JP3344047B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及び半導体
装置の製造方法に関する。本発明は、幅狭の微細素子に
ついても、結晶性の良好な半導体素子を提供できるもの
である。The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing a semiconductor device. The present invention can provide a semiconductor element having good crystallinity even for a narrow fine element.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来の半導体装置製造技術として、図8
に示すように、L−SPE法(横方向固層成長法)が知
られている。この技術においては、図に示す下地酸化膜
層5の上に、Si基板層6の左端より横方向固層成長が
なされる。これにより、4a,4bで示すソース領域な
いしはドレイン領域及び半導体層1、ゲート絶縁層2、
ゲート電極3が形成される。2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor device manufacturing technique, FIG.
As shown in FIG. 1, the L-SPE method (lateral solid layer growth method) is known. In this technique, lateral solid layer growth is performed on the underlying oxide film layer 5 shown in the figure from the left end of the Si substrate layer 6. As a result, the source or drain regions 4a and 4b and the semiconductor layer 1, the gate insulating layer 2,
A gate electrode 3 is formed.
【0003】この図8に示すデバイスは、符号1で示さ
れる半導体層に不純物を注入することにより、不純物制
御型SOIデバイスとして使用でき、また、ゲート電極
3と、Si基板層6を2つのゲートとして使用し、半導
体層1を空乏層制御型として使用することにより、空乏
層制御P型のXMOSトランジスタとして使用すること
も可能である。このL−SPE法による半導体装置構造
では、上記SOI構造と、Si基板層6の他の個所を併
用することにより、SOIとバルクデバイスを組み合わ
せた集積回路を構成することが可能であって、各種利点
が期待できる。The device shown in FIG. 8 can be used as an impurity-controlled SOI device by injecting an impurity into a semiconductor layer denoted by reference numeral 1 and has a gate electrode 3 and a Si substrate layer 6 formed of two gates. By using the semiconductor layer 1 as a depletion layer control type, it is also possible to use it as a depletion layer control P-type XMOS transistor. In the semiconductor device structure by the L-SPE method, an integrated circuit combining an SOI and a bulk device can be formed by using the SOI structure and other parts of the Si substrate layer 6 together. Benefits can be expected.
【0004】しかし、L−SPE法による構造は、上記
半導体層1についてバルクなみの結晶性が得られず、従
ってバルクトランジスタに匹敵する良好なデバイスは得
られていないのが実情である。However, in the structure by the L-SPE method, the crystallinity of the semiconductor layer 1 is not as high as that of a bulk, and therefore, a good device comparable to a bulk transistor has not been obtained.
【0005】同様の事情は、次に述べるいわゆるXMO
Sトランジスタについても言える。即ち、従来より、半
導体領域の対向する面に各々ゲートを形成した構造のM
OSトランジスタが知られており、この種の技術とし
て、いわゆるXMOSが知られている(特開昭57−1
8364号公報、また“CALCULATED THR
ESHOLD−VOLTAGE CHARACTERI
STICS OF ANXMOS TRANSISTO
R HAVING AN ADDITIONAL BO
TTOM GATE”(S.S.E.27,Nos8/
9,pp828,1984)参照)。[0005] A similar situation is the so-called XMO described below.
The same can be said for the S transistor. That is, conventionally, the M has a structure in which gates are formed on opposing surfaces of the semiconductor region.
An OS transistor is known, and as this kind of technology, a so-called XMOS is known (Japanese Patent Application Laid-Open No. 57-1).
No. 8364, "CALCULATED THR"
ESHOLD-VOLTAGE CHARACTERI
STICS OF ANXMOS TRANSISTO
R HAVING AN ADDITIONAL BO
TTOM GATE "(S.S.E. 27, Nos8 /
9, pp 828, 1984)).
