JPH0245953A - 半導体基板の製造方法及びその構造 - Google Patents
半導体基板の製造方法及びその構造Info
- Publication number
- JPH0245953A JPH0245953A JP19620288A JP19620288A JPH0245953A JP H0245953 A JPH0245953 A JP H0245953A JP 19620288 A JP19620288 A JP 19620288A JP 19620288 A JP19620288 A JP 19620288A JP H0245953 A JPH0245953 A JP H0245953A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- semiconductor substrate
- substrate
- groove
- semiconductor
- dielectric layer
- 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
Links
Landscapes
- Element Separation (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的コ
(産業上の利用分野)
本発明は、特に半導体素子形成のための素子分離構造を
有する半導体基板の製造方法及びその構造に関する。
有する半導体基板の製造方法及びその構造に関する。
(従来の技術)
半導体集積回路において、半導体基板面上に形成される
各素子を電気的に分離する方法としては、古くからpn
接合による方法が多く用いられてきたが、近年、ICの
高度化にともない、分離容量の増大、素子寸法の縮小な
ど博゛要望に対応しぎれない状況にある。さらに高速化
、高集積化するICなどの性能向上のために素子分離法
は重要な位置を占め、新しい方法の開発が求められてい
るが、pn接合を用いた方式に替わるものとして、誘電
体を用いる方式(誘電体素子分離)が有望である。この
方式は素子分離容量を大きくとることができるため、例
えばパワーICなどにおいてパワートランジスタとその
制御部とを電気的に確実に分離することができる。
各素子を電気的に分離する方法としては、古くからpn
接合による方法が多く用いられてきたが、近年、ICの
高度化にともない、分離容量の増大、素子寸法の縮小な
ど博゛要望に対応しぎれない状況にある。さらに高速化
、高集積化するICなどの性能向上のために素子分離法
は重要な位置を占め、新しい方法の開発が求められてい
るが、pn接合を用いた方式に替わるものとして、誘電
体を用いる方式(誘電体素子分離)が有望である。この
方式は素子分離容量を大きくとることができるため、例
えばパワーICなどにおいてパワートランジスタとその
制御部とを電気的に確実に分離することができる。
(発明が解決しようとする課題)
誘電体素子分離においては素子の一部を誘電体で包み込
む必要があり、特に、素子領域と基板領域とを分離する
場合には、誘電体層を基板中に埋め込まなければならな
い。例えば、誘電体層が形成された半導体基板とを接触
させ、熱処理をすることにより接合させて誘電体埋込層
を形成する方法(特公昭39−17869号、Appl
、 Phys 、Lett 、、48.78 (19
86)など)では、接合により素子分離できるのは一方
のみであり、完全に誘電体素子分離するにはプロセス数
が増える、という欠点があった。
む必要があり、特に、素子領域と基板領域とを分離する
場合には、誘電体層を基板中に埋め込まなければならな
い。例えば、誘電体層が形成された半導体基板とを接触
させ、熱処理をすることにより接合させて誘電体埋込層
を形成する方法(特公昭39−17869号、Appl
、 Phys 、Lett 、、48.78 (19
86)など)では、接合により素子分離できるのは一方
のみであり、完全に誘電体素子分離するにはプロセス数
が増える、という欠点があった。
また、S OI (S 1licon −on −1n
5ulator)法ではシリコン基板中に絶縁物層を形
成するために、まず単結晶基板上に誘電体層を形成し、
更にこの誘電体層上に多結晶あるいはアモルファスシリ
コン膜を形成する。次に、このシリコン膜を加熱処理ま
たはレーザ光あるいは電子ビームにより、素子形成のた
めに単結晶化を行うものである。この方法ではシリコン
基板中に絶縁層を形成して素子形成領域と基板間の素子
分離は出来るが、各素子形成領域間の素子分離構造を同
時に形成できず、完全に素子分離するにはプロセス数が
増えるという欠点があった。また形成される単結晶の質
や形状などに制約を与えたり、高価な装置を必要とする
などの欠点もあった。
5ulator)法ではシリコン基板中に絶縁物層を形
成するために、まず単結晶基板上に誘電体層を形成し、
更にこの誘電体層上に多結晶あるいはアモルファスシリ
コン膜を形成する。次に、このシリコン膜を加熱処理ま
たはレーザ光あるいは電子ビームにより、素子形成のた
めに単結晶化を行うものである。この方法ではシリコン
基板中に絶縁層を形成して素子形成領域と基板間の素子
分離は出来るが、各素子形成領域間の素子分離構造を同
時に形成できず、完全に素子分離するにはプロセス数が
増えるという欠点があった。また形成される単結晶の質
や形状などに制約を与えたり、高価な装置を必要とする
などの欠点もあった。
さらに、多結晶支持構造誘電体分離法(例えば、嶋本他
編 実践半導体技術特許便覧 P、14゜サイエンスフ
ォーラム社(1986))においては、半導体基板表面
に素子を形成し、横方向の素子分離を行ったのち、半導
体基板を裏面からラッピングして素子領域の下部を露出
させ、ここに酸化膜などの誘電体を形成し、再び支持体
となるべき多結晶シリコン層などを形成するものである
が、この方法においても、素子領域と支持体間および各
素子領域間の素子分離構造を同時に形成できず、完全に
素子分離するにはプロセス数が増えるという、欠点があ
った。また多結晶シリコンと単結晶シリコンの熱膨張の
差によって基板に反りが生じ易い、という欠点もあった
。
編 実践半導体技術特許便覧 P、14゜サイエンスフ
ォーラム社(1986))においては、半導体基板表面
に素子を形成し、横方向の素子分離を行ったのち、半導
体基板を裏面からラッピングして素子領域の下部を露出
させ、ここに酸化膜などの誘電体を形成し、再び支持体
となるべき多結晶シリコン層などを形成するものである
が、この方法においても、素子領域と支持体間および各
素子領域間の素子分離構造を同時に形成できず、完全に
