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JPH04176165A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

Info

Publication number
JPH04176165A
JPH04176165A JP2302909A JP30290990A JPH04176165A JP H04176165 A JPH04176165 A JP H04176165A JP 2302909 A JP2302909 A JP 2302909A JP 30290990 A JP30290990 A JP 30290990A JP H04176165 A JPH04176165 A JP H04176165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
transistor
semiconductor substrate
type
semiconductor
channel
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2302909A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomoshi Ando
安藤 知史
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP2302909A priority Critical patent/JPH04176165A/en
Publication of JPH04176165A publication Critical patent/JPH04176165A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.

Description

【発明の詳細な説明】 [v!A要] 半導体装置に係り、特にSo I (Silicon 
On 1nsulator) 栢’f2のMOS (M
etal 0xide 5eliconductor 
) トランジスタに関し、so rWi造のCMO3)
ランジスタにおいて、pチャネルMOSトランジスタと
nチャネルMOSトランジスタとに異なる背面バイアス
を印加することができる半導体装置を提供することを目
的とし、 半導体基板上に絶縁層を介して設けられた半導体薄膜に
nチャネル電界効果トランジスタ及び11チヤネル電界
効果トランジスタが形成されている半導体装置において
、前記Pチャネル電界効果1ヘランジスタ又は前記nチ
ャネル電界効果トランジスタの少なくともいずれか一方
のトランジスタ下方の前記半導体基板の前記絶縁層との
界面に、背面バイアス用不純物領域が設りられているよ
うに構成する。
[Detailed Description of the Invention] [v! A] Related to semiconductor devices, especially SoI (Silicon)
On 1nsulator) Haki'f2's MOS (M
etal Oxide 5eliconductor
) Regarding transistors, sorWi made CMO3)
The purpose of the present invention is to provide a semiconductor device in which different back biases can be applied to a p-channel MOS transistor and an n-channel MOS transistor in a transistor. In a semiconductor device in which a field effect transistor and an 11-channel field effect transistor are formed, the insulating layer of the semiconductor substrate below at least one of the P channel field effect transistor and the n channel field effect transistor is formed. A back bias impurity region is provided at the interface.

[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特にSo
 I (Silicon On In5ulator)
構造のMO3(Metal 0xide 5enico
nductor ) )ランジスタ及びその製造方法に
関する。
[Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
I (Silicon On In5ulator)
Structure of MO3 (Metal Oxide 5enico
)) relates to a transistor and its manufacturing method.

[従来の技術] 従来のバルク形CMOS (Conpleientar
y MO8)トランジスタを第3図に示す。
[Prior art] Conventional bulk type CMOS (Compleientar
y MO8) transistor is shown in FIG.

P型シリコン基板31」二にフィード酸化膜32が形成
され、素子領域を分離している。また、この素子領域に
は、n型ウェル領域33が形成されている。そしてこの
n型ウェル領域33表面には、P4型ソース、ドレイン
領域34が相対して形成され、これらのP+型ソース、
ドレイン領域34に挟まれてn型チャネル領域35が形
成されている。また、n型ウェル領域33に隣接する素
子領域のP型シリコン基板31表面には、n+型ソース
、ドレイン領域36が相対して形成され、これらのn4
型ソース、ドレイン領域36に挟まれてP型チャネル領
域37が形成されている。
A feed oxide film 32 is formed on a P-type silicon substrate 31'' to separate device regions. Further, an n-type well region 33 is formed in this element region. On the surface of this n-type well region 33, P4 type source and drain regions 34 are formed facing each other, and these P+ type source and drain regions 34 are formed facing each other.
An n-type channel region 35 is formed between drain regions 34 . Further, n+ type source and drain regions 36 are formed facing each other on the surface of the P type silicon substrate 31 in the element region adjacent to the n type well region 33, and these n4
A P-type channel region 37 is formed between the P-type source and drain regions 36 .

そしてこれらのn型チャネル領域35及びp型チャネル
領域37上には、それぞれゲー1へ酸化膜38.39を
介して、ポリシリコン層からなるゲート電極40.41
が設けられている。このようにして、PチャネルMO3
+−ランジスタ42とnチャネルMOSトランジスタ4
3とが形成され、CMO3?−ランシスタを構成してい
る。
Gate electrodes 40 and 41 made of polysilicon are formed on the n-type channel region 35 and the p-type channel region 37 through oxide films 38 and 39 to the gate 1, respectively.
is provided. In this way, P-channel MO3
+- transistor 42 and n-channel MOS transistor 4
3 is formed and CMO3? - It constitutes a run sister.

