JPH04343265A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH04343265A
JPH04343265A JP3114974A JP11497491A JPH04343265A JP H04343265 A JPH04343265 A JP H04343265A JP 3114974 A JP3114974 A JP 3114974A JP 11497491 A JP11497491 A JP 11497491A JP H04343265 A JPH04343265 A JP H04343265A
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JP
Japan
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type semiconductor
substrate
film
semiconductor device
conductivity type
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP3114974A
Other languages
English (en)
Inventor
Hiroshi Katakura
洋 片倉
Akinori Tawara
田原 昭紀
Tetsukazu Nishimura
哲一 西村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、絶縁膜を介して貼り合
わせてなるSOI基板上に形成される半導体装置に関し
、特に半導体装置の電源配線構造に関するものである。
【0002】近年、半導体装置の高集積化,高密度化に
より、半導体装置の構造がますます複雑化し、これに伴
い配線層が増加して配線プロセスが複雑化し、高集積化
の妨げとなっている。そのため、配線層の増加を抑えて
、半導体装置の高集積化を図ることが求められている。
【0003】
【従来の技術】従来のLSIにおいては、電源電圧供給
にチップ表面の配線を利用していた。ところが集積化が
すすむにつれ配線長が長くなり、チップ面積が大型化し
、また、電源配線のレイアウト及びプロセスにも種々の
制約が生じていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】図11は、本出願人が
先に出願に係る半導体装置の断面図である(特願平3ー
5461)。図において、60はN型Si基板、67は
SiO2膜61を介してN型Si基板60に貼り合わさ
れて形成されたP型基板である。63はN型Si膜62
を介してN型Si基板60に接続されたVCC電極、6
4はコレクタ電極、65はエミッタ電極、66はベース
電極である。
【0005】また、68はP型Si基板67の表面に形
成されたN型埋込層、69はコレクタ層、70はコンタ
クト層、71はベース層、72はエミッタ層であり、7
3はトランジスタ素子等の半導体素子を電気的に絶縁す
る素子間分離層である。
【0006】更に75はVEE電極、74はP型Si基
板67とVEE電極75とを電気的に接続するためのP
型Si膜である。
【0007】このように、VCC電源はN型Si基板6
0側からN型Si膜62を介してP型Si基板67上の
半導体素子側に取り出すことができ、また、VEE電源
はVEE電極75からP型Si膜74を介してP型Si
基板76上の半導体素子側に適宜、取り出すことができ
るので、それぞれ電源配線領域を減らすことができ、半
導体装置の高集積化を図ることができる。
【0008】本発明は、このような基板を利用して電源
配線を行う方法を、具体的な回路に適用した場合の創作
であって、電源配線領域を減少させ、半導体装置の高集
積化を可能とする半導体装置の提供を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記した課題は、図1の
本発明の半導体装置の原理説明図に示すように、絶縁膜
20を介して第1導電型半導体基板21と第2導電型半
導体基板22とが配置され、第2導電型半導体基板22
上に形成した第1導電型半導体膜23に半導体素子を形
成してなる半導体装置において、第1導電型半導体基板
21から基板間の絶縁膜20の開口部24および第1導
電型コンタクト層25を介して前記半導体素子に第1の
電源を供給し、第1導電型半導体膜23に前記第2導電
型半導体基板22に達する第2導電型半導体コンタクト
層26を形成し、該第2導電型半導体コンタクト層26
を介して第2導電型半導体基板20に最低電位である第
2の電源を供給することを特徴とする半導体装置により
解決される。
【0010】また、図8に示すように、回路素子が形成
されるセル領域30a〜30dを素子間分離する素子間
