JP4540684B2 - Semiconductor device - Google Patents

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Description

この発明はSOI構造の半導体装置に関する。   The present invention relates to a semiconductor device having an SOI structure.

図102に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI(Silicon On Insulator)層からなる従来のSOI構造の半導体装置において、SOI層3中のトランジスタ形成領域は完全酸化膜32によってが完全に分離されていた。例えば、NMOSトランジスタ形成領域に形成される1単位のNMOSトランジスタは完全酸化膜32によって他のトランジスタから完全分離されていた。なお、図102の例ではSOI層3上を層間絶縁膜4で覆っている。   As shown in FIG. 102, in a conventional SOI structure semiconductor device comprising a silicon substrate 1, a buried oxide film 2 and an SOI (Silicon On Insulator) layer, a transistor formation region in the SOI layer 3 is completely formed by a complete oxide film 32. Was separated. For example, one unit of NMOS transistor formed in the NMOS transistor formation region is completely separated from other transistors by the complete oxide film 32. In the example of FIG. 102, the SOI layer 3 is covered with an interlayer insulating film 4.

図102において、完全酸化膜32よって他のトランジスタから完全分離される1単位のNMOSトランジスタは、SOI層3中に形成されるドレイン領域5、ソース領域6、チャネル形成領域7、チャネル形成領域7上に形成されるゲート酸化膜8及びゲート酸化膜8上に形成されるゲート電極9から構成される。また、層間絶縁膜4上に形成された配線層22は、層間絶縁膜4中に設けられたコンタクト21を介してドレイン領域5あるいはソース領域6と電気的に接続される。   In FIG. 102, one unit of NMOS transistor, which is completely separated from other transistors by the complete oxide film 32, has a drain region 5, a source region 6, a channel formation region 7, and a channel formation region 7 formed in the SOI layer 3. And a gate electrode 9 formed on the gate oxide film 8. In addition, the wiring layer 22 formed on the interlayer insulating film 4 is electrically connected to the drain region 5 or the source region 6 through a contact 21 provided in the interlayer insulating film 4.

このように、従来のSOI構造の半導体装置は素子(トランジスタ)単位でSOI層中に完全分離されているため、PMOS及びNMOSそれぞれのトランジスタ間は完全に分離されラッチアップが原理的に起こらない構造を呈している。   As described above, since the conventional SOI structure semiconductor device is completely separated in the SOI layer in element (transistor) units, the PMOS and NMOS transistors are completely separated so that latch-up does not occur in principle. Presents.

したがって、SOI構造でCMOSトランジスタを有する半導体装置を製造する場合は、微細加工技術で決まる最小分離幅を使用できチップ面積を縮小できるメリットがあった。しかしながら、衝突電離現象によって発生するキャリア(NMOSではホール)がチャネル形成領域に溜まり、これによりキンクが発生したり、動作耐圧が劣化したり、また、チャネル形成領域の電位が安定しないために遅延時間の周波数依存性がでる等の基板浮遊効果により生ずる種々の問題点があった。   Therefore, in the case of manufacturing a semiconductor device having a CMOS transistor with an SOI structure, there is an advantage that the minimum separation width determined by the microfabrication technology can be used and the chip area can be reduced. However, carriers generated by impact ionization (holes in NMOS) accumulate in the channel formation region, which causes kinks, deteriorates the operating breakdown voltage, and the potential of the channel formation region is not stable. There are various problems caused by the floating effect of the substrate, such as the frequency dependence of.

この発明は上記問題点を解決するためになされたもので、基板浮遊効果の低減を図ったSOI構造の半導体装置を得ることを目的とする。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to obtain an SOI structure semiconductor device in which the substrate floating effect is reduced.

この発明に係る請求項1記載の半導体装置は、半導体基板、前記半導体基板上の埋め込み絶縁層及び前記埋め込み絶縁層上のSOI層からなるSOI構造の半導体装置であって、前記SOI層の表面上の第1のゲート電極、前記SOI層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有するPMOSトランジスタと、前記SOI層内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、前記SOI層の表面上の第2のゲート電極、前記SOI層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有するNMOSトランジスタと、前記SOI層内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、前記PMOSトランジスタ及び前記NMOSトランジスタ間の前記SOI層内に形成される第1の絶縁膜と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第2の絶縁膜とを備え、前記第2の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第3の絶縁膜をさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域は前記埋め込み絶縁層に接し、前記第1の絶縁膜は前記PMOSトランジスタの形成領域上の第1の領域と前記NMOSトランジスタの形成領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記埋め込み絶縁層に接する第3の領域とが連続するAccording to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having an SOI structure comprising a semiconductor substrate, a buried insulating layer on the semiconductor substrate, and an SOI layer on the buried insulating layer, on the surface of the SOI layer. A first gate electrode, a P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the SOI layer, and a region between the P-type source region and the P-type drain region. A PMOS transistor having an N-type channel formation region, an N-type conductivity type first body region formed in the SOI layer, and formed between the N-type channel formation region and the first body region. A first connection region of N-type conductivity, a second gate electrode on the surface of the SOI layer, and N formed on both sides of the second gate electrode in the SOI layer An NMOS transistor having a source region and an N-type drain region, and a P-type channel formation region formed in a region between the N-type source region and the N-type drain region; and a P-type conductivity type formed in the SOI layer A second body region; a P-type conductivity type second connection region formed between the P-type channel formation region and the second body region; and the SOI between the PMOS transistor and the NMOS transistor. A first insulating film formed in a layer; and a second insulating film formed in the SOI layer between the N-type channel forming region and the first body region, The insulating film is formed on the first connection region, and further includes a third insulating film formed in the SOI layer between the P-type channel formation region and the second body region, The third insulating film is formed on the second connection region, and the P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are The first insulating film is in contact with the buried insulating layer, and the first insulating film includes a first region on the PMOS transistor formation region, a second region on the NMOS transistor formation region, the first region, and the second region. A third region in contact with the buried insulating layer is continuous between the regions .

この発明に係る請求項2記載の半導体装置は、半導体基板、前記半導体基板上の絶縁層及び前記絶縁層上のシリコン層からなるSOI構造の半導体装置であって、前記シリコン層内に形成される、N型導電型の第1のウェル領域とP型導電型の第2のウェル領域と、前記第1のウェル領域と第2のウェル領域との間に形成される第1の絶縁膜とを備え、前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域、第2のウェル領域に接し、前記第1のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第1のゲート電極、前記シリコン層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有する複数のPMOSトランジスタと、前記複数のPMOSトランジスタ間の前記第1のウェル領域内に形成される第2の絶縁膜と、前記第1のウェル領域内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記第1のウェル領域内に形成される第3の絶縁膜とをさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、前記第2のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第2のゲート電極、前記シリコン層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有する複数のNMOSトランジスタと、前記複数のNMOSトランジスタ間の前記第2のウェル領域内に形成される第4の絶縁膜と、前記第2のウェル領域内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記第2のウェル領域内に形成される第5の絶縁膜とをさらに備え、前記第5の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域は前記絶縁層に接し、前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域上の第1の領域と前記第2のウェル領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記絶縁層に接する第3の領域とが連続するA semiconductor device according to a second aspect of the present invention is an SOI structure semiconductor device comprising a semiconductor substrate, an insulating layer on the semiconductor substrate, and a silicon layer on the insulating layer, and is formed in the silicon layer. , An N-type conductivity type first well region, a P-type conductivity type second well region, and a first insulating film formed between the first well region and the second well region. The first insulating film is in contact with the first well region and the second well region, and is formed in the first well region, each including a first gate electrode on the surface of the silicon layer, A P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the silicon layer; and an N-type channel forming region formed in a region between the P-type source region and the P-type drain region. Multiple PMOS tigers A second insulating film formed in the first well region between the plurality of PMOS transistors, an N-type conductivity type first body region formed in the first well region, , An N-type conductivity type first connection region formed between the N-type channel formation region and the first body region, and between the N-type channel formation region and the first body region. A third insulating film formed in the first well region, wherein the third insulating film is formed on the first connection region, formed in the second well region, Is a second gate electrode on the surface of the silicon layer, an N-type source region and an N-type drain region formed on both sides of the second gate electrode in the silicon layer, and the N-type source region and the N-type drain Formed in the area between the areas A plurality of NMOS transistors having a P-type channel formation region, a fourth insulating film formed in the second well region between the plurality of NMOS transistors, and a P formed in the second well region A second body region of type conductivity, a second connection region of P type conductivity formed between the P type channel formation region and the second body region, and the P type channel formation region, A fifth insulating film formed in the second well region between the second body region, and the fifth insulating film is formed on the second connection region, The P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are in contact with the insulating layer, and the first insulating film is the first conductive film. A first region on the well region, a second region on the second well region, and a third region in contact with the insulating layer between the first region and the second region. .

この発明に係る請求項3記載の半導体装置は、半導体基板、前記半導体基板上の埋め込み絶縁層及び前記埋め込み絶縁層上のSOI層からなるSOI構造の半導体装置であって、前記SOI層の表面上の第1のゲート電極、前記SOI層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有するPMOSトランジスタと、前記SOI層内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、前記SOI層の表面上の第2のゲート電極、前記SOI層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有するNMOSトランジスタと、前記SOI層内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、前記PMOSトランジスタ及び前記NMOSトランジスタ間の前記SOI層内に形成される第1の絶縁膜と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第2の絶縁膜とを備え、前記第2の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第3の絶縁膜をさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域はビルトイン状態で各々の空乏層が前記埋め込み絶縁層に到達し、前記第1の絶縁膜は前記PMOSトランジスタの形成領域上の第1の領域と前記NMOSトランジスタの形成領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記埋め込み絶縁層に接する第3の領域とが連続するAccording to a third aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device having an SOI structure comprising a semiconductor substrate, a buried insulating layer on the semiconductor substrate, and an SOI layer on the buried insulating layer, wherein the semiconductor device has a surface on the surface of the SOI layer. A first gate electrode, a P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the SOI layer, and a region between the P-type source region and the P-type drain region. A PMOS transistor having an N-type channel formation region, an N-type conductivity type first body region formed in the SOI layer, and formed between the N-type channel formation region and the first body region. A first connection region of N-type conductivity, a second gate electrode on the surface of the SOI layer, and N formed on both sides of the second gate electrode in the SOI layer An NMOS transistor having a source region and an N-type drain region, and a P-type channel formation region formed in a region between the N-type source region and the N-type drain region; and a P-type conductivity type formed in the SOI layer A second body region; a P-type conductivity type second connection region formed between the P-type channel formation region and the second body region; and the SOI between the PMOS transistor and the NMOS transistor. A first insulating film formed in a layer; and a second insulating film formed in the SOI layer between the N-type channel forming region and the first body region, The insulating film is formed on the first connection region, and further includes a third insulating film formed in the SOI layer between the P-type channel formation region and the second body region, The third insulating film is formed on the second connection region, and the P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are In a built-in state, each depletion layer reaches the buried insulating layer, and the first insulating film includes a first region on the PMOS transistor formation region, a second region on the NMOS transistor formation region, and the A third region in contact with the buried insulating layer is continuous between the first region and the second region .

この発明に係る請求項5記載の半導体装置は、半導体基板、前記半導体基板上の絶縁層及び前記絶縁層上のシリコン層からなるSOI構造の半導体装置であって、前記シリコン層内に形成される、N型導電型の第1のウェル領域とP型導電型の第2のウェル領域と、前記第1のウェル領域と第2のウェル領域との間に形成される第1の絶縁膜とを備え、前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域、第2のウェル領域に接し、前記第1のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第1のゲート電極、前記シリコン層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有する複数のPMOSトランジスタと、前記複数のPMOSトランジスタ間の前記第1のウェル領域内に形成される第2の絶縁膜と、前記第1のウェル領域内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記第1のウェル領域内に形成される第3の絶縁膜とをさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、前記第2のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第2のゲート電極、前記シリコン層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有する複数のNMOSトランジスタと、前記複数のNMOSトランジスタ間の前記第2のウェル領域内に形成される第4の絶縁膜と、前記第2のウェル領域内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記第2のウェル領域内に形成される第5の絶縁膜とをさらに備え、前記第5の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域はビルトイン状態で各々の空乏層が前記絶縁層に到達し、前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域上の第1の領域と前記第2のウェル領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記絶縁層に接する第3の領域とが連続する

A semiconductor device according to a fifth aspect of the present invention is an SOI structure semiconductor device comprising a semiconductor substrate, an insulating layer on the semiconductor substrate, and a silicon layer on the insulating layer, and is formed in the silicon layer. , An N-type conductivity type first well region, a P-type conductivity type second well region, and a first insulating film formed between the first well region and the second well region. The first insulating film is in contact with the first well region and the second well region, and is formed in the first well region, each including a first gate electrode on the surface of the silicon layer, A P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the silicon layer; and an N-type channel forming region formed in a region between the P-type source region and the P-type drain region. Multiple PMOS tigers A second insulating film formed in the first well region between the plurality of PMOS transistors, an N-type conductivity type first body region formed in the first well region, , An N-type conductivity type first connection region formed between the N-type channel formation region and the first body region, and between the N-type channel formation region and the first body region. A third insulating film formed in the first well region, wherein the third insulating film is formed on the first connection region, formed in the second well region, Is a second gate electrode on the surface of the silicon layer, an N-type source region and an N-type drain region formed on both sides of the second gate electrode in the silicon layer, and the N-type source region and the N-type drain Formed in the area between the areas A plurality of NMOS transistors having a P-type channel formation region, a fourth insulating film formed in the second well region between the plurality of NMOS transistors, and a P formed in the second well region A second body region of type conductivity, a second connection region of P type conductivity formed between the P type channel formation region and the second body region, and the P type channel formation region, A fifth insulating film formed in the second well region between the second body region, and the fifth insulating film is formed on the second connection region, The P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are built-in and each depletion layer reaches the insulating layer. The first insulating film includes a first region on the first well region, a second region on the second well region, and the insulation between the first region and the second region. A third region in contact with the layer is continuous .

<<実施の形態1>>
図1〜図3はこの発明の実施の形態1であるSOI構造の半導体装置の構成を示す図である。図1及び図2は断面図、図3は平面図であり、図3のA−A断面及びB−B断面がそれぞれ図1及び図2となる。
<< Embodiment 1 >>
1 to 3 are diagrams showing the configuration of an SOI structure semiconductor device according to the first embodiment of the present invention. 1 and 2 are sectional views, and FIG. 3 is a plan view. The AA and BB sections in FIG. 3 are respectively FIG. 1 and FIG.

これらの図に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層からなるSOI構造の半導体装置におけるSOI層3の各トランジスタ形成領域は下層部にウェル領域が形成される部分酸化膜31によって分離される。そして、NMOSトランジスタ間を分離する部分酸化膜31の下層にp型のウェル領域11が形成され、PMOSトランジスタ間を分離する部分酸化膜31の下層にn型のウェル領域12が形成され、NMOSトランジスタ,PMOSトランジスタ間を分離する部分酸化膜31の下層にp型のウェル領域11(NMOSトランジスタ側)及びn型のウェル領域12(PMOSトランジスタ側)が形成される。なお、ウェル領域11はNMOSトランジスタ群のドレイン領域5及びソース領域6を囲うように形成され、ウェル領域12はPMOSトランジスタ群のドレイン領域5及びソース領域6を囲うように形成される。また、実施の形態1ではSOI層3上を層間絶縁膜4で覆っている。   As shown in these drawings, each transistor formation region of the SOI layer 3 in the SOI structure semiconductor device including the silicon substrate 1, the buried oxide film 2, and the SOI layer is formed by a partial oxide film 31 in which a well region is formed in a lower layer portion. To be separated. A p-type well region 11 is formed below the partial oxide film 31 separating the NMOS transistors, and an n-type well region 12 is formed below the partial oxide film 31 separating the PMOS transistors. The p-type well region 11 (NMOS transistor side) and the n-type well region 12 (PMOS transistor side) are formed below the partial oxide film 31 separating the PMOS transistors. The well region 11 is formed so as to surround the drain region 5 and the source region 6 of the NMOS transistor group, and the well region 12 is formed so as to surround the drain region 5 and the source region 6 of the PMOS transistor group. In the first embodiment, the SOI layer 3 is covered with the interlayer insulating film 4.

実施の形態1において、部分酸化膜31よって他のトランジスタから分離される1単位のMOSトランジスタは、SOI層3中に形成されるドレイン領域5、ソース領域6及びチャネル形成領域7、チャネル形成領域7上に形成されるゲート酸化膜8、ゲート酸化膜8上に形成されるゲート電極9から構成される。また、層間絶縁膜4上に形成された配線層22は、層間絶縁膜4中に設けられたコンタクト21を介してドレイン領域5あるいはソース領域6と電気的に接続される。   In the first embodiment, one unit of MOS transistor separated from other transistors by the partial oxide film 31 includes a drain region 5, a source region 6, a channel formation region 7, and a channel formation region 7 formed in the SOI layer 3. The gate oxide film 8 is formed on the gate oxide film 8 and the gate electrode 9 is formed on the gate oxide film 8. In addition, the wiring layer 22 formed on the interlayer insulating film 4 is electrically connected to the drain region 5 or the source region 6 through a contact 21 provided in the interlayer insulating film 4.

また、図2及び図3に示すように、SOI層3中のウェル領域11の間にボディー領域10が形成され、ボディー領域10は隣接するウェル領域11に接している。そして、層間絶縁膜4上に形成された配線層25は、層間絶縁膜4中に設けられたボディーコンタクト23を介してボディー領域10と電気的に接続される。また、層間絶縁膜4上に形成された配線層26は、層間絶縁膜4中に設けられたゲートコンタクト24を介してゲート電極9と電気的に接続される。   As shown in FIGS. 2 and 3, a body region 10 is formed between the well regions 11 in the SOI layer 3, and the body region 10 is in contact with the adjacent well region 11. The wiring layer 25 formed on the interlayer insulating film 4 is electrically connected to the body region 10 via the body contact 23 provided in the interlayer insulating film 4. Further, the wiring layer 26 formed on the interlayer insulating film 4 is electrically connected to the gate electrode 9 through the gate contact 24 provided in the interlayer insulating film 4.

このように、実施の形態1の半導体装置では、図1〜図3に示すように、図102で示した従来構成と異なり素子分離領域の部分酸化膜31がSOI層3の下部にまで到達せず、分離対象となるトランジスタのチャネル形成領域と同一の導電型の不純物が導入されたウェル領域11,12が部分酸化膜31の下層に設けられている。   Thus, in the semiconductor device of the first embodiment, as shown in FIGS. 1 to 3, unlike the conventional configuration shown in FIG. 102, the partial oxide film 31 in the element isolation region reaches the lower part of the SOI layer 3. The well regions 11 and 12 into which impurities of the same conductivity type as the channel formation region of the transistor to be separated are introduced are provided below the partial oxide film 31.

したがって、各トランジスタの基板電位の固定を、配線層25、ボディーコンタクト23、高濃度のボディー領域10及びウェル領域11を介して行うことができる。なお、PMOSトランジスタ側も同様に、ボディー領域を介して各トランジスタの基板電位を固定することができる。   Therefore, the substrate potential of each transistor can be fixed through the wiring layer 25, the body contact 23, the high-concentration body region 10, and the well region 11. Similarly, the substrate potential of each transistor can be fixed via the body region on the PMOS transistor side.

以下、図1〜図3を参照してその詳細を説明する。埋め込み酸化膜2の膜厚は例えば100〜500nm程度であり、SOI層3の膜厚は30〜200nm程度である。チャネル形成領域7は、例えば1017〜1018/cm3程度の第1導電型の不純物(NMOSではp型不純物、PMOSではn型不純物)の導入によって形成される。ドレイン領域5及びソース領域6はチャネル形成領域7と隣接して、例えば1019−1021/cm3程度の第2導電型の不純物(NMOSではn型不純物、PMOSではp型不純物)の導入によって形成される。 Hereinafter, the details will be described with reference to FIGS. The thickness of the buried oxide film 2 is, for example, about 100 to 500 nm, and the thickness of the SOI layer 3 is about 30 to 200 nm. The channel formation region 7 is formed by introducing a first conductivity type impurity (p-type impurity for NMOS, n-type impurity for PMOS) of about 10 17 to 10 18 / cm 3 , for example. The drain region 5 and the source region 6 are adjacent to the channel forming region 7 and are introduced by introducing a second conductivity type impurity (for example, n-type impurity for NMOS and p-type impurity for PMOS) of about 10 19 -10 21 / cm 3 . It is formed.

隣接するトランジスタ間を分離する部分酸化膜31はSOI層3の下層部をウェル領域形成用に例えば10〜100nm程度残して形成される。部分酸化膜31の上面高さはSOI層3の表面高さと同一であることが微細加工上好ましいが、SOI層3が薄い場合は素子分離に必要な部分酸化膜31の膜厚をとることが難しいため、SOI層3より上に持ち上げた方が素子分離性能が向上する。   The partial oxide film 31 that separates adjacent transistors is formed by leaving the lower layer portion of the SOI layer 3 for, for example, about 10 to 100 nm for forming a well region. The upper surface height of the partial oxide film 31 is preferably the same as the surface height of the SOI layer 3 in terms of fine processing. However, when the SOI layer 3 is thin, the film thickness of the partial oxide film 31 necessary for element isolation can be taken. Since it is difficult, the element isolation performance is improved by raising the layer above the SOI layer 3.

そして、素子分離用の部分酸化膜31の下部にはチャネル形成領域と同じ導電型のウェル領域11,12(たとえば1017〜5・1018/cm3の不純物濃度、不純物濃度はチャネル形成領域と同じかそれ以上、濃度が高いほどパンチスルーが防止でき分離性能は良くなる)が設けられている。 Under the element isolation partial oxide film 31, well regions 11 and 12 having the same conductivity type as the channel formation region (for example, impurity concentrations of 10 17 to 5 · 10 18 / cm 3 , the impurity concentration is the same as that of the channel formation region). The same or more, the higher the concentration, the more the punch-through can be prevented and the separation performance is improved).

また、ボディー領域10は、図2に示すように、隣接するウェル領域11と同じ導電型で1019〜1021/cm3の高濃度の不純物が導入される。 Further, as shown in FIG. 2, the body region 10 is doped with impurities of the same conductivity type as that of the adjacent well region 11 and having a high concentration of 10 19 to 10 21 / cm 3 .

なお、図2のボディー領域10は、SOI層3の上面から下面にかけてボディー領域10を形成し層間絶縁膜4を貫通してボディーコンタクト23を形成したが、図4のようにボディー領域を形成しても良い。   In the body region 10 of FIG. 2, the body region 10 is formed from the upper surface to the lower surface of the SOI layer 3 and the body contact 23 is formed through the interlayer insulating film 4, but the body region is formed as shown in FIG. May be.

図4の例では、ボディーコンタクト23の形状に合わせてSOI層3の下層部のみにボディー領域20を形成し、層間絶縁膜4及び部分酸化膜31を貫通してボディーコンタクト23を形成することになる。この場合、ボディー領域20に隣接して部分酸化膜31下にウェル領域28が形成される。   In the example of FIG. 4, the body region 20 is formed only in the lower layer portion of the SOI layer 3 in accordance with the shape of the body contact 23, and the body contact 23 is formed through the interlayer insulating film 4 and the partial oxide film 31. Become. In this case, a well region 28 is formed under the partial oxide film 31 adjacent to the body region 20.

ただし、図4の構造を形成する場合はコンタクト開口後にボディー領域20を形成するための高濃度不純物注入を行うことが望ましい。   However, when the structure of FIG. 4 is formed, it is desirable to perform high-concentration impurity implantation for forming the body region 20 after the contact opening.

ここで、同じ導電型の素子分離においては、ウェル領域11,12はチャネル形成領域の導電型と同一の不純物を導入して形成するだけでよいが、図1に示すように、PMOSとNMOSにまたがる分離においてはNMOS隣接部でp型のウェル領域11、PMOS隣接部でn型のウェル領域12を設ける必要がある。   Here, in the element isolation of the same conductivity type, the well regions 11 and 12 need only be formed by introducing the same impurity as the conductivity type of the channel formation region. However, as shown in FIG. Further, in the separation, it is necessary to provide the p-type well region 11 in the NMOS adjacent portion and the n-type well region 12 in the PMOS adjacent portion.

