KR20070105843A - Semiconductor integrated circuit - Google Patents
Semiconductor integrated circuit Download PDFInfo
- Publication number
- KR20070105843A KR20070105843A KR1020070026209A KR20070026209A KR20070105843A KR 20070105843 A KR20070105843 A KR 20070105843A KR 1020070026209 A KR1020070026209 A KR 1020070026209A KR 20070026209 A KR20070026209 A KR 20070026209A KR 20070105843 A KR20070105843 A KR 20070105843A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- substrate
- circuit
- well
- integrated circuit
- semiconductor integrated
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823481—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type isolation region manufacturing related aspects, e.g. to avoid interaction of isolation region with adjacent structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/77—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
- H01L21/78—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
- H01L21/82—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
- H01L21/822—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
- H01L21/8232—Field-effect technology
- H01L21/8234—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type
- H01L21/823493—MIS technology, i.e. integration processes of field effect transistors of the conductor-insulator-semiconductor type with a particular manufacturing method of the wells or tubs, e.g. twin tubs, high energy well implants, buried implanted layers for lateral isolation [BILLI]
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
Abstract
Description
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 집적회로를 도시한 단면도.1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention.
도 2a 내지 도 2f는 도 1에 도시된 반도체 집적회로의 제조방법을 도시한 공정 단면도.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit illustrated in FIG. 1.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for main parts of the drawings>
100 : 기판 101, 102, 103 : 소자 분리막100:
104A : 딥-웰(deep-well) 104B, 104C : 컬렉터104A: Deep-well 104B, 104C: Collector
105A : 웰 105B : 베이스105A:
106 : 게이트 절연막 107 : 게이트 도전막106: gate insulating film 107: gate conductive film
108 : 게이트 전극 109 : 스페이서108: gate electrode 109: spacer
110A : 소스 및 드레인 영역 110B : 에미터110A: Source and
110C : 픽-업(pick up) 영역 111 : 베이스110C: pick up area 111: base
112 : 에미터112: emitter
본 발명은 반도체 집적회로 및 그 제조기술에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 무선 주파수(Radio Frequency, 이하, RF라 함) 회로들을 단일 마이크로 칩으로 지원하는 반도체 집적회로 및 그 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor integrated circuit and a manufacturing technology thereof, and more particularly, to a semiconductor integrated circuit for supporting digital circuits, analog circuits, and radio frequency (hereinafter referred to as RF) circuits as a single microchip. It relates to a manufacturing method.
최근 수요가 급증하는 자동 추진력(automotive power) 집적회로(Integrated Circuit) 및 직류/직류 변환기(DC/DC converter) 등과 같은 고주파 고내압 정보통신 시스템 구현을 위한 스마트 카드(smart card) 집적회로용으로 MBCD(Modular Bipolar-CMOS-DMOS) 단일 집적회로와 같은 MSOC(Modular System On Chip)를 사용하고 있다. MBCD for smart card integrated circuits for high frequency high voltage telecommunication systems such as automotive power integrated circuits and DC / DC converters, which are in high demand. Modular Bipolar-CMOS-DMOS Modular System On Chip (MSOC) is used as a single integrated circuit.
이러한 단일 집적회로들은 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위하여, 이들 회로들을 함께 집적하고 있으며, 이를 통해 무선 및 광통신 어플리케이션들을 위한 휴대용 RF 장치들의 양과 질적인 측면을 개선하는 것이 가능하였다.These single integrated circuits integrate these circuits together to simultaneously support digital circuits, analog circuits and RF circuits, thereby improving the quantity and quality of portable RF devices for wireless and optical communication applications. It was.
그러나, 이들 다양한 회로 형태들의 집적은 여러 가지 고유한 문제점을 안고 있다. However, the integration of these various circuit types presents several inherent problems.
그 중 하나가 다양한 회로 형태들이 가지고 있는 고유한 특성에 기인한 간섭(cross talk) 문제이다. 즉, 단일 집적회로 상에 이들 다양한 회로 형태들 각각을 배치시키는 경우 단일 집적회로 기판을 통해 회로들 간 상호 작용이 가능한 이 점은 얻을 수 있으나, 다른 한편으로는 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들 간의 간섭에는 취약하다. One of them is the problem of cross talk due to the unique characteristics of various circuit types. In other words, placing each of these various circuit types on a single integrated circuit allows one to get the advantage of inter-circuit interaction through a single integrated circuit board, but on the other hand, digital circuits, analog circuits and RF It is vulnerable to interference between circuits.
