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JPH0969610A - Integrated semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Integrated semiconductor device and manufacturing method thereof

Info

Publication number
JPH0969610A
JPH0969610A JP7223412A JP22341295A JPH0969610A JP H0969610 A JPH0969610 A JP H0969610A JP 7223412 A JP7223412 A JP 7223412A JP 22341295 A JP22341295 A JP 22341295A JP H0969610 A JPH0969610 A JP H0969610A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
field effect
effect transistor
insulating film
channel insulated
region
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
JP7223412A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaru Hisamoto
大 久本
Takeo Shiba
健夫 芝
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.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi 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 Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP7223412A priority Critical patent/JPH0969610A/en
Publication of JPH0969610A publication Critical patent/JPH0969610A/en
Pending legal-status Critical Current

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Landscapes

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

Abstract

(57)【要約】 【目的】基板フローテイング効果を抑制できる薄膜SO
I−MOSFETおよびこのMOSFETを、通常のM
OSプロセスで形成できる製造方法を提供する。 【構成】SOI層の1つの活性領域内に、少なくとも1
つのNMOSFETとPMOSFETを混在させ、NM
OSFETのチャネルをPMOSFETのソースまたド
レインと電気的に接続させる。 【効果】NMOSFETのチャネルで発生したホール
が、PMOSFETの拡散層から排出されるため、基板
フローテイング効果が防止される。
(57) [Abstract] [Purpose] Thin film SO that can suppress substrate floating effect
I-MOSFET and this MOSFET are
A manufacturing method that can be formed by an OS process is provided. At least one active region is formed in one active region of an SOI layer.
Mixed NMOSFET and PMOSFET, NM
The channel of the OSFET is electrically connected to the source or drain of the PMOSFET. [Effect] Since holes generated in the channel of the NMOSFET are discharged from the diffusion layer of the PMOSFET, the substrate floating effect is prevented.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は集積半導体装置およびそ
の製造方法に関し、とくに、絶縁膜上に形成された単結
晶半導体膜を用いて形成された絶縁ゲート型電界効果ト
ランジスタおよびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an integrated semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to an insulated gate field effect transistor formed by using a single crystal semiconductor film formed on an insulating film and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】絶縁膜上に形成された薄いシリコン単結
晶膜(SOI膜)に形成された薄膜SOI−MOSFE
T(Silicon On Insulator-Metal Oxise Semiconductor
FieldEffect Transistor)は、シリコンの微細加工プ
ロセスを用いて、一つの基板上に高い密度で集積化でき
ること、および従来の単結晶半導体基板を用いた場合に
比べて、形成されたトランジスタの持つ寄生容量が小さ
いために高速動作に適しているなどの特長を有してお
り、注目されてきた。
2. Description of the Related Art Thin film SOI-MOSFE formed on a thin silicon single crystal film (SOI film) formed on an insulating film
T (Silicon On Insulator-Metal Oxise Semiconductor
FieldEffect Transistor) can be integrated at a high density on one substrate by using a silicon microfabrication process, and the parasitic capacitance of the formed transistor is higher than that when a conventional single crystal semiconductor substrate is used. Since it is small, it has features such as being suitable for high-speed operation, and has attracted attention.

【0003】しかし、通常の半導体基板を用いた従来の
場合は、基板電極を用いてチャネル部にバイアス電位を
印加してし、チャネル部を所定電位に保っていたのに対
し、SOI−MOSFETでは、SOI膜の下に絶縁層
が存在するため、チャネル部をバイアスすることができ
ず、”基板フローテイング”と呼ばれる状態になり、安
定な動作が困難であるという問題があった。
However, in the conventional case using a normal semiconductor substrate, a bias potential is applied to the channel portion using the substrate electrode to keep the channel portion at a predetermined potential, whereas in the SOI-MOSFET. Since there is an insulating layer under the SOI film, the channel portion cannot be biased, resulting in a state called "substrate floating", and there is a problem that stable operation is difficult.

【0004】すなわち、NMOSのチャネル部にはホー
ルが蓄積されるために、オフ状態でも大きなリーク電流
を流れてしまい、また、オン状態でも、電流特性にキン
クを生じて、良好な特性が得られないなどの問題点が報
告されている。このような好ましくない現象は、P−M
OSでは比較的少ないが、衝突電離係数の大きなNMO
Sにおいて、特に顕著に現れることが知られている。
That is, since holes are accumulated in the channel portion of the NMOS, a large leak current flows even in the off state, and even in the on state, a kink occurs in the current characteristic, and good characteristics are obtained. Problems such as not being reported have been reported. Such an unfavorable phenomenon is caused by PM
NMO with a relatively small OS but a large impact ionization coefficient
It is known that in S, it appears remarkably.

