JP2007519239A - 直流ノード拡散領域の下に埋め込み酸化物を有さず、酸化物ホールを有する差別化soi構造 - Google Patents

直流ノード拡散領域の下に埋め込み酸化物を有さず、酸化物ホールを有する差別化soi構造 Download PDF

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Abstract

直流ノード拡散領域の下に埋め込み酸化物を設けず、すべてのデバイスのための本体接触部を有する選択的SOI構造を提供する。印加電圧Vdd、接地GND、基準電圧Vrefおよびその他の類似DCノードなどのDCノード拡散領域の直下に存在する埋め込み酸化物を設けずに、すべてのデバイスのための本体接触部を有する選択的SOI構造を提供する。本発明の選択的SOI構造をIC中に用いて回路の性能を改善することができる。本発明の選択的SOI構造は、上に配置された複数のSOIデバイスを有する上部Si含有層を備える絶縁体上シリコン(SOI)基板材料を含む。本SOIデバイスは、本体接触部領域を介して下地のSi含有基板と接触する。下地の埋め込み酸化物領域を備えないDCノード拡散領域がSOIデバイスの一つに隣接する。

Description

本発明は、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)半導体集積回路(IC)に関する。より詳しくは、本発明は、内部に存在するすべてのSOIデバイスのための本体接触部と、直流(DC)ノード拡散領域とを備える選択的SOI半導体構造に関する。DCノード拡散領域では、DCノードの直下に埋め込み酸化物は配置されていない。
半導体プロセス加工において、シリコン・オン・インシュレータ(SOI)技術は、高速集積回路の形成を可能にするので、ますます重要になりつつある。SOI技術では、絶縁材料、例えば埋め込み酸化物が、上部Si含有層を底部Si含有基板から電気的に絶縁する。当分野でしばしばSOI層と呼ばれる上部Si含有層は、一般に、トランジスタなどの活性デバイスが形成される層である。SOI技術を用いて形成されるデバイスは、対応するバルクのデバイスと比べると、例えばより高い性能、ラッチアップの欠如、より高い実装密度およびより低い電圧印加を含む多くの利点を提供する。
SOIデバイスが小さくなるにつれて、これらのデバイスは、デバイスの本体中の電荷蓄積の問題に直面するようになる。この電荷は、例えば、非接地体効果を含む多数の望ましいとは言えない効果を引き起こす可能性がある。SOIデバイス中の非接地体効果は、本体電荷状態の制御不能の結果として直接生じる広い範囲の電気的挙動を含む。非接地体効果のいくつかの例は、(1)デバイスの電気的履歴に依存するしきい値電圧Vt(デバイスの履歴によって本体電荷および有効逆バイアスが決まるので)、(2)ゲート電圧制御の悪化、(3)スナップバック電圧の低下、(4)静止動作のVt下勾配の低下、(5)動的動作のVt下勾配の増大、および(6)チャンネル電流オーバシュートである。特定のデバイスがこれらの効果に直面しないことを確実にするために、一般に、本体の電荷をすべて抜き出す方法として本体接触部を加える。
本体接触部を提供する一つの既知の手法は、デバイスのチャンネル領域の下でブランケット埋め込み酸化物からホールを切り離して、酸化物開口部を通ってデバイスチャンネル中の本体に接触し、バイアスをかけることである。この手法によって、例えば図1に示すような減法SOI基板が提供される。詳しくは、図1は、パターン化されたゲート誘電体18の上に配置されたパターン化されたゲート導電体20を有する減法SOI基板10を備える金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)構造を示す。これらのパターン化された材料層は、SOIチャンネル領域16、ソース/ドレイン領域15および埋め込み酸化物領域14を備える減法SOI基板10上に配置され、境界を点線で定められる埋め込み酸化物領域14の間の番号のない領域は、切り離された埋め込み酸化物を表す。切り離された酸化物の区域は、図に示した構造では本体接触部として使用される。図1には、トレンチ分離領域12も示される。
別の手法は、バルク技術で開始し、Siソース/ドレインの下に埋め込み酸化物を構築することである。埋め込み酸化物となる領域は、まずエッチングされた後、酸化される。この手法は、例えば図2に示すような加法SOI基板を提供する。詳しくは、図2は、パターン化されたゲート誘電体18の上に配置されるパターン化されたゲート導電体20を有する加法SOI基板11を備えるMOSFET構造を示す。これらのパターン化された材料層は、SOIチャンネル領域16、ソース/ドレイン領域15および埋め込み酸化物領域14を備える加法SOI基板11の上に配置される。図2には、トレンチ分離領域12も示した。図2に示した構造では、埋め込み酸化物の間の領域は、電界トランジスタデバイスの本体接触部として使用されることに注意する。従来技術の加法SOI基板のプロセス加工によると、埋め込み酸化物の形成時にSiプレートが崩壊する傾向がある。
