JPH02220471A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH02220471A JPH02220471A JP4033089A JP4033089A JPH02220471A JP H02220471 A JPH02220471 A JP H02220471A JP 4033089 A JP4033089 A JP 4033089A JP 4033089 A JP4033089 A JP 4033089A JP H02220471 A JPH02220471 A JP H02220471A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
この発明は、絶縁股上の半導体層に素子が形成される半
導体装置の製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Field of Application) The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which elements are formed in a semiconductor layer on an insulating layer.
(従来の技術)
近年、半導体技術の飛躍的な発展にともなって、半導体
装dにおける高集積化、高性能化が進められている。こ
のような傾向にあって、高性能化を図る目的で、素子の
誘電体分離技術が開発されつつある。この誘電体分離技
術は、接合’flffi、配線容最を最小にして高速化
を図るとともに、バルクCMO8のラッチアップ現象を
解消することが可能であり、SO8(Silicon
0n3apphire )技術やSol (Sili
con Onl n 5rlator )技術等があ
る。(Prior Art) In recent years, with the dramatic development of semiconductor technology, higher integration and higher performance of semiconductor devices have been promoted. In line with this trend, dielectric isolation technology for devices is being developed for the purpose of improving performance. This dielectric isolation technology minimizes junction 'flffi' and interconnect capacitance to increase speed, and also eliminates the latch-up phenomenon of bulk CMO8.
0n3apphire) technology and Sol (Sili
Con Onln 5rlator) technology, etc.
Sol技術は、絶縁膜上に形成された半導体膜例えばシ
リコン膜に素子を形成するものであり、SO8技術に比
べて安価で製造工程が簡単である。The Sol technology forms elements in a semiconductor film, such as a silicon film, formed on an insulating film, and is cheaper and has a simpler manufacturing process than the SO8 technology.
このSol技術によって形成されたトランジスタ(以下
「SO■トランジスタ」と呼ぶ)は、寄生容最が極めて
小さく、ソフトエラー耐性が高いことが知られている。It is known that a transistor formed by this Sol technology (hereinafter referred to as "SO2 transistor") has an extremely small parasitic capacitance and high soft error resistance.
また、絶縁膜上に形成されたシリコン族(以下rso
IIJと呼ぶ)をM膜化することにより、トランジスタ
における移動度の増加やスイッチング特性が良好になる
ことが報告されている。In addition, silicon group (hereinafter referred to as rso) formed on the insulating film
It has been reported that by forming M film (referred to as IIJ), the mobility in the transistor is increased and the switching characteristics are improved.
このようなSol技術における801層の製造方法とし
ては、例えばS I M OX (S eparati
onby I nplatod Qxygen )
法がある。この81M0X法は、シリコン基板に高エネ
ルギーで酸素イオンを注入し、注入後アニールにより埋
込み酸化膜を形成する方法である。この技術は、イオン
注入を用いているため制御性と再現性に優れている。As a manufacturing method of the 801 layer in such Sol technology, for example, SIM OX (Separati
onby I nplatod Qxygen)
There is a law. The 81M0X method is a method in which oxygen ions are implanted into a silicon substrate at high energy, and a buried oxide film is formed by annealing after the implantation. This technique has excellent controllability and reproducibility because it uses ion implantation.
しかしながら、酸素イオン注入後のアニールによって埋
込み酸化膜を形成する際に、シリコンが熱処理されて酸
化されるため、シリコンが体積膨脹する。これにより、
ウェハーに上下左右方向の応力が発生してそりが生じて
いた。さらに、ウェハーにそりが生ずることによって、
埋込み酸化膜上の801層には大きな応力がかがってい
た。However, when a buried oxide film is formed by annealing after oxygen ion implantation, silicon is heat-treated and oxidized, so that silicon expands in volume. This results in
Stresses were generated in the wafer in the vertical and horizontal directions, causing warpage. Furthermore, due to warping of the wafer,
A large stress was applied to the 801 layer on the buried oxide film.
(発明が解決しようとする課題)
上記したように、酸素イオン注入により801層を形成
する従来の方法にあっては、シリコンウェハにそりが生
じることになる。このため、801層を形成した後の素
子を形成りる工程に43いて、十分な精度でマスク合せ
を行うことが困難になる。したがって、信頼性の低下や
歩留りの悪化を招くことになる。さらに、マスク合せを
高精度に行えない場合には、微細加工が困難となり、高
密度化のgli害となっていた。(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional method of forming the 801 layer by oxygen ion implantation, warpage occurs in the silicon wafer. For this reason, it becomes difficult to perform mask alignment with sufficient accuracy in the step 43 of forming an element after forming the 801 layer. Therefore, this results in a decrease in reliability and a deterioration in yield. Furthermore, if the mask alignment cannot be performed with high precision, fine processing becomes difficult, which becomes a hindrance to increasing the density.
