JPH11330473A - Semiconductor integrated circuit device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and its manufacture

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JPH11330473A
JPH11330473A JP10128393A JP12839398A JPH11330473A JP H11330473 A JPH11330473 A JP H11330473A JP 10128393 A JP10128393 A JP 10128393A JP 12839398 A JP12839398 A JP 12839398A JP H11330473 A JPH11330473 A JP H11330473A
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JP
Japan
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silicon layer
insulating film
thin
semiconductor region
film
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Pending
Application number
JP10128393A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shinichiro Mitani
真一郎 三谷
Yoshifumi Wakahara
▲祥▼史 若原
Yoichi Tamaoki
洋一 玉置
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technique which is capable of materializing the high- speed operation of a MISFET made on an SOI board, and prevent the operational failures of the MISFET. SOLUTION: The depletion layer of an n<+> -type semiconductor region 6 and the depletion layer of a p<+> -type semiconductor region 14 are in zero bias contact with an embedded insulating film 2 at all times, by providing this device with a film silicon layer 3 where impurities in low concentration of about 10<16> cm<-3> are implanted between an n<+> -type semiconductor region 6 and an embedded insulating film 2 and between a p<+> -type semiconductor region 14 and the embedded insulating film 2, so that the operation speed of a MISFET can be raised by suppressing the parasitic capacitance low. At the same time, it becomes possible to made the film silicon layer 3 thickness large, and the film silicon layer 3 is provided under an insulating film 4 for element isolation, so that the potential of the film silicon layer 3 can be fixed, and the operation failure of the MISFET caused by potential ripples can be prevented.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造技術に関し、特に、SOI(Silicon
On Insulator)基板上に形成される相補型MOSFET
(ComplementaryMetal Oxide Semiconductor Field Eff
ect Transistor ;CMOSFET)を有する半導体集
積回路装置に適用して有効な技術に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a manufacturing technique thereof, and more particularly to an SOI (Silicon) device.
On Insulator) Complementary MOSFET formed on substrate
(Complementary Metal Oxide Semiconductor Field Eff
ect Transistor (CMOSFET)).

【0002】[0002]

【従来の技術】SOI基板の0.1〜0.3μm程度の薄膜
シリコン層に形成されるMISFET(Metal Insulato
r Semiconductor FET )は、そのソース、ドレインを構
成する半導体領域の底面を埋め込み絶縁膜で絶縁できる
ことから、バルク基板に形成されるMISFETに比べ
て寄生容量を小さくすることができる。
2. Description of the Related Art A MISFET (Metal Insulato) formed on a thin silicon layer of about 0.1 to 0.3 .mu.m on an SOI substrate.
Since the bottom surface of the semiconductor region constituting the source and the drain can be insulated by the buried insulating film, the parasitic capacitance of the r Semiconductor FET can be smaller than that of the MISFET formed on the bulk substrate.

【0003】さらに、隣接するMISFET間を電気的
に分離する素子分離用絶縁膜を薄膜シリコン層の表面に
厚く形成することによって、ラッチアップ現象または隣
接するMISFET間のリーク現象などを抑制すること
ができる。すなわち、MISFETの活性領域を完全に
絶縁膜で囲むことによって、寄生容量の低減と寄生トラ
ンジスタ効果の抑制とを実現することが可能となる。
Furthermore, by forming a thick isolation insulating film for electrically isolating adjacent MISFETs on the surface of a thin silicon layer, it is possible to suppress a latch-up phenomenon or a leak phenomenon between adjacent MISFETs. it can. That is, by completely surrounding the active region of the MISFET with the insulating film, it is possible to reduce the parasitic capacitance and suppress the parasitic transistor effect.

【0004】しかし、完全に絶縁膜で囲まれた活性領域
に形成されたMISFETを動作させると、MISFE
Tのチャネル領域で発生した少数キャリアが拡散せずに
蓄積し、薄膜シリコン層の電位が変動するという問題が
生じる。
However, when the MISFET formed in the active region completely surrounded by the insulating film is operated, the MISFE
There is a problem that minority carriers generated in the T channel region accumulate without being diffused and the potential of the thin film silicon layer fluctuates.

【0005】そこで、発生した少数キャリアを拡散さ
せ、さらに、薄膜シリコン層の電位を固定するために、
素子分離領域を構成する素子分離用絶縁膜が埋め込み絶
縁膜に接しないようなMISFET構造が検討されてい
る。
Therefore, in order to diffuse the generated minority carriers and further fix the potential of the thin film silicon layer,
A MISFET structure in which an element isolation insulating film constituting an element isolation region does not contact a buried insulating film has been studied.

【0006】SOI基板に形成された上記構造のMIS
FETについては、例えば、アイ・イー・イー・イー・
シンポジウム・オン・ブイ・エル・エス・アイ・テクノ
ロジー(IEEE Symposium on VLSI Technology, Digest
of Technical Papers. PP.92〜PP.93, 1996 )などに記
載がある。
MIS having the above structure formed on an SOI substrate
For FETs, for example, IEE
IEEE Symposium on VLSI Technology, Digest
of Technical Papers. PP.92 to PP.93, 1996).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者は、SOI基板を構成する薄膜シリコン層に形成され
るMISFETを開発するにあたり、以下の問題点を見
いだした。
However, the present inventor has found the following problems in developing a MISFET formed on a thin silicon layer constituting an SOI substrate.

【0008】すなわち、半導体集積回路装置の高速化お
よび高集積化に伴って、SOI基板に形成されるMIS
FETは微細化され、MISFETのソース、ドレイン
を構成する半導体領域も浅く形成される。しかし、ソー
ス、ドレインを構成する半導体領域を浅くした場合、M
ISFETの寄生容量を小さく維持するためには、薄膜
シリコン層の厚さを薄くする必要がある。
That is, as the speed and integration of the semiconductor integrated circuit device increase, the MIS formed on the SOI substrate
The FET is miniaturized, and the semiconductor region forming the source and drain of the MISFET is also formed shallowly. However, when the semiconductor regions constituting the source and the drain are made shallow, M
In order to keep the parasitic capacitance of the ISFET small, it is necessary to reduce the thickness of the thin silicon layer.

【0009】一方、薄膜シリコン層の電位を固定するた
めには、素子分離領域の下に薄膜シリコン層を設ける必
要があり、従って、薄膜シリコン層の厚さを薄くする場
合、素子分離用絶縁膜の厚さを薄くしなくてはならな
い。しかし、ソース、ドレインを構成する半導体領域
は、通常、イオン打ち込み法で不純物イオンを薄膜シリ
コン層へ導入することによって形成されるので、素子分
離用絶縁膜の厚さが薄すぎると、この不純物イオンが素
子分離用絶縁膜の下の薄膜シリコン層へ漏れてしまう。
On the other hand, in order to fix the potential of the thin film silicon layer, it is necessary to provide the thin film silicon layer below the element isolation region. Therefore, when the thickness of the thin film silicon layer is reduced, the insulating film for element isolation is required. Must be made thinner. However, the semiconductor regions constituting the source and drain are usually formed by introducing impurity ions into the thin silicon layer by ion implantation. Leaks into the thin silicon layer below the element isolation insulating film.

