KR20010004040A - Method of manufacturing SOI device - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for fabricating an SOI device is to disperse a heat generated by an ESD current with ease, thereby stabilizing an operational characteristic of the SOI device. CONSTITUTION: The method comprises the steps of: providing a silicon wafer having a field oxide for defining the first region(A) in which an ESD(Electro-Static Discharge) circuit is to be formed and the second region(B) except the first region; forming an ion implantation mask on the second region; implanting oxygen ions into the first region and the ion implantation mask; removing the ion implantation mask; thermal annealing the resultant silicon wafer to divide the silicon wafer into a base layer and a semiconductor layer and form a buried oxide layer in which a portion to be formed at the first region has a depth greater than a portion to be formed at the second region; forming a gate electrode having a gate oxide interposed therebetween on the semiconductor layer corresponding to the first region and the second region; and forming a source/drain region at both sides of the gate electrode on the semiconductor layer such that the source/drain region of the first region has a depth not to be in contact with the buried oxide layer.

Description

에스오아이 소자의 제조방법{Method of manufacturing SOI device}Method of manufacturing SOI device {Method of manufacturing SOI device}

본 발명은 에스오아이 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 정전기에 의해 소자 동작 특성의 저하가 발생되는 것을 방지하기 위한 정전기 보호 회로를 갖는 에스오아이 소자의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing an SOH element, and more particularly, to a method for manufacturing an SOH element having an electrostatic protection circuit for preventing a decrease in device operating characteristics due to static electricity.

반도체 소자의 고집적화 및 고성능화가 진행됨에 따라, 벌크 실리콘으로 이루어진 실리콘 웨이퍼를 대신하여 SOI(Silicon On Insulator) 웨이퍼를 이용한 반도체 집적 기술이 주목되고 있다. 여기서, 상기 SOI 웨이퍼는 지지 수단인 베이스 기판과 소자가 형성될 반도체층 사이에 매몰산화막이 개재된 구조이며, 이러한 SOI 웨이퍼는 매몰산화막이 형성된 반도체 기판과 베이스 기판을 본딩시키는 방법과 실리콘 웨이퍼 내에 산소 이온을 깊숙히 주입하는 SIMOX(seperation by implanted oxygen) 방법을 통해 제조된다.As high integration and high performance of semiconductor devices have progressed, semiconductor integration technologies using silicon on insulator (SOI) wafers have been attracting attention instead of silicon wafers made of bulk silicon. Here, the SOI wafer has a structure in which an investment oxide film is interposed between a base substrate, which is a supporting means, and a semiconductor layer, on which the device is to be formed. It is manufactured by the SIMP (seperation by implanted oxygen) method of deeply implanting ions.

한 예로, SOI 웨이퍼에 형성된 트랜지스터는 벌크 실리콘 웨이퍼에 형성되는 트랜지스터와 달리, 별도의 웰(well) 공정이 필요없다는 장점이 있으며, 특히, 소자가 형성될 반도체층이 박막이고, 그리고, 소오스 및 드레인 영역이 매몰산화막에 접하도록 형성되기 때문에 접합 용량(junction capacitance)을 감소시킬 수 있으며, 이에 따라, 고속 및 저전력 소자로 이용할 수 있다.For example, transistors formed on SOI wafers have the advantage that, unlike transistors formed on bulk silicon wafers, a separate well process is not required. In particular, the semiconductor layer on which the device is to be formed is a thin film, and the source and drain Since the region is formed to be in contact with the buried oxide film, the junction capacitance can be reduced, and thus, it can be used as a high speed and low power device.

또한, 반도체층의 두께를 100nm 이하로 할 경우에는, 온 전류를 증대시킬 수 있고, 게다가, 액티브 영역은 소자분리막과 매몰산화막에 의해 완전히 분리되므로, CMOS 트랜지스터의 주된 문제점인 래치 업(latch-up) 등의 문제가 발생되지 않는다.In addition, when the thickness of the semiconductor layer is 100 nm or less, the on current can be increased, and the active region is completely separated by the device isolation film and the buried oxide film, so latch-up is a major problem of the CMOS transistor. ) Does not cause problems.

그러나, SOI 웨이퍼에 형성된 소자는 상술한 바와 같이 여러 가지 장점이 있으나, ESD(Electro-Static Discharge) 특성이 매우 취약하다는 문제점을 갖는다.However, the device formed on the SOI wafer has various advantages as described above, but has a problem that the electro-static discharge (ESD) characteristics are very weak.

