JP5567247B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP5567247B2
JP5567247B2 JP2007006234A JP2007006234A JP5567247B2 JP 5567247 B2 JP5567247 B2 JP 5567247B2 JP 2007006234 A JP2007006234 A JP 2007006234A JP 2007006234 A JP2007006234 A JP 2007006234A JP 5567247 B2 JP5567247 B2 JP 5567247B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
conductivity type
polycrystalline silicon
insulating film
region
mos transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2007006234A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2007243156A (ja
Inventor
英生 吉野
尚 長谷川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Instruments Inc
Original Assignee
Seiko Instruments Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Instruments Inc filed Critical Seiko Instruments Inc
Priority to JP2007006234A priority Critical patent/JP5567247B2/ja
Priority to TW096104125A priority patent/TWI412130B/zh
Priority to CN2007100879502A priority patent/CN101017851B/zh
Priority to KR1020070012669A priority patent/KR101355282B1/ko
Priority to US11/703,258 priority patent/US7851858B2/en
Publication of JP2007243156A publication Critical patent/JP2007243156A/ja
Priority to US12/901,055 priority patent/US8263443B2/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5567247B2 publication Critical patent/JP5567247B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78651Silicon transistors
    • H01L29/78654Monocrystalline silicon transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/41Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions
    • H01L29/423Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape, relative sizes or dispositions not carrying the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/42312Gate electrodes for field effect devices
    • H01L29/42316Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors
    • H01L29/4232Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate
    • H01L29/42384Gate electrodes for field effect devices for field-effect transistors with insulated gate for thin film field effect transistors, e.g. characterised by the thickness or the shape of the insulator or the dimensions, the shape or the lay-out of the conductor
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/40Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/43Electrodes ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by the materials of which they are formed
    • H01L29/49Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET
    • H01L29/4908Metal-insulator-semiconductor electrodes, e.g. gates of MOSFET for thin film semiconductor, e.g. gate of TFT
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66007Multistep manufacturing processes
    • H01L29/66075Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials
    • H01L29/66227Multistep manufacturing processes of devices having semiconductor bodies comprising group 14 or group 13/15 materials the devices being controllable only by the electric current supplied or the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched, e.g. three-terminal devices
    • H01L29/66409Unipolar field-effect transistors
    • H01L29/66477Unipolar field-effect transistors with an insulated gate, i.e. MISFET
    • H01L29/66742Thin film unipolar transistors
    • H01L29/66772Monocristalline silicon transistors on insulating substrates, e.g. quartz substrates
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78618Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device characterised by the drain or the source properties, e.g. the doping structure, the composition, the sectional shape or the contact structure
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/0002Not covered by any one of groups H01L24/00, H01L24/00 and H01L2224/00

