FR2769406A1 - Substrat semiconducteur ayant une pellicule d'oxyde enterree et procede de fabrication d'un dispositif a semiconducteur - Google Patents
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Abstract
Dans un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur, on forme une pellicule d'oxyde (13) en oxydant une section de bord et une surface principale inférieure d'un substrat SOI. Cette étape d'oxydation est accomplie d'une manière similaire à l'oxydation LOCOS (oxydation locale de silicium), en utilisant à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente une pellicule d'oxyde (11) qui est à nu sur la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI. L'épaisseur de la pellicule d'oxyde (13) est alors supérieure à celle de la pellicule d'oxyde (11) sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat SOI. Le substrat semiconducteur empêche la formation de particules de poussière sur son bord.
Description
SUBSTRAT SEMICONDUCTEUR AYANT UNE PELLICULE D'OXYDE
ENTERREE ET PROCEDE DE FABRICATION
D'UN DISPOSITIF A SEMICONDUCTEUR
La présente invention concerne un substrat semiconducteur et un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur, et elle con- cerne plus particulièrement un substrat semiconducteur et un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur qui évitent la formation de
particules de poussière à un bord du substrat.
Un dispositif du type silicium sur isolant, ou SOI ("silicon on in-
sulator"), comprenant un élément semiconducteur formé sur un substrat SOI, est supérieur à un dispositif massif du fait de sa plus faible capacité
de jonction et de sa meilleure tension de claquage de l'isolation du dis-
positif, mais il a des problèmes inhérents qu'on décrira ci-dessous.
La figure 40 est une coupe d'un substrat SOI 10. Le substrat
SOI 10 a une structure à trois couches comprenant un substrat en sili-
cium 1, une pellicule d'oxyde enterrée 2 formée dans une surface princi-
pale supérieure du substrat en silicium 1, et une couche de silicium mo-
nocristallin (que l'on appelle ci-après une couche SOI) 3 formée sur la pellicule d'oxyde enterrée 2. Une couche de silicium polycristallin 4 est formée sur des bords et sur une surface principale inférieure du substrat en silicium monocristallin 1. La couche de silicium polycristallin 4 est formée dans le but de piéger des contaminants, tels qu'un métal lourd,
apparaissant pendant des étapes de fabrication d'une tranche et un trai-
tement d'une tranche dans laquelle sont formés des transistors. Une structure ayant une telle couche de silicium polycristallin est ce que l'on appelle une structure à revêtement arrière en silicium polycristallin (ou
structure PBC pour "poly-back-coat").
Des procédés de fabrication du substrat SOI comprennent un procédé de séparation par oxygène implanté, ou SIMOX ("separation by
implanted oxygen"), et un procédé d'assemblage. Le substrat SOI fabri-
qué par le procédé SIMOX (substrat SIMOX) est employé à titre d'exem-
ple dans la description suivante.
Dans le procédé SIMOX, des ions d'oxygène sont implantés
dans un substrat en silicium monocristallin a une dose qui est par exem-
ple de 0,4 x 1018 /cm2 à 3 x 1018 /cm2, et ensuite le substrat en silicium est recuit à une température d'environ 1350 C pour former la structure SOI.
La figure 41 est une vue détaillée partielle d'un bord du subs-
trat SOI 10. Pour les besoins de l'explication, le substrat semiconducteur est divisé en quatre sections: une surface principale supérieure (sur
laquelle des éléments à semiconducteurs doivent être formés), une sec-
tion centrale de la surface principale supérieure (comprenant des régions
actives), une section de bord comprenant une section qui entoure la sec-
tion centrale et des surfaces latérales, et une surface principale infé-
rieure.
La figure 41 montre en détail une zone X dans laquelle la pelli-
cule d'oxyde enterrée 2 et la couche SOI 3 rencontrent la couche de sili-
cium polycristallin 4. Comme illustré sur la figure 41, du fait que la sec-
tion de bord a une surface courbe avec une grande courbure, des ions
d'oxygène dirigés verticalement sont implantés dans une direction obli-
que dans la section de bord, ce qui diminue une énergie d'implantation effective dans la section de bord. Le résultat consiste en une réduction de l'épaisseur de la pellicule d'oxyde enterrée 2 et de la couche SOI 3
dans la section de bord, ce qui crée une structure dans laquelle la cou-
che SOI 3 est susceptible de s'exfolier.
De plus, I'étape d'amincissement de la couche SOI 3 pendant la fabrication du dispositif SOI favorise l'exfoliation de la couche SOI 3. On décrira l'étape d'amincissement de la couche SOI 3 en se référant aux
figures 42 et 43.
La couche SOI 3 dans le substrat SOI 10 a une épaisseur ap-
propriée, comme représenté sur la figure 42, lorsque le substrat est fa-
briqué. L'étape d'amincissement de la couche SOI 3 est destinée à ré-
duire de façon appropriée l'épaisseur de la couche SOI 3 conformément
aux spécifications d'un dispositif a semiconducteur désire, et elle com-
prend l'oxydation de la couche SOI 3 et l'enlèvement de la pellicule d'oxyde résultante, pour ajuster l'épaisseur de la couche SOI 3
La figure 43 montre une pellicule d'oxyde 5 formée sur la cou-
che SOI 3. L'épaisseur de la pellicule d'oxyde 5 est généralement déter-
minée sur la base de l'épaisseur de la couche SOI 3 dans la section cen-
trale du substrat SOI 10, c'est-à-dire dans les régions de formation
d'éléments à semiconducteurs (régions actives). Les problèmes qui appa-
raissent ici consistent dans l'épaisseur réduite de la couche SOI 3 dans la section de bord du substrat SOI 10, comme décrit ci-dessus, et dans la formation de la couche de silicium polycristallin 4 dans la section de bord du substrat SOI 10. Une zone Y représentée sur la figure 42 est illustrée de façon plus détaillée sur la figure 44, et une zone Z représentée sur la figure 43 est illustrée de façon plus détaillée sur la figure 45. La figure
46 montre la section de bord après l'enlèvement de la pellicule d'oxyde 5.
Comme représenté sur la figure 44, la couche de silicium poly-
cristallin 4 est constituée par une multiplicité de grains monocristallins GP. Du fait d'orientations cristallines individuellement différentes des
grains monocristallins GP, les ions d'oxygène sont implantés à différen-
tes profondeurs, à cause de l'effet de canalisation, ce qui fait que la pel-
licule d'oxyde enterrée 2 est formée à des épaisseurs variables.
En outre, des vitesses d'oxydation différentes de la couche de silicium polycristallin 4, sous la dépendance des orientations cristallines des grains monocristallins GP, conduisent à des épaisseurs différentes de la pellicule d'oxyde 5, conformément aux grains monocristallins GP respectifs, comme représenté sur la figure 45, après l'oxydation de la
couche de silicium polycristallin 4.
L'épaisseur réduite de la couche SOI 3 dans la section de bord du substrat SOI 10 pourrait conduire la pellicule d'oxyde 5 à venir en
contact avec la pellicule d'oxyde enterrée 2, en fonction des grains mo-
nocristallins GP, et occasionner une oxydation complète de la couche
SOI 3. Dans de tels cas, une partie de la couche SOl 3 pourrait être en-
touree par la pellicule d'oxyde enterrée 2 et par la pellicule d'oxyde 5.
Par exemple, une couche SOl 30 représentée sur la figure 45 est entou-
rée par la pellicule d'oxyde 5 et la pellicule d'oxyde enterrée 2.
Lorsqu'on effectue une attaque par voie humide sur la pellicule d'oxyde 5 en utilisant un agent d'attaque tel que l'acide fluorhydrique
pour amincir la couche SOI 3 dans le substrat SOl 10, dans les condi-
tions décrites ci-dessus, la pellicule d'oxyde enterrée 2 ainsi que la pelli-
cule d'oxyde 5 sont attaquées, comme représenté sur la figure 46. Ensuite, la couche SOI 30 est décollée en étant transformée en particules en suspension dans l'agent d'attaque. Dans certains cas, la couche SOI pourrait adhérer à la section centrale du substrat SOI 10. L'adhérence de particules sur les régions de formation d'éléments a semiconducteurs occasionne la formation de défauts d'éléments à semiconducteurs, et
donc la diminution du rendement de fabrication.
Comme décrit ci-dessus, le substrat semiconducteur de l'art antérieur, en particulier le substrat SOI, présente le défaut qui consiste en ce que la couche SOI dans la section de bord du substrat s'exfolie sous la forme de particules en occasionnant une diminution du rendement de fabrication. La formation des particules est également un problème
pour des substrats semiconducteurs autres que le substrat SOI.
Un premier aspect de la présente invention est destiné a un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur utilisant un
substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une se-
conde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées et une
section périphérique, la section périphérique et la surface latérale défi-
nissant une section de bord. Conformément a la présente invention, le
procédé comprend les étapes suivantes: (a) on forme une première pelli-
cule d'oxyde de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord
du substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement une pellicule ré-
sistant à l'oxydation, sur la première pellicule d'oxyde dans la section
centrale; (c) on oxyde à nouveau la section de bord du substrat semicon-
ducteur, en utilisant à titre de masque la pellicule résistant à l'oxydation, pour former une seconde pellicule d'oxyde dans la section de bord, la seconde pellicule d'oxyde étant plus épaisse que la première pellicule d'oxyde; et (d) on forme des éléments à semiconducteur dans les régions
actives.
De préférence, selon un second aspect de la présente inven-
tion, dans le procédé du premier aspect, le substrat semiconducteur est
un substrat SOI qui est formé par une technique SIMOX; le substrat se-
miconducteur comprend une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la
première surface principale; et l'étape (c) comprend l'étape (c-1) consis-
tant à former la seconde pellicule d'oxyde de façon à oxyder complète-
ment la couche SOI s'étendant dans la section de bord, et à oxyder une
partie de la section de bord qui n'a pas été oxydée.
De préférence, selon un troisième aspect de la présente inven-
tion, dans le procédé du premier aspect, le substrat semiconducteur est
un substrat SOI qui est formé par une technique d'assemblage; le subs-
trat semiconducteur comprend une pellicule d'oxyde formée sur le subs-
trat et une couche SOI, formées en une relation de superposition sé-
quentielle sur la totalité de la première surface principale; et l'étape (c) comprend l'étape (c-1) consistant à former la seconde pellicule d'oxyde
de façon à oxyder complètement la couche SOI s'étendant dans la sec-
tion de bord, et à oxyder une partie de la section de bord qui n'a pas été oxydée.