【0006】図7に、従来技術におけるラテラル固相エ
ピタキシアル成長技術によるXMOSトランジスタの概
略断面図を示す。図示の如く、このMOSトランジスタ
は、半導体領域である半導体層11の対向する面に符号
13a,13bで示すゲート電極G1及びゲート電極G
2が形成されてなる。より具体的には、チャネル形成部
となる低不純物濃度p- 型もしくはn- 型あるいは真性
i型の半導体層11をはさんで、その上下にそれぞれゲ
ート部、即ち、ゲート絶縁層12を介して第1及び第2
のゲート電極13a(G1)及び13b(G2)が対向
配置されている。これらのゲート電極13a,13bに
はさまれた部分の両側において、半導体層11にn型ま
たはp型の不純物、例えばイオン注入による不純物によ
って、ソース領域ないしはドレイン領域14a,14b
がそれぞれ形成されている。この構造のトランジスタ
は、パンチスルーが生じないとか、スイッチング特性が
よいとか、また、チャネル領域に不純物を導入しなくて
も特性の制御が可能であり、またゲート電極13a(G
1)及び13b(G2)に対して独立に制御電圧を与え
られるので制御上の自由度が大であるという特長をも
つ。FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of an XMOS transistor according to the conventional solid-phase epitaxial growth technique. As shown in the figure, this MOS transistor has a gate electrode G1 and a gate electrode G shown by reference numerals 13a and 13b on opposite surfaces of a semiconductor layer 11 which is a semiconductor region.
2 is formed. More specifically, a low impurity concentration p − -type, n − -type, or intrinsic i-type semiconductor layer 11 serving as a channel forming portion is sandwiched, and a gate portion, that is, a gate insulating layer 12 is interposed therebetween. First and second
Of the gate electrodes 13a (G1) and 13b (G2) are opposed to each other. On both sides of the portion sandwiched between the gate electrodes 13a and 13b, the semiconductor layer 11 is doped with n-type or p-type impurities, for example, impurities by ion implantation, to form source or drain regions 14a and 14b.
Are formed respectively. The transistor having this structure does not cause punch-through, has good switching characteristics, can control the characteristics without introducing impurities into the channel region, and can control the gate electrode 13a (G
Since the control voltage can be independently applied to 1) and 13b (G2), the control has a high degree of freedom.
【0007】しかしこのようなラテラル固相エピタキシ
アル成長技術によるXMOSについても、そのエピタキ
シアル成長層の結晶性が不完全なため、例えば良好なキ
ャリア移動度をもった素子が得られてない。However, with respect to the XMOS by such a lateral solid phase epitaxial growth technique, an element having good carrier mobility, for example, cannot be obtained because the crystallinity of the epitaxial growth layer is incomplete.
【0008】[0008]
【発明の目的】本発明は上記従来技術の問題点を解決
し、幅狭の微細な素子であってかつ結晶性の良好な特性
の良い素子を提供することを目的とし、かつこれに更に
バルクデバイス等の他の半導体素子とを同一半導体装置
に組み込んで集積回路化することをも可能とした半導体
装置を提供することを目的とする。SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems of the prior art, and to provide a narrow and fine element having good crystallinity and good characteristics. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device in which an integrated circuit can be formed by incorporating another semiconductor element such as a device into the same semiconductor device.
【0009】また、上記のように特性の良い幅狭の微細
な素子と、更にバルクデバイス等の他の半導体素子とを
一連の工程で容易に、同一平面上に形成可能である半導
体装置の製造方法を提供することを目的とする。In addition, a semiconductor device which can easily form a narrow element having good characteristics as described above and another semiconductor element such as a bulk device on the same plane by a series of steps can be easily manufactured. The aim is to provide a method.
【0010】[0010]
【0011】[0011]
【0012】[0012]
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】 請求項1 の発明は、半導
体基板上に幅狭の半導体突部と該突部とは凹部で隔てら
れた幅広の半導体基板領域を形成し、半導体突部の基部
を絶縁化して該半導体突部を分離して幅狭の半導体領域
とし、該幅狭の半導体領域と、幅広の半導体基板領域と
に各々素子を形成してなる半導体装置の製造方法におい
て、前記半導体突部についてその基部のみに選択的にイ
オン注入を行って該基部の絶縁化を行うことにより突部
の分離を行う構成としたことを特徴とする半導体装置の
製造方法であって、これにより上記目的を達成するもの
である。 According to a first aspect of the present invention, a narrow semiconductor projection and a wide semiconductor substrate region separated from the projection by a recess are formed on a semiconductor substrate. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising forming an element in each of a narrow semiconductor region and a wide semiconductor substrate region by insulating the base to separate the semiconductor protrusion into a narrow semiconductor region. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein the semiconductor protrusion is separated from the protrusion by selectively performing ion implantation only on the base of the semiconductor protrusion and insulating the base. The above object is achieved.
【0014】請求項2の発明は、イオン注入が酸素イオ
ン注入であることを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置の製造方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。According to a second aspect of the present invention, there is provided the method of manufacturing a semiconductor device according to the first aspect, wherein the ion implantation is an oxygen ion implantation.