Description

本発明はSOI(ilicon nsulator)構造を有するMOS型電界効果トランジスタに関する。
近年、インターネットの爆発的拡大や、マルチメディア情報化社会が本格化してきており、携帯型情報端末市場の成長も著しくなっている。このような情報機器やそれを構成するLSIには更なる微細化、低消費電力性が求められており、これらの要求に応えられるデバイス技術としてSOIデバイスが注目を浴びている。SOI構造を有する半導体基板上にMOSトランジスタを作製すると、従来のバルクSiデバイスに比べ、接合容量や配線容量など寄生容量の低減、低基板バイアス効果、短チャネル効果の抑制、完全素子分離、急峻なサブスレッショルド特性などの利点があり、LSIの低消費電力化及び高性能化に大きな効果を発揮することができる。
しかし、SOI型MOSトランジスタにおける技術課題として、素子分離にLOCOS(Local xidation of ilicon)法を適用するとシリコン活性
層がLOCOS分離端で薄膜化するため、しきい値電圧の低い寄生MOSトランジスタが形成され、Id−Vg特性において瘤のような特性(以降この瘤をハンプとよぶ)を発生させる場合がある。図13(a)に従来の半導体装置の構造を示す平面図、(b)に(a)におけるE−E´方向に切断した断面図を示す。このハンプはNMOSで起こりやすくリーク電流の原因となる。
このハンプを防ぐための手段として例えば特許文献1に示すようなLOCOS分離端直下の基板、もしくは基板全面に高濃度不純物を形成する方法や、特許文献2に示すようなLOCOS分離端の形状を変える方法が提案されている。また、他の手段として特許文献3に示すように、LOCOS酸化後に酸素雰囲気で800℃まで降温して、その後にウェハーを酸化炉から取り出すことで、固定電化を積極的に利用しハンプを抑えるという方法もある。
しかし、特許文献1ではイオン注入やアニールなどの新たな工程の追加、特許文献2では工程の煩雑さ、特許文献3ではNMOSやCMOSにおける効果の薄さなどが問題であった。
特開平8−181316号公報 特開2000−306994号公報 特開2001−148481号公報
本発明は上記課題を克服し、従来のLOCOS法による素子分離技術を用いつつ、問題となる寄生MOSトランジスタを抑制し、低消費電流で駆動するSOI型MOSトランジスタを提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明は次の手段を用いた。
(1)半導体支持基板と半導体支持基板上に形成された埋め込み絶縁膜と埋め込み絶縁膜上に形成されたシリコン活性層からなるSOI型半導体基板の、シリコン活性層に形成されたMOSトランジスタにおいて、MOSトランジスタはLOCOS法により深さ方向で埋め込み絶縁膜に達する厚さを持つ素子分離絶縁膜で囲まれており、MOSトランジスタのゲート電極となる多結晶シリコンが、LOCOS分離端においては第一の導電型とし、チャネルとなる領域においては第二の導電型となるような構造を有していることを特徴とする半導体装置とした。
(2)MOSトランジスタにおいて、ゲート電極が第一及び第二の導電型の領域を有する前記多結晶シリコンと、高融点金属シリサイドの積層構造であることを特徴とする半導体装置とした。
(3)MOSトランジスタにおいて、ソース領域内に第一導電型と第二導電型となる不純物拡散層を有することを特徴とする半導体装置とした。
(4)SOI基板のシリコン活性層上に形成されたMOSトランジスタにおいて、MOSトランジスタをシリコン活性層上に形成すべく熱酸化による素子分離絶縁膜を前記埋め込み絶縁膜に達する厚さで形成する工程と、熱酸化により膜厚約5〜30nm程度のゲート絶縁膜を形成する工程と、ゲート絶縁膜上に200〜400nmの厚さの多結晶シリコンを堆積する工程と、多結晶シリコン上にフォトレジストでパターニングしイオン注入により第一導電型の不純物を不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上となるようにドーピングを行い前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に第一導電型にする工程と、多結晶シリコン上にフォトレジストでパターニングしイオン注入により第二導電型の不純物を不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上となるようにドーピングを行い多結晶シリコンの導電型を部分選択的に第二導電型にする工程と、多結晶シリコンをエッチングしゲート電極を形成する工程と、前記MOSトランジスタのソースおよびドレインとなる領域をフォトレジストでパターニングしシリコン活性層に部分選択的に不純物をドーピングする工程と、SOI基板上に中間絶縁膜を形成する工程と、SOI基板上の前記中間絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程と、コンタクト孔に金属配線を形成する工程と、保護膜を形成する工程を経ることで形成される半導体装置の製造方法とした。
(5)多結晶シリコン堆積後、酸化膜を300〜400nm程度堆積させ熱処理を行いハードマスクを作製する工程と、フォトレジストでパターニングし酸化膜をエッチングする工程と、不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上になるよう第一導電型もしくは第二導電型のプリデポジションにより前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に第一導電型もしくは第二導電型にする工程と、酸化膜を除去し全面イオン注入により逆導電型の不純物を不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上となるようにドーピングを行い多結晶シリコンの導電型を部分選択的に逆導電型にする工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
