JPH08250725A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH08250725A
JPH08250725A JP5530895A JP5530895A JPH08250725A JP H08250725 A JPH08250725 A JP H08250725A JP 5530895 A JP5530895 A JP 5530895A JP 5530895 A JP5530895 A JP 5530895A JP H08250725 A JPH08250725 A JP H08250725A
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JP
Japan
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insulating film
gate electrode
region
element isolation
semiconductor device
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Application number
JP5530895A
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Japanese (ja)
Inventor
Toshiyuki Kishi
敏幸 岸
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Original Assignee
Citizen Watch Co Ltd
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Publication date
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  • Element Separation (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PURPOSE: To enable a leakage current to be reduced by a parasitic MOS region by a method wherein a gate electrode is provided on an element separating region opposite to the gate electrode in the lengthwise direction so that a current path formed beneath the gate electrode may be formed in the channel region excluding the channel region on the end of the element separating region. CONSTITUTION: Within the semiconductor device, a semiconductor layer 3 provided using an SOI substrate completely insulation-separated by an interlayer insulating film 32 while a gate electrode 8 provided on the semiconductor layer 3 is provided on an element separating region end part so as to cover the parasitic MOS region opposite to the element separating region in the long direction on the boundary between the simi-conductor layer 3 and the interlayer insulating film 32. On the other hand, a source 6 and a drain 5 made of high concentration impurity layers are provided on the semiconductor layer 3 matching this gate electrode 8. In such a semiconductor device, since the gate electrode 8 is also provided on the element separating region end part, the element separating region forming a parasitic MOS region does not exist in the current path running between the drain 5 and the spource 6 thereby enabling a leakage current application to be checked.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体基板上に形成する
MOS型半導体装置やMONOS型半導体不揮発性記憶
装置の構造に関し、とくに素子分離領域端で発生するリ
ーク電流を低減する半導体装置の構造に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a structure of a MOS type semiconductor device or a MONOS type semiconductor nonvolatile memory device formed on a semiconductor substrate, and more particularly to a structure of a semiconductor device for reducing a leak current generated at an end of an element isolation region. .

【0002】[0002]

【従来の技術】支持基板に形成する絶縁膜上に半導体層
を有する半導体基板、いわゆるSOI(Silicon
on Insulator)基板を用いる半導体装置
が知られている。
2. Description of the Related Art A semiconductor substrate having a semiconductor layer on an insulating film formed on a supporting substrate, a so-called SOI (Silicon)
A semiconductor device using an on insulator substrate is known.

【0003】このSOI基板を用いる半導体装置におい
ては、素子間の完全な絶縁分離が可能であり、ラッチア
ップやソフトエラーを抑制することができるという利点
をもつことが知られている。
It is known that a semiconductor device using this SOI substrate has an advantage that elements can be completely isolated from each other and latch-up and soft error can be suppressed.

【0004】さらにまた、絶縁膜に形成する半導体層を
薄膜化する半導体装置では、空乏層電荷の大部分がゲー
トのポテンシャルに支配されるため、短チャネル効果の
抑制や電流駆動能力の向上などの効果が得られる。
Furthermore, in the semiconductor device in which the semiconductor layer formed on the insulating film is thinned, most of the depletion layer charges are governed by the potential of the gate, so that the short channel effect is suppressed and the current driving capability is improved. The effect is obtained.

【0005】このSOI基板を用いた従来技術の半導体
装置の構造を、図12の断面図を用いて説明する。図1
2に示すように、支持基板1と絶縁膜2と半導体層3と
からなるSOI基板4を用いる。そして半導体層3は、
層間絶縁膜32と絶縁膜2とにより完全に絶縁分離して
いる。
The structure of a conventional semiconductor device using this SOI substrate will be described with reference to the sectional view of FIG. FIG.
As shown in FIG. 2, an SOI substrate 4 including a supporting substrate 1, an insulating film 2 and a semiconductor layer 3 is used. And the semiconductor layer 3 is
The interlayer insulating film 32 and the insulating film 2 completely insulate and separate.

【0006】半導体層3に設けるチャネル領域7上にゲ
ート酸化膜14とゲート電極8とを設ける、いわゆるM
OS型半導体装置を構成している。
A gate oxide film 14 and a gate electrode 8 are provided on the channel region 7 provided in the semiconductor layer 3, so-called M.
It constitutes an OS type semiconductor device.

【0007】さらにゲート電極8に整合する領域の半導
体層3には、ソース6とドレイン5とを設ける。そして
ゲート電極8に整合して設けるソース6とドレイン5と
の高濃度不純物層は、絶縁膜2に接している。
Further, a source 6 and a drain 5 are provided in the semiconductor layer 3 in the region matching the gate electrode 8. Then, the high-concentration impurity layers of the source 6 and the drain 5 provided in alignment with the gate electrode 8 are in contact with the insulating film 2.

【0008】さらに、層間絶縁膜32に設けるコンタク
トホールを介して、ソース6とドレイン5に接続する配
線33を設ける。
Further, a wiring 33 connected to the source 6 and the drain 5 is provided through a contact hole provided in the interlayer insulating film 32.

【0009】つぎに、このSOI基板4を用いる従来の
MOS型の半導体装置の平面パターン構造を、図13の
平面図を用いて説明する。
Next, the plane pattern structure of the conventional MOS type semiconductor device using the SOI substrate 4 will be described with reference to the plan view of FIG.

【0010】図13に示すように、SOI基板上に形成
する半導体層3の周囲は層間絶縁膜32により完全に絶
縁分離している。
As shown in FIG. 13, the periphery of the semiconductor layer 3 formed on the SOI substrate is completely insulated and separated by the interlayer insulating film 32.

【0011】半導体層3に設けるチャネル領域7上にゲ
ート酸化膜を介してゲート電極8を設ける、いわゆるM
OS型半導体装置を構成している。
A gate electrode 8 is provided on the channel region 7 provided in the semiconductor layer 3 via a gate oxide film, so-called M.
It constitutes an OS type semiconductor device.

【0012】さらにゲート電極8に整合する領域の半導
体層3には、ソース6とドレイン5とを設ける。
Further, a source 6 and a drain 5 are provided in the semiconductor layer 3 in the region matching the gate electrode 8.

【0013】さらに、層間絶縁膜32に設けるコンタク
トホールを介して、ソース6とドレイン5に接続する配
線33を設ける。
Further, a wiring 33 connected to the source 6 and the drain 5 is provided through a contact hole provided in the interlayer insulating film 32.

【0014】このSOI基板を用いた半導体装置は、半
導体層3と、この半導体層3周囲の層間絶縁膜32との
境界である素子分離領域端と、この素子分離領域端上に
形成するゲート電極8とにより寄生MOS領域9を形成
する。
A semiconductor device using this SOI substrate has an element isolation region edge which is a boundary between the semiconductor layer 3 and the interlayer insulating film 32 around the semiconductor layer 3, and a gate electrode formed on the element isolation region edge. And 8 form a parasitic MOS region 9.

【0015】この寄生MOS領域9の構造は、従来技術
の平面パターン形状を示した図13におけるA−B線に
おける断面を示した従来技術の断面図である図14を用
いて説明する。
The structure of the parasitic MOS region 9 will be described with reference to FIG. 14, which is a cross-sectional view of the prior art showing a cross section taken along the line AB in FIG. 13 showing the planar pattern shape of the prior art.

【0016】寄生MOS領域9は、半導体層3と層間絶
縁膜32との境界である部分で、チャネル領域7と垂直
方向に、ゲート酸化膜14とゲート電極8とからなるM
OS構造を形成する。
The parasitic MOS region 9 is a boundary between the semiconductor layer 3 and the interlayer insulating film 32, and is composed of a gate oxide film 14 and a gate electrode 8 in the direction perpendicular to the channel region 7.
Form the OS structure.