De préférence, selon un quatrième aspect de la présente in-
vention, dans le procédé du premier aspect, le substrat semiconducteur est un substrat en silicium massif; le substrat semiconducteur comprend une couche de silicium polycristallin formée sur la section de bord et sur
la seconde surface principale; et l'étape (c) comprend l'étape (c-1) con-
sistant à former la seconde pellicule d'oxyde de façon que la couche de
silicium polycristallin ne soit pas complètement oxydée.
De préférence, selon un cinquième aspect de la présente in-
vention, dans le procédé du premier aspect, I'étape (a) comprend l'étape consistant à former la première pellicule d'oxyde de façon que l'épaisseur de la couche SOI dans la section centrale soit réduite à une épaisseur en
accord avec la formation d'éléments a semiconducteur.
De préférence, selon un sixième aspect de la présente inven-
tion, dans le procédé du cinquième aspect, I'étape (b) comprend l'étape
de formation d'un motif de la pellicule résistant à l'oxydation, conformé-
ment au motif d'une pellicule d'oxyde de champ définissant les régions
actives dans la section centrale, et l'étape (c) comprend l'étape de for-
mation de la seconde pellicule d'oxyde sous la forme de la pellicule d'oxyde de champ, conformément au motif de la pellicule résistant à
l'oxydation dans la section centrale.
Un septième aspect de la présente invention est destiné à un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur utilisant un
substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une se-
conde surface principale opposée a la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées, et une
section périphérique, la section périphérique et la surface latérale défi-
nissant une section de bord. Conformément à la présente invention, le procédé comprend les étapes suivantes: (a) on forme une pellicule d'oxyde de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord du substrat semiconducteur; (b) on forme un masque de matière de réserve
sur la pellicule d'oxyde, sauf dans la section centrale; (c) on enlève sé-
lectivement la pellicule d'oxyde dans la section centrale en utilisant le masque de matière de réserve à titre de masque d'attaque, pour mettre à nu le substrat semiconducteur, en laissant la pellicule d'oxyde dans la section de bord; et (d) on forme des éléments a semiconducteur dans les
régions actives.
De préférence, selon un huitième aspect de la présente inven-
tion, le procédé du septième aspect comprend en outre l'étape (e) con-
sistant à former une pellicule résistant à l'oxydation sur la pellicule
d'oxyde dans la section de bord.
De préférence, selon un neuvième aspect de la présente inven-
tion, dans le procédé du septième aspect, le semiconducteur est un
substrat SOI qui est formé par une technique SIMOX; le substrat semi-
conducteur comprend une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale; et l'étape (a) comprend l'étape de formation de la seconde pellicule d'oxyde de façon que l'épaisseur de la couche SOI dans la section centrale soit réduite à une épaisseur en accord avec
la formation d'éléments à semiconducteurs.
Un dixième aspect de la présente invention est destiné à un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur utilisant un
substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une se-
conde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées, et une
section périphérique, la section périphérique et la surface latérale défi-
nissant une section de bord, le substrat semiconducteur étant un substrat SOI qui est formé par une technique SIMOX, le substrat semiconducteur comprenant une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale. Conformément à la présente invention, le procédé comprend les étapes suivantes: (a) on forme une première pellicule d'oxyde de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord du
substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement un masque de ma-
tière de réserve sur la première pellicule d'oxyde dans la section cen-
trale; (c) on enlève sélectivement la première pellicule d'oxyde et la cou-
che SOI dans la section de bord du substrat semiconducteur, en utilisant le masque de matière de réserve à titre de masque d'attaque, pour mettre à nu la pellicule d'oxyde enterrée; (d) on oxyde à nouveau la première pellicule d'oxyde sous le masque de matière de réserve, pour former une seconde pellicule d'oxyde plus épaisse que la première pellicule d'oxyde, et pour augmenter l'épaisseur de la pellicule d'oxyde enterrée qui est
mise à nu; et (e) on forme des éléments à semiconducteur dans les ré-
gions actives.
Un onzième aspect de la présente invention est destiné à un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur utilisant un
substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une se-
conde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées, et une
section périphérique, la section périphérique et la surface latérale défi-
nissant une section de bord, le substrat semiconducteur étant un substrat SOI qui est formé par une technique SIMOX, le substrat semiconducteur comprenant une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale. Conformément à la présente invention, le procédé comprend les étapes suivantes: (a) on forme une première pellicule d'oxyde de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord du
substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement un masque de ma-
tière de réserve sur la première pellicule d'oxyde dans la section centrale; (c) on enlève sélectivement la première pellicule d'oxyde, la couche SOI et la pellicule d'oxyde enterrée dans la section de bord du substrat semiconducteur, par attaque par voie sèche en utilisant le masque de matière de réserve à titre de masque d'attaque, pour mettre à nu un
substrat sous-jacent, au-dessous de la couche SOI; (d) on oxyde à nou-
veau la première pellicule d'oxyde sous le masque de matière de réserve, pour former une seconde pellicule d'oxyde plus épaisse que la première pellicule d'oxyde, et pour former une troisième pellicule d'oxyde sur le
substrat sous-jacent qui est à nu; et (e) on forme des éléments à semi-
conducteur dans les régions actives.
De préférence, selon un douzième aspect de la présente inven-
tion, dans le procédé du dixième aspect, I'étape (d) comprend l'étape qui consiste à former la seconde pellicule d'oxyde de façon que l'épaisseur de la couche SOI dans la section centrale soit réduite à une épaisseur en
accord avec la formation d'éléments à semiconducteur.
Un treizième aspect de la présente invention est destiné à un
substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une se-
conde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées et une
section périphérique, la section périphérique et la surface latérale défi-
nissant une section de bord. Conformément à la présente invention, le substrat semiconducteur comprend: une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale; et une pellicule d'oxyde
formée dans la section de bord et ayant une épaisseur qui atteint la pelli-
cule d'oxyde enterrée.
Un quatorzième aspect de la présente invention est destiné à un substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une seconde surface principale opposée à la première surface principale, et
une surface latérale, la première surface principale comprenant une sec-
tion centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord. Conformément à la présente invention, le substrat semiconducteur comprend une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle dans la première surface principale, la pellicule d'oxyde enterrée contient des îlots de silicium, et la densité des îlots de silicium est plus faible dans la pellicule d'oxyde enterrée s'étendant dans la section de bord,
que dans la pellicule d'oxyde enterrée dans la section centrale.
Un quinzième aspect de la présente invention est destiné à un
substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une se-
conde surface principale opposée a la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées et une
section périphérique, la section périphérique et la surface latérale défi-
nissant une section de bord. Conformément a la présente invention, le substrat semiconducteur comprend une pellicule d'oxyde enterrée et une couche SOI formées en une relation de superposition séquentielle sur la première surface principale, la pellicule d'oxyde enterrée contient des îlots de silicium, et la pellicule d'oxyde enterrée et la couche SOI ne sont
pas formées dans la section de bord.
Conformément au procédé du premier aspect de la présente invention, la seconde pellicule d'oxyde relativement épaisse est formée sur la section de bord. Si une couche qui est susceptible de s'exfolier sous l'effet d'une attaque par voie humide est présente sur la section de bord et sur la seconde surface principale, la seconde pellicule d'oxyde remplit la fonction d'une pellicule de protection pour éliminer le problème qui consiste en ce qu'une partie de la couche qui est susceptible de s'exfolier est décollée en se transformant en particules en suspension dans l'agent d'attaque. Ceci évite la formation de défauts d'éléments à semiconducteur résultant de la présence des particules, ce qui augmente
le rendement de fabrication.
Conformément au procédé du second aspect de la présente in-
vention, la seconde pellicule d'oxyde est formée sur la section de bord du
substrat SOI qui est formé par la technique SIMOX, de façon que la cou-
che SOI dans la section de bord soit complètement oxydée, et que la
partie de la section de bord qui n'a pas été oxydée soit oxydée. Par con-
séquent, la couche SOI qui est susceptible de s'exfolier sous l'effet de I'attaque par voie humide est protégée, et on élimine ainsi le problème qui consiste en ce qu'une partie de la couche SOI est décollée en se transformant en particules en suspension dans l'agent d'attaque. Ceci évite la formation de défauts des éléments a semiconducteur résultant de
la présence des particules, ce qui augmente le rendement de fabrication.
Conformément au procédé du troisième aspect de la présente invention, la seconde pellicule d'oxyde est formée sur la section de bord du substrat SOI formé par la technique d'assemblage, de façon que la couche SOI dans la section de bord soit complètement oxydée, et que la partie de la section de bord qui n'a pas été oxydée soit oxydée. Si la section de bord de la pellicule d'oxyde formée sur le substrat et de la
couche SOI n'est pas parfaitement chanfreinée, et donne une configura-
tion périphérique irrégulière ou grossière de façon continue, en vue en plan, la périphérie irrégulière ou grossière ne peut pas s'exfolier en se transformant en particules, et la section de bord sur la pellicule d'oxyde formée sur le substrat ne peut pas être partiellement enlevée pendant
l'attaque par voie humide.
Conformément au procédé du quatrième aspect de la présente invention, le substrat en silicium massif comprend la couche de silicium
polycristallin formée sur la section de bord et la seconde surface princi-
pale. Dans ce cas, la présence de la seconde pellicule d'oxyde formée sur la section de bord, de façon que la couche de silicium polycristallin ne soit pas complètement oxydée, empêche l'exfoliation de la couche de silicium polycristallin pendant l'attaque par voie humide, à cause d'une
structure inhérente dans la couche de silicium polycristallin.
Conformément au procédé du cinquième aspect de la présente invention, on donne à l'épaisseur de la première pellicule d'oxyde une valeur appropriée pour l'amincissement de la couche SOI. Ceci élimine la nécessité de réduire l'épaisseur de la couche SOI à une étape suivante,
ce qui simplifie les étapes de traitement du substrat semiconducteur.
Le procédé du sixième aspect de la présente invention est ca-
pable de former en même temps la seconde pellicule d'oxyde et la pelli-
cule d'oxyde de champ, ce qui simplifie les étapes de traitement du
substrat semiconducteur.
