(57)【要約】【課題】  分離下シリコン膜を低抵抗化することができるＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ及びその製造方法を得る。【解決手段】  絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、チャネル及びソース・ドレインを有するボディ領域と、絶縁膜上に、ボディ領域と離間して設けられたボディコンタクト領域と、ボディ領域とボディコンタクト領域を分離する分離酸化膜と、分離酸化膜の下に設けられ、ボディ領域とボディコンタクト領域を接続する分離下シリコン膜とを備え、分離下シリコン膜の底面は、ボディ領域の底面より低い。【選択図】      図１
2006147800.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜と、
前記絶縁膜上に設けられ、チャネル及びソース・ドレインを有するボディ領域と、
前記絶縁膜上に、前記ボディ領域と離間して設けられたボディコンタクト領域と、
前記ボディ領域と前記ボディコンタクト領域を分離する分離酸化膜と、
前記分離酸化膜の下に設けられ、前記ボディ領域と前記ボディコンタクト領域を接続する分離下シリコン膜とを備え、
前記分離下シリコン膜の底面は、前記ボディ領域の底面より低いことを特徴とするＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ。
【請求項２】
前記分離下シリコン膜との境界近傍において、前記ボディ領域の底面は、前記分離下シリコン膜に近づくほど低くなる形状となっていることを特徴とする請求項１に記載のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ。
【請求項３】
前記分離下シリコン膜は、前記ボディ領域より不純物濃度が高い領域を有することを特徴とする請求項１又は２に記載のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ。
【請求項４】
前記ボディ領域より不純物濃度が高い領域は、前記分離下シリコン膜の端より内側に位置することを特徴とする請求項３に記載のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ。
【請求項５】
第１の絶縁膜上に半導体膜を形成する工程と、
前記半導体膜上に第２の絶縁膜を形成する工程と、
前記第２の絶縁膜及び前記半導体膜をエッチングしてトレンチを形成する工程と、
前記トレンチの内壁に沿って第３の絶縁膜を形成する工程と、
前記第３の絶縁膜越しに前記トレンチの下にある前記半導体膜にイオン注入する工程と、
前記トレンチを第４の絶縁膜で埋め込んだ後に表面を平坦化することを特徴とするＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法。
【請求項６】
前記第３の絶縁膜としてシリコン酸化膜又はシリコン窒化膜を用いることを特徴とする請求項５に記載のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜上に形成された半導体層に形成されるＳＯＩ（Silicon on Insulator）構造のＭＯＳＦＥＴであって、特にボディコンタクト領域を有するＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＳＯＩ構造のＮＭＯＳＦＥＴにおいて、動作中のインパクトイオン化現象によってチャネル部分に発生したホットキャリアのうち、ホールはＳＯＩ内に蓄積する。このホールの蓄積に起因して、基板浮遊効果や、寄生バイポーラ効果が生じ、そのため、ドレイン耐圧の低下といった問題を引き起こすおそれがある。そこで、ＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタにボディコンタクトを設けることによって、蓄積したホールをＳＯＩ内から取り除く技術が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
従来のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタについて図１５を用いて説明する。図１５（ａ）は、ＮＭＯＳトランジスタの平面構造を示す。ＮＭＯＳトランジスタは、ゲートポリシリコン電極１と、Ｎ＋型のソース２と、Ｎ＋型のドレイン３と、Ｐ＋型のボディコンタクト領域４と、分離酸化膜５と、ゲートコンタクト６と、ソースコンタクト７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄと、ドレインコンタクト８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、ボディコンタクト９ａ，９ｂ，９ｃとを有する。
【０００４】