【0017】この寄生MOS領域9では、通常のチャネ
ル領域7からの電界と、半導体層3の側壁部に形成され
るMOSからの電界とが加わり、通常のチャネル領域7
よりも低電界でチャネルが形成され、リーク電流が発生
する。
In the parasitic MOS region 9, the electric field from the normal channel region 7 and the electric field from the MOS formed on the side wall of the semiconductor layer 3 are added, and the normal channel region 7 is added.
A channel is formed in a lower electric field than that, and a leak current is generated.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】図14を用いて説明し
たMOS型半導体装置では、寄生MOS領域9が形成さ
れる。このためMOS型半導体装置を駆動するときに、
寄生MOS領域9では、通常のゲート電極8に対して垂
直方向の電界と、半導体層3の側壁部で形成するゲート
電極8からの平行方向の電界とが加わることになり、リ
ーク電流が発生する。
In the MOS type semiconductor device described with reference to FIG. 14, the parasitic MOS region 9 is formed. Therefore, when driving a MOS semiconductor device,
In the parasitic MOS region 9, an electric field in a direction perpendicular to the normal gate electrode 8 and an electric field in a parallel direction from the gate electrode 8 formed on the sidewall portion of the semiconductor layer 3 are added, so that a leak current is generated. .

【0019】この寄生MOS領域9によるリーク電流の
特性を、図15のグラフを用いて説明する。
The characteristic of the leak current due to the parasitic MOS region 9 will be described with reference to the graph of FIG.

【0020】図15はMOS型半導体装置のゲート電圧
とドレイン電流との相関を示したものである。横軸には
ゲート電圧を示し、縦軸にはドレイン電流を対数で示し
た。
FIG. 15 shows the correlation between the gate voltage and the drain current of the MOS semiconductor device. The horizontal axis represents the gate voltage, and the vertical axis represents the drain current in logarithm.

【0021】通常のMOS型半導体装置は、図15の実
線で示すようにゲート電圧ゼロVでのドレイン電流は1
pA以下とごくわずかである。
A normal MOS semiconductor device has a drain current of 1 at a gate voltage of zero V as shown by the solid line in FIG.
It is very small, below pA.

【0022】しかしながら、寄生MOS領域9が存在す
るMOS型半導体装置では、図15の破線に示すような
リーク電流のため、ゲート電圧ゼロVでもドレイン電流
が流れ、システムでの誤動作や消費電力の増大をもたら
し問題となる。
However, in the MOS type semiconductor device in which the parasitic MOS region 9 exists, the drain current flows even at the gate voltage of 0 V due to the leakage current as shown by the broken line in FIG. 15, which causes malfunction in the system and increase in power consumption. Causes problems.

【0023】つぎに図12で説明した同様なSOI構造
を有する半導体不揮発性記憶装置の構造について、図3
の断面図を用いて説明する。
Next, the structure of the semiconductor nonvolatile memory device having the similar SOI structure described in FIG. 12 will be described with reference to FIG.
Will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0024】図3に示すように、SOI基板4は支持基
板1と絶縁膜2と半導体層3からなる。そして、半導体
層3の周辺と下面とは、それぞれ層間絶縁膜32と絶縁
膜2とによって完全に絶縁分離している。
As shown in FIG. 3, the SOI substrate 4 comprises a support substrate 1, an insulating film 2 and a semiconductor layer 3. The periphery and the lower surface of the semiconductor layer 3 are completely insulated and separated by the interlayer insulating film 32 and the insulating film 2.

【0025】さらに半導体層3に設けるチャネル領域7
上に、トンネル酸化膜11と窒化シリコン膜12とトッ
プ酸化膜13とゲート電極8とを設け、いわゆるMON
OS型半導体不揮発性記憶装置を構成している。
Further, a channel region 7 provided in the semiconductor layer 3
A tunnel oxide film 11, a silicon nitride film 12, a top oxide film 13 and a gate electrode 8 are provided on top of the so-called MON.
It constitutes an OS type semiconductor nonvolatile memory device.

【0026】このトンネル酸化膜11と窒化シリコン膜
12とトップ酸化膜13とが、メモリゲート絶縁膜とな
る。
The tunnel oxide film 11, the silicon nitride film 12, and the top oxide film 13 serve as a memory gate insulating film.

【0027】さらに、ゲート電極8に整合する領域の半
導体層3には、ソース6とドレイン5とを設ける。
Further, the source 6 and the drain 5 are provided in the semiconductor layer 3 in the region matching the gate electrode 8.

【0028】このゲート電極8に整合して設けるソース
6とドレイン5との領域の高濃度不純物層は絶縁膜2に
接している。そして層間絶縁膜32に設けるコンタクト
ホールを介して、ソース6とドレイン5に接続する配線
33を設ける。
The high-concentration impurity layer in the region of the source 6 and the drain 5 provided in alignment with the gate electrode 8 is in contact with the insulating film 2. Then, a wiring 33 connected to the source 6 and the drain 5 is provided through a contact hole provided in the interlayer insulating film 32.

【0029】この支持基板1と絶縁膜2と半導体層3と
からなるSOI基板4を用いた半導体不揮発性記憶装置
においても、図12から図15を用いて説明したMOS
型半導体装置で問題となった寄生MOS領域でリーク電
流が発生するという問題点がある。
Also in the semiconductor non-volatile memory device using the SOI substrate 4 including the supporting substrate 1, the insulating film 2 and the semiconductor layer 3, the MOS described with reference to FIGS.
However, there is a problem that a leak current is generated in the parasitic MOS region, which is a problem in the semiconductor device.

【0030】本発明の目的は上記課題を解決して、寄生
MOS領域によるリーク電流を低減することが可能な半
導体装置を得るための構造を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above problems and provide a structure for obtaining a semiconductor device capable of reducing a leak current due to a parasitic MOS region.

【0031】[0031]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の構造は下記記載の手段を採用
する。
In order to achieve the above object, the structure of the semiconductor device of the present invention adopts the following means.

【0032】本発明の半導体装置は、支持基板と絶縁膜
と半導体層とからなる半導体基板に設けるゲート絶縁膜
と、ゲート絶縁膜上に設けるゲート電極とからなるMO
S型半導体装置は、素子分離領域に囲まれた半導体層を
設け、ゲート電極下で形成する電流経路を素子分離領域
端のチャネル領域以外のチャネル領域で形成するように
ゲート電極を長手方向の対向する素子分離領域上に設け
ることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is an MO device including a gate insulating film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film.
In the S-type semiconductor device, a semiconductor layer surrounded by an element isolation region is provided, and a gate electrode is opposed in the longitudinal direction so that a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. It is characterized in that it is provided on the element isolation region.

【0033】本発明の半導体装置は、支持基板と絶縁膜
と半導体層とからなる半導体基板に設けるゲート絶縁膜
と、ゲート絶縁膜上に設けるゲート電極とからなるMO
S型半導体装置は、素子分離領域に四方から囲まれた四
角形型の半導体層を設け、ゲート電極下で形成する電流
経路を素子分離領域端のチャネル領域以外のチャネル領
域で形成するようにゲート電極を四方向の内の対向する
素子分離領域上に設けることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention comprises an MO including a gate insulating film provided on a semiconductor substrate composed of a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film.
In the S-type semiconductor device, a quadrangular semiconductor layer surrounded from four sides is provided in the element isolation region, and a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. Are provided on the element isolation regions facing each other in the four directions.

【0034】本発明の半導体装置は、支持基板と絶縁膜
と半導体層とからなる半導体基板に設けるゲート絶縁膜
と、ゲート絶縁膜上に設けるゲート電極とからなるMO
S型半導体装置は、素子分離領域に囲まれた半導体層を
設け、ゲート電極下で形成する電流経路を素子分離領域
端のチャネル領域以外のチャネル領域で形成するよう
に、ゲート長を素子分離領域上では、このゲート長より
長くすることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is an MO device including a gate insulating film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film, and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film.
In the S-type semiconductor device, a semiconductor layer surrounded by an element isolation region is provided, and a gate length is set so that a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than a channel region at an end of the element isolation region. In the above, it is characterized in that it is longer than this gate length.