보다 자세하게 설명하면, 종래에는 외부의 정전기에 의한 충격으로부터 내부 회로를 보호하기 위하여, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, NMOS 혹은 CMOS로 된 ESD 보호 회로(10, 20)를 형성하고 있으며, 이 경우, 외부로부터 주입된 ESD 전류에 의해 발생되는 열을 접지된 웰 또는 소오스 단자(5, 15)쪽으로 빼내는 방법을 취하고 있다. 여기서, 미설명된 도면부호 1은 실리콘 웨이퍼, 2 및 12는 게이트 절연막, 3 및 13은 게이트 전극, 4a 및 14a는 소오스 전극, 4b, 14b는 드레인 전극, 11a는 베이스 기판, 11b는 매몰산화, 11c는 반도체층, 11은 SOI 웨이퍼이다.More specifically, in order to protect the internal circuit from the impact of external static electricity, as shown in Figs. 1 and 2, ESD protection circuits 10 and 20 made of NMOS or CMOS are formed. In this case, a method of drawing heat generated by the ESD current injected from the outside toward the grounded well or the source terminals 5 and 15 is taken. Here, reference numeral 1 denotes a silicon wafer, 2 and 12 are gate insulating films, 3 and 13 are gate electrodes, 4a and 14a are source electrodes, 4b and 14b are drain electrodes, 11a is a base substrate, and 11b is an investment investment oxide, 11c is a semiconductor layer and 11 is an SOI wafer.

그런데, 도 1에 도시된 바와 같이, 벌크 실리콘 웨이퍼(10)에 ESD 보호 회로(12)를 형성한 경우에는 ESD 전류에 의해 발생된 열이 열전달 특성이 우수한 실리콘을 통해 쉽에 외부로 빠져나가지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 매몰산화막(11b)을 갖는 SOI 웨이퍼(11)에 ESD 보호 회로(20)를 형성한 경우에는 상기 매몰산화막(11b)에 의해 열전달 경로가 차단되기 때문에, ESD 전류에 의해 발생된 열은 외부로 쉽게 방출되지 못한다.However, as shown in FIG. 1, when the ESD protection circuit 12 is formed on the bulk silicon wafer 10, heat generated by the ESD current easily escapes to the outside through silicon having excellent heat transfer characteristics. 2, when the ESD protection circuit 20 is formed on the SOI wafer 11 having the investment oxide film 11b, the heat transfer path is blocked by the investment oxide film 11b, so that the ESD current The heat generated by is not easily released to the outside.

즉, SOI 웨이퍼(11)에 ESD 보호 회로를 형성한 경우, ESD 전류는 소오스 및 드레인 영역(14a, 14b)의 저면이 매몰 절연층(2)와 접하고 있는 것에 기인하여, 상기 소오스 및 드레인 영역(14a, 14b)의 가장자리 영역을 통해서만 빠져나가게 된다. 따라서, SOI 웨이퍼에 형성된 ESD 보호 회로의 경우에는 벌크 실리콘 웨이퍼에 형성된 ESD 회로에 비해, 반도체층(11c)에 집중되는 전류가 많고, 아울러, ESD 전류에 의해 발생되는 열에 의해 반도체층(11c)의 온도가 증가되기 대문에, 이 결과로, 소자 동작의 불안정이 발생하게 된다.That is, when the ESD protection circuit is formed on the SOI wafer 11, the ESD current is due to the bottom surfaces of the source and drain regions 14a and 14b contacting the buried insulating layer 2, and thus the source and drain regions ( Only through the edge regions 14a, 14b). Therefore, in the case of the ESD protection circuit formed on the SOI wafer, compared to the ESD circuit formed on the bulk silicon wafer, more current is concentrated in the semiconductor layer 11c, and the heat generated by the ESD current causes the semiconductor layer 11c to As the temperature increases, this results in instability of device operation.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, ESD 전류에 의하여 발생되는 열을 용이하게 분산시킬 수 있는 SOI 소자의 제조방법을 제공하는데, 그 목적이 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an SOI device, which is designed to solve the above problems and can easily disperse heat generated by an ESD current.

도 1은 종래 실리콘 웨이퍼 상에 형성된 정전기 보호 회로를 보여주는 단면도.1 is a cross-sectional view showing an electrostatic protection circuit formed on a conventional silicon wafer.