具体的な寸法及び不純物濃度は以下の通りである。ゲートポリシリコン電極１のゲート長（図の縦方向）は０．０５〜１．０μｍ、ゲートポリシリコン電極１のゲート幅（図の横方向）は０．１〜１０μｍ、コンタクト径は０．１〜０．３μｍ、分離酸化膜５の幅は０．１〜数μｍ、ゲートポリシリコン電極１の不純物濃度は１０１９〜１０２０ｃｍ−３、Ｎ＋型ソース・ドレインの不純物濃度は１０１９〜１０２０ｃｍ−３、ボディコンタクト領域４の不純物濃度は１０１９〜１０２０ｃｍ−３である。
【０００５】
図１５（ｂ）は、図１５（ａ）のＸ−Ｘ’における断面図である。シリコン基板１０上に埋込み酸化膜からなる絶縁膜１１が形成され、その上にチャネル及びソース・ドレインを有するＰ−型のボディ領域（ＳＯＩ）１２が設けられている。そして、ボディ領域１２の上に、ゲート酸化膜１３を介して、ゲートポリシリコン電極１が設けられている。また、絶縁膜１１上にボディ領域１２と離間してボディコンタクト領域４が設けられている。このボディ領域１２とボディコンタクト領域４は、分離酸化膜５により分離されているが、分離酸化膜５の下に設けられた分離下シリコン膜２０により接続されている。そして、ボディ領域１２は、ボディコンタクト９ａ〜９ｃにより電位を与えられる。
【０００６】
次に、従来のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法について説明する。まず、図１６（ａ）に示すように、シリコン基板１０上に、絶縁膜１１、Ｐ−型のシリコン膜１２ａ、マスク窒化膜５０を順番に積層する。そして、マスク窒化膜５０上にフォトレジストパターン５１ａ，５１ｂを形成する。次に、このフォトレジストパターン５１ａ，５１ｂをマスクにしてマスク窒化膜５０を異方性エッチングして窒化膜５０ａ，５０ｂを形成する。その後、フォトレジストパターン５１ａ，５１ｂを除去する。
【０００７】
次に、図１６（ｂ）に示すように、窒化膜５０ａ，５０ｂをマスクにして異方性エッチングし、シリコン膜１２ａにトレンチ１５を形成する。このトレンチ１５により分離されたシリコン膜１２ａは、ボディ領域１２及びボディコンタクト領域４となる。そして、埋込み特性の良いシリコン酸化膜５ａによりトレンチ１５を埋める。
【０００８】
次に、図１６（ｃ）に示すように、ＣＭＰ（Chemical Mechanical Polishing）等の平坦化方法によりシリコン酸化膜５ａを研磨して、窒化膜５０ａ、５０ｂを露出させる。そして、トレンチ１５内に残ったシリコン酸化膜５ａは、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を分離する分離酸化膜５となる。その後、窒化膜５０ａ、５０ｂを除去し、ボディ領域１２の抵抗調整やチャネル部の不純物濃度調整のための不純物ドーピングと熱処理を行う。
【０００９】
次に、図１７（ａ）に示すように、ボディ領域１２上にゲート酸化膜１３を形成した後、全面にポリシリコン膜１ａを形成する。そして、ポリシリコン膜１ａをパターニングして、ゲートポリシリコン電極１を形成する。その後、ソース・ドレインへＮ型イオン注入を行う。
【００１０】
次に、図１７（ｂ）に示すように、フォトレジスト５２をマスクにして、ボディコンタクト領域４にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物１４を注入する。そして、図１７（ｃ）に示すように、Ｐ型不純物１４を熱処理により活性化することで、ボディコンタクト領域４をＰ＋型にする。その後、図示は省略するが、表面に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン及びボディへのコンタクトを形成し、金属配線を形成することで、トランジスタが完成する。
【００１１】
なお、上記例ではトレンチ１５形成時のマスクとして窒化膜５０ａ，５０ｂを用いているが、その代わりに窒化膜と酸化膜の２層構造や窒化膜／ポリシリコン／酸化膜の３層構造を用いてもよい。
【００１２】
【特許文献１】特開平１１−２３３７８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を接続するのは、分離酸化膜５の下の分離下シリコン膜２０である。しかし、従来のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタでは、この分離下シリコン膜の厚みが薄いため、抵抗が高くなり、ボディ領域１２の電位が浮いて正常な動作ができなくなるという問題があった。また、高周波動作に対して動作遅延が起こり、ジッタが増加するという問題もあった。
【００１４】
