JP2008053389A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】SOI基板を用い、LOCOS酸化膜によって素子分離された素子領域にMOSトランジスタにおいてLOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止する。
【解決手段】SOI基板のシリコン層5に形成されたLOCOS酸化膜7とLOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のシリコン層5に互いに間隔をもって形成されたソース領域9及びドレイン領域11と、ソース拡散層9とドレイン拡散層11の間に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域上にゲート絶縁膜15を介して形成されたゲート電極17をもつMOSトランジスタを備え、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されており、ソース領域9及びドレイン領域11はLOCOS酸化膜7との間に反対導電型領域19を挟んでLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されている。
【選択図】図1
【解決手段】SOI基板のシリコン層5に形成されたLOCOS酸化膜7とLOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のシリコン層5に互いに間隔をもって形成されたソース領域9及びドレイン領域11と、ソース拡散層9とドレイン拡散層11の間に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域上にゲート絶縁膜15を介して形成されたゲート電極17をもつMOSトランジスタを備え、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されており、ソース領域9及びドレイン領域11はLOCOS酸化膜7との間に反対導電型領域19を挟んでLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されている。
【選択図】図1
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、特にSOI(silicon on insulator)基板のシリコン層に形成されたLOCOS(local oxidation of silicon)酸化膜と、そのLOCOS酸化膜によって囲まれた素子領域のシリコン層に互いに間隔をもって形成されたP型又はN型のソース領域及びドレイン領域と、ソース領域及びドレイン領域とは反対導電型であってソース拡散層とドレイン拡散層の間に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極をもつMOS(metal oxide semiconductor)トランジスタを備えた半導体装置及びその製造方法に関するものである。
SOI基板上に形成されるMOSトランジスタ(以下SOIトランジスタと称す)は、ソース及びドレインの接合容量が小さい、高温動作でもリーク電流が少ない、トランジスタが完全素子分離可能等の利点を備え、高速デバイス、高温動作可能やノイズに強いデバイス応用への検討がなされている。
しかし、SOIトランジスタは、基板浮遊効果によって、キャリア生成電流による寄生バイポーラ動作が生じ、高電源電圧でのトランジスタのリーク、しきい値電圧の変動によるトランジスタ特性の不安定性の問題がある。特にアナログ集積回路である定電圧発生回路や電圧検出回路等においては、基板浮遊効果を抑制することが大変重要となっている。
基板浮遊効果はSOI層のボディー電位を固定することによって抑制することができる。
図12は従来のSOIトランジスタを示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X位置での断面図、(C)は(A)のY−Y位置での断面図である。
図12は従来のSOIトランジスタを示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X位置での断面図、(C)は(A)のY−Y位置での断面図である。
SOI基板は支持基板1、埋込み酸化膜3及びP型シリコン層5によって構成される。P型シリコン層5に素子分離用のLOCOS酸化膜7が形成されている。LOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のP型シリコン層5にN型ソース領域(N+)9及びN型ドレイン領域(N+)11が互いに間隔をもって形成されている。N型ソース領域9とN型ドレイン領域11の間のP型シリコン層5にP型ボディー領域(Pbody)13が形成されている。P型ボディー領域13上にゲート酸化膜15を介してゲート電極17が形成されている。N型ソース領域9とN型ドレイン領域11の間のP型ボディー領域13がチャネル領域となる。
LOCOS酸化膜7はチャネル領域からチャネル幅方向に延びる切欠き部7aを備えている。P型ボディー領域13及びゲート電極17はチャネル領域からLOCOS酸化膜切欠き部7aの途中まで延伸して形成されている。ゲート電極17には覆われていないLOCOS酸化膜切欠き部7aの部分のP型シリコン層5に、P型ボディー領域13に隣接してP型ボディーコンタクト領域19が形成されている。LOCOS酸化膜7の端部の下にP型シリコン層5が残存している。
この従来例ではP型ボディーコンタクト領域19を介してP型ボディー領域13の電位を固定することができる。このような構造のSOIトランジスタは例えば特許文献1に記載されている。
この従来例ではP型ボディーコンタクト領域19を介してP型ボディー領域13の電位を固定することができる。このような構造のSOIトランジスタは例えば特許文献1に記載されている。
図13は従来の他のSOIトランジスタを示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のX−X位置での断面図、(C)は(A)のY−Y位置での断面図である。
この従来例では、N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11はP型ボディー領域13の表面側にP型シリコン層5の厚みよりも薄く形成されている。LOCOS酸化膜7の開口部はN型ソース領域9に対してゲート電極17とは反対側の領域にも形成されており、その領域にP型ボディーコンタクト領域19が形成されている。P型ボディーコンタクト領域19はN型ソース領域9の下のP型ボディー領域13に接している。
この従来例でも、P型ボディーコンタクト領域19を介してP型ボディー領域13の電位を固定することができる。このような構造のSOIトランジスタは例えば特許文献2に記載されている。
この従来例では、N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11はP型ボディー領域13の表面側にP型シリコン層5の厚みよりも薄く形成されている。LOCOS酸化膜7の開口部はN型ソース領域9に対してゲート電極17とは反対側の領域にも形成されており、その領域にP型ボディーコンタクト領域19が形成されている。P型ボディーコンタクト領域19はN型ソース領域9の下のP型ボディー領域13に接している。
この従来例でも、P型ボディーコンタクト領域19を介してP型ボディー領域13の電位を固定することができる。このような構造のSOIトランジスタは例えば特許文献2に記載されている。
