としてい
る。
The present invention has been made by paying attention to the unsolved problems of the conventional techniques as described above.
In a semiconductor device having a substrate structure such as a structure, an object thereof is to provide a structure and a manufacturing method of a semiconductor device suitable for forming a large-capacity capacitor in a chip.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、請求項1に係る発明は、半導体基板上に埋込酸化膜
及び半導体層がこの順に積層された基板構造を有する半
導体装置において、前記半導体基板の前記埋込酸化膜側
の界面に形成される空乏層をコンデンサとして利用し
た。
To achieve the above object, the invention according to claim 1 provides a semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are laminated in this order on a semiconductor substrate, A depletion layer formed at the interface of the semiconductor substrate on the side of the buried oxide film was used as a capacitor.

【0006】上記目的を達成するために、請求項2に係
る発明は、半導体基板上に埋込酸化膜及び半導体層がこ
の順に積層された基板構造を有する半導体装置におい
て、前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成さ
れる空乏層をバイパスコンデンサとして利用した。上記
目的を達成するために、請求項3に係る発明は、半導体
基板上に埋込酸化膜及び半導体層がこの順に積層された
基板構造を有する半導体装置において、前記半導体基板
の前記埋込酸化膜側の界面に形成される空乏層の厚さ方
向両側のそれぞれにコンタクトの先端を差し込み、それ
らコンタクトを介して前記空乏層をコンデンサとして利
用した。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 2 is a semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are laminated in this order on a semiconductor substrate. The depletion layer formed at the interface on the embedded oxide film side was used as a bypass capacitor. In order to achieve the above object, the invention according to claim 3 is a semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are stacked in this order on a semiconductor substrate, wherein the buried oxide film of the semiconductor substrate is provided. The tip of the contact was inserted into each of both sides in the thickness direction of the depletion layer formed at the side interface, and the depletion layer was used as a capacitor through the contacts.

【0007】請求項4に係る発明は、上記請求項3に係
る発明である半導体装置において、前記半導体基板とは
逆型の不純物領域からなるコンタクトの先端が、前記空
乏層の前記埋込酸化膜に達し、前記半導体基板と同型の
不純物領域からなるコンタクトの先端が、前記空乏層の
前記埋込酸化膜から遠い側に達しているようにした。ま
た、請求項5に係る発明は、上記請求項4に係る発明で
ある半導体装置において、前記空乏層の前記埋込酸化膜
から遠い側の前記コンタクトの先端は、深さ方向に細長
い形状を有するようにした。
According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the third aspect of the invention, the tip of the contact formed of the impurity region of the opposite type to the semiconductor substrate has the buried oxide film of the depletion layer. And the tip of the contact made of an impurity region of the same type as the semiconductor substrate reaches the side of the depletion layer far from the buried oxide film. According to a fifth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the fourth aspect, the tip of the contact on the side of the depletion layer far from the buried oxide film has an elongated shape in the depth direction. I did it.

【0008】上記目的を達成するために、請求項6に係
る発明は、半導体基板上に埋込酸化膜及び半導体層がこ
の順に積層された基板構造を有する半導体装置におい
て、前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成さ
れる空乏層の当該埋込酸化膜側にコンタクトの先端を差
し込み、前記半導体基板は接地電位に接続し、前記コン
タクトを介して前記空乏層をコンデンサとして利用し
た。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 6 is a semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are stacked in this order on a semiconductor substrate. The tip of the contact was inserted into the depletion layer formed on the interface on the buried oxide film side to the buried oxide film side, the semiconductor substrate was connected to the ground potential, and the depletion layer was used as a capacitor via the contact.