아날로그 회로들은 다른 회로들 또는 장치들에 의해 발생된 전기적인 잡음에 매우 민감하게 반응한다. 이에 반해, 디지털 회로들은 그들의 디지털 특성으로 인해 아날로그 회로들에 비해 전기적인 잡음에 훨씬 덜 민감하다. 하지만, 디지털 회로들은 그 특성상 상당한 전류 잡음량을 발생시킨다. 이에 따라, 단일 집적회로 상에 아날로그 및 디지털 회로들을 함께 집적시키는 경우 디지털 회로들에 의해 발생된 높은 잡음 성분들이 아날로그 회로들에게 영향을 미칠 수 있기 때문에 단일 집적회로 상에 아날로그 및 디지털 회로들을 집적하는 경우 아날로그 회로들은 디지털 회로들에 의해 발생된 전기적인 잡음으로부터 분리되거나 격리되어야 할 필요가 있다. Analog circuits are very sensitive to electrical noise generated by other circuits or devices. In contrast, digital circuits are much less sensitive to electrical noise than analog circuits because of their digital characteristics. However, digital circuits generate a considerable amount of current noise by their nature. Thus, integrating analog and digital circuits on a single integrated circuit may result in the integration of analog and digital circuits on a single integrated circuit since the high noise components generated by the digital circuits may affect the analog circuits. In this case, the analog circuits need to be isolated or isolated from the electrical noise generated by the digital circuits.
따라서, 본 발명은 상기한 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있다. Accordingly, the present invention has been proposed to solve the above problems of the prior art, and has the following objects.
첫째, 본 발명은 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, 아날로그 회로들을 전기적인 잡음으로부터 안정적으로 분리 및 격리시킬 수 있는 반도체 집적회로를 제공하는데 목적이 있다.First, an object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of stably separating and isolating analog circuits from electrical noise in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits. .
둘째, 본 발명은 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로의 크기를 축소시킬 수 있는 반도체 집적회로를 제공하 는데 다른 목적이 있다. Second, another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of reducing the size of a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits.
셋째, 본 발명은 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, 이러한 다양한 회로들을 구성하는 고전압 소자-30V 이상의 고전압에서 동작하는 소자, 예컨대 DMOS(Diffused Metal Oxide Semiconductor)-들 간의 소자 분리를 안정적으로 구현할 수 있는 반도체 집적회로를 제공하는데 또 다른 목적이 있다. Third, the present invention provides a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits, and includes a high voltage device constituting these various circuits and a device operating at a high voltage of 30V or more, such as a DMOS (Diffused Metal Oxide Semiconductor). Another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of stably implementing device separation between the devices.
넷째, 본 발명은 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, 제조비용을 최소화할 수 있는 반도체 집적회로를 제공하는데 또 다른 목적이 있다Fourth, another object of the present invention is to provide a semiconductor integrated circuit capable of minimizing manufacturing costs in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits.
상기한 목적을 달성하기 위한 일 측면에 따른 본 발명은, 디지털 회로와 아날로그 회로가 단일 기판 상에 집적된 반도체 집적회로에 있어서, 상기 디지털 회로가 형성될 영역과 상기 아날로그 회로가 형성될 영역을 포함하는 기판과, 상기 아날로그 회로의 소자들과 상기 디지털 회로의 소자들 간의 간섭을 방지하기 위하여 상기 디지털 회로의 소자가 형성될 영역 또는 상기 아날로그 회로의 소자들이 형성될 영역을 둘러싸도록 상기 기판 내에 일정 깊이로 형성된 딥-웰(deep-well)을 포함하는 반도체 집적회로를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit in which a digital circuit and an analog circuit are integrated on a single substrate, including a region where the digital circuit is to be formed and a region where the analog circuit is to be formed. A predetermined depth within the substrate so as to surround a region in which the elements of the digital circuit are formed or an region in which the elements of the analog circuit are formed to prevent interference between the substrate and the elements of the analog circuit and the elements of the digital circuit. Provided is a semiconductor integrated circuit including a deep well formed in the semiconductor device.
이하에서는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명을 구현하기 위한 바람직한 실시예를 첨부한 도면들을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the technical idea of the present invention. This will be described.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장되어진 것이며, 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되어지는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나, 또는 그들 사이에 제3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 실시예에서 동일한 도면번호로 표기된 부분은 동일한 요소들을 나타낸다. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity, and where it is said that a layer is on another layer or substrate it may be formed directly on another layer or substrate, or A third layer may be interposed between them. Also, in the embodiments, the same reference numerals denote the same elements.
더욱 구체적으로, 실시예에서는 설명의 편의를 위해 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 구성하는 다양한 소자들 중 일부만을 예로 들어 설명하기로 한다. 예컨대, 아날로그 회로 소자들로는 HBT(Hetero Junction Bipolar Transistor), BJT(Bipolar Junction Transistor), CMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor) 소자, 디지털 회로 소자들로는 LDMOS(Lateral Double Diffused Metal Oxide Semiconductor), RF 회로 소자들로는 RF CMOS 소자를 일례로 설명한다.More specifically, in the embodiment, only some of the various elements constituting digital circuits, analog circuits, and RF circuits will be described for convenience of description. For example, Heterojunction Bipolar Transistor (HBT), Bipolar Junction Transistor (BJT), Complementary Metal Oxide Semiconductor (CMOS) devices as analog circuit devices, Lateral Double Diffused Metal Oxide Semiconductor (LDMOS) as digital circuit devices, and RF CMOS as RF circuit devices. An element is demonstrated as an example.