従来例のSOIトランジスタでは、図12及び図13に示したように、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7の上に乗り上げた構造になっているので、ゲート電極17下のLOCOS酸化膜7端部において、LOCOS酸化膜7端部下に残存するP型シリコン層5、LOCOS酸化膜7及びゲート電極17からなる寄生MOSトランジスタが形成される。例えば図12の構造において、図14に示すように、ゲート電極17下のLOCOS酸化膜7端部に寄生チャネル(シボ部分参照)が形成され、リーク経路(矢印参照)を通してSOIトランジスタのN型ソース領域9、N型ドレイン領域11間にリーク電流が流れるという問題があった。
その対策としては、LOCOS酸化膜7の端部のP型シリコン層5の不純物濃度を高くし、寄生MOSトランジスタのしきい値電圧を高くする対策が採られてきたが、LOCOS酸化膜7の形成時に不純物がLOCOS酸化膜7中に吸い出されることによる不純物濃度の低下や、LOCOS酸化膜7の端部下に残存するP型シリコン層5の形状により、その効果が得られずにリーク電流を十分には抑制できないという問題があった。
その対策としては、LOCOS酸化膜7の端部のP型シリコン層5の不純物濃度を高くし、寄生MOSトランジスタのしきい値電圧を高くする対策が採られてきたが、LOCOS酸化膜7の形成時に不純物がLOCOS酸化膜7中に吸い出されることによる不純物濃度の低下や、LOCOS酸化膜7の端部下に残存するP型シリコン層5の形状により、その効果が得られずにリーク電流を十分には抑制できないという問題があった。
さらに、図12及び図13に示した従来例では、シリコン層5はP型であり、ソース領域9及びドレイン領域11はN型であるが、反転したシリコン層とソース領域及びドレイン領域が同じ導電型となった場合には、ソース領域及びドレイン領域がLOCOS酸化膜端部に接しているとLOCOS酸化膜端の下に残存するシリコン層とソース領域及びドレイン領域が接するのでソース領域、ドレイン領域間にシリコン層を介してリーク電流が発生するという問題があった。
また、SOI基板のシリコン層に溝を形成し、その溝に絶縁膜を埋め込むトレンチ分離によって寄生トランジスタが形成されないような構造も提案されているが、溝の形成及び溝の埋込みのために工程数が増えるという問題があった。
そこで本発明は、SOI基板を用い、LOCOS酸化膜によって素子分離された素子領域にMOSトランジスタを備えた半導体装置及びその製造方法において、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することを目的とするものである。
本発明にかかる半導体装置はSOI基板のシリコン層に形成されたLOCOS酸化膜と、そのLOCOS酸化膜によって囲まれた素子領域のシリコン層に互いに間隔をもって形成されたP型又はN型のソース領域及びドレイン領域と、ソース領域及びドレイン領域とは反対導電型であってソース拡散層とドレイン拡散層の間に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極をもつMOSトランジスタを備えた半導体装置であって、上記ゲート電極は上記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成されており、上記ソース領域及び上記ドレイン領域の少なくとも一方は、上記LOCOS酸化膜との間に上記ソース領域及び上記ドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んで上記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成されているものである。
本発明の半導体装置において、上記素子領域で上記チャネル領域、上記ソース領域、上記ドレイン領域及び上記反対導電型領域とは異なる位置に上記ゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトが形成されており、上記ゲートコンタクト下で上記シリコン層、上記ゲート電極間に絶縁膜からなるダメージ防止膜を備え、上記ダメージ防止膜は上記ゲート絶縁膜よりも厚い膜厚で形成されているようにしてもよい。
上記ダメージ防止膜は上記LOCOS酸化膜と同時に形成されたシリコン酸化膜である例をあげることができる。
また、上記ダメージ防止膜の他の例としてシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜を挙げることができる。
上記ダメージ防止膜は上記LOCOS酸化膜と同時に形成されたシリコン酸化膜である例をあげることができる。
また、上記ダメージ防止膜の他の例としてシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜を挙げることができる。
また、上記反対導電型領域は上記チャネル領域と電気的に接続されており、かつ上記チャネル領域よりも濃い不純物濃度をもっており、上記反対導電型領域にその電位を取るためのボディーコンタクトが形成されているようにしてもよい。
本発明にかかる半導体装置の製造方法は上記半導体装置の製造方法であって、上記ゲート電極を上記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成し、かつ、上記ソース領域及び上記ドレイン領域の少なくとも一方を上記LOCOS酸化膜との間に上記ソース領域及び上記ドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んで上記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成する。
本発明の半導体装置の製造方法において、上記ゲート電極を形成する前に、上記素子領域で上記チャネル領域、上記ソース領域及び上記ドレイン領域とは異なる位置の上記シリコン層上に上記ゲート絶縁膜も厚い膜厚をもつ絶縁膜からなるダメージ防止膜を形成し、上記ゲート電極を上記ゲート絶縁膜上から上記ダメージ防止膜上にまたがって形成し、上記ダメージ防止膜上で上記ゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトを形成するようにしてもよい。
上記ダメージ防止膜を上記LOCOS酸化膜と同時にシリコン酸化膜で形成する例を挙げることができる。
また、上記ダメージ防止膜をシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜で形成するようにしてもよい。
上記ダメージ防止膜を上記LOCOS酸化膜と同時にシリコン酸化膜で形成する例を挙げることができる。
また、上記ダメージ防止膜をシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜で形成するようにしてもよい。
また、上記ソース領域、上記ドレイン領域及び上記ゲート電極が形成されている領域とは異なる領域に上記シリコン層にボディーコンタクト領域を形成する工程と、上記ボディーコンタクト領域にその電位を取るためのボディーコンタクトを形成する工程を含み、上記ボディーコンタクト拡散層として上記チャネル領域と同じ導電型であって上記チャネル領域よりも濃い不純物濃度をもつものを形成するようにしてもよい。
本発明の半導体装置では、SOI基板を備え、LOCOS酸化膜によって囲まれた素子領域のシリコン層にMOSトランジスタを備えた半導体装置において、ゲート電極はLOCOS酸化膜とは間隔をもって形成されているようにし、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも一方は、LOCOS酸化膜との間にソース領域及びドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んでLOCOS酸化膜とは間隔をもって形成されているようにした。
