JP2013191752A - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

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隆充 松尾
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device for forming a semiconductor device of good characteristics, including the reduced effect of distortion component (noise).SOLUTION: On a first surface of a first substrate S1, impurity ion is implanted in a region 1B on the outer periphery of a high frequency MISFET formation region 1A, to form a diffusion layer s1c, and then by oxidizing the first surface side of the first substrate S1, a silicon oxide film s1d is formed on the diffusion layer s1c. After that, a first surface side of a second substrate S2 containing a BOX film 3 on the first surface side is laminated to the first surface side of the first substrate S1. By providing the diffusion layer s1c as described above, the effect of noise on the high frequency MISFET formation region 1A can be reduced. Further, by employing a lamination method as a method of forming an SOI substrate to form the diffusion layer s1c before the lamination step, the diffusion layer s1c can be formed precisely.

Description

本発明は、SOI(Silicon On Insulator)基板を用いた半導体装置の製造方法に関し、特に、高周波信号が流れる半導体装置の製造方法に適用して有効な技術に関するものである。   The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device using an SOI (Silicon On Insulator) substrate, and more particularly to a technique effective when applied to a method for manufacturing a semiconductor device in which a high-frequency signal flows.

寄生容量の発生を抑えることのできる半導体装置として、現在、SOI基板を用いた半導体装置が使用されている。SOI基板は、Si(シリコン)などからなる支持基板上にBOX(Buried Oxide)膜(埋め込み酸化膜)が形成され、BOX膜上にSi(シリコン)を主に含む薄い層(シリコン層)が形成された基板である。このようなSOI基板上にMISFETを形成した場合、シリコン層に形成された拡散領域に発生する寄生容量を低減することができる。このため、SOI基板を用いて半導体装置を製造することで、半導体装置の集積密度および動作速度の向上、ラッチアップフリー化などが期待できる。ここで、MISFETは、Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor(電界効果トランジスタ)の略であり、MOS(Metal Oxide Semiconductor)やMOSFETと呼ばれることもある。   Currently, semiconductor devices using an SOI substrate are used as semiconductor devices capable of suppressing the generation of parasitic capacitance. In the SOI substrate, a BOX (Buried Oxide) film (buried oxide film) is formed on a support substrate made of Si (silicon) or the like, and a thin layer (silicon layer) mainly containing Si (silicon) is formed on the BOX film. Substrate. When the MISFET is formed on such an SOI substrate, the parasitic capacitance generated in the diffusion region formed in the silicon layer can be reduced. For this reason, manufacturing a semiconductor device using an SOI substrate can be expected to improve the integration density and operation speed of the semiconductor device, and to make the latch-up free. Here, MISFET is an abbreviation for Metal Insulator Semiconductor Field Effect Transistor (Field Effect Transistor), and is sometimes called MOS (Metal Oxide Semiconductor) or MOSFET.

特許文献1(特開2004−111521号公報)には、SOI基板の製造方法が開示されている。具体的には、シリコン単結晶からなる第一基板(7)の第一主表面(K)に対して、その外縁端に至る形で複数の溝(3)を形成し、シリコン単結晶からなる第二基板(1)の第一主表面(J)にはシリコン酸化膜(2)を絶縁膜として形成する。その後、第一基板(7)と第二基板(1)とを、それぞれの第一主表面(J、K)同士がシリコン酸化膜(2)を介した形で貼り合わせる。その後、SOI層(10)となるべきシリコン層領域を含む残留層領域(5)を残す形で、第二基板(1)を減厚する。そして、形成した溝(3)を、熱処理を施すことにより、自身の周囲部からの粒子流動にて埋め込む。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-111521 discloses a method for manufacturing an SOI substrate. Specifically, a plurality of grooves (3) are formed on the first main surface (K) of the first substrate (7) made of silicon single crystal so as to reach the outer edge, and made of silicon single crystal. A silicon oxide film (2) is formed as an insulating film on the first main surface (J) of the second substrate (1). Thereafter, the first substrate (7) and the second substrate (1) are bonded together such that the respective first main surfaces (J, K) are interposed via the silicon oxide film (2). Thereafter, the thickness of the second substrate (1) is reduced so as to leave a residual layer region (5) including a silicon layer region to be the SOI layer (10). And the formed groove | channel (3) is embedded by the particle | grain flow from an own circumference part by performing heat processing.

特許文献2(特開2002−33250号公報)には、バルクシリコン層(23)上にシリコン酸化膜(22)を形成し、そのシリコン酸化膜(22)上に回路パターンを形成すべき活性シリコン層(21)を形成して構成されたSOI基板(W2)が開示されている。このSOI基板(W2)において、バルクシリコン層(23)のシリコン酸化膜(22)との界面には、識別コードパターン(30)が形成されている。なお、上記括弧内の記号は当該特許文献内に記載の符号である。   In Patent Document 2 (Japanese Patent Laid-Open No. 2002-33250), an active silicon in which a silicon oxide film (22) is formed on a bulk silicon layer (23) and a circuit pattern is to be formed on the silicon oxide film (22). An SOI substrate (W2) configured by forming a layer (21) is disclosed. In this SOI substrate (W2), an identification code pattern (30) is formed at the interface between the bulk silicon layer (23) and the silicon oxide film (22). In addition, the symbol in the said parenthesis is a code | symbol described in the said patent document.

特開2004−111521号公報JP 2004-111521 A 特開2002−33250号公報JP 2002-33250 A

携帯電話用のアンテナスイッチに用いられる高周波用の電界効果トランジスタであるMISFETは、入力された信号がノイズの影響を受けずにそのまま出力されず、歪成分(ノイズ)の混ざった信号が出力されやすい特性(歪特性)を有する。この歪成分は、入力された信号の波長の2倍または3倍の波長を有する高調波として発生しやすい。歪成分は本来の入力信号と関係ない周波数成分であり、このような余分な周波数成分が入力信号に混ざることで、正確に信号を出力することができなくなるといった問題がある。   The MISFET, which is a high-frequency field effect transistor used in an antenna switch for a cellular phone, does not output the input signal as it is without being affected by noise, and a signal mixed with distortion components (noise) is likely to be output. Characteristics (distortion characteristics). This distortion component is likely to be generated as a harmonic having a wavelength twice or three times the wavelength of the input signal. The distortion component is a frequency component unrelated to the original input signal, and there is a problem that it becomes impossible to output the signal accurately by mixing such an extra frequency component with the input signal.

このような問題に対し、絶縁層であるサファイア層上にシリコン層を形成したSOS基板の採用が検討されている。このSOS基板は、ウエルおよび基板間の寄生容量に起因する“入力信号の2倍の周波数を有する歪成分”の発生を抑えることができるが、ウエルおよびソース・ドレイン間の寄生容量に起因する“入力信号の3倍の周波数を有する歪成分”の発生を抑えることは難しい。   In order to solve such a problem, use of an SOS substrate in which a silicon layer is formed on a sapphire layer which is an insulating layer has been studied. Although this SOS substrate can suppress the generation of “a distortion component having a frequency twice that of the input signal” due to the parasitic capacitance between the well and the substrate, the “SOS substrate” is caused by the parasitic capacitance between the well and the source / drain. It is difficult to suppress the generation of a “distortion component having a frequency three times that of the input signal”.

これに対し、ゲート電極と半導体基板との間における寄生容量の発生を抑えることができる低コストの半導体基板としてSOI基板を使用する方法が考えられるが、SOI基板であっても、寄生容量に起因するノイズ(歪成分)が発生する歪特性を有している。例えばスイッチングなどを行うMISFETに、外部で発生した高周波信号が伝わった場合、MISFET内に歪成分(ノイズ)が発生し、半導体装置の特性が劣化するといった問題がある。   On the other hand, a method of using an SOI substrate as a low-cost semiconductor substrate capable of suppressing the generation of parasitic capacitance between the gate electrode and the semiconductor substrate can be considered, but even an SOI substrate is caused by parasitic capacitance. Distortion characteristics that generate noise (distortion component). For example, when a high-frequency signal generated externally is transmitted to a MISFET that performs switching or the like, there is a problem that a distortion component (noise) is generated in the MISFET and the characteristics of the semiconductor device deteriorate.

そこで、以下に示す実施の形態では、特性の良好な半導体装置を形成する半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。特に、歪成分(ノイズ)の影響を低減できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the embodiment described below is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that forms a semiconductor device with good characteristics. In particular, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can reduce the influence of distortion components (noise).

上記目的およびその他の目的と新規な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。   The above and other objects and novel features will become apparent from the description of the specification and the accompanying drawings.

本願において開示される実施の形態のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、次のとおりである。   Of the embodiments disclosed in the present application, the outline of typical ones will be briefly described as follows.

本願において開示される代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法は、第1面側に第1半導体領域を有する第1半導体基板を準備し、第1面側に絶縁層を有し、第2面側に半導体層を有する第2半導体基板を準備し、上記第1半導体基板の上記第1面側と上記第2半導体基板の上記第1面側とを貼り合わせる。   A manufacturing method of a semiconductor device shown in a typical embodiment disclosed in the present application prepares a first semiconductor substrate having a first semiconductor region on the first surface side, and has an insulating layer on the first surface side. Then, a second semiconductor substrate having a semiconductor layer on the second surface side is prepared, and the first surface side of the first semiconductor substrate and the first surface side of the second semiconductor substrate are bonded together.

本願において開示される代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法は、第1半導体基板の第1面において、第1領域の外周に不純物イオンを注入することにより第1半導体領域を形成し、第1面側に絶縁層を有し、第2面側に半導体層を有する第2半導体基板を準備し、上記第1半導体基板の上記第1面側と上記第2半導体基板の上記第1面側とを貼り合わせる。これにより、上記第1半導体基板、上記第1半導体基板上に配置された絶縁層および上記絶縁層上に配置された半導体層を有する基板を形成し、第1領域と対応する上記半導体層に第1MISFETを形成する。   In the method of manufacturing a semiconductor device shown in the representative embodiment disclosed in the present application, the first semiconductor region is formed by implanting impurity ions into the outer periphery of the first region on the first surface of the first semiconductor substrate. A second semiconductor substrate having an insulating layer on the first surface side and a semiconductor layer on the second surface side is prepared, and the first surface side of the first semiconductor substrate and the second surface of the second semiconductor substrate are prepared. Affix the first side. As a result, a substrate having the first semiconductor substrate, the insulating layer disposed on the first semiconductor substrate, and the semiconductor layer disposed on the insulating layer is formed, and the semiconductor layer corresponding to the first region is formed on the semiconductor layer. 1 MISFET is formed.

本願において開示される代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法は、第1半導体基板の第1面において、第1領域の外周に不純物イオンを注入することにより第1半導体領域を形成した後、第1半導体基板の上記第1面側を酸化することにより上記第1半導体領域上に酸化膜を形成する。この後、第1面側に絶縁層を有し、第2面側に半導体層を有する第2半導体基板を準備し、上記第1半導体基板の上記第1面側と上記第2半導体基板の上記第1面側とを貼り合わせる。これにより、上記第1半導体基板、上記第1半導体基板上に配置された絶縁層および上記絶縁層上に配置された半導体層を有する基板を形成し、上記第1領域と対応する上記半導体層に第1MISFETを形成する。また、上記基板においては、第1半導体領域の端部において上記酸化膜による段差が生じている。   In the method of manufacturing a semiconductor device shown in the representative embodiment disclosed in the present application, the first semiconductor region is formed by implanting impurity ions into the outer periphery of the first region on the first surface of the first semiconductor substrate. Then, an oxide film is formed on the first semiconductor region by oxidizing the first surface side of the first semiconductor substrate. Thereafter, a second semiconductor substrate having an insulating layer on the first surface side and a semiconductor layer on the second surface side is prepared, and the first surface side of the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate described above are prepared. The first surface side is bonded together. As a result, a substrate having the first semiconductor substrate, the insulating layer disposed on the first semiconductor substrate and the semiconductor layer disposed on the insulating layer is formed, and the semiconductor layer corresponding to the first region is formed on the semiconductor layer. A first MISFET is formed. Further, in the substrate, a step due to the oxide film occurs at the end of the first semiconductor region.

本願において開示される、以下に示す代表的な実施の形態に示される半導体装置の製造方法によれば、特性の良好な半導体装置を形成することができる。   According to the method for manufacturing a semiconductor device disclosed in the following representative embodiment disclosed in the present application, a semiconductor device having good characteristics can be formed.

