JPH04188876A - Semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔概要〕
サファイア基板上にMOS型のトランジスタアレイが形
成される半導体装置に関し、
SO8基板上におけるトランジスタアレイの共通の接地
電極を容易に形成することを目的とし、サファイア基板
上に形成される不純物の高濃度層と、該高濃度層上に形
成される不純物の低濃度層と、該低濃度層上にアレイ状
に形成される複数の素子と、前記高濃度層上に形成され
る該複数の素子の共通の接地電極とを有する構成とする
。[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a semiconductor device in which a MOS type transistor array is formed on a sapphire substrate, the purpose of this invention is to easily form a common ground electrode for the transistor array on an SO8 substrate. a high concentration layer of impurities formed on the high concentration layer, a low concentration layer of impurities formed on the high concentration layer, a plurality of elements formed in an array on the low concentration layer, and a plurality of elements formed on the high concentration layer. A common ground electrode of the plurality of elements is formed.
本発明は、サファイア基板上にMOS型のトランジスタ
アレイが形成される半導体装置に関する。The present invention relates to a semiconductor device in which a MOS type transistor array is formed on a sapphire substrate.
近年、半導体装置の高速性、耐放射線特性の要求からサ
ファイア基板を用いることか注目されている。そのため
1.半導体装置の高集積化の要請からサファイア基板上
にトランジスタをアレイ状に形成する必要がある。In recent years, the use of sapphire substrates has been attracting attention due to the requirements for high speed and radiation resistance for semiconductor devices. Therefore 1. Due to the demand for higher integration of semiconductor devices, it is necessary to form transistors in an array on a sapphire substrate.
第3図に、従来のサファイア基板を用いた半導体装置の
製造工程図を示す。第3図において、サファイア基板3
0上に1〜2μmのP型シリコン(S i)層31かエ
ピタキシャル成長され(この状態をSO8(シリコン・
オン・サファイア)基板と称す)、該P型Si層31上
に熱酸化により酸化シリコン(SiO=)層32か形成
される(第3図(A))。FIG. 3 shows a manufacturing process diagram of a semiconductor device using a conventional sapphire substrate. In FIG. 3, the sapphire substrate 3
A P-type silicon (Si) layer 31 with a thickness of 1 to 2 μm is epitaxially grown on 0 (this state is
A silicon oxide (SiO=) layer 32 is formed on the P-type Si layer 31 by thermal oxidation (FIG. 3(A)).
また、メサエッチングにより該P型Si層31及び5i
ns層32における例えばMOS(金属酸化膜半導体)
型のトランジスタ領域を形成する(第3IN (B))
。このメサエッチングは、例えばEPW(エチレン・ピ
ロカテコール・水)、KOH(水酸化カリウム)による
ウェットエツチングである。Furthermore, the P-type Si layers 31 and 5i are etched by mesa etching.
For example, MOS (metal oxide semiconductor) in the ns layer 32
form a type transistor region (3rd IN (B))
. This mesa etching is wet etching using, for example, EPW (ethylene/pyrocatechol/water) or KOH (potassium hydroxide).
そして、Sin、層32上のトランジスタ領域のうち、
ゲート(G)領域31a上にホトレジスト33をエツチ
ングにより形成させ、他のソース(S)領域及びドレイ
ン(D)@域にイオンを注入してそれぞれにn+ウェル
をpWsi層31層形1する(第3図(C))。そこで
、ホトレジスト33及び5102層32を除去し、イオ
ン注入による結晶配列を整えるためにアニールを行う(
第3図(D))。なお、第3図(D)中、31bをS領
域、31cをD領域とする。Then, in the transistor region on the layer 32,
A photoresist 33 is formed on the gate (G) region 31a by etching, and ions are implanted into the other source (S) region and drain (D) @ region to form an n+ well in each of the pWsi layers 31 (layer type 1). Figure 3 (C)). Therefore, the photoresist 33 and the 5102 layer 32 are removed, and annealing is performed to adjust the crystal alignment by ion implantation (
Figure 3 (D)). In FIG. 3(D), 31b is an S area and 31c is a D area.
