JP2018026499A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2018026499A
JP2018026499A JP2016158687A JP2016158687A JP2018026499A JP 2018026499 A JP2018026499 A JP 2018026499A JP 2016158687 A JP2016158687 A JP 2016158687A JP 2016158687 A JP2016158687 A JP 2016158687A JP 2018026499 A JP2018026499 A JP 2018026499A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
seal ring
semiconductor
semiconductor device
layer
type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2016158687A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6679444B2 (ja
Inventor
慎一 内田
Shinichi Uchida
慎一 内田
康▲隆▼ 中柴
Yasutaka Nakashiba
康▲隆▼ 中柴
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Renesas Electronics Corp
Original Assignee
Renesas Electronics Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Renesas Electronics Corp filed Critical Renesas Electronics Corp
Priority to JP2016158687A priority Critical patent/JP6679444B2/ja
Priority to TW106106968A priority patent/TW201818525A/zh
Priority to CN201710194556.2A priority patent/CN107731851B/zh
Priority to US15/635,425 priority patent/US10497654B2/en
Priority to KR1020170085985A priority patent/KR20180018315A/ko
Priority to EP17184671.0A priority patent/EP3285301A1/en
Publication of JP2018026499A publication Critical patent/JP2018026499A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6679444B2 publication Critical patent/JP6679444B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/58Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries
    • H01L23/585Structural electrical arrangements for semiconductor devices not otherwise provided for, e.g. in combination with batteries comprising conductive layers or plates or strips or rods or rings
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • H01L21/76838Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics characterised by the formation and the after-treatment of the conductors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/50Assembly of semiconductor devices using processes or apparatus not provided for in a single one of the subgroups H01L21/06 - H01L21/326, e.g. sealing of a cap to a base of a container
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/768Applying interconnections to be used for carrying current between separate components within a device comprising conductors and dielectrics
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8232Field-effect technology
    • H01L21/8234MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
    • H01L21/823493MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the wells or tubs, e.g. twin tubs, high energy well implants, buried implanted layers for lateral isolation [BILLI]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/84Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being other than a semiconductor body, e.g. being an insulating body
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/5226Via connections in a multilevel interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/528Geometry or layout of the interconnection structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/535Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including internal interconnections, e.g. cross-under constructions
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/564Details not otherwise provided for, e.g. protection against moisture
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1203Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI
    • H01L27/1207Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body the substrate comprising an insulating body on a semiconductor body, e.g. SOI combined with devices in contact with the semiconductor body, i.e. bulk/SOI hybrid circuits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/0603Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions characterised by particular constructional design considerations, e.g. for preventing surface leakage, for controlling electric field concentration or for internal isolations regions
    • H01L29/0642Isolation within the component, i.e. internal isolation
    • H01L29/0649Dielectric regions, e.g. SiO2 regions, air gaps
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/10Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode not carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/1095Body region, i.e. base region, of DMOS transistors or IGBTs

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Geometry (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)

Abstract

【課題】半導体装置において、シールリングを介したノイズの伝播を抑制する。
【解決手段】半導体装置SM1は、回路形成領域を取り囲むシールリング領域1Cに形成された環状のシールリングSRを備える。シールリングSRは、BOX層BXと、n型半導体層NRと、複数層の配線MR1、MR2,MR3,MR4,MR5から構成される環状の電極部ESRと、を有し、電極部ESRは、プラグ電極PLを介してn型半導体層NRと電気的に接続する。
【選択図】図1