本発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、その目的は分離下シリコン膜を低抵抗化することができるＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタ及びその製造方法を得るものである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタは、絶縁膜と、絶縁膜上に設けられ、チャネル及びソース・ドレインを有するボディ領域と、絶縁膜上に、ボディ領域と離間して設けられたボディコンタクト領域と、ボディ領域とボディコンタクト領域を分離する分離酸化膜と、分離酸化膜の下に設けられ、ボディ領域とボディコンタクト領域を接続する分離下シリコン膜とを備え、分離下シリコン膜の底面は、ボディ領域の底面より低い。本発明のその他の特徴は以下に明らかにする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明により、分離下シリコン膜を低抵抗化することができる。これにより、ボディ領域の電位が浮くのを防止することができ、トランジスタを正常に動作させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
実施の形態１．
本発明の実施の形態１に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタについて図１を用いて説明する。このＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタは、平面図は背景技術の図１４（ａ）と同一であるが、断面図が背景技術とは異なり図１に示す構造となる。
【００１８】
図示のように、シリコン基板１０上に埋込み酸化膜からなる絶縁膜１１が形成され、その上にチャネル及びソース・ドレインを有するＰ−型のボディ領域（ＳＯＩ）１２が設けられている。そして、ボディ領域１２の上に、ゲート酸化膜１３を介して、ゲートポリシリコン電極１が設けられている。また、絶縁膜１１上にボディ領域１２と離間してボディコンタクト領域４が設けられている。このボディ領域１２とボディコンタクト領域４は、分離酸化膜５により分離されているが、分離酸化膜５の下に設けられた分離下シリコン膜２０により接続されている。そして、ボディ領域１２は、ボディコンタクト９ａ〜９ｃにより電位を与えられる。また、背景技術とは異なり、分離下シリコン膜２０の底面がボディ領域１２の底面より低くなっている。ただし、ボディ領域１２と分離下シリコン膜２０の接続を確保するため、分離下シリコン膜２０の上面は、ボディ領域１２の底面よりも高くする。
【００１９】
具体的な膜厚及び不純物濃度は以下の通りである。ゲートポリシリコン電極１の膜厚は５０〜２００ｎｍ、ゲート酸化膜１３の膜厚は１．５〜１０ｎｍ、ボディ領域１２の膜厚は５０〜２００ｎｍ、絶縁膜１１の膜厚は１００〜２００ｎｍ、分離酸化膜５の膜厚は３０〜１５０ｎｍ、ボディ領域１２の不純物濃度は１０１７〜１０１８ｃｍ−３である。
【００２０】
次に、実施の形態１に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法について説明する。まず、図２（ａ）に示すように、シリコン基板１０上に、絶縁膜１１、Ｐ−型のシリコン膜１２ａ、マスク窒化膜５０を順番に積層する。そして、マスク窒化膜５０上に、写真製版技術（フォトリソグラフイー）により、フォトレジストパターン５１ａ，５１ｂを形成する。
【００２１】
次に、図２（ｂ）に示すように、このフォトレジストパターン５１ａ，５１ｂをマスクにしてマスク窒化膜５０を異方性エッチングして窒化膜５０ａ，５０ｂを形成する。その後、フォトレジストパターン５１ａ，５１ｂを除去する。そして、窒化膜５０ａ，５０ｂをマスクにしてシリコン膜１２ａ及び絶縁膜１１を異方性エッチングして、トレンチ１５を形成する。このトレンチ１５により分離されたシリコン膜１２ａは、ボディ領域１２及びボディコンタクト領域４となる。
【００２２】
次に、図２（ｃ）に示すように、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）条件で選択エピタキシャル成長を行い、ボディ領域１２及びボディコンタクト領域４の露出した側面から広がるようにシリコン膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを成長させ、トレンチ１５を埋め込む。そして、図３（ａ）に示すように、シリコン膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを所望の厚さ分だけ残るように異方性エッチングして、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を接続する分離下シリコン膜２０を形成する。なお、選択エピ成長の代わりに、非選択なエピ成長を行った後、エピタキシャル膜をエッチバックしてもよい。
【００２３】