Le procédé du septième aspect de la présente invention est ca-
pable de former aisément et commodément la pellicule d'oxyde sur la section de bord du substrat semiconducteur, pour simplifier notablement les étapes de traitement du substrat semiconducteur, ce qui réduit le coût
de traitement.
Conformément au procédé du huitième aspect de la présente invention, la section de bord du substrat semiconducteur est protégée de manière rigide par la pellicule d'oxyde et la première pellicule résistant à l'oxydation. Conformément au procédé du neuvième aspect de la présente
invention, on donne à l'épaisseur de la pellicule d'oxyde une valeur ap-
propriée pour l'amincissement de la couche SOI. Ceci supprime la néces-
sité de réduire l'épaisseur de la couche SOI a une étape ultérieure, ce
qui simplifie les étapes de traitement du substrat semiconducteur.
Conformément au procédé du dixième aspect de la présente invention, la pellicule d'oxyde enterrée qui est mise à nu dans la section
de bord du substrat SOI est exposée à de l'oxygène remplissant la fonc-
tion d'un agent d'oxydation dans l'étape (d). Par conséquent, lorsque l'oxygène diffuse dans la pellicule d'oxyde enterrée pour atteindre des îlots de silicium inhérents dans la pellicule d'oxyde enterrée du substrat
SOI qui est formé par la technique SIMOX, I'oxygène réagit avec le sili-
cium pour former une pellicule d'oxyde de silicium, ce qui fait disparaître les îlots de silicium. Le résultat est un nombre réduit d'îlots de silicium dans la pellicule d'oxyde enterrée dans la section de bord du substrat SOI. Si la pellicule d'oxyde enterrée est enlevée par attaque par voie
humide, les îlots de silicium ne peuvent pas être décollés en se transfor-
mant en particules.
Conformément au procédé du onzième aspect de la présente invention, on utilise l'attaque par voie sèche pour enlever sélectivement
la première pellicule d'oxyde, la couche SOI et la pellicule d'oxyde enter-
ree dans la section de bord du substrat semiconducteur. Ceci permet de faire disparaître dans la section de bord du substrat semiconducteur les îlots de silicium inhérents dans la pellicule d'oxyde enterrée du substrat SOI qui est formé par la technique SIMOX, ce qui évite que les îlots de
silicium ne soient décollés en se transformant en particules pendant l'at-
taque par voie humide.
Conformément au procédé du douzième aspect de la présente invention, on donne a l'épaisseur de la seconde pellicule d'oxyde une valeur appropriée pour l'amincissement de la couche SOI. Ceci supprime
la nécessité de réduire l'épaisseur de la couche SOI dans une étape ulté-
rieure, ce qui simplifie les étapes de traitement du substrat semiconduc-
teur.
Conformément au substrat semiconducteur du treizième aspect de la présente invention, la présence de la pellicule d'oxyde formée sur la section debord du substrat semiconducteur et ayant une épaisseur qui atteint la pellicule d'oxyde enterrée, peut protéger la couche SOI qui est susceptible de s'exfolier sous l'effet de l'attaque par voie humide, pour éliminer le problème qui consiste en ce qu'une partie de la couche SOI est décollée en se transformant en particules en suspension dans l'agent
d'attaque. Ceci évite la formation de défauts des éléments à semicon-
ducteur qui résultent de la présence des particules, ce qui procure des
substrats semiconducteurs ayant un rendement de fabrication accru.
Conformément au substrat semiconducteur du quatorzième as-
pect de la présente invention, la densité des ilots de silicium est plus fai-
ble dans la pellicule d'oxyde enterrée dans la section de bord du substrat semiconducteur que dans la pellicule d'oxyde enterrée dans la section
centrale de la première surface principale. Si la pellicule d'oxyde enter-
rée est enlevée par attaque par voie humide, on obtient le substrat semi-
conducteur qui empêche que les îlots de silicium ne soient décollés en se
transformant en particules.
Conformément au substrat semiconducteur du quinzième aspect de la présente invention, la pellicule d'oxyde enterrée et la couche SOI
ne sont pas formées dans la section de bord du substrat semiconducteur.
Ceci permet d'obtenir le substrat semiconducteur qui évite que les îlots de silicium ne soient décollés en se transformant en particules pendant
l'attaque par voie humide.
Un but de la présente invention est donc de procurer un subs-
trat semiconducteur et un procédé de fabrication d'un dispositif à semi-
conducteur qui évitent que des particules de poussière ne soient produi-
tes sur un bord du substrat.
Ces buts, caractéristiques, aspects et avantages de la présente
invention, ainsi que d'autres, ressortiront davantage de la description
détaillée qui suit de la présente invention, à lire en se référant aux des-
* sins annexés, dans lesquels: La figure 1 est une coupe illustrant l'étape de traitement d'un substrat semiconducteur correspondant à un premier mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 2 est une vue en plan illustrant l'étape de traitement
du substrat semiconducteur correspondant au premier mode de réalisa-
tion préféré de la présente invention;
Les figures 3 à 6 sont des coupes illustrant les étapes de trai-
tement du substrat semiconducteur correspondant au premier mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 7 est une coupe montrant un bord d'extrémité du substrat semiconducteur; Les figures 8 à 11 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à un second mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 12 à 14 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à une modification du second mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 15 à 18 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à un troisième mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 19 et 20 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à un quatrième mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 21 a 23 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à un cinquième mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 24 à 28 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à un sixième mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 29 à 31 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant à un septième mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 32 est une vue en plan illustrant les étapes de traite- ment du substrat semiconducteur correspondant au septième mode de réalisation préféré de la présente invention; Les figures 33 à 39 sont des coupes illustrant les étapes de traitement du substrat semiconducteur correspondant au septième mode de réalisation préféré de la présente invention; La figure 40 est une coupe d'un substrat SOI;
Les figures 41 à 43 sont des coupes illustrant les étapes clas-
siques de traitement du substrat SOI; et Les figures 44 à 46 sont des coupes illustrant des problèmes
dans les étapes de traitement classiques du substrat SOI.
A. Premier mode de réalisation préféré On va maintenant décrire, en se référant aux figures 1 à 6, un substrat semiconducteur et un procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur correspondant à un premier mode de réalisation préféré de la présente invention. Pour les besoins de l'explication, le substrat
semiconducteur est divisé en quatre sections: une surface principale su-
périeure (sur laquelle des éléments à semiconducteur doivent être for-
més), une section centrale de la surface principale supérieure (comprenant des régions actives), une section de bord comprenant une section qui entoure la section centrale et des surfaces latérales, et une
surface principale inférieure.
A-1. Procédé de traitement En se référant à la figure 1, on note qu'on forme une pellicule d'oxyde de silicium (qu'on appelle ci-après une pellicule d'oxyde) 11, ayant une épaisseur de 10 à 40 nm, de façon à recouvrir entièrement un substrat SOI 10. La pellicule d'oxyde 11 (première pellicule d'oxyde) peut
être formée par oxydation thermique du substrat SOI 10 à une tempéra-
ture de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le procédé de dépôt chimique en
phase vapeur (ou CVD), à une température de l'ordre de 600 à 850 C.
Le substrat SOI 10 a une structure à trois couches comprenant un substrat en silicium monocristallin (substrat en silicium massif) 1, une pellicule d'oxyde enterrée 2 formée sur la surface principale supérieure
du substrat en silicium monocristallin 1, et une couche de silicium mono-
cristallin (qu'on appelle ci-après une couche SOI) 3, formée sur la pellicule d'oxyde enterrée 2. On forme une couche de silicium polycristallin 4 sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat en silicium monocristallin 1. On forme la couche de silicium polycristallin 4 pour piéger des contaminants tels qu'un métal lourd qui sont introduits pendant des étapes de fabrication de tranche. Une structure ayant une telle couche de silicium polycristallin est connue sous le nom de structure à revêtement arrière en silicium polycristallin (ou structure PBC pour "poly-back-coat"). Le substrat SOI fabriqué par le procédé SIMOX (substrat
SIMOX) est employé à titre d'exemple dans la description qui suit.
Premièrement, on forme une pellicule de nitrure de silicium
(qu'on appelle ci-après une pellicule de nitrure) 12, remplissant la fonc-
tion d'une pellicule résistant à l'oxydation, et ayant une épaisseur de 100 à 400 nm, en employant le procédé CVD, à une température de l'ordre de
600 à 850 C, de façon à recouvrir entièrement la pellicule d'oxyde 11.
On forme sélectivement un masque de matière de réserve R1
de façon à recouvrir la section centrale de la surface principale supé-
rieure (sur laquelle les régions actives doivent être formées) du substrat
SOI 10. La figure 2 est une vue en plan du substrat SOI 10, vu d'une po-
sition située au-dessus de sa surface principale supérieure. On ne forme pas le masque de matière de réserve R1 dans la section de bord du substrat SOI 10, comme représenté sur la figure 2. L'étendue du masque
de matière de réserve R1 qui doit être formé est fixée de façon à recou-
vrir entièrement les régions actives dans lesquelles des éléments à semi-
conducteur doivent être formés.
On effectue une attaque par voie sèche en utilisant le masque
de matière de réserve R1 à titre de masque d'attaque, pour enlever sé-
lectivement la pellicule de nitrure 12, de façon que la pellicule de nitrure 12 reste seulement au-dessous du masque de matière de réserve R1,
comme représenté sur la figure 3. Ainsi, la pellicule de nitrure 12 est en-
levée et la pellicule d'oxyde 11 est mise à nu dans la section de bord du substrat SOI 10 qui n'est pas recouverte par le masque de matière de réserve R1. La pellicule de nitrure 12 est enlevée sur la totalité de la surface principale inférieure du substrat SOI 10. On peut employer une attaque par voie humide, utilisant par exemple de l'acide phosphorique
chaud, pour enlever la pellicule de nitrure 12.
A l'étape qui est représentée sur la figure 4, on forme une pelli-
cule d'oxyde 13 (seconde pellicule d'oxyde) en oxydant la section de bord
et la surface principale inférieure du substrat SOI 10. Cette étape d'oxy-
dation est accomplie d'une manière similaire à l'oxydation LOCOS ("Local
Oxidation of Silicon", c'est-à-dire oxydation locale de silicium), en utili-
sant la pellicule d'oxyde 11 qui est à nu sur la section de bord et la sur-
face principale inférieure du substrat SOI 10, à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente. Les conditions à sélectionner pour cette étape d'oxydation sont telles que toute la couche SOI 3, sauf la partie se trouvant sous la pellicule de nitrure 12, soit oxydée. Par exemple, lorsque la couche SOI 3 sous la pellicule de nitrure 12 a une épaisseur de 200 nm, la pellicule
d'oxyde 13 doit avoir une épaisseur au moins égale à 500 nm.