分離領域に前記第2導電型半導体コンタクト層を形成す
ることにより、セル領域の第2導電型半導体基板同士を
電気的に接続することを特徴とする半導体装置により解
決される。
【0011】更に、図8および図10に示すように、セ
ル領域30a〜30d内に形成されたメモリ回路に第2
の電源を供給し、該メモリ回路のホールド電流の引込み
用として用いることを特徴とする半導体装置により解決
される。
【0012】
【作  用】本発明によれば、VCC電源配線(第1の
電源)とVEE電源配線(第2の電源)の2種類の電源
配線の双方を基板内に設けるようにしたので、基板表面
の電源配線を大幅に減らすことができ、かつ信号配線の
レイアウトの自由度を大幅に向上させることができる。 そしてこれをメモリセルに応用することにより、例えば
VEE電源配線をホールド電流引込み用として用いるこ
とにより、メモリの基板表面の配線を減らすことができ
、ワード線、ビット線等の他の信号線のレイアウトの自
由度を向上させることができる。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図2〜図7は、本発明の実施例に係る半導体装置
の製造工程を示す図である。
【0014】まず、図2(a)を示すように、N型Si
基板1の表面にSiO2膜2を形成し、該SiO2膜2
を介してP型Si基板3を貼り合わせる。
【0015】そして、図2(b)に示すように、エッチ
ング・研磨されて所定の膜厚に設定されたP型Si基板
3の表面にN型埋込層4を形成し、該埋込層4上にN型
エピタキシャル層5を形成する。
【0016】次いで、図3(c)に示すように、エピタ
キシャル層5上に表面絶縁膜としてSiO2膜6を形成
した後、SiO2膜6,エピタキシャル層5,埋込層4
およびP型Si基板3をエッチングして、U溝7a,7
bを形成する(図3(d))。
【0017】次に、図4(e)に示すように、SiO2
膜8およびSi3N4 膜9を形成した後、U溝7a側
のSi3N4 膜9を選択的にエッチング除去する(図
4(f))。
【0018】そして、図5(g)に示すように、Si3
N4 膜9をマスクとしてSiO2膜8,SiO2膜6
およびSiO2膜2をエッチングして開口部10を形成
する。
【0019】次に、Si3N4 膜9を全面エッチした
後、CVD法(化学的気相成長法)によりN型ポリSi
膜を堆積した後、エッチバックして開口部にポリSi膜
11a,11bを埋込む(図5(h))。
【0020】次いで、SiO2膜12を形成してポリS
i膜11a,11bを被覆した後、エッチングしてU溝
13を形成する(図6(i))。
【0021】そして、CVD法によりP型ポリSi膜を
堆積した後、エッチバックしてU溝13にポリSi膜1
4を埋込む(図6(j))。
【0022】その後、SiO2膜12を部分的に除去し
てポリSi膜11aの表面を露出させた後、ポリSi膜
14の表面にポリSi膜15を、またポリSi膜11a
の表面にポリSi膜16を形成する。そして、ポリSi
膜15側には高濃度P型不純物、例えば、(ボロンイオ
ン)を注入し、ポリSi膜16側には高濃度N型不純物
、例えば、(リンイオン)を注入してオーミック電極コ
ンタクトとする(図7(k))。
【0023】次に、層間絶縁膜としてSiO2膜17を
形成した後、該SiO2膜17に開口部を設け、露出し
たポリSi膜15およびポリSi膜16の各々に、VE
EAl電極18bおよびVCCAl電極18aを形成す
る(図7(l))。
【0024】このように、本発明の実施例によれば、図
7(l)に示すように、VCCAl電極18aは、N型
ポリSi膜11aを介して背面のN型Si基板1からV
CC電源を供給されるので、表面側にVCC電源配線を
形成するために必要な領域を小さくすることができる。
【0025】また、P型Si膜3はVEEAl電極18
bからP型ポリSi膜14を介してVEE電源を供給さ
れ、VEE電源配線として機能するので、表面側にVE
E電源配線を形成するために必要な領域を小さくするこ
とができる。
【0026】なお、ポリSi膜11bおよびその周囲に
形成された酸化膜は素子間分離として機能する。
【0027】次に、素子間分離された複数のセル領域が
形成された半導体装置に対し、本発明を適用した場合に
ついて説明する。図8はそれを説明するための図であり
、図8(a)は上面図、図8(b)は図8(a)におけ
るXーXの断面図である。
【0028】図において、30a〜30cはエピタキシ
ャルSi膜からなるセル領域であり、これらのセル領域
はSiO2膜31およびポリSi膜32により素子間分
離されている。33はN型Si基板であり、34はSi
O2膜、35はP型Si基板35、36はN型埋込層、
37はN型エピタキシャル層である。
【0029】38はセル領域30aと30bとの間の素
子間分離領域に形成されたP型ポリSi膜であり、その
