JP2000058844A - Semiconductor device and manufacture therefor - Google Patents

Semiconductor device and manufacture therefor

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JP2000058844A
JP2000058844A JP10225787A JP22578798A JP2000058844A JP 2000058844 A JP2000058844 A JP 2000058844A JP 10225787 A JP10225787 A JP 10225787A JP 22578798 A JP22578798 A JP 22578798A JP 2000058844 A JP2000058844 A JP 2000058844A
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semiconductor device
insulating film
electrode
substrate
embedded
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JP10225787A
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Japanese (ja)
Inventor
Kunihiro Onoda
邦広 小野田
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Denso Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To restrict interference by electrical noise between an analogue circuit and a digital circuit in a semiconductor device in which both circuits are included. SOLUTION: An insulated layer 26 composed of a buried oxide film is provided on a support substrate 25 composed of a silicon substrate, and an element forming monocrystal semiconductive layer 27 composed of monocrystal silicon is provided on the insulated layer 26. An element such as a MOSFET 28 or the like is formed in each region insulated and isolated in the monocrystal semiconductor layer 27, and an analogue circuit 22 and a digital circuit 23 are constituted. In response to the entire region constituting the analogue circuit 22 in the insulated layer 26, a shielding buried electrode 34 to which polycrystal silicon is annexed at a high concentration is provided. The buried electrode 34 is connected to a ground via a contact and a wiring 35 to obtain a ground potential.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばRF帯域の
如き高周波を扱うアナログ回路部と、論理回路を構成す
るデジタル回路部とを同一基板上に形成してなる半導体
装置、及び、単結晶半導体層の下部の絶縁層に第1及び
第2の埋込電極を有する半導体装置の製造方法に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which an analog circuit for handling a high frequency such as an RF band and a digital circuit for forming a logic circuit are formed on the same substrate, and a single crystal semiconductor. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having first and second embedded electrodes in an insulating layer below a layer.

【0002】[0002]

【発明が解決しようとする課題】例えば携帯電話等の携
帯形情報通信機器の電子回路においては、従来では、例
えば数十GHzの超高速で動作するRF部(アナログ信
号処理回路)を、GaAs基板を用いて作ることが行わ
れていた。これに対し、近年では、小形軽量化、低価格
化などの要求から、RF部も含めた全ての回路を1個の
シリコン基板に搭載する1チップ化の要求がある。
For example, in an electronic circuit of a portable information communication device such as a cellular phone, an RF section (analog signal processing circuit) operating at a very high speed of, for example, several tens of GHz is conventionally provided on a GaAs substrate. Was made using On the other hand, in recent years, there has been a demand for a single chip in which all circuits including the RF unit are mounted on one silicon substrate due to demands for miniaturization, weight reduction, and cost reduction.

【0003】ところが、このような高周波を扱うアナロ
グ回路部と、デジタル信号処理回路部とを集積した半導
体装置では、図19に示すように、シリコン基板1に形
成されたアナログ回路部を構成するトランジスタ(MO
SFET)2と、デジタル回路部を構成するトランジス
タ(MOSFET)3との間が、コンデンサ及び抵抗を
介して接続された如き状態となる(図19に等価回路で
示す)。このため、デジタル回路部(トランジスタ3)
の電気的ノイズが、アナログ回路部に干渉(クロストー
ク)する問題点があり、文献(例えば「NIKKEI MICRODE
VICES 1997年 2月号」)においても、そのようなクロー
ストークの低減が今後の課題となることが指摘されてい
る。
However, in a semiconductor device in which an analog circuit for handling such a high frequency and a digital signal processing circuit are integrated, as shown in FIG. 19, transistors constituting the analog circuit formed on the silicon substrate 1 are used. (MO
An SFET) 2 and a transistor (MOSFET) 3 forming a digital circuit section are in a state where they are connected via a capacitor and a resistor (shown by an equivalent circuit in FIG. 19). Therefore, the digital circuit unit (transistor 3)
There is a problem that the electrical noise of the above interferes with the analog circuit section (crosstalk), and the literature (for example, "NIKKEI MICRODE
VICES February 1997 ”) also points out that such a reduction in crosstalk will be an issue for the future.

【0004】そこで、その解決方法として、バルク形シ
リコン基板1に代えて、図20に示すように、SOS
(Silicon on Saphire)基板を用いることが考えられ
る。このものは、絶縁物であるサファイア基板4上に成
長させた単結晶シリコン層に、MOSFET5,6をつ
くり込むと共に、それら各素子間をSiO2 等の絶縁膜
7で分離して構成される。しかしながら、SOS基板
は、結晶欠陥が多く、基板品質が粗悪なため、素子の性
能、信頼性等に関して問題があり、また、コスト的にも
高コストである欠点がある。
To solve this problem, as shown in FIG. 20, an SOS is used instead of the bulk type silicon substrate 1.
(Silicon on Saphire) It is conceivable to use a substrate. In this device, MOSFETs 5 and 6 are formed in a single crystal silicon layer grown on a sapphire substrate 4 which is an insulator, and the respective devices are separated by an insulating film 7 such as SiO2. However, the SOS substrate has many crystal defects and poor substrate quality, so there is a problem in terms of element performance, reliability, and the like, and there is a disadvantage that the cost is high.

【0005】また、別の解決方法として、図21に示す
ように、三重ウエル構造を採用することも提案されてい
る。このものは、例えばP形基板8に、nウエル9、P
ウエル10を順に形成し、各ウエル9,10内にMOS
FET11,12をつくり込むことにより、素子分離を
図るものである。しかしながら、この三重ウエル構造で
は、各素子11,12が分離されているとはいうもの
の、クロストークの防止効果は完全とは言い難く、ま
た、製造工程が多くなって高コストとなる欠点がある。
As another solution, it has been proposed to adopt a triple well structure as shown in FIG. This is, for example, an n-well 9, a P-type substrate 8
Wells 10 are formed in order, and a MOS is formed in each of the wells 9 and 10.
By forming the FETs 11 and 12, element isolation is achieved. However, in this triple well structure, although the elements 11 and 12 are separated, the effect of preventing crosstalk is hardly complete, and the number of manufacturing steps increases, resulting in high costs. .

【0006】ところで、支持基板上に絶縁層を介して単
結晶半導体層を設けたSOI(Silicon on Insulator)
構造とされ、前記単結晶半導体層にMOSFETを形成
するようにした半導体装置にあっては、絶縁層に埋込電
極(バックゲート)を設け、その埋込電極に与える電位
によって、ゲートの動作しきい値電圧を制御するように
したものがある。ところが、このものでは、埋込電極と
支持基板との間の容量に起因して、埋込電極がノイズの
影響を受け、MOSFETの動作が不安定となる虞もあ
る。
Meanwhile, an SOI (Silicon on Insulator) in which a single crystal semiconductor layer is provided on a supporting substrate via an insulating layer.
In a semiconductor device having a structure in which a MOSFET is formed in the single crystal semiconductor layer, a buried electrode (back gate) is provided in an insulating layer, and a gate operates by a potential applied to the buried electrode. There is one that controls a threshold voltage. However, in this case, the embedded electrode may be affected by noise due to the capacitance between the embedded electrode and the support substrate, and the operation of the MOSFET may be unstable.

【0007】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、その第1の目的は、アナログ回路部とデジタル回路
部とを共存させたものにあって、両回路部間での電気的
ノイズによる干渉を抑えることができ、しかも高品質且
つ低コストの半導体装置を提供するにある。また、本発
明の第2の目的は、支持基板上に絶縁層を介して設けら
れた単結晶半導体層にトランジスタを形成すると共に前
記絶縁層に埋込電極を設けたものにあって、全体の電位
を固定してノイズからの保護を図ることができる半導体
装置及びその半導体装置を製造するに適した半導体装置
の製造方法を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and a first object of the present invention is to provide an apparatus in which an analog circuit section and a digital circuit section coexist. An object of the present invention is to provide a high-quality and low-cost semiconductor device that can suppress interference. A second object of the present invention is to form a transistor in a single crystal semiconductor layer provided on a supporting substrate via an insulating layer and to provide a buried electrode in the insulating layer. An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of fixing a potential and protecting the semiconductor device from noise, and a method for manufacturing a semiconductor device suitable for manufacturing the semiconductor device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1の半導
体装置は、半導体基板上に絶縁層を介して設けられた単
結晶半導体層に、トランジスタ等の多数の素子を形成す
ることにより、アナログ回路部とデジタル回路部とが共
存した集積回路を構成したものにあって、絶縁層に、集
積回路の回路ブロックに対応してその回路ブロック領域
を電気的にシールドする埋込電極を設けたところに特徴
を有する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising a plurality of elements such as transistors formed in a single crystal semiconductor layer provided on a semiconductor substrate via an insulating layer. In an integrated circuit in which an analog circuit section and a digital circuit section coexist, embedded electrodes are provided on an insulating layer corresponding to circuit blocks of the integrated circuit to electrically shield the circuit block area. However, it has features.

【0009】これによれば、単結晶半導体層の素子形成
領域と半導体基板との間に絶縁層が介在されるSOI
(Silicon on Insulator)構造とされるので、高品質で
薄い単結晶半導体層を得ることができると共に、素子分
離を容易に行うことができ、さらに、SOS基板と比べ
て安価に済ませることができる。また、素子分離幅が小
さくでき高密度集積が可能とされる。そして、アナログ
回路部とデジタル回路部とが共存した集積回路の回路ブ
ロックは、その下方の絶縁層に埋込まれたシールド用の
埋込電極により、電気的に固定されるようになり、ノイ
ズがシールドされるようになる。尚、SOI構造を用い
たトランジスタ(MOSFET)は、ソース・ドレイン
電極のpn接合部における接合容量が小さkうまた絶縁
抵抗が高いので、消費電力が小さく、高速動作が可能と
なり、高周波を扱うに適するものとなる。
According to this, an SOI in which an insulating layer is interposed between an element forming region of a single crystal semiconductor layer and a semiconductor substrate.
Because of the (Silicon on Insulator) structure, a high-quality thin single crystal semiconductor layer can be obtained, element isolation can be easily performed, and the cost can be reduced as compared with the SOS substrate. Further, the element isolation width can be reduced, and high-density integration can be achieved. Then, the circuit block of the integrated circuit in which the analog circuit part and the digital circuit part coexist is electrically fixed by the embedded electrode for shielding embedded in the insulating layer below the integrated circuit block, and noise is reduced. You will be shielded. Note that a transistor (MOSFET) using an SOI structure has a small junction capacitance at a pn junction of a source / drain electrode and a high insulation resistance, so that it consumes a small amount of power, can operate at high speed, and can handle high frequencies. It will be suitable.

【0010】この結果、本発明の請求項1の半導体装置
によれば、アナログ回路部とデジタル回路部とを共存さ
せたものにあって、両回路部間での電気的ノイズによる
干渉を抑えることができ、しかも高品質であって且つ低
コストで済ませることができるという優れた効果を奏す
るものである。
As a result, according to the semiconductor device of the first aspect of the present invention, the analog circuit section and the digital circuit section coexist, and interference between the two circuit sections due to electrical noise is suppressed. This is an excellent effect that high quality and low cost can be achieved.

【0011】この場合、前記回路ブロックを、アナログ
回路部とデジタル回路部とに分割することができ(請求
項2の発明)、デジタル回路部のノイズからアナログ回
路部を保護することができる。このとき、それら両方の
回路ブロックに対応して夫々埋込電極を設けても良いこ
とは勿論、埋込電極を、アナログ回路部を構成する領域
全体に対応する位置、あるいは、デジタル回路部を構成
する領域全体に対応する位置に設けるようにしても(請
求項3の発明)、同等のシールド効果を得ることができ
る。
In this case, the circuit block can be divided into an analog circuit section and a digital circuit section (the invention of claim 2), and the analog circuit section can be protected from noise of the digital circuit section. At this time, it is needless to say that the embedded electrodes may be provided corresponding to both of the circuit blocks, and the embedded electrodes may be formed at the positions corresponding to the entire area constituting the analog circuit section or the digital circuit section. Even if it is provided at a position corresponding to the entire region (the invention of claim 3), the same shielding effect can be obtained.

【0012】また、埋込電極を、複数の素子間に跨がる
ような大形のものとするのではなく、トランジスタのチ
ャネル領域に対応した位置に分割された形態に設けると
共に、それら分割された埋込電極間を配線により接続す
るように構成しても良い(請求項4の発明)。これによ
れば、必要部にのみ埋込電極を設けた形態となり、配線
の負荷容量を低減することができ、消費電力をより少な
くし高速動作性をより向上させることができる。そし
て、前記埋込電極を接地電位とすれば(請求項5の発
明)、確実なシールド効果を得ることができる。
Also, the buried electrode is not formed in a large shape extending over a plurality of elements, but is provided in a form divided at a position corresponding to the channel region of the transistor. The embedded electrodes may be connected to each other by wiring (the invention of claim 4). According to this, the buried electrode is provided only in the necessary part, the load capacitance of the wiring can be reduced, the power consumption can be reduced, and the high-speed operability can be further improved. If the embedded electrode is set to the ground potential (the invention of claim 5), a reliable shielding effect can be obtained.

