JP2004289177A - Semiconductor device and its manufacturing method - Google Patents

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Yasuaki Inoue
靖朗 井上
Tadashi Nishimura
正 西村
Yasuo Yamaguchi
泰男 山口
Toshiaki Iwamatsu
俊明 岩松
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device and its manufacturing method using an SOI (silicon on insulator) substrate capable of high integration that is achieved by solving the problem of breakdown voltage lowering between source and drain which has been a problem in the conventional SOI FET (field effect transister), and by efficiently arranging a body contact region that may be a problem for achieving high integration. <P>SOLUTION: In the semiconductor device, a field oxide film 10 is formed so that it may reach, from the main surface of an SOI layer 5, the main surface of an embedded oxide film 4. Thus, the pMOS (P-channel metal oxide semiconductor) active region 6 of SOI and the nMOS (N-channel MOS) active region 8 of SOI can be electrically separated completely. Therefore, the occurrence of a latch up can be completely prevented. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

この発明は、半導体装置およびその製造方法に関し、特に、高速動作を実現するためにSOI(Silicon on Insulator)基板上に形成する半導体装置およびその製造方法に関するものである。   The present invention relates to a semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a semiconductor device formed on an SOI (Silicon on Insulator) substrate to realize high-speed operation and a method of manufacturing the same.

まず、図75ないし図77を参照して、シリコン基板上に形成されるゲート敷きつめ型ゲートアレイを有する半導体装置の平面構造および断面構造について説明する。なお、図76は、図75中A−A線矢視断面図である。図77は、図75中X−X線矢視断面図である。   First, with reference to FIGS. 75 to 77, a planar structure and a cross-sectional structure of a semiconductor device having a gate laid-down gate array formed on a silicon substrate will be described. FIG. 76 is a sectional view taken along line AA in FIG. FIG. 77 is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.

まず、シリコン基板316の所定の位置には、フィールド酸化膜302が形成されている。また、半導体基板316は、p型MOS型電界効果トランジスタ形成領域310と、n型MOS電界効果トランジスタ形成領域312とが形成されている。ゲート電極304は、下部トランジスタ形成領域310,312において規則正しく配置されている。上記構造よりなるゲートアレイ構造を含む半導体装置においては、ゲート電極304が敷きつめられた各ブロックは、フィールド酸化膜302により電気的に分離されている。また、1つのブロック内においては、ゲート電極304によって活性領域が電気的に分離されている。   First, a field oxide film 302 is formed at a predetermined position on the silicon substrate 316. In the semiconductor substrate 316, a p-type MOS field effect transistor forming region 310 and an n-type MOS field effect transistor forming region 312 are formed. Gate electrodes 304 are regularly arranged in lower transistor formation regions 310 and 312. In the semiconductor device including the gate array structure having the above structure, each block on which the gate electrode 304 is laid is electrically separated by the field oxide film 302. In one block, an active region is electrically separated by a gate electrode 304.

次に、図78を参照して、nMOS型電界効果トランジスタ形成領域312を用いてその動作原理について具体的に説明する。たとえば、ゲート電極304をグランド電位に固定することで、ゲート電極318とソース領域320とドレイン領域322とからなるトランジスタ317と、ゲート電極324とソース領域326とドレイン領域328とからなるトランジスタ323とは電気的に分離され、別々に独立した動作を行なうことが可能となる。また、p型MOS電界効果トランジスタ形成領域310においても、同様に分離しようとするトランジスタ間にあるゲート電極を電源電位に固定することで、同様の効果を得ることができる。   Next, with reference to FIG. 78, the operation principle of the nMOS field effect transistor forming region 312 will be specifically described. For example, by fixing the gate electrode 304 to the ground potential, the transistor 317 including the gate electrode 318, the source region 320, and the drain region 322, and the transistor 323 including the gate electrode 324, the source region 326, and the drain region 328 It is electrically separated and can operate independently and separately. In the p-type MOS field effect transistor forming region 310, the same effect can be obtained by fixing the gate electrode between the transistors to be separated to the power supply potential.

このように、分離しようとするトランジスタ間にあるゲート電極を電源電位またはグランド電位に固定することにより、トランジスタを電気的に分離する方式を、ゲートアイソレーション方式と呼び、上記トランジスタ間にあるゲート電極をゲートアイソレーションゲート電極と呼んでいる。このゲートアイソレーション方式は、フィールド酸化膜による分離方式と比較して、ゲート電極が無駄なく有効的に使え、高集積化に適した方法である。   The method of electrically isolating the transistors by fixing the gate electrode between the transistors to be separated to the power supply potential or the ground potential in this manner is called a gate isolation method, and the gate electrode between the transistors is separated. Is called a gate isolation gate electrode. The gate isolation method is a method suitable for high integration, in which the gate electrode can be used effectively without waste compared to the isolation method using a field oxide film.

次に、上述したゲートアイソレーション方式を用いた、3入力のNANDゲートを構成した半導体装置について図79および図80を参照して説明する。図79(a),(b)に示す3入力のNANDゲートを構成した半導体装置の平面図を図80に示す。図80において、上側のブロックがp型MOS電界効果トランジスタ形成領域であり、下側のブロックがn型MOS電界効果トランジスタ形成領域である。ゲート電極およびソース/ドレイン領域を、図80に示すような内部配線構造にすることにより、容易に3入力のNANDゲートを構成することができる。図80において、ブロックの右端のゲート電極をp型MOS電界効果トランジスタ形成領域とし、n型MOS型電界効果トランジスタ形成領域をそれぞれ電源電位およびグランド電位に固定することで、隣接する他のトランジスタと電気的に分離することが可能となる。   Next, a semiconductor device including a three-input NAND gate using the above-described gate isolation method will be described with reference to FIGS. FIG. 80 is a plan view of a semiconductor device including the three-input NAND gate shown in FIGS. 79 (a) and (b). In FIG. 80, the upper block is a p-type MOS field-effect transistor formation region, and the lower block is an n-type MOS field-effect transistor formation region. By forming the gate electrode and the source / drain region into an internal wiring structure as shown in FIG. 80, a three-input NAND gate can be easily formed. In FIG. 80, the gate electrode at the right end of the block is a p-type MOS field-effect transistor formation region, and the n-type MOS field-effect transistor formation region is fixed to a power supply potential and a ground potential, respectively, so that the adjacent transistor is electrically connected. It becomes possible to separate them.

以上のように説明した従来のゲート敷きつめ型ゲートアレイを有する半導体装置は、バルクシリコン基板上に作られている。これを、近年SOI(Silicon on Insulator)基板上に形成することが検討されている。SOI基板上にCMOS電界効果トランジスタを形成すると、バルクシリコン基板上に形成したCMOS電界効果トランジスタと比較して、
(1) 駆動能力の増加
(2) ソース/ドレイン領域のジャンクション容量の低減
(3) ラッチアップフリー
などの特徴が得られる。
The semiconductor device having the conventional gate-laying type gate array described above is manufactured on a bulk silicon substrate. In recent years, it has been studied to form this on an SOI (Silicon on Insulator) substrate. When a CMOS field effect transistor is formed on an SOI substrate, compared with a CMOS field effect transistor formed on a bulk silicon substrate,
(1) Increase in driving capability (2) Reduction in junction capacitance in source / drain regions (3) Features such as latch-up free are obtained.

図81および図82に、バルクシリコン基板上とSOI基板上とにそれぞれMOS電界効果トランジスタを形成した場合の断面図を示している。SOI基板によれば、チャネルの下の空乏層が埋込酸化膜までしか延びないために、ゲート電極に加える電圧が効果的にチャネル内のキャリアを発生し、駆動能力の増加という特徴を得ることができる。また、ソース/ドレイン領域のジャンクション容量の低減は、埋込酸化膜のためにソース/ドレインのジャンクションがSOI層に垂直な面にしか形成されないことから得ることが可能となる。また、各MOS電界効果トランジスタは、埋込酸化膜により電気的には完全に分離されているため、従来問題となっていたラッチアップが発生することがない。   FIGS. 81 and 82 are cross-sectional views showing the case where MOS field-effect transistors are formed on a bulk silicon substrate and an SOI substrate, respectively. According to the SOI substrate, since the depletion layer under the channel extends only to the buried oxide film, the voltage applied to the gate electrode effectively generates carriers in the channel and obtains a feature that the driving capability is increased. Can be. Further, the junction capacitance of the source / drain region can be reduced because the junction of the source / drain is formed only on the surface perpendicular to the SOI layer due to the buried oxide film. Further, since each MOS field-effect transistor is electrically separated completely by the buried oxide film, latch-up which has conventionally been a problem does not occur.

上述した特徴により、SOI基板上にゲートアレイを形成すると、ラッチアップフリーの高速動作を期待することが可能となる。   With the above-described features, when a gate array is formed over an SOI substrate, high-speed operation without latch-up can be expected.

しかしながら、従来のSOI基板上に作成されたMOS電界効果トランジスタは、チャネルとなるSOI層の基板浮遊効果により、ソース/ドレイン間の耐圧がバルクシリコン基板上に作成したものよりも低下してしまうという問題点があった。図83および図84に、この基板浮遊効果によるソース/ドレイン間の耐圧の低下の様子について説明する。図83は、バルクシリコン基板上に作成したMOS電界効果トランジスタのId−Vd特性を示し、図84は、SOI基板上に作成したMOS電界効果トランジスタのId−Vd特性を示している。   However, in a conventional MOS field-effect transistor formed on an SOI substrate, the breakdown voltage between the source and the drain is lower than that formed on a bulk silicon substrate due to the substrate floating effect of the SOI layer serving as a channel. There was a problem. FIGS. 83 and 84 illustrate how the withstand voltage between the source and the drain is reduced by the substrate floating effect. FIG. 83 shows the Id-Vd characteristics of a MOS field-effect transistor formed on a bulk silicon substrate, and FIG. 84 shows the Id-Vd characteristics of a MOS field-effect transistor formed on an SOI substrate.

両図を参照して、バルクシリコン基板上に制作したMOS電界効果トランジスタでは、耐圧が5ボルト以上あるのに対して、SOI基板上に作成したMOS電界効果トランジスタでは耐圧が2V程度しかないことがわかる。   Referring to both figures, a MOS field effect transistor fabricated on a bulk silicon substrate has a breakdown voltage of 5 volts or more, whereas a MOS field effect transistor fabricated on an SOI substrate has a breakdown voltage of only about 2 V. Understand.

ここで、上記基板浮遊効果について、図85および図86を参照して説明する。ドレイン領域334近傍の空乏層内でインパクトイオン化により発生したホール338が、ソース領域330近傍のチャネル領域332の下部に蓄積する。蓄積されたホール338は、チャネル領域332下部に順次蓄積されることにより、SOI層の電位を持ち上げ、ソース領域330から電子336の注入を誘発する。この注入された電子336は、ドレイン領域334近傍に到達し新たにホール338を発生させる。このように、電子336の注入とホール338の発生によるいわゆるフィードフォワードループが、ソース/ドレイン間の耐圧の低下原因となっている。   Here, the substrate floating effect will be described with reference to FIGS. Holes 338 generated by impact ionization in the depletion layer near the drain region 334 accumulate below the channel region 332 near the source region 330. The accumulated holes 338 are sequentially accumulated below the channel region 332 to raise the potential of the SOI layer and induce injection of electrons 336 from the source region 330. The injected electrons 336 reach the vicinity of the drain region 334 and generate a new hole 338. As described above, the so-called feed-forward loop due to the injection of the electrons 336 and the generation of the holes 338 causes a decrease in the breakdown voltage between the source and the drain.

この基板浮遊効果の対策として、いくつかの方法が検討されているが、最も確実な方法は、図87を参照して、チャネル領域344の電位を固定してホール338の蓄積を防ぐ方法がある。たとえば、nMOS電界効果トランジスタの場合は、チャネル領域がグランド電位に固定され、p型MOS電界効果トランジスタの場合は、チャネル領域を電源電位に固定することにより、ホール338の蓄積を防止することが可能となる。チャネル領域332の電位を固定するために、通常ゲート電極340の下よりSOI層を引出して、ボディコンタクト352を取るための領域350を形成する。この方法によれば、ホール338の蓄積を防ぐことは可能である。しかし、ボディコンタクトを形成するための領域350が余分に必要となり、半導体装置の高集積化に対応しにくいという問題点があった。   As a countermeasure against the substrate floating effect, several methods have been studied. The most reliable method is to fix the potential of the channel region 344 and prevent the accumulation of the holes 338 with reference to FIG. . For example, in the case of an nMOS field-effect transistor, the channel region is fixed to the ground potential, and in the case of a p-type MOS field-effect transistor, the channel region is fixed to the power supply potential, whereby the accumulation of holes 338 can be prevented. It becomes. In order to fix the potential of the channel region 332, the SOI layer is usually drawn out from under the gate electrode 340 to form a region 350 for taking the body contact 352. According to this method, accumulation of the holes 338 can be prevented. However, there is a problem that an extra region 350 for forming a body contact is required, and it is difficult to cope with high integration of a semiconductor device.

この発明は、上記のような問題点を解消するためになされたもので、以下に示す目的を有する。第1の目的は従来のSOI基板上に形成されるMOS電界効果トランジスタの問題点であった、ソース/ドレイン間耐圧の低下を解消するとともに、高集積化に対して問題となるボディコンタクトの領域を効率的に配置することにより、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化を可能とする、半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。第2の目的は、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能な、第1導電型MOS電界トランジスタを含む第1トランジスタ形成領域と第2導電型MOS電界トランジスタを含む第2トランジスタ形成領域を有するCMOS電界効果トランジスタを備える半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and has the following objects. A first object is to solve the problem of the MOS field-effect transistor formed on the conventional SOI substrate, that is, to solve the problem of the decrease in the breakdown voltage between the source and the drain and to make the region of the body contact which is a problem for high integration. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which enable high integration of a semiconductor device using an SOI substrate by efficiently arranging the semiconductor devices. A second object is to provide a first transistor forming region including a first conductivity type MOS electric field transistor and a second transistor including a second conductivity type MOS electric field transistor capable of realizing high-speed operation and high integration on an SOI substrate. An object of the present invention is to provide a semiconductor device including a CMOS field-effect transistor having a transistor formation region and a method for manufacturing the same.

この発明に基いた半導体装置の一つの局面においては、絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールド酸化膜と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールド酸化膜と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記第1フィールド酸化膜および上記第2フィールド酸化膜の膜厚よりも厚い膜厚を有し、上記半導体層の主表面から上記絶縁層の主表面に達するように形成され、上記第1のトランジスタ形成領域と、上記第2のトランジスタ形成領域とを分離するための第3フィールド酸化膜とを備える。   In one aspect of the semiconductor device according to the present invention, a semiconductor layer provided on a main surface of an insulating layer, a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, A first transistor formation region including a first field oxide film for isolating each of the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of second field oxide films provided on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor formation region including a conductive type MOS field effect transistor, and a second field oxide film for separating the plurality of second conductive type MOS field effect transistors from each other; The semiconductor device has a thickness greater than a thickness of the second field oxide film, is formed so as to reach a main surface of the insulating layer from a main surface of the semiconductor layer, and Comprising a first transistor forming region, and a third field oxide film for isolating the said second transistor forming region.

上記発明において好ましくは、上記第1のトランジスタ形成領域において、上記第1フィールド酸化膜を貫通し、上記半導体層に電気的に接続された第1の電極と、上記第2のトランジスタ形成領域において、上記第2フィールド酸化膜を貫通し、上記半導体層に電気的に接続された第2の電極とを含む。   In the above invention, preferably, in the first transistor formation region, a first electrode penetrating the first field oxide film and electrically connected to the semiconductor layer; A second electrode penetrating the second field oxide film and electrically connected to the semiconductor layer.

この発明に基いた半導体装置の他の局面においては、絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面から上記絶縁層の主表面に達するように設けられ、上記第1のトランジスタ形成領域と、上記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのフィールド酸化膜とを備える。   In another aspect of the semiconductor device according to the present invention, a semiconductor layer provided on a main surface of an insulating layer, a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, A first transistor formation region including a first field shield gate electrode for isolating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes provided on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor formation region including a two-conductivity-type MOS field-effect transistor, a second field shield gate electrode for separating the plurality of second-conductivity-type MOS field-effect transistors, respectively, A first transistor forming region, a second transistor forming region, a first transistor forming region, and a second transistor forming region. And a field oxide film for separating.

上記発明において好ましくは、上記半導体層の上記第1のトランジスタ形成領域に、電気的に接続された第1の電極と、上記半導体層の上記第2のトランジスタ形成領域に、電気的に接続された第2の電極とを含む。   In the above invention, preferably, a first electrode electrically connected to the first transistor formation region of the semiconductor layer, and electrically connected to the second transistor formation region of the semiconductor layer. A second electrode.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記第1フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置され、上記第2の電極は、上記第2フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置される。   In the above invention, preferably, the first electrode is electrically connected to the first field shield gate electrode, and the second electrode is electrically connected to the second field shield gate electrode. Connected and placed.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記第1フィールドシールドゲート電極の平面領域よりも外側に配置され、上記第2の電極は、上記第2フィールドシールドゲート電極の平面領域よりも外側に配置される。   In the above invention, preferably, the first electrode is disposed outside a plane region of the first field shield gate electrode, and the second electrode is disposed outside a plane region of the second field shield gate electrode. Are also located outside.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極は、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第1フィールドシールドゲート電極と、この主第1フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第1フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第1フィールドシールドゲート電極間において、上記第1の電極が設けられ、上記第2フィールドシールドゲート電極は、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第2フィールドシールドゲート電極と、この主第2フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第2フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第2フィールドシールドゲート電極間において、上記第2の電極が設けられる。   In the above invention, preferably, the first field shield gate electrode includes a main first field shield gate electrode extending in a direction orthogonal to a direction in which the gate electrode of the first conductivity type MOS field effect transistor extends. A second sub-field shield gate electrode orthogonal to the main first field shield gate electrode; the first electrode is provided between the two sub-first field shield gate electrodes; The field shield gate electrode includes a main second field shield gate electrode extending in a direction perpendicular to the direction in which the gate electrode of the second conductivity type MOS field effect transistor extends, and a second field shield gate electrode orthogonal to the main second field shield gate electrode. And two sub-second field shield gate electrodes. Between the field shield gate electrode, the second electrode is provided.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタの任意の2本のゲート電極間の上記半導体層に接続され、上記第2の電極は、上記複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタの任意の2本のゲート電極間の上記半導体層に接続される。   In the above invention, preferably, the first electrode is connected to the semiconductor layer between any two gate electrodes of the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, and the second electrode is Connected to the semiconductor layer between any two gate electrodes of the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第2導電型の第1不純物領域と、上記第2フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の第1不純物領域とを有する。   In the above invention, preferably, the semiconductor layer in a region outside the first field shield gate electrode includes a first impurity region of a second conductivity type for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential, The semiconductor layer in a region outside the two-field shield gate electrode includes a first impurity region of a first conductivity type for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極と上記第2フィールドシールドゲート電極との間の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の不純物領域を有する。   In the above invention, preferably, the semiconductor layer between the first field shield gate electrode and the second field shield gate electrode has an impurity of a first conductivity type for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential. With regions.