【0005】この課題を解決するために、チャネル部に
ゲート電極を介してバイアスする方法が、例えば、アイ
・イー・イー・イー・エレクトロン・デバイス・レタ
ー、1994年12月号第510頁から第512頁(IEE
E Electron Devices Letter, vol. 15, No. 12, pp.510
-512, 1995)に提案されている。
In order to solve this problem, a method of biasing a channel portion via a gate electrode is disclosed in, for example, IEE Electronic Device Letter, December 1994, p. 512 pages (IEE
E Electron Devices Letter, vol. 15, No. 12, pp. 510
-512, 1995).

【0006】図1は、そのデバイスの構造を示す平面配
置図である。図1から明らかなように、この平面配置
は、単結晶基板に形成された従来のMOSFETと同じ
配置をとっている。この構造の特徴は、活性領域100
がゲート500に合わせる形にパターニングされ、活性
領域100に対する配線からのコンタクト(図示せず)
が、ゲート電極500に対するコンタクト600と同時
に形成されている点である。
FIG. 1 is a plan layout view showing the structure of the device. As is apparent from FIG. 1, this planar arrangement is the same as that of the conventional MOSFET formed on the single crystal substrate. This structure is characterized by the active region 100.
Is patterned to match the gate 500, and contacts from the wiring to the active region 100 (not shown)
However, it is formed at the same time as the contact 600 for the gate electrode 500.

【0007】図2は、図1に示した構造における活性領
域100の平面形状を示したものであり、ゲートのコン
タクト部が突出した、いわゆるドックボーンの形状にな
っている。上記コンタクトは、図3に示した断面形状か
ら明らかなように、コンタクトホールがゲート500を
貫通しているため、ゲート500のみではなく、ゲート
500の下に設けられた活性領域100に対しても、金
属配線700がコンタクトされている。なお、図3にお
いて、記号120はシリコン基板、110はシリコン酸
化膜、910はゲート酸化膜を、それぞれ表す。
FIG. 2 shows a planar shape of the active region 100 in the structure shown in FIG. 1, which has a so-called dockbone shape in which the contact portion of the gate is projected. As is clear from the cross-sectional shape shown in FIG. 3, the contact has a contact hole penetrating the gate 500. Therefore, not only for the gate 500 but also for the active region 100 provided under the gate 500. , The metal wiring 700 is contacted. In FIG. 3, symbol 120 represents a silicon substrate, 110 represents a silicon oxide film, and 910 represents a gate oxide film.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記、従来技術では、
活性領域100を形成する際に、ゲート500に合わせ
て微細なパターニングをする必要がある、コンタクトの
形成には、ゲート500を貫通し、かつ、薄いシリコン
層100を突き抜けないように開口部を形成する必要が
ある。また、ゲート500へのコントクトを、ゲート5
00の側面のみで行わなければならないなど、通常のM
OSトランジスタプロセスでは行われない工程を行なう
ことが必要であり、高集積化には不適であるという問題
があった。
SUMMARY OF THE INVENTION In the above-mentioned prior art,
When forming the active region 100, it is necessary to perform fine patterning in accordance with the gate 500. For forming a contact, an opening is formed so as to penetrate the gate 500 and not penetrate the thin silicon layer 100. There is a need to. In addition, the contract to the gate 500 is changed to the gate 5
The normal M, such as having to do only on the side of 00
There is a problem that it is not suitable for high integration because it is necessary to perform steps that are not performed in the OS transistor process.

【0009】本発明の目的は、上記従来の問題を解決
し、上記特殊な工程を行うことなしに基板フローテイン
グが生ずる恐れのないSOI−MOSFETおよびこの
ようなSOI−MOSFETを容易に形成することがで
きる半導体装置の製造方法を提供することである。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems and to easily form an SOI-MOSFET and such an SOI-MOSFET in which substrate floating does not occur without performing the above-mentioned special process. A method of manufacturing a semiconductor device is provided.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、SOI膜の活性領域内にNMOSFET
およびPMOSFETを形成し、PMOSFETの拡散
層(ソース、ドレイン)が、NMOSFETのチャネル
と電気的に接続するように配置するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides an NMOSFET in the active region of an SOI film.
And PMOSFET are formed, and the diffusion layers (source and drain) of the PMOSFET are arranged so as to be electrically connected to the channel of the NMOSFET.