本発明の半導体装置の製造方法では、ゲート電極をLOCOS酸化膜とは間隔をもって形成し、かつ、ソース領域及び上記ドレイン領域の少なくとも一方をLOCOS酸化膜との間に上記ソース領域及びドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んでLOCOS酸化膜とは間隔をもって形成するようにした。
これにより、従来例のようにはLOCOS酸化膜端部下に残存するシリコン層、LOCOS酸化膜及びゲート電極からなる寄生MOSトランジスタが形成されることはないので、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することができる。
さらに、シリコン層とソース領域及びドレイン領域が同じ導電型である場合でも、ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方又は両方が上記不純物拡散層によりLOCOS酸化膜端部下のシリコン層とは電気的に分離されるので、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することができる。
このように、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することができるので、従来行なわれていたLOCOS酸化膜端部下のシリコン層への不純物注入の工程は不要となり、プロセス工数を削減することができる。
本発明の半導体装置の製造方法では、ゲート電極をLOCOS酸化膜とは間隔をもって形成し、かつ、ソース領域及び上記ドレイン領域の少なくとも一方をLOCOS酸化膜との間に上記ソース領域及びドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んでLOCOS酸化膜とは間隔をもって形成するようにした。
これにより、従来例のようにはLOCOS酸化膜端部下に残存するシリコン層、LOCOS酸化膜及びゲート電極からなる寄生MOSトランジスタが形成されることはないので、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することができる。
さらに、シリコン層とソース領域及びドレイン領域が同じ導電型である場合でも、ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方又は両方が上記不純物拡散層によりLOCOS酸化膜端部下のシリコン層とは電気的に分離されるので、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することができる。
このように、LOCOS酸化膜端部下のシリコン層を介したリーク電流の発生を防止することができるので、従来行なわれていたLOCOS酸化膜端部下のシリコン層への不純物注入の工程は不要となり、プロセス工数を削減することができる。
本発明の半導体装置において、素子領域でチャネル領域、ソース領域、ドレイン領域及び反対導電型領域とは異なる位置にゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトが形成されており、ゲートコンタクト下でシリコン層、ゲート電極間に絶縁膜からなるダメージ防止膜を備え、ダメージ防止膜はゲート絶縁膜よりも厚い膜厚で形成されているようにし、
本発明の半導体装置の製造方法において、ゲート電極を形成する前に、素子領域でチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域とは異なる位置のシリコン層上にゲート絶縁膜も厚い膜厚をもつ絶縁膜からなるダメージ防止膜を形成し、ゲート電極をゲート絶縁膜上からダメージ防止膜上にまたがって形成し、ダメージ防止膜上でゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトを形成するようにすれば、
ゲートコンタクトを形成する際のゲート電極下へのダメージの伝播をダメージ防止膜で阻止することができ、ゲート電極とゲート電極下のシリコン層が短絡するのを防止することができる。
本発明の半導体装置の製造方法において、ゲート電極を形成する前に、素子領域でチャネル領域、ソース領域及びドレイン領域とは異なる位置のシリコン層上にゲート絶縁膜も厚い膜厚をもつ絶縁膜からなるダメージ防止膜を形成し、ゲート電極をゲート絶縁膜上からダメージ防止膜上にまたがって形成し、ダメージ防止膜上でゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトを形成するようにすれば、
ゲートコンタクトを形成する際のゲート電極下へのダメージの伝播をダメージ防止膜で阻止することができ、ゲート電極とゲート電極下のシリコン層が短絡するのを防止することができる。
本発明の半導体装置において上記ダメージ防止膜はLOCOS酸化膜と同時に形成されたシリコン酸化膜であるようにし、
本発明の半導体装置の製造方法において、上記ダメージ防止膜をLOCOS酸化膜と同時にシリコン酸化膜で形成するようにすれば、
ダメージ防止膜を形成するための専用の工程を設けることなくダメージ防止膜を形成することができる。
本発明の半導体装置の製造方法において、上記ダメージ防止膜をLOCOS酸化膜と同時にシリコン酸化膜で形成するようにすれば、
ダメージ防止膜を形成するための専用の工程を設けることなくダメージ防止膜を形成することができる。
本発明の半導体装置において上記ダメージ防止膜はシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜であるようにし、
本発明の半導体装置の製造方法において、上記ダメージ防止膜をシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜で形成するようにすれば、シリコン窒化膜は、緻密な膜であることより、より安定したダメージ防止効果を得ることができる。
本発明の半導体装置の製造方法において、上記ダメージ防止膜をシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜で形成するようにすれば、シリコン窒化膜は、緻密な膜であることより、より安定したダメージ防止効果を得ることができる。
本発明の半導体装置において上記反対導電型領域はチャネル領域と電気的に接続されており、かつチャネル領域よりも濃い不純物濃度をもっており、反対導電型領域にその電位を取るためのボディーコンタクトが形成されているようにし、
本発明の半導体装置の製造方法において、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極が形成されている領域とは異なる領域にシリコン層にボディーコンタクト領域を形成する工程と、ボディーコンタクト領域にその電位を取るためのボディーコンタクトを形成する工程を含み、ボディーコンタクト拡散層としてチャネル領域と同じ導電型であってチャネル領域よりも濃い不純物濃度をもつものを形成するようにすれば、
バルクシリコン基板に形成されるMOSトランジスタのレイアウトとの互換性の高いSOIトランジスタを作成することができる。
本発明の半導体装置の製造方法において、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極が形成されている領域とは異なる領域にシリコン層にボディーコンタクト領域を形成する工程と、ボディーコンタクト領域にその電位を取るためのボディーコンタクトを形成する工程を含み、ボディーコンタクト拡散層としてチャネル領域と同じ導電型であってチャネル領域よりも濃い不純物濃度をもつものを形成するようにすれば、
バルクシリコン基板に形成されるMOSトランジスタのレイアウトとの互換性の高いSOIトランジスタを作成することができる。
