JPH0750772B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
Semiconductor device and manufacturing method thereofInfo
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- JPH0750772B2 JPH0750772B2 JP2012793A JP1279390A JPH0750772B2 JP H0750772 B2 JPH0750772 B2 JP H0750772B2 JP 2012793 A JP2012793 A JP 2012793A JP 1279390 A JP1279390 A JP 1279390A JP H0750772 B2 JPH0750772 B2 JP H0750772B2
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Description
【発明の詳細な説明】 [概要] いわゆるSOI(silicon on insulator 絶縁物上のシリコ
ン)基板のような絶縁物上の半導体基板を用いた半導体
装置に関し、 小さな面積で大きな容量のキャパシタを形成するのに適
した構造の半導体装置を提供することを目的とし、 導電性の表面層を有する支持基体と、前記支持基体上に
配置された第1絶縁層と、前記第1絶縁層上に配置され
た、約1μm以下の厚さを有する第1導電層と、前記第
1導電層上に配置された第2絶縁層と、前記第2絶縁層
上に配置された半導体基板とを有するように構成する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Outline] A semiconductor device using a semiconductor substrate on an insulator such as a so-called SOI (silicon on insulator silicon) substrate, in which a capacitor having a large capacitance is formed in a small area. And a first insulating layer disposed on the supporting substrate, and a first insulating layer disposed on the first supporting layer. , A first conductive layer having a thickness of about 1 μm or less, a second insulating layer arranged on the first conductive layer, and a semiconductor substrate arranged on the second insulating layer. .
[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置とその製造方法に関し、特にいわゆ
るSOI(silicon on insulator 絶縁物上のシリコン)基
板のような絶縁物上の半導体基板を用いた半導体装置と
その製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly to a semiconductor device using a semiconductor substrate on an insulator such as a so-called SOI (silicon on insulator) substrate and a method for manufacturing the same. Regarding
半導体メモリ装置等において集積度向上の要望が強い。
小さな面積でソフトエラーの少ないメモリ素子を作るた
め溝(トレンチ)型やスタック型等の3次元構造の採用
が進められている。本発明の半導体装置は特に溝を利用
した分離併合型メモリセルを構成するのに適している。There is a strong demand for higher integration in semiconductor memory devices and the like.
Three-dimensional structures such as a trench type and a stack type are being adopted in order to manufacture a memory device having a small area and less soft errors. The semiconductor device of the present invention is particularly suitable for forming a separation / merging type memory cell utilizing a groove.
[従来の技術] 第2図に従来技術による半導体メモリ装置の内IVECセル
と呼ばれている分離併合型セルを示す。p型シリコン基
板101の1つの表面103に格子状の溝(トレンチ)105が
形成され、複数のマトリクス状の島領域107を画定して
いる。各島領域107にはn+型のソース領域109とn+型ドレ
ン領域111が形成され、その間にチャネル領域113を画定
している。なお、本明細書では便宜上、ビット線と接続
される電流端子をソース、キャパシタと接続される電流
端子をドレインと呼ぶ。チャネル領域113上には絶縁ゲ
ート構造115が形成されている。ドレイン領域111の側壁
を除いて各島領域107を囲む溝105の側壁上には絶縁膜11
6が形成され、その上に多結晶シリコン膜117が形成さ
れ、n+型ドレイン領域111と電気的に接続している。そ
の表面上にはさらに絶縁膜118が形成され、残った溝105
を多結晶シリコンのセルプレート119が埋めて多結晶シ
リコン膜117と容量を形成している。すなわち、多結晶
シリコン膜117が情報蓄積電極を形成し、多結晶シリコ
ンのセルプレート119が容量の一電極とセル間の分離領
域を兼ねている。[Prior Art] FIG. 2 shows an isolation / merging type cell called an IVEC cell in a semiconductor memory device according to the prior art. Lattice-shaped trenches (trench) 105 are formed on one surface 103 of the p-type silicon substrate 101 to define a plurality of matrix-shaped island regions 107. An n + type source region 109 and an n + type drain region 111 are formed in each island region 107, and a channel region 113 is defined between them. In this specification, for convenience, the current terminal connected to the bit line is referred to as a source, and the current terminal connected to the capacitor is referred to as a drain. An insulated gate structure 115 is formed on the channel region 113. Except for the side wall of the drain region 111, the insulating film 11 is formed on the side wall of the trench 105 surrounding each island region 107.
6 is formed, a polycrystalline silicon film 117 is formed thereon, and is electrically connected to the n + type drain region 111. An insulating film 118 is further formed on the surface of the remaining groove 105.
Is filled with a polycrystalline silicon cell plate 119 to form a capacitor with the polycrystalline silicon film 117. That is, the polycrystalline silicon film 117 forms an information storage electrode, and the polycrystalline silicon cell plate 119 also serves as one electrode of the capacitor and an isolation region between cells.
このような分離併合型半導体メモリセルを製造する工程
を第3図(A)〜(G)に示す。A process for manufacturing such a separation / merging type semiconductor memory cell is shown in FIGS. 3 (A) to (G).
まず第3図(A)に示すように、まずp型Si基板101の
1表面103から内部に向って格子状溝(トレンチ)105を
異方性ドライエッチ等によって形成し、その後表面に酸
化膜102を形成する。First, as shown in FIG. 3A, first, a lattice-shaped groove (trench) 105 is formed from one surface 103 of the p-type Si substrate 101 toward the inside by anisotropic dry etching or the like, and then an oxide film is formed on the surface. Form 102.
溝105と酸化膜102を形成した後、第3図(B)に示すよ
うに溝105を埋め、かつ表面103を覆うようにレジスト膜
104を形成する。After forming the groove 105 and the oxide film 102, a resist film is formed so as to fill the groove 105 and cover the surface 103 as shown in FIG.
Form 104.
このレジスト膜104を第3図(C)に示すように全面エ
ッチし、所望の量を溝105の底部に残す。The resist film 104 is entirely etched as shown in FIG. 3 (C), and a desired amount is left on the bottom of the groove 105.
さらに、第3図(D)に示すように表面にレジスト膜10
6を塗布し、ドレイン領域のコンタクト面を形成すべき
部分を露光し、現像する。残ったレジスト膜104、106を
マスクとして溝105側面上の酸化膜102をエッチングで除
去する。このようにして島領域107の側面の一部のみを
露出する。Further, as shown in FIG. 3 (D), a resist film 10 is formed on the surface.
6 is applied, and the portion of the drain region where the contact surface is to be formed is exposed and developed. The oxide film 102 on the side surface of the groove 105 is removed by etching using the remaining resist films 104 and 106 as a mask. In this way, only a part of the side surface of the island region 107 is exposed.
エッチング後レジスト膜104、、106も剥離する。その
後、第3図(E)に示すように多結晶シリコン膜117を
形成する。例えば、ノンドープ多結晶シリコン膜をCVD
で堆積し、燐(P)等のn型不純物を気相拡散する。こ
こで第3図(D)で露出したドレイン領域のコンタクト
面では、多結晶シリコン膜117が直接シリコン基板101の
表面に接触する。After etching, the resist films 104, 106 are also peeled off. After that, a polycrystalline silicon film 117 is formed as shown in FIG. For example, CVD of non-doped polycrystalline silicon film
And n-type impurities such as phosphorus (P) are vapor-phase-diffused. Here, at the contact surface of the drain region exposed in FIG. 3D, the polycrystalline silicon film 117 directly contacts the surface of the silicon substrate 101.
この多結晶シリコン膜117に対して、第3図(F)に示
すように反応性イオンエッチング(RIE)を行う。指向
性エッチングのため、溝105の側面上の部分のみを残し
て、溝105の底面上の多結晶シリコン膜117を除去して各
メモリセルの多結晶シリコン膜117を分離し、また各島
領域107上面上の多結晶シリコン膜を除去する。This polycrystalline silicon film 117 is subjected to reactive ion etching (RIE) as shown in FIG. 3 (F). Due to the directional etching, the polycrystalline silicon film 117 on the bottom surface of the groove 105 is removed to separate the polycrystalline silicon film 117 of each memory cell, leaving only the portion on the side surface of the groove 105, and each island region. 107. Remove the polycrystalline silicon film on the upper surface.
第3図(G)に示すように残った多結晶シリコン膜117
の表面を熱酸化するか、SiO2/Si3 N4/SiO2積層膜等を堆
積する等して絶縁層118を形成する。さらに残る溝(ト
レンチ)105内の空間に導電性多結晶シリコン119を堆積
して溝105を埋める。The remaining polycrystalline silicon film 117 as shown in FIG.
An insulating layer 118 is formed by thermally oxidizing the surface of, or by depositing a SiO 2 / Si 3 N 4 / SiO 2 laminated film or the like. Further, conductive polycrystalline silicon 119 is deposited in the space inside the remaining trench (trench) 105 to fill the trench 105.
その後、各島領域107にドレイン領域111が多結晶シリコ
ン膜117に接続された絶縁ゲート型トランジスタを形成
して、第2図に示すような半導体メモリ装置を製造す
る。After that, an insulated gate transistor in which the drain region 111 is connected to the polycrystalline silicon film 117 is formed in each island region 107 to manufacture a semiconductor memory device as shown in FIG.
このようにトレンチ(溝)でメモリセル領域を分離し、
トレンチ内に所定電位の対向電極を配置した半導体メモ
リ装置は、キャパシタが分離領域を兼ねるトレンチ内で
縦方向に延在することとなり、セル面積を小さくするこ
とができる。In this way, the memory cell area is separated by the trench,
In the semiconductor memory device in which the counter electrode having a predetermined potential is arranged in the trench, the capacitor extends vertically in the trench which also serves as the isolation region, and the cell area can be reduced.
[発明が解決しようとする課題] キャパシタ容量を大きくするためには溝を深くするか、
キャパシタの電極間絶縁膜として高誘電体膜(窒化膜、
Ta2O5等)を用いるか、または絶縁膜を薄くすればよ
い。しかし、Ta2O5のような高誘電体を使う方法におい
ては、窒化膜を除いてリーク特性の面で未だ実用化のレ
ベルには至っていない。また窒化膜においても将来的な
要望に対して十分でない。さらに、絶縁膜の薄膜化にお
いては絶縁破壊の信頼性の点で問題がある。そこで通常
用いられる方法は溝を深くする方法が用いられる。しか
し、溝を深くすることは溝形状の劣化、溝界面の不安定
性、埋め込みのカバレジの劣化等の問題がある。[Problems to be Solved by the Invention] In order to increase the capacitance of the capacitor, the groove should be deeper or
High dielectric film (nitride film,
Ta 2 O 5 etc.) or the insulating film may be thinned. However, the method using a high-dielectric material such as Ta 2 O 5 has not reached the level of practical use in terms of leak characteristics except for the nitride film. Further, the nitride film is not sufficient for future demand. Further, there is a problem in reliability of dielectric breakdown in thinning the insulating film. Therefore, the method usually used is to make the groove deep. However, making the groove deeper causes problems such as deterioration of the groove shape, instability of the groove interface, and deterioration of embedded coverage.
このように従来技術によると、より大きい容量ないし小
さい面積のキャパシタを作ろうとすると困難な点があっ
た。As described above, according to the conventional technique, it is difficult to manufacture a capacitor having a larger capacitance or a smaller area.
本発明の目的は、小さな面積で大きな容量のキャパシタ
を形成するのに適した構造の半導体装置を提供すること
である。An object of the present invention is to provide a semiconductor device having a structure suitable for forming a large capacity capacitor with a small area.
また、トランジスタを作る島領域はそのまま半導体基板
に連続しており、アルファ線照射で大量のキャリアが発
生するとそのキャリアがドレイン領域等に流入してソフ
トエラーを起こす可能性がある。In addition, the island region where a transistor is formed is continuous to the semiconductor substrate as it is, and if a large amount of carriers are generated by alpha ray irradiation, the carriers may flow into the drain region or the like to cause a soft error.
本発明の他の目的は、ソフトエラーに対する耐性を強く
することのできる半導体装置を提供することである。Another object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of enhancing resistance to soft errors.
本発明のさらに他の目的は、このような半導体装置を製
造する方法を提供することである。Yet another object of the present invention is to provide a method of manufacturing such a semiconductor device.
[課題を解決するための手段] 第1図(A)、(B)、(C)は本発明の原理説明図で
あり、(A)、(B)は半導体装置を示し、(C)は
(A)の半導体装置の製造方法を概略的に示す。[Means for Solving the Problems] FIGS. 1 (A), (B), and (C) are explanatory views of the principle of the present invention, (A) and (B) show a semiconductor device, and (C) shows The manufacturing method of the semiconductor device of (A) is shown roughly.
第1図(A)において、導電性の表面層11を有する支持
基体1の上には第1絶縁層7が配置され、その上には約
1μm以下の厚さを有する第1導電層が配置され、その
上に第2導電層9が配置され、その上に半導体基板3が
配置されている。半導体基板3が「絶縁体上の半導体」
を構成しており、この絶縁体中に薄い第1導電層が挾み
込まれた構造となっている。In FIG. 1 (A), a first insulating layer 7 is arranged on a supporting substrate 1 having a conductive surface layer 11, and a first conductive layer having a thickness of about 1 μm or less is arranged thereon. Then, the second conductive layer 9 is arranged thereon, and the semiconductor substrate 3 is arranged thereon. Semiconductor substrate 3 is "semiconductor on insulator"
And a thin first conductive layer is sandwiched in the insulator.
このような第1図(A)に示す構造を利用して第1図
(B)に示すような半導体装置を作ることができる。第
1図(B)において、半導体基板3の表面から支持基体
1の導電性の表面層に達する溝13が形成されて、溝に囲
まれた複数の島領域15を画定している。島領域15の側面
はコンタクト部を除いて第3絶縁層17で覆われ、その上
に第2導電層19が形成されている。第2導電層19は下の
水平に配置された第1導電層5と島領域15内の半導体素
子16の例えば電流端子22とを電気的に接続する。第1導
電層5は導電性の表面層11と対向して容量を形成するの
で半導体素子16にキャパシタが接続されたことになる。
さらに、第2導電層19上に第4絶縁層21が形成され、残
る溝13中央部を埋めて導電領域23が配置される。この導
電領域23は第2導電層19と対向して容量を形成する。ま
た、導電領域23は、下の導電性表面層11と接し、電気的
に接続される。従来技術と較べ、第1導電層5と表面層
11が形成する容量分、半導体素子16に接続されたキャパ
シタの容量が増加する。さらに、この半導体素子及びキ
ャパシタは支持基体1からは完全に絶縁層で分離された
構成となる。A semiconductor device as shown in FIG. 1 (B) can be manufactured by utilizing the structure shown in FIG. 1 (A). In FIG. 1 (B), a groove 13 extending from the surface of the semiconductor substrate 3 to the conductive surface layer of the support base 1 is formed to define a plurality of island regions 15 surrounded by the groove. The side surface of the island region 15 is covered with the third insulating layer 17 except for the contact portion, and the second conductive layer 19 is formed thereon. The second conductive layer 19 electrically connects the first horizontally arranged lower conductive layer 5 and the current terminal 22 of the semiconductor element 16 in the island region 15, for example. Since the first conductive layer 5 faces the conductive surface layer 11 to form a capacitance, the capacitor is connected to the semiconductor element 16.
Further, the fourth insulating layer 21 is formed on the second conductive layer 19, and the conductive region 23 is arranged so as to fill the central portion of the remaining groove 13. The conductive region 23 faces the second conductive layer 19 and forms a capacitor. Further, the conductive region 23 is in contact with and electrically connected to the conductive surface layer 11 therebelow. Compared with the conventional technology, the first conductive layer 5 and the surface layer
The capacity of the capacitor connected to the semiconductor element 16 increases by the capacity formed by 11. Further, the semiconductor element and the capacitor are completely separated from the support base 1 by the insulating layer.
なお、導電領域23に上部からコンタクトを取るようにす
れば、導電領域23は必ずしも表面層11とコンタクトしな
くてもよい。If the conductive region 23 is contacted from above, the conductive region 23 does not necessarily have to make contact with the surface layer 11.
第1図(C)は第1図(A)の構成の1例の製造方法を
概略的に示す。第1のシリコン基板25と第2のシリコン
基板33のそれぞれ少なくとも1表面に配化膜27、35を形
成する。第1のシリコン基板25の酸化膜27上に導電膜2
9、絶縁膜31を形成する。この後、絶縁膜31と酸化膜35
を対向させて2つのシリコン基板を貼り合わせる。この
ようにして、第1図(A)に示すような半導体装置を得
ることができる。FIG. 1 (C) schematically shows an example of a manufacturing method of the configuration of FIG. 1 (A). Arrangement films 27 and 35 are formed on at least one surface of each of the first silicon substrate 25 and the second silicon substrate 33. The conductive film 2 is formed on the oxide film 27 of the first silicon substrate 25.
9. Form the insulating film 31. After that, the insulating film 31 and the oxide film 35 are formed.
And the two silicon substrates are bonded to each other. In this way, a semiconductor device as shown in FIG. 1 (A) can be obtained.
この後、第1または第2のシリコン基板を所定の厚さま
で研磨し、薄くしたシリコン基板の表面から溝を堀り、
種々の構成要素を形成すれば、第1図(B)に示すよう
な半導体装置を得ることができる。After that, the first or second silicon substrate is polished to a predetermined thickness, and a groove is formed from the surface of the thinned silicon substrate,
A semiconductor device as shown in FIG. 1B can be obtained by forming various components.
[作用] 第1図(A)に示すように、絶縁体上の半導体構造にお
いて、導電性の表面層11を有する支持基体1上に絶縁層
7、9を挾んで導電層5を配置し、その上に半導体基板
3を配置することによって、半導体素子を作る半導体基
板3の下にキャパシタを作り込むことができる。このた
め基板面積を有効に利用し、集積度を向上できる。さら
にこの半導体基板3および導電層5は支持基体1と絶縁
層7で分離されているためソフトエラー耐性の強い半導
体装置を構成できる。[Operation] As shown in FIG. 1 (A), in the semiconductor structure on the insulator, the conductive layers 5 are arranged on the supporting base 1 having the conductive surface layer 11 with the insulating layers 7 and 9 interposed therebetween. By disposing the semiconductor substrate 3 thereon, a capacitor can be built under the semiconductor substrate 3 for making a semiconductor element. Therefore, the substrate area can be effectively used and the degree of integration can be improved. Further, since the semiconductor substrate 3 and the conductive layer 5 are separated by the support base 1 and the insulating layer 7, a semiconductor device having a strong soft error resistance can be constructed.
第1図(B)に示すように、半導体基板3を溝13で分割
して島領域15を画定し、下に埋め込んだ第1導電層5を
島領域に形成した半導体素子16に接続し、埋め込んだ第
1導電層5と島領域15の周囲の導電層19をキャパシタの
情報蓄積電極とし、支持基体1の導電性表面層11と溝を
埋める導電領域23を分離領域を兼ねるキャパシタの他電
極とすることによって、3次元立体構造で、狭い占有面
積、高い容量、強いソフトエラー耐性の半導体メモリ装
置を実現できる。As shown in FIG. 1 (B), the semiconductor substrate 3 is divided by a groove 13 to define an island region 15, and the first conductive layer 5 buried below is connected to a semiconductor element 16 formed in the island region, The buried first conductive layer 5 and the conductive layer 19 around the island region 15 serve as an information storage electrode of the capacitor, and the conductive surface layer 11 of the supporting base 1 and the conductive region 23 filling the groove serve as the other electrode of the capacitor which also serves as a separation region. Thus, it is possible to realize a semiconductor memory device having a three-dimensional structure, a small occupied area, a high capacity, and a strong resistance to soft errors.
第1図(C)のように2枚のシリコン基板25、33の一方
の上に酸化膜27、導電膜29、絶縁膜31、他方の上に酸化
膜35を形成し、貼り合わせることによって、容易に第1
図(A)の構造を製造できる。As shown in FIG. 1C, an oxide film 27, a conductive film 29, an insulating film 31 are formed on one of the two silicon substrates 25 and 33, and an oxide film 35 is formed on the other, and the two are bonded together. Easy first
The structure of Figure (A) can be manufactured.
[実施例] まず新規な積層構造を持つ半導体装置を説明する。基本
的には、2枚の基板上に絶縁層を形成し、その絶縁層を
貼り合わせて1枚のSOI構造の貼り合わせ基板とした構
造において、支持用基板の表面を導電性とし、絶縁層中
に導電層を埋め込んだものである。Example First, a semiconductor device having a novel laminated structure will be described. Basically, in a structure in which an insulating layer is formed on two substrates and the insulating layers are bonded to each other to form one SOI structure bonded substrate, the surface of the supporting substrate is made conductive and the insulating layer is formed. It has a conductive layer embedded therein.
第4図(A)〜(D)に本発明の1実施例による上述の
ような半導体装置の製造方法を示す。FIGS. 4A to 4D show a method of manufacturing the above semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
まず、第4図(A)に示すように、2枚の基板40、50を
準備する。一方の基板40は半導体素子を形成するための
基板であり、半導体で構成する必要がある。例えばシリ
コン基板である。他方の基板50は物理的支持と導電性の
表面層を与えるための基板である。例えば、シリコン基
板等の半導体基板で形成されるが、金属基板、表面に金
属層を有する誘電体基板等であってもよい。First, as shown in FIG. 4 (A), two substrates 40 and 50 are prepared. One substrate 40 is a substrate for forming a semiconductor element, and needs to be made of a semiconductor. For example, a silicon substrate. The other substrate 50 is a substrate for providing physical support and a conductive surface layer. For example, although it is formed of a semiconductor substrate such as a silicon substrate, it may be a metal substrate or a dielectric substrate having a metal layer on its surface.
次に、第4図(B)に示すように基板40、50のそれぞれ
の1表面上に絶縁膜42、52を形成する。絶縁膜の材料と
してはSiO2、Ta2O5のような酸化物、Si3N4のような窒化
物等を用いることができる。例えば、基板40、50がシリ
コン基板である場合は、シリコン基板をウェット熱酸化
して酸化膜を形成すればよい。化学気相堆積(CVD)等
により酸化膜等を堆積してもよい。支持基板40上の絶縁
膜52は、キャパシタの電極間絶縁膜となるので十分な絶
縁抵抗と耐圧を有していれば薄い方が高い容量を得るの
に有利である。例えば約200Å以下の厚さの熱酸化膜で
ある。半導体基板40上の絶縁膜は貼り合わせ用の絶縁膜
の一方であり、貼り合わせ後は半導体素子領域と下の導
電膜との間の絶縁分離膜となるものである。ある程度厚
い方が好ましく、例えば貼り合わせ後の全厚さが約1μ
mとなる酸化シリコン膜である。Next, as shown in FIG. 4 (B), insulating films 42 and 52 are formed on one surface of each of the substrates 40 and 50. As the material of the insulating film, oxides such as SiO 2 , Ta 2 O 5 and nitrides such as Si 3 N 4 can be used. For example, when the substrates 40 and 50 are silicon substrates, the silicon substrates may be wet-thermally oxidized to form an oxide film. An oxide film or the like may be deposited by chemical vapor deposition (CVD) or the like. Since the insulating film 52 on the support substrate 40 serves as an interelectrode insulating film of the capacitor, if the insulating film 52 has sufficient insulation resistance and withstand voltage, a thinner one is more advantageous for obtaining a higher capacitance. For example, a thermal oxide film with a thickness of about 200Å or less. The insulating film on the semiconductor substrate 40 is one of the insulating films for bonding, and after bonding, it becomes an insulating separation film between the semiconductor element region and the conductive film below. It is preferable to be thick to some extent, for example, the total thickness after bonding is about 1μ
It is a silicon oxide film that becomes m.
支持基板50上の絶縁膜52の上、第4図(C)に示すよう
に、導電膜54、絶縁膜56を形成する。導電膜54はキャパ
シタの極板となるものであり、例えば燐(P)を面抵抗
60Ω/□にドープした厚さ約2000Åの多結晶シリコン膜
である。W、Mo等の高融金属、W、Mo等の高融点金属や
Ti等の遷移金属のシリサイド等の他の導電物質を用いて
もよい。導電膜54は例えばCVDで堆積する。絶縁膜56
は、前述の絶縁膜42、52同様の材料で作ることができ
る。例えば、導電膜54が多結晶シリコン膜である時はウ
ェットや塩酸の熱酸化で形成した酸化シリコン膜でよ
い。その場合は酸化する分多結晶シリコン膜を厚く作っ
ておく。As shown in FIG. 4C, a conductive film 54 and an insulating film 56 are formed on the insulating film 52 on the supporting substrate 50. The conductive film 54 serves as an electrode plate of the capacitor. For example, phosphorus (P) is used as the surface resistance.
It is a polycrystalline silicon film with a thickness of about 2000Å doped to 60Ω / □. High melting metals such as W and Mo, high melting metals such as W and Mo,
Other conductive materials such as silicide of transition metal such as Ti may be used. The conductive film 54 is deposited by, for example, CVD. Insulation film 56
Can be made of the same material as the insulating films 42 and 52 described above. For example, when the conductive film 54 is a polycrystalline silicon film, it may be a silicon oxide film formed by wet or thermal oxidation of hydrochloric acid. In that case, the polycrystalline silicon film is made thick due to oxidation.
次に第4図(D)に示すように半導体基板40の上に絶縁
膜42と支持基板50上の絶縁膜56を向かい合わせに接触さ
せ、貼り合わせる。例えば、絶縁膜42、56がSiO2膜であ
る場合は、約1000℃以上、例えば約1100℃の熱処理でSi
O2を貼り合わせることができる。静電荷を与え、クーロ
ン力で吸着させて熱処理すると密着性が良い。合体した
絶縁膜42′の厚さは、例えば約1μm程度になるよう
に、合体前の絶縁膜42、56の厚さを選択する。その後、
半導体基板40を研磨して所定の厚さ、例えば約4.5μm
とする。支持基板50を含めた全体の厚さはハンドリング
に好適な値、例えば600〜650μmとする。Next, as shown in FIG. 4 (D), the insulating film 42 and the insulating film 56 on the support substrate 50 are faced to each other and bonded to each other on the semiconductor substrate 40. For example, when the insulating films 42 and 56 are SiO 2 films, heat treatment at a temperature of about 1000 ° C. or higher, for example, about 1100 ° C.
O 2 can be stuck together. Adhesion is good when static charge is applied and it is adsorbed by Coulomb force and heat treated. The thickness of the insulating films 42 and 56 before being combined is selected so that the combined insulating film 42 ′ has a thickness of, for example, about 1 μm. afterwards,
The semiconductor substrate 40 is polished to a predetermined thickness, for example, about 4.5 μm
And The total thickness including the support substrate 50 is set to a value suitable for handling, for example, 600 to 650 μm.
絶縁膜中に挾み込まれる絶縁膜54の厚さは、大きすぎる
と加工精度等の点から好ましくない。ある程度の導電性
を確保できれば薄い方が好ましい。従って1μm以下の
厚さとする。If the thickness of the insulating film 54 sandwiched in the insulating film is too large, it is not preferable in terms of processing accuracy. It is preferable to be thin as long as the conductivity can be secured to some extent. Therefore, the thickness is set to 1 μm or less.
第5図(A)〜(D)は第4図(A)〜(D)と同様の
製造工程であり、第5図(A)、(B)は第4図
(A)、(B)と同様であるが、中間の導電膜、絶縁膜
が半導体基板上に形成される。5 (A) to (D) are the same manufacturing steps as FIGS. 4 (A) to (D), and FIGS. 5 (A) and (B) are FIGS. 4 (A) and 4 (B). But the intermediate conductive film and insulating film are formed on the semiconductor substrate.
すなわち、第5図(C)において、第4図(C)の導電
膜54、絶縁膜56に対応する導電膜44、絶縁膜46が半導体
素子を作る半導体基板40上の絶縁膜42の上に形成されて
いる。That is, in FIG. 5C, the conductive film 54, the conductive film 44 corresponding to the insulating film 56, and the insulating film 46 of FIG. 4C are formed on the insulating film 42 on the semiconductor substrate 40 forming a semiconductor element. Has been formed.
従って、第5図(D)においては、半導体基板40上の絶
縁膜46と支持基板50上の絶縁膜52とを接触させ、貼り合
わせて合体した絶縁膜52′を形成している。Therefore, in FIG. 5 (D), the insulating film 46 on the semiconductor substrate 40 and the insulating film 52 on the supporting substrate 50 are brought into contact with each other and bonded to form an integrated insulating film 52 '.
他の点については第4図(A)〜(D)と同様である。Other points are the same as those in FIGS. 4 (A) to 4 (D).
第4図(A)〜(D)、第5図(A)〜(D)には絶縁
体中に1層の導電層を挾み込んだ構造を示したが、挾み
込む導電層は2層以上でもよい。FIGS. 4 (A) to (D) and FIGS. 5 (A) to (D) show a structure in which one conductive layer is sandwiched in the insulator, but the sandwiched conductive layer is 2 It may be more than one layer.
第6図に2層の導電層を挾み込む構成の製造方法の例を
示す。FIG. 6 shows an example of a manufacturing method of a structure in which two conductive layers are sandwiched.
第6図(A)に示すように半導体基板40と支持基板50と
を準備し、第6図(B)に示すようにそれぞれの表面に
例えば熱酸化シリコンの絶縁膜42、52を形成する。ここ
までの工程は第4図(A)、(B)の工程と同様であ
る。A semiconductor substrate 40 and a supporting substrate 50 are prepared as shown in FIG. 6A, and insulating films 42 and 52 of, for example, thermally oxidized silicon are formed on the respective surfaces as shown in FIG. 6B. The steps up to this point are the same as those in FIGS. 4 (A) and 4 (B).
次に第6図(C)に示すように、支持基板50上の絶縁膜
52の上に、第1導電膜54、膜間絶縁膜56、第2導電層5
8、貼り合わせ用絶縁膜59を形成する。第1導電膜54、
第2導電層58は多結晶シリコン金属、シリサイド等の導
電体で形成できる。第2導電膜58がキャパシタの情報蓄
積電極となるものでパターニングの対象と成るので、1
μm以下の厚さで所定の導電性を有することが必要であ
る。第1導電膜54は、第4図(A)〜(D)の場合の支
持基板の導電性表面層に代わってキャパシタの対向電極
となるもので所定の導電性を有すれば任意の厚さでよ
い。キャパシタの電極間絶縁膜となる膜間絶縁膜56はな
るべく薄く、なるべく高い誘電率を持つことが高い容量
を実現するために好ましい。例えば厚さ200Å以下のSiO
2膜で形成する。Next, as shown in FIG. 6C, an insulating film on the supporting substrate 50
On top of 52, the first conductive film 54, the inter-membrane insulating film 56, the second conductive layer 5
8. An insulating film 59 for bonding is formed. The first conductive film 54,
The second conductive layer 58 can be formed of a conductor such as polycrystalline silicon metal or silicide. Since the second conductive film 58 will be the information storage electrode of the capacitor and will be patterned,
It is necessary to have a predetermined conductivity with a thickness of μm or less. The first conductive film 54 serves as a counter electrode of the capacitor in place of the conductive surface layer of the supporting substrate in the case of FIGS. 4A to 4D and has an arbitrary thickness as long as it has a predetermined conductivity. Good. It is preferable that the inter-film insulating film 56 that serves as the inter-electrode insulating film of the capacitor is as thin as possible and has a dielectric constant as high as possible in order to realize high capacitance. For example, SiO with a thickness of 200Å or less
Formed with two films.
その後、第6図(D)に示すように半導体基板40上の絶
縁膜42と支持基板50上の貼り合わせ用絶縁膜59を合わせ
て、例えば約1100℃の熱処理で貼り合わせる。After that, as shown in FIG. 6D, the insulating film 42 on the semiconductor substrate 40 and the bonding insulating film 59 on the supporting substrate 50 are combined and bonded by heat treatment at about 1100 ° C., for example.
第6図(D)の構成は、第4図(D)の構成の導電膜と
支持基板の間にもう1層導電膜が入ったものと考えるこ
とができる。この時支持基板の導電性表面層は必ずしも
必要でなくなる。また、支持基板の導電性表面層を独立
の導電膜で構成したと考えることもできる。It can be considered that the structure of FIG. 6D includes another conductive film between the conductive film of the structure of FIG. 4D and the supporting substrate. At this time, the conductive surface layer of the supporting substrate is not always necessary. It can also be considered that the conductive surface layer of the supporting substrate is composed of an independent conductive film.
第7図(A)〜(D)は、導電膜と絶縁膜の積層が半導
体基板40側に形成される例を示す。その他の点は第6図
(A)〜(D)と同様である。7A to 7D show an example in which a stacked layer of a conductive film and an insulating film is formed on the semiconductor substrate 40 side. Other points are the same as those in FIGS. 6 (A) to 6 (D).
次に、第4図(A)〜(D)に示すような製造工程によ
って作った構成を用いて半導体メモリ装置を製造する工
程を第8図(A)〜(F)に示す。Next, FIGS. 8 (A) to 8 (F) show steps of manufacturing a semiconductor memory device by using the structure made by the manufacturing steps shown in FIGS. 4 (A) to 4 (D).
第8図(A)に示すように、シリコン等の半導体支持基
板61、SiO2等の第1絶縁層67、多結晶Si等の第1導電層
65、SiO2等の第2絶縁層69、シリコン等の半導体基板63
を有する積層構造を準備し、半導体基板63上に酸化膜64
を形成する。例えばCVDでシリコン酸化膜、またはホス
ホシリケートガラス(PSG)膜を堆積する。その上にレ
ジストを塗布し、幅約1μmの溝パターンを露光して、
下の酸化膜64をパターニングし、さらにこの酸化膜64を
マスクとしてリアクティブイオンエッチングで半導体基
板63、第2絶縁層69を垂直にエッチングする。エッチャ
ントとしては、例えばSi2基板に対しては塩素系エッチ
ャント、SiO2に対しては弗素系(CF4+CHF3またはCF4+
H2等)エッチャントを用いればよい。多結晶Siに対して
は、CF4+H2のプラズマ等方エッチを行う。このように
して第8図(A)に示すような溝73を掘る。この溝73は
第9図の平面図により明らかなように半導体基板63の表
面を格子状に走る。この格子状溝73によって島領域75が
残される。As shown in FIG. 8A, a semiconductor support substrate 61 made of silicon or the like, a first insulating layer 67 made of SiO 2 or the like, a first conductive layer made of polycrystalline Si or the like.
65, a second insulating layer 69 such as SiO 2 and a semiconductor substrate 63 such as silicon
And a oxide film 64 is formed on the semiconductor substrate 63.
To form. For example, a silicon oxide film or a phosphosilicate glass (PSG) film is deposited by CVD. Apply a resist on it, expose a groove pattern with a width of about 1 μm,
The lower oxide film 64 is patterned, and the semiconductor substrate 63 and the second insulating layer 69 are vertically etched by reactive ion etching using the oxide film 64 as a mask. As an etchant, for example, Si 2 chlorine etchant to the substrate, fluorine for SiO 2 (CF 4 + CHF 3 or CF 4 +
H 2 etc.) An etchant may be used. For polycrystalline Si, plasma isotropic etching of CF 4 + H 2 is performed. Thus, the groove 73 as shown in FIG. 8 (A) is dug. The grooves 73 run in a grid pattern on the surface of the semiconductor substrate 63, as is apparent from the plan view of FIG. This grid-like groove 73 leaves an island region 75.
次に溝内を酸化して、例えば約500Åの酸化膜を形成す
ることにより、第3絶縁層77を形成する。この上にレジ
スト層85を塗布し、トランジスタとキャパシタのコンタ
クトを採る部分を露光現像して除去し、その下の第3絶
縁層77をウェットエッチングで除去する。この状態を第
8図(B)に示す。この後残ったレジスト膜85を剥離す
る。Then, the third insulating layer 77 is formed by oxidizing the inside of the groove to form an oxide film of, for example, about 500 liters. A resist layer 85 is applied on this, and the portion which makes contact with the transistor and the capacitor is exposed and developed to be removed, and the third insulating layer 77 thereunder is removed by wet etching. This state is shown in FIG. After this, the remaining resist film 85 is peeled off.
第8図(C)に示すように溝73の内面全面に多結晶シリ
コン等の第2導電層79を形成する。例えばCVDで厚さ約2
000Åのノンドープ多結晶シリコン層を堆積し、燐
(P)を気相拡散してn型にドープする。As shown in FIG. 8C, a second conductive layer 79 such as polycrystalline silicon is formed on the entire inner surface of the groove 73. For example, with CVD, the thickness is about 2
A 000 Å non-doped polycrystalline silicon layer is deposited, and phosphorus (P) is vapor-phase-diffused to dope n-type.
ここで全面にリアクティブイオンエッチングを行い、溝
73底面及び半導体基板の島領域75表面上の第2導電層79
を除去する。溝73側面上にのみ導電層79が残る。その後
第2導電層79上に第4絶縁層81を形成する。例えば多結
晶シリコン膜の表面を熱酸化するか、CVDでSiO2膜等の
絶縁膜を堆積する。この第4絶縁層81によって第2導電
層79の表面は覆われる。Here, reactive ion etching is performed on the entire surface and the groove is
73 Second conductive layer 79 on bottom surface and island area 75 of semiconductor substrate 79
To remove. The conductive layer 79 remains only on the side surface of the groove 73. After that, the fourth insulating layer 81 is formed on the second conductive layer 79. For example, the surface of the polycrystalline silicon film is thermally oxidized or an insulating film such as a SiO 2 film is deposited by CVD. The surface of the second conductive layer 79 is covered with the fourth insulating layer 81.
次に第8図(D)に示すようにレジスト層87を塗布し、
露光、現象でパターニングして溝73を露出し、残ったレ
ジスト層87をマスクとして溝73をさらに異方性エッチン
グで掘り下げ支持基板61の導電性表面層71を露出する。Next, a resist layer 87 is applied as shown in FIG.
The groove 73 is exposed by patterning by exposure and phenomenon, and the groove 73 is further dug by anisotropic etching using the remaining resist layer 87 as a mask to expose the conductive surface layer 71 of the support substrate 61.
このように掘り下げられた溝73内に第8図(E)に示す
ように導電体を埋め込んで導電領域83を形成する。例え
ば、多結晶シリコンをCVDで堆積し、燐(P)を18Ω/
□程度気相拡散する。その後全面をエッチバックして表
面上の多結晶シリコンを除去する。As shown in FIG. 8E, a conductor is embedded in the groove 73 dug in this way to form a conductive region 83. For example, polycrystalline silicon is deposited by CVD, and phosphorus (P) is added at 18Ω /
□ About vapor phase diffusion. Then, the entire surface is etched back to remove the polycrystalline silicon on the surface.
この導電領域83は基板61の導電性表面層71と電気的に接
続され、第2導電層79と第4絶縁層81を介して対向す
る。すなわち、第1導電層65と第2導電層79が接続され
てキャパシタの情報蓄積電極を形成し、基板61の導電性
表面層71と導電領域83が接続されてキャパシタの対向電
極を形成する。The conductive region 83 is electrically connected to the conductive surface layer 71 of the substrate 61 and faces the second conductive layer 79 via the fourth insulating layer 81. That is, the first conductive layer 65 and the second conductive layer 79 are connected to form the information storage electrode of the capacitor, and the conductive surface layer 71 of the substrate 61 and the conductive region 83 are connected to form the counter electrode of the capacitor.
その後、半導体基板63の各島領域75にトランジスタを形
成してメモリセルを完成する。例えば、多結晶シリコン
のゲート電極90をゲート絶縁膜上に形成し、イオン打込
みを行ってソース領域91、ドレイン領域92を形成する。Then, a transistor is formed in each island region 75 of the semiconductor substrate 63 to complete a memory cell. For example, a polycrystalline silicon gate electrode 90 is formed on the gate insulating film, and ion implantation is performed to form a source region 91 and a drain region 92.
このようにして、1メモリセルが1トランジスタと1キ
ャパシタからなる半導体メモリ装置を形成する。第1導
電層65の形成する容量分キャパシタの容量を大きくで
き、また情報蓄積電極およびトランジスタが完全に支持
基板61から絶縁分離されているので、アルファ線照射に
よって支持基板61内にキャリアが発生してもその影響を
受けにくい。In this way, a semiconductor memory device in which one memory cell includes one transistor and one capacitor is formed. Since the capacitance of the capacitor formed by the first conductive layer 65 can be increased and the information storage electrode and the transistor are completely insulated and separated from the supporting substrate 61, carriers are generated in the supporting substrate 61 by the alpha ray irradiation. However, it is not easily affected by it.
第9図は第8図(A)〜(F)の工程を経て製造された
半導体装置の部分的平面図である。FIG. 9 is a partial plan view of a semiconductor device manufactured through the steps of FIGS. 8 (A) to (F).
島領域75が行列状に配置され、その間に溝73が格子状に
延在する。各島領域75の周囲を第3絶縁像77、第2導電
層79、第4絶縁層81が囲んでいる。第3絶縁層77はドレ
イン領域92の1部表面には設けられず、そこで第2導電
層79がドレイン領域92にコンタクトする。1メモリセル
の寸法は、例えば1.5μm×3.25μmである。The island regions 75 are arranged in a matrix, and the grooves 73 extend in a grid pattern therebetween. A third insulating image 77, a second conductive layer 79, and a fourth insulating layer 81 surround the periphery of each island region 75. The third insulating layer 77 is not provided on a part of the surface of the drain region 92, where the second conductive layer 79 contacts the drain region 92. The size of one memory cell is, for example, 1.5 μm × 3.25 μm.
第10図は第6図で示すように絶縁層中に2層の導電層を
形成した場合の構成例を示す。下の導電層を支持基板の
(絶縁分離された)導電性表面層と考えることができ
る。従って、溝73内に埋め込んだ導電領域83は支持基板
61の本体でなく、支持基板61上の絶縁層94上に形成した
導電表面層95にコンタクトする。その他の点は第8図
(F)に示す構成とほぼ同様である。FIG. 10 shows a structural example in which two conductive layers are formed in the insulating layer as shown in FIG. The underlying conductive layer can be considered as the (isolated) conductive surface layer of the support substrate. Therefore, the conductive region 83 embedded in the groove 73 is a support substrate.
The conductive surface layer 95 formed on the insulating layer 94 on the supporting substrate 61 is contacted instead of the body of 61. The other points are almost the same as the configuration shown in FIG.
第10図の構造の場合、例えばシリコン基板である支持基
板61は情報蓄積電極65、79からは二重に絶縁分離されて
いる。このためソフトエラー耐性はさらに高くなる。In the case of the structure shown in FIG. 10, the support substrate 61, which is a silicon substrate, for example, is double insulated from the information storage electrodes 65 and 79. Therefore, the soft error resistance is further increased.
第11図に本発明の他の実施例によるDRAM型半導体装置を
示す。FIG. 11 shows a DRAM type semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
n型シリコンで形成された支持基板61の上に、SiO2で形
成された絶縁層99を挾んで形成された二つの多結晶シリ
コンからなるキャパシタ電極領域97、98が配置され、フ
ィン型キャパシタ96を構成している。その上にp型シリ
コンで形成された半導体基板63が配置されている。半導
体基板63は多数の島領域に分割され、各島領域内には、
n型のソース(ドレイン)領域91、ドレイン(ソース)
領域92が形成され、その間のp型シリコン基板63で形成
されたnチャネル領域上には不純物をドープされた多結
晶シリコンで形成されたゲート電極90が形成されてい
る。図の構造においては、多結晶シリコンからなるキャ
パシタの一方の電極領域97が半導体基板63を貫通して上
方に導出される側面において、ドレイン領域92とオーミ
ックに接触し、キャパシタの一方の電極97をトランジス
タのドレイン92に電気的に接続している。On a support substrate 61 made of n-type silicon, two capacitor electrode regions 97, 98 made of polycrystalline silicon sandwiching an insulating layer 99 made of SiO 2 are arranged, and a fin-type capacitor 96. Are configured. A semiconductor substrate 63 made of p-type silicon is arranged on top of it. The semiconductor substrate 63 is divided into a large number of island regions, and each island region has
n-type source (drain) region 91, drain (source)
A region 92 is formed, and a gate electrode 90 formed of impurity-doped polycrystalline silicon is formed on the n-channel region formed of the p-type silicon substrate 63 between the regions 92. In the structure shown in the figure, one electrode region 97 of the capacitor made of polycrystalline silicon is in ohmic contact with the drain region 92 on the side surface which is penetrated through the semiconductor substrate 63 and led out upward, and one electrode region 97 of the capacitor is formed. It is electrically connected to the drain 92 of the transistor.
第11図の構造においては、半導体基板63内に多数の電界
効果トランジスタが形成され、その下のSOI構造の絶縁
領域内にフィン型キャパシタが形成されている。フィン
型キャパシタの対向電極は、互いに入り込んだ形状を有
し、高い容量を実現している。フィン型キャパシタの容
量を更に高めるためには、フィンの数を増加することが
有効である。なお、n型シリコンの支持基板61もキャパ
シタの一方の電極97の下面と絶縁層99を挾んで対向し、
キャパシタの一部を構成している。In the structure of FIG. 11, a large number of field effect transistors are formed in the semiconductor substrate 63, and fin type capacitors are formed in the insulating region of the SOI structure thereunder. The counter electrodes of the fin-type capacitor have a shape in which they are interdigitated with each other to realize a high capacitance. It is effective to increase the number of fins in order to further increase the capacity of the fin type capacitor. The support substrate 61 made of n-type silicon also faces the lower surface of one electrode 97 of the capacitor with the insulating layer 99 in between.
It forms part of the capacitor.
なお、第11図に示すRAM型半導体装置の上面構造は、た
とえば第9図に示す半導体装置の上面構造と同様のもの
とすることができる。半導体基板表面上での多結晶シリ
コン領域97、98の幅は、たとえば約1μm程度である。
多結晶シリコン領域97、98は燐(P)等の不純物をドー
プして、たとえばシート抵抗18Ω/□程度以下とする。
絶縁層99は、たとえば厚さ約100〜1000ÅのSiO2膜であ
る。The upper surface structure of the RAM type semiconductor device shown in FIG. 11 can be similar to the upper surface structure of the semiconductor device shown in FIG. 9, for example. The width of polycrystalline silicon regions 97 and 98 on the surface of the semiconductor substrate is, for example, about 1 μm.
The polycrystalline silicon regions 97 and 98 are doped with impurities such as phosphorus (P) to have a sheet resistance of about 18Ω / □ or less.
The insulating layer 99 is, for example, a SiO 2 film having a thickness of about 100 to 1000Å.
第12図に、第11図に示した半導体装置の製造方法を示
す。第12図(A)〜(I)は、半導体装置の製造方法の
各工程を示すための断面図である。FIG. 12 shows a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 12 (A) to 12 (I) are cross-sectional views showing the steps of the method for manufacturing a semiconductor device.
第12図(A)はSOI構造を有する基板の表面に酸化膜の
マスクを形成する工程を示す。n型シリコンからなる支
持基板61の上にSiO2の第1絶縁層94、燐(P)等のn型
不純物をドープした多結晶シリコンで形成された第1の
導電層95、SiO2で形成された第2の絶縁層67、燐(P)
等のn型不純物をドープした多結晶シリコンで形成され
た第2の導電層65、SiO2で形成された第3の絶縁層69が
積層されている。たとえば、各層94、95、67、69の厚さ
はそれぞれ約2000〜3000Åである。この積層構造の上に
p型シリコンで形成された半導体基板63が配置されてい
る。この半導体基板63の表面に、たとえばCVDで酸化シ
リコン膜またはホスホシリケートガラス(PSG)膜で形
成された酸化膜64aを形成し、さらにその上にレジスト
層85aを塗布する。レジスト層をパターニングして幅約
1μmの開口部を設け、このレジスト層をマスクとして
下の酸化膜64aをパターニングして酸化膜マスクを形成
する。FIG. 12A shows a step of forming a mask of an oxide film on the surface of a substrate having an SOI structure. First support layer 61 made of n-type silicon, first insulating layer 94 of SiO 2 , first conductive layer 95 made of polycrystalline silicon doped with n-type impurities such as phosphorus (P), and SiO 2 Second insulating layer 67, phosphorus (P)
A second conductive layer 65 made of polycrystalline silicon doped with n-type impurities and a third insulating layer 69 made of SiO 2 are laminated. For example, each layer 94, 95, 67, 69 has a thickness of about 2000-3000Å. A semiconductor substrate 63 made of p-type silicon is arranged on the laminated structure. An oxide film 64a formed of a silicon oxide film or a phosphosilicate glass (PSG) film is formed on the surface of this semiconductor substrate 63 by CVD, for example, and a resist layer 85a is applied thereon. The resist layer is patterned to provide an opening having a width of about 1 μm, and the oxide film 64a below is patterned using this resist layer as a mask to form an oxide film mask.
第12図(B)は、このように形成された酸化膜マスクな
いしは酸化膜とレジスト膜からなる複合マスクを利用し
て、下のSOI構造をエッチングして第1のトレンチ73を
形成し、その一部を導電領域83で埋め戻す工程を示して
いる。酸化膜マスク64aを利用して、その下の半導体基
板63、第3の絶縁層69、第2の導電層65、第2の絶縁層
67、第1の導電層95、第1の絶縁層94をRIEで垂直にエ
ッチングして支持基板61の表面を露出する。たとえば、
シリコンおよび多結晶シリコンは、Cl2系のエッチング
ガスを用いてRIE(反応性イオンエッチング)でエッチ
する。また、酸化膜は、たとえば弗素系ガス(CF4+CHF
3混合ガスまたはCF4+H2混合ガス等)を用いたRIEでエ
ッチングする。これらのRIEにおいては、シリコンと酸
化膜のエッチングの選択比が、たとえば10近い値とする
ことができる。支持基板61が露出するまでエッチングを
行って第1のトレンチ73を形成した後、たとえばCVDで
不純物をドープした多結晶シリコン83を堆積し、半導体
基板63の下面よりも少し下のレベルまで第1のトレンチ
を埋め戻す。FIG. 12 (B) shows that the underlying SOI structure is etched to form the first trench 73 by using the oxide film mask thus formed or a composite mask composed of the oxide film and the resist film. The step of backfilling a part with the conductive region 83 is shown. Using the oxide film mask 64a, the underlying semiconductor substrate 63, the third insulating layer 69, the second conductive layer 65, and the second insulating layer
67, the first conductive layer 95, and the first insulating layer 94 are vertically etched by RIE to expose the surface of the support substrate 61. For example,
Silicon and polycrystalline silicon are etched by RIE (reactive ion etching) using a Cl 2 based etching gas. Further, the oxide film is formed of, for example, a fluorine-based gas (CF 4 + CHF
Etching by RIE using 3 mixed gas or CF 4 + H 2 mixed gas). In these RIEs, the etching selectivity between silicon and oxide film can be set to a value close to 10, for example. After etching is performed until the supporting substrate 61 is exposed to form the first trench 73, polycrystalline silicon 83 doped with impurities by, for example, CVD is deposited, and the first trench 73 is formed to a level slightly below the lower surface of the semiconductor substrate 63. Backfill the trench.
不純物をドープした多結晶シリコン層の堆積の代わり
に、不純物をドープしない多結晶シリコン層を堆積し、
その後燐(P)等の不純物を気相から熱拡散してもよ
い。Instead of depositing an impurity-doped polysilicon layer, deposit an undoped polysilicon layer,
Then, impurities such as phosphorus (P) may be thermally diffused from the gas phase.
次に、第12図(C)に示すように、SOI構造の基板を熱
酸化し、露出しているp型シリコンの半導体基板63側面
および多結晶シリコン領域83表面に酸化膜77a、77bを形
成する。その後、RIEで酸化膜を指向性エッチングし、
トレンチの底面のシリコン領域83表面に形成された酸化
膜77bを除去する。Next, as shown in FIG. 12C, the SOI structure substrate is thermally oxidized to form oxide films 77a and 77b on the exposed side surfaces of the p-type silicon semiconductor substrate 63 and the surface of the polycrystalline silicon region 83. To do. After that, the oxide film is directionally etched by RIE,
The oxide film 77b formed on the surface of the silicon region 83 on the bottom surface of the trench is removed.
次に、第12図(D)に示すように、表面の酸化膜77bを
除去した多結晶シリコン領域83上にさらに不純物をドー
プした多結晶シリコンを堆積し、第1のトレンチ73を多
結晶シリコン領域83で埋め戻す。なお、この多結晶シリ
コンも不純物をドープした多結晶シリコンを堆積する代
わりにノンドープの多結晶シリコンを堆積し、後に気相
拡散で不純物をドープすることもできる。第12図(D)
の構造においては、SOIの絶縁領域内に形成された二層
の導電層が、第1のトレンチ内に形成された多結晶シリ
コン領域83によって接続され、この多結晶シリコン領域
83は、n型シリコンの支持基板61の表面からp型シリコ
ンの半導体基板63の表面まで導出されている。また、こ
の多結晶シリコン領域83と半導体基板63の間には、酸化
膜77が形成されているので、互いに電気的に絶縁されて
いる。Next, as shown in FIG. 12D, polycrystalline silicon doped with impurities is further deposited on the polycrystalline silicon region 83 from which the oxide film 77b on the surface is removed, and the first trench 73 is filled with polycrystalline silicon. Backfill with area 83. It is also possible to deposit non-doped polycrystalline silicon instead of depositing the impurity-doped polycrystalline silicon and then dope the impurity by vapor phase diffusion. Figure 12 (D)
In the structure, the two conductive layers formed in the SOI insulating region are connected by the polycrystalline silicon region 83 formed in the first trench.
83 extends from the surface of the n-type silicon support substrate 61 to the surface of the p-type silicon semiconductor substrate 63. Further, since the oxide film 77 is formed between the polycrystalline silicon region 83 and the semiconductor substrate 63, they are electrically insulated from each other.
次に、第12図(E)に示すように、半導体基板63の表面
に幅約1μmの開口部を有する他の酸化膜マスク64bを
形成し、この酸化膜マスク64bをマスクとしてRIEによっ
て第2のトレンチ74を形成する。この第2のトレンチ74
もRIEで半導体基板63の表面から支持基板64の表面に達
するまで垂直に形成する。エッチャントガスは第1のト
レンチ73形成時と同様でよい。Next, as shown in FIG. 12E, another oxide film mask 64b having an opening with a width of about 1 μm is formed on the surface of the semiconductor substrate 63, and the second oxide film mask 64b is used as a mask to form a second oxide film by RIE. Forming a trench 74 of. This second trench 74
Also formed by RIE vertically from the surface of the semiconductor substrate 63 to the surface of the support substrate 64. The etchant gas may be the same as that used when forming the first trench 73.
次に、第12図(F)に示すように、たとえば弗酸水溶液
を用いたエッチングを行い、第2のトレンチ74内に露出
している酸化膜領域を除去する。酸化膜が除去されて空
洞75が形成される。第2のトレンチ74および空洞75内が
全てシリコン表面になるとエッチングは自動的に停止す
る。Next, as shown in FIG. 12F, etching is performed using, for example, a hydrofluoric acid aqueous solution to remove the oxide film region exposed in the second trench 74. The oxide film is removed to form the cavity 75. The etching automatically stops when the second trench 74 and the cavity 75 are entirely exposed to the silicon surface.
なお、弗酸水溶液によるウエットエッチングの場合を説
明したが、ドライエッチングによる等方エッチを行って
もよい。このようにして、多結晶シリコン埋め戻し領域
83から多結晶シリコン層65、95が空洞内に張り出した構
造が形成される。The case of wet etching using a hydrofluoric acid aqueous solution has been described, but isotropic etching may be performed by dry etching. In this way, the polycrystalline silicon backfill region
A structure is formed in which the polycrystalline silicon layers 65 and 95 project from 83 into the cavity.
次に、第12図(G)に示すように、空洞を形成した構造
の第2のトレンチ74および空洞75内に露出した半導体基
板63および多結晶シリコン領域65、95、83の表面を、た
とえば熱酸化することによって酸化膜で覆う。たとえば
熱酸化で厚さ100〜1000Åのシリコン酸化膜を形成す
る。その他、CVDでSiO2は、Si3N4等の絶縁膜を堆積して
もよい。このようにして、第2のトレンチ74および空洞
75の表面は、全て絶縁膜77cによって覆われる。半導体
基板63表面も絶縁膜77cで覆われる。Next, as shown in FIG. 12 (G), the surfaces of the semiconductor substrate 63 and the polycrystalline silicon regions 65, 95, 83 exposed in the second trench 74 and the cavity 75 of the structure having the cavity are, for example, It is covered with an oxide film by thermal oxidation. For example, a silicon oxide film having a thickness of 100 to 1000Å is formed by thermal oxidation. Alternatively, SiO 2 may be deposited by CVD with an insulating film such as Si 3 N 4 . Thus, the second trench 74 and the cavity
The surface of 75 is entirely covered with the insulating film 77c. The surface of the semiconductor substrate 63 is also covered with the insulating film 77c.
次に、第12図(H)に示すように、空洞75および第2の
トレンチ74内を燐(P)等のn型不純物をドープした多
結晶シリコン83bで埋め戻す。埋め戻した多結晶シリコ
ン83bを半導体基板63の側面を露出するまでエッチし、
露出した酸化膜77cをエッチング除去して半導体基板63
の側面を露出する。Next, as shown in FIG. 12H, the cavity 75 and the second trench 74 are backfilled with polycrystalline silicon 83b doped with an n-type impurity such as phosphorus (P). The backfilled polycrystalline silicon 83b is etched until the side surface of the semiconductor substrate 63 is exposed,
The exposed oxide film 77c is removed by etching to remove the semiconductor substrate 63.
Expose the sides of.
次に、第12図(I)に示すように、さらに不純物をドー
プした多結晶シリコン83bを堆積して、第2のトレンチ7
4を埋め戻す。Next, as shown in FIG. 12 (I), polycrystalline silicon 83b further doped with impurities is deposited to form the second trench 7
Backfill 4.
なお、多結晶シリコンで途中まで埋め戻し、酸化膜をエ
ッチングする代わりに、ホストレジスト層で空洞75と第
2のトレンチ74を埋め、半導体基板63の側面部を露出す
るように露光現像を行い、露出した酸化膜を除去した
後、埋め込んだレジスト領域を除去し、ドープした多結
晶シリコン83bを第2のトレンチ74および空洞75内に堆
積して埋め戻してもよい。Instead of backfilling with polycrystalline silicon to the middle and etching the oxide film, the cavity 75 and the second trench 74 are filled with a host resist layer, and exposure and development are performed so that the side surface of the semiconductor substrate 63 is exposed. After removing the exposed oxide film, the buried resist region may be removed, and the doped polycrystalline silicon 83b may be deposited in the second trench 74 and the cavity 75 to be backfilled.
また、半導体基板63とドープした多結晶シリコン領域83
bのコンタクト面積を制限するように、第12図(H)の
工程でホストレジストマスクを形成し、選択的に半導体
基板63の側面を露出してエッチングを行ってもよい。Also, the semiconductor substrate 63 and the doped polycrystalline silicon region 83
A host resist mask may be formed in the step of FIG. 12 (H) so as to limit the contact area of b, and the side surface of the semiconductor substrate 63 may be selectively exposed to perform etching.
第13図(A)、(B)は、本発明の他の実施例による半
導体装置のフィン型キャパシタの部分を示す。13 (A) and 13 (B) show a fin-type capacitor portion of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
第13図(A)は、二層フィン構造の例を示す。シリコン
等の支持基板61上にドープド多結晶シリコンで形成され
た二層の導電層を有する第1の電極97が形成され、この
二層の導電層間に入れ子状に挿入されれた一層のドープ
ド多結晶シリコン導電層を含む他方の電極98が形成され
ている。他方の電極98は、支持基板61とも電気的に接続
しているので、実質的には他方の電極98も二層の電極を
有することになる。両電極97、98間にはSiO2膜99が形成
されている。FIG. 13 (A) shows an example of a two-layer fin structure. A first electrode 97 having two conductive layers made of doped polycrystalline silicon is formed on a supporting substrate 61 made of silicon or the like, and one doped poly-silicon layer is inserted in a nested manner between the two conductive layers. The other electrode 98 including a crystalline silicon conductive layer is formed. Since the other electrode 98 is also electrically connected to the support substrate 61, the other electrode 98 also has two layers of electrodes. A SiO 2 film 99 is formed between the electrodes 97 and 98.
第13図(B)は四層フィン構造を示す。n型シリコン等
の支持基板61の上に、ドープド多結晶シリコンで形成さ
れた四層の導電層を有する一方の電極97とこの四層の電
極間に入れ子状に挿入されたドープド多結晶シリコン導
電層98および支持基板61表面を有する第2の電極98とが
絶縁層99を挾んで対向し、四層フィン型キャパシタ構造
を構成している。FIG. 13 (B) shows a four-layer fin structure. One electrode 97 having four conductive layers made of doped polycrystalline silicon on a support substrate 61 such as n-type silicon, and a doped polycrystalline silicon conductive material inserted in a nested manner between the four electrodes. The layer 98 and the second electrode 98 having the surface of the supporting substrate 61 are opposed to each other with the insulating layer 99 in between, and form a four-layer fin type capacitor structure.
なお、積層の数を増加してより多くの層数を含むキャパ
シタ構造を形成することもできる。Note that the number of stacked layers can be increased to form a capacitor structure including a larger number of layers.
なお、フィン型キャパシタの各導電層の厚さは、たとえ
ば約2000〜3000Åであり、電極間の絶縁層99の厚さは、
たとえば100〜1000Åである。The thickness of each conductive layer of the fin-type capacitor is, for example, about 2000 to 3000Å, and the thickness of the insulating layer 99 between the electrodes is
For example, 100 to 1000Å.
また、導電体としては多結晶シリコンの代わりにアモル
ファスシリコンやタングステンシリサイド、チタンシリ
サイド、モリブデンシリサイド等のシリサイド、CVDタ
ングステン等を用いることもできる。また、絶縁材料と
しては、熱酸化によるSiO2と同様、CVDによる酸化膜や
窒化膜およびCVDによるTa2O5膜等を用いることもでき
る。Instead of polycrystalline silicon, amorphous silicon, silicide such as tungsten silicide, titanium silicide, molybdenum silicide, or CVD tungsten can be used as the conductor. Further, as the insulating material, an oxide film or nitride film formed by CVD, a Ta 2 O 5 film formed by CVD, or the like can be used as well as SiO 2 formed by thermal oxidation.
以上実施例に沿って本発明を説明したが、本発明はこれ
らに制限されるものではない。たとえば、種々の変更、
改良、組も合わせ等が可能なことは当業者には自明であ
ろう。Although the present invention has been described above with reference to the embodiments, the present invention is not limited thereto. For example, various changes,
It will be apparent to those skilled in the art that improvements and combinations can be made.
[発明の効果] 以上のように本発明によれば、SOI(絶縁体上の半導
体)構成において、内部にキャパシタを作り込んだ如き
構成を提供し、キャパシタ容量を大きくすることができ
る。[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to provide an SOI (semiconductor on insulator) structure with a structure in which a capacitor is built in, and increase the capacitance of the capacitor.
容量増加により、ソフトエラー耐性を高くすることがで
きる。The soft error resistance can be increased by increasing the capacity.
また情報蓄積電極及びトランジスタが支持基板から完全
に絶縁分離されている。このため、ソフトエラー耐性を
さらに高くすることができる。Further, the information storage electrode and the transistor are completely insulated and separated from the supporting substrate. Therefore, the soft error resistance can be further increased.
第1図(A)〜(C)は本発明の原理説明図であり、
(A)、(B)は半導体装置の断面図、(C)は(A)
に示す半導体装置の製造方法を概略的に示す断面図、 第2図は従来技術による半導体メモリセルの断面図、 第3図(A)〜(G)は第2図の半導体メモリセルの製
造方法の各工程を説明するための断面図、 第4図(A)〜(D)は本発明の実施例による半導体装
置の製造方法の各工程を説明するための断面図、 第5図(A)〜(D)は本発明の他の実施例による半導
体装置の製造方法の各工程を説明するための断面図、 第6図(A)〜(D)は本発明の他の実施例による半導
体装置の製造方法の各工程を説明するための断面図、 第7図(A)〜(D)は本発明の他の実施例による半導
体装置の製造方法の各工程を説明するための断面図、 第8図(A)〜(F)は本発明の他の実施例によるメモ
リセルを構成する半導体装置の製造方法の各工程を説明
するための断面図、 第9図は第8図に示す半導体装置の平面図、 第10図は本発明の他の実施例による半導体装置の断面
図、 第11図は本発明の他の実施例による半導体装置の断面
図、 第12図(A)〜(I)は、第11図に示す半導体装置を製
造する方法を説明するための断面図、 第13図(A)、(B)は本発明の他の実施例による半導
体装置の断面図である。 図において、 1……支持基体 3……半導体基板 5……第1導電層 7……第1絶縁層 9……第2絶縁層 11……導電性の表面層 13……溝 15……島領域 16……半導体素子 17……第3絶縁層 19……第2導電層 21……第4絶縁層 22……電流端子 23……導電領域 25……第1のシリコン基板 27……酸化膜 29……導電層 31……絶縁膜 33……第2のシリコン基板 35……酸化膜 40……半導体基板 42……絶縁膜 44……導電膜 46……絶縁膜 48……導電膜 49……絶縁膜 50……支持基板 52……絶縁膜 54……導電層 56……絶縁膜 58……導電層 59……絶縁膜 61……支持基板 63……半導体基板 64……酸化膜 65……第1導電層 67……第1絶縁層 69……第2絶縁層 73……溝 75……島領域 77……第3絶縁層 79……第2導電層 81……第4絶縁層 83……導電領域 85……レジスト層 87……レジスト層 90……ゲート電極 91……ソース領域 92……ドレイン領域 94……絶縁層 95……(絶縁分離された)導電層 95……キャパシタ 97、98……キャパシタの電極 99……キャパシタの絶縁層1 (A) to (C) are explanatory views of the principle of the present invention.
(A) and (B) are cross-sectional views of the semiconductor device, and (C) is (A).
2 is a cross-sectional view schematically showing a method of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 2, FIG. 2 is a cross-sectional view of a semiconductor memory cell according to the prior art, and FIGS. 3A to 3G are methods of manufacturing the semiconductor memory cell of FIG. 4 (A) to 4 (D) are cross-sectional views for explaining each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment of the present invention, and FIG. 5 (A) is a cross-sectional view for explaining each step. 6A to 6D are cross-sectional views for explaining each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention, and FIGS. 6A to 6D are semiconductor devices according to another embodiment of the present invention. 7A to 7D are cross-sectional views for explaining each step of the method for manufacturing a semiconductor device, and FIGS. 7A to 7D are cross-sectional views for explaining each step of the method for manufacturing a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. FIGS. 8A to 8F are views showing a method of manufacturing a semiconductor device forming a memory cell according to another embodiment of the present invention. FIG. 9 is a plan view of the semiconductor device shown in FIG. 8, FIG. 10 is a cross-sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention, and FIG. 11 is another view of the present invention. 12A to 12I are sectional views of the semiconductor device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 13A to 13B are sectional views for explaining the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 8] is a sectional view of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention. In the figure, 1 ... Support substrate 3 ... Semiconductor substrate 5 ... First conductive layer 7 ... First insulating layer 9 ... Second insulating layer 11 ... Conductive surface layer 13 ... Groove 15 ... Island Region 16 ... Semiconductor element 17 ... Third insulating layer 19 ... Second conductive layer 21 ... Fourth insulating layer 22 ... Current terminal 23 ... Conductive region 25 ... First silicon substrate 27 ... Oxide film 29 ... Conductive layer 31 ... Insulating film 33 ... Second silicon substrate 35 ... Oxide film 40 ... Semiconductor substrate 42 ... Insulating film 44 ... Conductive film 46 ... Insulating film 48 ... Conductive film 49 ... Insulating film 50 …… Supporting substrate 52 …… Insulating film 54 …… Conductive layer 56 …… Insulating film 58 …… Conductive layer 59 …… Insulating film 61 …… Supporting substrate 63 …… Semiconductor substrate 64 …… Oxide film 65… … First conductive layer 67 …… First insulating layer 69 …… Second insulating layer 73 …… Groove 75 …… Island region 77 …… Third insulating layer 79 …… Second conductive layer 81 …… Fourth insulating layer 83 …… Conductive area 85 …… Resist layer 87 …… Gist layer 90 ...... Gate electrode 91 ...... Source region 92 ...... Drain region 94 ...... Insulating layer 95 ...... (insulation separated) conductive layer 95 ...... Capacitor 97, 98 ...... Capacitor electrode 99 ...... Capacitor Insulation layer
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 27/12 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI technical indication H01L 27/12
Claims (11)
(1)と、 前記支持基体(1)上に配置された第1絶縁層(7)
と、 前記第1絶縁層(7)上に配置され、前記第1絶縁層
(7)を挟んで前記表面層(11)と容量を形成する第1
導電層(5)と、 前記第1導電層(5)上に配置された第2絶縁層(9)
と、 前記第2絶縁層(9)上に配置された半導体基板(3)
と、 前記第1導電層(5)と前記半導体基板(3)の一部と
を電気的に接続する手段(19)と、 前記第1導電層(5)及びそれより上部の構成を複数個
の島領域(15)に分離する溝(13)と、 を含み、各島領域(15)に形成された半導体素子(16)
が前記溝で分離された集積回路を構成する半導体装置。1. A supporting substrate (1) having a conductive surface layer (11), and a first insulating layer (7) arranged on the supporting substrate (1).
And a first capacitor disposed on the first insulating layer (7) and forming a capacitance with the surface layer (11) with the first insulating layer (7) interposed therebetween.
A conductive layer (5) and a second insulating layer (9) disposed on the first conductive layer (5)
And a semiconductor substrate (3) arranged on the second insulating layer (9)
A means (19) for electrically connecting the first conductive layer (5) to a part of the semiconductor substrate (3); and a plurality of the first conductive layer (5) and the upper structure. A semiconductor element (16) formed in each island region (15) including a groove (13) separating the island region (15)
A semiconductor device forming an integrated circuit separated by the groove.
体基板上に配置された表面絶縁層とその上に配置された
前記導電性の表面層を含む請求項1記載の半導体装置。2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the supporting substrate (1) includes a semiconductor substrate, a surface insulating layer disposed on the semiconductor substrate, and the conductive surface layer disposed thereon.
(1)と、 前記支持基体上に配置された第1絶縁層(7)と、 前記第1絶縁層(7)上に配置され、前記表面層(11)
との間に容量を形成する第1導電層(5)と、 前記第1導電層(5)上に配置された第2絶縁層(9)
と、 前記第2絶縁層(9)上に配置された半導体基板(3)
と、 前記半導体基板(3)の表面から前記導電性の表面層
(11)に達し、前記第1導電層(5)及び半導体基板
(3)を複数の島領域(15)に分離する溝(13)と、 前記溝(13)の側壁上に形成され、前記複数の島領域
(15)の各々の側面のコンタクト部以外を覆う第3絶縁
層(17)と、 前記島領域(15)の各々の側面コンタクト部で各島領域
(15)内の前記第1導電層(5)及び半導体基板(3)
に接し、島領域(15)の側面の他の部分では前記第3絶
縁層(17)上に形成された第2導電層(19)と、 前記第2導電層(19)上に形成された第4絶縁層(21)
と、 前記第4絶縁層(21)上に形成されて前記第2導電層
(19)との間に容量を形成し、前記表面層(11)と電気
的に接触する導電領域(23)と、 前記各島領域(15)内に形成され、一方の電流端子(2
2)が前記第2導電層(19)と電気的に接続された半導
体素子(16)と を有する半導体装置。3. A supporting substrate (1) having a conductive surface layer (11), a first insulating layer (7) arranged on the supporting substrate, and arranged on the first insulating layer (7). And said surface layer (11)
A first conductive layer (5) forming a capacitance between the first conductive layer (5) and a second insulating layer (9) arranged on the first conductive layer (5)
And a semiconductor substrate (3) arranged on the second insulating layer (9)
And a groove (which reaches the conductive surface layer (11) from the surface of the semiconductor substrate (3) and separates the first conductive layer (5) and the semiconductor substrate (3) into a plurality of island regions (15). 13), a third insulating layer (17) formed on the side wall of the groove (13) and covering the side surface of each of the plurality of island regions (15) except the contact portion, and the island region (15). The first conductive layer (5) and the semiconductor substrate (3) in each island region (15) at each side contact portion.
And a second conductive layer (19) formed on the third insulating layer (17) on the other side surface of the island region (15), and formed on the second conductive layer (19). Fourth insulating layer (21)
And a conductive region (23) formed on the fourth insulating layer (21) to form a capacitance between the second conductive layer (19) and electrically contacting the surface layer (11). , Formed in each of the island regions (15) and having one current terminal (2
A semiconductor device having 2) a semiconductor element (16) electrically connected to the second conductive layer (19).
体基板上に配置された表面絶縁層とその上に配置された
前記導電性の表面層を含む請求項3記載の半導体装置。4. The semiconductor device according to claim 3, wherein the supporting substrate (1) includes a semiconductor substrate, a surface insulating layer disposed on the semiconductor substrate, and the conductive surface layer disposed thereon.
面と第2の半導体基板(33)の少なくとも1表面とに第
1絶縁層(27、35)を形成する工程と、 第1の半導体基板(25)の第1絶縁膜(27)上に導電膜
(29)と第2絶縁膜(31)を形成する工程と、 第1の半導体基板(25)の第2絶縁膜(31)と第2の半
導体基板(3)の第1絶縁膜(35)とを貼り合わせる工
程と を含む半導体装置の製造方法。5. A step of forming a first insulating layer (27, 35) on at least one surface of a first semiconductor substrate (25) and at least one surface of a second semiconductor substrate (33), A step of forming a conductive film (29) and a second insulating film (31) on the first insulating film (27) of the semiconductor substrate (25), and a second insulating film (31) of the first semiconductor substrate (25) And a step of bonding the first insulating film (35) of the second semiconductor substrate (3) together.
返し行う請求項5記載の半導体装置の製造方法。6. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the step of forming the conductive film and the insulating film is repeated.
2の半導体基板(33)のいずれかを所定の厚さまで研磨
する工程を含む請求項5記載の半導体装置の製造方法。7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising the step of polishing either the first semiconductor substrate (5) or the second semiconductor substrate (33) to a predetermined thickness.
(3)の表面からその下の前記導電膜を突き抜ける分離
溝(13)を形成する工程を含む請求項6記載の半導体装
置の製造方法。8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising the step of forming a separation groove (13) penetrating the conductive film thereunder from the surface of the semiconductor substrate (3) thinned to a predetermined thickness.
(61)と、前記支持基板(61)上に配置された絶縁領域
(99)と、前記絶縁領域(99)上に配置された半導体基
板(63)とを有するSOI構造の前記絶縁領域(99)中に
キャパシタ構造を形成した半導体装置。9. A supporting substrate (61) capable of providing physical support, an insulating region (99) arranged on the supporting substrate (61), and a semiconductor arranged on the insulating region (99). A semiconductor device having a capacitor structure formed in the insulating region (99) of an SOI structure having a substrate (63).
れらの導電層を接続する導電領域とを含む第1の電極
と、 前記第1の電極の複数層の導電層間に前記絶縁領域(9
9)の一部を介して挿入されてその間にキャパシタを形
成する導電層を含む第2の電極と を含む請求項9記載の半導体装置。10. The first electrode, wherein the capacitor structure includes a plurality of conductive layers arranged in the insulating region (99) and a conductive region connecting the conductive layers, and the first electrode. The insulating region (9
9. A semiconductor device according to claim 9, further comprising a second electrode including a conductive layer that is inserted through a part of 9) and forms a capacitor therebetween.
した絶縁領域を有し、さらにその上に半導体基板(63)
を有するSOI構造を準備する工程と、 前記SOI構造の半導体基板表面から絶縁領域内の少なく
とも上から2層目の導電層まで達する第1のトレンチを
形成する工程と、 前記第1のトレンチを導電材料で埋める工程と、 前記半導体表面から少なくとも第1のトレンチが到達し
ている最も下の導電層の直上の絶縁領域まで到達する第
2のトレンチを形成する工程と、 第2のトレンチ内に露出された絶縁領域を前記第2のト
レンチの開口からエッチングする工程と、 露出した導電材料の表面に絶縁層を形成する工程と、 前記第2のトレンチ内を導電材料で埋める工程と を有する半導体装置の製造方法。11. A support substrate (61) having an insulating region containing a plurality of conductive layers, and a semiconductor substrate (63) on the insulating region.
And a step of forming a first trench reaching at least a second conductive layer from the top in the insulating region from the surface of the semiconductor substrate of the SOI structure; Filling with a material, forming a second trench that reaches from the semiconductor surface to at least an insulating region directly above the lowermost conductive layer that the first trench reaches, and exposing in the second trench A semiconductor device comprising: a step of etching the formed insulating region from the opening of the second trench; a step of forming an insulating layer on the surface of the exposed conductive material; and a step of filling the inside of the second trench with a conductive material. Manufacturing method.
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