Description

本発明は半導体装置に関し、例えばSOI(Silicon on Insulator)基板を用いた半導体装置に好適に利用できるものである。
ロジック部およびアナログ部外周を取り囲む環状のシールリングを有し、ロジック部からシールリングを経由してアナログ部に至る経路の導通を遮断する非導通部として機能するpn接合部が、シールリング領域中に設けられた半導体装置が、特許第4689224号明細書(特許文献1)に記載されている。
特許第4689224号公報
半導体チップのチッピングを防止するまたは半導体チップの耐湿性を向上させるため、半導体チップのエッジ部近傍に、複数層の配線により構成されるシールリングと呼ばれる保護構造が配置される。しかし、シールリングは、非常に低いインピーダンスを有するため、シールリングにノイズが印加されると、ノイズが半導体チップ全体に伝播するという課題がある。
その他の課題と新規な特徴は、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。
一実施の形態による半導体装置は、回路形成領域と、回路形成領域の外周を囲むシールリング領域と、シールリング領域に形成された環状のシールリングとを備える。そして、シールリング領域は、半導体基板、半導体基板上のBOX層およびBOX層上の半導体層から構成されるSOI基板と、半導体層上に設けられた層間絶縁膜とを有し、シールリングは、層間絶縁膜に埋設された導電膜により構成される環状の電極部と、半導体層と、BOX層とを有し、電極部は半導体層と電気的に接続している。
一実施の形態によれば、SOI基板を用いた半導体装置において、シールリングを介したノイズの伝播を抑制することができる。
実施の形態1による半導体装置の断面図である。 実施の形態1による半導体装置の製造工程を示す断面図である。 図2に続く、半導体装置の製造工程中の断面図である。 図3に続く、半導体装置の製造工程中の断面図である。 図4に続く、半導体装置の製造工程中の断面図である。 図5に続く、半導体装置の製造工程中の断面図である。 実施の形態1の第1変形例による半導体装置の断面図である。 実施の形態1の第2変形例による半導体装置の断面図である。 実施の形態1の第3変形例による半導体装置の断面図である。 実施の形態1の第4変形例による半導体装置の断面図である。 実施の形態1の第5変形例による半導体装置の断面図である。 実施の形態1の第6変形例による半導体装置の断面図である。 実施の形態2による半導体装置の平面図である。 図13のA−A線に沿ったシールリングの断面図である。 実施の形態3による半導体装置の平面図である。 図15のB−B線に沿ったシールリングの断面図である。 実施の形態4による半導体装置の平面図である。 図17のC−C線に沿ったシールリングの断面図である。 実施の形態4の変形例によるシールリングの断面図である。
以下の実施の形態において、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、詳細、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良い。
また、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ことは言うまでもない。
また、「Aからなる」、「Aよりなる」、「Aを有する」、「Aを含む」と言うときは、特にその要素のみである旨明示した場合等を除き、それ以外の要素を排除するものでないことは言うまでもない。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、上記数値および範囲についても同様である。
また、以下の実施の形態を説明するための全図において、同一機能を有するものは原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。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、断面図と平面図とが対応する場合においても、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、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り、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。
以下、本実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
(実施の形態1)
≪半導体装置の構成≫
本実施の形態1による半導体装置の構成について図1を用いて説明する。図1は、本実施の形態1による半導体装置を説明する断面図であり、半導体装置の回路形成領域に形成されたSOI(Silicon On Insulator)トランジスタおよびバルクトランジスタ、並びに回路形成領域を取り囲むシールリング領域に形成された環状のシールリングを例示する。
本実施の形態1では、MOS(Metal Oxide Semiconductor)構造のSOIトランジスタ(nチャネル型SOIトランジスタSNおよびpチャネル型SOIトランジスタSP)が形成される領域をSOI領域1Aと呼び、MOS構造のバルクトランジスタ(nチャネル型バルクトランジスタBNおよびpチャネル型バルクトランジスタBP)が形成される領域をバルク領域1Bと呼ぶ。また、シールリングSRが形成される領域をシールリング領域1Cと呼ぶ。また、本実施の形態1では、半導体装置SM1は、5層の配線を有しているが、層数はこれに限定されるものではない。
(1)SOIトランジスタの構成について
以下の説明では、MOS構造のnチャネル型SOIトランジスタをn型SOIトランジスタと略し、MOS構造のpチャネル型SOIトランジスタをp型SOIトランジスタと略して、記載する。
n型SOIトランジスタSNおよびp型SOIトランジスタSPは、p型の単結晶シリコンからなる半導体基板SBと、半導体基板SB上に形成された、例えば酸化シリコンからなるBOX(Buried Oxide)層(埋め込み絶縁層とも言う。)BXと、BOX層BX上に形成された単結晶シリコンからなる半導体層(SOI層またはシリコン層とも言う。)SLと、からなるSOI基板の主面に形成されている。BOX層BXの厚さは、例えば10〜20nm程度、半導体層SLの厚さは、例えば10〜20nm程度である。
まず、n型SOIトランジスタSNについて説明する。n型SOIトランジスタSNは、半導体基板SBに形成された素子分離部STIによって隣り合う素子形成領域(活性領域とも言う。)と分離(絶縁)されており、n型SOIトランジスタSNが形成される半導体基板SBには、p型ウェルPWSが形成されている。また、n型SOIトランジスタSNが形成される半導体層SLにはp型不純物が導入されて、p型半導体層PSLが形成されている。
p型半導体層PSL上にゲート絶縁膜GISnが形成され、ゲート絶縁膜GISn上にゲート電極GESnが形成されている。ゲート絶縁膜GISnは、例えば酸化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、ゲート電極GESnは、例えば多結晶シリコンからなる。ゲート電極GESnの下方のp型半導体層PSLが、n型SOIトランジスタSNのチャネルとなる。
ゲート電極GESnの側壁には、絶縁材料から構成されるサイドウォールスペーサSWSが形成されており、図示は省略するが、p型半導体層PSLのうち、ゲート電極GESnおよびサイドウォールスペーサSWSで覆われていない領域上に、エピタキシャル層が選択的に形成されている。
ゲート電極GESnの両側(ゲート長方向の両側)のp型半導体層PSLおよびエピタキシャル層には、n型SOIトランジスタSNのn型導電性のソース・ドレイン用半導体領域NSが形成されている。
ゲート電極GESnの上部およびソース・ドレイン用半導体領域NSの上部(表層部)には、金属と半導体との反応層(化合物層)であるシリサイド層MSが形成されている。
SOI基板上には、ゲート電極GESn、サイドウォールスペーサSWSおよびシリサイド層MSなどを覆うように、第1層間絶縁膜IL1が形成されている。第1層間絶縁膜IL1上には、第1層目の配線M1が形成されており、第1層間絶縁膜IL1に形成された接続孔CTの内部に埋め込まれたプラグ電極PLによって、配線M1は、ゲート電極GESn、ソース・ドレイン用半導体領域NSなどと電気的に接続されている。配線M1は、例えば銅またはアルミニウムなどからなり、プラグ電極PLは、例えばタングステンなどからなる。
さらに、配線M1の上方には、第2層目の配線M2、第3層目の配線M3、第4層目の配線M4および第5層目の配線M5が、それぞれ第2層間絶縁膜IL2、第3層間絶縁膜IL3、第4層間絶縁膜IL4および第5層間絶縁膜IL5を介して形成されている。さらに、最上層の配線M5は、絶縁膜PSNおよび保護膜RFにより覆われている。絶縁膜PSNは、例えば窒化シリコンなどからなり、保護膜RFは、例えば感光性ポリイミドなどからなる。
次に、p型SOIトランジスタSPについて説明する。p型SOIトランジスタSPは、半導体基板SBに形成された素子分離部STIによって隣り合う素子形成領域と分離されており、p型SOIトランジスタSPが形成される半導体基板SBには、n型ウェルNWSが形成されている。また、p型SOIトランジスタSPが形成される半導体層SLにはn型不純物が導入されて、n型半導体層NSLが形成されている。
n型半導体層NSL上にゲート絶縁膜GISpが形成され、ゲート絶縁膜GISp上にゲート電極GESpが形成されている。ゲート絶縁膜GISpは、例えば酸化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、ゲート電極GESpは、例えば多結晶シリコンからなる。ゲート電極GESpの下方のn型半導体層NSLが、p型SOIトランジスタSPのチャネルとなる。
ゲート電極GESpの側壁には、絶縁材料から構成されるサイドウォールスペーサSWSが形成されており、図示は省略するが、n型半導体層NSLのうち、ゲート電極GESpおよびサイドウォールスペーサSWSで覆われていない領域上に、エピタキシャル層が選択的に形成されている。
ゲート電極GESpの両側(ゲート長方向の両側)のn型半導体層NSLおよびエピタキシャル層には、p型SOIトランジスタSPのp型導電性のソース・ドレイン用半導体領域PSが形成されている。
ゲート電極GESpの上部およびソース・ドレイン用半導体領域PSの上部(表層部)には、金属と半導体との反応層であるシリサイド層MSが形成されている。
SOI基板上には、前述のn型SOIトランジスタSNと同様に、ゲート電極GESp、サイドウォールスペーサSWSおよびシリサイド層MSなどを覆うように、第1層間絶縁膜IL1が形成されている。さらに、第2層間絶縁膜IL2〜第5層間絶縁膜IL5および第1層目の配線M1〜第5層目の配線M5が形成されており、最上層の配線M5は、絶縁膜PSNおよび保護膜RFにより覆われている。
(2)バルクトランジスタの構成について
以下の説明では、MOS構造のnチャネル型バルクトランジスタをn型バルクトランジスタと略し、MOS構造のpチャネル型バルクトランジスタをp型バルクトランジスタと略して、記載する。
n型バルクトランジスタBNおよびp型バルクトランジスタBPは、p型の単結晶シリコンからなる半導体基板SBの主面に形成されている。
まず、n型バルクトランジスタBNについて説明する。n型バルクトランジスタBNは、半導体基板SBに形成された素子分離部STIによって隣り合う素子形成領域と分離されており、n型バルクトランジスタBNが形成される半導体基板SBには、p型ウェルPWBが形成されている。