また、上記発明において好ましくは、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極下のソース領域の近傍に、このソース領域よりも不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有する。   Preferably, in the above invention, a high-concentration impurity region having an impurity concentration higher than that of the source region is provided near the source region below the gate electrode of the second conductivity type MOS field effect transistor.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面から上記絶縁層の主表面に達するように設けられ、上記第1のトランジスタ形成領域と、上記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのフィールド酸化膜とを備え、上記第1フィールドシールドゲート電極は、上記第1のトランジスタ形成領域内に形成され、かつ、上記第1フィールドシールドゲート電極の端部に位置する上記第1のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられ、上記第2フィールドシールドゲート電極は、上記第2のトランジスタ形成領域内に形成され、かつ、上記第2フィールドシールドゲート電極の端部に位置する上記第2のトランジスタ形成領域に凹部が設けられる。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer provided on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer. A first transistor formation region including a first field shield gate electrode for isolating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes provided on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor formation region including a second conductivity type MOS field effect transistor; a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors; A first transistor forming region, which is provided so as to reach a main surface of the insulating layer from the main surface; A field oxide film for isolating the first field shield gate electrode from the region, wherein the first field shield gate electrode is formed in the first transistor formation region and located at an end of the first field shield gate electrode. A recess is provided in the first transistor formation region, and the second field shield gate electrode is formed in the second transistor formation region and is located at an end of the second field shield gate electrode. A recess is provided in the second transistor formation region.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に形成された半導体層と、上記半導体層の主表面に形成され、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に形成され、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記第1のトランジスタ形成領域と、上記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのメサ分離領域とを備える。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer formed on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors formed on the main surface of the semiconductor layer. A first transistor formation region including: a first field shield gate electrode for isolating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes formed on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor forming region including a second conductivity type MOS field effect transistor, a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors from each other; And a mesa isolation region for isolating the second transistor formation region.

また、上記発明において好ましくは、上記半導体層の上記第1のトランジスタ形成領域に、電気的に接続された第1の電極と、上記半導体層の上記第2のトランジスタ形成領域に、電気的に接続された第2の電極とを備える。   In the above invention, preferably, a first electrode electrically connected to the first transistor formation region of the semiconductor layer and an electrical connection to the second transistor formation region of the semiconductor layer are formed. And a second electrode.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記第1フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置され、上記第2の電極は、上記第2フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置される。   In the above invention, preferably, the first electrode is electrically connected to the first field shield gate electrode, and the second electrode is electrically connected to the second field shield gate electrode. Connected and placed.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記第1フィールドシールドゲート電極の平面領域よりも外側に配置され、上記第2の電極は、上記第2フィールドシールドゲート電極の平面領域よりも外側に配置される。   In the above invention, preferably, the first electrode is disposed outside a plane region of the first field shield gate electrode, and the second electrode is disposed outside a plane region of the second field shield gate electrode. Are also located outside.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極は、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第1フィールドシールドゲート電極と、この主第1フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第1フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第1フィールドシールドゲート電極間において、上記第1の電極が設けられ、上記第2フィールドシールドゲート電極は、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第2フィールドシールドゲート電極と、この主第2フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第2フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第2フィールドシールドゲート電極間において、上記第2の電極が設けられる。   In the above invention, preferably, the first field shield gate electrode includes a main first field shield gate electrode extending in a direction orthogonal to a direction in which the gate electrode of the first conductivity type MOS field effect transistor extends. A second sub-field shield gate electrode orthogonal to the main first field shield gate electrode; the first electrode is provided between the two sub-first field shield gate electrodes; The field shield gate electrode includes a main second field shield gate electrode extending in a direction perpendicular to the direction in which the gate electrode of the second conductivity type MOS field effect transistor extends, and a second field shield gate electrode orthogonal to the main second field shield gate electrode. And two sub-second field shield gate electrodes. Between the field shield gate electrode, the second electrode is provided.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタの任意の2本のゲート電極間の上記半導体層に接続され、上記第2の電極は、上記複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタの任意の2本のゲート電極間の上記半導体層に接続される。   In the above invention, preferably, the first electrode is connected to the semiconductor layer between any two gate electrodes of the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, and the second electrode is Connected to the semiconductor layer between any two gate electrodes of the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第2導電型の第1不純物領域と、上記第2フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の第1不純物領域とを有する。   In the above invention, preferably, the semiconductor layer in a region outside the first field shield gate electrode includes a first impurity region of a second conductivity type for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential, The semiconductor layer in a region outside the two-field shield gate electrode has a first impurity type first impurity region for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極と上記第2フィールドシールドゲート電極との間の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の不純物領域を有する。   In the above-mentioned invention, preferably, the semiconductor layer between the first field shield gate electrode and the second field shield gate electrode has a first conductivity type impurity for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential. With regions.

また、上記発明において好ましくは、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極下のソース領域の近傍に、このソース領域よりも不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有する。   Preferably, in the above invention, a high-concentration impurity region having a higher impurity concentration than the source region is provided near the source region below the gate electrode of the second conductivity type MOS field-effect transistor.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に形成された半導体層と、上記半導体層の主表面に形成され、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に形成され、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記第1のトランジスタ形成領域と、上記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのメサ分離領域とを備え、上記メサ分離領域の上記半導体層の端面部分に、第3フィールドシールドゲート電極を有している。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer formed on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors formed on the main surface of the semiconductor layer. A first transistor formation region including: a first field shield gate electrode for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes formed on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor forming region including a second conductivity type MOS field effect transistor, a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors from each other; And a mesa isolation region for isolating the second transistor formation region from the second transistor formation region. The end face portion of the semiconductor layer, and a third field shield gate electrode.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に形成された半導体層と、上記半導体層の主表面に形成され、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に形成され、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記第1のトランジスタ形成領域と、上記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのメサ分離領域とを備え、上記第1フィールドシールドゲート電極は、上記第1のトランジスタ形成領域内に形成され、かつ、上記第1フィールドシールドゲート電極の端部に位置する上記第1のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられ、上記第2フィールドシールドゲート電極は、上記第2のトランジスタ形成領域内に形成され、かつ、上記第2フィールドシールドゲート電極の端部に位置する上記第2のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられる。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer formed on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors formed on the main surface of the semiconductor layer. A first transistor formation region including: a first field shield gate electrode for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes formed on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor forming region including a second conductivity type MOS field effect transistor, a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors from each other; And a mesa isolation region for isolating the second transistor formation region from the second transistor formation region. A field gate electrode formed in the first transistor formation region, and a recess provided in the first transistor formation region located at an end of the first field shield gate electrode; A gate electrode is formed in the second transistor formation region, and a recess is provided in the second transistor formation region located at an end of the second field shield gate electrode.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1トランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記第1フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記第1トランジスタ形成領域に設けられ、上記第1トランジスタ形成領域を所定の電位に保持するための第2導電型の第1不純物領域と、上記第2フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記第2トランジスタ形成領域に設けられ、上記第2トランジスタ形成領域を所定の電位に保持するための第1導電型の第2不純物領域とを備え、上記第1不純物領域と上記第2不純物領域とによって、上記第1トランジスタ形成領域と上記第2トランジスタ形成領域との電気的分離が実現される。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer provided on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer. A first transistor forming region including a first field shield gate electrode for isolating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes provided on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor forming region including a two-conductivity type MOS field effect transistor, a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors, respectively, and the first field shield The first transistor formation region is provided outside the gate electrode in the first transistor formation region. A first impurity region of a second conductivity type for holding the second transistor shield region, and a second impurity region provided outside the second field shield gate electrode in the second transistor formation region. A second impurity region of a first conductivity type for holding, wherein the first impurity region and the second impurity region allow electrical isolation between the first transistor formation region and the second transistor formation region. Is achieved.

また、上記発明において好ましくは、上記第1不純物領域と上記第2不純物領域とは接するように設けられる。   In the above invention, preferably, the first impurity region and the second impurity region are provided so as to be in contact with each other.

また、上記発明において好ましくは、上記第1不純物領域と、上記第1フィールドシールドゲート電極とは電気的に接続し、上記第2不純物領域と、上記第2フィールドシールドゲート電極とは電気的に接続する。   Preferably, in the above invention, the first impurity region is electrically connected to the first field shield gate electrode, and the second impurity region is electrically connected to the second field shield gate electrode. I do.

また、上記発明において好ましくは、上記第1導電型はp型であり、上記第2導電型はn型であり、上記第2導電型の第1不純物領域は、電源電位と同等またはそれ以上の電位に固定され、上記第1導電型の第2不純物領域は、グランド電位と同等またはそれ以下に固定される。   In the above invention, preferably, the first conductivity type is p-type, the second conductivity type is n-type, and the first impurity region of the second conductivity type is equal to or higher than a power supply potential. The potential is fixed, and the second impurity region of the first conductivity type is fixed to be equal to or lower than the ground potential.

また、上記発明において好ましくは、上記第1不純物領域に接する第1の電極と、上記第2不純物領域に接する第2の電極とを備え、上記第1の電極は、上記第1フィールドシールドゲート電極の平面領域よりも外側に配置され、上記第2の電極は、上記第2フィールドシールドゲート電極の平面領域よりも外側に配置される。   In the above invention, preferably, the semiconductor device further includes a first electrode in contact with the first impurity region, and a second electrode in contact with the second impurity region, wherein the first electrode is formed of the first field shield gate electrode. And the second electrode is disposed outside the planar region of the second field shield gate electrode.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極は、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第1フィールドシールドゲート電極と、この主第1フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第1フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第1フィールドシールドゲート電極間において、上記第1の電極が設けられ、上記第2フィールドシールドゲート電極は、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第2フィールドシールドゲート電極と、この主第2フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第2フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第2フィールドシールドゲート電極間において、上記第2の電極が設けられる。   In the above invention, preferably, the first field shield gate electrode includes a main first field shield gate electrode extending in a direction orthogonal to a direction in which the gate electrode of the first conductivity type MOS field effect transistor extends. A second sub-field shield gate electrode orthogonal to the main first field shield gate electrode; the first electrode is provided between the two sub-first field shield gate electrodes; The field shield gate electrode includes a main second field shield gate electrode extending in a direction perpendicular to the direction in which the gate electrode of the second conductivity type MOS field effect transistor extends, and a second field shield gate electrode orthogonal to the main second field shield gate electrode. And two sub-second field shield gate electrodes. Between the field shield gate electrode, the second electrode is provided.

また、上記発明において好ましくは、上記第1の電極は、上記複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタの任意の2本のゲート電極間の上記半導体層に接続され、上記第2の電極は、上記複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタの任意の2本のゲート電極間の上記半導体層に接続される。   In the above invention, preferably, the first electrode is connected to the semiconductor layer between any two gate electrodes of the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, and the second electrode is Connected to the semiconductor layer between any two gate electrodes of the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors.

また、上記発明において好ましくは、上記第1フィールドシールドゲート電極と上記第2フィールドシールドゲート電極との間の上記半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の不純物領域を有する。   In the above-mentioned invention, preferably, the semiconductor layer between the first field shield gate electrode and the second field shield gate electrode has a first conductivity type impurity for maintaining the semiconductor layer at a predetermined potential. With regions.

また、上記発明において好ましくは、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極下のソース領域の近傍に、このソース領域よりも不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有する。   Preferably, in the above invention, a high-concentration impurity region having a higher impurity concentration than the source region is provided near the source region below the gate electrode of the second conductivity type MOS field-effect transistor.

また、上記発明において好ましくは、上記第1不純物領域の外側に、上記第1不純物領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第3不純物領域を有し、上記第2不純物領域の外側に、上記第2不純物領域よりも不純物濃度が低い第1導電型の第4不純物領域を有する。   Preferably, in the above invention, a third impurity region of a second conductivity type having a lower impurity concentration than the first impurity region is provided outside the first impurity region, and outside the second impurity region. There is a fourth impurity region of the first conductivity type having an impurity concentration lower than that of the second impurity region.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、上記第1フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記半導体層に設けられ、上記第1トランジスタ形成領域を所定の電位に保持するための第2導電型の第1不純物領域と、上記第2フィールドシールドゲート電極の外側の領域の上記半導体層に設けられ、上記第2トランジスタ形成領域を所定の電位に保持するための第1導電型の第2不純物領域と、上記第1フィールドシールドゲート電極は、上記第1のトランジスタ形成領域内に形成され、かつ、上記第1フィールドシールドゲート電極の端部に位置する上記第1のトランジスタ形成領域に凹部が設けられ、上記第2フィールドシールドゲート電極は、上記第2のトランジスタ形成領域内に形成され、かつ、上記第2フィールドシールドゲート電極の端部に位置する上記第2のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられる。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer provided on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer. A first transistor formation region including a first field shield gate electrode for isolating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors; and a plurality of first field shield gate electrodes provided on a main surface of the semiconductor layer. A second transistor formation region including a second conductivity type MOS field effect transistor, and a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors from each other; The first transistor formation region is provided on the semiconductor layer in a region outside the shield gate electrode and holds the first transistor formation region at a predetermined potential. A first impurity region of a second conductivity type, and a first conductive region provided in the semiconductor layer in a region outside the second field shield gate electrode, for maintaining the second transistor formation region at a predetermined potential. The second impurity region of the type and the first field shield gate electrode are formed in the first transistor formation region, and the first transistor formation gate located at an end of the first field shield gate electrode. A concave portion is provided in the region, the second field shield gate electrode is formed in the second transistor formation region, and the second transistor formation region is located at an end of the second field shield gate electrode. Is provided with a concave portion.

この発明に基いた半導体装置のさらに他の局面においては、絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離する第1分離絶縁膜と、上記半導体層の主表面に設けられた第2導電型MOS電界効果トランジスタと、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタと、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタとを分離する第2分離絶縁膜とを備え、上記第1分離絶縁膜は、上記絶縁層と所定の距離を隔てて上記半導体層の主表面に設けられ、上記第2分離絶縁膜は、上記半導体層の主表面から上記絶縁層まで到達するように設けられる。   In still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, there are provided a semiconductor layer provided on a main surface of an insulating layer, and a plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer. A first isolation insulating film for isolating each of the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, a second conductivity type MOS field effect transistor provided on a main surface of the semiconductor layer, and a first conductivity type MOS field effect transistor. A field effect transistor; and a second isolation insulating film for isolating the second conductivity type MOS field effect transistor from the second conductivity type. The first isolation insulating film is formed on the semiconductor layer at a predetermined distance from the insulating layer. The second isolation insulating film is provided on the surface, and is provided so as to reach from the main surface of the semiconductor layer to the insulating layer.

また、上記発明において好ましくは、上記第1分離絶縁膜と上記絶縁層との間の上記半導体層に設けられ、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタが設けられた上記半導体層よりも高い不純物濃度を有する第2導電型不純物領域を備える。   In the above invention, preferably, the impurity concentration provided in the semiconductor layer between the first isolation insulating film and the insulating layer is higher than that of the semiconductor layer provided with the first conductivity type MOS field effect transistor. And a second conductivity type impurity region having

また、上記発明において好ましくは、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタの基板電位を制御する電極に電気的に接続されている。   Further, in the above invention, preferably, it is electrically connected to an electrode for controlling the substrate potential of the first conductivity type MOS field effect transistor.

また、上記発明において好ましくは、上記第1分離絶縁膜の膜厚は、上記第2分離絶縁膜の膜厚よりも薄く設けられる。   Further, in the above invention, preferably, the thickness of the first isolation insulating film is provided to be smaller than the thickness of the second isolation insulating film.

また、上記発明において好ましくは、上記第1分離絶縁膜と上記第2分離絶縁膜との表面高さが異なる。   In the above invention, preferably, the first isolation insulating film and the second isolation insulating film have different surface heights.

また、上記発明において好ましくは、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタおよび上記第2導電型MOS電界効果トランジスタは、それぞれ上記半導体層表面から上記絶縁層に達するソース/ドレイン領域を備える。   Preferably, in the above invention, the first conductivity type MOS field effect transistor and the second conductivity type MOS field effect transistor each include a source / drain region extending from the semiconductor layer surface to the insulating layer.

また、上記発明において好ましくは、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタは、複数個設けられ、上記絶縁層と所定の距離を隔てて上記半導体層の主表面に設けられ、複数個の上記第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離する第3分離絶縁膜を備える。   In the above invention, preferably, a plurality of the second conductivity type MOS field effect transistors are provided, provided on a main surface of the semiconductor layer at a predetermined distance from the insulating layer, and a plurality of the second conductivity type MOS field effect transistors are provided. A third isolation insulating film for isolating the conductive type MOS field effect transistors is provided.

また、上記発明において好ましくは、上記第1分離絶縁膜と上記絶縁層との間の上記半導体層に設けられ、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタが設けられた上記半導体層よりも高い不純物濃度を有する第2導電型不純物領域と、上記第3分離絶縁膜と上記絶縁層との間の上記半導体層に形成され、上記第2導電型MOS電界効果トランジスタが形成された上記半導体層よりも高い不純物濃度を有する第1導電型不純物領域とを備える。   In the above invention, preferably, the impurity concentration provided in the semiconductor layer between the first isolation insulating film and the insulating layer is higher than that of the semiconductor layer provided with the first conductivity type MOS field effect transistor. Formed in the semiconductor layer between the third isolation insulating film and the insulating layer, and higher than the semiconductor layer in which the second conductivity type MOS field effect transistor is formed. A first conductivity type impurity region having an impurity concentration.

また、上記発明において好ましくは、上記第1および第3分離絶縁膜の膜厚は、上記第2分離絶縁膜の膜厚よりも薄く設けられる。   Further, in the above invention, preferably, the thickness of the first and third isolation insulating films is provided to be smaller than the thickness of the second isolation insulating film.

また、上記発明において好ましくは、上記第1および第3分離絶縁膜と、上記第2分離絶縁膜との表面高さが異なる。   In the above invention, preferably, the first and third isolation insulating films have different surface heights from the second isolation insulating film.

また、上記発明において好ましくは、上記第1導電型MOS電界効果トランジスタおよび上記第2導電型MOS電界効果トランジスタは、それぞれ上記半導体層表面から上記絶縁層に達するソース/ドレイン領域を備える。   Preferably, in the above invention, the first conductivity type MOS field effect transistor and the second conductivity type MOS field effect transistor each include a source / drain region extending from the semiconductor layer surface to the insulating layer.

この発明に基いた半導体装置の製造方法の一つの局面においては、基板の上に絶縁膜を形成する工程と、上記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、上記半導体層の上に酸化膜を形成し、選択酸化法を用いて上記絶縁膜に達する第1フィールド酸化膜を所定の位置に複数個形成する工程と、上記第1フィールド酸化膜に挟まれた領域に、再び選択酸化法を用いて、上記第1フィールド酸化膜よりも薄い第2フィールド酸化膜を形成する工程とを備える。   In one aspect of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an insulating film on a substrate; a step of forming a semiconductor layer on the insulating film; Forming a film and forming a plurality of first field oxide films reaching the insulating film at predetermined positions by using a selective oxidation method; Forming a second field oxide film thinner than the first field oxide film using

この発明に基いた半導体装置の製造方法の他の局面においては、基板の上に絶縁膜を形成する工程と、上記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、上記半導体層の上に酸化膜を形成し、選択酸化法を用いて、第1の幅を有する第1フィールド酸化膜と、上記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2フィールド酸化膜とを形成する工程と、再び選択酸化法を用いて、第1フィールド酸化膜のみさらに酸化を行ない、上記絶縁膜に達するまで上記第1フィールド酸化膜の膜厚さを成長させる工程とを備える。   In another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an insulating film on a substrate; a step of forming a semiconductor layer on the insulating film; Forming a film and using a selective oxidation method to form a first field oxide film having a first width and a second field oxide film having a second width smaller than the first width; A step of further oxidizing only the first field oxide film by using the selective oxidation method again and growing the thickness of the first field oxide film until reaching the insulating film.