図1は本発明をNMOS(Nチャネル型MOSトランジスタ)に適用した半導体装置の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のA−A’位置での断面図、(C)は(A)のB−B’位置での断面図を示す。
SOI基板は支持基板1、埋込み酸化膜3及びシリコン層5によって構成される。この実施例ではシリコン層5としてP型のものを用いた。
P型シリコン層5に素子分離用のLOCOS酸化膜7が形成されている。LOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のP型シリコン層5にN型ソース領域(N+)9及びN型ドレイン領域(N+)11が互いに間隔をもって形成されている。N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されている。
P型シリコン層5に素子分離用のLOCOS酸化膜7が形成されている。LOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のP型シリコン層5にN型ソース領域(N+)9及びN型ドレイン領域(N+)11が互いに間隔をもって形成されている。N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されている。
N型ソース領域9とN型ドレイン領域11の間のP型シリコン層5にP型ボディー領域(Pbody)13が形成されている。P型ボディー領域13はチャネル幅方向の寸法がN型ソース領域9及びN型ドレイン領域11よりも長く形成されている。P型ボディー領域13もLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されている。P型ボディー領域13はトランジスタのしきい値電圧を調整するためにP型不純物又はN型不純物が注入されて、チャネル形成に寄与する実質的なP型不純物濃度が調整されたものである。
P型ボディー領域13上にゲート酸化膜15を介してゲート電極17が形成されている。N型ソース領域9とN型ドレイン領域11の間のP型ボディー領域13がチャネル領域となる。
P型ボディー領域13上にゲート酸化膜15を介してゲート電極17が形成されている。N型ソース領域9とN型ドレイン領域11の間のP型ボディー領域13がチャネル領域となる。
素子領域内で、N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11の外周にもP型ボディー領域13aが形成されており、N型ソース領域9、N型ドレイン領域11及びP型ボディー領域13,13a以外の領域のシリコン層5に、P型ボディー領域13,13aよりも濃いP型不純物濃度をもつP型ボディーコンタクト領域19が形成されている。P型ボディーコンタクト領域19はLOCOS酸化膜7に隣接して形成されている。LOCOS酸化膜7の端部の下にP型シリコン層5が残存している。
この実施例ではP型ボディー領域13a及びP型ボディーコンタクト領域19が反対導電型領域を構成している。N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11の外周にP型ボディー領域13aを形成することにより、ドレイン領域11とP型ボディーコンタクト領域19の接合耐圧を確保している。
この実施例ではP型ボディー領域13a及びP型ボディーコンタクト領域19が反対導電型領域を構成している。N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11の外周にP型ボディー領域13aを形成することにより、ドレイン領域11とP型ボディーコンタクト領域19の接合耐圧を確保している。
LOCOS酸化膜7上、N型ソース領域9上、N型ドレイン領域11上、ゲート電極17上及びP型ボディーコンタクト領域19上にポリ−メタル間の層間絶縁膜21が形成されている。
層間絶縁膜21には、N型ソース領域9上でソースコンタクト9aが形成され、N型ドレイン領域9上でドレインコンタクト11aが形成され、ゲート電極17上でゲートコンタクト17aが形成され、P型ボディーコンタクト領域19上でボディーコンタクト19aが形成されている。
ゲートコンタクト17aはチャネル領域とは異なる位置に形成されており、ゲートコンタクト17a形成時のダメージがチャネル領域に伝播するのを防止している。
層間絶縁膜21には、N型ソース領域9上でソースコンタクト9aが形成され、N型ドレイン領域9上でドレインコンタクト11aが形成され、ゲート電極17上でゲートコンタクト17aが形成され、P型ボディーコンタクト領域19上でボディーコンタクト19aが形成されている。
ゲートコンタクト17aはチャネル領域とは異なる位置に形成されており、ゲートコンタクト17a形成時のダメージがチャネル領域に伝播するのを防止している。
この実施例ではP型ボディーコンタクト領域19を介してP型ボディー領域13の電位を固定することができる。
さらに、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、従来例のようにはLOCOS酸化膜端部下に残存するシリコン層、LOCOS酸化膜及びゲート電極からなる寄生MOSトランジスタが形成されることはないので、リーク電流の発生を防止することができる。
さらに、N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11は、LOCOS酸化膜7との間にP型ボディーコンタクト領域19を挟んでLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、LOCOS酸化膜7端部の下に残存するP型シリコン層5とは完全に電気的に分離されるので、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができる。
このように、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができるので、従来行なわれていたLOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5への不純物注入工程は行なわなくてもよい。
さらに、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、従来例のようにはLOCOS酸化膜端部下に残存するシリコン層、LOCOS酸化膜及びゲート電極からなる寄生MOSトランジスタが形成されることはないので、リーク電流の発生を防止することができる。
さらに、N型ソース領域9及びN型ドレイン領域11は、LOCOS酸化膜7との間にP型ボディーコンタクト領域19を挟んでLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、LOCOS酸化膜7端部の下に残存するP型シリコン層5とは完全に電気的に分離されるので、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができる。
このように、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができるので、従来行なわれていたLOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5への不純物注入工程は行なわなくてもよい。
図2は本発明をPMOS(Pチャネル型MOSトランジスタ)に適用した半導体装置の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のC−C’位置での断面図、(C)は(A)のD−D’位置での断面図を示す。図1と同じ部分には同じ符号を付す。
