JP3333485B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JP3333485B2 JP37119199A JP37119199A JP3333485B2 JP 3333485 B2 JP3333485 B2 JP 3333485B2 JP 37119199 A JP37119199 A JP 37119199A JP 37119199 A JP37119199 A JP 37119199A JP 3333485 B2 JP3333485 B2 JP 3333485B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関する。特に、CMOSFETが集積してなる
高速大規模集積回路(LSI)において特に有効であ
る。
【0002】
【従来の技術】従来の、CMOSFETからなる半導体
の断面図を図6に示す。基板31には、Pウェル32,
nウェル33が形成され、Pウェル32中には、ゲート
電極36,n+ 拡散層ソースドレイン35からなる
ャンネルMOSFETが存在している。LSIの高集積
化に伴ない、例えば、端子Bからの雑音電流があるレベ
ルを超えると、2つの寄生バイポーラトランジスタPn
PT2 ,nPnT1 が導通して、電源端子Aから接地端
子Bに定常的な大電流が流れ、いわゆるラッチアップの
不具合を発生する。従来は、基板抵抗R1 ,R2 ,R3
,R4 の基板抵抗の最適化によりラッチアップを回避
してきた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、サブミ
クロンより微細化されたCMOS半導体装置ではラッチ
アップを生じる雑音電流のマージンが無くLSIの信頼
性を損ねる。
【0004】本発明は、かかる従来の不具合を回避し、
ラッチアップの生じない高信頼性な高集積CMOS半導
体装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】(1) 本発明の半導体
装置の製造方法は、第1の半導体領域と前記第1の半導
体領域の上に形成された第1の熱酸化膜と前記第1の熱
酸化膜の上に形成された第2の半導体領域とを有する基
板のうち、前記第2の半導体領域の所定の部分を前記第
1の熱酸化膜が露出するまで除去して開孔部を形成する
ことによって、互いに分離された第3の半導体領域と第
4の半導体領域とを形成する工程と、熱酸化を行うこと
によって、前記第3の半導体領域の表面に第2の熱酸化
膜と、前記第4の半導体領域の表面に第3の熱酸化膜
と、を形成する工程と、前記開孔部内に、第1の酸化膜
を埋め込む工程と、不純物を注入することによって、前
記第3の半導体領域に第1のソース領域及び第1のドレ
イン領域を有するPチャンネルMOSFETと、前記第
4の半導体領域に第2のソース領域及び第2のドレイン
領域を有するNチャンネルMOSFETと、からなるC
MOSFETを形成する工程と、前記PチャンネルMO
SFET、前記NチャンネルMOSFETと前記第1の
酸化膜との上に層間絶縁膜を形成する工程と、をこの順
に有する。 (2) 本発明の半導体装置の製造方法は、上記(1)
記載の半導体装置の製造方法において、前記層間絶縁膜
は開孔部を有し、前記開孔部内に配線が形成され、前記
配線は前記第3の半導体領域又は前記第4の半導体領域
のいずれかに接続していることを特徴としてもよい。 (3) 本発明の半導体装置の製造方法は、上記(1)
又は(2)に記載の半導体装置の製造方法において、さ
らに、前記第3の半導体領域と前記第4の半導体領域と
を形成する工程よりも前に、前記第1の半導体領域の第
1の表面と前記第2の半導体領域の第2の表面とを熱酸
化する工程と、前記第1の表面と前記第2の表面とを対
向させて接着することにより、前記基板を形成する工程
と、を有することを特徴としてもよい。 (4) 本発明の半導体装置の製造方法は、上記(3)
に記載の半導体装置の製造方法において、前記基板を形
成する工程において、前記第1の表面と前記第2の表面
とを接触させて1000℃以上で熱処理をすることによ
り、前記第1の表面と前記第2の表面とを接着すること
を特徴としてもよい。 (5) 本発明の半導体装置の製造方法は、上記(1)
乃至(4)に記載の半導体装置の製造方法において、前
記第2の半導体領域の厚さは、0.1μm〜5μmであ
ることを特徴としてもよい。
【0006】
【実施例】以下、実施例を用いて本発明を説明する。図
1は、本発明によるCMOS半導体装置の断面図であ
る。Si基板1には、絶縁膜2で覆われて、ゲート電極
10,ゲート膜9,n+ 拡散層ソースドレイン8からな
るNチャンネルMOSFETがPウェル5の中に形成さ
れ、同様に、P+ 拡散層ソースドレイン7を持つPチャ
ンネルMOSFETがnウェル6に形成されている。n
ウェル6には、n+ 領域4,Pウェル5には、P +領域
3が存在し、各々のウェルの電位安定を保っている。本
発明によれば、寄生バイポーラトランジスクが存在しな
い。このため、端子Bから雑音電流が入ってきても、電
源端子Aから、接地端子Cに定常的な電流が流れること
は無い。
【0007】図2〜図5は、本発明による半導体装置の
製造工程断面図である。以下、断面図のフローに従って
本発明による半導体装置の製造方法を説明する。CZ,
MCZ,またはFZいずれかのSi基板11,14の2
枚を熱酸化し、熱酸化膜SiO2 12,13を形成後、
Si基板11と14を接着させる。この接着は、Si基
板11と14の表面を接触させ1000℃以上の高温で
熱処埋することにより可能である。次に、Si基板14
を裏面から研削し、適当な厚さ(0.1μm〜5μm)
のSi層14’を形成する。すなわちSi基板11上に
は、熱酸化SiO2 膜12,13及び単結晶Si薄膜1
4’が存在する。図2において、該Si薄膜14’の素
子分離領域は選択的にSi除去され、溝15は下地のS
