JPH1126773A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JPH1126773A
JPH1126773A JP9182165A JP18216597A JPH1126773A JP H1126773 A JPH1126773 A JP H1126773A JP 9182165 A JP9182165 A JP 9182165A JP 18216597 A JP18216597 A JP 18216597A JP H1126773 A JPH1126773 A JP H1126773A
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semiconductor device
region
wiring
insulating film
connection region
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Mikio Mukai
幹雄 向井
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 装置の低価格化及び信頼性の向上を実現でき
る半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 支持基板7の上に絶縁膜6を設け、絶縁
膜6内に半導体デバイスの活性領域1a、下部配線層5
及びこれと上部配線を接続する接続領域1bを埋め込ん
でいる。活性領域1a及び接続領域1bをほぼ同一の厚
さで絶縁膜6を挟んで形成する。活性領域1aの下に下
部ゲート絶縁層4を介して下部配線層(下部ゲート電極
を兼ねる)5の一方側を形成し、接続領域1bの下に下
部配線層5の他方側を形成する。活性領域1a上に上部
ゲート絶縁層4aを形成し、上部ゲート絶縁層4a上に
上部配線部を有する上部ゲート電極8を形成し、接続領
域1bの上に上部配線部を形成する。絶縁膜6の上に熱
酸化膜2を形成する。従って、装置の低価格化及び信頼
性の向上を実現できる。
(57) [Problem] To provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can reduce the cost and improve the reliability of the device. SOLUTION: An insulating film 6 is provided on a supporting substrate 7, and an active region 1a of a semiconductor device and a lower wiring layer 5 are provided in the insulating film 6.
And a connection region 1b for connecting this to the upper wiring is buried. The active region 1a and the connection region 1b are formed at substantially the same thickness with the insulating film 6 interposed therebetween. One side of a lower wiring layer (also serving as a lower gate electrode) 5 is formed below the active region 1a via a lower gate insulating layer 4, and the other side of the lower wiring layer 5 is formed below the connection region 1b. An upper gate insulating layer 4a is formed on the active region 1a, an upper gate electrode 8 having an upper wiring portion is formed on the upper gate insulating layer 4a, and an upper wiring portion is formed on the connection region 1b. The thermal oxide film 2 is formed on the insulating film 6. Therefore, it is possible to reduce the price of the device and improve the reliability.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置及びそ
の製造方法に係わり、特に、装置の低価格化及び信頼性
の向上を実現できる半導体装置及び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 more particularly, to a semiconductor device and a method for manufacturing the same which can realize a reduction in the price of the device and an improvement in reliability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置としては、半導体デバ
イスが絶縁層中に埋め込まれ、さらに、上部電極及び下
部電極を有するダブルゲート構造のデバイス等が挙げら
れる。この半導体装置においては下部電極の配線を上部
に取り出す必要がある。
2. Description of the Related Art As a conventional semiconductor device, there is a device having a double gate structure in which a semiconductor device is embedded in an insulating layer and further has an upper electrode and a lower electrode. In this semiconductor device, it is necessary to take out the wiring of the lower electrode to the upper part.

【0003】このような半導体装置の製造工程として
は、絶縁層に下部電極の配線を上部に取り出すためのV
ia Hole を形成する工程と、このVia Hole 内にポ
リシリコンやメタル等を埋め込む工程とが必要となる。
[0003] As a manufacturing process of such a semiconductor device, a V for removing a wiring of a lower electrode to an upper part in an insulating layer is used.
A step of forming ia Hole and a step of embedding polysilicon, metal, or the like in the via hole are required.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】上述したように従来の
半導体装置の製造方法では、半導体素子部を形成する工
程に加えて、Via Hole を形成する工程とメタル等を
埋め込む工程とが必要となるので、それだけ工程数が多
くなり、半導体装置の低価格化を妨げる一つの原因とな
っている。
As described above, the conventional method for manufacturing a semiconductor device requires a step of forming a via hole and a step of embedding a metal or the like in addition to the step of forming a semiconductor element portion. Therefore, the number of steps increases accordingly, which is one of the factors that hinder the cost reduction of the semiconductor device.

【0005】また、素子の微細化に伴い、メタル等を埋
め込む工程において埋め込みが不十分となることがあ
り、それによる歩留まりの低下や配線の信頼性の低下を
引き起こす原因となる。
In addition, with the miniaturization of elements, the embedding may be insufficient in the step of embedding metal or the like, which causes a reduction in yield and a reduction in wiring reliability.

【0006】本発明は上記のような事情を考慮してなさ
れたものであり、その目的は、装置の低価格化及び信頼
性の向上を実現できる半導体装置及びその製造方法を提
供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which can realize a reduction in the price of the device and an improvement in reliability. .

