JPH1187530A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH1187530A JPH1187530A JP9238303A JP23830397A JPH1187530A JP H1187530 A JPH1187530 A JP H1187530A JP 9238303 A JP9238303 A JP 9238303A JP 23830397 A JP23830397 A JP 23830397A JP H1187530 A JPH1187530 A JP H1187530A
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- layer
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- mos
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 エピタキシャル層が半導体基板の上層部分に
形成され、基板抵抗が低くラッチアップ耐性が良好な半
導体装置において、該半導体装置に内蔵されるMOS型
キャパシタの寄生容量の低減をはかる。 【解決手段】 半導体基板11の上層部分に、該半導体
基板11と同導電型のP型エピタキシャル層12を有
し、MOS型キャパシタ19形成領域における上記エピ
タキシャル層12を、MOS型トランジスタ15a,1
5b形成領域におけるものより厚く形成する事により、
MOS型キャパシタ19のN+型拡散層22と半導体基
板11(エピタキシャル層12)との接合容量を低減す
る。
形成され、基板抵抗が低くラッチアップ耐性が良好な半
導体装置において、該半導体装置に内蔵されるMOS型
キャパシタの寄生容量の低減をはかる。 【解決手段】 半導体基板11の上層部分に、該半導体
基板11と同導電型のP型エピタキシャル層12を有
し、MOS型キャパシタ19形成領域における上記エピ
タキシャル層12を、MOS型トランジスタ15a,1
5b形成領域におけるものより厚く形成する事により、
MOS型キャパシタ19のN+型拡散層22と半導体基
板11(エピタキシャル層12)との接合容量を低減す
る。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置に係
わり、特にMOS型キャパシタとMOS型トランジスタ
とを有する半導体集積回路装置に関するものである。
わり、特にMOS型キャパシタとMOS型トランジスタ
とを有する半導体集積回路装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、半導体装置の著しい微細化に伴
い、ラッチアップ耐量が低下するものであるが、これを
防止するためエピタキシャル層が上層部分に形成された
基板抵抗の低い半導体基板が用いられている。
い、ラッチアップ耐量が低下するものであるが、これを
防止するためエピタキシャル層が上層部分に形成された
基板抵抗の低い半導体基板が用いられている。
【0003】図8は、従来のMOS型キャパシタを有す
る半導体装置の構造を示す断面図である。図において、
1はP+型のシリコン単結晶等から成る半導体基板(以
下、基板1と称す)、2は基板1の上層部分に形成され
たP型エピタキシャル層、3は素子間を分離するフィー
ルド絶縁膜、4はエピタキシャル層2に形成されたN+
型の拡散層、5は拡散層4内に形成され、拡散層4の電
極取り出し層となるN++型拡散層、6は拡散層4表面に
形成された絶縁膜、7は絶縁膜6上に形成された導電
膜、8は拡散層4、絶縁膜6、および導電膜7によって
下部電極、誘電体膜および上部電極を構成するMOS型
キャパシタ、9は導電膜7側壁に形成された絶縁膜サイ
ドウォールである。
る半導体装置の構造を示す断面図である。図において、
1はP+型のシリコン単結晶等から成る半導体基板(以
下、基板1と称す)、2は基板1の上層部分に形成され
たP型エピタキシャル層、3は素子間を分離するフィー
ルド絶縁膜、4はエピタキシャル層2に形成されたN+
型の拡散層、5は拡散層4内に形成され、拡散層4の電
極取り出し層となるN++型拡散層、6は拡散層4表面に
形成された絶縁膜、7は絶縁膜6上に形成された導電
膜、8は拡散層4、絶縁膜6、および導電膜7によって
下部電極、誘電体膜および上部電極を構成するMOS型
キャパシタ、9は導電膜7側壁に形成された絶縁膜サイ
ドウォールである。
【0004】上記の様なMOS型キャパシタは、通常M
OS型トランジスタ等、他の素子と共に同一基板1上に
配設されて半導体装置を構成する。また、一般に導電膜
7の形成はMOS型トランジスタのゲート電極(図示せ
ず)と同時に、絶縁膜6の形成はゲート絶縁膜(図示せ
ず)と同時に、N++型拡散層5の形成はソースドレイン
領域(図示せず)と同時に形成するものである。
OS型トランジスタ等、他の素子と共に同一基板1上に
配設されて半導体装置を構成する。また、一般に導電膜
7の形成はMOS型トランジスタのゲート電極(図示せ
ず)と同時に、絶縁膜6の形成はゲート絶縁膜(図示せ
ず)と同時に、N++型拡散層5の形成はソースドレイン
領域(図示せず)と同時に形成するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置は上
記の様に構成されているため、製造工程における熱処理
によって、基板1内の不純物であるボロンが基板1表面
に向かって拡散し、拡散層4と基板1(エピタキシャル
層2)との接合部付近のボロン濃度が高くなる。このた
め、接合容量が大きくなり、図9の等価回路図で示す様
に、MOS型キャパシタ8以外に大きな寄生容量となる
接合容量10がMOS型キャパシタ8と並列に挿入され
ることになる。この様な寄生容量の増大により、消費電
力の増大や特性の変化による信頼性の劣化を招くという
問題点があった。
記の様に構成されているため、製造工程における熱処理
によって、基板1内の不純物であるボロンが基板1表面
に向かって拡散し、拡散層4と基板1(エピタキシャル
層2)との接合部付近のボロン濃度が高くなる。このた