도 2는 종래 에스오아이 웨이퍼 상에 형성된 정전기 보호 회로를 보여주는 단면도.2 is a cross-sectional view showing an electrostatic protection circuit formed on a conventional SOH wafer.

도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 에스오아이 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.Figure 3a to Figure 3c is a cross-sectional view for each process for explaining the manufacturing method of the SOH element according to an embodiment of the present invention.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 에스오아이 소자의 제조방법을 설명하기 위한 공정별 단면도.Figures 4a to 4c is a cross-sectional view for each process for explaining the manufacturing method of the SOH element according to another embodiment of the present invention.

(도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명)(Explanation of symbols for the main parts of the drawing)

30 : 실리콘 웨이퍼 31,71 : 베이스층30 silicon wafer 31,71 base layer

32a,32b,72 : 매몰산화막 33a,33b,73 : 반도체층32a, 32b, 72: buried oxide film 33a, 33b, 73: semiconductor layer

40,81 : 소자분리막 41 : 이온주입 마스크40, 81: device isolation layer 41: ion implantation mask

42 : 산소 이온 43 : 게이트 산화막42: oxygen ion 43: gate oxide film

44 : 게이트 전극 45a,45c : 소오스 영역44 gate electrode 45a, 45c source region

45b,45d : 드레인 영역 50 : ESD 보호 회로45b, 45d: Drain area 50: ESD protection circuit

60 : 모스 트랜지스터 80 : SOI 웨이퍼60: MOS transistor 80: SOI wafer

82 : 산화방지막 83 : 산화막82: antioxidant film 83: oxide film

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 SOI 소자의 제조방법은, 정전기 보호 회로가 형성될 제1영역과 그 이외의 제2영역을 한정하는 소자분리막이 구비된 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계; 상기 실리콘 웨이퍼의 제2영역 상에 이온주입 마스크를 형성하는 단계; 상기 실리콘 웨이퍼의 노출된 제1영역 및 상기 이온주입 마스크에 의해 가려진 제2영역 내에 산소 이온을 이온주입하는 단계; 상기 이온주입 마스크를 제거하는 단계; 산소 이온이 주입된 실리콘 웨이퍼를 열처리하여, 상기 실리콘 웨이퍼 내에 상기 실리콘 웨이퍼를 베이스층과 반도체층으로 분리시키며, 제1영역에 형성되는 부분이 제2영역에 형성되는 부분 보다 깊은 깊이를 갖는 매몰산화막을 형성하는 단계; 상기 제1 및 제2영역의 반도체층 상에 게이트 산화막이 개재된 게이트 전극을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 전극 양측의 반도체층 부분에 소오스/드레인 영역을 형성하되, 상기 제1영역의 소오스/드레인 영역은 상기 매몰산화막과 접하지 않는 깊이로 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.In accordance with an aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an SOI device, including: providing a silicon wafer having an isolation layer defining a first region in which an electrostatic protection circuit is to be formed and a second region other than the second region; Forming an ion implantation mask on a second region of the silicon wafer; Implanting oxygen ions into the exposed first region of the silicon wafer and the second region covered by the ion implantation mask; Removing the ion implantation mask; Heat-treating a silicon wafer implanted with oxygen ions to separate the silicon wafer into a base layer and a semiconductor layer in the silicon wafer, and a buried oxide film having a depth deeper than a portion formed in the first region is formed in the first region. Forming a; Forming a gate electrode interposed with a gate oxide film on the semiconductor layers of the first and second regions; And forming a source / drain region in the semiconductor layer portions at both sides of the gate electrode, and forming the source / drain region of the first region to a depth not in contact with the buried oxide film.