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明に係る半導体装置は、互いに絶縁分離され
た、略同一の厚さの半導体デバイスの活性領域及び下部
配線と上部配線を接続する接続領域と、この接続領域の
一方面上に形成された下部配線と、この下部配線、該接
続領域及び該半導体デバイスの活性領域を埋め込む絶縁
膜と、該接続領域の他方面上に形成された上部配線と、
を具備する。また、上記絶縁膜の表面に貼り合わされた
支持基板をさらに含むことが好ましい。
In order to solve the above-mentioned problems, a semiconductor device according to the present invention connects an active region, a lower wiring and an upper wiring of a semiconductor device having substantially the same thickness and insulated from each other. A connection region, a lower wiring formed on one surface of the connection region, an insulating film for embedding the lower wiring, the connection region and the active region of the semiconductor device, and formed on the other surface of the connection region; Upper wiring,
Is provided. It is preferable that the semiconductor device further includes a support substrate attached to a surface of the insulating film.

【0008】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
は、半導体基板の表面をエッチングすることにより、該
半導体基板に半導体デバイスの活性領域及び下部配線と
上部配線を接続する接続領域を形成する工程と、該接続
領域の一方面上に下部配線を形成する工程と、この下部
配線及び該半導体基板の上に絶縁膜を形成する工程と、
該半導体デバイスの活性領域及び該接続領域が残るよう
に、該半導体基板の裏面側を研磨する工程と、該接続領
域の他方面上に上部配線を形成する工程と、を具備す
る。
In a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, a step of forming an active region of a semiconductor device and a connection region for connecting a lower wiring and an upper wiring to the semiconductor substrate by etching the surface of the semiconductor substrate. Forming a lower wiring on one surface of the connection region; forming an insulating film on the lower wiring and the semiconductor substrate;
Polishing the back surface of the semiconductor substrate so that the active region and the connection region of the semiconductor device remain; and forming an upper wiring on the other surface of the connection region.

【0009】上記半導体装置の製造方法では、半導体基
板の表面をエッチングすることにより、該半導体基板に
半導体デバイスの活性領域及び下部配線と上部配線を接
続する接続領域を形成しているため、半導体デバイスの
活性領域及び接続領域を略同一の厚さに形成できる。ま
た、下部配線及び該半導体基板の上に絶縁膜を形成して
いる。このため、下部配線と上部配線とを接続するため
のVia Hole を形成する工程が必要なく、このVia
Hole 内にメタル等を埋め込む工程も必要ない。したが
って、デバイスの製造上有利であり、そのため、高歩留
まり化を図ることができ、配線の高信頼性化を実現でき
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device, the active region of the semiconductor device and the connection region for connecting the lower wiring and the upper wiring are formed in the semiconductor substrate by etching the surface of the semiconductor substrate. Of the active region and the connection region can be formed with substantially the same thickness. Further, an insulating film is formed on the lower wiring and the semiconductor substrate. Therefore, there is no need to form a via hole for connecting the lower wiring and the upper wiring.
There is no need for a step of embedding metal or the like in the hole. Therefore, it is advantageous in manufacturing the device, and therefore, a higher yield can be achieved, and higher reliability of the wiring can be realized.

【0010】[0010]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実
施の形態を説明する。図1(a)は、本発明の第1の実
施の形態による半導体装置を示す断面図であり、図1
(b)は、図1(a)に示す1b−1b線に沿った断面
図である。この半導体装置はダブルゲート構造を有する
ものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line 1b-1b shown in FIG. This semiconductor device has a double gate structure.

【0011】図1に示すように、支持基板7、例えばシ
リコン基板の上には絶縁膜6が設けられており、この絶
縁膜6内には半導体デバイスの活性領域1a、1c、1
d、下部配線層5及びこれと上部配線を接続する接続領
域1bが埋め込まれている。すなわち、半導体デバイス
の活性領域(図1(a)に示すチャネル領域1a、図1
(b)に示すソース・ドレイン領域1c、1d)及び下
部配線と上部配線を接続する接続領域1bがほぼ同一の
厚さで絶縁膜6を挟んでシリコンにより形成されてい
る。この活性領域1a及び接続領域1bそれぞれの側面
と絶縁膜6との間には熱酸化膜2が形成されている。半
導体デバイスの活性領域1aの下には下部ゲート絶縁層
4を介して下部配線層(下部ゲート電極を兼ねる)5の
一方側が形成されている。上記接続領域1bの下には下
部配線層5の他方側が形成されている。これにより、下
部配線層5は接続領域1bに電気的に接続されている。
As shown in FIG. 1, an insulating film 6 is provided on a supporting substrate 7, for example, a silicon substrate, and the active regions 1a, 1c, 1
d, a lower wiring layer 5 and a connection region 1b connecting the lower wiring layer 5 and the upper wiring are buried. That is, the active region of the semiconductor device (the channel region 1a shown in FIG.
The source / drain regions 1c and 1d shown in FIG. 2B and the connection region 1b connecting the lower wiring and the upper wiring are formed of silicon with substantially the same thickness with the insulating film 6 interposed therebetween. A thermal oxide film 2 is formed between the side surface of each of the active region 1a and the connection region 1b and the insulating film 6. One side of a lower wiring layer (also serving as a lower gate electrode) 5 is formed below the active region 1a of the semiconductor device with a lower gate insulating layer 4 interposed therebetween. The other side of the lower wiring layer 5 is formed below the connection region 1b. Thereby, the lower wiring layer 5 is electrically connected to the connection region 1b.