【0015】請求項3の発明は、イオン注入が窒素イオ
ン注入であることを特徴とする請求項2に記載の半導体
装置の製造方法であって、これにより上記目的を達成す
るものである。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the second aspect, wherein the ion implantation is a nitrogen ion implantation.
【0016】請求項4の発明は、基部のみへのイオン注
入を行うとともに、基部のみを露出してマスクでおおっ
て該基部の絶縁化を行う構成としたことを特徴とする請
求項1ないし3のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法であって、これにより上記目的を達成するものであ
る。[0016] A fourth aspect of the present invention, 請, characterized in that together with performing ion implantation into the base alone, and configured to perform insulation of the base portion covering the mask to expose the base portion only
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3 , which achieves the above object.
【0017】請求項5の発明は、基部のみへのシリコン
イオン注入を行うとともに、基部のみを露出してマスク
でおおって該基部の絶縁化を行う構成としたことを特徴
とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法であっ
て、これにより上記目的を達成するものである。[0017] The invention of claim 5, performs a silicon ion implantation into the base only, in claim 1, characterized in that a configuration in which insulation of the base portion covering the mask to expose the base portion only A method for manufacturing a semiconductor device as described above, whereby the above object is achieved.
【0018】請求項6の発明は、イオン注入が斜めイオ
ン注入であることを特徴とする請求項1ないし5のいず
れかに記載の半導体装置の製造方法であって、これによ
り上記目的を達成するものである。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the ion implantation is performed by oblique ion implantation. Things.
【0019】本出願の請求項1の発明は、半導体突部は
狭い凸状領域をなし、素子が形成される半導体基板の他
の領域は、半導体突部と凹部で隔てられて広い半導体基
板領域をなす態様で好ましく実施できる。According to the invention of claim 1 of the present application, the semiconductor projection has a narrow convex area, and the other area of the semiconductor substrate on which the element is formed is a large semiconductor substrate area separated by the semiconductor projection and the concave. It can be preferably carried out in the following mode.
【0020】[0020]
【作 用】本発明の半導体装置は、半導体基板上の半導
体突部の基部が絶縁化されて分離された半導体領域をな
して、該半導体領域に素子が形成されるので、この素子
は幅狭に微細化しても結晶性良好な半導体領域にその素
子形成がなされ、特性が良好である。かつ、かかる特性
の良好な素子と、半導体基板の他の領域に更にバルクト
ランジスタ等の素子が形成されているので、同一半導体
装置について集積回路化することが可能である。In the semiconductor device of the present invention, the base of the semiconductor protrusion on the semiconductor substrate forms an isolated semiconductor region by insulation, and an element is formed in the semiconductor region. Even if it is miniaturized, the element is formed in a semiconductor region having good crystallinity, and the characteristics are good. In addition, since an element having such characteristics and an element such as a bulk transistor are further formed in another region of the semiconductor substrate, an integrated circuit can be formed for the same semiconductor device.
【0021】また本発明の半導体装置の製造方法は、半
導体基板上に幅狭の半導体突部と、該突部とは凹部で隔
てられた幅広の半導体基板領域を形成し、半導体突部の
基部を絶縁化して該半導体突部を分離して幅狭の半導体
領域とし、該幅狭の半導体領域と、幅広の半導体基板領
域とに各々素子を形成するものであるので、上記特性が
良くかつ集積化可能な有利な半導体装置を、一連の工程
で容易かつ良好に同一半導体基板平面上に得ることがで
きる。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a narrow semiconductor projection and a wide semiconductor substrate region separated from the projection by a recess are formed on a semiconductor substrate. The semiconductor protrusions are separated into narrow semiconductor regions, and elements are formed in the narrow semiconductor regions and the wide semiconductor substrate regions. An advantageous semiconductor device that can be manufactured can be easily and satisfactorily obtained on the same semiconductor substrate plane in a series of steps.
【0022】[0022]
【実施例】以下図面を参照して、本発明の実施例につい
て説明する。但し当然のことではあるが、本発明は以下
述べる実施例により限定を受けるものではない。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, needless to say, the present invention is not limited by the embodiments described below.
【0023】実施例1この例は、Si半導体集積回路装置への適用例である。
なお本例は参考例であるが、本発明に係る実施例の説明
の前提をなしているので、本明細書中、便宜上実施例と
称して説明する。 Embodiment 1 This embodiment is an example of application to a Si semiconductor integrated circuit device.