このようなバルク型のCMO3I−ランジスタにおいて
は、通常背面バイアスとしてp型シリコン基板31に例
えば■1l−Q〜−3V(ポルl−)の基板電圧が印加
され、またn型ウェル領域33には電源電圧と同じ例え
ば■l1−5vが印加されている。
In such a bulk type CMO3I transistor, a substrate voltage of, for example, ■1l-Q to -3V (pol l-) is normally applied to the p-type silicon substrate 31 as a back bias, and the n-type well region 33 is The same voltage as the power supply voltage, for example, 11-5v is applied.

[発明が解決しようとする課題] しかしながら、このような背面バイアスを5OII造の
CMOSトランジスタに適用することは困難である。
[Problems to be Solved by the Invention] However, it is difficult to apply such a back bias to a 5OII CMOS transistor.

従来のSOI′!fJ造のCMOSトランジスタを第4
図に示す。
Conventional SOI'! The fourth CMOS transistor manufactured by fJ
As shown in the figure.

即ち、p型シリコン基板51上に、シリコン酸化膜52
を介してシリコン薄Jl!53が形成されている。この
シリコン薄膜53はフィールド酸化膜54によって素子
領域を分離されている。そしてこの素子領域のシリコン
薄膜53には、p4型ソース、ドレイン領域55とこれ
らに挟まれたn型チャネル領域56が形成されている。
That is, a silicon oxide film 52 is formed on a p-type silicon substrate 51.
Silicon Thin Jl via! 53 is formed. This silicon thin film 53 is separated into device regions by a field oxide film 54. In the silicon thin film 53 in this element region, p4 type source and drain regions 55 and an n type channel region 56 sandwiched between these are formed.

また、隣接する素子領域のシリコン薄膜53には、n+
をソース、ドレイン領域57とこれらP+型ソース、ド
レイン領域57に挟まれたP型チャネル領域58とが形
成されている。
Furthermore, the silicon thin film 53 in the adjacent element region has n+
Source and drain regions 57 and a P type channel region 58 sandwiched between these P+ type source and drain regions 57 are formed.

そしてこれらn型チャネル領域56及びP型チャネル領
域58」二には、それぞれゲート酸化WA59.60を
介して、ポリシリコン層からなるゲート電[!61.6
2が形成されている。このようにして、PチャネルMO
3)ランジスタロ3とnチャネルMoSトランジスタ6
4とか形成され、0MO3)ランジスタを構成している
The n-type channel region 56 and the p-type channel region 58 are connected to gate electrodes made of a polysilicon layer through gate oxide WA59.60, respectively. 61.6
2 is formed. In this way, the P-channel MO
3) Transistor 3 and n-channel MoS transistor 6
4 is formed and constitutes a 0MO3) transistor.

このような従来の5OII造のCMO8I−ランジスタ
においては、トランジスタの高度化、高密度化に伴って
シリコン薄膜53の薄膜化を行なうと、P+型ソース、
ドレイン領域55間及びn1型ソース、ドレイン領域5
7間のブレークダウン電圧が低下するという問題ある。
In such a conventional 5OII CMO8I-transistor, when the silicon thin film 53 is made thinner as transistors become more sophisticated and denser, the P+ type source,
Between the drain regions 55 and the n1 type source and drain regions 5
There is a problem in that the breakdown voltage between the terminals 7 and 7 decreases.

この問題を解決するには、背面からバイアスを印加する
ことが必要であるが、例えはnチャネルMoSトランジ
スタ64の動作に合わせてp型シリコン基板51に背面
バイアスV、=OVを印加して固定すると、P+型ソー
ス、ドレイン領域55、n型チャネル領域56及びP型
シリコン基板51をゲート電極とするF)チャネルMO
Sトランジスタが形成され、P+型ソース、ドレイン領
域55間が導通状態になる。即ち、PチャネルMO8l
〜ランジスタロ3か導通状態となり、トランジスタとし
て動作することができなくなるという問題がある。
To solve this problem, it is necessary to apply a bias from the back side. Then, F) channel MO with P+ type source, drain region 55, n type channel region 56 and P type silicon substrate 51 as gate electrodes is formed.
An S transistor is formed, and conduction is established between the P+ type source and drain regions 55. That is, P channel MO8l
~There is a problem in that the transistor 3 becomes conductive and cannot operate as a transistor.

従って、これらの問題を解決するには、PチャネルMO
3)ランジスタロ3及びnチャネルMO8トランジスタ
ロ4のそれぞれに背面からバイアスを印加することが必
要である。しかし、、SOJ構造」二からして、p /
 n相異なる電極を背面基板に形成することは極めて困
難である。
Therefore, to solve these problems, P-channel MO
3) It is necessary to apply a bias to each of the transistors 3 and n-channel MO8 transistors 4 from the back. However, from the SOJ structure, p/
It is extremely difficult to form n different electrodes on the back substrate.