【0013】本発明の請求項6の半導体装置は、支持基
板上に絶縁層を介して設けられた単結晶半導体層に、ト
ランジスタを含む素子を形成すると共に、絶縁層中に、
トランジスタに対応する第1の埋込電極を設けてなるも
のにあって、絶縁層に、第1の埋込電極及び素子形成領
域の全体を電気的に固定するための第2の埋込電極を設
けると共に、それら第1の埋込電極のコンタクト面と第
2の埋込電極のコンタクト面とを同一面上に位置させた
ところに特徴を有する。
According to the semiconductor device of the present invention, an element including a transistor is formed in a single crystal semiconductor layer provided on a supporting substrate with an insulating layer interposed therebetween.
A first buried electrode corresponding to the transistor, wherein the insulating layer has a second buried electrode for electrically fixing the first buried electrode and the entire element formation region. The feature is that the contact surface of the first buried electrode and the contact surface of the second buried electrode are located on the same plane.

【0014】これによれば、第1の埋込電極に与える電
位によって、ゲートの動作しきい値電圧を制御すること
が可能となる。そして、第1の埋込電極と支持基板との
間に、第1の埋込電極及び素子形成領域の全体を電気的
に固定するための第2の埋込電極が設けられているの
で、第1の埋込電極ひいては素子がノイズの影響を受け
ることを防止でき、トランジスタの動作を安定させるこ
とができる。ここで、第1及び第2の埋込電極に対する
コンタクトをとるには、絶縁層に対してそれらに対応す
るコンタクトホールを開口させるエッチング工程が必要
となるが、第1及び第2の埋込電極のコンタクト面が同
一面上に位置されていれば、1回のエッチング工程でそ
れらコンタクトホールを同時に形成することが可能とな
る。
According to this, the operating threshold voltage of the gate can be controlled by the potential applied to the first embedded electrode. Since the first embedded electrode and the second embedded electrode for electrically fixing the whole of the element formation region are provided between the first embedded electrode and the support substrate, It is possible to prevent the buried electrode 1 and the element from being affected by noise, and to stabilize the operation of the transistor. Here, in order to make contact with the first and second embedded electrodes, an etching step of opening corresponding contact holes in the insulating layer is required. If the contact surfaces are located on the same surface, these contact holes can be formed simultaneously in one etching step.

【0015】従って、請求項6の半導体装置によれば、
支持基板上に絶縁層を介して設けられた単結晶半導体層
にトランジスタを形成すると共に絶縁層に埋込電極を設
けたものにあって、全体の電位を固定してノイズからの
保護を図ることができ、また、コンタクトの信頼性を高
めることができると共に、製造工程の簡単化を図ること
ができるという優れた効果を奏する。
Therefore, according to the semiconductor device of claim 6,
A transistor in which a transistor is formed in a single crystal semiconductor layer provided on a supporting substrate with an insulating layer interposed and a buried electrode is provided in the insulating layer, and the entire potential is fixed to protect the device from noise. And the reliability of the contact can be improved, and the manufacturing process can be simplified.

【0016】このとき、第1及び第2の埋込電極のコン
タクト面を、絶縁層のうち、第1の埋込電極と単結晶半
導体層との間の高さに位置させるようにすれば(請求項
7の発明)、上記コンタクトホールの深さが浅くなり、
エッチング量ひいてはエッチング時間をより少なく済ま
せることができる。あるいは、第1及び第2の埋込電極
のコンタクト面を、単結晶半導体層の表面と同一面上に
位置させるようにすれば(請求項8の発明)、コンタク
トホールの深さが全て同一となるので、エッチング工程
が同時に終了するようになり、より一層の作業工程の簡
単化を図ることができる。
At this time, if the contact surfaces of the first and second buried electrodes are located at a height between the first buried electrode and the single crystal semiconductor layer in the insulating layer, (7) The depth of the contact hole is reduced,
The amount of etching and thus the etching time can be reduced. Alternatively, if the contact surfaces of the first and second embedded electrodes are located on the same plane as the surface of the single crystal semiconductor layer (the invention of claim 8), the contact holes have the same depth. Therefore, the etching process is completed at the same time, and the working process can be further simplified.

【0017】本発明の請求項9の半導体装置の製造方法
は、第1半導体基板の表面に第1絶縁膜を形成する工程
と、この第1絶縁膜上に第1の埋込電極となる第1導体
を設ける工程と、この第1導体の表面に第2絶縁膜を形
成する工程と、第1絶縁膜及び第2絶縁膜上に第2の埋
込電極となる第2導体を設ける工程と、この第2導体上
に平坦化処理材料を堆積しその表面を平坦化する工程
と、平坦化処理材料上に支持基板を貼合わせる工程と、
第1半導体基板を除去して第1絶縁膜を露出させる工程
と、単結晶半導体からなる第2半導体基板に対し所定深
さにイオン注入を行うことにより剥離用の欠陥層を形成
する工程と、この第2半導体基板のイオン注入側の面を
第1絶縁膜面に対し貼合わせる工程と、第2半導体基板
を欠陥層にて剥離する工程とを含むところに特徴を有す
る。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first insulating film on a surface of a first semiconductor substrate; and forming a first buried electrode on the first insulating film. Providing a first conductor, forming a second insulating film on the surface of the first conductor, and providing a second conductor serving as a second embedded electrode on the first insulating film and the second insulating film; Depositing a planarizing material on the second conductor and planarizing the surface thereof, and bonding a support substrate on the planarizing material;
Removing the first semiconductor substrate to expose the first insulating film; and performing ion implantation at a predetermined depth on the second semiconductor substrate made of a single crystal semiconductor to form a defect layer for separation. It is characterized in that it includes a step of bonding the surface of the second semiconductor substrate on the ion implantation side to the surface of the first insulating film, and a step of peeling the second semiconductor substrate at the defect layer.

【0018】これによれば、支持基板上に、平坦化処理
材料並びに第2絶縁膜及び第1絶縁膜からなる絶縁層が
設けられ、その絶縁層上に、第2半導体基板のうち欠陥
層の表面側部分が単結晶半導体層として貼合わされた形
態のSOI構造が得られる。そして、前記絶縁層内に
は、第1導体が第1の埋込電極となって埋め込まれると
共に、その裏面側に位置して第2導体が第2の埋込電極
となって埋め込まれた形態とされる。このとき、第1の
埋込電極の表面部と、第2の埋込電極のうち第1の埋込
電極の裏面側に位置しない部分の表面部とは、共に第1
絶縁膜の裏面側の同一面上に位置されるようになる。
According to this, the planarizing material and the insulating layer composed of the second insulating film and the first insulating film are provided on the supporting substrate, and the insulating layer is formed on the insulating layer by the defect layer of the second semiconductor substrate. An SOI structure in which the surface side portion is bonded as a single crystal semiconductor layer is obtained. In the insulating layer, a first conductor is buried as a first buried electrode, and a second conductor is buried as a second buried electrode located on the back side thereof. It is said. At this time, both the surface portion of the first embedded electrode and the surface portion of the second embedded electrode that are not located on the back side of the first embedded electrode are the first embedded electrode.
The insulating film is located on the same surface on the back side.

【0019】従って、請求項9の半導体装置の製造方法
によれば、上記したような、全体の電位を固定してノイ
ズからの保護を図ることができ、しかも簡単なエッチン
グ工程でコンタクトホールを形成することができる請求
項6に記載の半導体装置を、容易に製造することができ
る。また、単結晶半導体層は貼合わせにより得られるの
で、高品質且つ薄肉で均一膜厚の単結晶半導体層を得る
ことができるものである。
Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the ninth aspect, as described above, the entire potential can be fixed to protect from noise, and the contact hole can be formed by a simple etching process. The semiconductor device according to claim 6 can be easily manufactured. In addition, since the single crystal semiconductor layer is obtained by bonding, a single crystal semiconductor layer having high quality, a small thickness, and a uniform thickness can be obtained.

【0020】この場合、上記請求項9の半導体装置の製
造方法にあって、前記第1半導体基板上に形成された第
1絶縁膜に対して、トランジスタの少なくともチャネル
領域に対応した領域について所要の膜厚を残して他の部
分を薄膜化するエッチング工程を実行するようにしても
良い(請求項10の発明)。これによれば、第1の埋込
電極の表面部と、第2の埋込電極のうち第1の埋込電極
の裏面側に位置しない部分の表面部とが、共に第1絶縁
膜の厚み方向中間の同一面上に位置されるようになり、
上記した請求項7記載の半導体装置を容易に得ることが
できる。
In this case, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth aspect, the first insulating film formed on the first semiconductor substrate is required to have at least a region corresponding to a channel region of the transistor. An etching step of reducing the thickness of the remaining portion while keeping the film thickness may be performed (the invention of claim 10). According to this, both the surface portion of the first embedded electrode and the surface portion of the second embedded electrode that are not located on the back surface side of the first embedded electrode have the thickness of the first insulating film. It will be located on the same plane in the middle of the direction,
The semiconductor device according to claim 7 can be easily obtained.

【0021】そして、本発明の請求項11の半導体装置
の製造方法は、単結晶半導体からなる半導体基板の表面
部を少なくとも素子形成領域に対応した所定の領域を除
いて凹状にエッチングする工程と、この半導体基板の表
面に第1絶縁膜を形成する工程と、第1絶縁膜のうち第
1の埋込電極のコンタクト部に対応した位置に開口部を
形成する工程と、この第1絶縁膜上に第1の埋込電極と
なる第1導体を設ける工程と、第1導体の表面に第2絶
縁膜を形成する工程と、第1絶縁膜のうち第2の埋込電
極のコンタクト部に対応した位置に開口部を形成する工
程と、第1絶縁膜及び第2絶縁膜上に第2の埋込電極と
なる第2導体を設ける工程と、この第2導体上に平坦化
処理材料を堆積しその表面を平坦化する工程と、平坦化
処理材料上に支持基板を貼合わせる工程と、半導体基板
の裏面側をエッチング工程にて残された領域が露出する
まで除去する工程とを含むところに特徴を有する。
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 11 of the present invention includes the steps of: etching a surface portion of a semiconductor substrate made of a single crystal semiconductor in a concave shape excluding at least a predetermined region corresponding to an element formation region; Forming a first insulating film on the surface of the semiconductor substrate, forming an opening in the first insulating film at a position corresponding to a contact portion of the first embedded electrode, and forming a first insulating film on the first insulating film; Providing a first conductor serving as a first buried electrode, forming a second insulating film on the surface of the first conductor, and corresponding to a contact portion of the second buried electrode in the first insulating film. Forming an opening at the set position, providing a second conductor to be a second embedded electrode on the first insulating film and the second insulating film, and depositing a planarizing material on the second conductor. Flattening the surface and supporting on the flattening material Characterized in place comprising the steps of: is laminated plate, and removing the back surface side of the semiconductor substrate until the space left by the etching process is exposed.

【0022】これによれば、支持基板上に、平坦化処理
材料並びに第2絶縁膜及び第1絶縁膜からなる絶縁層が
設けられ、その絶縁層上に、半導体基板のうちエッチン
グ工程にて残された領域が単結晶半導体層とした設けら
れた形態のSOI構造が得られる。そして、前記絶縁層
内には、第1導体が第1の埋込電極となって埋め込まれ
ると共に、その裏面側に位置して第2導体が第2の埋込
電極となって埋め込まれた形態とされる。このとき、第
1の埋込電極の表面部と、第2の埋込電極のうち第1の
埋込電極の裏面側に位置しない部分の表面部と、単結晶
半導体層の表面とが同一面上に位置されるようになる。
従って、上記した請求項8に記載の半導体装置を容易に
製造することができるものである。
According to this, the planarizing material and the insulating layer composed of the second insulating film and the first insulating film are provided on the supporting substrate, and the insulating layer is left on the insulating layer in the etching step of the semiconductor substrate. An SOI structure in which the formed region is provided as a single crystal semiconductor layer is obtained. In the insulating layer, a first conductor is buried as a first buried electrode, and a second conductor is buried as a second buried electrode located on the back side thereof. It is said. At this time, the surface portion of the first embedded electrode, the surface portion of the second embedded electrode that is not located on the back surface side of the first embedded electrode, and the surface of the single crystal semiconductor layer are flush with each other. Will be positioned above.
Therefore, the semiconductor device according to claim 8 can be easily manufactured.

【0023】[0023]

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化したいくつ
かの実施例について、図1ないし図18を参照しながら
説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Some embodiments of the present invention will be described below with reference to FIGS.

【0024】(1)第1〜第3実施例 まず、図1及び図2を参照して、本発明の第1実施例
(請求項1,2,3,5に対応)について述べる。これ
ら図1及び図2は、本実施例に係る半導体装置21の構
成を概略的(模式的)に示しており、この半導体装置2
1は、例えば携帯電話等の携帯形情報通信機器に用いら
れ、例えば数十GHzの超高速で動作するRF部を含む
アナログ回路部22と、論理回路を構成するデジタル回
路部23とを、1個のSOI基板24に集積した集積回
路を構成している。この場合、図2に破線で示すよう
に、図で左側にアナログ回路部22を構成する領域全体
が位置し、右側にデジタル回路部23を構成する領域全
体が位置するように、集積回路全体が2つの回路ブロッ
クに分割されている。
(1) First to Third Embodiments First, a first embodiment (corresponding to claims 1, 2, 3, and 5) of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 2 schematically (schematically) show the configuration of a semiconductor device 21 according to the present embodiment.
Reference numeral 1 denotes, for example, an analog circuit unit 22 including an RF unit operating at a very high speed of several tens of GHz and a digital circuit unit 23 forming a logic circuit, which is used in a portable information communication device such as a mobile phone. An integrated circuit integrated on the individual SOI substrates 24 is configured. In this case, as shown by a broken line in FIG. 2, the entire integrated circuit is located such that the entire region constituting the analog circuit section 22 is located on the left side in the figure and the entire region constituting the digital circuit section 23 is located on the right side in the figure. It is divided into two circuit blocks.