실시예Example
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 집적회로를 설명하기 위하여 도시한 단면도이다. 1 is a cross-sectional view illustrating a semiconductor integrated circuit in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 집적회로는 단일 기판(100) 상에 아날로그 회로의 소자들과, RF 회로의 소자들, 그리고 디지털 회로의 소자들을 모두 지원하며, 각 회로의 소자들의 개수, 구조 및 배치는 제한을 두지 않는다. Referring to FIG. 1, a semiconductor integrated circuit according to an exemplary embodiment of the present invention supports all the elements of an analog circuit, the elements of an RF circuit, and the elements of a digital circuit on a
본 발명의 실시예에 따른 반도체 집적회로는 아날로그 회로의 소자들이 형성될 영역과 RF 회로의 소자들이 형성될 영역, 또는 디지털 회로의 소자들이 형성될 영역을 둘러싸도록 기판(100) 내에 일정 깊이로 형성된 딥-웰(deep-well, 104A)을 포함한다. A semiconductor integrated circuit according to an embodiment of the present invention is formed to have a predetermined depth in the
딥-웰(104A)은 디지털 회로의 소자들이 형성될 영역에 형성하는 것이 바람직하다. 그 이유는 반도체 집적회로에서 발생되는 전기적인 잡음은 대부분 디지털 회로에서 발생되기 때문이다. 따라서, 아날로그 회로의 소자들이 형성될 영역과 RF 회로의 소자들이 형성될 영역을 모두 둘러싸도록 딥-웰(104A)을 형성하는 것보다는 디지털 회로의 소자들이 형성될 영역만을 둘러싸는 것이 제조비용 측면에서 유리하다. 하지만, 본 발명의 실시예에서 제시한 바와 같이 디지털 회로의 소자들이 형성될 영역이 아날로그 회로의 소자들과 RF 회로의 소자들이 형성될 영역을 모두 포함하는 영역보다 넓은 경우에는 아날로그 회로와 RF 회로가 형성될 영역에 형성할 수도 있다. The deep-
전기적인 측면을 고려하여 볼 때, 반도체 집적회로에는 일정한 도전형을 갖는 단일 기판 상에 다양한 회로들이 집적되게 된다. 이 때문에 단일 기판은 모든 회로의 소자들을 연결하는 저항으로서 기능을 하게 된다. 따라서, 딥-웰(104A) 상에 다양한 회로의 소자들을 전략적으로 배치시켜 다양한 회로의 소자들을 상호 분리 및 격리시킴으로써 단일 기판 상에 다양한 회로의 소자들을 집적하는 것이 가능해진다. In consideration of the electrical aspects, semiconductor integrated circuits integrate various circuits on a single substrate having a constant conductivity type. This allows a single substrate to function as a resistor that connects the elements of all circuits. Thus, it is possible to integrate the elements of the various circuits on a single substrate by strategically placing the elements of the various circuits on the deep-
이렇듯, 딥-웰(104A)은 아날로그 회로와 디지털 회로 간의 간섭을 방지하는 기능을 수행하며, 비교적 공정이 단순한 이온주입(ion implant) 공정을 통해 형성하는 것이 바람직하다. 딥-웰(104A) 대신에 간섭 방지를 위해 매립 산화물층(Burried Oxide, BOX)이 형성된 SOI(Silicon On Insulator) 기판을 사용할 수 있으나, 이 경우 제조 비용 측면에서 나쁜 영향을 미치기 때문에 비교적 저렴한 벌크(bulk) 기판을 사용하고, 공정이 단순한 이온주입 공정을 통해 딥-웰(104A)을 형성한다. As such, the deep-
예컨대, 딥-웰(104A)은 기판(100)의 도전형에 따라 적절하게 변경될 수 있으며, p형 기판을 사용하는 경우 n-웰로 형성하고, n형 기판을 사용하는 경우 p-웰로 형성한다. For example, the dip-
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 집적회로는 다양한 회로의 소자들의 동작 범위를 구현하기 위해 STI(Shallow Trench Isolation), MTI(Medium Trench Isolation), DTI(Deep Trench Isolation) 구조의 소자 분리막(101, 102, 103)을 더 포함한다. In addition, the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention is a
STI 구조의 소자 분리막(101)은 10V 이하에서 동작하는 저전압 소자, 예컨대 BJT, CMOS, RF-CMOS, ST-LDMOS(Shallow Trench isolation-LDMOS) 소자 사이의 전기적인 분리를 위해 트렌치(trench)의 깊이가 기판(100) 상부면으로부터 1㎛ 이내의 깊이를 갖도록 형성된다. The