本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the manufacturing process of the semiconductor device of this Embodiment. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図1に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing the manufacturing process following FIG. 1. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図2に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 2; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図3に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing process following FIG. 3. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図4に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 4; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図5に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 5; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図6に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 6; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図7に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 8 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 7. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図8に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 8; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図9に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 9; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図10に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 10; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図11に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 11. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図12に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 12; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図13に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the present embodiment, which is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 13; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図14に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 15 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 14. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図15に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 15; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図16に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 17 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 16; 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図17に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 18 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 17. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図18に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 19 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 18. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図19に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 19. 本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図であって、図20に続く製造工程を示す断面図である。FIG. 21 is a cross-sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor device of the embodiment, and is a cross-sectional view showing a manufacturing step following FIG. 20. 高周波用のMISFET形成領域のレイアウトの一例を示す平面図である。It is a top view which shows an example of the layout of the MISFET formation area for high frequencies. 本実施の形態の比較例の半導体装置を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the semiconductor device of the comparative example of this Embodiment. 高周波用のMISFETの動作特性を示すグラフである。It is a graph which shows the operating characteristic of MISFET for high frequencies. 本実施の形態の半導体装置の適用例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows the example of application of the semiconductor device of this Embodiment. 基板(ウエハ)の平面図である。It is a top view of a board | substrate (wafer). 本実施の形態の半導体装置の他の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other manufacturing process of the semiconductor device of this Embodiment. 本実施の形態の半導体装置の他の製造工程を示す平面図である。It is a top view which shows the other manufacturing process of the semiconductor device of this Embodiment. 本実施の形態の半導体装置の他の製造工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the other manufacturing process of the semiconductor device of this Embodiment.

以下の実施の形態においては便宜上その必要があるときは、複数のセクションまたは実施の形態に分割して説明するが、特に明示した場合を除き、それらはお互いに無関係なものではなく、一方は他方の一部または全部の変形例、応用例、詳細説明、補足説明等の関係にある。また、以下の実施の形態において、要素の数等(個数、数値、量、範囲等を含む)に言及する場合、特に明示した場合および原理的に明らかに特定の数に限定される場合等を除き、その特定の数に限定されるものではなく、特定の数以上でも以下でもよい。   In the following embodiments, when it is necessary for the sake of convenience, the description will be divided into a plurality of sections or embodiments. However, unless otherwise specified, they are not irrelevant to each other. Are partly or entirely modified, application examples, detailed explanations, supplementary explanations, and the like. Further, in the following embodiments, when referring to the number of elements (including the number, numerical value, quantity, range, etc.), especially when clearly indicated and when clearly limited to a specific number in principle, etc. Except, it is not limited to the specific number, and may be more or less than the specific number.

さらに、以下の実施の形態において、その構成要素(要素ステップ等も含む)は、特に明示した場合および原理的に明らかに必須であると考えられる場合等を除き、必ずしも必須のものではない。同様に、以下の実施の形態において、構成要素等の形状、位置関係等に言及するときは、特に明示した場合および原理的に明らかにそうでないと考えられる場合等を除き、実質的にその形状等に近似または類似するもの等を含むものとする。このことは、上記数等(個数、数値、量、範囲等を含む)についても同様である。   Furthermore, in the following embodiments, the constituent elements (including element steps and the like) are not necessarily indispensable unless otherwise specified and apparently essential in principle. Similarly, in the following embodiments, when referring to the shapes, positional relationships, etc. of the components, etc., the shapes are substantially the same unless otherwise specified, or otherwise apparent in principle. And the like are included. The same applies to the above numbers and the like (including the number, numerical value, quantity, range, etc.).

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一または関連する符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。また、複数の類似の部材(部位)が存在する場合には、総称の符号に記号を追加し個別または特定の部位を示す場合がある。また、以下の実施の形態では、特に必要なとき以外は同一または同様な部分の説明を原則として繰り返さない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. Note that components having the same function are denoted by the same or related reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof is omitted. In addition, when there are a plurality of similar members (parts), a symbol may be added to the generic symbol to indicate an individual or specific part. In the following embodiments, the description of the same or similar parts will not be repeated in principle unless particularly necessary.

また、実施の形態で用いる図面においては、断面図であっても図面を見易くするためにハッチングを省略する場合もある。また、平面図であっても図面を見易くするためにハッチングを付す場合もある。   In the drawings used in the embodiments, hatching may be omitted even in a cross-sectional view so as to make the drawings easy to see. Further, even a plan view may be hatched to make the drawing easy to see.

また、断面図および平面図において、各部位の大きさは実デバイスと対応するものではなく、図面を分かりやすくするため、特定の部位を相対的に大きく表示する場合がある。また、平面図と断面図が対応する場合においても、各部位の大きさを変えて表示する場合がある。   In the cross-sectional view and the plan view, the size of each part does not correspond to the actual device, and a specific part may be displayed relatively large for easy understanding of the drawing. Even when the plan view and the cross-sectional view correspond to each other, the size of each part may be changed and displayed.

(実施の形態)
以下、図面を参照しながら本実施の形態の半導体装置の構造と製法について詳細に説明する。図1〜図21は、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図である。図22は、高周波用のMISFET形成領域のレイアウトの一例を示す平面図である。図23は、本実施の形態の比較例の半導体装置を模式的に示す断面図である。図24は、高周波用のMISFETの動作特性を示すグラフである。図25は、本実施の形態の半導体装置の適用例を示す回路図である。
(Embodiment)
Hereinafter, the structure and manufacturing method of the semiconductor device of the present embodiment will be described in detail with reference to the drawings. 1 to 21 are cross-sectional views showing the manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment. FIG. 22 is a plan view showing an example of the layout of the high-frequency MISFET formation region. FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device of a comparative example of the present embodiment. FIG. 24 is a graph showing the operating characteristics of a high-frequency MISFET. FIG. 25 is a circuit diagram showing an application example of the semiconductor device of this embodiment.

[構造説明]
まず、本実施の形態の半導体装置の製造工程を示す断面図の一図である図21を参照しながら本実施の形態の半導体装置の特徴的な構成について説明する。
[Description of structure]
First, a characteristic configuration of the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIG. 21 which is a cross-sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device of the present embodiment.

本実施の形態の半導体装置は、SOI基板上に配置された高周波用のMISFET(スイッチング用MISFET)T1および制御回路用のMISFET(T2n、T2p)を有する。   The semiconductor device of the present embodiment includes a high-frequency MISFET (switching MISFET) T1 and a control circuit MISFET (T2n, T2p) arranged on an SOI substrate.

SOI基板は、第1基板(支持基板、半導体基板)S1、この第1基板S1上に配置されたBOX膜3およびこのBOX膜3上に配置されたシリコン層4を有する。第1基板S1は、例えば、Si(シリコン)からなる半導体基板であり、その抵抗が例えば750Ωcm以上の高抵抗の半導体基板である。BOX膜3は、酸化シリコン膜などの絶縁膜よりなる。また、シリコン層4は、例えば、1〜10Ωcm程度の抵抗を有する単結晶Siなどからなる。   The SOI substrate includes a first substrate (support substrate, semiconductor substrate) S1, a BOX film 3 disposed on the first substrate S1, and a silicon layer 4 disposed on the BOX film 3. The first substrate S1 is a semiconductor substrate made of, for example, Si (silicon), and is a high-resistance semiconductor substrate having a resistance of, for example, 750 Ωcm or more. The BOX film 3 is made of an insulating film such as a silicon oxide film. The silicon layer 4 is made of, for example, single crystal Si having a resistance of about 1 to 10 Ωcm.

SOI基板は、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aを有する。   The SOI substrate has a high-frequency MISFET formation region 1A and a control circuit MISFET formation region 2A.

高周波用のMISFET形成領域1Aには、高周波用のMISFET(T1)が配置されている。この高周波用のMISFET(T1)は、高周波信号が印加されるMISFETである。   A high-frequency MISFET (T1) is disposed in the high-frequency MISFET formation region 1A. This high frequency MISFET (T1) is a MISFET to which a high frequency signal is applied.

この高周波用のMISFET(T1)は、例えば、nチャネル型のMISFETであり、図21に示すように、シリコン層4(p型ウエル6p)上にゲート絶縁膜7を介して配置されたゲート電極8と、ゲート電極8の両側のシリコン層4(p型ウエル6p)中に配置されたソース、ドレイン領域とを有する。このソース、ドレイン領域は、LDD(Lightly Doped Drain)構造を有し、n型の半導体領域であるエクステンション領域9およびn型の高濃度半導体領域11よりなる。上記ゲート電極8および高濃度半導体領域11の上部には、シリサイド層12が配置されている。また、ゲート電極8の側部には、サイドウォール10が配置されている。 The high-frequency MISFET (T1) is, for example, an n-channel type MISFET, and as shown in FIG. 21, a gate electrode disposed on the silicon layer 4 (p-type well 6p) with a gate insulating film 7 interposed therebetween. 8 and source and drain regions arranged in the silicon layer 4 (p-type well 6 p) on both sides of the gate electrode 8. The source and drain regions have an LDD (Lightly Doped Drain) structure and are composed of an extension region 9 which is an n type semiconductor region and an n type high concentration semiconductor region 11. A silicide layer 12 is disposed on the gate electrode 8 and the high-concentration semiconductor region 11. A side wall 10 is disposed on the side of the gate electrode 8.

制御回路用のMISFET形成領域2Aには、nチャネル型の制御回路用のMISFET(T2n)およびpチャネル型の制御回路用のMISFET(T2p)が配置されている。制御回路用のMISFETは、例えば、後述する制御回路部110を構成するMISFETである(図25参照)。   In the MISFET formation region 2A for the control circuit, an MISFET (T2n) for an n-channel control circuit and a MISFET (T2p) for a p-channel control circuit are arranged. The MISFET for the control circuit is, for example, a MISFET constituting the control circuit unit 110 described later (see FIG. 25).

nチャネル型の制御回路用のMISFET(T2n)は、図21に示すように、シリコン層4(p型ウエル6p)上にゲート絶縁膜7を介して配置されたゲート電極8と、ゲート電極8の両側のシリコン層4(p型ウエル6p)中に配置されたソース、ドレイン領域とを有する。このソース、ドレイン領域は、LDD構造を有し、n型の半導体領域であるエクステンション領域9およびn型の高濃度半導体領域11よりなる。上記ゲート電極8および高濃度半導体領域11の上部には、シリサイド層12が配置されている。また、ゲート電極8の側部には、サイドウォール10が配置されている。 As shown in FIG. 21, the MISFET (T2n) for the n-channel control circuit includes a gate electrode 8 disposed on the silicon layer 4 (p-type well 6p) via a gate insulating film 7, and a gate electrode 8 Source and drain regions arranged in the silicon layer 4 (p-type well 6p) on both sides. The source and drain regions have an LDD structure and are composed of an extension region 9 which is an n type semiconductor region and an n type high concentration semiconductor region 11. A silicide layer 12 is disposed on the gate electrode 8 and the high-concentration semiconductor region 11. A side wall 10 is disposed on the side of the gate electrode 8.

pチャネル型の制御回路用のMISFET(T2p)は、図21に示すように、シリコン層4(n型ウエル6n)上にゲート絶縁膜7を介して配置されたゲート電極8と、ゲート電極8の両側のシリコン層4(n型ウエル6n)中に配置されたソース、ドレイン領域とを有する。このソース、ドレイン領域は、LDD構造を有し、p型の半導体領域であるエクステンション領域9およびp型の高濃度半導体領域11よりなる。上記ゲート電極8および高濃度半導体領域11の上部には、シリサイド層12が配置されている。また、ゲート電極8の側部には、サイドウォール10が配置されている。 As shown in FIG. 21, the MISFET (T2p) for the p-channel control circuit includes a gate electrode 8 disposed on the silicon layer 4 (n-type well 6n) via a gate insulating film 7, and a gate electrode 8 Source and drain regions arranged in the silicon layer 4 (n-type well 6n) on both sides of the substrate. The source and drain regions have an LDD structure and are composed of an extension region 9 which is a p type semiconductor region and a p type high concentration semiconductor region 11. A silicide layer 12 is disposed on the gate electrode 8 and the high-concentration semiconductor region 11. A side wall 10 is disposed on the side of the gate electrode 8.

高周波用のMISFET(T1)および制御回路用のMISFET(T2n、T2p)の上部には絶縁膜14および層間絶縁膜15が配置されている。また、これらのMISFET(T1、T2n、T2p)のソース、ドレイン領域(高濃度半導体領域11)上には、第1プラグP1が配置されている。この第1プラグP1は、コンタクトホールC1bの内部に配置されている。さらに、この第1プラグP1上には、第1層配線M1が配置されている。なお、この第1層配線上に、絶縁膜、プラグおよび配線を配置し、多層配線構造としてもよい。   An insulating film 14 and an interlayer insulating film 15 are disposed above the high-frequency MISFET (T1) and the control circuit MISFETs (T2n, T2p). A first plug P1 is disposed on the source and drain regions (high-concentration semiconductor region 11) of these MISFETs (T1, T2n, T2p). The first plug P1 is disposed inside the contact hole C1b. Further, a first layer wiring M1 is disposed on the first plug P1. Note that an insulating film, a plug, and a wiring may be arranged on the first layer wiring to form a multilayer wiring structure.