この発明に基いた半導体装置の製造方法のさらに他の局面においては、基板の上に絶縁膜を形成する工程と、上記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、上記半導体層の上に酸化膜を形成する工程と、上記酸化膜の上に窒化膜を形成する工程と、上記窒化膜の上に所定のパターンを有するレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、上記半導体層の所定の深さまでエッチングを行ない、上記半導体層に所定深さの凹部を形成する工程と、上記レジスト膜を除去した後、再び所定のパターンを有するレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、上記凹部と上記凹部との間に位置する窒化膜のパターニングを行なう工程と、上記レジスト膜を除去した後、上記窒化膜をマスクとして、選択酸化法により、上記凹部における酸化膜が絶縁膜に達する第1のフィールド酸化膜と、上記凹部と上記凹部との間に第2のフィールド酸化膜とを形成する工程とを備える。   In still another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an insulating film on a substrate; a step of forming a semiconductor layer on the insulating film; Forming an oxide film, forming a nitride film on the oxide film, forming a resist film having a predetermined pattern on the nitride film, and using the resist film as a mask, forming a resist film on the semiconductor layer. Etching to a predetermined depth, a step of forming a concave portion of a predetermined depth in the semiconductor layer, after removing the resist film, again forming a resist film having a predetermined pattern, using this resist film as a mask, Patterning a nitride film positioned between the concave portion and the concave portion, and removing the resist film, and then using the nitride film as a mask, selectively oxidizing the nitride film in the concave portion. Comprising a first field oxide monolayer reaches the insulating film, and forming a second field oxide film between the concave portion and the recess.

この発明に基いた半導体装置の製造方法のさらに他の局面においては、基板の上に絶縁膜を形成する工程と、上記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、上記半導体層の上に酸化膜を形成する工程と、上記酸化膜の上にバッファ層を形成する工程と、上記バッファ層の上に窒化膜を形成する工程と、上記窒化膜の上に第1の開口部と、この第1の開口部よりも幅の広い第2の開口部とを有する第1のレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、上記バッファ層の表面が露出するまで上記窒化膜のエッチングを行なう工程と、上記第1の開口部のみが充填されるように第2のレジスト膜を形成し、上記第1のレジスト膜と上記第2のレジスト膜とをマスクとして、上記バッファ層のエッチングを行なう工程と、上記第1および第2のレジスト膜を除去した後窒化膜をマスクとして選択酸化法により、上記第1の開口部の位置に上記絶縁膜に達する第1のフィールド酸化膜と、上記第2の開口部の位置に第2のフィールド酸化膜とを形成する工程と、を備える。   In still another aspect of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an insulating film on a substrate; a step of forming a semiconductor layer on the insulating film; Forming an oxide film, forming a buffer layer on the oxide film, forming a nitride film on the buffer layer, forming a first opening on the nitride film, Forming a first resist film having a second opening wider than the first opening, and etching the nitride film using the resist film as a mask until the surface of the buffer layer is exposed; Forming a second resist film so as to fill only the first opening, and etching the buffer layer using the first resist film and the second resist film as masks And the first and second steps After removing the resist film, a first field oxide film reaching the insulating film at the position of the first opening and a second field oxide film reaching the position of the insulating film by a selective oxidation method using the nitride film as a mask. Forming a field oxide film.

この発明に基づいた半導体装置によれば、半導体層の主表面から絶縁層の主表面に達するようにフィールド酸化膜を形成している。これにより、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを電気的に完全に分離することができ、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化を可能とし、また、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能なCMOS電界効果トランジスタ構造を得ることが可能になる。また、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域間に生じるラッチアップ現象の発生を完全に防止することができる。   According to the semiconductor device of the present invention, the field oxide film is formed so as to reach the main surface of the insulating layer from the main surface of the semiconductor layer. Accordingly, the first transistor formation region and the second transistor formation region can be electrically completely separated from each other, so that a semiconductor device using an SOI substrate can be highly integrated. It is possible to obtain a CMOS field-effect transistor structure capable of realizing high-speed operation and high integration. Further, occurrence of a latch-up phenomenon occurring between the first transistor formation region and the second transistor formation region can be completely prevented.

また、この発明に基づいた他の半導体装置によれば、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを分離するために、メサ分離領域を設けている。これにより、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを電気的に完全に分離することができ、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化を可能とし、また、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能なCMOS電界効果トランジスタ構造を得ることが可能になる。また、ラッチアップの発生を完全に防止することができる。   According to another semiconductor device based on the present invention, a mesa isolation region is provided in order to separate the first transistor formation region and the second transistor formation region. Accordingly, the first transistor formation region and the second transistor formation region can be electrically completely separated from each other, so that a semiconductor device using an SOI substrate can be highly integrated. It is possible to obtain a CMOS field-effect transistor structure capable of realizing high-speed operation and high integration. Further, the occurrence of latch-up can be completely prevented.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1および第2のトランジスタ形成領域のそれぞれの半導体層を、別々に所定の電位に固定することができる。その結果、基板浮遊効果によるソース/ドレイン間耐圧の低下を防止することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, each semiconductor layer in the first and second transistor formation regions can be separately fixed to a predetermined potential. As a result, it is possible to prevent a decrease in the breakdown voltage between the source and the drain due to the substrate floating effect.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、メサ分離領域の半導体層の端面部分に第3フィールドシールドゲート電極を有している。これにより、半導体層の端面部分にフィールドシールドゲート電極により電圧を加えることができる。その結果、半導体層の端面部分の電位が抑えられるために、電界集中を防止し、また、リーク電流が流れることを防ぐことができるために、半導体層の側壁やコーナ部分のしきい値電圧の低下を防止することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, the third field shield gate electrode is provided on the end face portion of the semiconductor layer in the mesa isolation region. Thereby, a voltage can be applied to the end face portion of the semiconductor layer by the field shield gate electrode. As a result, the electric potential at the end face portion of the semiconductor layer is suppressed, so that the electric field concentration can be prevented, and the leakage current can be prevented from flowing. It is possible to prevent a decrease.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1の電極は、第1フィールドシールドゲート電極と電気的に絶縁されて配置され、第2の電極は第2フィールドシールドゲート電極と電気的に絶縁されて配置されている。これにより、第1フィールドシールドゲート電極と第2フィールドシールドゲート電極とは、半導体層とは別々の電位に設定することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, the first electrode is disposed so as to be electrically insulated from the first field shield gate electrode, and the second electrode is connected to the second field shield gate electrode. They are arranged electrically insulated. This makes it possible to set the first field shield gate electrode and the second field shield gate electrode to different potentials from the semiconductor layer.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1の電極は、第1フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置され、第2の電極は第2フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置されている。これにより、第1フィールドシールドゲート電極と第2フィールドシールドゲート電極とは、半導体層と同一の電位に設定することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, the first electrode is disposed so as to be electrically connected to the first field shield gate electrode, and the second electrode is connected to the second field shield gate electrode. They are arranged electrically connected. Thereby, the first field shield gate electrode and the second field shield gate electrode can be set to the same potential as the semiconductor layer.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、不使用領域のゲート電極を用いて、MOS電界効果トランジスタの分離を行なっている。これにより、分離領域を形成する必要がなくなるため、半導体装置の高集積化を図ることが可能となる。   Further, according to still another semiconductor device based on the present invention, the MOS field effect transistor is separated by using the gate electrode in the unused area. Accordingly, it is not necessary to form an isolation region, so that high integration of a semiconductor device can be achieved.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1フィールドシールドゲート電極の端部に位置する第1のトランジスタ形成領域に凹部が設けられ、第2フィールドシールドゲート電極の端部に位置する第2のトランジスタ形成領域に凹部が設けられている。これにより、第1および第2フィールドシールドゲート電極を、第1および第2MOSトランジスタ形成領域内に形成することが可能となる。その結果、MOSトランジスタ形成領域を並列して配置させる場合の間隔を、最小分離幅にすることができる。したがって、半導体装置の高集積化を図ることが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, a recess is provided in a first transistor forming region located at an end of a first field shield gate electrode, and a recess is provided in an end of a second field shield gate electrode. A recess is provided in the located second transistor formation region. Thus, the first and second field shield gate electrodes can be formed in the first and second MOS transistor formation regions. As a result, the interval when the MOS transistor formation regions are arranged in parallel can be set to the minimum separation width. Therefore, high integration of the semiconductor device can be achieved.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域とを設けている。これにより、インパクトイオン化によって発生した余分なキャリアを、この不純物領域を用いて引抜き、チャネル電位の上昇を防止することができる。その結果、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。   According to still another semiconductor device based on the present invention, the first impurity region of the second conductivity type and the first impurity region of the first conductivity type are provided. As a result, excess carriers generated by impact ionization can be extracted by using the impurity regions, and an increase in channel potential can be prevented. As a result, the withstand voltage between the source and the drain can be improved.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1導電型の第1不純物領域と第2導電型の第1不純物領域との界面に所定の溝が設けられている。これにより、第1導電型の第1不純物領域と第2導電型の第1不純物領域との間に加わる高電界を緩和することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, the predetermined groove is provided at the interface between the first impurity region of the first conductivity type and the first impurity region of the second conductivity type. This makes it possible to reduce a high electric field applied between the first impurity region of the first conductivity type and the first impurity region of the second conductivity type.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1導電型の第1不純物領域と第2導電型の第1不純物領域との間に、第1導電型の第1不純物領域よりも不純物濃度が低い第1導電型の第2不純物領域と、第2導電型の第1不純物領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第2不純物領域とを設けている。これにより、第1導電型の第1不純物領域と第2導電型の第1不純物領域との間にかかる高電界を緩和し、高耐圧を確保することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, a first impurity region of a first conductivity type is provided between a first impurity region of a first conductivity type and a first impurity region of a second conductivity type. Also, a second impurity region of the first conductivity type having a low impurity concentration and a second impurity region of the second conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first impurity region of the second conductivity type are provided. Accordingly, a high electric field applied between the first impurity region of the first conductivity type and the first impurity region of the second conductivity type can be reduced, and a high breakdown voltage can be secured.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第1フィールドシールドゲート電極と第2フィールドシールドゲート電極との間の半導体層に第1導電型の不純物領域を設けている。これにより、チャネル内におけるインパクトイオン化で発生したホールを引抜き、チャネル電位の上昇を防止することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, a first conductivity type impurity region is provided in a semiconductor layer between a first field shield gate electrode and a second field shield gate electrode. This allows holes generated by impact ionization in the channel to be pulled out, thereby preventing a rise in channel potential.

また、この発明に基づいたさらに他の半導体装置によれば、第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極下のソース領域の近傍にこのソース領域よりも不純物濃度が高い高濃度不純物領域が設けられている。これにより、ドレイン領域近傍のチャネル領域で、インパクトイオン化により発生したホールは、ソース領域近傍へ流れていく。このとき、高濃度不純物領域を形成しているために、ソース領域へのポテンシャルバリアが高くなり、これによりホールはソース領域へ流入しにくくなり、ソース領域からの電子の注入を抑制することが可能となる。   According to still another semiconductor device based on the present invention, a high-concentration impurity region having an impurity concentration higher than that of the source region is provided near the source region below the gate electrode of the second conductivity type MOS field effect transistor. ing. As a result, holes generated by impact ionization in the channel region near the drain region flow toward the source region. At this time, since the high-concentration impurity region is formed, the potential barrier to the source region is increased, thereby making it difficult for holes to flow into the source region and suppressing injection of electrons from the source region. It becomes.

また、この発明に基づいた半導体装置の製造方法によれば、半導体層の主表面から絶縁層の主表面に達し、第1トランジスタ形成領域と第2トランジスタ形成領域とを電気的に完全に分離するための第3フィールド酸化膜と、第1トランジスタ形成領域内の第1フィールド酸化膜と、第2トランジスタ形成領域内の第2フィールド酸化膜とを容易に形成することが可能となる。その結果、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化が可能となり、また、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能な、第1導電型MOS電界トランジスタを含む第1トランジスタ形成領域と第2導電型MOS電界トランジスタを含む第2トランジスタ形成領域を有するCMOS電界効果トランジスタを備える半導体装置を得ることが可能となる。   Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device reaches the main surface of the insulating layer from the main surface of the semiconductor layer, and electrically completely separates the first transistor formation region and the second transistor formation region. , A first field oxide film in the first transistor formation region, and a second field oxide film in the second transistor formation region can be easily formed. As a result, high integration of a semiconductor device using an SOI substrate becomes possible, and a first transistor including a first conductivity type MOS field-effect transistor capable of realizing high-speed operation and high integration on an SOI substrate It is possible to obtain a semiconductor device including a CMOS field effect transistor having a formation region and a second transistor formation region including a second conductivity type MOS field transistor.

以下、この発明に基づいた第1の実施例について図を参照して説明する。   Hereinafter, a first embodiment based on the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図1を参照して、この第1の実施例における半導体装置の断面構造について説明する。シリコン基板2の上に膜厚約3800〜4200Åの埋込酸化膜4が形成されている。この埋込酸化膜4の上に、膜厚約500〜1000ÅのSOI層5が形成されている。SOI層5の表面には、SOI層5の表面から埋込酸化膜4の表面にまで達する第1フィールド酸化膜10が形成され、この第1フィールド酸化膜10により、pMOS電界効果トランジスタ活性領域6とnMOS電界効果トランジスタ活性領域8とに分離されている。また、pMOS電界効果トランジスタ活性領域6の表面には、pMOS電界効果トランジスタを分離するための第2フィールド酸化膜12が形成されている。また、nMOS電界効果トランジスタ活性領域8の表面にも、nMOS電界効果トランジスタを分離するための第2フィールド酸化膜12が形成されている。   First, a sectional structure of the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIG. A buried oxide film 4 having a thickness of about 3800-4200 ° is formed on silicon substrate 2. On this buried oxide film 4, an SOI layer 5 having a thickness of about 500 to 1000 ° is formed. A first field oxide film 10 extending from the surface of the SOI layer 5 to the surface of the buried oxide film 4 is formed on the surface of the SOI layer 5, and the first field oxide film 10 allows the pMOS field effect transistor active region 6 to be formed. And an nMOS field effect transistor active region 8. On the surface of the pMOS field effect transistor active region 6, a second field oxide film 12 for isolating the pMOS field effect transistor is formed. A second field oxide film 12 for isolating the nMOS field effect transistor is also formed on the surface of the nMOS field effect transistor active region 8.

図1に示すように、第1フィールド酸化膜10は、厚くして埋込酸化膜4に接するように形成することで、pMOS電界効果トランジスタ形成領域と、nMOS電界効果トランジスタ形成領域とを完全に分離して、ラッチアップの発生を完全に防止することができる。一方、第2フィールド酸化膜12の膜厚は、第1フィールド酸化膜10よりも薄くすることにより、この第2フィールド酸化膜12の下の領域のSOI層5を用いて、チャネル部の電位を固定することが可能となる。   As shown in FIG. 1, the first field oxide film 10 is thickened and formed so as to be in contact with the buried oxide film 4, so that the pMOS field effect transistor forming region and the nMOS field effect transistor forming region are completely formed. Separation can completely prevent the occurrence of latch-up. On the other hand, the thickness of the second field oxide film 12 is made smaller than that of the first field oxide film 10, so that the potential of the channel portion can be reduced by using the SOI layer 5 in a region below the second field oxide film 12. It can be fixed.

次に、図2を参照して、第2フィールド酸化膜12下の電位固定を行なう方法について説明する。   Next, a method of fixing the potential under the second field oxide film 12 will be described with reference to FIG.

まず、pMOS電界効果トランジスタ活性領域6において、第2フィールド酸化膜12の下方の領域に、n型の電位固定領域22が形成され、このn型の電位固定領域22に電気的に接続するように、第2フィールド酸化膜12を貫通する電位固定電極18が設けられている。さらに、nMOS電界効果トランジスタ活性領域8においても、第2フィールド酸化膜12の下方の領域にp型の電位固定領域20が設けられ、このp型の電位固定領域20に電気的に接続するように第2フィールド酸化膜12を貫通して電位固定電極16が設けられている。   First, in the pMOS field effect transistor active region 6, an n-type potential fixed region 22 is formed in a region below the second field oxide film 12 so as to be electrically connected to the n-type potential fixed region 22. , A potential fixed electrode 18 penetrating through the second field oxide film 12 is provided. Further, also in the nMOS field effect transistor active region 8, a p-type potential fixing region 20 is provided in a region below the second field oxide film 12, and is electrically connected to the p-type potential fixing region 20. A potential fixing electrode 16 is provided through the second field oxide film 12.

次に、図3を参照して、図1および図2に示す半導体装置の平面構造について説明する。なお、図2の断面は、図3中X−X線矢視断面に対応する断面図である。まず、第1フィールド酸化膜10が、pMOS電界効果トランジスタ活性領域6およびnMOS電界効果トランジスタ活性領域8を取囲むように形成されている。pMOS電界効果トランジスタ活性領域6には、第2フィールド酸化膜12が形成されている。また、第1フィールド酸化膜10と第2フィールド酸化膜12とにまたがるように、pMOS電界効果トランジスタのゲート電極24が複数個配置されている。また、第2フィールド酸化膜12のpMOS電界効果トランジスタのゲート電極24の間には、電位固定電極18が設けられている。   Next, a planar structure of the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 will be described with reference to FIG. The cross section of FIG. 2 is a cross section corresponding to the cross section taken along line XX in FIG. First, a first field oxide film 10 is formed so as to surround a pMOS field effect transistor active region 6 and an nMOS field effect transistor active region 8. In the pMOS field effect transistor active region 6, a second field oxide film 12 is formed. Further, a plurality of gate electrodes 24 of the pMOS field effect transistor are arranged so as to extend over the first field oxide film 10 and the second field oxide film 12. Further, a potential fixing electrode 18 is provided between the gate electrode 24 of the pMOS field effect transistor of the second field oxide film 12.

一方、nMOS電界効果トランジスタ活性領域8にも、第2フィールド酸化膜12が設けられている。さらに、第1フィールド酸化膜10と第2フィールド酸化膜12にまたがるように、nMOS電界効果トランジスタのゲート電極26が設けられている。さらに、第2フィールド酸化膜12のnMOS電界効果トランジスタのゲート電極26の間には、電位固定電極16が設けられている。   On the other hand, a second field oxide film 12 is also provided in the nMOS field effect transistor active region 8. Further, a gate electrode 26 of the nMOS field effect transistor is provided so as to straddle the first field oxide film 10 and the second field oxide film 12. Further, a potential fixing electrode 16 is provided between the gate electrode 26 of the nMOS field effect transistor of the second field oxide film 12.

次に、図4を参照して、図3に示す半導体装置の平面図の導電タイプについて説明する。まず、pMOS電界効果トランジスタ活性領域6には、不純物濃度が1×1019cm−3以上であるp型の領域からなるpMOS電界効果トランジスタのソース/ドレイン領域32が形成されている。また、不純物濃度が1×1018cm−3以下のn型の不純物領域からなるpMOS電界効果トランジスタのチャネル領域28が形成されている。また、第2フィールド酸化膜12の下方に位置する領域には、チャネル領域28よりも濃い不純物濃度からなるn型の電位固定領域22が形成されている。 Next, with reference to FIG. 4, the conductivity type in the plan view of the semiconductor device shown in FIG. 3 will be described. First, in the pMOS field-effect transistor active region 6, a source / drain region 32 of a pMOS field-effect transistor formed of a p-type region having an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more is formed. In addition, a channel region 28 of a pMOS field effect transistor including an n-type impurity region having an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 or less is formed. In a region located below the second field oxide film 12, an n-type potential fixing region 22 having an impurity concentration higher than that of the channel region 28 is formed.