半導体基板SB(p型ウェルPWB)上にゲート絶縁膜GIBnが形成され、ゲート絶縁膜GIBn上にゲート電極GEBnが形成されている。ゲート絶縁膜GIBnは、例えば酸化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、ゲート電極GEBnは、例えば多結晶シリコンからなる。ゲート電極GEBnの下方の半導体基板SBが、n型バルクトランジスタBNのチャネルとなる。
ゲート電極GEBnの側壁には、絶縁材料から構成されるサイドウォールスペーサSWBが形成されている。
ゲート電極GEBnの両側(ゲート長方向の両側)の半導体基板SBには、n型バルクトランジスタBNのn型導電性のソース・ドレイン用半導体領域NBが形成されている。ソース・ドレイン用半導体領域NBは、相対的に低濃度のn型エクステンション層と相対的に高濃度のn型拡散層により構成される、いわゆるLDD(Lightly Doped Drain)構造を有している。
ゲート電極GEBnの上部およびソース・ドレイン用半導体領域NBの上部(表層部)には、金属と半導体との反応層であるシリサイド層MSが形成されている。
半導体基板SB上には、前述のn型SOIトランジスタSNと同様に、ゲート電極GEBn、サイドウォールスペーサSWBおよびシリサイド層MSなどを覆うように、第1層間絶縁膜IL1が形成されている。さらに、第2層間絶縁膜IL2〜第5層間絶縁膜IL5および第1層目の配線M1〜第5層目の配線M5が形成されており、最上層の配線M5は、絶縁膜PSNおよび保護膜RFにより覆われている。
次に、p型バルクトランジスタBPについて説明する。p型バルクトランジスタBPは、半導体基板SBに形成された素子分離部STIによって隣り合う素子形成領域と分離されており、p型バルクトランジスタBPが形成される半導体基板SBには、n型ウェルNWBが形成されている。
半導体基板SB(n型ウェルNWB)上にゲート絶縁膜GIBpが形成され、ゲート絶縁膜GIBp上にゲート電極GEBpが形成されている。ゲート絶縁膜GIBpは、例えば酸化シリコンまたは酸窒化シリコンからなり、ゲート電極GEBpは、例えば多結晶シリコンからなる。ゲート電極GEBpの下方の半導体基板SBが、p型バルクトランジスタBPのチャネルとなる。
ゲート電極GEBpの側壁には、絶縁材料から構成されるサイドウォールスペーサSWBが形成されている。
ゲート電極GEBpの両側(ゲート長方向の両側)の半導体基板SBには、p型バルクトランジスタBPのp型導電性のソース・ドレイン用半導体領域PBが形成されている。ソース・ドライン用半導体領域PBは、相対的に低濃度のp型エクステンション層と相対的に高濃度のp型拡散層により構成される、いわゆるLDD構造を有している。
ゲート電極GEBpの上部およびソース・ドレイン用半導体領域PBの上部(表層部)には、金属と半導体との反応層であるシリサイド層MSが形成されている。
半導体基板SB上には、前述のn型SOIトランジスタSNと同様に、ゲート電極GEBp、サイドウォールスペーサSWBおよびシリサイド層MSなどを覆うように、第1層間絶縁膜IL1が形成されている。さらに、第2層間絶縁膜IL2〜第5層間絶縁膜IL5および第1層目の配線M1〜第5層目の配線M5が形成されており、最上層の配線M5は、絶縁膜PSNおよび保護膜RFにより覆われている。
(3)シールリングの構成について
シールリングSRは、p型の単結晶シリコンからなる半導体基板SB上に形成されたBOX層BXと、BOX層BX上に形成されたn型の単結晶シリコンからなるn型半導体層NRと、n型半導体層NRの上部(表層部)に形成されたシリサイド層MSを介してn型半導体層NRと電気的に接続する電極部ESRとから構成される。
半導体基板SBには、その主面から所定の深さを有するp型ウェルPWRが形成されている。p型ウェルPWRの不純物濃度は、半導体基板SBの不純物濃度よりも高く設定されている。
BOX層BXおよびn型半導体層NRは、半導体基板SBに形成された素子分離部STIによって隣り合う素子形成領域と分離されている。BOX層BXの厚さは、例えば10〜20nm程度、n型半導体層NRの厚さは、例えば10〜20nm程度である。
電極部ESRは、回路形成領域を取り囲むように形成され、第1層目の配線MR1〜第5層目の配線MR5を下層から順に電気的に接続した構造を有している。
以下、電極部ESRの構成について具体的に説明する。
シリサイド層MSを覆うように、第1層間絶縁膜IL1が形成されている。第1層間絶縁膜IL1上には、回路形成領域を二重に取り囲む環状の第1層目の配線MR1が形成されている。内側(回路形成領域側)に配置される環状の配線MR1および外側(回路形成領域と反対側)に配置される環状の配線MR1は、第1層間絶縁膜IL1に形成された接続孔CTの内部に埋め込まれたプラグ電極PLによって、シリサイド層MSと電気的に接続している。配線MR1は、回路形成領域に形成された配線M1と同層である。
さらに、回路形成領域を二重に取り囲む環状の配線MR1は、第2層間絶縁膜IL2に覆われており、第2層間絶縁膜IL2上には、回路形成領域を二重に取り囲む環状の第2層目の配線MR2が形成されている。内側に配置される環状の配線MR2および外側に配置される環状の配線MR2は、第2層間絶縁膜IL2に形成されたビアホールの内部に埋め込まれた第1導電膜VA1を介して、内側に配置される環状の配線MR1および外側に配置される環状の配線MR1とそれぞれ電気的に接続している。配線MR2は、回路形成領域に形成された配線M2と同層である。
同様に、回路形成領域を二重に取り囲む環状の配線MR2は、第3層間絶縁膜IL3に覆われており、第3層間絶縁膜IL3上には、回路形成領域を二重に取り囲む環状の第3層目の配線MR3が形成されている。内側に配置される環状の配線MR3および外側に配置される環状の配線MR3は、第3層間絶縁膜IL3に形成されたビアホールの内部に埋め込まれた第2導電膜VA2を介して、内側に配置される環状の配線MR2および外側に配置される環状の配線MR2とそれぞれ電気的に接続している。配線MR3は、回路形成領域に形成された配線M3と同層である。
同様に、回路形成領域を二重に取り囲む環状の配線MR3は、第4層間絶縁膜IL4に覆われており、第4層間絶縁膜IL4上には、回路形成領域を二重に取り囲む環状の第4層目の配線MR4が形成されている。内側に配置される環状の配線MR4および外側に配置される環状の配線MR4は、第4層間絶縁膜IL4に形成されたビアホールの内部に埋め込まれた第3導電膜VA3を介して、内側に配置される環状の配線MR3および外側に配置される環状の配線MR3とそれぞれ電気的に接続している。配線MR4は、回路形成領域に形成された配線M4と同層である。
同様に、回路形成領域を二重に取り囲む環状の配線MR4は、第5層間絶縁膜IL5に覆われており、第5層間絶縁膜IL5上には、回路形成領域を二重に取り囲む環状の第5層目の配線MR5が形成されている。内側に配置される環状の配線MR5および外側に配置される環状の配線MR5は、第5層間絶縁膜IL5に形成されたビアホールの内部に埋め込まれた第4導電膜VA4を介して、内側に配置される環状の配線MR4および外側に配置される環状の配線MR4とそれぞれ電気的に接続している。配線MR5は、回路形成領域に形成された配線M5と同層である。最上層の配線MR5は、絶縁膜PSNおよび保護膜RFにより覆われている。
従って、内側に配置された配線MR1,MR2,MR3,MR4,MR5は電気的に接続されて、環状の第1シールリング電極SR1を構成し、外側に配置された配線MR1,MR2,MR3,MR4,MR5は電気的に接続されて、環状の第2シールリング電極SR2を構成する。すなわち、電極部ESRは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される。そして、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRは、シリサイド層MSおよびプラグ電極PLを介してn型半導体層NRと電気的に接続している。
なお、本実施の形態1では、シールリングSRの電極部ESRを、環状の第1シールリング電極SR1と第2シールリング電極SR2とによって回路形成領域を二重に取り囲む構造としたが、これに限定されるものではなく、例えば回路形成領域を三重に取り囲む構造としてもよい。
(4)シールリングの特徴および効果について
本実施の形態1によるシールリングSRでは、前述したように、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRは、シリサイド層MSおよびプラグ電極PLを介してn型半導体層NRと電気的に接続する。そして、n型半導体層NRはBOX層BX上に形成されている。従って、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、p型の半導体基板SBとの間には、n型半導体層NR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRが存在することになる。
これにより、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRからなる容量が直列に接続されて、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなるので、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
前述の特許文献1に記載された半導体装置では、ガードリング(本実施の形態1におけるシールリングSRの電極部ESRに該当)とp型の半導体基板との間に、2つのpn接合部が存在している。これらpn接合部の接合界面近傍においてキャリア空乏層を形成し、容量を発生させることによって、インピーダンスを増加させている。このようにpn接合部を形成することによってもノイズを抑制することはできる。しかし、高周波動作領域ではインピーダンスが小さくなるため、ノイズを拾いやすくなり、ノイズの伝播が懸念される。
しかし、本実施の形態1によるシールリングSRでは、BOX層BXをn型半導体層NRとp型ウェルPWRとの間に接続していることから、高周波動作領域においても、インピーダンスは小さくならないので、ノイズの伝播を抑制することができる。
≪半導体装置の製造方法≫
本実施の形態1による半導体装置の製造方法について図2〜図6を用いて説明する。図2〜図6は、本実施の形態1による半導体装置の製造工程を説明する断面図である。
まず、図2に示すように、半導体基板SB、半導体基板SB上に形成されたBOX層BXおよびBOX層BX上に形成された半導体層SLからなるSOI基板を用意する。半導体基板SBは単結晶Si(シリコン)からなる支持基板であり、BOX層BXは酸化シリコンからなり、半導体層SLは1〜10Ωcm程度の抵抗を有する単結晶シリコンからなる。BOX層BXの厚さは、例えば10〜20nm程度であり、半導体層SLの厚さは、例えば10〜20nm程度である。
次に、SOI基板に、STI(Shallow Trench Isolation)構造を有する絶縁膜からなる素子分離部STIを形成する。素子分離部STIは、SOI基板の複数の活性領域同士を分離する不活性領域である。つまり、活性領域の平面視における形状は、素子分離部STIに囲まれることで規定されている。また、SOI領域1Aと、バルク領域1Bと、シールリング領域1Cとの間を互いに分離するように複数の素子分離部STIが形成されており、SOI領域1Aおよびバルク領域1Bのそれぞれにおいては、隣り合う素子形成領域の間を分離するように複数の素子分離部STIが形成されている。