【0012】半導体デバイスの活性領域1aの上には上
部ゲート絶縁層4aが形成されており、この上部ゲート
絶縁層4aの上には上部配線部を有する上部ゲート電極
8が形成されている。上記接続領域1bの上には上部配
線部が形成されている。これにより、上部ゲート電極8
は接続領域1bに電気的に接続されている。また、絶縁
膜6の上には熱酸化膜2が形成されている。
An upper gate insulating layer 4a is formed on the active region 1a of the semiconductor device, and an upper gate electrode 8 having an upper wiring portion is formed on the upper gate insulating layer 4a. An upper wiring portion is formed on the connection region 1b. Thereby, the upper gate electrode 8
Are electrically connected to the connection region 1b. The thermal oxide film 2 is formed on the insulating film 6.

【0013】尚、上記接続領域1bは、半導体デバイス
の活性領域のうちのチャネル領域1aに絶縁膜6を介し
て形成しても良いし、半導体デバイスの活性領域のうち
のソースないしドレイン領域1c、1dに絶縁膜6を介
して形成しても良い。
The connection region 1b may be formed in the channel region 1a of the active region of the semiconductor device via the insulating film 6, or may be formed in the source or drain region 1c of the active region of the semiconductor device. 1d may be formed via the insulating film 6.

【0014】上記第1の実施の形態によれば、シリコン
からなる半導体デバイスの活性領域1a、1c、1d及
び下部配線と上部配線を接続する接続領域1bをほぼ同
一の厚さで絶縁膜6内に埋め込んでいる。このため、従
来技術のような下部配線と上部配線とを接続するVia
Hole を形成するための特別の工程を必要としない。し
たがって、デバイスの製造上有利であり、そのため、高
歩留まり化を図ることができ、安価にデバイスの製造が
可能となる。また、上記Via Hole 内にメタル等を埋
め込む必要がないため、配線の高信頼性化に有利とな
る。
According to the first embodiment, the active regions 1a, 1c and 1d of the semiconductor device made of silicon and the connection region 1b connecting the lower wiring and the upper wiring are formed in the insulating film 6 with substantially the same thickness. Embedded in For this reason, the Via connecting the lower wiring and the upper wiring as in the prior art is used.
No special steps are required to form the holes. Therefore, it is advantageous in manufacturing a device, and therefore, a high yield can be achieved and a device can be manufactured at low cost. Further, since it is not necessary to embed metal or the like in the Via Hole, it is advantageous for improving the reliability of the wiring.

【0015】また、半導体デバイスの活性領域1a、1
c、1d及び接続領域1bをほぼ同一の厚さで形成して
いる。このため、上部ゲート電極8を形成する際、その
表面がほぼ平坦になっており、その後の工程においても
デフォーカス上、非常に有利である。
Further, the active regions 1a, 1
c, 1d and the connection region 1b are formed with substantially the same thickness. Therefore, when the upper gate electrode 8 is formed, the surface thereof is almost flat, which is very advantageous in defocusing in the subsequent steps.

【0016】図2(a)は、本発明の第2の実施の形態
による半導体装置を示す断面図であり、図1と同一部分
には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明す
る。
FIG. 2A is a sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described.

【0017】上部ゲート絶縁層4aの上には上部ゲート
電極8が形成されている。接続領域1bの上には上部配
線8aが形成されている。これにより、上部配線8aは
接続領域1bに電気的に接続されている。
An upper gate electrode 8 is formed on the upper gate insulating layer 4a. The upper wiring 8a is formed on the connection region 1b. Thus, the upper wiring 8a is electrically connected to the connection region 1b.

【0018】上記第2の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
The same effects as those of the first embodiment can be obtained in the second embodiment.

【0019】図2(b)は、図2(a)に示す半導体装
置の変形例を示す断面図であり、図2(a)と同一部分
には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明す
る。
FIG. 2B is a sectional view showing a modified example of the semiconductor device shown in FIG. 2A. The same parts as those in FIG. 2A are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. I do.

【0020】図2(a)に示す半導体装置はダブルゲー
ト構造を有するものであるが、図2(b)に示す半導体
装置はシングルゲート構造を有するものである。従っ
て、図2(b)の半導体装置は下部ゲート絶縁層を有し
ていない。チャネル形成領域1aは下部電極5と電気的
に接続されており、下部電極5はチャネル形成領域1a
のバイアスコントロール用として形成されたものであ
る。
The semiconductor device shown in FIG. 2A has a double gate structure, while the semiconductor device shown in FIG. 2B has a single gate structure. Therefore, the semiconductor device of FIG. 2B does not have a lower gate insulating layer. The channel forming region 1a is electrically connected to the lower electrode 5, and the lower electrode 5 is electrically connected to the channel forming region 1a.
Are formed for bias control.

【0021】上記変形例においても第2の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。
In the above modification, the same effect as in the second embodiment can be obtained.

【0022】図3(a)は、本発明の第3の実施の形態
による半導体装置を示す断面図であり、図1と同一部分
には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明す
る。この半導体装置はダブルゲート構造を有するもので
ある。
FIG. 3A is a sectional view showing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and only different parts will be described. This semiconductor device has a double gate structure.