このようなSOI構造は後述する実施の形態2の部分トレンチによる分離法を用いて製造することができる。   Such an SOI structure can be manufactured using the isolation method using a partial trench according to a second embodiment to be described later.

<<実施の形態2>>
<第1の態様>
図5はこの発明の実施の形態2であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。
<< Embodiment 2 >>
<First aspect>
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the structure of the first aspect of the SOI structure semiconductor device according to the second embodiment of the present invention.

図5に示すように、実施の形態2ではNMOSトランジスタおよびPMOSトランジスタそれぞれの内部のトランジスタ分離を部分酸化膜31とその下層のウェル領域11(12)によって行い、一方、PMOSトランジスタ,NMOSトランジスタ間の分離を完全酸化膜32よって行っている。このような構成にすることにより、実施の形態1の構造に比べて、PMOS、NMOS間の分離幅を小さくできたり、ラッチアップを防いだりすることができる。   As shown in FIG. 5, in the second embodiment, transistor isolation inside the NMOS transistor and the PMOS transistor is performed by the partial oxide film 31 and the well region 11 (12) below it, while the PMOS transistor and the NMOS transistor are separated. Separation is performed by the complete oxide film 32. By adopting such a configuration, the separation width between the PMOS and NMOS can be reduced and latch-up can be prevented as compared with the structure of the first embodiment.

図5の構造を実現する際には、ソース領域6、ドレイン領域5をイオン注入で形成する際に、注入イオンが部分酸化膜31を通り抜けて、本来はドレイン領域5及びソース領域6と逆の導電型式にする必要のある部分酸化膜31下のウェル領域11(12)に、ドレイン領域5及びソース領域6用の不純物が導入されることにより、部分酸化膜31及びウェル領域11による分離特性を損ねる恐れがある。   In realizing the structure of FIG. 5, when the source region 6 and the drain region 5 are formed by ion implantation, the implanted ions pass through the partial oxide film 31, which is essentially the reverse of the drain region 5 and the source region 6. By introducing impurities for the drain region 5 and the source region 6 into the well region 11 (12) under the partial oxide film 31 that needs to be of the conductivity type, the separation characteristics of the partial oxide film 31 and the well region 11 are improved. There is a risk of damage.

<第2の態様>
これを避けるためには、図6に示す第2の態様に示すように、形成深さがSOI層3の膜厚より十分に浅いドレイン領域5s及びソース領域6sを形成する方が好ましい。すなわち、部分酸化膜31の下面よりもドレイン領域5s及びソース領域6sを浅く形成すると良い。図6のように、形成深さの浅いドレイン領域5s及びソース領域6sを形成するためには、低エネルギーイオン注入によってソース、ドレイン領域6s,5sを形成すればよい。
<Second aspect>
In order to avoid this, it is preferable to form the drain region 5s and the source region 6s whose formation depth is sufficiently shallower than the film thickness of the SOI layer 3, as shown in the second mode shown in FIG. That is, the drain region 5 s and the source region 6 s are preferably formed shallower than the lower surface of the partial oxide film 31. As shown in FIG. 6, in order to form the drain region 5s and the source region 6s having a shallow formation depth, the source and drain regions 6s and 5s may be formed by low energy ion implantation.

なお、ドレイン領域5s及びソース領域6sの形成深さは、ビルトイン状態(PN接合にかかっているバイアス電圧が0Vのときの状態)で、ソース/ドレインからの空乏層が埋め込み酸化膜2まで到達するという条件を満足する深さで形成するのが理想的である。   The formation depth of the drain region 5s and the source region 6s is a built-in state (a state when the bias voltage applied to the PN junction is 0 V), and a depletion layer from the source / drain reaches the buried oxide film 2. Ideally, it should be formed to a depth that satisfies this condition.

なぜならば、ビルトイン状態で、ソース/ドレイン空乏層が埋め込み酸化膜2まで到達するため、ソース/ドレイン領域6s/5sとウェル領域11(12)との接合容量の低減化を図りながら、部分酸化膜31及びウェル領域11(12)による部分分離領域による分離特性の向上が図れるからである。   This is because the source / drain depletion layer reaches the buried oxide film 2 in the built-in state, so that the partial oxide film can be reduced while reducing the junction capacitance between the source / drain region 6s / 5s and the well region 11 (12). This is because the isolation characteristics by the partial isolation region by the 31 and the well region 11 (12) can be improved.

<第3の態様>
なおここで、図7に示す実施の形態2の第3の態様のように、下層部の一部がウェル領域29となるがSOI層3の上面から下面にかけて酸化膜33を用いてNMOSトランジスタ,PMOSトランジスタ間を完全分離することもできる。第3の態様では酸化膜33用のトレンチを部分酸化膜31用のトレンチと同時に設けて形成しやすい分、完全酸化膜32による分離よりレイアウトが容易になる可能性が高い。
<Third Aspect>
Here, as in the third mode of the second embodiment shown in FIG. 7, a part of the lower layer becomes the well region 29, but the oxide film 33 is used from the upper surface to the lower surface of the SOI layer 3 to form an NMOS transistor, It is also possible to completely separate the PMOS transistors. In the third mode, since the trench for the oxide film 33 is easily formed simultaneously with the trench for the partial oxide film 31, the layout is likely to be easier than the separation by the complete oxide film 32.

以下、酸化膜33による完全分離を、SOI層3を貫通した貫通部の酸化膜33による完全分離領域と、SOI層3を貫通しない非貫通部の酸化膜33とその下方のSOI層3であるウェル領域29とによる部分分離領域とが連続して形成される複合分離領域による分離と称する場合がある。   Hereinafter, the complete separation by the oxide film 33 is the complete isolation region by the oxide film 33 in the penetrating portion that penetrates the SOI layer 3, the oxide film 33 in the non-penetrating portion that does not penetrate the SOI layer 3, and the SOI layer 3 therebelow. There are cases where it is called separation by a composite separation region in which a partial separation region by the well region 29 is continuously formed.

<第4の態様>
また、図55に示す第4の態様のように、単独で部分分離を行う部分酸化膜31と複合分離領域の酸化膜33の上面は凹凸がなく均一になるように形成することにより、ゲート電極9の形成時のパターニングが容易になる効果を奏する。
<Fourth aspect>
Further, as in the fourth mode shown in FIG. 55, the upper surfaces of the partial oxide film 31 for performing partial isolation independently and the oxide film 33 in the composite isolation region are formed so as to be uniform with no unevenness, thereby forming the gate electrode. There is an effect that patterning at the time of forming 9 is facilitated.

<第5の態様>
図56は図7で示した複合分離領域の酸化膜33の構造の詳細を示す断面図である。同図に示すように、酸化膜33は中心部(貫通部)がSOI層3の上面から下面に達して形成されるが周辺部(非貫通部)は下面に達することなく形成される。酸化膜33の周辺部の下方に残存するSOI層3の一部がウェル領域29となる。このような構造の酸化膜33において、酸化膜33の周辺部下のSOI層3(ウェル領域29)の膜厚TBと、ウェル領域29より上方のSOI層3の膜厚TAとの間に、TA>TBが成立するように形成する。すなわち、SOI層3の膜厚(TA+TB)の半分未満にウェル領域29の膜厚を設定する。
<Fifth aspect>
56 is a sectional view showing details of the structure of the oxide film 33 in the composite isolation region shown in FIG. As shown in the figure, the oxide film 33 is formed so that the central portion (penetrating portion) reaches the lower surface from the upper surface of the SOI layer 3, but the peripheral portion (non-penetrating portion) is formed without reaching the lower surface. A portion of the SOI layer 3 remaining below the peripheral portion of the oxide film 33 becomes the well region 29. In the oxide film 33 having such a structure, between the film thickness TB of the SOI layer 3 (well region 29) below the periphery of the oxide film 33 and the film thickness TA of the SOI layer 3 above the well region 29, TA > TB is formed so as to be established. That is, the film thickness of the well region 29 is set to be less than half of the film thickness (TA + TB) of the SOI layer 3.

第5の態様のようにTA>TBが成立するように形成すると、酸化膜33の分離による閾値電圧(酸化膜33をゲート酸化膜と見立てた時の閾値電圧)を十分に上昇させ、十分高度な分離耐性を得ることができ、ウェル領域29に接して形成されるドレイン/ソース領域とウェル領域29とのPN接合面積を十分に低下させることによりリーク電流の発生を抑え、上記PN接合容量を低下させることにより高速動作が可能となる。   When formed so that TA> TB is satisfied as in the fifth aspect, the threshold voltage due to the separation of the oxide film 33 (threshold voltage when the oxide film 33 is regarded as a gate oxide film) is sufficiently increased, and a sufficiently high level is achieved. Can be obtained, and by sufficiently reducing the PN junction area between the drain / source region formed in contact with the well region 29 and the well region 29, generation of leakage current can be suppressed, and the PN junction capacitance can be reduced. By reducing it, high speed operation becomes possible.

<第6の態様>
図57は図7で示した酸化膜33の構造の詳細を示す断面図である。同図に示すように、SOI層3の上面から下面に達して形成される酸化膜33の中心部の形成幅である完全分離幅WCと、酸化膜33全体の酸化膜分離幅WDとの間に、WC<WD/2が成立するように形成する。
<Sixth aspect>
FIG. 57 is a sectional view showing details of the structure of the oxide film 33 shown in FIG. As shown in the figure, between the complete isolation width WC, which is the formation width of the central portion of the oxide film 33 formed from the upper surface to the lower surface of the SOI layer 3, and the oxide film isolation width WD of the entire oxide film 33. And WC <WD / 2.

第6の態様のように構成することにより、酸化膜33の周辺部下に形成されるウェル領域29の面積を十分確保できるため、ウェル領域29を介して基板浮遊効果を十分抑制するレベルでトランジスタの基板電位固定を図ることができ、その結果、トランジスタの安定動作を可能にする。   By configuring as in the sixth aspect, a sufficient area of the well region 29 formed below the peripheral portion of the oxide film 33 can be secured, so that the transistor floating level is sufficiently suppressed through the well region 29. The substrate potential can be fixed, and as a result, the transistor can be stably operated.

さらに、完全分離幅WCをチップ内で同一にすることにより、分離形状管理が容易になる。さらに、酸化膜33のパターニングさえできれば素子間を電気的に完全分離できるため、完全分離幅WCを最小デザイン幅に設定することができ、チップ面積を必要最小限まで低減させ集積度の大幅な向上を図ることができる。   Further, by making the complete separation width WC the same in the chip, the separation shape management becomes easy. Further, since the elements can be electrically completely separated as long as the oxide film 33 can be patterned, the complete isolation width WC can be set to the minimum design width, and the chip area can be reduced to the minimum necessary, and the degree of integration can be greatly improved. Can be achieved.

<その他>
実施の形態2では、少なくともNMOSトランジスタ,PMOSトランジスタ間を完全分離する構造を示したが、それ以外にも、メモリ混載論理回路において、雑音対策のためメモリ部と論理回路部との間を完全分離する構造も考えられる。
<Others>
In the second embodiment, at least the NMOS transistor and the PMOS transistor are completely separated from each other. However, in the memory mixed logic circuit, the memory portion and the logic circuit portion are completely separated from each other for noise countermeasures. The structure to do is also considered.

また、完全分離領域と部分分離領域とを併用する代わりに、形成深さの異なる酸化膜を用いて複数種の部分分離を行う方法も考えられる。この場合、形成深さが深い酸化膜下のウェル領域にはボディー領域等のボディーコンタクト材料を接続することなくフローティング状態にして完全分離領域として用いることもできる。   Further, instead of using the complete isolation region and the partial isolation region in combination, a method of performing plural types of partial isolation using oxide films having different formation depths is also conceivable. In this case, the well region under the deep oxide film can be used as a complete isolation region in a floating state without connecting a body contact material such as a body region to the well region.

<製造方法(その1)(第1及び第2の態様)>
図8〜図11は実施の形態2の第1及び第2の態様における製造方法の素子分離工程を示す断面図である。図8〜図11で示す方法は部分トレンチ分離と完全トレンチ分離を併用による方法である。
<Production Method (Part 1) (First and Second Aspects)>
8 to 11 are cross-sectional views showing element isolation steps of the manufacturing method according to the first and second modes of the second embodiment. The method shown in FIGS. 8 to 11 is a method in which partial trench isolation and complete trench isolation are used in combination.

まず、図8に示すように、酸素イオン注入によって埋め込み酸化膜2を形成するSIMOX法などにより形成した、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI基板を出発材料とする。通常、SOI層3の膜厚は50〜200nm、埋め込み酸化膜2の膜厚は100〜400nmになる。   First, as shown in FIG. 8, an SOI substrate made of a silicon substrate 1, a buried oxide film 2 and an SOI layer 3 formed by a SIMOX method for forming a buried oxide film 2 by oxygen ion implantation is used as a starting material. Normally, the SOI layer 3 has a thickness of 50 to 200 nm, and the buried oxide film 2 has a thickness of 100 to 400 nm.

そして、図9に示すように、SOI基板上に、20nm程度の酸化膜41と200nm程度の窒化膜42を順次堆積した後、パターニングしたレジスト43をマスクとして分離領域をパターニングし、窒化膜42、酸化膜41、SOI層の3多層膜を、SOI層3の下層部が残存するようにエッチングして複数の部分トレンチ44を形成する。複数の部分トレンチ44は、所定の幅でシリコン基板1に対してほぼ垂直方向に延びて形成されるため、集積度を損ねることなく微細化を維持した素子分離を行うことができる。この状態で、図12に示すように高濃度ウェル領域52(ウェル領域11、12に相当)形成のため、イオン注入を行えば分離耐圧をより高めることができる。   Then, as shown in FIG. 9, an oxide film 41 of about 20 nm and a nitride film 42 of about 200 nm are sequentially deposited on the SOI substrate, and then the isolation region is patterned using the patterned resist 43 as a mask. A plurality of partial trenches 44 are formed by etching the three multilayer films of the oxide film 41 and the SOI layer so that the lower layer portion of the SOI layer 3 remains. Since the plurality of partial trenches 44 are formed with a predetermined width and extending in a substantially vertical direction with respect to the silicon substrate 1, it is possible to perform element isolation while maintaining miniaturization without impairing the degree of integration. In this state, as shown in FIG. 12, a high-concentration well region 52 (corresponding to the well regions 11 and 12) is formed, so that the isolation breakdown voltage can be further increased by performing ion implantation.

次に、図10に示すように、複数の部分トレンチ44のうち、一部を覆うようにレジスト45を形成して、レジスト45で覆われなかった部分トレンチ44をさらにエッチングすることにより、SOI層3を貫通させた完全トレンチ48を形成する。   Next, as shown in FIG. 10, a resist 45 is formed so as to cover a part of the plurality of partial trenches 44, and the partial trenches 44 not covered with the resist 45 are further etched to thereby form an SOI layer. A complete trench 48 penetrating 3 is formed.

次に、図11に示すように、500nm程度の酸化膜を堆積し、通常のトレンチ分離と同様の手法でCMP処理により窒化膜42の途中まで研磨し、その後、窒化膜42、酸化膜41の除去を行うことにより、部分酸化膜31及びその下のSOI層3(ウェル領域)と完全酸化膜32とが選択的に形成された構造を得ることができる。このように、CMP処理による酸化膜を研磨することにより、部分酸化膜31及び完全酸化膜32の上面を凹凸なく均一に形成することができる。なお、図9の構造を得た後、図12で示すイオン注入を行った場合は、図13に示すように、部分酸化膜31下に高濃度ウェル領域52が形成されることになる。高濃度ウェル領域52により安定性良く基板電位固定することができる。   Next, as shown in FIG. 11, an oxide film having a thickness of about 500 nm is deposited and polished to the middle of the nitride film 42 by a CMP process in the same manner as in normal trench isolation, and then the nitride film 42 and the oxide film 41 are formed. By performing the removal, it is possible to obtain a structure in which the partial oxide film 31 and the underlying SOI layer 3 (well region) and the complete oxide film 32 are selectively formed. As described above, by polishing the oxide film by the CMP process, the upper surfaces of the partial oxide film 31 and the complete oxide film 32 can be uniformly formed without unevenness. When the ion implantation shown in FIG. 12 is performed after the structure of FIG. 9 is obtained, a high concentration well region 52 is formed under the partial oxide film 31 as shown in FIG. The substrate potential can be fixed with high stability by the high concentration well region 52.

以下、既存の方法で、NMOSトランジスタ形成領域にNMOSトランジスタを形成し、PMOSトランジスタ形成領域にPMOSトランジスタを形成することにより、図5で示した第1の態様のSOI構造、あるいは図6で示した第2の態様のSOI構造を得ることができる。   Hereinafter, the SOI structure of the first embodiment shown in FIG. 5 or the SOI structure shown in FIG. 6 is formed by forming an NMOS transistor in the NMOS transistor formation region and forming a PMOS transistor in the PMOS transistor formation region by an existing method. The SOI structure of the second aspect can be obtained.

また、図10で示した工程を省略して他の工程を上述したように実施すれば、全てが部分トレンチ44となるため、図1〜図3で示した実施の形態1の構造(全てが部分酸化膜31によって素子分離された構造)を得ることができる。   Further, if the steps shown in FIG. 10 are omitted and the other steps are performed as described above, all become partial trenches 44. Therefore, the structure of the first embodiment shown in FIGS. A structure in which elements are separated by the partial oxide film 31 can be obtained.

<製造方法(その2)(第1及び第2の態様)>
図14〜図18は実施の形態2の第1及び第2の態様における製造方法の素子分離工程を示す断面図である。図14〜図18で示す方法は部分トレンチ分離と完全トレンチ分離を併用による方法である。
<Production Method (Part 2) (First and Second Aspects)>
14 to 18 are cross-sectional views showing element isolation steps of the manufacturing method according to the first and second modes of the second embodiment. The method shown in FIGS. 14 to 18 is a method in which partial trench isolation and complete trench isolation are used in combination.

まず、図14に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びシリコン層50からなる積層構造を出発材料とする。この際、シリコン層50は最終的に得られるSOI層3の膜厚よりも薄くする。   First, as shown in FIG. 14, a stacked structure including a silicon substrate 1, a buried oxide film 2, and a silicon layer 50 is used as a starting material. At this time, the silicon layer 50 is made thinner than the film thickness of the finally obtained SOI layer 3.

そして、図15に示すように、SOI基板上に、酸化膜41と窒化膜42を順次堆積した後、パターニングしたレジスト46をマスクとして分離領域のパターニング処理を行い、シリコン層50の表面が露出するように窒化膜42及び酸化膜41をエッチングして複数の部分トレンチ44を形成する。   Then, as shown in FIG. 15, after an oxide film 41 and a nitride film 42 are sequentially deposited on the SOI substrate, a patterning process of the isolation region is performed using the patterned resist 46 as a mask, and the surface of the silicon layer 50 is exposed. Thus, the nitride film 42 and the oxide film 41 are etched to form a plurality of partial trenches 44.

次に、図16に示すように、複数の部分トレンチ44のうち、一部を覆うようにレジスト49を形成して、レジスト49で覆われなかった部分トレンチ44をさらにエッチングすることにより、シリコン層50を貫通させた完全トレンチ48を形成する。   Next, as shown in FIG. 16, a resist 49 is formed so as to cover a part of the plurality of partial trenches 44, and the partial trenches 44 not covered with the resist 49 are further etched to form a silicon layer. A complete trench 48 penetrating 50 is formed.

次に、図17に示すように、酸化膜を堆積し、通常のトレンチ分離と同様の手法でCMP処理により窒化膜42の途中まで研磨し、その後、窒化膜42、酸化膜41の除去を行うことにより、部分酸化膜31及びその下のシリコン層50(ウェル領域)と完全酸化膜32とが選択的に形成された構造を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 17, an oxide film is deposited and polished to the middle of the nitride film 42 by a CMP process in the same manner as in normal trench isolation, and then the nitride film 42 and the oxide film 41 are removed. As a result, it is possible to obtain a structure in which the partial oxide film 31 and the underlying silicon layer 50 (well region) and the complete oxide film 32 are selectively formed.

そして、図18に示すように、シリコン層50からエピタキシャル成長させてエピタキシャルシリコン層51を形成することにより、シリコン層50及びエピタキシャルシリコン層51からなる結晶性の良いSOI層3を得る。   Then, as shown in FIG. 18, an epitaxial silicon layer 51 is formed by epitaxial growth from the silicon layer 50, thereby obtaining the SOI layer 3 having good crystallinity composed of the silicon layer 50 and the epitaxial silicon layer 51.

以下、既存の方法で、NMOSトランジスタ形成領域にNMOSトランジスタを形成し、PMOSトランジスタ形成領域にPMOSトランジスタを形成することにより、図5で示した第1の態様のSOI構造、あるいは図6で示した第2の態様のSOI構造を得ることができる。   Hereinafter, the SOI structure of the first embodiment shown in FIG. 5 or the SOI structure shown in FIG. 6 is formed by forming an NMOS transistor in the NMOS transistor formation region and forming a PMOS transistor in the PMOS transistor formation region by an existing method. The SOI structure of the second aspect can be obtained.

<製造方法(その3)(第3の態様)>
図19〜図22は実施の形態2の第3の態様の製造方法における素子分離工程を示す断面図である。図19〜図22で示す方法は形成幅の異なる部分トレンチ形成による方法である。
<Production Method (Part 3) (Third Aspect)>
19 to 22 are sectional views showing an element isolation step in the manufacturing method according to the third aspect of the second embodiment. The method shown in FIGS. 19 to 22 is a method by forming partial trenches having different formation widths.

まず、図19に示すように、比較的幅の広い部分トレンチ44Aと比較的幅の狭い部分トレンチ44Bとを形成する。部分トレンチ44Aが完全分離用であり、部分トレンチ44Bが部分分離用である。この際、SOI層3の下層の一部が残るように部分トレンチ44A及び44Bは形成される。   First, as shown in FIG. 19, a relatively wide partial trench 44A and a relatively narrow partial trench 44B are formed. The partial trench 44A is for complete isolation, and the partial trench 44B is for partial isolation. At this time, the partial trenches 44A and 44B are formed so that a part of the lower layer of the SOI layer 3 remains.

次に図20に示すように、酸化膜47で部分トレンチ44A及び44Bの側面に、部分トレンチ44Bの底面は塞ぐが部分トレンチ44Aの底面中心部が露出するようにサイドウォールを形成する。これは、部分トレンチ44Bの形成幅が部分トレンチ44Aの形成幅より狭いことを利用している。   Next, as shown in FIG. 20, sidewalls are formed on the side surfaces of the partial trenches 44 </ b> A and 44 </ b> B with the oxide film 47 so that the bottom surface of the partial trench 44 </ b> B is closed but the bottom center portion of the partial trench 44 </ b> A is exposed. This utilizes the fact that the formation width of the partial trench 44B is narrower than the formation width of the partial trench 44A.

次に、図21に示すように、酸化膜47をマスクとして、SOI層3に対するシリコンエッチングを行うことにより、部分トレンチ44Aの底面の中心部下のSOI層3を含む、上部に酸化膜47が形成されていないSOI層3が除去され、埋め込み酸化膜2の表面が露出する。   Next, as shown in FIG. 21, by performing silicon etching on the SOI layer 3 using the oxide film 47 as a mask, the oxide film 47 is formed on the upper portion including the SOI layer 3 below the center of the bottom surface of the partial trench 44A. The SOI layer 3 that has not been removed is removed, and the surface of the buried oxide film 2 is exposed.