この実施例は、図1に示したNMOSを反対導電型で形成したものである。すなわち、PMOSは、P型シリコン層5に形成されたLOCOS酸化膜7と、LOCOS酸化膜7によって囲まれた素子領域のP型シリコン層5にLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されたP型ソース領域(P+)23及びP型ドレイン領域(P+)25と、P型ソース領域23とP型ドレイン領域25の間のP型シリコン層5に形成されたN型ボディー領域(Nbody)27と、N型ボディー領域27上にゲート酸化膜15を介して形成されたゲート電極17と、素子領域内で、P型ソース領域23、P型ドレイン領域25及びN型ボディー領域27以外の領域のシリコン層5に形成されたN型ボディーコンタクト領域(反対導電型領域)29と、層間絶縁膜21に形成されたソースコンタクト9a、ドレインコンタクト11a、ゲートコンタクト17a及びボディーコンタクト19aを備えている。P型ソース領域23及びP型ドレイン領域25の外周には、接合耐圧を確保するためにN型ボディー領域27aが形成されている。
この実施例ではN型ボディーコンタクト領域29を介してN型ボディー領域27の電位を固定することができる。
さらに、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、従来例のようにはLOCOS酸化膜端部下に残存するシリコン層、LOCOS酸化膜及びゲート電極からなる寄生MOSトランジスタが形成されることはないので、リーク電流の発生を防止することができる。
さらに、P型ソース領域23及びP型ドレイン領域25は、LOCOS酸化膜7との間にN型ボディーコンタクト領域29を挟んでLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、LOCOS酸化膜7端部の下に残存するP型シリコン層5とは完全に電気的に分離されるので、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができる。
この実施例でも、上記NMOSの場合と同じく、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができるので、従来行なわれていたLOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5への不純物注入工程は行なわなくてもよい。
さらに、ゲート電極17はLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、従来例のようにはLOCOS酸化膜端部下に残存するシリコン層、LOCOS酸化膜及びゲート電極からなる寄生MOSトランジスタが形成されることはないので、リーク電流の発生を防止することができる。
さらに、P型ソース領域23及びP型ドレイン領域25は、LOCOS酸化膜7との間にN型ボディーコンタクト領域29を挟んでLOCOS酸化膜7とは間隔をもって形成されているので、LOCOS酸化膜7端部の下に残存するP型シリコン層5とは完全に電気的に分離されるので、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができる。
この実施例でも、上記NMOSの場合と同じく、LOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5を介したリーク電流の発生を防止することができるので、従来行なわれていたLOCOS酸化膜7端部の下のP型シリコン層5への不純物注入工程は行なわなくてもよい。
図3及び図4は、図1のNMOS及び図2のPMOSを製造するための本発明の製造方法の一実施例を説明するための工程断面図である。図3は図1(B)のA−A’断面及び図2(B)のC−C’断面に対応している。図4は図1(C)のB−B’断面及び図4(C)のD−D’断面に対応している。図3及び図4の括弧数字(1)〜(6)は以下の工程(1)〜(6)に対応している。この実施例では、支持基板1上に埋込み酸化膜3が300nm(ナノメートル)の膜厚に形成され、さらにその上にP型シリコン層5が400nmの膜厚に形成されたSOI基板を用いた。
図1から図4を参照してこの製造方法の実施例を説明する。
図1から図4を参照してこの製造方法の実施例を説明する。
(1)一般的なLOCOS法によりLOCOS酸化膜7を形成する。具体的には、P型シリコン層5上にバッファ酸化膜31を形成し、バッファ酸化膜31上にLOCOS酸化膜7の形成領域を画定するためのシリコン窒化膜パターン33を形成した後、温度条件が1000℃のウエット酸化処理を施してLOCOS酸化膜7を1000nm程度の膜厚に形成した。ここで、従来技術では、ウエット酸化処理前に、寄生チャネルとなるLOCOS酸化膜7端部に対応する領域にイオン注入工程が必要であるが、本発明では、そのイオン注入の必要はないので、プロセス工数削減が可能である。
(2)シリコン窒化膜パターン33及びバッファ酸化膜31を除去した後、P型シリコン層5の表面にプリゲート酸化膜35を形成する。写真製版技術により、PMOS形成領域に開口部をもつフォトレジスト37を形成する。フォトレジスト37をマスクにしてPMOS形成領域にリンイオンを注入エネルギーは100KeV、ドーズ量は1.0×1012cm-2の条件でチャネルドープ注入する。図3及び図4では、便宜上、注入したリンイオンをN型ボディー領域27として図示した。PMOS形成領域においてLOCOS酸化膜7の端部下にはP型シリコン層5が残存している。
(3)フォトレジスト37を除去する。写真製版技術により、NMOS形成領域に開口部をもつフォトレジスト39を形成する。フォトレジスト39をマスクにしてNMOS形成領域にボロンイオンを注入エネルギーは80KeV、ドーズ量は8.0×1011cm-2の条件でチャネルドープ注入する。図3及び図4では、便宜上、注入したボロンイオンをP型ボディー領域13として図示した。NMOS形成領域でもLOCOS酸化膜7の端部下にはP型シリコン層5が残存している。
(4)フォトレジスト39を除去する。920℃の温度条件でドライ酸化処理を施してプリゲート酸化膜35を厚膜化してゲート酸化膜15を40nmの膜厚に形成する。ここで、プリゲート酸化膜35を除去した後にゲート酸化膜15を形成してもよい。LPCVD(low pressure chemical vapor deposition)法により、ゲート酸化膜15上にポリシリコン膜を350nm程度の膜厚に形成する。写真製版技術により、そのポリシリコン膜上にゲート電極の形成領域を画定するためのフォトレジスト41を形成する。HBrとHClの混合ガスを用いたドライエッチング技術により、フォトレジスト41をマスクにしてポリシリコン膜をパターニングしてゲート電極17を形成する。ここではゲート電極17下以外のゲート酸化膜15も除去したが、ゲート酸化膜15は残存させていてもよい。
(5)フォトレジスト41を除去する。写真製版技術により、NMOS形成領域のN型ソース領域及びN型ドレイン領域、ならびにPMOS形成領域のN型ボディーコンタクト領域に対応する開口部をもつフォトレジスト43を形成する。フォトレジスト43をマスクにしてリンイオンを注入エネルギーは30KeV、ドーズ量は6.0×1015cm-2の条件でPMOS形成領域及びNMOS形成領域に注入する。便宜上、図3及び図4では、NMOS形成領域に注入したリンイオンをN型ソース領域9、N型ドレイン領域11として図示し、PMOS形成領域に注入したリンイオンをN型ボディーコンタクト領域29として図示した。