Ensuite, à l'étape représentée sur la figure 5, on enlève la pel-
licule de nitrure 12, et ensuite on réduit de façon appropriée l'épaisseur
de la couche SOI 3 qui se trouvait sous la pellicule de nitrure 12, confor-
mément aux spécifications d'un dispositif à semiconducteur désiré. Ainsi, on amincit la couche SOI 3 en oxydant à nouveau la pellicule d'oxyde 11
pour augmenter son épaisseur. Dans cette étape, I'épaisseur de la pelli-
cule d'oxyde 13 qui est formée sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat SOI 10 est également augmentée. Pour
réduire de 100 nm l'épaisseur de la couche SOI 3, les conditions d'oxy-
dation doivent être fixées de façon que l'épaisseur de la pellicule d'oxyde
1 1 augmente de 200 nm.
A l'étape qui est représentée sur la figure 6, on enlève la pelli-
cule d'oxyde 11 épaissie, en procédant par attaque par voie humide.
A-2. Fonction et effet caractéristiques
Comme décrit ci-dessus, à l'étape d'amincissement de la cou-
che SOI 3, I'épaisseur de la pellicule d'oxyde 13 qui est formée sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat SOI 10 est également réduite. Cependant, du fait que l'épaisseur de la pellicule d'oxyde 13 est a l'origine supérieure à celle de la pellicule d'oxyde 11, et est augmentée à l'étape d'amincissement de la couche SOI 3, la pellicule
d'oxyde 13 n'est pas complètement enlevée pendant l'attaque de la pelli-
cule d'oxyde 11. En outre, la pellicule d'oxyde 13 est formée de façon
que la couche SOI 3 ne reste pas dans la section de bord et sur la sur-
face principale inférieure du substrat SOI 10. Ceci élimine l'inconvénient qui consiste en ce qu'une partie de la couche SOI 3 est décollée en étant transformée en particules en suspension dans l'agent d'attaque, pour
empêcher la formation de défauts des éléments à semiconducteur résul-
tant de la présence des particules, ce qui augmente le rendement de fa-
brication. Au cours d'étapes suivantes, on forme des transistors MOS et des transistors bipolaires dans la couche SOI 3 sur la surface principale supérieure du substrat SOI 10, avec la pellicule d'oxyde 13 formée sur la section de bord et sur la surface principale inférieure de celui-ci, pour fabriquer une mémoire vive dynamique, une mémoire vive statique et un
circuit logique.
A-3. Modifications
Bien que dans la description ci-dessus, la présente invention
soit appliquée au substrat SOI ayant la structure PBC, la présente inven-
tion peut être appliquée à un substrat SOI n'ayant pas une structure
PBC, dans lequel des particules pourraient être produites.
La figure 7 est une coupe d'un bord d'extrémité d'un substrat SOI 100 n'ayant pas une structure PBC. Comme représenté sur la figure 7, lorsque des ions d'oxyde sont implantés dans le substrat en silicium 1 pour former la pellicule d'oxyde enterrée 2, les ions d'oxyde pourraient être implantés dans une section qui devrait être la couche SOI à un bord d'extrémité ME du substrat SOI 100, pour former une pellicule d'oxyde dans cette section. Ensuite, le bord d'extrémité ME n'est pas entièrement
oxydé, mais des régions granulaires de silicium monocristallin (qu'on ap-
pelle ci-après des îlots de silicium, SI) restent partiellement et pourraient circuler sous la forme de particules en passant dans l'agent d'attaque, pendant l'attaque par voie humide de la pellicule d'oxyde. Cependant, comme décrit dans le premier mode de réalisation préféré, la pellicule
d'oxyde 13 qui est formée sur la section de bord et sur la surface princi-
pale inférieure empêche que les îlots de silicium SI ne deviennent des particules. B. Second mode de réalisation préféré Le premier mode de réalisation préféré de la présente invention décrit la structure destinée à empêcher que la couche SOI 3 au bord du
substrat SOI 10 ne soit partiellement décollée en se transformant en par-
ticules. Cependant, dans certains cas, les îlots de silicium qui sont con-
tenus dans la pellicule d'oxyde enterrée 2 pourraient être une source de
particules.
Les îlots de silicium sont envisagés dans ce qui suit. Un en-
semble d'îlots de silicium SI sont présents dans la pellicule d'oxyde en-
terrée 2, comme représenté sur la figure 8. Les îlots de silicium SI sont
produits lorsque la pellicule d'oxyde enterrée 2 est formée par implanta-
tion ionique, et ils sont inhérents dans le substrat SIMOX. Plus précisé-
ment, lorsqu'on implante des ions d'oxygène dans le substrat en silicium pour former la pellicule d'oxyde enterrée 2, des atomes de silicium qui ne réagissent pas avec les ions d'oxygène se combinent ensemble pendant l'étape de recuit du procédé SIMOX, pour former des masses de silicium
qui donnent les îlots de silicium SI.
Du fait qu'un grand nombre des îlots de silicium SI sont pré-
sents dans une partie relativement profonde de la pellicule d'oxyde enter-
rée 2, les îlots en silicium SI, en général, n'apparaissent pas à la surface de la pellicule d'oxyde enterrée 2 si cette dernière est attaquée dans une certaine mesure. Cependant, dans la section de bord du substrat SO 10
dans laquelle la couche SOI 3 et la pellicule d'oxyde enterrée 2 sont re-
lativement minces, comme représenté sur la figure 8, les îlots de silicium SI sont mis à nu par l'attaque et, dans certains cas, ils sont décollés en
se transformant en particules.
Une structure pour réduire les particules qui résultent des îlots
de silicium est décrite ci-après dans un second mode de réalisation pré-
féré du substrat semiconducteur et du procédé de fabrication du disposi-
tif à semiconducteur correspondant à la présente invention, en se réfé-
rant aux figures 8 à 11.
B-1. Procédé de traitement
Premièrement, on forme une pellicule d'oxyde 21 (première pel-
licule d'oxyde) ayant une épaisseur de 10 à 40 nm, de façon à recouvrir entièrement le substrat SOI 10, comme représenté sur la figure 8. On peut former la pellicule d'oxyde 21 par oxydation thermique du substrat SOI 10 à une température de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le procédé
CVD à une température de l'ordre de 600 à 850 C.
Ensuite, on forme sélectivement un masque de matière de ré-
serve R2 de façon à recouvrir la section centrale de la surface principale supérieure (sur laquelle les régions actives doivent être formées) du substrat SOI 10. On fixe l'étendue du masque de matière de réserve R1 à
former de façon à recouvrir entièrement une région dans laquelle les ré-
gions actives doivent être formées.
On effectue une attaque par voie sèche en utilisant le masque
de matière de réserve R2 à titre de masque d'attaque, pour enlever sé-
lectivement des parties de la pellicule d'oxyde 21 et de la couche SOI 3 qui ne sont pas recouvertes par le masque de matière de réserve R2, de façon que la pellicule d'oxyde 21 et la couche SOI 3 restent seulement
sous le masque de matière de réserve R2, comme représenté sur la fi-
gure 9. Ainsi, la pellicule d'oxyde 21 et la couche SOI 3 sont enlevées et la pellicule d'oxyde enterrée 2 est mise à nu dans la section de bord et la
surface principale inférieure du substrat SOI 10 qui ne sont pas recou-
vertes par le masque de matière de réserve R2.
Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R2, et on réduit ensuite de façon appropriée l'épaisseur de la couche SOI 3 qui se trouvait sous le masque de matière de réserve R2, conformément aux spécifications d'un dispositif à semiconducteur désiré, comme représenté sur la figure 10. Ainsi, la couche SOI 3 est amincie par une oxydation supplémentaire de la pellicule d'oxyde 21 pour former une pellicule
d'oxyde 23 (seconde pellicule d'oxyde). Pour réduire de 100 nm l'épais-
seur de la couche SOI 3, on doit fixer les conditions d'oxydation de façon que l'épaisseur de la pellicule d'oxyde 23 soit supérieure de 200 nm à celle de la pellicule d'oxyde 21. A ce moment, on expose à de l'oxygène, remplissant la fonction d'un agent oxydant, la pellicule d'oxyde enterrée 2 dans la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10. Lorsque l'oxygène diffuse dans la pellicule d'oxyde enterrée 2 pour atteindre les îlots de silicium SI, I'oxygène réagit avec le silicium pour former une pellicule d'oxyde de silicium, ce qui conduit à la disparition des îlots de silicium SI B-2. Fonction et effet caractéristiques Comme décrit ci-dessus, dans l'étape d'amincissement de la couche SOI 3, les îlots de silicium SI sont réduits dans la section de bord
du substrat SOI 10 si la pellicule d'oxyde 23 qui est formée pour l'amin-
cissement de la couche SOI 3 est enlevée par attaque par voie humide, comme représenté sur la figure 112. Ceci évite que les îlots de silicium SI
ne soient décollés en étant transformés en particules.
Bien qu'on décrive ci-dessus la disparition des îlots de silicium SI en association avec l'oxydation supplémentaire et l'épaississement de la pellicule d'oxyde 21 pour l'amincissement de la couche SOI 3, il est possible de faire disparaître les îlots de silicium SI dans d'autres étapes d'oxydation qui ne suivent pas l'étape dans laquelle la section de bord du
substrat SOI 10 est soumise à une attaque par voie humide.
B-3. Modifications du procédé de traitement
Bien que dans le second mode de réalisation préféré de la pré-
sente invention, comme décrit ci-dessus, les îlots de silicium SI dispa-
raissent en association avec l'oxydation supplémentaire et l'épaississe-
ment de la pellicule d'oxyde 21 pour l'amincissement de la couche SOI 3, il est possible d'enlever la pellicule d'oxyde enterrée 2 dans la section de bord du substrat SOI 10, pour empêcher que les îlots de silicium SI ne
deviennent des particules.