Although this example is a reference example, description of the embodiment according to the present invention
Therefore, in the present specification, for the sake of convenience,
It will be described.
【0024】本実施例の半導体装置は、図1に示すよう
に、半導体基板26上に半導体突部21を備え、該半導
体突部21の基部は絶縁化されて(絶縁部を符号25で
示す)分離された半導体領域をなしており、該半導体領
域(突部)21には素子が形成されているとともに、半
導体基板26の他の領域21′に更に素子(この素子の
ソース/ドレイン領域を符号24′で示す)が形成され
ているものである。As shown in FIG. 1, the semiconductor device of this embodiment has a semiconductor projection 21 on a semiconductor substrate 26, and the base of the semiconductor projection 21 is insulated (an insulation portion is indicated by reference numeral 25). An element is formed in the semiconductor region (projection) 21 and an element (a source / drain region of this element is formed in another region 21 ′ of the semiconductor substrate 26). (Indicated by reference numeral 24 ').
【0025】特に半導体突部21は幅狭の凸状領域をな
し(図1において左右方向で幅狭であり、図の紙面から
紙背に向う方向については、A−A′断面である図2に
示すようにソース/ドレイン領域24を形成する部分に
なっている。)、素子が形成される半導体基板の他の領
域は、半導体突部21と凹部28で隔てられて広い半導
体基板領域21′をなしている。In particular, the semiconductor projection 21 forms a narrow convex region (the width is narrow in the left-right direction in FIG. 1 and the cross section taken along the line AA 'in FIG. The source / drain region 24 is formed as shown in the figure.) The other region of the semiconductor substrate on which the element is formed has a wide semiconductor substrate region 21 ′ separated by the semiconductor protrusion 21 and the recess 28. No.
【0026】本実施例の半導体装置の製造プロセスは、
図3ないし図5に示すとおりである。即ち、半導体基板
26上に幅狭の半導体突部21と、該突部21とは凹部
28で隔てられた幅広の半導体基板領域21′を形成し
(図3)、半導体突部21の基部を絶縁化して該半導体
突部を分離して半導体領域とし(図4,図5)、該幅狭
の半導体領域(突部)21と、幅広の半導体基板領域2
1′とに素子を形成して図1に示す構造を得る。The manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment is as follows.
This is as shown in FIGS. That is, a narrow semiconductor protrusion 21 and a wide semiconductor substrate region 21 ′ separated from the protrusion 21 by a concave portion 28 are formed on the semiconductor substrate 26 (FIG. 3), and the base of the semiconductor protrusion 21 is formed. The semiconductor protrusion is separated into a semiconductor region by insulation (FIGS. 4 and 5), and the narrow semiconductor region (projection) 21 and the wide semiconductor substrate region 2 are formed.
1 'is formed to obtain the structure shown in FIG.
【0027】具体的には、本実施例では、次の工程によ
って半導体装置を製造する。図3に示すように、Si基
板層26の上面に、酸化膜、ポリシリコン層23、窒化
膜(Si3 N4 )層27を形成し、レジストをマスクと
して、RIEによりエッチングを行い、その表面を酸化
し、酸化膜22を形成することにより、小さい島状の突
起(半導体層)21と、凹部28で隔てられたバルクの
半導体層21′を形成する。Specifically, in this embodiment, a semiconductor device is manufactured by the following steps. As shown in FIG. 3, an oxide film, a polysilicon layer 23, and a nitride film (Si 3 N 4 ) layer 27 are formed on the upper surface of a Si substrate layer 26, and etching is performed by RIE using a resist as a mask. Is oxidized to form an oxide film 22, thereby forming a small island-shaped projection (semiconductor layer) 21 and a bulk semiconductor layer 21 'separated by a concave portion 28.
【0028】次にCVDによって、100nm位の窒化
膜層を堆積し、その後RIEによって、窒化膜層をエッ
チングしてサイドウォール27′を図4のように形成す
る。次にサイドウォール27′の底部及びSi基板層2
6の凹部(へこんだ面)28をHF/HNO3 によって
エッチングをする。これによって、図4のような半導体
突起21の基部が露出した形状が得られる。Next, a nitride film layer of about 100 nm is deposited by CVD, and thereafter, the nitride film layer is etched by RIE to form a sidewall 27 'as shown in FIG. Next, the bottom of the sidewall 27 'and the Si substrate layer 2
6 is etched with HF / HNO 3 . Thereby, a shape in which the base of the semiconductor protrusion 21 is exposed as shown in FIG. 4 is obtained.