次に、n型SOIトランジスタSNを形成するSOI領域1Aの半導体基板SBにp型不純物をイオン注入することにより、選択的にp型ウェルPWSを形成する。この際、図示は省略するが、n型SOIトランジスタSNのしきい電圧制御拡散領域を形成する。同様に、p型SOIトランジスタSPを形成するSOI領域1Aの半導体基板SBにn型不純物をイオン注入することにより、選択的にn型ウェルNWSを形成する。この際、図示は省略するが、p型SOIトランジスタSPのしきい電圧制御拡散領域を形成する。
次に、n型バルクトランジスタBNを形成するバルク領域1Bの半導体基板SBにp型不純物をイオン注入することにより、選択的にp型ウェルPWBを形成する。この際、図示は省略するが、n型バルクトランジスタBNのしきい電圧制御拡散領域を形成する。同様に、p型バルクトランジスタBPを形成するバルク領域1Bの半導体基板SBにn型不純物をイオン注入することにより、選択的にn型ウェルNWBを形成する。この際、図示は省略するが、p型バルクトランジスタBPのしきい電圧制御拡散領域を形成する。
次に、シールリング領域1Cの半導体基板SBにp型不純物をイオン注入することにより、選択的にp型ウェルPWRを形成する。
次に、SOI領域1Aおよびシールリング領域1Cにレジストパターンを形成した後、例えばドライエッチング法によりBOX層BXをストッパーとしてバルク領域1Bの半導体層SLを選択的に除去する。その後、レジストパターンを除去し、例えばフッ酸洗浄によりバルク領域1BのBOX層BXを除去する。
以上の工程を経て形成されたSOI領域1A、バルク領域1Bおよびシールリング領域1Cにおいては、SOI領域1Aおよびシールリング領域1Cの半導体層SL表面と、バルク領域1Bの半導体基板SBの表面との間に段差が生じる。しかし、その段差は20nm程度であり、後の製造工程において、段差部分における加工残りまたは断線を防止することができるので、SOIトランジスタとバルクトランジスタとを同一の製造工程で形成することが可能となる。
次に、n型SOIトランジスタSNを形成するSOI領域1Aの半導体層SLにp型不純物をイオン注入することにより、選択的にp型半導体層PSLを形成する。同様に、p型SOIトランジスタSPを形成するSOI領域1Aの半導体層SLにn型不純物をイオン注入することにより、選択的にn型半導体層NSLを形成する。
次に、図3に示すように、SOI領域1Aにn型SOIトランジスタSNのゲート絶縁膜GISnおよびp型SOIトランジスタSPのゲート絶縁膜GISpを形成し、バルク領域1Bにn型バルクトランジスタBNのゲート絶縁膜GIBnおよびp型バルクトランジスタBPのゲート絶縁膜GIBpを形成する。ゲート絶縁膜GISn,GISpの厚さは、例えば2〜3nm程度、ゲート絶縁膜GIBn,GIBpの厚さは、例えば7〜8nm程度である。
その後、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition)法によりゲート絶縁膜GISn,GISp,GIBn,GIBp上に、多結晶シリコン膜POおよび窒化シリコン膜(図示は省略)を順に積層する。多結晶シリコン膜POの厚さは、例えば40nm程度、窒化シリコン膜の厚さは、例えば30nm程度である。
次に、レジストパターンをマスクとした異方性ドライエッチング法により窒化シリコン膜および多結晶シリコン膜POを順に加工する。これにより、SOI領域1Aにn型SOIトランジスタSNの多結晶シリコン膜POからなるゲート電極GESnを形成し、p型SOIトランジスタSPの多結晶シリコン膜POからなるゲート電極GESpを形成する。同時に、バルク領域1Bにn型バルクトランジスタBNの多結晶シリコン膜POからなるゲート電極GEBnを形成し、p型バルクトランジスタBPの多結晶シリコン膜POからなるゲート電極GEBpを形成する。
次に、バルク領域1Bのn型バルクトランジスタBNを形成する領域の半導体基板SBにn型不純物、例えばAs(ヒ素)をイオン注入する。これにより、自己整合的にn型バルクトランジスタBNのn型エクステンション層NB1を形成する。この際、n型エクステンション層NB1のチャネル側にp型ハロー領域を形成してもよい。n型バルクトランジスタBNでは、p型ハロー領域を設けることにより、n型エクステンション層NB1のチャネル方向への拡散を抑制することができる。
次に、バルク領域1Bのp型バルクトランジスタBPを形成する領域の半導体基板SBにp型不純物、例えばBF(フッ化ボロン)をイオン注入する。これにより、自己整合的にp型バルクトランジスタBPのp型エクステンション層PB1を形成する。この際、p型エクステンション層PB1のチャネル側にn型ハロー領域を形成してもよい。p型バルクトランジスタBPでは、n型ハロー領域を設けることにより、p型エクステンション層PB1のチャネル方向への拡散を抑制することができる。
次に、n型SOIトランジスタSNのゲート電極GESnの側壁およびp型SOIトランジスタSPのゲート電極GESpの側壁にサイドウォールスペーサ(図示は省略)を形成する。続いて、SOI領域1Aの露出したp型半導体層PSLおよびn型半導体層NSL並びにシールリング領域1Cの半導体層SL上に、例えば選択エピタキシャル成長法により、Si(シリコン)またはSiGe(シリコンゲルマニウム)からなる積み上げ単結晶層、すなわちエピタキシャル層EPを選択的に形成する。
その後、サイドウォールスペーサおよびゲート電極GEBn,GEBp,GESn,GESp上の窒化シリコン膜を選択的に除去する。
次に、図4に示すように、SOI領域1Aのn型SOIトランジスタSNを形成する領域のp型半導体層PSLにn型不純物、例えばAs(ヒ素)をイオン注入する。これにより、自己整合的にn型SOIトランジスタSNのn型エクステンション層NS1を形成する。
次に、SOI領域1Aのp型SOIトランジスタSPを形成する領域のn型半導体層NSLにp型不純物、例えばBF(フッ化ボロン)をイオン注入する。これにより、自己整合的にp型SOIトランジスタSPのp型エクステンション層PS1を形成する。
次に、n型SOIトランジスタSNのゲート電極GESnの側壁およびp型SOIトランジスタSPのゲート電極GESpの側壁にサイドウォールスペーサSWSを形成し、n型バルクトランジスタBNのゲート電極GEBnの側壁およびp型バルクトランジスタBPのゲート電極GEBpの側壁にサイドウォールスペーサSWBを形成する。
次に、SOI領域1A、バルク領域1Bおよびシールリング領域1Cにn型不純物、例えばAs(ヒ素)をイオン注入する。これにより、自己整合的にn型SOIトランジスタSNのn型拡散層NS2およびn型バルクトランジスタBNのn型拡散層NB2が形成される。すなわち、n型SOIトランジスタSNでは、エピタキシャル層EPおよびその下のp型半導体層PSLにn型不純物が注入されて、n型拡散層NS2が形成され、n型バルクトランジスタBNでは、半導体基板SBにn型不純物が注入されて、n型拡散層NB2が形成される。このとき、ゲート電極GESn,GEBn下のチャネル領域にはn型不純物は注入されない。
これにより、n型SOIトランジスタSNでは、n型エクステンション層NS1およびn型拡散層NS2からなるソース・ドレイン用半導体領域NSが形成され、n型バルクトランジスタBNでは、n型エクステンション層NB1およびn型拡散層NB2からなるソース・ドレイン用半導体領域NBが形成される。
さらに、このイオン注入において、シールリング領域1Cの半導体層SLにn型不純物が導入されて、n型半導体層NRが形成される。
次に、SOI領域1Aおよびバルク領域1Bにp型不純物、例えばBF(フッ化ボロン)をイオン注入する。これにより、自己整合的にp型SOIトランジスタSPのp型拡散層PS2およびp型バルクトランジスタBPのp型拡散層PB2が形成される。すなわち、p型SOIトランジスタSPでは、エピタキシャル層EPおよびその下のn型半導体層NSLにp型不純物が注入されて、p型拡散層PS2が形成され、p型バルクトランジスタBPでは、半導体基板SBにp型不純物が注入されて、p型拡散層PB2が形成される。このとき、ゲート電極GESp,GEBp下のチャネル領域にはp型不純物は注入されない。
これにより、p型SOIトランジスタSPでは、p型エクステンション層PS1およびp型拡散層PS2からなるソース・ドレイン用半導体領域PSが形成され、p型バルクトランジスタBPでは、p型エクステンション層PB1およびp型拡散層PB2からなるソース・ドレイン用半導体領域PBが形成される。
次に、例えばRTA(Rapid Thermal Anneal)法により、イオン注入された不純物を活性化させ、かつ、熱拡散させる。
次に、図5に示すように、シリサイド層MSを形成する。SOI領域1Aでは、n型SOIトランジスタSNのゲート電極GESnおよびソース・ドレイン用半導体領域NSのそれぞれの上部並びにp型SOIトランジスタSPのゲート電極GESpおよびソース・ドレイン用半導体領域PSのそれぞれの上部にシリサイド層MSを形成する。また、バルク領域1Bでは、n型バルクトランジスタBNのゲート電極GEBnおよびソース・ドレイン用半導体領域NBのそれぞれの上部並びにp型バルクトランジスタBPのゲート電極GEBpおよびソース・ドレイン用半導体領域PBのそれぞれの上部にシリサイド層MSを形成する。また、シールリング領域1Cでは、n型半導体層NRの上部にシリサイド層MSを形成する。
上記の工程により、SOI領域1Aには、ゲート電極GESnとソース・ドレイン用半導体領域NSとを有するn型SOIトランジスタSNおよびゲート電極GESpとソース・ドレイン用半導体領域PSとを有するp型SOIトランジスタSPが形成される。また、バルク領域1Bには、ゲート電極GEBnとソース・ドレイン用半導体領域NBとを有するn型バルクトランジスタBNおよびゲート電極GEBpとソース・ドレイン用半導体領域PBとを有するp型バルクトランジスタBPが形成される。
次に、SOI領域1A、バルク領域1Bおよびシールリング領域1Cを覆うように、半導体基板SB上に、第1層間絶縁膜IL1を形成した後、第1層間絶縁膜IL1の上面を平坦化する。
次に、第1層間絶縁膜IL1を貫通する接続孔CTを形成する。SOI領域1Aには、n型SOIトランジスタSNのゲート電極GESnおよびソース・ドレイン用半導体領域NS並びにp型SOIトランジスタSPのゲート電極GESpおよびソース・ドレイン用半導体領域PSのそれぞれの上部に形成されたシリサイド層MSに達する接続孔CTが形成される。また、バルク領域1Bには、n型バルクトランジスタBNのゲート電極GEBnおよびソース・ドレイン用半導体領域NB並びにp型バルクトランジスタBPのゲート電極GEBpおよびソース・ドレイン用半導体領域PBのそれぞれの上部に形成されたシリサイド層MSに達する接続孔CTが形成される。また、シールリング領域1Cには、n型半導体層NRの上部に形成されたシリサイド層MSに達する接続孔CTが形成される。
次に、接続孔CTの内部を含む第1層間絶縁膜IL1上に、例えばスパッタリング法により、例えばTi(チタン)を含むバリア導体膜とW(タングステン)膜とを順次形成する。その後、例えばCMP(Chemical Mechanical Polishing)法により第1層間絶縁膜IL1上のバリア導体膜およびW(タングステン)膜を除去して、接続孔CTの内部にW(タングステン)膜を主導体膜とする柱状のプラグ電極PLを形成する。
続いて、第1層間絶縁膜IL1上およびプラグ電極PL上に金属膜、例えばCu(銅)またはAl(アルミニウム)などを形成した後、この金属膜を加工することにより、プラグ電極PLと電気的に接続する第1層目の配線M1,MR1を形成する。