図1および図2に示したSOIデバイスの両方で、活性Siソース/ドレイン領域15は、下の埋め込み酸化物14の層によってSi基板(特に示していない)から遮蔽される。チャンネル領域16および下地のSi含有基板の下に本体接触部が配置される。
実際のIC設計では、多くのソース/ドレイン領域は、まったく切り替わらない直流(DC)ノードである。特に、印加電圧VDDおよび接地GND領域にとって、埋め込み酸化物は実際には望ましくない。さらに、電力バス系統全体が、デバイス由来の拡散キャパシタンスによって安定化効果を失う。個々の回路では、電圧ノードが上下に変動しやすくなり、切り替え動作が遅延する。本体接触部は埋め込み酸化物から一定距離離れなければならないので、従来技術のレイアウトは、必要であるよりはるかに大きくなる傾向がある。
従来技術SOI技術の前記およびその他の問題を考慮すると、印加電圧Vdd、接地GND、基準電圧Vrefおよびその他類似のDCノードなど、DCノードの拡散部の直下に存在する埋め込み酸化物を設けずに、すべてのデバイスに本体接触部を有する選択的SOI構造を提供することが求められている。SOIデバイス活性切り替え動作ソース/ドレイン領域の下には酸化物が存在するが、DCノードの下には酸化物ホールが存在するので、本発明の選択SOI構造は、差別化SOI構造と呼ばれることがある。
本発明の選択的SOI構造をICに用いて回路の性能を改善することができる。本発明の選択的SOI構造を利用すると、最大30%の回路性能改善が可能である。その上、本発明の選択的SOI構造は、Si板の崩壊が回避される加法プロセスを用いる。
広義には、本発明の選択的SOI構造は、
本体接触部領域を介して下地のSi含有基板と接触する複数のSOIデバイスが上に配置された上部Si含有層を備えるシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板材料と、
前記SOIデバイスの一つに隣接するDCノード拡散領域と
を含み、前記DCノード拡散領域は、前記Si含有基板と接触する。すなわち、DCノード拡散領域は、下地の埋め込み酸化物領域を備えない。
本発明によると、SOIデバイスの活性ソース/ドレイン領域は、下に埋め込み酸化物材料を備えるが、DCノード拡散領域は、酸化物ホールを供える。上記で説明した選択的SOI構造をさまざまな回路設計レイアウトに使用して改善された回路性能を有するICを提供することができる。
上記で説明した選択的SOI構造では、少なくともSOI基板、前記SOI基板中のDCノード拡散領域、および前記SOI基板中の埋め込み絶縁体材料を備えるIC中に用いられる半導体基板が提供され、前記DCノード拡散領域は、前記SOI基板の下地のSi含有基板と接触する。すなわち、DCノード拡散領域は、下地の埋め込み酸化物を備えない。その代わり、DCノード拡散領域の下には酸化物ホールが配置される。
次に、本出願に付属する図面を参照して、選択的SOI構造と、さまざまなIC中における選択的SOI構造の使用とを提供する本発明をより詳細に説明する。本出願に付属する図面は、一定の比率で描かれているのではなく、従って、本発明は、図面から確認することができるいかなる寸法にも限定されないことに注意する。
まず、本発明の選択的SOI構造50の簡単な断面図を提供する図3を参照する。本発明の選択的SOI構造50は、SOI基板52の表面に配置された、MOSFETなどの複数の半導体デバイス54を有するシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板52を備える。図3には、例を示すために二つの半導体デバイス54を示した。
各半導体デバイス54は、パターン化されたゲート誘電体58の上に配置されたパターン化されたゲート導電体56を備える。SOI基板52の上部Si含有層68には、ソース/ドレイン拡散領域60が配置される。半導体デバイス54のそれぞれの下には、チャンネル領域62が配置される。チャンネル領域62は、それぞれの側でソース/ドレイン拡散領域60と境界を接する。
本発明によると、選択的SOI構造50は、SOI基板52の上部Si含有層68と下地のSi含有基板72との接触を可能にする本体接触部領域64を備える。各半導体デバイスのチャンネル領域62の直下に埋め込み絶縁体酸化物70は配置されない。本体接触部領域64が存在すれば、本発明の背景技術の節で言及した非接地体効果は取り除かれる。
上記の構造要素に加えて、本発明の構造は、SOI基板52の中に配置された少なくとも一つのDCノード拡散領域74を備える。図に示したように、DCノード拡散領域74は、図3に示したMOSFETデバイス54の周縁に配置される。