そこで本発明は、SOI構造のCMOSトランジスタに
おいて、PチャネルMO8)ランジスタとnチャネルM
OSトランジスタとに異なる背面バイアスを印加するこ
とができる半導体装置及びその製造方法を提供すること
を目的とする。
Therefore, the present invention proposes a P-channel MO8) transistor and an n-channel MMOS transistor in an SOI structure CMOS transistor.
An object of the present invention is to provide a semiconductor device that can apply a different back bias to an OS transistor, and a method for manufacturing the same.

[課題を解決するための手段] 上記目的は、半導体基板」二に絶縁層を介して設けられ
た半導体薄膜にPチャネル電界効果トランジスタ及びn
チャネル電界効果トランジスタが形成されている半導体
装置において、前記Pチャネル電界効果トランジスタ又
は前記nチャネル電界効果トランジスタの少なくともい
ずれか一方のトランジスタ下方の前記半導体基板の前記
絶縁層との界面に、背面バイアス用不純物領域が設けら
れていることを特徴とする半導体装置によって達成され
る。
[Means for Solving the Problems] The above object is to form a P-channel field effect transistor and a semiconductor thin film provided on a semiconductor substrate via an insulating layer.
In a semiconductor device in which a channel field effect transistor is formed, a back bias layer is provided at an interface with the insulating layer of the semiconductor substrate below at least one of the P channel field effect transistor and the n channel field effect transistor. This is achieved by a semiconductor device characterized in that an impurity region is provided.

また、上記目的は、支持基板としての第1の半導体基板
上の所定の位置にマークを形成する工程と、前記マーク
を位置合わせに利用して定めた前記半導体基板上の所定
の位置に、不純物を添加して背面バイアス用不純物領域
を形成する工程と、前記第1の半導体基板表面に、絶縁
層を介して第2の半導体基板を張り合わせる工程と、前
記第2の半導体基板裏面を研磨して、前記第1の半導体
基板上に前記絶縁層を介して半導体薄膜を形成する工程
と、前記マークを位置合わせに利用して、前記背面バイ
アス用不純物領域上方の前記半導体薄膜に、Pチャネル
電界効果トランジスタ又はnチャネル電界効果トランジ
スタのいずれか一方の第1のトランジスタを形成すると
共に、前記背面バイアス用不純物領域以外の前記第1の
半導体基板上方の前記半導体薄膜に、前記第1のトラン
ジスタと異なるチャネル型の第2のトランジスタを形成
する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造
方法によって達成される。
The above object also includes a step of forming a mark at a predetermined position on a first semiconductor substrate as a support substrate, and a step of forming a mark at a predetermined position on the semiconductor substrate determined by using the mark for alignment. forming an impurity region for back bias by adding , bonding a second semiconductor substrate to the surface of the first semiconductor substrate via an insulating layer, and polishing the back surface of the second semiconductor substrate. forming a semiconductor thin film on the first semiconductor substrate via the insulating layer; and using the mark for alignment, applying a P-channel electric field to the semiconductor thin film above the back bias impurity region. A first transistor, either an effect transistor or an n-channel field effect transistor, is formed, and a transistor different from the first transistor is formed in the semiconductor thin film above the first semiconductor substrate in a region other than the back bias impurity region. This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which is characterized by comprising a step of forming a channel-type second transistor.

また、支持基板としての第1の半導体基板」二の所定の
位置にマークを形成する工程と、前記マークを位置合わ
せに利用して定めた前記半導体基板上の所定の位置に、
異種の不純物をそれぞれ添加して第1及び第2の背面バ
イアス用不純物領域を形成する工程と、前記第1の半導
体基板表面に、絶縁層を介して第2の半導体基板を張り
合わぜる工程と、前記第2の半導体基板裏面を研磨して
、前記第1の半導体基板上に前記絶縁層を介して半導体
薄膜を形成する工程と、前記マークを位置合わせに利用
して、前記第1の背面バイアス用不純物領域上方の前記
半導体薄膜にPチャネル電界効果トランジスタを形成す
ると共に、前記第2の背面バイアス用不純物領域上方の
前記半導体薄膜にnチャネル電界効果トランジスタを形
成する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製
造方法によって達成される。
Further, a step of forming a mark at a predetermined position on a first semiconductor substrate serving as a support substrate, and a step of forming a mark at a predetermined position on the semiconductor substrate determined using the mark for alignment,
a step of adding different types of impurities to form first and second back bias impurity regions; and a step of bonding a second semiconductor substrate to the surface of the first semiconductor substrate via an insulating layer. , polishing the back surface of the second semiconductor substrate to form a semiconductor thin film on the first semiconductor substrate via the insulating layer; and polishing the first back surface using the mark for alignment. forming a P-channel field effect transistor in the semiconductor thin film above the bias impurity region, and forming an n-channel field effect transistor in the semiconductor thin film above the second back bias impurity region. This is achieved by a method of manufacturing a semiconductor device.