【0010】本発明の目的は、SOI基板上に形成され
るMISFETの高速動作を実現すると同時に、動作不
良を防ぐことができる技術を提供することにある。
An object of the present invention is to provide a technique capable of realizing a high-speed operation of a MISFET formed on an SOI substrate and preventing a malfunction.

【0011】本発明の他の目的は、SOI基板上に形成
されるMISFETの微細化を実現することができる技
術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a technique capable of realizing miniaturization of a MISFET formed on an SOI substrate.

【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of the present specification and the accompanying drawings.

【0013】[0013]

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。
SUMMARY OF THE INVENTION Among the inventions disclosed in the present application, the outline of a representative one will be briefly described.
It is as follows.

【0014】(1)本発明の半導体集積回路装置は、支
持基板上に埋め込み絶縁膜を介して薄膜シリコン層が形
成されたSOI基板の前記薄膜シリコン層にMISFE
Tが形成され、前記MISFETのソース、ドレインを
構成する半導体領域が前記埋め込み絶縁膜に接しておら
ず、前記ソース、ドレインを構成する半導体領域と前記
埋め込み絶縁膜との間隔が約0.1μm以上あり、前記ソ
ース、ドレインを構成する半導体領域と前記埋め込み絶
縁膜との間の前記薄膜シリコン層に導入され、チャネル
の導電型とは反対の導電型の不純物の濃度が約1017
-3以下、ゲート電極の下の薄膜シリコン層に導入され
た不純物の濃度が約1018cm-3以上に設定されている
ものである。
(1) In the semiconductor integrated circuit device of the present invention, the MISFE is formed on the thin-film silicon layer of the SOI substrate having the thin-film silicon layer formed on the supporting substrate via the buried insulating film.
T is formed, and a semiconductor region forming a source and a drain of the MISFET is not in contact with the buried insulating film, and a distance between the semiconductor region forming the source and the drain and the buried insulating film is about 0.1 μm or more. And a concentration of an impurity introduced into the thin film silicon layer between the semiconductor region forming the source and the drain and the buried insulating film and having a conductivity type opposite to a channel conductivity type is about 10 17 c
The concentration of the impurity introduced into the thin film silicon layer below the gate electrode is set to about 10 18 cm −3 or less and m −3 or less.

【0015】(2)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、前記MISFETの製造方法において、
まず、SOI基板の薄膜シリコン層上にゲート絶縁膜お
よびゲート電極を順次形成した後、前記ゲート電極の側
壁に絶縁膜によって構成されるサイドウォールスペーサ
を形成する。次に、チャネルの導電型とは反対の導電型
の第1の不純物イオンを、前記ゲート電極の下では前記
薄膜シリコン層中で不純物濃度が最大となり、ソース、
ドレインを構成する半導体領域の下では埋め込み絶縁膜
中で不純物濃度が最大となるように前記SOI基板へ注
入し、次いで、チャネルの導電型と同じ導電型の第2の
不純物イオンを前記SOI基板へ注入することによっ
て、前記ソース、ドレインを構成する半導体領域を前記
薄膜シリコン層の表面に形成するものである。
(2) A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, wherein
First, after a gate insulating film and a gate electrode are sequentially formed on a thin silicon layer of an SOI substrate, a sidewall spacer formed of an insulating film is formed on a side wall of the gate electrode. Next, a first impurity ion having a conductivity type opposite to the conductivity type of the channel is introduced into the thin film silicon layer below the gate electrode so that the impurity concentration becomes maximum,
Under the semiconductor region constituting the drain, the impurity is implanted into the SOI substrate so that the impurity concentration becomes maximum in the buried insulating film, and then second impurity ions of the same conductivity type as the channel conductivity type are injected into the SOI substrate. By implanting, a semiconductor region constituting the source and the drain is formed on the surface of the thin-film silicon layer.

【0016】上記した手段によれば、ソース、ドレイン
を構成する半導体領域と埋め込み絶縁膜との間に薄膜シ
リコン層を設けても、この薄膜シリコン層に導入された
不純物の濃度が約1017cm-3以下と低いので、零バイ
アスにおいてソース、ドレインを構成する半導体領域の
空乏層が常に埋め込み絶縁膜に接し、寄生容量が低く抑
えられてMISFETの高速動作を実現することができ
る。従って、SOI基板の活性層である薄膜シリコン層
を厚くすることが可能となり、素子分離用絶縁膜と埋め
込み絶縁膜との間に薄膜シリコン層が設けられるので薄
膜シリコン層の電位が固定できて、電位変動によるMI
SFETの動作不良を防ぐことができる。
According to the above-described means, even if a thin film silicon layer is provided between the semiconductor region constituting the source and drain and the buried insulating film, the concentration of the impurity introduced into this thin film silicon layer is about 10 17 cm. Since it is as low as −3 or less, the depletion layer of the semiconductor region constituting the source and the drain is always in contact with the buried insulating film at zero bias, the parasitic capacitance is suppressed to a low level, and the MISFET can operate at high speed. Therefore, it is possible to increase the thickness of the thin silicon layer, which is the active layer of the SOI substrate, and the potential of the thin silicon layer can be fixed since the thin silicon layer is provided between the isolation insulating film and the buried insulating film. MI due to potential fluctuation
The operation failure of the SFET can be prevented.

【0017】また、ゲート電極の下の薄膜シリコン層に
は約1018cm-3以上の高濃度の不純物が導入されるの
でショートチャネル効果が抑制されて、短チャネルのM
ISFETを形成することができる。
Further, since a high concentration impurity of about 10 18 cm -3 or more is introduced into the thin film silicon layer below the gate electrode, the short channel effect is suppressed, and the short channel M
An ISFET can be formed.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0019】図1は、本発明の一実施の形態であるSO
I基板に形成されたCMOSFETを示すSOI基板の
要部断面図である。なお、実施の形態を説明するための
全図において同一機能を有するものは同一の符号を付
し、その繰り返しの説明は省略する。
FIG. 1 shows an SO according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part of an SOI substrate, showing a CMOSFET formed on the I substrate. In all the drawings for describing the embodiments, components having the same function are denoted by the same reference numerals, and the repeated description thereof will be omitted.

【0020】Q1 はnチャネル型MISFET,Q2
pチャネル型MISFETである。SOI基板は、支持
基板1と、支持基板1上に設けられた埋め込み絶縁膜2
と、埋め込み絶縁膜2上に設けられた薄膜シリコン層3
とによって構成されており、nチャネル型MISFET
1 およびpチャネル型MISFETQ2 は、それぞれ
素子分離用絶縁膜4で囲まれた薄膜シリコン層3に設け
られた活性領域に形成される。
Q 1 is an n-channel MISFET, and Q 2 is a p-channel MISFET. The SOI substrate includes a support substrate 1 and a buried insulating film 2 provided on the support substrate 1.
And a thin silicon layer 3 provided on the buried insulating film 2
And an n-channel type MISFET
Q 1 and p-channel type MISFET Q 2 are formed in active regions provided in the thin silicon layer 3 surrounded by the isolation insulating film 4, respectively.