【0009】上記目的を達成するために、請求項7に係
る発明である半導体装置の製造方法は、半導体基板に複
数のコンタクト用高濃度不純物領域を形成する工程と、
前記半導体基板上に埋込酸化膜を形成する工程と、前記
埋込酸化膜上に半導体層を形成する工程と、前記コンタ
クト用高濃度不純物領域に通じるコンタクトホールを形
成する工程と、前記コンタクトホール内をコンタクト用
金属で埋設する工程と、を備え、一の前記コンタクト用
高濃度不純物領域は、前記半導体基板とは逆型の不純物
領域であり、前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面
に形成される空乏層の当該埋込酸化膜に近い側に形成
し、他の前記コンタクト用高濃度不純物領域は、前記半
導体基板と同型の不純物領域であり、前記空乏層の前記
埋込酸化膜から遠い側に形成するようにした。
In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to a seventh aspect of the present invention comprises a step of forming a plurality of contact high-concentration impurity regions on a semiconductor substrate,
Forming a buried oxide film on the semiconductor substrate; forming a semiconductor layer on the buried oxide film; forming a contact hole leading to the high-concentration impurity region for contact; Burying the inside with a contact metal, the one high-concentration impurity region for contact is an impurity region of a type opposite to the semiconductor substrate, and the interface on the buried oxide film side of the semiconductor substrate. The depletion layer formed on the side closer to the buried oxide film, and the other high-concentration impurity region for contact is an impurity region of the same type as the semiconductor substrate, and the buried oxide film of the depletion layer is formed. It was made to form on the side far from.

【0010】請求項8に係る発明は、上記請求項7に係
る発明である半導体装置の製造方法において、前記空乏
層の前記埋込酸化膜から遠い側のコンタクト用高濃度不
純物領域は、深さ方向に細長い形状を有するようにし
た。上記目的を達成するために、請求項9に係る発明で
ある半導体装置の製造方法は、半導体基板にコンタクト
用高濃度不純物領域を形成する工程と、前記半導体基板
上に埋込酸化膜を形成する工程と、前記埋込酸化膜上に
半導体層を形成する工程と、前記コンタクト用高濃度不
純物領域に通じるコンタクトホールを形成する工程と、
前記コンタクトホール内をコンタクト用金属で埋設する
工程と、を備え、前記コンタクト用高濃度不純物領域
は、前記半導体基板とは逆型の不純物領域であり、前記
半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成される空乏
層の当該埋込酸化膜に近い側に形成し、前記半導体基板
を接地電位に接続することとした。
According to an eighth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh aspect, the contact high concentration impurity region on the side far from the buried oxide film of the depletion layer has a depth. The shape was elongated in the direction. In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device according to a ninth aspect of the present invention is a method of forming a high concentration impurity region for contact on a semiconductor substrate, and forming a buried oxide film on the semiconductor substrate. A step, a step of forming a semiconductor layer on the buried oxide film, a step of forming a contact hole leading to the contact high-concentration impurity region,
Filling the inside of the contact hole with a metal for contact, the high-concentration impurity region for contact is an impurity region of a type opposite to that of the semiconductor substrate, and the high-impurity impurity region for contact on the buried oxide film side of the semiconductor substrate. The depletion layer formed at the interface is formed on the side close to the buried oxide film, and the semiconductor substrate is connected to the ground potential.

【0011】本発明にあっては、トランジスタ等の素子
が形成されるSOI基板の埋込酸化膜上の半導体層や、
配線等が形成されるSOI基板の最上面ではなく、支持
基板としての埋込酸化膜より下方の半導体基板のその埋
込酸化膜側界面に形成される空乏層を利用してコンデン
サを作成する構成であるため、大容量のコンデンサをS
OI基板内に容易に作成することができる。
In the present invention, a semiconductor layer on a buried oxide film of an SOI substrate on which elements such as transistors are formed,
A structure in which a depletion layer formed at the interface of the buried oxide film side of the semiconductor substrate below the buried oxide film as a support substrate is used to form a capacitor, not on the uppermost surface of the SOI substrate on which wirings and the like are formed. Therefore, a large capacity capacitor is S
It can be easily created in the OI substrate.

【0012】このため、請求項2に係る発明のように、
大容量が必要なバイパスコンデンサとして利用すること
が特に好適である。
Therefore, as in the invention according to claim 2,
It is particularly suitable to use as a bypass capacitor which requires a large capacity.

【0013】[0013]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図1は、本発明の第1の実施の形
態における半導体装置の製造工程を示す断面図であり、
同図を伴って本実施の形態の半導体装置の製造工程を説
明する。即ち、図1(a)に示すように、SOI基板の
支持基板としてのP型のシリコン基板1上を用意し、こ
のシリコン基板1の表面部分に、コンタクト用高濃度不
純物領域(コンタクトの先端)としてのN型の高濃度不
純物領域1aを形成し、また、シリコン基板1の表面か
ら若干深さ方向に入り込んだ位置に、コンタクト用高濃
度不純物領域(コンタクトの先端)としてのP型の高濃
度不純物領域1bを形成する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention,
The manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIG. That is, as shown in FIG. 1A, a P-type silicon substrate 1 serving as a support substrate for an SOI substrate is prepared, and a high-concentration impurity region for contact (tip of contact) is provided on the surface portion of the silicon substrate 1. Is formed as an N-type high-concentration impurity region 1a, and a P-type high-concentration impurity region as a contact high-concentration impurity region (contact tip) is formed at a position slightly intruding from the surface of the silicon substrate 1 in the depth direction. Impurity region 1b is formed.