또한, 상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 또 다른 SOI 소자의 제조방법은, 베이스층과 매몰산화막 및 반도체층의 적층 구조로된 에스오아이 웨이퍼를 제공하는 단계; 상기 반도체층 내에 상기 매몰산화막과 접하는 깊이로 정전기 보호 회로가 형성될 제1영역과 그 이외의 제2영역을 한정하는 소자분리막을 형성하는 단계; 상기 반도체층 상에 그의 제1영역을 가리는 산화방지막을 형성하는 단계; 열산화 공정을 수행하여, 노출된 반도체층의 제2영역에 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화방지막과 필드산화막을 제거하여, 정전기 보호 회로가 형성될 제1영역이 그 이외의 제2영역 보다 상대적으로 두꺼운 반도체층을 얻는 단계; 상기 반도체층의 제1 및 제2영역 상에 게이트 산화막이 개재된 게이트 전극을 형성하는 단계; 및 상기 게이트 전극 양측의 반도체층 부분에 소오스/드레인 영역을 형성하되, 상기 제1영역의 소오스/드레인 영역은 상기 매몰산화막과 접하지 않는 깊이로 형성하는 단계를 포함하여 이루어진다.In addition, another method of manufacturing an SOI device of the present invention for achieving the above object comprises the steps of providing an SOH wafer having a laminated structure of the base layer, the buried oxide film and the semiconductor layer; Forming an isolation layer in the semiconductor layer to define a first region in which the electrostatic protection circuit is to be formed and a second region other than the buried oxide film; Forming an anti-oxidation film overlying the semiconductor layer to cover the first region thereof; Performing a thermal oxidation process to form an oxide film in a second region of the exposed semiconductor layer; Removing the anti-oxidation film and the field oxide film to obtain a semiconductor layer having a first region where an electrostatic protection circuit is to be formed relatively thicker than a second region; Forming a gate electrode interposed with a gate oxide film on first and second regions of the semiconductor layer; And forming a source / drain region in the semiconductor layer portions at both sides of the gate electrode, and forming the source / drain region of the first region to a depth not in contact with the buried oxide film.

본 발명에 따르면, ESD 보호 회로를 형성함에 있어서, 그의 소오스 및 드레인 영역이 매몰산화막과 접하지 않도록 형성하기 때문에 ESD 전류에 의해 발생되는 열을 용이하게 외부로 방출시킬 수 있으며, 이에 따라, SOI 소자의 동작 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.According to the present invention, in forming the ESD protection circuit, since its source and drain regions are formed so as not to be in contact with the buried oxide film, heat generated by the ESD current can be easily released to the outside, and thus, the SOI device It is possible to prevent the deterioration in operating characteristics.

이하, 첨부한 도면에 의거하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

첨부한 도면 도 3a 내지 도 3c는 본 발명의 실시예에 따른 SOI 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도이다.3A to 3C are cross-sectional views of respective processes for describing a method of manufacturing an SOI device according to an exemplary embodiment of the present invention.

먼저, 도 3a에 도시된 바와 같이, 벌크 실리콘 웨이퍼(30)를 마련하고, ESD 보호 회로가 형성될 영역(A : 이하, 제1영역)과 그 이외의 셀 영역(B : 이하, 제2영역)을 한정하는 소자분리막(40)을 얕은 트렌치 소자분리(Shallow Trench Isolation) 공정을 통해 상기 실리콘 웨이퍼(30)의 예정된 부분에 형성한다.First, as shown in FIG. 3A, a bulk silicon wafer 30 is provided, and an area A (hereinafter, referred to as a first region) in which an ESD protection circuit is to be formed and a cell region other than B (hereinafter, referred to as a second region) are formed. ) Is formed on a predetermined portion of the silicon wafer 30 through a shallow trench isolation process.

그런다음, 실리콘 웨이퍼(30) 상에 ESD 보호 회로가 형성될 제1영역(A)을 제외한, 제2영역(B)을 가리는 이온주입 마스크(41), 예컨데, 감광막 패턴을 형성하고, 이후, 실리콘 웨이퍼(30)의 노출된 제1영역(A)과 이온주입 마스크(41)에 의해 가려진 제2영역(B) 모두에 10∼1,000 KeV의 에너지 범위로 산소 이온(42)을 이온주입한다. 이때, 실리콘 웨이퍼(30)의 제1영역(A)은 노출되어 있는 반면, 제2영역(B)은 이온주입 마스크(41)에 의해 가려져 있으므로, 상기 실리콘 웨이퍼(30) 내에 이온주입된 산소 이온(42)의 이온주입 깊이는 제1영역(A)이 제2영역(B) 보다는 깊게 된다.Then, an ion implantation mask 41 covering the second region B, except for the first region A on which the ESD protection circuit is to be formed, is formed on the silicon wafer 30, for example, a photoresist pattern. Oxygen ions 42 are implanted into both the exposed first region A of the silicon wafer 30 and the second region B covered by the ion implantation mask 41 in an energy range of 10 to 1,000 KeV. At this time, since the first region A of the silicon wafer 30 is exposed while the second region B is covered by the ion implantation mask 41, oxygen ions implanted into the silicon wafer 30 are ion-exposed. The ion implantation depth of 42 is such that the first region A is deeper than the second region B.