次に、図３（ｂ）に示すように、埋込み特性の良いシリコン酸化膜５ａによりトレンチ１５を埋め込む。そして、図３（ｃ）に示すように、ＣＭＰ等の平坦化方法によりシリコン酸化膜５ａを研磨して、窒化膜５０ａ、５０ｂを露出させる。そして、トレンチ１５内に残ったシリコン酸化膜５ａは、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を分離する分離酸化膜５となる。その後、窒化膜５０ａ、５０ｂを除去し、ボディ領域１２の抵抗調整やチャネル部の不純物濃度調整のための不純物ドーピングと熱処理を行う。
【００２４】
次に、図４（ａ）に示すように、ボディ領域１２上にゲート酸化膜１３を形成し、全面にポリシリコン膜１ａを形成する。そして、ポリシリコン膜１ａをパターニングして、ゲートポリシリコン電極１を形成する。その後、ソース・ドレインへＮ型イオン注入を行う。
【００２５】
次に、図４（ｂ）に示すように、フォトレジスト５２をマスクにして、ボディコンタクト領域４にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物１４を注入する。そして、図４（ｃ）に示すように、Ｐ型不純物１４を熱処理により活性化することで、ボディコンタクト領域４をＰ＋型にする。その後、図示は省略するが、表面に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン及びボディへのコンタクトを形成し、金属配線を形成することで、トランジスタが完成する。
【００２６】
以上説明したように、分離下シリコン膜の底面をボディ領域の底面より低くすることで、分離下シリコン膜を約２．５〜４倍に厚膜化することができ、これによってこの部分の抵抗を１／２．５〜１／４に低抵抗化することができる。
【００２７】
実施の形態２．
本発明の実施の形態２に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタについて図５を用いて説明する。ただし、図１と同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００２８】
図示のように、分離下シリコン膜２０との境界近傍において、ボディ領域１２の底面は、分離下シリコン膜２０に近づくほど低くなるテーパー形状となっている。具体的には、ボディ領域１２は、ボディ領域１２の下面と分離下シリコン膜２０の下面の差分だけ端から内側が、中央部より厚くなっている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００２９】
次に、実施の形態２に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法について説明する。まず、図６（ａ）に示すように、シリコン基板１０上に、絶縁膜１１、Ｐ−型のシリコン膜１２ａ、マスク窒化膜５０を順番に積層する。そして、マスク窒化膜５０上にフォトレジストパターン５１ａ，５１ｂを形成する。
【００３０】
次に、図６（ｂ）に示すように、このフォトレジストパターン５１ａ，５１ｂをマスクにしてマスク窒化膜５０を異方性エッチングして窒化膜５０ａ，５０ｂを形成する。その後、フォトレジストパターン５１ａ，５１ｂを除去する。そして、窒化膜５０ａ，５０ｂをマスクにしてシリコン膜１２ａを底まで異方性エッチングし、シリコン膜１２ａにトレンチ１５を形成する。このトレンチ１５により分離されたシリコン膜１２ａは、ボディ領域１２及びボディコンタクト領域４となる。
【００３１】
次に、図６（ｃ）に示すように、弗酸によるウェットエッチング等により、絶縁膜１１を等方性エッチングして、下方の削れ寸法と同一の寸法だけボディ領域１２及びボディコンタクト領域４の下にアンダーカット１６を形成する。
【００３２】
次に、図６（ｄ）に示すように、ＥＬＯ（Epitaxial Lateral Overgrowth）条件で選択エピタキシャル成長を行い、ボディ領域１２及びボディコンタクト領域４の露出した側面から広がるようにシリコン膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを成長させ、トレンチ１５及びアンダーカット１６を埋め込む。
【００３３】
次に、図７（ａ）に示すように、シリコン膜２０ａ，２０ｂ，２０ｃ，２０ｄを所望の厚さ分だけ残るように異方性エッチングして、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を接続する分離下シリコン膜２０を形成する。なお、選択エピ成長の代わりに、非選択なエピ成長を行った後、エピタキシャル膜をエッチバックしてもよい。
【００３４】
そして、図７（ｂ）に示すように、埋込み特性の良いシリコン酸化膜によりトレンチ１５を埋め込み、ＣＭＰ等の平坦化方法によりシリコン酸化膜を研磨して、窒化膜５０ａ、５０ｂを露出させる。そして、トレンチ１５内に残ったシリコン酸化膜は、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を分離する分離酸化膜５となる。その後、窒化膜５０ａ、５０ｂを除去し、ボディ領域１２の抵抗調整やチャネル部の不純物濃度調整のための不純物ドーピングと熱処理を行う。