【0011】[0011]

【作用】NMOSFETのチャネルは、PMOSFET
の拡散層を介してバイアスされるため、基板フローテイ
ングの問題は解決される。また、PMOSFETとNM
OSFETの配置を変更するものであるから、上記従来
技術のような特殊な工程は不要であり、従来のMOSプ
ロセスと同じ加工によって容易に形成することができ
る。
Function: The channel of NMOSFET is PMOSFET
Since it is biased through the diffusion layer of the substrate, the problem of substrate floating is solved. Also, PMOSFET and NM
Since the arrangement of the OSFETs is changed, no special process such as the above-mentioned conventional technique is required, and the OSFETs can be easily formed by the same processing as the conventional MOS process.

【0012】[0012]

【実施例】以下、実施例を用いて本発明を詳細に説明す
る。
The present invention will be described below in detail with reference to examples.

【0013】〈実施例1〉図4は、NMOSFETおよ
びPMOSFETを用いた、CMOS(Complimentaly
MOS)の基本となる、CMOSインバータを示したもの
である。CMOSインバータは、1つのNMOSFET
と1つのPMOSFETを組み合わせただけで形成でき
る。また、電源配線a、d間には、いずれかのFETが
オフ状態となるため電流が流れないという特徴があるた
め、CMOSによって回路を構成するときの基本単位と
なっている。
First Embodiment FIG. 4 shows a CMOS (Complimentaly) using NMOSFET and PMOSFET.
It shows a CMOS inverter, which is the basis of MOS). CMOS inverter has one NMOSFET
Can be formed only by combining one PMOSFET. In addition, since one of the FETs is turned off between the power supply wirings a and d, a current does not flow, and thus it is a basic unit when a circuit is configured by CMOS.

【0014】図5に本実施例のインバータの平面配置を
示した。ゲート500は、太線で示した活性領域100
を横切って設けられている。記号301は、NMOSF
ETのソース、ドレインを、第1導電型不純物のイオン
打ち込みによって形成するためのマスクパターンを表
し、401はPMOSFETのソース、ドレイン形成用
のマスクパターン、600はゲート電極やソース、ドレ
イン電極へのコンタクト、700は配線の位置を、それ
ぞれ示す。ただし、図5は、基本単位であるインバータ
について説明するためのものであり、700は各拡散層
電極に接続された配線を部分的に示す。
FIG. 5 shows a planar arrangement of the inverters of this embodiment. The gate 500 corresponds to the active region 100 indicated by a thick line.
Is provided across. Symbol 301 is NMOSF
A mask pattern for forming the source and drain of ET by ion implantation of impurities of the first conductivity type, 401 is a mask pattern for forming the source and drain of PMOSFET, and 600 is a contact to the gate electrode and the source and drain electrodes. , 700 indicate the positions of the wirings, respectively. However, FIG. 5 is for explaining an inverter which is a basic unit, and 700 partially shows wirings connected to each diffusion layer electrode.

【0015】図5に示した構造のインバータにおける、
拡散層およびゲートの配置を図6に示した。図6から明
らかなように、N型高濃度不純物領域300およびP型
高濃度不純物領域400は、それぞれゲート500の両
側に対向して配置され、N型高濃度不純物領域300と
P型高濃度不純物領域400の間には、P型低濃度のス
ペース450が介在している。このスペース450は、
反対導電型の高濃度不純物層が重なって形成されると、
耐圧が著しく劣化するため、それを防止するために、N
型高濃度不純物領域300とP型高濃度不純物領域40
0の間に設けたものである。
In the inverter having the structure shown in FIG. 5,
The arrangement of the diffusion layer and the gate is shown in FIG. As is apparent from FIG. 6, the N-type high-concentration impurity region 300 and the P-type high-concentration impurity region 400 are arranged to face each other on both sides of the gate 500, and the N-type high-concentration impurity region 300 and the P-type high-concentration impurity region 300 are disposed. A P-type low-concentration space 450 is interposed between the regions 400. This space 450
When high-concentration impurity layers of opposite conductivity type are formed to overlap,
Since the withstand voltage significantly deteriorates, in order to prevent it, N
Type high concentration impurity region 300 and P type high concentration impurity region 40
It is provided between 0.