Plus précisément, comme représenté sur la figure 12, on forme la pellicule d'oxyde 21 de façon à recouvrir entièrement le substrat SOI , et on forme sélectivement le masque de matière de réserve R2 de façon à recouvrir la section centrale de la surface principale supérieure
du substrat SOI 10.
On effectue une attaque par voie sèche en utilisant le masque
de matière de réserve R2 à titre de masque d'attaque, pour enlever sé-
lectivement des parties de la pellicule d'oxyde 21, de la couche SOI 3 et de la pellicule d'oxyde enterrée 2 qui ne sont pas recouvertes par le masque de matière de réserve R2, en ordre séquentiel, de façon que la pellicule d'oxyde 21, la couche SOI 3 et la pellicule d'oxyde enterrée 2
restent seulement sous le masque de matière de réserve R2, comme re-
présenté sur la figure 13. On effectue également une telle attaque par voie sèche sur la surface principale inférieure du substrat SOI 10, pour ainsi mettre a nu le substrat en silicium 1 (substrat sous-jacent) dans la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10 qui
ne sont pas recouverts par le masque de matière de réserve R2.
Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R2, et on réduit ensuite de façon appropriée l'épaisseur de la couche SOI 3 qui se trouvait sous le masque de matière de réserve R2, conformément aux spécifications d'un dispositif à semiconducteur désiré, comme représenté sur la figure 14. Ainsi, la couche SOI 3 est amincie par une oxydation supplémentaire de la pellicule d'oxyde 21, pour former la pellicule d'oxyde 23. A ce moment, une pellicule d'oxyde 24 est formée sur la
surface à nu du substrat en silicium 1.
L'enlèvement de la pellicule d'oxyde enterrée 2 dans la section de bord du substrat SOI 10, par attaque par voie sèche, permet de faire disparaître les îlots de silicium SI dans la section de bord du substrat SOI 10, ce qui évite que les îlots de silicium SI ne deviennent des particules pendant l'enlèvement, par l'attaque par voie humide, de la pellicule
d'oxyde 23 qui est formée pour l'amincissement de la couche SOI 3.
C. Troisième mode de réalisation préféré
Les premier et second modes de réalisation préférés de la pré-
sente invention décrivent la structure pour éviter que la couche SOI 3 dans la section de bord du substrat SIMOX ne produise les particules, et la structure pour éviter que les îlots de silicium dans la pellicule d'oxyde enterrée du substrat SIMOX ne produisent les particules. Cependant,
dans certains cas, des particules pourraient être produites dans le subs-
trat SOI fabriqué par le procédé d'assemblage (substrat assemblé).
On fabrique le substrat assemblé en formant une pellicule d'oxyde sur une surface principale supérieure (sur laquelle des éléments à semiconducteur doivent être formés) d'un premier substrat en silicium, en assemblant un second substrat en silicium sur une surface supérieure
de la pellicule d'oxyde, et en polissant le second substrat en silicium jus-
qu'a une épaisseur prédéterminée, pour produire ainsi une structure SOI.
La figure 15 est une coupe de la section de bord d'un substrat SOI 200
qui est formé de cette manière.
En se référant à la figure 15, on note que le substrat en silicium 1, une pellicule d'oxyde formée sur le substrat, 7, qui est formée sur la surface principale supérieure du substrat en silicium 1, et une couche de silicium 8 formée sur la pellicule d'oxyde 7, constituent une structure
SOI. La pellicule d'oxyde formée sur le substrat, 7, correspond à la pelli-
cule d'oxyde enterrée, et la couche de silicium 8 correspond à la couche
SOI.
Dans le substrat SOI 200 ayant la structure ci-dessus, la pelli-
cule d'oxyde formée sur le substrat, 7, et la couche de silicium 8 ne sont pas parfaitement chanfreinées dans la section de bord, mais présentent dans certains cas une configuration périphérique irrégulière ou grossière de façon continue, en vue en plan. La périphérie irrégulière ou grossière
s'exfolie quelquefois en particules pendant le transport du substrat.
En outre, un agent d'attaque pourraient entrer dans la section de bord à l'endroit auquel la pellicule d'oxyde formée sur le substrat, 7,
est mise à nu pendant l'attaque par voie humide pour enlever partielle-
ment la pellicule d'oxyde formée sur le substrat, 7. La figure 16 est une
vue détaillée d'une zone W qui est représentée sur la figure 15.
En se référant à la figure 16, on note qu'une partie de la pelli-
cule d'oxyde formée sur le substrat, 7, au bord de la couche SOI 8, est
enlevée, ce qui fait que la couche SOI 8 est partiellement en surplomb.
Dans ces conditions, la couche SOI 8 est susceptible de s'exfolier en se
transformant en particules.
On décrit ci-après une structure pour réduire la formation des
particules dans le substrat assemblé, dans un troisième mode de réalisa-
tion préféré du substrat semiconducteur, et le procédé de fabrication du dispositif à semiconducteur correspondant à la présente invention, en se
référant aux figures 17 et 18.
C-1 Procédé de fabrication En se référant à la figure 17, on note qu'on forme une pellicule d'oxyde 31 (première pellicule d'oxyde), ayant une épaisseur de 10 à 40 nm, de façon à recouvrir entièrement le substrat SOI 200. On peut former la pellicule d'oxyde 31 par oxydation thermique du substrat SOI 200 à une température de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le procédé CVD à
une température de l'ordre de 600 à 850 C.
Ensuite, on forme par le procédé CVD, à une température de I'ordre de 600 à 850 C, une pellicule de nitrure 32 (pellicule résistant à l'oxydation), ayant une épaisseur de 100 à 400 nm, de façon à recouvrir
entièrement la pellicule d'oxyde 31.
On forme ensuite sélectivement un masque de matière de ré-
serve R3 de façon à recouvrir la section centrale de la surface principale supérieure (sur laquelle les régions actives doivent être formées) du
substrat SOI 200.
On effectue une attaque par voie sèche en utilisant le masque
de matière de réserve R3 à titre de masque d'attaque, pour enlever sé-
lectivement la pellicule de nitrure 32, et ensuite on enlève le masque de matière de réserve R3 pour laisser la pellicule de nitrure 32 seulement
dans la section centrale de la surface principale supérieure. Ainsi, la pel-
licule de nitrure 32 est enlevée et la pellicule d'oxyde 31 est mise à nu dans une zone qui s'étend à partir de la section de bord de la couche SOI
8 jusqu'à la section de bord et à la surface principale inférieure du subs-
trat en silicium 1 qui n'a pas été recouverte par le masque de matière de réserve R3. On enlève la pellicule de nitrure 32 sur toute l'étendue de la surface principale inférieure du substrat SOI 200. On peut employer une attaque par voie humide, utilisant par exemple de l'acide phosphorique
chaud, pour enlever la pellicule de nitrure 32.
Dans l'étape qui est représentée sur la figure 18, on forme une pellicule d'oxyde 33 (seconde pellicule d'oxyde) en oxydant la zone qui
s'étend à partir de la section de bord de la couche SOI 8 jusqu'à la sec-
tion de bord et la surface principale inférieure du substrat en silicium 1.
Cette étape d'oxydation est effectuée d'une manière similaire à l'oxyda-
tion LOCOS, en utilisant à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente la pelli-
cule d'oxyde 31 qui est à nu dans la zone s'étendant à partir de la sec-
tion de bord de la couche SOI 8 jusqu'à la section de bord et la surface principale inférieure du substrat en silicium 1. Les conditions à
sélection-
ner pour cette étape d'oxydation sont telles que toute la couche SOI 8,
sauf sous la pellicule de nitrure 32, soit oxydée.
On enlève la pellicule de nitrure 32, et ensuite on réduit de fa-
çon appropriée l'épaisseur de la couche SOI 8 qui se trouvait sous la pellicule de nitrure 32, conformément aux spécifications d'un dispositif à semiconducteur désiré. Une telle étape d'amincissement de pellicule du troisième mode de réalisation préféré est similaire à celle du premier mode de réalisation préféré décrit en se référant aux figures 5 et 6, et on
omettra sa description ici.
C-2. Fonction et effet caractéristiques Dans le substrat SOI 200 qui est le substrat assemblé, comme décrit ci-dessus, on forme la pellicule d'oxyde 33 dans la zone s'étendant à partir de la section de bord de la couche SOI 8 jusqu'à la section de bord et la surface principale inférieure du substrat en silicium 1. Ceci évite que la pellicule d'oxyde formée sur le substrat, 7, et la couche de silicium 8 ne s'exfolient à leurs bords en se transformant en particules, pendant le transport du substrat SOI 200, et sous l'effet de l'attaque par
voie humide pendant l'étape d'amincissement de la couche SOI 8.
D. Quatrième mode de réalisation préféré Les premier à troisième modes de réalisation préférés de la présente invention décrivent la réduction de la formation des particules
dans le substrat SOI. Cependant, dans certains cas, une couche de sili-
cium polycristallin pourrait s'exfolier en particules dans un substrat en silicium massif ayant la structure PBC. Plus précisément, comme indiqué en se référant à la figure 44, la couche de silicium polycristallin est
constituée par une multiplicité de grains monocristallins. Pendant l'oxy-
dation de la couche de silicium polycristallin, I'oxygène remplissant la fonction d'un agent oxydant, entre dans les interstices entre les grains monocristallins pour former des pellicules d'oxyde qui entourent les grains monocristallins. Dans de telles circonstances, si la pellicule
d'oxyde est enlevée par attaque par voie humide, il y a une forte proba-
bilité que les grains monocristallins soient décollés en se transformant en particules. On décrit ci-après une structure pour réduire la formation des particules dans le substrat en silicium massif, dans un quatrième mode
de réalisation préféré du substrat semiconducteur, et le procédé de fabri-
cation du dispositif a semiconducteur correspondant a la présente inven-
tion, en se référant aux figures 19 et 20.
D-1. Procédé de traitement En se référant à la figure 19, on note qu'on forme la couche de silicium polycristallin 4 sur la section de bord et la surface principale in-
férieure du substrat en silicium monocristallin (substrat en silicium mas-
sif) 1. On appelle ci-après substrat en silicium 300 un substrat qui est
constitué par le substrat en silicium 1 et la couche de silicium polycristal-
lin 4.
Comme représenté sur la figure 19, on forme une pellicule d'oxyde 41 (première pellicule d'oxyde) ayant une épaisseur de 10 à 40 nm, de façon à recouvrir entièrement le substrat en silicium 300. On peut
former la pellicule d'oxyde 41 par oxydation thermique du substrat en si-
licium 300 à une température de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le pro-
cédé CVD à une température de l'ordre de 600 à 850 C.