「作用] 本発明は、Pチャネル電界効果トランジスタ又はnチャ
ネル電界効果トランジスタのいずれか一方又は両方のト
ランジスタの下方の半導体基板に、背面バイアス用不純
物領域を設(うることにより、Pヂャネル電界効果I・
ランジスタとnチャネル電界効果1−ランジスタとに互
いに異なる背面バイアスを印加することができる。
[Function] The present invention provides a back bias impurity region in the semiconductor substrate below either or both of the P-channel field effect transistor and the n-channel field effect transistor.・
Different back biases can be applied to the transistor and the n-channel field effect transistor.

また、この背面バイアスの制御によってソース、ドレイ
ン間のブレイクダウン電圧の低下を防ぐことにより、半
導体薄膜の更なる薄膜化及び半導体薄膜と半導体基板と
の間の絶縁層の更なる薄膜化を実現し、従って電界効果
l・ランジスタの短チヤネル化、即ち高速化及び高密度
化を実現することかできる。
In addition, by controlling this back bias to prevent a drop in the breakdown voltage between the source and drain, it is possible to further reduce the thickness of the semiconductor thin film and the insulating layer between the semiconductor thin film and the semiconductor substrate. Therefore, it is possible to shorten the channel of the field effect transistor, that is, to realize higher speed and higher density.

まな、かかる半導体装置の製造方法において、張り合わ
せ前のシリコン半導体基板表面に、背面バイアス用不純
物領域と共に位置合わせ用のマークを形成することによ
り、張り合わせ法によってS OI JM造を形成した
のち、マークを位置合わせに利用して、背面バイアス用
不純物領域上方の半導体薄膜に所定のMOSトランジス
タを正確かつ容易に形成することができる。
In addition, in this method of manufacturing a semiconductor device, marks for alignment are formed on the surface of a silicon semiconductor substrate before bonding together with an impurity region for back bias, and after forming an SOI JM structure by a bonding method, the marks are formed. Utilizing this for alignment, a predetermined MOS transistor can be accurately and easily formed in the semiconductor thin film above the back bias impurity region.

[実施例] = 12 − 以下、本発明を維持する実施例に基づいて具体的に説明
する。
[Example] = 12 - Hereinafter, the present invention will be specifically described based on an example that maintains the present invention.

第1図は本発明の一実施例による5OIi造の0MO8
)ランジスタを示す断面図である。
FIG. 1 shows a 0MO8 made of 5OIi according to an embodiment of the present invention.
) is a sectional view showing a transistor.

P型シリコン基板11表面の所定の位置にn+型背面バ
イアス用不純物領域12が形成されている。そしてP型
シリコン基板11及びn4型背面バイアス用不純物領域
12上には、シリコン酸化膜13を介してシリコン薄H
14aが形成されている。このシリコン薄IWA 1.
4 aはフィールド酸化膜15によって素子分離されて
いる。
An n + -type back bias impurity region 12 is formed at a predetermined position on the surface of a P-type silicon substrate 11 . Then, a silicon thin H
14a is formed. This silicon thin IWA 1.
4a is isolated by a field oxide film 15.

そしてn+型背面バイアス用不純物領域12上方のシリ
コン薄膜1.4 aからなる素子領域には、P4型ソー
ス、ドレイン領域16が相対して形成され、またこれら
p+型ソース、ドレイン領域16に挟まれてn型チャネ
ル領域17が形成されている。
In the element region made of the silicon thin film 1.4a above the n+ type back bias impurity region 12, P4 type source and drain regions 16 are formed facing each other, and are sandwiched between these p+ type source and drain regions 16. An n-type channel region 17 is formed therein.

また、この素子領域に隣接する素子領域にも、同様にし
てn4型ソース、トレイン領域18及びp型ヂャネル領
域1つが形成されている。
Further, in the element region adjacent to this element region, an n4 type source and train region 18 and one p type channel region are similarly formed.

=  13  − そしてn型チャネル頒域J7及びP型チャネル領域1つ
上には、それぞれゲート酸化膜20.21を介して、ポ
リシリコン層からなるなるゲート電極22.23が形成
されている。こうして、PヂャネルMO8)−ランジス
タ24及びnチャネルMOSトランジスタ25が形成さ
れている。
= 13 - Gate electrodes 22 and 23 made of a polysilicon layer are formed above the n-type channel region J7 and one p-type channel region, respectively, with gate oxide films 20 and 21 interposed therebetween. In this way, a P channel MO8) transistor 24 and an n channel MOS transistor 25 are formed.