次に、図22に示すように、500nm程度の酸化膜を堆積し、通常のトレンチ分離と同様の手法でCMP処理により窒化膜42の途中まで研磨し、その後、窒化膜42、酸化膜41の除去を行うことにより、部分酸化膜31(及びその下のSOI層3)と酸化膜33(及びその一部下のSOI層3)とが選択的に形成された構造を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 22, an oxide film having a thickness of about 500 nm is deposited and polished to the middle of the nitride film 42 by a CMP process in the same manner as in normal trench isolation, and then the nitride film 42 and the oxide film 41 are formed. By performing the removal, a structure in which the partial oxide film 31 (and the underlying SOI layer 3) and the oxide film 33 (and the partially underlying SOI layer 3) are selectively formed can be obtained.

以下、既存の方法で、NMOSトランジスタ形成領域にNMOSトランジスタを形成し、PMOSトランジスタトランジスタ形成領域にPMOSトランジスタを形成することにより、図7で示した実施の形態2の第3の態様のSOI構造を得ることができる。   Hereinafter, the SOI structure of the third mode of the second embodiment shown in FIG. 7 is formed by forming an NMOS transistor in the NMOS transistor formation region and forming a PMOS transistor in the PMOS transistor transistor formation region by an existing method. Obtainable.

<製造方法(その4)(第3の態様)>
図23〜図27は実施の形態2の第3の態様の製造方法における素子分離工程を示す断面図である。図23〜図27で示す方法は形成幅の異なる部分トレンチ形成による方法である。
<Production Method (Part 4) (Third Aspect)>
23 to 27 are sectional views showing an element isolation step in the manufacturing method of the third aspect of the second embodiment. The method shown in FIGS. 23 to 27 is a method by forming partial trenches having different formation widths.

まず、図23に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI基板を出発材料とする。   First, as shown in FIG. 23, an SOI substrate including a silicon substrate 1, a buried oxide film 2, and an SOI layer 3 is used as a starting material.

そして、図24に示すように、比較的幅の広い部分トレンチ44Aと比較的幅の狭い部分トレンチ44Bとを形成する。部分トレンチ44Aが完全分離用であり、部分トレンチ44Bが部分分離用である。この際、SOI層3の下層の一部が残るように部分トレンチ44A及び44Bは形成される。   Then, as shown in FIG. 24, a relatively wide partial trench 44A and a relatively narrow partial trench 44B are formed. The partial trench 44A is for complete isolation, and the partial trench 44B is for partial isolation. At this time, the partial trenches 44A and 44B are formed so that a part of the lower layer of the SOI layer 3 remains.

次に、図25に示すように、部分トレンチ44B内全体を充填し、部分トレンチ44Aの側壁を覆うように、レジスト49をパターニングする。したがって、部分トレンチ44Aの底面中心部が確実に露出している。   Next, as shown in FIG. 25, the resist 49 is patterned so as to fill the entire inside of the partial trench 44B and cover the side wall of the partial trench 44A. Therefore, the central portion of the bottom surface of the partial trench 44A is reliably exposed.

その後、図26に示すように、レジスト49をマスクとして、SOI層3に対するシリコンエッチングを行うことにより、部分トレンチ44Aの底面の中心部下のSOI層3を含む、レジスト49が上部に形成されていないのSOI層3が除去され、埋め込み酸化膜2の表面が露出する。   Thereafter, as shown in FIG. 26, by performing silicon etching on the SOI layer 3 using the resist 49 as a mask, the resist 49 including the SOI layer 3 below the center of the bottom surface of the partial trench 44A is not formed on the upper portion. The SOI layer 3 is removed, and the surface of the buried oxide film 2 is exposed.

次に、図27に示すように、酸化膜を堆積し、通常のトレンチ分離と同様の手法でCMP処理により窒化膜42の途中まで研磨し、その後、窒化膜42、酸化膜41の除去を行うことにより、部分酸化膜31(及びその下のSOI層3)と酸化膜33(及びその下のSOI層3)とが選択的に形成された構造を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 27, an oxide film is deposited and polished to the middle of the nitride film 42 by a CMP process in the same manner as in normal trench isolation, and then the nitride film 42 and the oxide film 41 are removed. Thus, it is possible to obtain a structure in which the partial oxide film 31 (and the underlying SOI layer 3) and the oxide film 33 (and the underlying SOI layer 3) are selectively formed.

<製造方法(その5)(第3の態様)>
図58〜図62は実施の形態2の第3の態様の製造方法における素子分離工程を示す断面図である。
<Production Method (Part 5) (Third Aspect)>
58 to 62 are sectional views showing an element isolation step in the manufacturing method of the third aspect of the second embodiment.

まず、図58に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI基板を出発材料とする。   First, as shown in FIG. 58, an SOI substrate including a silicon substrate 1, a buried oxide film 2, and an SOI layer 3 is used as a starting material.

そして、図59に示すように、SOI基板上に、酸化膜41と窒化膜42を順次堆積した後、パターニングしたレジスト213をマスクとして分離領域のパターニング処理を行い、埋め込み酸化膜2の表面が露出するように窒化膜42、酸化膜41及びSOI層3をエッチングにより貫通して複数のトレンチ214を形成する。   Then, as shown in FIG. 59, after an oxide film 41 and a nitride film 42 are sequentially deposited on the SOI substrate, a patterning process of the isolation region is performed using the patterned resist 213 as a mask, and the surface of the buried oxide film 2 is exposed. Thus, a plurality of trenches 214 are formed through the nitride film 42, the oxide film 41, and the SOI layer 3 by etching.

次に、図60に示すように、残存した窒化膜42上に選択的にレジスト215を形成する。この際、複数のトレンチ214それぞれを含みトレンチ214の形成幅より広い領域が開口部となるようにレジスト215を形成する。   Next, as shown in FIG. 60, a resist 215 is selectively formed on the remaining nitride film 42. At this time, the resist 215 is formed so that an area including each of the plurality of trenches 214 and wider than the formation width of the trenches 214 becomes an opening.

そして、図61に示すように、レジスト215をマスクとして窒化膜42及び酸化膜41とSOI層3の一部とをエッチングすることにより、下層にSOI層3が残存した部分トレンチ216と、中心部の下層がSOI層3を貫通した貫通部とそれ以外の下層にSOI層3が残存した非貫通部とからなる複合トレンチ217とを同時に形成する。   Then, as shown in FIG. 61, by etching the nitride film 42 and the oxide film 41 and a part of the SOI layer 3 using the resist 215 as a mask, a partial trench 216 in which the SOI layer 3 remains in the lower layer, and a central portion A composite trench 217 including a through portion in which the lower layer penetrates the SOI layer 3 and a non-penetrated portion in which the SOI layer 3 remains in the other lower layer is simultaneously formed.

その後、図62に示すように、HDP(高密度プラズマ)CVD方等によって酸化膜を堆積し、通常のトレンチ分離と同様の手法でCMP処理により窒化膜42の途中まで研磨し、その後、窒化膜42、酸化膜41の除去を行うことにより、部分酸化膜31(及びその下のSOI層3)と酸化膜33(及びその一部下のSOI層3)とが選択的に形成された構造を得ることができる。   Thereafter, as shown in FIG. 62, an oxide film is deposited by HDP (High Density Plasma) CVD or the like, polished to the middle of the nitride film 42 by a CMP process in the same manner as normal trench isolation, and then nitride film 42. By removing the oxide film 41, a structure in which the partial oxide film 31 (and the SOI layer 3 thereunder) and the oxide film 33 (and the SOI layer 3 below a part thereof) are selectively formed is obtained. be able to.

<製造方法(その6)(第3の態様)>
製造方法の極端な例として、部分分離により素子分離されたトランジスタのゲート電極形成後、あるいはコンタクトや配線工程などの後工程の実施段階で、部分分離領域をSOI層3を貫通するようにエッチング除去し、その後酸化膜を埋め込んで完全分離領域に変更することも可能である。
<Production Method (Part 6) (Third Aspect)>
As an extreme example of the manufacturing method, the partial isolation region is etched away so as to penetrate through the SOI layer 3 after the formation of the gate electrode of the transistor separated by partial isolation, or in the subsequent stage of the contact or wiring process. After that, it is also possible to change to a complete separation region by embedding an oxide film.

<その他>
上記実施の形態2の製造方法は、トレンチ分離法としてSiN/SiO2の積層をSOI層上に形成して、素子分離用の酸化膜の埋め込みを行ったが、他の方法、SiN/SiO2の積層に代えて、例えばSiN/poly−Si/SiO2による積層を用いて埋め込み後酸化を行い、トレンチの角丸めを行うなど、より多様な方法を行っても同様な効果を示すことは言うまでもない。
<Others>
In the manufacturing method of the second embodiment, as a trench isolation method, a stack of SiN / SiO 2 is formed on the SOI layer and an oxide film for element isolation is embedded. However, other methods, SiN / SiO 2 are used. It goes without saying that the same effect can be obtained by using various methods such as, for example, by performing post-embedding oxidation by using a stack of SiN / poly-Si / SiO 2 and rounding the corners of the trench. Yes.

<<実施の形態3>>
<第1の態様>
図28はこの発明の実施の形態3であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。
<< Embodiment 3 >>
<First aspect>
FIG. 28 is a cross sectional view showing the structure of the first mode of the SOI structure semiconductor device according to the third embodiment of the present invention.

図28に示すように、集積性が要求される(部分酸化膜31は下層にウェル領域を形成する関係で完全酸化膜32より集積度が若干劣る)が基板浮遊効果の影響の少ない回路(第1の回路)の形成領域を完全酸化膜32を用いた完全分離構造にし、基板浮遊効果の影響が問題となる回路(第2の回路)の形成領域には部分酸化膜31及びその下層のウェル領域11(12)を用いた部分分離構造にし、第1,第2の回路の形成領域間の分離は完全酸化膜32を用いた完全分離構造にしている。   As shown in FIG. 28, integration is required (the partial oxide film 31 is slightly inferior to the complete oxide film 32 due to the formation of the well region in the lower layer), but the circuit (first step) is less affected by the substrate floating effect. 1) is formed in a completely isolated structure using the complete oxide film 32, and the partial oxide film 31 and its lower well are formed in the formation area of the circuit (second circuit) in which the influence of the substrate floating effect is a problem. A partial isolation structure using the region 11 (12) is used, and a separation between the formation regions of the first and second circuits is a complete isolation structure using the complete oxide film 32.

また、それ以外に第1の回路例として、稠密構造が要求されるSRAM,DRAM等のメモリセル部分の回路、第2の回路例としてメモリセル部分以外の回路がある。   In addition, as a first circuit example, there is a circuit of a memory cell portion such as SRAM or DRAM that requires a dense structure, and as a second circuit example, there is a circuit other than the memory cell portion.

図28に示すように、第1の回路例としては、内部回路及びデジタル回路等があり、第2の回路回路の例としては、I/Oバッファー回路、アナログ回路(PLL回路、センスアンプ回路)等がある。さらに、第2の回路例として、タイミング回路、ダイナミック回路等がある。   As shown in FIG. 28, examples of the first circuit include an internal circuit and a digital circuit. Examples of the second circuit circuit include an I / O buffer circuit, an analog circuit (PLL circuit, sense amplifier circuit). Etc. Further, as a second circuit example, there are a timing circuit, a dynamic circuit, and the like.

このように、実施の形態3の第1の態様は、設けられる回路の基板浮遊効果の影響度を考慮して、部分酸化膜31による部分分離と完全酸化膜32とによる完全分離とを使い分けることにより、基板浮遊効果の抑制と集積度の向上をバランス良く行った素子分離構造を得ることができる。   As described above, in the first mode of the third embodiment, the partial separation by the partial oxide film 31 and the complete separation by the complete oxide film 32 are properly used in consideration of the influence of the substrate floating effect of the provided circuit. Thus, an element isolation structure in which the substrate floating effect is suppressed and the degree of integration is well balanced can be obtained.

なお、図28の構造は、実施の形態2の製造方法のその1〜その4等を用いて、部分酸化膜31及び完全酸化膜32(酸化膜33)を選択的に形成して素子分離を行って第1の回路及び第2の回路を形成することにより得ることができる。   In the structure of FIG. 28, the partial oxide film 31 and the complete oxide film 32 (oxide film 33) are selectively formed by using the first to fourth methods of the manufacturing method of the second embodiment, thereby isolating elements. And can be obtained by forming a first circuit and a second circuit.

<第2の態様>
図29はこの発明の実施の形態3であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、完全分離を行う第1の回路形成用の部分SOI層3Bの膜厚を、部分分離を行う第2の回路形成用の部分SOI層3Aの膜厚よりも薄くしている。したがって、部分SOI層3Bに形成される完全酸化膜34,ドレイン領域5t,ソース領域6t及びチャネル形成領域7tの膜厚も薄くなる。
<Second aspect>
FIG. 29 is a cross sectional view showing the structure of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the third embodiment of the present invention. As shown in the figure, the thickness of the first circuit formation partial SOI layer 3B for complete isolation is made thinner than the thickness of the second circuit formation partial SOI layer 3A for partial isolation. Yes. Therefore, the film thickness of the complete oxide film 34, the drain region 5t, the source region 6t, and the channel formation region 7t formed in the partial SOI layer 3B is also reduced.

第2の態様では、第1の回路形成用の部分SOI層3Bの膜厚を第2の回路形成用の部分SOI層3Aの膜厚よりも薄く形成したため、同じトレンチエッチング条件を用いても、部分SOI層3Aには部分トレンチを部分SOI層3Bには完全トレンチを形成し分けることができる。したがって、製造方法その1の図10で示した工程が省略できる等の製造方法の簡略化を図って、完全分離及び部分分離をそれぞれ部分SOI層3B及び部分SOI層3A上で行うことができる。   In the second aspect, since the film thickness of the first partial SOI layer 3B for forming a circuit is formed smaller than the film thickness of the second partial SOI layer 3A for forming a circuit, even if the same trench etching conditions are used, A partial trench can be formed in the partial SOI layer 3A and a complete trench can be formed in the partial SOI layer 3B. Therefore, the manufacturing method can be simplified such that the step shown in FIG. 10 of the manufacturing method 1 can be omitted, and complete separation and partial separation can be performed on the partial SOI layer 3B and the partial SOI layer 3A, respectively.

また、完全分離、部分分離に関係なく、基板電位固定が要求される第2の回路である、I/Oバッファ回路、アナログ回路(PLL、センスアンプ)、タイミング回路、ダイナミック回路などを形成するSOI層の膜厚は厚くすることが好ましく、その点からも第2の態様は理にかなっており、特に保護回路では膜厚により温度上昇を抑制でき効果的である。   In addition, an SOI that forms a second circuit requiring a fixed substrate potential regardless of complete separation or partial separation, such as an I / O buffer circuit, an analog circuit (PLL, sense amplifier), a timing circuit, a dynamic circuit, and the like. It is preferable to increase the thickness of the layer, and the second aspect makes sense from this point of view as well. In particular, in the protection circuit, the temperature rise can be suppressed by the film thickness, which is effective.

<第3の態様>
また、実施の形態3の第3の態様として、ノイズ発生源となるI/O回路やRF回路と他の回路との分離は少なくとも完全酸化膜32を用いた完全分離を行い、他の部分の分離は部分酸化膜31を用いた分離を行うことにより、内部回路やノイズに弱いアナログ回路へのノイズの影響を減らしながら、基板浮遊効果の影響を最小限に抑えたSOI構造の半導体装置を得ることができる。
<Third Aspect>
Further, as a third aspect of the third embodiment, the I / O circuit or RF circuit serving as a noise generation source is separated from other circuits by at least complete separation using the complete oxide film 32. Isolation is performed using the partial oxide film 31 to obtain an SOI structure semiconductor device in which the influence of the substrate floating effect is minimized while reducing the influence of the noise on the internal circuit and the analog circuit which is vulnerable to the noise. be able to.

<<実施の形態4>>
図30及び図31はこの発明の実施の形態4のSOI構造の半導体装置の構造を示す断面図である。なお、図30及び図31はそれぞれ実施の形態1の図3のA−A断面及びB−B断面に相当する。
<< Embodiment 4 >>
30 and 31 are cross-sectional views showing the structure of an SOI structure semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention. 30 and 31 correspond to the AA cross section and the BB cross section of FIG. 3 of the first embodiment, respectively.

同図に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI構造の半導体装置におけるSOI層3の各トランジスタ形成領域は下層部にウェル領域が形成される部分酸化膜71によって分離される。そして、NMOSトランジスタ間を分離する部分酸化膜71の下層にp型のポリシリコン領域61が形成され、PMOSトランジスタ間を分離する部分酸化膜71の下層にn型のポリシリコン領域62が形成され、NMOSトランジスタ,PMOSトランジスタ間を分離する部分酸化膜71の下層にp型のポリシリコン領域61(NMOSトランジスタ側)及びn型のポリシリコン領域62(PMOSトランジスタ側)が隣接して形成される。   As shown in the figure, each transistor formation region of the SOI layer 3 in the SOI structure semiconductor device including the silicon substrate 1, the buried oxide film 2 and the SOI layer 3 is formed by a partial oxide film 71 in which a well region is formed in a lower layer portion. To be separated. A p-type polysilicon region 61 is formed below the partial oxide film 71 that separates the NMOS transistors, and an n-type polysilicon region 62 is formed below the partial oxide film 71 that separates the PMOS transistors. A p-type polysilicon region 61 (NMOS transistor side) and an n-type polysilicon region 62 (PMOS transistor side) are formed adjacent to each other under the partial oxide film 71 that separates the NMOS transistor and the PMOS transistor.

また、図31に示すように、SOI層3中のポリシリコン領域61の間にボディー領域10が形成され、ボディー領域10は隣接するポリシリコン領域61に接している。そして、層間絶縁膜4上に形成された配線層25は、層間絶縁膜4中に設けられたボディーコンタクト23を介してボディー領域10と電気的に接続される。   As shown in FIG. 31, body region 10 is formed between polysilicon regions 61 in SOI layer 3, and body region 10 is in contact with adjacent polysilicon region 61. The wiring layer 25 formed on the interlayer insulating film 4 is electrically connected to the body region 10 via the body contact 23 provided in the interlayer insulating film 4.

このように、実施の形態4の半導体装置は部分酸化膜71下に形成されるポリシリコン領域61,62をウェル領域として利用し、ボディー領域10を介してその電位が固定される。したがって、チャネル形成領域7の電位が安定し基板浮遊効果を低減させることができる。   As described above, the semiconductor device of the fourth embodiment uses the polysilicon regions 61 and 62 formed under the partial oxide film 71 as well regions, and the potential is fixed via the body region 10. Therefore, the potential of the channel formation region 7 is stabilized, and the substrate floating effect can be reduced.

なお、図32に示すように、NMOSトランジスタおよびPMOSトランジスタそれぞれの内部のトランジスタ分離を部分酸化膜71とその下層のポリシリコン領域61(62)によって行い、一方、PMOSトランジスタ,NMOSトランジスタ間の分離を完全酸化膜32よって行っても良い。このような構成にすることにより、図30及び図31の構造に比べて、PMOS、NMOS間の分離幅を小さくできたり、ラッチアップを防いだりすることができる。   As shown in FIG. 32, the transistor isolation inside the NMOS transistor and the PMOS transistor is performed by the partial oxide film 71 and the polysilicon region 61 (62) below it, while the separation between the PMOS transistor and the NMOS transistor is performed. Alternatively, the complete oxide film 32 may be used. With such a configuration, the separation width between the PMOS and NMOS can be reduced and latch-up can be prevented as compared with the structures of FIGS.

<製造方法>
図33〜図37は実施の形態4の半導体装置の製造方法における素子分離工程を示す断面図である。
<Manufacturing method>
33 to 37 are cross-sectional views showing element isolation steps in the method of manufacturing a semiconductor device of the fourth embodiment.

まず、図33に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI基板を出発材料とし、SOI基板上に酸化膜41と窒化膜42を順次堆積した後、パターニングしたレジスト43をマスクとして分離領域をパターニングし、窒化膜42、酸化膜41、SOI層の3多層膜を貫通させてトレンチ53を形成する。   First, as shown in FIG. 33, an SOI substrate including a silicon substrate 1, a buried oxide film 2 and an SOI layer 3 is used as a starting material, and an oxide film 41 and a nitride film 42 are sequentially deposited on the SOI substrate, and then a patterned resist is formed. The isolation region is patterned using 43 as a mask, and a trench 53 is formed through the three multilayer films of the nitride film 42, the oxide film 41, and the SOI layer.

そして、図34に示すように、全面にポリシリコン層65を膜厚制御性良く堆積した後、図35に示すように、複数のトレンチ53のうち、一部を覆うようにレジスト66を形成して、レジスト66で覆われなかったトレンチ53内のポリシリコン層65をエッチングして除去することにより、完全トレンチ48を形成する。   34, after depositing a polysilicon layer 65 on the entire surface with good film thickness controllability, a resist 66 is formed so as to cover a part of the plurality of trenches 53 as shown in FIG. Then, the polysilicon layer 65 in the trench 53 not covered with the resist 66 is removed by etching, thereby forming a complete trench 48.

次に、図36に示すように、全面にトレンチ埋め込み用の酸化膜を堆積し、通常のトレンチ分離と同様の手法でCMP処理により窒化膜42の途中まで研磨し、その後、窒化膜42、酸化膜41の除去を行うことにより、ポリシリコン領域67及びその内部に残存する酸化膜68と完全酸化膜32とが選択的に形成された構造を得ることができる。   Next, as shown in FIG. 36, an oxide film for filling the trench is deposited on the entire surface, and polished to the middle of the nitride film 42 by CMP processing in the same manner as in normal trench isolation. By removing the film 41, it is possible to obtain a structure in which the polysilicon region 67 and the oxide film 68 and the complete oxide film 32 remaining therein are selectively formed.

そして、図37に示すように、ポリシリコン領域67を酸化させることにより、酸化膜68とポリシリコン領域67が酸化された領域とからなる部分酸化膜71と、酸化されずに残存したポリシリコン領域61(62)とによる部分分離構造が完成する。   Then, as shown in FIG. 37, by oxidizing the polysilicon region 67, a partial oxide film 71 composed of an oxide film 68 and a region where the polysilicon region 67 is oxidized, and a polysilicon region remaining without being oxidized. A partial separation structure with 61 (62) is completed.

ポリシリコン領域67の酸化度合いの方がSOI層3上に形成される酸化膜70より高いため、SOI層3の表面とポリシリコン領域61(62)の最上部との間に十分に段差が生じ、ゲート酸化膜形成時に酸化膜不良によりゲート電極9とポリシリコン領域61とがショートすることを防ぐことができる。   Since the degree of oxidation of the polysilicon region 67 is higher than that of the oxide film 70 formed on the SOI layer 3, a sufficient step is generated between the surface of the SOI layer 3 and the uppermost portion of the polysilicon region 61 (62). It is possible to prevent the gate electrode 9 and the polysilicon region 61 from being short-circuited due to an oxide film defect when forming the gate oxide film.

以下、既存の方法で、NMOSトランジスタ形成領域にNMOSトランジスタを形成し、PMOSトランジスタ形成領域にPMOSトランジスタを形成することにより、図32で示したSOI構造を得ることができる。   Hereinafter, an SOI structure shown in FIG. 32 can be obtained by forming an NMOS transistor in the NMOS transistor formation region and forming a PMOS transistor in the PMOS transistor formation region by an existing method.

