JP2000332021A - Soi基板およびその製造方法ならびに半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Soi基板およびその製造方法ならびに半導体装置およびその製造方法

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JP2000332021A
JP2000332021A JP11137054A JP13705499A JP2000332021A JP 2000332021 A JP2000332021 A JP 2000332021A JP 11137054 A JP11137054 A JP 11137054A JP 13705499 A JP13705499 A JP 13705499A JP 2000332021 A JP2000332021 A JP 2000332021A
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substrate
soi substrate
manufacturing
semiconductor
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Taiichi Kondo
泰一 近藤
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Hitachi Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 汚染に対するゲッター効果があるなどの高性
能でしかも高信頼度のSOI基板およびその製造方法と
そのSOI基板を用いた半導体装置およびその製造方法
を提供する。 【解決手段】 ベース用半導体基板の上に埋め込み用絶
縁膜を介して素子形成用半導体基板が設置されているS
OI基板であって、素子形成用半導体基板の選択的な領
域に素子形成用半導体基板よりも高不純物濃度の高濃度
層3が設置されているものである。また、本発明のSO
I基板の製造方法は、埋め込み用絶縁膜が形成されてい
る素子形成用半導体基板と、ベース用半導体基板5とを
接着して貼り合わせる工程の前に、素子形成用半導体基
板の選択的な領域に素子形成用半導体基板よりも高不純
物濃度の高濃度層3を形成する工程を有するものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、SOI(Silicon
On Insulator)基板およびその製造方法ならびに半導体
装置およびその製造方法に関し、特に、汚染に対するゲ
ッター効果があるなどの高性能でしかも高信頼度のSO
I基板およびその製造方法ならびにそのSOI基板を用
いた半導体装置およびその製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】本発明者は、SOI基板を用いた半導体
装置の製造技術について検討した。以下は、本発明者に
よって検討された技術であり、その概要は次のとおりで
ある。
【0003】すなわち、SOI基板の埋め込み酸化膜の
上に配置されている素子形成用半導体層(素子形成用半
導体基板)にMOSFET(Metal Oxide Semiconducto
r Field Effect Transistor )などの半導体素子を形成
した後、その素子形成用半導体層の上に配線層を形成す
ることによって、SOI基板を用いた半導体装置を製造
している。
【0004】この場合、SOI基板の埋め込み酸化膜の
上に配置されている素子形成用半導体層は、シリコン
(Si、ケイ素)層であり、pマイナス層が使用されて
いる。
【0005】なお、SOI基板を用いた半導体装置の製
造技術について記載されている文献としては、例えば1
990年12月15日、啓学出版株式会社発行のW・マ
リ著「図説超LSI工学」p321〜p325に記載さ
れているものがある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したS
OI基板を用いた半導体装置は、SOI基板の埋め込み
酸化膜の上に配置されているシリコン層がpマイナス層
で汚染ゲッター能力がきわめて乏しいという問題点が発
生している。この場合、汚染対策は、MOS型半導体装
置(デバイス)のプロセスにおいて、大変重要な課題と
なっている。
【0007】また、前述したSOI基板を用いた半導体
装置の製造方法において、例えばBiCMOSデバイス
などの形成には、SOI基板の埋め込み酸化膜の上に配
置されているシリコン層としてのpマイナス層にインプ
ラなどにより、高濃度層を形成する必要がある。その場
合、高濃度層を形成する製造工程は、複雑な製造プロセ
スとなるという問題点が発生している。
【0008】本発明の目的は、汚染に対するゲッター効
果があるなどの高性能でしかも高信頼度のSOI基板お
よびその製造方法ならびにそのSOI基板を用いた半導
体装置およびその製造方法を提供することにある。