【0023】半導体デバイスの活性領域1aの上には上
部ゲート絶縁層4aが形成されている。半導体デバイス
の活性領域1aにはチャネル形成領域及びソース・ドレ
イン領域(n+ 又はp+ )の拡散層1c、1dが形成さ
れている。上部ゲート絶縁層4aの上には上部ゲート電
極8が形成されている。接続領域1bの上には上部配線
8aが形成されている。これにより、上部配線8aは接
続領域1bに電気的に接続されている。
An upper gate insulating layer 4a is formed on the active region 1a of the semiconductor device. In the active region 1a of the semiconductor device, diffusion layers 1c and 1d of a channel forming region and source / drain regions (n + or p + ) are formed. An upper gate electrode 8 is formed on the upper gate insulating layer 4a. The upper wiring 8a is formed on the connection region 1b. Thus, the upper wiring 8a is electrically connected to the connection region 1b.

【0024】上記第3の実施の形態においても第1の実
施の形態と同様の効果を得ることができる。
The same effects as in the first embodiment can be obtained in the third embodiment.

【0025】図3(b)は、図3(a)に示す半導体装
置の変形例を示す断面図であり、図3(a)と同一部分
には同一符号を付し、異なる部分についてのみ説明す
る。
FIG. 3B is a cross-sectional view showing a modification of the semiconductor device shown in FIG. 3A. In FIG. 3A, the same parts as those in FIG. I do.

【0026】図3(a)に示す半導体装置はダブルゲー
ト構造を有するものであるが、図3(b)に示す半導体
装置はシングルゲート構造を有するものである。従っ
て、図3(b)の半導体装置は下部ゲート酸化膜を有し
ていない。半導体デバイスの活性領域(チャネル形成領
域)1aは下部電極5と電気的に接続されており、下部
電極5はチャネル形成領域1aのバイアスコントロール
用として形成されたものである。
The semiconductor device shown in FIG. 3A has a double gate structure, while the semiconductor device shown in FIG. 3B has a single gate structure. Therefore, the semiconductor device of FIG. 3B does not have a lower gate oxide film. The active region (channel forming region) 1a of the semiconductor device is electrically connected to the lower electrode 5, and the lower electrode 5 is formed for controlling the bias of the channel forming region 1a.

【0027】上記変形例においても第3の実施の形態と
同様の効果を得ることができる。
In the above-described modified example, the same effect as in the third embodiment can be obtained.

【0028】図4〜図11は、本発明の第4の実施の形
態による半導体装置の製造方法を示す断面図である。
FIGS. 4 to 11 are sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention.

【0029】先ず、図4に示すように、シリコン基板1
の上にはSi34 膜21が設けられる。次に、このS
34 膜21の上には図示せぬレジスト膜が形成さ
れ、このレジスト膜をマスクとしてSi34 膜21が
パターニングされる。この後、パターニングされたSi
34 膜21をマスクとしてRIE(Reactive Ion Etch
ing)によってエッチングを行うことにより、シリコン基
板1の表面には凸状の第1及び第2のシリコン突起部1
a、1bが形成される。第1のシリコン突起部1aは半
導体デバイスを構成する領域(半導体デバイスの活性領
域)であり、第2の突起部1bは後述する下部配線5と
上部配線8bとを接続する役割を果たす領域である。次
に、上記レジスト膜は除去される。
First, as shown in FIG.
On top of this, a Si 3 N 4 film 21 is provided. Next, this S
A resist film (not shown) is formed on the i 3 N 4 film 21, and the Si 3 N 4 film 21 is patterned using the resist film as a mask. After this, the patterned Si
3 N 4 film 21 as a mask RIE (Reactive Ion Etch
ing), the first and second convex silicon projections 1 are formed on the surface of the silicon substrate 1.
a and 1b are formed. The first silicon protrusion 1a is a region that forms a semiconductor device (active region of the semiconductor device), and the second protrusion 1b is a region that serves to connect a lower wiring 5 and an upper wiring 8b described later. . Next, the resist film is removed.

【0030】上記第2の突起部1bにはイオン注入等に
より高濃度の不純物がドープされるが、この工程は、突
起部形成前に行っても良いし、突起部形成後の適当な工
程で行うことも可能である。また、図4はゲート直下の
チャネル形成領域を切断した断面図であり、第1の突起
部1aがチャネル形成領域を示す部分である。従って、
ソース・ドレイン領域は、図1(b)に示すような位置
に形成されており、図の手前側及び後ろ側に位置するの
で、図4では示されていない。
The second protrusion 1b is doped with a high concentration of impurity by ion implantation or the like. This step may be performed before the formation of the protrusion, or may be performed in an appropriate step after the formation of the protrusion. It is also possible to do. FIG. 4 is a cross-sectional view of the channel formation region immediately below the gate, in which the first protrusion 1a is a portion showing the channel formation region. Therefore,
The source / drain regions are formed at positions as shown in FIG. 1B and are not shown in FIG. 4 because they are located on the near side and the back side in the figure.