【0014】これら高濃度不純物領域1a、1bは、公
知のフォトリソ工程により形成されるレジストパターン
(図示せず)を利用したイオン打ち込み法により形成さ
れ、深さ方向位置は、イオン打ち込み時のエネルギによ
り調整する。また、深い部分に形成されている高濃度不
純物領域1bは、深さ方向に細長い形状となるように例
えばイオン打ち込み時のエネルギを初期段階から終了段
階に至る間に徐々に変化させている。そして、この高濃
度不純物領域1bの形成位置は、後にシリコン基板1の
表面部分に形成される空乏層の下側端部とほぼ同じ深さ
とする。
These high-concentration impurity regions 1a, 1b are formed by an ion implantation method using a resist pattern (not shown) formed by a known photolithography process, and the position in the depth direction depends on the energy at the time of ion implantation. adjust. Further, the high-concentration impurity region 1b formed in the deep portion gradually changes the energy at the time of ion implantation from the initial stage to the final stage so that it becomes elongated in the depth direction. The high-concentration impurity region 1b is formed at the same depth as the lower end of the depletion layer formed on the surface of the silicon substrate 1 later.

【0015】次に、図1(b)に示すように、シリコン
基板1上に、埋込酸化膜としてのシリコン酸化膜2と、
半導体層としてのシリコン膜3とを、この順に形成す
る。これらシリコン酸化膜2及びシリコン膜3は、通常
のSOI基板におけるそれらと同様であり、成膜方法は
公知の方法を適用すればよい。また、図1(b)に示す
ように、シリコン膜3中には、トランジスタのソース・
ドレインとなる高濃度のN型拡散領域3a、3bや、ト
ランジスタのチャネルとなるP型拡散領域3cを形成す
るともに、シリコン膜3の表面には、ゲート酸化膜4を
形成する。なお、図1には、一つのトランジスタを構成
するN型拡散領域3a、3b及びP型拡散領域3cのみ
を示しているが、実際には、種々の回路を構成するため
のトランジスタ用の拡散領域が、シリコン膜3内には多
数形成されている。
Next, as shown in FIG. 1B, on the silicon substrate 1, a silicon oxide film 2 as a buried oxide film, and
The silicon film 3 as a semiconductor layer is formed in this order. The silicon oxide film 2 and the silicon film 3 are similar to those in a normal SOI substrate, and a known method may be applied as a film forming method. In addition, as shown in FIG. 1B, the source of the transistor
The high-concentration N-type diffusion regions 3a and 3b to be the drain and the P-type diffusion region 3c to be the channel of the transistor are formed, and the gate oxide film 4 is formed on the surface of the silicon film 3. Although FIG. 1 shows only the N-type diffusion regions 3a and 3b and the P-type diffusion region 3c that form one transistor, in reality, the diffusion regions for transistors that form various circuits are shown. However, a large number are formed in the silicon film 3.

【0016】次に、図1(c)に示すように、公知のフ
ォトリソ工程により形成されるレジストパターン(図示
せず)を利用してエッチングを行い、高濃度不純物領域
1aに達するコンタクトホール5と、高濃度不純物領域
1bに達するコンタクトホール6とを開口する。コンタ
クトホール5及び6は深さが異なるので、別のエッチン
グ工程で開口する。また、各トランジスタのソース領
域、ドレイン領域となるN型拡散領域3a、3bに通じ
るコンタクトホール7、8等も、この段階で形成する。
コンタクトホール7、8は、コンタクトホール5、6と
は深さが異なるので、やはり別のエッチング工程で開口
する。
Next, as shown in FIG. 1C, etching is performed by using a resist pattern (not shown) formed by a known photolithography process to form a contact hole 5 reaching the high concentration impurity region 1a. , And the contact hole 6 reaching the high concentration impurity region 1b. Since the contact holes 5 and 6 have different depths, they are opened in another etching process. Further, the contact holes 7 and 8 which reach the N-type diffusion regions 3a and 3b to be the source region and the drain region of each transistor are also formed at this stage.
Since the contact holes 7 and 8 have different depths from the contact holes 5 and 6, they are also opened in another etching process.