(6)多結晶シリコン堆積後、酸化膜を300〜400nm程度堆積させ熱処理を行いハードマスクを作製する工程と、フォトレジストでパターニングし酸化膜をエッチングする工程と、不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上になるよう第一導電型もしくは第二導電型のプリデポジションにより多結晶シリコンの導電型を部分選択的に第一導電型もしくは第二導電型にする工程と、酸化膜を300〜400nm程度堆積させ熱処理を行い、ハードマスクを作製する工程と、フォトレジストでパターニングし酸化膜をエッチングする工程と、逆導電型のプリデポジションにより多結晶シリコンの導電型を部分選択的に逆導電型にする工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
(7)多結晶シリコンの導電型を第一および第二の導電型とした後、多結晶シリコン上に500Å〜2500Åからなる高融点金属シリサイドを堆積する工程と、多結晶シリコンと高融点金属シリサイドをエッチングしゲート電極を形成する工程を有することを特長とする半導体装置の製造方法とした。
(8)ゲート電極形成後、MOSトランジスタのソースおよびドレインとなる領域をフォトレジストでパターニングしシリコン活性層に部分選択的に第一導電型の不純物をドーピングする工程と、フォトレジストでパターニングしソース領域内に部分選択的に第二導電型の不純物をドーピングする工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法とした。
SOI型半導体装置において、MOSトランジスタの多結晶シリコンゲート電極をLOCOS分離端ではしきい値を高くさせ、ゲート中央部のチャネル領域ではしきい値を低い値にさせるようにゲート電極の導電型をわけることで、LOCOS分離端で発生する寄生MOSトランジスタの発生を抑制しつつ、より低消費電力で駆動するMOSトランジスタを提供することができる。
以下、本発明の詳細について、N型MOSトランジスタを一実施例として図面を用いて説明する。
実施例1として図1〜図4に示すのは、本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部を示す平面図及び断面図である。
図2は図1においてA−A´方向に切断した断面図であり、図3は図1においてB−B´方向に切断した断面図であり、図4は図1においてC−C´方向に切断した断面図である。図1〜図4において半導体基板101はP型の貼り合わせSOI(ilicon nsulator)基板であり、たとえばP型である単結晶半導体支持基板102、膜厚約50〜400nm程度の埋め込み絶縁膜103、膜厚約50〜200nmのP型のシリコン活性層104からなる3層構造をしており、埋め込み絶縁膜103によってP型である単結晶半導体支持基板とP型のシリコン活性層が絶縁されている。P型である単結晶半導体支持基板102およびP型のシリコン活性層104の濃度は一般的に1×1014cm-3から1×1015cm-3程度である。尚、ここではSOI基板101はP型の貼り合わせ基板を用いたが、P型のバルクSi基板に酸素を注入し高温アニールを施すことによりSOI構造を形成するP型のSIMOX(eparation by IMplanted OXygen)基板を用いてもよい。
埋め込み絶縁層103上部のシリコン活性層104上にはN型MOSトランジスタが形成されている。このMOSトランジスタはLOCOS(Local xidation of ilicon)法によって形成された膜厚約100〜500nm程度で埋め込み絶
縁膜103に接する厚さのフィールド絶縁膜105によって周りと電気的に絶縁されている。ここで、LOCOS法を用いることにより、シリコン活性層104はLOCOS分離端で薄膜化する。その様子を図4に示す。そして膜厚約5〜30nm程度のゲート絶縁膜106を介して、膜厚約200〜300nmの多結晶シリコンにN型不純物領域108とP型不純物領域109と、多結晶シリコン上に積層された高融点金属シリサイド110からなるゲート電極111が形成されている。このゲート電極のN型領域108とP型領域109は図1に示すようにチャネルとなる領域ではN型に、LOCOS分離端ではP型になるように、多結晶シリコンに不純物を導入する際にイオン種を変えて形成されている。このN型及びP型の領域を持つ多結晶シリコン上に積層された高融点金属シリサイド110は膜厚約100nm程度であり、ゲート電極111のシート抵抗を低減させている。
多結晶シリコンをチャネル領域ではN型導電型にし、LOCOS分離端ではP型導電型にすることで、NMOSのチャネル領域ではしきい値電圧を下げることが可能であり、LOCOS分離端ではP型ゲートとP型シリコン活性層との仕事関数差によりしきい値電圧を高くすることができる。それにより、NMOSトランジスタのチャネル領域にて低駆動電圧でトランジスタを駆動させつつ、LOCOS分離端での寄生MOSトランジスタの発生を抑制することができる。
次に図1〜図4に示した半導体装置の製造方法の一実施例を、図5〜図11を用いて説明する。
図5(a)に示す、たとえばP型である単結晶半導体支持基板102、膜厚約50〜400nm程度の埋め込み絶縁膜103、膜厚約50〜200nmのP型のシリコン活性層104からなる3層構造のSOI基板101にLOCOS法を用いて図5(b)に示すような膜厚約100〜500nm程度のフィールド絶縁膜105を形成したのち、熱酸化を施すことで半導体基板101表面に膜厚約5〜30nm程度のシリコン酸化膜をゲート絶縁膜106として形成する。その後、図6(a)に示すようにMOSトランジスタのゲート電極となる多結晶シリコン層107を膜厚約200〜400nm堆積させる。