MTI 구조의 소자 분리막(102)은 10~30V 범위에서 동작하는 중전압 소자, 예컨대 MT-LDMOS(Medium Trench isolation-LDMOS) 소자 사이 또는 이들과 저전압 소 자 사이의 전기적인 분리를 위해 기판(100) 상부면으로부터 1~3㎛의 깊이를 갖도록 형성된다.The
DTI 구조의 소자 분리막(103)은 30V 이상의 고전압 소자, 예컨대 DT-LDMOS(Deep Trench isolation-LDMOS, 30V~50V), HV-LDMOS(High Voltage well-LDMOS, 50V~수백 V), 고전압용 HBT 소자 등과 같은 고전압 소자들 사이 또는 이들과 저전압 소자들 또는 중전압 소자들 사이의 전기적인 분리를 위해 기판(100) 상부면으로부터 3㎛ 이상의 깊이, 예컨대 3~50㎛, 바람직하게는 3~10㎛ 범위의 깊이를 갖도록 형성된다.The
또한, 본 발명의 실시예에 따른 반도체 집적회로는 디지털 회로의 소자들 중 50V~수백V에서 동작하는 HV-LDMOS 소자를 구현하기 위하여 HV-LDMOS 소자가 형성될 영역의 기판(100) 내에 에피층(epitaxial layer)을 형성하는 대신에 MI(Medium implant) 공정 후 드라이브-인(drive-in) 공정을 통해 형성된 고전압용 웰(미도시)을 포함한다. In addition, the semiconductor integrated circuit according to the embodiment of the present invention is an epitaxial layer in the
여기서, MI 공정이라 함은 예컨대, 불순물 이온들이 기판(100) 상부면으로부터 1~3㎛의 깊이로 주입되도록 하기 위하여, 이온주입 타겟(target)을 1~3㎛의 깊이로 설정하여 불순물 이온을 기판(100)에 주입하는 공정을 의미한다. 또한, 드라이브-인 공정은 MI 공정을 통해 일정 깊이로 주입된 불순물 이온의 양을 온도와 공정 시간을 조절하여 최종 이온주입 깊이와 농도 분포를 갖도록 하는 공정을 의미한다. Here, the MI process is, for example, in order to implant the impurity ions to a depth of 1 ~ 3㎛ from the upper surface of the
이외에, 도 1에 도시되었으나, 설명되지 않은 소자들에 대한 설명은 도 2a 내지 도 2f에 도시된 반도체 집적회로의 제조방법을 통해 구체적으로 설명하기로 한다. In addition, the description of the devices not illustrated in FIG. 1 will be described in detail through the method of manufacturing the semiconductor integrated circuit shown in FIGS. 2A through 2F.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이, HV-LDMOS 소자는 가장 큰 공핍(depletion) 영역을 요구하기 때문에 써멀 버짓(thermal budget)이 가장 큰 공정인 고전압 웰 영역(미도시)을 형성해야만 한다. 이때, 고전압 웰은 전술한 바와 같이, MI 공정과 드라이브-인 공정으로 형성한다. 예컨대, 고전압 웰은 기판(100) 내에 일정 깊이로 n형 또는 p형 불순물 이온을 주입시킨 후 1000 내지 1200℃ 정도의 온도에서 2~15시간 동안 드라이브-인 공정을 실시하여 기판(100) 상부면으로부터 수 내지 수십 ㎛ 깊이로 형성하며, 그 두께는 일반적인 고전압 소자에서의 에피층의 두께와 동일하게 형성한다. First, as shown in FIG. 2A, since the HV-LDMOS device requires the largest depletion region, a HV-LDMOS device must form a high voltage well region (not shown), which is a process having the largest thermal budget. At this time, the high voltage well is formed by the MI process and the drive-in process as described above. For example, the high voltage well may be implanted with n-type or p-type impurity ions into the
한편, DT-LDMOS 소자용 웰은 HV-LDMOS 소자용 고전압 웰을 공통으로 사용할 수도 있다. On the other hand, the well for DT-LDMOS device can also use the high voltage well for HV-LDMOS device in common.
이어서, 기판(100) 내에 소자 분리를 위한 소자 분리막(101, 102, 103)을 형성한다. 이때, 소자 분리막(101, 102, 103)은 반도체 집적회로에 구현되는 소자의 동작 범위를 최대한 넓게 가져가기 위하여 서로 깊이가 다른 STI, MTI, DTI 구조로 형성한다. Subsequently, device isolation layers 101, 102, and 103 for device isolation are formed in the
예컨대, 소자 분리막(101, 102, 103)은 각 구조에 대응하여 2가지 방법으로 형성할 수 있다. For example, the device isolation layers 101, 102, and 103 may be formed in two ways corresponding to each structure.