深さは少なくともP型Si基板34に達している。これ
により、セル領域30aのP型Si基板とセル領域30
bのP型Si基板とは電気的に接続されるとともに、低
電圧電源がポリSi膜38を介して供給される。
【0030】このように、P型ポリSi膜38を形成す
ることにより、素子間分離されたセル領域30aおよび
セル領域30bのP型Si基板同士を電気的に接続し、
該P型Si基板を電源配線として機能させることができ
るので、表面側で形成すべき電源配線領域を減らすこと
ができ、半導体装置の一層の高集積化を図ることができ
る。
【0031】図8のセルA,B,C,Dは、それぞれ図
10のセルA,B,C,Dに相当し、図10のセル内の
メモリの最低電位であるVEEを供給するための配線5
3を、図8(b)に示されるP型Si基板35で実現し
ている。そして、SiO2膜31およびポリSi膜32
により分離されたセル領域a(セルA),セル領域b(
セルB)にVEE電源を与えるために、図10に示され
るコンタクト部56として図8のようにポリSi膜38
を設け、セル領域aとセル領域bとを接続する。このよ
うに、必要なセル同士をコンタクトさせ、最後に少なく
とも一ケ所、基板表面でVEE電源をコンタクトさせる
【0032】なお、P型Si基板35に与えるVEE電
位は最低電位であるので、P型ポリSi膜38と各N型
Si層(36,37)とは逆バイアスされた状態にあっ
て電気的に分離された状態にあり、該VEE電位はP型
Si基板35に首尾良く供給される。
【0033】図9は1セルのトランジスタが形成された
本発明の実施例に係る半導体装置の構成図である。図に
おいて、42はトランジスタ素子が形成されるN型エピ
タキシャルSi層であり、43はN型Si基板41から
VCC電源を供給されるVCC電極、44はトランジス
タのコレクタ電極、45はエミッタ電極、46はベース
電極である。また、47はVEE電極であり、P型ポリ
Si膜48を介してP型Si基板49に電源を供給する
。P型Si基板49は隣接するトランジスタのP型Si
基板と電気的に接続しているので、該P型Si基板49
は隣接するトランジスタのVEE電源の電源配線として
機能する。これにより、表面側の配線領域を小さくでき
るので、半導体装置の高集積化を図ることができる。
【0034】図10は本発明の実施例に係るバイポーラ
トランジスタからなるRAMのセルの回路図であり、図
8の半導体装置の説明図を参照しながら説明する。
【0035】図10において、51a,51bはワード
線、52a,52b,52c,52dはビット線である
。また、53はVEE電源54に接続されたAl配線で
あり、ホールド電流をひっぱるものである。
【0036】50はハーフビットメモリであり、これと
対になっているハーフビットメモリと併せて1ビットメ
モリを構成している。そして、これらのハーフビットメ
モリのトランジスタのエミッタは基板配線55に接続し
、さらに基板配線55はコンタクト部56を介して電源
VEEに接続している。
【0037】これを、図8で説明すると、ハーフビット
メモリ50は、図8のセル領域30aに形成され、対に
なっているハーフビットメモリはセル領域30bに形成
される。そして、基板配線56はP型Si基板35に対
応し、コンタクト部56はP型ポリSi膜38に対応し
ている。また、配線53はAlからなり、該Al配線は
P型ポリSi膜38に接続される。なお、図8において
、VCCは省略されているが、これは図10にあるよう
に、メモリのVCC電位はワード線により与えられるた
めである。
【0038】このように、本発明の実施例によれば、1
ビットメモリを構成する2つのトランジスタの電源VE
Eは、1つのコンタクト部56を介して別々のセル領域
に形成された基板配線55に供給されるので、従来に比
べてコンタクト部の数を半分にすることができるととも
に、基板表面での電源VEE配線のひきまわしを少なく
することができる。
【0039】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、V
CC電源配線(第1の電源)とVEE電源配線(第2の
電源)の2種類の電源配線の双方を基板内に設けるよう
にしたので、基板表面の電源配線を大幅に減らすことが
できる。このため、基板表面に形成する信号配線のレイ
アウトの自由度を大幅に向上させることができる。そし
てこれをメモリセルに応用することにより、例えばVE
E電源配線をホールド電流引込み用として用いることに
より、メモリの基板表面の配線を減らすことができ、ワ
ード線、ビット線等の他の信号線のレイアウトの自由度
を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の原理説明図である。
【図2】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程図