このように本実施例によれば、p型シリコン基板11表
面に設けられたn゛型背面バイアス用不純物領域12上
方に、シリコン酸化[1,3を介してpチャネルMO3
)ランジスタ24が形成され、またn+型背面バイアス
用不純物領域か設りられていないp型シリコン基板11
上方に、シリコン酸化膜13を介してnチャネルMOS
トランジスタ25が形成され、CM OS 1−ランジ
スタを構成している。
As described above, according to the present embodiment, a p-channel MO3 is formed above the n-type back bias impurity region 12 provided on the surface of the p-type silicon substrate 11 through silicon oxide [1, 3].
) A p-type silicon substrate 11 on which a transistor 24 is formed and in which an n+ type back bias impurity region is not provided.
Above, an n-channel MOS is connected via a silicon oxide film 13.
A transistor 25 is formed and constitutes a CMOS 1-transistor.

従って、P型シリコン基板11及びr14型背面バイア
ス用不純物領域12に互いに異なる電圧を印加すること
により、1゛)チャネルMO3I−ランジスタ24及び
nチャネルMOSトランジスタ25にそれぞれ異なる所
望の背面バイアスを印加するIA−− ことができ、これらpチャネルMO8I〜ランジスタ2
4及びnチャネルMOSトランジスタ25からなる0M
O8)ランジスタを適性に動作させることができる。
Therefore, by applying different voltages to the P-type silicon substrate 11 and the r14-type back bias impurity region 12, 1) different desired back biases are applied to the channel MO3I-transistor 24 and the n-channel MOS transistor 25, respectively. IA-- can be connected to these p-channel MO8I ~ transistor 2
0M consisting of 4 and n-channel MOS transistors 25
O8) The transistor can be operated properly.

また、このとき背面バイアスの制御によってソース、ド
レイン間のブレイクダウン電圧の低下を防ぐことができ
るため、素子領域たるシリコン薄膜14aの薄膜化及び
シリコン酸化膜13の薄膜化を実現することができ、従
ってMo8)ランジスタの短チヤネル化、即ち高速化及
び高密度化を実現することができる。
In addition, since it is possible to prevent the breakdown voltage between the source and the drain from decreasing by controlling the back bias at this time, it is possible to realize thinning of the silicon thin film 14a and the silicon oxide film 13, which are the element regions. Therefore, it is possible to shorten the channel of the Mo8) transistor, that is, to achieve higher speed and higher density.

なお、上記実施例においてはpチャネルMOSトランジ
スタの下方のシリコン基板表面にn+型背面バイアス用
不純物領域を形成したが、逆に、nチャネルMOSトラ
ンジスタ下方のシリコン基板表面にP+型背面バイアス
用不純物領域を形成してもよい。
In the above embodiment, an n+ type back bias impurity region was formed on the silicon substrate surface below the p channel MOS transistor, but conversely, a p+ type back bias impurity region was formed on the silicon substrate surface below the n channel MOS transistor. may be formed.

或いはまた、PチャネルMOSトランジスタ及びnチャ
ネルMOSトランジスタ下方のシリコン基板表面に、そ
れぞれn+型及びP4型の背面バイアス用不純物領域を
形成してもよい。
Alternatively, n+ type and P4 type back bias impurity regions may be formed on the silicon substrate surface below the P channel MOS transistor and the n channel MOS transistor, respectively.

次に、第2図の工程図を用いて、第1図に示す半導体装
置の製造方法を説明する。
Next, a method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1 will be described using the process diagram in FIG. 2.

P型シリコン基板11表面の所定の位置に、位置合わせ
用マークとしての満26を形成するく第2図(a)参照
)。続いて、全面にシリコン酸化M27を形成した後、
消26を用いて位置合わせした所定の位置に選択的に窓
を開口する。そしてこのシリコン酸化膜27に開口した
窓を通してイオン注入を行ない、P型シリコン基板11
表面に04型背面バイアス用不純物領域12を形成する
(第2図(b)参照)。
Marks 26 as alignment marks are formed at predetermined positions on the surface of the P-type silicon substrate 11 (see FIG. 2(a)). Subsequently, after forming silicon oxide M27 on the entire surface,
A window is selectively opened at the predetermined position aligned using the eraser 26. Then, ions are implanted through the window opened in this silicon oxide film 27, and the P-type silicon substrate 11 is
A 04-type back bias impurity region 12 is formed on the surface (see FIG. 2(b)).