첫번째 방법은 절연막을 이용한 매립 방법이다. 이 방법은 기판(100)을 일정 깊이로 식각하여 트렌치(trench)를 형성한 후 상기 트렌치가 매립되도록 절연막, 예컨대 매립 특성이 우수한 HDP(High Density Plasma) 산화막을 증착한다. 그런 다음 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 공정을 실시하여 HDP 산화막을 평탄화하는 공정으로 진행된다. The first method is a buried method using an insulating film. This method forms a trench by etching the
두번째 방법은 O2 이온을 이용한 이온주입 방법이다. 이 방법은 절연특성을 갖는 O2 이온을 직접 기판(100) 내에 주입시키는 공정으로 진행된다. 이러한 방법으로 STI, MTI, DTI 구조를 구현하기 위해서는 일반적인 이온주입 공정을 이용하는 대신에 소위 '스택 임플란트(stack implant)'라고 불리는 이온주입 공정을 이용한다. The second method is an ion implantation method using O 2 ions. This method proceeds to the step of directly injecting O 2 ions having insulating properties into the
스택 임플란트 공정은 전체 공정 과정에서 이온주입 에너지를 변화시켜 실시하는 공정으로서, 먼저 높은 이온주입 에너지를 적용하여 가장 깊은 곳에 O2 이온을 주입시킨 후 단계적으로 이온주입 에너지를 낮추어 STI, MTI, DTI 구조로 형성한다. The stack implant process is performed by changing the ion implantation energy in the whole process. First, high ion implantation energy is applied to inject the O 2 ions at the deepest and then the ion implantation energy is lowered step by step to reduce the STI, MTI, and DTI structures. To form.
일례로, 첫번째 방법을 이용한 STI 구조의 소자 분리막(101) 형성방법을 설명하면 다음과 같다. For example, the method of forming the
먼저, 기판(100) 상에 완충 산화막(buffer oxide)과 하드 마스크(hard mask)로 기능하는 패드 질화막(pad nitride)을 순차적으로 증착한 후 그 상부에 포토 공정을 실시하여 식각 마스크를 형성한다. 그런 다음, 상기 식각 마스크를 이용한 식각공정을 실시하여 상기 패드 질화막, 상기 완충 산화막, 기판(100)의 일부를 순차적으로 식각하여 1㎛ 이내의 얕은 트렌치를 형성한 후 상기 트렌치의 내측벽에 대 하여 산화공정을 실시하여 월(wall) 산화막을 형성한다. 그런 다음, 상기 트렌치가 매립되도록 HDP 산화막을 매립한 후 CMP 공정을 실시하여 평탄화한다. 그런 다음, 상기 패드 질화막과 완충 산화막을 제거하여 STI 구조를 갖는 소자 분리막(101)을 형성한다. First, a pad nitride film, which functions as a buffer oxide and a hard mask, is sequentially deposited on the
상기한 STI 구조와 마찬가지로 MTI 구조, DTI 구조를 갖는 소자 분리막(102, 103)을 형성할 수 있다. 다만, STI 구조와 다르게 MTI 구조는 STI 구조보다 깊은 1~3㎛의 깊이로 형성하고, DTI 구조는 MTI 구조보다 깊은 3㎛ 이상의 깊이로 형성한다. Similar to the STI structure described above,
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이, 딥-웰(104A)을 형성한다. 이때, 딥-웰(104A)은 아날로그 회로의 소자들과 디지털 회로의 소자들 간의 간섭을 방지하기 위하여 아날로그 회로가 형성될 영역 또는 디지털 회로가 형성될 영역을 감싸도록 형성한다. 예컨대, 딥-웰(104A)은 p형 기판(100) 내에 n형으로 형성하며, 아날로그 회로의 소자인 CMOS, RF-CMOS 소자가 형성될 영역에 높은 이온주입 에너지로 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 2B, deep-
한편, 딥-웰(104A) 형성공정시 HBT 소자와 BJT 소자가 형성될 영역에는 각각 컬렉터(collector, 104B, 104C)가 형성된다. Meanwhile,
이어서, 도 2c에 도시된 바와 같이, HV-LDMOS, DT-LDMOS 소자 이외의 기타 소자들, 즉 CMOS, RF-CMOS, ST-LDMOS, MT-LDMOS 소자가 형성될 영역에 깊은 웰(104A)보다 낮은 농도로 웰(105A)을 형성한다. 동도면에서, 웰(105A)이 ST-LDMOS와 MT-LDMOS 소자 영역에는 도시되진 않았으나, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 실질적으로는 ST-LDMOS와 MT-LDMOS 소자가 형성될 영역에도 동일하게 웰(105A)이 형성된다. Subsequently, as shown in FIG. 2C, other devices other than the HV-LDMOS and DT-LDMOS devices, that is, the CMOS, RF-CMOS, ST-LDMOS, MT-LDMOS devices, may be formed. Well 105A is formed at a low concentration. In the same figure, the