【0025】前記SOI基板24は、例えばシリコン基
板からなる支持基板25上に、埋込酸化膜からなる絶縁
層26を有し、その絶縁層26上に単結晶シリコンから
なる素子形成用の単結晶半導体層27を有して構成され
ている。前記単結晶半導体層27は、例えば酸化膜の形
成により素子毎の領域に絶縁分離され、各領域にトラン
ジスタたるMOSFET28等の素子が形成される。
The SOI substrate 24 has an insulating layer 26 made of a buried oxide film on a support substrate 25 made of, for example, a silicon substrate, and a single crystal for element formation made of single crystal silicon is formed on the insulating layer 26. It has a semiconductor layer 27. The single crystal semiconductor layer 27 is insulated and separated into regions for each element by forming an oxide film, for example, and an element such as a MOSFET 28 as a transistor is formed in each region.

【0026】この場合、前記MOSFET28は、単結
晶半導体層27の上にゲート酸化膜29を介して多結晶
シリコンからなるゲート電極30が形成されると共に、
単結晶半導体層27にソース31及びドレイン32(並
びにそれらの間のチャネル領域33)が形成されること
により構成される。尚、図示は省略しているが、前記単
結晶半導体層27上には、層間絶縁膜(保護膜)が形成
され、さらに、コンタクトホール開口後、例えばアルミ
ニウム,タングステン等の配線が形成されるようになっ
ている。
In this case, in the MOSFET 28, a gate electrode 30 made of polycrystalline silicon is formed on a single crystal semiconductor layer 27 via a gate oxide film 29.
The source 31 and the drain 32 (and the channel region 33 between them) are formed in the single crystal semiconductor layer 27. Although not shown, an interlayer insulating film (protective film) is formed on the single crystal semiconductor layer 27, and a wiring of, for example, aluminum or tungsten is formed after the opening of the contact hole. It has become.

【0027】そして、前記絶縁層26中には、シールド
用の埋込電極34が設けられている。この埋込電極34
は、例えばリン,ボロン等の不純物を高濃度で添加した
多結晶シリコンからなり、本実施例では、前記アナログ
回路部22を構成する領域全体に対応する位置に設けら
れている。また、この埋込電極34は、コンタクト及び
配線35によりグランドに接続され、接地電位とされる
ようになっている。
A buried electrode 34 for shielding is provided in the insulating layer 26. This embedded electrode 34
Is made of polycrystalline silicon to which impurities such as phosphorus and boron are added at a high concentration, and is provided at a position corresponding to the entire region constituting the analog circuit section 22 in this embodiment. The buried electrode 34 is connected to the ground by a contact and a wiring 35, and is set to a ground potential.

【0028】上記構成の半導体装置21においては、S
OI構造を採用したので、図30に示したSOS基板を
用いた従来のものと比べて、高品質で薄い単結晶半導体
層27を得ることができると共に、安価に済ませること
ができる。また、図31に示した三重ウエル構造とした
ものと異なり、素子分離を容易に行うことができ、素子
分離幅が小さくでき高密度集積が可能とされる。さらに
は、SOI構造を用いたMOSFET28は、ソース3
1,ドレイン32のpn接合部における接合容量が小さ
くまた絶縁抵抗が高いので、消費電力が低く、高速動作
が可能となり、高周波を扱うに適するものとなる。
In the semiconductor device 21 having the above structure, S
Since the OI structure is adopted, a high-quality thin single-crystal semiconductor layer 27 can be obtained and the cost can be reduced as compared with the conventional one using the SOS substrate shown in FIG. Also, unlike the triple well structure shown in FIG. 31, element isolation can be easily performed, the element isolation width can be reduced, and high-density integration is possible. Further, the MOSFET 28 using the SOI structure has a source 3
1. Since the junction capacitance at the pn junction of the drain 32 is small and the insulation resistance is high, power consumption is low, high-speed operation is possible, and the device is suitable for handling high frequencies.

【0029】そして、アナログ回路部22とデジタル回
路部23とが共存した集積回路にあっては、デジタル回
路部23において発生する電気的なノイズが、支持基板
25を介してアナログ回路部22に干渉(クロストー
ク)する虞がある。ところが、本実施例では、アナログ
回路部22の回路ブロックは、その下方の絶縁層26に
埋込まれた埋込電極27により電気的に固定され、デジ
タル回路部23にて発生したノイズは埋込電極27にて
打消されてアナログ回路部22に及ばなくなる。しかも
このとき、埋込電極34を接地電位としたので、確実な
シールド効果を得ることができる。
In an integrated circuit in which the analog circuit section 22 and the digital circuit section 23 coexist, electric noise generated in the digital circuit section 23 interferes with the analog circuit section 22 via the support substrate 25. (Cross talk). However, in the present embodiment, the circuit block of the analog circuit section 22 is electrically fixed by the buried electrode 27 buried in the insulating layer 26 thereunder, and noise generated in the digital circuit section 23 is embedded. It is canceled by the electrode 27 and no longer reaches the analog circuit section 22. In addition, at this time, since the embedded electrode 34 is set to the ground potential, a reliable shielding effect can be obtained.

【0030】従って、この第1実施例によれば、アナロ
グ回路部22とデジタル回路部23とを共存させたもの
にあって、絶縁層26内のアナログ回路部22を構成す
る領域全体に対応する位置に埋込電極34を設け、これ
を接地電位としたので、両回路部22,23間での電気
的ノイズによる干渉を確実に抑えることができ、しかも
高品質であって且つ低コストで済ませることができると
いう優れた効果を得ることができるものである。
Therefore, according to the first embodiment, the analog circuit section 22 and the digital circuit section 23 coexist, and they correspond to the entire area of the insulating layer 26 that constitutes the analog circuit section 22. Since the buried electrode 34 is provided at the position and this is set to the ground potential, interference due to electrical noise between the two circuit portions 22 and 23 can be reliably suppressed, and high quality and low cost can be achieved. It is possible to obtain an excellent effect of being able to do so.

【0031】図3及び図4は、本発明の第2実施例(請
求項4に対応)を示している。この第2実施例に係る半
導体装置36が、上記第1実施例と異なる点は、アナロ
グ回路部22の回路ブロックに対応する位置に設けられ
るシールド用の埋込電極37を、個々のMOSFET2
8毎に分割した形態で設けると共に、それら複数の埋込
電極37全体を配線38により相互に接続したところに
ある。この場合、各埋込電極37は、絶縁層26のう
ち、MOSFET28のチャネル領域33に対応して形
成されている。また、これら埋込電極37は接地電位と
されるようになっている。
FIGS. 3 and 4 show a second embodiment (corresponding to claim 4) of the present invention. The semiconductor device 36 according to the second embodiment is different from the first embodiment in that the shield embedded electrode 37 provided at a position corresponding to the circuit block of the analog circuit section 22 is replaced by an individual MOSFET 2.
It is provided in a form divided for every eight, and the whole of the plurality of embedded electrodes 37 is connected to each other by a wiring 38. In this case, each embedded electrode 37 is formed corresponding to the channel region 33 of the MOSFET 28 in the insulating layer 26. These embedded electrodes 37 are set to the ground potential.

【0032】かかる構成によれば、上記第1実施例と同
様に、埋込電極37を設けたことにより、デジタル回路
部23とアナログ回路部22との間での電気的ノイズに
よる干渉を確実に抑えることができ、しかも高品質であ
って且つ低コストで済ませることができるという優れた
効果を得ることができる。尚、上記埋込電極37は、M
OSFET28のゲートの動作しきい値電圧を制御する
ためのいわゆるバックゲートとして利用することも可能
である。
According to this configuration, as in the first embodiment, the provision of the buried electrode 37 ensures that interference due to electrical noise between the digital circuit section 23 and the analog circuit section 22 is ensured. It is possible to obtain an excellent effect that it can be suppressed, and high quality and low cost can be achieved. Note that the embedded electrode 37 is M
It can be used as a so-called back gate for controlling the operating threshold voltage of the gate of the OSFET 28.

【0033】ところで、図4に示すように、各素子に対
する配線39が、隣り合うMOSFET28間に配置さ
れる場合、第1実施例のような大形の埋込電極34で
は、図4(b)に示すように、配線39の負荷容量が、
配線39と埋込電極34との間の容量となるが、この第
2実施例の埋込電極37では、図4(a)に示すよう
に、配線39の負荷容量が、配線39と支持基板25と
の間の容量となる。従って、この実施例では、上記効果
に加えて、第1実施例と比べて配線39の負荷容量を低
減することができ、全体の消費電力の一層の低減、高速
動作性の向上を図ることができるといった利点も得るこ
とができる。
As shown in FIG. 4, when the wiring 39 for each element is arranged between the adjacent MOSFETs 28, in the case of the large buried electrode 34 as in the first embodiment, FIG. As shown in FIG.
The capacitance between the wiring 39 and the buried electrode 34 is equal to that of the buried electrode 37 of the second embodiment. As shown in FIG. 25. Therefore, in this embodiment, in addition to the above-described effects, the load capacitance of the wiring 39 can be reduced as compared with the first embodiment, and the overall power consumption can be further reduced and the high-speed operation can be improved. The advantage that it can be obtained can also be obtained.

【0034】図5は、本発明の第3実施例に係る半導体
装置40の構成(アナログ回路部22側のみ図示)を示
している。この実施例では、上記第1実施例と同様に、
絶縁層26中のアナログ回路部22を構成する領域全体
に対応する位置に埋込電極41が設けられるのである
が、この埋込電極41は、アナログ回路部22の周囲部
を囲むように、その周縁部が立上がった形態に形成され
ている。これによれば、アナログ回路部22を構成する
MOSFET28等の素子の側面側も埋込電極41によ
りシールドされるので、ノイズに対するシールド効果を
一層高めることができるものである。
FIG. 5 shows the configuration of a semiconductor device 40 according to the third embodiment of the present invention (only the analog circuit section 22 is shown). In this embodiment, similar to the first embodiment,
A buried electrode 41 is provided in the insulating layer 26 at a position corresponding to the entire region constituting the analog circuit section 22, and the buried electrode 41 is formed so as to surround a peripheral portion of the analog circuit section 22. The peripheral part is formed in an upright form. According to this, the side surface of the element such as the MOSFET 28 constituting the analog circuit section 22 is also shielded by the embedded electrode 41, so that the shielding effect against noise can be further enhanced.

【0035】尚、上記した第1〜第3実施例では、埋込
電極34,37,41を、アナログ回路部22側に設け
るようにしたが、デジタル回路部23側に設けるように
しても同様のシールド効果を得ることができ、あるい
は、アナログ回路部22とデジタル回路部23との双方
に夫々埋込電極を設けるようにしても良い。また、集積
回路の回路ブロックを、アナログ回路部22とデジタル
回路部23とに2分割するものに限らず、例えばアナロ
グ回路部22を更に複数の回路ブロックに分割し、夫々
の回路ブロックに対応して埋込電極を設けるようにして
も良い。さらには、埋込電極を、必ずしも接地電位とし
なくても良く、所定の電位に保つことにより、同様のシ
ールド効果を得ることができるものである。
In the first to third embodiments, the embedded electrodes 34, 37 and 41 are provided on the analog circuit section 22 side. Or the embedded effect may be provided in both the analog circuit section 22 and the digital circuit section 23. In addition, the circuit block of the integrated circuit is not limited to being divided into two parts, the analog circuit part 22 and the digital circuit part 23. For example, the analog circuit part 22 is further divided into a plurality of circuit blocks, and each circuit block is The buried electrode may be provided. Furthermore, the same shielding effect can be obtained by keeping the embedded electrode at a predetermined potential, not necessarily at the ground potential.

【0036】(2)第4〜第6実施例 次に、本発明の第4実施例(請求項6に対応)につい
て、図6ないし図8を参照して説明する。図6は、本実
施例に係る半導体装置51の構成を模式的に示してお
り、SOI基板52にMOSFET53等の素子を形成
して構成されている。前記SOI基板52は、例えばシ
リコン基板からなる支持基板54上に、埋込酸化膜から
なる絶縁層55を有し、その絶縁層55上に単結晶シリ
コンからなる素子形成用の単結晶半導体層56を有して
構成される。前記単結晶半導体層56は素子毎の領域に
絶縁分離され、ゲート酸化膜57を介してゲート電極5
8が形成されると共にソース59及びドレイン60が形
成されてMOSFET53が構成されるようになってい
る。
(2) Fourth to Sixth Embodiment Next, a fourth embodiment (corresponding to claim 6) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 schematically illustrates a configuration of a semiconductor device 51 according to the present embodiment, which is configured by forming an element such as a MOSFET 53 on an SOI substrate 52. The SOI substrate 52 has, for example, an insulating layer 55 made of a buried oxide film on a support substrate 54 made of a silicon substrate, and a single crystal semiconductor layer 56 made of single crystal silicon for forming an element on the insulating layer 55. Is configured. The single crystal semiconductor layer 56 is insulated and separated into regions for each element, and the gate electrode 5
8 and the source 59 and the drain 60 are formed to form the MOSFET 53.