【0017】そして、図1(d)に示すように、アルミ
ニウムからなる配線パターン10a、10b、10cを
公知のフォトリソ工程を利用して形成する。このとき、
配線を形成する金属であるアルミニウムは、各コンタク
トホール5〜8内にも入り込ませる。また、トランジス
タのチャネル領域となる不純物領域3c上には、ポリシ
リコンからなるゲート電極11を形成する。
Then, as shown in FIG. 1D, the wiring patterns 10a, 10b, 10c made of aluminum are formed by using a known photolithography process. At this time,
Aluminum, which is the metal forming the wiring, is also allowed to enter the contact holes 5 to 8. Further, a gate electrode 11 made of polysilicon is formed on the impurity region 3c which will be the channel region of the transistor.

【0018】高濃度不純物領域1aに導通する配線10
bは、近接して形成されているトランジスタのドレイン
であるN型拡散領域3bに導通している。トランジスタ
のソースであるN型拡散領域3aは、配線10aを介し
て電源ライン(図示せず)に接続されている。そして、
高濃度不純物領域1bに導通する配線10cは、接地ラ
インGNDに導通させる。その後、保護酸化膜等(図示
せず)で基板表面全体を覆い、チップとして完成させ
る。
Wiring 10 conducting to the high-concentration impurity region 1a
b is electrically connected to the N-type diffusion region 3b which is the drain of the transistor formed close to it. The N-type diffusion region 3a, which is the source of the transistor, is connected to a power supply line (not shown) via the wiring 10a. And
The wiring 10c that is electrically connected to the high concentration impurity region 1b is electrically connected to the ground line GND. After that, the entire surface of the substrate is covered with a protective oxide film or the like (not shown) to complete a chip.

【0019】図1(d)の構成であると、シリコン基板
1のシリコン酸化膜2側の界面には空乏層12が形成さ
れる。この空乏層12は、シリコン酸化膜2直下におい
てチップ全領域に存在する。また、空乏層12の上側の
境界は、シリコン酸化膜2下面であり、下側の境界は、
シリコン基板1やシリコン酸化膜2の不純物濃度によっ
て決まる。しかし、本実施の形態では、高濃度不純物領
域1bを深さ方向に細長い形状としているため、空乏層
12の厚さ方向寸法が例えば後述のように逆バイアスの
影響によって深さ方向に多少ずれたとしても、その高濃
度不純物領域1bと、空乏層12のシリコン酸化膜2か
ら遠い側との間の導通を確保することができる。
With the structure of FIG. 1D, a depletion layer 12 is formed at the interface of the silicon substrate 1 on the silicon oxide film 2 side. The depletion layer 12 exists in the entire chip area immediately below the silicon oxide film 2. The upper boundary of the depletion layer 12 is the lower surface of the silicon oxide film 2, and the lower boundary is
It depends on the impurity concentration of the silicon substrate 1 and the silicon oxide film 2. However, in this embodiment, since the high-concentration impurity region 1b is elongated in the depth direction, the dimension of the depletion layer 12 in the thickness direction is slightly shifted in the depth direction due to the influence of reverse bias as described later. Even in this case, conduction can be secured between the high-concentration impurity region 1b and the side of the depletion layer 12 remote from the silicon oxide film 2.

【0020】よって、空乏層12のシリコン酸化膜2に
近い側は、高濃度不純物領域1a、配線10b、トラン
ジスタのドレイン(不純物領域3b)、チャネル領域
(不純物領域3c)、ソース(不純物領域3a)及び配
線10aを介して、図示しない電源ラインに導通し、空
乏層12のシリコン酸化膜2から遠い側は、高濃度不純
物領域1b及び配線10cを介して接地ラインGNDに
導通しているため、トランジスタのチャネルがオン状態
であると、空乏層12には、電源ラインと接地ラインと
の間で逆バイアスが掛かるから、空乏層12は回路素子
としては容量と等価である。しかも、空乏層12はチッ
プ全体に広がっているため、容量が大きい。よって、空
乏層12は、大容量のバイパスコンデンサCJVBとして
機能していることになる。
Therefore, on the side of the depletion layer 12 close to the silicon oxide film 2, the high concentration impurity region 1a, the wiring 10b, the drain (impurity region 3b) of the transistor, the channel region (impurity region 3c), the source (impurity region 3a). And the wiring 10a to the power line (not shown), and the side of the depletion layer 12 away from the silicon oxide film 2 is connected to the ground line GND via the high-concentration impurity region 1b and the wiring 10c. When the channel is ON, the depletion layer 12 is reverse-biased between the power supply line and the ground line, so that the depletion layer 12 is equivalent to a capacitance as a circuit element. Moreover, since the depletion layer 12 extends over the entire chip, the capacity is large. Therefore, the depletion layer 12 functions as a large-capacity bypass capacitor C JVB .