【0016】インバータとして動作させるには、NMO
SFETの電源電極aに接地電位、PMOSFET側d
に正電位Vccを、それぞれ加える。このとき、電源電
極側の活性領域100では、N型不純物拡散層300と
スペース450の間のPN接合は順方向にバイアスされ
ているため、この電源間リーク電流を抑えるように動作
させる必要がある。
To operate as an inverter, NMO
Ground potential on the power supply electrode a of the SFET, and PMOSFET side d
To the positive potential Vcc. At this time, in the active region 100 on the power supply electrode side, since the PN junction between the N-type impurity diffusion layer 300 and the space 450 is biased in the forward direction, it is necessary to operate to suppress this inter-power supply leakage current. .

【0017】本実施例のMOSFETにおける、ソース
電極の電流Isのゲートバイアス電圧Vg依存性を図1
9に示した。スペース450の電位は、ドレイン電圧V
ccに一致させた。I0は、順方向バイアスによって生
じた接合リーク電流である。図20は、このPN接合の
接合特性を示し、スペース450側の電位をVbbとし
て示している。正方向にバイアスすることによってPN
接合がオン状態となり電流が流れる。しかし、いわゆる
ビルトイン・ポテンシャルがあるため、Vbbの小さな
領域では、ほとんど電流は流れない。すなわち、Vcc
のときの電流I0が図19におけるリーク電流として現
われる。そのため、チャネル電流がリーク電流に比べ大
きな領域で用いれば、接合リークは問題にならなくな
る。例えばスペース450のノ不純物濃度を1017/c
3程度にすれば、電源電圧0.4Vで動作させること
ができる。このとき、NMOSFETのチャネルはスペ
ース450を介してP型電極400に接続されているた
め、チャネルで発生したホールは、拡散層400に流入
し、基板フローテイングは抑制される。
FIG. 1 shows the dependence of the current Is of the source electrode on the gate bias voltage Vg in the MOSFET of this embodiment.
The results are shown in FIG. The potential of the space 450 is the drain voltage V
matched to cc. I 0 is the junction leakage current generated by the forward bias. FIG. 20 shows the junction characteristics of this PN junction, in which the potential on the space 450 side is shown as Vbb. PN by biasing in the positive direction
The junction turns on and current flows. However, since there is a so-called built-in potential, almost no current flows in the small Vbb region. That is, Vcc
The current I 0 at that time appears as the leak current in FIG. Therefore, if the channel current is used in a region larger than the leak current, the junction leak does not become a problem. For example, the impurity concentration of the space 450 is 10 17 / c
If it is set to about m 3 , it can be operated at a power supply voltage of 0.4V. At this time, since the channel of the NMOSFET is connected to the P-type electrode 400 via the space 450, the holes generated in the channel flow into the diffusion layer 400 and the substrate floating is suppressed.

【0018】図7から13は、本実施例の半導体装置の
製造工程を示す図であり、そのうち、図7から図8およ
び図13は、図6のゲートを含んだA−A’断面、それ
以外の図は図6のB−B’断面を示す。
7 to 13 are views showing a manufacturing process of the semiconductor device of this embodiment, of which FIGS. 7 to 8 and 13 are sectional views taken along the line AA 'including the gate of FIG. The other figures show the BB 'cross section of FIG.

【0019】まず、図7に示したように、シリコン基板
120上にシリコン酸化膜110および厚さ100nm
の単結晶シリコン膜100を周知の方法を用いて形成し
てSOI基板を形成した。
First, as shown in FIG. 7, a silicon oxide film 110 and a thickness of 100 nm are formed on a silicon substrate 120.
The single crystal silicon film 100 was formed by a known method to form an SOI substrate.

【0020】次に、図8に示したように、周知の熱酸化
法を用いて形成した厚さ10nmのシリコン酸化膜およ
びCVD法を用いて形成した厚さ100nmのシリコン
窒化膜を用いた周知のLOCOS法によって、単結晶シ
リコン膜100の露出された部分を酸化して、素子分離
用の厚い酸化膜900を形成した後、酸化のマスクとし
て用いた上記シリコン窒化膜および酸化膜を除去した。
上記単結晶シリコン膜100の表面を熱酸化して、厚さ
5nmのゲート酸化膜910を形成した後、周知のCV
D法を用いて、高濃度にリンがドーピングされた多結晶
シリコン膜を形成し、ホトレジスト法によって不要部分
を除去して、多結晶シリコンからなるゲート電極500
を形成した。
Next, as shown in FIG. 8, a well-known silicon oxide film having a thickness of 10 nm formed by the well-known thermal oxidation method and a silicon nitride film having a thickness of 100 nm formed by the CVD method are used. The exposed portion of the single-crystal silicon film 100 was oxidized by the LOCOS method to form a thick oxide film 900 for element isolation, and then the silicon nitride film and the oxide film used as the oxidation mask were removed.
After the surface of the single crystal silicon film 100 is thermally oxidized to form a gate oxide film 910 having a thickness of 5 nm, a known CV is used.
A high-concentration phosphorus-doped polycrystalline silicon film is formed by using the D method, and unnecessary portions are removed by the photoresist method to form a gate electrode 500 made of polycrystalline silicon.
Was formed.