【0037】このとき、前記絶縁層55内には、MOS
FET53の下部に位置して、例えばリン,ボロン等の
不純物を高濃度で添加した多結晶シリコンからなる第1
の埋込電極61が設けられている。この第1の埋込電極
61は、その一部がMOSFET53形成領域から外れ
るまで図で右方に延びており、その延出部の上面部がコ
ンタクト面61aとされている。この第1の埋込電極6
1は、所要の電位が与えられることにより、MOSFE
T53のゲートの動作しきい値電圧を制御する、いわゆ
るバックゲートとして機能するようになっている。
At this time, in the insulating layer 55, a MOS
A first portion made of polycrystalline silicon to which impurities such as phosphorus and boron are added at a high concentration,
Embedded electrode 61 is provided. The first buried electrode 61 extends rightward in the figure until a part of the first buried electrode 61 departs from the MOSFET 53 formation region, and the upper surface of the extension is a contact surface 61a. This first embedded electrode 6
1 is a MOSFE when a required potential is applied.
It functions as a so-called back gate for controlling the operation threshold voltage of the gate of T53.

【0038】そして、前記絶縁層55内には、前記第1
の埋込電極61の下方に位置して、例えばリン,ボロン
等の不純物を高濃度で添加した多結晶シリコンからな
り、第1の埋込電極61及び素子形成領域並びに図示し
ない配線の全体の領域を電気的に固定するための第2の
埋込電極62が設けられている。この第2の埋込電極6
2は、図で右端部側が上方に持上がった形態に設けられ
ており、その上面がコンタクト面62aとされるのであ
るが、このコンタクト面62aは、前記第1の埋込電極
61のコンタクト面61aと同一面上に位置されるよう
になっている。この第2の埋込電極62は、例えば接地
電位に保持されるようになっている。
In addition, the first layer is provided in the insulating layer 55.
Of polycrystalline silicon to which impurities such as phosphorus and boron are added at a high concentration, for example, the first embedded electrode 61, the element formation region, and the entire region of the wiring (not shown). Is provided with a second embedded electrode 62 for electrically fixing. This second embedded electrode 6
2 is provided in such a manner that the right end side in the figure is lifted upward, and the upper surface thereof is a contact surface 62a. The contact surface 62a is a contact surface of the first embedded electrode 61. 61a. The second embedded electrode 62 is maintained at, for example, a ground potential.

【0039】尚、図示は省略しているが、前記単結晶半
導体層56上には、層間絶縁膜が形成され、その層間絶
縁膜及び前記絶縁膜55がエッチングされることによ
り、各素子の電極及び前記コンタクト面61a,62a
に向けてコンタクトホールが開口されるようになってい
る。そして、アルミニウム,タングステン等により前記
コンタクトホールを埋込む形態に配線が形成されるよう
になっている。
Although not shown, an interlayer insulating film is formed on the single-crystal semiconductor layer 56, and the interlayer insulating film and the insulating film 55 are etched, so that the electrodes of each element are etched. And the contact surfaces 61a, 62a
A contact hole is opened toward the. Then, the wiring is formed so as to fill the contact hole with aluminum, tungsten or the like.

【0040】上記構成の半導体装置51においては、S
OI構造としたことによるメリットを享受することがで
きることは勿論、第1の埋込電極61をバックゲートと
して利用することができる。そして、第1の埋込電極6
1と支持基板54との間に、全体を電気的に固定するた
めの第2の埋込電極62が設けられているので、第1の
埋込電極61ひいてはMOSFET53がノイズの影響
を受けることを防止でき、MOSFET53の動作の安
定化を図ることができる。
In the semiconductor device 51 having the above structure, S
Of course, the merit of the OI structure can be enjoyed, and the first embedded electrode 61 can be used as a back gate. Then, the first embedded electrode 6
Since the second buried electrode 62 for electrically fixing the whole is provided between the first buried electrode 61 and the support substrate 54, the first buried electrode 61 and thus the MOSFET 53 are affected by noise. Thus, the operation of the MOSFET 53 can be stabilized.

【0041】ここで、図7に示すように、支持基板54
は一定の導電性を有するため、支持基板54を接地電位
とすることにより、第2の埋込電極62を設けずとも、
支持基板54が第2の埋込電極62と同等の機能を果た
すようにさせることが考えられる。この場合、単結晶半
導体層56上には、層間絶縁膜63が形成され、MOS
FET53(ドレイン60に対するもののみ図示),第
1の埋込電極61,支持基板54の夫々に対するコンタ
クトホール64,65,66が形成された後、配線67
が形成される。
Here, as shown in FIG.
Has a constant conductivity, the support substrate 54 is set to the ground potential, so that the second embedded electrode 62 is not provided.
It is conceivable that the support substrate 54 performs the same function as the second embedded electrode 62. In this case, an interlayer insulating film 63 is formed on the single crystal semiconductor
After forming contact holes 64, 65, 66 for the FET 53 (only for the drain 60), the first embedded electrode 61, and the support substrate 54, the wiring 67 is formed.
Is formed.

【0042】ところが、前記コンタクトホール64,6
5,66の深さは段階的に異なり、コンタクトホール6
6の深さが大きいため、例えば単一のエッチング工程で
全てのコンタクトホール64,65,66を形成しよう
とすると、コンタクトホール64が開口して単結晶半導
体層56が露出した後も、コンタクトホール65が開口
され更にコンタクトホール66が開口するまで、単結晶
半導体層56はエッチング雰囲気に晒されることにな
る。
However, the contact holes 64, 6
The depths of the contact holes 6 are different from each other.
For example, if all contact holes 64, 65, and 66 are to be formed in a single etching step, the contact hole 64 is opened and the single crystal semiconductor layer 56 is exposed. Until the opening 65 and the contact hole 66 are opened, the single crystal semiconductor layer 56 is exposed to the etching atmosphere.

【0043】そのため、エッチング選択比及び各部の厚
み寸法の関係から、あるいはオーバーエッチング量を多
めに設定した場合等には、図8に示すように、コンタク
トホール64部分の単結晶半導体層56が完全に除去さ
れ更には第1の埋込電極61に短絡するという危険性が
ある。従って、図7の構造を得るには、マスク工程によ
ってエッチング工程を3回に分けるといった工程が必要
となり、製造工程が複雑化する欠点が生ずる。
For this reason, from the relationship between the etching selectivity and the thickness of each part, or when the amount of over-etching is set to a relatively large value, as shown in FIG. And there is a danger of short-circuiting to the first embedded electrode 61. Therefore, in order to obtain the structure shown in FIG. 7, it is necessary to perform a step of dividing the etching step into three steps by a mask step, resulting in a disadvantage that the manufacturing process is complicated.

【0044】これに対し、本実施例では、全体を電気的
に固定するための第2の埋込電極62を設け、そのコン
タクト面62aを上方に持上げた形態に構成し、しかも
第1の埋込電極61のコンタクト面61aと同一面上に
位置させたので、1回のエッチング工程でそれらコンタ
クトホールを同時に形成する場合でも、総エッチング時
間が大幅に短縮される。従って、最初に露出する単結晶
半導体層56がエッチング雰囲気に晒される時間が短く
済み、単結晶半導体層56がコンタクトホール部分にて
完全に除去されるといった不具合を解消でき、この結
果、コンタクトの信頼性を高め得ることができると共
に、コンタクトホールの形成に係る工程の簡単化を図る
ことができるものである。
On the other hand, in this embodiment, the second embedded electrode 62 for electrically fixing the whole is provided, and the contact surface 62a is configured to be lifted upward. Since the contact holes are located on the same surface as the contact surfaces 61a of the embedded electrodes 61, the total etching time is greatly reduced even when these contact holes are simultaneously formed in one etching step. Therefore, the time during which the first exposed single crystal semiconductor layer 56 is exposed to the etching atmosphere can be shortened, and the disadvantage that the single crystal semiconductor layer 56 is completely removed at the contact hole portion can be solved. This can improve the operability and can simplify the process related to the formation of the contact hole.

【0045】図9は、本発明の第5実施例(請求項7に
対応)に係る半導体装置68の構成を示している。この
実施例が上記第4実施例と異なるところは、第1の埋込
電極69の図で右端部分を上方に持上げた形態とし、そ
のコンタクト面69aを、絶縁層55のうち、第1の埋
込電極69と単結晶半導体層56との間の高さに位置さ
せた点にある。この場合も、第2の埋込電極70のコン
タクト面70aは、前記コンタクト面69aと同一面上
とされている。これによれば、コンタクトホールの深さ
が一層小さくなり、エッチング時間を更に短縮すること
ができるものである。
FIG. 9 shows a configuration of a semiconductor device 68 according to a fifth embodiment (corresponding to claim 7) of the present invention. This embodiment differs from the fourth embodiment in that the first embedded electrode 69 has a configuration in which the right end in the figure is lifted upward, and the contact surface 69a is the first embedded electrode 69 of the insulating layer 55. This is at a point located at a height between the embedded electrode 69 and the single crystal semiconductor layer 56. Also in this case, the contact surface 70a of the second embedded electrode 70 is flush with the contact surface 69a. According to this, the depth of the contact hole is further reduced, and the etching time can be further reduced.

【0046】図10は、本発明の第6実施例(請求項8
に対応)に係る半導体装置71の構成を示しており、上
記第4実施例と異なるところは次の点にある。即ち、単
結晶半導体層56には、MOSFET53が形成されて
いると共に、その図で右側に第1のコンタクト部72が
形成され、さらにその右側に第2のコンタクト部73が
形成されている。これら第1及び第2のコンタクト部7
2及び73は、MOSFET53のソース59及びドレ
イン60の形成と同時にイオン注入により低抵抗化され
ることにより形成される。
FIG. 10 shows a sixth embodiment of the present invention.
This shows a configuration of a semiconductor device 71 according to the third embodiment, which is different from the fourth embodiment in the following point. That is, the MOSFET 53 is formed in the single-crystal semiconductor layer 56, the first contact portion 72 is formed on the right side in the drawing, and the second contact portion 73 is formed on the right side. These first and second contact portions 7
2 and 73 are formed by lowering the resistance by ion implantation simultaneously with the formation of the source 59 and the drain 60 of the MOSFET 53.

【0047】そして、絶縁層55内の第1の埋込電極7
4は、その右端部が持上げられた形態とされて前記第1
のコンタクト部72に接触(電気的に接続)され、第2
の埋込電極75は、前記第2のコンタクト部72に接触
(電気的に接続)されている。これにて、第1及び第2
のコンタクト部72及び73の表面が、夫々コンタクト
面とされており、このコンタクト面は、単結晶半導体層
56(ソース59及びドレイン60)の表面と同一面上
に位置されている。
Then, the first embedded electrode 7 in the insulating layer 55
4 is a form in which the right end is lifted and the first
(Electrically connected) to the contact portion 72 of the
The embedded electrode 75 is in contact with (electrically connected to) the second contact portion 72. With this, the first and second
The surfaces of the contact portions 72 and 73 are contact surfaces, respectively, and are located on the same plane as the surfaces of the single crystal semiconductor layers 56 (the source 59 and the drain 60).

【0048】かかる第6実施例によれば、コンタクトホ
ールの深さが全て同一で且つ十分に浅いものとなるの
で、コンタクトホールを形成するエッチング工程が短時
間で且つ全てについて同時に終了するようになり、より
一層の作業工程の簡単化を図ることができるものであ
る。
According to the sixth embodiment, the depths of the contact holes are all the same and sufficiently shallow, so that the etching process for forming the contact holes can be completed in a short time and all of them at the same time. Thus, the operation steps can be further simplified.

【0049】(3)第7,第8実施例 次に、本発明の第7実施例(請求項6,9に対応)につ
いて、図11ないし図14を参照して述べる。図14
は、本実施例に係る製造方法によって製造される半導体
装置81の構成を示している。この半導体装置81は、
シリコン基板からなる支持基板82上に絶縁層83を介
して単結晶シリコンからなる素子形成用の単結晶半導体
層84が設けられたSOI構造を備えている。
(3) Seventh and Eighth Embodiments Next, a seventh embodiment (corresponding to claims 6 and 9) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
Shows the configuration of a semiconductor device 81 manufactured by the manufacturing method according to the present embodiment. This semiconductor device 81
The semiconductor device has an SOI structure in which a single crystal semiconductor layer 84 for element formation made of single crystal silicon is provided over a support substrate 82 made of a silicon substrate with an insulating layer 83 interposed therebetween.

【0050】前記単結晶半導体層84の上面にはゲート
酸化膜85を介してゲート電極86が形成され、これと
共に、単結晶半導体層84にソース87及びドレイン8
8が形成され、もってMOSFET89が形成されてい
る。また、その上面には、前記ゲート電極86及び全体
を覆うように例えばシリコン酸化膜からなる層間絶縁膜
90が形成されている。
On the upper surface of the single crystal semiconductor layer 84, a gate electrode 86 is formed via a gate oxide film 85. At the same time, a source 87 and a drain 8 are formed on the single crystal semiconductor layer 84.
8 are formed, and thus the MOSFET 89 is formed. Further, an interlayer insulating film 90 made of, for example, a silicon oxide film is formed on the upper surface so as to cover the gate electrode 86 and the whole.