図6(b)に示すように多結晶シリコン層107の表面にフォトレジスト114でパターニングを施し、イオン打ち込み法により部分的にN型不純物例えばヒ素を打ち込む。この部分は後のゲート電極111のチャネル領域用N型領域108となる。ドーズ量は5×1015cm-2程度である。その後図7(a)に示すようにフォトレジスト114によってパターニングを施し、部分的にP型不純物として例えばBF2を用いてイオン打ち込みを行う。この部分は後のゲート電極111のLOCOS分離端用P型領域109となる。ドーズ量は8×1015cm-2程度である。この後この半導体基板101を約850度にて熱処理を行い、ゲート電極111中の不純物を拡散させる。そして図7(b)で示すように、シート抵抗を低減させるため、高融点金属シリサイド110を約100nm程度堆積させ、フォトレジストでパターニングを施し、エッチングすることでN型領域108とP型領域109を有するゲート電極111を形成する。尚、ここではN型領域108およびP型領域109を形成する際にイオン注入法を用いたが、N型領域形成にはリンのプリデポジション、P型領域形成にはボロンのプリデポジションを施してもよい。プリデポジションを施す際はハードマスクとして酸化膜によりパターニングしたのちプリデポジションを行い、ゲート電極を形成する。また、N型領域形成にプリデポジションを用い、P型領域形成にはイオン注入を用いる、もしくはP型領域形成にプリデポジションを用い、N型領域形成にはイオン注入を用いるという方法でもよい。その場合はまずプリデポジションを行い、ハードマスクを除去後、全面にイオン注入を行うことで、例えばBのつき抜けなどを抑制できる。
図8及び図9は、図1のB−B´線に沿った断面図、図10及び図11は図1のC−C´線に沿った断面図であり、それぞれ図7に引き続く工程を示している。図8から図11に示すように、形成したゲート電極111及びフィールド絶縁膜105をマスクとして高濃度N型不純物例えばヒ素をイオン打ち込みし、ソース領域112及びドレイン領域113を形成する。ソース、ドレイン領域の濃度は一般的に5×1019cm-3から1×1021cm-3程度である。その後層間絶縁膜(図示せず)を堆積させ、ソース領域112及びドレイン領域113とゲート電極111との電気的接続をとる。
図12に示すのは本発明の実施例2である。図12(a)はSOI基板101を用いたN型MOSトランジスタの平面図、図12(b)は(a)におけるD−D´方向に切断した断面図を示している。図12(a)のようにソース領域112にP+のボディコンタクト領域115形成された構造をしている。
このとき、ポリシリコンゲート電極111は実施例1と同様にチャネル領域ではN型に、LOCOS分離端ではP型にドープする構造を有するため、LOCOS分離端での寄生MOSトランジスタの発生を抑制することができる。また、P+のボディコンタクト領域115を形成することにより、基板の電位を固定することができ、基板浮遊効果抑制を図ることができる。
なお、本実施の形態ではN型MOSトランジスタについて説明したが、P型MOSトランジスタについても同様の構成は可能である。
本発明はSOI構造を有するMOS型電界効果トランジスタに関する。
本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部を示す平面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の図1のA−A´における断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の図1のB−B´における断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の図1のC−C´における断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のA−A´線に沿った断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のA−A´線に沿った断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のA−A´線に沿った断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のB−B´線に沿った断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のB−B´線に沿った断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のC−C´線に沿った断面図 本発明の一実施例の形態である半導体装置の要部の工程で、図1のC−C´線に沿った断面図 (a)は本発明の他の実施例の形態としてボディコンタクト領域を形成したN型MOSトランジスタの平面図、(b)は(a)のD−D´線に沿った断面図 (a)は従来の半導体装置の製造方法を示す平面図、(b)は(a)のE−E´線に沿った断面図
符号の説明
101 SOI型半導体基板
102 シリコン支持基板
103 埋め込み絶縁層
104 シリコン活性層
105 フィールド絶縁膜
106 ゲート絶縁膜
107 多結晶シリコン
108 ゲート電極N型領域
109 ゲート電極P型領域
110 高融点金属シリサイド
111 ゲート電極
112 N型ソース領域
113 N型ドレイン領域
114 フォトレジスト
115 ボディコンタクト領域
201 SOI型半導体基板
202 シリコン支持基板
203 埋め込み絶縁層
204 シリコン活性層
205 フィールド絶縁膜
206 ゲート絶縁膜
207 ゲート電極
208 ソース領域
209 ドレイン領域