【0021】nチャネル型MISFETQ1 は、薄膜シ
リコン層3に形成された不純物濃度が1016cm-3程度
のp型ウエル5上に形成され、このp型ウエル5の表面
には、一対のn+ 型半導体領域6によってソース、ドレ
インが構成されている。n+型半導体領域6の深さは、
例えば約120nmであり、n+ 型半導体領域6と埋め
込み絶縁膜2との間隔は、例えば約100nmである。
The n-channel type MISFET Q 1 is formed on a p-type well 5 having an impurity concentration of about 10 16 cm −3 formed in the thin-film silicon layer 3. The + type semiconductor region 6 constitutes a source and a drain. The depth of the n + type semiconductor region 6 is
The distance between the n + type semiconductor region 6 and the buried insulating film 2 is, for example, about 120 nm.

【0022】上記一対のn+ 型半導体領域6の間のp型
ウエル5上に酸化シリコン膜でゲート絶縁膜7が構成さ
れ、その上にはn型の多結晶シリコン膜でn+ 型ゲート
電極8aが構成されている。
A gate insulating film 7 of a silicon oxide film is formed on the p-type well 5 between the pair of n + -type semiconductor regions 6, and an n + -type gate electrode of an n-type polycrystalline silicon film is formed thereon. 8a is configured.

【0023】nチャネル型MISFETQ1 を形成する
活性領域の周囲に設けられた素子分離用絶縁膜4の下に
は薄膜シリコン層3があり、この薄膜シリコン層3には
不純物濃度が1018cm-3程度の高濃度の第1のp+
不純物領域9が形成されている。
[0023] Under the the n-channel type MISFET Q 1 isolation insulating film 4 provided around the active region forming a have thin silicon layer 3, the impurity concentration in the thin film silicon layer 3 is 10 18 cm - A first p + -type impurity region 9 having a high concentration of about 3 is formed.

【0024】n+ 型ゲート電極8aの下に位置するp型
ウエル5には、不純物濃度が1018cm-3程度の高濃度
の第2のp+ 型不純物領域10が形成されている。ま
た、p型ウエル5の電位を固定するためのp+ 型半導体
領域11が素子分離用絶縁膜4で囲まれたp型ウエル5
の表面に形成されており、p+ 型半導体領域11の不純
物濃度は1018cm-3程度である。
In the p-type well 5 located below the n + -type gate electrode 8a, a second p + -type impurity region 10 having a high impurity concentration of about 10 18 cm -3 is formed. Also, a p + -type semiconductor region 11 for fixing the potential of the p-type well 5 is surrounded by the element isolation insulating film 4.
And the impurity concentration of the p + type semiconductor region 11 is about 10 18 cm −3 .

【0025】n+ 型ゲート電極8aの表面、ソース、ド
レインを構成するn+ 型半導体領域6の表面およびp+
型半導体領域11の表面には、低抵抗のチタンシリサイ
ド膜12が形成されている。
The surface of the n + type gate electrode 8a, the surface of the n + type semiconductor region 6 constituting the source and drain, and p +
A low resistance titanium silicide film 12 is formed on the surface of the type semiconductor region 11.

【0026】同様に、pチャネル型MISFETQ
2 は、薄膜シリコン層3に形成された不純物濃度が10
16cm-3程度のn型ウエル13上に形成され、このn型
ウエル13の表面には、一対のp+ 型半導体領域14に
よってソース、ドレインが構成されている。p+ 型半導
体領域14の深さは、例えば約120nmであり、p+
型半導体領域14と埋め込み絶縁膜2と間隔は、例えば
約100nmである。
Similarly, a p-channel type MISFET Q
2 indicates that the impurity concentration formed in the thin silicon layer 3 is 10
Formed on the 16 cm -3 of about n-type well 13, on the surface of the n-type well 13, the source, the drain is constituted by a pair of p + -type semiconductor region 14. The depth of the p + type semiconductor region 14 is, for example, about 120 nm, and p +
The distance between the mold semiconductor region 14 and the buried insulating film 2 is, for example, about 100 nm.

【0027】上記一対のp+ 型半導体領域14の間のn
型ウエル13上に酸化シリコン膜でゲート絶縁膜7が構
成され、その上にはp型の多結晶シリコン膜でp+ 型ゲ
ート電極8bが構成されている。
N between the pair of p + -type semiconductor regions 14
A gate insulating film 7 is formed of a silicon oxide film on the mold well 13, and ap + type gate electrode 8b is formed thereon of a p-type polycrystalline silicon film.

【0028】pチャネル型MISFETQ2 を形成する
活性領域の周囲に設けられた素子分離用絶縁膜4の下に
は薄膜シリコン層3があり、この薄膜シリコン層3には
不純物濃度が1018cm-3程度の高濃度の第1のn+
不純物領域15が形成されている。
Below the element isolation insulating film 4 provided around the active region for forming the p-channel type MISFET Q 2 , there is a thin film silicon layer 3 having an impurity concentration of 10 18 cm − A first n + -type impurity region 15 having a high concentration of about 3 is formed.

【0029】p+ 型ゲート電極8bの下に位置するn型
ウエル13には、不純物濃度が1018cm-3程度の高濃
度の第2のn+ 型不純物領域16が形成されている。ま
た、n型ウエル13の電位を固定するためのn+ 型半導
体領域17が素子分離用絶縁膜4で囲まれたn型ウエル
13の表面に形成されており、n+ 型半導体領域17の
不純物濃度は1018cm-3程度である。
In the n-type well 13 located below the p + -type gate electrode 8b, a second n + -type impurity region 16 having a high impurity concentration of about 10 18 cm -3 is formed. Further, the n + -type semiconductor region 17 for fixing the potential of the n-type well 13 is formed on the surface of the n-type well 13 surrounded by the element isolation insulating film 4, the impurity of the n + -type semiconductor region 17 The concentration is about 10 18 cm -3 .

【0030】p+ 型ゲート電極8bの表面、ソース、ド
レインを構成するp+ 型半導体領域14の表面およびn
+ 型半導体領域17の表面には、低抵抗のチタンシリサ
イド膜12が形成されている。
The surface of p + type gate electrode 8b, the surface of p + type semiconductor region 14 constituting the source and drain, and n
On the surface of the + type semiconductor region 17, a low resistance titanium silicide film 12 is formed.

【0031】次に、本実施の形態の前記CMOSFET
の製造方法を図2〜図7を用いて説明する。
Next, the CMOSFET of the present embodiment
Will be described with reference to FIGS.

【0032】図2に示すように、SOI基板は支持基板
1、埋め込み絶縁膜2および薄膜シリコン層3によって
構成されており、薄膜シリコン層3がnチャネル型MI
SFETQ1 およびpチャネル型MISFETQ2 が形
成される活性層である。なお、埋め込み絶縁膜2の厚さ
は、例えば約200nm、薄膜シリコン層3の厚さは、
例えば約225nmである。
As shown in FIG. 2, the SOI substrate is composed of a support substrate 1, a buried insulating film 2, and a thin silicon layer 3, and the thin silicon layer 3 is an n-channel type MI.
This is an active layer in which the SFET Q 1 and the p-channel MISFET Q 2 are formed. The thickness of the buried insulating film 2 is, for example, about 200 nm, and the thickness of the thin silicon layer 3 is,
For example, it is about 225 nm.