続いて、酸化膜はCVD (化学気相成長)あるいは熱
酸化によりSi層31上にSiO*層34層形4しく第
3図(E))、該Si層3Iのそれぞれの領域31a〜
31cにコンタクトホール(図示せず)を形成してアル
ミニウムの蒸着等によりソース(S)、ゲート(G)、
トレイン(D)のそれぞれの電極(35a〜35C)を
形成する(第3図(F))。これらかSO8基板上に個
別に所定数形成される。Subsequently, an oxide film is formed on the Si layer 31 by CVD (chemical vapor deposition) or thermal oxidation to form a SiO* layer 34 (FIG. 3(E)) in each region 31a to 31 of the Si layer 3I.
A contact hole (not shown) is formed in 31c, and the source (S), gate (G),
Each electrode (35a to 35C) of train (D) is formed (FIG. 3(F)). A predetermined number of these are individually formed on the SO8 substrate.
この場合、MOS型や0MO3型のトランジスタは接地
電極を形成する必要かあり、図示しないか、個別にソー
ス(S)又はドレイン(D)よりコンタクトホール等を
形成して接地電極を形成する。In this case, it is necessary to form a ground electrode for a MOS type or 0MO3 type transistor, and the ground electrode is formed either not shown or by forming a contact hole or the like from the source (S) or drain (D) individually.
しかし、高密度化の要請からトランジスタアレイとする
場合、第3図に示すように、各素子の共通の接地電極を
形成することができず、各素子個々に接地電極を形成し
てこれらをまとめる接地電極を全域に亘って形成しなけ
ればならない。これにより、当該半導体装置の製造工程
が複雑になるという問題がある。However, when forming a transistor array due to the demand for higher density, it is not possible to form a common ground electrode for each element, as shown in Figure 3, and a ground electrode is formed for each element individually to group them together. A ground electrode must be formed over the entire area. This poses a problem in that the manufacturing process of the semiconductor device becomes complicated.
そこで、本発明は上記課題に鑑みなされたもので、SO
8基板上におけるトランジスタアレイの共通の接地電極
を容易に形成する半導体装置を提供することを目的とす
る。Therefore, the present invention was made in view of the above problems, and
An object of the present invention is to provide a semiconductor device in which a common ground electrode of a transistor array on eight substrates can be easily formed.
上記課題は、サファイア基板上に形成される不純物の高
濃度層と、高濃度層上に形成される不純物の低濃度層と
、該低濃度層上にアレイ状に形成される複数の素子と、
前記高濃度層上に形成される該複数の素子の共通の接地
電極とを存する構成にすることにより解決される。The above-mentioned problems include: a high impurity concentration layer formed on a sapphire substrate; a low impurity concentration layer formed on the high concentration layer; and a plurality of elements formed in an array on the low concentration layer.
This problem can be solved by providing a common ground electrode for the plurality of elements formed on the high concentration layer.
上述のように、サファイア基板上に不純物の高濃度層及
び低濃度層のS1層を形成している。そして、低濃度層
には複数の素子がアレイ状に形成され、高濃度層には該
容素子の共通の接地電極か形成される。すなわち、従来
、サファイア基板上には素子形成のためのSi層しか形
成されていないため各素子の共通の接地電極か得られな
かったのに対し、サファイア基板上に形成した高濃度層
が各素子の共通の接地電極形成を可能としている。As described above, the S1 layer, which is a high impurity concentration layer and a low impurity concentration layer, is formed on the sapphire substrate. A plurality of elements are formed in an array in the low concentration layer, and a common ground electrode for the capacitive elements is formed in the high concentration layer. In other words, conventionally, only a Si layer for forming elements was formed on a sapphire substrate, so a common ground electrode for each element could not be obtained, whereas a high concentration layer formed on a sapphire substrate This makes it possible to form a common ground electrode.