Claims (7)

  1. 半導体支持基板と前記半導体支持基板上に形成された埋め込み絶縁膜と前記埋め込み絶縁膜上に形成されたシリコン活性層からなるSOI型半導体基板の、前記シリコン活性層に形成された第一導電型のMOSトランジスタであって、前記MOSトランジスタは、周囲をLOCOS法により深さ方向で前記埋め込み絶縁膜に達する厚さを持つ素子分離絶縁膜で囲まれているとともに、第一導電型のソース領域の中央に第二導電型であるボディコンタクト領域を有し、前記MOSトランジスタのゲート電極は、前記シリコン活性層の厚さが減じるLOCOS分離端においては第二の導電型であり、前記シリコン活性層の厚さが一定であるチャネルとなる領域においては第一の導電型である多結晶シリコンからなることを特徴とする半導体装置。
  2. 前記MOSトランジスタにおいて、前記ゲート電極は第一及び第二の導電型の領域を有する前記多結晶シリコンと、さらに高融点金属シリサイドとの積層構造であることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
  3. SOI基板の埋め込み絶縁膜上に設けられたシリコン活性層上に形成された第一導電型のMOSトランジスタの製造方法であって、
    前記MOSトランジスタを前記シリコン活性層上に形成すべく熱酸化による素子分離絶縁膜を前記埋め込み絶縁膜に達する厚さで形成する工程と、
    前記素子分離絶縁膜で囲まれた領域に熱酸化によりゲート絶縁膜を形成する工程と、
    前記ゲート絶縁膜上に多結晶シリコンを堆積する工程と、
    前記多結晶シリコンのゲート電極となる部分の導電型を、前記シリコン活性層の厚さが減じるLOCOS分離端においては第二の導電型、前記シリコン活性層の厚さが一定であるチャネルとなる領域においては第一の導電型となるように、不純物をドーピングする第1の工程と、
    ドーピングされた前記多結晶シリコンをエッチングしゲート電極を形成する工程と、
    前記ゲート電極の形成後に前記MOSトランジスタのソースおよびドレインとなる領域の前記シリコン活性層に部分選択的に不純物をドーピングする第2の工程と、
    フォトレジストのパターンを用いて、前記ソース領域内中央に部分選択的に不純物をドーピングし、前記MOSトランジスタのボディコンタクト領域を形成する第3の工程と、
    前記ソースおよびドレイン領域と前記ボディコンタクト領域が形成されたMOSトランジスタを有する前記SOI基板上に中間絶縁膜を形成する工程と、
    前記SOI基板上の前記中間絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程と、
    前記コンタクト孔に金属配線を形成する工程と、
    前記金属配線の上に保護膜を形成する工程とからなる半導体装置の製造方法。
  4. 前記不純物をドーピングする第1の工程は、
    前記多結晶シリコン上にフォトレジストを塗布後パターニングしイオン注入により第一導電型の不純物を不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上となるようにドーピングを行い前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に第一導電型にする工程と、
    前記多結晶シリコン上にフォトレジストを塗布後パターニングしイオン注入により第二導電型の不純物を不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上となるようにドーピングを行い前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に第二導電型にする工程とからなる請求項3記載の半導体装置の製造方法。
  5. 前記不純物をドーピングする第1の工程は、
    前記多結晶シリコンの表面に酸化膜を作製する工程と、
    フォトレジストのパターンを用いて前記多結晶シリコンのうち一導電型となる領域の前記酸化膜をエッチングする工程と、
    不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上になるよう前記一導電型の不純物のプリデポジションにより前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に前記一導電型にする工程と、
