JPS58169934A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPS58169934A JPS58169934A JP57052091A JP5209182A JPS58169934A JP S58169934 A JPS58169934 A JP S58169934A JP 57052091 A JP57052091 A JP 57052091A JP 5209182 A JP5209182 A JP 5209182A JP S58169934 A JPS58169934 A JP S58169934A
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- JP
- Japan
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- semiconductor
- layer
- isolation region
- film
- groove
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/01—Manufacture or treatment
- H10W10/041—Manufacture or treatment of isolation regions comprising polycrystalline semiconductor materials
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/40—Isolation regions comprising polycrystalline semiconductor materials
Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技術分野
本発明は牛導体集積回路装&、%にバイポーラ大規模集
積回路等の素子分離領域の改良に関する。
積回路等の素子分離領域の改良に関する。
(b) 技術の背景
情報処理装置のコストパフォーマンスの一層の向上はこ
れに使用される半導体装置−かかっていると目され、−
1M素子の高速化、低消費電力化、記憶素子の大容量化
力1強力に推進されている。
れに使用される半導体装置−かかっていると目され、−
1M素子の高速化、低消費電力化、記憶素子の大容量化
力1強力に推進されている。
バイポーラ大規模集積回路(以下LSI という)に
ついても、集積規模、回路速度及び消費電力等について
急速な向上が重ねられているが、これはプロセス技術と
回路技術の総合的な進歩によって遍成されたものでル)
る。
ついても、集積規模、回路速度及び消費電力等について
急速な向上が重ねられているが、これはプロセス技術と
回路技術の総合的な進歩によって遍成されたものでル)
る。
バイポーラ集積回路における素子分離技術のLSI に
到る進歩I、そのプロセス技術の進歩の中で大きい比重
をlめており集積度の向上と特性改善の両1fIK寄与
している。
到る進歩I、そのプロセス技術の進歩の中で大きい比重
をlめており集積度の向上と特性改善の両1fIK寄与
している。
(C) 従来技術と間勉点
素1子分離技術として集積し1路の誕生のとき以来用い
られた接合分離方式では逆バイアスされたpn接合には
大きな寄生容量が発生するのに対し、酸化膜障壁で必要
な分離な施すことによ−て寄生容量ケ大幅に軽減し、か
つ、素子分離領域を大幅に諷少するアイソプレーナ(1
a op I an a r )法等カ提供され、更に
第1図に側断面図を示すl0P(Isolation
with 0xide and Po1ysilico
n)もしくはVIP(V−groove l5olat
ionPolycrystaJ backfjJI)と
呼ばれる素子分離法が既にバイポーラメモリLSI
に実用化されている。
られた接合分離方式では逆バイアスされたpn接合には
大きな寄生容量が発生するのに対し、酸化膜障壁で必要
な分離な施すことによ−て寄生容量ケ大幅に軽減し、か
つ、素子分離領域を大幅に諷少するアイソプレーナ(1
a op I an a r )法等カ提供され、更に
第1図に側断面図を示すl0P(Isolation
with 0xide and Po1ysilico