【0035】本発明の半導体装置は、支持基板と絶縁膜
と半導体層とからなる半導体基板に設けるゲート絶縁膜
と、ゲート絶縁膜上に設けるゲート電極とからなるMO
S型半導体装置は、素子分離領域に四方から囲まれた四
角形型の半導体層を設け、ゲート電極下で形成する電流
経路を素子分離領域端のチャネル領域以外のチャネル領
域で形成するように、ゲート長を素子分離領域上では、
このゲート長より長くすることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is an MO device including a gate insulating film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film.
In the S-type semiconductor device, a rectangular semiconductor layer surrounded from four sides is provided in the element isolation region, and a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. On the element isolation region,
It is characterized in that it is longer than this gate length.

【0036】本発明の半導体装置は、支持基板と絶縁膜
と半導体層とからなる半導体基板に設けるゲート絶縁膜
と、ゲート絶縁膜上に設けるゲート電極とからなるMO
S型半導体装置は、ゲート電極下に形成する素子分離領
域をゲート電極下では、チャネル領域を長くし、この領
域でのチャネル抵抗を増加するように設けた素子分離領
域を備えることを特徴とする。
The semiconductor device of the present invention is a MO device including a gate insulating film provided on a semiconductor substrate composed of a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film.
The S-type semiconductor device is characterized in that the element isolation region formed under the gate electrode is provided with an element isolation region provided so as to lengthen the channel region under the gate electrode and increase the channel resistance in this region. .

【0037】本発明における半導体装置は、支持基板と
絶縁膜と半導体層とからなる半導体基板に設けるメモリ
酸化膜と、窒化シリコン膜と、トップ酸化膜とからなる
メモリ絶縁膜と、メモリ絶縁膜上に設けるゲート電極と
からなるMONOS型半導体装置は、素子分離領域に囲
まれた半導体層を設け、ゲート電極下で形成する電流経
路を素子分離領域端のチャネル領域以外のチャネル領域
で形成するように、ゲート電極を長手方向の対向する素
子分離領域上に設けることを特徴とする。
A semiconductor device according to the present invention comprises a memory oxide film formed on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a memory insulating film on the memory insulating film. In the MONOS type semiconductor device including the gate electrode provided in, the semiconductor layer surrounded by the element isolation region is provided, and the current path formed under the gate electrode is formed in the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. , The gate electrodes are provided on the element isolation regions facing each other in the longitudinal direction.

【0038】本発明における半導体装置は、支持基板と
絶縁膜と半導体層とからなる半導体基板に設けるメモリ
酸化膜と、窒化シリコン膜と、トップ酸化膜とからなる
メモリ絶縁膜と、メモリ絶縁膜上に設けるゲート電極と
からなるMONOS型半導体装置は、素子分離領域に四
方から囲まれた四角形型の半導体層を設け、ゲート電極
下で形成する電流経路を素子分離領域端のチャネル領域
以外のチャネル領域で形成するように、ゲート電極を四
方向の内の対向する素子分離領域上に設けることを特徴
とする。
The semiconductor device according to the present invention includes a memory oxide film formed on a semiconductor substrate including a support substrate, an insulating film, and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film, and a top oxide film, and a memory insulating film on the memory insulating film. In a MONOS type semiconductor device including a gate electrode provided in a device, a quadrilateral semiconductor layer surrounded by four sides is provided in an element isolation region, and a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than a channel region at an end of the element isolation region. As described above, the gate electrode is provided on the opposing element isolation region in the four directions.

【0039】本発明における半導体装置は、支持基板と
絶縁膜と半導体層とからなる半導体基板に設けるメモリ
酸化膜と、窒化シリコン膜と、トップ酸化膜とからなる
メモリ絶縁膜と、メモリ絶縁膜上に設けるゲート電極と
からなるMONOS型半導体装置は、素子分離領域に囲
まれた半導体層を設け、ゲート電極下で形成する電流経
路を素子分離領域端のチャネル領域以外のチャネル領域
で形成するように、ゲート長を素子分離領域上では、こ
のゲート長より長くすることを特徴とする。
The semiconductor device according to the present invention includes a memory oxide film formed on a semiconductor substrate including a support substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a memory insulating film on the memory insulating film. In the MONOS type semiconductor device including the gate electrode provided in, the semiconductor layer surrounded by the element isolation region is provided, and the current path formed under the gate electrode is formed in the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. The gate length on the element isolation region is longer than this gate length.

【0040】本発明における半導体装置は、支持基板と
絶縁膜と半導体層とからなる半導体基板に設けるメモリ
酸化膜と、窒化シリコン膜と、トップ酸化膜とからなる
メモリ絶縁膜と、メモリ絶縁膜上に設けるゲート電極と
からなるMONOS型半導体装置は、素子分離領域に四
方から囲まれた四角形型の半導体層を設け、ゲート電極
下で形成する電流経路を素子分離領域端のチャネル領域
以外のチャネル領域で形成するように、ゲート長を素子
分離領域上では、このゲート長より長くすることを特徴
とする。
The semiconductor device according to the present invention includes a memory oxide film formed on a semiconductor substrate including a support substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a memory insulating film on the memory insulating film. In a MONOS type semiconductor device including a gate electrode provided in a device, a quadrilateral semiconductor layer surrounded by four sides is provided in an element isolation region, and a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than a channel region at an end of the element isolation region. It is characterized in that the gate length is made longer than the gate length on the element isolation region as described in (1).

【0041】本発明における半導体装置は、支持基板と
絶縁膜と半導体層とからなる半導体基板に設けるメモリ
酸化膜と、窒化シリコン膜と、トップ酸化膜とからなる
メモリ絶縁膜と、メモリ絶縁膜上に設けるゲート電極と
からなるMONOS型半導体装置は、ゲート電極下に形
成する素子分離領域をゲート電極下では、チャネル領域
を長くし、この領域でのチャネル抵抗を増加するように
設けた素子分離領域を備えることを特徴とする。
The semiconductor device according to the present invention comprises a memory oxide film provided on a semiconductor substrate composed of a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film composed of a silicon nitride film and a top oxide film, and a memory insulating film on the memory insulating film. In a MONOS type semiconductor device including a gate electrode provided under the gate electrode, the element isolation region formed under the gate electrode is formed under the gate electrode by extending the channel region and increasing the channel resistance in this region. It is characterized by including.

【0042】[0042]

【作用】本発明の半導体装置は、素子分離領域端でのゲ
ート電極との重なり部分を、チャネル領域の重なり部分
より大きくなるように設けている。
In the semiconductor device of the present invention, the overlapping portion with the gate electrode at the end of the element isolation region is provided so as to be larger than the overlapping portion of the channel region.

【0043】あるいは本発明の半導体装置は、素子分離
領域端でのゲート電極との重なる領域、すなわち寄生M
OS領域の半導体層をゲート電極下に張り出すように長
く設けている。
Alternatively, in the semiconductor device of the present invention, a region overlapping the gate electrode at the end of the element isolation region, that is, a parasitic M
The semiconductor layer in the OS region is provided long so as to project below the gate electrode.

【0044】このため、寄生MOS領域のチャネル長が
長くなり、寄生MOS領域のチャネル抵抗を増加させ
て、通常のチャネル領域より閾値電圧を高くしている。
For this reason, the channel length of the parasitic MOS region becomes long, the channel resistance of the parasitic MOS region is increased, and the threshold voltage is made higher than that of the normal channel region.

【0045】したがって、寄生MOS領域によるリーク
は低減でき、ゲート電圧ゼロVでのリーク電流をなくす
ことができる。
Therefore, the leakage due to the parasitic MOS region can be reduced, and the leakage current at the gate voltage of zero V can be eliminated.

【0046】同じように半導体不揮発性記憶装置におい
ても、寄生MOS領域のチャネル抵抗を増加させること
ができるため、寄生MOS領域によるリーク電流の発生
はなくなる。
Similarly, in the semiconductor nonvolatile memory device, since the channel resistance of the parasitic MOS region can be increased, the leak current is not generated by the parasitic MOS region.