【００３５】
次に、図７（ｃ）に示すように、ボディ領域１２上にゲート酸化膜１３を形成し、全面にポリシリコン膜１ａを形成する。そして、ポリシリコン膜１ａをパターニングして、ゲートポリシリコン電極１を形成する。その後、ソース・ドレインへＮ型イオン注入を行う。さらに、フォトレジスト５２をマスクにして、ボディコンタクト領域４にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物１４を注入する。
【００３６】
次に、図７（ｄ）に示すように、Ｐ型不純物１４を熱処理により活性化することで、ボディコンタクト領域４をＰ＋型にする。その後、図示は省略するが、表面に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン及びボディへのコンタクトを形成し、金属配線を形成することで、トランジスタが完成する。
【００３７】
以上説明したように、分離下シリコン膜との境界近傍においてボディ領域の底面を分離下シリコン膜に近づくほど低くなるテーパー形状にすることで、ボディ領域１２とシリコン膜の接触面積を増加することができ、実施の形態１よりも更に低抵抗化することができる。
【００３８】
実施の形態３．
本発明の実施の形態３に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタについて図８を用いて説明する。ただし、図１と同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００３９】
本実施の形態では、分離下シリコン膜２０の不純物濃度が１０１８〜１０１９ｃｍ−３となっており、実施の形態１に比べて高くなっている。また、分離下シリコン膜２０からボディ領域１２端へ不純物の拡散が生じている。その他の構成は、実施の形態１と同様である。
【００４０】
次に、実施の形態３に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法について説明する。まず、実施の形態１と同様に図１（ａ）から図３（ａ）までの工程を行う。
【００４１】
次に、図９（ａ）に示すように、窒化膜５０ａ，５０ｂをマスクとして、分離下シリコン膜２０にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物２２をイオン注入する。
【００４２】
次に、図９（ｂ）に示すように、埋込み特性の良いシリコン酸化膜によりトレンチ１５を埋め込み、ＣＭＰ等の平坦化方法によりシリコン酸化膜を研磨して、窒化膜５０ａ、５０ｂを露出させる。そして、トレンチ１５内に残ったシリコン酸化膜は、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を分離する分離酸化膜５となる。また、シリコン酸化膜を埋め込む時の熱により、注入されたＰ型不純物２２が活性化され、高濃度不純物領域２１が形成される。
【００４３】
次に、実施の形態１と同様に、ボディ領域１２上にゲート酸化膜１３及びゲートポリシリコン電極１を形成し、ソース・ドレインへＮ型イオン注入を行う。
【００４４】
次に、図９（ｃ）に示すように、フォトレジスト５２をマスクにして、ボディコンタクト領域４にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物１４を注入する。
【００４５】
そして、Ｐ型不純物１４を熱処理により活性化することで、ボディコンタクト領域４をＰ＋型にする。その際、高濃度不純物領域２１の不純物は、分離下シリコン膜２０の底部及びボディ領域１２まで拡散する。その後、図示は省略するが、表面に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン及びボディへのコンタクトを形成し、金属配線を形成することで、トランジスタが完成する。
【００４６】
なお、上記の例では、自己整合的に分離酸化膜下シリコンヘの不純物ドーピングを行っているが、別途フォトレジストをマスクにして所望の位置へ不純物をドーピングしてもよい。
【００４７】
以上説明したように、分離下シリコン膜の不純物濃度をボディ領域の不純物濃度より高くすることで、実施の形態１よりも更に低抵抗化することができる。具体的には、実施の形態１に比べてシリコン膜の不純物濃度を約１桁上げることで、この部分の抵抗を従来の１／１０〜１／２０にすることができる。
【００４８】
実施の形態４．
本発明の実施の形態４に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタについて図１０を用いて説明する。ただし、図１と同様の構成要素には同じ番号を付し、説明を省略する。
【００４９】