【0033】まず、図3に示すように、薄膜シリコン層
3に不純物濃度が、例えば1016cm-3程度のp型ウエ
ル5およびn型ウエル13を形成する。次に、薄膜シリ
コン層3の表面に厚さ約10nmの酸化シリコン膜18
を形成した後、化学的気相成長(Chemical Vapor Depos
ition ;CVD)法によって、厚さ約100nmの窒化
シリコン膜19を上記酸化シリコン膜18上に堆積す
る。次いで、レジストパターンをマスクとして窒化シリ
コン膜19および酸化シリコン膜18を順次エッチング
し、素子分離領域20a,20bの窒化シリコン膜19
および酸化シリコン膜18を除去する。
First, as shown in FIG. 3, a p-type well 5 and an n-type well 13 having an impurity concentration of, for example, about 10 16 cm -3 are formed in the thin film silicon layer 3. Next, a silicon oxide film 18 having a thickness of about 10 nm is formed on the surface of the thin silicon layer 3.
After the formation of the chemical vapor deposition (Chemical Vapor Depos)
A silicon nitride film 19 having a thickness of about 100 nm is deposited on the silicon oxide film 18 by a method (ition; CVD). Next, using the resist pattern as a mask, the silicon nitride film 19 and the silicon oxide film 18 are sequentially etched to form the silicon nitride film 19 in the element isolation regions 20a and 20b.
Then, the silicon oxide film 18 is removed.

【0034】次に、窒化シリコン膜19をマスクとして
薄膜シリコン層3をエッチングし、薄膜シリコン層3に
約170nmの深さの溝21を形成する。従って、溝2
1の下には約50nmの厚さの薄膜シリコン層3が残る
ことになる。
Next, the thin film silicon layer 3 is etched using the silicon nitride film 19 as a mask to form a groove 21 having a depth of about 170 nm in the thin film silicon layer 3. Therefore, groove 2
A thin silicon layer 3 having a thickness of about 50 nm is left under 1.

【0035】次いで、レジストパターンでn型ウエル1
3上を覆った後、窒化シリコン膜19をマスクとして素
子分離領域20aの薄膜シリコン層3にp型の不純物イ
オン22、例えばボロン(B)イオンをイオン打ち込み
法によって注入する。Bイオンは、例えば7keVの加
速エネルギーで5×1012cm-2程度打ち込まれる。こ
れによって、nチャネル型MISFETQ1 の素子分離
領域20aの薄膜シリコン層3には、nチャネル型MI
SFETQ1 のチャネルと反対の導電型のp型の不純物
が1018cm-3程度導入される。
Next, an n-type well 1 is formed using a resist pattern.
After covering the upper surface 3, the p-type impurity ions 22, for example, boron (B) ions are implanted into the thin film silicon layer 3 of the element isolation region 20a by ion implantation using the silicon nitride film 19 as a mask. B ions are implanted at an acceleration energy of, for example, 7 keV and about 5 × 10 12 cm −2 . As a result, the n-channel MISFET Q 1 has the n-channel MISFET Q 1 in the thin-film silicon layer 3 in the element isolation region 20 a.
Conductivity type p-type impurity of opposite SFETQ 1 channel is introduced about 10 18 cm -3.

【0036】同様に、レジストパターンでp型ウエル5
上を覆った後、窒化シリコン膜19をマスクとして素子
分離領域20bの薄膜シリコン層3にn型の不純物イオ
ン23、例えばリン(P)イオンをイオン打ち込み法に
よって注入する。Pイオンは、例えば20keVの加速
エネルギーで5×1012cm-2程度打ち込まれる。これ
によって、pチャネル型MISFETQ2 の素子分離領
域20bの薄膜シリコン層3には、pチャネル型MIS
FETQ2 のチャネルと反対の導電型のn型の不純物が
1018cm-3程度導入される。
Similarly, a p-type well 5 is formed using a resist pattern.
After the top is covered, n-type impurity ions 23, for example, phosphorus (P) ions are implanted into the thin film silicon layer 3 in the element isolation region 20b by ion implantation using the silicon nitride film 19 as a mask. P ions are implanted at an acceleration energy of, for example, 20 keV and about 5 × 10 12 cm −2 . Thus, the p-channel type MISFET Q 2 of the isolation region 20b thin silicon layer 3, the p-channel type MIS
Conductivity type n-type impurity of opposite channel FETs Q 2 is introduced about 10 18 cm -3.

【0037】次に、図4に示すように、SOI基板上に
CVD法によって、約250nmの厚さの酸化シリコン
膜(図示せず)を堆積した後、窒化シリコン膜19を停
止膜としてこの酸化シリコン膜の表面を、例えば化学的
機械研磨(Chemical Mechanical Polishing ;CMP)
法で平坦化することによって、前記溝21に酸化シリコ
ン膜を埋め込み、酸化シリコン膜によって構成される素
子分離用絶縁膜4を形成する。この後、窒化シリコン膜
19を除去し、続いて酸化シリコン膜18を除去する。
Next, as shown in FIG. 4, a silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 250 nm is deposited on the SOI substrate by the CVD method. The surface of the silicon film is, for example, chemically mechanically polished (Chemical Mechanical Polishing; CMP).
By flattening by a method, a silicon oxide film is buried in the trench 21 to form an element isolation insulating film 4 composed of the silicon oxide film. Thereafter, the silicon nitride film 19 is removed, and subsequently, the silicon oxide film 18 is removed.

【0038】次に、図5に示すように、薄膜シリコン層
3の表面に酸化シリコン膜によって構成されるゲート絶
縁膜7を約3.5nmの厚さで形成する。次いで、SOI
基板上に多結晶シリコン膜(図示せず)を堆積する。こ
の多結晶シリコン膜の厚さは、例えば200nmであ
る。
Next, as shown in FIG. 5, a gate insulating film 7 made of a silicon oxide film is formed on the surface of the thin film silicon layer 3 to a thickness of about 3.5 nm. Next, SOI
A polycrystalline silicon film (not shown) is deposited on the substrate. The thickness of this polycrystalline silicon film is, for example, 200 nm.

【0039】次に、レジストパターンでn型ウエル13
上を覆った後、p型ウエル領域5上の多結晶シリコン膜
にn型の不純物イオン、例えばPイオンをイオン打ち込
み法によって導入する。Pイオンは、例えば30keV
の加速エネルギーで2×1015cm-2程度多結晶シリコ
ン膜に打ち込まれる。
Next, an n-type well 13 is formed using a resist pattern.
After the top is covered, n-type impurity ions, for example, P ions are introduced into the polycrystalline silicon film on the p-type well region 5 by ion implantation. P ions are, for example, 30 keV
In the acceleration energy driven into 2 × 10 15 cm -2 order of polycrystalline silicon film.

【0040】同様に、レジストパターンでp型ウエル5
上を覆った後、n型ウエル領域13上の多結晶シリコン
膜にp型の不純物イオン、例えばBイオンをイオン打ち
込み法によって導入する。Bイオンは、例えば10ke
Vの加速エネルギーで2×1015cm-2程度多結晶シリ
コン膜に打ち込まれる。
Similarly, a p-type well 5 is formed using a resist pattern.
After the top is covered, p-type impurity ions, for example, B ions are introduced into the polycrystalline silicon film on the n-type well region 13 by ion implantation. B ions are, for example, 10 ke
About 2 × 10 15 cm −2 is implanted into the polycrystalline silicon film at an acceleration energy of V.