한편, 웰(105A) 형성공정시 BJT 소자가 형성될 영역에는 베이스(base, 105B)가 형성된다. 따라서, BJT 소자의 이득(gain)을 높이기 위해서는 베이스(105B)의 폭이 좁아야 한다. 이를 위해, 전술한 딥-웰(104A) 공정과는 별도로 포토공정과 이온주입 공정을 실시하여 딥-웰(104A)보다 낮은 이온주입 에너지로 컬렉터를 형성할 수도 있다. Meanwhile, a
이어서, 도 2d에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 게이트 전극(108)을 형성한다. 이때, 게이트 전극(108)은 게이트 절연막(106)과 게이트 도전막(107) 적층 구조로 형성한다. 게이트 절연막(106)은 산화막(예컨대, SiO2) 또는 산화막과 질화막이 적층된 적층 구조로 형성한다. 게이트 도전막(107)은 폴리실리콘막, 전이금속, 희토류 금속, 합금막, 금속 질화막, 금속실리사이드층 또는 이들의 적층 구조로 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 2D, the
한편, LDMOS 소자의 게이트는 동도면에 도시된 바와 같이 기판(100) 상부에서 적층된 수직 구조가 아니라, 리세스(recess) 구조를 갖는 게이트로 형성할 수도 있다. Meanwhile, the gate of the LDMOS device may be formed as a gate having a recess structure instead of a vertical structure stacked on the
이어서, 도 2e에 도시된 바와 같이, 이온주입 공정을 실시하여 게이트 전극(108)의 양측으로 노출되는 기판(100) 내에 얕은 저농도 접합영역(미도시)을 형성한다.Subsequently, as shown in FIG. 2E, an ion implantation process is performed to form a shallow low concentration junction region (not shown) in the
이어서, 게이트 전극(108)의 양측벽에 게이트 스페이서(gate spacer, 109)를 형성한다. 이때, 게이트 스페이서(109)는 산화막, 질화막 또는 이들의 적층막으로 형성한다. Subsequently,
이어서, 스페이서(109)의 양측으로 노출되는 기판(100) 내에 저농도 접합영역보다 깊은 고농도 접합영역(110A)을 형성한다. 이로써, 저농도 접합영역과 고농도 접합영역(110A)으로 이루어진 LDD(Lightly Doped Drain) 구조의 소스 및 드레인 영역이 형성된다. Subsequently, a high
한편, 고농도 접합영역(110A) 형성공정시 BJT 소자가 형성될 영역에는 에미터(110B)가 형성되고, 기타 영역에는 각 웰에 바이어스(bias)를 공급하기 위한 픽-업(pick up) 영역(110C)이 형성된다. Meanwhile, the
이어서, 도 2f에 도시된 바와 같이, HBT 소자가 형성될 영역의 기판(100) 상에 베이스(111)와 에미터(112)를 형성한다. 이때, 베이스(111)는 SiGe로 형성하고, 에미터(112)는 폴리실리콘막으로 형성한다. Subsequently, as shown in FIG. 2F, the
이어서, 도시되진 않았지만, RF-CMOS가 형성될 영역에 RF 수동 소자들로 MIM(Metal-Insulator-Metal) 캐패시터(capacitor), 저항(resistor), 인덕터(inductor) 등을 형성하고, 또는 전송 소자(transformer)를 형성할 수 있으며, 이 외에, 집적회로 내에 소자 간의 접속을 위한 금속배선 등을 형성할 수도 있다. 이때, 인덕터는 알루미늄 또는 구리로 형성한다. Subsequently, although not shown, a metal-insulator-metal (MIM) capacitor, a resistor, an inductor, or the like may be formed of RF passive elements in a region where the RF-CMOS is to be formed. transformers), and in addition, metal wirings or the like for connection between devices may be formed in integrated circuits. At this time, the inductor is formed of aluminum or copper.
본 발명의 기술 사상은 바람직한 실시예에서 구체적으로 기술되었으나, 상기한 실시예는 그 설명을 위한 것이며, 그 제한을 위한 것이 아님을 주의하여야 한 다. 또한, 본 발명은 이 기술 분야의 통상의 전문가라면 본 발명의 기술 사상의 범위 내에서 다양한 실시예들이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.Although the technical spirit of the present invention has been described in detail in the preferred embodiments, it should be noted that the above-described embodiments are for the purpose of description and not of limitation. In addition, it will be understood by those skilled in the art that various embodiments are possible within the scope of the technical idea of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의하면, 다음과 같은 효과들을 얻을 수 있다. As described above, according to the present invention, the following effects can be obtained.