【0031】この後、図5に示すように、シリコン基板
1の表面には熱酸化法により厚さが例えば20nm程度の
熱酸化膜2が形成される。次に、この熱酸化膜2の上に
はTEOSCVD等によりSiO2 からなる層間絶縁層
3が形成される。この後、第1の突起部1a以外の領域
上に図示せぬレジスト膜が形成され、このレジスト膜を
マスクとして第1の突起部1a上のSi34 膜21が
エッチング除去される。次に、上記レジスト膜は除去さ
れる。この結果、層間絶縁層3の上面は第1の突起部1
aの上面とほぼ同じ高さとされる。
Thereafter, as shown in FIG. 5, a thermal oxide film 2 having a thickness of, for example, about 20 nm is formed on the surface of the silicon substrate 1 by a thermal oxidation method. Next, an interlayer insulating layer 3 made of SiO 2 is formed on the thermal oxide film 2 by TEOSCVD or the like. Thereafter, a resist film (not shown) is formed on a region other than the first protrusion 1a, and the Si 3 N 4 film 21 on the first protrusion 1a is removed by etching using the resist film as a mask. Next, the resist film is removed. As a result, the upper surface of the interlayer insulating layer 3 is
The height is almost the same as the upper surface of a.

【0032】次に、図6に示すように、第1の突起部1
aの上面には熱酸化法により厚さが例えば10nm程度の
熱酸化膜4が形成される。この熱酸化膜4はデバイス
(MOSトランジスタ)のゲート絶縁膜を構成するもの
である。
Next, as shown in FIG.
On the upper surface of a, a thermal oxide film 4 having a thickness of, for example, about 10 nm is formed by a thermal oxidation method. This thermal oxide film 4 constitutes a gate insulating film of a device (MOS transistor).

【0033】この後、図7に示すように、第2の突起部
1b上のSi34 膜21がエッチング除去される。次
に、熱酸化膜(下部ゲート酸化膜)4、層間絶縁層3及
び第2の突起部1bの上には例えばポリシリコン膜が堆
積される。次に、このポリシリコン膜の上には図示せぬ
レジスト膜が形成され、このレジスト膜をマスクとして
該ポリシリコン膜をエッチングすることにより、下部ゲ
ート酸化膜4及び第2の突起部1bの上部を橋渡すよう
にポリシリコン膜5が残される。このポリシリコン膜5
のうち下部ゲート酸化膜4上の部分は下部ゲート電極5
を構成し、第2の突起部1b上の部分は接続配線部(下
部配線)5を構成する。この後、上記レジスト膜は除去
される。
Thereafter, as shown in FIG. 7, the Si 3 N 4 film 21 on the second protrusion 1b is removed by etching. Next, for example, a polysilicon film is deposited on the thermal oxide film (lower gate oxide film) 4, the interlayer insulating layer 3, and the second protrusion 1b. Next, a resist film (not shown) is formed on the polysilicon film, and the polysilicon film is etched using the resist film as a mask, thereby forming the upper portion of the lower gate oxide film 4 and the second protrusion 1b. Is left so that the polysilicon film 5 is bridged. This polysilicon film 5
The portion on the lower gate oxide film 4 is the lower gate electrode 5
The portion on the second protrusion 1b forms a connection wiring portion (lower wiring) 5. Thereafter, the resist film is removed.

【0034】次に、図8に示すように、ポリシリコン膜
(下部ゲート電極、接続配線部)5及び層間絶縁層3の
上には、基体の全面を平坦化する誘電体膜としてSiO
x 系の絶縁膜6、例えばBPSG(borophosphosilicate
glass) 膜6が形成される(上下逆に図示されてい
る)。このBPSG膜6は、O3 −TEOS(テトラエ
トキシシラン)系にさらにTMB(トリメチルホウ酸)
とTMP(トリメチルリン酸)を添加したガス系を用い
た常圧CVDにより形成される。尚、SiOx 系の絶縁
膜6の形成方法は、これに限られず、例えば、SOG
(スピン・オン・グラス)の塗布、O3 −TEOS系に
よる常圧CVD、H2 O−TEOSプラズマCVD等の
優れた段差被覆性と高い平坦性を達成できる手法であれ
ば、他の形成方法を用いることも可能である。
Next, as shown in FIG. 8, on the polysilicon film (lower gate electrode, connection wiring portion) 5 and the interlayer insulating layer 3, SiO 2 is used as a dielectric film for planarizing the entire surface of the substrate.
x-based insulating film 6, for example, BPSG (borophosphosilicate)
A glass) film 6 is formed (shown upside down). This BPSG film 6 is made of an O 3 -TEOS (tetraethoxysilane) -based material and further TMB (trimethyl boric acid).
And a normal pressure CVD using a gas system to which TMP (trimethyl phosphate) is added. Note that the method of forming the SiOx-based insulating film 6 is not limited to this method.
(Spin-on-glass) coating, normal pressure CVD using an O 3 -TEOS system, H 2 O-TEOS plasma CVD, etc., as long as the method can achieve excellent step coverage and high flatness, other forming methods can be used. Can also be used.