한편, 상기한 이온주입 공정시에는 노출된 실리콘 웨이퍼(30)의 제1영역(A)이 손상될 수도 있다. 따라서, 이온주입에 의한 손상을 방지하기 위하여, 이온주입 공정 전에, 상기 노출된 실리콘 웨이퍼(30)의 제1영역(A) 상에 손상 방지층(도시안됨)을 형성한다. 여기서, 상기 손상 방지층으로는 산화막을 이용하며, 이러한 산화막은 700∼1,200℃ 온도에서 습식 또는 건식 산화 공정을 통해 50∼1,000Å 두께로 형성시킨다.Meanwhile, in the ion implantation process, the first region A of the exposed silicon wafer 30 may be damaged. Therefore, in order to prevent damage by ion implantation, a damage prevention layer (not shown) is formed on the first region A of the exposed silicon wafer 30 before the ion implantation process. Here, an oxide film is used as the damage prevention layer, and the oxide film is formed to a thickness of 50 to 1,000 Pa by a wet or dry oxidation process at a temperature of 700 to 1,200 ° C.

다음으로, 도 3b에 도시된 바와 같이, 실리콘 웨이퍼의 제2영역(B)을 가리는 이온주입 마스크를 제거한 상태에서, 내부에 산소 이온이 이온주입되어 있는 실리콘 웨이퍼를 열처리하여, 상기 실리콘 웨이퍼 내에 500∼5,000Å 두께의 매몰산화막(32a, 32b)을 형성한다. 이 결과, 상기 실리콘 웨이퍼는 베이스층(31)과 매몰산화막(32a, 32b) 및 반도체층(33a, 33b)으로 분리된다.Next, as shown in FIG. 3B, in the state where the ion implantation mask covering the second region B of the silicon wafer is removed, the silicon wafer in which oxygen ions are ion implanted is heat-treated, and then 500 in the silicon wafer. The buried oxide films 32a and 32b having a thickness of ˜5,000 kPa are formed. As a result, the silicon wafer is separated into the base layer 31, the buried oxide films 32a and 32b, and the semiconductor layers 33a and 33b.

여기서, 매몰산화막(30a, 30b)은 실리콘 웨이퍼의 제1영역(A)과 제2영역(B)에서 산소 이온이 서로 다른 깊이로 이온주입되어 있는 것에 기인하여, 상기 제1영역(A)에 형성된 매몰산화막(30a)의 깊이는 제2영역(B)에서 형성된 매몰산화막(30b)의 깊이 보다 깊게 되고, 이에 따라, ESD 회로가 형성될 반도체층 부분(33a)의 두께는 그 이외의 부분(33b)의 두께 보다 상대적으로 두껍게 된다.Here, the buried oxide films 30a and 30b are implanted into the first region A because oxygen ions are implanted at different depths in the first region A and the second region B of the silicon wafer. The depth of the buried oxide film 30a formed is deeper than the depth of the buried oxide film 30b formed in the second region B. Accordingly, the thickness of the semiconductor layer portion 33a on which the ESD circuit is to be formed is a portion other than that ( It becomes relatively thicker than the thickness of 33b).