【0021】上記ゲート電極500および図5に示した
マスクパターン301をマスクとして、ドーズ量5×1
15/cm2、加速電圧25keVという条件でヒ素をイ
オン打ち込し、図9に示したように、低抵抗のN型拡散
層300を形成した。
Using the gate electrode 500 and the mask pattern 301 shown in FIG. 5 as a mask, the dose amount is 5 × 1.
Arsenic was ion-implanted under the conditions of 0 15 / cm 2 and accelerating voltage of 25 keV to form a low-resistance N-type diffusion layer 300 as shown in FIG.

【0022】同様に、上記ゲート電極500および図5
に示したマスクパターン401をマスクとして、ドーズ
量5×1015/cm2、加速電圧5keVという条件でボ
ロンをイオン打ち込みし、図10に示したように、低抵
抗のP型拡散層400を形成した。
Similarly, the gate electrode 500 and FIG.
Boron is ion-implanted under the conditions of a dose amount of 5 × 10 15 / cm 2 and an acceleration voltage of 5 keV using the mask pattern 401 shown in FIG. 10 as a mask to form a low-resistance P-type diffusion layer 400 as shown in FIG. did.

【0023】周知のCVD法を用いて、BPSG(ホウ
素・リン・ケイ酸ガラス)膜920を形成し、熱処理を行
なって表面を平坦化した後、図11に示したように、周
知のホトエッチングによって所定部分を選択的に除去し
て、ゲート電極500、N型拡散層300およびP型拡
散層400の表面を露出させるにコンタクト孔を形成し
た。
A BPSG (boron / phosphorus / silicate glass) film 920 is formed by using a well-known CVD method, and a heat treatment is performed to flatten the surface. Then, as shown in FIG. 11, well-known photo etching is performed. Then, a predetermined portion was selectively removed, and a contact hole was formed to expose the surfaces of the gate electrode 500, the N-type diffusion layer 300 and the P-type diffusion layer 400.

【0024】周知の金属膜の形成とホトエッチングを行
って、図12、13に示したように金属配線700を形
成し、半導体装置を形成した。図12は、N型拡散層3
00およびP型拡散層400に接続する配線700の形
成を示し、図13はゲート500に接続する配線700
の形成を示す。この場合、コンタクト孔は、図3に示し
た従来の技術とは異なり、ゲート500の表面を露出さ
せるのみであって、ゲート500を貫通していない。そ
のため、金属配線700とゲート500の接続は、ゲー
ト500の上面において行われ、両者の接触面積が大き
く、高い信頼性が得られる。
A known metal film is formed and photoetching is performed to form a metal wiring 700 as shown in FIGS. 12 and 13 to form a semiconductor device. FIG. 12 shows the N-type diffusion layer 3
00 and the formation of the wiring 700 connected to the P-type diffusion layer 400, and FIG. 13 shows the wiring 700 connected to the gate 500.
Shows the formation of In this case, unlike the conventional technique shown in FIG. 3, the contact hole only exposes the surface of the gate 500 and does not penetrate the gate 500. Therefore, the metal wiring 700 and the gate 500 are connected to each other on the upper surface of the gate 500, the contact area between them is large, and high reliability is obtained.

【0025】〈実施例2〉図14および15は、本発明
を適用して形成された3入力のNANDゲートの配置を
示した図である。N導電型不純物拡散層300とP導電
型不純物拡散層400を、例えば図14に示したよう
に、それぞれ複数個配置し、これら複数の不純物拡散層
300、400から所望のものを選択して、例えば図1
5に示したように、配線700によって互いに接続す
る。配線700のパターンを変えることによって各種回
路を構成することができ、図15に示したパターン以外
にも、目的に応じて変形できることは、いうまでもな
い。
<Embodiment 2> FIGS. 14 and 15 are views showing the arrangement of 3-input NAND gates formed by applying the present invention. For example, as shown in FIG. 14, a plurality of N-conductivity type impurity diffusion layers 300 and P-conductivity type impurity diffusion layers 400 are arranged, and a desired one is selected from the plurality of impurity diffusion layers 300 and 400, Figure 1
As shown in FIG. 5, wirings 700 connect to each other. Needless to say, various circuits can be configured by changing the pattern of the wiring 700, and other than the pattern shown in FIG. 15, it can be modified according to the purpose.