【0035】この後、基体の表裏を反転させ、図に示す
ように別のシリコン基板7の表面にBPSG膜6表面を
接触させて貼り合わせる。
Thereafter, the substrate is turned upside down, and the surface of the BPSG film 6 is brought into contact with the surface of another silicon substrate 7 as shown in FIG.

【0036】次に、図9に示すように、シリコン基板1
におけるK−K面(図8に示す)が露出するまで裏面側
からシリコン基板1が研磨される。即ち、熱酸化膜2を
ストッパーとしてシリコン基板1が研磨される。この
際、この研磨は例えば公知のCMP(化学機械研磨)法
により行う。この結果、シリコン基板1のうち第1の突
起部1a(半導体デバイスを構成する部分)と第2の突
起部1b(下部配線と上部配線を接続する役割を果たす
部分)が残り、第1、第2の突起部1a、1bは平面形
状が島状のSi層となる。尚、ここまでのプロセスは、
貼り合わせSOIの典型的な手順にしたがっている。
Next, as shown in FIG.
The silicon substrate 1 is polished from the back surface side until the KK plane (shown in FIG. 8) is exposed. That is, the silicon substrate 1 is polished using the thermal oxide film 2 as a stopper. At this time, this polishing is performed by, for example, a known CMP (chemical mechanical polishing) method. As a result, the first projection 1a (a portion forming a semiconductor device) and the second projection 1b (a portion that plays a role of connecting a lower wiring and an upper wiring) of the silicon substrate 1 remain, and the first and the second projections 1b are left. The two projections 1a and 1b are Si layers having an island shape in plan view. The process up to this point is
The typical procedure of the bonded SOI is followed.

【0037】この後、図10に示すように、第2の突起
部1b上には図示せぬSi34 層が形成され、このS
34 層をマスクとして熱酸化を行うことにより、第
1の突起部1aの表面には上部ゲート絶縁膜4aが形成
される。次に、上記Si34 層は除去される。
Thereafter, as shown in FIG. 10, a Si 3 N 4 layer (not shown) is formed on the second protrusion 1b.
By performing thermal oxidation using the i 3 N 4 layer as a mask, an upper gate insulating film 4a is formed on the surface of the first protrusion 1a. Next, the Si 3 N 4 layer is removed.

【0038】次に、図11に示すように、上部ゲート絶
縁膜4a、第2の突起部1b及び熱酸化膜2の上には例
えばポリシリコン膜が堆積される。この後、このポリシ
リコン膜の上にはマスク膜としての図示せぬSi34
層が形成される。次に、このSi34 層をマスクとし
て該ポリシリコン膜をエッチングすることにより、上部
ゲート絶縁膜4aの上に上部ゲート電極(配線を兼ね
る)8aが形成されると同時に、第2の突起部1bの上
に上部配線8bが形成される。これにより、上部配線8
bは第2の突起部1bを介して下部配線5に電気的に接
続される。この後、上記Si34 層は除去される。
Next, as shown in FIG. 11, for example, a polysilicon film is deposited on the upper gate insulating film 4a, the second protrusion 1b, and the thermal oxide film 2. Thereafter, an unillustrated Si 3 N 4 as a mask film is formed on the polysilicon film.
A layer is formed. Next, by etching the polysilicon film using the Si 3 N 4 layer as a mask, an upper gate electrode (also serving as a wiring) 8a is formed on the upper gate insulating film 4a, and at the same time, the second protrusion is formed. Upper wiring 8b is formed on portion 1b. Thereby, the upper wiring 8
b is electrically connected to the lower wiring 5 via the second protrusion 1b. Thereafter, the Si 3 N 4 layer is removed.

【0039】上記第4の実施の形態によれば、図4に示
すように、Si34 膜21をマスクとしてRIEによ
ってエッチングを行うことにより、シリコン基板1の表
面に半導体デバイスを構成する領域である第1のシリコ
ン突起部1aを形成すると同時に、下部配線5と上部配
線8bとを接続する役割を果たす領域である第2のシリ
コン突起部1bを形成している。このため、従来技術の
ような下部配線と上部配線とを接続するためのVia H
ole を形成する必要がなくなる。このVia Hole の役
割は第2のシリコン突起部1bが果たすからである。し
たがって、このようなVia Hole を形成するための特
別の工程を必要としないので、デバイスの製造上有利で
あり、そのため、高歩留まり化を図ることができ、安価
にデバイスの製造が可能となる。また、上記Via Hol
e 内にメタル等を埋め込む必要がないため、配線の高信
頼性化に有利となる。
According to the fourth embodiment, as shown in FIG. 4, a region for forming a semiconductor device is formed on the surface of the silicon substrate 1 by performing etching by RIE using the Si 3 N 4 film 21 as a mask. Is formed, and at the same time, a second silicon protrusion 1b, which is a region serving to connect the lower wiring 5 and the upper wiring 8b, is formed. For this reason, Via H for connecting the lower wiring and the upper wiring as in the prior art is used.
The need to form an ole is eliminated. This is because the role of Via Hole is fulfilled by the second silicon projection 1b. Therefore, a special process for forming such a via hole is not required, which is advantageous in manufacturing a device. Therefore, a high yield can be achieved and a device can be manufactured at low cost. In addition, the above Via Hol
Since there is no need to embed metal or the like in e, it is advantageous for improving the reliability of wiring.

