发明名称 半导体装置及其制造方法
摘要 本发明之目的是提供半导体装置及其制造方法,在SOI构造之半导体装置中,经由抑制利用部份STI构造之分离氧化膜互相邻接之电晶体间所产生漏泄电流,用来提高分离特性和耐压。本发明之解决手段是在由半导体基板l,埋入氧化膜2和半导体层3构成之SOI构造中之半导体基板l和埋入氧化膜2之接合表面,形成不纯物层12。
申请公布号 TW468279 申请公布日期 2001.12.11
申请号 TW089120743 申请日期 2000.10.05
申请人 三菱电机股份有限公司 发明人 国清辰也
分类号 H01L27/12 主分类号 H01L27/12
代理机构 代理人 赖经臣 台北巿南京东路三段三四六号一一一二室
主权项 1.一种半导体装置,包含有由半导体基板,埋入氧化膜,和半导体层构成之SOI基板,其特征是具备有:分离绝缘膜,包围被配置在该半导体层之主表面之第1和第2活性区域,形成与上述之埋入氧化膜隔开指定之距离;第1主动元件,形成在上述第1活性区域;第2主动元件,形成在上述第2活性区域;不纯物层,形成在与上述埋入氧化膜之界面近傍之上述半导体基板之一主面;和配线,电连接到不纯物层。2.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中不纯物层和半导体层是第1导电型;第1主动元件是MOS型电晶体,具有从第1活性区域之主表面达到埋入氧化膜之第2导电型之第1源极区域和汲极区域;第2主动元件是MOS型电晶体,具有从第2活性区域之主表面达到上述之埋入氧化膜之第2导电型之第2源极区域和汲极区域;上述之不纯物层和分离绝缘膜下之上述半导体层之电位被固定。3.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中不纯物层和半导体层是第1导电型;第1主动元件是MOS型电晶体,具有从第1活性区域之主表面达到埋入氧化膜之第2导电型之第1源极区域和汲极区域;第2主动元件是MOS型电晶体,具有从第2活性区域之主表面达到上述之埋入氧化膜之第2导电型之第2源极区域和汲极区域;上述之不纯物层之电位被固定,和分离绝缘膜下之上述半导体层之电位不被固定。4.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中半导体层是第1导电型,不纯物层是第2导电型;第1主动元件是MOS型电晶体,具有第2导电型之第1源极区域和汲极区域形成在第1活性区域之主表面和埋入氧化膜之间,与该埋入氧化膜隔开指定之距离;第2主动元件是MOS型电晶体,具有第2导电型之第2源极区域和汲极区域形成在第2活性区域之主表面和上述埋入氧化膜之间,与该埋入氧化膜隔开指定之距离;施加在上述不纯物层之电压对半导体基板成为逆向偏压。5.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中更具备有第1导电型之第1不纯物区域和第2导电型之第2不纯物区域,以互相邻接之方式从分离绝缘膜下之半导体层表面延伸到埋入氧化膜,分别被施加成为逆向偏压之电压;第1主动元件是MOS型电晶体,具有第2导电型之第1源极区域和汲极区域,从第1活性区域之主表面延伸到埋入氧化膜,其中之一方邻接上述之第1不纯物区域;第2主动元件是MOS型电晶体,具有第1导电型之第2源极区域和汲极区域,从第2活性区域之主表面延伸到上述之埋入氧化膜,其中之一方邻接上述之第2不纯物区域;施加在不纯物层之电压对半导体基板成为逆向偏压。6.如申请专利范围第1项之半导体装置,其中更具备有第1导电型之第1不纯物区域和第2导电型之第2不纯物区域,以互相邻接之方式从分离绝缘膜下之半导体层表面延伸到埋入氧化膜,分别被施加成为逆向偏压之电压;第1主动元件是二极体,具备有与上述之第1不纯物区域邻接之第2导电型之第3不纯物区域,和与该第3不纯物区域邻接之第1导电型之第4不纯物区域;第2主动元件是二极体,具备有与上述之第2不纯物区域邻接之第1导电型之第5不纯物区域,和与该第5不纯物区域邻接之第2导电型之第6不纯物区域;施加在不纯物层之电压对半导体基板成为逆向偏压。7.如申请专利范围第1至6项中任一项之半导体装置,其中不纯物层延伸到活性区域之下。8.如申请专利范围第1至6项中任一项之半导体装置,其中更具备有与形成有第1主动元件和第2主动元件之功能块不同之功能块。9.一种半导体装置之制造方法,其特征是所具备之工程包含有:在SOI基板之半导体基板表面形成不纯物层,该SOI基板具有经由埋入氧化膜形成在半导体基板表面上之半导体层;形成分离绝缘膜使其包围被配置在主述半导体层之主表面之第1和第2活性区域,在其下残留上述之半导体层之一部份;在上述之第1活性区域形成第1主动元件;在上述之第2活性区域形成第2主动元件;和形成连接上述不纯物层之配线。10.