め、接合容量が大きくなり、図9の等価回路図で示す様
に、MOS型キャパシタ8以外に大きな寄生容量となる
接合容量10がMOS型キャパシタ8と並列に挿入され
ることになる。この様な寄生容量の増大により、消費電
力の増大や特性の変化による信頼性の劣化を招くという
問題点があった。
【0006】この発明は上記の様な問題点を解消するた
めになされたもので、ラッチアップ耐性が良好で、かつ
寄生容量の低減されたMOS型キャパシタを有する半導
体装置の構造、およびそれに適する製造方法を提供する
ことを目的とする。
めになされたもので、ラッチアップ耐性が良好で、かつ
寄生容量の低減されたMOS型キャパシタを有する半導
体装置の構造、およびそれに適する製造方法を提供する
ことを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
わる半導体装置は、半導体基板上に、拡散層、該拡散層
表面に形成された絶縁膜、および該絶縁膜上に形成され
た導電膜で構成されるMOS型キャパシタと、MOS型
トランジスタとを有する装置構成であって、上記半導体
基板が、上層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキ
シャル層を有し、上記MOS型キャパシタ形成領域にお
ける上記エピタキシャル層を、上記MOS型トランジス
タ形成領域におけるものより厚く形成したものである。
わる半導体装置は、半導体基板上に、拡散層、該拡散層
表面に形成された絶縁膜、および該絶縁膜上に形成され
た導電膜で構成されるMOS型キャパシタと、MOS型
トランジスタとを有する装置構成であって、上記半導体
基板が、上層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキ
シャル層を有し、上記MOS型キャパシタ形成領域にお
ける上記エピタキシャル層を、上記MOS型トランジス
タ形成領域におけるものより厚く形成したものである。
【0008】この発明の請求項2に係わる半導体装置
は、半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面に形成され
た絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導電膜で構成
されるMOS型キャパシタと、MOS型トランジスタと
を有する装置構成であって、上記半導体基板が、上層部
分に該半導体基板と同導電型のエピタキシャル層を有
し、上記MOS型キャパシタの拡散層下層の上記エピタ
キシャル層内に埋め込み酸化膜を形成したものである。
は、半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面に形成され
た絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導電膜で構成
されるMOS型キャパシタと、MOS型トランジスタと
を有する装置構成であって、上記半導体基板が、上層部
分に該半導体基板と同導電型のエピタキシャル層を有
し、上記MOS型キャパシタの拡散層下層の上記エピタ
キシャル層内に埋め込み酸化膜を形成したものである。
【0009】この発明の請求項3に係わる半導体装置
は、請求項2記載の半導体装置において埋め込み酸化膜
を拡散層下層で該拡散層と接して形成したものである。
は、請求項2記載の半導体装置において埋め込み酸化膜
を拡散層下層で該拡散層と接して形成したものである。
【0010】この発明の請求項4に係わる半導体装置
は、請求項2または3記載の半導体装置において、埋め
込み酸化膜を、MOS型キャパシタを構成する拡散層と
半導体基板との接合部における逆バイアス時の空乏層幅
より厚く形成したものである。
は、請求項2または3記載の半導体装置において、埋め
込み酸化膜を、MOS型キャパシタを構成する拡散層と
半導体基板との接合部における逆バイアス時の空乏層幅
より厚く形成したものである。
【0011】この発明の請求項5に係わる半導体装置
は、半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面に形成され
た絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導電膜で構成
されるMOS型キャパシタと、MOS型トランジスタと
を有する装置構成であって、上記半導体基板が、上層部
分に該半導体基板と逆導電型のエピタキシャル層を有す
るものである。
は、半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面に形成され
た絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導電膜で構成
されるMOS型キャパシタと、MOS型トランジスタと
を有する装置構成であって、上記半導体基板が、上層部
分に該半導体基板と逆導電型のエピタキシャル層を有す
るものである。
【0012】この発明の請求項6に係わる半導体装置の
製造方法は、上層部分が同導電型のエピタキシャル層で
構成された半導体基板に、上記エピタキシャル層を選択
的に所定領域にさらに成長させて厚く形成し、その後、
MOS型キャパシタを上記エピタキシャル層が厚く成長
した上記所定領域に形成し、MOS型トランジスタを上
記エピタキシャル層の薄い領域に形成するものである。
製造方法は、上層部分が同導電型のエピタキシャル層で
構成された半導体基板に、上記エピタキシャル層を選択
的に所定領域にさらに成長させて厚く形成し、その後、
MOS型キャパシタを上記エピタキシャル層が厚く成長
した上記所定領域に形成し、MOS型トランジスタを上
記エピタキシャル層の薄い領域に形成するものである。
【0013】この発明の請求項7に係わる半導体装置の
製造方法は、上層部分が同導電型のエピタキシャル層で
構成された半導体基板に、選択的にエッチングを施し
て、上記エピタキシャル層の所定領域を所定の厚さだけ
除去して薄くした後、MOS型トランジスタを上記エピ
タキシャル層の薄い上記所定領域に形成し、MOS型キ