【0040】また、第1及び第2のシリコン突起部1
a、1bを同時に形成することにより、第1及び第2の
シリコン突起部1a、1bそれぞれを同じ厚さに形成で
きる。このため、上部配線8bを形成する際、図10に
示すように、その表面がほぼ平坦化されており、その後
の工程においてもデフォーカス上、非常に有利である。
The first and second silicon projections 1
By forming a and 1b at the same time, the first and second silicon protrusions 1a and 1b can be formed to have the same thickness. Therefore, when the upper wiring 8b is formed, as shown in FIG. 10, the surface thereof is almost flattened, which is very advantageous in defocusing in the subsequent steps.

【0041】尚、上記第4の実施の形態では、製造工程
の説明の簡単化のため、半導体デバイスを構成する領域
である第1の突起部1a、及び、下部配線と上部配線と
を接続する役割を果たす領域である第2の突起部1bを
それぞれ1個づつ有する半導体装置に本発明を適用して
いるが、通常のULSI作製時のように第1及び第2の
突起部1a、1bをそれぞれ多数個有する半導体装置に
本発明を適用することも可能である。
In the fourth embodiment, in order to simplify the description of the manufacturing process, the first projection 1a, which is a region constituting a semiconductor device, and the lower wiring and the upper wiring are connected. Although the present invention is applied to a semiconductor device having one second protrusion 1b, which is a region that plays a role, the first and second protrusions 1a and 1b are formed as in a normal ULSI fabrication. The present invention can be applied to a semiconductor device having a large number of semiconductor devices.

【0042】また、上記接続領域1bを、活性領域1a
のうちのチャネル領域に層間絶縁膜3を介して形成して
いるが、接続領域1bを、活性領域1aのうちのソース
ないしドレイン領域に層間絶縁膜3を介して形成するこ
とも可能である。
Further, the connection region 1b is replaced with the active region 1a
The connection region 1b may be formed in the source or drain region of the active region 1a with the interlayer insulating film 3 interposed therebetween.

【0043】また、上記第1〜第4の実施の形態では、
貼り合わせやSIMOX等のSOI構造のデバイスに本
発明を適用しているが、シリコン上のTFT構造のデバ
イスに適用することも可能である。
In the first to fourth embodiments,
Although the present invention is applied to a device having an SOI structure such as bonding or SIMOX, it is also possible to apply the present invention to a device having a TFT structure on silicon.

【0044】また、シリコン半導体を用いた装置に本発
明を適用しているが、これに限られず、GaAs等の化
合物半導体系を用いた装置に本発明を適用することも可
能である。
Although the present invention is applied to a device using a silicon semiconductor, the present invention is not limited to this, and the present invention can be applied to a device using a compound semiconductor such as GaAs.

【0045】[0045]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、半
導体基板表面に半導体デバイスの活性領域及び下部配線
と上部配線を接続する接続領域を略同一の厚さで形成で
きる。したがって、半導体装置の低価格化及び信頼性の
向上を実現できる。
As described above, according to the present invention, the active region of the semiconductor device and the connection region for connecting the lower wiring and the upper wiring can be formed on the surface of the semiconductor substrate with substantially the same thickness. Therefore, cost reduction and improvement in reliability of the semiconductor device can be realized.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】図1(a)は、本発明の第1の実施の形態によ
る半導体装置を示す断面図であり、図1(b)は、図1
(a)に示す1b−1b線に沿った断面図である。
FIG. 1A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, and FIG.
It is sectional drawing which followed the 1b-1b line | wire shown to (a).

【図2】図2(a)は、本発明の第2の実施の形態によ
る半導体装置を示す断面図であり、図2(b)は、図2
(a)に示す半導体装置の変形例を示す断面図である。
FIG. 2A is a cross-sectional view showing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a modification of the semiconductor device illustrated in FIG.

【図3】図3(a)は、本発明の第3の実施の形態によ
る半導体装置を示す断面図であり、図3(b)は、図3
(a)に示す半導体装置の変形例を示す断面図である。
FIG. 3A is a cross-sectional view illustrating a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a modification of the semiconductor device illustrated in FIG.

【図4】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.