次に、図6に示すように、配線M1,MR1を覆うように、第1層間絶縁膜IL1上に第2層間絶縁膜IL2を形成した後、第2層間絶縁膜IL2の上面を平坦化する。
次に、第2層間絶縁膜IL2を貫通して配線M1,MR1に達するビアホールを形成した後、ビアホールの内部に、例えばW(タングステン)膜を主導体膜とする第1導電膜VA1を形成する。続いて、第2層間絶縁膜IL2上に、第1導電膜VA1と電気的に接続する、金属膜からなる第2層目の配線M2,MR2を形成する。
さらに、配線M2,MR2を覆うように、第2層間絶縁膜IL2上に第3層間絶縁膜IL3を形成し、この第3層間絶縁膜IL3を貫通して配線M2,MR2に達するビアホールを形成した後、ビアホールの内部に、例えばW(タングステン)膜を主導体膜とする第2導電膜VA2を形成する。続いて、第3層間絶縁膜IL3上に、第2導電膜VA2と電気的に接続する、金属膜からなる第3層目の配線M3,MR3を形成する。
さらに、配線M3,MR3を覆うように、第3層間絶縁膜IL3上に第4層間絶縁膜IL4を形成し、この第4層間絶縁膜IL4を貫通して配線M3,MR3に達するビアホールを形成した後、ビアホールの内部に、例えばW(タングステン)膜を主導体膜とする第3導電膜VA3を形成する。続いて、第4層間絶縁膜IL4上に、第3導電膜VA3と電気的に接続する、金属膜からなる第4層目の配線M4,MR4を形成する。
さらに、配線M4,MR4を覆うように、第4層間絶縁膜IL4上に第5層間絶縁膜IL5を形成し、この第5層間絶縁膜IL5を貫通して配線M4,MR4に達するビアホールを形成した後、ビアホールの内部に、例えばW(タングステン)膜を主導体膜とする第4導電膜VA4を形成する。続いて、第5層間絶縁膜IL5上に、第4導電膜VA4と電気的に接続する、金属膜からなる第5層目の配線M5,MR5およびパッド電極PEを形成する。
上記の工程により、SOI領域1Aおよびバルク領域1Bには、多層配線が形成される。また、シールリング領域1Cには、シールリングSRの電極部ESRが形成される。
次に、配線M5,MR5およびパッド電極PEを覆うように、例えば窒化シリコンからなる絶縁膜PSNを形成した後、外部との接続部分となるパッド電極PE上の絶縁膜PSNを除去して、パッド電極PEの上面を露出させる。続いて、パッド電極PEの上面が露出するように、絶縁膜PSN上に保護膜RFを形成する。保護膜RFは、例えば感光性ポリイミドなどからなる。
以上の工程により、本実施の形態1による半導体装置SM1が略完成する。
このように、本実施の形態1によれば、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRからなる容量が直列に接続されるので、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなり、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
≪変形例≫
以下、本実施の形態1の変形例(第1変形例〜第6変形例)による半導体装置の構成について説明する。
(a)第1変形例
本実施の形態1の第1変形例による半導体装置の構成について図7を用いて説明する。図7は、本実施の形態1の第1変形例による半導体装置を説明する断面図である。
本実施の形態1の第1変形例による半導体装置SM1aと、前述の半導体装置SM1との相違点は、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間の構成であって、半導体基板SBとp型ウェルPWRとの間の埋め込みn型ウェルDNWの有無である。
図7に示すように、半導体装置SM1aでは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BX、p型ウェルPWRおよび埋め込みn型ウェルDNWが存在している。埋め込みn型ウェルDNWは、例えば半導体基板SBへn型不純物をイオン注入することにより、p型ウェルPWRの深さよりも深く形成され、埋め込みn型ウェルDNWの不純物濃度は、半導体基板SBの不純物濃度よりも高く設定されている。
これにより、電極部ESRと半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRからなる第1容量と、p型ウェルPWRと埋め込みn型ウェルDNWとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第2容量と、埋め込みn型ウェルDNWと半導体基板SBとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第3容量と、が並列に接続される。
その結果、半導体装置SM1よりも、さらに、シールリング領域1Cにおける容量が小さくなり、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなるので、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
(b)第2変形例
本実施の形態1の第2変形例による半導体装置の構成について図8を用いて説明する。図8は、本実施の形態1の第2変形例による半導体装置を説明する断面図である。
本実施の形態1の第2変形例による半導体装置SM1bと、前述の半導体装置SM1との相違点は、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間の構成である。
図8に示すように、半導体装置SM1bでは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BX、p型拡散層PRRおよびn型ウェルNWRが存在している。n型ウェルNWRは、例えば半導体基板SBへn型不純物をイオン注入することにより形成される。また、p型拡散層PRRは、例えば半導体基板SBへp型不純物をイオン注入することにより、n型ウェルNWRの深さよりも浅く形成され、p型拡散層PRRの不純物濃度は、n型ウェルNWRおよび半導体基板SBの不純物濃度よりも高く設定されている。
これにより、電極部ESRと半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BXおよびp型拡散層PRRからなる第1容量と、p型拡散層PRRとn型ウェルNWRとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第2容量と、n型ウェルNWRと半導体基板SBとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第3容量と、が並列に接続される。
その結果、半導体装置SM1よりも、さらに、シールリング領域1Cにおける容量が小さくなり、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなるので、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
(c)第3変形例
本実施の形態1の第3変形例による半導体装置の構成について図9を用いて説明する。図9は、本実施の形態1の第3変形例による半導体装置を説明する断面図である。
本実施の形態1の第3変形例による半導体装置SM1cと、前述の半導体装置SM1との相違点は、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間の構成である。
図9に示すように、半導体装置SM1cでは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、半導体基板SBとの間に、p型半導体層PR、BOX層BXおよびn型ウェルNWRが存在している。p型半導体層PRは、例えば半導体層SLにp型不純物をイオン注入することにより形成される。
これにより、電極部ESRと半導体基板SBとの間に、p型半導体層PR、BOX層BXおよびn型ウェル領域NWRからなる第1容量と、n型ウェル領域NWRと半導体基板SBとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第2容量と、が並列に接続される。
その結果、半導体装置SM1よりも、さらに、シールリング領域1Cにおける容量が小さくなり、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなるので、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
(d)第4変形例
本実施の形態1の第4変形例による半導体装置の構成について図10を用いて説明する。図10は、本実施の形態1の第4変形例による半導体装置を説明する断面図である。
本実施の形態1の第4変形例による半導体装置SM1dと、前述の半導体装置SM1との相違点は、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間の構成である。
図10に示すように、半導体装置SM1dでは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BXおよびn型ウェルNWRが存在している。
これにより、電極部ESRと半導体基板SBとの間に、n型半導体層NR、BOX層BXおよびn型ウェル領域NWRからなる第1容量と、n型ウェル領域NWRと半導体基板SBとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第2容量と、が並列に接続される。
その結果、半導体装置SM1よりも、さらに、シールリング領域1Cにおける容量が小さくなり、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなるので、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
(e)第5変形例
本実施の形態1の第5変形例による半導体装置の構成について図11を用いて説明する。図11は、本実施の形態1の第5変形例による半導体装置を説明する断面図である。
本実施の形態1の第5変形例による半導体装置SM1eと、前述の半導体装置SM1との相違点は、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間の構成である。
図11に示すように、半導体装置SM1eでは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、半導体基板SBとの間に、p型半導体層PR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRが存在している。p型半導体層PRは、例えば半導体層SLにp型不純物をイオン注入することにより形成される。
これにより、電極部ESRと半導体基板SBとの間に、p型半導体層PR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRからなる第1容量が形成される。
その結果、半導体装置SM1と同等の容量を得ることができて、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズが、半導体基板SBに伝播するのを抑制することができる。
(f)第6変形例
本実施の形態1の第6変形例による半導体装置の構成について図12を用いて説明する。図12は、本実施の形態1の第6変形例による半導体装置を説明する断面図である。
本実施の形態1の第6変形例による半導体装置SM1fと、前述の半導体装置SM1との相違点は、シールリングSRの電極部ESRと半導体基板SBとの間の構成である。