【0047】[0047]

【実施例】以下図面を用いて本発明の実施例を説明す
る。まず、図1の断面図を用いて本発明の実施例におけ
る半導体装置の構造を説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the sectional view of FIG.

【0048】本発明の半導体装置は、図1に示すように
支持基板1と絶縁膜2と半導体層3からなるSOI基板
4を使用する。そしてこのSOI基板4上に、ゲート電
極8とゲート酸化膜14と半導体層3からなるMOS型
半導体装置を設けている。
The semiconductor device of the present invention uses an SOI substrate 4 including a supporting substrate 1, an insulating film 2 and a semiconductor layer 3 as shown in FIG. Then, a MOS type semiconductor device including the gate electrode 8, the gate oxide film 14, and the semiconductor layer 3 is provided on the SOI substrate 4.

【0049】半導体層3のゲート電極に整合する領域に
は、高濃度不純物層であるソース6とドレイン5の拡散
層を設ける。さらに、半導体層3は層間絶縁膜32と絶
縁膜2とにより完全に絶縁分離し、層間絶縁膜32に設
けるコンタクトホールによりソース6とドレイン5に接
続する配線33を設ける。
Diffusion layers of the source 6 and the drain 5, which are high-concentration impurity layers, are provided in the region of the semiconductor layer 3 which is aligned with the gate electrode. Further, the semiconductor layer 3 is completely insulated and separated by the interlayer insulating film 32 and the insulating film 2, and the wiring 33 connected to the source 6 and the drain 5 is provided by the contact hole provided in the interlayer insulating film 32.

【0050】このように本発明の半導体装置は、断面構
造上は従来技術の構造と同じであるが、寄生MOSによ
るリーク電流を低減するため平面構造を工夫している。
つぎにこのリーク電流を低減するための半導体装置の平
面構造を、図2を用いて説明する。
As described above, the semiconductor device of the present invention has the same cross-sectional structure as that of the prior art, but the plane structure is devised to reduce the leakage current due to the parasitic MOS.
Next, a planar structure of the semiconductor device for reducing the leak current will be described with reference to FIG.

【0051】図2は本発明の実施例における半導体装置
の平面パターン形状を示す平面図である。この図2に示
すように本発明の半導体装置は、SOI基板を用いて設
ける半導体層3を層間絶縁膜32により完全に絶縁分離
し、半導体層3上にゲート酸化膜を介して設けるゲート
電極8を半導体層3と層間絶縁膜32との境界である素
子分離領域の長手方向の対向する寄生MOS領域を覆う
ように素子分離領域端上に設ける。
FIG. 2 is a plan view showing a plane pattern shape of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, in the semiconductor device of the present invention, the semiconductor layer 3 provided using the SOI substrate is completely insulated and separated by the interlayer insulating film 32, and the gate electrode 8 provided on the semiconductor layer 3 via the gate oxide film. Is provided on the edge of the element isolation region so as to cover the parasitic MOS regions facing each other in the longitudinal direction of the element isolation region which is the boundary between the semiconductor layer 3 and the interlayer insulating film 32.

【0052】このゲート電極8に整合した半導体層3に
は、高濃度不純物層であるソース6とドレイン5とを設
ける。さらに、層間絶縁膜32に設けるコンタクトホー
ルによりソース6とドレイン5に接続する配線33を設
ける。
The semiconductor layer 3 aligned with the gate electrode 8 is provided with a source 6 and a drain 5 which are high-concentration impurity layers. Further, a wiring 33 connected to the source 6 and the drain 5 is provided by a contact hole provided in the interlayer insulating film 32.

【0053】この図1と図2とに示す本発明の半導体装
置は、通常のMOS型半導体装置と同様に、ゲート電極
8下に形成するチャネル領域のドレイン5とソース6と
の間に電流を流すことにより駆動する。
The semiconductor device of the present invention shown in FIGS. 1 and 2 has a current flowing between the drain 5 and the source 6 in the channel region formed under the gate electrode 8 as in the case of a normal MOS semiconductor device. Drive by flowing.

【0054】図2に示す本発明の半導体装置では、素子
分離領域端にもゲート電極8を設けており、ドレイン5
とソース6との間を流れる電流経路に寄生MOS領域を
形成する素子分離領域が存在しない。このため、リーク
電流の発生はなく、図15のグラフの実線に示すゲート
電圧−ドレイン電流特性となり、安定したトランジスタ
動作を得ることができる。
In the semiconductor device of the present invention shown in FIG. 2, the gate electrode 8 is provided also at the edge of the element isolation region, and the drain 5 is formed.
There is no element isolation region forming a parasitic MOS region in the current path flowing between the source 6 and the source 6. Therefore, no leak current is generated, the gate voltage-drain current characteristic shown by the solid line in the graph of FIG. 15 is obtained, and stable transistor operation can be obtained.

【0055】つぎに本発明の実施例における半導体不揮
発性記憶装置の構造を説明する。図3は本発明の実施例
における半導体不揮発性記憶装置を示す断面図である。
この図3に示すように本発明の半導体不揮発性記憶装置
は、半導体層3上に形成するトンネル酸化膜11と窒化
シリコン膜12とトップ酸化膜13とからなるONO膜
を有し、MONOS型半導体不揮発性記憶素子を構成し
ている。
Next, the structure of the semiconductor nonvolatile memory device according to the embodiment of the present invention will be described. FIG. 3 is a sectional view showing a semiconductor nonvolatile memory device according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 3, the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention has an ONO film including a tunnel oxide film 11, a silicon nitride film 12 and a top oxide film 13 formed on the semiconductor layer 3, and has a MONOS type semiconductor. It constitutes a non-volatile memory element.

【0056】このMONOS型半導体不揮発性記憶装置
においては、図2を用いて説明したMOS型半導体装置
と同様に、ゲート電極8を半導体層3と層間絶縁膜32
との境界である素子分離領域の長手方向の対向する寄生
MOS領域を覆うように素子分離領域端上に設ける。
In this MONOS type semiconductor non-volatile memory device, the gate electrode 8 is connected to the semiconductor layer 3 and the interlayer insulating film 32 as in the MOS type semiconductor device described with reference to FIG.
It is provided on the edge of the element isolation region so as to cover the parasitic MOS regions facing each other in the longitudinal direction of the element isolation region which is the boundary with

【0057】このように本発明の半導体不揮発性記憶装
置は、ドレイン5とソース6との間を流れる電流経路に
寄生MOS領域を形成する素子分離領域端が存在しな
い。このため、リーク電流はなく安定したメモリ動作を
得ることができる。
As described above, in the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, the element isolation region edge forming the parasitic MOS region does not exist in the current path flowing between the drain 5 and the source 6. Therefore, there is no leak current and a stable memory operation can be obtained.

【0058】つぎに本発明の他の実施例における半導体
装置の構造を、図4と図5とを用いて説明する。
Next, the structure of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0059】図4には本発明の半導体装置のゲート電極
8で形成するチャネル長91を、配線33が対向する領
域より、寄生MOS領域9上では長くする構造の実施例
を示す。すなわちチャネル領域7と層間絶縁膜32との
対向する境界領域の一部領域をゲート電極8で被覆して
いる。
FIG. 4 shows an embodiment of a structure in which the channel length 91 formed by the gate electrode 8 of the semiconductor device of the present invention is made longer on the parasitic MOS region 9 than the region where the wiring 33 faces. That is, a part of the boundary area between the channel region 7 and the interlayer insulating film 32 facing each other is covered with the gate electrode 8.