【0029】この図4の構造を酸化することにより、小
さい島状の突起(半導体層)21の底部が、両方から入
ってくるLOCOS酸化膜層25によって分離され、S
OI構造が形成され、図5の形状となる。また図5の図
示右側のバルクの半導体層21′は十分大きいので、L
OCOS酸化膜層が一部侵入するにとどまる。By oxidizing the structure of FIG. 4, the bottoms of the small island-like protrusions (semiconductor layers) 21 are separated by the LOCOS oxide film layer 25 coming from both sides, and
An OI structure is formed to have the shape shown in FIG. Also, the bulk semiconductor layer 21 'on the right side of FIG.
Only a part of the OCOS oxide film layer penetrates.
【0030】次に、図1に破線で示すレジスト29をマ
スクとして、RIEによって窒化膜27,27′をエッ
チングして27″で示すようにし、次いでポリシリコン
層23,23′(図4)を図1のゲート23,23′
(G1及びG2、図2も参照)を除いて、除去する。Next, the nitride films 27, 27 'are etched by RIE using the resist 29 shown by the broken line in FIG. 1 as a mask, as shown by 27 ", and then the polysilicon layers 23, 23' (FIG. 4) are removed. Gates 23, 23 'in FIG.
(G1 and G2, see also FIG. 2) except for the removal.
【0031】そして、レジスト29及び窒化膜27″を
つけたまま、イオン注入によってソース領域ないしはド
レイン領域24,24′を形成する。なお、このとき、
ソース/ドレインのイオン注入工程前にサイドウォール
を窒化膜によって形成し、LDD構造とすることも可能
である。そして、ソース/ドレイン24形成後に、レジ
スト29及び窒化膜27″を除去し、SOI部のゲート
23(G1)及びバルクトランジスタ部のゲート23′
(G2)を形成する。Then, while the resist 29 and the nitride film 27 "are kept attached, the source or drain regions 24 and 24 'are formed by ion implantation.
It is also possible to form an LDD structure by forming sidewalls with a nitride film before the source / drain ion implantation step. After the formation of the source / drain 24, the resist 29 and the nitride film 27 ″ are removed, and the gate 23 (G1) of the SOI portion and the gate 23 ′ of the bulk transistor portion are removed.
(G2) is formed.
【0032】図2は、図1のA−A′の断面を示す。即
ちここに示されるソース領域ないしはドレイン領域24
が、図1のゲート23(G1)の下部の半導体突部21
の奥と手前、即ち図2のゲート23(G1)直下の左右
に形成されている。この場合の構成は通常のSOI構造
であるが、半導体突部21はバルクのシリコン基板の突
起部の一部であり、かかる突部半導体領域21がLOC
OSによって分離された構造をとるので、該突部半導体
領域21の結晶性は良好であり、バルク部と同等の移動
度が得られる。FIG. 2 shows a cross section taken along the line AA 'of FIG. That is, the source or drain region 24 shown here
Is the semiconductor protrusion 21 below the gate 23 (G1) in FIG.
2, that is, right and left immediately below the gate 23 (G1) in FIG. The configuration in this case is a normal SOI structure, but the semiconductor protrusion 21 is a part of the protrusion of the bulk silicon substrate, and the protrusion semiconductor region 21 is LOC.
Since the structure is separated by the OS, the crystallinity of the protruding semiconductor region 21 is good, and the same mobility as that of the bulk portion can be obtained.
【0033】また、これらの図に示された一連の工程か
らわかるように、本実施例ではSOI部とバルクMOS
トランジスタを同時に、しかも同一面上に作ることがで
きるので、高集積化に適している。As can be seen from a series of steps shown in these figures, in this embodiment, the SOI portion and the bulk MOS
Since the transistors can be formed simultaneously and on the same surface, it is suitable for high integration.
【0034】しかも、SOI構造のメリット(ラッチア
ップが起きない、ソース/ドレインと基板との容量が小
である等)をもった個所へのSOIデバイスの適用が可
能となり、反面、高電流領域での熱がたまるため負性抵
抗を示し、移動度が低下する領域へは、バルクのMOS
トランジスタを使うようにして集積回路を構成すること
ができる。なおここでMOSの語は、メタル−酸化物絶
縁材−半導体の構造に限られず、導電材−絶縁材−半導
体の構造のトランジスタを総称するものである。In addition, it is possible to apply the SOI device to a location having the advantages of the SOI structure (such as no latch-up and a small capacitance between the source / drain and the substrate). In the region where mobility is reduced due to the accumulation of heat, the bulk MOS
An integrated circuit can be formed using transistors. Note that the word MOS here is not limited to a metal-oxide-insulator-semiconductor structure, but is a general term for a transistor having a conductive-insulator-semiconductor structure.