次に、nMOS電界効果トランジスタ活性領域8においては、不純物濃度が1×1019cm−3以上のn型領域からなるnMOS電界効果トランジスタのソース/ドレイン領域34が形成されている。また、不純物濃度が1×1018cm−3以下のp型の領域からなるnMOS電界効果トランジスタのチャネル領域30が形成されている。さらに、第2フィールド酸化膜12の下方の領域に対応して、p型チャネル領域30よりも濃い不純物濃度からなるp型の電位固定領域20が形成されている。 Next, in the nMOS field effect transistor active region 8, the source / drain region 34 of the nMOS field effect transistor formed of an n-type region having an impurity concentration of 1 × 10 19 cm −3 or more is formed. Further, a channel region 30 of an nMOS field effect transistor formed of a p-type region having an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 or less is formed. Further, a p-type potential fixing region 20 having a higher impurity concentration than p-type channel region 30 is formed corresponding to a region below second field oxide film 12.

次に、図5を参照して、ソース/ドレイン間の耐圧の改善について説明する。図5は、図4に示されるnMOS電界効果トランジスタ活性領域8のA領域を拡大したものである。図において、n型ソース領域34は、不純物濃度が1×1020cm−3に設定され、n型ドレイン領域34は、不純物濃度が1×1020cm−3に設定され、p型のチャネル領域30は、不純物濃度が1×1017cm−3に設定され、p型の電位固定領域20は、不純物濃度が1×1018cm−3に設定されている。 Next, with reference to FIG. 5, improvement of the breakdown voltage between the source and the drain will be described. FIG. 5 is an enlarged view of the region A of the nMOS field effect transistor active region 8 shown in FIG. In the figure, an n-type source region 34 has an impurity concentration of 1 × 10 20 cm −3 , an n-type drain region 34 has an impurity concentration of 1 × 10 20 cm −3 , and a p-type channel region. 30 has an impurity concentration of 1 × 10 17 cm −3 , and the p-type potential fixed region 20 has an impurity concentration of 1 × 10 18 cm −3 .

たとえば、ゲート電位を0VにしたMOS電界効果トランジスタがオフの状態を考える。ソース電位0Vに対して、たとえばドレイン領域34に5V印加すると、ドレイン領域34の近傍のpn接合の部分で空乏層40が延び、この空乏層40の部分に5Vの大部分の電圧が加わる。その結果、空乏層40内の電界で加速されたキャリアが衝突電離を引き起こし、新しく電子36、ホール38ペアを生成する。生成された電子36は、空乏層40内の電界に引かれてドレイン領域34に入る。   For example, consider a state in which a MOS field-effect transistor whose gate potential is set to 0 V is off. When, for example, 5 V is applied to the drain region 34 with respect to the source potential 0 V, the depletion layer 40 extends at the pn junction near the drain region 34, and most of 5 V is applied to the depletion layer 40. As a result, carriers accelerated by the electric field in the depletion layer 40 cause impact ionization and generate a new pair of electrons 36 and holes 38. The generated electrons 36 are drawn by the electric field in the depletion layer 40 and enter the drain region 34.

一方、生成されたホール38は、空乏層40内の電界に従ってチャネル領域30に入る。ホール38に対するポテンシャルは、図5(b)に示すように、チャネル領域30が谷底のようになっており、ホール38は、チャネル領域30に蓄積されることになる。   On the other hand, the generated holes 38 enter the channel region 30 according to the electric field in the depletion layer 40. As shown in FIG. 5B, the potential of the hole 38 is such that the channel region 30 has a valley bottom, and the hole 38 is accumulated in the channel region 30.

しかし、本実施例においては、チャネル領域30の横側に、p型の電位固定領域20が形成されているため、蓄積されたホール38は、さらにポテンシャル的に低いレベルであるp型の電位固定領域20へと流れていく。したがって、p型の電位固定領域20へ流れ込んだホール38は、電位固定電極16により素子外部へ引き抜かれることになる。これにより、チャネル領域30のホール38の蓄積によるポテンシャルの増加は起こらないため、ソース/ドレイン間の耐圧を改善することが可能となる。また一方、pMOS電界効果トランジスタ活性領域であっても、チャネルに蓄積した電子を電位固定電極18を介して引抜き、ソース/ドレイン間の耐圧を改善することが可能となる。   However, in this embodiment, since the p-type potential fixing region 20 is formed on the lateral side of the channel region 30, the accumulated holes 38 have a further lower potential level of the p-type potential fixing region. It flows to the area 20. Accordingly, the holes 38 flowing into the p-type potential fixing region 20 are drawn out of the element by the potential fixing electrode 16. Thus, the potential does not increase due to the accumulation of the holes 38 in the channel region 30, so that the withstand voltage between the source and the drain can be improved. On the other hand, even in the active region of the pMOS field effect transistor, electrons accumulated in the channel are extracted via the potential fixing electrode 18 so that the withstand voltage between the source and the drain can be improved.

次に、この発明に基づいた第2の実施例について、図6〜図12を参照して説明する。この第2の実施例は、図1および図2に示す半導体装置の第1の製造方法を示すものである。   Next, a second embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. The second embodiment shows a first method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS.

まず図6を参照して、シリコン基板2の上に、酸素イオン濃度1×1018cm、エネルギ約180keV、熱処理温度1300〜1350°Cの条件で、膜厚3800〜4200Åの埋込酸化膜4を形成する。その後、この埋込酸化膜4の上に、酸素イオン濃度1×1018cm、エネルギ約1800keV、熱処理温度1300〜1350°Cの条件で膜厚500〜1000ÅのSOI層5を形成する。 First, referring to FIG. 6, a buried oxide film having a film thickness of 3800 to 4200 ° is formed on silicon substrate 2 under the conditions of an oxygen ion concentration of 1 × 10 18 cm 3 , an energy of about 180 keV and a heat treatment temperature of 1300 to 1350 ° C. 4 is formed. Thereafter, on this buried oxide film 4, an SOI layer 5 having a film thickness of 500 to 1000 ° is formed under the conditions of an oxygen ion concentration of 1 × 10 18 cm 3 , an energy of about 1800 keV, and a heat treatment temperature of 1300 to 1350 ° C.

次に、このSOI層5の上に、熱酸化法を用いて、熱処理温度約950°Cにより、膜厚100〜300Åのシリコン酸化膜14を形成する。その後、このシリコン酸化膜14の上に、所定の開口部44を有する膜厚約500〜2000Åのシリコン窒化膜42を形成する。   Next, a silicon oxide film 14 having a thickness of 100 to 300 ° is formed on the SOI layer 5 at a heat treatment temperature of about 950 ° C. by using a thermal oxidation method. Thereafter, on this silicon oxide film 14, a silicon nitride film 42 having a predetermined opening portion 44 and a thickness of about 500 to 2000 ° is formed.

次に、図7を参照して、選択酸化法を用いて、熱処理温度950〜1100°Cの条件で、膜厚約1000〜2000Åの第1フィールド酸化膜10を形成する。このとき第1フィールド酸化膜10の下面は、埋込酸化膜4の表面に達するように形成する。次に、図8を参照して、シリコン基板2の表面全面にシリコン窒化膜46を全面に堆積した後、第1フィールド酸化膜10の間の領域に所定の開口部50を有するレジスト膜48を成膜し、このレジスト膜48をマスクにしてシリコン窒化膜46のエッチングを行なう。   Next, referring to FIG. 7, a first field oxide film 10 having a thickness of about 1000 to 2000 ° is formed by using a selective oxidation method at a heat treatment temperature of 950 to 1100 ° C. At this time, the lower surface of the first field oxide film 10 is formed so as to reach the surface of the buried oxide film 4. Next, referring to FIG. 8, after a silicon nitride film 46 is deposited on the entire surface of silicon substrate 2, a resist film 48 having a predetermined opening 50 is formed in a region between first field oxide films 10. The silicon nitride film 46 is etched using the resist film 48 as a mask.

次に、図9を参照して、レジスト膜48を除去した後、新たなレジスト膜47をマスクとして、n型の不純物としてたとえばボロンなどを1×1013〜1×1014cm−2、注入エネルギ約20keVの条件でSOI層5に注入し、p型の電位固定領域20を形成する。次に、図10参照して、レジスト膜47を除去した後、新たなレジスト膜49をマスクとして、n型の不純物イオンとしてリンなどを、1×1013〜1×1014cm−2、注入エネルギ40keVの条件でSOI層4に注入し、n型の電位固定領域22を形成する。 Next, referring to FIG. 9, after removing resist film 48, for example, boron or the like is implanted as an n-type impurity at 1 × 10 13 to 1 × 10 14 cm −2 using new resist film 47 as a mask. The p-type potential fixed region 20 is formed by implanting the SOI layer 5 with the energy of about 20 keV. Next, referring to FIG. 10, after removing the resist film 47, phosphorus or the like is implanted as n-type impurity ions at 1 × 10 13 to 1 × 10 14 cm −2 using the new resist film 49 as a mask. The n-type potential fixing region 22 is formed by implanting the SOI layer 4 under the condition of an energy of 40 keV.

次に、図11を参照して、レジスト膜49を除去した後、シリコン窒化膜46をマスクとして、選択酸化法により、加熱処理温度950〜1100°Cの条件で膜厚500〜1000Åの第2のフィールド酸化膜12を形成する。   Next, referring to FIG. 11, after the resist film 49 is removed, the second silicon nitride film 46 is used as a mask by selective oxidation at a heat treatment temperature of 950 to 1100 ° C. and a second film thickness of 500 to 1000 °. Of the field oxide film 12 is formed.

次に、図12を参照して、シリコン窒化膜46を除去した後、第2フィールド酸化膜12に、それぞれp型の電位固定領域20およびn型の電位固定領域22に到達する電位固定電極16,18を形成する。これにより、図2に示す半導体装置が完成する。以上の工程を用いることにより、膜厚の異なる2種類のフィールド酸化膜を形成することが可能となる。   Next, referring to FIG. 12, after removing silicon nitride film 46, potential fixing electrodes 16 reaching p-type potential fixing region 20 and n-type potential fixing region 22 are formed on second field oxide film 12, respectively. , 18 are formed. Thus, the semiconductor device shown in FIG. 2 is completed. By using the above steps, it is possible to form two types of field oxide films having different film thicknesses.

次に、この発明に基づいた第3の実施例について、図13〜図19を参照して説明する。この第3の実施例は、図1および図2に示す半導体装置の第2の製造方法を示すものである。   Next, a third embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. The third embodiment shows a second method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS.

まず、図13を参照して、シリコン基板2の上に、酸素イオン濃度1×1018cm−3、エネルギ約180keV、熱処理温度1300〜1350°Cの条件により、膜厚3800〜4200Åの埋込酸化膜4を形成する。その後、この埋込酸化膜4の上に、酸素イオン濃度1×1018cm−3、エネルギ180keV、熱処理温度1300〜1350°Cの条件で膜厚500〜1000ÅのSOI層5を形成する。 First, referring to FIG. 13, on silicon substrate 2, an oxygen ion concentration of 1 × 10 18 cm −3 , an energy of about 180 keV, and a heat treatment temperature of 1300 to 1350 ° C., a thickness of 3800 to 4200 ° is embedded. An oxide film 4 is formed. Thereafter, on this buried oxide film 4, an SOI layer 5 having a thickness of 500 to 1000 ° is formed under the conditions of an oxygen ion concentration of 1 × 10 18 cm −3 , an energy of 180 keV, and a heat treatment temperature of 1300 to 1350 ° C.

次に、このSOI層5の上に、熱酸化法を用いて、熱処理温度約950°Cの条件で、膜厚100〜300Åのシリコン酸化膜14を形成する。その後、このシリコン酸化膜14の上に、所定の幅を有する第1の開口部54と、この第1の開口部よりも幅の広い第2の開口部55を有する膜厚500〜2000Åのシリコン窒化膜52を成膜する。次に、図14を参照して、シリコン窒化膜52をマスクとして、熱処理温度950°C〜1100°Cの条件で選択酸化法により第1フィールド酸化膜10aと第2フィールド酸化膜12とを形成する。   Next, a silicon oxide film 14 having a thickness of 100 to 300 ° is formed on the SOI layer 5 at a heat treatment temperature of about 950 ° C. by using a thermal oxidation method. Thereafter, on the silicon oxide film 14, a silicon film having a thickness of 500 to 2000 Å having a first opening 54 having a predetermined width and a second opening 55 wider than the first opening. A nitride film 52 is formed. Next, referring to FIG. 14, using silicon nitride film 52 as a mask, first field oxide film 10a and second field oxide film 12 are formed by a selective oxidation method at a heat treatment temperature of 950 ° C. to 1100 ° C. I do.

次に、図15を参照して、シリコン基板2の表面全面にポリシリコン層56と、シリコン窒化膜58とを堆積し、第1フィールド酸化膜10aの上方に位置するシリコン窒化膜58のみを、エッチングにより除去する。このとき、ポリシリコン層56はエッチングストッパとしての役割を果たす。   Next, referring to FIG. 15, a polysilicon layer 56 and a silicon nitride film 58 are deposited on the entire surface of silicon substrate 2, and only silicon nitride film 58 located above first field oxide film 10a is It is removed by etching. At this time, the polysilicon layer 56 plays a role as an etching stopper.

次に、図16を参照して、シリコン窒化膜58をマスクとして、熱処理温度950°C〜1100°Cの条件で、選択酸化法により第1フィールド酸化膜10aの膜厚を成長させ、埋込酸化膜4にまで到達する第1フィールド酸化膜10を完成させる。次に、図17を参照して、第2フィールド酸化膜12の下方の領域に、ボロンイオンを注入し、p型の電位固定領域20を形成する。次に、図18を参照して、上述と同様に、第2フィールド酸化膜12の下方の領域にリンイオンを注入することにより、n型の電位固定領域22を形成する。   Next, referring to FIG. 16, using silicon nitride film 58 as a mask, the thickness of first field oxide film 10a is grown by selective oxidation at a heat treatment temperature of 950 ° C. to 1100 ° C. The first field oxide film 10 reaching the oxide film 4 is completed. Next, referring to FIG. 17, boron ions are implanted into a region below second field oxide film 12 to form p-type potential fixed region 20. Next, referring to FIG. 18, similarly to the above, an n-type potential fixing region 22 is formed by implanting phosphorus ions into a region below second field oxide film 12.

次に、図19を参照して、第2フィールド酸化膜12に、それぞれp型の電位固定領域20およびn型の電位固定領域22に到達する電位固定電極16,18を形成する。これにより、図1および図2に示す半導体装置が完成する。以上の方法を用いることによっても、膜厚の異なる第1フィールド酸化膜および第2フィールド酸化膜を形成することが可能となる。   Next, referring to FIG. 19, potential fixing electrodes 16 and 18 reaching p-type potential fixing region 20 and n-type potential fixing region 22 are formed on second field oxide film 12, respectively. Thus, the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 is completed. By using the above method, it is also possible to form the first field oxide film and the second field oxide film having different film thicknesses.

次に、この発明に基づいた第4の実施例について、図20〜図26を参照して説明する。この第4の実施例は、図1および図2に示す半導体装置の第3の製造方法を示すものである。   Next, a fourth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. The fourth embodiment shows a third method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS.

まず、図20を参照して、シリコン基板2の上に、第2の実施例と同様の方法により、埋込酸化膜4、SOI層5、シリコン酸化膜14およびシリコン窒化膜42を成膜する。その後、シリコン窒化膜42の上に、所定の開口部64を有するレジスト膜62を成膜する。   First, referring to FIG. 20, buried oxide film 4, SOI layer 5, silicon oxide film 14, and silicon nitride film 42 are formed on silicon substrate 2 by the same method as in the second embodiment. . Thereafter, a resist film 62 having a predetermined opening 64 is formed on the silicon nitride film 42.

次に、図21を参照して、レジスト膜62をマスクとして、SOI層5の所定の深さまでエッチングを行ない、SOI層5に所定深さの凹部66を形成する。次に、図22を参照して、レジスト膜62を除去した後、再び所定の開口部70を有するレジスト膜68を形成し、このレジスト膜68をマスクとして、凹部66と凹部66との間に位置する窒化膜42のパターニングを行なう。   Next, referring to FIG. 21, etching is performed to a predetermined depth of SOI layer 5 using resist film 62 as a mask, to form a recess 66 having a predetermined depth in SOI layer 5. Next, referring to FIG. 22, after removing the resist film 62, a resist film 68 having a predetermined opening 70 is formed again, and the resist film 68 is used as a mask between the concave portions 66. The nitride film 42 located is patterned.

次に、図23を参照して、レジスト膜68を除去した後、窒化膜42をマスクとして、選択酸化法により第1フィールド酸化膜10と第2フィールド酸化膜12とを同時に形成する。このとき凹部66に形成された第1フィールド酸化膜10の底面は埋込酸化膜4の上面にまで到達している。   Next, referring to FIG. 23, after removing resist film 68, first field oxide film 10 and second field oxide film 12 are formed simultaneously by selective oxidation using nitride film 42 as a mask. At this time, the bottom surface of first field oxide film 10 formed in concave portion 66 has reached the upper surface of buried oxide film 4.

次に、図24を参照して、一方の第1フィールド酸化膜10の下方の領域に、ボロンなどの不純物を注入して、p型の電位固定領域20を形成する。次に、図25を参照して、さらにもう一方の第2フィールド酸化膜12の下方の領域に、リンなどの不純物を注入して、n型の電位固定領域22を形成する。   Next, referring to FIG. 24, an impurity such as boron is implanted into a region below one first field oxide film 10 to form a p-type potential fixing region 20. Next, referring to FIG. 25, an impurity such as phosphorus is implanted into a region below the other second field oxide film 12 to form an n-type potential fixing region 22.

次に、図26を参照して、第2フィールド酸化膜12の上に、それぞれp型の電位固定領域20およびn型の電位固定領域22に到達する電位固定電極16,18を形成する。これにより、図1および図2に示す半導体装置が完成する。以上の製造方法を用いることにより、2種類の膜厚の異なる第1フィールド酸化膜10および第2フィールド酸化膜12を形成することができる。   Next, referring to FIG. 26, potential fixing electrodes 16 and 18 reaching p-type potential fixing region 20 and n-type potential fixing region 22, respectively, are formed on second field oxide film 12. Thus, the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 is completed. By using the above manufacturing method, the first field oxide film 10 and the second field oxide film 12 having two different thicknesses can be formed.

次に、この発明に基づいた第5の実施例について、図27〜図33を参照して説明する。この第5の実施例は、図1および図2に示す半導体装置の第4の製造方法を示すものである。   Next, a fifth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. This fifth embodiment shows a fourth method of manufacturing the semiconductor device shown in FIGS.

まず、図27を参照して、シリコン基板2の上に、第1の実施例と同様の方法により、埋込酸化膜4、SOI層5およびシリコン酸化膜14を成膜する。その後、このシリコン酸化膜14の上に、膜厚50〜150nmのポリシリコン層72を成膜する。次に、このポリシリコン層72の上に、膜厚約500〜2000Åのシリコン窒化膜42を成膜する。その後、このシリコン窒化膜42の上に、第1の開口部76と、この第1の開口部76よりも幅の広い第2の開口部77とを有するレジスト膜74を成膜する。   First, referring to FIG. 27, buried oxide film 4, SOI layer 5, and silicon oxide film 14 are formed on silicon substrate 2 by the same method as in the first embodiment. Thereafter, a polysilicon layer 72 having a thickness of 50 to 150 nm is formed on the silicon oxide film 14. Next, on this polysilicon layer 72, a silicon nitride film 42 having a thickness of about 500 to 2000 Å is formed. Thereafter, a resist film 74 having a first opening 76 and a second opening 77 wider than the first opening 76 is formed on the silicon nitride film 42.