【0041】次いで、レジストパターンをマスクとして
前記多結晶シリコン膜をエッチングし、nチャネル型M
ISFETQ1 の高濃度のn+ 型ゲート電極8aおよび
pチャネル型MISFETQ2 の高濃度のp+ 型ゲート
電極8bを形成する。
Next, the polycrystalline silicon film is etched using the resist pattern as a mask to form an n-channel M
Forming a high-concentration n + -type gate electrode 8a and the high-concentration p + -type gate electrode 8b of the p-channel type MISFET Q 2 of ISFETQ 1.

【0042】次に、SOI基板上にCVD法によって、
約100nmの厚さの酸化シリコン膜(図示せず)を堆
積した後、この酸化シリコン膜をRIE(Reactive Ion
Etching)法でエッチングして、n+ 型ゲート電極8a
およびp+ 型ゲート電極8bの各々の側壁にサイドウォ
ールスペーサ24を形成する。
Next, on the SOI substrate by the CVD method,
After depositing a silicon oxide film (not shown) having a thickness of about 100 nm, this silicon oxide film is removed by RIE (Reactive Ion).
Etching) to form an n + type gate electrode 8a
Then, a sidewall spacer 24 is formed on each side wall of the p + type gate electrode 8b.

【0043】次に、図6に示すように、レジストパター
ンでn型ウエル13上を覆った後、p型ウエル領域5に
p型の不純物イオン25をイオン打ち込み法によって注
入する。この際、p型の不純物イオン25の飛程が約3
50nmとなるように、上記p型の不純物イオン25の
打ち込みの条件、例えば加速エネルギーおよびドーズ量
は設定される。
Next, as shown in FIG. 6, after covering the n-type well 13 with a resist pattern, p-type impurity ions 25 are implanted into the p-type well region 5 by ion implantation. At this time, the range of the p-type impurity ions 25 is about 3
The conditions for the implantation of the p-type impurity ions 25, for example, the acceleration energy and the dose are set so as to be 50 nm.

【0044】これによって、n+ 型ゲート電極8aの下
の領域では、p型の不純物イオン25は薄膜シリコン層
3に注入され、一方、n+ 型ゲート電極8aの下以外の
領域では、p型の不純物イオン25の多くは埋め込み絶
縁膜2の中に注入される。
Thus, in the region below the n + type gate electrode 8a, the p-type impurity ions 25 are implanted into the thin film silicon layer 3, while in the region other than below the n + type gate electrode 8a, Most of the impurity ions 25 are implanted into the buried insulating film 2.

【0045】例えば、Bイオンを注入する場合は、その
加速エネルギーおよびドーズ量はそれぞれ125keV
および5×1012cm-2に設定される。これによって、
+型ゲート電極8aの下の薄膜シリコン層3にはBイ
オンが1018cm-3程度導入される。一方、埋め込み絶
縁膜2中の不純物イオンは拡散しにくく、薄膜シリコン
層3へほとんど拡散することはないので、n+ 型ゲート
電極8aの下以外の領域の薄膜シリコン層3にはBイオ
ンは導入されない。
For example, when implanting B ions, the acceleration energy and the dose amount are each 125 keV.
And 5 × 10 12 cm −2 . by this,
B ions are introduced into the thin film silicon layer 3 under the n + type gate electrode 8a at about 10 18 cm −3 . On the other hand, impurity ions in the buried insulating film 2 hardly diffuse and hardly diffuse into the thin silicon layer 3, so that B ions are introduced into the thin silicon layer 3 in a region other than under the n + type gate electrode 8a. Not done.

【0046】同様に、レジストパターンでp型ウエル5
上を覆った後、n型ウエル領域13にn型の不純物イオ
ン26をイオン打ち込み法によって注入する。この際、
n型の不純物イオン26の飛程が約350nmとなるよ
うに、上記n型の不純物イオン26の打ち込みの条件、
例えば加速エネルギーおよびドーズ量は設定される。
Similarly, a p-type well 5 is formed using a resist pattern.
After the top is covered, n-type impurity ions 26 are implanted into the n-type well region 13 by ion implantation. On this occasion,
The implantation conditions of the n-type impurity ions 26 are set so that the range of the n-type impurity ions 26 is about 350 nm,
For example, the acceleration energy and the dose are set.

【0047】これによって、p+ 型ゲート電極8bの下
の領域では、n型の不純物イオン26は薄膜シリコン層
3に注入され、一方、p+ 型ゲート電極8bの下以外の
領域では、n型の不純物イオン26の多くは埋め込み絶
縁膜2の中に注入される。
As a result, in the region below the p + type gate electrode 8b, the n-type impurity ions 26 are implanted into the thin film silicon layer 3, while in the region other than below the p + -type gate electrode 8b, the n-type impurity ions 26 Most of the impurity ions 26 are implanted into the buried insulating film 2.

【0048】例えば、Pイオンを注入する場合は、その
加速エネルギーおよびドーズ量はそれぞれ285keV
および5×1012cm-2に設定される。これによって、
+型ゲート電極8bの下の薄膜シリコン層3にはPイ
オンが1018cm-3程度導入される。一方、埋め込み絶
縁膜2中の不純物イオンは拡散しにくく、薄膜シリコン
層3へほとんど拡散することはないので、p+ 型ゲート
電極8bの下以外の領域の薄膜シリコン層3にはPイオ
ンは導入されない。
For example, when implanting P ions, the acceleration energy and the dose amount are each 285 keV.
And 5 × 10 12 cm −2 . by this,
P ions are introduced into the thin film silicon layer 3 under the p + type gate electrode 8b at about 10 18 cm −3 . On the other hand, since the impurity ions in the buried insulating film 2 hardly diffuse and hardly diffuse into the thin silicon layer 3, P ions are introduced into the thin silicon layer 3 in a region other than under the p + type gate electrode 8b. Not done.

【0049】次に、n+ 型ゲート電極8aおよびサイド
ウォールスペーサ24をマスクとしてnチャネル型MI
SFETQ1 が形成されるp型ウエル5の活性領域にイ
オン打ち込み法によってn型の不純物イオン27、例え
ば砒素(As)イオンを注入する。この時、pチャネル
型MISFETQ2 のn型ウエル13の電位を固定する
ために設けられた活性領域28にも上記n型の不純物イ
オン27は注入される。
Next, using the n + type gate electrode 8a and the side wall spacer 24 as a mask, an n channel type MI
N-type impurity ions 27, for example, arsenic (As) ions implanted by ion implantation into the active region of the p-type well 5 SFETQ 1 is formed. At this time, the n-type impurity ions 27 to the active region 28 provided for fixing the potential of the n-type well 13 of the p-channel type MISFET Q 2 is injected.

【0050】同様に、p+ 型ゲート電極8bおよびサイ
ドウォールスペーサ24をマスクとしてpチャネル型M
ISFETQ2 が形成されるn型ウエル13の活性領域
にイオン打ち込み法によってp型の不純物イオン29、
例えばフッ化ボロン(BF2)イオンを注入する。この
時、nチャネル型MISFETQ1 のp型ウエル5の電
位を固定するために設けられた活性領域30にも上記p
型の不純物イオン28は注入される。
Similarly, the p + -type gate electrode 8b and the sidewall spacer 24 are used as a mask to form a p-channel type
P-type impurity ions 29 are ion-implanted into the active region of the n-type well 13 where the ISFET Q 2 is to be formed;
For example, boron fluoride (BF 2 ) ions are implanted. At this time, the active region 30 provided for fixing the potential of the p-type well 5 of the n-channel type MISFET Q 1 also has the p-type conductivity.
Type impurity ions 28 are implanted.