n)もしくはVIP(V−groove l5olat
ionPolycrystaJ backfjJI)と
呼ばれる素子分離法が既にバイポーラメモリLSI
に実用化されている。
第1図において、1はp−8i基板であって、表面の面
指数は(100>である。2はn4−埋込層、3はp十
〜チャネルカット層、4はn−一エビクキシャル成長層
、5はSiO,膜を示す。素子分離領域A及びコレクタ
分1w1l餉域Bは、水酸化カリウム(KOH)溶液に
よる異方性エツチングにより形成された■溝に、SiO
,$6に形成L −多M A S i 7を充填してそ
の表面に8i0.膜8を形成することシCよって形成さ
れる。
指数は(100>である。2はn4−埋込層、3はp十
〜チャネルカット層、4はn−一エビクキシャル成長層
、5はSiO,膜を示す。素子分離領域A及びコレクタ
分1w1l餉域Bは、水酸化カリウム(KOH)溶液に
よる異方性エツチングにより形成された■溝に、SiO
,$6に形成L −多M A S i 7を充填してそ
の表面に8i0.膜8を形成することシCよって形成さ
れる。
しかしながらこのV@、IOP 法による素子分離にお
いては、素子分離領域Bの幅が、エピタキシャル成長層
4の厚さなどの深さ方向の条件によって制限されるため
に、 LSI の集積度向上に限界がある。
いては、素子分離領域Bの幅が、エピタキシャル成長層
4の厚さなどの深さ方向の条件によって制限されるため
に、 LSI の集積度向上に限界がある。
この問題を解決するために前記V溝IOP法を拡張し、
素子分離$ f 8 iの反応性スパッタエツチング法
によって1字状に形成する一溝IOP法が提案されてい
る。
素子分離$ f 8 iの反応性スパッタエツチング法
によって1字状に形成する一溝IOP法が提案されてい
る。
第2図はL4溝10P法の一例を示す側断面図であって
、第1図と同一符号は同一対象部分を示す。
、第1図と同一符号は同一対象部分を示す。
このl、Jll IOP法の適用によって、素子分離領
域軸をリソグラフィ法で制限される寸法まで微細化する
ことが可能となり、バイポーラLSI等の集積度の向上
、動作速度環の特性の向上が推進されている。
域軸をリソグラフィ法で制限される寸法まで微細化する
ことが可能となり、バイポーラLSI等の集積度の向上
、動作速度環の特性の向上が推進されている。
しかしながら、動作速度が向上し、対象とする一波数が
高くなるに伴って、半導体素子と基板との間の浮遊容量
の影響が大きくなり、動作速度の向上が制限される。従
ってこの半導体素子と基板との間の浮遊容量を減少する
ことを目的として既に多(の提案がなされているが、素
子分離領域についても浮遊容量を減少する効果を与える
ことが望ましい。
高くなるに伴って、半導体素子と基板との間の浮遊容量
の影響が大きくなり、動作速度の向上が制限される。従
ってこの半導体素子と基板との間の浮遊容量を減少する
ことを目的として既に多(の提案がなされているが、素
子分離領域についても浮遊容量を減少する効果を与える
ことが望ましい。
(d) 発明の目的
本発明は、第一の導電型のシリコン基板よりキャリア濃
度の高い第二の導電型の埋込層上K、該埋込層よりキャ
リア濃度の低い第二の導電型のシリコンエピタキシャル
成長層を有する−の半導体基体に積数の半導体素子を形
成してなる半導体装置において、従来島アイソプレーナ
法或いはIOP法に比較して、該半導体素子と核シリコ
ン基板間の浮遊容量を減少させる素子分離構造を提供す
ることを目的とする。
度の高い第二の導電型の埋込層上K、該埋込層よりキャ
リア濃度の低い第二の導電型のシリコンエピタキシャル
成長層を有する−の半導体基体に積数の半導体素子を形
成してなる半導体装置において、従来島アイソプレーナ
法或いはIOP法に比較して、該半導体素子と核シリコ
ン基板間の浮遊容量を減少させる素子分離構造を提供す
ることを目的とする。
(e) 発明の構成
本発明の前記目的は、第1の導電型な有1−る半導体基
板と、前記半導体基板上に形成された#!2導電型を有
する半導体層と、前記半導体基板と半導体層との関妊配
設されたj11導電型埋込層と、前記半導体層の表面か
ら前配半導体基板忙到達して配設された絶縁分離領域と
、前記絶縁分離領域によって分離された前記半導体層に
形成された能動素子あるいは受動素子を含み、前記絶縁
分離領域は、前記半導体層と半導体基板との界710部
において前記半導体層表面における幅よりも大なる暢を
有する牛導体集積回路装fllKよって達成される。
板と、前記半導体基板上に形成された#!2導電型を有
する半導体層と、前記半導体基板と半導体層との関妊配
設されたj11導電型埋込層と、前記半導体層の表面か
ら前配半導体基板忙到達して配設された絶縁分離領域と
、前記絶縁分離領域によって分離された前記半導体層に
形成された能動素子あるいは受動素子を含み、前記絶縁
分離領域は、前記半導体層と半導体基板との界710部
において前記半導体層表面における幅よりも大なる暢を
有する牛導体集積回路装fllKよって達成される。
(0発明の実施例
以下本発明な実施例により、図面を参照して具体的に説
明する。
明する。
亀3図(a)乃至(e)は本発1jljKよる半導体装
置を実状する製造方法の一実施例な示す断面図である。
置を実状する製造方法の一実施例な示す断面図である。
本発明によれば、#I3図(a) K示す如く、f−8
iiIM4111上にSjO,よりなるマスク124I
:設けて。
iiIM4111上にSjO,よりなるマスク124I
:設けて。
半導体素子の埋込層とする部分13及び素子分離に用い
る部分1′4に砒素(Aa)もしくはアンチモン(8b
)等のn[不純物を例えばI X 102゜am−s根
皮の高鰻度に、際さ1.5〜3.0 [am:]根度に
拡散する。
る部分1′4に砒素(Aa)もしくはアンチモン(8b
)等のn[不純物を例えばI X 102゜am−s根
皮の高鰻度に、際さ1.5〜3.0 [am:]根度に
拡散する。
次いで!、3図(b) K示す如く、マスク12を除去
し、例えば液相エピタキシャル成長法によって、lXl
0 Cm 8度に前記と一一のn製不純物を含むS
i エピタキシャル成長層15を厚さ1,5〜3.0[
aml一度に形成する。この過程において領域13及び
14にある高負度のn型不純物はエピタキシャル成長層
15にも若干拡散して、n+領域13’及び14′が形
成される。この♂領域13’は埋込層である。
し、例えば液相エピタキシャル成長法によって、lXl
0 Cm 8度に前記と一一のn製不純物を含むS
i エピタキシャル成長層15を厚さ1,5〜3.0[
aml一度に形成する。この過程において領域13及び
14にある高負度のn型不純物はエピタキシャル成長層
15にも若干拡散して、n+領域13’及び14′が形
成される。この♂領域13’は埋込層である。
続いて、8i0.膜16を厚さ100[nln14度8
i、N、膜17を厚さ200(nm)相変に形成し、素
子分離領域を形成する位置のSi、N、膜17及びSi
n、膜16を選択的に除去する。ただし、窓幅はエピタ
キシャル成長層15表面における素子分離領域幅に相当
する値とする。
i、N、膜17を厚さ200(nm)相変に形成し、素
子分離領域を形成する位置のSi、N、膜17及びSi
n、膜16を選択的に除去する。ただし、窓幅はエピタ
キシャル成長層15表面における素子分離領域幅に相当
する値とする。
次いで#13図(C)K示す如く、反応性スパッタエツ
チング法によって溝を形成する。反応性スパッタエツチ
ングにおけるエラチャン)K塩X(C)、)もしくは四
塩化炭素(CC)、)郷を使用するとき、不純物濃度の
高いn+領域14′においてはサンドエツチングが進行
して、この部分の溝幅が膨らんだ断面形状となるが、n
領域14′が完全に除去されたときには図の如き断面が
十字状の溝18か得られる。
チング法によって溝を形成する。反応性スパッタエツチ
ングにおけるエラチャン)K塩X(C)、)もしくは四
塩化炭素(CC)、)郷を使用するとき、不純物濃度の
高いn+領域14′においてはサンドエツチングが進行
して、この部分の溝幅が膨らんだ断面形状となるが、n
領域14′が完全に除去されたときには図の如き断面が
十字状の溝18か得られる。
次いで第3図(d)に示す如く 、溝18の内面KSi
Ot1[19,溝18の下filiKp+餉域2oを設
領域ノンドープ多結晶8121を$18に充填する。
Ot1[19,溝18の下filiKp+餉域2oを設
領域ノンドープ多結晶8121を$18に充填する。
すなわち、ドライ酸化法によって溝1Bの面に8i0.
@19を一旦厚さ数10 [nm’)#度忙形成し、硼
素@等の不純物をイオン注入法によってチャネルカット
として機能するp+領域20形成のために注入する、J
Kウェット酸化等を行なってS烏0.膜19の厚さを3
00[nm:] 程度とする。
@19を一旦厚さ数10 [nm’)#度忙形成し、硼
素@等の不純物をイオン注入法によってチャネルカット
として機能するp+領域20形成のために注入する、J
Kウェット酸化等を行なってS烏0.膜19の厚さを3
00[nm:] 程度とする。
多結晶8Iの充填方法として、従来のV 溝IOP法に
おいては一威に常圧化学気相成長法(以下CVD法とい
う)が用いられていたが、溝が深く、jlKllらみを
有する場合には、常圧CVD法″′CS言気体の構内へ
のまわり込みが不光分でありて、中間に空洞部分を生じ
一様な充填か行われない。従って気体圧力を数(To
r r )1M度以下とし、気体の平均自由性*V長く
する減圧CVD法な通用することによって、一様に緻密
な充填が行なわれる。
おいては一威に常圧化学気相成長法(以下CVD法とい
う)が用いられていたが、溝が深く、jlKllらみを
有する場合には、常圧CVD法″′CS言気体の構内へ
のまわり込みが不光分でありて、中間に空洞部分を生じ
一様な充填か行われない。従って気体圧力を数(To
r r )1M度以下とし、気体の平均自由性*V長く
する減圧CVD法な通用することによって、一様に緻密
な充填が行なわれる。
次いで第3図(e) g示す如く、ノンドープ多結晶8
i21の溝18外の部分をSi、N、膜17をストッパ
として除去し、更Vc8i、N、1Ik17をマスクと
して溝内に511g111された多結晶81210表面
を象化し、厚さ例えば500乃至800[nm″]1=
度の8i0.膜22を形成する。最後にSin INm
al、11 rな除去することKよって素子分離領域
が完成する。
i21の溝18外の部分をSi、N、膜17をストッパ
として除去し、更Vc8i、N、1Ik17をマスクと
して溝内に511g111された多結晶81210表面
を象化し、厚さ例えば500乃至800[nm″]1=
度の8i0.膜22を形成する。最後にSin INm
al、11 rな除去することKよって素子分離領域
が完成する。
##、4図は本発明の素子分離領域な有fZrバイポー
ラLSI の−例の部分断面図であって、前配爽施例
と同一符号は同一部分を示し、19′は8IO。
ラLSI の−例の部分断面図であって、前配爽施例
と同一符号は同一部分を示し、19′は8IO。
膜、21′は多結晶8i=22’)まS10.膜、23
はペース、24はコレクタ、25はエミッタ、26は電
極を示す。
はペース、24はコレクタ、25はエミッタ、26は電
極を示す。
本実施例においては、シリコン基板11のthI指数を
(100)とし、水酸化カリウム(KOI()溶方法に
よって素子分離領域のための溝を形成L、S10.膜1
9を形成する第2回目の酸化以降の工程は、コレクタ分
離領域にも適用されている。
(100)とし、水酸化カリウム(KOI()溶方法に
よって素子分離領域のための溝を形成L、S10.膜1
9を形成する第2回目の酸化以降の工程は、コレクタ分
離領域にも適用されている。
以上説明した実施例においては、N込層13′と溝18
を形成することによって除去されるn+領域14’とを
分離して形成しているが、非選択的に埋込層を形成し、
前記実施例と同様の反応性スパッタエツチングな制御す
ることによっても断面が十字状の溝を形成することが可
能であって、本発明の構造な得ることができる。
を形成することによって除去されるn+領域14’とを
分離して形成しているが、非選択的に埋込層を形成し、
前記実施例と同様の反応性スパッタエツチングな制御す
ることによっても断面が十字状の溝を形成することが可
能であって、本発明の構造な得ることができる。
倹)発明の詳細
な説明した如く、本発明はIOP法による素子分離領域
がエピタキシャル成長層の表面部においては狭く、基体
内においては広く形成さ4た半導体装置を提案するもの
であって、バイポーラLSI 等の集積度の向上を推
進しつつ、半導体索子と基愼との関に形成される浮遊容
量1に減少して動作速度等の特性な向上する効果を有す
る。
がエピタキシャル成長層の表面部においては狭く、基体
内においては広く形成さ4た半導体装置を提案するもの
であって、バイポーラLSI 等の集積度の向上を推
進しつつ、半導体索子と基愼との関に形成される浮遊容
量1に減少して動作速度等の特性な向上する効果を有す
る。
謝1PIIJ及び第2図は従来例を示す断面図、第3図
(a)乃至(e)及び#!4図は本発明の実施例な示す
断面図である。 図にお(・て、1はSi基板、2は埋込層、3はチャネ
ルカット層%4はエピタキシャル成長層、5は510m
膜、6は8i0.膜、7は多結晶S1層8は810m1
!l、11はSi基板、12はマスク、13はn+領領
域13′は埋込層、14及び14′はn領域、15はエ
ピタキシャル成*m、16はSiO,膜、17はSi、
N、膜、18は溝、19及19′はSin、膜、20は
p領域、21及び21’は多結晶St層%22及び22
′は840.膜、23はベース、24はコレクタ、25
はエミッタ、26は電極を示す、 資ヌル1(θ) F−51,・1・・
(a)乃至(e)及び#!4図は本発明の実施例な示す
断面図である。 図にお(・て、1はSi基板、2は埋込層、3はチャネ
ルカット層%4はエピタキシャル成長層、5は510m
膜、6は8i0.膜、7は多結晶S1層8は810m1
!l、11はSi基板、12はマスク、13はn+領領
域13′は埋込層、14及び14′はn領域、15はエ
ピタキシャル成*m、16はSiO,膜、17はSi、
N、膜、18は溝、19及19′はSin、膜、20は
p領域、21及び21’は多結晶St層%22及び22
′は840.膜、23はベース、24はコレクタ、25
はエミッタ、26は電極を示す、 資ヌル1(θ) F−51,・1・・
Claims (1)
- 第1の導電型を有する半導体基板゛と、前記半導体基板
上く形成された第2導電型ik有する半導体層と、前記
半導体基板と半導体層との間に配設された絽1導電製埋
込層と、前記半導体層の表向から前記半導体基板に到達
して配設された絶縁分離領域と、前記絶縁分離領域によ
って分離された前記半導体層に形成された能動本子ある
いは受am子を含み、前記絶縁分離領域は、前記半纏体
層と半導体基板との界面部において前記半導体層表面に
おける幅よりも大なる幅を有することを特徴とする半導
体集積回路装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052091A JPS58169934A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57052091A JPS58169934A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58169934A true JPS58169934A (ja) | 1983-10-06 |
Family
ID=12905154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57052091A Pending JPS58169934A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58169934A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925805A (en) * | 1988-04-05 | 1990-05-15 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device having an SOI structure using selectable etching |
| US5990536A (en) * | 1995-07-10 | 1999-11-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated circuit arrangement having at least two mutually insulated components, and method for its production |
| JP2010219429A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Oki Semiconductor Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP57052091A patent/JPS58169934A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4925805A (en) * | 1988-04-05 | 1990-05-15 | U.S. Philips Corporation | Method of manufacturing a semiconductor device having an SOI structure using selectable etching |
| US5990536A (en) * | 1995-07-10 | 1999-11-23 | Siemens Aktiengesellschaft | Integrated circuit arrangement having at least two mutually insulated components, and method for its production |
| JP2010219429A (ja) * | 2009-03-18 | 2010-09-30 | Oki Semiconductor Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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