<<実施の形態5>>
<第1の態様>
図38はこの発明の実施の形態5のSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI構造の半導体装置におけるSOI層3の各トランジスタ形成領域は下層部にウェル領域が形成される低誘電率膜(埋め込み酸化膜2等の一般的な絶縁膜より誘電率が低い絶縁膜)75によって分離される。そして、図1で示した実施の形態1のように、NMOSトランジスタ間を分離する低誘電率膜75の下層にp型のウェル領域11が形成され、PMOSトランジスタ間を分離する低誘電率膜75の下層にn型のウェル領域12が形成され、NMOSトランジスタ,PMOSトランジスタ間を分離する低誘電率膜75の下層にp型のウェル領域及びn型のウェル領域(図38では共に図示せず)が形成される。上記したウェル領域は実施の形態1と同様、電気的に接続関係にあるボディー領域を介して電位固定が可能である。
<< Embodiment 5 >>
<First aspect>
FIG. 38 is a cross sectional view showing the structure of the first aspect of the SOI structure semiconductor device according to the fifth embodiment of the present invention. As shown in the drawing, each transistor formation region of the SOI layer 3 in the SOI structure semiconductor device including the silicon substrate 1, the buried oxide film 2 and the SOI layer 3 is a low dielectric constant film (where a well region is formed in the lower layer). Insulating film 75 having a dielectric constant lower than that of a general insulating film such as buried oxide film 2). Then, as in the first embodiment shown in FIG. 1, the p-type well region 11 is formed under the low dielectric constant film 75 that separates the NMOS transistors, and the low dielectric constant film 75 that separates the PMOS transistors. An n-type well region 12 is formed in the lower layer, and a p-type well region and an n-type well region (not shown in FIG. 38) are formed under the low dielectric constant film 75 separating the NMOS transistor and the PMOS transistor. Is formed. The well region described above can be fixed in potential via a body region that is electrically connected, as in the first embodiment.

SOI構造の場合、SOI層3の膜厚が50nm程度に薄くなる場合がある。このとき、素子分離用酸化膜(図1の部分酸化膜31)下に形成されるウェル領域が空乏化あるいは反転し、本来素子分離すべきトランジスタ間にリーク電流が流れる恐れがある。   In the case of the SOI structure, the thickness of the SOI layer 3 may be as thin as about 50 nm. At this time, the well region formed under the element isolation oxide film (partial oxide film 31 in FIG. 1) may be depleted or inverted, and a leakage current may flow between the transistors that should originally be isolated.

しかしながら、実施の形態4の第1の態様では、素子分離用に低誘電率膜75を用いているため、膜厚が薄くともその容量を十分低く抑えることができ、上記したリーク電流発生を確実に回避することができる。   However, in the first aspect of the fourth embodiment, since the low dielectric constant film 75 is used for element isolation, the capacitance can be kept sufficiently low even if the film thickness is thin, and the above-described leakage current generation is ensured. Can be avoided.

なお、低誘電率膜75としては、埋め込み酸化膜2等に用いられるシリコン酸化膜(比誘電率が3.9〜4程度)にフッ素を混入されたり、有機膜を用いることにより、比誘電率が3程度のものを用いている。   As the low dielectric constant film 75, relative dielectric constant can be obtained by mixing fluorine in a silicon oxide film (relative dielectric constant of about 3.9 to 4) used for the buried oxide film 2 or the like or using an organic film. Is about 3.

<第2の態様>
図39は実施の形態5の第2の態様を示す断面図である。同図に示すように、図38の低誘電率膜75に代えて、低誘電率膜76と低誘電率膜76の底面及び側面に形成されるシリコン酸化膜78とにより素子分離を行っている。なお、他の構成は図38で示した第1の態様と同様である。
<Second aspect>
FIG. 39 is a cross-sectional view showing a second mode of the fifth embodiment. As shown in the figure, element isolation is performed by a low dielectric constant film 76 and a silicon oxide film 78 formed on the bottom and side surfaces of the low dielectric constant film 76 instead of the low dielectric constant film 75 of FIG. . Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIG.

このように、低誘電率膜76の底面及び側面にシリコン酸化膜78を形成するのは、シリコン(ドレイン領域5、ソース領域6、ウェル領域11,12等)との界面に生じる欠陥や界面電荷の発生を確実に抑制するためである。なお、シリコン酸化膜78は熱酸化法やCVD法を用いて形成される。   As described above, the silicon oxide film 78 is formed on the bottom and side surfaces of the low dielectric constant film 76 because defects and interface charges generated at the interface with silicon (drain region 5, source region 6, well regions 11, 12, etc.) are formed. This is to reliably suppress the occurrence of the above. The silicon oxide film 78 is formed using a thermal oxidation method or a CVD method.

<第3の態様>
図40は実施の形態5の第3の態様を示す断面図である。同図に示すように、図38の低誘電率膜75に代えて、低誘電率膜77と低誘電率膜77の側面に形成されるシリコン酸化膜79とにより素子分離を行っている。なお、他の構成は図38で示した第1の態様と同様である。
<Third Aspect>
FIG. 40 is a cross-sectional view showing a third mode of the fifth embodiment. As shown in the figure, element isolation is performed by a low dielectric constant film 77 and a silicon oxide film 79 formed on the side surface of the low dielectric constant film 77 instead of the low dielectric constant film 75 of FIG. Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIG.

このように、低誘電率膜77の側面にシリコン酸化膜79を形成するのは、チャネル形成領域7が存在する側面方向のシリコン(ドレイン領域5、ソース領域6)との界面に生じる欠陥や界面電荷の発生を確実に抑制することを主眼としたためである。   As described above, the silicon oxide film 79 is formed on the side surface of the low dielectric constant film 77 because defects or interfaces generated at the interface with the silicon (drain region 5 and source region 6) in the side surface direction where the channel forming region 7 exists. This is because the main purpose is to reliably suppress the generation of electric charges.

<<実施の形態6>>
<第1の態様>
図41はこの発明の実施の形態6であるSOI構造の半導体装置における第1の態様の構造を示す断面図である。
<< Embodiment 6 >>
<First aspect>
FIG. 41 is a cross sectional view showing the structure of the first mode in the SOI structure semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

同図に示すように、各素子間は層間絶縁膜4(説明の都合上、完全酸化膜32相当する部分も層間絶縁膜4で示す)によって完全分離し、ボディー領域となる接続領域80を埋め込み酸化膜2の上層部に形成し、その一部がSOI層3(図41ではドレイン領域5,チャネル形成領域7)の端部裏面と接することにより、電気的接続関係を保っている。なお、接続領域80の導電型はチャネル形成領域7と同じである。また、図1及び図2と同様の部分については同一の参照符号を付しその説明を適宜省略する。   As shown in the figure, the elements are completely separated by an interlayer insulating film 4 (for convenience of explanation, a portion corresponding to the complete oxide film 32 is also shown by the interlayer insulating film 4), and a connection region 80 serving as a body region is buried. It is formed in the upper layer portion of the oxide film 2 and a part thereof is in contact with the back surface of the end portion of the SOI layer 3 (drain region 5 and channel forming region 7 in FIG. 41), thereby maintaining an electrical connection relationship. Note that the conductivity type of the connection region 80 is the same as that of the channel formation region 7. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and the description thereof is omitted as appropriate.

このように、第1の態様の半導体装置はボディー領域となる接続領域80をSOI層3ではなく、埋め込み酸化膜2の上層部に設けたため、ゲート電極9との間に少なくともSOI層3の膜厚以上の高低差を設けることができる。その結果、製造時にゲート電極9と接続領域80とが短絡するという不具合を確実に回避することができる。   As described above, since the connection region 80 serving as the body region is provided not in the SOI layer 3 but in the upper layer portion of the buried oxide film 2 in the semiconductor device of the first aspect, at least the film of the SOI layer 3 between the gate electrode 9 is provided. A height difference greater than the thickness can be provided. As a result, it is possible to reliably avoid the problem that the gate electrode 9 and the connection region 80 are short-circuited during manufacturing.

<第2の態様>
図42はこの発明の実施の形態6であるSOI構造の半導体装置における第2の態様の構造を示す断面図である。
<Second aspect>
FIG. 42 is a cross sectional view showing the structure of the second mode in the SOI structure semiconductor device according to the sixth embodiment of the present invention.

同図に示すように、ドレイン領域5s及びソース領域6sはSOI層3の上層部に浅く形成される。なお、他の構成は図41で示した第1の態様と同様である。   As shown in the figure, the drain region 5 s and the source region 6 s are shallowly formed in the upper layer portion of the SOI layer 3. Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIG.

このように、第2の態様の半導体装置はドレイン領域5s及びソース領域6sをSOI層3上層部に浅く形成したため、ドレイン領域5sあるいはソース領域6と接続領域80とが接触関係を持ちリーク電流を引き起こすことを確実に回避することができる。   As described above, since the drain region 5s and the source region 6s are shallowly formed in the upper layer portion of the SOI layer 3 in the semiconductor device of the second aspect, the drain region 5s or the source region 6 and the connection region 80 have a contact relationship, and leak current is generated. It can be avoided reliably.

<製造方法(概念)>
図43〜図45は接続領域80となるポリシリコン領域を形成する工程を概念的に示す断面図である。
<Manufacturing method (concept)>
43 to 45 are sectional views conceptually showing the process of forming a polysilicon region to be the connection region 80.

まず、図43に示すように、シリコン基板1、埋め込み酸化膜2及びSOI層3からなるSOI構造から、SOI層3を表面から選択的に除去することにより、トレンチ分離が施された素子形成領域を形成する。   First, as shown in FIG. 43, the element formation region in which the trench isolation is performed by selectively removing the SOI layer 3 from the surface from the SOI structure including the silicon substrate 1, the buried oxide film 2, and the SOI layer 3. Form.

そして、図44に示すように、SOI層3をマスクとして埋め込み酸化膜2に対するウェットエッチングを施し、SOI層3の端部下面の埋め込み酸化膜2が除去しながら、SOI層3が上部に存在しない埋め込み酸化膜2の上層部を除去した穴部94を形成する。   Then, as shown in FIG. 44, wet etching is performed on the buried oxide film 2 using the SOI layer 3 as a mask, and the buried oxide film 2 on the lower surface of the end of the SOI layer 3 is removed, but the SOI layer 3 does not exist on the upper part. A hole 94 is formed by removing the upper layer portion of the buried oxide film 2.

そして、図45に示すように、穴部94にポリシリコンを埋め込むことにより、接続領域80用のポリシリコン領域81を形成する。   Then, as shown in FIG. 45, a polysilicon region 81 for the connection region 80 is formed by embedding polysilicon in the hole 94.

<製造方法(その1)>
図46〜図48は接続領域80となるポリシリコン領域を形成するその1の工程をより具体的に示す断面図である。
<Manufacturing method (1)>
46 to 48 are sectional views showing more specifically the first step of forming the polysilicon region to be the connection region 80.

まず、図46に示すように、SOI基板のSOI層3上にシリコン酸化膜91及びシリコン窒化膜92を堆積し、SOI層3、シリコン酸化膜91及びシリコン窒化膜92をパターニングしてトレンチ分離を行った後、パターニング後のSOI層3、シリコン酸化膜91及びシリコン窒化膜92の側面に側壁シリコン窒化膜93を形成する。   First, as shown in FIG. 46, a silicon oxide film 91 and a silicon nitride film 92 are deposited on the SOI layer 3 of the SOI substrate, and the SOI layer 3, the silicon oxide film 91 and the silicon nitride film 92 are patterned to perform trench isolation. After the process, a sidewall silicon nitride film 93 is formed on the side surfaces of the patterned SOI layer 3, silicon oxide film 91, and silicon nitride film 92.

そして、図47に示すように、シリコン窒化膜92及び側壁シリコン窒化膜93をマスクとして、埋め込み酸化膜2に対するウェットエッチングを行い、SOI層3の端部裏面の埋め込み酸化膜2を除去しながら、SOI層3が上部に存在せずに露出した埋め込み酸化膜2の上層部を除去することにより、穴部94を形成する。   Then, as shown in FIG. 47, wet etching is performed on the buried oxide film 2 using the silicon nitride film 92 and the sidewall silicon nitride film 93 as a mask, and the buried oxide film 2 on the back surface of the end portion of the SOI layer 3 is removed. By removing the upper layer portion of the buried oxide film 2 exposed without the SOI layer 3 existing on the upper portion, the hole portion 94 is formed.

その後、図48に示すように、全面にポリシリコン層を堆積した後、ポリシリコン層をドライエッチングによりエッチバックすることにより、穴部94にポリシリコンを埋め込んで接続領域80用のポリシリコン領域81を形成する。   Thereafter, as shown in FIG. 48, after a polysilicon layer is deposited on the entire surface, the polysilicon layer is etched back by dry etching, so that the polysilicon is embedded in the hole 94 and the polysilicon region 81 for the connection region 80 is formed. Form.

以下、図11で示した工程のように、トレンチに酸化膜を埋め込む等の方法により複数の素子形成領域を絶縁分離し、接続領域80を外部から電位固定可能にし、さらに、複数の素子形成領域それぞれに所定の素子を形成することにより、図41あるいは図42で示した構造が完成する。   Hereinafter, as in the process shown in FIG. 11, a plurality of element formation regions are insulated and isolated by a method such as embedding an oxide film in the trench, the potential of the connection region 80 can be fixed from the outside, and the plurality of element formation regions By forming a predetermined element for each, the structure shown in FIG. 41 or 42 is completed.

<製造方法(その2)>
図49〜図51は接続領域80となるポリシリコン領域を形成するその2の工程を具体的に示す断面図である。
<Manufacturing method (2)>
49 to 51 are sectional views specifically showing the second step of forming the polysilicon region to be the connection region 80.

まず、既に取り上げた図46に示すように、SOI層3、シリコン酸化膜91及びシリコン窒化膜92をパターニングしてトレンチ分離を行った後、パターニング後のSOI層3、シリコン酸化膜91及びシリコン窒化膜92の側面に側壁シリコン窒化膜93を形成する。   First, as shown in FIG. 46, the SOI layer 3, the silicon oxide film 91, and the silicon nitride film 92 are patterned to perform trench isolation, and then the patterned SOI layer 3, silicon oxide film 91, and silicon nitride are patterned. A sidewall silicon nitride film 93 is formed on the side surface of the film 92.

そして、図49に示すように、シリコン窒化膜92及び側壁シリコン窒化膜93をマスクとして、埋め込み酸化膜2に対するウェットエッチングを行い、SOI層3の端部裏面の埋め込み酸化膜2を除去しながら、SOI層3が上部に存在しない埋め込み酸化膜2の上層部を除去することにより、穴部94を形成する。   Then, as shown in FIG. 49, wet etching is performed on the buried oxide film 2 using the silicon nitride film 92 and the sidewall silicon nitride film 93 as a mask, and the buried oxide film 2 on the back surface of the end portion of the SOI layer 3 is removed. By removing the upper layer portion of the buried oxide film 2 where the SOI layer 3 does not exist above, the hole portion 94 is formed.

次に、図50に示すように、SOI層3の露出した裏面からのエピタキシャル成長により側壁シリコン窒化膜93下にエピタキシャル成長層82を形成する。   Next, as shown in FIG. 50, an epitaxial growth layer 82 is formed under the sidewall silicon nitride film 93 by epitaxial growth from the exposed back surface of the SOI layer 3.

その後、図51に示すように、全面にポリシリコン層を堆積した後、ポリシリコン層をエッチバックすることにより、穴部94にポリシリコンを埋め込んで接続領域80用のポリシリコン領域83を形成する。その結果、エピタキシャル成長層82とポリシリコン領域83とからなる接続領域80を形成することができる。   Thereafter, as shown in FIG. 51, after a polysilicon layer is deposited on the entire surface, the polysilicon layer is etched back, thereby filling the hole 94 with polysilicon to form a polysilicon region 83 for the connection region 80. . As a result, a connection region 80 composed of the epitaxial growth layer 82 and the polysilicon region 83 can be formed.

以下、トレンチに酸化膜を埋め込む等の方法により複数の素子形成領域を絶縁分離し、接続領域80を外部から電位固定可能にし、さらに、複数の素子形成領域それぞれに所定の素子を形成することにより、図41あるいは図42で示した構造が完成する。   Thereafter, by isolating and isolating a plurality of element formation regions by a method such as embedding an oxide film in a trench, the connection region 80 can be externally fixed, and a predetermined element is formed in each of the plurality of element formation regions. The structure shown in FIG. 41 or 42 is completed.

第2の態様の構造は、エピタキシャル成長層82を介している分、ドレイン領域5あるいはソース領域6とチャネル形成領域7とによるPN接合部分とポリシリコン領域83との距離を十分とることができ、良好な電気的特性を得ることができる。   The structure of the second aspect is sufficient because the distance between the PN junction portion of the drain region 5 or the source region 6 and the channel formation region 7 and the polysilicon region 83 can be sufficiently increased because of the presence of the epitaxial growth layer 82. Electrical characteristics can be obtained.

<第3の態様>
図52は実施の形態6の第3の態様を示す断面図である。同図の構造は図41で示した構造(接続領域80,ボディーコンタクト23、ゲートコンタクト24及び配線層22,25を除く)から、シリコン基板1及び埋め込み酸化膜2を研摩により除去した後、表裏面を反対にした後、新たな裏面にシリコン基板90を張り合わせ、接続領域86を表面に形成した構造である。したがって、シリコン基板90、層間絶縁膜4及び素子形成領域(ドレイン領域5、ソース領域6、チャネル形成領域7等)からなるSOI構造となる。
<Third Aspect>
FIG. 52 is a cross-sectional view showing a third mode of the sixth embodiment. The structure shown in FIG. 41 is obtained by removing the silicon substrate 1 and the buried oxide film 2 by polishing from the structure shown in FIG. 41 (excluding the connection region 80, the body contact 23, the gate contact 24, and the wiring layers 22 and 25). After the reverse side is reversed, the silicon substrate 90 is bonded to the new back side, and the connection region 86 is formed on the front side. Therefore, an SOI structure including the silicon substrate 90, the interlayer insulating film 4, and the element formation regions (drain region 5, source region 6, channel formation region 7 and the like) is obtained.

第3の態様は結果的に接続領域86を表面に形成することになるため、製造工程が容易になる。   As a result, since the connection region 86 is formed on the surface in the third aspect, the manufacturing process becomes easy.

<第4の態様>
図53は実施の形態6の第4の態様を示す断面図である。同図に示すように、埋め込み酸化膜2を貫通して接続領域87を形成している。他の構成は図41で示した第1の態様と同様である。
<Fourth aspect>
FIG. 53 is a cross-sectional view showing a fourth aspect of the sixth embodiment. As shown in the figure, a connection region 87 is formed through the buried oxide film 2. Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIG.

このように、第4の態様は、埋め込み酸化膜2を貫通して接続領域87を形成したため、支持基板であるシリコン基板1から電位を固定することができる。この際、図54に示すように、接続領域87形成をウェットエッチングにより埋め込み酸化膜2の上層部に形成された穴部89と、ドライエッチングにより横方向に広がりなく埋め込み酸化膜2を貫通して形成された貫通部88とにより貫通口を設けた後、ポリシリコン等を埋め込んで接続領域87を形成すれば、貫通口形成時の横方向の広がりを抑えながら、埋め込み酸化膜2を貫通した接続領域87を得ることができる。   Thus, in the fourth aspect, since the connection region 87 is formed so as to penetrate the buried oxide film 2, the potential can be fixed from the silicon substrate 1 that is the support substrate. At this time, as shown in FIG. 54, the connection region 87 is formed by wet etching through the hole 89 formed in the upper layer portion of the buried oxide film 2 and by dry etching without penetrating the buried oxide film 2 laterally. If the connection region 87 is formed by embedding polysilicon or the like after providing the through-hole with the formed through-hole 88, the connection penetrating the buried oxide film 2 while suppressing the lateral spread when forming the through-hole is formed. Region 87 can be obtained.

<<実施の形態7>>
図63はこの発明の実施の形態7であるSOI構造の半導体装置の完全分離領域の設計方法説明用の平面図である。同図に示すように、CMOSトランジスタを形成する場合、仮想nウェル領域104内にPMOS活性領域101及びPMOSボディーコンタクト領域102が選択的に設けられ、仮想nウェル領域104外のP領域(図示せず)にNMOS活性領域111及びNMOSボディーコンタクト領域112を選択的に設けられる形状が一般的である。
<< Embodiment 7 >>
FIG. 63 is a plan view for explaining a design method of the complete isolation region of the SOI structure semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention. As shown in the figure, when a CMOS transistor is formed, a PMOS active region 101 and a PMOS body contact region 102 are selectively provided in a virtual n well region 104, and a P region (not shown) outside the virtual n well region 104 is shown. In general, the NMOS active region 111 and the NMOS body contact region 112 are selectively provided.

一方、実施の形態2の第3の態様(図7)等で示した複合分離領域によってNMOS,PMOS間を分離する場合、仮想nウェル領域104と部分分離領域とがほぼ一致し、部分分離領域に連続して完全分離領域が形成される。   On the other hand, when the NMOS and the PMOS are separated by the composite isolation region shown in the third mode (FIG. 7) of the second embodiment, the virtual n-well region 104 and the partial isolation region substantially coincide, and the partial isolation region A complete separation region is formed continuously.

このような複合分離領域を用いた半導体装置のレイアウト構成は蓄積された過去のレイアウトデータを利用できる可能性は高い。   The layout configuration of a semiconductor device using such a composite isolation region is highly likely to be able to use accumulated past layout data.

したがって、完全分離領域は以下の(1)〜(3)で示す設計方法を実行することにより自動生成することができる。   Therefore, the complete separation region can be automatically generated by executing the design method shown in the following (1) to (3).

(1)ウェル領域内形成されるPMOSトランジスタとウェル領域外に形成されるNMOSトランジスタとからなるCMOSデバイスの過去データを得る。   (1) Obtain past data of a CMOS device comprising a PMOS transistor formed in the well region and an NMOS transistor formed outside the well region.

(2)過去データに基づき第1及び第2のMOSトランジスタの形成領域(PMOS活性領域101,PMOSボディーコンタクト領域102,NMOS活性領域111,NMOSボディーコンタクト領域112)を設定する。   (2) First and second MOS transistor formation regions (PMOS active region 101, PMOS body contact region 102, NMOS active region 111, NMOS body contact region 112) are set based on past data.

(3)上記過去データにおけるウェル領域を仮想nウェル領域104として、nウェル領域104の外周近傍領域に、完全分離領域105設定する。   (3) A complete isolation region 105 is set in a region near the outer periphery of the n-well region 104, with the well region in the past data as a virtual n-well region 104.

仮想nウェル領域104は通常、NMOS領域とPMOS領域とを区別する領域であるため、仮想nウェル領域104を基準にして完全分離領域を設定することによりNMOSトランジスタ,PMOSトランジスタ間を効果的に分離することができる。   Since the virtual n-well region 104 is usually a region for distinguishing between the NMOS region and the PMOS region, the NMOS transistor and the PMOS transistor are effectively separated by setting a complete isolation region with the virtual n-well region 104 as a reference. can do.

図63の例では、仮想nウェル領域104の外縁を完全分離幅Wの半分の幅W/2で外側にオーバーサイズ設定するとともに、同外縁を幅W/2で内側にアンダーサイズ設定することにより完全分離領域105を設定している。   In the example of FIG. 63, the outer edge of the virtual n-well region 104 is oversized outside with a width W / 2 that is half the full separation width W, and the outer edge is undersized inside with a width W / 2. A complete separation region 105 is set.

このように、通常のCMOSトランジスタを製造する過去データのウェル領域の外周近傍に完全分離幅Wに基づき完全分離領域を自動設定することができる。   In this way, the complete isolation region can be automatically set based on the complete isolation width W in the vicinity of the outer periphery of the well region of the past data for manufacturing a normal CMOS transistor.

さらに、部分分離領域113をPMOS活性領域101、PMOSボディーコンタクト領域102、nウェル領域104、NMOS活性領域111及びNMOSボディーコンタクト領域112以外の領域にnウェル領域104に連続して形成されるように設定することにより、完全分離領域105及び部分分離領域113からなる複合分離領域を設計することができる。   Further, the partial isolation region 113 is formed continuously to the n well region 104 in a region other than the PMOS active region 101, the PMOS body contact region 102, the n well region 104, the NMOS active region 111, and the NMOS body contact region 112. By setting, it is possible to design a composite separation region including the complete separation region 105 and the partial separation region 113.