【0021】なお、空乏層12全体では大きな容量を有
しているが、配線10b、10cを介して外側に引き出
せる容量値は実際には高濃度不純物領域1a、1bの濃
度や大きさによって決まってしまうため、バイパスコン
デンサとして大きな容量を確保するためには、図1
(d)に示すような構成をチップ内に複数設け、それら
複数のバイパスコンデンサCJVB同士を並列に接続して
用いることが望ましい。
Although the entire depletion layer 12 has a large capacitance, the capacitance value that can be extracted to the outside through the wirings 10b and 10c is actually determined by the concentration and size of the high concentration impurity regions 1a and 1b. Therefore, in order to secure a large capacity as a bypass capacitor,
It is desirable to provide a plurality of configurations as shown in (d) in the chip and use the plurality of bypass capacitors C JVB connected in parallel.

【0022】このように、本実施の形態の構成であれ
ば、大容量のバイパスコンデンサを、SOI基板内のト
ランジスタ形成領域や配線形成領域の中の大きな面積を
使用することなく、チップ内に作り込むことができる。
従って、外付け部品により大容量コンデンサを設ける必
要がなくなる又は設ける個数が少なくて済むから、部品
点数の削減にも寄与できる。外付け部品の点数が削減さ
れれば、チップに設けるピン数を削減することもでき
る。
As described above, according to the configuration of this embodiment, a large-capacity bypass capacitor is formed in a chip without using a large area in the transistor formation region or the wiring formation region in the SOI substrate. Can be crowded.
Therefore, it is not necessary to provide a large-capacity capacitor with an external component, or the number of capacitors to be provided can be reduced, which can contribute to a reduction in the number of components. If the number of external parts is reduced, the number of pins provided on the chip can be reduced.

【0023】また、空乏層12によって構成されている
バイパスコンデンサCJVBの容量が大きくても、シリコ
ン酸化膜2によって形成されている容量CJVDが直列に
接続されているため、シリコン酸化膜2より上側の部位
に形成される回路の交流(高周波)特性には、ほとんど
影響がない。なお、この第1の実施の形態においては、
空乏層12をバイパスコンデンサとして利用する場合に
ついて説明しているが、これに限定されるものではな
く、例えばカップリング用のコンデンサとして利用する
ことも可能であり、そのような場合には、配線10cの
導通先を接地GNDではなく、図示しない所定の回路の
信号入力部位等になる。
Even if the capacitance of the bypass capacitor C JVB formed by the depletion layer 12 is large, the capacitance C JVD formed by the silicon oxide film 2 is connected in series, so The AC (high frequency) characteristics of the circuit formed in the upper part are hardly affected. In addition, in the first embodiment,
Although the case where the depletion layer 12 is used as a bypass capacitor has been described, the depletion layer 12 is not limited to this and can be used as a coupling capacitor, for example. In such a case, the wiring 10c can be used. The destination of conduction is not the ground GND but the signal input portion of a predetermined circuit (not shown).

【0024】図2は、本発明の第2の実施の形態を示す
図である。なお、上記第1の実施の形態と同様の構成に
は同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。即
ち、本実施の形態では、上記第1の実施の形態では設け
ていた高濃度不純物領域1b、コンタクトホール6、配
線10cを省略し、シリコン基板1そのものを接地GN
Dに接続した構成としている。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the present invention. The same components as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted. That is, in the present embodiment, the high-concentration impurity region 1b, the contact hole 6, and the wiring 10c, which are provided in the first embodiment, are omitted, and the silicon substrate 1 itself is grounded.
It is configured to be connected to D.