【0051】この後、図7に示すように、SOI基板
に、例えば950℃の温度で約10秒間の熱処理を施し
て、イオン打ち込み法によって注入されたp型の不純物
イオン22,25,29およびn型の不純物イオン2
3,26,27を活性化する。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the SOI substrate is subjected to a heat treatment at a temperature of, for example, 950.degree. C. for about 10 seconds, so that p-type impurity ions 22, 25, 29 and n-type impurity ion 2
Activate 3,26,27.

【0052】これによって、nチャネル型MISFET
1 では深さが約120nmのソース、ドレインを構成
する高濃度のn+ 型半導体領域6およびp+ 型半導体領
域11が形成され、pチャネル型MISFETQ2 では
深さが約120nmのソース、ドレインを構成する高濃
度のp+ 型半導体領域14およびn+ 型半導体領域17
が形成される。さらに、nチャネル型MISFETQ1
が形成された活性領域の周囲に設けられた素子分離用絶
縁膜4の下の薄膜シリコン層3には高濃度の第1のp+
型不純物領域9が形成され、pチャネル型MISFET
2 が形成された活性領域の周囲に設けられた素子分離
用絶縁膜4の下の薄膜シリコン層3には高濃度の第1の
+ 型不純物領域15が形成される。さらに、nチャネ
ル型MISFETQ1 のゲート電極8aの下の薄膜シリ
コン層3には高濃度の第2のp+型不純物領域10、お
よびpチャネル型MISFETQ2 のゲート電極8bの
下の薄膜シリコン層3には高濃度の第2のn+ 型不純物
領域16が形成される。
Thus, the n-channel type MISFET
Q 1 at about 120nm source depth, the high-concentration n + -type semiconductor region 6 and p + -type semiconductor region 11 constituting the drain is formed, p-channel type MISFET Q 2 at about 120nm source depth, drain High concentration p + -type semiconductor region 14 and n + -type semiconductor region 17
Is formed. Further, the n-channel type MISFET Q 1
Is formed in the thin silicon layer 3 under the element isolation insulating film 4 provided around the active region in which the high concentration first p +
-Type impurity region 9 is formed, and a p-channel MISFET
A high-concentration first n + -type impurity region 15 is formed in the thin-film silicon layer 3 under the element isolation insulating film 4 provided around the active region in which Q 2 is formed. Further, n-channel type MISFET Q second p + -type impurity regions 10 of high concentration in the thin film silicon layer 3 under the gate electrode 8a of 1, and p-channel type thin film silicon layer 3 under the gate electrode 8b of the MISFET Q 2 A high concentration second n + -type impurity region 16 is formed.

【0053】次に、SOI基板の表面をフッ酸(HF)
水溶液によって清浄した後、厚さ約25nmのチタン膜
(図示せず)をスパッタリング法によってSOI基板上
に堆積する。その後、窒素雰囲気中で650℃の温度で
約1分間のRTA(Rapid Thermal Annealing )法によ
りSOI基板に熱処理を施す。この熱処理によって、高
抵抗のチタンシリサイド膜(TiSix (0<x<
2))(図示せず)をnチャネル型MISFETQ1
+ 型ゲート電極8aの表面、ソース、ドレインを構成
するn+ 型半導体領域6の表面およびp+ 型半導体領域
11の表面、ならびにpチャネル型MISFETQ2
+ 型ゲート電極8bの表面、ソース、ドレインを構成
するp+ 型半導体領域14の表面およびn+ 型半導体領
域17の表面に形成する。
Next, the surface of the SOI substrate is treated with hydrofluoric acid (HF).
After cleaning with an aqueous solution, a titanium film (not shown) having a thickness of about 25 nm is deposited on the SOI substrate by a sputtering method. Thereafter, the SOI substrate is subjected to a heat treatment by a RTA (Rapid Thermal Annealing) method at a temperature of 650 ° C. for about 1 minute in a nitrogen atmosphere. By this heat treatment, a high-resistance titanium silicide film (TiSi x (0 <x <
2)) (surface of the not shown) to the n-channel type MISFET Q 1 n + -type gate electrode 8a, the source, the surface of the surface and the p + -type semiconductor region 11 of the n + -type semiconductor region 6 constituting the drain, and p the surface of the channel type MISFET Q 2 p + -type gate electrode 8b, is formed on the surface of the surface and the n + -type semiconductor region 17 of the p + -type semiconductor region 14 constituting the source and drain.

【0054】次に、未反応のチタン膜をH2 2 とNH
4 OHとを含むエッチング液で除去した後、850℃の
温度で約1分間のRTA法によりSOI基板に熱処理を
施す。この熱処理によって、上記高抵抗のチタンシリサ
イド膜を低抵抗のチタンシリサイド膜(TiSi2 )1
2に変える。
Next, the unreacted titanium film is made of H 2 O 2 and NH
After removing with an etching solution containing 4 OH, the SOI substrate is subjected to a heat treatment at a temperature of 850 ° C. for about 1 minute by an RTA method. By this heat treatment, the high-resistance titanium silicide film is changed to a low-resistance titanium silicide film (TiSi 2 ) 1.
Change to 2.

【0055】その後、SOI基板上に層間絶縁膜31を
堆積し、この層間絶縁膜31をエッチングしてコンタク
トホール32を開孔した後、層間絶縁膜31上に堆積し
た金属膜(図示せず)をエッチングして配線層33を形
成することにより、前記図1に示した本実施の形態のC
MOSFETが完成する。
Thereafter, an interlayer insulating film 31 is deposited on the SOI substrate, and the interlayer insulating film 31 is etched to form a contact hole 32, and then a metal film (not shown) deposited on the interlayer insulating film 31 Is etched to form a wiring layer 33, whereby the C of the present embodiment shown in FIG.
The MOSFET is completed.