그 다음, 도 3c에 도시된 바와 같이, 반도체층(33a, 33b) 상에 공지된 방법으로 제1영역(A) 및 제2영역(B) 각각에 게이트 산화막(43)이 개재된 게이트 전극(44)을 형성하고, 상기 게이트 전극(44) 양측의 반도체층(33a, 33b) 부분에 소정 도전형의 불순물을 고농도로 이온주입하여, 소오스 및 드레인 영역(45a, 45b, 45c, 45d)을 형성한다. 이 결과, 실리콘 웨이퍼의 제1영역(A)에는 모스(MOS) 구조의 ESD 보호 회로(50)가 형성되고, 제2영역(B)에는 일반적인 모스 트랜지스터(60)가 형성된다. 이때, ESD 보호 회로가 형성될 제1영역(A)의 반도체층 부분(33a)은 모스 트랜지스터(60)가 형성될 반도체층 부분(33b) 보다 그 두께가 상대적으로 두껍기 때문에, 불순물이 동일 에너지로 이온주입되는 경우, ESD 보호 회로(50)에서의 소오스/드레인 영역(45a, 45b)은 매몰산화막(32a)과 접하지 않는 반면, 모스 트랜지스터에서의 소오스/드레인 영역(45c, 45d)은 매몰산화막(32b)과 접하게 된다.Next, as shown in FIG. 3C, the gate electrode having the gate oxide film 43 interposed in each of the first region A and the second region B in a known manner on the semiconductor layers 33a and 33b. 44 is formed, and ion-implanted impurities of a predetermined conductivity type are implanted into portions of the semiconductor layers 33a and 33b on both sides of the gate electrode 44 to form source and drain regions 45a, 45b, 45c, and 45d. do. As a result, an ESD protection circuit 50 having a MOS structure is formed in the first region A of the silicon wafer, and a general MOS transistor 60 is formed in the second region B. As shown in FIG. At this time, since the semiconductor layer portion 33a of the first region A in which the ESD protection circuit is to be formed has a relatively thicker thickness than the semiconductor layer portion 33b in which the MOS transistor 60 is to be formed, impurities are formed at the same energy. In the case of ion implantation, the source / drain regions 45a and 45b in the ESD protection circuit 50 do not contact the buried oxide film 32a, while the source / drain regions 45c and 45d in the MOS transistor are buried oxide films. It comes in contact with (32b).

따라서, 상기와 같은 방법으로 제1영역(A)에 ESD 보호 회로(50)를 형성할 경우에는 상기 ESD 보호 회로(50)에서의 소오스/드레인 영역(45a, 45b)이 매몰산화막(32a)과 접하지 않기 때문에, ESD 보호 회로(50)에 ESD 전류가 유입되는 경우에도 상기 ESD 전류를 효과적으로 분산시킬 수 있게 된다.Therefore, when the ESD protection circuit 50 is formed in the first region A in the same manner as described above, the source / drain regions 45a and 45b of the ESD protection circuit 50 are buried in the buried oxide film 32a. Since there is no contact, even when an ESD current flows into the ESD protection circuit 50, the ESD current can be effectively dispersed.

그러므로, ESD 보호 회로(50)의 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문에, ESD에 의한 소자 동작 특성의 저하는 발생되지 않으며, 아울러, ESD 보호 회로(50) 이외의 모스 트랜지스터(60)는 그의 소오스/드레인 영역(45c, 45d)이 매몰산화막(32b)과 접하는 구조이므로, 접합 캐패시턴스가 작아 SOI 소자의 장점을 그대로 유지시킬 수 있다.Therefore, since the reliability of the ESD protection circuit 50 can be improved, the deterioration of the device operation characteristics by the ESD is not generated, and the MOS transistors other than the ESD protection circuit 50 are not provided with the source / drain thereof. Since the regions 45c and 45d are in contact with the buried oxide film 32b, the junction capacitance is small, so that the advantages of the SOI element can be maintained.

도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 SOI 소자의 제조방법을 설명하기 위한 각 공정별 단면도로서, 이 실시예에서는 ESD 보호 회로가 형성될 반도체층의 두께와 일반적인 모스 트랜지스터가 형성될 반도체층의 두께가 상이하게 되도록 하기 위하여, 다음과 같은 공정을 수행한다.4A to 4C are cross-sectional views illustrating processes for manufacturing a SOI device according to another exemplary embodiment of the present invention. In this embodiment, a thickness of a semiconductor layer in which an ESD protection circuit is to be formed and a general MOS transistor are formed. In order to make the thickness of the semiconductor layer different, the following process is performed.

먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 베이스층(71)과 매몰산화막(72) 및 반도체층(73)이 순차적으로 적층된 SOI 웨이퍼(80)를 마련한다. 그런다음, 상기 반도체층(73)의 예정된 부분에 ESD 보호 회로가 형성될 제1영역(A)과 그 이외의 제2영역(B)을 한정하는 소자분리막(81)을 얕은 트렌치 소자분리 공정을 통해 형성하고, 상기 반도체층(73)의 제1영역(A) 상에 산화방지막(82)을 형성한다.First, as shown in FIG. 4A, an SOI wafer 80 in which a base layer 71, an investment oxide film 72, and a semiconductor layer 73 are sequentially stacked is prepared. Then, a trench isolation process is performed in which the device isolation layer 81 defining the first region A and the second region B, in which the ESD protection circuit is to be formed, is formed in a predetermined portion of the semiconductor layer 73. The anti-oxidation film 82 is formed on the first region A of the semiconductor layer 73.