【0026】図16は、リーク電流を低減させるため
に、活性領域100のパターンを工夫して、上記スペー
ス450の面積を小さくした例を示したものである。リ
ーク電流は、N導電型不純物拡散層300とスペース4
50の間のPN接合において生ずるが、上記スペース4
50の面積を小さくして、この部分におけるPN接合の
面積を減少させることにより、リーク電流を効果的に減
少させることができた。
FIG. 16 shows an example in which the pattern of the active region 100 is devised to reduce the area of the space 450 in order to reduce the leak current. The leakage current is the same as the N conductivity type impurity diffusion layer 300 and the space 4
It occurs in the PN junction between 50, but above the space 4
By reducing the area of 50 and reducing the area of the PN junction in this portion, the leak current could be effectively reduced.

【0027】図17は、上記スペース450の面積をさ
らに小さくして、リークをさらに低減させた例を示し
た。この場合、スペース450のパターニングやゲート
電極500をパターニングによって形成する際の合わせ
精度等に問題があるが、順方向バイアスとなる接合がな
いため、広い動作電圧範囲を得ることができる。
FIG. 17 shows an example in which the area of the space 450 is further reduced to further reduce the leakage. In this case, there is a problem in alignment accuracy when patterning the space 450 and the gate electrode 500 by patterning, but since there is no junction that causes forward bias, a wide operating voltage range can be obtained.

【0028】図18は、図17において、ゲート500
の形状を変えてリーク電流を減少させた例を示す。もち
ろん、活性領域100およびゲート500の両者の形状
を、いずれも変えてもよい。
FIG. 18 shows the gate 500 in FIG.
An example is shown in which the leakage current is reduced by changing the shape. Of course, both the shapes of the active region 100 and the gate 500 may be changed.

【0029】[0029]

【発明の効果】NMOSFETとPMOSFETを、通
常のMOSプロセスによってで、同じ活性領域内に形成
することにより、NMOSFETのチャネルで発生した
ホールを、PMOSFETの拡散層に吸収することがで
き、基板フローテイングの発生を防止ことができる。
By forming the NMOSFET and the PMOSFET in the same active region by a normal MOS process, holes generated in the channel of the NMOSFET can be absorbed in the diffusion layer of the PMOSFET, and the substrate floating Can be prevented.

【0030】上記実施例では、本発明をCMOSイバー
タに適用した例を示したが、CMOSインバータは各種
CMOSデジタルの基本となるものであるから、インバ
ータを用いた従来の多くの回路構成にそのまま使用でき
ることは、いうまでもない。
In the above embodiment, an example in which the present invention is applied to a CMOS inverter is shown. However, since the CMOS inverter is the basis of various CMOS digitals, it can be used as it is in many conventional circuit configurations using the inverter. It goes without saying that you can do it.

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

【図1】従来の活性領域とゲートの平面配置を示す図、FIG. 1 is a diagram showing a planar arrangement of a conventional active region and a gate,

【図2】従来の活性領域平面形状を示す図、FIG. 2 is a view showing a planar shape of a conventional active region,

【図3】従来のSOI−MOSFETを示す断面図、FIG. 3 is a sectional view showing a conventional SOI-MOSFET.

【図4】本発明を説明するための等価回路図、FIG. 4 is an equivalent circuit diagram for explaining the present invention,

【図5】本発明を説明するための平面配置図、FIG. 5 is a plan layout view for explaining the present invention,

【図6】本発明を説明するための平面配置図、FIG. 6 is a plan layout view for explaining the present invention,

【図7】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 7 is a process drawing showing the manufacturing method of Example 1 of the present invention,

【図8】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 8 is a process drawing showing the manufacturing method of Example 1 of the present invention,

【図9】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 9 is a process drawing showing the manufacturing method of Example 1 of the present invention,

【図10】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 10 is a process drawing showing the manufacturing method of the first embodiment of the present invention,

【図11】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 11 is a process drawing showing the manufacturing method of Example 1 of the present invention,

【図12】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 12 is a process drawing showing the manufacturing method of Example 1 of the present invention,

【図13】本発明の実施例1の製造方法を示す工程図、FIG. 13 is a process drawing showing the manufacturing method of Example 1 of the present invention,

【図14】本発明の実施例2を示す平面配置図、FIG. 14 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.