<<実施の形態8>>
<ラッチアップ現象>
図64はラッチアップ現象説明用の説明図である。同図に示すように、PMOS領域131にNMOS領域141が隣接するCMOS構造では、PMOS領域131内のPMOS活性領域133及びnウェル領域132とNMOS領域141内のpウェル領域142とにより形成される寄生バイポーラトランジスタT1と、NMOS領域141内のNMOS活性領域143及びpウェル領域142とPMOS領域131内のnウェル領域132とにより形成される寄生バイポーラトランジスタT2とが形成される。
<< Embodiment 8 >>
<Latch-up phenomenon>
FIG. 64 is an explanatory diagram for explaining the latch-up phenomenon. As shown in the figure, in the CMOS structure in which the NMOS region 141 is adjacent to the PMOS region 131, the PMOS active region 133 and the n-well region 132 in the PMOS region 131 and the p-well region 142 in the NMOS region 141 are formed. A parasitic bipolar transistor T1 and a parasitic bipolar transistor T2 formed by the NMOS active region 143 and the p-well region 142 in the NMOS region 141 and the n-well region 132 in the PMOS region 131 are formed.

+ボディーコンタクト領域135はnウェル領域132の抵抗成分R11と介して寄生バイポーラトランジスタT1のベースに接続されることになる。同様に、p+ボディーコンタクト領域145はpウェル領域142の抵抗成分R12を介して寄生バイポーラトランジスタT2のベースに接続されることになる。n+ボディーコンタクト領域135は電源電圧Vccに設定され、p+ボディーコンタクト領域145は接地レベルVssに設定される。なお、PMOS活性領域133及びNMOS活性領域143の中心部にはゲート電極134及び144がそれぞれ形成されている。 N + body contact region 135 is connected to the base of parasitic bipolar transistor T 1 through resistance component R 11 of n well region 132. Similarly, p + body contact region 145 is connected to the base of parasitic bipolar transistor T 2 via resistance component R 12 of p well region 142. N + body contact region 135 is set to power supply voltage Vcc, and p + body contact region 145 is set to ground level Vss. Note that gate electrodes 134 and 144 are formed in the central portions of the PMOS active region 133 and the NMOS active region 143, respectively.

これら寄生バイポーラトランジスタT1及びT2による寄生サイリスタ構造が形成されることにより、ノイズによって寄生サイリスタがオン状態になると電源電圧Vccから接地レベルVssにかけて電流が流れっぱなしになるというラッチアップ現象が起こる。   By forming the parasitic thyristor structure by these parasitic bipolar transistors T1 and T2, when the parasitic thyristor is turned on by noise, a latch-up phenomenon occurs in which a current continues to flow from the power supply voltage Vcc to the ground level Vss.

<第1の態様>
一般にラッチアップ現象を引き起こすノイズは入出力端子から入ってくることが多い。そこで、図65に示すように、入出力NMOS(トランジスタ形成)領域106,入出力PMOS(トランジスタ形成)領域116間の境界近傍領域を完全分離領域114で完全分離する構造が望ましい。なお、入出力NMOS領域106及び入出力PMOS領域116はそれぞれ部分分離領域107及び部分分離領域117で周辺領域と部分分離されている。
<First aspect>
In general, noise that causes a latch-up phenomenon often comes from an input / output terminal. Therefore, as shown in FIG. 65, a structure in which a region near the boundary between the input / output NMOS (transistor formation) region 106 and the input / output PMOS (transistor formation) region 116 is completely separated by a complete separation region 114 is desirable. The input / output NMOS region 106 and the input / output PMOS region 116 are partially separated from the peripheral region by a partial isolation region 107 and a partial isolation region 117, respectively.

入出力領域とは入出力バッファや保護回路を主に形成する領域を意味する。図66は入力回路の一例を示す回路図である。同図に示すように、入力信号INを受ける外部入力端子P1は抵抗R1及びR2を介して入力バッファ122の入力部に接続され、入力バッファ122の出力部が内部入力端子P2に接続され、内部入力端子P2より内部信号S0が出力される。   The input / output area means an area mainly forming an input / output buffer and a protection circuit. FIG. 66 is a circuit diagram showing an example of an input circuit. As shown in the figure, the external input terminal P1 that receives the input signal IN is connected to the input portion of the input buffer 122 via resistors R1 and R2, and the output portion of the input buffer 122 is connected to the internal input terminal P2, An internal signal S0 is output from the input terminal P2.

入力保護回路121はPMOSトランジスタQ1及びNMOSトランジスタQ2から構成され、PMOSトランジスタQ1はソース及びゲートが電源電圧Vccに接続され、ドレインが抵抗R1,R2間のノードN1に接続される。NMOSトランジスタQ2はソース及びゲートが接地され、ドレインがノードN1に接続される。   The input protection circuit 121 includes a PMOS transistor Q1 and an NMOS transistor Q2. The PMOS transistor Q1 has a source and a gate connected to the power supply voltage Vcc, and a drain connected to a node N1 between the resistors R1 and R2. The source and gate of the NMOS transistor Q2 are grounded, and the drain is connected to the node N1.

入力バッファ122はPMOSトランジスタQ11,NMOSトランジスタQ12によりCMOSインバータを構成し、PMOSトランジスタQ11,NMOSトランジスタQ12のゲートが入力部、ドレインが出力部となる。   The input buffer 122 forms a CMOS inverter by the PMOS transistor Q11 and the NMOS transistor Q12, and the gates of the PMOS transistor Q11 and the NMOS transistor Q12 serve as an input section and the drain serves as an output section.

この回路例では、PMOSトランジスタQ1及びQ11が入力PMOS領域118に形成され、NMOSトランジスタQ2及びQ12が入力NMOS領域108に形成される。   In this circuit example, PMOS transistors Q 1 and Q 11 are formed in the input PMOS region 118, and NMOS transistors Q 2 and Q 12 are formed in the input NMOS region 108.

図67は出力回路の一例を示す回路図である。同図に示すように、内部信号S1を受ける内部入力端子P3は出力バッファ123の入力部に接続され、出力バッファ123の出力部より得られる信号が外部出力端子P4を介して出力信号OUTとして出力される。   FIG. 67 is a circuit diagram showing an example of an output circuit. As shown in the figure, the internal input terminal P3 that receives the internal signal S1 is connected to the input section of the output buffer 123, and a signal obtained from the output section of the output buffer 123 is output as an output signal OUT through the external output terminal P4. Is done.

出力バッファ123はPMOSトランジスタQ13,NMOSトランジスタQ14によりCMOSインバータを構成し、PMOSトランジスタQ13,NMOSトランジスタQ14のゲートが入力部、ドレインが出力部となる。   The output buffer 123 constitutes a CMOS inverter with the PMOS transistor Q13 and the NMOS transistor Q14, and the gates of the PMOS transistor Q13 and the NMOS transistor Q14 serve as an input section and the drain serves as an output section.

出力保護回路124はPMOSトランジスタQ3及びNMOSトランジスタQ4から構成され、PMOSトランジスタQ3のソース及びゲートが電源電圧Vccに接続され、ドレインが外部出力端子P4に接続される。NMOSトランジスタQ4のソース及びゲートが接地され、ドレインが外部出力端子P4に接続される。   The output protection circuit 124 includes a PMOS transistor Q3 and an NMOS transistor Q4. The source and gate of the PMOS transistor Q3 are connected to the power supply voltage Vcc, and the drain is connected to the external output terminal P4. The source and gate of the NMOS transistor Q4 are grounded, and the drain is connected to the external output terminal P4.

この回路例では、PMOSトランジスタQ3及びQ13が出力PMOS領域119に形成され、NMOSトランジスタQ4及びQ14が出力NMOS領域109に形成される。   In this circuit example, PMOS transistors Q3 and Q13 are formed in the output PMOS region 119, and NMOS transistors Q4 and Q14 are formed in the output NMOS region 109.

このように、実施の形態8の第1の態様は、ラッチアップ現象が生じやすい入出力NMOS領域106,入出力PMOS領域116間の少なくとも境界近傍領域に完全分離領域114を形成して完全分離することにより、ラッチアップ現象が生じない構造にしている。   As described above, in the first mode of the eighth embodiment, the complete isolation region 114 is formed at least in the region near the boundary between the input / output NMOS region 106 and the input / output PMOS region 116 where a latch-up phenomenon is likely to occur, and the complete separation is achieved. Thus, the latch-up phenomenon does not occur.

また、実施の形態8の第1の態様はNMOS領域,PMOS領域間の全領域に完全分離領域を設けるのではなく、入出力NMOS領域,入出力PMOS領域の境界近傍領域のみに完全分離領域114を設けることにより、ラッチアップ現象を効果的に抑制しながら、回路形成面積の増大を最小限に抑えることができる。   In the first mode of the eighth embodiment, the complete isolation region 114 is not provided in the entire region between the NMOS region and the PMOS region, but only in the region near the boundary between the input / output NMOS region and the input / output PMOS region. By providing this, an increase in the circuit formation area can be minimized while effectively suppressing the latch-up phenomenon.

<第2の態様>
なお、入出力NMOS領域106,入出力PMOS領域116間の完全分離は、図65のように、入出力NMOS領域106,入出力PMOS領域116間の境界近傍領域のみに設けてる以外に、図68に示す第2の態様のように、入出力NMOS領域106及び入出力PMOS領域116を完全に囲うように完全分離領域115を形成してもよい。
<Second aspect>
In addition, the complete separation between the input / output NMOS region 106 and the input / output PMOS region 116 is provided only in the region near the boundary between the input / output NMOS region 106 and the input / output PMOS region 116 as shown in FIG. As shown in the second embodiment, the complete isolation region 115 may be formed so as to completely surround the input / output NMOS region 106 and the input / output PMOS region 116.

さらに、入出力NMOS領域,入出力PMOS領域間に加え、アナログ回路,ディジタル回路間のように特定の回路間に完全分離領域を設けることも考えられる。   Further, in addition to the input / output NMOS region and the input / output PMOS region, it is conceivable to provide a complete isolation region between specific circuits such as between an analog circuit and a digital circuit.

<第3の態様>
図69は実施の形態8の第3の態様を示す説明図である。同図に示すように、NMOS領域(入出力NMOS領域106,内部NMOS領域180),PMOS領域(入出力PMOS領域116,内部PMOS領域190)間に加え、入出力領域(入出力PMOS領域116),内部回路領域(内部NMOS領域180)間をも完全分離領域110で完全分離している。
<Third Aspect>
FIG. 69 is an explanatory view showing the third mode of the eighth embodiment. As shown in the figure, the input / output region (input / output PMOS region 116) is added between the NMOS region (input / output NMOS region 106, internal NMOS region 180) and PMOS region (input / output PMOS region 116, internal PMOS region 190). , The internal circuit region (internal NMOS region 180) is also completely separated by the complete isolation region 110.

第3の態様により、第1及び第2の態様の効果に加え、ノイズ影響を受けやすい入出力領域の影響を内部回路領域から完全に遮断することができる。   According to the third aspect, in addition to the effects of the first and second aspects, the influence of the input / output area that is easily affected by noise can be completely blocked from the internal circuit area.

<<実施の形態9>>
<第1の態様>
図70はこの発明の実施の形態9であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の平面構造を示す平面図であり、図71は図70のA−A断面構造を示す断面図である。これらの図に示すように、NMOS(トランジスタ形成)領域126とPMOS(トランジスタ形成)領域136とが隣接して設けられている。NMOS領域126内に複数のゲート電極129を有するNMOS活性領域128とp+ボディー領域130とが形成され、NMOS活性領域128の周囲を部分分離領域127で囲っている。
<< Ninth Embodiment >>
<First aspect>
70 is a plan view showing a planar structure of a first mode of a semiconductor device having an SOI structure according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 71 is a sectional view showing a sectional structure taken along the line AA of FIG. As shown in these drawings, an NMOS (transistor formation) region 126 and a PMOS (transistor formation) region 136 are provided adjacent to each other. An NMOS active region 128 having a plurality of gate electrodes 129 and a p + body region 130 are formed in the NMOS region 126, and the periphery of the NMOS active region 128 is surrounded by a partial isolation region 127.

一方、PMOS領域136内に複数のゲート電極139を有するPMOS活性領域138とn+ボディー領域140とが形成され、PMOS活性領域138の周囲を部分分離領域137及び完全分離領域120によって囲っている。完全分離領域120は、NMOS領域126とPMOS領域136との境界近傍のPMOS領域136内におけるゲート電極139のPMOS活性領域138からのはみだし部分に設けられる。 Meanwhile, a PMOS active region 138 having a plurality of gate electrodes 139 and an n + body region 140 are formed in the PMOS region 136, and the periphery of the PMOS active region 138 is surrounded by the partial isolation region 137 and the complete isolation region 120. The complete isolation region 120 is provided at a portion where the gate electrode 139 protrudes from the PMOS active region 138 in the PMOS region 136 in the vicinity of the boundary between the NMOS region 126 and the PMOS region 136.

したがって、NMOS領域126とPMOS領域136との境界近傍領域は、図71に示すように、NMOS領域126は酸化膜54とウェル領域169とによる部分分離領域127で周囲と分離されるのに対し、PMOS領域136は酸化膜54のみによる完全分離領域120で周囲と分離される。   Therefore, as shown in FIG. 71, the region near the boundary between the NMOS region 126 and the PMOS region 136 is separated from the periphery by the partial isolation region 127 formed by the oxide film 54 and the well region 169. The PMOS region 136 is separated from the surroundings by the complete isolation region 120 formed only by the oxide film 54.

このように、NMOS領域126には完全分離領域を全く形成せず、部分分離領域127を設けることにより、酸化膜54下のウェル領域169を介してNMOSトランジスタの基板電位の固定が不足なく行えるため、基板浮遊効果の激しいNMOSトランジスタの基板浮遊効果を効果的に抑えることができる。   As described above, since the NMOS region 126 is not formed with a complete isolation region at all and the partial isolation region 127 is provided, the substrate potential of the NMOS transistor can be fixed without being insufficient through the well region 169 under the oxide film 54. Thus, the substrate floating effect of the NMOS transistor having a severe substrate floating effect can be effectively suppressed.

また、基板浮遊効果がNMOSトランジスタに比べて穏やかなPMOSトランジスタは、周辺の一部に完全分離領域を形成しても大きな悪影響はなく、NMOS領域126,PMOS領域136間を完全分離領域120によって絶縁分離しながら面積効率を高めた配置となり、レイアウトに余裕がない場合等に有効となる。   Further, a PMOS transistor having a milder substrate floating effect than an NMOS transistor has no significant adverse effect even if a complete isolation region is formed in a part of the periphery, and the NMOS region 126 and the PMOS region 136 are insulated from each other by the complete isolation region 120. This arrangement is improved in area efficiency while being separated, and is effective when the layout has no margin.

<第2の態様>
図72はこの発明の実施の形態9であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の平面構造を示す平面図であり、図73は図72のB−B断面構造を示す断面図である。これらの図に示すように、p-型のウェル領域169内に形成されるNMOS領域126と、n-型のウェル領域179内に形成されるPMOS領域136とが隣接して設けられる。
<Second aspect>
72 is a plan view showing a planar structure of a second mode of the SOI structure semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention, and FIG. 73 is a sectional view showing a BB sectional structure of FIG. As shown in these drawings, an NMOS region 126 formed in a p type well region 169 and a PMOS region 136 formed in an n type well region 179 are provided adjacent to each other.

NMOS領域126内に複数のゲート電極129を有するNMOS活性領域128が形成され、NMOS活性領域128の周囲の大部分を完全分離領域125で囲っている。そして、ゲート電極129の一方側(PMOS領域136と反対側)のゲート電極129の端部のみ部分分離領域127で周囲と分離している。   An NMOS active region 128 having a plurality of gate electrodes 129 is formed in the NMOS region 126, and most of the periphery of the NMOS active region 128 is surrounded by a complete isolation region 125. Only the end of the gate electrode 129 on one side of the gate electrode 129 (opposite side of the PMOS region 136) is separated from the surroundings by the partial isolation region 127.

図73に示すように、酸化膜54と酸化膜54の下方に形成されたウェル領域169とにより部分分離領域127を構成している。なお、部分分離領域127の形成幅は、ゲート電極129の形成幅よりも大きくても(図73の左側)、小さくても(図73の右側)良い。また、ウェル領域169内の上記ゲート電極129の一方側付近にp+ボディー領域130が設けられる。 As shown in FIG. 73, a partial isolation region 127 is constituted by the oxide film 54 and the well region 169 formed below the oxide film 54. Note that the formation width of the partial isolation region 127 may be larger than the formation width of the gate electrode 129 (left side in FIG. 73) or smaller (right side in FIG. 73). A p + body region 130 is provided in the well region 169 near one side of the gate electrode 129.

一方、PMOS領域136内に複数のゲート電極139を有するPMOS活性領域138が形成され、PMOS活性領域138の周囲の大部分を完全分離領域125で囲っている。そして、NMOS領域126と同様、ゲート電極139の一方側(NMOS領域126と反対側)のゲート電極139の端部のみ部分分離領域137で周囲と分離している。また、ウェル領域179内の上記ゲート電極139の一方側付近にn+ボディー領域140が設けられる。 Meanwhile, a PMOS active region 138 having a plurality of gate electrodes 139 is formed in the PMOS region 136, and most of the periphery of the PMOS active region 138 is surrounded by a complete isolation region 125. As with the NMOS region 126, only the end portion of the gate electrode 139 on one side of the gate electrode 139 (opposite side of the NMOS region 126) is separated from the surroundings by the partial isolation region 137. An n + body region 140 is provided in the well region 179 near one side of the gate electrode 139.

このように、実施の形態9の第2の態様は、ゲート電極の端部を部分分離領域によって分離して、ゲート電極下に存在するチャネル形成領域と部分分離領域のウェル領域とが接するように形成することにより、各トランジスタ形成領域の基板電位を固定することができる。   Thus, in the second mode of the ninth embodiment, the end portion of the gate electrode is separated by the partial isolation region so that the channel formation region existing under the gate electrode and the well region of the partial isolation region are in contact with each other. By forming, the substrate potential of each transistor formation region can be fixed.

なお、NMOS領域126及びPMOS領域136の周囲の大部分を完全分離領域125で囲っているのは、PN接合面積を減らすためとラッチアップ現象が生じる経路を遮断するためである。   The reason why most of the periphery of the NMOS region 126 and the PMOS region 136 is surrounded by the complete isolation region 125 is to reduce the PN junction area and to block the path where the latch-up phenomenon occurs.

<<実施の形態10>>
<第1の態様>
図74はこの発明の実施の形態10であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構成を示す平面図である。同図に示すように、NMOS活性領域128内に複数のゲート電極129が形成され、NMOS活性領域128の周囲を囲って部分分離領域127を設けている。さらに、部分分離領域127の周囲を囲ってp+ボディ領域146を設けている。なお、図101は図74のE−E断面構造を示す断面図である。
<< Embodiment 10 >>
<First aspect>
FIG. 74 is a plan view showing the configuration of the first aspect of the SOI structure semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, a plurality of gate electrodes 129 are formed in the NMOS active region 128, and a partial isolation region 127 is provided surrounding the NMOS active region 128. Further, a p + body region 146 is provided surrounding the partial isolation region 127. FIG. 101 is a cross-sectional view showing the EE cross-sectional structure of FIG.

部分分離領域127は図101に示すように、酸化膜54とウェル領域169とから構成されており、このウェル領域169はNMOS活性領域128に形成されるチャネル形成領域と接して形成されるため、ノイズやラッチアップの影響を受けやすい構造になっている。   As shown in FIG. 101, the partial isolation region 127 is composed of an oxide film 54 and a well region 169, and this well region 169 is formed in contact with a channel formation region formed in the NMOS active region 128. The structure is susceptible to noise and latch-up.

しかしながら、実施の形態10の第1の態様は、部分分離領域127を囲ってp+ボディ領域146が形成されているため、p+ボディ領域146を接地レベルに固定する等の基板固定を行うことにより、他の回路部分からの影響を抑制し、基板電位を安定にでき、ノイズやラッチアップに対する耐性を大きく向上させることができる。 However, in the first mode of the tenth embodiment, since p + body region 146 is formed surrounding partial isolation region 127, substrate fixing such as fixing p + body region 146 to the ground level is performed. Thus, the influence from other circuit portions can be suppressed, the substrate potential can be stabilized, and the resistance to noise and latch-up can be greatly improved.

このような構成の第1の態様は、ノイズ源の回路ブロック、外部からノイズを遮断したい回路ブロック等に適している。なお、PMOS活性領域の場合は部分分離領域の周囲をn+のボディー領域で囲って形成すれば、同様な効果が得られる。 The first aspect having such a configuration is suitable for a circuit block of a noise source, a circuit block that wants to block noise from the outside, and the like. In the case of the PMOS active region, the same effect can be obtained if the periphery of the partial isolation region is surrounded by an n + body region.

<第2の態様>
図75はこの発明の実施の形態10であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構成を示す平面図である。同図に示すように、入出力NMOS領域151と入出力PMOS領域152とが隣接して形成される。
<Second aspect>
FIG. 75 is a plan view showing the configuration of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the tenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, an input / output NMOS region 151 and an input / output PMOS region 152 are formed adjacent to each other.

入出力NMOS領域151において、NMOS活性領域128内に複数のゲート電極129が形成され、NMOS活性領域128の周囲を囲って部分分離領域127Aを設けている。さらに、部分分離領域127Aの周囲を囲ってp+ボディ領域146を設けている。そして、p+ボディ領域146を囲って部分分離領域127Bを設けている。 In the input / output NMOS region 151, a plurality of gate electrodes 129 are formed in the NMOS active region 128, and a partial isolation region 127A is provided surrounding the NMOS active region 128. Further, a p + body region 146 is provided surrounding the periphery of the partial isolation region 127A. A partial isolation region 127 </ b > B is provided surrounding the p + body region 146.

入出力PMOS領域152において、PMOS活性領域138内に複数のゲート電極139が形成され、PMOS活性領域138の周囲を囲って部が分分離領域137Aを設けている。さらに、部分分離領域137Aの周囲を囲ってn+ボディ領域147を設けている。そして、n+ボディ領域147を囲って部分分離領域137Bを設けている。 In the input / output PMOS region 152, a plurality of gate electrodes 139 are formed in the PMOS active region 138, and the portion surrounding the periphery of the PMOS active region 138 is provided with a separation region 137A. Further, an n + body region 147 is provided so as to surround the partial isolation region 137A. A partial isolation region 137B is provided surrounding the n + body region 147.

一般に入出力回路はサージやノイズの影響をチップ外から受ける場合が多いため、ラッチアップ現象やノイズ耐性を高めることが特に重要となる。   In general, since input / output circuits are often affected by surges and noise from outside the chip, it is particularly important to increase the latch-up phenomenon and noise resistance.

実施の形態10の第2の態様では、入出力NMOS領域151及び入出力PMOS領域152それぞれの部分分離領域127A及び137Aをp+ボディ領域146及びn+ボディ領域147で囲うことにより、サージの影響でウェル領域の電位が上昇して生じるラッチアップ現象を抑制することができる。 In the second mode of the tenth embodiment, the influence of surge is obtained by surrounding the partial isolation regions 127A and 137A of the input / output NMOS region 151 and the input / output PMOS region 152 with the p + body region 146 and the n + body region 147, respectively. Thus, the latch-up phenomenon that occurs when the potential of the well region rises can be suppressed.

第2の態様では、NMOS,PMOS活性領域全体をボディー領域で覆った構造と示したが、入出力NMOS領域151と入出力PMOS領域152との境界近傍領域に、少なくともボディー領域を設ければ、ラッチアップ現象やノイズ耐性をある程度高めることができる。   In the second aspect, the entire NMOS and PMOS active regions are covered with the body region. However, if at least the body region is provided in the vicinity of the boundary between the input / output NMOS region 151 and the input / output PMOS region 152, The latch-up phenomenon and noise resistance can be increased to some extent.