次に、図28を参照して、レジスト膜74をマスクとして、シリコン窒化膜42のパターニングを行なう。次に、図29を参照して、第1の開口部77のみが充填されるように第2のレジスト膜78を成膜し、第1のレジスト膜74と第2のレジスト膜78とをマスクとして、ポリシリコン層72のエッチングを行なう。   Next, referring to FIG. 28, patterning of silicon nitride film 42 is performed using resist film 74 as a mask. Next, referring to FIG. 29, a second resist film 78 is formed so as to fill only the first opening 77, and the first resist film 74 and the second resist film 78 are masked. Then, the polysilicon layer 72 is etched.

次に、図30を参照して、第1のレジスト膜74および第2のレジスト膜78を除去した後、窒化膜42をマスクとして、選択酸化法により、第1のフィールド酸化膜10と第2のフィールド酸化膜12とを形成する。このとき、第1のフィールド酸化膜の下面は、埋込酸化膜4の上面に達している。次に、図31を参照して、一方の第2フィールド酸化膜12の下方の領域に、ボロンなどの不純物を注入することにより、p型の電位固定領域20を形成する。その後、図32を参照して、さらに一方の第2フィールド酸化膜12の下方の領域にリンなどの不純物を注入することにより、n型の電位固定領域22を形成する。   Next, referring to FIG. 30, after removing the first resist film 74 and the second resist film 78, the first field oxide film 10 and the second field oxide film 10 are formed by selective oxidation using the nitride film 42 as a mask. Field oxide film 12 is formed. At this time, the lower surface of the first field oxide film has reached the upper surface of buried oxide film 4. Next, referring to FIG. 31, an impurity such as boron is implanted into a region below one second field oxide film 12 to form a p-type potential fixed region 20. Thereafter, referring to FIG. 32, an impurity such as phosphorus is further implanted into a region below one second field oxide film 12 to form an n-type potential fixing region 22.

次に、図33を参照して、第2フィールド酸化膜12の下方の領域に形成されたp型の電位固定領域20およびn型の電位固定領域22に達する電位固定電極16,18を形成する。これにより、図1および図2に示す半導体装置が完成する。以上の製造方法を用いることによっても、膜厚の異なる第1フィールド酸化膜10と第2フィールド酸化膜12とを形成することができる。   Next, referring to FIG. 33, potential fixing electrodes 16 and 18 reaching p-type potential fixing region 20 and n-type potential fixing region 22 formed in the region below second field oxide film 12 are formed. . Thus, the semiconductor device shown in FIGS. 1 and 2 is completed. By using the above manufacturing method, the first field oxide film 10 and the second field oxide film 12 having different film thicknesses can be formed.

次に、この発明に基づいた第6の実施例について図を参照して説明する。上記第1ないし第5の実施例においては、フィールド酸化膜を用いた分離方法によるものを示したが、本実施例においては、メサ分離方法やフィールドシールド分離方法を用いた場合について説明する。ここで、メサ分離方法とは、活性領域のSOI層を残して、他の部分をエッチングにより除去して分離する方法であり、フィールドシールド分離法とは、nMOS電界効果トランジスタ形成領域のフィールドシールドゲート電極に0Vを印加して、フィールドシールドゲート電極の両サイドのn層に電気が流れないようにして分離する方法である。 Next, a sixth embodiment according to the present invention will be described with reference to the drawings. In the first to fifth embodiments, the separation method using a field oxide film has been described. In this embodiment, a case in which a mesa separation method or a field shield separation method is used will be described. Here, the mesa isolation method is a method in which an SOI layer in an active region is left and another portion is removed by etching, and the isolation is performed. The field shield isolation method is a field shield gate in an nMOS field effect transistor formation region. In this method, a voltage of 0 V is applied to the electrodes so that electricity does not flow to the n + layers on both sides of the field shield gate electrode and the field shield gate electrode is separated.

まず、図34を参照して、メサ分離方法およびフィールドシールド分離方法を用いた場合の半導体装置の平面構造について説明する。nMOS電界効果トランジスタの活性領域104とpMOS電界効果トランジスタの活性領域106とは、メサ分離領域102により電気的に分離されている。   First, a planar structure of a semiconductor device using the mesa separation method and the field shield separation method will be described with reference to FIG. The active region 104 of the nMOS field effect transistor and the active region 106 of the pMOS field effect transistor are electrically separated by the mesa separation region 102.

nMOS電界効果トランジスタの活性領域104は、ゲート電極116が配置され、フィールドシールドゲート電極108により分離されている。また、pMOS電界効果トランジスタの活性領域106にも、ゲート電極118が配置されて、フィールドシールドゲート電極110により分離されている。また、nMOS電界効果トランジスタ活性領域104には、p型コンタクト領域112が設けられ、pMOS電界効果トランジスタの活性領域106には、n型コンタクト領域114が設けられている。   The active region 104 of the nMOS field effect transistor is provided with a gate electrode 116 and separated by a field shield gate electrode 108. Also, a gate electrode 118 is arranged in the active region 106 of the pMOS field effect transistor, and is separated by a field shield gate electrode 110. A p-type contact region 112 is provided in the nMOS field-effect transistor active region 104, and an n-type contact region 114 is provided in the active region 106 of the pMOS field-effect transistor.

このp型コンタクト領域112およびn型コンタクト領域114はそれぞれチャネル領域よりも不純物濃度が高く設定されている。上記構造よりなる半導体装置を用いた場合であっても、フィールド酸化膜を用いた場合と同様の効果を得ることができる。   The p-type contact region 112 and the n-type contact region 114 are each set to have a higher impurity concentration than the channel region. Even when a semiconductor device having the above structure is used, the same effect as that when a field oxide film is used can be obtained.

次に、この発明に基づいた第7の実施例について図35および図36を参照して説明する。上記第6の実施例に示す半導体装置の構造を用いた場合、電界効果トランジスタの活性領域の分離にメサ分離方法を用いた場合、分離したSOI層の側壁部でリーク電流の流れることがある。これは、SOI層のエッジ部分で、電界集中が起こり、SOI層側壁やコーナ部分のしきい値電圧が低下するためである。これを防ぐために、図35および図6に示す構造を用いることができる。なお、図35は図36に示す平面構造のZ−Z線矢視断面図を示している。   Next, a seventh embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. When the structure of the semiconductor device shown in the sixth embodiment is used, when the mesa separation method is used for separating the active region of the field effect transistor, a leak current may flow on the side wall of the separated SOI layer. This is because electric field concentration occurs at the edge portion of the SOI layer, and the threshold voltage at the side wall and the corner portion of the SOI layer decreases. In order to prevent this, the structure shown in FIGS. 35 and 6 can be used. FIG. 35 is a sectional view taken along line ZZ of the planar structure shown in FIG.

両図を参照して、シリコン基板120の上に、埋込酸化膜122が形成されている。埋込酸化膜122の上には、SOI層からなるnMOS電界効果トランジスタのチャネル領域124と、pMOS電界効果トランジスタのチャネル領域126とが形成されている。nMOS電界効果トランジスタチャネル領域124の上には、シリコン酸化膜132を介してゲート電極116が形成されている。また、pMOS電界効果トランジスタのチャネル領域126の上には、シリコン酸化膜134を介してゲート電極118が形成されている。   Referring to both figures, a buried oxide film 122 is formed on a silicon substrate 120. On the buried oxide film 122, a channel region 124 of an nMOS field effect transistor made of an SOI layer and a channel region 126 of a pMOS field effect transistor are formed. A gate electrode 116 is formed on the nMOS field effect transistor channel region 124 via a silicon oxide film 132. On the channel region 126 of the pMOS field effect transistor, a gate electrode 118 is formed via a silicon oxide film 134.

また、nMOS電界効果トランジスタのチャネル領域124の端面部分には、シリコン酸化膜132を介してフィールドシールドゲート電極108が設けられ、このフィールドシールドゲート電極108は層間絶縁膜136により覆われている。一方、pMOS電界効果トランジスタのチャネル領域126の端面部分においても、シリコン酸化膜134を介してフィールドシールドゲート電極110が設けられている。またこのフィールドシールドゲート電極110は、層間絶縁膜138により覆われている。   Further, a field shield gate electrode 108 is provided on an end face of the channel region 124 of the nMOS field effect transistor via a silicon oxide film 132, and the field shield gate electrode 108 is covered with an interlayer insulating film 136. On the other hand, the field shield gate electrode 110 is also provided via the silicon oxide film 134 at the end face of the channel region 126 of the pMOS field effect transistor. The field shield gate electrode 110 is covered with an interlayer insulating film 138.

図35および図36に示すように、電界効果トランジスタの活性領域のエッジ部分にフィールドシールド用のゲート電極を設けておくことにより、このエッジ部分にフィールドシールドゲート電極による電圧が加わるために、SOI層のエッジ部分の電位が抑えられ、リーク電流が流れることを防止することが可能となる。   As shown in FIGS. 35 and 36, by providing a field shield gate electrode at the edge of the active region of the field effect transistor, a voltage is applied to the edge by the field shield gate electrode. , The potential of the edge portion is suppressed, and the leakage current can be prevented from flowing.

次に、フィールドシールド分離法を用いた分離方法で、ソース/ドレイン間の耐圧を向上させるための方法について図37および図38を参照して説明する。なお、図37は図38に示すA−A線矢視断面図である。   Next, a method for improving the withstand voltage between the source and the drain by a separation method using the field shield separation method will be described with reference to FIGS. FIG. 37 is a sectional view taken along the line AA shown in FIG.

両図を参照して、シリコン基板120の上に埋込酸化膜122が形成されている。埋込酸化膜122の上には、nMOS電界効果トランジスタ形成領域140と、pMOS電界効果トランジスタ形成領域142とが設けられている。このnMOS電界効果トランジスタ形成領域140と、pMOS電界効果トランジスタ形成領域142とは、分離酸化膜144によって絶縁分離されている。また、各電界効果トランジスタ形成領域内の分離には、フィールドシールドゲート電極108,110が形成されている。   Referring to both figures, buried oxide film 122 is formed on silicon substrate 120. On the buried oxide film 122, an nMOS field effect transistor forming region 140 and a pMOS field effect transistor forming region 142 are provided. The nMOS field effect transistor formation region 140 and the pMOS field effect transistor formation region 142 are insulated and separated by an isolation oxide film 144. In addition, field shield gate electrodes 108 and 110 are formed in the isolation within each field effect transistor formation region.

nMOS電界効果トランジスタ形成領域140のフィールドシールドゲート電極108の下方の領域にはSOI領域148が形成されており、このSOI領域148には、配線層152およびコンタクト層156が接続されている。これにより、フィールドシールドゲート電極108下のSOI領域148の電位を固定することが可能となる。また、pMOS電界効果トランジスタ形成領域142においても、フィールドシールドゲート電極110の下方の領域にSOI領域146が形成されており、このSOI領域146には、配線層150およびコンタクト層154が設けられている。これにより、フィールドシールドゲート電極110下のSOI領域146の電位を固定することが可能となる。   An SOI region 148 is formed in a region below the field shield gate electrode 108 in the nMOS field effect transistor formation region 140, and a wiring layer 152 and a contact layer 156 are connected to the SOI region 148. Thus, the potential of the SOI region 148 below the field shield gate electrode 108 can be fixed. Also, in the pMOS field effect transistor forming region 142, an SOI region 146 is formed in a region below the field shield gate electrode 110, and the wiring layer 150 and the contact layer 154 are provided in the SOI region 146. . Thus, the potential of SOI region 146 below field shield gate electrode 110 can be fixed.

したがって、SOI領域148は、p型にドーピングされ、インパクトイオン化で発生したホールを引くために用いることができ、SOI領域146は、n型にドーピングされ、インパクトイオン化で発生した電子を引き抜くために用いることができる。上記構造を用いることにより、ラッチアップを完全に防止するとともに、フィールドシールド部分を介してトランジスタのチャネル下の電位を固定することによりソース/ドレイン間の耐圧を向上させることができる。   Thus, the SOI region 148 can be p-type doped and used to draw holes generated by impact ionization, and the SOI region 146 can be n-type doped and used to extract electrons generated by impact ionization. be able to. By using the above structure, latch-up can be completely prevented, and the withstand voltage between the source and the drain can be improved by fixing the potential under the channel of the transistor via the field shield portion.

次に、この発明に基づいた第9の実施例について、図39および図40を参照して説明する。上述した第8の実施例においては、nMOS電界効果トランジスタ形成領域140とpMOS電界効果トランジスタ形成領域142との分離には、分離酸化膜を用いた分離方法を用いていたが、本実施例においては、メサ分離方法を用いた構造を示している。その他の構造に関しては、第8の実施例と同じである。なお、図39は、図40に示すB−B線矢視断面図である。このように、メサ分離方法を用いた場合であっても第8の実施例と同様の作用効果を得ることができる。   Next, a ninth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. In the above-described eighth embodiment, the separation method using an isolation oxide film is used to separate the nMOS field effect transistor formation region 140 and the pMOS field effect transistor formation region 142. However, in this embodiment, And a structure using a mesa separation method. Other structures are the same as in the eighth embodiment. 39 is a cross-sectional view taken along line BB shown in FIG. As described above, even when the mesa separation method is used, the same operation and effect as the eighth embodiment can be obtained.

次に、図41を参照して、上述した実施例6ないし実施例9の構造における半導体装置の特性について説明する。評価方法として、53段のCMOSリングオシレータを薄膜SOI基板上とバルクシリコン基板上とに形成し、それらの遅延時間を比較している。薄膜SOI基板上に形成したリングオシレータの分離構造は、チャネル領域の電位を固定したフィールドシールド分離構造と、チャネル領域の電位がフローティング状態にあるフィールド分離構造の2種類である。   Next, with reference to FIG. 41, characteristics of the semiconductor device having the above-described structures of the sixth to ninth embodiments will be described. As an evaluation method, 53-stage CMOS ring oscillators are formed on a thin film SOI substrate and a bulk silicon substrate, and their delay times are compared. There are two types of ring oscillator isolation structures formed on the thin film SOI substrate: a field shield isolation structure in which the potential of the channel region is fixed, and a field isolation structure in which the potential of the channel region is in a floating state.

これらの構造をバルクシリコン基板に形成したフィールドシールド分離構造のものと比較した。図41の横軸は消費電力を発振周波数で規格化したものである。電圧は2V〜5Vの範囲であり、これらの電圧範囲内ではバルクシリコン基板上に形成した場合の遅延時間は薄膜SOI層に形成したものよりもはるかに大きい。これは、ソース/ドレイン領域の寄生容量(接合容量)がバルクシリコン基板上に形成したものより薄膜SOI基板上に形成した方が小さいことによる効果が現れているためである。   These structures were compared with those of a field shield isolation structure formed on a bulk silicon substrate. The horizontal axis of FIG. 41 represents the power consumption normalized by the oscillation frequency. Voltages range from 2V to 5V, and within these voltage ranges, the delay time when formed on a bulk silicon substrate is much greater than that formed on a thin SOI layer. This is because the effect is exhibited by the fact that the parasitic capacitance (junction capacitance) of the source / drain region is smaller on a thin-film SOI substrate than on a bulk silicon substrate.

次に、図42を参照して、図41と同様の構造における電源電圧に対する消費電力を比較した場合について説明する。図41で示したリングオシレータのように、バルクシリコン基板上に形成した消費電力は、薄膜SOI層に形成したものよりはるかに大きい。次に、薄膜SOI層上に形成された2種類の分離構造で消費電力を比較すると、電源電圧が低いとき(2〜3V)には、両者では差がないが電源電圧が高くなると(4〜5V)、フィールド分離の消費電力はバルクシリコン基板上に形成した場合よりも大きくなってしまい、本来SOI基板の特徴である低消費電力という特性が得られない。   Next, with reference to FIG. 42, a case where the power consumption with respect to the power supply voltage in the same structure as in FIG. 41 is compared will be described. Like the ring oscillator shown in FIG. 41, the power consumption formed on the bulk silicon substrate is much larger than that formed on the thin film SOI layer. Next, comparing the power consumption of the two types of isolation structures formed on the thin film SOI layer, when the power supply voltage is low (2 to 3 V), there is no difference between the two, but when the power supply voltage is high (4 to 4 V). 5V), the power consumption of the field isolation becomes larger than that when formed on a bulk silicon substrate, and the characteristic of low power consumption, which is a characteristic of an SOI substrate, cannot be obtained.

これは、上述したように、寄生バイポーラ動作によりソース/ドレイン間耐圧が低下することに起因している。しかし、フィールドシールド分離構造で基板電位を固定し、チャネル領域に蓄積したホールを引抜き、ソース/ドレイン間耐圧を向上させると、電源電圧が5Vまでバルクシリコン基板上に形成したリングオシレータの消費電力より低い値を実現することが可能となる。   This is because, as described above, the source-drain breakdown voltage decreases due to the parasitic bipolar operation. However, when the substrate potential is fixed by the field shield isolation structure, holes accumulated in the channel region are extracted, and the withstand voltage between the source and the drain is improved, the power consumption of the ring oscillator formed on the bulk silicon substrate up to 5 V is lower than that of the ring oscillator. A low value can be realized.

以上のように、基板電位を固定した半導体装置においては、SOI構造の特徴を生かしつつ、かつ、SOI基板上に形成されるMOS電界効果トランジスタの最大の欠点であったソース/ドレイン間耐圧を向上させることが可能となり、電源電圧が高い領域において、換言すればバルクシリコン基板上の回路と同様の電源電圧の回路動作を可能にすることができる。   As described above, in the semiconductor device in which the substrate potential is fixed, the breakdown voltage between the source and the drain, which is the biggest defect of the MOS field effect transistor formed on the SOI substrate, is improved while utilizing the features of the SOI structure. In a region where the power supply voltage is high, in other words, a circuit operation with the same power supply voltage as a circuit on a bulk silicon substrate can be performed.

次に、この発明に基づいた第10の実施例について、図43ないし図48を参照して説明する。この実施例においては、nMOS電界効果トランジスタ形成領域140の配線層152およびコンタクト層156と、SOI領域148とのコンタクトおよびpMOS電界効果トランジスタ形成領域142の配線層150およびコンタクト層154と、SOI領域146とのコンタクトの取り方について説明する。   Next, a tenth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the wiring layer 152 and the contact layer 156 in the nMOS field effect transistor formation region 140, the contact with the SOI region 148 and the wiring layer 150 and the contact layer 154 in the pMOS field effect transistor formation region 142, and the SOI region 146 How to make contact with the user will be described.

この実施例においては、フィールドシールドゲート電極108,110と、SOI領域146,148との電位を別々に設定する場合について説明する。フィールドシールドゲート電極108,110と、SOI領域146,148とを別々の電位に設定する場合には、フィールドシールドゲート電極108,110と、配線層150,152とを電気的に接触させないように形成する必要がある。またこの場合、ホールおよび電子を引き抜きやすくするために、SOI領域146,148において、配線層150および152との接触部分の領域146b,148bの領域は、他の領域146a,148aよりも不純物濃度が高く設定されている。なお、図43に示す断面図は、図44に示す平面図のC−C線矢視断面図である。   In this embodiment, a case where the potentials of the field shield gate electrodes 108 and 110 and the SOI regions 146 and 148 are separately set will be described. When the field shield gate electrodes 108 and 110 and the SOI regions 146 and 148 are set to different potentials, the field shield gate electrodes 108 and 110 and the wiring layers 150 and 152 are formed so as not to be in electrical contact. There is a need to. In this case, in order to facilitate extraction of holes and electrons, in the SOI regions 146 and 148, the regions of the regions 146b and 148b in contact with the wiring layers 150 and 152 have a higher impurity concentration than the other regions 146a and 148a. It is set high. The cross-sectional view shown in FIG. 43 is a cross-sectional view taken along line CC of the plan view shown in FIG.