本発明によると、DCノード拡散領域74の下に埋め込み酸化物70は配置されない。その代わり、DCノード拡散領域74は、SOI基板52の底部Si含有基板72と接触する。すなわち、DCノード拡散領域74の下には酸化物ホールが存在する。
上記で示したように、SOI基板52は、上部Si含有層68、埋め込み酸化物70領域、および底部Si含有基板72を備える。本出願を通じて用いられる用語「Si含有」は、少なくともシリコンを含む半導体を示す。そのようなSi含有材料を説明する例は、Si、SiGe、SiC、SiGeC、Si/Si、Si/SiCおよびSi/SiGeCを含むが、それらに限定されない。層68および72のSi含有材料は、ドーピングされてもよく、あるいはドーピングされなくてもよい。
SOI基板52の上部Si含有層68は、一般的に約50から約200nmの厚さを有し、約75から約100nmの厚さがより一般的である。底部Si含有基板72の厚さは、一般的に約700から約750nmである。
本発明で使用される埋め込み酸化物70は、結晶性または非結晶性酸化物であってよい。一般に、各半導体デバイス54の活性ソース/ドレイン拡散領域60の下に配置される埋め込み酸化物70は、約30から約100nmの厚さを有する。
図3に例を示したSOI基板52は、例えば2003年6月26日出願の本出願人らの米国第10/604,102号に記載されている加法SOIプロセスを利用して形成される加法SOI基板である。前記米国出願の内容全体は、参照によって本明細書に組み込まれる。下記でより詳細に考察する図4〜9は、加法SOI基板52を形成するために本発明中で使用することができるプロセスフローの簡単な説明を提供する。
半導体デバイス54は、当業者に公知の通常の相補型金属酸化物半導体(CMOS)プロセス加工工程を利用して形成される。例えば、半導体デバイス54は、まずSOI基板52の上部Si含有層68の上部表面上にゲート誘電体58の層を作製することによって形成させることができる。本発明では、用語「ゲート誘電体」は、MOSFETのゲート誘電体として一般的に使用される酸化物、窒化物または酸窒化物などの任意の絶縁材料を示すために用いられる。ゲート誘電体58は、例えば化学的気相堆積(CVD)、プラズマ支援CVD、原子層堆積、物理的気相堆積などの通常の堆積プロセスまたは別の類似の堆積プロセスによって形成される。あるいは、ゲート誘電体58は、熱酸化、窒化または酸窒化プロセスによって形成してもよい。一般に、ゲート誘電体58の厚さは、約1から約10nmである。
ゲート誘電体の形成後、ゲート誘電体の上に、ゲート導電体56を形成させる。ゲート導電体56は、例えばドープ化ポリシリコン、導電性元素状金属、導電性元素状金属の合金、導電性元素状金属のケイ化物、導電性元素状金属の窒化物またはそれらの任意の組み合わせを含む任意の導電性材料を含んでよい。ゲート導電体56の内部または上に拡散障壁または誘電体被覆層あるいはその両方を形成させてもよい。ゲート導電体56は、例えばCVD、プラズマ支援CVD、蒸発、スパッタリング、メッキなどの通常の堆積プロセスまたは別の類似堆積プロセスによって形成させてよい。ポリシリコンを使用するとき、ポリシリコンゲート導電体はドープ化材料であり、この材料は、適所に形成させてもよく、あるいは堆積およびそれに続くイオン注入によって形成させてもよい。一般に、ゲート導電体56の厚さは、約100から約300nmである。
ゲート導電体の形成に続いて、リソグラフィーおよびエッチングによって、ゲート導電体56、および一般にゲート誘電体58をパターン化する。次に、一般に、少なくともパターン化したゲート導電体56の露出した側壁に、絶縁スペーサ(図示していない)を形成させる(堆積およびエッチングによって)。スペーサ形成に続いて、イオン注入およびアニーリングによって、SOI基板52の上部Si含有層68にソース/ドレイン拡散領域60を形成させる。下地の埋め込み絶縁体材料70を有する上部Si含有層68に、ソース/ドレイン領域60を形成させる。
アニーリングすると、注入したドーパントの拡散が起こる。SOI基板52の上部Si含有層68中のチャンネル領域62の長さは、拡散の程度によって決まる。チャンネル領域62のそれぞれの下に本体接触部領域64が存在するようにチャンネル領域62を配置する。こうすれば、半導体デバイス54は、非接地体効果を示さない。
一般に、半導体デバイス54の形成に先立って、SOI基板52にトレンチ分離領域66が形成されることに注意するべきである。トレンチ分離領域は、下記でより詳細に説明される加法SOIプロセスを利用して形成される。