また、ウェハーに生じるそりにより大きなストレスが5
orrにかかるため、5oi8の特性に影響を与えるこ
とになる。このため、801層に形成される素子の特性
が悪化するといった不具合も生じることになる。In addition, the warping that occurs on the wafer causes a large amount of stress.
orr, it will affect the characteristics of 5oi8. For this reason, a problem arises in that the characteristics of the element formed in the 801 layer deteriorate.
そこで、この発明は、上記に鑑みてなされたものであり
、その目的とするところは、熱処理時に半導体基板に生
じるウェハーのそりを緩和して、信頼性及び歩留りの向
上を図り、高密度集積化を可能とする半導体装置の製造
方法を提供することにある。Therefore, the present invention has been made in view of the above, and its purpose is to improve reliability and yield by alleviating wafer warpage that occurs in semiconductor substrates during heat treatment, and to achieve high-density integration. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that makes it possible to perform the following steps.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
上記目的を達成するために、絶縁膜上に半導体層が設け
られた基板に素子を形成する半導体装置の製造方法にお
いて、前記基板の半導体層に高濃度のwI素イオンを注
入して前記半導体層内に高濃度酸素層を形成する工程と
、前記高濃度酸素層の表面より深い溝を前記基板に形成
する工程と、次いで熱処理を行い前記高濃度酸素層を前
記基板に埋込まれた酸化埋込層とする工程とを備えたこ
とを要旨とする。[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, in a method for manufacturing a semiconductor device in which an element is formed on a substrate having a semiconductor layer provided on an insulating film, a semiconductor layer of the substrate is provided. forming a high concentration oxygen layer in the semiconductor layer by implanting high concentration wI elementary ions into the semiconductor layer, forming a groove deeper than the surface of the high concentration oxygen layer in the substrate, and then performing heat treatment on the semiconductor layer. The method further comprises a step of forming the high concentration oxygen layer into an oxidized buried layer buried in the substrate.
(作用)
この発明は、半導体基板内に形成された高濃度酸素層を
熱処理する前に、高濃度酸素層の表面より深い溝を形成
して、この溝により熱処理時の基板に生じる応力を緩和
するようにしている。(Function) This invention forms a groove deeper than the surface of the high concentration oxygen layer before heat treating the high concentration oxygen layer formed in the semiconductor substrate, and this groove alleviates stress generated in the substrate during heat treatment. I try to do that.
(実施例) 以下、図面を用いてこの発明の一実施例を説明する。(Example) An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.
第1図<a >乃至同図(d)はこの発明の一実施例に
係る半導体装置の製造方法における製造工程を示vl’
iFi面図である。同図に示す製造方法は、8011に
素子を形成する工程において、酸素子オン注入後の熱処
理によるアニール工程を行う面に、チップのダイシング
ラインに沿って溝を形成し、この溝によりウェハーに生
じる応力を緩和させるようにしている。FIGS. 1<a> to 1(d) show manufacturing steps in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present inventionvl'
It is an iFi side view. In the manufacturing method shown in the figure, in the process of forming elements in 8011, grooves are formed along the chip dicing lines on the surface where the annealing process is performed by heat treatment after oxygen ion implantation. I'm trying to relieve stress.
まず、例えばP型のシリコン基板11に対して、酸素イ
オンを加速エネルギー120Ke Vの比較的高エネル
ギーで濃度10cr3程度注入する。これによりシリコ
ン基板11中の所定の深さに高濃度酸素!!12を形成
する。(第1図(a))。First, oxygen ions are implanted into, for example, a P-type silicon substrate 11 at a concentration of about 10 cr3 at a relatively high acceleration energy of 120 KeV. This allows a high concentration of oxygen to be deposited at a predetermined depth in the silicon substrate 11! ! form 12. (Figure 1(a)).
次に、基板11の表面全体にフォトレジスト材13を塗
布した後、このフォトレジスト材13を適当なマスクを
用いてバターニングする。その後、バターニングされた
フォトレジスト材13をマスクとしてエツチング処理を
行い、基板11のダイシングライン上にこのダイシング
ラインに沿った溝14を、その深さを高濃度酸素層12
の底部に達する程度に形成する。この時に、上記した加
速電圧でシリコン基板11中に注入された酸素イオンの
飛程は0.3μ劇程度、拡がり幅0.08μ−程度とな
るので、溝14の深ざが^淵度酸素屈12の底部に達づ
るためには、基板11を0.4μl程度の深さまでエツ
チングすれば十分である。Next, after applying a photoresist material 13 to the entire surface of the substrate 11, this photoresist material 13 is patterned using an appropriate mask. Thereafter, an etching process is performed using the patterned photoresist material 13 as a mask, and grooves 14 are formed along the dicing lines on the substrate 11, and the depth thereof is set to the high concentration oxygen layer 12.