【0009】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0010】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0011】すなわち、(1).本発明のSOI基板
は、ベース用半導体基板の上に埋め込み用絶縁膜を介し
て素子形成用半導体基板が設置されているSOI基板で
あって、素子形成用半導体基板の選択的な領域に素子形
成用半導体基板よりも高不純物濃度の高濃度層が設置さ
れているものである。
【0012】(2).本発明のSOI基板の製造方法
は、埋め込み用絶縁膜が形成されている素子形成用半導
体基板と、ベース用半導体基板とを接着して貼り合わせ
る工程の前に、素子形成用半導体基板の選択的な領域に
素子形成用半導体基板よりも高不純物濃度の高濃度層を
形成する工程を有するものである。
【0013】(3).本発明の半導体装置は、前記
(1)記載のSOI基板における素子形成用半導体基板
に半導体素子が形成されているものである。
【0014】(4).本発明の半導体装置の製造方法
は、前記(1)記載のSOI基板を用いたSOI基板の
素子形成用半導体基板に半導体素子を形成する工程を有
するものである。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。
【0016】(実施の形態1)図1〜図7は、本発明の
実施の形態1であるSOI基板の製造工程を示す概略断
面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI基板
およびその製造方法を具体的に説明する。
【0017】まず、半導体基板1を用意する(図1)。
半導体基板1は、導電型が例えばp型である単結晶シリ
コンウエハであり、抵抗率が10Ω・cm程度のpマイ
ナス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さ
が例えば600μmのものである。
【0018】次に、半導体基板1の表面に、エピタキシ
ャル成長法を使用して、pマイナス層からなるエピタキ
シャル成長層2を形成する(図2)。この場合、エピタ
キシャル成長層2の膜厚は、例えば10μmとされてい
る。
【0019】その後、エピタキシャル成長層2の表面部
に、イオン注入法を使用して、1019atoms/cm
3 程度の高不純物濃度例えばp型の高濃度層3を形成す
る(図3)。この場合、高濃度層3の厚さは、例えば2
μmとされている。また、高濃度層3を形成する別の態
様の製造方法として、エピタキシャル成長層2の表面
に、エピタキシャル成長法を使用して、抵抗率が低いエ
ピタキシャル層からなる例えばp型の高濃度層を形成す
る態様とすることができる。
【0020】次に、エピタキシャル成長層2の表面と半
導体基板1の表面に、酸化処理を使用して、例えば酸化
シリコン膜からなる絶縁膜4を形成する(図4)。した
がって、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成され
る。この場合、絶縁膜4は、後製造工程によってSOI
基板の埋め込み絶縁膜とされる絶縁膜4であり、絶縁膜
4の膜厚は、例えば0.1μmとされている。したがっ
て、SOI基板の素子形成用半導体基板(ボンド基板)
が形成される。
【0021】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図5)。本実施の形態のベース用
半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板におけ
る半導体基板1と同様な導電型の例えばp型である単結
晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、抵抗率が
10Ω・cm程度のpマイナス基板であり、直径が例え
ば200mmであり、厚さが例えば600μmのもので
ある。
【0022】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1などからなる素子形成用半導体基板における
高濃度層3の表面の絶縁膜(埋め込み用絶縁膜)4の表
面とを向かい合わせた状態で密着した後、熱処理(例え
ば1000℃程度)法を使用して、熱処理を行い、それ
らを強固に接着して貼り合わせる(図6)。
【0023】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板の裏面から不要な領域の絶縁膜4およびその下
部の半導体基板1を研磨法を使用して研磨によって取り
除いて、SOI基板の製造方法を終了する(図7)。
【0024】前述した本実施の形態のSOI基板の製造
方法によれば、半導体基板1の表面に、エピタキシャル
成長法を使用して、pマイナス層からなるエピタキシャ
ル成長層2を形成し、その後、エピタキシャル成長層2
の表面部に、イオン注入法またはエピタキシャル成長法