ソース/ドレイン拡散領域60を形成すると同時に、あるいはソース/ドレイン領域66形成より前または後に、SOI基板52中の、半導体デバイス54の周縁であって、埋め込み絶縁体材料70が存在しない場所にDCノード拡散領域74が形成される。DCノード拡散領域74は、イオン注入およびアニーリングによって形成される。本発明によると、DCノード拡散領域74は下地の埋め込み酸化物70を含まず、従って、SOI基板52の底部Si含有基板72と接触する。DCノード拡散領域74は、ソース電圧を印加してもよい領域、基準電圧を印加してもよい領域、接地領域、あるいは、例えばソース電圧を印加してもよい領域と接地の領域となど、それらの任意の組み合わせであってよい。本発明は、SOI基板52の中に配置された単独のDCノード拡散領域74または複数のそのような領域を備えてよいことに注意する。
図3に示した選択的SOI構造50は、埋め込み酸化物70の領域の上に配置されたソース/ドレイン60を有するSOI半導体デバイス54を備えることをもう一度強調する。非接地体効果によって引き起こされる問題を回避するために、図3に示した選択的SOI構造50は、MOSFETデバイスチャンネル62の下に本体接触部領域64を有する。さらに、本発明の選択的SOI構造50では、DCノード拡散領域74は、下地の埋め込み酸化物70を備えず、従って、SOI基板52のSi含有基板72と直接接触する。
本発明で使用される加法SOI基板52は、参照によって本明細書に組み込まれる既に言及した出願中に記載されているような加法SOIプロセスを利用して製造される。次に説明する図4〜9に加法SOIプロセスの例を簡単に示す。図4は、本発明の加法SOI基板52を製造する際に使用される初期構造100の例を示す。図に示されるように、初期構造100は、その中に形成されたn−ドープ化領域104を有するバルクSi含有基板102を備える。n−ドープ化領域104は、次にSOI基板52の埋め込み絶縁体材料70が形成される区域である。
n−ドープ化領域104は、マスクを用いるイオン注入プロセスを利用して形成される。n−型ドーパントの活性化および拡散を引き起こすために、注入に続いてアニーリングしてもよい。バルクのSi含有基板102は、図3に示される加法SOI基板52の底部Si含有基板72になる。
図5は、初期構造100の上にSi含有層106が形成された後の構造を示す。図3に示される加法SOI基板52の上部Si含有層68として使用されるSi含有層106は、エピタキシャル成長プロセスによって形成される。
図6は、Si含有層106の上にフォトレジスト116およびパッドスタック108を形成させた後の構造を示す。パッドスタック108は、窒化物層112および酸化物層114を備える。パッドスタック108は、堆積、熱プロセスまたはそれらの組み合わせによって形成される。
次に、図7に示されるように、リソグラフィーによってまずフォトレジスト116をパターン化し、次に第一のエッチング工程によってパターンをフォトレジストからパッドスタック108に転写することによって、図6」に示される構造にトレンチ開口部118が形成される。第一のエッチング工程に続いて、パターン化されたフォトレジストを除去し、第二のエッチング工程を使用してパターンをSi含有層106に、次いでn−ドープ化領域104に転写する。第二のエッチング工程は、n−ドープ化領域104の下に配置されるバルクSi含有基板102の表面で停止する。
次に、水平エッチングを用いて残りのn−ドープ化領域104を除去し、例えば図8に示される構造を提供する。参照数字120は、水平エッチングによって作り出された空洞を示す。
図9は、空洞を酸化物で満たし、層106の上のさまざまな層を除去した後、結果として得られる加法基板52を示す。水平エッチングされ、酸化物で満たされた区域は、図3に示される構造の埋め込み絶縁体70になることに注意する。垂直エッチングされたトレンチの中の酸化物は、構造のトレンチ分離領域66になる。
DCノード拡散領域74の下に差別化酸化物ホールを備える図3に示される選択的SOI構造をさまざまなICレイアウト中に用いて改善されたIC性能を提供することができる。図10は、標準の選択的SOI基板の標準NANDゲート用の従来技術ICレイアウトを示し、一方、図11は、本発明の選択的SOI構造を同じICレイアウトで示す。それぞれの図で、PCはFETデバイスのゲートを形成するポリシリコン導電体を示し、VDDは印加電位を示し、RXは活性シリコンの領域を示し、BXは埋め込み酸化物を示し、BXHOLEは切り離された埋め込み酸化物を示す。
従来技術ICレイアウトでは、BXHOLEは、チャンネル領域で切り離されるだけである。本請求の発明では、BXHOLEは、図に示されるように電源拡散領域に拡張されて5から10%の追加性能を設計に加える。RX境界の周りの埋め込み酸化物の環は、主に深型ウェル分離を増進させるためにある。いくつかの実施態様では、N+またはP+間隙を、BXで被覆されていれば、ゼロに縮小することができる。