On forme ensuite par le procédé CVD une pellicule de nitrure 42 (pellicule résistant à l'oxydation), ayant une épaisseur de 100 à 400 nm, à une température de l'ordre de 600 à 850 C, de façon à recouvrir
entièrement la pellicule d'oxyde 41.
On forme ensuite sélectivement un masque de matière de ré-
serve R4, de façon à recouvrir la section centrale de la surface principale supérieure (sur laquelle les régions actives doivent être formées) du
substrat en silicium 300.
On effectue une attaque par voie sèche, en utilisant le masque
de matière de réserve R4 à titre de masque d'attaque, pour enlever sé-
lectivement la pellicule de nitrure 42, et ensuite on enlève le masque de matière de réserve R4 pour laisser la pellicule de nitrure 42 seulement
dans la section centrale de la surface principale supérieure. Ainsi, la pel-
licule de nitrure 42 est enlevée et la pellicule d'oxyde 41 est mise à nu
dans la section de bord du substrat en silicium 300 qui n'a pas été recou-
verte par le masque de matière de réserve R4. On enlève la pellicule de
nitrure 42 sur toute l'étendue de la surface principale inférieure du subs-
trat en silicium 300. On peut employer une attaque par voie humide, utili-
sant par exemple de l'acide phosphorique à des températures élevées,
pour enlever la pellicule de nitrure 42.
A l'étape qui est représentée sur la figure 20, on forme une pellicule d'oxyde 43 (seconde pellicule d'oxyde) sur la section de bord et
sur la surface principale inférieure du substrat en silicium 300. On effec-
tue cette étape d'oxydation d'une manière similaire à l'oxydation LOCOS, en utilisant à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente la pellicule d'oxyde 41 qui est à nu dans une zone s'étendant à partir de la section de bord jusqu'à la surface principale inférieure du substrat en silicium 300. Les conditions à sélectionner pour cette étape d'oxydation sont telles que la pellicule d'oxyde 43 soit suffisamment épaisse pour éviter que la totalité de la couche de silicium polycristallin 4 ne soit oxydée et pour qu'elle soit difficile à enlever par l'étape suivante d'attaque par voie humide, soit par
exemple une épaisseur de 400 à 500 nm.
0-2. Fonction et effet caractéristiques Comme décrit ci-dessus, la pellicule d'oxyde 43 est formée de
façon à s'étendre à partir de la section de bord jusqu'à la surface princi-
pale inférieure du substrat en silicium 300, et elle a une épaisseur telle qu'elle ne soit pas aisément enlevée par attaque par voie humide. Par conséquent, si l'agent d'oxydation entre dans les interstices entre les
* grains monocristallins de la couche de silicium polycristallin 4, pour for-
mer la pellicule d'oxyde entourant les grains monocristallins, la couche de silicium polycristallin 4 ne peut pas être décollée et transformée en
particules pendant l'attaque par voie humide.
E. Cinquième mode de réalisation préféré E-1. Procédé de traitement
On décrira un cinquième mode de réalisation préféré du subs-
trat semiconducteur et du procédé de fabrication du dispositif à semicon-
ducteur correspondant à la présente invention, en se référant aux figures
21 à 23 qui montrent les étapes de traitement.
Premièrement, comme représenté sur la figure 21, on forme une
pellicule d'oxyde 51 de façon à recouvrir entièrement le substrat SOI 10.
On peut former la pellicule d'oxyde 51 par oxydation thermique du subs-
trat SOI 10 à une température de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le pro-
cédé CVD à une température de l'ordre de 600 à 850 C. On forme la cou-
che de silicium polycristallin 4 sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat en silicium 1, pour constituer la structure PBC. Comme représenté sur la figure 22, on forme sélectivement un masque de matière de réserve R5 de façon à recouvrir la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10. Dans la section
centrale de la surface principale supérieure du substrat SOl 10, le mas-
que de matière de réserve R5 n'est pas formé et la pellicule d'oxyde 51
est à nu. On enlève sélectivement la pellicule d'oxyde 51 à nu par atta-
que par voie humide.
Ensuite, on enlève le masque de matière de réserve R5 pour produire une structure qui est représentée sur la figure 23, dans laquelle
la pellicule d'oxyde 51 recouvre la section de bord et la surface princi-
pale inférieure du substrat en silicium 1, et la couche SOI 3 est à nu dans la section centrale de la surface principale supérieure du substrat SOI
10.
E-2. Fonction et effet caractéristiques L'étape consistant à réduire de façon appropriée l'épaisseur de la couche SOI 3 à nu, conformément aux spécifications d'un dispositif à
semiconducteur désiré, est similaire à celle du premier mode de réalisa-
tion préféré, décrit en relation avec les figures 5 et 6, et sa description
sera omise ici. La pellicule d'oxyde 51 n'est pas complètement enlevée à l'étape de réduction de l'épaisseur de la couche SOI 3. Le cinquième mode de réalisation préféré ne présente pas le problème consistant en ce que la couche SOI 3 au-dessous de la pellicule d'oxyde 51 est décollée en étant transformée en particules en suspension dans l'agent d'attaque, de façon à éviter la formation de défauts des éléments à semiconducteur
qui résultent de la présence des particules, ce qui a pour effet d'aug-
menter le rendement de fabrication.
En outre, le fait de fixer l'épaisseur de la pellicule d'oxyde 51 à
une épaisseur pour l'amincissement de la couche SOI 3 élimine la néces-
sité de former à nouveau la pellicule d'oxyde pour l'étape d'amincisse-
ment. Dans ce but, I'épaisseur de la pellicule d'oxyde 51 doit être fixée
de façon que l'épaisseur de la couche SOI 3 soit conforme aux spécifica-
tions du dispositif à semiconducteur désiré.
F. Sixième mode de réalisation préféré F-1. Procédé de traitement On décrira un sixième mode de réalisation préféré du substrat
semiconducteur et du procédé de fabrication du dispositif à semiconduc-
teur correspondant à la présente invention, en se référant aux figures 24
à 28 qui montrent les étapes de traitement.
Premièrement, comme représenté sur la figure 24, on forme une pellicule d'oxyde 61 (première pellicule d'oxyde) ayant par exemple une épaisseur de 160 nm, de façon qu'elle recouvre entièrement le substrat SOI 10. On fixe l'épaisseur de la pellicule d'oxyde 61 à l'épaisseur pour
l'amincissement de la couche SOI 3. Ainsi, on fixe l'épaisseur de la pelli-
cule d'oxyde 61 de façon que l'épaisseur de la couche SOI 3 soit con-
forme aux spécifications d'un dispositif à semiconducteur désiré. La fi-
gure 25 montre les détails d'une zone Z qui est représentée sur la figure
24.
On peut former la pellicule d'oxyde 61 par oxydation thermique du substrat SOI 10 à une température de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le procédé CVD à une température de l'ordre de 600 à 850 C. On forme
la couche de silicium polycristallin 4 sur la section de bord et sur la sur-
face principale inférieure du substrat en silicium 1, pour constituer la
structure PBC.
Ensuite, comme représente sur la figure 26, on forme une pelli-
cule de nitrure 62 (pellicule résistant à l'oxydation), ayant une épaisseur de 100 à 400 nm, de façon à recouvrir la section centrale de la surface
principale supérieure (sur laquelle les régions actives doivent être for-
mées) du substrat SOI 10. Le processus pour former la pellicule de ni-
trure 62 comprend la formation de la pellicule de nitrure 62 de façon à recouvrir entièrement le substrat SOI 10 par le procédé CVD, la formation
d'un masque de matière de réserve de façon à recouvrir la section cen-
trale de la surface principale supérieure du substrat SOI 10, et l'enlève-
ment sélectif de la pellicule de nitrure 62, par attaque par voie sèche, en
utilisant le masque de matière de réserve à titre de masque d'attaque.
A l'étape qui est représentée sur la figure 27, on forme une pellicule d'oxyde 63 (seconde pellicule d'oxyde) en oxydant la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10. On effectue cette étape d'oxydation d'une manière similaire à l'oxydation LOCOS, en utilisant à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente la pellicule d'oxyde 61 qui est à nu sur la section de bord et la surface principale inférieure du
substrat SOI 10. Les conditions à sélectionner pour cette étape d'oxyda-
tion sont telles que toute la couche SOI 3, sauf la partie située sous la pellicule de nitrure 62, soit oxydée. Par exemple, lorsque la couche SOI 3 sous la pellicule de nitrure 62 a une épaisseur de 200 nm, la pellicule
d'oxyde 63 doit avoir une épaisseur au moins égale à 500 nm.
Comme représenté sur la figure 28, on enlève la pellicule de nitrure 62, et ensuite on enlève la pellicule d'oxyde 61 qui se trouvait
sous la pellicule de nitrure 62. Ceci donne la couche SOI 3 ayant l'épais-
seur conforme aux spécifications du dispositif à semiconducteur désiré.
Comme envisagé ci-dessus, le fait de fixer l'épaisseur de la
pellicule d'oxyde sous-jacente à l'épaisseur appropriée pour l'amincisse-
ment de la couche SOI permet de réduire le nombre de fois que la pelli-
cule d'oxyde est formée. Il va sans dire que ce processus peut être ap-
pliqués aux second, troisième et cinquième modes de réalisation préférés
de la présente invention, décrits ci-dessus.
F-2. Fonction et effet caractéristiques Comme décrit ci- dessus, dans l'étape d'amincissement de la couche SOI 3, I'épaisseur de la pellicule d'oxyde 63 qui est formée sur la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10 est également réduite. Cependant, du fait que l'épaisseur de la pellicule d'oxyde 63 est à l'origine supérieure à celle de la pellicule d'oxyde 61, la pellicule d'oxyde 63 n'est pas complètement enlevée pendant l'attaque de la pellicule d'oxyde 61. En outre, la pellicule d'oxyde 63 est formée de façon que la couche SOI 3 ne soit pas laissée sur la section de bord et la
surface principale inférieure du substrat SOI 10. Ceci élimine l'inconvé-
nient qui consiste en ce qu'une partie de la couche SOI 3 est décollée et transformée en particules en suspension dans l'agent d'attaque, de façon
à éviter la formation de défauts des éléments à semiconducteur qui ré-
sultent de la présence des particules, ce qui augmente le rendement de fabrication.