<<実施の形態11>>
<第1の態様>
図76はこの発明の実施の形態11であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構成を示した平面図である。
<< Embodiment 11 >>
<First aspect>
FIG. 76 is a plan view showing the configuration of the first mode of the SOI structure semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

同図に示すように、NMOS活性領域128内に複数のゲート電極129が設けられ、NMOS活性領域128の周囲を囲ってフローティング部分分離領域149を形成し、フローティング部分分離領域149の周囲を囲って完全分離領域148を形成している。   As shown in the figure, a plurality of gate electrodes 129 are provided in the NMOS active region 128, a floating partial isolation region 149 is formed surrounding the NMOS active region 128, and a periphery of the floating partial isolation region 149 is surrounded. A complete isolation region 148 is formed.

フローティング部分分離領域149は、例えば図55の部分酸化膜31とウェル領域11との関係のように酸化膜とウェル領域との2層構造で形成されるが、ウェル領域は電位固定されることなく、常にフローティング状態とされている。フローティング部分分離領域149のウェル領域をフローティング状態にしても、衝突電離によって発生したキャリアはフローティング部分分離領域149のウェル領域に流れ込むため、ポテンシャル上昇を最低限に抑えることができる。加えて、宇宙線によって発生する電荷をフローティング部分分離領域149のウェル領域に分散できるためソフトエラー耐性を向上させることもできる。   Floating partial isolation region 149 is formed in a two-layer structure of an oxide film and a well region as in the relationship between partial oxide film 31 and well region 11 in FIG. 55, for example, but the well region is not fixed in potential. , Always floating. Even if the well region of the floating partial isolation region 149 is in a floating state, carriers generated by impact ionization flow into the well region of the floating partial isolation region 149, so that potential increase can be minimized. In addition, since the electric charge generated by the cosmic rays can be dispersed in the well region of the floating partial isolation region 149, the soft error resistance can be improved.

このようにフローティング部分分離領域149を設ける実施の形態11の第1の態様の構成は、SRAM等、高密度回路でボディー領域へのコンタクトが困難な場合等に有効である。   The configuration of the first aspect of the eleventh embodiment in which the floating partial isolation region 149 is provided in this way is effective when it is difficult to contact the body region with a high-density circuit such as SRAM.

なお、完全分離領域148を設ける方がラッチアップ耐性向上等の観点から望ましいが、必ずしも必要でない。   Although it is desirable to provide the complete isolation region 148 from the viewpoint of improving the latch-up resistance, it is not always necessary.

<第2の態様>
図77はこの発明の実施の形態11であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構成を示した平面図である。
<Second aspect>
FIG. 77 is a plan view showing the configuration of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the eleventh embodiment of the present invention.

同図に示すように、フローティング部分分離領域149内にフローティングp+ボディー領域150を設けている。他の構成は図76で示した第1の態様と同様である。 As shown in the figure, a floating p + body region 150 is provided in the floating partial isolation region 149. Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIG.

フローティングp+ボディー領域150は電位固定されることなく、常にフローティング状態とされている。したがって、フローティング部分分離領域149のウェル領域もフローティング状態となる。 The floating p + body region 150 is always in a floating state without being fixed in potential. Therefore, the well region of the floating partial isolation region 149 is also in a floating state.

第2の態様のように、フローティング部分分離領域149のウェル領域をフローティング状態にしても、第1の態様と同様、ポテンシャル上昇を最低限に抑えることができ、ソフトエラー耐性を向上させることができる。   As in the second mode, even if the well region of the floating partial isolation region 149 is in a floating state, as in the first mode, the potential increase can be minimized and the soft error resistance can be improved. .

さらに、第2の態様は、フローティングp+ボディー領域150の存在により、キャリアの再結合が促進されるため、第1の態様に比べ基板浮遊効果の抑制効果が大きくなる効果を奏する。 Further, the second aspect has an effect of increasing the suppression effect of the substrate floating effect as compared with the first aspect because the recombination of carriers is promoted by the presence of the floating p + body region 150.

<<実施の形態12>>
<第1の態様>
図78はこの発明の実施の形態12であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構成を示した平面図であり、図79はそのC−C断面図である。
<< Embodiment 12 >>
<First aspect>
78 is a plan view showing the configuration of the first mode of the SOI structure semiconductor device according to the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 79 is a CC cross-sectional view thereof.

これらの図に示すように、ドレイン領域153、ソース領域154及びゲート電極155で構成されるNMOSトランジスタのソース領域154に隣接してp+型のボディー領域156を設け、ソース領域154及びボディー領域156が共にアルミ配線層160とコンタクト158によって電気的に接続されている。 As shown in these drawings, a p + -type body region 156 is provided adjacent to the source region 154 of the NMOS transistor including the drain region 153, the source region 154, and the gate electrode 155, and the source region 154 and the body region 156 are provided. Are both electrically connected to the aluminum wiring layer 160 by a contact 158.

なお、ドレイン領域153はアルミ配線層159とコンタクト157によって電気的に接続され、ドレイン領域153、ソース領域154及びボディー領域156の周辺を囲って部分分離領域161が形成されている。   The drain region 153 is electrically connected to the aluminum wiring layer 159 through a contact 157, and a partial isolation region 161 is formed surrounding the drain region 153, the source region 154, and the body region 156.

図79に示すように、部分分離領域161は、酸化膜162とp-型のウェル領域177とから構成されている。また、ソース領域154及びボディー領域156の共通接続を容易にすべくソース領域154及びボディー領域156の上面にまたがってシリサイド層163を形成し、シリサイド層163上にコンタクト158を形成している。なお、ゲート電極155のゲート酸化膜178下方のSOI層3の領域がチャネル形成領域170となる。 As shown in FIG. 79, the partial isolation region 161 includes an oxide film 162 and a p type well region 177. Further, a silicide layer 163 is formed over the upper surfaces of the source region 154 and the body region 156 to facilitate common connection between the source region 154 and the body region 156, and a contact 158 is formed on the silicide layer 163. Note that the region of the SOI layer 3 below the gate oxide film 178 of the gate electrode 155 becomes the channel formation region 170.

このような構成において、アルミ配線層160によって、ソース領域154及びボディー領域156を接地レベルに固定することによって、ソース領域154と同電位にウェル領域177の電位を固定し、ウェル領域177を介してチャネル形成領域170の電位を固定することができる。   In such a configuration, the potential of the well region 177 is fixed to the same potential as the source region 154 by fixing the source region 154 and the body region 156 to the ground level by the aluminum wiring layer 160, and the well region 177 is connected via the well region 177. The potential of the channel formation region 170 can be fixed.

そして、第1の態様は、図78及び図79のように、ソース領域154及びボディー領域156を隣接して形成できる分、集積度の向上を図ることができる。   In the first aspect, as shown in FIGS. 78 and 79, the degree of integration can be improved because the source region 154 and the body region 156 can be formed adjacent to each other.

なお、PMOSトランジスタも同様に構成することができる。ただし、ソース領域及びボディー領域の電位固定は電源レベルで行う必要がある。   The PMOS transistor can be similarly configured. However, the potential of the source region and the body region must be fixed at the power supply level.

<第2の態様>
図80はこの発明の実施の形態12であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構成を示した平面図であり、図81はそのD−D断面図である。
<Second aspect>
FIG. 80 is a plan view showing the configuration of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the twelfth embodiment of the present invention, and FIG. 81 is a DD cross-sectional view thereof.

これらの図に示すように、ソース領域154と隣接してp+型のボディー領域164を設け、ソース領域154及びボディー領域164が共にアルミ配線層166とコンタクト165によって電気的に接続されている。この際、コンタクト165がソース領域154とボディー領域164とにかかるように形成される。そして、ドレイン領域153、ソース領域154及びボディー領域164の周辺を囲って部分分離領域161が形成されている。 As shown in these drawings, a p + -type body region 164 is provided adjacent to the source region 154, and the source region 154 and the body region 164 are both electrically connected to the aluminum wiring layer 166 and the contact 165. At this time, the contact 165 is formed to cover the source region 154 and the body region 164. A partial isolation region 161 is formed surrounding the drain region 153, the source region 154, and the body region 164.

図81に示すように、ソース領域154上にシリサイド層167が形成され、シリサイド層167の一部及び上ボディー領域164上にコンタクト165を形成している。なお、他の構成は図78及び図79で示した第1の態様と同様である。   As shown in FIG. 81, a silicide layer 167 is formed on the source region 154, and a contact 165 is formed on a part of the silicide layer 167 and on the upper body region 164. Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIGS. 78 and 79.

このような構成において、アルミ配線層166によって、ソース領域154及びボディー領域164を接地レベルに固定することによって、ソース領域154と同電位にウェル領域177の電位を固定し、ウェル領域177を介してチャネル形成領域170の電位を固定することができる。   In such a configuration, the source region 154 and the body region 164 are fixed to the ground level by the aluminum wiring layer 166, thereby fixing the potential of the well region 177 to the same potential as the source region 154, and via the well region 177. The potential of the channel formation region 170 can be fixed.

そして、第2の態様は、図80及び図81のように、ソース領域154及びボディー領域164を隣接して形成できる分、集積度の向上を図ることができる。   In the second mode, as shown in FIGS. 80 and 81, the degree of integration can be improved because the source region 154 and the body region 164 can be formed adjacent to each other.

<第3の態様>
図82に示すように、部分分離領域161と隣接し、通常ソース領域154となる部分の一部にボディー領域164を設け、ソース領域154上にコンタクト165を設けても、第2の態様と同等の効果を奏する。
<Third Aspect>
As shown in FIG. 82, the body region 164 is provided in a part of the portion that is adjacent to the partial isolation region 161 and becomes the normal source region 154, and the contact 165 is provided on the source region 154. The effect of.

さらに、第3の態様は、図82のように、ソース領域154となる領域内にボディー領域164を完全重複して形成できる分、第1及び第2の態様以上に集積度の向上を図ることができる。   Furthermore, in the third mode, as shown in FIG. 82, the body region 164 can be formed to completely overlap in the region to be the source region 154, so that the degree of integration can be improved more than the first and second modes. Can do.

<<実施の形態13>>
図83はこの発明の実施の形態13であるSOI構造の半導体装置の断面構造を示す断面図である。同図に示すように、n+活性領域171,172間を分離する部分分離領域を酸化膜173と酸化膜173下のウェル領域(p領域174,175及びp-領域176)とから構成している。なお、n+活性領域171,172として例えば、トランジスタのソース,ドレイン領域が考えられ、p領域174,175がn+活性領域171,172に隣接するウェル領域の周辺領域となり、p-領域176がウェル領域の中心領域となる。
<< Thirteenth Embodiment >>
FIG. 83 is a cross sectional view showing a cross sectional structure of an SOI structure semiconductor device according to the thirteenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the partial isolation region for isolating the n + active regions 171 and 172 is composed of an oxide film 173 and well regions (p regions 174 and 175 and p region 176) below the oxide film 173. Yes. As the n + active regions 171 and 172, for example, source and drain regions of transistors can be considered. The p regions 174 and 175 become peripheral regions of the well region adjacent to the n + active regions 171 and 172, and the p region 176 It becomes the central region of the well region.

このように、実施の形態13は、n+活性領域171、172と隣接するp領域174及び175の不純物濃度をp-領域176より高く設定することにより、部分分離におけるパンチスルー耐性の向上を図っている。 As described above, in the thirteenth embodiment, the impurity concentration of the p regions 174 and 175 adjacent to the n + active regions 171 and 172 is set higher than that of the p region 176, thereby improving the punch-through resistance in the partial separation. ing.

なお、製造方法としては、酸化膜173下にp-のウェル領域形成後、斜め回転注入でボロンやBF2をウェル領域に達すように注入すれば、図83で示すように、p領域174,175を形成することができる。 As a manufacturing method, after forming a p well region under the oxide film 173, boron and BF 2 are implanted so as to reach the well region by oblique rotation implantation, as shown in FIG. 175 can be formed.

例えば、ボロン(B)を注入エネルギー20keV、注入角度45度で、ドーズ量4×1013/cm2注入すれば良い。また、BやBF2の注入エネルギーが低い場合(例えば、BF2の注入エネルギー20keV)でも、n+の不純物注入時に発生する格子欠陥による増速拡散によってn+活性領域171,172の周辺にp型の領域を形成することによりp領域174,175を設けることも可能である。 For example, boron (B) may be implanted at a dosage of 4 × 10 13 / cm 2 at an implantation energy of 20 keV and an implantation angle of 45 degrees. Further, even when the implantation energy of B or BF 2 is low (for example, the implantation energy of BF 2 is 20 keV), the diffusion around the n + active regions 171 and 172 is caused by accelerated diffusion due to lattice defects generated during n + impurity implantation. It is also possible to provide the p regions 174 and 175 by forming a mold region.

<<実施の形態14>>
<第1の態様>
図84はこの発明の実施の形態14であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の断面構造を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基板1及び埋め込み酸化膜2上のSOI層3に形成され、ドレイン領域183、ソース領域184、ゲート酸化膜185、ゲート電極186及びチャネル形成領域187で構成されるNMOSトランジスタが酸化膜181及びウェル領域182よりなる部分分離領域によって部分分離される。
<< Embodiment 14 >>
<First aspect>
FIG. 84 is a cross sectional view showing a cross sectional structure of a first mode of a semiconductor device having an SOI structure according to the fourteenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the NMOS is formed in the SOI layer 3 on the silicon substrate 1 and the buried oxide film 2 and includes a drain region 183, a source region 184, a gate oxide film 185, a gate electrode 186, and a channel formation region 187. The transistor is partially isolated by a partial isolation region composed of an oxide film 181 and a well region 182.

このとき、図84の右側に示すように、ドレイン領域183及びソース領域184の不純物濃度プロファイルと、ウェル領域182の不純物濃度プロファイルとの比較した場合、ウェル領域182の不純物濃度ピークがドレイン領域183及びソース領域184の不純物濃度ピークよりSOI層3の表面からの深さが深くなるように設定する。   At this time, as shown on the right side of FIG. 84, when the impurity concentration profile of the drain region 183 and the source region 184 and the impurity concentration profile of the well region 182 are compared, the impurity concentration peak of the well region 182 becomes the drain region 183 and The depth from the surface of the SOI layer 3 is set to be deeper than the impurity concentration peak of the source region 184.

このような構成の第1の態様の半導体装置は、ドレイン領域183及びソース領域184とウェル領域182とのPN接合部分を薄い不純物プロファイル同士で形成することができるため、ドレイン領域183及びソース領域184とウェル領域182とのPN接合耐圧を高めることができる。   In the semiconductor device according to the first aspect having such a configuration, the drain region 183 and the source region 184 can be formed with thin impurity profiles in the PN junction portion between the drain region 183 and the source region 184 and the well region 182. PN junction breakdown voltage between the well region 182 and the well region 182 can be increased.

<第2の態様>
図85はこの発明の実施の形態14であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の断面構造を示す断面図である。同図に示すように、第1の態様と同様な構造を呈している。
<Second aspect>
FIG. 85 is a cross sectional view showing a cross sectional structure of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the fourteenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, it has the same structure as the first embodiment.

このとき、図85の右側に示すように、ウェル領域182の不純物プロファイルとチャネル形成領域187の不純物プロファイルとの比較した場合、ウェル領域182の不純物ピークがチャネル形成領域187の不純物ピークよりSOI層3の表面からの深さが浅くなるように設定する。例えば、部分分離用の酸化膜181の上面がSOI層3の表面より上部にある状態で不純物注入することによりウェル領域182及びチャネル形成領域187を同時に形成すれば、チャネル形成領域187は自動的にウェル領域182より深い位置にピークとなる不純物プロファイルとなる。   At this time, as shown on the right side of FIG. 85, when the impurity profile of the well region 182 and the impurity profile of the channel formation region 187 are compared, the impurity peak of the well region 182 is higher than the impurity peak of the channel formation region 187. Set so that the depth from the surface is shallow. For example, if the well region 182 and the channel formation region 187 are simultaneously formed by implanting impurities with the upper surface of the oxide film 181 for partial isolation being above the surface of the SOI layer 3, the channel formation region 187 is automatically formed. The impurity profile becomes a peak at a position deeper than the well region 182.

このような構成の第2の態様の半導体装置は、チャネル形成領域187の表面の不純物濃度を十分に下げ、閾値電圧が所望の値より大きくならないようにすることができる。   In the semiconductor device of the second aspect having such a configuration, the impurity concentration on the surface of the channel formation region 187 can be sufficiently lowered so that the threshold voltage does not become higher than a desired value.

<<実施の形態15>>
<第1の態様>
図86はこの発明の実施の形態15であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基板1及び埋め込み酸化膜2上のSOI層3にn+活性領域191〜193が選択的に形成され、n+活性領域191,192間が完全分離領域209で分離され、n+活性領域192,193間が部分分離領域219で分離されている。
<< Embodiment 15 >>
<First aspect>
FIG. 86 is a cross sectional view showing the structure of the first aspect of the SOI structure semiconductor device according to the fifteenth embodiment of the present invention. As shown in the drawing, n + active regions 191-193 in the SOI layer 3 on the silicon substrate 1 and the buried oxide film 2 is selectively formed, between n + active regions 191 and 192 separated by a complete isolation region 209 The n + active regions 192 and 193 are separated by a partial isolation region 219.

完全分離領域209は酸化膜188と酸化膜188下に形成されるウェル領域(p-ウェル領域194,195及びpウェル領域196,197)とから構成される。酸化膜188は中心部の完全絶縁部分229がSOI層3を貫通して形成されることにより、n+活性領域191,192間を完全分離することができる。一方、部分分離領域219は酸化膜189と酸化膜189下のp-ウェル領域198とにより構成される。 Complete isolation region 209 includes an oxide film 188 and well regions (p well regions 194 and 195 and p well regions 196 and 197) formed under oxide film 188. The oxide film 188 can completely separate the n + active regions 191 and 192 by forming the complete insulating portion 229 in the center through the SOI layer 3. On the other hand, partial isolation region 219 is constituted by oxide film 189 and p well region 198 below oxide film 189.

酸化膜188下のウェル領域において、完全絶縁部分229に隣接して形成されるpウェル領域196,197の不純物濃度を他の領域194,195より高く設定している。   In the well region under the oxide film 188, the impurity concentration of the p well regions 196 and 197 formed adjacent to the complete insulating portion 229 is set higher than those of the other regions 194 and 195.

完全絶縁部分229の近傍領域ではSOI層3にかかるストレスにより電荷が発生したり不純物の酸化膜への偏析によりパンチスルーしやすい状態になるという不具合が生じる可能性が高い。   There is a high possibility that in the region near the completely insulating portion 229, electric charges are generated due to stress applied to the SOI layer 3 or that a punch-through state is likely to occur due to segregation of impurities to the oxide film.

しかしながら、実施の形態15の第1の態様は、完全絶縁部分229の近傍に比較的不純物濃度の高いpウェル領域196,197を設けているため、上記不具合の発生の可能性を抑制することができる。   However, in the first mode of the fifteenth embodiment, since the p-well regions 196 and 197 having a relatively high impurity concentration are provided in the vicinity of the complete insulating portion 229, it is possible to suppress the possibility of the occurrence of the above-described problem. it can.

<第2の態様>
図87はこの発明の実施の形態15であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構成を示す平面図である。同図に示すように、ドレイン領域201,ソース領域202及びゲート電極203からなるNMOSトランジスタの周囲を部分分離領域204〜207で囲い、さらに部分分離領域204〜207の周囲を完全分離領域208で囲っている。
<Second aspect>
FIG. 87 is a plan view showing the structure of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the fifteenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the periphery of the NMOS transistor composed of the drain region 201, the source region 202, and the gate electrode 203 is surrounded by the partial isolation regions 204 to 207, and further, the periphery of the partial isolation regions 204 to 207 is surrounded by the complete isolation region 208. ing.

部分分離領域204〜207において、ゲート電極203の近傍領域は不純物濃度が比較的高いpウェル領域206及び207を形成し、それ以外のドレイン領域201及びソース領域202に接した領域は不純物濃度が低いp--ウェル領域204及び205を形成している。 In the partial isolation regions 204 to 207, p-well regions 206 and 207 having a relatively high impurity concentration are formed in a region near the gate electrode 203, and other regions in contact with the drain region 201 and the source region 202 have a low impurity concentration. p well regions 204 and 205 are formed.

このような構成の実施の形態15の第2の態様は、p--ウェル領域204及び205によってPN接合容量の低下を図り、pウェル領域206及び207によってパンチスルーを防止することができる。 In the second mode of the fifteenth embodiment having such a configuration, the p - well regions 204 and 205 can reduce the PN junction capacitance, and the p-well regions 206 and 207 can prevent punch-through.

<<実施の形態16>>
<第1の態様>
図88はこの発明の実施の形態16であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基板1及び埋め込み酸化膜2上のSOI層3内に部分分離領域用の酸化膜211を形成している。
<< Embodiment 16 >>
<First aspect>
FIG. 88 is a cross sectional view showing the structure of the first aspect of the SOI structure semiconductor device according to the sixteenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, an oxide film 211 for a partial isolation region is formed in the SOI layer 3 on the silicon substrate 1 and the buried oxide film 2.

分離形状の最適化において、分離幅の縮小とSOI層にかかるストレス緩和の両面のバランスをとる必要がある。部分分離領域用の酸化膜の形状において、分離幅の縮小のためにはできるだけ角部の曲率をきつく(曲率半径を小さく)し、また深さ方向の面を垂直に近づけるのが良い。逆にストレス緩和のためには角部の曲率を緩く(曲率半径を大きく)する方が良い。また、バーズビーク部は有効な活性領域幅を確保するためにできるだけ小さくするのが好ましい。   In optimizing the separation shape, it is necessary to balance both the reduction of the separation width and the relaxation of stress applied to the SOI layer. In the shape of the oxide film for the partial isolation region, in order to reduce the isolation width, it is preferable that the curvature of the corner is as tight as possible (the radius of curvature is small), and that the surface in the depth direction is close to perpendicular. Conversely, in order to relieve stress, it is better to loosen the curvature of the corner (increase the curvature radius). The bird's beak is preferably made as small as possible to ensure an effective active region width.

このような観点から、第1の態様の酸化膜211の断面形状は、分離幅を縮小するために、表面の角部であるバーズビーク部の形状FA(凸部分)の曲率をきつくし、ストレスを緩和するために底面の角部の形状FCの曲率を緩く設定している。また、分離幅を縮小するために、深さ方向の面の形状FBの少なくとも一部は垂直に近づけることが望ましい。   From such a point of view, the cross-sectional shape of the oxide film 211 of the first embodiment has a tight curvature of the shape FA (convex portion) of the bird's beak portion which is the corner portion of the surface in order to reduce the separation width, and stress is applied. In order to relax, the curvature of the shape FC at the corner of the bottom is set to be loose. In order to reduce the separation width, it is desirable that at least part of the shape FB of the surface in the depth direction be close to the vertical.

<第2の態様>
図89はこの発明の実施の形態16であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基板1及び埋め込み酸化膜2上のSOI層3内に完全分離領域用の酸化膜212を形成している。
<Second aspect>
FIG. 89 is a cross sectional view showing the structure of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the sixteenth embodiment of the present invention. As shown in the drawing, an oxide film 212 for a complete isolation region is formed in the SOI layer 3 on the silicon substrate 1 and the buried oxide film 2.

第2の態様も第1の態様と同様の観点から、酸化膜212の断面形状は、第1の態様と同様な形状FA,FB,FCに設定し、さらに、底部の完全絶縁部分と部分分離部分との段差部の形状FDの曲率を形状FCよりもきつく設定して分離幅の縮小を図っている。   From the same viewpoint as the first embodiment, the second embodiment also has a cross-sectional shape of the oxide film 212 set to the same shape FA, FB, FC as that of the first embodiment, and is further separated from the completely insulated portion at the bottom. The separation width is reduced by setting the curvature of the shape FD of the step with the portion to be tighter than the shape FC.