    酸化膜を除去し全面イオン注入により逆導電型の不純物を不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上となるようにドーピングを行い前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に逆導電型にする工程とからなる請求項3記載の半導体装置の製造方法。
  6. 前記不純物をドーピングする第1の工程は、
    前記多結晶シリコンの表面に第一の酸化膜を作製する工程と、
    フォトレジストのパターンを用いて前記多結晶シリコンのうち一導電型となる領域の前記第一の酸化膜をエッチングする工程と、
    不純物濃度が1×1018atoms/cm3以上になるよう前記一導電型の不純物プリデポジションにより前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に前記一導電型にする工程と、
    前記多結晶シリコンの表面に第二の酸化膜を作製する工程と、
    フォトレジストのパターンを用いて前記多結晶シリコンのうち逆導電型となる領域の前記第二の酸化膜をエッチングする工程と、
    前記逆導電型の不純物のプリデポジションにより前記多結晶シリコンの導電型を部分選択的に逆導電型にする工程とからなる請求項3記載の半導体装置の製造方法。
  7. SOI基板の埋め込み絶縁膜上に設けられたシリコン活性層上に形成された第一導電型のMOSトランジスタの製造方法であって、
    前記MOSトランジスタを前記シリコン活性層上に形成すべく熱酸化による素子分離絶縁膜を前記埋め込み絶縁膜に達する厚さで形成する工程と、
    前記素子分離絶縁膜で囲まれた領域に熱酸化によりゲート絶縁膜を形成する工程と、
    前記ゲート絶縁膜上に多結晶シリコンを堆積する工程と、
    前記多結晶シリコンのゲート電極となる部分の導電型を前記シリコン活性層の厚さが減じるLOCOS分離端においては第二の導電型であり、前記シリコン活性層の厚さが一定であるチャネルとなる領域においては第一の導電型となるように、不純物をドーピングする第1の工程と、
    ドーピングされた前記多結晶シリコン上に高融点金属シリサイドを堆積する工程と、
    前記多結晶シリコンと高融点金属シリサイドをエッチングしゲート電極を形成する工程と、
    前記ゲート電極の形成後に前記MOSトランジスタのソースおよびドレインとなる領域の前記シリコン活性層に部分選択的に不純物をドーピングする第2の工程と、
    フォトレジストのパターンを用いて、前記ソース領域内中央に部分選択的に不純物をドーピングし、前記MOSトランジスタのボディコンタクト領域を形成する第3の工程と、
    前記ソースおよびドレイン領域と前記ボディコンタクト領域が形成されたMOSトランジスタを有する前記SOI基板上に中間絶縁膜を形成する工程と、
    前記SOI基板上の前記中間絶縁膜にコンタクト孔を形成する工程と、
    前記コンタクト孔に金属配線を形成する工程と、
    保護膜を形成する工程とからなる半導体装置の製造方法。
JP2007006234A 2006-02-07 2007-01-15 半導体装置およびその製造方法 Expired - Fee Related JP5567247B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007006234A JP5567247B2 (ja) 2006-02-07 2007-01-15 半導体装置およびその製造方法
TW096104125A TWI412130B (zh) 2006-02-07 2007-02-05 半導體裝置及其製造方法
CN2007100879502A CN101017851B (zh) 2006-02-07 2007-02-07 半导体器件及其制造方法
KR1020070012669A KR101355282B1 (ko) 2006-02-07 2007-02-07 반도체 장치 및 그 제조 방법
US11/703,258 US7851858B2 (en) 2006-02-07 2007-02-07 MOSFET having SOI and method
US12/901,055 US8263443B2 (en) 2006-02-07 2010-10-08 Semiconductor device and method of manufacturing the same