次に、図43に示された半導体装置の製造工程について、図45ないし図48を参照して説明する。まず、図45を参照して、シリコン基板120の上に、埋込酸化膜122が形成されている。この埋込酸化膜122の上には、nMOS電界効果トランジスタの活性領域104またはpMOS電界効果トランジスタの活性領域106が形成されている。nMOS電界効果トランジスタの活性領域104およびpMOS電界効果トランジスタの活性領域106の上には、ゲート酸化膜164が形成されている。このゲート酸化膜164の上には、フィールドシールドゲート層110,108が形成されている。   Next, a manufacturing process of the semiconductor device shown in FIG. 43 will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. 45, a buried oxide film 122 is formed on a silicon substrate 120. On the buried oxide film 122, the active region 104 of the nMOS field effect transistor or the active region 106 of the pMOS field effect transistor is formed. A gate oxide film 164 is formed on the active region 104 of the nMOS field effect transistor and the active region 106 of the pMOS field effect transistor. Field shield gate layers 110 and 108 are formed on gate oxide film 164.

次に、図46を参照して、フィールドシールドゲート層110,108を写真製版技術を用いて所定の形状にパターニングを行ない、フィールドシールドゲート電極110,108にパターニングを行なう。その後、シリコン基板120の表面全体を層間絶縁膜162により覆う。次に、図47を参照して、写真製版技術を用いて、フィールドシールドゲート電極110,108の間の領域に、nMOS電界効果トランジスタの活性領域104またはpMOS電界効果トランジスタの活性領域106の表面が露出するコンタクトホール153を開口する。次に、図48を参照して、このコンタクトホール153内にコンタクト層154、156を形成しさらに配線層150,152を形成することにより、図43に示す構造を有する半導体装置が完成する。   Next, referring to FIG. 46, the field shield gate layers 110 and 108 are patterned into a predetermined shape using photolithography, and the field shield gate electrodes 110 and 108 are patterned. After that, the entire surface of the silicon substrate 120 is covered with the interlayer insulating film 162. Next, referring to FIG. 47, the surface of the active region 104 of the nMOS field effect transistor or the active region 106 of the pMOS field effect transistor is formed in the region between the field shield gate electrodes 110 and 108 by using photolithography. An exposed contact hole 153 is opened. Next, referring to FIG. 48, by forming contact layers 154 and 156 in contact hole 153 and forming wiring layers 150 and 152, a semiconductor device having the structure shown in FIG. 43 is completed.

次に、この発明に基づいた第11の実施例について、図を参照して説明する。上述した第10の実施例においては、フィールドシールドゲート電極108,110とSOI領域146,148との電位を別々に設定する場合の構造について述べたが、本実施例においては、フィールドシールドゲート電極108,110とSOI領域146,148との電位を同一に設定する場合の構造について示している。   Next, an eleventh embodiment based on the present invention will be described with reference to the drawings. In the above-described tenth embodiment, the structure in the case where the potentials of the field shield gate electrodes 108 and 110 and the SOI regions 146 and 148 are set separately has been described. , 110 and the SOI regions 146, 148 have the same potential.

まず、図49を参照して、図43に示す構造と比較した場合、フィールドシールドゲート電極108,110とコンタクト層154,156とが接触するように配置されている。これにより、フィールドシールドゲート電極108,110の電位と、SOI領域146,148との電位を同一にすることができる。なお、配線層150,152およびコンタクト層154、156とフィールドシールドゲート電極108,110とのコンタクトについては、たとえばコンタクト領域における平面形状が図50〜図52に示すような種々の構成を取ることが可能である。   First, referring to FIG. 49, when compared with the structure shown in FIG. 43, field shield gate electrodes 108 and 110 and contact layers 154 and 156 are arranged so as to be in contact with each other. Thus, the potentials of field shield gate electrodes 108 and 110 and the potentials of SOI regions 146 and 148 can be made equal. The contacts between the wiring layers 150 and 152 and the contact layers 154 and 156 and the field shield gate electrodes 108 and 110 may have various configurations as shown in FIGS. It is possible.

次に、図49に示す構造を得るの製造方法について図53〜図58を参照して説明する。まず、図53を参照して、シリコン基板120の上に、埋込酸化膜122が形成されている。この埋込酸化膜122の上には、nMOS電界効果トランジスタの活性領域104またはpMOS電界効果トランジスタの活性領域106が形成されている。この電界効果トランジスタの活性領域104,106の上には、ゲート酸化膜164が形成されている。さらに、このゲート酸化膜164の上には、所定の形状にパターニングされたフィールドシールドゲート電極108,110が形成されている。   Next, a manufacturing method for obtaining the structure shown in FIG. 49 will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. 53, a buried oxide film 122 is formed on a silicon substrate 120. On the buried oxide film 122, the active region 104 of the nMOS field effect transistor or the active region 106 of the pMOS field effect transistor is formed. A gate oxide film 164 is formed on active regions 104 and 106 of the field effect transistor. Further, on the gate oxide film 164, field shield gate electrodes 108 and 110 patterned into a predetermined shape are formed.

次に、図54を参照して、シリコン基板120の表面全面を層間絶縁膜162で覆う。次に、図55を参照して、層間絶縁膜162の上に所定のパターンを有するレジスト膜166を形成し、異方性エッチングおよび等方性エッチングを用いて、層間絶縁膜162の一部を除去する。   Next, referring to FIG. 54, the entire surface of silicon substrate 120 is covered with interlayer insulating film 162. Next, referring to FIG. 55, a resist film 166 having a predetermined pattern is formed on interlayer insulating film 162, and a part of interlayer insulating film 162 is formed using anisotropic etching and isotropic etching. Remove.

次に、図56を参照して、レジスト膜166をマスクとして、フィールドシールドゲート電極108,110のパターニングを行なう。さらに、図57を参照して、レジスト膜166をマスクとして、シリコン酸化膜164のエッチングを行なう。その後、図58を参照して、レジスト膜166を除去した後、配線層150,152を堆積することにより、図49に示す構造の半導体装置が完成する。   Next, referring to FIG. 56, patterning of field shield gate electrodes 108 and 110 is performed using resist film 166 as a mask. Further, referring to FIG. 57, silicon oxide film 164 is etched using resist film 166 as a mask. Thereafter, referring to FIG. 58, after removing resist film 166, wiring layers 150 and 152 are deposited to complete the semiconductor device having the structure shown in FIG.

次に、この発明に基づいた第12の実施例について、図を参照して説明する。この実施例においては、活性領域へのコンタクトとフィールドシールドゲート電極へのコンタクトとの関係について説明する。   Next, a twelfth embodiment based on the present invention will be described with reference to the drawings. In this embodiment, the relationship between the contact to the active region and the contact to the field shield gate electrode will be described.

図59を参照して、活性領域170の上に、ゲート電極172が所定の位置に配置されている。ゲート電極172の上には、フィールドシールドゲート電極178が設けられている。活性領域へのコンタクト(以下ボディコンタクトと称す)領域176およびボディコンタクト174と、フィールドシールドゲート電極コンタクト180とは、それぞれ反対の方向に引出して形成されている。   Referring to FIG. 59, a gate electrode 172 is arranged at a predetermined position on active region 170. On the gate electrode 172, a field shield gate electrode 178 is provided. A contact (hereinafter referred to as a body contact) region 176 and a body contact 174 to the active region, and a field shield gate electrode contact 180 are formed to extend in opposite directions.

次に、図60を参照して、活性領域170が並列して配置されている場合には、ボディコンタクト領域176およびボディコンタクト174を共通として、フィールドシールドゲート電極178のフィールドシールドゲート電極コンタクト180を相反する方向に設けるようにすることも可能である。   Next, referring to FIG. 60, when active regions 170 are arranged in parallel, field shield gate electrode contact 180 of field shield gate electrode 178 is shared with body contact region 176 and body contact 174 in common. It is also possible to provide them in opposite directions.

次に、この発明に基づいた第13の実施例について、図61を参照して説明する。上述した第12の実施例においては、ボディコンタクトを、活性領域170の外側において設けていたが、本実施例においては活性領域170とのボディコンタクトを活性領域170の内側に設けている。   Next, a thirteenth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIG. In the twelfth embodiment described above, the body contact is provided outside the active region 170. In this embodiment, the body contact with the active region 170 is provided inside the active region 170.

まず、本実施例におけるフィールドシールドゲート電極178は、MOS電界効果トランジスタのゲート電極172が延びる方向に対して直交する方向に延びる主フィールドシールドゲート電極178aと、この主フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副フィールドシールドゲート電極178bとが備えられている。さらに、この2本の副フィールドシールドゲート電極間において、ボディコンタクト領域176が形成され、ボディコンタクト174を形成している。このボディコンタクト領域174は、電界効果トランジスタのチャネル領域よりも同じ不純物濃度がそれ以上の濃度になるように不純物濃度が設定されている。   First, the field shield gate electrode 178 in this embodiment includes a main field shield gate electrode 178a extending in a direction orthogonal to the direction in which the gate electrode 172 of the MOS field effect transistor extends, and a field shield gate electrode 178a orthogonal to the main field shield gate electrode. And a sub-field shield gate electrode 178b. Further, a body contact region 176 is formed between the two sub-field shield gate electrodes to form a body contact 174. The impurity concentration of body contact region 174 is set such that the same impurity concentration is higher than that of the channel region of the field effect transistor.

次に、この発明に基づいた第14の実施例について、図62を参照して説明する。この実施例においては、ゲート電極172内において、MOS電界効果トランジスタのゲート電極として用いられない2本のゲート電極182を用いて、これらのゲート電極182をフィールドシールドゲート電極として用いて、フィールドシールド分離を行なうようにしたものである。このような構造を用いることにより、新たな分離領域を形成する必要がなく、不使用のゲート電極を用いることができるために、半導体装置の高集積化を図ることが可能となる。   Next, a fourteenth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIG. In this embodiment, in the gate electrode 172, two gate electrodes 182 not used as the gate electrodes of the MOS field-effect transistors are used, and these gate electrodes 182 are used as field shield gate electrodes to form a field shield isolation. Is performed. By using such a structure, it is not necessary to form a new isolation region, and an unused gate electrode can be used. Therefore, high integration of a semiconductor device can be achieved.

次に、この発明に基づいた第15の実施例について、図63および図64を参照して説明する。まず、図63を参照して、本実施例における半導体装置によれば、活性領域202の上にMOS電界効果トランジスタを構成するゲート電極208が配置され、このゲート電極208の上にフィールドシールドゲート電極204が配置されている。   Next, a fifteenth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. First, referring to FIG. 63, according to the semiconductor device of this embodiment, a gate electrode 208 constituting a MOS field effect transistor is arranged on active region 202, and a field shield gate electrode is formed on gate electrode 208. 204 are arranged.

上述した、実施例12ないし実施例14の構造からもわかるように、フィールドシールドゲート電極は、本来活性領域202の外側へ延び出している必要がある。しかしながら、本実施例においては、フィールドシールドゲート電極204を活性領域202から延び出す代わりに、フィールドシールドゲート電極204の下方に位置する活性領域202に凹部206を設けることにより、フィールドシールドゲート電極204を活性領域202内に形成することができるようにしたものである。   As can be seen from the structures of the twelfth through fourteenth embodiments, the field shield gate electrode must originally extend outside the active region 202. However, in the present embodiment, instead of extending the field shield gate electrode 204 from the active region 202, a recess 206 is provided in the active region 202 located below the field shield gate electrode 204, so that the field shield gate electrode 204 is It can be formed in the active region 202.

このようにフィールドシールドゲート電極204に凹部206を設けることにより、図64を参照して、活性領域202が並列して形成される場合においては、活性領域202の間隔yを最小分離幅に設定することが可能となる。したがって、半導体装置の高集積化を図ることが可能となる。   By providing recesses 206 in field shield gate electrode 204 in this manner, referring to FIG. 64, when active regions 202 are formed in parallel, spacing y between active regions 202 is set to the minimum separation width. It becomes possible. Therefore, high integration of the semiconductor device can be achieved.

次に、この発明に基づいた第16の実施例について図65および図66を参照して説明する。本実施例においては、pMOS電界効果トランジスタ形成領域210と、nMOS電界効果トランジスタ形成領域212とを交互に配置するときの構造について説明する。なお、図66は、図65中D−D線矢視断面図である。   Next, a sixteenth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, a structure in which pMOS field effect transistor forming regions 210 and nMOS field effect transistor forming regions 212 are alternately arranged will be described. FIG. 66 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG.

両図を参照して、pMOS電界効果トランジスタ形成領域210には、pMOS電界効果トランジスタの活性領域214が形成され、このpMOS電界効果トランジスタの活性領域214には、pMOS電界効果トランジスタのゲート電極218が所定の位置に配置されている。また、ゲート電極218の上には、フィールドシールドゲート電極222が配置されている。   Referring to both figures, an active region 214 of a pMOS field effect transistor is formed in a pMOS field effect transistor forming region 210, and a gate electrode 218 of the pMOS field effect transistor is formed in the active region 214 of the pMOS field effect transistor. It is arranged at a predetermined position. On the gate electrode 218, a field shield gate electrode 222 is arranged.

一方、nMOSトランジスタ形成領域212には、nMOS電界効果トランジスタの活性領域216が設けられ、このnMOS電界効果トランジスタの活性領域の上にはnMOS電界効果トランジスタのゲート電極220が所定の位置に配置されている。さらに、このゲート電極220の上には、フィールドシールドゲート電極224が配置されている。   On the other hand, an active region 216 of the nMOS field effect transistor is provided in the nMOS transistor formation region 212, and a gate electrode 220 of the nMOS field effect transistor is arranged at a predetermined position on the active region of the nMOS field effect transistor. I have. Further, a field shield gate electrode 224 is arranged on the gate electrode 220.

さらに、pMOS電界効果トランジスタ形成領域210とnMOS電界効果トランジスタ形成領域212との界面部分には、n型のボディコンタクト領域226と、p型のボディコンタクト領域228が形成されている。n型ボディコンタクト領域226には、電源電位(Vcc)か、それ以上の電位に固定されている。またp型ボディコンタクト領域28は、グランド電位(GND)か、それ以下の電位に固定されている。   Further, an n-type body contact region 226 and a p-type body contact region 228 are formed at the interface between the pMOS field effect transistor forming region 210 and the nMOS field effect transistor forming region 212. The n-type body contact region 226 is fixed at a power supply potential (Vcc) or higher. The p-type body contact region 28 is fixed to a ground potential (GND) or a potential lower than the ground potential.

このように、n型ボディコンタクト領域226およびp型ボディコンタクト領域228を設けることにより、インパクトイオン化によって発生した余分なキャリアを引抜き、チャネル電位の上昇を防ぐことができるため、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。   By providing the n-type body contact region 226 and the p-type body contact region 228 in this manner, extra carriers generated by impact ionization can be extracted and a rise in the channel potential can be prevented. Can be improved.

次に、この発明に基づいた第17の実施例について図67および図68を参照して説明する。図68は、図67中E−E線矢視断面図である。上述した第16の実施例においては、n型ボディコンタクト領域226とp型ボディコンタクト領域228との界面に高電界が加わるために、耐圧が低下してしまうという問題点があった。この問題点を解決するために、本実施例においては、n型ボディコンタクト領域226とp型ボディコンタクト領域228との界面に最小分離幅の溝部230を設けている。このように溝部230を設けることにより、n型ボディコンタクト領域226とp型ボディコンタクト領域228とは電気的に分離されるために、高電圧が加わることはなく、耐圧の低下を引き起こすことがなくなる。   Next, a seventeenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 68 is a sectional view taken along line EE in FIG. 67. In the sixteenth embodiment described above, there is a problem that the withstand voltage is reduced because a high electric field is applied to the interface between the n-type body contact region 226 and the p-type body contact region 228. In order to solve this problem, in the present embodiment, a groove 230 having a minimum separation width is provided at the interface between the n-type body contact region 226 and the p-type body contact region 228. By providing groove portion 230 in this manner, n-type body contact region 226 and p-type body contact region 228 are electrically separated, so that a high voltage is not applied and a decrease in breakdown voltage does not occur. .

次に、この発明に基づいた第17の実施例について、図69および図70を参照して説明する。図70は、図69中E−E線矢視断面図である。上述した第16の実施例における問題点を解決する1つの構造として、第17の実施例においては、n型ボディコンタクト領域226とp型ボディコンタクト領域228との間に溝部230を形成するようにしているが、本実施例においては、n型ボディコンタクト領域226とp型ボディコンタクト領域228との界面に、さらに、不純物濃度が1×1016cm−3程度のn分離領域232とp分離領域234とを設けるようにしたものである。このような低濃度の不純物領域を設けることにより、電界を緩和することができるために、耐圧の低下を回避することができる。 Next, a seventeenth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 70 is a sectional view taken along line EE in FIG. As one structure for solving the problem in the sixteenth embodiment described above, in the seventeenth embodiment, a groove 230 is formed between an n-type body contact region 226 and a p-type body contact region 228. and that although, in this embodiment, the interface between the n-type body contact region 226 and the p-type body contact region 228, and further, the impurity concentration of about 1 × 10 16 cm -3 n - isolation region 232 and p - An isolation region 234 is provided. By providing such a low-concentration impurity region, the electric field can be reduced, so that a decrease in withstand voltage can be avoided.

次に、この発明に基づいた第19の実施例について図71を参照して説明する。上述した第18の実施例においては、n型ボディコンタクト領域226とp型ボディコンタクト領域228の界面にさらにn分離領域232とp分離領域234とを設けるようにしているが、トランジスタ形成領域におけるチャネル内のインパクトイオン化で発生して問題となるキャリアはホールであるために、図71に示すように、フィールドシールドゲート電極222,224の外側全体をp型の不純物で覆い、グランド電位に固定することで上記問題点を解決することも可能である。 Next, a nineteenth embodiment based on the present invention will be described with reference to FIG. In the eighteenth embodiment of the above, the interface further n of n-type body contact region 226 and the p-type body contact region 228 - the isolation region 232 p - but be provided with a separation region 234, transistor formation region Since carriers that are problematic due to impact ionization in the channel in the above are holes, as shown in FIG. 71, the entire outside of the field shield gate electrodes 222 and 224 is covered with p-type impurities and fixed to the ground potential. By doing so, the above problem can be solved.

次に、この発明に基づいた第20の実施例について、図72ないし図74を参照して説明する。第19の実施例で説明したように、チャネル内のインパクトイオン化で発生して問題となるキャリアはホールであるため、nMOS電界効果トランジスタのソース/ドレイン間耐圧のみに注目して対処する方法が考えられる。nMOS電界効果トランジスタのソース/ドレイン間の耐圧を向上させる構造として、ソース領域近傍のチャネル部分に、p型のチャネル部分よりも不純物濃度の高い領域を形成することで、ソース領域からの電子の注入を防止することができる。   Next, a twentieth embodiment according to the present invention will be described with reference to FIGS. As described in the nineteenth embodiment, since the carrier generated by impact ionization in the channel and causing a problem is a hole, a method is considered in which attention is paid only to the source / drain breakdown voltage of the nMOS field effect transistor. Can be As a structure for improving the withstand voltage between the source and the drain of the nMOS field effect transistor, a region having a higher impurity concentration than the p-type channel portion is formed in the channel portion near the source region, thereby injecting electrons from the source region. Can be prevented.