(その1)である。
【図3】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程図
(その2)である。
【図4】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程図
(その3)である。
【図5】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程図
(その4)である。
【図6】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程図
(その5)である。
【図7】本発明の実施例に係る半導体装置の製造工程図
(その6)である。
【図8】本発明の別の実施例に係る半導体装置の説明図
である。
【図9】本発明の実施例に係る半導体装置の構成図であ
る。
【図10】本発明の実施例に係るセルの回路図である。
【図11】従来例に係る半導体装置の構成図である。
【符号の説明】
20  絶縁膜、 21  第1導電型半導体基板、 22  第2導電型半導体基板、 23  第1導電型半導体膜、 24  開口部、 25  第1導電型コンタクト層、 26  第2導電型コンタクト層、 30a,30b,30c,30d  セル領域、31 
 SiO2膜、 32,38  ポリSi膜。

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】絶縁膜(20)を介して第1導電型半導体
    基板(21)と第2導電型半導体基板(22)とが配置
    され、第2導電型半導体基板(22)上に形成した第1
    導電型半導体膜(23)に半導体素子を形成してなる半
    導体装置において、第1導電型半導体基板(21)から
    基板間の絶縁膜(20)の開口部(24)および第1導
    電型コンタクト層(25)を介して前記半導体素子に第
    1の電源を供給し、第1導電型半導体膜(23)に前記
    第2導電型半導体基板(22)に達する第2導電型半導
    体コンタクト層(26)を形成し、該第2導電型半導体
    コンタクト層(26)を介して第2導電型半導体基板(
    20)に最低電位である第2の電源を供給することを特
    徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】回路素子が形成されるセル領域(30a)
    〜(30d)を素子間分離する素子間分離領域に前記第
    2導電型半導体コンタクト層を形成することにより、セ
    ル領域の第2導電型半導体基板同士を電気的に接続する
    ことを特徴とする請求項1の半導体装置。
  3. 【請求項3】前記セル領域(30a)〜(30d)内に
    形成されたメモリ回路に第2の電源を供給し、該メモリ
    回路のホールド電流の引込み用として用いることを特徴
    とする請求項2の半導体装置。
JP3114974A 1991-05-20 1991-05-20 半導体装置 Withdrawn JPH04343265A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6429486B1 (en) 1998-11-20 2002-08-06 Nec Corporation Semiconductor support substrate potential fixing structure for SOI semiconductor device
US6476446B2 (en) * 2000-01-03 2002-11-05 Advanced Micro Devices, Inc. Heat removal by removal of buried oxide in isolation areas
US6521947B1 (en) 1999-01-28 2003-02-18 International Business Machines Corporation Method of integrating substrate contact on SOI wafers with STI process
US6677676B1 (en) 1999-05-11 2004-01-13 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device having steady substrate potential

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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300

Effective date: 19980806