加法SOIプロセスにとって、埋め込み酸化物を電源拡散領域の下に配置しないことが極めて重要である。図12に、そのようなICレイアウトの一例を示す。図12の左下隅で、一片の活性Siが3つのNFETへのGND電源に接続している。
図12では、GND BXHOLEおよびVDD BXHOLEは、FETデバイスのソース/ドレイン領域のDC非切り替えノードであり、これらの下に酸化物は形成されない。酸化物のない領域は、水平エッチングの後、吊り下げSiプレートに支えを提供する(図8参照数字120を参照のこと)。VDDおよびGNDと記される他のDCノードは、実際の埋め込み酸化物が形成される前に同じ支え機能を提供する。
本発明を、その好ましい実施態様に関して詳しく示し、説明したが、当業者には、本発明の範囲および技術思想から逸脱することなく、上記およびその他の形および詳細の変化を実施することができると理解されるものとする。従って、本発明は、説明し、例を示した形および詳細だけに限定されるものではなく、請求項の範囲に属するものとする。
減法SOI基板を備える従来技術構造の例を示す(断面図によって)図面である。 加法SOI基板を備える従来技術構造の例を示す(断面図によって)図面である。 本発明の選択的SOI半導体ICの例を示す(断面図によって)図面である。 本出願の選択的SOI基板を製造する際に使用される基本的プロセス加工工程の例を示す(断面図によって)図面である。 本出願の選択的SOI基板を製造する際に使用される基本的プロセス加工工程の例を示す(断面図によって)図面である。 本出願の選択的SOI基板を製造する際に使用される基本的プロセス加工工程の例を示す(断面図によって)図面である。 本出願の選択的SOI基板を製造する際に使用される基本的プロセス加工工程の例を示す(断面図によって)図面である。 本出願の選択的SOI基板を製造する際に使用される基本的プロセス加工工程の例を示す(断面図によって)図面である。 本出願の選択的SOI基板を製造する際に使用される基本的プロセス加工工程の例を示す(断面図によって)図面である。 従来技術の相補型金属酸化物半導体(CMOS)IC設計レイアウトを示す概略図である。 本発明の相補型金属酸化物半導体(CMOS)IC設計レイアウトを示す概略図である。 本発明の相補型金属酸化物半導体(CMOS)IC設計レイアウトを示す概略図である。

Claims (24)

  1. 本体接触部領域を介して下地のSi含有基板と接触する複数のシリコン・オン・インシュレータ(SOI)デバイスが上に配置された上部Si含有層を備えるSOI基板材料と、前記SOIデバイスの一つに隣接し、前記Si含有基板と接触するDCノード拡散領域と
    を含むシリコン・オン・インシュレータ(SOI)構造。
  2. 前記複数のSOIデバイスは、金属酸化物半導体電界効果トランジスタ(MOSFET)を含む、請求項1に記載の選択的SOI構造。
  3. 前記複数のSOIデバイスは、前記SOI基板材料の上部Si含有層の上に配置されたデバイス構成部品を備える、請求項1に記載の選択的SOI構造。
  4. 前記複数のSOIデバイスは、前記上部Si含有層中に配置された活性ソース/ドレイン領域を備える、請求項3に記載の選択的SOI構造。
  5. 前記活性ソース/ドレイン領域は、埋め込み酸化物区域の上に配置される、請求項4に記載の選択的SOI構造。
  6. 前記埋め込み酸化物区域は、トレンチ分離領域に隣接して配置される水平エッチングされた区域である、請求項5に記載の選択的SOI構造。
  7. 前記DCノード拡散領域は、ソース電圧を受けることができる第一の領域、基準電圧を受けることができる第二の領域、第三の接地領域または前記第一、第二および第三の領域の少なくとも二つを含む任意の組み合わせを備える、請求項1に記載の選択的SOI構造。
  8. 前記DCノード拡散領域は、下に酸化物を備えずにバルクSi中に配置される、請求項1に記載の選択的SOI構造。
  9. 前記MOSFETは、ゲート誘電体およびゲート導電体を備える、請求項2に記載の選択的SOI構造。
  10. 前記SOI基板は、前記DCノード拡散領域を形成させるための差別化領域を有する加法SOI基板である、請求項1に記載の選択的SOI構造。
  11. 前記SOI基板はSi含有材料で構成される、請求項1に記載の選択的SOI構造。
  12. 前記Si含有材料は、Si、SiGe、SiC、SiGeC、Si/Si、Si/SiCおよびSi/SiGeCからなる群から選ばれる、請求項11に記載の選択的SOI構造。
  13. 前記上部Si含有層は、約50から約200nmの厚さを有する、請求項3に記載の選択的SOI構造。
  14. 少なくとも一つの選択的シリコン・オン・インシュレータ(SOI)構造を含む集積回路であって、前記少なくとも一つのSOI構造は、本体接触部領域を介して下地のSi含有基板と接触する複数のSOIデバイスが上に配置された上部Si含有層を備えるシリコン・オン・インシュレータ(SOI)基板材料と、前記SOIデバイスの一つに隣接し、前記Si含有基板と接触するDCノード拡散領域とを備える集積回路。