【0060】この図4に示す実施例では、寄生MOS領
域9上のゲート電極8を、配線33が対向するチャネル
領域7のチャネル長91より長く設けており、寄生MO
S領域9のチャネル抵抗がチャネル領域7の抵抗より高
く設計できる。このため、寄生MOSによるリーク電流
を抑えることが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 4, the gate electrode 8 on the parasitic MOS region 9 is provided longer than the channel length 91 of the channel region 7 facing the wiring 33, and the parasitic MO region 9 is formed.
The channel resistance of the S region 9 can be designed higher than that of the channel region 7. Therefore, it is possible to suppress the leak current due to the parasitic MOS.

【0061】図5には本発明の半導体装置のゲート電極
8と素子分離領域端が重なる領域である寄生MOS領域
9の半導体層3を、ゲート電極8の下面領域に伸ばした
構造の実施例を示す。
FIG. 5 shows an embodiment of a structure in which the semiconductor layer 3 of the parasitic MOS region 9 which is a region where the gate electrode 8 of the semiconductor device of the present invention overlaps the edge of the element isolation region is extended to the lower surface region of the gate electrode 8. Show.

【0062】この図5に示す実施例では、寄生MOS領
域9の半導体層3をゲート電極8の下で、ゲート電極と
平行に距離を伸ばしているため、寄生MOS領域9のチ
ャネル長が伸びる。したがって寄生MOSのチャネル領
域の抵抗が増加することができるため、寄生MOS領域
9によるリーク電流を抑えることが可能である。
In the embodiment shown in FIG. 5, since the semiconductor layer 3 of the parasitic MOS region 9 is extended below the gate electrode 8 in parallel with the gate electrode, the channel length of the parasitic MOS region 9 is extended. Therefore, the resistance of the channel region of the parasitic MOS can be increased, so that the leak current due to the parasitic MOS region 9 can be suppressed.

【0063】これらの図4と図5を用いて説明した実施
例ではMOS型半導体装置に適用する実施例で示した
が、ゲート酸化膜14をトンネル酸化膜11と窒化シリ
コン膜12とトップ酸化膜13とに変えることによりM
ONOS型半導体不揮発性記憶装置が得られる。
In the embodiments described with reference to FIGS. 4 and 5, the gate oxide film 14 is the tunnel oxide film 11, the silicon nitride film 12 and the top oxide film. M by changing to 13
An ONOS type semiconductor nonvolatile memory device can be obtained.

【0064】この半導体不揮発性記憶装置では、寄生M
OS領域9上のゲート電極8をチャネル領域7のチャネ
ル長91より長く設けており、寄生MOS領域9のチャ
ネル抵抗がチャネル領域7の抵抗より高く設計できる。
このため、寄生MOS領域によるリーク電流を抑えるこ
とが可能である。
In this semiconductor nonvolatile memory device, the parasitic M
Since the gate electrode 8 on the OS region 9 is provided longer than the channel length 91 of the channel region 7, the channel resistance of the parasitic MOS region 9 can be designed higher than the resistance of the channel region 7.
Therefore, it is possible to suppress the leak current due to the parasitic MOS region.

【0065】つぎに図1に示す半導体装置を形成するた
めの製造方法を、図6から図9の断面図を用いて説明す
る。
Next, a manufacturing method for forming the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described with reference to the sectional views of FIGS.

【0066】まず図6に示すように、P型の単結晶シリ
コン基板に、酸素イオンをイオン注入量を4×1017
-2、エネルギー120KeVでイオン注入する。その
後、温度1320℃で6時間の条件で熱アニール処理
し、支持基板1と膜厚80nmの絶縁膜2と膜厚180
nmのP型の半導体層3とからなるいわゆるSIMOX
(Separation by IMplanted
OXygen)のSOI基板を形成する。
First, as shown in FIG. 6, oxygen ions were implanted into a P-type single crystal silicon substrate at a dose of 4 × 10 17 c.
Ion implantation is performed at m -2 and energy of 120 KeV. After that, thermal annealing is performed at a temperature of 1320 ° C. for 6 hours, and the supporting substrate 1, the insulating film 2 having a film thickness of 80 nm, and the film thickness of 180 are formed.
nm type P-type semiconductor layer 3 and so-called SIMOX
(Separation by IMplanted
OXygen) SOI substrate is formed.

【0067】その後、このSOI基板上の全面に感光性
樹脂51を回転塗布法によって形成し、所定のフォトマ
スクを用いて露光処理と現像処理とを行い、半導体層3
の形成領域上に感光性樹脂51を形成するように、この
感光性樹脂51をパターニングする。
After that, a photosensitive resin 51 is formed on the entire surface of the SOI substrate by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask, so that the semiconductor layer 3 is formed.
The photosensitive resin 51 is patterned so that the photosensitive resin 51 is formed on the formation region of.

【0068】その後、感光性樹脂51をエッチングマス
クとして用いて半導体層3を絶縁膜2に達するまで18
0nmの膜厚のすべてエッチングする。このエッチング
処理は、反応性イオンエッチング装置を用いて、エッチ
ングガスとして六フッ化イオウ(SF6 )とヘリウム
(He)と酸素(O2 )との混合ガスを用いて行う。
After that, using the photosensitive resin 51 as an etching mask, the semiconductor layer 3 is formed 18 times until it reaches the insulating film 2.
Etch everything to a thickness of 0 nm. This etching process is performed by using a reactive ion etching apparatus using a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ), helium (He) and oxygen (O 2 ) as an etching gas.

【0069】半導体層3をエッチング後、感光性樹脂5
1を除去する。この結果、MOS型半導体装置を形成す
る半導体層3を形成することができる。
After etching the semiconductor layer 3, the photosensitive resin 5
Remove 1. As a result, the semiconductor layer 3 forming the MOS type semiconductor device can be formed.

【0070】つぎに図7に示すように、半導体層3を酸
化処理して、酸化シリコンからなるゲート酸化膜14を
20nmの膜厚で形成する。このゲート酸化膜14の形
成条件は、酸素と窒素との混合ガス雰囲気中で、温度1
000℃、時間30分の条件で行う。
Next, as shown in FIG. 7, the semiconductor layer 3 is oxidized to form a gate oxide film 14 of silicon oxide with a film thickness of 20 nm. The gate oxide film 14 is formed under the conditions of a temperature of 1 in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen.
It is carried out under conditions of 000 ° C. and time of 30 minutes.

【0071】その後、反応ガスとしてモノシラン(Si
4 )を用いる化学気相成長法によって、膜厚が400
nmの多結晶シリコン膜からなるゲート電極材料81を
全面に形成する。
After that, monosilane (Si
The film thickness is 400 by the chemical vapor deposition method using H 4 ).
A gate electrode material 81 made of a polycrystalline silicon film of nm thickness is formed on the entire surface.

【0072】その後、全面に感光性樹脂51を回転塗布
法により形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理
と現像処理とを行い、感光性樹脂51をゲート電極8の
形状にパターニングする。
After that, a photosensitive resin 51 is formed on the entire surface by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to pattern the photosensitive resin 51 into the shape of the gate electrode 8.

【0073】つぎに図8に示すように、感光性樹脂51
をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料81をパ
ターニングしてゲート電極8を形成する。
Next, as shown in FIG.
Is used as an etching mask to pattern the gate electrode material 81 to form the gate electrode 8.

【0074】このゲート電極8のエッチングは、反応性
イオンエッチング装置を用いて、エッチングガスとして
六フッ化イオウ(SF6 )と酸素(O2 )との混合ガス
を用いて行う。多結晶シリコン膜のエッチング後、感光
性樹脂51を除去する。
The etching of the gate electrode 8 is carried out by using a reactive ion etching apparatus using a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ) and oxygen (O 2 ) as an etching gas. After etching the polycrystalline silicon film, the photosensitive resin 51 is removed.

【0075】その後、ゲート電極8に整合した領域の半
導体層3に、この半導体層8と逆導電型の不純物である
砒素を導入して、ソース6領域とドレイン5領域となる
高濃度不純物層を形成する。この高濃度不純物層を形成
するための砒素のイオン注入量は3×1015cm-2程度
の条件で行う。
Thereafter, arsenic, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer 8, is introduced into the semiconductor layer 3 in a region aligned with the gate electrode 8 to form a high-concentration impurity layer to be the source 6 region and the drain 5 region. Form. The ion implantation amount of arsenic for forming this high-concentration impurity layer is performed under the condition of about 3 × 10 15 cm −2 .