如申请专利范围第9项之半导体装置之制造方法,其中第1主动元件和第2主动元件是具有相同导电型之MOS型电晶体,用以形成分离绝缘膜之工程所具备之工程包含有:以覆盖在半导体层之活性区域表面上之方式形成遮罩,从上述之半导体层主表面进行蚀刻使其底部残留,用来形成包围活性区域之沟;在全面形成绝缘膜;除去上述之适罩表面上之上述绝缘膜;和除去上述之遮罩;在用以形成上述之工程之后,和用以形成上述之绝缘膜之工程之前,更具备有离子注入工程,将与上述半导体层相同导电型之高浓度之不纯物注入到上述之沟下之上述半导体层中。11.如申请专利范围第10项之半导体装置之制造方法,其中第1主动元件是具有第1导电型之MOS型电晶体,第2主动元件是具有第2导电型之MOS型电晶体,在用以形成分离绝缘膜之工程之后,和用以形成第1主动元件之工程之前,所具备之工程有:在上述第1主动元件之上述分离绝缘膜上形成具有开口之第1遮罩;在全面注入具有第2导电型之不纯物之离子,用来在上述第1主动元件之上述分离绝缘膜下之半导体层形成第1不纯物区域;除去上述之第1遮罩;在上述第2主动元件之上述分离绝缘膜上形成具有开口之第2遮罩;和在全面注入具有第1导电型之不纯物之离子,用来在上述第2主动元件之上述分离绝缘膜下之半导体层形成第2不纯物区域,然后除去上述之第2遮罩。12.一种半导体装置之制造方法,其特征是所具备之工程包含有:在经由埋入氧化膜形成在半导体基板表面上之半导体层之主表面配置第1和第2活性区域,以覆盖在第1和第2活性区域表面上之方式形成遮罩,从上述半导体层主表面进行蚀刻使其底部残留,用来形成包围上述之第1和第2活性区域之沟;将不纯物之离子注入到上述之沟下之上述半导体基板中,用来在上述半导体基板之表面形成不纯物层;在全面形成绝缘膜;除去上述之遮罩表面上之上述绝缘膜;除去上述之遮罩;在上述之第1活性区域形成第1主动元件;在上述之第2活性区域形成第2主动元件;和形成连接上述之不纯物层之配线。13.如申请专利范围第12项之半导体装置之制造方法,其中第1主动元件和第2主动元件是具有相同导电型之MOS型电晶体;在用以形成沟之工程之后,和用以形成绝缘膜之工程之前,更具备有离子注入工程,将与上述半导体层相同导电型之高浓度之不纯物注入到沟下之半导体层中。图式简单说明:第一图是剖面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置。第二图是上面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置。第三图是剖面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置。第四图是剖面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置。第五图之图形用来表示本发明之实施形态1之半导体装置所含之不纯物之浓度。第六图之图形用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之泄漏电流。第七图之图形用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之泄漏电流。第八图是剖面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之制造方法之一工程。第九图是剖面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之制造方法之一工程。第十图是剖面图,用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之制造方法之一工程。第十一图之图形用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之制造方法之一工程之半导体装置之元件所含之不纯物之浓度分布。第十二图之图形用来表示本发明之实施形态1之半导体装置之制造方法之一工程之半导体装置之元件所含之不纯物之浓度分布。第十三图是剖面图,用来表示本发明之实施形态2之半导体装置之制造方法之一工程。第十四图是剖面图,用来表示本发明之实施形态2之半导体装置。第十五图之图形用来表示本发明之实施形态2之半导体装置之泄漏电流。第十六图之图形用来表示本发明之实施形态2之半导体装置之泄漏电流。第十七图之图形用来表示本发明之实施形态2之半导体装置之泄漏电流。第十八图是剖面图,用来表示本发明之实施形态2之半导体装置之制造方法之一工程。第十九图是剖面图,用来表示本发明之实施形态3之半导体装置。第二十图是上面图,用来表示本发明之实施形态3之半导体装置。第二十一图之图形用来表示本发明之实施形态3之半导体装置之泄漏电流。第二十二图是剖面图,用来表示本发明之实施形态3之另一半导体装置。第二十三图是剖面图,用来表示本发明之实施形态3之半导体装置之制造方法之一工程。第二十四图是剖面图,用来表示本发明之实施形态3之半导体装置之制造方法之一工程。第二十五图是平面图,用来表示本发明之实施形态4之半导体装置。第二十六图是上面图,用来表示习知之半导体装置。第二十七图是剖面图,用来表示习知之半导体装置。第二十八图是剖面图,用来表示习知之半导体装置。
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