まず、図72を参照して、ゲート電極246の両側にソース領域240とドレイン領域242とが形成されている。ゲート電極246の下方のチャネル領域244の一方側には、ソース領域240近傍のチャネル領域24よりもp型の不純物濃度の高い領域252が形成されている。なお、図74を参照して、ゲート電極246の周囲には、フィールドシールド分離254が形成されている。   First, referring to FIG. 72, source region 240 and drain region 242 are formed on both sides of gate electrode 246. On one side of the channel region 244 below the gate electrode 246, a region 252 having a higher p-type impurity concentration than the channel region 24 near the source region 240 is formed. Referring to FIG. 74, a field shield isolation 254 is formed around gate electrode 246.

再び、図72を参照して、図72に示されるnMOS電界効果トランジスタの製造方法について説明する。まず、SOI層をフィールド分離した後、SOI層全面にp型の不純物であるボロンを1×1012cm−2程度のチャネル注入を行ない、ゲート電極を形成する。次に、1方向から1×1013cm−2程度のボロンを追加注入する。その後、通常のソース/ドレイン領域を形成することにより、トランジスタが完成する。以上により、図72および図73に示すように、ソース領域240の近傍のチャネル領域244に、チャネル領域244より不純物濃度の高い高濃度チャネル領域252が形成される。 Referring to FIG. 72 again, a method of manufacturing the nMOS field effect transistor shown in FIG. 72 will be described. First, after the SOI layer is field-separated, boron, which is a p-type impurity, is implanted in a channel of about 1 × 10 12 cm −2 over the entire surface of the SOI layer to form a gate electrode. Next, boron of about 1 × 10 13 cm −2 is additionally implanted from one direction. Thereafter, by forming normal source / drain regions, the transistor is completed. Thus, as shown in FIGS. 72 and 73, a high-concentration channel region 252 having a higher impurity concentration than the channel region 244 is formed in the channel region 244 near the source region 240.

このような不純物プロファイルを形成することにより、ドレイン領域242近傍のチャネル領域244でインパクトイオン化により発生したホールは、ソース領域240へ流れていく。このとき、高濃度チャネル領域252が設けているために、ソース領域240へのポテンシャルバリアが高くなり、これにより、ホールはソース領域240へ流入しにくくなり、ソース領域240からの電子の注入を抑制することが可能となる。   By forming such an impurity profile, holes generated by impact ionization in the channel region 244 near the drain region 242 flow to the source region 240. At this time, since the high-concentration channel region 252 is provided, the potential barrier to the source region 240 is increased, so that holes hardly flow into the source region 240 and the injection of electrons from the source region 240 is suppressed. It is possible to do.

(発明の効果)
この発明に基づいた半導体装置によれば、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを電気的に完全に分離することができ、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化を可能とし、また、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能なCMOS電界効果トランジスタ構造を得ることが可能になる。また、ラッチアップの発生を完全に防止することが可能となる。
(The invention's effect)
According to the semiconductor device according to the present invention, the first transistor formation region and the second transistor formation region can be completely electrically separated from each other, and high integration of a semiconductor device using an SOI substrate can be achieved. In addition, it is possible to obtain a CMOS field-effect transistor structure capable of realizing high-speed operation and high integration on an SOI substrate. Further, it is possible to completely prevent the occurrence of latch-up.

次に、この発明に基づいた半導体装置の他の局面によれば、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを分離するために、メサ分離領域を有している。これにより、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを電気的に完全に分離することができ、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化を可能とし、また、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能なCMOS電界効果トランジスタ構造を得ることが可能になる。また、ラッチアップの発生を完全に防止することができる。   Next, according to another aspect of the semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device has a mesa isolation region for isolating the first transistor formation region and the second transistor formation region. Accordingly, the first transistor formation region and the second transistor formation region can be electrically completely separated from each other, so that a semiconductor device using an SOI substrate can be highly integrated. It is possible to obtain a CMOS field-effect transistor structure capable of realizing high-speed operation and high integration. Further, the occurrence of latch-up can be completely prevented.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第1および第2のトランジスタ形成領域のそれぞれの半導体層を、別々に所定の電位に固定することができる。その結果、基板浮遊効果によるソース/ドレイン間耐圧の低下を防止することが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, each of the semiconductor layers in the first and second transistor formation regions can be separately fixed to a predetermined potential. As a result, it is possible to prevent a decrease in the breakdown voltage between the source and the drain due to the substrate floating effect.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、メサ分離領域の半導体層の端面部分に第3フィールドシールドゲート電極を有している。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device based on the present invention, a third field shield gate electrode is provided on an end face portion of the semiconductor layer in the mesa isolation region.

これにより、半導体層の両端部分にゲート電極により電圧が印加される。その結果、半導体層の端面部分の電位が抑えられるために、電界集中を防止し、さらに、リーク電流が流れることが防止されるため、半導体層の側壁やコーナ部分のしきい値電圧の低下を抑制することが可能となる。   Thus, a voltage is applied to both end portions of the semiconductor layer by the gate electrode. As a result, the potential at the end face portion of the semiconductor layer is suppressed, electric field concentration is prevented, and furthermore, leakage current is prevented from flowing. It can be suppressed.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第1の電極は第1フィールドシールドゲート電極と電気的に絶縁されて配置され、第2の電極は第2フィールドシールドゲート電極と電気的に絶縁されて配置されている。これにより、第1の電極および第2の電極は、半導体層と別々の電位に設定することが可能となる。     Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, the first electrode is disposed so as to be electrically insulated from the first field shield gate electrode, and the second electrode is disposed in the second field shield gate. It is arranged so as to be electrically insulated from the electrodes. Thus, the first electrode and the second electrode can be set at different potentials from the semiconductor layer.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第1の電極は第1フィールドシールドゲート電極と電気的に接続して配置され、第2の電極は第2フィールドシールドゲート電極と電気的に接続されて配置されている。これにより、第1の電極および第2の電極は、半導体層と同一の電位に設定することが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, the first electrode is arranged so as to be electrically connected to the first field shield gate electrode, and the second electrode is arranged in the second field shield gate. It is arranged so as to be electrically connected to the electrodes. Thus, the first electrode and the second electrode can be set to the same potential as the semiconductor layer.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、不使用領域のゲート電極を用いて、MOSトランジスタの分離を行なっている。これにより、分離領域を形成する必要がなくなるために、半導体装置の高集積化を図ることが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, the MOS transistor is separated by using the gate electrode in the unused area. Thus, it is not necessary to form an isolation region, so that high integration of a semiconductor device can be achieved.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第1フィールドシールドゲート電極の端部に位置する第1のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられ、第2フィールドシールドゲート電極の端部に位置する第2のトランジスタ形成領域に凹部が設けられている。これにより、第1および第2のフィールドシールドゲート電極を、第1および第2のMOS電界効果トランジスタ形成領域内に形成することが可能となる。その結果、MOS電界効果トランジスタ形成領域を並列して配置させる場合の間隔を最小分離幅にすることができる。したがって、半導体装置の高集積化が可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, a recess is provided in a first transistor formation region located at an end of a first field shield gate electrode, and a second field shield gate electrode is provided. Are formed in the second transistor formation region located at the end of the second transistor. This makes it possible to form the first and second field shield gate electrodes in the first and second MOS field effect transistor formation regions. As a result, the interval when the MOS field effect transistor forming regions are arranged in parallel can be made the minimum separation width. Therefore, high integration of the semiconductor device can be achieved.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域とを設けている。これにより、インパクトイオン化によって発生した余分なキャリアを、この不純物領域を用いて引抜き、チャネル電位の上昇を防止することができる。その結果、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。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, the first impurity region of the second conductivity type and the first impurity region of the first conductivity type are provided. As a result, excess carriers generated by impact ionization can be extracted by using the impurity regions, and an increase in channel potential can be prevented. As a result, the withstand voltage between the source and the drain can be improved.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域との界面に溝部を設けている。これにより、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域とを電気的に分離することができるために、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域との間に加わる高電界を緩和することが可能となり、半導体装置の耐圧の低下を防止することが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, a groove is provided at an interface between the first impurity region of the second conductivity type and the first impurity region of the first conductivity type. Thus, the first impurity region of the second conductivity type and the first impurity region of the first conductivity type can be electrically separated, so that the first impurity region of the second conductivity type and the first impurity region of the first conductivity type can be electrically separated. A high electric field applied between the first impurity region and the first impurity region can be reduced, and a decrease in breakdown voltage of the semiconductor device can be prevented.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域との間に、第2導電型の第1不純物領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第2不純物領域と、第1導電型の第1不純物領域よりも不純物濃度が低い第1導電型の第2不純物領域とを設けている。これにより、第2導電型の第1不純物領域と第1導電型の第1不純物領域との間の高電界を緩和し、半導体装置の耐圧低下を緩和することが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, a first conductive type first impurity region is provided between a second conductive type first impurity region and a first conductive type first impurity region. A second conductivity type second impurity region having an impurity concentration lower than the impurity region and a first conductivity type second impurity region having an impurity concentration lower than the first conductivity type first impurity region are provided. Accordingly, a high electric field between the first impurity region of the second conductivity type and the first impurity region of the first conductivity type can be reduced, and a decrease in breakdown voltage of the semiconductor device can be reduced.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、第1フィールドシールドゲート電極と第2フィールドシールドゲート電極との間の半導体層に、この半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の不純物領域を設けている。これにより、チャネル内におけるインパクトイオン化で発生したホールを引抜き、チャネル領域の電位の上昇を防止することが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, the semiconductor layer is held at a predetermined potential in the semiconductor layer between the first field shield gate electrode and the second field shield gate electrode. The first conductivity type impurity region is provided. As a result, holes generated by impact ionization in the channel can be extracted, and the potential of the channel region can be prevented from rising.

次に、この発明に基づいた半導体装置のさらに他の局面によれば、ソース領域の近傍に、このソース領域よりも不純物濃度が高い高濃度不純物領域を設けている。これにより、ドレイン領域近傍のチャネル領域でインパクトイオン化により発生したホールはソース領域近傍へ流れていく。このとき、高濃度不純物領域を設けているために、ソース領域へのポテンシャルバリアが高くなり、これによりホールはソース領域へ流入しにくくなり、ソース領域からの電子の注入を抑制することが可能となる。   Next, according to still another aspect of the semiconductor device according to the present invention, a high-concentration impurity region having an impurity concentration higher than that of the source region is provided near the source region. As a result, holes generated by impact ionization in the channel region near the drain region flow toward the source region. At this time, since the high-concentration impurity region is provided, the potential barrier to the source region is increased, so that holes are less likely to flow into the source region, and the injection of electrons from the source region can be suppressed. Become.

次に、この発明に基づいた半導体装置の製造方法によれば、第1のトランジスタ形成領域と第2のトランジスタ形成領域とを分離するための半導体層の主表面から絶縁層の主表面に達する第2フィールド酸化膜と、第1のトランジスタ形成領域内の第1フィールド酸化膜と、第2トランジスタ形成領域内の第2フィールド酸化膜とを容易に形成することが可能となる。その結果、SOI基板を用いた半導体装置の高集積化が可能となり、また、SOI基板上に高速動作および高集積化を実現することが可能な、第1導電型MOS電界トランジスタを含む第1トランジスタ形成領域と第2導電型MOS電界トランジスタを含む第2トランジスタ形成領域を有するCMOS電界効果トランジスタを備える半導体装置
を得ることが可能となる。
Next, according to the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the semiconductor device for separating the first transistor formation region and the second transistor formation region from the main surface of the semiconductor layer to reach the main surface of the insulating layer. The two-field oxide film, the first field oxide film in the first transistor formation region, and the second field oxide film in the second transistor formation region can be easily formed. As a result, high integration of a semiconductor device using an SOI substrate becomes possible, and a first transistor including a first conductivity type MOS field-effect transistor capable of realizing high-speed operation and high integration on an SOI substrate It is possible to obtain a semiconductor device including a CMOS field effect transistor having a formation region and a second transistor formation region including a second conductivity type MOS field transistor.

この発明に基づいた第1の実施例における半導体装置の第1断面図である。FIG. 1 is a first sectional view of a semiconductor device in a first embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第1の実施例における半導体装置の第2断面図である。FIG. 2 is a second sectional view of the semiconductor device in the first embodiment based on the present invention; この発明に基づいた第1の実施例における半導体装置の第1平面構造図である。FIG. 1 is a first plan structural view of a semiconductor device in a first embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第1の実施例における半導体装置の第2平面構造図である。FIG. 3 is a second plan structural view of the semiconductor device in the first embodiment based on the present invention. (a)、(b)は、この発明に基づいた第1の実施例における半導体装置の動作原理を示す模式図である。FIGS. 3A and 3B are schematic diagrams showing the operation principle of the semiconductor device according to the first embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第1製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第2製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第3製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a third manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第4製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第5製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a fifth manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第6製造工程を示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a sixth manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第2の実施例における半導体装置の第7製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a seventh manufacturing step of the semiconductor device in the second embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第1製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a first manufacturing step of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第2製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the semiconductor device in the third embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第3製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a third manufacturing step of the semiconductor device in the third embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第4製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第5製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a fifth manufacturing step of the semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第6製造工程を示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a sixth manufacturing step of the semiconductor device in the third embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第3の実施例における半導体装置の第7製造工程を示す断面図である。FIG. 16 is a sectional view showing a seventh manufacturing step of the semiconductor device in the third embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第1製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a sectional view showing a first manufacturing step of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第2製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a second manufacturing step of the semiconductor device in the fourth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第3製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a third manufacturing step of the semiconductor device according to the fourth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第4製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第5製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a fifth manufacturing step of the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第6製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a sixth manufacturing step of the semiconductor device in the fourth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第4の実施例における半導体装置の第7製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a seventh manufacturing step of the semiconductor device in the fourth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第1製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a first manufacturing step of a semiconductor device according to a fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第2製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a second manufacturing step of the semiconductor device according to the fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第3製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a third manufacturing step of the semiconductor device in the fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第4製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device according to the fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第5製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a fifth manufacturing step of the semiconductor device according to the fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第6製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a sectional view showing a sixth manufacturing step of the semiconductor device in the fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第5の実施例における半導体装置の第7製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a seventh manufacturing step of the semiconductor device in the fifth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第6の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 16 is a plan view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention. この発明に基づいた第7の実施例における半導体装置の断面構造図である。FIG. 14 is a sectional structural view of a semiconductor device according to a seventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第7の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 16 is a plan view of a semiconductor device according to a seventh embodiment of the present invention. この発明に基づいた第8の実施例における半導体装置の断面構造図である。FIG. 16 is a sectional structural view of a semiconductor device according to an eighth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第8の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 16 is a plan view of a semiconductor device according to an eighth embodiment of the present invention. この発明に基づいた第9の実施例における半導体装置の断面構造図である。FIG. 21 is a sectional structural view of a semiconductor device according to a ninth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第9の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 21 is a plan view of a semiconductor device according to a ninth embodiment of the present invention. この発明に基づいた半導体装置の効果を示す第1の図である。FIG. 3 is a first diagram showing the effect of the semiconductor device based on the present invention. この発明に基づいた半導体装置の効果を示す第2の図である。FIG. 4 is a second diagram showing the effect of the semiconductor device based on the present invention. この発明に基づいた第10の実施例における半導体装置の断面構造図である。FIG. 21 is a sectional structural view of a semiconductor device according to a tenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第10の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 21 is a plan structural view of a semiconductor device according to a tenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第10の実施例における半導体装置の第1製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a sectional view showing a first manufacturing step of a semiconductor device according to a tenth embodiment based on the present invention; この発明に基づいた第10の実施例における半導体装置の第2製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the semiconductor device in the tenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第10の実施例における半導体装置の第3製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a sectional view showing a third manufacturing step of the semiconductor device in the tenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第10の実施例における半導体装置の第4製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device according to the tenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の断面構造図である。FIG. 21 is a sectional structural view of a semiconductor device according to an eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置のコンタクト領域の形状を示す第1の図である。FIG. 35 is a first diagram showing a shape of a contact region of a semiconductor device according to an eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置のコンタクト領域の形状を示す第2の図である。FIG. 26 is a second diagram showing the shape of the contact region of the semiconductor device in the eleventh embodiment according to the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置のコンタクト領域の形状を示す第3の図である。FIG. 34 is a third diagram showing the shape of the contact region of the semiconductor device in the eleventh embodiment according to the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の第1製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing a first manufacturing step of the semiconductor device according to the eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の第2製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing a second manufacturing step of the semiconductor device according to the eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の第3製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a cross-sectional view showing a third manufacturing step of the semiconductor device according to the eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の第4製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a sectional view showing a fourth manufacturing step of the semiconductor device according to the eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の第5製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a sectional view showing a fifth manufacturing step of the semiconductor device according to the eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第11の実施例における半導体装置の第6製造工程を示す断面図である。FIG. 39 is a sectional view showing a sixth manufacturing step of the semiconductor device according to the eleventh embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第12の実施例における半導体装置の第1平面構造図である。FIG. 35 is a first plan structural view of a semiconductor device according to a twelfth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第12の実施例における半導体装置の第2平面構造図である。FIG. 35 is a second plan view showing the structure of a semiconductor device according to a twelfth embodiment of the present invention; この発明に基づいた第13の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 34 is a plan view of a semiconductor device according to a thirteenth embodiment of the present invention; この発明に基づいた第14の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 21 is a plan view of a semiconductor device according to a fourteenth embodiment of the present invention. この発明に基づいた第15の実施例における半導体装置の第1平面構造図である。FIG. 35 is a first plan structural view of a semiconductor device according to a fifteenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第15の実施例における半導体装置の第2平面構造図である。FIG. 35 is a second plan structural view of the semiconductor device in the fifteenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第16の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 35 is a plan view of a semiconductor device according to a sixteenth embodiment of the present invention. 図65中D−D線矢視断面図である。FIG. 66 is a cross-sectional view taken along line DD in FIG. 65. この発明に基づいた第17の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 47 is a plan view of a semiconductor device according to a seventeenth embodiment of the present invention. 図67中E−E線矢視断面図である。FIG. 67 is a sectional view taken along line EE in FIG. 67. この発明に基づいた第18の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 37 is a plan view of a semiconductor device according to an eighteenth embodiment based on the present invention. 図69中F−F線矢視断面図である。FIG. 69 is a sectional view taken along line FF in FIG. 69. この発明に基づいた第19の実施例における半導体装置の平面構造図である。FIG. 39 is a plan view of a semiconductor device according to a nineteenth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第20の実施例における半導体装置の断面構造図である。FIG. 21 is a sectional structural view of a semiconductor device according to a twentieth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第20の実施例における半導体装置の第1平面構造図である。FIG. 39 is a first plan structural view of a semiconductor device according to a twentieth embodiment based on the present invention. この発明に基づいた第20の実施例における半導体装置の第2平面構造図である。FIG. 35 is a second plan structural view of a semiconductor device according to a twentieth embodiment based on the present invention. 従来技術における半導体装置の平面構造図である。It is a top view of the semiconductor device in the prior art. 図75中A−A矢視線断面図である。FIG. 76 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 75. 図75中X−X線矢視断面図である。75 is a sectional view taken along line XX in FIG. 75. 従来技術における半導体装置の平面構造を示す部分拡大図である。FIG. 4 is a partially enlarged view showing a planar structure of a semiconductor device in a conventional technique. (a)は3入力NANDゲートのブロック図である。(b)は3入力NANDゲートの回路図である。(A) is a block diagram of a three-input NAND gate. (B) is a circuit diagram of a three-input NAND gate. 3入力NANDゲートを実現した半導体装置の平面構造図である。FIG. 3 is a plan structural view of a semiconductor device implementing a three-input NAND gate. バルク電界効果トランジスタの空乏層の広がりを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the expansion of a depletion layer of a bulk field effect transistor. SOI電界効果トランジスタにおける空乏層の広がりを示す模式図である。FIG. 3 is a schematic diagram showing the expansion of a depletion layer in an SOI field-effect transistor. 図81に示すMOS電界効果トランジスタのドレイン電流とドレイン電圧の関係を示す図である。FIG. 81 is a diagram showing a relationship between a drain current and a drain voltage of the MOS field-effect transistor shown in FIG. 81. 図82に示すMOS電界効果トランジスタのドレイン電流とドレイン電圧の関係を示す図である。FIG. 83 is a view showing the relationship between the drain current and the drain voltage of the MOS field effect transistor shown in FIG. 82. 基板浮遊効果を説明するための第1の図である。It is a 1st figure for demonstrating a substrate floating effect. (a)、(b)は、基板浮遊効果を説明するための第2の図である。(A), (b) is the 2nd figure for demonstrating a board | substrate floating effect. 従来技術における基板浮遊効果を解消するための半導体装置の平面構造図である。It is a plane structure figure of a semiconductor device for eliminating a substrate floating effect in a conventional technology.