De plus, le sixième mode de réalisation préféré exige deux éta-
pes de formation de la pellicule d'oxyde, ce qui procure une réduction du nombre d'étapes. Le sixième mode de réalisation préféré exige une seule étape d'oxydation associée a l'amincissement de la couche SOI, ce qui
permet d'obtenir une meilleure maîtrise de l'épaisseur de la couche SOI.
G. Septième mode de réalisation préféré Dans les premier a sixième modes de réalisation préférés dé- crits ci-dessus, on effectue exclusivement le traitement de la section de bord du substrat SOI ou du substrat en silicium massif. Cependant, il va sans dire que les étapes de fabrication d'éléments a semiconducteur dans la section centrale de la surface principale supérieure (sur laquelle les régions actives doivent être formées) du substrat SOI ou du substrat
en silicium massif, peuvent être accomplies en même temps que l'accom-
plissement des étapes de traitement de la section de bord.
En se référant aux figures 29 à 32, on décrira un processus pour accomplir les étapes de fabrication d'éléments à semiconducteur
dans la section centrale, en même temps que l'accomplissement des éta-
pes de traitement du substrat SOI du sixième mode de réalisation préfé-
re. En se référant aux figures 33 à 39, on décrira un processus pour ac-
complir les étapes de fabrication d'éléments a semiconducteur dans la section centrale en même temps que l'accomplissement des étapes de traitement du substrat SOI d'une combinaison des cinquième et sixième
modes de réalisation préférés.
On utilise des symboles de référence semblables pour désigner
des éléments identiques a ceux des cinquième et sixième modes de réa-
lisation préférés, et on ne présentera pas une description redondante.
G-1. Modification du sixième mode de réalisation préféré Premièrement, comme représenté sur la figure 29, on forme la
pellicule d'oxyde 61 ayant par exemple une épaisseur de 160 nm, de fa-
çon à recouvrir entièrement le substrat SOI 10. On forme la couche de silicium polycristallin 4 sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat en silicium 1, pour constituer la structure PBC. On forme la pellicule de nitrure 62, ayant une épaisseur de 100 à 400 nm, de
façon a recouvrir entièrement la pellicule d'oxyde 61.
On forme sélectivement un masque de matière de réserve R6 sur la section centrale de la surface principale supérieure du substrat
SOI 10.
Ensuite, on effectue une attaque par voie sèche en utilisant le
masque de matière de réserve R6 à titre de masque d'attaque, pour enle-
ver sélectivement la pellicule de nitrure 62. de façon que la pellicule de nitrure 62 reste seulement sous le masque de matière de réserve R6.
A l'étape qui est représentée sur la figure 30, on forme la pelli-
cule d'oxyde 63 en oxydant la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10. On effectue cette étape d'oxydation d'une manière similaire à l'oxydation LOCOS, en utilisant à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente la pellicule d'oxyde 61 qui est a nu sur la section
centrale de la surface principale supérieure. la section de bord et la sur-
face principale inférieure du substrat SOI 10. Les conditions à sélection-
ner pour cette étape d'oxydation sont telles que toute la couche SOI 3, à l'exception de la partie se trouvant au-dessous de la pellicule de nitrure
62, soit oxydée. Par conséquent, lorsque la couche SOI 3 sous la pelli-
cule de nitrure 62 a une épaisseur de 200 nm, la pellicule d'oxyde 63 doit avoir une épaisseur d'au moins 500 nm. La partie de la pellicule d'oxyde
63 qui se trouve sur la section centrale de la surface principale supé-
rieure du substrat SOI 10 remplit la fonction d'une pellicule d'oxyde de
champ (pellicule d'oxyde LOCOS).
A l'étape qui est représentée sur la figure 31, on enlève la pel-
licule de nitrure 62, et ensuite on enlève la pellicule d'oxyde 61 qui était placée sous la pellicule de nitrure 62. Ceci donne la couche SOI 3 ayant l'épaisseur conforme aux spécifications du dispositif à semiconducteur désiré. A ce moment, l'épaisseur de la pellicule d'oxyde 63 qui est formée sur la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI
est également réduite. Cependant, du fait que l'épaisseur de la pelli-
cule d'oxyde 63 est a l'origine supérieure à celle de la pellicule d'oxyde
61, la pellicule d'oxyde 63 n'est pas complètement enlevée pendant l'at-
taque de la pellicule d'oxyde 61.
La figure 32 est une vue en plan du substrat SOI 10, vu depuis une position située au-dessus de la surface principale supérieure. La pellicule d'oxyde 63 est formée sur la section de bord du substrat SOI 10, et des régions actives AR sont formées dans sa section centrale, comme
représenté sur la figure 32.
Ensuite, on fabrique des éléments a semiconducteur dans les régions actives AR respectives qui sont définies par la pellicule d'oxyde de champ. Pendant la fabrication, la pellicule d'oxyde 63 recouvre la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10, et la pellicule d'oxyde 63 est formée de façon que la couche SOI 3 ne reste
pas dans la section de bord et la surface principale supérieure du subs-
trat SOI 10. Ceci élimine l'inconvénient qui consiste en ce qu'une partie de la couche SOI 3 est décollée en étant transformée en particules en
suspension dans l'agent d'attaque, de façon à éviter la formation de dé-
fauts des éléments à semiconducteur qui résultent de la présence des
particules, ce qui augmente le rendement de fabrication.
G-2. Modification de la combinaison des cinquième et sixième modes de réalisation préférés Premièrement, comme représenté sur la figure 33, on forme la
pellicule d'oxyde 61, ayant par exemple une épaisseur de 160 nm, de fa-
çon à recouvrir entièrement le substrat SOI 10. On forme la couche de silicium polycristallin 4 sur la section de bord et sur la surface principale inférieure du substrat en silicium 1, pour constituer la structure PBC. On forme la pellicule de nitrure 62 ayant une épaisseur de 100 à 400 nm, de
façon à recouvrir entièrement la pellicule d'oxyde 61.
On forme sélectivement un masque de matière de réserve R7 de façon à recouvrir la section de bord et la surface principale inférieure de la pellicule de nitrure 62, comme représenté sur la figure 34. Dans la section centrale de la surface principale supérieure du substrat SOI 10, le masque de matière de réserve R7 n'est pas formé, et la pellicule de
nitrure 62 est à nu. On enlève la pellicule de nitrure 62 à nu, en procé-
dant par attaque par voie sèche, et on enlève par attaque par voie hu-
mide la pellicule d'oxyde 61 qui se trouve au-dessous. La couche SOI 3
est alors à nu.
Comme représenté sur la figure 35, on forme sur la section centrale de la surface principale supérieure une pellicule d'oxyde 71 ayant par exemple une épaisseur de 30 nm. On peut former la pellicule
d'oxyde 71 par oxydation thermique du substrat SOI 10 à une tempéra-
ture de l'ordre de 700 à 1100 C, ou par le procédé CVD à une tempéra-
ture de l'ordre de 600 à 850 C. Ensuite, on forme une pellicule de nitrure 72 (pellicule résistant a l'oxydation), ayant par exemple une épaisseur de nm, de façon à recouvrir entièrement le substrat SOI 10. On forme
sélectivement un masque de matière de réserve R8 sur la section cen-
trale de la surface principale supérieure du substrat SOI 10.
On effectue une attaque par voie sèche, en utilisant le masque
de matière de réserve R8 à titre de masque d'attaque, pour enlever sé-
lectivement la pellicule de nitrure 72, de façon que la pellicule de nitrure 72 reste seulement sous le masque de matière de réserve R8, comme représenté sur la figure 36. Dans la section de bord du substrat SOI 10, on enlève la pellicule de nitrure 72, mais on laisse la pellicule de nitrure
62 qui se trouvait au-dessous de la pellicule de nitrure 72.
A l'étape qui est représentée sur la figure 37, on forme une pellicule d'oxyde 73 en oxydant la section de bord et la surface principale inférieure du substrat SOI 10. On effectue cette étape d'oxydation d'une manière similaire à l'oxydation LOCOS, en utilisant à titre de pellicule d'oxyde sous-jacente la pellicule d'oxyde 71 qui est à nu dans la section
centrale de la surface principale supérieure, la section de bord et la sur-
face principale inférieure du substrat SOI 10. Les conditions à sélection-
ner pour cette étape d'oxydation sont telles que toute la couche SOI 3
soit oxydée, à l'exception de la partie se trouvant sous la pellicule de ni-
trure 72. Par exemple, lorsque la couche SOI 3 sous la pellicule de ni-
trure 72 a une épaisseur de 200 nm, la pellicule d'oxyde 63 doit avoir une épaisseur d'au moins 500 nm. Une partie de la pellicule d'oxyde 73 qui se trouve sur la section centrale de la surface principale supérieure du substrat SOI 10 remplit la fonction d'une pellicule d'oxyde de champ (pellicule d'oxyde LOCOS). Une partie de la pellicule d'oxyde 73 qui est
placée sur la section de bord est jointe à la pellicule d'oxyde 61.
A l'étape qui est représentée sur la figure 38, on enlève la pel-
licule de nitrure 72, par attaque par voie sèche. A ce moment, la pellicule de nitrure 62 est également attaquée sur la section de bord du substrat SOI 10. Cependant, du fait que l'épaisseur de la pellicule de nitrure 62 est supérieure à celle de la pellicule de nitrure 72, la pellicule de nitrure
62 n'est pas complètement enlevée.
La figure 39 montre des transistors MOS formés dans les ré-
gions actives du substrat SOI 10. En se référant à la figure 39, on note qu'après avoir formé les transistors MOS MT dans les régions actives, on recouvre la surface principale supérieure du substrat SOI 10 avec une pellicule d'isolation inter-couche IL, et on forme sélectivement un masque de matière de réserve R9 sur la pellicule d'isolation inter- couche IL. On enlève sélectivement la pellicule d'isolation inter- couche IL en utilisant le masque de matière de réserve R9 a titre de masque d'attaque. Dans ces conditions, la pellicule de nitrure 62 qui recouvre la section de bord et la surface principale inférieure élimine l'inconvénient consistant en ce
qu'une partie de la couche SOI 3 est décollée et transformée en particu-
les en suspension dans l'agent d'attaque.