다음으로, 도 4b에 도시된 바와 같이, 열산화 공정을 수행하여, 노출된 반도체층(73)의 제2영역(B)에 산화막(83)을 형성하고, 이어서, 도 4c에 도시된 바와 같이, 반도체층(73)의 제1영역(A)을 가리는 산화방지막과, 상기 반도체층(73)의 제2영역(B)에 형성된 산화막을 제거하여, ESD 보호 회로가 형성될 제1영역(A)의 두께가 모스 트랜지스터가 형성될 제2영역(B) 보다 상대적으로 두꺼운 두께를 갖는 반도체층(73)을 얻는다.Next, as shown in FIG. 4B, a thermal oxidation process is performed to form an oxide film 83 in the second region B of the exposed semiconductor layer 73, and as shown in FIG. 4C. The anti-oxidation film covering the first region A of the semiconductor layer 73 and the oxide film formed in the second region B of the semiconductor layer 73 are removed to form the first region A in which the ESD protection circuit is to be formed. ), A semiconductor layer 73 having a thickness relatively thicker than that of the second region B in which the MOS transistor is to be formed is obtained.

이후, 도시하지는 않았으나, 전술된 실시예와 마차가지의 공정을 수행하여, 제1영역에는 소오스/드레인 영역이 매몰산화막과 접하지 않는 ESD 보호 회로를 형성하고, 제2영역에는 소오스/드레인 영역이 매몰산화막과 접하는 모스 트랜지스터를 형성한다.Subsequently, although not shown, a process similar to the above-described embodiment is performed to form an ESD protection circuit in which the source / drain region does not come into contact with the buried oxide film, and the source / drain region is formed in the second region. A MOS transistor in contact with the buried oxide film is formed.

이상에서와 같이, 본 발명은 SOI 소자를 형성함에 있어서, ESD 보호 회로가 형성될 반도체층 부분의 두께가 그 이외 부분 보다 상대적으로 두껍게 되도록 함으로써, 상기 ESD 보호 회로의 소오스/드레인 영역은 매몰산화막과 접하지 않도록 형성할 수 있고, 아울러, 상기 ESD 보호 회로 이외의 모스 트랜지스터의 소오스/드레인 영역은 매몰산화막과 접하도록 형성할 수 있다.As described above, in the present invention, in forming the SOI device, the thickness of the semiconductor layer portion in which the ESD protection circuit is to be formed is made relatively thicker than the other portions, so that the source / drain regions of the ESD protection circuit are formed with the investment oxide film. The source / drain regions of the MOS transistors other than the ESD protection circuit may be formed to be in contact with the buried oxide film.

따라서, ESD 보호 회로의 신뢰성을 향상시킬 수 있기 때문에, SOI 소자의 동작 특성의 향상을 기대할 수 있으며, 아울러, SOI 소자의 특성을 그대로 유지시킬 수 있는 것에 기인하여, 고속 및 저전력 소자를 실현할 수 있다.Therefore, since the reliability of the ESD protection circuit can be improved, the operation characteristics of the SOI element can be improved, and the high-speed and low-power element can be realized because the characteristics of the SOI element can be maintained as it is. .

기타, 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않는 범위에서 다양하게 변경하여 실시할 수 있다.In addition, this invention can be implemented in various changes within the range which does not deviate from the summary.

Claims (8)