【0035】なお、本実施例では、SOI部として通常
のSOI構造の作成方法を示したが、図1のSOI部の
ゲート23(G1)のかわりに、半導体領域21の左右
に1対のゲートをおき、図2のようにソース/ドレイン
領域を配置し、半導体突部に不純物を入れないことによ
り、ダブルゲート構造、空乏層制御により高速動作が可
能なXMOSトランジスタ(図7参照)も同様に作製で
き、これをバルクトランジスタと共存せしめることが可
能である。In this embodiment, a method for forming a normal SOI structure as the SOI portion has been described. However, instead of the gate 23 (G1) of the SOI portion in FIG. The XMOS transistor (see FIG. 7) which can operate at high speed by the double gate structure and depletion layer control by arranging the source / drain regions as shown in FIG. It can be manufactured and can coexist with a bulk transistor.
【0036】また、バルク部も、MOSトランジスタだ
けでなく、バイポーラトランジスタ、CCD等として、
SOI構造と同一基板上に作成することも可能である。The bulk portion is not limited to a MOS transistor, but may be a bipolar transistor, a CCD, or the like.
It is also possible to form them on the same substrate as the SOI structure.
【0037】本実施例によれば、SOIデバイスとして
結晶性の良好なデバイスが得られる。According to this embodiment, a device having good crystallinity can be obtained as an SOI device.
【0038】また、SOIデバイスとバルクデバイスが
同じ工程で、しかも同一平面上に形成可能であり、集積
回路化に適している。Further, the SOI device and the bulk device can be formed in the same step and on the same plane, which is suitable for integration into an integrated circuit.
【0039】かつ本実施例を適用して、SOIデバイス
として、従来の不純物制御型デバイスや空乏層制御型ダ
ブルゲート構造のXMOS構造とすることも可能であ
り、バルク部でも、MOS、バイポーラ、CCD等を形
成可能で、SOIとバルクデバイスの最適な組み合わせ
によるLSIを得ることが可能ならしめられた。Further, by applying this embodiment, it is possible to use a conventional impurity control type device or a depletion layer control type double gate structure XMOS structure as a SOI device, and to use a MOS, bipolar, CCD And the like can be formed, and it is possible to obtain an LSI by an optimal combination of an SOI and a bulk device.
【0040】実施例2 前記した実施例1は、半導体突部についてその基部のみ
を露出してマスクでおおい、少なくとも該基部の絶縁化
を行うことにより半導体突部の分離を行う構成として、
具体的にはLOCOS法を用いたが、本実施例では、半
導体突部についてその基部のみに選択的にイオン注入を
行って該基部の絶縁化を行うことにより突部の分離を行
う構成とした。特に本実施例ではイオン注入を酸素イオ
ン注入で行った。かつこのイオン注入を、斜めイオン注
入で行ったものである。Embodiment 2 In Embodiment 1 described above, only the base of the semiconductor protrusion is exposed and covered with a mask, and the semiconductor protrusion is separated by at least insulating the base.
Specifically, the LOCOS method was used. However, in this embodiment, the semiconductor protrusion is selectively ion-implanted only into the base to insulate the base, thereby separating the protrusion. . In particular, in this embodiment, the ion implantation is performed by oxygen ion implantation. The ion implantation is performed by oblique ion implantation.
【0041】本実施例では、実施例1と同様にして図
3,図4の構造を順次形成した後、図6に示すように、
半導体突部21についてその基部のみに選択的にイオン
注入Iを行って、該基部の絶縁化を行う。これにより半
導体突部21の分離を行う。In this embodiment, after the structures of FIGS. 3 and 4 are sequentially formed in the same manner as in the first embodiment, as shown in FIG.
The semiconductor protrusion 21 is selectively ion-implanted only into its base to insulate the base. Thereby, the semiconductor protrusion 21 is separated.