ャパシタを上記エピタキシャル層の厚い領域に形成する
ものである。
製造方法は、上層部分が同導電型のエピタキシャル層で
構成された半導体基板に、選択的にエッチングを施し
て、上記エピタキシャル層の所定領域を所定の厚さだけ
除去して薄くした後、MOS型トランジスタを上記エピ
タキシャル層の薄い上記所定領域に形成し、MOS型キ
ャパシタを上記エピタキシャル層の厚い領域に形成する
ものである。
【0014】この発明の請求項8に係わる半導体装置の
製造方法は、上層部分が同導電型のエピタキシャル層で
構成された半導体基板に、酸素イオンを注入した後熱処
理によって埋め込み酸化膜を形成するものである。
製造方法は、上層部分が同導電型のエピタキシャル層で
構成された半導体基板に、酸素イオンを注入した後熱処
理によって埋め込み酸化膜を形成するものである。
【0015】この発明の請求項9に係わる半導体装置の
製造方法は、請求項8記載の半導体装置の製造方法にお
いて、酸素イオンの注入を、MOS型キャパシタを構成
する拡散層形成のためのイオン注入と同一マスクを用い
て行うものである。
製造方法は、請求項8記載の半導体装置の製造方法にお
いて、酸素イオンの注入を、MOS型キャパシタを構成
する拡散層形成のためのイオン注入と同一マスクを用い
て行うものである。
【0016】
実施の形態1.以下、この発明の実施の形態1を図につ
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1による半
導体装置の構造を示す断面図である。図において、11
はP+型のシリコン単結晶等から成る半導体基板(以
下、基板11と称す)、12は基板11の上層部分に形
成された基板11と同導電型のP型エピタキシャル層、
13は素子間を分離するフィールド絶縁膜、14a、1
4bはエピタキシャル層2内に形成されたN型ウエル領
域およびP型ウエル領域、15a、15bはN型ウエル
領域14aおよびP型ウエル領域14bにそれぞれ形成
されたP型MOSトランジスタおよびN型MOSトラン
ジスタであり、ゲート絶縁膜16a、16b、ゲート電
極17a、17bおよびソースドレイン領域18a、1
8bでそれぞれ構成される。また、19はMOS型キャ
パシタであり、絶縁膜としての誘電体膜20、導電膜と
しての上部電極21およびN+型拡散層22で構成さ
れ、22aはN+型拡散層22内に形成され、N+型拡散
層22の電極取り出し層となるN++型拡散層、23a、
23b、23cはMOS型トランジスタ15a、15b
のゲート電極17a、17bおよびMOS型キャパシタ
19の上部電極21の側壁にそれぞれ形成された絶縁膜
サイドウォールである。
いて説明する。図1はこの発明の実施の形態1による半
導体装置の構造を示す断面図である。図において、11
はP+型のシリコン単結晶等から成る半導体基板(以
下、基板11と称す)、12は基板11の上層部分に形
成された基板11と同導電型のP型エピタキシャル層、
13は素子間を分離するフィールド絶縁膜、14a、1
4bはエピタキシャル層2内に形成されたN型ウエル領
域およびP型ウエル領域、15a、15bはN型ウエル
領域14aおよびP型ウエル領域14bにそれぞれ形成
されたP型MOSトランジスタおよびN型MOSトラン
ジスタであり、ゲート絶縁膜16a、16b、ゲート電
極17a、17bおよびソースドレイン領域18a、1
8bでそれぞれ構成される。また、19はMOS型キャ
パシタであり、絶縁膜としての誘電体膜20、導電膜と
しての上部電極21およびN+型拡散層22で構成さ
れ、22aはN+型拡散層22内に形成され、N+型拡散
層22の電極取り出し層となるN++型拡散層、23a、
23b、23cはMOS型トランジスタ15a、15b
のゲート電極17a、17bおよびMOS型キャパシタ
19の上部電極21の側壁にそれぞれ形成された絶縁膜
サイドウォールである。
【0017】図に示すように、基板11は、上層部分が
基板11と同導電型であるP型のエピタキシャル層12
で構成される。このエピタキシャル層12は膜厚を比較
的厚く形成した領域と薄く形成した領域とを有し、厚く
形成した領域にMOS型キャパシタ19が、薄く形成し
た領域にMOS型トランジスタ15a、15bが形成さ
れる。
基板11と同導電型であるP型のエピタキシャル層12
で構成される。このエピタキシャル層12は膜厚を比較
的厚く形成した領域と薄く形成した領域とを有し、厚く
形成した領域にMOS型キャパシタ19が、薄く形成し
た領域にMOS型トランジスタ15a、15bが形成さ
れる。
【0018】この様に構成される半導体装置の製造方法
を図2に基づいて以下に示す。まず、図2(a)に示す
ように、上層にP型のエピタキシャル層12が約2.5
μm形成されたP+型の基板11上に、図2(b)に示
すように、酸化膜24を形成した後パターニングし、こ
の酸化膜24をマスクとして選択的に所定領域のエピタ
キシャル層12をさらに成長させ、その領域のエピタキ
シャル層12を約5.0μmの厚さに成長させる。次
に、図2(c)に示すように、酸化膜24を除去する。
この後、フィールド絶縁膜13を形成し、上記エピタキ
シャル層12の厚い領域にMOS型キャパシタ19を、
エピタキシャル層12の薄い領域にMOS型トランジス
タ15a、15bを形成する。このMOS型キャパシタ
19とMOS型トランジスタ15a、15bの形成は、
まず、MOS型トランジスタ15a、15bを形成する
領域にウエル領域14a、14bをそれぞれ形成し、酸
化膜から成るゲート絶縁膜16a、16bおよび誘電体
膜20を同時形成する。次に、レジストマスクを用いた
イオン注入により、N+型拡散層22を形成した後、例
えばポリシリコン膜から成るゲート電極17a、17b
および上部電極21を同時形成する。この後、ゲート電
極17a、17bおよび上部電極21の側壁に絶縁膜サ
イドウォール23a、23b、23cを形成し、イオン
注入により、ソースドレイン領域18a、18bおよび
N++型拡散層22aを同時形成し(図1参照)、所定の
処理を施して半導体装置を完成する。
を図2に基づいて以下に示す。まず、図2(a)に示す