素子分離するにはプロセス数が増えるという、欠点があ
った。また多結晶シリコンと単結晶シリコンの熱膨張の
差によって基板に反りが生じ易い、という欠点もあった
。
上記のように従来の方法においては完全に誘電体素子分
離するにはプロセス数が増える、という欠点があった。
離するにはプロセス数が増える、という欠点があった。
この発明は上記事情に基づいてなされたもので、電気的
に完全に素子分離された複数の素子形成領域を形成する
ためのプロセス数を低減する半導体基板の製造方法及び
その構造を提供することを目的とする。
に完全に素子分離された複数の素子形成領域を形成する
ためのプロセス数を低減する半導体基板の製造方法及び
その構造を提供することを目的とする。
[発明の構成]
(課題を解決するための手段)
本発明は上記課題を解決するために、本願第1の発明は
、第1の半導体基板鏡面上に基板外縁まで達する溝を形
成する工程と、該溝を形成した鏡面に誘電体層を形成す
る工程と、該誘電体層を形成した面と第2の半導体鏡面
を接合する工程と、第1の半導体基板の鏡面ではないほ
うの面側から、少くとも誘電体層が露出するまで第1の
半導体基板を除去する工程とを有することを要旨とする
。
、第1の半導体基板鏡面上に基板外縁まで達する溝を形
成する工程と、該溝を形成した鏡面に誘電体層を形成す
る工程と、該誘電体層を形成した面と第2の半導体鏡面
を接合する工程と、第1の半導体基板の鏡面ではないほ
うの面側から、少くとも誘電体層が露出するまで第1の
半導体基板を除去する工程とを有することを要旨とする
。
また、本願用2の発明は、第1の半導体基板鏡面上に溝
を形成する工程と、該溝を形成した鏡面に誘電体層を形
成する工程と、該誘電体層を形成した前記溝を多結晶3
iにより埋める工程と、前記第1の基板の誘電体層を形
成した面と第2の半導体鏡面を接合する工程と、第1の
半導体基板の鏡面ではないほうの面から、少くとも誘電
体層が露出するまで第1の半導体基板を除去する工程と
を有することを要旨とする。
を形成する工程と、該溝を形成した鏡面に誘電体層を形
成する工程と、該誘電体層を形成した前記溝を多結晶3
iにより埋める工程と、前記第1の基板の誘電体層を形
成した面と第2の半導体鏡面を接合する工程と、第1の
半導体基板の鏡面ではないほうの面から、少くとも誘電
体層が露出するまで第1の半導体基板を除去する工程と
を有することを要旨とする。
さらに、本願用3の発明は、前記第1の半導体基板を除
去する工程により、誘電体層により分離されて残った第
1の半導体基板に半導体素子を形成したことを要旨とす
る。
去する工程により、誘電体層により分離されて残った第
1の半導体基板に半導体素子を形成したことを要旨とす
る。
さらに、本願用4の発明は、第1の半導体基板鏡面上に
基板外縁まで達する溝を形成する工程と、該−溝を形成
した鏡面に誘電体層を形成する工程と、該誘電体層を形
成した面と第2の半導体鏡面を接合する工程と、第1の
半導体基板の鏡面ではないほうの面側から、第1の半導
体基板に形成された溝の誘電体層がなくなり、第2の半
導体基板の鏡面が露出するまで第1の半導体基板を除去
する工程とを有することを要旨とする。
基板外縁まで達する溝を形成する工程と、該−溝を形成
した鏡面に誘電体層を形成する工程と、該誘電体層を形
成した面と第2の半導体鏡面を接合する工程と、第1の
半導体基板の鏡面ではないほうの面側から、第1の半導
体基板に形成された溝の誘電体層がなくなり、第2の半
導体基板の鏡面が露出するまで第1の半導体基板を除去
する工程とを有することを要旨とする。
さらに、本願用5の発明は、前記第1の半導体基板を除
去する工程により、誘電体層により分離されて残った第
1の半導体基板に半導体素子を形成し、露出した第2の
半導体基板の鏡面に電流駆動用半導体素子を形成したこ
とを要旨とする。
去する工程により、誘電体層により分離されて残った第
1の半導体基板に半導体素子を形成し、露出した第2の
半導体基板の鏡面に電流駆動用半導体素子を形成したこ
とを要旨とする。
(作用)
本願用、1の発明は、第1の半導体基板表面上に外縁ま
で達する溝を形成し、この溝を形成された表面全体に誘
電体層を形成し、さらにこの表面に第2の半導体基板表
面を接合し、第1の半導体基板裏面を少くとも誘電体層
が露出するまで除去する。
で達する溝を形成し、この溝を形成された表面全体に誘
電体層を形成し、さらにこの表面に第2の半導体基板表
面を接合し、第1の半導体基板裏面を少くとも誘電体層
が露出するまで除去する。
本願用2の発明は、第1の半導体基板表面上に溝を形成
し、この溝を形成された表面全体に誘電体層を形成し、
溝を多結晶Siで埋めたのちこの表面に第2の半導体基
板表面を接合し、第1の半導体基板裏面を少くとも誘電
体層が露出するまで除去する。
し、この溝を形成された表面全体に誘電体層を形成し、
溝を多結晶Siで埋めたのちこの表面に第2の半導体基
板表面を接合し、第1の半導体基板裏面を少くとも誘電
体層が露出するまで除去する。
本願用3の発明は、本願用2及び第3の発明によって形
成された半導体基板に半導体素子を形成する。
成された半導体基板に半導体素子を形成する。
本願用4の発明は、第1の半導体基板表面に外縁まで達
する溝を形成し、この溝を形成された表面にyh誘電体
層形成し、この表面に第2の半導体基板表面を接合し、
第1の半導体基板裏面を第2の半導体の表面が露出する
まで除去する。
する溝を形成し、この溝を形成された表面にyh誘電体
層形成し、この表面に第2の半導体基板表面を接合し、
第1の半導体基板裏面を第2の半導体の表面が露出する
まで除去する。
本願用5の発明は、本願用4の発明によって形成された
半導体基板のうち第1の半導体基板部分に半導体素子を
、また第2の半導体基板部分に電流駆動用半導体素子を
形成する。
半導体基板のうち第1の半導体基板部分に半導体素子を
、また第2の半導体基板部分に電流駆動用半導体素子を
形成する。
(実施例)
以下、本発明の実施例を図に基づいて説明する。
第1図は本発明の第1の実施例に係る半導体基板の製造
方法の製造工程の一例を示す図、第2図は第1の実施例
によりjワられる基板構造を示す平面拡大図である。以
下の説明において(a )〜(d )の各項目記号は第
1図の(a )〜(d )のそれぞれに対応する。
方法の製造工程の一例を示す図、第2図は第1の実施例
によりjワられる基板構造を示す平面拡大図である。以
下の説明において(a )〜(d )の各項目記号は第
1図の(a )〜(d )のそれぞれに対応する。
(a )結晶面(100)のシリコン基板1表面を鏡面
研磨し、フォトマスクあるいはレチクルフォトレジスト
を用いるフォト工程およびエツチング工程により、シリ