Dans la description ci-dessus, on utilise dans la section de bord
du substrat SOI 10 une structure à deux couches qui est constituée par la pellicule d'oxyde et par la pellicule de nitrure. On peut cependant utiliser à la place de la structure à deux couches une structure à trois couches
constituée par une pellicule d'oxyde, une pellicule de nitrure et une pelli-
cule d'oxyde. L'utilisation de la structure à trois couches permet à la pel-
licule d'oxyde supérieure de remplir la fonction d'un masque s'opposant à l'attaque de la pellicule de nitrure pendant l'enlèvement de la pellicule de
nitrure après l'oxydation LOCOS, empêchant ainsi l'attaque de la pelli-
cule de nitrure dans la section de bord.
Bien que la pellicule de nitrure soit formée dans une position prévue pour empêcher l'oxydation dans les premier à septième modes de réalisation préférés de la présente invention, comme décrit ci-dessus, la pellicule remplissant la fonction d'une masque contre l'oxydation n'est
pas limitée à la pellicule de nitrure. On peut utiliser n'importe quelle pel-
licule résistant à l'oxydation qui est imperméable à l'oxygène remplissant
la fonction d'un agent d'oxydation et qui n'est pas oxydée elle-même.
Bien que l'invention ait été décrite en détail, la description pré-
cédente est dans tous ses aspects illustrative et non restrictive. Il faut noter que de nombreux autres changements et modifications peuvent être
envisagés sans sortir du cadre de l'invention.
Claims (15)
1. Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur utili-
sant un substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une seconde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord, ce procédé étant caractérisé par en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) on forme une première pellicule d'oxyde (11, 31, 61) de façon à recouvrir la section centrale et la section
de bord du substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement une pel-
licule résistant à l'oxydation (12, 32, 62) sur la première pellicule d'oxyde dans la section centrale; (c) on oxyde à nouveau la section de bord du
substrat semiconducteur, en utilisant à titre de masque la pellicule résis-
tant à l'oxydation, pour former une seconde pellicule d'oxyde (13, 33, 43, 63) dans la section de bord, cette seconde pellicule d'oxyde étant plus épaisse que la première pellicule d'oxyde; et (d) on forme des éléments à
semiconducteur dans les régions actives.
2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat semiconducteur est un substrat SOI formé par une technique
SIMOX; le substrat semiconducteur comprend une pellicule d'oxyde enter-
rée (2) et une couche SOI (3) formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale; et l'étape (c) comprend l'étape (c-1) consistant à former la seconde pellicule d'oxyde (13) de façon à oxyder complètement la couche SOI s'étendant dans la section de bord, et à oxyder une partie de la section de bord qui n'a pas
été oxydée.
3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le
substrat semiconducteur est un substrat SOI formé par une technique d'as-
semblage; le substrat semiconducteur comprend une pellicule d'oxyde for-
mée sur le substrat (7) et une couche SOI (8), formées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale; et l'étape (c) comprend l'étape (c-1) consistant à former la seconde pellicule d'oxyde (33) de façon à oxyder complètement la couche SOI s'étendant dans la section de bord, et à oxyder une partie de la section de bord
qui n'a pas été oxydée.
4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le substrat semiconducteur est un substrat en silicium massif; le substrat semiconducteur comprend une couche de silicium polycristallin (4) formée sur la section de bord et sur la seconde surface principale; et l'étape (c) comprend l'étape (c-1) consistant a former la seconde pellicule d'oxyde (43) de façon que la couche de silicium polycristallin précitée ne soit pas
complètement oxydée.
5. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que I'étape (a) comprend l'étape qui consiste à former la première pellicule
d'oxyde de façon que l'épaisseur de la couche SOI dans la section cen-
trale soit réduite à une épaisseur en accord avec la formation d'éléments
à semiconducteur.
6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que I'étape (b) comprend l'étape qui consiste à former un motif de la pellicule résistant à l'oxydation conformément au motif d'une pellicule d'oxyde de champ définissant les régions actives dans la section centrale, et l'étape (c) comprend l'étape consistant à former la seconde pellicule d'oxyde sous la forme de la pellicule d'oxyde de champ, conformément au motif
de la pellicule résistant à l'oxydation dans la section centrale.
7. Procédé de fabrication d'un dispositif a semiconducteur
utilisant un substrat semiconducteur ayant une première surface princi-
pale, une seconde surface principale opposée à la première surface prin-
cipale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant
une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être for-
mées, et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) on forme une pellicule d'oxyde (51) de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord
du substrat semiconducteur; (b) on forme un masque de matière de ré-
serve (R5) sur la pellicule d'oxyde, sauf dans la section centrale; (c) on
enlève sélectivement la pellicule d'oxyde dans la section centrale en uti-
lisant le masque de matière de réserve à titre de masque d'attaque, pour mettre à nu le substrat semiconducteur, en laissant la pellicule d'oxyde dans la section de bord; et (d) on forme des éléments à semiconducteur
dans les régions actives.
8. Procédé selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend en outre l'étape (e) consistant à former une pellicule résistant
à l'oxydation (62) sur la pellicule d'oxyde dans la section de bord.
9. Procédé selon la revendication 7 ou 8, caractérisé en ce que le substrat semiconducteur est un substrat SOI qui est formé par une technique SIMOX; le substrat semiconducteur comprend une pellicule d'oxyde enterrée (2) et une couche SOI (3) formées en une relation de
superposition séquentielle sur la totalité de la première surface princi-
pale; et l'étape (a) comprend l'étape qui consiste à former la pellicule
d'oxyde de façon que l'épaisseur de la couche SOI dans la section cen-
trale soit réduite à une épaisseur en accord avec la formation d'éléments
à semiconducteurs.
10. Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur uti-
lisant un substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une seconde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées, et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord, le substrat semiconducteur étant un
substrat SOI qui est formé par une technique SIMOX, le substrat semi-
conducteur comprenant une pellicule d'oxyde enterrée (2) et une couche
SOI (3) formées en une relation de superposition séquentielle sur la tota-
lité de la première surface principale, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) on forme une première pellicule d'oxyde (21) de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord du substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement un masque de matière de réserve (R2) sur la première pellicule d'oxyde dans la section centrale; (c) on enlève sélectivement la première pellicule d'oxyde et la
couche SOI dans la section de bord du substrat semiconducteur, en utili-
sant le masque de matière de réserve à titre de masque d'attaque, pour
mettre à nu la pellicule d'oxyde enterrée; (d) on oxyde davantage la pre-
mière pellicule d'oxyde sous le masque de matière de réserve, pour for-
mer une seconde pellicule d'oxyde (23) plus épaisse que la première pel-
licule d'oxyde, et pour augmenter l'épaisseur de la pellicule d'oxyde en-
terrée qui est à nu; et (e) on forme des éléments à semiconducteur dans
les régions actives.
11. Procédé de fabrication d'un dispositif à semiconducteur uti-
lisant un substrat semiconducteur ayant une première surface principale, une seconde surface principale opposée à la première surface principale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être formées, et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord, le substrat semiconducteur étant un substrat SOI formé par une technique SIMOX, le substrat semiconducteur
comprenant une pellicule d'oxyde enterrée (2) et une couche SOI (3) for-
mées en une relation de superposition séquentielle sur la totalité de la première surface principale, ce procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes suivantes: (a) on forme une première pellicule d'oxyde de façon à recouvrir la section centrale et la section de bord du
substrat semiconducteur; (b) on forme sélectivement un masque de ma-
tière de réserve (R2) sur la première pellicule d'oxyde dans la section centrale; (c) on enlève sélectivement la première pellicule d'oxyde, la couche SOI et la pellicule d'oxyde enterrée dans la section de bord du
substrat semiconducteur, par attaque par voie sèche, en utilisant le mas-
que de matière de réserve à titre de masque d'attaque, pour mettre à nu un substrat sous-jacent, sous la couche SOI; (d) on oxyde davantage la première pellicule d'oxyde sous le masque de matière de réserve, pour former une seconde pellicule d'oxyde (23) plus épaisse que la première pellicule d'oxyde, et pour former une troisième pellicule d'oxyde (24) sous
le substrat sous-jacent à nu; et (e) on forme des éléments à semicon-
ducteur dans les régions actives.
12. Procédé selon la revendication 10 ou 11, caractérisé en ce que l'étape (d) comprend l'étape consistant à former la seconde pellicule
d'oxyde de façon que l'épaisseur de la couche SOI dans la section cen-
trale soit réduite à une épaisseur en accord avec la formation d'éléments
à semiconducteur.
13. Substrat semiconducteur ayant une première surface princi-
pale, une seconde surface principale opposée à la première surface prin-
cipale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant
une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être for-
mées et une section périphérique, la section périphérique et la surface
latérale définissant une section de bord, caractérisé en ce qu'il com-
prend: une pellicule d'oxyde enterrée (2) et une couche SOI (3) formées en une relation de superposition séquentielle sur la première surface principale; et une pellicule d'oxyde (13) formée dans la section de bord et
ayant une épaisseur qui atteint la pellicule d'oxyde enterrée.
14. Substrat semiconducteur ayant une première surface princi-
pale, une seconde surface principale opposée a la première surface prin-
cipale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant
une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être for-
mées et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord, caractérisé en ce qu'il comprend une pellicule d'oxyde enterrée (2) et une couche SOI (3) formées en une relation de superposition séquentielle sur la première surface principale,
la pellicule d'oxyde enterrée contient des îlots de silicium (SI), et la den-
sité des îlots de silicium est plus faible dans la pellicule d'oxyde enterrée s'étendant dans la section de bord que dans la pellicule d'oxyde enterrée
dans la section centrale.
15. Substrat semiconducteur ayant une première surface princi-
pale, une seconde surface principale opposée à la première surface prin-
cipale, et une surface latérale, la première surface principale comprenant
une section centrale dans laquelle des régions actives doivent être for-
mées et une section périphérique, la section périphérique et la surface latérale définissant une section de bord, caractérisé en ce qu'il comprend une pellicule d'oxyde enterrée (2) et une couche SOI (3) formées en une relation de superposition séquentielle sur la première surface principale,
la pellicule d'oxyde enterrée contient des îlots de silicium (SI), et la pelli-
cule d'oxyde enterrée et la couche SOI ne sont pas formées dans la sec-
tion de bord.
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| ST | Notification of lapse |
Effective date: 20070131 |