図12に示すように、半導体装置SM1fでは、第1シールリング電極SR1および第2シールリング電極SR2から構成される電極部ESRと、半導体基板SBとの間に、p型半導体層PR、BOX層BX、p型ウェルPWRおよび埋め込みn型ウェルDNWが存在している。p型半導体層PRは、例えば半導体層SLにp型不純物をイオン注入することにより形成される。また、埋め込みn型ウェルDNWは、例えば半導体基板SBへn型不純物をイオン注入することにより、p型ウェルPWRの深さよりも深く形成され、埋め込みn型ウェルDNWの不純物濃度は、半導体基板SBの不純物濃度よりも高く設定されている。
これにより、電極部ESRと半導体基板SBとの間に、p型半導体層PR、BOX層BXおよびp型ウェルPWRからなる第1容量と、p型ウェルPWRと埋め込みn型ウェルDNWとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第2容量と、埋め込みn型ウェルDNWと半導体基板SBとの間のpn接合部で形成される空乏層により生じる第3容量と、が並列に接続される。
その結果、半導体装置SM1よりも、さらに、シールリング領域1Cにおける容量が小さくなり、電極部ESRと半導体基板SBとの間のインピーダンスが大きくなるので、シールリングSRの電極部ESRに印加されたノイズの半導体基板SBへの伝播を抑制することができる。
(実施の形態2)
≪半導体装置の構成≫
本実施の形態2による半導体装置の構成について図13および図14を用いて説明する。図13は、本実施の形態2による半導体装置を説明する平面図である。図14は、図13のA−A線に沿った断面図である。
図13に示すように、本実施の形態2による半導体装置SM2は、平面視において矩形形状であって、デジタル回路部DCおよびアナログ回路部ACなどが形成された回路形成領域を有し、回路形成領域を取り囲む環状のシールリングSRが、半導体装置SM2のダイシング面DFに沿って設けられている。
シールリングSRは、例えば前述の実施の形態1の変形例3に示した構造(図9参照)を採用している。すなわち、図9に示したように、シールリングSRは、第1層目の配線MR1から第5層目の配線MR5を接続した電極部ESRと、p型半導体層PRと、BOX層BXと、n型ウェルNWRと、から構成され、電極部ESRは、第1層間絶縁膜IL1を貫通する接続孔CTの内部に埋め込まれたプラグ電極PLおよびシリサイド層MSを介して、p型半導体層PRと電気的に接続されている。
なお、シールリングSRの構造はこれに限定されるものではなく、例えば前述の実施の形態1に記載したシールリングSR(図1参照)または変形例1、2、4、5、6に記載したシールリングSR(図7、8、10、11、12参照)であってもよい。
しかし、図14に示すように、ノイズに弱い回路、例えばアナログ回路部ACの近くに配置されたシールリングSRの一部分SRCにはプラグ電極PLが形成されていない。このように、電極部ESRとp型半導体層PRとをプラブ電極PLで接続しない部分SRCを設けることにより、抵抗を大きくしてインピーダンスを増大させることができる。従って、この部分SRCでは、シールリングSRに印加されたノイズが、半導体基板SBに伝播しないようにすることができる。
なお、プラグ電極PLを形成しないことによる耐水性などの信頼性の劣化が懸念されるため、プラグ電極PLを形成しない部分SRCは、アナログ回路ACのようにノイズに弱い回路の近くにのみに配置している。
(実施の形態3)
≪半導体装置の構成≫
本実施の形態3による半導体装置の構成について図15および図16を用いて説明する。図15は、本実施の形態3による半導体装置を説明する平面図である。図16は、図15のB−B線に沿った断面図である。
図15に示すように、本実施の形態3による半導体装置SM3は、平面視において矩形形状であって、回路形成領域を取り囲む環状のシールリングSRが、半導体装置SM3のダイシング面DFに沿って設けられている。
シールリングSRは、例えば前述の実施の形態1の変形例3に示した構造(図9参照)を採用している。すなわち、図9に示したように、シールリングSRは、第1層目の配線MR1から第5層目の配線MR5を接続した電極部ESRと、p型半導体層PRと、BOX層BXと、n型ウェルNWRと、から構成され、電極部ESRは、第1層間絶縁膜IL1を貫通する接続孔CTの内部に埋め込まれたプラグ電極PLおよびシリサイド層MSを介して、p型半導体層PRと電気的に接続されている。
なお、シールリングSRの構造はこれに限定されるものではなく、例えば前述の実施の形態1に記載したシールリングSR(図1参照)または変形例1、2、4、5、6に記載したシールリングSR(図7、8、10、11、12参照)であってもよい。
しかし、図16に示すように、半導体装置SM3の4つの角部に近接するシールリングSRの一部分SRBには、BOX層BXが形成されていない。
半導体装置SM3の製造時において、BOX層BXに電荷が溜まり、BOX層BXを挟んで電極部ESB側と半導体基板SB側との間で電位差が大きくなり、BOX層BXが破壊する恐れがある。しかし、本実施の形態3では、BOX層BXに溜まった電荷を、BOX層BXを形成しないシールリングSRの一部分SRBにおいて半導体基板SBへ流すことにより、BOX層BXに電荷が溜まり難くなり、BOX層BXの破壊を防止することができる。
なお、BOX層BXを形成しないことによるインピーダンスの低下が懸念されため、本実施の形態3では、BOX層BXを形成しない部分SRBを、半導体装置SM3の4つの角部に近接する部分に設けている。
また、本実施の形態3では、BOX層BXを形成しない部分SRBを、半導体装置SM3の4つの角部に近接する部分に設けているが、例えば1つの角部、2つ角部または3つの角部に近接する部分に設けてもよく、また、角部に限定されず、例えばノイズに弱いアナログ回路ACから離れた、ダイシング面DFと平行する部分であってもよい。
(実施の形態4)
≪半導体装置の構成≫
本実施の形態4による半導体装置の構成について図17および図18を用いて説明する。図17は、本実施の形態4による半導体装置を説明する平面図である。図18は、図17のC−C線に沿った断面図である。
例えば前述の実施の形態1によるシールリングSRは、平面視において内側(回路形成領域側)に配置された環状の第1シールリング電極SR1と、平面視において外側(回路形成領域と反対側)に配置された環状の第2シールリング電極SR2とから構成された、回路形成領域を二重に取り囲む環状構造を有している。
図17に示すように、本実施の形態4による半導体装置SM4は、平面視において矩形形状であって、回路形成領域を取り囲む環状のシールリングSRが、半導体装置SM4のダイシング面DFに沿って設けられている。
しかし、本実施の形態4によるシールリングSRは、図17および図18に示すように、内側に配置された環状の第1シールリング電極SR1と、外側に配置された環状の第2シールリング電極SR2と、第1シールリング電極SR1と第2シールリング電極SR2との間に配置された環状の第3シールリング電極SR3と、から構成された、回路形成領域を三重に取り囲む環状構造を有している。
第1シールリング電極SR1および第3シールリング電極SR3が形成されるシールリングの第1部分は、例えば前述の実施の形態1の変形例1に示した構造(図7参照)を採用している。すなわち、図7に示したように、シールリングSRの第1部分は、第1シールドリング電極SR1および第3シールドリング電極SR3と、n型半導体層NRと、BOX層BXと、p型ウェルPWRと、埋め込みn型ウェルDNWと、から構成される。そして、第1シールリング電極SR1および第3シールリング電極SR3は、第1層間絶縁膜IL1を貫通する接続孔CTの内部に埋め込まれたプラグ電極PLおよびシリサイド層MSを介してn型半導体層NRと電気的に接続されている。
なお、シールリングSRの第1部分の構造はこれに限定されるものではなく、例えば前述の実施の形態1に記載したシールリングSR(図1参照)または変形例2、3、4、5、6に記載したシールリングSR(図8、9、10、11、12参照)であってもよい。
しかし、第2シールリング電極SR2が形成されるシールリングの第2部分は、n型拡散層NRRと、p型ウェルPWRと、埋め込みn型ウェルDNWと、から構成され、第2シールリング電極SR2は、第1層間絶縁膜IL1を貫通する接続孔CTの内部に埋め込まれたプラグ電極PLおよびシリサイド層MSを介してn型拡散層NRRと電気的に接続されている。すなわち、第2シールリング電極SR2と半導体基板SBとの間には、BOX層BXが設けられていない。
半導体装置SM4の製造時において、BOX層BXに電荷が溜まり、BOX層BXを挟んで電極部ESB側と半導体基板SB側との間で電位差が大きくなり、BOX層BXが破壊する恐れがある。しかし、本実施の形態4では、BOX層BXに溜まった電荷を、BOX層BXを形成しない第2部分を介して半導体基板SBへ流すことにより、BOX層BXに電荷が溜まり難くなり、BOX層BXの破壊を防止することができる。
≪変形例≫
本実施の形態4の変形例による半導体装置の構成について図19を用いて説明する。図19は、本実施の形態4の変形例による半導体装置を説明する断面図である。
図19に示すように、BOX層BXを形成した第1部分と、BOX層BXを形成しない第2部分との間に、素子分離部STIを形成してもよく、このような構造であっても、BOX層BXに溜まった電荷を、BOX層BXを形成しない第2部分を介して半導体基板SBへ流すことができるので、BOX層BXに電荷が溜まり難くなり、BOX層BXの破壊を防止することができる。
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、本発明は前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。
1A SOI領域
1B バルク領域
1C シールリング領域
AC アナログ回路部
BN nチャネル型バルクトランジスタ
BP pチャネル型バルクトランジスタ
BX BOX層
CT 接続孔
DC デジタル回路部
DF ダイシング面
DNW 埋め込みn型ウェル
EP エピタキシャル層
ESR 電極部
GEBn,GEBp,GESn,GESp ゲート電極
GIBn,GIBp,GISn,GISp ゲート絶縁膜
IL1〜IL5 第1〜第5層間絶縁膜
M1〜M5,MR1〜MR5 配線
MS シリサイド層
NB ソース・ドレイン用半導体領域
NB1 n型エクステンション層
NB2 n型拡散層
NR n型半導体層
NRR n型拡散層
NS ソース・ドレイン用半導体領域
NS1 n型エクステンション層
NS2 n型拡散層
NSL n型半導体層
NWB,NWR,NWS n型ウェル
PB ソース・ドレイン用半導体領域
PB1 p型エクステンション層
PB2 p型拡散層
PE パッド電極
PL プラグ電極
PO 多結晶シリコン膜
PR p型半導体層
PRR p型拡散層
PS ソース・ドレイン用半導体領域
PS1 p型エクステンション層
PS2 p型拡散層
PSL p型半導体層
PSN 絶縁膜
PWB,PWR,PWS p型ウェル
RF 保護膜
SB 半導体基板
SL 半導体層
SM1,SM1a,SM1b,SM1c,SM1d,SM1e,SM1f 半導体装置
SM2,SM3,SM4 半導体装置
SN nチャネル型SOIトランジスタ
SP pチャネル型SOIトランジスタ
SR シールリング
SR1 第1シールリング電極
SR2 第2シールリング電極
SR3 第3シールリング電極
SRB,SRC シードリングの一部
STI 素子分離部
SWB,SWS サイドウォールスペーサ
VA1〜VA4 第1〜第4導電膜