コン基板1表面を区画して素子を形成する領域(素子形
成領域)とし、この領域間を絶縁するための溝2をシリ
コン基板1の外縁に達するまで形成する。エツチングは
所要部位に3i3N4膜でマスクし、1−IF:HNO
3:CH3Cool−1=1 : 2 : 1の組成の
溶液を用いて、22℃で30秒問おこなわれ、幅が50
0μm1深さが5μmの溝2を形成する。
研磨し、フォトマスクあるいはレチクルフォトレジスト
を用いるフォト工程およびエツチング工程により、シリ
コン基板1表面を区画して素子を形成する領域(素子形
成領域)とし、この領域間を絶縁するための溝2をシリ
コン基板1の外縁に達するまで形成する。エツチングは
所要部位に3i3N4膜でマスクし、1−IF:HNO
3:CH3Cool−1=1 : 2 : 1の組成の
溶液を用いて、22℃で30秒問おこなわれ、幅が50
0μm1深さが5μmの溝2を形成する。
溝の形状、寸法は目的に応じて種々様々に形成してよい
。
。
(b)この溝2が形成されたシリコン基板1の表面全面
に、絶縁層を形成するために誘電体であるシリコン酸化
膜3を、酸素ガス雰囲気中にて1000℃で加熱し、1
000〜200OAの厚さに被膜する。
に、絶縁層を形成するために誘電体であるシリコン酸化
膜3を、酸素ガス雰囲気中にて1000℃で加熱し、1
000〜200OAの厚さに被膜する。
(C)シリコン酸化膜3を被膜された、溝2が形成され
たシリコン基板1に対し、形成される素子形成領域の支
持体となる他の鏡面研磨されたシリコン基板4を常温で
クリーンルーム内において密着させ、次いで酸素ガス中
にて1000℃で5時間加熱して接合体を得る。接合体
を得るには他の方法でも良い。例えば2枚のシリコン基
板同志の密着に際し、高純度(例えばEL級)のメタノ
ール、エタノール、酢酸、ギ酸、アンモニア水あるいは
超純水などのように会合性を有し、構造性の大ぎな液体
を含有する液体を介して密着させ、加熱処理する方法で
もよい。さらに例えばスピンオングラスとして知られて
いる5i02被膜形成用塗布液OCD (東京応化工業
(株)社製)のような、加熱処理によって固体の酸化膜
を形成する溶液を用いて、この溶液の薄膜を介して2枚
のシリコン基板を密着させ、加熱処理して接合体を形成
する方法でもよい。
たシリコン基板1に対し、形成される素子形成領域の支
持体となる他の鏡面研磨されたシリコン基板4を常温で
クリーンルーム内において密着させ、次いで酸素ガス中
にて1000℃で5時間加熱して接合体を得る。接合体
を得るには他の方法でも良い。例えば2枚のシリコン基
板同志の密着に際し、高純度(例えばEL級)のメタノ
ール、エタノール、酢酸、ギ酸、アンモニア水あるいは
超純水などのように会合性を有し、構造性の大ぎな液体
を含有する液体を介して密着させ、加熱処理する方法で
もよい。さらに例えばスピンオングラスとして知られて
いる5i02被膜形成用塗布液OCD (東京応化工業
(株)社製)のような、加熱処理によって固体の酸化膜
を形成する溶液を用いて、この溶液の薄膜を介して2枚
のシリコン基板を密着させ、加熱処理して接合体を形成
する方法でもよい。
また、液体を用いずに、2枚のシリコン基板を密着させ
加熱処理する方法(特公昭39−17869号)や加熱
と同時に圧力を加える方法、静電圧力を利用する方法(
例えば、M48図応用物理学会、講演予稿集第2分冊、
536頁N0.18P−N−3>などの方法を用いても
よい。
加熱処理する方法(特公昭39−17869号)や加熱
と同時に圧力を加える方法、静電圧力を利用する方法(
例えば、M48図応用物理学会、講演予稿集第2分冊、
536頁N0.18P−N−3>などの方法を用いても
よい。
(d )接合後、満2が形成されたシリコン基板1裏面
の鏡面研磨をおこない、シリ:1ン酸化膜3が露出する
ところ(第1図(C)に−点鎖線で図示)を終点とする
。
の鏡面研磨をおこない、シリ:1ン酸化膜3が露出する
ところ(第1図(C)に−点鎖線で図示)を終点とする
。
この結果、第2図に示すように、形成された各素子形成
領域5が溝2とシリコン酸化膜3により区画され、完全
に素子分離された構造を有するシリコン基板を形成でき
る。
領域5が溝2とシリコン酸化膜3により区画され、完全
に素子分離された構造を有するシリコン基板を形成でき
る。
以上説明したように、この実施例によれば電気的に完全
に素子分離された投数の素子形成領域を有するシリコン
基板を従来より少ないプロセス数で形成できる。
に素子分離された投数の素子形成領域を有するシリコン
基板を従来より少ないプロセス数で形成できる。
第3図は第2の実施例の半導体基板の製造方法の製造工
程例の一部である。
程例の一部である。
この実施例の特徴は、2枚のシリコン基板、すなわち溝
2が形成されたシリコン基板1と支持体となるシリコン
基板7とを接合する際に、支持体となるシリコン基板7
に予めシリコン酸化膜6を被膜しておくことにある。こ
の被膜は、例えば酸素ガス雰囲気中、1000℃に加熱
しておこなわれる。
2が形成されたシリコン基板1と支持体となるシリコン
基板7とを接合する際に、支持体となるシリコン基板7
に予めシリコン酸化膜6を被膜しておくことにある。こ
の被膜は、例えば酸素ガス雰囲気中、1000℃に加熱
しておこなわれる。
その他の工程は第1の実施例と同じである。
したがって、この実施例によれば、第1の実施例と同様
の効果のあることに加えて、シリコン基板中により厚い
シリコン酸化膜の絶縁膜を形成できることにより、絶縁
膜中のピンホール等に対しても信頼性の高い素子分離が
できるという利点もある。
の効果のあることに加えて、シリコン基板中により厚い
シリコン酸化膜の絶縁膜を形成できることにより、絶縁
膜中のピンホール等に対しても信頼性の高い素子分離が
できるという利点もある。
第4図は第3の実施例の半導体基板の製造方法の製造工
程例の一部である。第5図は第3の実施例により得られ
る基板構造を示す平面拡大図である。
程例の一部である。第5図は第3の実施例により得られ
る基板構造を示す平面拡大図である。
この実施例の特徴は、2枚のシリコン基板、ずなわら溝
2が形成されたシリコン基板1と支持体となるシリコン
基板4とを接合したのちシリコン基板1裏面の鏡面研磨
をおこなう際に、シリコン基板4が露出する位置(第4
図(a )に−点鎖線1で図示)までエツチングまたは
研削し、最後に鏡面研磨することにより、同図(b)の
ような基板が形成される。その他の工程は第1の実施例
と同じである。この結果、第5図に示すように、2種類
の素子形成領域5及び8がシリコン酸化膜3により区画
され、完全に素子分離された構造を有するシリコン基板