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006029853 2006-02-07
JP2006029853 2006-02-07
JP2007006234A JP5567247B2 (ja) 2006-02-07 2007-01-15 半導体装置およびその製造方法

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013195604A Division JP2013258432A (ja) 2006-02-07 2013-09-20 半導体装置およびその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2007243156A JP2007243156A (ja) 2007-09-20
JP5567247B2 true JP5567247B2 (ja) 2014-08-06

Family

ID=38478072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2007006234A Expired - Fee Related JP5567247B2 (ja) 2006-02-07 2007-01-15 半導体装置およびその製造方法

Country Status (5)

Country Link
US (2) US7851858B2 (ja)
JP (1) JP5567247B2 (ja)
KR (1) KR101355282B1 (ja)
CN (1) CN101017851B (ja)
TW (1) TWI412130B (ja)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4560100B2 (ja) * 2008-03-24 2010-10-13 株式会社東芝 半導体装置
JP2012129348A (ja) * 2010-12-15 2012-07-05 Sanken Electric Co Ltd 半導体装置及び半導体装置の製造方法
KR102308621B1 (ko) 2014-07-15 2021-10-05 삼성디스플레이 주식회사 박막 트랜지스터 표시판 및 그 제조 방법
CN108022970A (zh) * 2016-11-03 2018-05-11 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 半导体器件及其形成方法
US10115787B1 (en) * 2017-06-07 2018-10-30 Psemi Corporation Low leakage FET
CN107452755B (zh) * 2017-07-27 2020-01-21 武汉天马微电子有限公司 阵列基板及其制作方法和显示面板
US10468410B2 (en) * 2017-11-15 2019-11-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Metal gate modulation to improve kink effect
CN108447904B (zh) * 2018-03-14 2020-09-29 电子科技大学 一种横向igbt的制造方法
CN111092112B (zh) * 2018-10-23 2020-11-13 合肥晶合集成电路有限公司 Mos场效应晶体管及其制造方法
TWI670491B (zh) 2018-12-10 2019-09-01 財團法人工業技術研究院 電化學製程裝置以及電化學製程裝置的操作方法
US20200227525A1 (en) * 2020-03-26 2020-07-16 Intel Corporation Vertical string driver with channel field management structure