【0042】即ち、本実施例では、実施例1の図4のよ
うに半導体突部21の基部における半導体層26を除去
した後、図5の如くLOCOS酸化を行うのでなく、酸
素のイオン注入を行って、絶縁化を達成した。絶縁部を
構成する酸化膜層を符号25′で示す。That is, in this embodiment, after removing the semiconductor layer 26 at the base of the semiconductor protrusion 21 as shown in FIG. 4 of the first embodiment, ion implantation of oxygen is performed instead of performing LOCOS oxidation as shown in FIG. Performed to achieve insulation. The oxide layer constituting the insulating portion is indicated by reference numeral 25 '.
【0043】特に本実施例では、斜めイオン注入Iを行
った。斜めイオン注入の角度や、注入する酸素の量は、
形成したい絶縁領域の形状や、性質によって最適に定め
る。In particular, in this embodiment, oblique ion implantation I was performed. The angle of the oblique ion implantation and the amount of oxygen
It is optimally determined according to the shape and properties of the insulating region to be formed.
【0044】本実施例によれば、斜めイオン注入という
既存の簡便な技術によって突部21の絶縁化が図れるの
で、有利である。その他の点については、実施例1と同
様の効果を有する。According to this embodiment, the projection 21 can be insulated by the existing simple technique of oblique ion implantation, which is advantageous. In other respects, the third embodiment has the same effect as the first embodiment.
【0045】なお、斜めイオン注入にあたって、図6の
ように、窒化膜サイドウォール27′の下辺をやや斜め
に形成しておいてもよい。In oblique ion implantation, the lower side of the nitride film sidewall 27 'may be formed slightly obliquely as shown in FIG.
【0046】実施例3 本実施例においては、実施例2と同様に斜めイオン注入
により半導体突部の基部の絶縁化を行うが、ここでは酸
素でなく、窒素のイオン注入を行った。実施例2では、
シリコンの酸化物により絶縁化がなされるのに対し、こ
の実施例ではシリコンの窒化物により絶縁化がなされ
る。Embodiment 3 In this embodiment, the base of the semiconductor protrusion is insulated by oblique ion implantation in the same manner as in Embodiment 2, but here, ion implantation of nitrogen is performed instead of oxygen. In the second embodiment,
Insulation is achieved by silicon oxide, whereas insulation is achieved by silicon nitride in this embodiment.
【0047】本実施例においても、斜めイオン注入の角
度や、注入する窒素の量は、形成したい絶縁領域の形状
や、性質によって最適に定める。Also in this embodiment, the angle of oblique ion implantation and the amount of nitrogen to be implanted are optimally determined according to the shape and properties of the insulating region to be formed.
【0048】本実施例によれば、斜めイオン注入という
既存の簡便な技術によって突部21の絶縁化が図れるの
で、有利であり、また、その他の点については、実施例
1と同様の効果を有する。According to the present embodiment, the protrusion 21 can be insulated by the existing simple technique of oblique ion implantation, which is advantageous. In other respects, the same effects as those of the first embodiment can be obtained. Have.
【0049】実施例4 本実施例では、実施例2と同様に基部のみへの酸素イオ
ン注入を行うが、その後、基部のみを露出した状態での
マスクでおおった該基部の絶縁化をLOCOS法を採用
して実施例1と同様に行う構成とした。Embodiment 4 In this embodiment, oxygen ions are implanted only into the base in the same manner as in Embodiment 2, but thereafter, the base is insulated with a mask in a state where only the base is exposed. And a configuration similar to that of the first embodiment is adopted.
【0050】即ち、LOCOS法とイオン注入法とを併
用して、確実な絶縁化による素子分離を行うようにした
ものである。That is, the LOCOS method and the ion implantation method are used together to perform element isolation by reliable insulation.
【0051】その他本実施例は、前記各実施例と同様の
作用効果を果たすことができる。In addition, this embodiment can achieve the same functions and effects as the above embodiments.
【0052】実施例5 本実施例も、LOCOS法とイオン注入法とを併用する
のであるが、この実施例では、シリコンをイオン注入
し、その後LOCOS法酸化を行う。シリコンのイオン
注入で半導体突部の基部を酸化されやすい状態としてお
き、その後酸化することによって、確実な酸化層形成に
よる絶縁化を行って、素子分離を行うようにしたもので
ある。Embodiment 5 This embodiment also uses the LOCOS method and the ion implantation method in combination. In this embodiment, silicon is ion-implanted, and then LOCOS oxidation is performed. The base of the semiconductor protrusion is easily oxidized by ion implantation of silicon, and is then oxidized, so that insulation is ensured by formation of a reliable oxide layer, and element isolation is performed.