【0056】このように、本実施の形態によれば、nチ
ャネル型MISFETQ1 のソース、ドレインを構成す
るn+ 型半導体領域6と埋め込み絶縁膜2との間および
pチャネル型MISFETQ2 のソース、ドレインを構
成するp+ 型半導体領域14と埋め込み絶縁膜2との間
には、約0.1μmの間隔があるが、この領域の薄膜シリ
コン層3の不純物濃度は1016cm-3程度と低いので、
零バイアスにおける上記n+ 型半導体領域6または上記
+ 型半導体領域14の空乏層の伸びが0.1μm以上と
なり、常にこれらの空乏層が埋め込み絶縁膜2に達して
いるので、低い寄生容量を実現することができる。従っ
て、薄膜シリコン層3の厚さを厚くすることが可能とな
り、素子分離用絶縁膜4と埋め込み絶縁膜2との間に薄
膜シリコン層3が設けられるので、p型ウエル5および
n型ウエル13の電位が固定できて、電位変動によるn
チャネル型MISFETQ1 およびpチャネル型MIS
FETQ2 の動作不良を防ぐことができる。
As described above, according to the present embodiment, between the n + type semiconductor region 6 and the buried insulating film 2 constituting the source and drain of the n channel type MISFET Q 1 , and the source of the p channel type MISFET Q 2 There is a gap of about 0.1 μm between the p + type semiconductor region 14 constituting the drain and the buried insulating film 2, but the impurity concentration of the thin silicon layer 3 in this region is as low as about 10 16 cm −3. So
The extension of the depletion layer of the n + -type semiconductor region 6 or the p + -type semiconductor region 14 at zero bias becomes 0.1 μm or more, and these depletion layers always reach the buried insulating film 2. Can be realized. Therefore, the thickness of the thin silicon layer 3 can be increased, and the thin silicon layer 3 is provided between the element isolation insulating film 4 and the buried insulating film 2, so that the p-type well 5 and the n-type well 13 are formed. Can be fixed, and n
Channel type MISFET Q 1 and p channel type MIS
It is possible to prevent malfunction of the FETs Q 2.

【0057】さらに、nチャネル型MISFETQ1
+ 型ゲート電極8aの下の薄膜シリコン層3には、1
18cm-3程度の高濃度の不純物濃度を有する第2のp
+ 型不純物領域10が形成されており、ショートチャネ
ル効果が抑制されて、実効チャネル長が約0.15μm程
度までのnチャネル型MISFETQ1 を正常に動作さ
せることができる。同様に、pチャネル型MISFET
2 のp+ 型ゲート電極8bの下の薄膜シリコン層3に
は、1018cm-3程度の高濃度の不純物濃度を有する第
2のn+ 型不純物領域16が形成されており、ショート
チャネル効果が抑制されて、実効チャネル長が約0.15
μm程度までのpチャネル型MISFETQ2 を正常に
動作させることができる。
[0057] Further, the n-channel type MISFET Q 1 of n + -type underneath the gate electrode 8a thin silicon layer 3, 1
The second p having a high impurity concentration of about 0 18 cm -3
+ -Type impurity regions 10 are formed, the short channel effect is suppressed, the n-channel type MISFET Q 1 to the effective channel length is approximately 0.15μm can be operated normally. Similarly, a p-channel type MISFET
A second n + -type impurity region 16 having a high impurity concentration of about 10 18 cm -3 is formed in the thin film silicon layer 3 under the p + -type gate electrode 8b of Q2, The effect is suppressed and the effective channel length is about 0.15
The p-channel type MISFET Q 2 up to about μm can be operated normally.

【0058】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
As described above, the invention made by the inventor has been specifically described based on the embodiments of the invention. However, the invention is not limited to the above embodiments, and various modifications may be made without departing from the gist of the invention. Needless to say, it can be changed.

【0059】[0059]

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
Advantageous effects obtained by typical ones of the inventions disclosed by the present application will be briefly described as follows.
It is as follows.

【0060】本発明によれば、ソース、ドレインを構成
する半導体領域と埋め込み絶縁膜との間に約0.1μmの
間隔を設けても、零バイアスにおけるソース、ドレイン
を構成する半導体領域の空乏層が常に埋め込み絶縁膜に
接し、寄生容量が低く抑えられるのでMISFETの高
速動作を実現することができる。さらに、薄膜シリコン
層を厚くすることが可能となり、素子分離用絶縁膜と埋
め込み絶縁膜との間に薄膜シリコン層が設けられるの
で、薄膜シリコン層の電位が固定できて、電位変動によ
るMISFETの動作不良を防ぐことができる。
According to the present invention, even if a gap of about 0.1 μm is provided between the semiconductor region forming the source and drain and the buried insulating film, the depletion layer of the semiconductor region forming the source and drain at zero bias is provided. Are always in contact with the buried insulating film and the parasitic capacitance is kept low, so that a high-speed operation of the MISFET can be realized. Further, the thickness of the thin silicon layer can be increased, and the thin silicon layer is provided between the isolation insulating film and the buried insulating film, so that the potential of the thin silicon layer can be fixed, and the operation of the MISFET due to the potential change can be performed. Failure can be prevented.

【0061】また、本発明によれば、ゲート電極の下の
薄膜シリコン層に設けられた高濃度の不純物領域によっ
てショートチャネル効果が抑制されるので、短チャネル
のMISFETを形成することが可能となり、微細なM
ISFETを形成することができる。
Further, according to the present invention, the short channel effect is suppressed by the high concentration impurity region provided in the thin film silicon layer below the gate electrode, so that a short channel MISFET can be formed. Fine M
An ISFET can be formed.

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

【図1】本発明の一実施の形態であるCMOSFETを
示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a principal part of a semiconductor substrate showing a CMOSFET according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施の形態であるCMOSFETの
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 2 is a fragmentary cross-sectional view of a semiconductor substrate, illustrating a method for manufacturing a CMOSFET according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施の形態であるCMOSFETの
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 3 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOSFET according to the embodiment of the present invention;

【図4】本発明の一実施の形態であるCMOSFETの
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 4 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOSFET according to the embodiment of the present invention;

【図5】本発明の一実施の形態であるCMOSFETの
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 5 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOSFET according to the embodiment of the present invention;

【図6】本発明の一実施の形態であるCMOSFETの
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 6 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOSFET according to the embodiment of the present invention;

【図7】本発明の一実施の形態であるCMOSFETの
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
FIG. 7 is a fragmentary cross-sectional view of the semiconductor substrate, illustrating the method for manufacturing the CMOSFET according to the embodiment of the present invention;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 支持基板 2 埋め込み絶縁膜 3 薄膜シリコン層 4 素子分離用絶縁膜 5 p型ウエル 6 n+ 型半導体領域 7 ゲート絶縁膜 8a n+ 型ゲート電極 8b p+ 型ゲート電極 9 第1のp+ 型不純物領域 10 第2のp+ 型不純物領域 11 p+ 型半導体領域 12 チタンシリサイド膜 13 n型ウエル 14 p+ 型半導体領域 15 第1のn+ 型不純物領域 16 第2のn+ 型不純物領域 17 n+ 型半導体領域 18 酸化シリコン膜 19 窒化シリコン膜 20a 素子分離領域 20b 素子分離領域 21 溝 22 p型の不純物イオン 23 n型の不純物イオン 24 サイドウォールスペーサ 25 p型の不純物イオン 26 n型の不純物イオン 27 n型の不純物イオン 28 活性領域 29 p型の不純物イオン 30 活性領域 31 層間絶縁膜 32 コンタクトホール 33 配線層REFERENCE SIGNS LIST 1 support substrate 2 buried insulating film 3 thin-film silicon layer 4 isolation insulating film 5 p-type well 6 n + type semiconductor region 7 gate insulating film 8 an n + type gate electrode 8 bp + type gate electrode 9 first p + type Impurity region 10 second p + -type impurity region 11 p + -type semiconductor region 12 titanium silicide film 13 n-type well 14 p + -type semiconductor region 15 first n + -type impurity region 16 second n + -type impurity region 17 n + type semiconductor region 18 silicon oxide film 19 silicon nitride film 20a device isolation region 20b device isolation region 21 groove 22 p-type impurity ion 23 n-type impurity ion 24 side wall spacer 25 p-type impurity ion 26 n-type impurity Ion 27 n-type impurity ion 28 active region 29 p-type impurity ion 30 active region 31 interlayer insulating film 32 contact Hole 33 wiring layer