【図15】本発明の実施例2を示す平面配置図、FIG. 15 is a plan layout view showing Embodiment 2 of the present invention,

【図16】本発明の実施例2を示す平面配置図、FIG. 16 is a plan layout view showing Embodiment 2 of the present invention,

【図17】本発明の実施例2を示す平面配置図、FIG. 17 is a plan layout view showing Embodiment 2 of the present invention,

【図18】本発明の実施例2を示す平面配置図、FIG. 18 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.

【図19】本発明の動作を説明するための特性図、FIG. 19 is a characteristic diagram for explaining the operation of the present invention,

【図20】本発明の動作を説明するための特性図。FIG. 20 is a characteristic diagram for explaining the operation of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100……活性領域、110……シリコン酸化膜、12
0……シリコン基板、300……N型高濃度不純物拡散
層、301……N型用マスクパターン、400……P型
高濃度不純物拡散層、401……P型用マスクパター
ン、450……スペース、500……ゲート、600…
…コンタクト、700……金属配線、900……シリコ
ン酸化膜、910……ゲート酸化膜、920……層間絶
縁膜。
100 ... Active region, 110 ... Silicon oxide film, 12
0 ... Silicon substrate, 300 ... N-type high-concentration impurity diffusion layer, 301 ... N-type mask pattern, 400 ... P-type high-concentration impurity diffusion layer, 401 ... P-type mask pattern, 450 ... Space , 500 ... Gate, 600 ...
... contact, 700 ... metal wiring, 900 ... silicon oxide film, 910 ... gate oxide film, 920 ... interlayer insulating film.