【0076】その後、リンとボロンとを含む酸化シリコ
ン膜からなる層間絶縁膜32を、膜厚400nm程度
で、化学気相成長法により全面に形成する。
After that, an interlayer insulating film 32 made of a silicon oxide film containing phosphorus and boron is formed on the entire surface by chemical vapor deposition to have a film thickness of about 400 nm.

【0077】つぎに層間絶縁膜32上に感光性樹脂51
を回転塗布法により形成し、さらに所定のフォトマスク
を用いて露光処理と現像処理とを行い、コンタクトホー
ルに対応する開口を有する感光性樹脂51をパターニン
グする。
Next, the photosensitive resin 51 is formed on the interlayer insulating film 32.
Is formed by a spin coating method, and then an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to pattern the photosensitive resin 51 having openings corresponding to the contact holes.

【0078】つぎに図9に示すように、このパターニン
グした感光性樹脂51をエッチングマスクとして用いて
層間絶縁膜32をエッチングして、コンタクトホールを
形成する。
Then, as shown in FIG. 9, the interlayer insulating film 32 is etched using the patterned photosensitive resin 51 as an etching mask to form a contact hole.

【0079】このコンタクトホールのエッチングは、反
応性イオンエッチング装置を用い、三フッ化メタン(C
HF3 )と二フッ化メタン(CH22 )との混合ガス
をエッチングガスとして用いて行う。
This contact hole is etched by using a reactive ion etching apparatus and using trifluoromethane (C
A mixed gas of HF 3 ) and methane difluoride (CH 2 F 2 ) is used as an etching gas.

【0080】その後、スパッタリング装置を用いて、シ
リコンと銅とを含むアルミニウムからなる配線材料を、
800nm程度の膜厚で全面に形成する。
After that, a wiring material made of aluminum containing silicon and copper was removed by using a sputtering device.
It is formed on the entire surface with a film thickness of about 800 nm.

【0081】その後、配線材料上に感光性樹脂(図示せ
ず)を回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを
用いて露光処理と現像処理とを行い、配線33に対応す
るパターンを有する感光性樹脂をパターニングする。
Thereafter, a photosensitive resin (not shown) is formed on the wiring material by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a photosensitive film having a pattern corresponding to the wiring 33. Patterning the resin.

【0082】その後、このパターニングした感光性樹脂
をマスクにして配線材料をエッチングして配線33を形
成する。
Thereafter, the wiring material is etched using the patterned photosensitive resin as a mask to form the wiring 33.

【0083】この配線33のエッチングは、反応性イオ
ンエッチング装置を用い、エッチングガスとして塩素
(Cl2 )と三塩化ホウ素(BCl3 )との混合ガスを
用いて行う。
The wiring 33 is etched by using a reactive ion etching device and a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and boron trichloride (BCl 3 ) as an etching gas.

【0084】この結果、断面構造として図1に示した構
造をもち、平面形状として図2に示した本発明の半導体
装置を形成することができる。
As a result, it is possible to form the semiconductor device of the present invention having the structure shown in FIG. 1 as a sectional structure and the planar shape shown in FIG.

【0085】つぎに本発明の他の実施例である半導体不
揮発性記憶装置の製造方法について図10と図11とを
用いて説明する。
Next, a method of manufacturing a semiconductor nonvolatile memory device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.

【0086】図6を用いて説明した製造方法と同じ処理
工程を行うことによって、支持基板1に絶縁膜2と半導
体層3とを形成する。
By performing the same processing steps as the manufacturing method described with reference to FIG. 6, the insulating film 2 and the semiconductor layer 3 are formed on the supporting substrate 1.

【0087】つぎに図10に示すように、半導体層3上
を酸化処理し、トンネル酸化膜11を2nmの膜厚で形
成する。このトンネル酸化膜11の形成条件は、酸素と
窒素との混合ガス雰囲気中で、温度850℃、時間20
分の条件で行う。
Next, as shown in FIG. 10, the semiconductor layer 3 is oxidized to form a tunnel oxide film 11 with a thickness of 2 nm. The conditions for forming the tunnel oxide film 11 are that the temperature is 850 ° C. and the time is 20 hours in a mixed gas atmosphere of oxygen and nitrogen.
Do in minutes.

【0088】その後、ジクロルシランとアンモニアとを
反応ガスとして用いる化学気相成長法により、膜厚が1
1nmの窒化シリコン膜12を全面に形成する。
Thereafter, the film thickness is reduced to 1 by the chemical vapor deposition method using dichlorosilane and ammonia as reaction gases.
A 1 nm silicon nitride film 12 is formed on the entire surface.

【0089】その後、水蒸気酸化雰囲気中で、温度90
0℃、時間60分の酸化条件で、窒化シリコン12上に
酸化シリコンからなるトップ酸化膜13を形成する。
Then, in a steam oxidizing atmosphere, at a temperature of 90.
The top oxide film 13 made of silicon oxide is formed on the silicon nitride 12 under the oxidizing condition of 0 ° C. for 60 minutes.

【0090】このトップ酸化膜13を窒化シリコン膜1
2上に形成することにより、窒化シリコン膜12の膜厚
は減少し、当初の膜厚11nmから8nmになる。
The top oxide film 13 is replaced with the silicon nitride film 1
The film thickness of the silicon nitride film 12 is reduced by forming it on the second layer, and the film thickness is changed from the initial film thickness of 11 nm to 8 nm.

【0091】その後、反応ガスとしてモノシラン(Si
4 )を用いる化学気相成長法によって、膜厚が400
nmの多結晶シリコン膜からなるゲート電極材料81を
全面に形成する。
After that, monosilane (Si
The film thickness is 400 by the chemical vapor deposition method using H 4 ).
A gate electrode material 81 made of a polycrystalline silicon film of nm thickness is formed on the entire surface.

【0092】その後、全面に感光性樹脂51を回転塗布
法により形成し、所定のフォトマスクを用いて露光処理
と現像処理とを行い、感光性樹脂51をゲート電極8の
形状にパターニングする。
After that, a photosensitive resin 51 is formed on the entire surface by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to pattern the photosensitive resin 51 into the shape of the gate electrode 8.

【0093】つぎに図11に示すように、感光性樹脂5
1をエッチングマスクに用いて、ゲート電極材料81を
パターニングしてゲート電極8を形成する。
Next, as shown in FIG. 11, the photosensitive resin 5
Using 1 as an etching mask, the gate electrode material 81 is patterned to form the gate electrode 8.

【0094】このゲート電極8のエッチングは、反応性
イオンエッチング装置を用いて、エッチングガスとして
六フッ化イオウ(SF6 )と酸素(O2 )との混合ガス
を用いて行う。
The etching of the gate electrode 8 is carried out by using a reactive ion etching apparatus using a mixed gas of sulfur hexafluoride (SF 6 ) and oxygen (O 2 ) as an etching gas.

【0095】つづいて、このゲート電極8のエッチング
により、下層のトップ酸化膜13と窒化シリコン膜12
とをエッチングする。多結晶シリコン膜のエッチング
後、感光性樹脂51を除去する。
Subsequently, by etching the gate electrode 8, the lower top oxide film 13 and the silicon nitride film 12 are formed.
Etch and. After etching the polycrystalline silicon film, the photosensitive resin 51 is removed.

【0096】その後、ゲート電極8に整合した領域の半
導体層3に、この半導体層8と逆導電型の不純物である
砒素を導入して、ソース6領域とドレイン5領域となる
高濃度不純物層を形成する。この高濃度不純物層を形成
するための砒素のイオン注入量は3×1015cm-2程度
の条件で行う。
Thereafter, arsenic, which is an impurity having a conductivity type opposite to that of the semiconductor layer 8, is introduced into the semiconductor layer 3 in a region aligned with the gate electrode 8 to form a high-concentration impurity layer to be the source 6 region and the drain 5 region. Form. The ion implantation amount of arsenic for forming this high-concentration impurity layer is performed under the condition of about 3 × 10 15 cm −2 .