次いで、シリコン酸化膜27を除去した後、n1型背面
バイアス用不純物領域12を形成しなP型シリコン基板
11表面に、表面にシリコン酸化膜13を形成したシリ
コン基板14を張り合わせる(第2図(c)参照)。続
いて、シリコン基板14の裏面を研磨エツチングして薄
膜化し、シリコン薄膜14aを形成する。このようにし
て、P型シリコン基板11」二にシリコン酸化膜13を
介してシリコン薄膜14aが形成されたSOI構造を形
成する(第2図(d)参照)。
Next, after removing the silicon oxide film 27, a silicon substrate 14 with a silicon oxide film 13 formed on its surface is bonded to the surface of the P-type silicon substrate 11 on which the n1-type back bias impurity region 12 is not formed (FIG. 2). (see (c)). Subsequently, the back surface of the silicon substrate 14 is polished and etched to form a thin film, thereby forming a silicon thin film 14a. In this way, an SOI structure is formed in which the silicon thin film 14a is formed on the P-type silicon substrate 11'' with the silicon oxide film 13 interposed therebetween (see FIG. 2(d)).

次いで、溝26を位置合わせマークとして用いてシリコ
ン薄膜14aを選択的に酸化し、フィールド酸化膜】5
を形成して素子領域を分離する。
Next, the silicon thin film 14a is selectively oxidized using the groove 26 as a positioning mark to form a field oxide film [5].
is formed to separate the element regions.

このときn+型背面バイアス用不純物領域12上方に所
定の素子領域が形成されるようにする。
At this time, a predetermined element region is formed above the n+ type back bias impurity region 12.

そしてこのn4型背面バイアス用不純物領域12」ニガ
の素子領域に、P+型ソース、ドレイン領域16、n型
チャネル領域17、ゲート酸化膜20及びゲート電極2
2からなるPチャネルMOSトランジスタ24を形成す
ると共に、n4型背面バイアス用不純物領域12に隣接
するP型シリコン基板11上方の素子領域に、n4型ソ
ース、ドレイン領域18、n型チャネル領域19、ゲー
ト酸化膜2】及びゲーI−電極23からなるnチャネル
Mo5t〜ランジスタ25を形成するく第2図(e)参
照)。
Then, in this n4 type back bias impurity region 12'' element region, a P+ type source, a drain region 16, an n type channel region 17, a gate oxide film 20, and a gate electrode 2.
At the same time, a P-channel MOS transistor 24 consisting of an Refer to FIG. 2(e) to form an n-channel Mo transistor 25 consisting of an oxide film 2 and a gate I-electrode 23).

また、図示しないが、n1型背面バイアス用不純物領域
12に接続する電極を形成する。
Further, although not shown, an electrode connected to the n1 type back bias impurity region 12 is formed.

このように本実施例による製造方法によれば、張り合わ
せ前のP型シリコン基板IJ表面に04型背面バイアス
用不純物領域12を形成すると共に位置合わせ用マーク
としての消26を形成することにより、張り合わぜな後
、消26を利用して容易に位置合わせを行なうことがで
き、従ってn+型背面バイアス用不純物領域12上方の
正確な位置に所望のPチャネルMO8+−ランジスタ2
4を容易に形成することかできる。
As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, the 04-type back bias impurity region 12 is formed on the surface of the P-type silicon substrate IJ before bonding, and the eraser 26 is formed as a positioning mark. After that, alignment can be easily performed using the eraser 26, and therefore the desired P-channel MO8+- transistor 2 is placed at an accurate position above the n+ type back bias impurity region 12.
4 can be easily formed.

なお、上記実施例においてはP型シリコン基板11上に
形成した位置合わせ用マークとして消26を用いたが、
これに限定されず、シリコン酸化JIi13及びシリコ
ン薄膜14aを介して位置合わせ用マークとして用いら
れるものであれば、例えばクロム系の金属やタングステ
ン等の高融点金属をパターニングしたしのでもよい。
In the above embodiment, the eraser 26 was used as the alignment mark formed on the P-type silicon substrate 11.
The mark is not limited to this, and may be formed by patterning a high melting point metal such as a chromium-based metal or tungsten, as long as it can be used as an alignment mark via the silicon oxide JIi 13 and the silicon thin film 14a.

また、張り合わせの際、P型シリコン基板11上のシリ
コン酸化膜27を除去した後、シリコン基板14表面に
シリコン酸化11!13を形成して張り合わせを行なっ
たが、pをシリコン基板11側にシリコン酸化膜を形成
して張り合わせを行なってもよい。
In addition, during bonding, after removing the silicon oxide film 27 on the P-type silicon substrate 11, silicon oxide 11!13 was formed on the surface of the silicon substrate 14 and bonding was performed. Bonding may be performed by forming an oxide film.

更に、上記製造方法においては、第2図(b)に示され
るように、p型シリコン基板11表面にn+型背面バイ
アス用不純物領域12を形成しているが、これと共に、
所定の位置にP+型背面バイアス用不純物領域を形成す
ることにより、pチャネルMO8)ランジスタ24及び
nチャネル間O3)ランジメタ25下方のシリコン基板
表面にそれぞれn″型及びp44型背バイアス用不純物
領域を形成することができる。
Furthermore, in the above manufacturing method, as shown in FIG. 2(b), an n+ type back bias impurity region 12 is formed on the surface of the p type silicon substrate 11;
By forming P+ type back bias impurity regions at predetermined positions, n'' type and p44 type back bias impurity regions are formed on the silicon substrate surface below the p channel MO transistor 24 and the n channel transistor 25, respectively. can be formed.