【図5】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図4の次の工程を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, which is a step subsequent to FIG. 4;

【図6】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図5の次の工程を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 5;

【図7】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図6の次の工程を示す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, which is a step subsequent to FIG. 6;

【図8】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図7の次の工程を示す断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, which is a step subsequent to FIG. 7;

【図9】本発明の第4の実施の形態による半導体装置の
製造方法を示すものであり、図8の次の工程を示す断面
図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, showing a step subsequent to FIG. 8;

【図10】本発明の第4の実施の形態による半導体装置
の製造方法を示すものであり、図9の次の工程を示す断
面図である。
FIG. 10 is a sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, which is a step subsequent to FIG. 9;

【図11】本発明の第4の実施の形態による半導体装置
の製造方法を示すものであり、図10の次の工程を示す
断面図である。
FIG. 11 illustrates a method for manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention, and is a cross-sectional view illustrating a step subsequent to that of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、1a…第1のシリコン突起部、半導
体デバイスの活性領域(チャネル領域)、1b…第2の
シリコン突起部、1c、1d…ソース・ドレイン領域
(半導体デバイスの活性領域)、下部配線と上部配線を
接続する接続領域、2…熱酸化膜、3…層間絶縁層、4
…熱酸化膜(下部ゲート酸化膜)、4a…上部ゲート絶
縁層、5…ポリシリコン膜(下部ゲート電極、接続配線
部、下部配線)、6…絶縁膜(BPSG)、7…支持基
板(シリコン基板)、8…上部ゲート電極、8a、8b
…上部配線、21…Si34 膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 1a ... First silicon projection, active region (channel region) of semiconductor device, 1b ... Second silicon projection, 1c, 1d ... Source / drain region (active region of semiconductor device), lower part Connection area for connecting wiring and upper wiring, 2 ... thermal oxide film, 3 ... interlayer insulating layer, 4
... thermal oxide film (lower gate oxide film), 4a ... upper gate insulating layer, 5 ... polysilicon film (lower gate electrode, connection wiring section, lower wiring), 6 ... insulating film (BPSG), 7 ... support substrate (silicon) Substrate), 8 ... Upper gate electrode, 8a, 8b
... Upper wiring, 21 ... Si 3 N 4 film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 FI H01L 29/78 626Z 627D 627A ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code FI H01L 29/78 626Z 627D 627A

Claims (8)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 互いに絶縁分離された、略同一の厚さの
半導体デバイスの活性領域及び下部配線と上部配線を接
続する接続領域と、 この接続領域の一方面上に形成された下部配線と、 この下部配線、該接続領域及び該半導体デバイスの活性
領域を埋め込む絶縁膜と、 該接続領域の他方面上に形成された上部配線と、 を具備する半導体装置。
A connection region for connecting an upper region and an active region and a lower region of a semiconductor device having substantially the same thickness and insulated from each other; a lower line formed on one surface of the connection region; A semiconductor device comprising: a lower wiring, an insulating film filling the connection region and an active region of the semiconductor device, and an upper wiring formed on the other surface of the connection region.
【請求項2】 上記絶縁膜の表面に貼り合わされた支持
基板をさらに含むことを特徴とする請求項1記載の半導
体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising a support substrate attached to a surface of said insulating film.
【請求項3】 上記下部配線の一部が該半導体デバイス
の活性領域の一方面上にゲート絶縁膜を介して形成され
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein a part of said lower wiring is formed on one surface of an active region of said semiconductor device via a gate insulating film.
【請求項4】 上記下部配線の一部が該半導体デバイス
の活性領域の一方面上にゲート絶縁膜を介して形成さ
れ、上記上部配線の一部が該半導体デバイスの活性領域
の他方面上にゲート絶縁膜を介して形成されていること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. A part of the lower wiring is formed on one surface of the active region of the semiconductor device via a gate insulating film, and a part of the upper wiring is formed on the other surface of the active region of the semiconductor device. 2. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is formed via a gate insulating film.
【請求項5】 上記接続領域が該半導体デバイスの活性
領域におけるチャネル領域に絶縁膜を介して形成されて
いることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said connection region is formed in a channel region in an active region of said semiconductor device via an insulating film.
【請求項6】 上記接続領域が該半導体デバイスの活性
領域におけるソースないしドレイン領域に絶縁膜を介し
て形成されていることを特徴とする請求項1記載の半導
体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said connection region is formed in a source or drain region in an active region of said semiconductor device via an insulating film.
【請求項7】 半導体基板の表面をエッチングすること
により、該半導体基板に半導体デバイスの活性領域及び
下部配線と上部配線を接続する接続領域を形成する工程
と、 該接続領域の一方面上に下部配線を形成する工程と、 この下部配線及び該半導体基板の上に絶縁膜を形成する
工程と、 該半導体デバイスの活性領域及び該接続領域が残るよう
に、該半導体基板の裏面側を研磨する工程と、 該接続領域の他方面上に上部配線を形成する工程と、 を具備する半導体装置の製造方法。
7. A step of forming an active region of a semiconductor device and a connection region for connecting a lower wiring and an upper wiring on the semiconductor substrate by etching a surface of the semiconductor substrate; and forming a lower region on one surface of the connection region. Forming a wiring; forming an insulating film on the lower wiring and the semiconductor substrate; polishing the back surface of the semiconductor substrate so that the active region and the connection region of the semiconductor device remain. And a step of forming an upper wiring on the other surface of the connection region.
【請求項8】 上記絶縁膜を形成する工程の後に、該絶
縁膜の表面を支持基板の表面に貼り合わせる工程をさら
に含むことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製
造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, further comprising, after the step of forming the insulating film, a step of bonding a surface of the insulating film to a surface of the support substrate.
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