(6)フォトレジスト43を除去する。写真製版技術により、NMOS形成領域のP型ボディーコンタクト領域、ならびにPMOS形成領域のP型ソース領域及びP型ドレイン領域に対応する開口部をもつフォトレジスト45を形成する。フォトレジスト45をマスクにしてボロンイオンを注入エネルギーは30KeV、ドーズ量は3.0×1015cm-2の条件でPMOS形成領域及びNMOS形成領域に注入する。便宜上、図3及び図4では、NMOS形成領域に注入したボロンイオンをP型ボディーコンタクト領域19として図示し、PMOS形成領域に注入したリンイオンをP型ソース領域23、P型ドレイン領域25として図示した。NMOS形成領域においてN型ソース領域9及びN型ドレイン領域11の外周にP型ボディー領域13を残存させてP型ボディー領域13aを形成するようにP型ボディーコンタクト領域19を形成する。また、PMOS形成領域においてP型ソース領域23及びP型ドレイン領域25の外周にN型ボディー領域23を残存させてN型ボディー領域23aを形成するようにP型ソース領域23及びP型ドレイン領域25を形成する。
(7)図1及び図2を参照してこの工程を説明する。フォトレジスト45を除去する。CVD法によりPMOS形成領域及びNMOS形成領域に層間絶縁膜21を800nm程度の膜厚に形成する。温度条件が920℃のリフロー処理を施す。写真製版工程により、コンタクト形成領域に対応する開口部をもつフォトレジストを形成する。ドライエッチング技術により、そのフォトレジストをマスクにして層間絶縁膜21をエッチングし、NMOS形成領域にコンタクト9a,11a,17a,19aを形成し、PMOS形成領域にコンタクト17a,23a,25a,29aを形成する。フォトレジストを除去した後、Arガスによるスパッタ法によりAl−Si−Cu合金からなるメタル層を500nmの膜厚に形成する。写真製版技術及びエッチング技術によりメタル層をパターニングしてメタル配線を形成する。
以上により、図1及び図2に示した半導体装置を製造することができる。
以上により、図1及び図2に示した半導体装置を製造することができる。
図5は本発明をNMOSに適用した半導体装置の他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のE−E’位置での断面図、(C)は(A)のF−F’位置での断面図を示す。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
この実施例が図1に示した実施例と異なる点は、ゲートコンタクト17a下でP型ボディー領域13(シリコン層)とゲート電極17間にダメージ防止膜47が形成されている点である。ダメージ防止膜47は90nm程度の膜厚のシリコン酸化膜からなり、ゲート酸化膜15(膜厚40nm)よりも厚い膜厚をもつ。
図1に示した実施例では、ゲートコンタクト17aの形成領域においてゲート電極17下にゲート酸化膜15が形成されているが、コンタクト形成時のエッチング条件やメタル層のスパッタ条件によってはゲートコンタクト17a下のゲート酸化膜15にダメージが生じ、ゲート電極17とP型ボディー領域13が短絡してしまい、正常なトランジスタ動作ができなくなる虞がある。
この実施例では、このような不具合を防止するために、ゲートコンタクト17a下にゲート酸化膜15よりも厚い膜厚をもつダメージ防止膜47を備えている。これにより、ゲートコンタクトを形成する際のゲート電極17下へのダメージの伝播をダメージ防止膜47で阻止することができ、ゲート電極17とP型ボディー領域13が短絡するのを防止することができる。
図6は、図5のNMOSを製造するための本発明の製造方法の実施例の一部分を説明するための工程断面図である。図6は図5(B)のE−E’断面に対応している。図6を参照してこの製造方法の実施例を説明する。
図3及び図4を参照して説明した上記工程(1)から工程(3)と同じ工程で、LOCOS酸化膜7及びP型ボディー領域13を形成する。その後、バッファ酸化膜35(図3を参照。)を除去する((a)参照。)。
温度条件が920℃のドライ酸化処理を施してシリコン酸化膜49を50nmの膜厚に形成する。写真製版技術及びエッチング技術により、ダメージ防止膜47(図5を参照。)の形成領域のみにシリコン酸化膜49を残す((b)参照。)。
920℃の温度条件でドライ酸化処理を施して、P型ボディー領域13の表面にゲート酸化膜15を40nmの膜厚に形成するとともに、シリコン酸化膜49を厚膜化してダメージ防止膜47を形成する。その後、図3及び図4を参照して説明した上記工程(4)と同様にして、ゲート電極17を形成する((c)参照。)。
その後の工程は図3及び図4を参照して説明した上記実施例と同じである。これにより、図5に示した半導体装置を製造することができる。
図5に示したダメージ防止膜47は図2に示したPMOSにも適用できる。
その後の工程は図3及び図4を参照して説明した上記実施例と同じである。これにより、図5に示した半導体装置を製造することができる。
図5に示したダメージ防止膜47は図2に示したPMOSにも適用できる。
図7は本発明をNMOSに適用した半導体装置のさらに他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のG−G’位置での断面図、(C)は(A)のH−H’位置での断面図を示す。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
この実施例が図1に示した実施例と異なる点は、ゲートコンタクト17a下でP型ボディー領域13(シリコン層)とゲート電極17間にダメージ防止膜51が形成されている点である。ダメージ防止膜51は下層側が20nmのシリコン酸化膜、上層側が100nmのシリコン窒化膜からなり、ゲート酸化膜15(膜厚40nm)よりも厚い膜厚をもつ。
この実施例でも、図5の実施例と同様に、ゲートコンタクトを形成する際のゲート電極17下へのダメージの伝播をダメージ防止膜51で阻止することができ、ゲート電極17とP型ボディー領域13が短絡するのを防止することができる。
さらに、シリコン窒化膜は、緻密な膜であることより、より安定したダメージ防止効果を得ることができる。
さらに、シリコン窒化膜は、緻密な膜であることより、より安定したダメージ防止効果を得ることができる。
図8は、図7のNMOSを製造するための本発明の製造方法の実施例の一部分を説明するための工程断面図である。図8は図7(B)のG−G’断面に対応している。図8を参照してこの製造方法の実施例を説明する。
図3及び図4を参照して説明した上記工程(1)から工程(3)と同じ工程で、LOCOS酸化膜7及びP型ボディー領域13を形成する。その後、バッファ酸化膜35(図3を参照。)を除去する((a)参照。)。
温度条件が920℃のドライ酸化処理を施してシリコン酸化膜を20nmの膜厚に形成する。そのシリコン酸化膜上に、770℃の温度条件でSiH2Cl2とNH3の混合ガスを用いたLPCVD法によってシリコン窒化膜55を100nmの膜厚に形成する。ダメージ防止膜の形成領域を画定するためのフォトレジスト53を形成する。フォトレジスト53をマスクにしてエッチング技術により、シリコン窒化膜及びシリコン酸化膜をパターニングしてダメージ防止膜51を形成する。例えば、シリコン窒化膜は、H3PO4を用いたウエットエッチング技術により除去し、シリコン酸化膜は15:1BHFを用いたウエットエッチング技術により除去する((b)参照。)。
920℃の温度条件でドライ酸化処理を施して、P型ボディー領域13の表面にゲート酸化膜15を40nmの膜厚に形成する。このとき、ダメージ防止膜51の下層側を構成するシリコン酸化膜はシリコン窒化膜で覆われているので厚膜化されない。その後、図3及び図4を参照して説明した上記工程(4)と同様にして、ゲート電極17を形成する((c)参照。)。
その後の工程は図3及び図4を参照して説明した上記実施例と同じである。これにより、図7に示した半導体装置を製造することができる。
図7に示したダメージ防止膜51は図2に示したPMOSにも適用できる。