これにより、サファイア基板上にさらに一層を加えるの
みて製造工程を複雑にすることなく容易に共通の接地電
極を形成することが可能となる。This makes it possible to easily form a common ground electrode by simply adding an additional layer on the sapphire substrate without complicating the manufacturing process.
第1図に本発明の一実施例の構成図を示す。第1図の半
導体装置Iにおいて、サファイア基板2上に不純物の高
濃度のSi層(高濃度層)3が形成されており、該高濃
度層3上には不純物の低濃度のSi層(低濃度層)4が
形成されて、SO8基板を構成する。低濃度層4上及び
露出された高濃度層3上にはSi02層5が形成されて
いる。FIG. 1 shows a configuration diagram of an embodiment of the present invention. In the semiconductor device I of FIG. 1, a Si layer (high concentration layer) 3 with a high concentration of impurities is formed on a sapphire substrate 2, and a Si layer (low concentration layer) with a low concentration of impurities is formed on the high concentration layer 3. A concentration layer) 4 is formed to constitute an SO8 substrate. A Si02 layer 5 is formed on the low concentration layer 4 and the exposed high concentration layer 3.
低濃度層4上の5iOz層5には複数のMO3型トラン
ジスタの素子7が形成されるもので、各素子に応じたコ
ンタクトホール6a〜6c(他は省略する)が形成され
、高濃度層3上のSi02層5にコンタクトホール6d
か形成される。ここて、Si02層5上において、コン
タクトホール6aを介してゲート(G)電極7aが形成
され、6bを介してソース(S)を極7bが形成され、
6cを介してドレイン(D)電極7cか形成されると共
に、6dを介して各トランジスタの共通の接地電極7d
が形成される。なお、図示しないが、配線用のサブ電極
が該接地電極7dに接続されて形成される。A plurality of MO3 type transistor elements 7 are formed in the 5iOz layer 5 on the low concentration layer 4, and contact holes 6a to 6c (others are omitted) corresponding to each element are formed, and the high concentration layer 3 A contact hole 6d is formed in the upper Si02 layer 5.
or formed. Here, on the Si02 layer 5, a gate (G) electrode 7a is formed through the contact hole 6a, a source (S) electrode 7b is formed through the contact hole 6b, and
A drain (D) electrode 7c is formed through 6c, and a common ground electrode 7d of each transistor is formed through 6d.
is formed. Although not shown, a sub-electrode for wiring is connected to the ground electrode 7d.
このように、高濃度層3により接地電極7dを容易に形
成することができることから、SO3基板上(サファイ
ア基板2上)にMOS型のトランジスタアレイを、製造
工程を複雑にすることなく容易に製造することかできる
。In this way, since the ground electrode 7d can be easily formed using the high concentration layer 3, a MOS type transistor array can be easily manufactured on the SO3 substrate (on the sapphire substrate 2) without complicating the manufacturing process. I can do something.
次に、第2図に、本発明の半導体装置の製造工程図を示
す。第2図は、第1図と同様に、MOS型のトランジス
タアレイの形成のうち、一つを代表的に示して他を省略
する。Next, FIG. 2 shows a manufacturing process diagram of the semiconductor device of the present invention. Similarly to FIG. 1, FIG. 2 representatively shows one of the formations of a MOS type transistor array and omits the others.