iO2 膜12,13まで到達している。この後、熱酸化
によりSiO2 膜16を形成する。 Si薄膜14’は
上,下,側面すべての領域が熱酸化膜12,13または
16で囲まれる。溝15を絶縁膜17で埋め込み、ゲー
ト電極19,ゲート膜18,及び、ゲート側避絶縁膜2
0を形成したのが図4である。ここで、Si薄膜層1
4’P,14’nには、各々選択的に不純物イオン注入
することにより、P型Si,N型Si化可能である。図
5では、14’PのPウエルには、ゲート電極19,n
+ 拡散層ソースドレイン23を持つnチャンネルMOS
FETが形成され、14’nウエルには、同様にP+
散層を持つPチャンネルMOSFETが形成され、層間
絶縁膜21に設けられたコンタクト穴を通して、AL配
線22が拡散層23,24と接続する。本発明の製造方
法によれば、PチャンネルMOSFET領域及びNチャ
ンネルMOSFET領域は、各々、下面及び側面のすべ
ての部分、及び、配線接続のためのコンタクト穴領域を
除いた上面が、半導体基板11または14の熱酸化膜で
囲まれる。
【0008】
【発明の効果】本発明の半導体装置及び製造方法は、上
記で説明したように、寄生バイポーラトランジスターが
存在せず、高集積化してもラッチアップの不具合が生じ
ない。またSi基板(薄膜層14’)と絶縁膜界面は、
Si基板の熱酸化膜SiO2/Si界面からなり、界面
や表面のリークが抑制できる。従って、本発明は、ラッ
チアップの生じない高信頼性な高集積CMOSFETか
らなる半導体装置及びその製造方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による半導体装置の断面図。
【図2】 本発明による半導体製造方法の工程断面図。
【図3】 本発明による半導体製造方法の工程断面図。
【図4】 本発明による半導体製造方法の工程断面図。
【図5】 本発明による半導体製造方法の工程断面図。
【図6】 従来の半導体装置の断面図。
【符号の説明】
1、11,14,31・・・半導体基板 2・・・絶縁膜 3・・・P+ 領域 4・・・n+ 領域 5・・・P- 領域 6・・・n- 領域 7・・・P+ 拡散層 8・・・n+ 拡散層 9・・・ゲート膜 10・・・ゲート電極 12、13・・・ SiO2 14、14’・・・単結晶Si 15・・・溝 16・・・SiO2 17・・・SiO2 18・・・SiO2 19・・・ゲート電極 20・・・SiO2 21・・・SiO2 22・・・AL合金 23・・・n+ 拡散層 24・・・P+ 拡散層 32・・・Pウエル 33・・・nウエル 34・・・P+ 拡散層 35・・・n+ 拡散層 36・・・ゲート電極 A・・・電源端子 B・・・雑音流入端子 C・・・接地端子 R1 ,R2 ,R3 ,R4 ・・・基板抵抗
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01L 29/786

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 第1の半導体領域と前記第1の半導体領
    域の上に形成された第1の熱酸化膜と前記第1の熱酸化
    膜の上に形成された第2の半導体領域とを有する基板の
    うち、前記第2の半導体領域の所定の部分を前記第1の
    熱酸化膜が露出するまで除去して開孔部を形成すること
    によって、互いに分離された第3の半導体領域と第4の
    半導体領域とを形成する工程と、 熱酸化を行うことによって、前記第3の半導体領域の表
    面に第2の熱酸化膜と、前記第4の半導体領域の表面に
    第3の熱酸化膜と、を形成する工程と、 前記開孔部内に、第1の酸化膜を埋め込む工程と、 不純物を注入することによって、前記第3の半導体領域
    に第1のソース領域及び第1のドレイン領域を有するP
    チャンネルMOSFETと、前記第4の半導体領域に第
    2のソース領域及び第2のドレイン領域を有するNチャ
    ンネルMOSFETと、からなるCMOSFETを形成
    する工程と、 前記PチャンネルMOSFET、前記NチャンネルMO
    SFETと前記第1の酸化膜との上に層間絶縁膜を形成
    する工程と、 をこの順に有する半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法に
    おいて、前記層間絶縁膜は開孔部を有し、前記開孔部内
    に配線が形成され、前記配線は前記第3の半導体領域又
    は前記第4の半導体領域のいずれかに接続していること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 請求項1又は2に記載の半導体装置の製
    造方法において、さらに、前記第3の半導体領域と前記
    第4の半導体領域とを形成する工程よりも前に、 前記第1の半導体領域の第1の表面と前記第2の半導体
    領域の第2の表面とを熱酸化する工程と、 前記第1の表面と前記第2の表面とを対向させて接着す
    ることにより、前記基板を形成する工程と、 を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 請求項3に記載の半導体装置の製造方法
    において、 前記基板を形成する工程において、前記第1の表面と前
    記第2の表面とを接触させて1000℃以上で熱処理を
    することにより、前記第1の表面と前記第2の表面とを
    接着することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 請求項1乃至4に記載の半導体装置の製
    造方法において、 前記第2の半導体領域の厚さは、0.1μm〜5μmで
    あることを特徴とする半導体装置の製造方法。
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