また、図7及び図8では、シリコン窒化膜がシリコン酸化膜及びシリコン層に比べて応力が大きいことを考慮して、ダメージ防止膜51をシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜で形成しているが、ダメージ防止膜はシリコン窒化膜の単層膜であってもよい。
その後の工程は図3及び図4を参照して説明した上記実施例と同じである。これにより、図7に示した半導体装置を製造することができる。
図7に示したダメージ防止膜51は図2に示したPMOSにも適用できる。
また、図7及び図8では、シリコン窒化膜がシリコン酸化膜及びシリコン層に比べて応力が大きいことを考慮して、ダメージ防止膜51をシリコン酸化膜とシリコン窒化膜の積層膜で形成しているが、ダメージ防止膜はシリコン窒化膜の単層膜であってもよい。
図9は本発明をNMOSに適用した半導体装置のさらに他の実施例を示す図であり、(A)は平面図、(B)は(A)のI−I’位置での断面図、(C)は(A)のJ−J’位置での断面図を示す。図1と同じ部分には同じ符号を付し、それらの部分の説明は省略する。
この実施例が図1に示した実施例と異なる点は、ゲートコンタクト17a下でP型ボディー領域13(シリコン層)とゲート電極17間にダメージ防止膜55が形成されている点である。ダメージ防止膜55は、LOCOS酸化膜7と同時に形成された1000nm程度の膜厚のシリコン酸化膜からなり、ゲート酸化膜15(膜厚40nm)よりも厚い膜厚をもつ。
この実施例でも、図5及び図7の実施例と同様に、ゲートコンタクトを形成する際のゲート電極17下へのダメージの伝播をダメージ防止膜55で阻止することができ、ゲート電極17とP型ボディー領域13が短絡するのを防止することができる。
さらに、プロセス工数においても、ダメージ防止膜55をLOCOS酸化膜7と同時に形成することができるので、追加マスクも追加工程も不要である。
さらに、プロセス工数においても、ダメージ防止膜55をLOCOS酸化膜7と同時に形成することができるので、追加マスクも追加工程も不要である。
図10は、図9のNMOSを製造するための本発明の製造方法の実施例の一部分を説明するための工程断面図である。図10は図9(B)のI−I’断面に対応している。図6を参照してこの製造方法の実施例を説明する。
図3及び図4を参照して説明した上記工程(1)において、LOCOS酸化膜7の形成領域に加えてダメージ防止膜55の形成領域を画定するためのシリコン窒化膜パターン57を形成した後、温度条件が1000℃のウエット酸化処理を施してLOCOS酸化膜7及びダメージ防止膜55を1000nm程度の膜厚に形成する((a)参照。)。
シリコン窒化膜パターン57及びバッファ酸化膜33を除去する。図3及び図4を参照して説明した上記工程(3)と同様にして、P型ボディー領域13を形成する。LOCOS酸化膜7及びダメージ防止膜55の端部下にはP型シリコン層5が残存している((b)参照。)。
920℃の温度条件でドライ酸化処理を施して、P型ボディー領域13の表面にゲート酸化膜15を40nmの膜厚に形成する。その後、図3及び図4を参照して説明した上記工程(4)と同様にして、ゲート電極17を形成する((c)参照。)。
その後の工程は図3及び図4を参照して説明した上記実施例と同じである。これにより、図9に示した半導体装置を製造することができる。
図9に示したダメージ防止膜55は図2に示したPMOSにも適用できる。
その後の工程は図3及び図4を参照して説明した上記実施例と同じである。これにより、図9に示した半導体装置を製造することができる。
図9に示したダメージ防止膜55は図2に示したPMOSにも適用できる。
次に、図11を用いて、バルクシリコン基板に形成されるMOSトランジスタのレイアウトとの互換性を説明する。
図11において、(a)は一般的なバルクシリコン基板のMOSトランジスタ(バルクMOSという)のレイアウトを示し、(b)は、そのLOCOS酸化膜形成用のマスクレイアウトを示し、(c)は、そのソース領域及びドレイン領域の注入マスクレイアウトを示す。(d)は本発明の半導体装置のMOSトランジスタ(本発明のSOIMOSという)のレイアウトを示し、(e)はそのLOCOS酸化膜形成用のマスクレイアウトを示し、(f)はそのソース領域及びドレイン領域の注入マスクレイアウトを示す。
図11において、(a)は一般的なバルクシリコン基板のMOSトランジスタ(バルクMOSという)のレイアウトを示し、(b)は、そのLOCOS酸化膜形成用のマスクレイアウトを示し、(c)は、そのソース領域及びドレイン領域の注入マスクレイアウトを示す。(d)は本発明の半導体装置のMOSトランジスタ(本発明のSOIMOSという)のレイアウトを示し、(e)はそのLOCOS酸化膜形成用のマスクレイアウトを示し、(f)はそのソース領域及びドレイン領域の注入マスクレイアウトを示す。
(a)に示すように、バルクMOSのLOCOS酸化膜59は、ソース領域61、ドレイン領域63及びチャネル領域に対応する開口部59aと、ソース領域61、ドレイン領域63、チャネル領域及びゲート電極65の形成領域を囲んで形成された基板コンタクト領域67に対応する開口部59bをもつ。LOCOS酸化膜59形成用のマスクレイアウトは(b)のようになる。
これに対し、本発明のSOIMOSは、(d)に示すように、LOCOS酸化膜7はソース領域9、ドレイン領域11及びゲート電極17の形成領域を囲み、かつそれらの領域とは間隔をもって形成された開口部7aをもつ。LOCOS酸化膜7形成用のマスクレイアウトは(e)のようになる。
LOCOS酸化膜形成用のマスクレイアウト(b)と(e)を比較すると、本発明のSOIMOSのLOCOS酸化膜7形成用のマスクレイアウト(e)は、LOCOS酸化膜7形成用のマスクレイアウト(b)の開口部59bの外周部分に対応するマスクを用いればよいことが分かる。
さらに、本発明のSOIMOSのソース領域及びドレイン領域の注入マスクレイアウト(f)は、バルクMOSのソース領域及びドレイン領域の注入マスクレイアウト(f)をそのまま用いることができることが分かる。
このように、本発明のSOIMOはバルクMOSとマスクレイアウトの互換性が高いことがわかる。
このように、本発明のSOIMOはバルクMOSとマスクレイアウトの互換性が高いことがわかる。
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、寸法、形状、材料、配置、製造工程条件などは一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。
例えば、上記実施例ではシリコン層5としてP型のものを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、シリコン層はN型であってもよいし、ノンドープであってもよい。
また、上記実施例ではゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜15を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゲート絶縁膜として、例えばONO膜とよばれる、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜の積層膜など、他の材料からなるゲート絶縁膜を用いてもよい。
また、上記実施例ではゲート絶縁膜としてシリコン酸化膜15を用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゲート絶縁膜として、例えばONO膜とよばれる、シリコン酸化膜、シリコン窒化膜、シリコン酸化膜の積層膜など、他の材料からなるゲート絶縁膜を用いてもよい。
また、上記実施例ではボディーコンタクト領域19,29は、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極の形成領域を除く素子領域の全部に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ボディーコンタクト領域は、ボディー領域と接しているのであれば、ソース領域、ドレイン領域及びゲート電極の形成領域を除く素子領域の一部分に形成されていてもよい。したがって、ソース領域及びドレイン領域とLOCOS酸化膜の間に形成される反対導電型領域は、必ずしもボディーコンタクト領域を構成しなくてもよい。
また、上記実施例ではゲートコンタクト17aはチャネル領域とは異なる位置でゲート電極17上に形成されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ゲートコンタクト17aチャネル領域上の位置でゲート電極上に形成されていてもよい。
また、上記実施例では、ソース領域9,23及びドレイン領域11,25の全部がLOCOS酸化膜7とは間隔をもって配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方がLOCOS酸化膜とは間隔をもって配置されていればよい。
また、上記実施例では、ソース領域9,23及びドレイン領域11,25の全部がLOCOS酸化膜7とは間隔をもって配置されているが、本発明はこれに限定されるものではなく、ソース領域及びドレイン領域のいずれか一方がLOCOS酸化膜とは間隔をもって配置されていればよい。
また、上記実施例では、NMOSではP型ボディー領域13a及びP型ボディーコンタクト領域19が反対導電型領域を構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、接合耐圧確保用のP型ボディー領域13aは必ずしも設けなくてよい。同様に、PMOSではN型ボディー領域27a及びN型ボディーコンタクト領域29が反対導電型領域を構成しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、接合耐圧確保用のN型ボディー領域27aは必ずしも設けなくてよい。また、接合耐圧確保用のP型ボディー領域13a、N型ボディー領域27aはチャネル領域を構成するP型ボディー領域13、N型ボディー領域27と同時に形成されたものであるが、接合耐圧確保用のP型ボディー領域、N型ボディー領域はチャネル領域とは別途形成されたものであってもよい。また、ソース領域及びドレイン領域の少なくとも一方の外周で反対導電型領域との間にソース領域及びドレイン領域と同じ導電型でソース領域及びドレイン領域よりも低不純物濃度の接合耐圧確保用領域を備えていてもよい。ここで不純物濃度はP型半導体層又はN型半導体層として機能する実質的なP型不純物又はN型不純物の濃度である。
5 P型シリコン層
7 LOCOS酸化膜
9 N型ソース領域
11 N型ドレイン領域
13 P型ボディー領域
15 ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)
17 ゲート電極
19 P型ボディーコンタクト領域(反対導電型領域)
7 LOCOS酸化膜
9 N型ソース領域
11 N型ドレイン領域
13 P型ボディー領域
15 ゲート酸化膜(ゲート絶縁膜)
17 ゲート電極
19 P型ボディーコンタクト領域(反対導電型領域)
Claims (10)
- SOI基板のシリコン層に形成されたLOCOS酸化膜と、そのLOCOS酸化膜によって囲まれた素子領域のシリコン層に互いに間隔をもって形成されたP型又はN型のソース領域及びドレイン領域と、ソース領域及びドレイン領域とは反対導電型であってソース拡散層とドレイン拡散層の間に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極をもつMOSトランジスタを備えた半導体装置において、
前記ゲート電極は前記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成されており、
前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一方は、前記LOCOS酸化膜との間に前記ソース領域及び前記ドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んで前記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成されていることを特徴とする半導体装置。 - 前記素子領域で前記チャネル領域、前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記反対導電型領域とは異なる位置に前記ゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトが形成されており、
前記ゲートコンタクト下で前記シリコン層、前記ゲート電極間に絶縁膜からなるダメージ防止膜を備え、
前記ダメージ防止膜は前記ゲート絶縁膜よりも厚い膜厚で形成されている請求項1に記載の半導体装置。 - 前記ダメージ防止膜は前記LOCOS酸化膜と同時に形成されたシリコン酸化膜である請求項2に記載の半導体装置。
- 前記ダメージ防止膜はシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜からなる請求項2に記載の半導体装置。
- 前記反対導電型領域は前記チャネル領域と電気的に接続されており、かつ前記チャネル領域よりも濃い不純物濃度をもっており、
前記反対導電型領域にその電位を取るためのボディーコンタクトが形成されている請求項1から4のいずれかに記載の半導体装置。 - SOI基板のシリコン層に形成されたLOCOS酸化膜と、そのLOCOS酸化膜によって囲まれた素子領域のシリコン層に互いに間隔をもって形成されたP型又はN型のソース領域及びドレイン領域と、ソース領域及びドレイン領域とは反対導電型であってソース拡散層とドレイン拡散層の間に設けられたチャネル領域と、そのチャネル領域上にゲート絶縁膜を介して形成されたゲート電極をもつMOSトランジスタを備えた半導体装置を製造するための製造方法において、
前記ゲート電極を前記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成し、
かつ、前記ソース領域及び前記ドレイン領域の少なくとも一方を、前記LOCOS酸化膜との間に前記ソース領域及び前記ドレイン領域とは反対導電型の反対導電型領域を挟んで前記LOCOS酸化膜とは間隔をもって形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記ゲート電極を形成する前に、前記素子領域で前記チャネル領域、前記ソース領域及び前記ドレイン領域とは異なる位置の前記シリコン層上に前記ゲート絶縁膜も厚い膜厚をもつ絶縁膜からなるダメージ防止膜を形成し、
前記ゲート電極を前記ゲート絶縁膜上から前記ダメージ防止膜上にまたがって形成し、
前記ダメージ防止膜上で前記ゲート電極の電位をとるためのゲートコンタクトを形成する請求項6に記載の製造方法。 - 前記ダメージ防止膜を前記LOCOS酸化膜と同時にシリコン酸化膜で形成する請求項7に記載の製造方法。
- 前記ダメージ防止膜をシリコン窒化膜の単層膜又はシリコン窒化膜とシリコン酸化膜の積層膜で形成する請求項7に記載の製造方法。
- 前記ソース領域、前記ドレイン領域及び前記ゲート電極が形成されている領域とは異なる領域に前記シリコン層にボディーコンタクト領域を形成する工程と、前記ボディーコンタクト領域にその電位を取るためのボディーコンタクトを形成する工程を含み、
前記ボディーコンタクト拡散層として前記チャネル領域と同じ導電型であって前記チャネル領域よりも濃い不純物濃度をもつものを形成する請求項6から9のいずれかに記載の製造方法。
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