ように、上層にP型のエピタキシャル層12が約2.5
μm形成されたP+型の基板11上に、図2(b)に示
すように、酸化膜24を形成した後パターニングし、こ
の酸化膜24をマスクとして選択的に所定領域のエピタ
キシャル層12をさらに成長させ、その領域のエピタキ
シャル層12を約5.0μmの厚さに成長させる。次
に、図2(c)に示すように、酸化膜24を除去する。
この後、フィールド絶縁膜13を形成し、上記エピタキ
シャル層12の厚い領域にMOS型キャパシタ19を、
エピタキシャル層12の薄い領域にMOS型トランジス
タ15a、15bを形成する。このMOS型キャパシタ
19とMOS型トランジスタ15a、15bの形成は、
まず、MOS型トランジスタ15a、15bを形成する
領域にウエル領域14a、14bをそれぞれ形成し、酸
化膜から成るゲート絶縁膜16a、16bおよび誘電体
膜20を同時形成する。次に、レジストマスクを用いた
イオン注入により、N+型拡散層22を形成した後、例
えばポリシリコン膜から成るゲート電極17a、17b
および上部電極21を同時形成する。この後、ゲート電
極17a、17bおよび上部電極21の側壁に絶縁膜サ
イドウォール23a、23b、23cを形成し、イオン
注入により、ソースドレイン領域18a、18bおよび
N++型拡散層22aを同時形成し(図1参照)、所定の
処理を施して半導体装置を完成する。
【0019】この実施の形態では、MOS型キャパシタ
19形成領域のエピタキシャル層12を厚く形成するた
め、N+型拡散層22と基板11(エピタキシャル層1
2)との接合部がP+型の基板11と離間する距離が大
きくなる。このため、製造工程における熱処理によって
基板11から拡散されるボロン等の不純物が上記接合部
付近まで到達することが防止できる。このため、N+型
拡散層22と基板11(エピタキシャル層12)との接
合部付近の不純物濃度を低減でき、接合容量が低減でき
る。これにより、寄生容量が低減できて信頼性の高いM
OS型キャパシタ19が得られる。また、MOS型トラ
ンジスタ15a、15bの形成領域のエピタキシャル層
12は薄く形成するため、基板11抵抗が増大すること
なく、良好なラッチアップ耐性を保持できる。この様
に、MOS型キャパシタ19の寄生容量が低減でき、か
つラッチアップ耐性の良好な半導体装置が得られる。
19形成領域のエピタキシャル層12を厚く形成するた
め、N+型拡散層22と基板11(エピタキシャル層1
2)との接合部がP+型の基板11と離間する距離が大
きくなる。このため、製造工程における熱処理によって
基板11から拡散されるボロン等の不純物が上記接合部
付近まで到達することが防止できる。このため、N+型
拡散層22と基板11(エピタキシャル層12)との接
合部付近の不純物濃度を低減でき、接合容量が低減でき
る。これにより、寄生容量が低減できて信頼性の高いM
OS型キャパシタ19が得られる。また、MOS型トラ
ンジスタ15a、15bの形成領域のエピタキシャル層
12は薄く形成するため、基板11抵抗が増大すること
なく、良好なラッチアップ耐性を保持できる。この様
に、MOS型キャパシタ19の寄生容量が低減でき、か
つラッチアップ耐性の良好な半導体装置が得られる。
【0020】実施の形態2.上記実施の形態1では、基
板11上に形成されているエピタキシャル層12を、さ
らに所定領域のみ選択的に成長させたが、逆に、基板1
1上に厚めのエピタキシャル層12を形成しておいて選
択的にエッチングして薄くしても良く、その製造方法を
図3に示す。まず、図3(a)に示すように、上層にP
型のエピタキシャル層12が約5.0μm形成されたP
+型の基板11上に、図3(b)に示すように、ホトレ
ジスト膜25を形成した後パターニングし、このホトレ
ジスト膜25をマスクとして選択的に所定領域のエピタ
キシャル層12をエッチング除去して、その領域のエピ
タキシャル層12を約2.5μmの厚さにする。次に、
図3(c)に示すように、ホトレジスト膜25を除去す
る。この後、上記実施の形態1と、同様に上記エピタキ
シャル層12の厚い領域にMOS型キャパシタ19を、
エピタキシャル層12の薄い領域にMOS型トランジス
タ15a、15bを形成する。この実施の形態において
も、MOS型キャパシタ19の寄生容量が低減でき、か
つラッチアップ耐性の良好な半導体装置が得られる。
板11上に形成されているエピタキシャル層12を、さ
らに所定領域のみ選択的に成長させたが、逆に、基板1
1上に厚めのエピタキシャル層12を形成しておいて選
択的にエッチングして薄くしても良く、その製造方法を
図3に示す。まず、図3(a)に示すように、上層にP
型のエピタキシャル層12が約5.0μm形成されたP
+型の基板11上に、図3(b)に示すように、ホトレ
ジスト膜25を形成した後パターニングし、このホトレ
ジスト膜25をマスクとして選択的に所定領域のエピタ
キシャル層12をエッチング除去して、その領域のエピ
タキシャル層12を約2.5μmの厚さにする。次に、
図3(c)に示すように、ホトレジスト膜25を除去す
る。この後、上記実施の形態1と、同様に上記エピタキ
シャル層12の厚い領域にMOS型キャパシタ19を、
エピタキシャル層12の薄い領域にMOS型トランジス
タ15a、15bを形成する。この実施の形態において
も、MOS型キャパシタ19の寄生容量が低減でき、か
つラッチアップ耐性の良好な半導体装置が得られる。
【0021】実施の形態3.次に、この発明の実施の形
態3を図について説明する。図4はこの発明の実施の形
態3による半導体装置の構造を示す断面図である。図に
示すように、基板11と同導電型であるP型のエピタキ
シャル層12が均一な厚さに形成され、MOS型キャパ
シタ19形成領域において、N+型拡散層22下層のエ
ピタキシャル層12内に埋め込み酸化膜26が形成され
る。なお、この場合、MOS型トランジスタ15a、1
5b形成領域は、MOS型キャパシタ19形成領域とエ
ピタキシャル層12の厚さが同じであるため、図示を省
略する。
態3を図について説明する。図4はこの発明の実施の形