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持基板上に埋め込み絶縁膜を介して薄
膜シリコン層が形成されたSOI基板の前記薄膜シリコ
ン層に電界効果トランジスタが形成された半導体集積回
路装置であって、前記電界効果トランジスタのドレイン
を構成する半導体領域が前記埋め込み絶縁膜に接してお
らず、前記半導体領域と前記埋め込み絶縁膜との間の前
記薄膜シリコン層に導入され、チャネルの導電型とは反
対の導電型の不純物の濃度が、前記電界効果トランジス
タのゲート電極の下部の前記薄膜シリコン層に導入され
た不純物の濃度よりも低いことを特徴とする半導体集積
回路装置。
1. A semiconductor integrated circuit device in which a field-effect transistor is formed on a thin-film silicon layer of an SOI substrate having a thin-film silicon layer formed on a supporting substrate via a buried insulating film, wherein the field-effect transistor is The semiconductor region forming the drain is not in contact with the buried insulating film, is introduced into the thin film silicon layer between the semiconductor region and the buried insulating film, and has a conductivity type opposite to that of the channel. A semiconductor integrated circuit device having a concentration lower than a concentration of an impurity introduced into the thin film silicon layer below a gate electrode of the field effect transistor.
【請求項2】 請求項1記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記電界効果トランジスタが形成された活性領域
の周囲に設けられた素子分離用絶縁膜と前記埋め込み絶
縁膜との間には、前記薄膜シリコン層が介在しているこ
とを特徴とする半導体集積回路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said thin film is provided between an element isolation insulating film provided around an active region in which said field effect transistor is formed and said buried insulating film. A semiconductor integrated circuit device having a silicon layer interposed.
【請求項3】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記ゲート電極の下の前記薄膜シリコン
層に導入された不純物の濃度は、約1018cm-3以上で
あることを特徴とする半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the concentration of the impurity introduced into the thin film silicon layer below the gate electrode is about 10 18 cm −3 or more. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記ドレインを構成する半導体領域と前
記埋め込み絶縁膜との間隔は、約0.1μm以上であり、
前記ドレインを構成する半導体領域と前記埋め込み絶縁
膜との間の前記薄膜シリコン層に導入された不純物の濃
度は、約1017cm-3以下であることを特徴とする半導
体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a distance between the semiconductor region forming the drain and the buried insulating film is about 0.1 μm or more;
The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a concentration of the impurity introduced into the thin film silicon layer between the semiconductor region forming the drain and the buried insulating film is about 10 17 cm -3 or less.
【請求項5】 請求項1または2記載の半導体集積回路
装置において、前記ドレインを構成する半導体領域の空
乏層が、零バイアスにおいて前記埋め込み絶縁膜に達し
ていることを特徴とする半導体集積回路装置。
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein a depletion layer of a semiconductor region forming said drain reaches said buried insulating film at zero bias. .
【請求項6】 請求項2記載の半導体集積回路装置にお
いて、前記素子分離用絶縁膜と前記埋め込み絶縁膜との
間の前記薄膜シリコン層に導入された不純物の濃度は、
約1018cm-3以上であることを特徴とする半導体集積
回路装置。
6. The semiconductor integrated circuit device according to claim 2, wherein a concentration of the impurity introduced into the thin silicon layer between the element isolation insulating film and the buried insulating film is:
A semiconductor integrated circuit device having a size of about 10 18 cm −3 or more.
【請求項7】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、(a).薄膜シリコン層上にゲート絶縁膜
およびゲート電極を順次形成する工程と、(b).前記ゲー
ト電極の側壁に絶縁膜によって構成されるサイドウォー
ルスペーサを形成する工程と、(c).チャネルの導電型と
は反対の導電型の第1の不純物イオンを、前記ゲート電
極の下では前記薄膜シリコン層中で不純物濃度が最大と
なり、ドレインを構成する半導体領域の下では埋め込み
絶縁膜中で不純物濃度が最大となる条件でSOI基板へ
注入する工程と、(d).チャネルの導電型と同じ導電型の
第2の不純物イオンをSOI基板へ注入することによっ
て、前記薄膜シリコン層の表面に前記ドレインを構成す
る半導体領域を形成する工程とを有することを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。
7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein (a) a step of sequentially forming a gate insulating film and a gate electrode on the thin silicon layer; and (b) the gate electrode. Forming a side wall spacer formed of an insulating film on the side wall of the thin film silicon layer under the gate electrode by applying a first impurity ion of a conductivity type opposite to the conductivity type of the channel; Implanting the SOI substrate under the condition that the impurity concentration becomes the maximum and the impurity concentration becomes the maximum in the buried insulating film under the semiconductor region constituting the drain; and (d) the same conductivity type as the channel conductivity type. Forming a semiconductor region constituting the drain on the surface of the thin-film silicon layer by implanting the second impurity ions into an SOI substrate. Production method.
【請求項8】 請求項1記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、(a).薄膜シリコン層上にゲート絶縁膜
およびゲート電極を順次形成する工程と、(b).前記ゲー
ト電極の側壁に絶縁膜によって構成されるサイドウォー
ルスペーサを形成する工程と、(c).チャネルの導電型と
は反対の導電型の第1の不純物イオンを、前記ゲート電
極の下部においては前記薄膜シリコン層中で不純物濃度
が最大となり、ドレインを構成する第1の半導体領域の
下部においては埋め込み絶縁膜中で不純物濃度が最大と
なる条件で前記SOI基板へ注入する工程と、(d).チャ
ネルの導電型と同じ導電型の第2の不純物イオンを前記
SOI基板へ注入することによって、前記薄膜シリコン
層の表面に前記ドレインを構成する第1の半導体領域を
形成する工程と、(e).チャネルの導電型とは反対の導電
型の第3の不純物イオンを前記SOI基板へ注入し、前
記薄膜シリコン層の電位を固定するための第2の半導体
領域を、前記ドレインを構成する第1の半導体領域が形
成されていない前記薄膜シリコン層の他の表面に形成す
る工程とを有することを特徴とする半導体集積回路装置
の製造方法。
8. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein: (a) a step of sequentially forming a gate insulating film and a gate electrode on a thin silicon layer; and (b) the gate electrode. Forming side wall spacers made of an insulating film on the side walls of (c). First impurity ions of a conductivity type opposite to the conductivity type of the channel and the thin film silicon under the gate electrode. Implanting the SOI substrate under the condition that the impurity concentration becomes maximum in the layer and the impurity concentration becomes maximum in the buried insulating film below the first semiconductor region constituting the drain; and (d) channel implantation. Forming a first semiconductor region constituting the drain on the surface of the thin-film silicon layer by implanting a second impurity ion of the same conductivity type as the conductivity type into the SOI substrate; Third impurity ions of a conductivity type opposite to the conductivity type of the semiconductor layer are implanted into the SOI substrate, and a second semiconductor region for fixing the potential of the thin-film silicon layer is formed by a first semiconductor region forming the drain. Forming the thin film silicon layer on the other surface where the semiconductor region is not formed.
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