Form it to the extent that it reaches the bottom. At this time, the range of the oxygen ions injected into the silicon substrate 11 using the above acceleration voltage is approximately 0.3 μm, and the spread width is approximately 0.08 μm, so the depth of the groove 14 is approximately 0.3 μm. In order to reach the bottom of 12, it is sufficient to etch substrate 11 to a depth of about 0.4 μl.
なJ3、マスクの開口部の幅を例えば1μlとすると、
溝のアスペクト比は0.4となり、この後の工程に影響
を与えることはない(第2図(b))。J3, if the width of the opening of the mask is, for example, 1 μl,
The aspect ratio of the groove is 0.4, which does not affect subsequent steps (FIG. 2(b)).
次に、フォトレジスト材13を除去した後、1100℃
程1文の温度の窒素雰囲気中でアニール処理を行い、高
′a度1%!2素層12をシリコン酸化膜化する。これ
により、シリコン基板11中にシリコン酸化膜埋込層1
5を形成し、この埋込Wj15の上部に単結晶シリコン
のso rsi 6が形成される(第1図(C))。Next, after removing the photoresist material 13,
Annealing is performed in a nitrogen atmosphere at a temperature of about 1%, with a high temperature of 1%! The diatomic layer 12 is made into a silicon oxide film. As a result, the silicon oxide film buried layer 1 is formed in the silicon substrate 11.
5 is formed, and a so rsi 6 of single crystal silicon is formed on top of this buried Wj 15 (FIG. 1(C)).
次に、−射的に用いられでいる素子分離技術例えばロコ
ス法により素子分離用酸化膜17を形成づる。その後、
So l1il 6を酸化して例えば2Q rvF1度
の厚さのゲート酸化膜18を形成し、このゲート酸化膜
18上に多結晶シリコンを堆積して、厚さ0.3μ−程
度の多結晶シリコン模を形成する。続いて、この多結晶
シリコン膜及びゲート酸化膜18をバターニングして、
SOTトランジスタのポリシリコンゲート電極19を素
子形成領域の801層16上に形成する。ひき続いて、
例えばイオン注入技術により、SO■トランジスタのソ
ース領域及びドレイン領域20を形成し、この後配線を
形成してSOIトランジスタを形成する(第1図(d)
)。Next, an element isolation oxide film 17 is formed by a radiation-based element isolation technique, such as the Locos method. after that,
Sol1il 6 is oxidized to form a gate oxide film 18 with a thickness of, for example, 2QrvF1 degree, and polycrystalline silicon is deposited on this gate oxide film 18 to form a polycrystalline silicon model with a thickness of about 0.3μ. form. Subsequently, this polycrystalline silicon film and gate oxide film 18 are buttered,
A polysilicon gate electrode 19 of the SOT transistor is formed on the 801 layer 16 in the element formation region. In succession,
For example, by ion implantation technology, the source region and drain region 20 of the SO transistor are formed, and then wiring is formed to form the SOI transistor (Fig. 1(d)).
).
このような製造工程にあっては、高1111a1%!素
層をシリコン酸化膜化するためのアニール時に、高濃度
酸素層の体積膨張によってウェハーの面方向に生じる応
力が、各チップのnfarIIMMBを分離する溝14
により吸収される。これにより、ウェハーのそり及び5
OIII!!16に生じる大きなストレスを緩和するこ
とができる。したがって、マスク合せを十分な精度で行
うことができるようになるとともに、素子特性の悪化も
防止することができる。この結果、微細加工が可能にな
るとともに信頼性が向上され、歩留り良<SOを半導体
装置を製造することが可能となる。In such a manufacturing process, high 1111a1%! During annealing to convert the base layer into a silicon oxide film, stress generated in the plane direction of the wafer due to the volume expansion of the high concentration oxygen layer causes the grooves 14 separating the nfar II MMB of each chip.
absorbed by. This causes warping of the wafer and
OIII! ! 16 can be alleviated. Therefore, mask alignment can be performed with sufficient accuracy, and deterioration of device characteristics can also be prevented. As a result, fine processing becomes possible and reliability is improved, making it possible to manufacture semiconductor devices with good yields.
また、溝14をウェハーのダイシングライン上に形成す
るため、各チップ内に溝14を形成するための面積は不
要となる。このため、?W14を形成することで、チッ
プ面積が増大するということはない。Further, since the grooves 14 are formed on the dicing line of the wafer, an area for forming the grooves 14 in each chip is not required. For this reason,? Forming W14 does not increase the chip area.