態3による半導体装置の構造を示す断面図である。図に
示すように、基板11と同導電型であるP型のエピタキ
シャル層12が均一な厚さに形成され、MOS型キャパ
シタ19形成領域において、N+型拡散層22下層のエ
ピタキシャル層12内に埋め込み酸化膜26が形成され
る。なお、この場合、MOS型トランジスタ15a、1
5b形成領域は、MOS型キャパシタ19形成領域とエ
ピタキシャル層12の厚さが同じであるため、図示を省
略する。
【0022】この様に構成される半導体装置の製造方法
を図5に基づいて以下に示す。まず、実施の形態1と同
様に、上層にP型のエピタキシャル層12が約2.5μ
m形成されたP+型の基板11を用い、フィールド絶縁
膜13を形成し、MOS型トランジスタ15a、15b
形成領域にウエル領域14a、14bを形成する。次
に、酸化膜から成るゲート絶縁膜16a、16bおよび
誘電体膜20を同時形成する。次に、図5に示すよう
に、レジストマスク27を用いたイオン注入により、埋
め込み酸化膜26形成のための酸素イオン26aを注入
し、続いて、同一レジストマスク27を用いてN+型拡
散層22形成のためのイオン注入を行い、不純物注入領
域22bを形成する。注入された酸素イオン26aは後
工程の熱処理によって基板11中のシリコンと結合し、
埋め込み酸化膜26に変成される。また、不純物注入領
域22bは拡散によってN+型拡散層22に変成され
る。このとき、埋め込み酸化膜26が、N+型拡散層2
2下層のエピタキシャル層12内に位置するように、注
入時のエネルギーを設定する。その後、上記実施の形態
1と同様に、ゲート電極17a、17bおよび上部電極
21を同時形成した後、絶縁膜サイドウォール23a、
23b、23cを形成し、その後、イオン注入によりソ
ースドレイン領域18a、18bおよびN++型拡散層2
2aを同時形成する(図4参照)。
を図5に基づいて以下に示す。まず、実施の形態1と同
様に、上層にP型のエピタキシャル層12が約2.5μ
m形成されたP+型の基板11を用い、フィールド絶縁
膜13を形成し、MOS型トランジスタ15a、15b
形成領域にウエル領域14a、14bを形成する。次
に、酸化膜から成るゲート絶縁膜16a、16bおよび
誘電体膜20を同時形成する。次に、図5に示すよう
に、レジストマスク27を用いたイオン注入により、埋
め込み酸化膜26形成のための酸素イオン26aを注入
し、続いて、同一レジストマスク27を用いてN+型拡
散層22形成のためのイオン注入を行い、不純物注入領
域22bを形成する。注入された酸素イオン26aは後
工程の熱処理によって基板11中のシリコンと結合し、
埋め込み酸化膜26に変成される。また、不純物注入領
域22bは拡散によってN+型拡散層22に変成され
る。このとき、埋め込み酸化膜26が、N+型拡散層2
2下層のエピタキシャル層12内に位置するように、注
入時のエネルギーを設定する。その後、上記実施の形態
1と同様に、ゲート電極17a、17bおよび上部電極
21を同時形成した後、絶縁膜サイドウォール23a、
23b、23cを形成し、その後、イオン注入によりソ
ースドレイン領域18a、18bおよびN++型拡散層2
2aを同時形成する(図4参照)。
【0023】この実施の形態では、N+型拡散層22下
層のエピタキシャル層12内に埋め込み酸化膜26が形
成されているため、製造工程における熱処理によって基
板11から拡散されるボロン等の不純物が、埋め込み酸
化膜26によって偏析して吸収され、N+型拡散層22
と基板11(エピタキシャル層12)との接合部付近ま
で到達しない。このため、上記接合部付近の不純物濃度
を低減でき、接合容量が低減できる。これにより、寄生
容量が低減できて信頼性の高いMOS型キャパシタ19
が得られる。また、基板11抵抗を増大させないため、
良好なラッチアップ耐性を保持できるまた、埋め込み酸
化膜26形成のための酸素イオン26a注入は、N+型
拡散層22形成のためのイオン注入と同一レジストマス
ク27を用いるため、上記の様な、MOS型キャパシタ
19の寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良
好な半導体装置が容易に製造できる。
層のエピタキシャル層12内に埋め込み酸化膜26が形
成されているため、製造工程における熱処理によって基
板11から拡散されるボロン等の不純物が、埋め込み酸
化膜26によって偏析して吸収され、N+型拡散層22
と基板11(エピタキシャル層12)との接合部付近ま
で到達しない。このため、上記接合部付近の不純物濃度
を低減でき、接合容量が低減できる。これにより、寄生
容量が低減できて信頼性の高いMOS型キャパシタ19
が得られる。また、基板11抵抗を増大させないため、
良好なラッチアップ耐性を保持できるまた、埋め込み酸
化膜26形成のための酸素イオン26a注入は、N+型
拡散層22形成のためのイオン注入と同一レジストマス
ク27を用いるため、上記の様な、MOS型キャパシタ
19の寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良
好な半導体装置が容易に製造できる。
【0024】実施の形態4.上記実施の形態3で形成し
た埋め込み酸化膜26は、N+型拡散層22と接してそ
の下層に形成しても良い。図6はこの発明の実施の形態
4による半導体装置の構造を示す断面図であり、図に示
すように、埋め込み酸化膜26bが、N+型拡散層22
と接してその下層のエピタキシャル層12内に形成され
る。この埋め込み酸化膜26bの形成は、例えばデザイ
ンルールが0.5μmのデバイスの場合、N+型拡散層
22と基板11(エピタキシャル層12)との接合部の
深さは0.9μm程度に形成されるため、酸素イオン2
6aを330〜350KeV程度の注入エネルギーで注
入して行う。
た埋め込み酸化膜26は、N+型拡散層22と接してそ
の下層に形成しても良い。図6はこの発明の実施の形態
4による半導体装置の構造を示す断面図であり、図に示
すように、埋め込み酸化膜26bが、N+型拡散層22
と接してその下層のエピタキシャル層12内に形成され