Claims (16)

  1. 第1領域と、
    前記第1領域の外周を囲む第2領域と、
    前記第2領域に形成された環状のシールリングと、
    を備える半導体装置であって、
    前記第2領域は、
    第1導電型の半導体基板、前記半導体基板上の埋め込み絶縁膜および前記埋め込み絶縁膜上の半導体層とから構成されるSOI基板と、
    前記半導体層上に設けられた層間絶縁膜と、
    を有し、
    前記シールリングは、
    前記層間絶縁膜に埋設された導電膜からなる環状の電極部と、
    前記半導体層と、
    前記埋め込み絶縁膜と、
    を有し、
    前記電極部は前記半導体層と電気的に接続している、半導体装置。
  2. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記半導体層の表層部にシリサイド層が設けられている、半導体装置。
  3. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記半導体基板と前記埋め込み絶縁膜との界面から第1深さを有して、前記半導体基板に設けられた第1ウェルをさらに有し、
    前記半導体層は、前記第1導電型と異なる第2導電型であり、
    前記第1ウェルは、前記第1導電型である、半導体装置。
  4. 請求項3記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記第1ウェルの底面を取り囲む、前記第2導電型の第1埋め込みウェルをさらに有する、半導体装置。
  5. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記半導体基板と前記埋め込み絶縁膜との界面から第2深さを有して、前記半導体基板に設けられた第2ウェルと、前記半導体基板と前記埋め込み絶縁膜との界面から、前記第2深さよりも浅い第3深さを有して、前記半導体基板に設けられた半導体領域と、をさらに有し、
    前記半導体層および前記第2ウェルは、前記第1導電型と異なる第2導電型であり、
    前記半導体領域は、前記第1導電型である、半導体装置。
  6. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記半導体基板と前記埋め込み絶縁膜との界面から第4深さを有して、前記半導体基板に設けられた第3ウェルをさらに有し、
    前記半導体層は、前記第1導電型であり、
    前記第3ウェルは、前記第1導電型と異なる第2導電型である、半導体装置。
  7. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記半導体基板と前記埋め込み絶縁膜との界面から第5深さを有して、前記半導体基板に設けられた第4ウェルをさらに有し、
    前記半導体層および前記第4ウェルは、前記第1導電型と異なる第2導電型である、半導体装置。
  8. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記半導体基板と前記埋め込み絶縁膜との界面から第6深さを有して、前記半導体基板に設けられた第5ウェルをさらに有し、
    前記半導体層および前記第5ウェルは、前記第1導電型である、半導体装置。
  9. 請求項8記載の半導体装置において、
    前記シールリングは、前記第5ウェルの底面を取り囲む、前記第1導電型と異なる第2導電型の第2埋め込みウェルをさらに有する、半導体装置。
  10. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングの一部では、前記電極部が前記半導体層と接続していない、半導体装置。
  11. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記第1領域には、アナログ回路が形成されており、
    前記アナログ回路に近接する前記シールリングの一部では、前記電極部が前記半導体層と接続していない、半導体装置。
  12. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記シールリングの一部では、前記埋め込み絶縁膜が形成されておらず、前記半導体層が前記半導体基板に接続する、半導体装置。
  13. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記半導体基板は平面視において四角形状であり、
    前記シールリングは、前記半導体基板の周縁に沿って設けられており、
    前記半導体基板の角部に近接する前記シールリングの一部では、前記埋め込み絶縁膜が形成されておらず、前記半導体層が前記半導体基板に接続する、半導体装置。
  14. 請求項1記載の半導体装置において、
    前記電極部は、前記第1領域側に設けられた環状の第1シールリング電極と、前記第1シールリング電極と離間して、前記第1領域と反対側に設けられた環状の第2シールリング電極と、前記第1シールリング電極および前記第2シールリング電極と離間して、前記第1シールリング電極と前記第2シールリング電極との間に設けられた環状の第3シールリング電極と、から構成され、
    前記第1シールリング電極および前記第3シールリング電極の直下には、前記埋め込み絶縁膜が配置され、前記第2シールリング電極の直下には、前記埋め込み絶縁膜が配置されていない、半導体装置。
  15. 請求項14記載の半導体装置において、
    前記第1シールリング電極および前記第3シールリング電極は、前記埋め込み絶縁膜上の前記半導体層の表層部に設けられた第1シリサイド層と接続し、
    前記第2シールリング電極は、前記半導体基板の表層部に設けられた第2シリサイド層と接続する、半導体装置。
  16. 請求項14記載の半導体装置において、
    前記第1シールリング電極および前記第3シールリング電極が設けられる領域と、前記第2シールリング電極が設けられる領域との間に、素子分離部が設けられている、半導体装置。
JP2016158687A 2016-08-12 2016-08-12 半導体装置 Active JP6679444B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016158687A JP6679444B2 (ja) 2016-08-12 2016-08-12 半導体装置
TW106106968A TW201818525A (zh) 2016-08-12 2017-03-03 半導體裝置
CN201710194556.2A CN107731851B (zh) 2016-08-12 2017-03-29 半导体装置
US15/635,425 US10497654B2 (en) 2016-08-12 2017-06-28 Semiconductor device
KR1020170085985A KR20180018315A (ko) 2016-08-12 2017-07-06 반도체 장치
EP17184671.0A EP3285301A1 (en) 2016-08-12 2017-08-03 Semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016158687A JP6679444B2 (ja) 2016-08-12 2016-08-12 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018026499A true JP2018026499A (ja) 2018-02-15
JP6679444B2 JP6679444B2 (ja) 2020-04-15