  15. SOI基板、前記SOI基板中のDCノード拡散領域、および前記SOI基板中の埋め込み酸化物材料を含む半導体基板であって、前記DCノード拡散領域は、前記SOI基板の下地のSi含有基板と接触する半導体基板。
  16. 前記SOI基板は、上部Si含有層を含む、請求項15に記載の半導体基板。
  17. 前記上部Si含有層および前記下地のSi含有基板は、Si、SiGe、SiC、SiGeC、Si/Si、Si/SiCおよびSi/SiGeCからなる群から選ばれるシリコン半導体材料で構成される、請求項16に記載の半導体基板。
  18. 前記上部Si含有層は、約50から約200nmの厚さを有する、請求項16に記載の半導体基板。
  19. 前記埋め込み酸化物材料は結晶性である、請求項15に記載の半導体基板。
  20. 前記埋め込み酸化物材料は非結晶性である、請求項15に記載の半導体基板。
  21. 前記埋め込み酸化物材料は、約30から約100nmの厚さを有する、請求項15に記載の半導体基板。
  22. 前記埋め込み酸化物材料と接触する少なくとも一つのトレンチ分離領域をさらに含む、請求項15に記載の半導体基板。
  23. 前記DCノード拡散領域は、ソース電圧を受けることができる第一の領域、基準電圧を受けることができる第二の領域、第三の接地領域または前記第一、第二および第三の領域の少なくとも二つを含む任意の組み合わせを備える、請求項15に記載の半導体基板。
  24. 前記DCノード拡散領域は、下に酸化物を備えずにバルクSi中に配置される、請求項15に記載の半導体基板。
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Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7160788B2 (en) * 2004-08-23 2007-01-09 Micron Technology, Inc. Methods of forming integrated circuits
US7202513B1 (en) * 2005-09-29 2007-04-10 International Business Machines Corporation Stress engineering using dual pad nitride with selective SOI device architecture
US7659172B2 (en) * 2005-11-18 2010-02-09 International Business Machines Corporation Structure and method for reducing miller capacitance in field effect transistors
JP4867396B2 (ja) * 2006-03-01 2012-02-01 セイコーエプソン株式会社 半導体装置及びその製造方法
US7482656B2 (en) * 2006-06-01 2009-01-27 International Business Machines Corporation Method and structure to form self-aligned selective-SOI
US7795910B1 (en) 2007-08-21 2010-09-14 Marvell International Ltd. Field-programmable gate array using charge-based nonvolatile memory
US8921190B2 (en) * 2008-04-08 2014-12-30 International Business Machines Corporation Field effect transistor and method of manufacture
US7989893B2 (en) * 2008-08-28 2011-08-02 International Business Machines Corporation SOI body contact using E-DRAM technology
CN102064097B (zh) * 2009-11-17 2012-11-07 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 一种混晶材料的制备方法及用该材料制备的半导体器件
CN101986435B (zh) * 2010-06-25 2012-12-19 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 防止浮体及自加热效应的mos器件结构的制造方法