第2図において、サファイア基板2上に、不純物が高濃
度(I O”an−’)のp1型Si層(高濃度層)3
を厚さ1.5μmでエピタキシャル成長により形成する
。また、高濃度層3上に不純物が低濃度(10”am−
2)のp型Si層(低濃度層)4を厚さl。5μmでエ
ピタキシャル成長により形成する。そして、熱酸化ある
いはCVDにより低濃度層4上に厚さ0.5μmでSi
O2層1oを形成する(第2図(A))。In FIG. 2, a p1 type Si layer (high concentration layer) 3 with a high impurity concentration (IO"an-') is formed on a sapphire substrate 2.
is formed by epitaxial growth to a thickness of 1.5 μm. Furthermore, impurities are present on the high concentration layer 3 at a low concentration (10" am-
2) p-type Si layer (low concentration layer) 4 has a thickness of l. It is formed by epitaxial growth to a thickness of 5 μm. Then, Si is deposited on the low concentration layer 4 to a thickness of 0.5 μm by thermal oxidation or CVD.
An O2 layer 1o is formed (FIG. 2(A)).
つぎに、SiO2層10か形成された低濃度層4を、前
述と同様のEPW、KOHのウェットエツチングにより
メサエッチングを選択的に行う(第2図(B))。すな
わち、複数の素子(7)であるMOS型のトランジスタ
を形成する低濃度層4の領域をメサエッチングにより選
択的に残すものである。Next, the low concentration layer 4 on which the SiO2 layer 10 has been formed is selectively subjected to mesa etching by EPW and KOH wet etching as described above (FIG. 2(B)). That is, regions of the low concentration layer 4 where MOS transistors, which are a plurality of elements (7), are formed are selectively left by mesa etching.
そこで、ホトレジスト6を塗布し、マスクパターンによ
るエツチングにより低濃度層4のソース(S)領域11
b及びドレイン(D)領域lIC上のみを露出させる。Therefore, a photoresist 6 is applied and the source (S) region 11 of the low concentration layer 4 is etched using a mask pattern.
b and drain (D) region lIC are exposed.
なお、低濃度層4上のホトレジスト6が存在する部分は
ゲート(G)領域11aを示す。そして、当該露出部分
にイオンを注入してソース(S)領域11b及びトレイ
ン(D)領域11cにn+ウェルを形成する(第2図(
C))。Note that the portion on the low concentration layer 4 where the photoresist 6 is present indicates the gate (G) region 11a. Then, ions are implanted into the exposed portion to form an n+ well in the source (S) region 11b and train (D) region 11c (see FIG.
C)).
続いて、ホトレジスト6及びSi02層1oを除去し、
アニールを行う(第3図(D))。アニールは、前述の
ようにイオン注入により乱れた結晶配列を整えるためで
あり、例えば900 ’Cて10分間加熱する。Subsequently, the photoresist 6 and the Si02 layer 1o are removed,
Annealing is performed (Figure 3 (D)). Annealing is performed to adjust the crystalline arrangement disturbed by ion implantation as described above, and is heated at, for example, 900'C for 10 minutes.
次に、低濃度層4の各領域11a〜Ilc上及び高濃度
層3の所定位置にコンタクトホール6a〜6dを形成す
るバターニングにより、他の表面を熱酸化してSi02
層5を形成する(第2図(E))。この場合、上記パタ
ーニングは、図示しないが、接地電極のボンディング等
の配線を行うだめのサブ電極領域が表出するように行わ
れる。Next, by patterning to form contact holes 6a to 6d on each region 11a to Ilc of the low concentration layer 4 and at a predetermined position in the high concentration layer 3, other surfaces are thermally oxidized to form Si02
Layer 5 is formed (FIG. 2(E)). In this case, although not shown, the patterning is performed so as to expose a sub-electrode region where wiring such as ground electrode bonding is to be performed.
そして、低濃度層4のコンタクトホール6a〜6c上及
び高濃度層3のコンタクトホール6d上(サブ電極領域
を含む)にアルミニウムの電極7a〜7dを蒸着により
形成する(第2図(F))。Then, aluminum electrodes 7a to 7d are formed by vapor deposition on the contact holes 6a to 6c of the low concentration layer 4 and on the contact hole 6d of the high concentration layer 3 (including the sub-electrode region) (FIG. 2(F)). .
