JPH042157A - 積層集積回路の製造方法 - Google Patents
積層集積回路の製造方法Info
- Publication number
- JPH042157A JPH042157A JP2103473A JP10347390A JPH042157A JP H042157 A JPH042157 A JP H042157A JP 2103473 A JP2103473 A JP 2103473A JP 10347390 A JP10347390 A JP 10347390A JP H042157 A JPH042157 A JP H042157A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- integrated circuit
- silicon
- silicon substrate
- layer
- layers
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- Pending
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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】
産業上の利用分野
本発明（よ 積層集積回路の製造方法に関するものであ
る。
る。
従来の技術
積層集積回路は 従来の集積回路が平面内に素子が集積
されているのに対し トランジスタなどの素子を作りこ
んだシリコン単結晶層が層間絶縁膜を挟んで上下方向に
積層された三次元的な集積回路であａ このような積層
集積回路の特徴は単に集積度の向上のみなら哄 上下の
層間方向の配線が可能であるため艮 配線長は平面内の
配線に比べて格段に短くなり素子間の配線遅延時間が短
くなることと、同一平面内の多くの信号を同時に上下の
層間で転送できるために超並列処理に向いていることな
どである。
されているのに対し トランジスタなどの素子を作りこ
んだシリコン単結晶層が層間絶縁膜を挟んで上下方向に
積層された三次元的な集積回路であａ このような積層
集積回路の特徴は単に集積度の向上のみなら哄 上下の
層間方向の配線が可能であるため艮 配線長は平面内の
配線に比べて格段に短くなり素子間の配線遅延時間が短
くなることと、同一平面内の多くの信号を同時に上下の
層間で転送できるために超並列処理に向いていることな
どである。
以下に従来の積層集積回路の製造方法について第３図と
ともに説明する。第３図は３層構造の積層集積回路の製
造工程を断面図によって示したものである。第３図（ａ
）において、 １はシリコン基板、 ２Ａはシリコン基
板１に形成した能動層である。能動層２人を形成後、第
３図（ｂ）に示すようへ 層間を絶縁分離する５ｉ０２
等の厚さ０．５μｍ−０，７μｍ程度の層間絶縁膜３Ｄ
を形成し 次に層間の電気的な干渉を防止するための厚
さ０．５μｍ程度の多結晶シリコン膜５Ｂを堆積し さ
らに多結晶シリコン５Ｂ上に層間絶縁膜３Ｅを形成する
。第３図（ｃ）Ｇ；Ｌ 層間絶縁膜３Ｅ上圏 多結晶
またはアモルファスシリコンを形成し レーザ結晶化あ
るいは電子ビーム結晶化法等のビーム結晶化法によって
結晶化して単結晶シリコン層を形成して、第２層目の厚
さ０．５μｍ程度の能動層６Ａを形成した状態を示して
いる。
ともに説明する。第３図は３層構造の積層集積回路の製
造工程を断面図によって示したものである。第３図（ａ
）において、 １はシリコン基板、 ２Ａはシリコン基
板１に形成した能動層である。能動層２人を形成後、第
３図（ｂ）に示すようへ 層間を絶縁分離する５ｉ０２
等の厚さ０．５μｍ−０，７μｍ程度の層間絶縁膜３Ｄ
を形成し 次に層間の電気的な干渉を防止するための厚
さ０．５μｍ程度の多結晶シリコン膜５Ｂを堆積し さ
らに多結晶シリコン５Ｂ上に層間絶縁膜３Ｅを形成する
。第３図（ｃ）Ｇ；Ｌ 層間絶縁膜３Ｅ上圏 多結晶
またはアモルファスシリコンを形成し レーザ結晶化あ
るいは電子ビーム結晶化法等のビーム結晶化法によって
結晶化して単結晶シリコン層を形成して、第２層目の厚
さ０．５μｍ程度の能動層６Ａを形成した状態を示して
いる。
この後、第３図（ａ）−（ｃ）までの工程をくり返すこ
とにより、第３層目を形成することができる。第３図（
ｄ）ｉｉ 第３層目形成後の状態を示している。ここ
で、 ３Ｆ、３Ｇは多層絶縁風 ５Ｃは多結晶シリコン
Ａ ７Ａは能動層である。
とにより、第３層目を形成することができる。第３図（
ｄ）ｉｉ 第３層目形成後の状態を示している。ここ
で、 ３Ｆ、３Ｇは多層絶縁風 ５Ｃは多結晶シリコン
Ａ ７Ａは能動層である。
発明が解決しようとする課題
第３図に示したような積層集積回路において（よ熱膨張
係数の異なる脱 例え（Ｊ：、 ５ｉ０２等の絶縁風
多結晶シリコン罠 レーザ結晶化あるいは電子ビム結晶
化法等のビーム結晶化法によって結晶化して形成した単
結晶化シリコン層などがくり返し積層されるとともに
集積回路形成の為の熱工程を何度も経ることによって、
応力が蓄積され シリコン基板が反ってしまｕＸ、
プロセスが不可能になる七いう問題点があった 本発明は かかる点に鑑みてなされたもので、多数の集
積回路層を積層する場合においてＬ シリコン基板の反
りが問題とならない積層集積回路の製造方法を提供する
ことを目的とすム課題を解決するための手段 本発明ζよ 積層集積回路を製造するに際し 各集積回
路層の層皿 あるい１表 シリコン基板裏面にシリコン
基板の反り低減のための窒化シリコン膜を堆積すること
を特徴とする積層集積回路の製造方法である。
係数の異なる脱 例え（Ｊ：、 ５ｉ０２等の絶縁風
多結晶シリコン罠 レーザ結晶化あるいは電子ビム結晶
化法等のビーム結晶化法によって結晶化して形成した単
結晶化シリコン層などがくり返し積層されるとともに
集積回路形成の為の熱工程を何度も経ることによって、
応力が蓄積され シリコン基板が反ってしまｕＸ、
プロセスが不可能になる七いう問題点があった 本発明は かかる点に鑑みてなされたもので、多数の集
積回路層を積層する場合においてＬ シリコン基板の反
りが問題とならない積層集積回路の製造方法を提供する
ことを目的とすム課題を解決するための手段 本発明ζよ 積層集積回路を製造するに際し 各集積回
路層の層皿 あるい１表 シリコン基板裏面にシリコン
基板の反り低減のための窒化シリコン膜を堆積すること
を特徴とする積層集積回路の製造方法である。
作用
積層集積回路におけるシリコン基板の反りの原因４ｉ
積層集積回路が熱膨張係数の異なる膜から構成され
応力発生の原因となる熱工程力（通常の集積回路の積層
数倍あることであ４ 積層集積回路を構成する主要素は
シリコン膜と５ｉ０２膜である力（シリコン膜の熱膨
張係数は５ｉ０２膜の約１０倍程度であり、これがシリ
コン基板の反りの主な原因である。従って、シリコン膜
とほぼ同じ熱膨張係数を持板 その内部応力カ交 シリ
コン膜と５ｉ０２膜との熱膨張係数の差に基づく応力の
逆方向に働く窒化シリコン膜を積層集積回路の各層肌あ
るい（戴 シリコン基板裏面に堆積することによって、
積層集積回路のシリコン基板の反りを低減することがで
きも 実施例 （実施例１） 本発明の実施例を図面に基づき説明する。第１図ζ友
本発明の第１の実施例に係わる３層構造の積層集積回路
の製造工程を断面図によって示したものであも 第１図
（ａ）において、１はシリコン基板 ２はシリコン基板
１に形成した能動層であも 能動層２を形成後、第１図
（ｂ）に示すように 層間を絶縁分離する５ｉ０２等の
厚さ０．５μｍ−０，７μｍ程度の層間絶縁膜３を形成
すも しかる後艮第１図（ｃ）に示すよう随 シリコン
基板の反りを低減するため番’ｗ 厚さ０．１μｍ程
度の窒化シリコン膜４を堆積すも 次へ 第１図（ｄ）
に示すように 窒化シリコン膜４の上に 層間の電気的
な干渉を防止するための厚さ０．５μｍ程度の多結晶シ
リコン膜５を堆積し さらに多結晶シリコン５上に層間
絶縁膜３Ａを形成すも 第１図（ｅ）ｉｔ層間絶縁膜３
Ａ上へ 多結晶またはアモルファスシリコンを形成し
レーザ結晶化あるいは電子ビーム結晶化法等のビーム結
晶化法によって結晶化して単結晶シリコン層を形成して
、第２層目の厚さ０．５μｍ程度の能動層６を形成した
状態を示していも この後、第１図（ａ） −（ｅ）までの工程をくり返す
ことにより、第３層目を形成することができも 第３図
（ｄ）Ｉｔ 第３層目形成後の状態を示している。こ
こで、 ３Ｂ、３Ｃは層間絶縁ｗＬ４Ａは窒化シリコン
ｉ ５Ａは多結晶シリコン瓜７は第３層目の能動層で
ある。
積層集積回路が熱膨張係数の異なる膜から構成され
応力発生の原因となる熱工程力（通常の集積回路の積層
数倍あることであ４ 積層集積回路を構成する主要素は
シリコン膜と５ｉ０２膜である力（シリコン膜の熱膨
張係数は５ｉ０２膜の約１０倍程度であり、これがシリ
コン基板の反りの主な原因である。従って、シリコン膜
とほぼ同じ熱膨張係数を持板 その内部応力カ交 シリ
コン膜と５ｉ０２膜との熱膨張係数の差に基づく応力の
逆方向に働く窒化シリコン膜を積層集積回路の各層肌あ
るい（戴 シリコン基板裏面に堆積することによって、
積層集積回路のシリコン基板の反りを低減することがで
きも 実施例 （実施例１） 本発明の実施例を図面に基づき説明する。第１図ζ友
本発明の第１の実施例に係わる３層構造の積層集積回路
の製造工程を断面図によって示したものであも 第１図
（ａ）において、１はシリコン基板 ２はシリコン基板
１に形成した能動層であも 能動層２を形成後、第１図
（ｂ）に示すように 層間を絶縁分離する５ｉ０２等の
厚さ０．５μｍ−０，７μｍ程度の層間絶縁膜３を形成
すも しかる後艮第１図（ｃ）に示すよう随 シリコン
基板の反りを低減するため番’ｗ 厚さ０．１μｍ程
度の窒化シリコン膜４を堆積すも 次へ 第１図（ｄ）
に示すように 窒化シリコン膜４の上に 層間の電気的
な干渉を防止するための厚さ０．５μｍ程度の多結晶シ
リコン膜５を堆積し さらに多結晶シリコン５上に層間
絶縁膜３Ａを形成すも 第１図（ｅ）ｉｔ層間絶縁膜３
Ａ上へ 多結晶またはアモルファスシリコンを形成し
レーザ結晶化あるいは電子ビーム結晶化法等のビーム結
晶化法によって結晶化して単結晶シリコン層を形成して
、第２層目の厚さ０．５μｍ程度の能動層６を形成した
状態を示していも この後、第１図（ａ） −（ｅ）までの工程をくり返す
ことにより、第３層目を形成することができも 第３図
（ｄ）Ｉｔ 第３層目形成後の状態を示している。こ
こで、 ３Ｂ、３Ｃは層間絶縁ｗＬ４Ａは窒化シリコン
ｉ ５Ａは多結晶シリコン瓜７は第３層目の能動層で
ある。
通！ ６インチシリコン基板を用いて３層の積層集積回
路を形成した場合、従来の方法では シリコン基板の反
りは約２００μｍになる力ｔ 本実施例において番え
各集積回路層の層間に窒化シリコン膜４．４Ａを堆積
することによりシリコン基板の反りを約５０μｍに低減
することができた（実施例２） 次へ 本発明の第２の実施例における積層集積回路の概
略断面図を第２図に示も 第２図は第１図と同様の３層
の積層集積回路であム ２１はシリコン基板２２、２３
、２４はそれぞれ１層乱２層巨 ３層目の能動態 ２５
は層開絶縁脱 ２６は多結晶シリコン膜である。２７は
３層目の能動層２４を形成後凶 シリコン基板２１の裏
面に堆積した窒化シリコン膜である。厚さ１．５μｍの
窒化シリコン膜を堆積することにより、 ３層目能動層
２４形成直後の約２００μｍの反りを、３０μｍに低減
することができた 発明の詳細 な説明したようく 積層集積回路を製造するに際し 各
集積回路層の層面 あるいは シリコン基板裏面に窒化
シリコン膜を堆積することにより、シリコン基板の反り
を著しく低減することができ、多数の集積回路層を積層
した積層集積回路を形成することが可能となる。
路を形成した場合、従来の方法では シリコン基板の反
りは約２００μｍになる力ｔ 本実施例において番え
各集積回路層の層間に窒化シリコン膜４．４Ａを堆積
することによりシリコン基板の反りを約５０μｍに低減
することができた（実施例２） 次へ 本発明の第２の実施例における積層集積回路の概
略断面図を第２図に示も 第２図は第１図と同様の３層
の積層集積回路であム ２１はシリコン基板２２、２３
、２４はそれぞれ１層乱２層巨 ３層目の能動態 ２５
は層開絶縁脱 ２６は多結晶シリコン膜である。２７は
３層目の能動層２４を形成後凶 シリコン基板２１の裏
面に堆積した窒化シリコン膜である。厚さ１．５μｍの
窒化シリコン膜を堆積することにより、 ３層目能動層
２４形成直後の約２００μｍの反りを、３０μｍに低減
することができた 発明の詳細 な説明したようく 積層集積回路を製造するに際し 各
集積回路層の層面 あるいは シリコン基板裏面に窒化
シリコン膜を堆積することにより、シリコン基板の反り
を著しく低減することができ、多数の集積回路層を積層
した積層集積回路を形成することが可能となる。
第１Ｆ！；！Ｊは本発明の第１の実施例における積層集
積回路形成のための概略工程断面図 第２図は第２の実
施例における積層集積回路の概略断面医第３図は従来の
積層集積回路形成のための概略工程断面図である。 １ ・・シリコン基＆ ２ 、６ 、、７・・・能動
態３・ ・層間絶縁Ｍ、、４・・・窒化シリコン瓜５・
・・多結晶シリコン風 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図 第１図 （ｅ） 乙 能動層 第 図 ５Ｎ同１１Ｂ膜 ん を結晶シリコン膜 箪 図
積回路形成のための概略工程断面図 第２図は第２の実
施例における積層集積回路の概略断面医第３図は従来の
積層集積回路形成のための概略工程断面図である。 １ ・・シリコン基＆ ２ 、６ 、、７・・・能動
態３・ ・層間絶縁Ｍ、、４・・・窒化シリコン瓜５・
・・多結晶シリコン風 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 はか１名第１図 第１図 （ｅ） 乙 能動層 第 図 ５Ｎ同１１Ｂ膜 ん を結晶シリコン膜 箪 図
Claims (2)
- （１）積層集積回路を製造するに際し、各集積回路層の
間に、シリコン基板の反り低減のための窒化シリコン膜
が少なくとも１層以上形成されていることを特徴とする
積層集積回路の製造方法。 - （２）積層集積回路を製造するに際し、シリコン基板裏
面にそのシリコン基板の反り低減のための窒化シリコン
膜を堆積することを特徴とする積層集積回路の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103473A JPH042157A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 積層集積回路の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2103473A JPH042157A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 積層集積回路の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH042157A true JPH042157A (ja) | 1992-01-07 |
Family
ID=14354979
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2103473A Pending JPH042157A (ja) | 1990-04-19 | 1990-04-19 | 積層集積回路の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH042157A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022543426A (ja) * | 2019-08-06 | 2022-10-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 多次元レーザアニーリングを用いた高密度ロジック形成 |
-
1990
- 1990-04-19 JP JP2103473A patent/JPH042157A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2022543426A (ja) * | 2019-08-06 | 2022-10-12 | 東京エレクトロン株式会社 | 多次元レーザアニーリングを用いた高密度ロジック形成 |
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