図示のように、分離下シリコン膜２０は、ボディ領域１２との境界より内側に、ボディ領域１２より不純物濃度が高い高濃度不純物領域２１を有する。その他の構成は、実施の形態３と同様である。
【００５０】
次に、実施の形態４に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法について説明する。まず、実施の形態１と同様に図１（ａ）から図３（ａ）までの工程を行う。
【００５１】
次に、図１１（ａ）に示すように、埋込み分離酸化膜５と同種類の酸化膜を堆積し、異方性エッチングすることで、ボディ領域１２及びボディコンタクト領域４の側面にそれぞれサイドウォール２３ａ，２３ｂを形成する。そして、窒化膜５０ａ，５０ｂ及びサイドウォール２３ａ，２３ｂをマスクとして、分離下シリコン膜２０にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物２２をイオン注入する。
【００５２】
次に、図１１（ｂ）に示すように、埋込み特性の良いシリコン酸化膜によりトレンチ１５を埋め込み、ＣＭＰ等の平坦化方法によりシリコン酸化膜を研磨して、窒化膜５０ａ、５０ｂを露出させる。この際、サイドウォール２３ａ，２３ｂも同時に平坦化される。そして、トレンチ１５内に残ったシリコン酸化膜は、ボディ領域１２とボディコンタクト領域４を分離する分離酸化膜５となる。また、シリコン酸化膜を埋め込む時の熱により、注入された不純物が活性化され、高濃度不純物領域２１が形成される。
【００５３】
次に、実施の形態１と同様に、ボディ領域１２上にゲート酸化膜１３及びゲートポリシリコン電極１を形成し、ソース・ドレインへＮ型イオン注入を行う。
【００５４】
次に、図１１（ｃ）に示すように、フォトレジスト５２をマスクにして、ボディコンタクト領域４にボロン（Ｂ）等のＰ型不純物１４を注入する。
【００５５】
そして、Ｐ型不純物１４を熱処理により活性化することで、ボディコンタクト領域４をＰ＋型にする。その際、高濃度不純物領域２１の不純物も分離下シリコン膜２０の底部まで拡散する。しかし、高濃度不純物領域２１の不純物はボディ領域１２までは拡散しない。その後、図示は省略するが、表面に層間絶縁膜を形成し、ゲート、ソース、ドレイン及びボディへのコンタクトを形成し、金属配線を形成することで、トランジスタが完成する。
【００５６】
なお、上記の例では、自己整合的に分離酸化膜下シリコンヘの不純物ドーピングを行っているが、別途フォトレジストをマスクにして所望の位置へ不純物をドーピングしてもよい。
【００５７】
以上説明したように、分離下シリコン膜の不純物濃度は、ボディ領域の不純物濃度より高くなっているので、実施の形態３と同様に低抵抗化することができる。また、分離下シリコン膜の不純物がボディ領域にしみ出さないため、チャネルの不純物プロファイルに影響を与えて特性を変えるという心配がない。
【００５８】
実施の形態５．
本発明の実施の形態５に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造方法について説明する。
【００５９】
まず、図１２（ａ）に示すように、シリコン基板（不図示）上に、絶縁膜１０１、Ｐ−型のシリコン膜１０２、シリコン酸化膜１０３、シリコン窒化膜１０４を順番に積層する。そして、全面にレジスト膜を塗布し、写真製版技術によりトレンチ形成用のレジストパターン１０５を形成する。
【００６０】
次に、図１２（ｂ）に示すように、レジストパターン１０５をマスクとしてシリコン窒化膜１０４、シリコン酸化膜１０３、シリコン膜１０２を異方性エッチングし、トレンチ１０６を形成する。
【００６１】
次に、図１２（ｃ）に示すようにトレンチ１０６の内璧に熱酸化によりシリコン酸化膜１０７を形成後、図１２（ｄ）に示すようにプラズマ酸化により、トレンチ１０６の内壁に沿って、トレンチ１０６を埋め込まない程度の膜厚１０〜１００ｎｍのシリコン酸化膜１０８をコンフォーマルに形成する。ただし、シリコン酸化膜１０８はコンフォーマルでなくてもよい。また、シリコン酸化膜１０８の代わりにシリコン窒化膜又はポリシリコン膜を用いてもよい。そして、シリコン酸化膜１０７の形成工程は省略してもよい。
【００６２】
次に、図１３（ａ）に示すように、シリコン酸化膜１０８越しにトレンチ１０６の中央部分の下にあるシリコン膜１０２に不純物１０９をイオン注入し、不純物注入領域１１０を形成する。
【００６３】
そして、図１３（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜１１１でトレンチ１０６を埋め込み、アニールにより焼き締めを行う。
【００６４】
次に、図１３（ｃ）に示すように、シリコン酸化膜１０７，１０８をＣＭＰにより研磨して、表面を平坦化する。
【００６５】
そして、図１３（ｄ）に示すように、シリコン窒化膜１０４を除去した後、チャネル注入として不純物の注入を行う。
【００６６】