を形成できる。
2が形成されたシリコン基板1と支持体となるシリコン
基板4とを接合したのちシリコン基板1裏面の鏡面研磨
をおこなう際に、シリコン基板4が露出する位置(第4
図(a )に−点鎖線1で図示)までエツチングまたは
研削し、最後に鏡面研磨することにより、同図(b)の
ような基板が形成される。その他の工程は第1の実施例
と同じである。この結果、第5図に示すように、2種類
の素子形成領域5及び8がシリコン酸化膜3により区画
され、完全に素子分離された構造を有するシリコン基板
を形成できる。
本実施例によれば、第1の実施例と同様の効果のあるこ
とに加えて、シリコン酸化膜3により素子形成領域5及
び8が分離されるので、例えば素子形成領域8にパワー
トランジスタを、また素子形成領域5にその駆動部また
は制御用IC部を形成することによりパワーICの形成
が可能となるという利点もある。
とに加えて、シリコン酸化膜3により素子形成領域5及
び8が分離されるので、例えば素子形成領域8にパワー
トランジスタを、また素子形成領域5にその駆動部また
は制御用IC部を形成することによりパワーICの形成
が可能となるという利点もある。
なお、本実施例におけるエツチングまたは研削をシリコ
ン酸化膜3が露出するところく第4図(a >に−点鎖
線nで図示)までおこない、こののち例えばフッ化アン
モニウム液により、露出した酸化膜3を選択エツチング
により除去して同図(b)に示した構造を有する基板を
製造してもよい。
ン酸化膜3が露出するところく第4図(a >に−点鎖
線nで図示)までおこない、こののち例えばフッ化アン
モニウム液により、露出した酸化膜3を選択エツチング
により除去して同図(b)に示した構造を有する基板を
製造してもよい。
また本実施例において、酸化膜3のエツジ部分がシャー
プなため、素子形成領域8上に形成される素子群と素子
形成領域5上に形成される素子群とを接続する配線等を
形成する際に段切れを生じる場合がある。これを防止す
るために、例えばフッ化アンモニウム液によるエツチン
グによりエツジ部に丸みをもたせればよい。
プなため、素子形成領域8上に形成される素子群と素子
形成領域5上に形成される素子群とを接続する配線等を
形成する際に段切れを生じる場合がある。これを防止す
るために、例えばフッ化アンモニウム液によるエツチン
グによりエツジ部に丸みをもたせればよい。
第6図は第4の実施例の半導体基板の製造方法の製造工
程例の一部である。
程例の一部である。
この実施例の特徴は、2枚のシリコン基板、すなわち溝
2が形成されたシリコンU板1と支持体となるシリコン
基板7とを接合する際に、支持体となるシリコン基板7
に予めシリコン酸化膜9を被膜しておくこと研磨などに
より露出したシリコン基板7上の酸化膜9をエツチング
により除去することにある。シリコン酸化被膜は、例え
ば酸化性ガスを用いて、1000℃で加熱して形成され
る。その他の工程は第1の実施例と同じである。
2が形成されたシリコンU板1と支持体となるシリコン
基板7とを接合する際に、支持体となるシリコン基板7
に予めシリコン酸化膜9を被膜しておくこと研磨などに
より露出したシリコン基板7上の酸化膜9をエツチング
により除去することにある。シリコン酸化被膜は、例え
ば酸化性ガスを用いて、1000℃で加熱して形成され
る。その他の工程は第1の実施例と同じである。
上述の2枚のシリコン基板1及び7の接合後、シリコン
基板7が露出する位U(同図(a )に−点鎖線にで図
示)まで研削し、その後鏡面研磨することにより同図(
b)に示した構造となる。この後、例えばフッ化アンモ
ニウム液による選択エツチングにより露出したシリコン
基板7上の酸化膜9を除去して、同図(0)に示す構造
を有する基板を形成する。同図(C)のような構造を形
成するために、同図(a )において、エツチングある
いは研削をシリコン酸化膜3が露出するところ(同図(
a )に−点鎖線pで図示)までおこない、この後例え
ばフッ化アンモニウム液により、露出した酸化!!13
を選択エツチングにより行ってもよい。
基板7が露出する位U(同図(a )に−点鎖線にで図
示)まで研削し、その後鏡面研磨することにより同図(
b)に示した構造となる。この後、例えばフッ化アンモ
ニウム液による選択エツチングにより露出したシリコン
基板7上の酸化膜9を除去して、同図(0)に示す構造
を有する基板を形成する。同図(C)のような構造を形
成するために、同図(a )において、エツチングある
いは研削をシリコン酸化膜3が露出するところ(同図(
a )に−点鎖線pで図示)までおこない、この後例え
ばフッ化アンモニウム液により、露出した酸化!!13
を選択エツチングにより行ってもよい。
したがって本実施例によれば、第1の実施例と同様の効
果のあることに加えて素子形成領域5及び8を厚い酸化
WA3により区画するので、酸化膜中のピンホール等に
対し信頼性の高い素子分離ができる。また例えば素子形
成領域8に半導体素子を、また素子形成領[5にその駆
動用半導体素子を形成し、両頭[5及び8間を接続する
配線等の段切れを生じさせる酸化膜3のシャープなエツ
ジ部に製造工程数を増すことなく丸みをもたせることが
できるという利点もある。
果のあることに加えて素子形成領域5及び8を厚い酸化
WA3により区画するので、酸化膜中のピンホール等に
対し信頼性の高い素子分離ができる。また例えば素子形
成領域8に半導体素子を、また素子形成領[5にその駆
動用半導体素子を形成し、両頭[5及び8間を接続する
配線等の段切れを生じさせる酸化膜3のシャープなエツ
ジ部に製造工程数を増すことなく丸みをもたせることが
できるという利点もある。
第7図は第5の実施例の半導体基板の製造方法のlFJ
造I稈の一例を示す図である。以下の説明において(
a)〜(f)の各項目記号は第7図の(a )〜(f)
のそれぞれに対応する。
造I稈の一例を示す図である。以下の説明において(
a)〜(f)の各項目記号は第7図の(a )〜(f)
のそれぞれに対応する。
(a )結晶面(100)のシリコン基板1表面を鏡面
研磨し、フォトおよびエツチング工程により、シリコン
基板1表面を区画して素子を形成する領域(素子形成領
域)とし、この領域間を絶縁するための溝2を形成する
。エツチングは所要部位5i31’J+Fiでマスクし
、1−IF:HNO3:CF+3COOH=1:2:1
の組成の溶液を用いて、22℃で30秒問おこなわれ、
幅が500μ鰯、深さが5μmの満2を形成する。
研磨し、フォトおよびエツチング工程により、シリコン
基板1表面を区画して素子を形成する領域(素子形成領
域)とし、この領域間を絶縁するための溝2を形成する
。エツチングは所要部位5i31’J+Fiでマスクし
、1−IF:HNO3:CF+3COOH=1:2:1
の組成の溶液を用いて、22℃で30秒問おこなわれ、
幅が500μ鰯、深さが5μmの満2を形成する。
(b)この満2が形成されたシリコン基゛板1の表面全
面に、絶縁層を形成するために誘電体であるシリコン酸
化[13を、酸素ガス雰囲気中にて1000℃で加熱し
、1000〜200OAの厚さに被膜する。
面に、絶縁層を形成するために誘電体であるシリコン酸
化[13を、酸素ガス雰囲気中にて1000℃で加熱し
、1000〜200OAの厚さに被膜する。
(C)シリコン酸化膜3を被膜された、溝2が形成され
たシリコン基板上に、iM2の深さを超える厚さで絶縁
体である多結晶シリコン10を形成する。この多結晶シ
リコン10は低圧CVD法やスパッタリング法等を用い
て形成される。
たシリコン基板上に、iM2の深さを超える厚さで絶縁
体である多結晶シリコン10を形成する。この多結晶シ
リコン10は低圧CVD法やスパッタリング法等を用い
て形成される。
(d )形成された多結晶シリコン10の満2の深さを
超えた分を研磨し平坦化するために、シリコン酸化膜3
が露出するまで鏡面研磨づる(同図(d )に−点鎖線
で図示)。
超えた分を研磨し平坦化するために、シリコン酸化膜3
が露出するまで鏡面研磨づる(同図(d )に−点鎖線
で図示)。
(e)シリコン酸化膜3で被膜され、溝2内を多結晶シ
リコン10で埋められたシリコン基板1に対し、形成さ
れる素子形成領域の支持体となる他の鏡面研磨されたシ
リコン基板4を常温でクリーンルーム内において密着さ
せ、次いで酸素ガス中にて1000℃で5時間加゛熱し
て接合体を得る。
リコン10で埋められたシリコン基板1に対し、形成さ
れる素子形成領域の支持体となる他の鏡面研磨されたシ
リコン基板4を常温でクリーンルーム内において密着さ
せ、次いで酸素ガス中にて1000℃で5時間加゛熱し
て接合体を得る。
接合体を得るには伯の方法でも良い。例えば2枚のシリ
コン基板同志の密着に際し、高純度(例えばEL級)の
メタノール、エタノール、酢酸、ギ酸、アンモニア水あ
るいは超純水などのように会合性を有し、構造性の大き
な液体を含有する液体を介して密着させ、加熱処理する
方法でもよい。
コン基板同志の密着に際し、高純度(例えばEL級)の
メタノール、エタノール、酢酸、ギ酸、アンモニア水あ
るいは超純水などのように会合性を有し、構造性の大き
な液体を含有する液体を介して密着させ、加熱処理する
方法でもよい。
さらに例えばスピンオングラスとして知られているSi
O2被膜形成用塗布液OCD (東京応化工業(株)社
製)のような、加熱処理によって固体の酸化膜を形成す
る溶液を用いて、この溶液の薄膜を介して2枚のシリコ
ン基板を密着させ、加熱処理して接合体を形成する方法
でもよい。
O2被膜形成用塗布液OCD (東京応化工業(株)社
製)のような、加熱処理によって固体の酸化膜を形成す
る溶液を用いて、この溶液の薄膜を介して2枚のシリコ
ン基板を密着させ、加熱処理して接合体を形成する方法
でもよい。
(f)接合後、溝2が形成されたシリコン基板111面
の鏡面研磨をおこない、シリコン酸化11513が露出
するところを終点とする。
の鏡面研磨をおこない、シリコン酸化11513が露出
するところを終点とする。
したがって本実施例によれば、シリコン基板の溝内も絶
縁体である多結晶シリコンで埋めるので信頼性の高い素
子分離が可能となる。
縁体である多結晶シリコンで埋めるので信頼性の高い素
子分離が可能となる。
第8図は第6の実施例の半導体基板の製造方法の製造工
程の一例である。以下の説明において(a)〜(d )
の各項目記号は第8図(a )〜(d )のそれぞれに
対応する。
程の一例である。以下の説明において(a)〜(d )
の各項目記号は第8図(a )〜(d )のそれぞれに
対応する。
<a >結晶面(100)のシリコン鎖板1表面を鏡面
研磨し、フォトおよびエツチング工程により、シリコン
基板1表面を区画して素子を形成する領域(素子形成領
域)とし、この領域間を絶縁するための溝2を形成する
。エツチングは所要部位に3i3N4膜でマスクし、H
F:HNO3:CH3C00H=1 : 2 : 1の
組成の溶液を用いて、22℃で30秒問おこなわれ、幅
が500μm、深さが5μmの溝2を形成する。
研磨し、フォトおよびエツチング工程により、シリコン
基板1表面を区画して素子を形成する領域(素子形成領
域)とし、この領域間を絶縁するための溝2を形成する
。エツチングは所要部位に3i3N4膜でマスクし、H
F:HNO3:CH3C00H=1 : 2 : 1の
組成の溶液を用いて、22℃で30秒問おこなわれ、幅
が500μm、深さが5μmの溝2を形成する。
(b )溝2が形成されたシリコン基板1上にシリコン
酸化膜を形成すると共に溝2内もシリコン酸化膜で埋め
る工程を同時におこなう。この酸化膜の形成方法として
は、例えばスピンオングラスとして知られるSiO2被
膜形成用塗布液を0CD(商品名東京応化工葉株式会社
)及びSl (OR)4で表わされるSiのアルコキシ
ドをエタノール等の有機溶媒に溶解した・bのに、必要
に応じて加水分解用の水および酸またはjg基を加えて
調整したものを用いる。
酸化膜を形成すると共に溝2内もシリコン酸化膜で埋め
る工程を同時におこなう。この酸化膜の形成方法として
は、例えばスピンオングラスとして知られるSiO2被
膜形成用塗布液を0CD(商品名東京応化工葉株式会社
)及びSl (OR)4で表わされるSiのアルコキシ
ドをエタノール等の有機溶媒に溶解した・bのに、必要
に応じて加水分解用の水および酸またはjg基を加えて
調整したものを用いる。
前者は、例えばSiのwt%が5.9のものを、後者は
例えば次のような溶液配分のものを用いる。
例えば次のような溶液配分のものを用いる。
ケイ酸エチJL/ Si (OC2Hs )4 1
sof水(H20) 500ca
3!!m (HCI> 0.02
solエタノール 300o
■3なお、この混合溶液は、例えば90℃で2時開還流
して均一化を図った後に使用する。
sof水(H20) 500ca
3!!m (HCI> 0.02
solエタノール 300o
■3なお、この混合溶液は、例えば90℃で2時開還流
して均一化を図った後に使用する。
誘電体となる酸化膜の形成法は、先ずSiO2被膜形成
用塗布液スピンナーで塗布しなるべく均一に表面を覆う
。
用塗布液スピンナーで塗布しなるべく均一に表面を覆う
。
その後加熱処理を行うことによって溝の内部及びシリコ
ン基板1表面金体に酸化a(SiO2膜)を形成するが
、その条件は例えば下記の通りである。
ン基板1表面金体に酸化a(SiO2膜)を形成するが
、その条件は例えば下記の通りである。
OCD・・・窒素通気中で150℃で30分、次いで9
00℃で30分 Siアルコキシド溶液・・・窒素通気中で120℃で3
0分、 次いで600℃で60分 なお、後者は Si (OC2Hs )4 +4H20→Si (
Of−1>4 +402 Hs 0H 8i (OH)4→Si O2+ 2 H20↑の反
応によってSiO2が形成される。
00℃で30分 Siアルコキシド溶液・・・窒素通気中で120℃で3
0分、 次いで600℃で60分 なお、後者は Si (OC2Hs )4 +4H20→Si (
Of−1>4 +402 Hs 0H 8i (OH)4→Si O2+ 2 H20↑の反
応によってSiO2が形成される。
この様にして形成された酸化膜11は溝2を埋めると共
に、溝2の深さを超える厚さに形成されシリコン基板1
の表面全体を平坦に被膜する。
に、溝2の深さを超える厚さに形成されシリコン基板1
の表面全体を平坦に被膜する。
(C)シリコン酸化膜11を被膜されたシリコン基板1
に対し、形成され素子形成領域の支持体となる他の鏡面
研磨されたシリコン基板4を常温でクリーンルーム内に
おいて密着ざu1次いで酸素ガス中にて1000℃で5
時間加熱して接合体を得る。接合方法としでは、この方
法以外に例えば2枚のシリコンM板面を水、メタノール
、エタノール、酢酸、アンモニア水、ギ酸等を含む正常
な液体を介して密着させ加熱処理を加えて接合する方法
などであってもよい。
に対し、形成され素子形成領域の支持体となる他の鏡面
研磨されたシリコン基板4を常温でクリーンルーム内に
おいて密着ざu1次いで酸素ガス中にて1000℃で5
時間加熱して接合体を得る。接合方法としでは、この方
法以外に例えば2枚のシリコンM板面を水、メタノール
、エタノール、酢酸、アンモニア水、ギ酸等を含む正常
な液体を介して密着させ加熱処理を加えて接合する方法
などであってもよい。
(d >接合後、シリコン基板1裏面の鏡面研磨をおこ
ない、シリコン酸化膜11の露出するところ(同図(d
>に−点鎖線で図示)で終点とし、酸化膜により区画
された素子形成領域5を形成する。
ない、シリコン酸化膜11の露出するところ(同図(d
>に−点鎖線で図示)で終点とし、酸化膜により区画
された素子形成領域5を形成する。
本実施例によれば、第1の実施例と同様の効果のあるこ
とに加えて、シリコン基板上に溝を形成後、シリコン酸
化膜を形成して溝を埋めると共に基板表面全体も同時に
被膜するので研磨の工程が不要なため製造上安価に、信
頼性良く素子分離できる。
とに加えて、シリコン基板上に溝を形成後、シリコン酸
化膜を形成して溝を埋めると共に基板表面全体も同時に
被膜するので研磨の工程が不要なため製造上安価に、信
頼性良く素子分離できる。
なお、本実施例においてシリコン基板上に溝を形成後、
第9図<a >に示すように例えば酸素ガス雰囲気中、
1000℃で加熱してシリコン酸化膜を被膜したのちに
溝を埋める工程(第9図(b))をおこなってもよい。
第9図<a >に示すように例えば酸素ガス雰囲気中、
1000℃で加熱してシリコン酸化膜を被膜したのちに
溝を埋める工程(第9図(b))をおこなってもよい。
なお、本実施例1乃至6において、誘電体膜としてシリ
コン酸化膜を用いたが本発明はこれにとられれるもので
はなく、例えばCVD法等による他の酸化膜やプラズマ
CVD法、直接窒化法により形成される窒化膜のように
絶縁性良好で、製造工程において耐熱性があるものであ
ればよい。
コン酸化膜を用いたが本発明はこれにとられれるもので
はなく、例えばCVD法等による他の酸化膜やプラズマ
CVD法、直接窒化法により形成される窒化膜のように
絶縁性良好で、製造工程において耐熱性があるものであ
ればよい。
[発明の効果1
以上説明したように、この発明によれば、電気的に完全
に素子分離された複数の素子形成領域を有する半導体基
板を低減化したプロセス数で形成することができるとい
う利点がある。また、2種類の素子形成領域を同時に形
成することができるという利点もある。さらに素子形成
領域として、特に単結晶化などのプロセスを必要とせず
、半導体基板自身を用いるので良好な結晶性を有する素
子形成領域という利点もある。さらに溝の底部に形成し
た誘電体膜が基板研磨において、その終点の目安となる
。したがって工程数を増すことなく、従来終点の検出が
困難であった基板研磨を、精度良く行える上、溝の深さ
をコントロールすることにより素子形成領域の厚みも精
度良くコントロールできるなどの利点もある。また本発
明の方法によれば特別な装置を必要とぜず、安価に製造
できるという経済的利点もある。
に素子分離された複数の素子形成領域を有する半導体基
板を低減化したプロセス数で形成することができるとい
う利点がある。また、2種類の素子形成領域を同時に形
成することができるという利点もある。さらに素子形成
領域として、特に単結晶化などのプロセスを必要とせず
、半導体基板自身を用いるので良好な結晶性を有する素
子形成領域という利点もある。さらに溝の底部に形成し
た誘電体膜が基板研磨において、その終点の目安となる
。したがって工程数を増すことなく、従来終点の検出が
困難であった基板研磨を、精度良く行える上、溝の深さ
をコントロールすることにより素子形成領域の厚みも精
度良くコントロールできるなどの利点もある。また本発
明の方法によれば特別な装置を必要とぜず、安価に製造
できるという経済的利点もある。
第1図はこの発明に係る半導体基板の製造方法の第1の
実施例の製造工程例を示す図、第2図は第1の実施例に
より得られる基板構造の平面拡大を小す図、第3図は第
2の実施例の製造工程例の一部を示す図、第4図は第3
の実施例の製造工程例を示す図、第5図は第3の実施例
により得られる基板構造の平面拡大を示す図、第6図は
第4の実施例の製造工程例の一部を示す図、第7図は第
5の実施例の製造工程例を示)図、第8図は第6図の実
施例の製造工程例を示す図、第9図は第6の実施例の他
の製造工程例の一部を示す図である。 1.4.7・・・シリコン基板 2・・・溝3.6.9
.10.11・・・シリコン酸化膜5.8・・・素子形
成領域 第1図(c) 代理人 弁理士 三 好 保 男 第1図(d) 第2rI!U 箪3図 の
実施例の製造工程例を示す図、第2図は第1の実施例に
より得られる基板構造の平面拡大を小す図、第3図は第
2の実施例の製造工程例の一部を示す図、第4図は第3
の実施例の製造工程例を示す図、第5図は第3の実施例
により得られる基板構造の平面拡大を示す図、第6図は
第4の実施例の製造工程例の一部を示す図、第7図は第