Family Cites Families (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4178674A (en) * 1978-03-27 1979-12-18 Intel Corporation Process for forming a contact region between layers of polysilicon with an integral polysilicon resistor
US4282648A (en) * 1980-03-24 1981-08-11 Intel Corporation CMOS process
US4466174A (en) * 1981-12-28 1984-08-21 Texas Instruments Incorporated Method for fabricating MESFET device using a double LOCOS process
JPS59134878A (ja) * 1983-01-21 1984-08-02 Toshiba Corp 半導体装置
US4700454A (en) * 1985-11-04 1987-10-20 Intel Corporation Process for forming MOS transistor with buried oxide regions for insulation
US4700461A (en) * 1986-09-29 1987-10-20 Massachusetts Institute Of Technology Process for making junction field-effect transistors
JPH08181316A (ja) 1994-12-22 1996-07-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置及びその製造方法
US5686347A (en) * 1994-12-27 1997-11-11 United Microelectronics Corporation Self isolation manufacturing method
US5893729A (en) * 1995-06-28 1999-04-13 Honeywell Inc. Method of making SOI circuit for higher temperature and higher voltage applications
KR970052023A (ko) * 1995-12-30 1997-07-29 김주용 에스 오 아이 소자 및 그의 제조방법
JP3648015B2 (ja) * 1997-05-14 2005-05-18 株式会社ルネサステクノロジ 半導体装置
TW396454B (en) * 1997-06-24 2000-07-01 Matsushita Electrics Corporati Semiconductor device and method for fabricating the same
KR100273220B1 (ko) * 1997-07-31 2000-12-15 김영환 반도체소자의제조방법
KR100261165B1 (ko) * 1998-05-14 2000-07-01 김영환 반도체소자 및 그의 제조방법
JP3751469B2 (ja) 1999-04-26 2006-03-01 沖電気工業株式会社 Soi構造の半導体装置の製造方法
JP3460649B2 (ja) 1999-11-19 2003-10-27 住友金属工業株式会社 半導体装置の製造方法
JP2002270614A (ja) * 2001-03-12 2002-09-20 Canon Inc Soi基体、その熱処理方法、それを有する半導体装置およびその製造方法
US6911694B2 (en) * 2001-06-27 2005-06-28 Ricoh Company, Ltd. Semiconductor device and method for fabricating such device
JP2003158198A (ja) * 2001-09-07 2003-05-30 Seiko Instruments Inc 相補型mos半導体装置
JP4054557B2 (ja) * 2001-10-10 2008-02-27 沖電気工業株式会社 半導体素子の製造方法
JP4044446B2 (ja) * 2002-02-19 2008-02-06 セイコーインスツル株式会社 半導体装置およびその製造方法
US7473947B2 (en) * 2002-07-12 2009-01-06 Intel Corporation Process for ultra-thin body SOI devices that incorporate EPI silicon tips and article made thereby
JP4083507B2 (ja) * 2002-08-28 2008-04-30 セイコーインスツル株式会社 半導体装置の製造方法
JP2006222101A (ja) * 2003-01-10 2006-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
KR101025917B1 (ko) * 2003-06-26 2011-03-30 매그나칩 반도체 유한회사 Mos 트랜지스터 및 그 제조 방법
JP4700268B2 (ja) * 2003-09-19 2011-06-15 セイコーエプソン株式会社 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2007123519A (ja) * 2005-10-27 2007-05-17 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
US7910450B2 (en) * 2006-02-22 2011-03-22 International Business Machines Corporation Method of fabricating a precision buried resistor

Also Published As

Publication number Publication date
US8263443B2 (en) 2012-09-11
KR20070080583A (ko) 2007-08-10
CN101017851B (zh) 2010-06-23
US20070210382A1 (en) 2007-09-13
US20110027949A1 (en) 2011-02-03
KR101355282B1 (ko) 2014-01-27
TWI412130B (zh) 2013-10-11
CN101017851A (zh) 2007-08-15
JP2007243156A (ja) 2007-09-20
US7851858B2 (en) 2010-12-14
TW200805654A (en) 2008-01-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5567247B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP3782021B2 (ja) 半導体装置、半導体装置の製造方法、半導体基板の製造方法
JP4044276B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP3337953B2 (ja) Soi・mosfet及びその製造方法
US20080001183A1 (en) Silicon-on-insulator (SOI) junction field effect transistor and method of manufacture
JPH098289A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH11243210A (ja) 半導体デバイス及びその製造方法
JP3742845B2 (ja) ダブルゲート構造を持つsoi素子の製造方法及びその製造方法で製造されたダブルゲート構造を持つsoi素子
JPH10223771A (ja) 半導体装置とその製造方法
JP4044446B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2001156290A (ja) 半導体装置
JP2002231960A (ja) Soimosfetの製造方法
JP4787709B2 (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP3425043B2 (ja) Mis型半導体装置の製造方法
JP2007123519A (ja) 半導体装置の製造方法及び半導体装置
JP4886384B2 (ja) Nandゲート回路及びダイナミック回路
JP2013258432A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4265890B2 (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方法
JP2001298195A (ja) Mosトランジスタ
JP4265889B2 (ja) 絶縁ゲート型電界効果トランジスタの製造方法
JP2002289850A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2003197919A (ja) Soi構造の半導体装置
JP2003273351A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2005093874A (ja) 半導体装置および半導体装置の製造方法
JP2007027201A (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20091006

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091105

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091113

RD01 Notification of change of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7421

Effective date: 20091117

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20120605

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120606

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20120803

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130115

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130313

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20130625

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130920

A911 Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20130927

A912 Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912

Effective date: 20131101

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20140424

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140619

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5567247

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees