JPS62271447A - 誘電体分離基板の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 ３、発明の詳細な説明 （産業上の利用分野） この発明は、深さが異なる２４類の＆金同−基板内に有
する誘電体分離基板の製造方法に関する。

（従来の技術） 高耐圧素子と低耐圧素子とを同−誘電体分離基板に混載
する場合、高耐圧素子が形成される島を床くする一万、
低耐圧素子が形成される島を浅く形成することが行われ
ている。これは、高耐圧素子が形成される島は深くする
ことにより耐圧を得る一万、低耐圧素子が形成される島
は浅く形成することにより、低耐圧素子のコレクタ抵抗
を低減させ、素子の性能を向上させようとするものであ
る。

このように、深さが異なる２種類の島を同一基板内に有
する誘電体分離基板は、従来、第２図に示すようＫして
製造されている。この方法は特開昭６０−７５１号公報
に開示される。

まず、シリコン基板１を酸化し、主表面に酸化膜（シリ
コン酸化ｍ）２を形成する（第２図（ａ））。

次に、通常のホトリソ番エツチングにより酸化！ｌ！２
のパターニングを行い、この酸化膜２を深い島を形成す
る領域にのみ残す。その後、残存酸化膜２ｔ−マスクと
して、深い島と浅い島の深さの差分だけシリコン基板１
を異方性エツチングし、凹溝３，４を形成する。これに
よシ、マスクとしての酸化膜２の下には、深い島の底部
部分５が形成される。また、凹溝４の底面には、浅い島
の底面部が露出し比ことになる。（第２図（ｂ））次に
、酸化膜２を除去した後、再びシリコン基板ｌを酸化す
ることにより、凹溝３，４の内壁を含む基板１主表面側
の全面に酸化膜（シリコン酸化膜）６を形成する。さら
に、この酸化膜６を選択的に覆うように、通常のホトリ
ソにてレゾストパターン７を形成する。ここで、レソス
トノぐターン７は、詳しくは、前記深い島の底部部分５
を覆うように、また、凹溝４底面の浅い島となる部分を
覆うように形成される。（第２図（Ｃ））しかる後、レ
ゾストパターン７をマスクとして酸化膜６をエツチング
する。これＫより、酸化膜６はレゾストパターン７と同
一ノダターンとなり、つまシは、前記深い島の底部部分
５を覆う酸化膜６ａと、凹溝４底面の浅い島となる部分
を覆う酸化、１６ｂに／（ターン化される。その後、レ
ゾスト・ぞターン７を除去する。（第２図（ｄ））その
後、酸化１ｉ６ａ＋６ｂｌｉマスクとして凹溝３．４の
底部を異方性エツチングし、７ｍ８を形成する。これに
よシ、酸化膜６ｂで覆われた部分には浅い島９が形成さ
れ、他方酸化膜６ａで覆われた部分には、深い島の残シ
の部分が形成されて深い島１０が完成する。（第２図（
ｅ））その後、酸化膜６ａ、６ｂを除去した上で、凹溝
３．４とＶ溝８の内壁を含む基板１主表面側の全面に分
離酸化膜Ｌｉｔ−形成し、さらにその上に多結晶シリコ
ンなどの支持体層１２を形成する。

そして、続いて、基板１の反対側の主表面を、前記Ｖ溝
８の先端が露見するまで研磨し、島９　、１０を分離す
ることにより誘電体分離基板が完成する。

（第２図（ｆ）） （発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記のような従来の製造方法では、第２
　図（ｃ）のレゾストパターン７の形成精度に原因して
第２図（ｅ）のＶ溝形成時のマスク（酸化膜６ａ、６ｂ
）を良好に形成することができないため、最終的に良好
な形状をもつ島９．１０を形成できない問題点があった
。すなわち、レゾストパターン７は、凹溝４の底面と、
深い島の底部部分５（台形部）で形成されているが、台
形部の上端と凹溝４の底面とでは通常２０μｍ以上の段
差がある。コｆ）ｆＣめ、レゾストパターン７には膜厚
にむらができ、特に台形部の角であるＡ１部でレゾスト
が薄くなり、凹溝４の底面であるＢ１部でレゾストが厚
くなる。このため、レジスト膜厚をＡ１部に合わせると
、Ｂ１部の膜厚が厚くなシ過ぎてパターンの解偉度が悪
くなり、また、Ｂ１部に合わせると、Ａ１部でレゾスト
が酸化膜６をカバーしなくなる。そして、これらの結果
、マスクとしての酸化膜６ｂの精度が低下したり、酸化
膜６ａの台形部角部の部分がエツチング除去されてしま
い、その結果として酸化膜６ａ、６ｂ（マスク）の下に
できる島９．１０の形状が悪化する。

この発明は上記の点く鑑みなされｔもので、その目的は
、■溝形成時に良好なマスクを得ることができ、延いて
は良好な島形状を得ることができる誘電体分離基板の製
造方法を提供することにある。

（問題点を解決するための手段） この発明では、シリコン基板の主表面上に酸化膜を形成
した後、窒化膜を形成し、さらにこの２層膜を所望の・
ダターンに形成して采い島を形成する領域にのみ残し、
以後、最後までその残存２層膜を深い高部のマスクとし
て用いる。ま之、その２層膜をマスクとして深い島と浅
い島の深さの差分だけシリコン基板を異方性エツチング
して凹溝を形成した後、前記２層膜をマスクとして凹溝
の底・側面部に酸化膜を形成し、次に、浅い島となる凹
溝の底面部のみにレジストが残るようにホトリソを行っ
た後、そのレジストと前記２層膜の窒化膜をマスクとし
て前記酸化膜のエツチングを行うことにより、この酸化
膜を浅い島となる凹溝の底面部のみに浅い島のマスクと
してのみ残す。そして、この酸化膜と前記２層膜をマス
クとして２回目の異方性エツチングにより凹溝底部にｖ
ｐＩを形成する。

（作用） 上記方法によれば、凹溝形成後ホトリソ・エツチングで
形成されるマスクは、凹溝底面の浅い高部のマスクのみ
である。したがって、その際のレジストは、凹溝底面で
の解像度が最もよい条件で膜厚を設定すればよい。そし
て、そのレジストの・２ターニングを行うことにより該
レジストを浅い島となる凹溝の底面部のみに高精度に残
すことができ、さらにその残存レジストをマスクとして
酸化膜をエツチングすることにより、残存酸化膜からな
る前記浅い高部のマスクを高精度に得ることができる。

また、深い高部のマスクは、上記レジストの影響を受け
ずに、最初の工程で高精度に作られている。そして、こ
れら高ｒ＋度のマスクを用いてＶ溝形成が行われる。

（実施例） 以下この発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

まず、シリコン基板２１を酸化し、主表面に例えば５０
０＾〜３０００＾厚の酸化膜（シリコン酸化膜）２２ａ
を形成する。次に、その上にＣＶＤ法によシ窒化膜２２
ｂを例えば１０００〜２０００λ厚に形成する。（第１
図（＆）） 次に、ウェットまたはドライエツチングによりｆｆｌ化
膜２２ｂのパターニングを行い、この窒化膜２２ｂを深
い島を形成する領域〈のみ残す。続いて、残存窒化膜２
２ｂをマスクとして酸化膜２２ａ全通常のエツチングに
て窒化膜２２ｂと同一パターンにエツチングする。その
後、窒化膜２２ｂと酸化ｇ　２２　ａからなる２膚膜２
２をマスクとして、深い島と浅い島の深さの差分だけＫ
ＯＥ（系のエツチング液でシリコン基板２１を異方性エ
ツチングし、凹溝２３，２４を形成する。ここで、エツ
チングレートは、窒化膜Ｆｉ＝Ｏμ”／ｍｉｎ　（殆ど
エツチングされない）、酸化膜は２０〜５０Ａ／ｍｉｎ
、シリコンは０．５〜１．０μｍ／ｍｉユなので、２０
〜７０μｍの基板シリコンのエツチングに対して前記２
層膜２２からなるマスク材は有効に作用する。そして、
このエツチングにより、マスクとしての２膚膜２２の下
には深い島の底部部分２５が形成される。また、凹溝２
４の底面には、浅い島の底面部が露出したことになる。

（第１図（ｂ）） 次に、２膚膜２２をマスクとして凹溝２３　、２４の底
・側面部に酸化膜（シリコン酸化膜）２６を例えば７０
００〜１２０００λ厚に形成する。その後、レジストの
塗布とパターニングという通常のホトリソにて、凹溝２
４底面の浅い島となる部分を覆うように、より正確には
、その部分の前記酸化膜２６を覆うようにレジスト・ぐ
ターン２７を形成する。このレソストノターン２７は０
．５〜２μｍの膜厚で形成される。（第１図（Ｃ）） しかる後、そのレジストパターン２７と前記２層膜２２
の窒化膜２２ｂをでスフとして通常のエツチングにて酸
化膜２６の不要部分を除去することにより、この酸化膜
２６を、凹溝２４底面の浅い島となる部分にのみ残す。

この時、窒化膜２２ｂがエツチングのマスクとなるため
、この窒化膜２２ｂ下の酸化膜２２ａはエツチングされ
ずに残り、したがって、この酸化膜２２ａと窒化膜２２
ｂからなる２膚膜２２がこの後行われる第２の異方性エ
ツチング（Ｖ溝形成）のマスク材となる。この酸化膜２
６のパターニング後レジスト・々ターン２７は除去され
る。（第１図（ｄ）） しかる後、ＴＡ存叡化膜２６と２膚膜２２をマスクとし
て凹ｎ２３，２４の底部を異方性エツチングし、Ｖｔ８
２８を形成する。これにより、酸化膜２６の下には浅い
島２９が形成され、他方２層膜２２の下には、深い島の
残りの部分が形成されて深い島３０が完成する。（第１
図（ｅ））その後、２層膜２２のうち窒化膜２２ｂを例
えば熱リン酸で除去する。この時、基板シリコンもエツ
チングされるが無視できる程度であり、実用上問題ない
。しかる後、酸化１！２２ａ、２６を除去する。

その後、凹溝２３，２４とＶ溝２８の内壁を含む基板２
１主表面側の全面に例えばシリコン酸化膜などの分離絶
縁膜３１を０．５〜２μｍの膜厚で形成し、さらにその
上に多結晶シリコンなどの支持体層３２をシリコン基板
２１と同じぐらいの膜厚で形成する。そして、続いて、
基板２１の反対側の主表面を、前記■溝２８の先瑞が露
見するまで研磨し、島２９．３０を分離することにより
誘電体分離基板が完成する。（第１図（ｆ））（発明の
効果） 以上詳細に説明し念ように、この発明の製造方法では、
深い高部のマスクとしては、最初に作られた２層膜（酸
化膜と窒化膜）からなるマスクを最後まで使用し、凹溝
形成後のホトリソ・エツチングによっては、凹溝底部の
浅い高部のマスクのみを形成したので、ホトリソ工程に
原因する問題点を解決して、Ｖ＠影形成時、深い高部お
よび浅い高部共に高精度のマスクを得ることができ、延
いては、深い高部および浅い高部共に島形状の漫れた誘
電体分離基板を実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の誘電体分離基板の製造方法の一実施
例を示す工程断面図、第２図は従来の誘電体分離基板の
製造方法を示す工程断面図である。 ２１・・・シリコン基板、２２露・・・酸化膜、２２ｂ
・・・窒化膜、２２・・・２層膜、２３．２４・・・凹
溝、２５・・・深い島の底部部分、２６・・・酸化膜、
２７・・・レジストノーターン、２８・・・Ｖ溝、２９
・・・浅い島、３０・・・深い島、３１・・・分離絶縁
膜、３２・・・支持体層。 ２ヂｂ ￥戸で巳ヨ、−一１−τま七】毛口１）工土呈ｒ１ζ−
ゼ日３図竿１図 ３！ ゛ト字Ｅ明−ラミ先イデ）０工１呈遺りｉ−５セ［≧３
第１　図 イ疋釆ズシ六０工１呈オ斤面図 竺　２１’Ｗ”

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （ａ）シリコン基板の主表面上に酸化膜を形成した後、
   窒化膜を形成し、さらにこの２層膜を所望のパターンに
   形成して深い島を形成する領域にのみ残す工程と、 （ｂ）その残存２層膜をマスクとして、深い島と浅い島
   の深さの差分だけシリコン基板を異方性エッチングし、
   凹溝を形成する工程と、 （ｃ）その後、前記２層膜をマスクとして前記凹溝の底
   ・側面部に酸化膜を形成し、次に、浅い島となる凹溝の
   底面部のみにレジストが残るようにホトリソを行い、さ
   らにそのレジストと前記２層膜の窒化膜をマスクとして
   前記酸化膜のエッチングを行うことにより、この酸化膜
   を前記浅い島となる凹溝の底面部のみに残す工程と、 （ｄ）その後、前記レジストを除去した後、前記残存酸
   化膜と前記２層膜をマスクとして、浅い島の全体と深い
   島の残りの部分を形成するためのＶ溝を前記凹溝底部に
   形成する工程と、 （ｅ）その後、前記２層膜および酸化膜を除去した後、
   前記溝の内壁を含む前記基板の主表面側全面に分離絶縁
   膜を形成し、さらにその上に支持体層を形成する工程と
   、 （ｆ）その後、前記シリコン基板の反対側の主表面を、
   前記Ｖ溝先端が露見するまで研磨する工程とを具備して
   なる誘電体分離基板の製造方法。