정전기 보호 회로가 형성될 제1영역과 그 이외의 제2영역을 한정하는 소자분리막이 구비된 실리콘 웨이퍼를 제공하는 단계;Providing a silicon wafer having an isolation layer defining a first region in which an electrostatic protection circuit is to be formed and a second region other than the second region; 상기 실리콘 웨이퍼의 제2영역 상에 이온주입 마스크를 형성하는 단계;Forming an ion implantation mask on a second region of the silicon wafer; 상기 실리콘 웨이퍼의 노출된 제1영역 및 상기 이온주입 마스크에 의해 가려진 제2영역 내에 산소 이온을 이온주입하는 단계;Implanting oxygen ions into the exposed first region of the silicon wafer and the second region covered by the ion implantation mask; 상기 이온주입 마스크를 제거하는 단계;Removing the ion implantation mask; 산소 이온이 주입된 실리콘 웨이퍼를 열처리하여, 상기 실리콘 웨이퍼 내에 상기 실리콘 웨이퍼를 베이스층과 반도체층으로 분리시키며, 제1영역에 형성되는 부분이 제2영역에 형성되는 부분 보다 깊은 깊이를 갖는 매몰산화막을 형성하는 단계;Heat-treating a silicon wafer implanted with oxygen ions to separate the silicon wafer into a base layer and a semiconductor layer in the silicon wafer, and a buried oxide film having a depth deeper than a portion formed in the first region is formed in the first region. Forming a; 상기 제1 및 제2영역의 반도체층 상에 게이트 산화막이 개재된 게이트 전극을 형성하는 단계; 및Forming a gate electrode interposed with a gate oxide film on the semiconductor layers of the first and second regions; And 상기 게이트 전극 양측의 반도체층 부분에 소오스/드레인 영역을 형성하되, 상기 제1영역의 소오스/드레인 영역은 상기 매몰산화막과 접하지 않는 깊이로 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.Forming a source / drain region in a portion of the semiconductor layer on both sides of the gate electrode, wherein the source / drain region of the first region is formed to a depth not in contact with the buried oxide film; Manufacturing method. 제 1 항에 있어서, 상기 이온주입 마스크는 감광막 패턴인 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the ion implantation mask is a photoresist pattern. 제 1 항에 있어서, 상기 산소 이온주입 단계 전,According to claim 1, Before the oxygen ion implantation step, 노출된 실리콘 웨이퍼의 제1영역 상에 손상 방지층을 형성하는 단계를 더 수행하는 것을 특징으로 에스오아이 소자의 제조방법.And forming a damage prevention layer on the first region of the exposed silicon wafer. 제 3 항에 있어서, 상기 손상 방지층은 산화막인 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.The method of claim 3, wherein the damage prevention layer is an oxide film. 제 4 항에 있어서, 상기 산화막은 700∼1,200℃ 온도에서 습식 또는 건식 산화 공정을 통해 50∼1,000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.The method of claim 4, wherein the oxide film is formed to a thickness of 50 to 1,000 Pa by a wet or dry oxidation process at a temperature of 700 to 1,200 ° C. 6. 제 1 항에 있어서, 상기 산소 이온은 10∼1,000 KeV의 에너지 범위로 이온주입하는 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the oxygen ions are implanted in an energy range of 10 to 1,000 KeV. 제 1 항에 있어서, 상기 매몰산화막은 500∼5,000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.The method of claim 1, wherein the buried oxide film is formed to a thickness of 500 ~ 5,000Å. 베이스층과 매몰산화막 및 반도체층의 적층 구조로된 에스오아이 웨이퍼를 제공하는 단계;Providing an SOH wafer having a laminated structure of a base layer, an investment oxide film, and a semiconductor layer; 상기 반도체층 내에 상기 매몰산화막과 접하는 깊이로 정전기 보호 회로가 형성될 제1영역과 그 이외의 제2영역을 한정하는 소자분리막을 형성하는 단계;Forming an isolation layer in the semiconductor layer to define a first region in which the electrostatic protection circuit is to be formed and a second region other than the buried oxide film; 상기 반도체층 상에 그의 제1영역을 가리는 산화방지막을 형성하는 단계;Forming an anti-oxidation film overlying the semiconductor layer to cover the first region thereof; 열산화 공정을 수행하여, 노출된 반도체층의 제2영역에 산화막을 형성하는 단계;Performing a thermal oxidation process to form an oxide film in a second region of the exposed semiconductor layer; 상기 산화방지막과 필드산화막을 제거하여, 정전기 보호 회로가 형성될 제1영역이 그 이외의 제2영역 보다 상대적으로 두꺼운 반도체층을 얻는 단계;Removing the anti-oxidation film and the field oxide film to obtain a semiconductor layer having a first region where an electrostatic protection circuit is to be formed relatively thicker than a second region; 상기 반도체층의 제1 및 제2영역 상에 게이트 산화막이 개재된 게이트 전극을 형성하는 단계; 및Forming a gate electrode interposed with a gate oxide film on first and second regions of the semiconductor layer; And 상기 게이트 전극 양측의 반도체층 부분에 소오스/드레인 영역을 형성하되, 상기 제1영역의 소오스/드레인 영역은 상기 매몰산화막과 접하지 않는 깊이로 형성하는 단계를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 에스오아이 소자의 제조방법.Forming a source / drain region in a portion of the semiconductor layer on both sides of the gate electrode, wherein the source / drain region of the first region is formed to a depth not in contact with the buried oxide film; Manufacturing method.
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