5の実施例の製造工程例を示)図、第8図は第6図の実
施例の製造工程例を示す図、第9図は第6の実施例の他
の製造工程例の一部を示す図である。 1.4.7・・・シリコン基板 2・・・溝3.6.9
.10.11・・・シリコン酸化膜5.8・・・素子形
成領域 第1図(c) 代理人 弁理士 三 好 保 男 第1図(d) 第2rI!U 箪3図 の
Claims (5)
- (1)第1の半導体基板鏡面上に基板外縁まで達する溝
を形成する工程と、 該溝を形成した鏡面に誘電体層を形成する工程と、該誘
電体層を形成した面と第2の半導体鏡面を接合する工程
と、 第1の半導体基板の鏡面ではないほうの面側から、少く
とも誘電体層が露出するまで第1の半導体基板を除去す
る工程とを有する半導体基板の製造方法。 - (2)第1の半導体基板鏡面上に溝を形成する工程と、 該溝を形成した鏡面に誘電体層を形成する工程と該誘電
体層を形成した前記溝を多結晶Siにより埋める工程と
、 前記第1の基板の誘電体層を形成した面と第2の半導体
鏡面を接合する工程と、 第1の半導体基板の鏡面ではないほうの面から、少くと
も誘電体層が露出するまで第1の半導体基板を除去する
工程とを有する半導体基板の製造方法。 - (3)前記第1の半導体基板を除去する工程により、誘
電体層により分離されて残った第1の半導体基板に半導
体素子を形成したことを特徴とする半導体基板構造。 - (4)第1の半導体基板鏡面上に基板外縁まで達する溝
を形成する工程と、 該溝を形成した鏡面に誘電体層を形成する工程と、該誘
電体層を形成した面と第2の半導体鏡面を接合する工程
と、 第1の半導体基板の鏡面ではないほうの面側から、第1
の半導体基板に形成された溝の誘電体層がなくなり、第
2の半導体基板の鏡面が露出するまで第1の半導体基板
を除去する工程とを有する半導体基板の製造方法。 - (5)前記第1の半導体基板を除去する工程により、誘
電体層により分離されて残った第1の半導体基板に半導
体素子を形成し、露出した第2の半導体基板の鏡面に電
流駆動用半導体素子を形成したことを特徴とする半導体
基板構造。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19620288A JPH0245953A (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 半導体基板の製造方法及びその構造 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19620288A JPH0245953A (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 半導体基板の製造方法及びその構造 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0245953A true JPH0245953A (ja) | 1990-02-15 |
Family
ID=16353894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19620288A Pending JPH0245953A (ja) | 1988-08-08 | 1988-08-08 | 半導体基板の製造方法及びその構造 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0245953A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046875A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | シリコンウェーハ |
| US5091330A (en) * | 1990-12-28 | 1992-02-25 | Motorola, Inc. | Method of fabricating a dielectric isolated area |
| US5346848A (en) * | 1993-06-01 | 1994-09-13 | Motorola, Inc. | Method of bonding silicon and III-V semiconductor materials |
| US5436171A (en) * | 1991-12-20 | 1995-07-25 | Rohm Co., Ltd. | Photodiode array device and method for producing same |
| US5449638A (en) * | 1994-06-06 | 1995-09-12 | United Microelectronics Corporation | Process on thickness control for silicon-on-insulator technology |
| WO2024107824A1 (en) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Microchip Technology Incorporated | Method for fabricating a patterned fd-soi wafer |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5372479A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-27 | Hitachi Ltd | Manufacture for dielectric separating substrate |
| JPS61292934A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-23 | Toshiba Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPS624338A (ja) * | 1985-06-29 | 1987-01-10 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6314449A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-21 | Nec Corp | 誘電体分離基板の製造方法 |
| JPH029148A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 集積回路用基板の製造方法 |
-
1988