或いはまた、n型シリコン基板を用いた場合、本実施例
とは逆に、nチャネル間O3)ランジスタ下方のシリコ
ン基板表面にP+型背面バイアス用不純物領域を形成す
ることもできる。
Alternatively, when an n-type silicon substrate is used, contrary to this embodiment, a P+ type back bias impurity region can be formed on the surface of the silicon substrate below the n-channel O3) transistor.

[発明の効果] 以上のように、本発明によれは、半導体基板上に絶縁層
を介して設けられた半導体薄膜にPチャネル電界効果ト
ランジスタ及びnチャネル電界効果トランジスタが形成
されている半導体装置において、Pチャネル電界効果I
・ランジスタ又はnチャネル電界効果トランジスタの少
なくともいずれか一方のトランジスタ下方の半導体基板
界面に、背面バイアス用不純物領域か設けられているこ
とにより、nチャネル電界効果トランジスタとnチャネ
ル電界効果トランジスタとに互いに異なる背面バイアス
を印加することができる。
[Effects of the Invention] As described above, the present invention provides a semiconductor device in which a P-channel field effect transistor and an n-channel field effect transistor are formed in a semiconductor thin film provided on a semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween. , P-channel field effect I
- An n-channel field-effect transistor and an n-channel field-effect transistor are different because a back bias impurity region is provided at the semiconductor substrate interface below at least one of the transistors and the n-channel field-effect transistor. A back bias can be applied.

これにより、ソース、トレイン間のブレイクタウン電圧
の低下を防ぐことかできるなめ、半導体薄膜の更なる薄
膜化及び半導体薄膜と半導体基板との間の絶縁層の更な
る薄膜化を実現し、従ってトランジスタの高速化及び高
密度化を実現することかできる。
This makes it possible to prevent a drop in the break-down voltage between the source and the train, thereby realizing further thinning of the semiconductor thin film and further thinning of the insulating layer between the semiconductor thin film and the semiconductor substrate. It is possible to achieve higher speed and higher density.

また、かかる半導体装置の製造方法において、張り合わ
せ前のシリコン半導体基板表面に背面バイアス用不純物
領域と共に位置合わせ用のマークを形成していることに
より、張り合わせによって5OIi造を形成した後、マ
ークを利用して背面バイアス不純物領域」一方の半導体
薄膜に所定の1・ランジスタを正確かつ容易に形成する
ことができる。
In addition, in this method of manufacturing a semiconductor device, alignment marks are formed on the surface of the silicon semiconductor substrate before bonding together with a back bias impurity region, so that the marks can be used after forming a 5OIi structure by bonding. A predetermined 1 transistor can be accurately and easily formed in one semiconductor thin film by forming a back bias impurity region.

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

第1図は本発明の一実施例によるSOT′!fJ造のM
OS)−ランジスタを示す断面図、 第2図は第1図に示すMOS)ランジスタの製造方法を
説明する工程図、 第3図及び第4図は従来のMOS)ランジスタを示す断
面図である。 図において、 11.31.51・・・・・・p型シリコン基板、12
・・・・・・n4型背面バイアス用不純物領域、13.
52・・・・・・シリコン酸化膜、14・・・・・・シ
リコン基板、 14a、53・・・・・・シリコン薄膜、15.32.
54・・・・・・フィールド酸化膜、16.34.55
・・・・・・p+型ソース、ドレイン領域、 17,35,56・・・・・・n型チャネル領域、18
.36.57・・・・・・n+型ソース、ドレイン領域
、 19.38.58・・・・・・P型チャネル領域、20
.21.38.39.59.60・・・・・・ゲート酸
化膜、 22.23.40.41.61.62・・・・・・ゲー
ト電極、 24.52.63・・・・・・PチャネルMO3)ラン
ジスタ、 25.53.64・・・・・・0チャネルMO8I〜ラ
ンジスタ、 26・・・・・・溝、 27・・・・・・シリコン酸化膜、 33・・・・・・n型ウェル領域。 出願人    富 士 通 株 式 会 社代理人  
  弁理士  北 野  好 人畦 〇
FIG. 1 shows SOT'! according to an embodiment of the present invention. M made by fJ
FIG. 2 is a process diagram illustrating a method of manufacturing the MOS transistor shown in FIG. 1. FIGS. 3 and 4 are sectional views showing a conventional MOS transistor. In the figure, 11.31.51... p-type silicon substrate, 12
. . . n4 type back bias impurity region, 13.
52...Silicon oxide film, 14...Silicon substrate, 14a, 53...Silicon thin film, 15.32.
54...Field oxide film, 16.34.55
......p+ type source, drain region, 17, 35, 56......n type channel region, 18
.. 36.57...N+ type source, drain region, 19.38.58...P type channel region, 20
.. 21.38.39.59.60...Gate oxide film, 22.23.40.41.61.62...Gate electrode, 24.52.63... P channel MO3) transistor, 25.53.64...0 channel MO8I~ transistor, 26...groove, 27...silicon oxide film, 33... n-type well region. Applicant Fujitsu Ltd. Company Agent
Patent attorney Yoshi Kitano