【0025】かかる構成によっても、空乏層12のシリ
コン酸化膜2に近い側は、高濃度不純物領域1a、配線
10b、不純物領域3b、3c、3a及び配線10aを
介して図示しない電源ラインに導通し、シリコン酸化膜
2から遠い側は、シリコン基板1を通じて接地ラインG
NDに通じているから、空乏層12は、大容量のバイパ
スコンデンサCJVBとして機能するようになる。よっ
て、上記第1の実施の形態と同様の利点を享受できる。
Also with this structure, the side of the depletion layer 12 close to the silicon oxide film 2 is electrically connected to a power source line (not shown) through the high concentration impurity region 1a, the wiring 10b, the impurity regions 3b, 3c, 3a and the wiring 10a. , The ground line G through the silicon substrate 1 on the side far from the silicon oxide film 2.
Since it is connected to ND, the depletion layer 12 functions as a large capacity bypass capacitor C JVB . Therefore, it is possible to enjoy the same advantages as those of the first embodiment.

【0026】図3は、本発明の第3の実施の形態を示す
図である。なお、上記第1、2の実施の形態と同様の構
成には同じ符号を付し、その重複する説明は省略する。
即ち、本実施の形態では、空乏層12内に複数(図面に
は、二つのみを示している。)のコンデンサCJVB1、C
JVB2を設けている。これらコンデンサCJVB1、CJVB 2
は、バイパスコンデンサではなく、例えばフィルタ回路
等に用いられる一般的なコンデンサである。ただし、コ
ンデンサの一方の端子が接地GNDに接続するものに限
定される。コンデンサCJVB1、CJVB2の他方の端子は、
配線10d、10eを介して図示しない所定回路の接続
部位に接続されている。
FIG. 3 is a diagram showing a third embodiment of the present invention. The same components as those in the first and second embodiments are designated by the same reference numerals, and the duplicated description will be omitted.
That is, in this embodiment, a plurality (only two are shown in the drawing) of capacitors C JVB1 and C in the depletion layer 12.
JVB2 is provided. These capacitors C JVB 1 and C JVB 2
Is not a bypass capacitor but a general capacitor used in, for example, a filter circuit. However, it is limited to one in which one terminal of the capacitor is connected to the ground GND. The other terminals of the capacitors C JVB1 and C JVB2 are
It is connected to a connection portion of a predetermined circuit (not shown) via the wirings 10d and 10e.

【0027】各コンデンサCJVB1、CJVB2の容量は、そ
れぞれの高濃度不純物領域1aの不純物濃度や大きさに
よって調整することができる。本実施の形態の場合も大
きなコンデンサを作成する場合には、図3に示すような
コンデンサをチップ内に多数形成し、必要に応じて並列
接続して大きな容量とすればよい。そして、本実施の形
態にあっても、上記実施の形態と同様に、種々の容量の
コンデンサをSOI基板内のトランジスタ形成領域や配
線形成領域を使用することなく、チップ内に作り込むこ
とができるから、外付け部品により大容量コンデンサを
設ける必要がなくなる又は設ける個数が少なくて済み、
部品点数の削減にも寄与できる。
The capacities of the capacitors C JVB1 and C JVB2 can be adjusted by the impurity concentration and size of the respective high concentration impurity regions 1a. In the case of producing a large capacitor also in the case of the present embodiment, a large number of capacitors as shown in FIG. 3 may be formed in a chip and connected in parallel as necessary to have a large capacitance. Also in this embodiment, similarly to the above-described embodiments, capacitors having various capacities can be built in a chip without using a transistor formation region or a wiring formation region in an SOI substrate. Therefore, it is not necessary to provide a large-capacity capacitor by using external parts, or the number provided is small
It can also contribute to the reduction of the number of parts.

【0028】また、本実施の形態であれば、各回路に必
要なコンデンサを回路を構成するトランジスタの直下に
作り込めるため、チップ面積が縮小できるという利点も
あるし、コンデンサと回路との間の配線も短くなるた
め、配線容量を低減でき回路の高周波特性の向上も期待
できる。なお、上記各実施の形態において示した半導体
のN型、P型は例示であり、それら導電型を逆にしても
構わない。
In addition, according to the present embodiment, the capacitors required for each circuit can be formed immediately below the transistors forming the circuits, which has the advantage that the chip area can be reduced, and between the capacitors and the circuits. Since the wiring becomes shorter, the wiring capacitance can be reduced and the high frequency characteristics of the circuit can be expected to be improved. The N-type and P-type semiconductors shown in each of the above embodiments are examples, and the conductivity types may be reversed.