- 1988-08-08 JP JP19620288A patent/JPH0245953A/ja active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5372479A (en) * | 1976-12-10 | 1978-06-27 | Hitachi Ltd | Manufacture for dielectric separating substrate |
| JPS61292934A (ja) * | 1985-06-21 | 1986-12-23 | Toshiba Corp | 半導体素子の製造方法 |
| JPS624338A (ja) * | 1985-06-29 | 1987-01-10 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS6314449A (ja) * | 1986-07-04 | 1988-01-21 | Nec Corp | 誘電体分離基板の製造方法 |
| JPH029148A (ja) * | 1988-06-28 | 1990-01-12 | Shin Etsu Handotai Co Ltd | 集積回路用基板の製造方法 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH046875A (ja) * | 1990-04-24 | 1992-01-10 | Mitsubishi Materials Corp | シリコンウェーハ |
| US5091330A (en) * | 1990-12-28 | 1992-02-25 | Motorola, Inc. | Method of fabricating a dielectric isolated area |
| US5436171A (en) * | 1991-12-20 | 1995-07-25 | Rohm Co., Ltd. | Photodiode array device and method for producing same |
| US5346848A (en) * | 1993-06-01 | 1994-09-13 | Motorola, Inc. | Method of bonding silicon and III-V semiconductor materials |
| US5449638A (en) * | 1994-06-06 | 1995-09-12 | United Microelectronics Corporation | Process on thickness control for silicon-on-insulator technology |
| WO2024107824A1 (en) * | 2022-11-18 | 2024-05-23 | Microchip Technology Incorporated | Method for fabricating a patterned fd-soi wafer |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR100209365B1 (ko) | 에스.오.아이 반도체 웨이퍼의 제조방법 | |
| US6339010B2 (en) | Semiconductor element forming process having a step of separating film structure from substrate | |
| US4735679A (en) | Method of improving silicon-on-insulator uniformity | |
| CN101308782B (zh) | Soi衬底的制造方法、以及半导体装置的制造方法 | |
| CN100514560C (zh) | 制造片形结构的方法、该方法的应用、和制备的片形结构 | |
| EP0274801B1 (en) | Method of manufacturing a semiconductor device of the "semiconductor on insulator" type | |
| US6846723B2 (en) | Semiconductor substrate, semiconductor device, and processes of production of same | |
| US20070249139A1 (en) | Semiconductor on glass insulator made using improved thinning process | |
| JPS61296709A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JPH01315159A (ja) | 誘電体分離半導体基板とその製造方法 | |
| JPH07111940B2 (ja) | 半導体基板の接合方法 | |
| US5882981A (en) | Mesa isolation Refill Process for Silicon on Insulator Technology Using Flowage Oxides as the Refill Material | |
| JPH0350420B2 (ja) | ||
| US5786242A (en) | Method of manufacturing SOI semiconductor integrated circuit | |
| KR20000048410A (ko) | 반도체 장치의 제조 공정 | |
| JPH0245953A (ja) | 半導体基板の製造方法及びその構造 | |
| JPH09512667A (ja) | 薄膜半導体部品の側面をパッシベーション処理する方法 | |
| KR100898649B1 (ko) | Soi기판 및 그 제조방법 | |
| JPH1197654A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JPH01305534A (ja) | 半導体基板の製造方法 | |
| JP3216535B2 (ja) | Soi基板およびその製造方法 | |
| JPH07226433A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
| JP2007173694A (ja) | 半導体基板の作製方法 | |
| JPH0341984B2 (ja) | ||
| JPH0468770B2 (ja) |