CN101924138B (zh) * 2010-06-25 2013-02-06 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 防止浮体及自加热效应的mos器件结构及其制备方法
ES2530260T3 (es) 2010-10-29 2015-02-27 Gruppo Cimbali S.P.A. Pieza terminal reemplazable para una lanza de vapor de una máquina de café
CN102214684B (zh) * 2011-06-03 2012-10-10 清华大学 一种具有悬空源漏的半导体结构及其形成方法
US9892910B2 (en) * 2015-05-15 2018-02-13 International Business Machines Corporation Method and structure for forming a dense array of single crystalline semiconductor nanocrystals
US9722057B2 (en) * 2015-06-23 2017-08-01 Global Foundries Inc. Bipolar junction transistors with a buried dielectric region in the active device region

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61265859A (ja) * 1985-05-20 1986-11-25 Toshiba Corp 相補型mos半導体装置
JPH0794721A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Nippon Steel Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH08102530A (ja) 1994-08-11 1996-04-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> スタック・デバイス
JPH08316335A (ja) * 1995-05-18 1996-11-29 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH1012741A (ja) * 1996-06-10 1998-01-16 Lg Semicon Co Ltd Mosfetの構造及びその製造方法
US20010026990A1 (en) * 2000-01-05 2001-10-04 International Business Machines Corporation Method and semiconductor structure for implementing dual plane body contacts for silicon-on-insulator (SOI) transistors
JP2002208696A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Seiko Epson Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2002231966A (ja) 2001-02-05 2002-08-16 Denso Corp 半導体力学量センサとその製造方法
US20020163041A1 (en) * 2000-03-30 2002-11-07 Min-Su Kim Silicon-on-insulator (SOI) substrate, method for fabricating SOI substrate and SOI MOSFET using the SOI substrate
JP2003512724A (ja) 1999-10-20 2003-04-02 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 非浮遊ボディを備える電界効果トランジスタおよびバルクシリコンウェハ上に当該トランジスタを形成するための方法

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL8006339A (nl) * 1979-11-21 1981-06-16 Hitachi Ltd Halfgeleiderinrichting en werkwijze voor de vervaar- diging daarvan.