【0097】その後、リンとボロンとを含む酸化シリコ
ン膜からなる層間絶縁膜32を膜厚400nm程度にな
るよう、化学気相成長法によって全面に形成する。
After that, an interlayer insulating film 32 made of a silicon oxide film containing phosphorus and boron is formed on the entire surface by chemical vapor deposition so as to have a film thickness of about 400 nm.

【0098】つぎに層間絶縁膜32上に感光性樹脂(図
示せず)を回転塗布法により形成し所定のフォトマスク
を用いて露光、現像処理を行い、コンタクトホールに対
応する開口を有する感光性樹脂をパターニングする。
Next, a photosensitive resin (not shown) is formed on the interlayer insulating film 32 by a spin coating method, exposed and developed using a predetermined photomask, and a photosensitive resin having openings corresponding to contact holes is formed. Pattern the resin.

【0099】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクに用いて層間絶縁膜32をエッチン
グしてコンタクトホールを形成する。
After that, the interlayer insulating film 32 is etched using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form a contact hole.

【0100】このコンタクトホールのエッチングは、反
応性イオンエッチング装置を用い、三フッ化メタン(C
HF3 )と二フッ化メタン(CH22 )との混合ガス
をエッチングガスとして用いて行う。
The etching of this contact hole was performed using a reactive ion etching apparatus using methane trifluoride (C
A mixed gas of HF 3 ) and methane difluoride (CH 2 F 2 ) is used as an etching gas.

【0101】その後、スパッタリング装置を用いて、シ
リコンと銅とを含むアルミニウムからなる配線材料を、
800nm程度の膜厚で全面に形成する。
After that, a wiring material made of aluminum containing silicon and copper was changed by using a sputtering device.
It is formed on the entire surface with a film thickness of about 800 nm.

【0102】その後、配線材料上に感光性樹脂(図示せ
ず)を回転塗布法により形成し、所定のフォトマスクを
用いて露光処理と現像処理とを行い、配線33に対応す
るパターンを有する感光性樹脂をパターニングする。
After that, a photosensitive resin (not shown) is formed on the wiring material by a spin coating method, and an exposure process and a development process are performed using a predetermined photomask to form a photosensitive film having a pattern corresponding to the wiring 33. Patterning the resin.

【0103】その後、このパターニングした感光性樹脂
をエッチングマスクにして、配線材料をエッチングして
配線33を形成する。
Thereafter, the wiring material is etched using the patterned photosensitive resin as an etching mask to form the wiring 33.

【0104】この配線33のエッチングは、反応性イオ
ンエッチング装置を用い、エッチングガスとして塩素
(Cl2 )と三塩化ホウ素(BCl3 )との混合ガスを
用いて行う。
The etching of the wiring 33 is performed by using a reactive ion etching apparatus and a mixed gas of chlorine (Cl 2 ) and boron trichloride (BCl 3 ) as an etching gas.

【0105】この結果、断面構造として図3に示した構
造をもち、平面形状として図2に示した本発明の半導体
不揮発性記憶装置を形成することができる。
As a result, it is possible to form the semiconductor nonvolatile memory device of the present invention, which has the sectional structure shown in FIG. 3 and the planar shape shown in FIG.

【0106】以上説明した実施例では、SOI基板とし
てSIMOX基板を用いて説明したが、表面にシリコン
酸化膜を形成するシリコン基板を貼り合わせた後、シリ
コン基板の研磨を行うDWB(Direct Wafe
r Bonding)基板を用いても、本発明の半導体
装置および半導体不揮発性記憶装置を形成することがで
きる。
In the embodiments described above, the SIMOX substrate is used as the SOI substrate. However, after a silicon substrate on which a silicon oxide film is formed is bonded, the silicon substrate is polished to a DWB (Direct Wafer).
The semiconductor device and the semiconductor non-volatile memory device of the present invention can be formed also by using the (r Bonding) substrate.

【0107】[0107]

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
半導体装置においては、SOI基板を用いた半導体装置
において従来問題であった半導体層の素子分離領域端と
ゲート電極との重なり領域での電界上昇に起因する、い
わゆる寄生MOS動作のチャネル抵抗を上げ、半導体装
置駆動時の低ゲート電圧時のリーク電流を低減すること
ができ、安定したトランジスタ動作を有する半導体装置
を得ることができる。さらに、本発明の半導体不揮発性
記憶装置の構造においては寄生MOS領域によるリーク
電流が低減でき、安定した書き込み消去動作とデータ保
持特性とを向上した半導体不揮発性記憶装置を得ること
ができる。
As is clear from the above description, in the semiconductor device of the present invention, in the semiconductor device using the SOI substrate, in the overlapping region of the element isolation region edge of the semiconductor layer and the gate electrode, which is a conventional problem. It is possible to increase the channel resistance of so-called parasitic MOS operation due to the increase of the electric field, reduce the leak current at low gate voltage when driving the semiconductor device, and obtain a semiconductor device having stable transistor operation. Further, in the structure of the semiconductor non-volatile memory device of the present invention, the leak current due to the parasitic MOS region can be reduced, and the semiconductor non-volatile memory device with improved stable write / erase operation and data retention characteristic can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
示す平面図である。
FIG. 2 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例と従来例における半導体不揮
発性装置の構造を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor nonvolatile device according to an embodiment of the present invention and a conventional example.

【図4】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
示す平面図である。
FIG. 4 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
示す平面図である。
FIG. 5 is a plan view showing a structure of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
得るための製造方法を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor device in one embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
得るための製造方法を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor device in one example of the present invention.

【図8】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
得るための製造方法を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor device in one embodiment of the present invention.

【図9】本発明の一実施例における半導体装置の構造を
得るための製造方法を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor device in one embodiment of the present invention.

【図10】本発明の一実施例における半導体不揮発性装
置の構造を得るための製造方法を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor nonvolatile device in one example of the present invention.

【図11】本発明の一実施例における半導体不揮発性装
置の構造を得るための製造方法を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing method for obtaining the structure of the semiconductor nonvolatile device in one example of the present invention.

【図12】従来例における半導体装置の構造を示す断面
図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device in a conventional example.

【図13】従来例における半導体装置の構造を示す平面
図である。
FIG. 13 is a plan view showing a structure of a semiconductor device in a conventional example.

【図14】従来例における半導体装置の構造を示す断面
図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a structure of a semiconductor device in a conventional example.

【図15】本発明および従来例における半導体装置のゲ
ート電圧とドレイン電流特性を示すグラフである。
FIG. 15 is a graph showing gate voltage and drain current characteristics of a semiconductor device according to the present invention and a conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持基板 2 絶縁膜 3 半導体層 4 SOI基板 5 ドレイン 6 ソース 7 チャネル領域 8 ゲート電極 9 寄生MOS領域 11 トンネル酸化膜 12 窒化シリコン膜 13 トップ酸化膜 14 ゲート酸化膜 21 バルクコンタクト 32 層間絶縁膜 33 配線 1 Supporting Substrate 2 Insulating Film 3 Semiconductor Layer 4 SOI Substrate 5 Drain 6 Source 7 Channel Region 8 Gate Electrode 9 Parasitic MOS Region 11 Tunnel Oxide Film 12 Silicon Nitride Film 13 Top Oxide Film 14 Gate Oxide Film 21 Bulk Contact 32 Interlayer Insulation Film 33 wiring

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/788 H01L 29/78 613B 29/792 618Z 29/786 21/336 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 29/788 H01L 29/78 613B 29/792 618Z 29/786 21/336