次に、図１４（ａ）に示すように、シリコン酸化膜１０３を除去した後、ゲート絶縁膜１１２を形成する。そして、図１４（ｂ）に示すように、全面にゲート電極用の多結晶シリコン膜１１３を形成する。その後は通常のＭＯＳフローを行って、ＭＯＳトランジスタを作製する。
【００６７】
以上説明したように、トレンチにシリコン酸化膜を形成した後に不純物を注入することで、分離下シリコン膜を低抵抗化することができる。また、トレンチの中央部に限定して不純物を注入することで、分離下シリコン膜の不純物がボディ領域にしみ出さないため、チャネルの不純物プロファイルに影響を与え特性を変えるという心配がない。また、シリコン酸化膜形成後に不純物を注入するため、接合リークの原因となる分離下シリコン膜への注入ダメージを抑えることができる。そして、ＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタでは非ＳＯＩのＭＯＳトランジスタに比べて分離酸化膜下のシリコン膜が薄いため、比較的低エネルギー（ボロンで５〜５０ＫｅＶ）で不純物の注入ができ、フォトレジスト等の保護膜で能動領域を保護する必要がない。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明の実施の形態１に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタを示す断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その１）である。
【図３】本発明の実施の形態１に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その２）である。
【図４】本発明の実施の形態１に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その３）である。
【図５】本発明の実施の形態２に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタを示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その１）である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その２）である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタを示す断面図である。
【図９】本発明の実施の形態３に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態４に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタを示す断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態４に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態５に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その１）である。
【図１３】本発明の実施の形態５に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その２）である。
【図１４】本発明の実施の形態５に係るＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その３）である。
【図１５】従来のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタを示す平面図（ａ）及び断面図（ｂ）である。
【図１６】従来のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その１）である。
【図１７】従来のＳＯＩ−ＭＯＳトランジスタの製造工程を示す断面図（その２）である。
【符号の説明】
【００６９】
４  ボディコンタクト領域
５  分離酸化膜
１１  絶縁膜
１２  ボディ領域
１５  トレンチ
１６  アンダーカット
２０  分離下シリコン膜
２１  高濃度不純物領域
２３ａ，２３ｂ  サイドウォール
５０  マスク窒化膜
５０ａ，５０ｂ  窒化膜
１０１  絶縁膜（第１の絶縁膜）
１０２  シリコン膜
１０３  シリコン酸化膜（第２の絶縁膜）
１０４  シリコン窒化膜（第２の絶縁膜）
１０６  トレンチ
１０８  シリコン酸化膜（第３の絶縁膜）
１１０  不純物注入領域
１１１  シリコン酸化膜（第４の絶縁膜）
【図１】
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【図２】
2006147800.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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