高周波用のMISFET形成領域1Aと制御回路用のMISFET形成領域2Aとの間には素子分離絶縁膜5が配置されている。また、制御回路用のMISFET形成領域2Aにおいて、nチャネル型の制御回路用のMISFET(T2n)とpチャネル型の制御回路用のMISFET(T2p)との間には素子分離絶縁膜5が配置されている。   An element isolation insulating film 5 is disposed between the high frequency MISFET formation region 1A and the control circuit MISFET formation region 2A. In the MISFET formation region 2A for the control circuit, an element isolation insulating film 5 is disposed between the MISFET (T2n) for the n-channel type control circuit and the MISFET (T2p) for the p-channel type control circuit. ing.

ここで、本実施の形態の半導体装置においては、図21に示すように、高周波用のMISFET形成領域1A(2つの高周波用のMISFET(T1))の外周(領域1B)において、第1基板S1とBOX膜3との境界部に、拡散層(半導体領域、インプラ層)s1cが配置されている。さらに、この拡散層s1cの上部には、コンタクトホールC1a内に配置された第1プラグP1が配置されている。この第1プラグP1上には、第1層配線M1が配置されている。第1プラグP1および拡散層s1cのレイアウトに制限はないが、例えば、図22に示すように高周波用のMISFET形成領域1Aの外周に沿って第1プラグP1および拡散層s1cを配置してもよい。   Here, in the semiconductor device of the present embodiment, as shown in FIG. 21, in the outer periphery (region 1B) of the high frequency MISFET formation region 1A (two high frequency MISFETs (T1)), the first substrate S1. A diffusion layer (semiconductor region, implantation layer) s1c is disposed at the boundary between the BOX film 3 and the BOX film 3. Further, a first plug P1 disposed in the contact hole C1a is disposed above the diffusion layer s1c. A first layer wiring M1 is disposed on the first plug P1. The layout of the first plug P1 and the diffusion layer s1c is not limited. For example, as shown in FIG. 22, the first plug P1 and the diffusion layer s1c may be disposed along the outer periphery of the high-frequency MISFET formation region 1A. .

図22に示すように、高周波用のMISFET形成領域1Aを略矩形に配置する。その内部には、複数の高周波用のMISFET(T1)が配置されている。高周波用のMISFET形成領域1Aには、Y方向に長辺を有する略矩形状のゲート電極8が、X方向に所定の間隔を置いて複数配置されている。ゲート電極8間は、ソース、ドレイン領域(高濃度半導体領域11)である。また、各ゲート電極8は、X方向に長辺を有するゲート線8aと接続され、このゲート線8a上には、第1プラグP1が配置されている。また、ソース、ドレイン領域(高濃度半導体領域11)にも、第1プラグP1が配置されている。   As shown in FIG. 22, the high frequency MISFET formation region 1A is arranged in a substantially rectangular shape. Inside, a plurality of high-frequency MISFETs (T1) are arranged. In the high-frequency MISFET formation region 1A, a plurality of substantially rectangular gate electrodes 8 having long sides in the Y direction are arranged at predetermined intervals in the X direction. A space between the gate electrodes 8 is a source / drain region (high concentration semiconductor region 11). Each gate electrode 8 is connected to a gate line 8a having a long side in the X direction, and a first plug P1 is disposed on the gate line 8a. The first plug P1 is also disposed in the source and drain regions (high concentration semiconductor region 11).

ここでは、略矩形の高周波用のMISFET形成領域1Aの各辺に沿って、4つのコンタクトホールC1aが配置され、その内部に第1プラグP1が配置されている。さらに、このコンタクトホールC1aの底部において、略矩形の高周波用のMISFET形成領域1Aの各辺に沿うように、4つの拡散層s1cが配置されている。なお、4つの拡散層s1cまたは4つの第1プラグP1を繋げ、これらを高周波用のMISFET(T1)を囲むように配置してもよい。また、X方向に延在する2つの拡散層s1cまたはX方向に延在する2つの第1プラグP1のみとしてもよい。また、Y方向に延在する2つの拡散層s1cまたはY方向に延在する2つの第1プラグP1のみとしてもよい。   Here, four contact holes C1a are disposed along each side of the substantially rectangular high-frequency MISFET formation region 1A, and the first plug P1 is disposed therein. Further, four diffusion layers s1c are arranged along the sides of the substantially rectangular high-frequency MISFET formation region 1A at the bottom of the contact hole C1a. Note that the four diffusion layers s1c or the four first plugs P1 may be connected so as to surround the high-frequency MISFET (T1). Alternatively, only two diffusion layers s1c extending in the X direction or two first plugs P1 extending in the X direction may be used. Alternatively, only two diffusion layers s1c extending in the Y direction or two first plugs P1 extending in the Y direction may be used.

このように、本実施の形態では高周波用のMISFET形成領域1Aの外周に位置する拡散層s1cを設けたので、外部からの高周波信号の影響により高周波用のMISFET(T1)にノイズが発生することを防ぐことができる。さらに、拡散層s1cの上部に第1プラグP1を形成することで、ガードリングの効果をさらに高めることができる。ここで言うガードリングとは、基板上に形成された素子などに外部からの電流が流れることを防ぎ、また、基板の電位を固定することなどを目的として、例えば素子の周囲に形成される低抵抗な領域を意味する。   Thus, in the present embodiment, since the diffusion layer s1c located on the outer periphery of the high-frequency MISFET formation region 1A is provided, noise is generated in the high-frequency MISFET (T1) due to the influence of the high-frequency signal from the outside. Can be prevented. Furthermore, the effect of the guard ring can be further enhanced by forming the first plug P1 above the diffusion layer s1c. The guard ring referred to here is a low ring formed around the element, for example, for the purpose of preventing an external current from flowing to the element formed on the substrate and fixing the potential of the substrate. It means a resistance region.

図23は、本実施の形態の比較例の半導体装置を模式的に示す断面図である。図中の16は、層間絶縁膜15等を含む絶縁膜を示し、P2は第2プラグを、M2は第2層配線を示す。図23においては、SOI基板を構成するBOX膜3上に、高周波用のMISFET形成領域1Aのシリコン層4と制御回路用のMISFET形成領域2Aのシリコン層4とが配置されている。このような場合には、これらのシリコン層4の間に素子分離絶縁膜5等の絶縁膜が配置されていても、BOX膜3の下部においては導電性の第1基板S1を介して互いに繋がっているため、これらのシリコン層4が相互干渉し得る。具体的には、シリコン層4に印加される電圧変化に基づいて、BOX膜3と第1基板S1との界面から広がる空乏層2が変化することによって、シリコン層4と第1基板S1との間の容量(基板容量)が変化する。このような電圧変化に依存した基板容量の変化はノイズとして、高周波用のMISFET(T1)の入力信号に、+または−側の振幅に不均衡を発生させ、正確な信号を出力できなくさせる恐れがある。   FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device of a comparative example of the present embodiment. In the drawing, 16 indicates an insulating film including the interlayer insulating film 15 and the like, P2 indicates a second plug, and M2 indicates a second layer wiring. In FIG. 23, the silicon layer 4 in the MISFET formation region 1A for high frequency and the silicon layer 4 in the MISFET formation region 2A for control circuit are arranged on the BOX film 3 constituting the SOI substrate. In such a case, even if an insulating film such as the element isolation insulating film 5 is disposed between the silicon layers 4, the lower part of the BOX film 3 is connected to each other via the conductive first substrate S1. Therefore, these silicon layers 4 can interfere with each other. Specifically, the depletion layer 2 that spreads from the interface between the BOX film 3 and the first substrate S1 changes based on the voltage change applied to the silicon layer 4, so that the silicon layer 4 and the first substrate S1 The capacitance between them (substrate capacitance) changes. Such a change in the substrate capacitance depending on the voltage change may cause an imbalance in the amplitude on the + or − side of the input signal of the high-frequency MISFET (T1) as noise, which may prevent an accurate signal from being output. There is.

これに対し、本実施の形態においては、高周波用のMISFET形成領域1Aの外周において、BOX膜3の下部に拡散層s1cを設けることで、上記電圧変化に依存した基板容量の変化を低減することができる。これにより、高周波用のMISFET形成領域1Aに対するノイズの影響を低減することができ、高周波用のMISFET(T1)の動作特性を向上させることができる。   In contrast, in the present embodiment, the diffusion layer s1c is provided below the BOX film 3 on the outer periphery of the high-frequency MISFET formation region 1A, thereby reducing the change in the substrate capacitance depending on the voltage change. Can do. As a result, the influence of noise on the high-frequency MISFET formation region 1A can be reduced, and the operating characteristics of the high-frequency MISFET (T1) can be improved.

図24は、高周波用のMISFETの動作特性を示すグラフである。横軸は入力電力[dBm]を示し、縦軸は特性改善率[%]を示す。四角印は、拡散層s1cを設けていない高周波用のMISFETの場合を示し、丸印は、拡散層s1cを設けた高周波用のMISFETの場合を示す。特性改善率は、二次高調波歪み(2HD[dBc])により算出した。即ち、拡散層s1cを設けていない高周波用のMISFETの場合の2HDaを基準とし、拡散層s1cを設けた高周波用のMISFETの場合の2HDbの改善率(((2HDb−2HDa)/2HDa)×100)を特性改善率[%]とした。   FIG. 24 is a graph showing the operating characteristics of a high-frequency MISFET. The horizontal axis represents input power [dBm], and the vertical axis represents the characteristic improvement rate [%]. A square mark indicates the case of a high-frequency MISFET in which the diffusion layer s1c is not provided, and a circle indicates a case of a high-frequency MISFET in which the diffusion layer s1c is provided. The characteristic improvement rate was calculated from the second harmonic distortion (2HD [dBc]). That is, with reference to 2HDa in the case of a high-frequency MISFET not provided with the diffusion layer s1c, the improvement rate of 2HDb in the case of the high-frequency MISFET provided with the diffusion layer s1c (((2HDb-2HDa) / 2HDa) × 100 ) Was defined as a characteristic improvement rate [%].

図24のグラフに示すように、いずれの入力電力に対しても拡散層s1cを設けた高周波用のMISFETの二次高調波歪みに改善が見られ、ある特定の入力電力まで改善率が上昇する傾向が見られた。このグラフからも、BOX膜3の下部に拡散層s1cを設けることで、高周波用のMISFET(T1)の動作特性が向上することが分かる。   As shown in the graph of FIG. 24, for any input power, the second harmonic distortion of the high-frequency MISFET provided with the diffusion layer s1c is improved, and the improvement rate increases to a specific input power. There was a trend. Also from this graph, it can be seen that by providing the diffusion layer s1c below the BOX film 3, the operating characteristics of the high-frequency MISFET (T1) are improved.

図25は、本実施の形態の半導体装置の適用例を示す回路図である。アンテナと端子TXとの間には、高周波用のMISFET(T1a)が接続され、アンテナと端子RXとの間には、高周波用のMISFET(T1b)が接続されている。さらに、端子TXとグランドとの間には、高周波用のMISFET(T1c)が接続され、端子RXとグランドとの間には、高周波用のMISFET(T1d)が接続されている。これら4つの高周波用のMISFET(T1a〜T1d)を含んでスイッチ回路部100が構成されている。端子TXは、送信用の端子であり、端子RXは、受信用の端子である。   FIG. 25 is a circuit diagram showing an application example of the semiconductor device of this embodiment. A high-frequency MISFET (T1a) is connected between the antenna and the terminal TX, and a high-frequency MISFET (T1b) is connected between the antenna and the terminal RX. Further, a high-frequency MISFET (T1c) is connected between the terminal TX and the ground, and a high-frequency MISFET (T1d) is connected between the terminal RX and the ground. The switch circuit unit 100 includes these four high-frequency MISFETs (T1a to T1d). The terminal TX is a transmission terminal, and the terminal RX is a reception terminal.

これらの高周波用のMISFET(T1a〜T1d)のゲート電極は、制御回路部110に接続されている。制御回路部110は、負バイアス回路111、発振回路113およびDA変換やAD変換を行うデコーダ回路115などを有する。負バイアス回路111は、高周波用のMISFET(T1a〜T1d)に印加される電位をバイアス制御することにより、MISFETを安定的に動作させるものである。   The gate electrodes of these high-frequency MISFETs (T1a to T1d) are connected to the control circuit unit 110. The control circuit unit 110 includes a negative bias circuit 111, an oscillation circuit 113, a decoder circuit 115 that performs DA conversion and AD conversion, and the like. The negative bias circuit 111 operates the MISFET stably by bias-controlling the potential applied to the high-frequency MISFET (T1a to T1d).

図25に示すスイッチ回路部100の高周波用のMISFET(T1a)として、例えば、図22に示すレイアウトのMISFETを適用することができる。また、図25に示すスイッチ回路部100の高周波用のMISFET(T1b〜T1d)についても、同様に、それぞれ図22に示すレイアウトのMISFETを適用することができる。   As the high frequency MISFET (T1a) of the switch circuit unit 100 shown in FIG. 25, for example, a MISFET having a layout shown in FIG. 22 can be applied. Similarly, the MISFETs having the layout shown in FIG. 22 can be applied to the high-frequency MISFETs (T1b to T1d) of the switch circuit unit 100 shown in FIG.