<<実施の形態17>>
<第1の態様>
図90はこの発明の実施の形態17であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。なお、第1の態様は図91で示す回路を実現している。図91に示すように、アナログ回路用トランジスタQ21のゲート電極とアナログ回路用トランジスタQ22の一方電極との間がスパイラルインダクタ199を介して接続される回路構成が第1の態様の回路構成である。
<< Embodiment 17 >>
<First aspect>
FIG. 90 is a cross sectional view showing the structure of the first mode of the SOI structure semiconductor device according to the seventeenth embodiment of the present invention. The first mode implements the circuit shown in FIG. As shown in FIG. 91, the circuit configuration in which the gate electrode of the analog circuit transistor Q21 and one electrode of the analog circuit transistor Q22 are connected via a spiral inductor 199 is the circuit configuration of the first aspect.

図90に示すように、高抵抗シリコン基板200上に埋め込み酸化膜2が形成され、埋め込み酸化膜2上のSOI層3にアナログ回路用トランジスタQ21及びQ22が作り込まれている。   As shown in FIG. 90, the buried oxide film 2 is formed on the high resistance silicon substrate 200, and the analog circuit transistors Q21 and Q22 are formed in the SOI layer 3 on the buried oxide film 2.

アナログ回路用トランジスタQ21及びQ22は共にドレイン領域5、ソース領域6、チャネル形成領域7、ゲート酸化膜8及びゲート電極9から構成され、アナログ回路用トランジスタQ21,Q22間は比較的形成面積が大きい酸化膜210により完全分離され、アナログ回路用トランジスタQ21,22と他の周辺部とは比較的形成面積が小さい酸化膜33で完全分離されている。なお、酸化膜210及び33の下方の一部にはウェル領域29が形成されている。   The analog circuit transistors Q21 and Q22 are both composed of a drain region 5, a source region 6, a channel formation region 7, a gate oxide film 8 and a gate electrode 9, and the analog circuit transistors Q21 and Q22 have a relatively large formation area. The analog circuit transistors Q21 and Q22 and other peripheral portions are completely separated by an oxide film 33 having a relatively small formation area. A well region 29 is formed in a part below the oxide films 210 and 33.

アナログ回路用トランジスタQ21,Q22を含むSOI層3全面に層間絶縁膜4が形成され、層間絶縁膜4上に選択的に第1配線層221が形成される。第1配線層221の一部はコンタクトホール244を介してアナログ回路用トランジスタQ21,Q22それぞれのドレイン領域5及びソース領域6と電気的に接続される。   An interlayer insulating film 4 is formed on the entire surface of the SOI layer 3 including the analog circuit transistors Q21 and Q22, and a first wiring layer 221 is selectively formed on the interlayer insulating film 4. Part of the first wiring layer 221 is electrically connected to the drain region 5 and the source region 6 of each of the analog circuit transistors Q21 and Q22 through the contact hole 244.

第1配線層221を含む層間絶縁膜4上の全面に層間絶縁膜220が形成され、層間絶縁膜220上に選択的に第2配線222が形成され、第2配線222の一部によってスパイラルインダクタ199を形成している。第2配線222の一部はコンタクトホール254を介して対応する第1配線層221(221A)と電気的に接続される。なお、アナログ回路用トランジスタQ21のゲート電極9は図示しない領域で層間絶縁膜4に形成されるコンタクトホールを介して第1配線層221Aと接続される。   An interlayer insulating film 220 is formed on the entire surface of the interlayer insulating film 4 including the first wiring layer 221, a second wiring 222 is selectively formed on the interlayer insulating film 220, and a spiral inductor is formed by part of the second wiring 222. 199 is formed. A part of the second wiring 222 is electrically connected to the corresponding first wiring layer 221 (221A) through the contact hole 254. The gate electrode 9 of the analog circuit transistor Q21 is connected to the first wiring layer 221A through a contact hole formed in the interlayer insulating film 4 in a region not shown.

このような構成の第1の態様は、スパイラルインダクタ199の下方に酸化膜210及びウェル領域29からなる完全絶縁領域を設けることにより、スパイラルインダクタ199に付随する寄生容量の低減を図っている。すなわち、スパイラルインダクタ199下の分離領域を酸化膜とウェル領域との部分分離領域で形成した場合に、ウェル領域とスパイラルインダクタ199との間で寄生容量が発生し、性能指数Q(エネルギーロスとストアの比)が低下しエネルギーロスが発生する等によって所望のインダクタンス性能が得られないという不具合を解消している。   In the first aspect having such a configuration, a parasitic capacitance associated with the spiral inductor 199 is reduced by providing a complete insulating region including the oxide film 210 and the well region 29 below the spiral inductor 199. That is, when the isolation region under the spiral inductor 199 is formed by a partial isolation region between the oxide film and the well region, parasitic capacitance is generated between the well region and the spiral inductor 199, and the figure of merit Q (energy loss and store) The problem that the desired inductance performance cannot be obtained due to the occurrence of energy loss or the like is solved.

また、第1の態様はSOI基板の下地基板として高抵抗シリコン基板200を用いることにより、渦電流や容量を介した電力ロスの低減化、寄生容量の低減化を図り、性能指数Qの向上させることができる。   In the first aspect, the high-resistance silicon substrate 200 is used as the base substrate of the SOI substrate, thereby reducing power loss and parasitic capacitance through eddy current and capacitance, and improving the figure of merit Q. be able to.

また、アナログ回路は外来ノイズを嫌うため、アナログ回路用トランジスタQ21,Q22の周辺を酸化膜210あるいは酸化膜33によって完全分離して、外部との電気的遮断し、性能の向上を図っている。   Further, since the analog circuit dislikes external noise, the periphery of the analog circuit transistors Q21 and Q22 is completely separated by the oxide film 210 or the oxide film 33, and is electrically disconnected from the outside to improve performance.

また、図90では図示していないが、パッド部の下方に部分分離領域を形成するとスパイラルインダクタと同様に大きな寄生容量が発生しやすく電量ロスを生じ易いため、パッド部下方にもスパイラルインダクタ199の下方と同様に完全分離領域を設けるのが望ましい。   Although not shown in FIG. 90, if a partial isolation region is formed below the pad portion, a large parasitic capacitance is likely to occur like the spiral inductor, and an electric loss is likely to occur. Therefore, the spiral inductor 199 is also formed below the pad portion. It is desirable to provide a complete separation region as well as below.

<第2の態様>
図92はこの発明の実施の形態17であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構造を示す断面図である。なお、第2の態様は第1の態様と同様に図91で示す回路を実現している。
<Second aspect>
FIG. 92 is a cross sectional view showing the structure of the second mode of the SOI structure semiconductor device according to the seventeenth embodiment of the present invention. The second mode realizes the circuit shown in FIG. 91 as in the first mode.

図92に示すように、アナログ回路用トランジスタQ21,Q22間は比較的形成面積が大きい酸化膜218並びにその下方の高抵抗領域223及びウェル領域224によりにより部分分離され、アナログ回路用トランジスタQ21,22と他の周辺部とは比較的形成面積が小さい酸化膜31及びその下方のウェル領域11(12)で部分分離されている。   As shown in FIG. 92, the analog circuit transistors Q21 and Q22 are partially separated by an oxide film 218 having a relatively large area and a high resistance region 223 and a well region 224 below the oxide film 218, and the analog circuit transistors Q21 and Q22. And the other peripheral portion are partially separated by an oxide film 31 having a relatively small formation area and a well region 11 (12) therebelow.

酸化膜218下の大部分の領域は高抵抗領域223で形成され、周辺部の一部のみウェル領域224が形成されている。なお、他の構成は図90で示した第1の態様と同様である。   Most of the region under the oxide film 218 is formed by the high resistance region 223, and the well region 224 is formed only in a part of the peripheral portion. Other configurations are the same as those of the first mode shown in FIG.

第2の態様のように、部分分離を行いながら、スパイラルインダクタ199下の部分分離領域の大部分は酸化膜218と高抵抗領域223とにより構成することにより、スパイラルインダクタ199に付随する寄生容量を十分抑えることができる。   As in the second mode, while performing partial isolation, most of the partial isolation region under the spiral inductor 199 is constituted by the oxide film 218 and the high resistance region 223, so that the parasitic capacitance associated with the spiral inductor 199 is reduced. It can be suppressed sufficiently.

高抵抗領域223の形成方法としては、高抵抗領域223には不純物を導入しないように製造する等が考えられる。また、例えば1×1020/cm2程度の高濃度のシリコン注入を行って酸化膜の下方領域をアモルファス化し、その後、熱処理でポリシリコン化して高抵抗領域223を形成することもできる。 As a method for forming the high resistance region 223, it is conceivable to manufacture the high resistance region 223 without introducing impurities. Alternatively, the high resistance region 223 can be formed by implanting silicon at a high concentration of, for example, about 1 × 10 20 / cm 2 to make the lower region of the oxide film amorphous, and then polysilicon by heat treatment.

<<実施の形態18>>
図93はこの発明の実施の形態18であるSOI構造の半導体装置の構成を示す平面図である。同図に示すように、DT−MOS領域225,226間を完全分離領域240で完全分離している。なお、DT−MOSとは、ゲート電極とボディー領域(チャネル形成領域)とを同一電位に設定するMOSトランジスタである。
<< Embodiment 18 >>
FIG. 93 is a plan view showing the structure of the SOI structure semiconductor device according to the eighteenth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the DT-MOS regions 225 and 226 are completely separated by a complete separation region 240. The DT-MOS is a MOS transistor that sets the gate electrode and the body region (channel formation region) to the same potential.

DT−MOS領域225,226はそれぞれp型のウェル領域231(部分分離領域230)内にn+のNMOS活性領域232とp+のボディー領域234とを設け、NMOS活性領域232はコンタクト238を介して配線層239に接続するとともに、NMOS活性領域232の中心部に設けられるゲート電極233はコンタクト235(ゲートコンタクト)を介して配線層237に電気的に接続され、ボディー領域234はコンタクト236(ボディーコンタクト)を介して配線層237に電気的に接続される。 The DT-MOS regions 225 and 226 are each provided with an n + NMOS active region 232 and a p + body region 234 in a p-type well region 231 (partial isolation region 230). The NMOS active region 232 is connected via a contact 238. The gate electrode 233 provided at the center of the NMOS active region 232 is electrically connected to the wiring layer 237 via a contact 235 (gate contact), and the body region 234 is connected to the contact 236 (body It is electrically connected to the wiring layer 237 via a contact).

配線層237によってゲート電極233とボディー領域234とを同一電位に設定して、オン状態の閾値電圧を低下させて動作速度の向上を図っている。   The gate electrode 233 and the body region 234 are set to the same potential by the wiring layer 237, and the threshold voltage in the on state is lowered to improve the operation speed.

このように、実施の形態18は、ボディー領域234及びウェル領域231を介してチャネル形成領域の電位を固定することができるとともに、完全分離領域240によってDT−MOS領域225,226間を完全分離することができるため、性能の良いDT−MOSを比較的容易に形成することができる。なお、ボディーコンタクトとゲートコンタクトはシェアードコンタクトによって同時に接続してもよい。   Thus, in the eighteenth embodiment, the potential of the channel formation region can be fixed via the body region 234 and the well region 231, and the DT-MOS regions 225 and 226 are completely separated by the complete isolation region 240. Therefore, a DT-MOS with good performance can be formed relatively easily. The body contact and the gate contact may be simultaneously connected by a shared contact.

<<実施の形態19>>
図94はこの発明の実施の形態19であるSOI構造の半導体装置の構造を示す断面図である。
<< Embodiment 19 >>
94 is a cross sectional view showing the structure of an SOI structure semiconductor device according to the nineteenth embodiment of the present invention.

同図に示すように、ゲート幅Wが比較的狭いトランジスタを形成するトランジスタ形成領域227には、ドレイン領域245、ソース領域246、チャネル形成領域247、ゲート酸化膜248及びゲート電極249からなるMOSトランジスタを構成し、各MOSトランジスタ間を部分酸化膜31及びウェル領域11(12)によって部分分離し、周囲とは完全酸化膜32によって完全分離している。   As shown in the figure, in a transistor formation region 227 for forming a transistor having a relatively narrow gate width W, a MOS transistor including a drain region 245, a source region 246, a channel formation region 247, a gate oxide film 248, and a gate electrode 249 is provided. The MOS transistors are partially separated by the partial oxide film 31 and the well region 11 (12), and the surroundings are completely separated by the complete oxide film 32.

MOSトランジスタを含むSOI層3上の全面に層間絶縁膜4が形成され、層間絶縁膜4上に選択的に配線層242が形成される。配線層242はコンタクトホール241を介してドレイン領域245及びソース領域246に電気的に接続される。   An interlayer insulating film 4 is formed on the entire surface of the SOI layer 3 including the MOS transistor, and a wiring layer 242 is selectively formed on the interlayer insulating film 4. The wiring layer 242 is electrically connected to the drain region 245 and the source region 246 through the contact hole 241.

一方、ゲート幅Wが比較的広いトランジスタを形成するトランジスタ形成領域228には、ドレイン領域255、ソース領域256、チャネル形成領域257、ゲート酸化膜258及びゲート電極259からなるMOSトランジスタを構成し、各MOSトランジスタ間を部分酸化膜31及びウェル領域11(12)によって部分分離し、周囲とは完全酸化膜32によって完全分離している。   On the other hand, in the transistor formation region 228 that forms a transistor having a relatively wide gate width W, a MOS transistor including a drain region 255, a source region 256, a channel formation region 257, a gate oxide film 258, and a gate electrode 259 is formed. The MOS transistors are partially separated by the partial oxide film 31 and the well region 11 (12), and the surroundings are completely separated by the complete oxide film 32.

MOSトランジスタを含むSOI層3上の全面に層間絶縁膜4が形成され、層間絶縁膜4上に選択的に配線層252が形成される。配線層252はコンタクトホール251を介してドレイン領域255及びソース領域256に電気的に接続される。   An interlayer insulating film 4 is formed on the entire surface of the SOI layer 3 including the MOS transistor, and a wiring layer 252 is selectively formed on the interlayer insulating film 4. The wiring layer 252 is electrically connected to the drain region 255 and the source region 256 through the contact hole 251.

ゲート幅Wが狭いトランジスタ形成領域227に形成されるドレイン領域245及びソース領域246の形成深さを、ビルドイン状態時にドレイン/ソースからの空乏層243の少なくとも一部が埋め込み酸化膜2に到達する深さに設定して、接合容量の低減化を図っている。なお、ドレイン領域245及びソース領域246の形成深さを埋め込み酸化膜2に到達する深さに設定しても良い。   The formation depth of the drain region 245 and the source region 246 formed in the transistor formation region 227 with a narrow gate width W is set to a depth at which at least a part of the depletion layer 243 from the drain / source reaches the buried oxide film 2 in the build-in state. Therefore, the junction capacitance is reduced. The formation depth of the drain region 245 and the source region 246 may be set to a depth reaching the buried oxide film 2.

一方、ゲート幅Wが広いトランジスタ形成領域228に形成されるドレイン領域255及びソース領域256の形成深さを、ビルドイン状態時のドレイン/ソースからの空乏層253が埋め込み酸化膜2に到達しないように設定して、確実にチャネル形成領域257の電位固定が行えるようにしている。   On the other hand, the formation depth of the drain region 255 and the source region 256 formed in the transistor formation region 228 having a wide gate width W is set so that the depletion layer 253 from the drain / source in the built-in state does not reach the buried oxide film 2. Thus, the potential of the channel formation region 257 can be surely fixed.

なお、トランジスタ形成領域227及び228に形成される2種類のドレイン/ソース領域は、ソース/ドレイン形成時の不純物の注入エネルギーを変化させたり、NUDC(Non Uniformly Doped Channel)の注入量を変化させることで実現できる。   Note that the two types of drain / source regions formed in the transistor formation regions 227 and 228 change the implantation energy of impurities at the time of forming the source / drain or change the implantation amount of NUDC (Non Uniformly Doped Channel). Can be realized.

また、ビルドイン状態時に空乏層が埋め込み酸化膜2に到達しない程度の深さのソース/ドレイン領域を仮に形成した後、トランジスタ形成領域227側のソース/ドレイン領域に対してのみ形成深さが深くなるように、再度不純物の追加注入を行うことによっても実現できる。   In addition, after a source / drain region having a depth that does not allow the depletion layer to reach the buried oxide film 2 in the built-in state is formed, the formation depth is increased only with respect to the source / drain region on the transistor formation region 227 side. As described above, this can also be realized by performing additional implantation of impurities again.

<<実施の形態20>>
<第1の態様>
図95はこの発明の実施の形態20であるSOI構造の半導体装置の第1の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、シリコン基板1及び埋め込み酸化膜2上のSOI層3にn+領域261,262を選択的に設け、n+領域261,262間にp-領域263及び酸化膜264からなる部分分離領域を設けている。そして、n+領域261,262、p-領域263及び酸化膜264からなるフィールドトランジスタを構成している。なお、フィールドトランジスタは、MOSトランジスタのゲート部(ゲート酸化膜、ゲート電極)に置き換えて酸化膜を設けた構造を呈している。
<< Embodiment 20 >>
<First aspect>
FIG. 95 is a cross sectional view showing the structure of the first aspect of the SOI structure semiconductor device according to the twentieth embodiment of the present invention. As shown in the figure, n + regions 261 and 262 are selectively provided in the SOI layer 3 on the silicon substrate 1 and the buried oxide film 2, and the p region 263 and the oxide film 264 are interposed between the n + regions 261 and 262. A partial separation region is provided. A field transistor including n + regions 261 and 262, a p region 263, and an oxide film 264 is formed. The field transistor has a structure in which an oxide film is provided in place of the gate portion (gate oxide film, gate electrode) of the MOS transistor.

このように第1の態様は、p-領域263及び酸化膜264からなる部分分離領域構造を用いてフィールドトランジスタを構成している。フィールドトランジスタは保護回路用素子等に応用できる。 As described above, in the first embodiment, a field transistor is configured using a partial isolation region structure including the p region 263 and the oxide film 264. Field transistors can be applied to protection circuit elements and the like.

実施の形態20のフィールドトランジスタのゲート部の構成は部分分離領域と基本的に同じ構成であるため、部分分離領域と同時にゲート部を構成することにより、比較的容易にフィールドトランジスタを形成することができる。   Since the structure of the gate portion of the field transistor of the twentieth embodiment is basically the same as that of the partial isolation region, the field transistor can be formed relatively easily by forming the gate portion simultaneously with the partial isolation region. it can.

図96は回路の入力部におけるフィールドトランジスタ利用例を示す回路図である。同図に示すように、フィールドトランジスタQ31の一方電極が外部入力端子P1に接続され他方電極が接地される。また、電源,接地間にフィールドトランジスタQ33を設けている。なお、他の構成は図66で示し回路構成と同様であるため、説明は省略する。   FIG. 96 is a circuit diagram showing an example of using field transistors in the input section of the circuit. As shown in the figure, one electrode of the field transistor Q31 is connected to the external input terminal P1, and the other electrode is grounded. A field transistor Q33 is provided between the power source and the ground. The other configuration is the same as the circuit configuration shown in FIG. 66, and a description thereof will be omitted.

このように、フィールドトランジスタQ31によって外部入力端子P1,接地レベル間に保護回路を設け、フィールドトランジスタQ33によって電源,接地レベル間の寄生ダイオードパスを設けている。   Thus, the field transistor Q31 provides a protection circuit between the external input terminal P1 and the ground level, and the field transistor Q33 provides a parasitic diode path between the power supply and the ground level.

図97は回路の出力部におけるフィールドトランジスタ利用例を示す回路図である。同図に示すように、フィールドトランジスタQ32の一方電極が外部出力端子P4に接続され他方電極が接地される。また、電源,接地間にフィールドトランジスタQ34を設けている。なお、他の構成は図67で示し回路構成と同様であるため、説明は省略する。   FIG. 97 is a circuit diagram showing an example of using field transistors in the output section of the circuit. As shown in the figure, one electrode of the field transistor Q32 is connected to the external output terminal P4, and the other electrode is grounded. A field transistor Q34 is provided between the power source and the ground. Other configurations are the same as the circuit configuration shown in FIG.

このように、フィールドトランジスタQ32によって外部出力端子P4,接地レベル間の保護,フィールドトランジスタQ34によって電源,接地レベル間の寄生ダイオードパスを設けている。   Thus, the field transistor Q32 provides a protection between the external output terminal P4 and the ground level, and the field transistor Q34 provides a parasitic diode path between the power supply and the ground level.

なお、フィールドトランジスタは図95に示すようにNMOS類似構造が放電能力が高いため望ましいが、PMOS類似構造を用いても良い。この場合、フィールドトランジスタQ31,Q32の代わりに、電源と外部入力端子P1との間にフィールドトランジスタを設ける必要がある。   As shown in FIG. 95, the field transistor is preferably an NMOS-like structure because of its high discharge capability, but a PMOS-like structure may also be used. In this case, it is necessary to provide a field transistor between the power supply and the external input terminal P1 instead of the field transistors Q31 and Q32.

<第2の態様>
図98はこの発明の実施の形態20であるSOI構造の半導体装置の第2の態様の構造を示す断面図である。同図に示すように、n+領域261,262の周囲を完全酸化膜265によって完全分離している。他の構成は図95で示した第1の態様と同様であるため、説明を省略する。
<Second aspect>
FIG. 98 is a cross sectional view showing the structure of the second aspect of the SOI structure semiconductor device according to the twentieth embodiment of the present invention. As shown in the figure, the periphery of the n + regions 261 and 262 is completely separated by a complete oxide film 265. The other configuration is the same as that of the first mode shown in FIG.

第2の態様は、フィールドトランジスタ全体を完全酸化膜265で囲っているため、雑音遮断などにおいて大きな効果が期待できる。また、フィールドトランジスタを保護回路として用いる際、他の構成素子への電流の寄生パスを確実に防ぐことができる。   In the second aspect, since the entire field transistor is surrounded by the complete oxide film 265, a great effect can be expected in noise blocking and the like. Further, when the field transistor is used as a protection circuit, it is possible to reliably prevent a parasitic path of current to other components.

<第3の態様>
図99はこの発明の実施の形態20であるSOI構造の半導体装置の第3の態様の構成を示す平面図である。複数のn+領域261,262を交互に配置し、各n+領域261,262間を酸化膜264及びp-領域263によって部分分離し、周囲全体を完全酸化膜265によって完全分離している。
<Third Aspect>
FIG. 99 is a plan view showing the configuration of the third mode of the SOI structure semiconductor device according to the twentieth embodiment of the present invention. A plurality of n + regions 261 and 262 are alternately arranged, the n + regions 261 and 262 are partially separated by the oxide film 264 and the p region 263, and the entire periphery is completely separated by the complete oxide film 265.

複数のn+領域261は共通に接続端子P11に接続され、複数のn+領域262は共通に接続端子P12に接続される。このように、櫛形構造で配置された複数のn+領域261及び262を電気的に並列に接続することにより、放電能力を高めることができる。 The plurality of n + regions 261 are commonly connected to the connection terminal P11, and the plurality of n + regions 262 are commonly connected to the connection terminal P12. As described above, the discharge capacity can be increased by electrically connecting the plurality of n + regions 261 and 262 arranged in a comb structure in parallel.

<その他>
なお、フィールドトランジスタのソース/ドレイン領域(n+領域261,262)を埋め込み酸化膜2に到達させることなく、空乏層が埋め込み酸化膜2に到達するレベルの深さに形成しても良い。
<Others>
The source / drain regions (n + regions 261 and 262) of the field transistor may be formed to a depth at which the depletion layer reaches the buried oxide film 2 without reaching the buried oxide film 2.

<<補足>>
ソース/ドレイン領域を埋め込み酸化膜に到達させるために、通常の手法として不純物の注入深さを十分深くしてソース/ドレイン領域を形成したり、不純物ピークが浅い不純物注入の後に不純物ピークが深い不純物注入を行うようにしても良い。
<< Supplementary >>
In order to make the source / drain region reach the buried oxide film, the impurity / deep region is formed by increasing the impurity implantation depth sufficiently as a normal method, or the impurity peak having a deep impurity peak after the impurity implantation having a shallow impurity peak. Injection may be performed.