る。この埋め込み酸化膜26bの形成は、例えばデザイ
ンルールが0.5μmのデバイスの場合、N+型拡散層
22と基板11(エピタキシャル層12)との接合部の
深さは0.9μm程度に形成されるため、酸素イオン2
6aを330〜350KeV程度の注入エネルギーで注
入して行う。
【0025】この実施の形態では、埋め込み酸化膜26
bが、N+型拡散層22と接してその下層に形成される
ため、N+型拡散層22下面と基板11(エピタキシャ
ル層12)とは接することなく、接合容量は、N+型拡
散層22側面と基板11(エピタキシャル層12)との
接合容量のみで構成されるため、接合容量が大きく低減
できる。これにより、MOS型キャパシタ19の寄生容
量がさらに低減でき、かつラッチアップ耐性の良好な半
導体装置が容易に製造できる。
bが、N+型拡散層22と接してその下層に形成される
ため、N+型拡散層22下面と基板11(エピタキシャ
ル層12)とは接することなく、接合容量は、N+型拡
散層22側面と基板11(エピタキシャル層12)との
接合容量のみで構成されるため、接合容量が大きく低減
できる。これにより、MOS型キャパシタ19の寄生容
量がさらに低減でき、かつラッチアップ耐性の良好な半
導体装置が容易に製造できる。
【0026】なお、上記実施の形態4および5におい
て、埋め込み酸化膜26、26bは、それ自身の形成に
よる寄生容量の影響を低減するために、N+型拡散層2
2と基板11(エピタキシャル層12)との接合部にお
ける逆バイアス時の空乏層幅より厚く形成するのが望ま
しい。
て、埋め込み酸化膜26、26bは、それ自身の形成に
よる寄生容量の影響を低減するために、N+型拡散層2
2と基板11(エピタキシャル層12)との接合部にお
ける逆バイアス時の空乏層幅より厚く形成するのが望ま
しい。
【0027】実施の形態5.上記実施の形態1〜4は、
基板11は、上層部分が基板11と同導電型であるP型
のエピタキシャル層12で構成されたもの用いたが、こ
れに限るものではなく、図7に示すように、N+型の基
板11aの上層部分に基板11aと逆導電型のP型エピ
タキシャル層12aを形成したものを用いても良い。こ
の実施の形態では、基板11aからの不純物の拡散によ
る悪影響がないため、N+型拡散層22と基板11a
(エピタキシャル層12a)との接合容量が増大するこ
ともない。このため、MOS型キャパシタ19の寄生容
量が低減でき、信頼性の高い、半導体装置が得られる。
基板11は、上層部分が基板11と同導電型であるP型
のエピタキシャル層12で構成されたもの用いたが、こ
れに限るものではなく、図7に示すように、N+型の基
板11aの上層部分に基板11aと逆導電型のP型エピ
タキシャル層12aを形成したものを用いても良い。こ
の実施の形態では、基板11aからの不純物の拡散によ
る悪影響がないため、N+型拡散層22と基板11a
(エピタキシャル層12a)との接合容量が増大するこ
ともない。このため、MOS型キャパシタ19の寄生容
量が低減でき、信頼性の高い、半導体装置が得られる。
【0028】
【発明の効果】以上のようにこの発明によると、半導体
基板が、上層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキ
シャル層を有し、MOS型キャパシタ形成領域における
上記エピタキシャル層を、MOS型トランジスタ形成領
域におけるものより厚く形成したため、MOS型キャパ
シタの寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良
好な信頼性の高い半導体装置が提供できる。
基板が、上層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキ
シャル層を有し、MOS型キャパシタ形成領域における
上記エピタキシャル層を、MOS型トランジスタ形成領
域におけるものより厚く形成したため、MOS型キャパ
シタの寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良
好な信頼性の高い半導体装置が提供できる。
【0029】またこの発明によると、半導体基板が、上
層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキシャル層を
有し、MOS型キャパシタの拡散層下層の上記エピタキ
シャル層内に埋め込み酸化膜を形成したため、MOS型
キャパシタの寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐
性の良好な信頼性の高い半導体装置が提供できる。
層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキシャル層を
有し、MOS型キャパシタの拡散層下層の上記エピタキ
シャル層内に埋め込み酸化膜を形成したため、MOS型
キャパシタの寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐
性の良好な信頼性の高い半導体装置が提供できる。
【0030】またこの発明によると、埋め込み酸化膜を
拡散層下層で該拡散層と接して形成したため、MOS型
キャパシタの寄生容量がさらに低減でき、かつラッチア
ップ耐性の良好な信頼性の高い半導体装置が提供でき
る。
拡散層下層で該拡散層と接して形成したため、MOS型
キャパシタの寄生容量がさらに低減でき、かつラッチア
ップ耐性の良好な信頼性の高い半導体装置が提供でき
る。
【0031】またこの発明によると、埋め込み酸化膜
を、MOS型キャパシタを構成する拡散層と半導体基板
との接合部における逆バイアス時の空乏層幅より厚く形
成したため、埋め込み酸化膜自身による寄生容量の影響
を低減でき、上記のようなMOS型キャパシタの寄生容
量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性の
高い半導体装置が確実に提供できる。
を、MOS型キャパシタを構成する拡散層と半導体基板
との接合部における逆バイアス時の空乏層幅より厚く形