JPS577161A (en) 1980-06-16 1982-01-14 Toshiba Corp Mos semiconductor device
JPS59119723A (ja) * 1982-12-27 1984-07-11 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US4683637A (en) 1986-02-07 1987-08-04 Motorola, Inc. Forming depthwise isolation by selective oxygen/nitrogen deep implant and reaction annealing
US4810664A (en) 1986-08-14 1989-03-07 Hewlett-Packard Company Method for making patterned implanted buried oxide transistors and structures
US5382818A (en) * 1993-12-08 1995-01-17 Philips Electronics North America Corporation Lateral semiconductor-on-insulator (SOI) semiconductor device having a buried diode
US5841126A (en) * 1994-01-28 1998-11-24 California Institute Of Technology CMOS active pixel sensor type imaging system on a chip
US5489792A (en) * 1994-04-07 1996-02-06 Regents Of The University Of California Silicon-on-insulator transistors having improved current characteristics and reduced electrostatic discharge susceptibility
US5481126A (en) 1994-09-27 1996-01-02 Purdue Research Foundation Semiconductor-on-insulator electronic devices having trench isolated monocrystalline active regions
DE4441901C2 (de) * 1994-11-24 1998-07-02 Siemens Ag MOSFET auf SOI-Substrat und Verfahren zu dessen Herstellung
US5712173A (en) 1996-01-24 1998-01-27 Advanced Micro Devices, Inc. Method of making semiconductor device with self-aligned insulator
US5873364A (en) * 1996-02-22 1999-02-23 Kopelowicz; Alberto Latex prophylactics
KR100281109B1 (ko) * 1997-12-15 2001-03-02 김영환 에스오아이(soi)소자및그의제조방법
US6214653B1 (en) 1999-06-04 2001-04-10 International Business Machines Corporation Method for fabricating complementary metal oxide semiconductor (CMOS) devices on a mixed bulk and silicon-on-insulator (SOI) substrate
US6333532B1 (en) 1999-07-16 2001-12-25 International Business Machines Corporation Patterned SOI regions in semiconductor chips
KR100304713B1 (ko) 1999-10-12 2001-11-02 윤종용 부분적인 soi 구조를 갖는 반도체소자 및 그 제조방법
US6429099B1 (en) 2000-01-05 2002-08-06 International Business Machines Corporation Implementing contacts for bodies of semiconductor-on-insulator transistors
US6531375B1 (en) 2001-09-18 2003-03-11 International Business Machines Corporation Method of forming a body contact using BOX modification
US6936522B2 (en) 2003-06-26 2005-08-30 International Business Machines Corporation Selective silicon-on-insulator isolation structure and method

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61265859A (ja) * 1985-05-20 1986-11-25 Toshiba Corp 相補型mos半導体装置
JPH0794721A (ja) * 1993-09-24 1995-04-07 Nippon Steel Corp 半導体装置及びその製造方法
JPH08102530A (ja) 1994-08-11 1996-04-16 Internatl Business Mach Corp <Ibm> スタック・デバイス
JPH08316335A (ja) * 1995-05-18 1996-11-29 Sony Corp 半導体装置およびその製造方法
JPH1012741A (ja) * 1996-06-10 1998-01-16 Lg Semicon Co Ltd Mosfetの構造及びその製造方法
JP2003512724A (ja) 1999-10-20 2003-04-02 アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコーポレイテッド 非浮遊ボディを備える電界効果トランジスタおよびバルクシリコンウェハ上に当該トランジスタを形成するための方法
US20010026990A1 (en) * 2000-01-05 2001-10-04 International Business Machines Corporation Method and semiconductor structure for implementing dual plane body contacts for silicon-on-insulator (SOI) transistors
US20020163041A1 (en) * 2000-03-30 2002-11-07 Min-Su Kim Silicon-on-insulator (SOI) substrate, method for fabricating SOI substrate and SOI MOSFET using the SOI substrate
JP2002208696A (ja) * 2001-01-11 2002-07-26 Seiko Epson Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2002231966A (ja) 2001-02-05 2002-08-16 Denso Corp 半導体力学量センサとその製造方法

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