【0029】[0029]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
SOI基板の埋込酸化膜の直下に形成される空乏層を利
用してコンデンサを作り込むようにしたため、大容量の
コンデンサをもチップ内に形成することができ、その分
外付け部品点数を減らすことができるという効果があ
る。
As described above, according to the present invention,
Since the capacitor is built using the depletion layer formed directly below the buried oxide film of the SOI substrate, a large-capacity capacitor can be formed in the chip, and the number of external parts is reduced accordingly. The effect is that you can.

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

【図1】本発明の第1の実施の形態を示す断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第2の実施の形態を示す断面図であ
る。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第3の実施の形態を示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板(半導体基板) 1a 高濃度不純物領域(コンタクト用高濃度不純物
領域) 1b 高濃度不純物領域(コンタクト用高濃度不純物
領域) 2 シリコン酸化膜(埋込酸化膜) 3 シリコン膜(半導体膜) 12 空乏層 GND 接地ライン(接地電位) CJVB バイパスコンデンサ CJVB1、CJVB2 コンデンサ
1 Silicon Substrate (Semiconductor Substrate) 1a High Concentration Impurity Region (Contact High Concentration Impurity Region) 1b High Concentration Impurity Region (Contact High Concentration Impurity Region) 2 Silicon Oxide Film (Buried Oxide Film) 3 Silicon Film (Semiconductor Film) 12 Depletion layer GND Ground line (ground potential) C JVB Bypass capacitors C JVB1 , C JVB2 capacitors

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/12 (72)発明者 松本 敦 長野県諏訪市大和3丁目3番5号 セイコ ーエプソン株式会社内 Fターム(参考) 5F038 AC03 AC10 AV06 EZ06 EZ20 5F048 AC04 AC10 BA16 BB05 BF16 BF17 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme Coat (reference) H01L 27/12 (72) Inventor Atsushi Matsumoto 3-3-5 Yamato, Suwa City, Nagano Prefecture Seiko Epson Corporation F-term (reference) 5F038 AC03 AC10 AV06 EZ06 EZ20 5F048 AC04 AC10 BA16 BB05 BF16 BF17