成したため、埋め込み酸化膜自身による寄生容量の影響
を低減でき、上記のようなMOS型キャパシタの寄生容
量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性の
高い半導体装置が確実に提供できる。
【0032】またこの発明によると、半導体基板が、上
層部分に該半導体基板と逆導電型のエピタキシャル層を
有するため、半導体基板からの不純物の拡散による悪影
響がなく、MOS型キャパシタの寄生容量が低減でき信
頼性の高い半導体装置が提供できる。
層部分に該半導体基板と逆導電型のエピタキシャル層を
有するため、半導体基板からの不純物の拡散による悪影
響がなく、MOS型キャパシタの寄生容量が低減でき信
頼性の高い半導体装置が提供できる。
【0033】またこの発明によると、上層部分が同導電
型のエピタキシャル層で構成された半導体基板に、上記
エピタキシャル層を選択的に所定領域にさらに成長させ
て厚く形成し、その後、MOS型キャパシタを上記エピ
タキシャル層が厚く成長した上記所定領域に形成し、M
OS型トランジスタを上記エピタキシャル層の薄い領域
に形成するため、MOS型キャパシタの寄生容量が低減
でき、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性の高い半導
体装置の製造方法が提供できる。
型のエピタキシャル層で構成された半導体基板に、上記
エピタキシャル層を選択的に所定領域にさらに成長させ
て厚く形成し、その後、MOS型キャパシタを上記エピ
タキシャル層が厚く成長した上記所定領域に形成し、M
OS型トランジスタを上記エピタキシャル層の薄い領域
に形成するため、MOS型キャパシタの寄生容量が低減
でき、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性の高い半導
体装置の製造方法が提供できる。
【0034】またこの発明によると、上層部分が同導電
型のエピタキシャル層で構成された半導体基板に、選択
的にエッチングを施して、上記エピタキシャル層の所定
領域を所定の厚さだけ除去して薄くした後、MOS型ト
ランジスタを上記エピタキシャル層の薄い上記所定領域
に形成し、MOS型キャパシタを上記エピタキシャル層
の厚い領域に形成するため、MOS型キャパシタの寄生
容量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性
の高い半導体装置の製造方法が提供できる。
型のエピタキシャル層で構成された半導体基板に、選択
的にエッチングを施して、上記エピタキシャル層の所定
領域を所定の厚さだけ除去して薄くした後、MOS型ト
ランジスタを上記エピタキシャル層の薄い上記所定領域
に形成し、MOS型キャパシタを上記エピタキシャル層
の厚い領域に形成するため、MOS型キャパシタの寄生
容量が低減でき、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性
の高い半導体装置の製造方法が提供できる。
【0035】またこの発明によると、上層部分が同導電
型のエピタキシャル層で構成された半導体基板に、酸素
イオンを注入した後熱処理によって埋め込み酸化膜を形
成するため、MOS型キャパシタの寄生容量が低減で
き、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性の高い半導体
装置の製造方法が提供できる。
型のエピタキシャル層で構成された半導体基板に、酸素
イオンを注入した後熱処理によって埋め込み酸化膜を形
成するため、MOS型キャパシタの寄生容量が低減で
き、かつラッチアップ耐性の良好な信頼性の高い半導体
装置の製造方法が提供できる。
【0036】またこの発明によると、酸素イオンの注入
を、MOS型キャパシタを構成する拡散層形成のための
イオン注入と同一マスクを用いて行うため、MOS型キ
ャパシタの寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐性
の良好な信頼性の高い半導体装置が容易に製造できる製
造方法が提供できる。
を、MOS型キャパシタを構成する拡散層形成のための
イオン注入と同一マスクを用いて行うため、MOS型キ
ャパシタの寄生容量が低減でき、かつラッチアップ耐性
の良好な信頼性の高い半導体装置が容易に製造できる製
造方法が提供できる。
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法を示す断面図である。
製造方法を示す断面図である。
【図3】 この発明の実施の形態2による半導体装置の
製造方法を示す断面図である。
製造方法を示す断面図である。
【図4】 この発明の実施の形態3による半導体装置の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図5】 この発明の実施の形態3による半導体装置の
製造方法を示す断面図である。
製造方法を示す断面図である。
【図6】 この発明の実施の形態4による半導体装置の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図7】 この発明の実施の形態5による半導体装置の
構造を示す断面図である。
構造を示す断面図である。
【図8】 従来のMOS型キャパシタを有する半導体装
置の構造を示す断面図である。
置の構造を示す断面図である。
【図9】 従来のMOS型キャパシタを有する半導体装
置の等価回路図である。
置の等価回路図である。
11,11a 半導体基板、12,12a エピタキシ
ャル層、15a,15b MOS型トランジスタ、19
MOS型キャパシタ、20 絶縁膜としての誘電体
膜、21 導電膜としての上部電極、22 N+型拡散
層、26,26b 埋め込み酸化膜、26a 酸素イオ
ン、27 レジストマスク。
ャル層、15a,15b MOS型トランジスタ、19
MOS型キャパシタ、20 絶縁膜としての誘電体
膜、21 導電膜としての上部電極、22 N+型拡散
層、26,26b 埋め込み酸化膜、26a 酸素イオ
ン、27 レジストマスク。