すなわち、7aはゲート(G)電極、7bはソース(S
)電極、7cはドレイン(D)電極、7dか共通する接
地電極を示す。この場合、接地電極7dはソース(S)
電極7b又はトレイン(D)電極7cの何れかに接続さ
れる(図示せず)。That is, 7a is the gate (G) electrode, 7b is the source (S)
) electrode, 7c is a drain (D) electrode, and 7d is a common ground electrode. In this case, the ground electrode 7d is the source (S)
It is connected to either the electrode 7b or the train (D) electrode 7c (not shown).
以上のように本発明によれば、サファイア基板上に高濃
度層及び低濃度層を形成し、低濃度層上に複数の素子を
形成し、高濃度層上に共通の接地電極を形成することに
より、当該接地電極を製造工程を複雑にすることなく形
成することができ、ひいてはアレイ状のMO3型トラン
ジスタ等の素子を容易に製造することができる。As described above, according to the present invention, a high concentration layer and a low concentration layer are formed on a sapphire substrate, a plurality of elements are formed on the low concentration layer, and a common ground electrode is formed on the high concentration layer. Accordingly, the ground electrode can be formed without complicating the manufacturing process, and elements such as array-shaped MO3 type transistors can be easily manufactured.
第1図は本発明の一実施例の構成図、
第2図は本発明の半導体装置の製造工程図、第3図は従
来のサファイア基板を用いた半導体装置の製造工程図で
ある。
図において、
■は半導体装置、
2はサファイア基板、
3は高濃度層、
4は低濃度層、
5、lOは5ins層、
7は素子、
7aはゲート(G)電極、
7bはソース(S)!極、
7Cはドレイン(D)電極、
7dは接地電極
を示す。
本発明の一実施例の構成図
第1図
、 本発明の半導体装置の製造工程図第2
図
(C)
従来のサファイア基板を用り
第
(F)
、また半導体装置の製造工程図
6図FIG. 1 is a block diagram of an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device of the present invention, and FIG. 3 is a manufacturing process diagram of a conventional semiconductor device using a sapphire substrate. In the figure, ■ is a semiconductor device, 2 is a sapphire substrate, 3 is a high concentration layer, 4 is a low concentration layer, 5, 1O is a 5ins layer, 7 is an element, 7a is a gate (G) electrode, 7b is a source (S) ! 7C is a drain (D) electrode, and 7d is a ground electrode. FIG. 1 is a configuration diagram of an embodiment of the present invention; FIG. 2 is a manufacturing process diagram of a semiconductor device of the present invention.
Figure (C) Figure 6 (F) is a manufacturing process diagram of a semiconductor device using a conventional sapphire substrate.
Claims (1)
(3)と、 該高濃度層(3)上に形成される不純物の低濃度層(4
)と、 該低濃度層(4)上にアレイ状に形成される複数の素子
(7)と、 前記高濃度層(3)上に形成される該複数の素子(7)
の共通の接地電極(7d)と を有することを特徴とする半導体装置。[Claims] A high impurity concentration layer (3) formed on a sapphire substrate (2), and a low impurity concentration layer (4) formed on the high concentration layer (3).
), a plurality of elements (7) formed in an array on the low concentration layer (4), and a plurality of elements (7) formed on the high concentration layer (3).
A semiconductor device characterized by having a common ground electrode (7d).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP31943990A JPH04188876A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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JP31943990A JPH04188876A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JPH04188876A true JPH04188876A (en) | 1992-07-07 |
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ID=18110210
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JP31943990A Pending JPH04188876A (en) | 1990-11-22 | 1990-11-22 | Semiconductor device |
Country Status (1)
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JP (1) | JPH04188876A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008153512A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device, and method for manufacturing the same |
-
1990
- 1990-11-22 JP JP31943990A patent/JPH04188876A/en active Pending
Cited By (1)
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JP2008153512A (en) * | 2006-12-19 | 2008-07-03 | Oki Electric Ind Co Ltd | Semiconductor device, and method for manufacturing the same |
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