また、図25に示す制御回路部110の負バイアス回路111を構成するMISFETとして、図21に示す制御回路用のMISFET(T2n、T2p)を適用することができる。   Further, as the MISFET constituting the negative bias circuit 111 of the control circuit unit 110 shown in FIG. 25, the MISFET (T2n, T2p) for the control circuit shown in FIG. 21 can be applied.

このように、図25に示す回路に本実施の形態のMISFET(高周波用のMISFET(T1)および制御回路用のMISFET(T2n、T2p))を適用することで、高周波用のMISFET(T1)に対するノイズの影響を低減することができ、回路の動作特性を向上させることができる。   In this way, by applying the MISFET (high frequency MISFET (T1) and control circuit MISFET (T2n, T2p)) of the present embodiment to the circuit shown in FIG. 25, the high frequency MISFET (T1) is applied. The influence of noise can be reduced and the operating characteristics of the circuit can be improved.

さらに、本実施の形態においては、SOI基板の形成方法として貼り合わせ法を用い、貼り合わせ工程の前に上記拡散層s1cを形成することにより、精度良く拡散層s1cを形成することができる。また、後述する拡散層s1cの端部における酸化シリコン膜の段差を位置合わせ用のマークとして用いることで、正確な位置認識が可能となり、高精度のパターン形成を行うことができる。これらについては、以下の「製法説明」の欄において詳細に説明する。   Furthermore, in this embodiment, the bonding layer is used as a method for forming the SOI substrate, and the diffusion layer s1c can be formed with high accuracy by forming the diffusion layer s1c before the bonding step. In addition, by using a step of the silicon oxide film at the end of the diffusion layer s1c described later as an alignment mark, accurate position recognition can be performed and high-precision pattern formation can be performed. These will be described in detail in the “Production Method” section below.

[製法説明]
次いで、図1〜図21を参照しながら、本実施の形態の半導体装置の製造方法を説明するとともに、当該半導体装置の構成をより明確にする。
[Product description]
Next, the method for manufacturing the semiconductor device of the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 to 21 and the configuration of the semiconductor device will be clarified.

<SOI基板形成工程>
第1基板(支持基板)S1として、Siからなる半導体基板を準備する。この第1基板S1は、高抵抗の半導体基板であり、その抵抗は例えば750Ωcm以上である。次いで、図1に示すように、第1基板S1上に下地酸化膜として酸化シリコン膜s1aを熱酸化法などを用いて形成する。次いで、酸化シリコン膜s1a上にマスク膜として窒化シリコン膜s1bをCVD(Chemical Vapor Deposition)法などにより形成する。
<SOI substrate formation process>
A semiconductor substrate made of Si is prepared as the first substrate (support substrate) S1. The first substrate S1 is a high-resistance semiconductor substrate, and the resistance is, for example, 750 Ωcm or more. Next, as shown in FIG. 1, a silicon oxide film s1a is formed on the first substrate S1 as a base oxide film by using a thermal oxidation method or the like. Next, a silicon nitride film s1b is formed as a mask film on the silicon oxide film s1a by a CVD (Chemical Vapor Deposition) method or the like.

次いで、図2に示すように、窒化シリコン膜s1bおよび酸化シリコン膜s1aをパターニングすることにより、領域1Bに開口部を形成する。具体的には、窒化シリコン膜s1b上にフォトレジスト膜(図示せず)を形成し、露光・現像することにより、領域1Bのフォトレジスト膜を除去する。次いで、このフォトレジスト膜をマスクとして窒化シリコン膜s1bおよび酸化シリコン膜s1aをエッチングすることにより、上記開口部を形成する。次いで、フォトレジスト膜をアッシングなどにより除去する。このようなフォトレジスト膜の形成から除去までの工程をパターニングという。   Next, as shown in FIG. 2, the silicon nitride film s1b and the silicon oxide film s1a are patterned to form openings in the region 1B. Specifically, a photoresist film (not shown) is formed on the silicon nitride film s1b, and the photoresist film in the region 1B is removed by exposure and development. Next, the opening is formed by etching the silicon nitride film s1b and the silicon oxide film s1a using the photoresist film as a mask. Next, the photoresist film is removed by ashing or the like. Such a process from formation to removal of the photoresist film is called patterning.

次いで、図3に示すように、窒化シリコン膜s1bをマスクとして、n型またはp型の不純物イオンをイオン注入する。これにより、領域1Bに拡散層s1cを形成する(図4参照)。ここでは、p型の不純物イオンであるB(ホウ素)イオンを注入する。   Next, as shown in FIG. 3, n-type or p-type impurity ions are ion-implanted using the silicon nitride film s1b as a mask. Thereby, the diffusion layer s1c is formed in the region 1B (see FIG. 4). Here, B (boron) ions which are p-type impurity ions are implanted.

次いで、図4に示すように、領域1Bから露出している第1基板(拡散層s1c)S1を酸化する。具体的には、窒化シリコン膜s1bをマスクとしたウェット酸化により、領域1Bに酸化シリコン膜s1dを形成する。ウェット酸化としては、例えば、水素および酸素雰囲気下で700〜1200℃の熱処理を施す。ここで、酸化シリコン膜s1dの膜厚は、酸化シリコン膜s1aの膜厚より大きく、その底部は、酸化シリコン膜s1aの底部より深い位置に位置する。よって、酸化シリコン膜s1dと酸化シリコン膜s1aとの膜厚差により、領域1Bの端部において酸化シリコン膜(s1a、s1d)の段差Stが生じる。言い換えれば、拡散層s1cの端部において酸化シリコン膜s1dによる段差Stが生じる。   Next, as shown in FIG. 4, the first substrate (diffusion layer s1c) S1 exposed from the region 1B is oxidized. Specifically, the silicon oxide film s1d is formed in the region 1B by wet oxidation using the silicon nitride film s1b as a mask. As wet oxidation, for example, heat treatment at 700 to 1200 ° C. is performed in a hydrogen and oxygen atmosphere. Here, the film thickness of the silicon oxide film s1d is larger than the film thickness of the silicon oxide film s1a, and its bottom is positioned deeper than the bottom of the silicon oxide film s1a. Therefore, a difference in thickness St between the silicon oxide film s1d and the silicon oxide film s1a causes a step St of the silicon oxide film (s1a, s1d) at the end of the region 1B. In other words, a step St caused by the silicon oxide film s1d occurs at the end of the diffusion layer s1c.

次いで、図5に示すように、窒化シリコン膜s1bを酸化シリコン膜s1aが露出するまでCMP(Chemical Mechanical Polishing:化学的機械的研磨)法により研磨する。これにより、第1基板(酸化シリコン膜s1dおよび酸化シリコン膜s1a)S1の表面が平坦化される。この際、酸化シリコン膜s1aの上部をCMPにより除去してもよいが、第1基板S1が露出せず、第1基板S1の表面が酸化シリコン膜s1dまたは酸化シリコン膜s1aで覆われるように研磨量を調整する。   Next, as shown in FIG. 5, the silicon nitride film s1b is polished by a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method until the silicon oxide film s1a is exposed. As a result, the surface of the first substrate (silicon oxide film s1d and silicon oxide film s1a) S1 is planarized. At this time, the upper portion of the silicon oxide film s1a may be removed by CMP, but polishing is performed so that the first substrate S1 is not exposed and the surface of the first substrate S1 is covered with the silicon oxide film s1d or the silicon oxide film s1a. Adjust the amount.

次いで、図6に示すように、第1基板S1の第1面(表面、酸化シリコン膜s1d形成側の面)上に第2基板(半導体基板)S2の第1面(表面、BOX膜3形成側の面)を貼り合わせる。第2基板S2は、1〜10Ωcm程度の抵抗を有するSi(シリコン)からなる半導体基板であり、その第1面(表面)に絶縁膜よりなるBOX膜3を有する。BOX膜3は、例えば、酸化シリコン膜であり、第2基板S2の第1面にCVD法などを用いて形成する。BOX膜3の膜厚は、例えば、400nm程度である。このような第2基板S2の第1面側を第1基板S1の第1面上に搭載し、例えば、高温下で圧力を加えることにより接着する(貼り合わせる)。この第2基板S2の一部が後述のシリコン層(4)となる。具体的には、第2基板S2のBOX膜3から所定の厚さ(例えば、60nm)の領域がシリコン層(4)となる。   Next, as shown in FIG. 6, the first surface (surface, BOX film 3 formation) of the second substrate (semiconductor substrate) S2 is formed on the first surface (surface, the surface on the silicon oxide film s1d formation side) of the first substrate S1. Adhere the side surface. The second substrate S2 is a semiconductor substrate made of Si (silicon) having a resistance of about 1 to 10 Ωcm, and has a BOX film 3 made of an insulating film on the first surface (front surface). The BOX film 3 is, for example, a silicon oxide film, and is formed on the first surface of the second substrate S2 using a CVD method or the like. The film thickness of the BOX film 3 is, for example, about 400 nm. The first surface side of the second substrate S2 is mounted on the first surface of the first substrate S1, and bonded (bonded) by applying pressure at a high temperature, for example. A part of the second substrate S2 becomes a silicon layer (4) described later. Specifically, a region having a predetermined thickness (for example, 60 nm) from the BOX film 3 of the second substrate S2 becomes the silicon layer (4).

次いで、図7に示すように、第2基板S2の第2面(裏面、第1面と逆側の面)をCMP法により研磨して薄膜化する。これにより、BOX膜3上に、シリコン層(SOI層)4が形成される。シリコン層4の厚さは、例えば60nm程度である。図7以降の図においては、酸化シリコン膜(s1a、s1d)とBOX膜3とを一体とし、符号3を付けて示してある。   Next, as shown in FIG. 7, the second surface (the back surface, the surface opposite to the first surface) of the second substrate S2 is polished by CMP to form a thin film. As a result, a silicon layer (SOI layer) 4 is formed on the BOX film 3. The thickness of the silicon layer 4 is, for example, about 60 nm. In FIG. 7 and subsequent figures, the silicon oxide films (s1a, s1d) and the BOX film 3 are integrated and denoted by reference numeral 3.

以上の工程により、第1基板S1上にBOX膜3およびシリコン層4が配置されたSOI基板が形成される。ここで、このSOI基板の領域1Bにおいて、第1基板S1とBOX膜3との境界部に拡散層s1cが形成されている。また、この拡散層s1cの端部において酸化シリコン膜(s1a、s1d)の段差Stが生じている。この段差Stの高さ、即ち、酸化シリコン膜s1aの底部の位置と酸化シリコン膜s1dの底部の位置との差(図4参照)は、例えば、50nm〜200nm程度である。   Through the above steps, an SOI substrate in which the BOX film 3 and the silicon layer 4 are disposed on the first substrate S1 is formed. Here, a diffusion layer s1c is formed at the boundary between the first substrate S1 and the BOX film 3 in the region 1B of the SOI substrate. Further, a step St of the silicon oxide film (s1a, s1d) occurs at the end of the diffusion layer s1c. The height of the step St, that is, the difference between the position of the bottom of the silicon oxide film s1a and the position of the bottom of the silicon oxide film s1d (see FIG. 4) is, for example, about 50 nm to 200 nm.

このように、本実施の形態においては、SOI基板の形成方法として貼り合わせ法を用い、貼り合わせ工程の前に上記拡散層s1cを形成することにより、精度良く拡散層s1cを形成することができる。例えば、第1基板S1上にBOX膜3およびシリコン層4が配置されたSOI基板において、シリコン層4およびBOX膜3を介してイオン注入することにより、第1基板S1とBOX膜3との境界部に拡散層s1cを形成することも可能である。   As described above, in this embodiment, the bonding layer is used as a method for forming the SOI substrate, and the diffusion layer s1c can be formed with high accuracy by forming the diffusion layer s1c before the bonding step. . For example, in the SOI substrate in which the BOX film 3 and the silicon layer 4 are disposed on the first substrate S1, the boundary between the first substrate S1 and the BOX film 3 is obtained by ion implantation through the silicon layer 4 and the BOX film 3. It is also possible to form the diffusion layer s1c in the part.

しかしながら、このような比較的深い位置へのイオン注入は、高エネルギーでの不純物イオンの打ち込みが必要となり、シリコン層4に結晶欠陥が生じやすくなる。このシリコン層4は、MISFETの形成領域であるため、MISFETの特性劣化の要因ともなり得る。   However, ion implantation to such a relatively deep position requires implantation of impurity ions with high energy, and crystal defects are likely to occur in the silicon layer 4. Since the silicon layer 4 is a MISFET formation region, it can be a factor of MISFET characteristic deterioration.

また、比較的深い位置へのイオン注入は制御が困難であり、高エネルギーでの打ち込みを行っても、所望の位置に所望のプロファイルで不純物イオンを注入することは困難である。   Moreover, it is difficult to control the ion implantation to a relatively deep position, and it is difficult to implant impurity ions with a desired profile at a desired position even if implantation is performed with high energy.

これに対し、本実施の形態によれば、貼り合わせ工程の前に上記拡散層s1cを形成するため、シリコン層4を介してイオン注入する必要がなく、シリコン層4の結晶欠陥を低減することができる。   On the other hand, according to the present embodiment, since the diffusion layer s1c is formed before the bonding step, it is not necessary to perform ion implantation through the silicon layer 4, and crystal defects in the silicon layer 4 are reduced. Can do.

また、第1基板S1の表面付近に不純物イオンを注入するため(図3参照)、その制御が容易となり、低エネルギーで、所望の位置に所望のプロファイルで不純物イオンを注入することができる。具体的には、比較的浅い深さに高濃度の不純物イオンを注入することが可能となる。また、B(ホウ素)より原子量が大きい元素を用いる場合であっても制御性良く打ち込むことができる。   Further, since the impurity ions are implanted near the surface of the first substrate S1 (see FIG. 3), the control becomes easy, and the impurity ions can be implanted at a desired position with a desired profile with low energy. Specifically, high-concentration impurity ions can be implanted at a relatively shallow depth. Further, even when an element having an atomic weight larger than that of B (boron) is used, it can be implanted with good controllability.

さらに、この拡散層s1cの端部の酸化シリコン膜(s1a、s1d)の段差Stを位置合わせ用のマークとして用いることで、正確な位置認識が可能となる。これについては、以下の「MISFET等形成工程」の欄において詳細に説明する。   Furthermore, accurate position recognition can be performed by using the step St of the silicon oxide film (s1a, s1d) at the end of the diffusion layer s1c as an alignment mark. This will be described in detail in the following “MISFET etc. forming step” column.

<MISFET等形成工程>
次いで、上記SOI基板のシリコン層4の主表面に、高周波用のMISFET(T1)および制御回路用のMISFET(T2n、T2p)を形成する。以下にその工程を詳細に説明する。
<MISFET formation process>
Next, a high-frequency MISFET (T1) and a control circuit MISFET (T2n, T2p) are formed on the main surface of the silicon layer 4 of the SOI substrate. The process will be described in detail below.

図8に示すように、シリコン層4の表面に絶縁膜5aおよび絶縁膜5bの積層膜を形成する。これらの積層膜は、後述する溝(素子分離用の溝)5cを形成する際のマスク膜となる。   As shown in FIG. 8, a laminated film of an insulating film 5a and an insulating film 5b is formed on the surface of the silicon layer 4. These laminated films serve as a mask film when a groove (element isolation groove) 5c described later is formed.

例えば、シリコン層4の表面の熱酸化などにより絶縁膜5aを形成し、絶縁膜5a上にCVD法などを用いて絶縁膜5bを形成する。絶縁膜5aは酸化シリコンなどからなり、絶縁膜5bは窒化シリコン膜などからなる。   For example, the insulating film 5a is formed by thermal oxidation or the like on the surface of the silicon layer 4, and the insulating film 5b is formed on the insulating film 5a by using a CVD method or the like. The insulating film 5a is made of silicon oxide or the like, and the insulating film 5b is made of a silicon nitride film or the like.

次いで、絶縁膜5b上にフォトレジスト膜R1を形成し、露光・現像することにより、素子分離絶縁膜5の形成予定領域のフォトレジスト膜R1を除去する。この際、フォトレジスト膜R1を除去すべき領域または残存させるべき領域(パターン)が描かれたレチクル(マスク原版)とSOI基板とを位置合わせし、所定の領域にレチクルのパターンを露光転写する。ここで、本実施の形態においては、拡散層s1cの端部において酸化シリコン膜の段差Stが形成されているため、この段差Stを位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)として用いることができる。   Next, a photoresist film R1 is formed on the insulating film 5b, and exposed and developed to remove the photoresist film R1 in the region where the element isolation insulating film 5 is to be formed. At this time, the reticle (mask original) on which the region to be removed from the photoresist film R1 or the region (pattern) to be left (pattern) is aligned with the SOI substrate, and the reticle pattern is exposed and transferred to a predetermined region. Here, in the present embodiment, since the step St of the silicon oxide film is formed at the end of the diffusion layer s1c, this step St can be used as an alignment mark (alignment mark).

このように、本実施の形態においては、拡散層s1cの端部における酸化シリコン膜の段差Stを位置合わせ用のマークとして用いることで、正確な位置認識が可能となる。なお、本実施の形態では素子分離絶縁膜5の形成時に段差Stをアライメントマークとして使用した例を示すが、ゲート電極8など他の工程においてもアライメントマークとして使用することもできる。しかしながら、最初のパターンの形成時(ここでは、溝(素子分離用の溝)5cの形成時)においては、下層にパターンが形成されていない。したがって、溝5cの形成時に、段差Stを基準に位置合わせを行うことができるため、正確な位置認識が可能となる。   Thus, in the present embodiment, accurate position recognition can be performed by using the step St of the silicon oxide film at the end of the diffusion layer s1c as an alignment mark. In this embodiment, the step St is used as an alignment mark when the element isolation insulating film 5 is formed. However, it can also be used as an alignment mark in other processes such as the gate electrode 8. However, when the first pattern is formed (here, when the groove (element isolation groove) 5c is formed), no pattern is formed in the lower layer. Therefore, when the groove 5c is formed, alignment can be performed with reference to the step St, so that accurate position recognition is possible.

次いで、図9に示すように、フォトレジスト膜R1をマスクとして、上記積層膜(絶縁膜5a、5b)をパターニングすることにより、素子分離絶縁膜の形成予定領域の上記積層膜を除去する。次いで、アッシングなどによりフォトレジスト膜R1を除去した後、上記積層膜をマスクとしてシリコン層4をエッチングすることにより、溝(素子分離用の溝)5cを形成する。本実施の形態においては、領域1Bにも素子分離絶縁膜5を形成するため、領域1Bにおいても溝5cを形成する。このように、本実施の形態によれば、拡散層s1cの端部の酸化シリコン膜の段差Stを位置合わせ用のマークとして用い、溝5cを形成したので、溝5cを所望の領域に精度良く形成することができる。   Next, as shown in FIG. 9, the laminated film (insulating films 5a and 5b) is patterned using the photoresist film R1 as a mask to remove the laminated film in the region where the element isolation insulating film is to be formed. Next, after removing the photoresist film R1 by ashing or the like, the silicon layer 4 is etched using the laminated film as a mask to form a groove (element isolation groove) 5c. In the present embodiment, since the element isolation insulating film 5 is formed also in the region 1B, the groove 5c is formed also in the region 1B. As described above, according to the present embodiment, the groove 5c is formed using the step St of the silicon oxide film at the end of the diffusion layer s1c as an alignment mark. Therefore, the groove 5c is accurately formed in a desired region. Can be formed.

次いで、図10に示すように、溝5cの内部に絶縁膜を埋め込むことにより、素子分離絶縁膜5を形成する。例えば、熱リン酸などを用いたウェットエッチングにより絶縁膜5bを除去した後、溝5cの内部(側壁および底部)を酸化するなどして、薄い絶縁膜(図示せず)を形成する。次いで、SOI基板上に、溝5c内を埋め込む程度の膜厚の酸化シリコン膜をCVD法などを用いて形成する。酸化シリコン膜に代えて酸窒化シリコン膜を用いてもよい。なお、溝5cの内壁に位置する上記薄い絶縁膜は、溝5c内に配置された素子分離絶縁膜5の体積膨張などによる応力を緩和する機能を有する。また、溝5c内に埋め込まれる酸化シリコン膜としては、HDP−CVD(High Density Plasma CVD:高密度プラズマCVD)法により成膜された酸化シリコン膜を用いることができる。また、O−TEOS酸化膜を用いてもよい。このO−TEOS酸化膜とは、O(オゾン)およびTEOS(Tetraethoxysilane:テトラエトキシシラン、Tetra Ethyl Ortho Silicateとも言う)を原料ガス(ソースガス)として熱CVD法などにより形成した酸化シリコン膜である。 Next, as shown in FIG. 10, an element isolation insulating film 5 is formed by embedding an insulating film in the trench 5c. For example, after the insulating film 5b is removed by wet etching using hot phosphoric acid or the like, a thin insulating film (not shown) is formed by oxidizing the inside (side wall and bottom) of the groove 5c. Next, a silicon oxide film having a thickness sufficient to fill the trench 5c is formed on the SOI substrate by a CVD method or the like. A silicon oxynitride film may be used instead of the silicon oxide film. The thin insulating film located on the inner wall of the groove 5c has a function of relieving stress due to volume expansion of the element isolation insulating film 5 disposed in the groove 5c. As the silicon oxide film embedded in the groove 5c, a silicon oxide film formed by HDP-CVD (High Density Plasma CVD) method can be used. Further, an O 3 -TEOS oxide film may be used. The O 3 -TEOS oxide film is a silicon oxide film formed by a thermal CVD method using O 3 (ozone) and TEOS (Tetraethoxysilane: Tetra Ethyl Ortho Silicate) as a source gas (source gas). is there.

次いで、素子分離絶縁膜5をCMP法により研磨して、溝5cの外部の素子分離絶縁膜5を除去することにより、溝5cの内部にのみ素子分離絶縁膜5を残存させる。次いで、SOI基板を例えば1150℃程度で熱処理することにより、溝5cに埋め込んだ素子分離絶縁膜5を焼き締める。このように、本実施の形態によれば、拡散層s1cの端部の酸化シリコン膜の段差Stを位置合わせ用のマークとして用いて形成した溝5cの内部に酸化シリコン膜を埋め込むことにより素子分離絶縁膜5を形成したので、素子分離絶縁膜5を所望の領域に精度良く形成することができる。なお、以降のパターニングにおいて、拡散層s1cの端部の酸化シリコン膜の段差Stを位置合わせ用のマークとして用いてもよいが、この後は、直前にパターニングした層(例えば、次の工程であれば、素子分離絶縁膜5など)を用いて位置合わせを行ってもよい。   Next, the element isolation insulating film 5 is polished by CMP to remove the element isolation insulating film 5 outside the trench 5c, thereby leaving the element isolation insulating film 5 only in the trench 5c. Next, by heat-treating the SOI substrate at, for example, about 1150 ° C., the element isolation insulating film 5 embedded in the trench 5c is baked. Thus, according to the present embodiment, element isolation is achieved by embedding the silicon oxide film in the trench 5c formed using the step St of the silicon oxide film at the end of the diffusion layer s1c as an alignment mark. Since the insulating film 5 is formed, the element isolation insulating film 5 can be accurately formed in a desired region. In the subsequent patterning, the step St of the silicon oxide film at the end of the diffusion layer s1c may be used as an alignment mark, but after this, the layer patterned immediately before (for example, in the next step) For example, the alignment may be performed using an element isolation insulating film 5 or the like.

上記のように、溝5c内に絶縁膜を埋め込むことにより素子分離を行う方法をSTI(Shallow Trench Isolation)法という。STI法に代えてLOCOS(Local Oxidization of Silicon)法を用いて素子分離を行ってもよい。例えば、図9に示す絶縁膜5bをマスクとして熱酸化を行うことにより、素子分離絶縁膜5を形成してもよい。この場合も拡散層s1cの端部の酸化シリコン膜の段差Stを位置合わせ用のマークとして絶縁膜5bがパターニングされているため、素子分離絶縁膜5を所望の領域に精度良く形成することができる。   As described above, a method of isolating elements by embedding an insulating film in the trench 5c is called an STI (Shallow Trench Isolation) method. Element isolation may be performed using a LOCOS (Local Oxidization of Silicon) method instead of the STI method. For example, the element isolation insulating film 5 may be formed by performing thermal oxidation using the insulating film 5b shown in FIG. 9 as a mask. Also in this case, since the insulating film 5b is patterned using the step St of the silicon oxide film at the end of the diffusion layer s1c as an alignment mark, the element isolation insulating film 5 can be accurately formed in a desired region. .

上記素子分離絶縁膜5は、高周波用のMISFET形成領域1Aの外周(制御回路用のMISFET形成領域2Aとの境界を含む)に設けられる。また、素子分離絶縁膜5は、制御回路用のMISFET形成領域2Aにおいて、pチャネル型MISFET(T2p)とnチャネル型MISFET(T2n)との間に設けられる。   The element isolation insulating film 5 is provided on the outer periphery of the high frequency MISFET formation region 1A (including the boundary with the MISFET formation region 2A for the control circuit). The element isolation insulating film 5 is provided between the p-channel MISFET (T2p) and the n-channel MISFET (T2n) in the MISFET formation region 2A for the control circuit.

次いで、図11に示すように、シリコン層4中にp型ウエル6pおよびn型ウエル6nを形成する。例えば、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aのnチャネル型MISFET(T2n)の形成領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)をマスクに、シリコン層4中にp型の不純物イオン(例えば、B(ホウ素))をイオン注入する。次いで、フォトレジスト膜(図示せず)を除去した後、制御回路用のMISFET形成領域2Aのpチャネル型MISFET(T2p)の形成領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)をマスクに、シリコン層4中にn型の不純物イオン(例えば、P(リン)またはAs(ヒ素)など)をイオン注入する。次いで、フォトレジスト膜(図示せず)を除去する。   Next, as shown in FIG. 11, a p-type well 6 p and an n-type well 6 n are formed in the silicon layer 4. For example, in the silicon layer 4, a photoresist film (not shown) in which the n-channel MISFET (T2n) formation region of the high-frequency MISFET formation region 1A and the MISFET formation region 2A for the control circuit is opened is used as a mask. A type impurity ion (for example, B (boron)) is ion-implanted. Next, after removing the photoresist film (not shown), the photoresist film (not shown) in which the p channel MISFET (T2p) formation region of the MISFET formation region 2A for the control circuit is opened is used as a mask. N-type impurity ions (for example, P (phosphorus) or As (arsenic)) are ion-implanted into the layer 4. Next, the photoresist film (not shown) is removed.

次いで、図12に示すように、SOI基板(p型ウエル6pおよびn型ウエル6nの表面)上にゲート絶縁膜7を形成する。ゲート絶縁膜7は、例えば薄い酸化シリコン膜などからなり、熱酸化法などによって形成する。酸化シリコン膜に代えて窒化シリコン膜などを用いてもよい。   Next, as shown in FIG. 12, a gate insulating film 7 is formed on the SOI substrate (the surfaces of the p-type well 6p and the n-type well 6n). The gate insulating film 7 is made of, for example, a thin silicon oxide film and is formed by a thermal oxidation method or the like. A silicon nitride film or the like may be used instead of the silicon oxide film.

次いで、SOI基板(ゲート絶縁膜7)上に、ゲート電極形成用の導電性膜として、シリコン膜を形成する。例えば、ゲート絶縁膜7上にCVD法などを用いて多結晶シリコン膜を形成する。また、上記多結晶シリコン膜に代えて、アモルファスシリコン膜を形成し、その後の熱処理により多結晶化してもよい。次いで、多結晶シリコン膜にn型またはp型の不純物イオンをイオン注入し、低抵抗のドープトポリシリコン膜とする。この際、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aのnチャネル型MISFET(T2n)の形成領域の多結晶シリコン膜には、n型の不純物イオンをイオン注入し、n型のドープトポリシリコン膜とする。制御回路用のMISFET形成領域2Aのpチャネル型MISFET(T2p)の形成領域の多結晶シリコン膜には、p型の不純物イオンをイオン注入し、p型のドープトポリシリコン膜とする。次いで、ドープトポリシリコン膜をパターニングすることによりゲート電極8を形成する。なお、上記イオン注入は所定の領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)をマスクに行う。n型またはp型の不純物イオンのイオン注入については、どちらを先に行ってもよく、イオン注入に用いたフォトレジスト膜(図示せず)は、イオン注入の後にアッシングなどにより除去される。   Next, a silicon film is formed on the SOI substrate (gate insulating film 7) as a conductive film for forming a gate electrode. For example, a polycrystalline silicon film is formed on the gate insulating film 7 using a CVD method or the like. Further, instead of the polycrystalline silicon film, an amorphous silicon film may be formed and polycrystallized by a subsequent heat treatment. Next, n-type or p-type impurity ions are implanted into the polycrystalline silicon film to form a low-resistance doped polysilicon film. At this time, n-type impurity ions are ion-implanted into the polycrystalline silicon film in the n-channel MISFET (T2n) forming region of the high-frequency MISFET forming region 1A and the MISFET forming region 2A for the control circuit. The doped polysilicon film. A p-type impurity ion is ion-implanted into the polycrystalline silicon film in the formation region of the p-channel type MISFET (T2p) in the MISFET formation region 2A for the control circuit to form a p-type doped polysilicon film. Next, the gate electrode 8 is formed by patterning the doped polysilicon film. The ion implantation is performed using a photoresist film (not shown) having an opening in a predetermined region as a mask. Either ion implantation of n-type or p-type impurity ions may be performed first, and the photoresist film (not shown) used for the ion implantation is removed by ashing or the like after the ion implantation.

次いで、図13に示すように、ゲート電極8の両側のシリコン層4(p型ウエル6pまたはn型ウエル6n)中に、エクステンション領域9を形成する。例えば、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aのnチャネル型MISFET(T2n)の形成領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)およびゲート電極8をマスクとして、n型の不純物イオンをイオン注入する。これにより、ゲート電極8の両側のp型ウエル6p中にn型の半導体領域であるエクステンション領域9を形成する。また、制御回路用のMISFET形成領域2Aのpチャネル型MISFET(T2p)の形成領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)およびゲート電極8をマスクとして、p型の不純物イオンをイオン注入する。これにより、ゲート電極8の両側のn型ウエル6n中にp型の半導体領域であるエクステンション領域9を形成する。なお、n型またはp型の不純物イオンのイオン注入については、どちらを先に行ってもよく、イオン注入に用いたフォトレジスト膜(図示せず)は、イオン注入の後にアッシングなどにより除去される。また、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aのnチャネル型MISFET(T2n)の形成領域に対するイオン注入を別工程(異なる条件)で行ってもよい。 Next, as shown in FIG. 13, extension regions 9 are formed in the silicon layer 4 (p-type well 6 p or n-type well 6 n) on both sides of the gate electrode 8. For example, an n-type MISFET (T2n) forming region in the MISFET forming region 1A for high frequency and the MISFET forming region 2A for the control circuit is used as a mask, and an n-type is formed using the gate electrode 8 as a mask. The impurity ions are implanted. Thereby, extension regions 9 which are n type semiconductor regions are formed in the p type well 6 p on both sides of the gate electrode 8. Further, p-type impurity ions are ion-implanted using a photoresist film (not shown) having an opening in the formation region of the p-channel MISFET (T2p) in the MISFET formation region 2A for the control circuit and the gate electrode 8 as a mask. Thus, extension regions 9 which are p type semiconductor regions are formed in the n type well 6 n on both sides of the gate electrode 8. Note that either ion implantation of n-type or p-type impurity ions may be performed first, and the photoresist film (not shown) used for the ion implantation is removed by ashing or the like after the ion implantation. . In addition, ion implantation may be performed in different steps (different conditions) for the formation region of the n-channel MISFET (T2n) in the high-frequency MISFET formation region 1A and the control circuit MISFET formation region 2A.

次いで、図14に示すように、ゲート電極8の側壁に絶縁膜よりなるサイドウォール(側壁絶縁膜、側壁スペーサ)10を形成する。例えば、SOI基板上に絶縁膜として酸化シリコン膜または窒化シリコン膜あるいはそれらの積層膜をCVD法などを用いて堆積し、この絶縁膜をRIE(Reactive Ion Etching)法などを用いて異方性エッチングする。これにより、ゲート電極8の側壁に絶縁膜よりなるサイドウォール10を残存させることができる。   Next, as shown in FIG. 14, a sidewall (sidewall insulating film, sidewall spacer) 10 made of an insulating film is formed on the sidewall of the gate electrode 8. For example, a silicon oxide film or a silicon nitride film or a laminated film thereof is deposited as an insulating film on an SOI substrate using a CVD method, and this insulating film is anisotropically etched using a RIE (Reactive Ion Etching) method or the like. To do. Thereby, the sidewall 10 made of the insulating film can remain on the sidewall of the gate electrode 8.

次いで、図15に示すように、ゲート電極8およびサイドウォール10の合成体の両側のシリコン層4(p型ウエル6pまたはn型ウエル6n)中に、高濃度半導体領域11を形成する。例えば、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aのnチャネル型MISFET(T2n)の形成領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)、ゲート電極8およびサイドウォール10をマスクとして、n型の不純物イオンをイオン注入する。これにより、ゲート電極8およびサイドウォール10の合成体の両側のp型ウエル6p中にn型の高濃度半導体領域11を形成する。次いで、制御回路用のMISFET形成領域2Aのpチャネル型MISFET(T2p)の形成領域を開口したフォトレジスト膜(図示せず)、ゲート電極8およびサイドウォール10をマスクとして、p型の不純物イオンをイオン注入する。これにより、ゲート電極8およびサイドウォール10の合成体の両側のn型ウエル6n中にp型の高濃度半導体領域11を形成する。なお、n型またはp型の不純物イオンのイオン注入については、どちらを先に行ってもよく、イオン注入に用いたフォトレジスト膜(図示せず)は、イオン注入の後にアッシングなどにより除去される。また、高周波用のMISFET形成領域1Aおよび制御回路用のMISFET形成領域2Aのnチャネル型MISFET(T2n)の形成領域に対するイオン注入を別工程(異なる条件)で行ってもよい。   Next, as shown in FIG. 15, the high concentration semiconductor region 11 is formed in the silicon layer 4 (p-type well 6 p or n-type well 6 n) on both sides of the composite of the gate electrode 8 and the sidewall 10. For example, a photoresist film (not shown) in which an n-channel MISFET (T2n) formation region in the high-frequency MISFET formation region 1A and the MISFET formation region 2A for the control circuit is opened, the gate electrode 8 and the sidewall 10 are masked. N-type impurity ions are implanted. As a result, the n-type high concentration semiconductor region 11 is formed in the p-type well 6p on both sides of the composite of the gate electrode 8 and the sidewall 10. Next, a p-type impurity ion is formed using a photoresist film (not shown) having an opening in the formation region of the p-channel type MISFET (T2p) in the MISFET formation region 2A for the control circuit, the gate electrode 8 and the sidewall 10 as a mask. Ion implantation. Thus, the p-type high concentration semiconductor region 11 is formed in the n-type well 6n on both sides of the composite of the gate electrode 8 and the sidewall 10. Note that either ion implantation of n-type or p-type impurity ions may be performed first, and the photoresist film (not shown) used for the ion implantation is removed by ashing or the like after the ion implantation. . In addition, ion implantation may be performed in different steps (different conditions) for the formation region of the n-channel MISFET (T2n) in the high-frequency MISFET formation region 1A and the control circuit MISFET formation region 2A.

上記エクステンション領域9は、ゲート電極8に対して自己整合的に形成され、高濃度半導体領域11は、ゲート電極8の側壁のサイドウォール10に対して自己整合的に形成される。高濃度半導体領域11およびこれと接するエクステンション領域9によりLDD構造のソース・ドレイン領域が構成される。高濃度半導体領域11は、これと接するエクステンション領域9より不純物イオンの濃度が高い。   The extension region 9 is formed in a self-aligned manner with respect to the gate electrode 8, and the high-concentration semiconductor region 11 is formed in a self-aligned manner with respect to the sidewall 10 on the side wall of the gate electrode 8. The high concentration semiconductor region 11 and the extension region 9 in contact therewith constitute an LDD structure source / drain region. The high concentration semiconductor region 11 has a higher concentration of impurity ions than the extension region 9 in contact therewith.

次いで、上記イオン注入工程で導入した不純物イオンの活性化のために熱処理を行う。例えば1050℃程度のスパイクアニール処理を行う。   Next, heat treatment is performed to activate the impurity ions introduced in the ion implantation step. For example, a spike annealing process at about 1050 ° C. is performed.

以上の工程により、高周波用のMISFET形成領域1Aに、nチャネル型の高周波用のMISFET(T1)が形成される。また、制御回路用のMISFET形成領域2Aに、nチャネル型MISFET(T2n)およびpチャネル型MISFET(T2p)が形成される。   Through the above steps, an n-channel high-frequency MISFET (T1) is formed in the high-frequency MISFET formation region 1A. Also, an n-channel MISFET (T2n) and a p-channel MISFET (T2p) are formed in the MISFET formation region 2A for the control circuit.

次いで、図16に示すように、ゲート電極8上および高濃度半導体領域11上にシリサイド層12を形成する。シリサイド層12は、いわゆるサリサイド(Salicide:Self Aligned Silicide)技術を用いて形成する。例えば、ゲート電極8上および高濃度半導体領域11上を含むSOI基板の表面上に金属膜として例えばCo(コバルト)を含む金属膜をスパッタリング法により形成する。次いで、熱処理を施し、金属膜とゲート電極8または高濃度半導体領域11を構成するSi(シリコン)との接触部においてシリサイド化反応を生じさせる。2回の熱処理を施すことが好ましい。第1の熱処理(1stアニール処理)として、250℃〜500℃程度の熱処理を施した後に、未反応の金属膜を除去し、第2の熱処理として、500℃〜700℃程度の熱処理を行う。未反応の金属膜は、硫酸を用いたウェット洗浄またはSPM(Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture:硫酸と過酸化水素水との混合液)を用いたウェット洗浄などにより除去する。これにより、ゲート電極8上および高濃度半導体領域11上にCoSi(コバルトシリサイド)からなるシリサイド層12が形成される。なお、金属膜としてチタン、ニッケルまたはプラチナなどを含む金属膜を用い、チタンシリサイド、ニッケルシリサイドまたはプラチナシリサイド等を形成してもよい。 Next, as shown in FIG. 16, a silicide layer 12 is formed on the gate electrode 8 and the high concentration semiconductor region 11. The silicide layer 12 is formed using a so-called salicide (Salicide: Self Aligned Silicide) technique. For example, a metal film containing, for example, Co (cobalt) is formed as a metal film on the surface of the SOI substrate including the gate electrode 8 and the high-concentration semiconductor region 11 by a sputtering method. Next, heat treatment is performed to cause a silicidation reaction at a contact portion between the metal film and Si (silicon) constituting the gate electrode 8 or the high-concentration semiconductor region 11. It is preferable to perform the heat treatment twice. As the first heat treatment (1st annealing treatment), after heat treatment at about 250 ° C. to 500 ° C., the unreacted metal film is removed, and as the second heat treatment, heat treatment at about 500 ° C. to 700 ° C. is performed. The unreacted metal film is removed by wet cleaning using sulfuric acid or wet cleaning using SPM (Sulfuric acid Hydrogen Peroxide Mixture). Thereby, a silicide layer 12 made of CoSi 2 (cobalt silicide) is formed on the gate electrode 8 and the high-concentration semiconductor region 11. Note that a metal film containing titanium, nickel, platinum, or the like may be used as the metal film, and titanium silicide, nickel silicide, platinum silicide, or the like may be formed.

次いで、図17に示すように、nチャネル型の高周波用のMISFET(T1)、nチャネル型MISFET(T2n)およびpチャネル型MISFET(T2p)上に絶縁膜14を形成する。絶縁膜14は例えば窒化シリコン膜からなり、成膜温度(基板温度)450℃程度のプラズマCVD法などにより形成する。絶縁膜14はコンタクトホールC1bを形成する際のエッチングストッパ膜として機能する。   Next, as shown in FIG. 17, an insulating film 14 is formed on the n-channel high-frequency MISFET (T1), the n-channel MISFET (T2n), and the p-channel MISFET (T2p). The insulating film 14 is made of, for example, a silicon nitride film, and is formed by a plasma CVD method or the like at a deposition temperature (substrate temperature) of about 450 ° C. The insulating film 14 functions as an etching stopper film when forming the contact hole C1b.

次いで、絶縁膜14をパターニングすることにより、領域1Bの絶縁膜14を除去し、開口部OAを形成しておく。この開口部OAは、領域1B内に位置し、少なくともコンタクトホールC1aの形成領域を含み、コンタクトホールC1aの形成領域より大きい領域である。   Next, the insulating film 14 is patterned to remove the insulating film 14 in the region 1B and form an opening OA. The opening OA is located in the region 1B and includes at least the contact hole C1a formation region and is larger than the contact hole C1a formation region.

次いで、図18に示すように、開口部OA内を含む絶縁膜14上に絶縁膜14よりも厚い層間絶縁膜15を形成する。層間絶縁膜15は例えば酸化シリコン膜などからなり、TEOSを原料ガスとして成膜温度450℃程度のプラズマCVD法などにより形成する。次いで、層間絶縁膜15の表面をCMP法により研磨するなどして、層間絶縁膜15の上面を平坦化する。   Next, as shown in FIG. 18, an interlayer insulating film 15 thicker than the insulating film 14 is formed on the insulating film 14 including the inside of the opening OA. The interlayer insulating film 15 is made of, for example, a silicon oxide film or the like, and is formed by a plasma CVD method or the like at a film forming temperature of about 450 ° C. using TEOS as a source gas. Next, the upper surface of the interlayer insulating film 15 is planarized by polishing the surface of the interlayer insulating film 15 by a CMP method or the like.

次いで、図19に示すように、層間絶縁膜15、素子分離絶縁膜5およびBOX膜3をエッチング(パターニング)することにより、拡散層s1c上にコンタクトホールC1aを形成する。このコンタクトホールC1aは、開口部OA内を通るように形成される。ここで、開口部OAにおいて絶縁膜14が除去されているため、層間絶縁膜15、素子分離絶縁膜5およびBOX膜3を構成する酸化シリコン膜をエッチングすればよい。即ち、途中でエッチング条件を切り替えて窒化シリコン膜である絶縁膜14をエッチングし、さらに、エッチング条件を切り替えて素子分離絶縁膜5およびBOX膜3をエッチングする必要がなくなる。つまり、酸化シリコン膜と拡散層s1cを構成するシリコンとのエッチングの選択比を利用して一度のエッチングで精度良くコンタクトホールC1aを形成することができる。   Next, as shown in FIG. 19, the interlayer insulating film 15, the element isolation insulating film 5, and the BOX film 3 are etched (patterned) to form a contact hole C1a on the diffusion layer s1c. The contact hole C1a is formed so as to pass through the opening OA. Here, since the insulating film 14 is removed in the opening OA, the silicon oxide film constituting the interlayer insulating film 15, the element isolation insulating film 5, and the BOX film 3 may be etched. That is, it is not necessary to switch the etching conditions in the middle to etch the insulating film 14 which is a silicon nitride film, and further to switch the etching conditions to etch the element isolation insulating film 5 and the BOX film 3. That is, the contact hole C1a can be formed with high accuracy by one etching using the etching selectivity between the silicon oxide film and the silicon constituting the diffusion layer s1c.

次いで、図20に示すように、層間絶縁膜15および絶縁膜14をエッチング(パターニング)することにより、高濃度半導体領域11上にコンタクトホールC1bを形成する。このエッチングに際しては、絶縁膜14をエッチングストッパ膜として用いることで、精度良くコンタクトホールC1bを形成することができる。なお、このコンタクトホールC1bの形成の際に、ゲート電極8またはゲート電極8と接続される同層の配線(例えば、図22に示すゲート線8aなど)の上部にコンタクトホールを形成してもよい。   Next, as shown in FIG. 20, the interlayer insulating film 15 and the insulating film 14 are etched (patterned) to form a contact hole C1b on the high-concentration semiconductor region 11. In this etching, the contact hole C1b can be formed with high accuracy by using the insulating film 14 as an etching stopper film. When forming the contact hole C1b, a contact hole may be formed above the gate electrode 8 or a wiring in the same layer connected to the gate electrode 8 (for example, the gate line 8a shown in FIG. 22). .

なお、コンタクトホールC1aとコンタクトホールC1bとの形成順序に制限はなく、どちらを先に形成してもよい。   There is no limitation on the order of forming the contact hole C1a and the contact hole C1b, and either may be formed first.

次いで、図21に示すように、コンタクトホールC1aおよびコンタクトホールC1bの内部に導電性膜を埋め込むことにより第1プラグ(接続部、コンタクトプラグ)P1を形成する。例えば、コンタクトホールC1aおよびコンタクトホールC1bの内部を含む層間絶縁膜15上に、薄いバリア導体膜として例えばチタン膜、窒化チタン膜、あるいはそれらの積層膜を形成する。これらの膜は、例えば、成膜温度(基板温度)450℃程度のプラズマCVD法により形成する。次いで、主導体膜として例えばタングステン膜をCVD法などによってコンタクトホール(C1a、C1b)を埋め込む程度の膜厚で堆積する。この後、層間絶縁膜15上の不要な主導体膜およびバリア導体膜をCMP法またはエッチバック法などによって除去することにより、主導体膜およびバリア導体膜よりなる第1プラグP1を形成する。   Next, as shown in FIG. 21, a first plug (connection portion, contact plug) P1 is formed by embedding a conductive film inside the contact hole C1a and the contact hole C1b. For example, on the interlayer insulating film 15 including the insides of the contact hole C1a and the contact hole C1b, for example, a titanium film, a titanium nitride film, or a laminated film thereof is formed as a thin barrier conductor film. These films are formed by, for example, a plasma CVD method at a film formation temperature (substrate temperature) of about 450 ° C. Next, a tungsten film, for example, is deposited as a main conductor film with a film thickness enough to fill the contact holes (C1a, C1b) by CVD or the like. Thereafter, unnecessary main conductor films and barrier conductor films on the interlayer insulating film 15 are removed by a CMP method, an etch back method, or the like, thereby forming a first plug P1 made of the main conductor film and the barrier conductor film.

次いで、第1プラグP1上に第1層配線M1を形成する。例えば、第1プラグP1および層間絶縁膜15の上部に導電性膜として、Al(アルミニウム)膜をスパッタリング法などを用いて形成する。次いで、Al膜をパターニングすることにより第1プラグP1の上部に第1層配線M1を形成する。   Next, the first layer wiring M1 is formed on the first plug P1. For example, an Al (aluminum) film is formed as a conductive film on the first plug P1 and the interlayer insulating film 15 using a sputtering method or the like. Next, the first layer wiring M1 is formed on the first plug P1 by patterning the Al film.

この後、層間絶縁膜、プラグおよび配線の形成工程を繰り返すことにより多層配線を形成してもよい。   Thereafter, the multilayer wiring may be formed by repeating the steps of forming the interlayer insulating film, the plug and the wiring.

上記工程により、図21に示す半導体装置の各構成部位を形成することができる。このようにして形成された本実施の形態の半導体装置によれば、高周波用のMISFET形成領域1Aの外周において、BOX膜3の下部に拡散層s1cが設けられているため、前述したように、高周波用のMISFET形成領域1Aに対するノイズの影響を低減することができる。これにより、高周波用のMISFET(T1)のノイズによる誤動作を防止でき、その動作特性を向上させることができる。さらに、半導体装置の信頼性を向上させることができる。   Through the above steps, each component of the semiconductor device illustrated in FIG. 21 can be formed. According to the semiconductor device of the present embodiment formed as described above, the diffusion layer s1c is provided under the BOX film 3 on the outer periphery of the high-frequency MISFET formation region 1A. The influence of noise on the high frequency MISFET formation region 1A can be reduced. As a result, it is possible to prevent malfunction due to noise of the high-frequency MISFET (T1), and to improve its operating characteristics. Furthermore, the reliability of the semiconductor device can be improved.

上記実施の形態においては、高周波用のMISFET形成領域1Aに設けられた酸化シリコン膜の段差Stを位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)として用いたが、予めスクライブラインに位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)を設けてもよい。   In the above embodiment, the step St of the silicon oxide film provided in the high-frequency MISFET formation region 1A is used as an alignment mark (alignment mark). However, an alignment mark (alignment mark) is previously formed on the scribe line. Mark) may be provided.

まず、スクライブラインについて説明する。図26は、基板(ウエハ)の平面図である。上記実施の形態において説明した第1基板S1、第2基板S2およびSOI基板は、例えば、図26に示すような略円形の薄い板状である。このような基板には、略矩形のチップ領域CHが複数設けられており、チップ領域CH間にはスクライブラインSCが設けられる。チップ領域CHに所望の半導体装置が完成した後は、このスクライブラインSCに沿って基板(ウエハ)が切断され、複数のチップ(チップ領域CH)が切り出される。   First, the scribe line will be described. FIG. 26 is a plan view of a substrate (wafer). The first substrate S1, the second substrate S2, and the SOI substrate described in the above embodiment are, for example, substantially circular thin plates as shown in FIG. Such a substrate is provided with a plurality of substantially rectangular chip regions CH, and scribe lines SC are provided between the chip regions CH. After a desired semiconductor device is completed in the chip region CH, the substrate (wafer) is cut along the scribe line SC, and a plurality of chips (chip regions CH) are cut out.

図27〜図29は、本実施の形態の半導体装置の他の製造工程を示す断面図または平面図である。   27 to 29 are cross-sectional views or plan views showing other manufacturing steps of the semiconductor device of the present embodiment.

図27に示すように、第1基板S1のスクライブラインSCに拡散層(半導体領域、インプラ層)Ms1cを拡散層s1cと同様に形成しておく。拡散層Ms1cの平面形状に制限はないが、位置認識し易い形状(十字状、矩形状など)とする。   As shown in FIG. 27, a diffusion layer (semiconductor region, implantation layer) Ms1c is formed on the scribe line SC of the first substrate S1 in the same manner as the diffusion layer s1c. There is no limitation on the planar shape of the diffusion layer Ms1c, but the shape is easy to recognize the position (cross shape, rectangular shape, etc.).

次いで、拡散層s1cと同様に拡散層Ms1cをウェット酸化する。これにより拡散層Ms1cの端部に段差Stが生じる。   Next, the diffusion layer Ms1c is wet-oxidized in the same manner as the diffusion layer s1c. As a result, a step St is generated at the end of the diffusion layer Ms1c.

次いで、第1基板S1の第1面(表面、酸化シリコン膜s1d形成側の面)を研磨した後、その上に第2基板S2の第1面(表面、BOX膜3形成側の面)を貼り合わせ、第2基板S2の第2面をCMP法により研磨して薄膜化する。これによりSOI基板を形成する。図28は、拡散層Ms1cを矩形状とした場合の平面図である。拡散層Ms1cの端部に沿って段差Stが形成され、これを位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)として用いることができる。   Next, after polishing the first surface (surface, the surface on the silicon oxide film s1d formation side) of the first substrate S1, the first surface (surface, the surface on the BOX film 3 formation side) of the second substrate S2 is formed thereon. Bonding is performed, and the second surface of the second substrate S2 is polished by CMP to form a thin film. Thereby, an SOI substrate is formed. FIG. 28 is a plan view when the diffusion layer Ms1c is rectangular. A step St is formed along the end of the diffusion layer Ms1c and can be used as an alignment mark (alignment mark).

即ち、図8を参照しながら説明した絶縁膜5b上のフォトレジスト膜R1の露光・現像の際に、図29に示すスクライブラインSCに設けられた拡散層Ms1cの端部の段差Stを位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)として用いる。   That is, when the photoresist film R1 on the insulating film 5b described with reference to FIG. 8 is exposed and developed, the step St at the end of the diffusion layer Ms1c provided in the scribe line SC shown in FIG. 29 is aligned. Used as a mark (alignment mark).

このように、予めスクライブラインに位置合わせ用のマーク(アライメントマーク)を設けておくことで、正確な位置認識が可能となる。なお、本実施の形態では素子分離絶縁膜5の形成時に段差Stをアライメントマークとして使用した例を示したが、ゲート電極8など他の工程においてもアライメントマークとして使用することもできる。しかしながら、素子分離絶縁膜5の形成時のように、最初のパターンの形成時においては、下層にパターンが形成されていない。したがって、素子分離絶縁膜5の形成時に、段差Stを位置合わせ用のマークとして用いることで正確な位置認識が可能となる。また、スクライブラインSCに形成することで、位置認識し易い形状(十字状、矩形状など)とすることができ、より高精度な位置認識が可能となる。   Thus, by providing a mark for alignment (alignment mark) on the scribe line in advance, accurate position recognition becomes possible. In the present embodiment, the step St is used as an alignment mark when the element isolation insulating film 5 is formed. However, it can also be used as an alignment mark in other processes such as the gate electrode 8. However, when the first pattern is formed as in the case of forming the element isolation insulating film 5, no pattern is formed in the lower layer. Therefore, when the element isolation insulating film 5 is formed, accurate position recognition can be performed by using the step St as an alignment mark. Further, by forming the scribe line SC, it is possible to obtain a shape (cross shape, rectangular shape, etc.) that allows easy position recognition, and position recognition with higher accuracy is possible.

以上、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。   As mentioned above, the invention made by the present inventor has been specifically described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the invention. Needless to say.

例えば、上記実施の形態においては、高周波用のMISFETとして、nチャネル型のMISFETを例示したが、これをpチャネル型のMISFETとしてもよい。また、高周波用のMISFET形成領域1Aに、nチャネル型のMISFETとpチャネル型のMISFETを混在させて用いてもよい。   For example, in the above-described embodiment, an n-channel type MISFET is exemplified as a high-frequency MISFET, but this may be a p-channel type MISFET. Further, an n-channel MISFET and a p-channel MISFET may be mixed and used in the high-frequency MISFET formation region 1A.

1A 高周波用のMISFET形成領域
1B 領域
2 空乏層
2A 制御回路用のMISFET形成領域
3 BOX膜
4 シリコン層
5 素子分離絶縁膜
5a 絶縁膜
5b 絶縁膜
5c 溝
6n n型ウエル
6p p型ウエル
7 ゲート絶縁膜
8 ゲート電極
8a ゲート線
9 エクステンション領域
10 サイドウォール
11 高濃度半導体領域
12 シリサイド層
14 絶縁膜
15 層間絶縁膜
16 絶縁膜
100 スイッチ回路部
110 制御回路部
111 負バイアス回路
113 発振回路
115 デコーダ回路
C1a コンタクトホール
C1b コンタクトホール
CH チップ領域
M1 第1層配線
M2 第2層配線
Ms1c 拡散層
OA 開口部
P1 第1プラグ
P2 第2プラグ
R1 フォトレジスト膜
RX 端子
S1 第1基板
S2 第2基板
SC スクライブライン
St 段差
T1 高周波用のMISFET
T2 制御回路用のMISFET
T2n nチャネル型の制御回路用のMISFET
T2p pチャネル型の制御回路用のMISFET
TX 端子
s1a 酸化シリコン膜
s1b 窒化シリコン膜
s1c 拡散層
s1d 酸化シリコン膜
1A High-frequency MISFET formation region 1B Region 2 Depletion layer 2A MISFET formation region 3 for control circuit BOX film 4 Silicon layer 5 Element isolation insulating film 5a Insulating film 5b Insulating film 5c Groove 6n N-type well 6p P-type well 7 Gate insulating Film 8 Gate electrode 8a Gate line 9 Extension region 10 Side wall 11 High concentration semiconductor region 12 Silicide layer 14 Insulating film 15 Interlayer insulating film 16 Insulating film 100 Switch circuit unit 110 Control circuit unit 111 Negative bias circuit 113 Oscillation circuit 115 Decoder circuit C1a Contact hole C1b Contact hole CH Chip region M1 First layer wiring M2 Second layer wiring Ms1c Diffusion layer OA Opening P1 First plug P2 Second plug R1 Photoresist film RX Terminal S1 First substrate S2 Second substrate SC Scribe line St Step T1 high MISFET for frequency
MISFET for T2 control circuit
MISFET for T2n n-channel control circuit
MISFET for T2p p-channel control circuit
TX terminal s1a silicon oxide film s1b silicon nitride film s1c diffusion layer s1d silicon oxide film

Claims (12)

(a)第1面と前記第1面と逆側の第2面とを有し、前記第1面側に第1半導体領域を有する第1半導体基板を準備する工程と、
(b)第1面と前記第1面と逆側の第2面とを有し、前記第1面側に絶縁層を有し、前記第2面側に半導体層を有する第2半導体基板を準備する工程と、
(c)前記第1半導体基板の前記第1面側と前記第2半導体基板の前記第1面側とを貼り合わせる工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) preparing a first semiconductor substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, and having a first semiconductor region on the first surface side;
(B) A second semiconductor substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, an insulating layer on the first surface side, and a semiconductor layer on the second surface side. A preparation process;
(C) bonding the first surface side of the first semiconductor substrate and the first surface side of the second semiconductor substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
(a)第1面と前記第1面と逆側の第2面とを有する第1半導体基板の前記第1面において、第1領域の外周に不純物イオンを注入することにより第1半導体領域を形成する工程と、
(b)第1面と前記第1面と逆側の第2面とを有し、前記第1面側に絶縁層を有し、前記第2面側に半導体層を有する第2半導体基板を準備する工程と、
(c)前記第1半導体基板の前記第1面側と前記第2半導体基板の前記第1面側とを貼り合わせることにより、
前記第1半導体基板、前記第1半導体基板上に配置された絶縁層および前記絶縁層上に配置された半導体層を有する基板を形成する工程と、
(d)前記第1領域と対応する前記半導体層に第1MISFETを形成する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) Impurity ions are implanted into the outer periphery of the first region in the first surface of the first semiconductor substrate having the first surface and the second surface opposite to the first surface. Forming, and
(B) A second semiconductor substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, an insulating layer on the first surface side, and a semiconductor layer on the second surface side. A preparation process;
(C) By bonding the first surface side of the first semiconductor substrate and the first surface side of the second semiconductor substrate,
Forming a substrate having the first semiconductor substrate, an insulating layer disposed on the first semiconductor substrate, and a semiconductor layer disposed on the insulating layer;
(D) forming a first MISFET in the semiconductor layer corresponding to the first region;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1領域の外側には前記第1半導体領域を介して第2領域が配置され、
前記(d)工程において、前記第2領域と対応する前記半導体層に第2MISFETを形成する
ことを特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
A second region is disposed outside the first region via the first semiconductor region,
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein, in the step (d), a second MISFET is formed in the semiconductor layer corresponding to the second region.
(a)第1面と前記第1面と逆側の第2面とを有する第1半導体基板の前記第1面において、第1領域の外周に不純物イオンを注入することにより第1半導体領域を形成する工程と、
(b)前記(a)工程の後、前記第1半導体基板の前記第1面側を酸化することにより前記第1半導体領域上に酸化膜を形成する工程と、
(c)第1面と前記第1面と逆側の第2面とを有し、前記第1面側に絶縁層を有し、前記第2面側に半導体層を有する第2半導体基板を準備する工程と、
(d)前記第1半導体基板の前記第1面側と前記第2半導体基板の前記第1面側とを貼り合わせることにより、
前記第1半導体基板、前記第1半導体基板上に配置された絶縁層および前記絶縁層上に配置された半導体層を有する基板を形成する工程と、
(e)前記第1領域と対応する前記半導体層に第1MISFETを形成する工程と、を有し、
前記基板において、前記第1半導体領域の端部において前記酸化膜による段差が生じている
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(A) Impurity ions are implanted into the outer periphery of the first region in the first surface of the first semiconductor substrate having the first surface and the second surface opposite to the first surface. Forming, and
(B) After the step (a), forming an oxide film on the first semiconductor region by oxidizing the first surface side of the first semiconductor substrate;
(C) A second semiconductor substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, an insulating layer on the first surface side, and a semiconductor layer on the second surface side. A preparation process;
(D) By bonding the first surface side of the first semiconductor substrate and the first surface side of the second semiconductor substrate,
Forming a substrate having the first semiconductor substrate, an insulating layer disposed on the first semiconductor substrate, and a semiconductor layer disposed on the insulating layer;
(E) forming a first MISFET in the semiconductor layer corresponding to the first region,
In the substrate, a step due to the oxide film is generated at an end portion of the first semiconductor region.
前記(b)工程は、
前記第1半導体領域上に開口を有する第1絶縁膜をマスクとしたウェット酸化により前記第1半導体領域上に前記酸化膜を形成する工程である
ことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
The step (b)
5. The semiconductor device according to claim 4, wherein the oxide film is formed on the first semiconductor region by wet oxidation using a first insulating film having an opening on the first semiconductor region as a mask. Production method.
前記(b)工程の後、前記(d)工程の前に、
(f)前記第1絶縁膜および前記酸化膜の上部を研磨する工程を有する
ことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造方法。
After the step (b) and before the step (d),
6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising a step of polishing upper portions of the first insulating film and the oxide film.
前記段差は、前記(f)工程後における前記第1絶縁膜と前記酸化膜との膜厚差によるものである
ことを特徴とする請求項6記載の半導体装置の製造方法。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the step is caused by a difference in film thickness between the first insulating film and the oxide film after the step (f).
前記(d)工程の後に、
(g)前記半導体層中または前記半導体層上に所定の形状のパターンを形成する工程を有し、
前記(g)工程において、前記段差を基準に位置合わせを行う工程を有する
ことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
After the step (d),
(G) having a step of forming a pattern of a predetermined shape in or on the semiconductor layer;
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein the step (g) includes a step of performing alignment based on the step.
前記(g)工程は、
前記半導体層上のフォトレジスト膜に、前記所定の形状のパターンを露光転写する工程を有し、
前記露光転写の際に、前記段差を基準に位置合わせを行う
ことを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
The step (g)
A step of exposing and transferring the pattern of the predetermined shape to the photoresist film on the semiconductor layer;
9. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein the alignment is performed based on the step during the exposure transfer.
前記(g)工程は、
(g1)前記所定の形状のパターンに基づき、前記半導体膜中に溝を形成する工程と、
(g2)前記溝の内部に第2絶縁膜を埋め込む工程と、
を有することを特徴とする請求項8記載の半導体装置の製造方法。
The step (g)
(G1) forming a groove in the semiconductor film based on the pattern of the predetermined shape;
(G2) burying a second insulating film inside the groove;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 8, wherein:
前記(a)工程において、前記第1半導体基板のスクライブ領域に前記不純物イオンを注入することにより第2半導体領域を形成し、
前記(b)工程において、前記第1半導体基板の前記第1面側を酸化することにより前記第1半導体領域および前記第2半導体領域上に前記酸化膜を形成し、
前記基板において、前記第2半導体領域の端部において前記酸化膜による段差が生じている
ことを特徴とする請求項4記載の半導体装置の製造方法。
In the step (a), a second semiconductor region is formed by implanting the impurity ions into the scribe region of the first semiconductor substrate,
In the step (b), the oxide film is formed on the first semiconductor region and the second semiconductor region by oxidizing the first surface side of the first semiconductor substrate,
5. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein a step due to the oxide film is generated at an end of the second semiconductor region in the substrate.
前記(d)工程の後に、
(g)前記半導体層中または前記半導体膜上に所定の形状のパターンを形成する工程を有し、
前記(g)工程において、前記スクライブ領域の前記段差を基準に位置合わせを行う工程を有する
ことを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。
After the step (d),
(G) having a step of forming a pattern of a predetermined shape in the semiconductor layer or on the semiconductor film;
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11, wherein the step (g) includes a step of performing alignment based on the step in the scribe region.
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