しかしながら、上記した方法では、図85に示す実施の形態14の第1の態様のようにソース/ドレイン領域の浅い部分に不純物濃度のピークをもたせ、かつSOI層3を貫通する深さで不純物分布をもたせることができない。   However, in the above-described method, the impurity distribution has a peak at the shallow portion of the source / drain region as in the first embodiment of the fourteenth embodiment shown in FIG. Can not have.

そこで、注入角度を0度近傍に注入エネルギーを十分小さくして不純物のイオン注入を行う等の方法を適用することにより、不純物ピークは図100のL1で示すようにSOI層3の比較的浅い位置に設定するとともに、チャネリング現象によるテールプロファイルによって、図100のL2で示す不純物分布のように、不純物がSOI層3を貫通して埋め込み酸化膜2に到達するように分布させることができる。   Therefore, by applying a method such as ion implantation with the implantation angle sufficiently close to 0 degrees and implantation energy sufficiently small, the impurity peak is located at a relatively shallow position of the SOI layer 3 as indicated by L1 in FIG. In addition, the tail profile due to the channeling phenomenon can be distributed so that the impurities penetrate the SOI layer 3 and reach the buried oxide film 2 as in the impurity distribution indicated by L2 in FIG.

この発明の実施の形態1であるSOI構造の半導体装置の第1の態様を示す断面図である。1 is a cross-sectional view showing a first aspect of an SOI structure semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; 実施の形態1の第1の態様を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a first aspect of the first embodiment. 実施の形態1の第1の態様の平面図である。FIG. 3 is a plan view of the first aspect of the first embodiment. 実施の形態1の第2の態様の構造を示す断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a second aspect of the first embodiment. 実施の形態2の第1の態様を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a first aspect of the second embodiment. 実施の形態2の第2の態様を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing a second aspect of the second embodiment. 実施の形態2の第3の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third aspect of the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その1)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 1) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その1)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 1) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その1)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 1) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その1)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 1) in the second embodiment. 高濃度ウェル領域形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a high concentration well area | region formation process. 高濃度ウェル領域形成工程を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a high concentration well area | region formation process. 実施の形態2における素子分離工程(その2)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 2) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その2)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 2) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その2)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 2) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その2)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 2) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その2)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 2) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その3)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 3) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その3)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 3) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その3)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 3) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その3)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 3) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その4)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 4) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その4)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 4) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その4)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 4) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その4)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 4) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その4)を示す断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 4) in the second embodiment. 実施の形態3の第1の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first aspect of the third embodiment. 実施の形態3の第2の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second aspect of the third embodiment. 実施の形態4のSOI構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an SOI structure of a fourth embodiment. 実施の形態4のSOI構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an SOI structure of a fourth embodiment. 実施の形態4の他のSOI構造を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing another SOI structure of the fourth embodiment. 実施の形態4における素子分離工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step in the fourth embodiment. 実施の形態4における素子分離工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step in the fourth embodiment. 実施の形態4における素子分離工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step in the fourth embodiment. 実施の形態4における素子分離工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step in the fourth embodiment. 実施の形態4における素子分離工程を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step in the fourth embodiment. 実施の形態5の第1の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first aspect of the fifth embodiment. 実施の形態5の第2の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a second aspect of the fifth embodiment. 実施の形態5の第3の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third aspect of the fifth embodiment. 実施の形態6の第1の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a first aspect of the sixth embodiment. 実施の形態6の第2の態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd aspect of Embodiment 6. FIG. 実施の形態6における接続領域形成工程(その1)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection area | region formation process (the 1) in Embodiment 6. 実施の形態6における接続領域形成工程(その1)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection area | region formation process (the 1) in Embodiment 6. 実施の形態6における接続領域形成工程(その1)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection area | region formation process (the 1) in Embodiment 6. 実施の形態6における接続領域形成工程(その2)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection area | region formation process in the Embodiment 6 (the 2). 実施の形態6における接続領域形成工程(その2)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection area | region formation process in the Embodiment 6 (the 2). 実施の形態6における接続領域形成工程(その2)を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the connection area | region formation process in the Embodiment 6 (the 2). 実施の形態6における接続領域形成工程(その3)を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a connection region forming step (No. 3) in the sixth embodiment. 実施の形態6における接続領域形成工程(その3)を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a connection region forming step (No. 3) in the sixth embodiment. 実施の形態6における接続領域形成工程(その3)を示す断面図である。FIG. 23 is a cross-sectional view showing a connection region forming step (No. 3) in the sixth embodiment. 実施の形態6の第3の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a third aspect of the sixth embodiment. 実施の形態6の第4の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fourth aspect of the sixth embodiment. 実施の形態6の第5の態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 5th aspect of Embodiment 6. 実施の形態2の第4の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fourth aspect of the second embodiment. 実施の形態2の第5の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a fifth aspect of the second embodiment. 実施の形態2の第6の態様を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing a sixth aspect of the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その5)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 5) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その5)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 5) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その5)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 5) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その5)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 5) in the second embodiment. 実施の形態2における素子分離工程(その5)を示す断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view showing an element isolation step (No. 5) in the second embodiment. 実施の形態7による完全分離領域の設定方法を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a complete separation region setting method according to a seventh embodiment. ラッチアップ現象説明用の説明図である。It is explanatory drawing for latchup phenomenon explanation. 実施の形態8の第1の態様を示す断面図である。FIG. 20 is a cross sectional view showing a first aspect of the eighth embodiment. 入力回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of an input circuit. 出力回路の一例を示す回路図である。It is a circuit diagram which shows an example of an output circuit. 実施の形態8の第2の態様を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the 2nd aspect of Embodiment 8. FIG. 実施の形態8の第3の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a third aspect of the eighth embodiment. 実施の形態9の第1の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a first aspect of the ninth embodiment. 図70のA−A断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the AA cross section of FIG. 実施の形態9の第2の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a second mode of the ninth embodiment. 図72のB−B断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the BB cross section of FIG. 実施の形態10の第1の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a first aspect of the tenth embodiment. 実施の形態10の第2の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a second mode of the tenth embodiment. 実施の形態11の第1の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a first aspect of the eleventh embodiment. 実施の形態11の第2の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a second mode of the eleventh embodiment. 実施の形態12の第1の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a first aspect of the twelfth embodiment. 図78のC−C断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows CC cross section of FIG. 実施の形態12の第2の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a second aspect of the twelfth embodiment. 図80のD−D断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the DD cross section of FIG. 実施の形態12の第3の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a third aspect of the twelfth embodiment. 実施の形態13を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing a thirteenth embodiment. 実施の形態14の第1の態様の特徴を示す説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram showing the characteristics of the first mode of the fourteenth embodiment. 実施の形態14の第2の態様の特徴を示す説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram showing the characteristics of the second mode of the fourteenth embodiment. 実施の形態15の第1の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a first aspect of the fifteenth embodiment. 実施の形態15の第2の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a second mode of the fifteenth embodiment. 実施の形態16の第1の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a first aspect of the sixteenth embodiment. 実施の形態16の第2の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a second aspect of the sixteenth embodiment. 実施の形態17の第1の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a first aspect of the seventeenth embodiment. 実施の形態17の回路構成を示す回路図である。FIG. 20 is a circuit diagram showing a circuit configuration according to the seventeenth embodiment. 実施の形態17の第2の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a second aspect of the seventeenth embodiment. 実施の形態18のDT−MOSを示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a DT-MOS according to an eighteenth embodiment. 実施の形態19を示す断面図である。FIG. 20 is a cross-sectional view showing Embodiment 19; 実施の形態20の第1の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a first aspect of the twentieth embodiment. 実施の形態20のフィールドトランジスタの入力回路への利用例を示す回路図である。FIG. 38 is a circuit diagram illustrating an example of application of the field transistor according to the twentieth embodiment to an input circuit. 実施の形態20のフィールドトランジスタの出力回路への利用例を示す回路図である。FIG. 38 is a circuit diagram showing an example of application of the field transistor of the twentieth embodiment to an output circuit. 実施の形態20の第2の態様を示す断面図である。FIG. 38 is a cross sectional view showing a second aspect of the twentieth embodiment. 実施の形態20の第3の態様を示す平面図である。FIG. 38 is a plan view showing a third aspect of the twentieth embodiment. ドレイン/ソース領域の不純物分布を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the impurity distribution of a drain / source region. 図74のE−E断面を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the EE cross section of FIG. 従来のSOI構造の半導体装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the semiconductor device of the conventional SOI structure.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリコン基板、2 埋め込み酸化膜、3 SOI層、3A,3B 部分SOI層、4 層間絶縁膜、5,5s,5t,245,255 ドレイン領域、6,6s,6t,246,256 ソース領域、7 チャネル形成領域、8 ゲート酸化膜、9 ゲート電極、10,20,146,147,156,164 ボディー領域、11 ウェル領域(p型)、12,28 ウェル領域(n型)、31 部分酸化膜、32 完全酸化膜、33,210〜212,218 酸化膜、44,44A,44B 部分トレンチ、48 完全トレンチ、61,62 ポリシリコン領域、75〜77 低誘電率膜、78,79 シリコン酸化膜、80,86〜89 接続領域 104 nウェル領域、105,110,114,115,120 完全分離領域、107,117,127,137,148 部分分離領域、149 フローティング部分分離領域、150 フローティングp+ボディー領域、182,224 ウェル領域、199 スパイラルインダクタ、200 高抵抗シリコン基板、223 高抵抗領域、Q21,Q22 アナログ回路用トランジスタ。 1 silicon substrate, 2 buried oxide film, 3 SOI layer, 3A, 3B partial SOI layer, 4 interlayer insulation film, 5, 5s, 5t, 245, 255 drain region, 6, 6s, 6t, 246, 256 source region, 7 Channel formation region, 8 gate oxide film, 9 gate electrode, 10, 20, 146, 147, 156, 164 body region, 11 well region (p-type), 12, 28 well region (n-type), 31 partial oxide film, 32, complete oxide film, 33, 210-212, 218 oxide film, 44, 44A, 44B partial trench, 48 complete trench, 61, 62 polysilicon region, 75-77 low dielectric constant film, 78, 79 silicon oxide film, 80 , 86 to 89 Connection region 104 n-well region, 105, 110, 114, 115, 120 Complete isolation region, 107, 117, 127, 13 7,148 Partial isolation region, 149 Floating partial isolation region, 150 Floating p + body region, 182,224 Well region, 199 Spiral inductor, 200 High resistance silicon substrate, 223 High resistance region, Q21, Q22 Analog circuit transistor.

Claims (8)

半導体基板、前記半導体基板上の埋め込み絶縁層及び前記埋め込み絶縁層上のSOI層からなるSOI構造の半導体装置であって、
前記SOI層の表面上の第1のゲート電極、前記SOI層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有するPMOSトランジスタと、
前記SOI層内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、
前記SOI層の表面上の第2のゲート電極、前記SOI層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有するNMOSトランジスタと、
前記SOI層内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、
前記PMOSトランジスタ及び前記NMOSトランジスタ間の前記SOI層内に形成される第1の絶縁膜と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第2の絶縁膜とを備え、前記第2の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第3の絶縁膜をさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、
前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域は前記埋め込み絶縁層に接し
前記第1の絶縁膜は前記PMOSトランジスタの形成領域上の第1の領域と前記NMOSトランジスタの形成領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記埋め込み絶縁層に接する第3の領域とが連続する、
半導体装置。
A semiconductor device having an SOI structure comprising a semiconductor substrate, a buried insulating layer on the semiconductor substrate, and an SOI layer on the buried insulating layer,
A first gate electrode on the surface of the SOI layer; a P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the SOI layer; and the P-type source region and the P-type drain region. A PMOS transistor having an N-type channel formation region formed in a region between,
An N-type conductivity type first body region formed in the SOI layer;
An N-type conductivity type first connection region formed between the N-type channel formation region and the first body region;
A second gate electrode on the surface of the SOI layer; an N-type source region and an N-type drain region formed on both sides of the second gate electrode in the SOI layer; and the N-type source region and the N-type drain region. An NMOS transistor having a P-type channel formation region formed in a region therebetween,
A P-type conductivity type second body region formed in the SOI layer;
A P-type conductivity type second connection region formed between the P-type channel formation region and the second body region;
A first insulating film formed in the SOI layer between the PMOS transistor and the NMOS transistor;
A second insulating film formed in the SOI layer between the N-type channel forming region and the first body region, and the second insulating film is formed on the first connection region And
The semiconductor device further includes a third insulating film formed in the SOI layer between the P-type channel forming region and the second body region, and the third insulating film is formed on the second connection region. And
The P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are in contact with the buried insulating layer ,
The first insulating film includes a first region on the formation region of the PMOS transistor, a second region on the formation region of the NMOS transistor, and the buried insulation between the first region and the second region. A third region in contact with the layer is continuous,
Semiconductor device.
半導体基板、前記半導体基板上の絶縁層及び前記絶縁層上のシリコン層からなるSOI構造の半導体装置であって、
前記シリコン層内に形成される、N型導電型の第1のウェル領域とP型導電型の第2のウェル領域と、
前記第1のウェル領域と第2のウェル領域との間に形成される第1の絶縁膜とを備え、前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域、第2のウェル領域に接し、
前記第1のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第1のゲート電極、前記シリコン層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有する複数のPMOSトランジスタと、
前記複数のPMOSトランジスタ間の前記第1のウェル領域内に形成される第2の絶縁膜と、
前記第1のウェル領域内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記第1のウェル領域内に形成される第3の絶縁膜とをさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、
前記第2のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第2のゲート電極、前記シリコン層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有する複数のNMOSトランジスタと、
前記複数のNMOSトランジスタ間の前記第2のウェル領域内に形成される第4の絶縁膜と、
前記第2のウェル領域内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記第2のウェル領域内に形成される第5の絶縁膜とをさらに備え、前記第5の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、
前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域は前記絶縁層に接し、
前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域上の第1の領域と前記第2のウェル領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記絶縁層に接する第3の領域とが連続する、
半導体装置。
An SOI structure semiconductor device comprising a semiconductor substrate, an insulating layer on the semiconductor substrate, and a silicon layer on the insulating layer,
An N-type first well region and a P-type second well region formed in the silicon layer;
A first insulating film formed between the first well region and the second well region, wherein the first insulating film is in contact with the first well region and the second well region;
A first gate electrode formed on the surface of the silicon layer, and a P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the silicon layer. A plurality of PMOS transistors having an N-type channel formation region formed in a region between the P-type source region and the P-type drain region;
A second insulating film formed in the first well region between the plurality of PMOS transistors;
An N-type conductivity type first body region formed in the first well region;
An N-type conductivity type first connection region formed between the N-type channel formation region and the first body region;
And a third insulating film formed in the first well region between the N-type channel forming region and the first body region, wherein the third insulating film is the first connection. Formed on the area,
A second gate electrode formed on the surface of the silicon layer, and an N-type source region and an N-type drain region formed on both sides of the second gate electrode in the silicon layer. A plurality of NMOS transistors having a P-type channel formation region formed in a region between the N-type source region and the N-type drain region;
A fourth insulating film formed in the second well region between the plurality of NMOS transistors;
A P-type conductivity type second body region formed in the second well region;
A P-type conductivity type second connection region formed between the P-type channel formation region and the second body region;
And a fifth insulating film formed in the second well region between the P-type channel forming region and the second body region, wherein the fifth insulating film is the second connection. Formed on the area,
The P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are in contact with the insulating layer,
The first insulating film includes a first region on the first well region, a second region on the second well region, and the insulating layer between the first region and the second region. A third region in contact with the
Semiconductor device.
半導体基板、前記半導体基板上の埋め込み絶縁層及び前記埋め込み絶縁層上のSOI層からなるSOI構造の半導体装置であって、
前記SOI層の表面上の第1のゲート電極、前記SOI層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有するPMOSトランジスタと、
前記SOI層内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、
前記SOI層の表面上の第2のゲート電極、前記SOI層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有するNMOSトランジスタと、
前記SOI層内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、
前記PMOSトランジスタ及び前記NMOSトランジスタ間の前記SOI層内に形成される第1の絶縁膜と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第2の絶縁膜とを備え、前記第2の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記SOI層内に形成された第3の絶縁膜をさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、
前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域はビルトイン状態で各々の空乏層が前記埋め込み絶縁層に到達し
前記第1の絶縁膜は前記PMOSトランジスタの形成領域上の第1の領域と前記NMOSトランジスタの形成領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記埋め込み絶縁層に接する第3の領域とが連続する、
半導体装置。
A semiconductor device having an SOI structure comprising a semiconductor substrate, a buried insulating layer on the semiconductor substrate, and an SOI layer on the buried insulating layer,
A first gate electrode on the surface of the SOI layer; a P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the SOI layer; and the P-type source region and the P-type drain region. A PMOS transistor having an N-type channel formation region formed in a region between,
An N-type conductivity type first body region formed in the SOI layer;
An N-type conductivity type first connection region formed between the N-type channel formation region and the first body region;
A second gate electrode on the surface of the SOI layer; an N-type source region and an N-type drain region formed on both sides of the second gate electrode in the SOI layer; and the N-type source region and the N-type drain region. An NMOS transistor having a P-type channel formation region formed in a region therebetween,
A P-type conductivity type second body region formed in the SOI layer;
A P-type conductivity type second connection region formed between the P-type channel formation region and the second body region;
A first insulating film formed in the SOI layer between the PMOS transistor and the NMOS transistor;
A second insulating film formed in the SOI layer between the N-type channel forming region and the first body region, and the second insulating film is formed on the first connection region And
The semiconductor device further includes a third insulating film formed in the SOI layer between the P-type channel forming region and the second body region, and the third insulating film is formed on the second connection region. And
The P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are built-in, and each depletion layer reaches the buried insulating layer ,
The first insulating film includes a first region on the formation region of the PMOS transistor, a second region on the formation region of the NMOS transistor, and the buried insulation between the first region and the second region. A third region in contact with the layer is continuous,
Semiconductor device.
請求項1あるいは請求項3記載の半導体装置であって、
前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域のうち一の領域は前記第1の絶縁膜に接し、前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域のうち一の領域は前記第1の絶縁膜に接する、
半導体装置。
A semiconductor device according to claim 1 or claim 3, wherein
One of the P-type source region and the P-type drain region is in contact with the first insulating film, and one of the N-type source region and the N-type drain region is in contact with the first insulating film. Touching,
Semiconductor device.
半導体基板、前記半導体基板上の絶縁層及び前記絶縁層上のシリコン層からなるSOI構造の半導体装置であって、
前記シリコン層内に形成される、N型導電型の第1のウェル領域とP型導電型の第2のウェル領域と、
前記第1のウェル領域と第2のウェル領域との間に形成される第1の絶縁膜とを備え、前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域、第2のウェル領域に接し、
前記第1のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第1のゲート電極、前記シリコン層内において前記第1のゲート電極両側に形成されるP型ソース領域及びP型ドレイン領域、並びに前記P型ソース領域及びP型ドレイン領域間の領域に形成されるN型チャネル形成領域を有する複数のPMOSトランジスタと、
前記複数のPMOSトランジスタ間の前記第1のウェル領域内に形成される第2の絶縁膜と、
前記第1のウェル領域内に形成されるN型導電型の第1のボディー領域と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間に形成されるN型導電型の第1の接続領域と、
前記N型チャネル形成領域と前記第1のボディー領域との間の前記第1のウェル領域内に形成される第3の絶縁膜とをさらに備え、前記第3の絶縁膜は前記第1の接続領域上に形成され、
前記第2のウェル領域に形成され、各々が前記シリコン層の表面上の第2のゲート電極、前記シリコン層内において前記第2のゲート電極両側に形成されるN型ソース領域及びN型ドレイン領域、並びに前記N型ソース領域及びN型ドレイン領域間の領域に形成されるP型チャネル形成領域を有する複数のNMOSトランジスタと、
前記複数のNMOSトランジスタ間の前記第2のウェル領域内に形成される第4の絶縁膜と、
前記第2のウェル領域内に形成されるP型導電型の第2のボディー領域と、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間に形成されるP型導電型の第2の接続領域と、
前記P型チャネル形成領域と前記第2のボディー領域との間の前記第2のウェル領域内に形成される第5の絶縁膜とをさらに備え、前記第5の絶縁膜は前記第2の接続領域上に形成され、
前記PMOSトランジスタの前記P型ソース領域及び前記P型ドレイン領域並びに前記NMOSトランジスタの前記N型ソース領域及び前記N型ドレイン領域はビルトイン状態で各々の空乏層が前記絶縁層に到達し、
前記第1の絶縁膜は前記第1のウェル領域上の第1の領域と前記第2のウェル領域上の第2の領域と前記第1の領域と前記第2の領域の間で前記絶縁層に接する第3の領域とが連続する、
半導体装置。
An SOI structure semiconductor device comprising a semiconductor substrate, an insulating layer on the semiconductor substrate, and a silicon layer on the insulating layer,
An N-type first well region and a P-type second well region formed in the silicon layer;
A first insulating film formed between the first well region and the second well region, wherein the first insulating film is in contact with the first well region and the second well region;
A first gate electrode formed on the surface of the silicon layer, and a P-type source region and a P-type drain region formed on both sides of the first gate electrode in the silicon layer. A plurality of PMOS transistors having an N-type channel formation region formed in a region between the P-type source region and the P-type drain region;
A second insulating film formed in the first well region between the plurality of PMOS transistors;
An N-type conductivity type first body region formed in the first well region;
An N-type conductivity type first connection region formed between the N-type channel formation region and the first body region;
And a third insulating film formed in the first well region between the N-type channel forming region and the first body region, wherein the third insulating film is the first connection. Formed on the area,
A second gate electrode formed on the surface of the silicon layer, and an N-type source region and an N-type drain region formed on both sides of the second gate electrode in the silicon layer. A plurality of NMOS transistors having a P-type channel formation region formed in a region between the N-type source region and the N-type drain region;
A fourth insulating film formed in the second well region between the plurality of NMOS transistors;
A P-type conductivity type second body region formed in the second well region;
A P-type conductivity type second connection region formed between the P-type channel formation region and the second body region;
And a fifth insulating film formed in the second well region between the P-type channel forming region and the second body region, wherein the fifth insulating film is the second connection. Formed on the area,
The P-type source region and the P-type drain region of the PMOS transistor and the N-type source region and the N-type drain region of the NMOS transistor are built-in states, and each depletion layer reaches the insulating layer,
The first insulating film includes a first region on the first well region, a second region on the second well region, and the insulating layer between the first region and the second region. A third region in contact with the
Semiconductor device.
請求項2あるいは請求項5記載の半導体装置であって、
前記第1のゲート電極は前記第3の絶縁膜上に延びて形成され、前記第2のゲート電極は前記第5の絶縁膜上に延びて形成される、
半導体装置。
A semiconductor device according to claim 2 or claim 5, wherein
The first gate electrode is formed to extend on the third insulating film, and the second gate electrode is formed to extend on the fifth insulating film.
Semiconductor device.
請求項1あるいは請求項3記載の半導体装置であって、
前記第1のゲート電極は前記第2の絶縁膜上に延びて形成され、前記第2のゲート電極は前記第3の絶縁膜上に延びて形成される、
半導体装置。
A semiconductor device according to claim 1 or claim 3, wherein
The first gate electrode is formed to extend on the second insulating film, and the second gate electrode is formed to extend on the third insulating film.
Semiconductor device.
請求項6あるいは請求項7記載の半導体装置であって、
前記第1のボディー領域は、前記第1の接続領域より高い第1の不純物濃度を有し、前記第2のボディー領域は、前記第2の接続領域より高い第2の不純物濃度を有する、
半導体装置。
A semiconductor device according to claim 6 or claim 7, wherein
The first body region has a first impurity concentration higher than that of the first connection region, and the second body region has a second impurity concentration higher than that of the second connection region.
Semiconductor device.
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