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板上に形成された絶縁膜と、当該
絶縁膜上に形成され、分離用絶縁膜によって包囲された
単結晶半導体膜からなる活性領域と、当該活性領域内に
それぞれ形成されたPチャネル絶縁ゲート型界効果トラ
ンジスタとNチャネル絶縁ゲート型界効果トランジスタ
を少なくとも具備し、上記Nチャネル絶縁ゲート型電界
効果トランジスタのチャネル領域は、上記Pチャネル絶
縁ゲート型電界効果トランジスタのソース領域またはド
レイン領域と電気的に接続されていることを特徴とする
集積半導体装置。
1. An insulating film formed on a semiconductor substrate, an active region made of a single crystal semiconductor film formed on the insulating film and surrounded by an insulating film for isolation, and an active region formed in the active region, respectively. At least a P-channel insulated gate field effect transistor and an N-channel insulated gate field effect transistor, wherein the channel region of the N-channel insulated gate field effect transistor is the source region of the P-channel insulated gate field effect transistor or An integrated semiconductor device, which is electrically connected to a drain region.
【請求項2】上記Pチャネル絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタとNチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジス
タは、共通なゲート電極を有していることを特徴とする
請求項1に記載の集積半導体装置。
2. The integrated semiconductor device according to claim 1, wherein the P-channel insulated gate field effect transistor and the N-channel insulated gate field effect transistor have a common gate electrode.
【請求項3】上記ゲート電極は、上記活性領域を横切っ
て形成され、上記Pチャネル絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタとNチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジス
タのソース領域およびドレイン領域は、それぞれ上記ゲ
ート電極を介して互いに対向して配置されていることを
特徴とする請求項2に記載の集積半導体装置。
3. The gate electrode is formed across the active region, and the source region and the drain region of the P-channel insulated gate field effect transistor and the N-channel insulated gate field effect transistor respectively have the gate electrode. The integrated semiconductor device according to claim 2, wherein the integrated semiconductor devices are arranged so as to face each other.
【請求項4】上記活性領域の、上記Pチャネル絶縁ゲー
ト型電界効果トランジスタのソース領域およびドレイン
領域と上記Nチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジス
タのソース領域およびドレイン領域の間に介在する部分
の幅は、上記ソース領域およびドレイン領域の幅より小
さいことを特徴とする請求項3に記載の集積半導体装
置。
4. The width of the portion of the active region interposed between the source region and drain region of the P-channel insulated gate field effect transistor and the source region and drain region of the N-channel insulated gate field effect transistor. 4. The integrated semiconductor device according to claim 3, wherein the width is smaller than the width of the source region and the drain region.
【請求項5】上記ゲート電極は、上記活性領域の外部に
おいて金属配線と接続されていることを特徴とする請求
項1から4のいずれか一に記載の集積半導体装置。
5. The integrated semiconductor device according to claim 1, wherein the gate electrode is connected to a metal wiring outside the active region.
【請求項6】上記金属配線は、上記ゲート電極の上面に
接続されていることを特徴とする請求項6に記載の集積
半導体装置。
6. The integrated semiconductor device according to claim 6, wherein the metal wiring is connected to an upper surface of the gate electrode.
【請求項7】上記Pチャネル絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタとNチャネル絶縁ゲート型電界効果トランジス
タによってインバーター回路が構成されていることを特
徴とする請求項1から6のいずれか一に記載の集積半導
体装置。
7. The integrated semiconductor according to claim 1, wherein an inverter circuit is constituted by the P-channel insulated gate field effect transistor and the N-channel insulated gate field effect transistor. apparatus.
【請求項8】上記インバータ回路は、上記Pチャネル絶
縁ゲート型電界効果トランジスタのソース電極と上記N
チャネル絶縁ゲート型電界効果トランジスタのソース電
極の間のリーク電流が、上記Nチャネル絶縁ゲート型電
界効果トランジスタがオフ状態にあるときのリーク電流
より小さな電圧領域で動作されることを特徴とする請求
項7に記載の集積半導体装置。
8. The inverter circuit comprises a source electrode of the P channel insulated gate field effect transistor and the N electrode.
The leak current between the source electrodes of the channel insulated gate field effect transistor is operated in a voltage region smaller than the leak current when the N channel insulated gate field effect transistor is in an off state. 7. The integrated semiconductor device according to 7.
【請求項9】半導体基板の表面上に形成された絶縁膜上
に単結晶シリコン膜を形成する工程と、当該単結晶シリ
コン膜を分離用絶縁膜で包囲して活性領域を形成する工
程と、当該活性領域上にゲート絶縁膜を形成する工程
と、当該ゲート絶縁膜上に所定の形状を有するゲート電
極を形成する工程と、当該ゲート電極および上記活性領
域の第1の部分に開口部を有するマスクを介して上記第
1の部分に第1導電型不純物をドープして第1導電型高
濃度不純物領域を形成する工程と、上記ゲート電極およ
び上記活性領域の上記第1の部分とは異なる第2の部分
に開口部有するマスクを介して上記第2の部分に第2導
電型不純物をドープして第2導電型高濃度不純物領域を
形する工程を有する集積半導体装置の製造方法。
9. A step of forming a single crystal silicon film on an insulating film formed on the surface of a semiconductor substrate, and a step of surrounding the single crystal silicon film with an insulating film for isolation to form an active region, Forming a gate insulating film on the active region; forming a gate electrode having a predetermined shape on the gate insulating film; and forming an opening in a first portion of the gate electrode and the active region. A step of forming a first-conductivity-type high-concentration impurity region by doping a first-conductivity-type impurity into the first part through a mask; and a step different from the first part of the gate electrode and the active region. A method of manufacturing an integrated semiconductor device, comprising: doping a second conductivity type impurity into the second part through a mask having an opening in the second part to form a second conductivity type high concentration impurity region.
【請求項10】上記ゲート電極は、上記分離用絶縁膜の
一方の側上から上記ゲート絶縁膜上を介して上記分離用
絶縁膜の上記一方の側に対向する側上に延伸して形成さ
れることを特徴とする請求項10に記載の集積半導体装
置の製造方法。
10. The gate electrode is formed by extending from one side of the isolation insulating film to a side of the isolation insulating film facing the one side through the gate insulating film. The method of manufacturing an integrated semiconductor device according to claim 10, wherein
【請求項11】上記ゲート電極を形成した後、当該ゲー
ト電極を覆う保護絶縁膜を形成する工程と、上記活性領
域の外側の上記保護絶縁膜に開口部を形成して上記ゲー
ト電極の表面を露出する工程と、上記保護絶縁膜に開口
部を介して上記ゲート電極に接続された配線を形成する
工程が付加されることを特徴とする請求項11に記載の
集積半導体装置の製造方法。
11. A step of forming a protective insulating film covering the gate electrode after forming the gate electrode, and forming an opening in the protective insulating film outside the active region to expose the surface of the gate electrode. The method of manufacturing an integrated semiconductor device according to claim 11, further comprising a step of exposing and a step of forming a wiring connected to the gate electrode through an opening in the protective insulating film.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6252280B1 (en) * 1999-09-03 2001-06-26 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Semiconductor device and manufacturing method thereof
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