첫째, 본 발명에 의하면, 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, 아날로그 회로의 소자들이 형성될 영역 또는 디지털 회로의 소자들이 형성될 영역을 둘러싸도록 깊은 웰을 형성함으로써 아날로그 회로들을 전기적인 잡음으로부터 안정적으로 격리 또는 분리시킬 수 있다.First, according to the present invention, in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits, a deep well so as to surround an area where elements of the analog circuit are to be formed or an area where the elements of the digital circuit are to be formed. Analog circuits can be reliably isolated or isolated from electrical noise by forming
둘째, 본 발명에 의하면, 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, 기존의 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon) 공정을 통해 형성되는 소자 분리막 대신에 STI, MTI, DTI 구조로 소자 분리막을 형성함으로써 단일 집적회로의 크기를 기존 대비하여 크게 축소시킬 수 있다.Second, according to the present invention, in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits, STI, MTI, instead of a device isolation film formed through a conventional LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) process By forming the device isolation layer with the DTI structure, the size of a single integrated circuit can be greatly reduced compared to the existing.
셋째, 본 발명에 의하면, 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, STI, MTI, DTI 구조로 소자 분리막을 형성함으로써 넓은 동작 범위를 갖는 소자들 간의 분리를 안정적으로 구현할 수 있다. Third, according to the present invention, in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits, isolation between devices having a wide operating range is formed by forming device isolation layers with STI, MTI, and DTI structures. Can be reliably implemented.
넷째, 본 발명에 의하면, 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, STI, MTI, DTI 구조로 소자 분리막을 형성하여 소자 간 분리 및 격리를 수행함으로써 기존에 소자 간 분리를 위해 비대칭적으로 LDD 구조의 접합영역(소스 또는 드레인 영역) 중 상대적으로 길게 형성된 영역의 길이를 축소시키는 것이 가능하여 전체적으로 반도체 집적회로의 크기를 축소시킬 수 있다. Fourthly, according to the present invention, in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits, a device isolation layer is formed by STI, MTI, and DTI structures to perform separation and isolation between devices. For isolation between devices, the length of a relatively long region of the junction region (source or drain region) of the LDD structure may be asymmetrically reduced, thereby reducing the size of the semiconductor integrated circuit as a whole.
다섯째, 본 발명에 의하면, 디지털 회로들, 아날로그 회로들 및 RF 회로들을 동시에 지원하기 위한 단일 집적회로에 있어서, 에피층 대신에 이온주입 공정과 드라이브-인 공정을 이용하여 고전압용 웰을 형성하여 에피층과 동일한 기능을 수행하도록 함으로써 에피층을 형성하는 기존의 집적회로에 대비하여 제조비용을 감소시킬 수 있다.Fifth, according to the present invention, in a single integrated circuit for simultaneously supporting digital circuits, analog circuits, and RF circuits, an epitaxial well is formed by using an ion implantation process and a drive-in process instead of an epitaxial layer. By performing the same function as the layer, the manufacturing cost can be reduced in comparison with the existing integrated circuit forming the epi layer.
Claims (31)
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US11/785,673 US7884440B2 (en) | 2006-04-26 | 2007-04-19 | Semiconductor integrated circuit |
TW096113737A TWI345301B (en) | 2006-04-26 | 2007-04-19 | Semiconductor integrated circuit |
JP2007115909A JP5233041B2 (en) | 2006-04-26 | 2007-04-25 | Semiconductor integrated circuit |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR20060037865 | 2006-04-26 | ||
KR1020060037865 | 2006-04-26 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20070105843A true KR20070105843A (en) | 2007-10-31 |
KR100854440B1 KR100854440B1 (en) | 2008-08-26 |
Family
ID=38819237
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070026209A KR100854440B1 (en) | 2006-04-26 | 2007-03-16 | Semiconductor integrated circuit |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100854440B1 (en) |
CN (1) | CN100536138C (en) |
TW (1) | TWI345301B (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160133706A (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-23 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and the fabricating method thereof |
KR20210092645A (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-26 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Deep trench isolation structure and method of making the same |
Families Citing this family (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN101916730B (en) * | 2010-07-22 | 2012-07-11 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | Method for manufacturing silicon on insulator (SOI) super-junction laterally diffused metal oxide semiconductor (LDMOS) with linear buffer layer |
US9202760B2 (en) * | 2012-06-26 | 2015-12-01 | Infineon Technologies Ag | Semiconductor devices and structures |
CN104241281B (en) * | 2013-06-18 | 2017-09-01 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | A kind of integrated circuit and its manufacture method |
CN104241267B (en) * | 2013-06-18 | 2017-08-01 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | A kind of integrated circuit and its manufacture method |
CN104241280B (en) * | 2013-06-18 | 2017-11-10 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | A kind of integrated circuit and its manufacture method |
CN104241279B (en) * | 2013-06-18 | 2017-09-01 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | A kind of integrated circuit and its manufacture method |
CN104716136B (en) * | 2013-12-17 | 2018-02-06 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | A kind of integrated circuit and its manufacture method |