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に埋込酸化膜及び半導体層
がこの順に積層された基板構造を有する半導体装置にお
いて、 前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成される
空乏層をコンデンサとして利用していることを特徴とす
る半導体装置。
1. A semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are laminated in this order on a semiconductor substrate, wherein a depletion layer formed at an interface of the semiconductor substrate on the buried oxide film side is a capacitor. A semiconductor device characterized by being used as.
【請求項2】 半導体基板上に埋込酸化膜及び半導体層
がこの順に積層された基板構造を有する半導体装置にお
いて、 前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成される
空乏層をバイパスコンデンサとして利用していることを
特徴とする半導体装置。
2. In a semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are stacked in this order on a semiconductor substrate, a depletion layer formed at an interface of the semiconductor substrate on the buried oxide film side is bypassed. A semiconductor device characterized by being used as a capacitor.
【請求項3】 半導体基板上に埋込酸化膜及び半導体層
がこの順に積層された基板構造を有する半導体装置にお
いて、 前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成される
空乏層の厚さ方向両側のそれぞれにコンタクトの先端を
差し込み、それらコンタクトを介して前記空乏層をコン
デンサとして利用していることを特徴とする半導体装
置。
3. A semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are stacked in this order on a semiconductor substrate, wherein the thickness of a depletion layer formed at an interface of the semiconductor substrate on the buried oxide film side. A semiconductor device in which the tips of contacts are inserted into both sides in the depth direction, and the depletion layer is used as a capacitor through the contacts.
【請求項4】 前記半導体基板とは逆型の不純物領域か
らなるコンタクトの先端が、前記空乏層の前記埋込酸化
膜に達し、前記半導体基板と同型の不純物領域からなる
コンタクトの先端が、前記空乏層の前記埋込酸化膜から
遠い側に達している請求項3記載の半導体装置。
4. A tip of a contact made of an impurity region of an opposite type to the semiconductor substrate reaches the buried oxide film of the depletion layer, and a tip of a contact made of an impurity region of the same type as the semiconductor substrate is 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein a depletion layer reaches a side far from the buried oxide film.
【請求項5】 前記空乏層の前記埋込酸化膜から遠い側
の前記コンタクトの先端は、深さ方向に細長い形状を有
する請求項4記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein a tip of the contact on a side of the depletion layer far from the buried oxide film has a shape elongated in the depth direction.
【請求項6】 半導体基板上に埋込酸化膜及び半導体層
がこの順に積層された基板構造を有する半導体装置にお
いて、 前記半導体基板の前記埋込酸化膜側の界面に形成される
空乏層の当該埋込酸化膜側にコンタクトの先端を差し込
み、前記半導体基板は接地電位に接続し、前記コンタク
トを介して前記空乏層をコンデンサとして利用している
ことを特徴とする半導体装置。
6. A semiconductor device having a substrate structure in which a buried oxide film and a semiconductor layer are stacked in this order on a semiconductor substrate, wherein a depletion layer formed at an interface of the semiconductor substrate on the buried oxide film side is included. A semiconductor device, wherein a tip of a contact is inserted into a buried oxide film side, the semiconductor substrate is connected to a ground potential, and the depletion layer is used as a capacitor through the contact.
【請求項7】 半導体基板に複数のコンタクト用高濃度
不純物領域を形成する工程と、前記半導体基板上に埋込
酸化膜を形成する工程と、前記埋込酸化膜上に半導体層
を形成する工程と、前記コンタクト用高濃度不純物領域
に通じるコンタクトホールを形成する工程と、前記コン
タクトホール内をコンタクト用金属で埋設する工程と、
を備え、 一の前記コンタクト用高濃度不純物領域は、前記半導体
基板とは逆型の不純物領域であり、前記半導体基板の前
記埋込酸化膜側の界面に形成される空乏層の当該埋込酸
化膜に近い側に形成し、他の前記コンタクト用高濃度不
純物領域は、前記半導体基板と同型の不純物領域であ
り、前記空乏層の前記埋込酸化膜から遠い側に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
7. A step of forming a plurality of high-concentration impurity regions for contacts on a semiconductor substrate, a step of forming a buried oxide film on the semiconductor substrate, and a step of forming a semiconductor layer on the buried oxide film. A step of forming a contact hole communicating with the contact high-concentration impurity region, and a step of filling the contact hole with a contact metal.
One of the contact high-concentration impurity regions is an impurity region of a reverse type to the semiconductor substrate, and the buried oxide of the depletion layer formed at the interface of the semiconductor substrate on the side of the buried oxide film. The other high-concentration impurity region for contact is formed on the side closer to the film, is the same type of impurity region as the semiconductor substrate, and is formed on the side of the depletion layer far from the buried oxide film. Manufacturing method of semiconductor device.
【請求項8】 前記空乏層の前記埋込酸化膜から遠い側
のコンタクト用高濃度不純物領域は、深さ方向に細長い
形状を有する請求項7記載の半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 7, wherein the contact high-concentration impurity region on the side of the depletion layer far from the buried oxide film has an elongated shape in the depth direction.
【請求項9】 半導体基板にコンタクト用高濃度不純物
領域を形成する工程と、前記半導体基板上に埋込酸化膜
を形成する工程と、前記埋込酸化膜上に半導体層を形成
する工程と、前記コンタクト用高濃度不純物領域に通じ
るコンタクトホールを形成する工程と、前記コンタクト
ホール内をコンタクト用金属で埋設する工程と、を備
え、 前記コンタクト用高濃度不純物領域は、前記半導体基板
とは逆型の不純物領域であり、前記半導体基板の前記埋
込酸化膜側の界面に形成される空乏層の当該埋込酸化膜
に近い側に形成し、前記半導体基板を接地電位に接続す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
9. A step of forming a high-concentration impurity region for contact on a semiconductor substrate, a step of forming a buried oxide film on the semiconductor substrate, and a step of forming a semiconductor layer on the buried oxide film, A step of forming a contact hole communicating with the contact high-concentration impurity region; and a step of filling the contact hole with a contact metal, wherein the contact high-concentration impurity region is of a reverse type to the semiconductor substrate. The impurity region of the semiconductor substrate, the depletion layer formed at the interface of the semiconductor substrate on the side of the buried oxide film is formed on the side close to the buried oxide film, and the semiconductor substrate is connected to a ground potential. Of manufacturing a semiconductor device.
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