符号の説明Explanation of reference numerals

2,120 シリコン基板、4,122 埋込酸化膜、6 pMOS/FET活性領域、8 nMOS/FET活性領域、10 第1フィールド酸化膜、12 第2フィールド酸化膜、16,18 電位固定電極、20 p型の電位固定領域、22 n型の電位固定領域。なお、図中同一符号は、同一または相当部分を示す。   2,120 silicon substrate, 4,122 buried oxide film, 6 pMOS / FET active region, 8 nMOS / FET active region, 10 first field oxide film, 12 second field oxide film, 16, 18 potential fixed electrode, 20 p-type potential fixed region, 22 n-type potential fixed region. The same reference numerals in the drawings indicate the same or corresponding parts.

Claims (24)

絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面から前記絶縁層の主表面に達するように設けられ、前記第1のトランジスタ形成領域と前記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのフィールド酸化膜と、を備え、
前記半導体層の前記第1のトランジスタ形成領域に、前記半導体層を第1の電位に固定するため電気的に接続された第1の電極と、
前記半導体層の前記第2のトランジスタ形成領域に、前記半導体層を第2の電位に固定するため電気的に接続された第2の電極と、
を含む、半導体装置。
A semiconductor layer provided on a main surface of the insulating layer,
A plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a first field shield gate electrode for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A first transistor formation region including:
A plurality of second conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A second transistor formation region including:
A field oxide film provided so as to reach the main surface of the insulating layer from the main surface of the semiconductor layer and separating the first transistor formation region and the second transistor formation region;
A first electrode electrically connected to the first transistor formation region of the semiconductor layer to fix the semiconductor layer at a first potential;
A second electrode electrically connected to the second transistor formation region of the semiconductor layer to fix the semiconductor layer at a second potential;
And a semiconductor device.
絶縁層の主表面上に設けられた半導体層と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、
前記第1のトランジスタ形成領域と前記第2のトランジスタ形成領域とを分離するためのメサ分離領域と、を備え、
前記半導体層の前記第1のトランジスタ形成領域に、前記半導体層を第1の電位に固定するため電気的に接続された第1の電極と、
前記半導体層の前記第2のトランジスタ形成領域に、前記半導体層を第2の電位に固定するため電気的に接続された第2の電極と、
を含む、半導体装置。
A semiconductor layer provided on a main surface of the insulating layer,
A plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a first field shield gate electrode for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A first transistor forming region including:
A plurality of second conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A second transistor formation region including:
A mesa isolation region for isolating the first transistor formation region and the second transistor formation region;
A first electrode electrically connected to the first transistor formation region of the semiconductor layer to fix the semiconductor layer at a first potential;
A second electrode electrically connected to the second transistor formation region of the semiconductor layer to fix the semiconductor layer at a second potential;
And a semiconductor device.
前記メサ分離領域の前記半導体層の端面部分に、第3フィールドシールドゲート電極を有する、請求項2に記載の半導体装置。   3. The semiconductor device according to claim 2, further comprising a third field shield gate electrode on an end surface of said semiconductor layer in said mesa isolation region. 4. 前記第1の電極は、前記第1フィールドシールドゲート電極と接触して配置することにより、互いに電気的に接続され、
前記第2の電極は、前記第2フィールドシールドゲート電極と接触して配置することにより、互いに電気的に接続された、
請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
The first electrodes are electrically connected to each other by being arranged in contact with the first field shield gate electrode,
The second electrodes are electrically connected to each other by being arranged in contact with the second field shield gate electrode.
The semiconductor device according to claim 1.
前記第1フィールドシールドゲート電極は、
前記第1導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極が延びる方向に対して直交する方向に延びる主第1フィールドシールドゲート電極と、この主第1フィールドシールドゲート電極に直交する2本の副第1フィールドシールドゲート電極とを備え、この2本の副第1フィールドシールドゲート電極間において第2導電型不純物領域を設け、この第2導電型不純物領域の表面に前記第1の電極が設けられた、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
The first field shield gate electrode includes:
A main first field shield gate electrode extending in a direction orthogonal to a direction in which the gate electrode of the first conductivity type MOS field effect transistor extends, and two sub first fields orthogonal to the main first field shield gate electrode And a shield gate electrode, wherein a second conductivity type impurity region is provided between the two sub-first field shield gate electrodes, and wherein the first electrode is provided on a surface of the second conductivity type impurity region. 3. The semiconductor device according to claim 1 or 2.
前記複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極のうち、その間に第1フィールドシールドゲート電極を介することなく互いに隣り合う任意の一対を、MOS電界効果トランジスタのゲート電極として用いずフィールドシールドゲート電極として用いるため、
この一対のフィールドシールドゲート電極に挟まれる前記半導体層の表面に第2導電型不純物領域を設け、この第2導電型不純物領域の表面に前記第1の電極を設ける、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
An arbitrary pair of the gate electrodes of the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors adjacent to each other without using a first field shield gate electrode therebetween is used as a gate electrode of the MOS field effect transistor. Because it is used as a gate electrode,
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a second conductivity type impurity region is provided on a surface of said semiconductor layer sandwiched between said pair of field shield gate electrodes, and said first electrode is provided on a surface of said second conductivity type impurity region. 3. The semiconductor device according to claim 1.
前記第2導電型不純物領域は、前記第1導電型MOS電界効果トランジスタのチャネル領域の第2導電型不純物濃度よりも高濃度である、請求項5または請求項6に記載の半導体装置。   7. The semiconductor device according to claim 5, wherein said second conductivity type impurity region has a higher concentration than a second conductivity type impurity concentration of a channel region of said first conductivity type MOS field effect transistor. 前記第1のトランジスタ形成領域の半導体層に設けられ、前記第1フィールドシールドゲート電極により他の活性領域から分離され、前記第1のトランジスタ形成領域の半導体層を所定の電位に保持するための第2導電型の第1不純物領域と、
前記第2のトランジスタ形成領域の半導体層に設けられ、前記第2フィールドシールドゲート電極により他の活性領域から分離され、前記第2のトランジスタ形成領域の半導体層を所定の電位に保持するための第1導電型の第1不純物領域と、を有する請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
A second transistor provided in the semiconductor layer of the first transistor formation region, separated from another active region by the first field shield gate electrode, and configured to maintain the semiconductor layer of the first transistor formation region at a predetermined potential; A first impurity region of two conductivity type;
A second field shield gate electrode provided on a semiconductor layer of the second transistor formation region, separated from another active region by the second field shield gate electrode, for maintaining the semiconductor layer of the second transistor formation region at a predetermined potential; The semiconductor device according to claim 1, further comprising a first impurity region of one conductivity type.
前記第1フィールドシールドゲート電極の端部に位置する前記第1のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられ、
前記第2フィールドシールドゲート電極の端部に位置する前記第2のトランジスタ形成領域に、凹部が設けられた、請求項1または請求項2に記載の半導体装置。
A recess is provided in the first transistor formation region located at an end of the first field shield gate electrode;
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a recess is provided in the second transistor formation region located at an end of the second field shield gate electrode. 4.
絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、
前記第1フィールドシールドゲート電極の外側の領域の前記第1トランジスタ形成領域に設けられ、前記第1トランジスタ形成領域を所定の電位に保持するための第2導電型の第1不純物領域と、
前記第2フィールドシールドゲート電極の外側の領域の前記第2トランジスタ形成領域に設けられ、前記第2トランジスタ形成領域を所定の電位に保持するための第1導電型の第2不純物領域と、を備え、
前記第1不純物領域と前記第2不純物領域とによって、前記第1トランジスタ形成領域と前記第2トランジスタ形成領域との電気的分離が実現される、半導体装置。
A semiconductor layer provided on a main surface of the insulating layer,
A plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a first field shield gate electrode for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A first transistor formation region including:
A plurality of second conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A second transistor formation region including:
A first impurity region of a second conductivity type, which is provided in the first transistor formation region outside of the first field shield gate electrode and holds the first transistor formation region at a predetermined potential;
A second impurity region of a first conductivity type, which is provided in the second transistor formation region outside of the second field shield gate electrode and holds the second transistor formation region at a predetermined potential. ,
A semiconductor device, wherein the first impurity region and the second impurity region realize electrical separation between the first transistor formation region and the second transistor formation region.
前記第1不純物領域と前記第2不純物領域とは接するように設けられる、請求項10に記載の半導体装置。   The semiconductor device according to claim 10, wherein the first impurity region and the second impurity region are provided so as to be in contact with each other. 前記第1不純物領域と、前記第1フィールドシールドゲート電極とは電気的に接続し、
前記第2不純物領域と、前記第2フィールドシールドゲート電極とは電気的に接続する、請求項10に記載の半導体装置。
The first impurity region is electrically connected to the first field shield gate electrode;
The semiconductor device according to claim 10, wherein the second impurity region is electrically connected to the second field shield gate electrode.
前記第1不純物領域の外側に、前記第1不純物領域よりも不純物濃度が低い第2導電型の第3不純物領域を有し、
前記第2不純物領域の外側に、前記第2不純物領域よりも不純物濃度が低い第1導電型の第4不純物領域を有する、請求項10に記載の半導体装置。
A third impurity region of a second conductivity type having an impurity concentration lower than that of the first impurity region outside the first impurity region;
The semiconductor device according to claim 10, further comprising a first conductivity type fourth impurity region having a lower impurity concentration than the second impurity region, outside the second impurity region.
前記第2導電型はn型であり、
前記第2導電型MOS電界効果トランジスタのゲート電極下のソース領域の近傍に、p型のチャネル部分よりも不純物濃度が高い高濃度不純物領域を有する、請求項1、請求項2または請求項10のいずれかに記載の半導体装置。
The second conductivity type is an n-type;
11. The high-concentration impurity region having a higher impurity concentration than a p-type channel portion in the vicinity of a source region below a gate electrode of the second conductivity type MOS field effect transistor. The semiconductor device according to any one of the above.
絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールドシールドゲート電極と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールドシールドゲート電極と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、
前記第1フィールドシールドゲート電極の外側の領域であって、かつ前記第2フィールドシールドゲート電極の外側の領域にあたる領域の全体に形成され、接地電位に固定するためのp型の不純物領域とを備える、半導体装置。
A semiconductor layer provided on a main surface of the insulating layer,
A plurality of first conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a first field shield gate electrode for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A first transistor formation region including:
A plurality of second conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a second field shield gate electrode for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors, respectively; A second transistor formation region including:
A p-type impurity region formed on the entire region outside the first field shield gate electrode and outside the second field shield gate electrode, and fixed to a ground potential. , Semiconductor devices.
絶縁層の主表面上に設けられる半導体層と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第1導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第1フィールド酸化膜と、を含む第1のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面に設けられ、複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタと、この複数個の第2導電型MOS電界効果トランジスタをそれぞれ分離するための第2フィールド酸化膜と、を含む第2のトランジスタ形成領域と、
前記半導体層の主表面から前記絶縁層の主表面に達するように形成され、前記第1のトランジスタ形成領域と前記第2のトランジスタ形成領域とを分離するための第3フィールド酸化膜と、を備え、
前記半導体層の前記第1のトランジスタ形成領域に、
前記半導体層を第1の電位に固定するため電気的に接続された第1の電極と、
前記半導体層の前記第2のトランジスタ形成領域に、
前記半導体層を第2の電位に固定するため電気的に接続された第2の電極と、
を含む、半導体装置。
A semiconductor layer provided on a main surface of the insulating layer,
A plurality of first conductivity type MOS field effect transistors are provided on a main surface of the semiconductor layer and include a first field oxide film for separating the plurality of first conductivity type MOS field effect transistors. A first transistor formation region;
A plurality of second conductivity type MOS field effect transistors provided on a main surface of the semiconductor layer, and a second field oxide film for separating the plurality of second conductivity type MOS field effect transistors, respectively. A second transistor formation region;
A third field oxide film formed so as to reach the main surface of the insulating layer from the main surface of the semiconductor layer and separating the first transistor formation region and the second transistor formation region; ,
In the first transistor formation region of the semiconductor layer,
A first electrode electrically connected to fix the semiconductor layer at a first potential;
In the second transistor formation region of the semiconductor layer,
A second electrode electrically connected to fix the semiconductor layer at a second potential;
And a semiconductor device.
前記第1フィールド酸化膜と前記絶縁層との間の前記半導体層に設けられ、前記第1導電型MOS電界効果トランジスタが設けられた前記半導体層よりも高い不純物濃度を有する第2導電型不純物領域を備える、請求項16に記載の半導体装置。   A second conductivity type impurity region provided in the semiconductor layer between the first field oxide film and the insulating layer and having a higher impurity concentration than the semiconductor layer provided with the first conductivity type MOS field effect transistor; 17. The semiconductor device according to claim 16, comprising: 前記第1導電型MOS電界効果トランジスタは、前記半導体層表面から前記絶縁層に達するソース/ドレイン領域を備える、請求項16に記載の半導体装置。   17. The semiconductor device according to claim 16, wherein the first conductivity type MOS field effect transistor includes a source / drain region reaching the insulating layer from a surface of the semiconductor layer. 前記第1および第2フィールド酸化膜の膜厚は、前記第3フィールド酸化膜の膜厚よりも薄く設けられる、請求項16に記載の半導体装置。   17. The semiconductor device according to claim 16, wherein the first and second field oxide films have a smaller thickness than the third field oxide film. 前記第1および第2フィールド酸化膜と、前記第3フィールド酸化膜との表面高さが異なる、請求項16に記載の半導体装置。   17. The semiconductor device according to claim 16, wherein the first and second field oxide films have different surface heights from the third field oxide film. 基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上に酸化膜を形成し、選択酸化法を用いて前記絶縁膜に達する第1フィールド酸化膜を所定の位置に複数個形成する工程と、
前記第1フィールド酸化膜に挟まれた領域に、再び選択酸化法を用いて、前記第1フィールド酸化膜よりも薄い第2フィールド酸化膜を形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film on the substrate;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
Forming an oxide film on the semiconductor layer and forming a plurality of first field oxide films reaching the insulating film at predetermined positions using a selective oxidation method;
Forming a second field oxide film thinner than the first field oxide film in a region sandwiched by the first field oxide film again by using a selective oxidation method;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上に酸化膜を形成し、選択酸化法を用いて、第1の幅を有する第1フィールド酸化膜と、前記第1の幅よりも狭い第2の幅を有する第2フィールド酸化膜とを形成する工程と、
再び選択酸化法を用いて、第1フィールド酸化膜のみさらに酸化を行ない、前記絶縁膜に達するまで前記第1フィールド酸化膜の膜厚さを成長させる工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film on the substrate;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
An oxide film is formed on the semiconductor layer, and a first field oxide film having a first width and a second field oxide film having a second width smaller than the first width are formed by using a selective oxidation method. Forming a film and
Using the selective oxidation method again, further oxidizing only the first field oxide film and growing the thickness of the first field oxide film until reaching the insulating film;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜の上に窒化膜を形成する工程と、
前記窒化膜の上に所定のパターンを有するレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、前記半導体層の所定の深さまでエッチングを行ない、前記半導体層に所定深さの凹部を形成する工程と、
前記レジスト膜を除去した後、再び所定のパターンを有するレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、前記凹部と前記凹部との間に位置する窒化膜のパターニングを行なう工程と、
前記レジスト膜を除去した後、前記窒化膜をマスクとして、選択酸化法により、前記凹部における酸化膜が絶縁膜に達する第1のフィールド酸化膜と、前記凹部と前記凹部との間に第2のフィールド酸化膜とを形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film on the substrate;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
Forming an oxide film on the semiconductor layer;
Forming a nitride film on the oxide film;
Forming a resist film having a predetermined pattern on the nitride film, using the resist film as a mask, performing etching to a predetermined depth of the semiconductor layer, and forming a concave portion of a predetermined depth in the semiconductor layer; ,
Forming a resist film having a predetermined pattern again after removing the resist film, and patterning a nitride film located between the concave portion and the concave portion using the resist film as a mask;
After removing the resist film, using the nitride film as a mask, a first field oxide film in which the oxide film in the recess reaches the insulating film by a selective oxidation method, and a second field oxide film between the recess and the recess. Forming a field oxide film;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
前記絶縁膜の上に半導体層を形成する工程と、
前記半導体層の上に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜の上にバッファ層を形成する工程と、
前記バッファ層の上に窒化膜を形成する工程と、
前記窒化膜の上に第1の開口部と、この第1の開口部よりも幅の広い第2の開口部と
を有する第1のレジスト膜を形成し、このレジスト膜をマスクとして、前記バッファ層の表面が露出するまで前記窒化膜のエッチングを行なう工程と、
前記第1の開口部のみが充填されるように第2のレジスト膜を形成し、前記第1のレジスト膜と前記第2のレジスト膜とをマスクとして、前記バッファ層のエッチングを行なう工程と、
前記第1および第2のレジスト膜を除去した後窒化膜をマスクとして選択酸化法により、前記第2の開口部の位置に前記絶縁膜に達する第1のフィールド酸化膜と、前記第1の開口部の位置に第2のフィールド酸化膜とを形成する工程と、
を備えた半導体装置の製造方法。
Forming an insulating film on the substrate;
Forming a semiconductor layer on the insulating film;
Forming an oxide film on the semiconductor layer;
Forming a buffer layer on the oxide film;
Forming a nitride film on the buffer layer;
A first resist film having a first opening and a second opening wider than the first opening is formed on the nitride film, and the buffer is formed by using the resist film as a mask. Etching the nitride film until the surface of the layer is exposed;
Forming a second resist film so as to fill only the first opening, and etching the buffer layer using the first resist film and the second resist film as masks;
After removing the first and second resist films, a first field oxide film reaching the insulating film at the position of the second opening by a selective oxidation method using a nitride film as a mask; Forming a second field oxide film at the position of the portion;
A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
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