CN104810366B (en) * | 2014-01-26 | 2018-09-11 | 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 | A kind of integrated circuit and its manufacturing method |
KR20170066321A (en) * | 2014-09-26 | 2017-06-14 | 인텔 코포레이션 | Integrated circuit die having backside passive components and methods associated therewith |
KR101666752B1 (en) * | 2015-06-18 | 2016-10-14 | 주식회사 동부하이텍 | Semiconductor device and radio frequency module formed on high resistivity substrate |
JP6591312B2 (en) * | 2016-02-25 | 2019-10-16 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | Semiconductor device |
CN111968975A (en) * | 2020-08-07 | 2020-11-20 | 长江存储科技有限责任公司 | Circuit chip, three-dimensional memory and method for preparing three-dimensional memory |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2953213B2 (en) * | 1992-08-22 | 1999-09-27 | 日本電気株式会社 | CMOS integrated circuit |
JP3631464B2 (en) * | 2001-12-27 | 2005-03-23 | 株式会社東芝 | Semiconductor device |
US20030234438A1 (en) * | 2002-06-24 | 2003-12-25 | Motorola, Inc. | Integrated circuit structure for mixed-signal RF applications and circuits |
KR20060010885A (en) * | 2004-07-29 | 2006-02-03 | 매그나칩 반도체 유한회사 | Image sensor capable of interrupting inter block noise inflow |
-
2007
- 2007-03-16 KR KR1020070026209A patent/KR100854440B1/en active IP Right Grant
- 2007-04-19 TW TW096113737A patent/TWI345301B/en active
- 2007-04-24 CN CNB2007101017033A patent/CN100536138C/en active Active
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20160133706A (en) * | 2015-05-13 | 2016-11-23 | 삼성전자주식회사 | Semiconductor device and the fabricating method thereof |
US11201086B2 (en) | 2015-05-13 | 2021-12-14 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices and methods of forming the same |
US11876019B2 (en) | 2015-05-13 | 2024-01-16 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Semiconductor devices and methods of forming the same |
KR20210092645A (en) * | 2020-01-15 | 2021-07-26 | 타이완 세미콘덕터 매뉴팩쳐링 컴퍼니 리미티드 | Deep trench isolation structure and method of making the same |
US11450574B2 (en) | 2020-01-15 | 2022-09-20 | Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Limited | Deep trench isolation structure and method of making the same |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI345301B (en) | 2011-07-11 |
CN100536138C (en) | 2009-09-02 |
TW200746393A (en) | 2007-12-16 |
CN101064307A (en) | 2007-10-31 |
KR100854440B1 (en) | 2008-08-26 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100854440B1 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
JP5233041B2 (en) | Semiconductor integrated circuit | |
CN109244033B (en) | Radio frequency switch with air gap structure | |
US6927452B2 (en) | Semiconductor device having dual isolation structure and method of fabricating the same | |
US6855581B2 (en) | Method for fabricating a high-voltage high-power integrated circuit device | |
US7375000B2 (en) | Discrete on-chip SOI resistors | |
KR100735654B1 (en) | Decoupling capacitors and methods for forming the same | |
US7491618B2 (en) | Methods and semiconductor structures for latch-up suppression using a conductive region | |
US10325907B2 (en) | Substrate isolation for low-loss radio frequency (RF) circuits | |
US6828635B2 (en) | Method for making high-gain vertical bipolar junction transistor structures compatible with CMOS process | |
US6265752B1 (en) | Method of forming a HVNMOS with an N+ buried layer combined with N well and a structure of the same | |
TWI525811B (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
US7939863B2 (en) | Area efficient 3D integration of low noise JFET and MOS in linear bipolar CMOS process | |
US6071763A (en) | Method of fabricating layered integrated circuit | |
US5895243A (en) | Semiconductor processing method of providing electrical isolation between adjacent semiconductor diffusion regions of different field effect transistors and integrated circuitry having adjacent electrically isolated field effect transistors | |
IE53914B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
EP1307922A2 (en) | A novel capacitively coupled dtmos on soi | |
US6451655B1 (en) | Electronic power device monolithically integrated on a semiconductor and comprising a first power region and at least a second region as well as an isolation structure of limited planar dimension | |
US6566223B1 (en) | High voltage integrated switching devices on a bonded and trenched silicon substrate | |
KR100605908B1 (en) | Semiconductor Device And Method For Manufacturing The Same | |
EP1037274A2 (en) | Electronic power device monolithically integrated on a semiconductor and comprising a first power region and at least a second region as well as an isolation structure having a limited planar dimension | |
KR20010113342A (en) | Smart power device having multi-function and method thereof |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120720 Year of fee payment: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130730 Year of fee payment: 6 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20150716 Year of fee payment: 8 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20160718 Year of fee payment: 9 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170719 Year of fee payment: 10 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180717 Year of fee payment: 11 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190716 Year of fee payment: 12 |