【0051】そして、前記絶縁層83内には、前記MO
SFET89の下部に位置して、バックゲートとして機
能する第1の埋込電極91が設けられていると共に、そ
の下方に、前記第1の埋込電極91及び素子形成領域の
全体の領域を電気的に固定するための第2の埋込電極9
2が設けられている。この第2の埋込電極92は、図で
右端部側が上方に持上げられた形態とされ、前記第1の
埋込電極91のコンタクト面91aと同一面上に位置さ
れたコンタクト面92aとされている。
In the insulating layer 83, the MO
A first buried electrode 91 functioning as a back gate is provided below the SFET 89, and below the first buried electrode 91 and the entire region of the element formation region are electrically connected. Embedded electrode 9 for fixing to
2 are provided. The second embedded electrode 92 has a form in which the right end in the figure is lifted upward, and is a contact surface 92a located on the same plane as the contact surface 91a of the first embedded electrode 91. I have.

【0052】また、前記層間絶縁膜90及び前記絶縁層
83の表層部(後述する第1絶縁膜96)がエッチング
されることにより、MOSFET89の電極(ドレイン
88に対するもののみ図示)及び前記コンタクト面91
a,92aに向けてコンタクトホール93が開口され、
アルミニウム,タングステン等により前記コンタクトホ
ール93を埋込む形態に配線94が形成されている。
The surface layers (first insulating film 96 described later) of the interlayer insulating film 90 and the insulating layer 83 are etched so that the electrodes of the MOSFET 89 (only the drain 88 is shown) and the contact surface 91 are formed.
a, a contact hole 93 is opened toward 92a,
The wiring 94 is formed in such a manner that the contact hole 93 is buried with aluminum, tungsten or the like.

【0053】さて、上記構成の半導体装置81の製造手
順について、図11ないし図13も参照して述べる。ま
ず、図11(a)に示すように、例えば厚み600μm
のシリコン基板からなる第1半導体基板95の表面に、
熱酸化やCVD等の方法により、例えば厚み100nm
の第1絶縁膜96を形成する工程が実行される。次い
で、図11(b)に示すように、前記第1絶縁膜96上
に、例えばリンを高濃度で添加した多結晶シリコン膜か
らなり、前記第1の埋込電極となる第1導体91を形成
する工程が実行される。
Now, a procedure for manufacturing the semiconductor device 81 having the above configuration will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG.
On the surface of a first semiconductor substrate 95 made of a silicon substrate of
By a method such as thermal oxidation or CVD, for example, a thickness of 100 nm
Of forming the first insulating film 96 is performed. Next, as shown in FIG. 11B, a first conductor 91 made of, for example, a polycrystalline silicon film doped with phosphorus at a high concentration and serving as the first embedded electrode is formed on the first insulating film 96. The step of forming is performed.

【0054】この第1導体91を形成する工程は、まず
第1絶縁膜96上の全面に、多結晶シリコン膜を例えば
厚み370nmにて形成しこれにリンを高濃度に添加し
て導電体とした後、エッチングにより所望形状にパター
ニングすることにより行われる。リンの添加方法として
は、多結晶シリコンのデポ後にリン雰囲気中で熱処理す
るいわゆるリンデポや、多結晶シリコンのデポのガス中
にリンを添加するいわゆるドープポリを用いることがで
きる。尚、リンに代えてボロン等も採用することができ
る。
In the step of forming the first conductor 91, first, a polycrystalline silicon film having a thickness of, for example, 370 nm is formed on the entire surface of the first insulating film 96, and phosphorus is added thereto at a high concentration to form a conductor. After that, patterning is performed by etching into a desired shape. As a method of adding phosphorus, a so-called phosphorus deposition in which heat treatment is performed in a phosphorus atmosphere after the deposition of polycrystalline silicon, or a so-called doped poly in which phosphorus is added to a gas of a polycrystalline silicon deposit can be used. Incidentally, boron or the like can be adopted instead of phosphorus.

【0055】引続き、図11(c)に示すように、例え
ば熱酸化によって、前記第1導体91の表面に、例えば
厚み100nmの第2絶縁膜97を形成する工程が実行
される。この場合、第1導体91の熱酸化速度は大き
く、短時間で第1導体91の表面に第2絶縁膜97を形
成することができ、このとき、前記第1半導体基板95
の表面には既に100nmの第1絶縁膜96が形成され
ているため、この程度の熱酸化時間では、第1半導体基
板95の表面の酸化はほとんど進行しないものとなって
いる。
Subsequently, as shown in FIG. 11C, a step of forming a second insulating film 97 having a thickness of, for example, 100 nm on the surface of the first conductor 91 by, for example, thermal oxidation is performed. In this case, the thermal oxidation rate of the first conductor 91 is high, and the second insulating film 97 can be formed on the surface of the first conductor 91 in a short time.
Since the first insulating film 96 having a thickness of 100 nm is already formed on the surface of the first semiconductor substrate 95, the oxidation of the surface of the first semiconductor substrate 95 hardly progresses during such a thermal oxidation time.

【0056】次に、図12(a)に示すように、前記第
2絶縁膜97及び第1絶縁膜96の上の全面に、上記第
1導体91の形成工程と同様の方法で、第2の埋込電極
となる例えば厚み370nmの第2導体92を形成する
工程が実行される。そして、その第2導体92上に、例
えばシリコン酸化膜からなる平坦化処理材料98を、C
VD法により例えば1μmの厚みで堆積し、更にその表
面を研磨して平坦化する工程が実行される。
Next, as shown in FIG. 12A, a second conductive film is formed on the entire surface of the second insulating film 97 and the first insulating film 96 in the same manner as in the step of forming the first conductor 91. A step of forming a second conductor 92 having a thickness of, for example, 370 nm, which is to be an embedded electrode is performed. Then, a flattening material 98 made of, for example, a silicon oxide film is
For example, a step of depositing with a thickness of, for example, 1 μm by the VD method and further polishing and planarizing the surface is performed.

【0057】これにて、図14とは上下反転して示され
るように、第1絶縁膜96及び第2絶縁膜97並びに平
坦化処理材料98からなる層中に、第1の埋込電極91
及び第2の埋込電極92が埋込まれた形態の絶縁層83
が構成されるのである。そして、このとき、それら第1
及び第2の埋込電極91及び92のコンタクト面19a
及び92aは共に第1絶縁膜96の裏面に位置し、同一
面上に位置されるのである。
As shown in FIG. 14, the first buried electrode 91 is provided in the layer made of the first insulating film 96, the second insulating film 97, and the planarizing material 98.
And insulating layer 83 in which second embedded electrode 92 is embedded
Is configured. Then, at this time,
And contact surface 19a of second embedded electrodes 91 and 92
And 92a are both located on the back surface of the first insulating film 96 and are located on the same surface.

【0058】この後、図12(b)に示すように、前記
支持基板82(例えば厚み600μm)を、前記平坦化
処理材料98上に貼合わせる工程が実行される。この貼
合わせの工程は、周知のように、前記支持基板82の表
面に酸化膜(図示せず)を形成しておいた上で、支持基
板82の表面(貼合わせ面)及び前記平坦化処理材料9
8の表面の親水化処理を行い、両者を密着させることに
より行われる。
Thereafter, as shown in FIG. 12B, a step of bonding the support substrate 82 (for example, having a thickness of 600 μm) on the flattening material 98 is performed. As is well known, the bonding step includes forming an oxide film (not shown) on the surface of the support substrate 82, and then forming the surface (bonded surface) of the support substrate 82 and the planarization process. Material 9
The surface of No. 8 is subjected to a hydrophilic treatment, and the two are brought into close contact with each other.

【0059】次いで、図12(c)に示すように、前記
第1半導体基板95を除去して第1絶縁膜96を露出さ
せる工程が実行される。この工程では、まず第1半導体
基板95を裏面側(図で下側)から研磨して行き、例え
ば数μmの厚みを残したところで、例えばKOH溶液を
用いた選択的エッチングに切替えて第1半導体基板95
の残りの部分を除去することにより、短時間で制御性良
く第1絶縁膜96を露出させることができる。これに
て、図14とは上下反転して示されるように、支持基板
82上に絶縁層83が設けられた形態とされるのであ
る。
Next, as shown in FIG. 12C, a step of removing the first semiconductor substrate 95 and exposing the first insulating film 96 is performed. In this step, first, the first semiconductor substrate 95 is polished from the back surface side (the lower side in the figure), and when a thickness of, for example, several μm is left, the first semiconductor substrate 95 is switched to selective etching using, for example, a KOH solution to switch the first semiconductor substrate 95 Substrate 95
By removing the remaining part, the first insulating film 96 can be exposed in a short time with good controllability. As a result, as shown in FIG. 14, the insulating layer 83 is provided on the support substrate 82, which is inverted upside down.

【0060】一方、単結晶シリコン基板からなる第2半
導体基板99(図13(a)に示す)を用意し、その表
面部に対して所定のエネルギーで例えば水素イオン注入
することにより、第2半導体基板99の表面の所定深さ
(例えば表面から1μm)に剥離用の欠陥層100を形
成する工程が実行される。この水素吸蔵剥離技術は、例
えば特開平5−211128号公報等で公知とされてい
る。これにて、第2半導体基板99の表層部に、単結晶
半導体層84となる薄い単結晶薄膜層99aが、前記欠
陥層100により仕切られた形態に形成されるのであ
る。
On the other hand, a second semiconductor substrate 99 (shown in FIG. 13A) made of a single-crystal silicon substrate is prepared, and hydrogen ions are implanted into the surface of the second semiconductor substrate 99 with a predetermined energy, for example. A step of forming the defect layer 100 for separation at a predetermined depth (for example, 1 μm from the surface) of the surface of the substrate 99 is performed. This hydrogen absorbing and peeling technique is known, for example, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-211128. As a result, a thin single crystal thin film layer 99 a serving as the single crystal semiconductor layer 84 is formed on the surface layer of the second semiconductor substrate 99 in a form partitioned by the defect layer 100.

【0061】そして、図13(a)に示すように、この
第2半導体基板99を、前記支持基板82上に設けられ
た絶縁層83の表面の第1絶縁膜96に対して貼合わせ
る工程が、上記支持基板82の貼合わせ工程と同様にし
て実行される。引続き、図13(b)に示すように、熱
処理により前記欠陥層100にて割れを生じさせること
により、第2半導体基板99を欠陥層100にて剥離す
る工程が実行される。これにて、前記単結晶薄膜層99
aが第2半導体基板99から剥離されて第1絶縁膜96
上に転写された如き状態となる。しかる後、高温アニー
ル処理や単結晶薄膜層99aの剥離面に対する平滑化処
理等が行われることにより、支持基板82上に絶縁層8
3を介して高品質で薄膜の単結晶半導体層84を有する
SOI構造が得られるのである。
Then, as shown in FIG. 13A, a step of bonding the second semiconductor substrate 99 to the first insulating film 96 on the surface of the insulating layer 83 provided on the supporting substrate 82 is included. This is performed in the same manner as in the bonding step of the support substrate 82. Subsequently, as shown in FIG. 13B, a step of peeling the second semiconductor substrate 99 at the defect layer 100 is performed by causing a crack in the defect layer 100 by heat treatment. Thus, the single crystal thin film layer 99
a is separated from the second semiconductor substrate 99 to form the first insulating film 96.
The state is as if it had been transferred onto. Thereafter, the insulating layer 8 is formed on the supporting substrate 82 by performing a high-temperature annealing process, a smoothing process on the separated surface of the single crystal thin film layer 99a, and the like.
Through the step 3, an SOI structure having a high-quality thin-film single crystal semiconductor layer 84 can be obtained.

【0062】詳しい図示は省略するが、この後、前記単
結晶半導体層84に酸化膜が形成されて素子毎の領域に
絶縁分離がなされた上で、周知のプロセスにてMOSF
ET89が形成され、さらに、例えば0.5〜1μmの
厚みの層間絶縁膜90が形成される。そして、前記コン
タクトホール93を形成するエッチング工程が行われる
のであるが、上記第4実施例で述べたように、第2の埋
込電極92のコンタクト面92aを上方に持上げて第1
の埋込電極91のコンタクト面91aと同一面上に位置
させたので、配線94による短絡等の不具合を未然に防
止しながらも、1回のエッチング工程でそれらコンタク
トホール93を同時に形成することが可能となり、コン
タクトホール93の形成に係る工程の簡単化を図ること
ができるものである。
Although not shown in detail, after this, an oxide film is formed on the single crystal semiconductor layer 84 to insulate and separate regions of each element, and then a MOSF is formed by a known process.
ET89 is formed, and further, an interlayer insulating film 90 having a thickness of, for example, 0.5 to 1 μm is formed. Then, an etching step for forming the contact hole 93 is performed. As described in the fourth embodiment, the contact surface 92a of the second embedded electrode 92 is lifted upward and the first
Are located on the same surface as the contact surface 91a of the buried electrode 91, so that the contact holes 93 can be simultaneously formed in one etching step while preventing problems such as a short circuit due to the wiring 94. This makes it possible to simplify the process for forming the contact hole 93.