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板上に絶縁層を介して設けられた半導体薄
膜にpチャネル電界効果トランジスタ及びnチャネル電
界効果トランジスタが形成されている半導体装置におい
て、 前記pチャネル電界効果トランジスタ又は前記nチャネ
ル電界効果トランジスタの少なくともいずれか一方のト
ランジスタ下方の前記半導体基板の前記絶縁層との界面
に、背面バイアス用不純物領域が設けられている ことを特徴とする半導体装置。 2、支持基板としての第1の半導体基板上の所定の位置
にマークを形成する工程と、 前記マークを位置合わせに利用して定めた前記半導体基
板上の所定の位置に、不純物を添加して背面バイアス用
不純物領域を形成する工程と、前記第1の半導体基板表
面に、絶縁層を介して第2の半導体基板を張り合わせる
工程と、 前記第2の半導体基板裏面を研磨して、前記第1の半導
体基板上に前記絶縁層を介して半導体薄膜を形成する工
程と、 前記マークを位置合わせに利用して、前記背面バイアス
用不純物領域上方の前記半導体薄膜に、pチャネル電界
効果トランジスタ又はnチャネル電界効果トランジスタ
のいずれか一方の第1のトランジスタを形成すると共に
、前記背面バイアス用不純物領域以外の前記第1の半導
体基板上方の前記半導体薄膜に、前記第1のトランジス
タと異なるチャネル型の第2のトランジスタを形成する
工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 3、支持基板としての第1の半導体基板上の所定の位置
にマークを形成する工程と、 前記マークを位置合わせに利用して定めた前記半導体基
板上の所定の位置に、異種の不純物をそれぞれ添加して
第1及び第2の背面バイアス用不純物領域を形成する工
程と、 前記第1の半導体基板表面に、絶縁層を介して第2の半
導体基板を張り合わせる工程と、前記第2の半導体基板
裏面を研磨して、前記第1の半導体基板上に前記絶縁層
を介して半導体薄膜を形成する工程と、 前記マークを位置合わせに利用して、前記第1の背面バ
イアス用不純物領域上方の前記半導体薄膜にpチャネル
電界効果トランジスタを形成すると共に、前記第2の背
面バイアス用不純物領域上方の前記半導体薄膜にnチャ
ネル電界効果トランジスタを形成する工程とを有するこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. A semiconductor device in which a p-channel field effect transistor and an n-channel field effect transistor are formed in a semiconductor thin film provided on a semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween, wherein the p-channel field effect transistor or A semiconductor device characterized in that a back bias impurity region is provided at an interface with the insulating layer of the semiconductor substrate below at least one of the n-channel field effect transistors. 2. Forming a mark at a predetermined position on a first semiconductor substrate serving as a supporting substrate; and adding an impurity to a predetermined position on the semiconductor substrate determined using the mark for alignment. forming a back bias impurity region; bonding a second semiconductor substrate to the surface of the first semiconductor substrate via an insulating layer; polishing the back surface of the second semiconductor substrate; forming a semiconductor thin film on the semiconductor substrate of No. 1 through the insulating layer; using the mark for alignment, forming a p-channel field effect transistor or an n-channel field effect transistor on the semiconductor thin film above the back bias impurity region; A first transistor of one of the channel field effect transistors is formed, and a first transistor of a channel type different from that of the first transistor is formed in the semiconductor thin film above the first semiconductor substrate in a region other than the back bias impurity region. 2. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a transistor. 3. Forming a mark at a predetermined position on a first semiconductor substrate serving as a supporting substrate; and applying different types of impurities at predetermined positions on the semiconductor substrate determined using the mark for alignment. a step of doping to form first and second back bias impurity regions; a step of laminating a second semiconductor substrate on the surface of the first semiconductor substrate via an insulating layer; polishing the back surface of the substrate to form a semiconductor thin film on the first semiconductor substrate via the insulating layer; Manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a p-channel field effect transistor in the semiconductor thin film, and forming an n-channel field effect transistor in the semiconductor thin film above the second back bias impurity region. Method.
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