Family

ID=59581724

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2016158687A Active JP6679444B2 (ja) 2016-08-12 2016-08-12 半導体装置

Country Status (6)

Country Link
US (1) US10497654B2 (ja)
EP (1) EP3285301A1 (ja)
JP (1) JP6679444B2 (ja)
KR (1) KR20180018315A (ja)
CN (1) CN107731851B (ja)
TW (1) TW201818525A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072058A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치
KR20200072057A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102495516B1 (ko) * 2018-05-08 2023-02-02 삼성전자주식회사 반도체 장치 및 그 제조 방법
KR102714169B1 (ko) * 2019-02-07 2024-10-04 삼성전자주식회사 반도체 장치
JP7292171B2 (ja) * 2019-10-10 2023-06-16 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置およびその製造方法
US11699663B2 (en) * 2020-04-27 2023-07-11 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Passivation scheme design for wafer singulation
US20230019608A1 (en) * 2021-07-09 2023-01-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Seal ring for semiconductor device with gate-all-around transistors
WO2023050267A1 (zh) * 2021-09-30 2023-04-06 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及相关显示母板和显示面板
US20230395680A1 (en) * 2022-06-05 2023-12-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Seal ring for semiconductor device

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4689244B2 (ja) 2004-11-16 2011-05-25 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP5090696B2 (ja) * 2006-09-12 2012-12-05 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
JP5222520B2 (ja) * 2007-10-11 2013-06-26 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置の製造方法
US7790577B2 (en) * 2008-07-17 2010-09-07 International Business Machines Corporation Crackstop structures and methods of making same
US8188574B2 (en) * 2009-02-12 2012-05-29 International Business Machines Corporation Pedestal guard ring having continuous M1 metal barrier connected to crack stop
JP5638205B2 (ja) * 2009-06-16 2014-12-10 ルネサスエレクトロニクス株式会社 半導体装置
US8810001B2 (en) * 2011-06-13 2014-08-19 Mediatek Inc. Seal ring structure with capacitor
JP6233874B2 (ja) * 2013-06-04 2017-11-22 ローム株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP6255930B2 (ja) * 2013-11-18 2018-01-10 株式会社デンソー 半導体装置

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20200072058A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치
KR20200072057A (ko) * 2018-12-12 2020-06-22 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치
KR102636443B1 (ko) * 2018-12-12 2024-02-15 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치
KR102658570B1 (ko) * 2018-12-12 2024-04-19 에스케이하이닉스 주식회사 노이즈 차단 구조를 포함하는 이미지 센싱 장치

Also Published As

Publication number Publication date
US20180047680A1 (en) 2018-02-15
EP3285301A1 (en) 2018-02-21
KR20180018315A (ko) 2018-02-21
CN107731851A (zh) 2018-02-23
TW201818525A (zh) 2018-05-16
US10497654B2 (en) 2019-12-03
CN107731851B (zh) 2023-06-09
JP6679444B2 (ja) 2020-04-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6679444B2 (ja) 半導体装置
US10050122B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
US8829621B2 (en) Semiconductor substrate for manufacturing transistors having back-gates thereon
US11488872B2 (en) Method for forming semiconductor device structure with isolation feature
JP5944285B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US20140206155A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
US7939863B2 (en) Area efficient 3D integration of low noise JFET and MOS in linear bipolar CMOS process
US10256135B2 (en) Semiconductor device and method of manufacturing semiconductor device
JP2018026475A (ja) 半導体装置
US9287355B2 (en) Semiconductor device
JP2012256649A (ja) 半導体装置、半導体ウエハ、及びこれらの製造方法
WO2020017384A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
TWI614891B (zh) 高壓半導體裝置
JP7140349B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
US20210351272A1 (en) Transistor structure and related inverter
US20210119001A1 (en) Semiconductor device and manufacturing method of the same
US20240371950A1 (en) Semiconductor circuit
WO2020017385A1 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2010177318A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2006286696A (ja) 半導体装置及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20190118

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20190926

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191008

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20191127

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200225

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200318

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6679444

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150