【0063】このように本実施例の製造方法によれば、
絶縁層83中に、バックゲートとなる第1の埋込電極9
1と、全体の領域を電気的に固定する第2の埋込電極9
2とを有し、且つそれらのコンタクト面91a及び92
aを同一面上に位置させた半導体装置81を比較的簡単
な工程により用意に製造することができる。また、単結
晶半導体層84は貼合わせにより得られるので、高品質
且つ薄肉で均一膜厚の単結晶半導体層84を得ることが
できるものである。
As described above, according to the manufacturing method of this embodiment,
A first buried electrode 9 serving as a back gate is formed in the insulating layer 83.
1 and a second embedded electrode 9 for electrically fixing the entire region
2 and their contact surfaces 91a and 92
The semiconductor device 81 in which a is located on the same plane can be easily manufactured by a relatively simple process. In addition, since the single crystal semiconductor layer 84 is obtained by bonding, the single crystal semiconductor layer 84 having high quality, a small thickness, and a uniform thickness can be obtained.

【0064】図15は、本発明の第8実施例(請求項
7,10に対応)を示しており、この実施例が上記第7
実施例と異なるところは、以下の点にある。即ち、この
実施例では、図11(a)に示したと同様に、第1半導
体基板95の表面に例えば厚み100nmの第1絶縁膜
101を形成した後に、図15(a)に示すように、M
OSFET89の形成領域(少なくともチャネル領域に
対応した領域)について所要の膜厚を残して他の部分を
薄膜化するエッチング工程が実行される。
FIG. 15 shows an eighth embodiment (corresponding to claims 7 and 10) of the present invention.
The points different from the embodiment are as follows. That is, in this embodiment, as shown in FIG. 11A, after forming the first insulating film 101 having a thickness of, for example, 100 nm on the surface of the first semiconductor substrate 95, as shown in FIG. M
An etching step is performed to reduce the thickness of the other portions of the OSFET 89 formation region (at least the region corresponding to the channel region) while leaving a required film thickness.

【0065】このエッチング工程は、フォトリソグラフ
ィ処理により所定のマスクパターンを形成した後、例え
ばプラズマガス雰囲気中でのドライエッチングあるいは
HF水溶液等を用いたウェットエッチングにより行わ
れ、これにて、第1絶縁膜101のうちMOSFET8
9の形成領域外の部分が、凹状にエッチングされて例え
ば厚み10nm程度の薄肉部101aとされる。この場
合、薄肉部101aを残すことにより、後の第1半導体
基板95を除去する工程における選択的エッチングのス
トッパとすることができる。
This etching step is performed by, for example, dry etching in a plasma gas atmosphere or wet etching using an HF aqueous solution after forming a predetermined mask pattern by a photolithography process. MOSFET 8 in film 101
The portion outside the formation region of No. 9 is etched in a concave shape to form a thin portion 101a having a thickness of, for example, about 10 nm. In this case, by leaving the thin portion 101a, it can be used as a stopper for selective etching in a later step of removing the first semiconductor substrate 95.

【0066】そして、この後、上記第7実施例と同様
に、第1の埋込電極(第1導体)102、第2絶縁膜9
7、第2の埋込電極(第2導体)103、平坦化処理材
料98を形成する工程が実行され、さらに、支持基板8
2の貼合わせの工程、第1半導体基板95を除去する工
程、第2半導体基板99の貼合わせ及び剥離により単結
晶半導体層84を形成する工程が実行される。これに
て、図15(b)に示すように、支持基板82上に絶縁
層104を介して単結晶半導体層84を有するSOI構
造が得られる。
Then, as in the seventh embodiment, the first buried electrode (first conductor) 102 and the second insulating film 9 are formed.
7. A step of forming a second buried electrode (second conductor) 103 and a planarization material 98 is performed.
2, a step of removing the first semiconductor substrate 95, and a step of forming the single crystal semiconductor layer 84 by bonding and peeling of the second semiconductor substrate 99 are performed. Thus, an SOI structure having the single crystal semiconductor layer 84 over the supporting substrate 82 with the insulating layer 104 interposed therebetween is obtained as shown in FIG.

【0067】このとき、絶縁層104中には、バックゲ
ートとなる第1の埋込電極102と、全体の領域を電気
的に固定する第2の埋込電極103とが設けられるので
あるが、第1絶縁膜101に薄肉部101aを設けたこ
とにより、第1の埋込電極102の端部を上方に持上げ
た形態として、第1の埋込電極103と単結晶半導体層
84との間の高さに位置するコンタクト面102aとす
ることができ、また、第2の埋込電極103のコンタク
ト面103aもそれと同一面上に位置させることができ
る。従って、上記第5実施例にて述べたように、コンタ
クトホール(図示せず)の深さを一層小さくでき、コン
タクトホール形成にかかるエッチング時間を更に短縮す
ることができるものである。
At this time, the first buried electrode 102 serving as a back gate and the second buried electrode 103 for electrically fixing the entire region are provided in the insulating layer 104. By providing the thin portion 101 a in the first insulating film 101, the end portion of the first embedded electrode 102 is lifted upward, so that the portion between the first embedded electrode 103 and the single crystal semiconductor layer 84 is formed. The contact surface 102a can be located at the height, and the contact surface 103a of the second embedded electrode 103 can also be located on the same plane. Therefore, as described in the fifth embodiment, the depth of the contact hole (not shown) can be further reduced, and the etching time required for forming the contact hole can be further reduced.

【0068】尚、上記第8実施例では、第1絶縁膜10
1のエッチング工程において、MOSFET89の形成
領域について所要の膜厚を残すようにしたが、アナログ
回路部を構成する領域全体を残して他の部分を薄膜化す
るようにしても良い。また、薄肉化する部分の膜厚は、
第1半導体基板95を除去する工程におけるエッチング
の選択比に応じて設定すれば良いが、一般的には数10
nm程度で良い。
In the eighth embodiment, the first insulating film 10
In the first etching step, the required film thickness is left in the region where the MOSFET 89 is formed. However, other portions may be thinned while leaving the entire region constituting the analog circuit section. Also, the thickness of the part to be thinned is
What is necessary is just to set according to the etching selectivity in the step of removing the first semiconductor substrate 95.
It may be about nm.

【0069】(4)第9,第10実施例 次に、図16及び図17を参照して、本発明の第9実施
例(請求項8,11に対応)について述べる。図17
(b)には、この実施例の製造方法により製造される半
導体装置の素子形成前のSOI基板111が、上下反転
した状態で示されている。このSOI基板111は、例
えばシリコン基板からなる支持基板112上に、絶縁層
113を介して単結晶シリコンからなる単結晶半導体層
114を有して構成されている。
(4) Ninth and Tenth Embodiments Next, a ninth embodiment (corresponding to claims 8 and 11) of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG.
(B) shows the SOI substrate 111 of the semiconductor device manufactured by the manufacturing method of this embodiment before the element is formed, in an upside down state. The SOI substrate 111 has a structure in which a single crystal semiconductor layer 114 made of single crystal silicon is provided on a support substrate 112 made of, for example, a silicon substrate with an insulating layer 113 interposed therebetween.

【0070】この場合、前記単結晶半導体層114は、
図で左側に位置する素子形成領域114aと、その右側
に位置する2つのコンタクト形成領域114b,114
cとに絶縁状態に分離されている。図示はしないが、前
記素子形成領域114aにはMOSFETが形成され、
コンタクト形成領域114b,114cは低抵抗化され
てコンタクト部とされるようになっている。そして、前
記絶縁層113内には、MOSFETのバックゲートと
なる第1の埋込電極115と、全体の領域を電気的に固
定する第2の埋込電極116とが設けられており、その
うち第1の埋込電極115は前記コンタクト形成領域1
14bに接触(電気的に接続)され、第2の埋込電極1
16は、コンタクト形成領域114cに接触(電気的に
接続)されている。
In this case, the single crystal semiconductor layer 114
The element formation region 114a located on the left side in the figure and the two contact formation regions 114b and 114 located on the right side thereof
c and insulated from each other. Although not shown, a MOSFET is formed in the element formation region 114a,
The contact forming regions 114b and 114c are configured to have a low resistance to form a contact portion. In the insulating layer 113, there are provided a first buried electrode 115 serving as a back gate of the MOSFET and a second buried electrode 116 for electrically fixing the entire region. 1 embedded electrode 115 is in the contact formation region 1
14b is in contact with (electrically connected to) the second embedded electrode 1
Reference numeral 16 is in contact with (electrically connected to) the contact formation region 114c.

【0071】さて、本実施例に係る半導体装置(SOI
基板111)の製造方法について以下述べる。まず、図
16(a)に示すように、単結晶シリコンからなる半導
体基板117の表面部に対し、所定領域を除いて凹状
(例えば150nm程度の深さ)にエッチングする工程
が実行される。この場合、所定領域とは、前記素子形成
領域114a及び2つのコンタクト形成領域114b,
114cに対応している。従って、半導体基板117の
表面部には、素子形成領域114a並びにコンタクト形
成領域114b及び114cに対応した凸部117a並
びに117b及び117cが形成されることになる。
Now, the semiconductor device according to the present embodiment (SOI
The method for manufacturing the substrate 111) will be described below. First, as shown in FIG. 16A, a step of etching the surface of the semiconductor substrate 117 made of single-crystal silicon into a concave shape (for example, a depth of about 150 nm) excluding a predetermined region is performed. In this case, the predetermined area is the element formation area 114a and the two contact formation areas 114b,
114c. Therefore, the protrusions 117a, 117b, and 117c corresponding to the element formation region 114a and the contact formation regions 114b and 114c are formed on the surface of the semiconductor substrate 117.

【0072】次いで、半導体基板117の表面部に対
し、熱酸化あるいはデポによって、例えば厚み100n
mの第1絶縁膜118を形成する工程が実行される。さ
らに、その第1絶縁膜118のうち、前記凸部117b
の上面部をエッチングして開口部118aを形成する工
程が実行される。このエッチングの工程は、フォトリソ
グラフィ処理により所定のマスクパターンを形成した
後、例えばプラズマガス雰囲気中でのドライエッチング
あるいはHF水溶液等を用いたウェットエッチングによ
り行われる。
Next, the surface of the semiconductor substrate 117 is thermally oxidized or deposited, for example, to a thickness of 100 nm.
A step of forming m first insulating films 118 is performed. Further, of the first insulating film 118, the protrusion 117b is formed.
Is performed to form an opening 118a by etching the upper surface of the substrate. This etching step is performed, for example, by forming a predetermined mask pattern by photolithography and then performing dry etching in a plasma gas atmosphere or wet etching using an HF aqueous solution or the like.

【0073】次に、図16(b)に示すように、前記第
1絶縁膜118上に、例えばリンを高濃度で添加した多
結晶シリコン膜からなり、前記第1の埋込電極となる例
えば厚み370nmの第1導体115を形成する工程
が、上記第7実施例で述べたと同様にして実行される。
このとき、第1導体115は、その一部が、第1絶縁膜
118の開口部118aを通して半導体基板117(凸
部117b)の表面に接触した形態に形成される。引続
き、例えば熱酸化によって、第1導体115の表面に例
えば厚み100nmの第2絶縁膜119を形成する工程
が実行される。
Next, as shown in FIG. 16B, on the first insulating film 118, for example, a polycrystalline silicon film to which phosphorus is added at a high concentration is formed, for example, to become the first buried electrode. The step of forming the first conductor 115 having a thickness of 370 nm is performed in the same manner as described in the seventh embodiment.
At this time, the first conductor 115 is formed in such a manner that a part thereof is in contact with the surface of the semiconductor substrate 117 (the convex portion 117b) through the opening 118a of the first insulating film 118. Subsequently, a step of forming a second insulating film 119 having a thickness of, for example, 100 nm on the surface of the first conductor 115 by, for example, thermal oxidation is performed.

【0074】そして、第1絶縁膜118のうち、前記凸
部117cの上面部をエッチングして開口部118bを
形成する工程が上記と同様にして実行される。この後、
図16(c)に示すように、前記第2絶縁膜119及び
第1絶縁膜118の上の全面に、上記第1導体115の
形成工程と同様の方法で、第2の埋込電極となる例えば
厚み370nmの第2導体116を形成する工程が実行
される。これにて、第2導体116は、その一部が、前
記開口部118bを通して半導体基板117の凸部11
7cの表面に接触した形態に形成される。
Then, the step of forming the opening 118b by etching the upper surface of the projection 117c in the first insulating film 118 is performed in the same manner as described above. After this,
As shown in FIG. 16C, a second buried electrode is formed on the entire surface of the second insulating film 119 and the first insulating film 118 in the same manner as in the step of forming the first conductor 115. For example, a step of forming the second conductor 116 having a thickness of 370 nm is performed. As a result, a part of the second conductor 116 extends through the opening 118b to form the protrusion 11 of the semiconductor substrate 117.
7c is formed in contact with the surface.

【0075】引続き、図17(a)に示すように、第2
導体116上に、例えばシリコン酸化膜からなる平坦化
処理材料120を、CVD法により例えば1μmの厚み
で堆積し、更にその表面を研磨して平坦化する工程が実
行される。その後、前記支持基板112(例えば厚み6
00μm)を、前記平坦化処理材料120上に貼合わせ
る工程が実行される。
Subsequently, as shown in FIG.
A step of depositing a flattening material 120 made of, for example, a silicon oxide film with a thickness of, for example, 1 μm on the conductor 116 by a CVD method and further polishing and flattening the surface is performed. Thereafter, the support substrate 112 (for example, having a thickness of 6
(00 μm) on the flattening material 120.

【0076】この後、図17(b)に示すように、周知
の選択研磨技術を用いて、半導体基板117の裏面側を
前記エッチングの工程にて残された領域(凸部117a
〜117c)が露出するまで(第1絶縁膜118の最下
部が露出するまで)除去する工程が実行される。これに
て、前記凸部117aが素子形成領域114aとなって
残されると共に、凸部117b及び117cがコンタク
ト形成領域114b及び114cとなって残され、上記
したような、支持基板112上に絶縁層113を介して
単結晶半導体層114(領域114a〜114c)を有
したSOI基板111が得られるのである。
Then, as shown in FIG. 17B, the back surface of the semiconductor substrate 117 is exposed to the region (projection 117a) left in the etching step by using a known selective polishing technique.
117c) is exposed (until the lowermost portion of the first insulating film 118 is exposed). As a result, the protrusions 117a are left as the element formation regions 114a, and the protrusions 117b and 117c are left as the contact formation regions 114b and 114c, and the insulating layer is formed on the support substrate 112 as described above. The SOI substrate 111 having the single crystal semiconductor layer 114 (regions 114a to 114c) can be obtained via 113.

【0077】しかる後、図示は省略するが、素子形成領
域114aに素子(MOSFET)が形成され、その際
のソース・ドレインの形成と同時に(同一マスクに
て)、コンタクト形成領域114b,114cにイオン
注入が行われてそれら領域114b,114cが低抵抗
化され、もって2つのコンタクト部が形成されるように
なっている。これにて、それらコンタクト部の表面が夫
々コンタクト面とされ、このコンタクト面は、MOSF
ETのソース・ドレインの表面と同一面上に位置されよ
うになるのである。この後、層間絶縁膜が形成され、コ
ンタクトホールが形成されて配線が形成される。
Thereafter, although not shown, an element (MOSFET) is formed in the element formation region 114a, and simultaneously with the formation of the source / drain (with the same mask), the ions are formed in the contact formation regions 114b and 114c. Implantation is performed to reduce the resistance of the regions 114b and 114c, so that two contact portions are formed. As a result, the surfaces of the contact portions are respectively set as contact surfaces, and the contact surfaces are MOSF
Thus, the ET is located on the same plane as the source / drain surfaces. Thereafter, an interlayer insulating film is formed, a contact hole is formed, and a wiring is formed.

【0078】従って、本実施例によれば、コンタクト面
(素子形成領域114a及びコンタクト形成領域114
b,114cの表面)が同一面上に位置するので、上記
した第6実施例(図10参照)に示した構成を簡単に得
ることができると共に、コンタクトホールの深さが全て
同一で且つ十分に浅いものとなるので、コンタクトホー
ルを形成するエッチング工程が短時間で且つ全てについ
て同時に終了するようになり、作業工程の大幅な簡単化
を図ることができるものである。
Therefore, according to this embodiment, the contact surfaces (the element formation region 114a and the contact formation region 114a)
b, 114c) are located on the same plane, so that the configuration shown in the sixth embodiment (see FIG. 10) can be easily obtained, and the depths of the contact holes are all the same and sufficient. Therefore, the etching process for forming the contact holes can be completed in a short time and all the processes at the same time, so that the working process can be greatly simplified.

【0079】最後に、図18は、本発明の第10実施例
(請求項11に対応)を示しており、この実施例が上記
第9実施例と異なるところは、以下の点にある。即ち、
上記第19実施例では、半導体基板117の表面部に素
子形成領域114a並びにコンタクト形成領域114b
及び114cに対応した凸部117a並びに117b及
び117cを形成するようにしたが(図16(a)参
照)、本実施例では、単結晶シリコンからなる半導体基
板に対するエッチングの工程において、所定領域として
素子形成領域121のみを残してエッチングするように
している。
Finally, FIG. 18 shows a tenth embodiment (corresponding to claim 11) of the present invention. This embodiment differs from the ninth embodiment in the following points. That is,
In the nineteenth embodiment, the element formation region 114a and the contact formation region 114b are formed on the surface of the semiconductor substrate 117.
Although the projections 117a and 117b and 117c corresponding to the first and the fourth 114c are formed (see FIG. 16 (a)), in the present embodiment, in the step of etching the semiconductor substrate made of single crystal silicon, Etching is performed while leaving only the formation region 121.

【0080】この後は、上記第9実施例と同様に、半導
体基板に対する第1絶縁膜118を形成する工程、その
第1絶縁膜118のうち第1の埋込電極122のコンタ
クト面122a対応部分に開口部を形成する工程、第1
の埋込電極122を形成する工程、第2絶縁膜119を
形成する工程、第1絶縁膜118のうち第2の埋込電極
123のコンタクト面123a対応部分に開口部を形成
する工程、第2の埋込電極123を形成する工程、平坦
化処理材料120を堆積し平坦化する工程、支持基板1
12を貼合わせる工程、選択研磨により半導体基板の裏
面側を素子形成領域121が露出するまで除去する工程
が順に実行される。
Thereafter, as in the ninth embodiment, a step of forming a first insulating film 118 on the semiconductor substrate, and a portion of the first insulating film 118 corresponding to the contact surface 122a of the first embedded electrode 122 is performed. Forming an opening in a first step
Forming an embedded electrode 122, forming a second insulating film 119, forming an opening in a portion of the first insulating film 118 corresponding to the contact surface 123a of the second embedded electrode 123, Forming a buried electrode 123, depositing a planarization material 120 and planarizing the same,
The step of bonding 12 and the step of removing the back surface of the semiconductor substrate by selective polishing until the element formation region 121 is exposed are sequentially performed.

【0081】これにより、図18(a)に示すように、
支持基板112上に絶縁層124を介して素子形成領域
(単結晶半導体層)121が設けられたSOI構造が得
られ、このとき、前記絶縁層124内には、第1の埋込
電極122及び第2の埋込電極123が設けられると共
に、それら第1の埋込電極122及び第2の埋込電極1
23のコンタクト面122a及び123aが、素子形成
領域121の表面と同一面に露出した構成が得られるの
である。
As a result, as shown in FIG.
An SOI structure in which an element formation region (single-crystal semiconductor layer) 121 is provided over a supporting substrate 112 with an insulating layer 124 interposed therebetween is obtained. At this time, the first buried electrode 122 and the A second buried electrode 123 is provided, and the first buried electrode 122 and the second buried electrode 1 are provided.
Thus, a configuration in which the 23 contact surfaces 122a and 123a are exposed on the same surface as the surface of the element formation region 121 is obtained.

【0082】この後、図18(b)に示すように、素子
形成領域121にMOSFET125が形成されると共
に層間絶縁膜126が形成され、その後コンタクトホー
ル127及び配線128が形成される。このとき、コン
タクト面122a及び123aが素子形成領域121の
表面と同一面上に位置するので、上記第9実施例と同様
に、コンタクトホール127の深さが全て同一で且つ十
分に浅いものとなり、コンタクトホール127の形成工
程の大幅な簡単化を図ることができるものである。
Thereafter, as shown in FIG. 18B, a MOSFET 125 is formed in the element forming region 121, an interlayer insulating film 126 is formed, and then a contact hole 127 and a wiring 128 are formed. At this time, since the contact surfaces 122a and 123a are located on the same plane as the surface of the element forming region 121, the depths of the contact holes 127 are all the same and sufficiently shallow, as in the ninth embodiment. This greatly simplifies the process of forming the contact hole 127.

【0083】尚、本発明は上記し且つ図面に示した各実
施例に限定されるものではなく、例えば、埋込電極とし
ては、タングステンや銅等の金属を採用しCVD法等に
より形成することができ、また平坦化処理材料として
も、多結晶シリコン膜等を採用することができ、さらに
は支持基板についても、セラミック基板や石英基板など
を採用することができる。その他、各部の材質や厚み寸
法等は一例に過ぎない等、本発明は要旨を逸脱しない範
囲内で適宜変更して実施し得るものである。
The present invention is not limited to the embodiments described above and shown in the drawings. For example, the buried electrode may be formed by employing a metal such as tungsten or copper by a CVD method or the like. In addition, a polycrystalline silicon film or the like can be used as a planarization material, and a ceramic substrate, a quartz substrate, or the like can be used as a support substrate. In addition, the present invention can be practiced with appropriate changes without departing from the gist, for example, the material and thickness of each part are merely examples.

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

【図1】本発明の第1実施例を示すもので、半導体装置
の模式的な縦断面図
FIG. 1 shows a first embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view of a semiconductor device.

【図2】半導体装置の模式的な平面図FIG. 2 is a schematic plan view of a semiconductor device.

【図3】本発明の第2実施例を示すもので、半導体装置
の模式的な平面図
FIG. 3 shows a second embodiment of the present invention, and is a schematic plan view of a semiconductor device.

【図4】作用を比較説明するための模式的な縦断面図FIG. 4 is a schematic longitudinal sectional view for comparing and explaining the operation.

【図5】本発明の第3実施例を示す要部の模式的な縦断
面図
FIG. 5 is a schematic longitudinal sectional view of a main part showing a third embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第4実施例を示すもので、半導体装置
の模式的な縦断面図
FIG. 6 shows a fourth embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view of a semiconductor device.

【図7】比較のための模式的な縦断面図FIG. 7 is a schematic longitudinal sectional view for comparison.

【図8】短絡が起こった場合の模式的な縦断面図FIG. 8 is a schematic longitudinal sectional view when a short circuit occurs.

【図9】本発明の第5実施例を示す半導体装置の模式的
な縦断面図
FIG. 9 is a schematic longitudinal sectional view of a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【図10】本発明の第6実施例を示す半導体装置の模式
的な縦断面図
FIG. 10 is a schematic longitudinal sectional view of a semiconductor device according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】本発明の第7実施例を示すもので、半導体装
置の製造工程を示す模式的な縦断面図(その1)
FIG. 11 shows a seventh embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device (part 1).

【図12】半導体装置の製造工程を示す模式的な縦断面
図(その2)
FIG. 12 is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device (part 2).

【図13】半導体装置の製造工程を示す模式的な縦断面
図(その3)
FIG. 13 is a schematic vertical sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device (part 3).

【図14】半導体装置に模式的な縦断面図FIG. 14 is a schematic longitudinal sectional view of a semiconductor device.

【図15】本発明の第8実施例を示すもので、製造工程
を示す模式的な縦断面図
FIG. 15 shows the eighth embodiment of the present invention and is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process.

【図16】本発明の第9実施例を示すもので、半導体装
置の製造工程を示す模式的な縦断面図(その1)
FIG. 16 shows the ninth embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device (part 1).

【図17】半導体装置の製造工程を示す模式的な縦断面
図(その2)
FIG. 17 is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor device (part 2).

【図18】本発明の第10実施例を示すもので、製造工
程を示す模式的な縦断面図
FIG. 18 shows the tenth embodiment of the present invention, and is a schematic longitudinal sectional view showing a manufacturing process.

【図19】従来例を示す模式的な縦断面図FIG. 19 is a schematic longitudinal sectional view showing a conventional example.

【図20】異なる従来例を示す模式的な縦断面図FIG. 20 is a schematic longitudinal sectional view showing a different conventional example.

【図21】更に異なる従来例を示す模式的な縦断面図FIG. 21 is a schematic longitudinal sectional view showing still another conventional example.

【符号の説明】 図面中、21,36,40は半導体装置、22はアナロ
グ回路部、23はデジタル回路部、25は支持基板、2
6は絶縁層、27は単結晶半導体層、28はMOSFE
T(トランジスタ)、34,37,41は埋込電極、5
1,68,71は半導体装置、53はMOSFET(ト
ランジスタ)、54は支持基板、55は絶縁層、56は
単結晶半導体層、61,69,74は第1の埋込電極、
61a,62a,69a,70aはコンタクト面、6
2,70,75は第2の埋込電極、72,73はコンタ
クト部、81は半導体装置、82は支持基板、83,1
04は絶縁層、84は単結晶半導体層、89はMOSF
ET(トランジスタ)、91,102は第1の埋込電
極、91a,92a,102a,103aはコンタクト
面、92,103は第2の埋込電極、95は第1半導体
基板、96,101は第1絶縁膜、97は第2絶縁膜、
98は平坦化処理材料、99は第2半導体基板、100
は欠陥層、112は支持基板、113,124は絶縁
層、114は単結晶半導体層、115,122は第1の
埋込電極、116,123は第2の埋込電極、117は
半導体基板、118は第1絶縁膜、118a,118b
は開口部、119は第2絶縁膜、120は平坦化処理材
料、121は素子形成領域、122a,123aはコン
タクト面、125はMOSFET(トランジスタ)を示
す。
DESCRIPTION OF THE SYMBOLS In the drawings, 21, 36, and 40 are semiconductor devices, 22 is an analog circuit section, 23 is a digital circuit section, 25 is a support substrate, 2
6 is an insulating layer, 27 is a single crystal semiconductor layer, 28 is a MOSFE
T (transistor), 34, 37, 41 are embedded electrodes, 5
1, 68, 71 are semiconductor devices, 53 is a MOSFET (transistor), 54 is a support substrate, 55 is an insulating layer, 56 is a single crystal semiconductor layer, 61, 69, 74 are first embedded electrodes,
61a, 62a, 69a, 70a are contact surfaces, 6
2, 70, 75 are second buried electrodes, 72, 73 are contact portions, 81 is a semiconductor device, 82 is a support substrate, 83, 1
04 is an insulating layer, 84 is a single crystal semiconductor layer, 89 is MOSF
ET (transistor), 91 and 102 are first buried electrodes, 91 a, 92 a, 102 a and 103 a are contact surfaces, 92 and 103 are second buried electrodes, 95 is a first semiconductor substrate, 96 and 101 are first 1 is an insulating film, 97 is a second insulating film,
98 is a planarization material, 99 is a second semiconductor substrate, 100
Is a defect layer, 112 is a supporting substrate, 113 and 124 are insulating layers, 114 is a single crystal semiconductor layer, 115 and 122 are first embedded electrodes, 116 and 123 are second embedded electrodes, 117 is a semiconductor substrate, 118 is a first insulating film, 118a, 118b
Denotes an opening, 119 denotes a second insulating film, 120 denotes a planarization material, 121 denotes an element formation region, 122a and 123a denote contact surfaces, and 125 denotes a MOSFET (transistor).

Claims (11)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 支持基板(21)上に絶縁層(26)を
介して設けられた単結晶半導体層(27)に、トランジ
スタ等の多数の素子(28)を形成することにより、ア
ナログ回路部(22)とデジタル回路部(23)とが共
存した集積回路を構成してなる半導体装置(21,3
6,40)であって、 前記絶縁層(26)に、前記集積回路の回路ブロックに
対応してその回路ブロック領域を電気的にシールドする
埋込電極(34,37,41)を設けたことを特徴とす
る半導体装置。
An analog circuit section is formed by forming a number of elements such as transistors on a single crystal semiconductor layer provided on a support substrate via an insulating layer. Semiconductor device (21, 3) comprising an integrated circuit in which (22) and a digital circuit section (23) coexist.
6, 40), wherein buried electrodes (34, 37, 41) for electrically shielding a circuit block area of the integrated circuit are provided in the insulating layer (26). A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 前記回路ブロックは、アナログ回路部
(22)とデジタル回路部(23)とに分割されている
ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said circuit block is divided into an analog circuit section (22) and a digital circuit section (23).
【請求項3】 前記埋込電極(34,41)は、アナロ
グ回路部(22)を構成する領域全体に対応する位置、
あるいは、デジタル回路部(23)を構成する領域全体
に対応する位置に設けられていることを特徴とする請求
項1又は2記載の半導体装置。
3. The buried electrode (34, 41) has a position corresponding to the entire region constituting the analog circuit section (22),
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is provided at a position corresponding to an entire region constituting the digital circuit section. 4.
【請求項4】 前記埋込電極(37)は、トランジスタ
(28)のチャネル領域(33)に対応した位置に分割
された形態に設けられると共に、それら分割された埋込
電極(37)間が配線(38)により接続されているこ
とを特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置。
4. The buried electrode (37) is provided in a form divided at a position corresponding to the channel region (33) of the transistor (28), and a space between the divided buried electrodes (37) is provided. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is connected by a wiring.
【請求項5】 前記埋込電極(34,37,41)は、
接地電位とされることを特徴とする請求項1ないし4の
いずれかに記載の半導体装置。
5. The buried electrode (34, 37, 41)
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device is set to a ground potential.
【請求項6】 支持基板(54,82,112)上に絶
縁層(55,83,104,113,124)を介して
設けられた単結晶半導体層(56,84,114)に、
トランジスタ等の素子(53,89,125)を形成す
ると共に、前記絶縁層(55,83,104,113,
124)中に、前記トランジスタ(53,89,12
5)に対応する第1の埋込電極(61,69,74,9
1,102,115,122)を設けてなる半導体装置
(51,68,71,81)であって、 前記絶縁層(55,83,104,113,124)
に、前記第1の埋込電極(61,69,74,91,1
02,115,122)及び素子形成領域の全体を電気
的に固定するための第2の埋込電極(62,70,7
5,92,103,116,123)を設けると共に、
前記第1の埋込電極(61,69,74,91,10
2,115,122)のコンタクト面(61a,69
a,91a,102a,122a)と前記第2の埋込電
極(62,70,75,92,103,116,12
3)のコンタクト面(62a,70a,92a,103
a,123a)とを同一面上に位置させたことを特徴と
する半導体装置。
6. A single crystal semiconductor layer (56, 84, 114) provided on a supporting substrate (54, 82, 112) via an insulating layer (55, 83, 104, 113, 124).
Elements such as transistors (53, 89, 125) are formed, and the insulating layers (55, 83, 104, 113,
124), the transistors (53, 89, 12)
5) First embedded electrodes (61, 69, 74, 9) corresponding to (5)
1, 102, 115, 122), wherein the insulating layers (55, 83, 104, 113, 124) are provided.
The first embedded electrodes (61, 69, 74, 91, 1)
02, 115, 122) and second embedded electrodes (62, 70, 7) for electrically fixing the entire element formation region.
5, 92, 103, 116, 123)
The first embedded electrodes (61, 69, 74, 91, 10)
2, 115, 122) contact surfaces (61a, 69)
a, 91a, 102a, 122a) and the second embedded electrodes (62, 70, 75, 92, 103, 116, 12).
3) Contact surface (62a, 70a, 92a, 103)
a, 123a) are located on the same plane.
【請求項7】 前記第1及び第2の埋込電極(69,7
0,102,103)のコンタクト面(69a,70
a,102a,103a)は、前記絶縁層(55,10
4)のうち、前記第1の埋込電極(69,102)と前
記単結晶半導体層(56,84)との間の高さに位置さ
れることを特徴とする請求項6記載の半導体装置。
7. The first and second embedded electrodes (69, 7).
0, 102, 103) contact surfaces (69a, 70a).
a, 102a, 103a) are the insulating layers (55, 10
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is located at a height between the first buried electrode and the single crystal semiconductor layer. .
【請求項8】 前記第1及び第2の埋込電極(74,7
5,115,116,122,123)のコンタクト面
(122a,123a)は、前記単結晶半導体層(5
6,114)の表面と同一面上に位置することを特徴と
する請求項6記載の半導体装置。
8. The first and second embedded electrodes (74, 7).
5, 115, 116, 122, and 123) are formed on the single crystal semiconductor layer (5).
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is located on the same plane as the surface of (6, 114).
【請求項9】 支持基板(82)上に絶縁層(83,1
04)を介して設けられた単結晶半導体層(84)に、
トランジスタ等の素子(89)を形成すると共に、前記
絶縁層(83,104)に、前記トランジスタ(89)
に対応する第1の埋込電極(91,102)と、この第
1の埋込電極(91,102)及び素子形成領域の全体
を電気的に固定する第2の埋込電極(92,103)と
を予め有してなる半導体装置(81)を製造するための
方法であって、 第1半導体基板(95)の表面に第1絶縁膜(96,1
01)を形成する工程と、前記第1絶縁膜(96,10
1)上に前記第1の埋込電極となる第1導体(91,1
02)を設ける工程と、前記第1導体(91,102)
の表面に第2絶縁膜(97)を形成する工程と、前記第
1絶縁膜(96,101)及び第2絶縁膜(97)上に
前記第2の埋込電極となる第2導体(92,103)を
設ける工程と、この第2導体(92,103)上に平坦
化処理材料(98)を堆積しその表面を平坦化する工程
と、前記平坦化処理材料(98)上に前記支持基板(8
2)を貼合わせる工程と、前記第1半導体基板(95)
を除去して前記第1絶縁膜(96,101)を露出させ
る工程と、単結晶半導体からなる第2半導体基板(9
9)に対し所定深さにイオン注入を行うことにより剥離
用の欠陥層(100)を形成する工程と、この第2半導
体基板(99)のイオン注入側の面を前記第1絶縁膜
(96,101)面に対し貼合わせる工程と、前記第2
半導体基板(99)を前記欠陥層(100)にて剥離す
る工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
9. An insulating layer (83, 1) on a supporting substrate (82).
04) through the single crystal semiconductor layer (84)
An element (89) such as a transistor is formed, and the transistor (89) is formed on the insulating layer (83, 104).
And a second buried electrode (92, 103) for electrically fixing the first buried electrode (91, 102) and the entire element formation region. ). A method for manufacturing a semiconductor device (81) having in advance a first insulating film (96, 1) on a surface of a first semiconductor substrate (95).
01), and the first insulating film (96, 10).
1) A first conductor (91, 1) serving as the first embedded electrode is formed thereon.
02) and the first conductor (91, 102).
Forming a second insulation film (97) on the surface of the first insulation film (96, 101) and the second conductor (92) serving as the second buried electrode on the second insulation film (97). , 103); depositing a planarization material (98) on the second conductor (92, 103) to planarize the surface; and supporting the support on the planarization material (98). Substrate (8
Laminating 2) and the first semiconductor substrate (95)
Removing the first insulating film (96, 101) by removing the second semiconductor substrate (9) made of a single crystal semiconductor.
A step of forming a defect layer (100) for separation by performing ion implantation to a predetermined depth with respect to (9), and removing the surface of the second semiconductor substrate (99) on the ion implantation side with the first insulating film (96). , 101), and the second step
Separating the semiconductor substrate (99) at the defect layer (100).
【請求項10】 前記第1半導体基板(95)上に形成
された第1絶縁膜(101)に対して、前記トランジス
タ(89)の少なくともチャネル領域に対応した領域に
ついて所要の膜厚を残して他の部分を薄膜化するエッチ
ング工程を実行することを特徴とする請求項9記載の半
導体装置の製造方法。
10. A first insulating film (101) formed on said first semiconductor substrate (95), leaving a required film thickness in at least a region corresponding to a channel region of said transistor (89). 10. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 9, wherein an etching step of thinning other portions is performed.
【請求項11】 支持基板(112)上に絶縁層(11
3,124)を介して設けられた単結晶半導体層(11
4)に、トランジスタ等の素子(125)を形成すると
共に、前記絶縁層(113,124)に、前記トランジ
スタ(125)に対応する第1の埋込電極(115,1
22)と、この第1の埋込電極(115,122)及び
素子形成領域(121)の全体を電気的に固定する第2
の埋込電極(116,123)とを予め有してなる半導
体装置を製造するための方法であって、 単結晶半導体からなる半導体基板(117)の表面部を
少なくとも素子形成領域(121)に対応した所定の領
域を除いて凹状にエッチングする工程と、この半導体基
板(117)の表面に第1絶縁膜(118)を形成する
工程と、前記第1絶縁膜(118)のうち前記第1の埋
込電極(115,122)のコンタクト部に対応した位
置に開口部(118a)を形成する工程と、この第1絶
縁膜(118)上に前記第1の埋込電極となる第1導体
(115,122)を設ける工程と、前記第1導体(1
15,122)の表面に第2絶縁膜(119)を形成す
る工程と、前記第1絶縁膜(118)のうち前記第2の
埋込電極(116,123)のコンタクト部に対応した
位置に開口部(118b)を形成する工程と、前記第1
絶縁膜(118)及び第2絶縁膜(119)上に前記第
2の埋込電極となる第2導体(116,123)を設け
る工程と、この第2導体(116,123)上に平坦化
処理材料(120)を堆積しその表面を平坦化する工程
と、前記平坦化処理材料(120)上に前記支持基板
(112)を貼合わせる工程と、前記半導体基板(11
7)の裏面側を前記エッチングの工程にて残された領域
が露出するまで除去する工程とを含むことを特徴とする
半導体装置の製造方法。
11. An insulating layer (11) on a supporting substrate (112).
3, 124) via the single crystal semiconductor layer (11
4), an element (125) such as a transistor is formed, and a first embedded electrode (115, 1) corresponding to the transistor (125) is formed in the insulating layer (113, 124).
22) and a second electrode for electrically fixing the entire first buried electrodes (115, 122) and the element forming region (121).
A buried electrode (116, 123) in advance, wherein a surface portion of a semiconductor substrate (117) made of a single crystal semiconductor is provided at least in an element formation region (121). Etching in a concave shape except for a corresponding predetermined region, forming a first insulating film (118) on the surface of the semiconductor substrate (117), and forming the first insulating film (118) in the first insulating film (118). Forming an opening (118a) at a position corresponding to the contact portion of the embedded electrode (115, 122), and a first conductor serving as the first embedded electrode on the first insulating film (118). (115, 122); and providing the first conductor (1).
Forming a second insulating film (119) on the surface of the first embedded film (15, 122); and forming a second insulating film (119) on the first insulating film (118) at a position corresponding to the contact portion of the second embedded electrode (116, 123). Forming an opening (118b);
Providing a second conductor (116, 123) serving as the second embedded electrode on the insulating film (118) and the second insulating film (119), and planarizing the second conductor (116, 123); Depositing a processing material (120) and flattening the surface thereof; bonding the support substrate (112) on the flattening processing material (120);
7) removing the back surface side until the region left in the etching step is exposed.
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