第2図(a )乃至同図(d )はこの発明の他の実施
例を示す製造工程高面である。この実施例の特徴とづる
ところは、前述した実施例と同様の澗14を素子分離領
域となる領域内に形成し、溝14が応力の低減と素子分
離を兼ね備えたことにある。FIGS. 2(a) to 2(d) are high-level views of the manufacturing process showing another embodiment of the present invention. The feature of this embodiment is that a groove 14 similar to that of the above-mentioned embodiment is formed in a region to be an element isolation region, and the groove 14 combines stress reduction and element isolation.
すなわち、前述した実施例と異なることは、第2図(b
)に示ずように、素子分離領域となる領域上をエツチン
グ処理することによって、素子分離領域となる領域に満
14を形成し、第2図(d )に示ずように、溝14に
より島状に周囲と分離されたsoxm16にSOIトラ
ンジスタを形成したことである。他は前述した実施例と
同様であり、第2図において、第1図と同一のものは同
一の符号を付して示した。That is, the difference from the above-described embodiment is shown in FIG. 2(b).
), by etching the area that will become the element isolation region, a groove 14 is formed in the area that will become the element isolation region, and as shown in FIG. The SOI transistor is formed in the SOXM16 which is separated from the surrounding area. The rest is the same as the embodiment described above, and in FIG. 2, the same parts as in FIG. 1 are designated with the same reference numerals.
このような実施例にあっては、前述した実施例と同様の
効果を得ることができることに加えて、71114によ
り素子分離を行うようにしているので、素子間の相互作
用を極めて少なくすることができるようになる。In such an embodiment, in addition to being able to obtain the same effect as the above-mentioned embodiment, since elements are separated by 71114, interaction between elements can be extremely reduced. become able to.
なお、この発明は、上記実施例に限定されることはなく
、例えば溝は熱処理時にウェハーにかかる応力を緩和す
るものであれば、その形成領域及び深さ等の構造に限定
が与えられるものではない。Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and for example, as long as the grooves are intended to relieve the stress applied to the wafer during heat treatment, there are no limitations on the structure such as the formation area and depth. do not have.
[発明の効果]
以上説明したように、この発明によれば、半導体基板内
に形成され高濃度酸素層を熱処理する前に、高濃度酸素
層の表面より深い溝を形成して、この溝により熱処理時
の基板に生じる応力を緩和するようにしたので、熱処理
後のウェハーのそりを緩和することが可能となる。これ
により、信頼性及び歩留りの向上を図り、高密度集積化
を可能とする半導体装置の製造方法を提供することがで
きる。[Effects of the Invention] As explained above, according to the present invention, before the high concentration oxygen layer formed in the semiconductor substrate is heat-treated, a groove deeper than the surface of the high concentration oxygen layer is formed, and Since the stress generated in the substrate during heat treatment is alleviated, it is possible to alleviate warping of the wafer after heat treatment. Thereby, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that improves reliability and yield and enables high-density integration.
第1図はこの発明の一実施例に係る半導体装置の製造方
法における工程を示?i断面図、第2図はこの発明の他
の実施例に係る半導体装置の製造方法における工程を示
す断面図である。
11・・・半導体基板。
12・・・高濃度酸素層。
13・・・フォトレジスト材。
14・・・溝。
15・・・シリコン酸化膜埋込層。
16・・・5OIIPI。
17・・・素子分離用酸化膜。
18・・・ゲート酸化膜。
19・・・ゲート電極。
20・・・ソース及びドレイン領域。FIG. 1 shows steps in a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a sectional view showing steps in a method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. 11...Semiconductor substrate. 12...High concentration oxygen layer. 13...Photoresist material. 14...Groove. 15...Silicon oxide film buried layer. 16...5OIIPI. 17... Oxide film for element isolation. 18...Gate oxide film. 19...Gate electrode. 20... Source and drain region.
Claims (1)
半導体装置の製造方法において、前記基板の半導体層に
高濃度の酸素イオンを注入して前記半導体層内に高濃度
酸素層を形成する工程と、 前記高濃度酸素層の表面より深い溝を前記基板に形成す
る工程と、 次いで熱処理を行い前記高濃度酸素層を前記基板に埋込
まれた酸化埋込層とする工程と を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法[Scope of Claims] In a method of manufacturing a semiconductor device in which an element is formed on a substrate having a semiconductor layer provided on an insulating film, highly concentrated oxygen ions are implanted into the semiconductor layer of the substrate to form a high concentration of oxygen ions in the semiconductor layer. forming a groove deeper than the surface of the high concentration oxygen layer in the substrate; and then performing heat treatment to convert the high concentration oxygen layer into an oxide buried layer embedded in the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized by comprising the steps of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033089A JPH02220471A (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4033089A JPH02220471A (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02220471A true JPH02220471A (en) | 1990-09-03 |
Family
ID=12577607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4033089A Pending JPH02220471A (en) | 1989-02-22 | 1989-02-22 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02220471A (en) |
-
1989
- 1989-02-22 JP JP4033089A patent/JPH02220471A/en active Pending
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