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に
設けるゲート電極とからなるMOS型半導体装置は、素
子分離領域に囲まれた半導体層を設け、ゲート電極下で
形成する電流経路を素子分離領域端のチャネル領域以外
のチャネル領域で形成するようにゲート電極を長手方向
の対向する素子分離領域上に設けることを特徴とする半
導体装置。
1. A MOS type semiconductor device comprising a gate insulating film provided on a semiconductor substrate composed of a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film is a semiconductor surrounded by an element isolation region. A semiconductor device, wherein a layer is provided, and the gate electrodes are provided on the element isolation regions facing each other in the longitudinal direction so that a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. .
【請求項2】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に
設けるゲート電極とからなるMOS型半導体装置は、素
子分離領域に四方から囲まれた四角形型の半導体層を設
け、ゲート電極下で形成する電流経路を素子分離領域端
のチャネル領域以外のチャネル領域で形成するようにゲ
ート電極を四方向の内の対向する素子分離領域上に設け
ることを特徴とする半導体装置。
2. A MOS semiconductor device comprising a gate insulating film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film is surrounded by element isolation regions from four sides. A rectangular semiconductor layer is provided, and the gate electrode is provided on the opposing element isolation region in four directions so that the current path formed under the gate electrode is formed in the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. A semiconductor device characterized by the above.
【請求項3】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に
設けるゲート電極とからなるMOS型半導体装置は、素
子分離領域に囲まれた半導体層を設け、ゲート電極下で
形成する電流経路を素子分離領域端のチャネル領域以外
のチャネル領域で形成するようにゲート長を素子分離領
域上ではこのゲート長より長くすることを特徴とする半
導体装置。
3. A MOS type semiconductor device comprising a gate insulating film provided on a semiconductor substrate composed of a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film is a semiconductor surrounded by an element isolation region. A semiconductor device having a layer and having a gate length longer than the gate length on the element isolation region so that a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. .
【請求項4】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に
設けるゲート電極とからなるMOS型半導体装置は、素
子分離領域に四方から囲まれた四角形型の半導体層を設
け、ゲート電極下で形成する電流経路を素子分離領域端
のチャネル領域以外のチャネル領域で形成するようにゲ
ート長を素子分離領域上ではこのゲート長より長くする
ことを特徴とする半導体装置。
4. A MOS type semiconductor device comprising a gate insulating film provided on a semiconductor substrate composed of a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film is surrounded by element isolation regions from four sides. A rectangular semiconductor layer is provided, and the gate length on the element isolation region should be longer than this gate length so that the current path formed under the gate electrode is formed on the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. Characteristic semiconductor device.
【請求項5】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるゲート絶縁膜と、ゲート絶縁膜上に
設けるゲート電極とからなるMOS型半導体装置は、ゲ
ート電極下に形成する素子分離領域をゲート電極下では
チャネル領域を長くしこの領域でのチャネル抵抗を増加
するように設ける素子分離領域を備えることを特徴とす
る半導体装置。
5. A MOS type semiconductor device comprising a gate insulating film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, and a gate electrode provided on the gate insulating film is an element isolation formed under the gate electrode. A semiconductor device comprising an element isolation region provided so as to lengthen the channel region under the gate electrode and increase the channel resistance in this region.
【請求項6】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるメモリ酸化膜と、窒化シリコン膜
と、トップ酸化膜とからなるメモリ絶縁膜と、メモリ絶
縁膜上に設けるゲート電極とからなるMONOS型半導
体装置は、素子分離領域に囲まれた半導体層を設け、ゲ
ート電極下で形成する電流経路を素子分離領域端のチャ
ネル領域以外のチャネル領域で形成するようにゲート電
極を長手方向の対向する素子分離領域上に設けることを
特徴とする半導体装置。
6. A memory oxide film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a gate electrode provided on the memory insulating film. In the MONOS type semiconductor device consisting of, a semiconductor layer surrounded by an element isolation region is provided, and a gate electrode is formed in a longitudinal direction so that a current path formed under the gate electrode is formed in a channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. The semiconductor device is provided on the element isolation regions facing each other.
【請求項7】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるメモリ酸化膜と、窒化シリコン膜
と、トップ酸化膜とからなるメモリ絶縁膜と、メモリ絶
縁膜上に設けるゲート電極とからなるMONOS型半導
体装置は、素子分離領域に四方から囲まれた四角形型の
半導体層を設け、ゲート電極下で形成する電流経路を素
子分離領域端のチャネル領域以外のチャネル領域で形成
するようにゲート電極を四方向の内の対向する素子分離
領域上に設けることを特徴とする半導体装置。
7. A memory oxide film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a gate electrode provided on the memory insulating film. In the MONOS type semiconductor device made of, a rectangular semiconductor layer surrounded by four sides is provided in the element isolation region, and the current path formed under the gate electrode is formed in the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. A semiconductor device, wherein gate electrodes are provided on opposing element isolation regions in four directions.
【請求項8】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるメモリ酸化膜と、窒化シリコン膜
と、トップ酸化膜とからなるメモリ絶縁膜と、メモリ絶
縁膜上に設けるゲート電極とからなるMONOS型半導
体装置は、素子分離領域に囲まれた半導体層を設け、ゲ
ート電極下で形成する電流経路を素子分離領域端のチャ
ネル領域以外のチャネル領域で形成するようにゲート長
を素子分離領域上ではこのゲート長より長くすることを
特徴とする半導体装置。
8. A memory oxide film provided on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a gate electrode provided on the memory insulating film. In the MONOS type semiconductor device made of, the semiconductor layer surrounded by the element isolation region is provided, and the gate length is separated by the element so that the current path formed under the gate electrode is formed in the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. A semiconductor device characterized by being made longer than this gate length in a region.
【請求項9】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからなる
半導体基板に設けるメモリ酸化膜と、窒化シリコン膜
と、トップ酸化膜とからなるメモリ絶縁膜と、メモリ絶
縁膜上に設けるゲート電極とからなるMONOS型半導
体装置は、素子分離領域に四方から囲まれた四角形型の
半導体層を設け、ゲート電極下で形成する電流経路を素
子分離領域端のチャネル領域以外のチャネル領域で形成
するようにゲート長を素子分離領域上ではこのゲート長
より長くすることを特徴とする半導体装置。
9. A memory oxide film formed on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a gate electrode provided on the memory insulating film. In the MONOS type semiconductor device made of, a rectangular semiconductor layer surrounded by four sides is provided in the element isolation region, and the current path formed under the gate electrode is formed in the channel region other than the channel region at the end of the element isolation region. A semiconductor device characterized in that the gate length is made longer than the gate length on the element isolation region.
【請求項10】 支持基板と絶縁膜と半導体層とからな
る半導体基板に設けるメモリ酸化膜と窒化シリコン膜と
トップ酸化膜とからなるメモリ絶縁膜とメモリ絶縁膜上
に設けるゲート電極とからなるMONOS型半導体装置
は、ゲート電極下に形成する素子分離領域をゲート電極
下ではチャネル領域を長くしこの領域でのチャネル抵抗
を増加するように設けた素子分離領域を備えることを特
徴とする半導体装置。
10. A MONOS comprising a memory oxide film formed on a semiconductor substrate including a supporting substrate, an insulating film and a semiconductor layer, a memory insulating film including a silicon nitride film and a top oxide film, and a gate electrode provided on the memory insulating film. The semiconductor device is characterized by including an element isolation region formed under the gate electrode so as to lengthen the channel region under the gate electrode and increase the channel resistance in this region.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004221584A (en) * 2003-01-09 2004-08-05 Samsung Electronics Co Ltd Sonos memory element equipped with side gate and method for manufacturing the same
JP2005317851A (en) * 2004-04-30 2005-11-10 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Thin film transistor and its manufacturing method
JP2014103388A (en) * 2012-10-24 2014-06-05 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Semiconductor device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004221584A (en) * 2003-01-09 2004-08-05 Samsung Electronics Co Ltd Sonos memory element equipped with side gate and method for manufacturing the same
JP2005317851A (en) * 2004-04-30 2005-11-10 Toshiba Matsushita Display Technology Co Ltd Thin film transistor and its manufacturing method
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