【0053】本実施例も、前記各実施例と同様の効果を
果たすことができる。This embodiment can also achieve the same effects as the above embodiments.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明によれば、幅狭の微細な素子であ
ってかつ結晶性の良好な特性の良い素子が形成でき、こ
のような素子と、更にバルクデバイス等の他の更に半導
体素子とを同一半導体装置に組み込んで集積回路化でき
るという利点がもたらされる。According to the present invention, it is possible to form a fine element having a narrow width and good characteristics with good crystallinity. Such an element and further other semiconductor elements such as a bulk device can be formed. Can be integrated into the same semiconductor device to form an integrated circuit.
【0055】また、このように特性の良い幅狭の微細な
素子と、更にバルクデバイス等の他の半導体素子とを一
連の工程で容易に、同一平面上に形成可能である半導体
装置の製造方法を提供できた。A method of manufacturing a semiconductor device in which a narrow element having good characteristics and another semiconductor element such as a bulk device can be easily formed on the same plane in a series of steps. Could be provided.
【図1】実施例1の半導体装置の断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to a first embodiment.
【図2】実施例1の半導体装置の別断面を示す図であ
り、図1のA−A′断面図である。FIG. 2 is a diagram illustrating another cross section of the semiconductor device according to the first embodiment, which is a cross-sectional view taken along line AA ′ of FIG. 1;
【図3】実施例1の工程を示す断面図である(1)。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of Example 1 (1).
【図4】実施例1の工程を示す断面図である(2)。FIG. 4 is a sectional view showing a step of the first embodiment (2).
【図5】実施例1の工程を示す断面図である(3)。FIG. 5 is a sectional view showing a step of the first embodiment (3).
【図6】実施例2の工程を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a process of the second embodiment.
【図7】従来技術を示す図である。FIG. 7 is a diagram showing a conventional technique.
【図8】従来技術を示す図である。FIG. 8 is a diagram showing a conventional technique.
21 半導体突部(幅狭の半導体領域) 21′ 幅広の半導体基板領域 25,25′ 絶縁領域 28 凹部 Reference Signs List 21 semiconductor protrusion (narrow semiconductor region) 21 'wide semiconductor substrate region 25, 25' insulating region 28 recess
Claims (6)
とは凹部で隔てられた幅広の半導体基板領域を形成し、 半導体突部の基部を絶縁化して該半導体突部を分離して
幅狭の半導体領域とし、 該幅狭の半導体領域と、幅広の半導体基板領域とに各々
素子を形成してなる半導体装置の製造方法において、前記 半導体突部についてその基部のみに選択的にイオン
注入を行って該基部の絶縁化を行うことにより突部の分
離を行う構成としたことを特徴とする半導体装置の製造
方法。A semiconductor projection having a narrow width and a wide semiconductor substrate region separated from the projection by a concave portion is formed on a semiconductor substrate. The base of the semiconductor projection is insulated to separate the semiconductor projection. A method for manufacturing a semiconductor device in which elements are formed in the narrow semiconductor region and the wide semiconductor substrate region, wherein the semiconductor protrusion is selectively provided only at the base thereof. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: separating a projection by performing ion implantation to insulate the base.
特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。2. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the ion implantation is oxygen ion implantation.
特徴とする請求項2に記載の半導体装置の製造方法。3. The method according to claim 2 , wherein the ion implantation is nitrogen ion implantation.
基部のみを露出してマスクでおおって該基部の絶縁化を
行う構成としたことを特徴とする請求項1ないし3のい
ずれかに記載の半導体装置の製造方法。4. The method according to claim 1, further comprising performing ion implantation only on the base.
4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein only the base is exposed and the base is insulated by covering with a mask.
ともに、基部のみを露出してマスクでおおって該基部の
絶縁化を行う構成としたことを特徴とする請求項1に記
載の半導体装置の製造方法。5. The semiconductor device according to claim 1 , wherein silicon ions are implanted only into the base portion, and the base portion is exposed and covered with a mask to insulate the base portion. Production method.
特徴とする請求項1ないし5のいずれかに記載の半導体
装置の製造方法。6. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the ion implantation is an oblique ion implantation.
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JP32586493A JP3344047B2 (en) | 1993-11-30 | 1993-11-30 | Method for manufacturing semiconductor device |
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JPH07153837A JPH07153837A (en) | 1995-06-16 |
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