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面
に形成された絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導
電膜で構成されるMOS型キャパシタと、MOS型トラ
ンジスタとを有する半導体装置において、上記半導体基
板が、上層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキシ
ャル層を有し、上記MOS型キャパシタ形成領域におけ
る上記エピタキシャル層を、上記MOS型トランジスタ
形成領域におけるものより厚く形成したことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】 半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面
に形成された絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導
電膜で構成されるMOS型キャパシタと、MOS型トラ
ンジスタとを有する半導体装置において、上記半導体基
板が、上層部分に該半導体基板と同導電型のエピタキシ
ャル層を有し、上記MOS型キャパシタの拡散層下層の
上記エピタキシャル層内に埋め込み酸化膜を形成したこ
とを特徴とする半導体装置。 - 【請求項3】 埋め込み酸化膜を拡散層下層で該拡散層
と接して形成したことを特徴とする請求項2記載の半導
体装置。 - 【請求項4】 埋め込み酸化膜を、MOS型キャパシタ
を構成する拡散層と半導体基板との接合部における逆バ
イアス時の空乏層幅より厚く形成したことを特徴とする
請求項2または3記載の半導体装置。 - 【請求項5】 半導体基板上に、拡散層、該拡散層表面
に形成された絶縁膜、および該絶縁膜上に形成された導
電膜で構成されるMOS型キャパシタと、MOS型トラ
ンジスタとを有する半導体装置において、上記半導体基
板が、上層部分に該半導体基板と逆導電型のエピタキシ
ャル層を有することを特徴とする半導体装置。 - 【請求項6】 上層部分が同導電型のエピタキシャル層
で構成された半導体基板に、上記エピタキシャル層を選
択的に所定領域にさらに成長させて厚く形成し、その
後、MOS型キャパシタを上記エピタキシャル層が厚く
成長した上記所定領域に形成し、MOS型トランジスタ
を上記エピタキシャル層の薄い領域に形成することを特
徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項7】 上層部分が同導電型のエピタキシャル層
で構成された半導体基板に、選択的にエッチングを施し
て、上記エピタキシャル層の所定領域を所定の厚さだけ
除去して薄くした後、MOS型トランジスタを上記エピ
タキシャル層の薄い上記所定領域に形成し、MOS型キ
ャパシタを上記エピタキシャル層の厚い領域に形成する
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項8】 上層部分が同導電型のエピタキシャル層
で構成された半導体基板に、酸素イオンを注入した後熱
処理によって埋め込み酸化膜を形成することを特徴とす
る請求項2〜4のいずれかに記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項9】 酸素イオンの注入を、MOS型キャパシ
タを構成する拡散層形成のためのイオン注入と同一マス
クを用いて行うことを特徴とする請求項8記載の半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9238303A JPH1187530A (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP9238303A JPH1187530A (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1187530A true JPH1187530A (ja) | 1999-03-30 |
Family
ID=17028208
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP9238303A Pending JPH1187530A (ja) | 1997-09-03 | 1997-09-03 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH1187530A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005079159A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012186281A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
-
1997
- 1997-09-03 JP JP9238303A patent/JPH1187530A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2005079159A (ja) * | 2003-08-28 | 2005-03-24 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
JP2012186281A (ja) * | 2011-03-04 | 2012-09-27 | Fujitsu Semiconductor Ltd | 半導体装置及びその製造方法 |
US8916431B2 (en) | 2011-03-04 | 2014-12-23 | Fujitsu Semiconductor Limited | Semiconductor device having epitaxial semiconductor layer above impurity layer |
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