を使用して、抵抗率が低い例えばp型の高濃度層3を形
成し、次に、エピタキシャル成長層2の表面と半導体基
板1の表面に、酸化処理を使用して、例えば酸化シリコ
ン膜からなる絶縁膜4を形成して、SOI基板の素子形
成用半導体基板を形成している。
【0025】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5の表面と、半導体基板1などからなる素子形成
用半導体基板における高濃度層3の表面の絶縁膜4の表
面とを向かい合わせた状態で密着した後、熱処理法を使
用して、熱処理を行い、それらを強固に接着して貼り合
わせ、その後、貼り合わされている素子形成用半導体基
板の裏面から不要な領域の絶縁膜4およびその下部の半
導体基板1を研磨法を使用して研磨によって取り除い
て、SOI基板の製造方法を終了している。
【0026】したがって、本実施の形態のSOI基板の
製造方法によれば、2枚の半導体基板を貼り合わせる前
に素子形成用半導体基板にエピタキシャル成長層2を形
成し、さらにその表面に高濃度層3を形成していること
によって、この素子形成用半導体基板を用いてSOI基
板を製作しているので、高濃度層3をウエハとしてのS
OI基板の内部に簡単な製造プロセスによって形成でき
る。
【0027】その結果、本実施の形態のSOI基板の製
造方法により形成されたSOI基板によれば、高濃度層
3がSOI基板の内部に形成されていることにより、ゲ
ッター機能が向上できると共にラッチアップ耐性が向上
できるので、汚染に対するゲッター効果があるなどの高
性能でしかも高信頼度のSOI基板である。
【0028】また、本実施の形態のSOI基板の製造方
法により形成されたSOI基板によれば、高濃度層3の
上にエピタキシャル成長を行う製造工程がなくなること
によって、高濃度層3とエピタキシャル成長層2との界
面の不純物分布を急峻にでき、デバイスが不要とする実
行的な膜厚を薄くすることができ、必要とする実効的な
エピタキシャル成長層2の膜厚を薄くすることができ
る。
【0029】さらに、本実施の形態のSOI基板の製造
方法によれば、汚染に対するゲッター効果があるなどの
高性能でしかも高信頼度のSOI基板を簡単な製造プロ
セスによって製造することができる。
【0030】次に、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を使用して、SOI基板に半導体装置を製
造する半導体装置の製造方法を説明する。図8は、本発
明の実施の形態1である半導体装置の製造工程を示す概
略断面図である。図8におけるSOI基板は、図7に示
されているSOI基板の一部を拡大して示されているS
OI基板とされている。同図を用いて、本実施の形態の
半導体装置およびその製造方法を具体的に説明する。
【0031】まず、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を用意する。次に、エピタキシャル成長層
2に半導体素子としてのMOSFET(MOSデバイ
ス)を形成する工程を行う。この場合、この製造工程
は、先行技術などを使用した種々の態様を適用すること
ができるが、p型のエピタキシャル成長層2に、半導体
素子としてのMOSFETを形成する製造方法を具体的
に説明する。
【0032】次に、SOI基板におけるエピタキシャル
成長層2の所定の領域に例えば酸化シリコン膜などから
なる素子分離用絶縁膜6を形成する。その後、SOI基
板におけるエピタキシャル成長層2の表面に例えば酸化
シリコン膜などからなる絶縁膜7を形成し、その後その
絶縁膜7の表面にレジスト膜を形成した後、リソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して、絶縁膜7に
開口部を形成する。この場合、設計仕様に応じて、絶縁
膜7を形成する製造工程を不要とする態様がある。
【0033】その後、半導体素子が形成される領域であ
る素子形成領域のエピタキシャル成長層2に、ゲート絶
縁膜8、ゲート電極9、サイドウォールスペーサ10を
形成する。具体的には、半導体素子が形成される領域で
ある素子形成領域のエピタキシャル成長層2の表面に例
えば酸化シリコン膜などからなるゲート絶縁膜8を形成
した後、導電性の多結晶シリコン膜からなるゲート電極
9を堆積する。次に、リソグラフィ技術と選択エッチン
グ技術とを使用して、ゲート電極9などのパターンを形
成した後、ゲート電極9の側壁に、酸化シリコン膜など
からなるサイドウォールスペーサ10を形成する。
【0034】次に、エピタキシャル成長層2に、例えば
リン(P)などのn型の不純物をイオン注入法を使用し
てイオン打込みした後、熱拡散装置を使用してn型の不
純物を熱拡散して、NチャネルMOSFETのソースお
よびドレインとなるn型半導体領域11を形成する。
【0035】次に、SOI基板の上に、例えば酸化シリ
コン膜をCVD(Chemical VaporDeposition)法を使用
して堆積し、その酸化シリコン膜などからなる絶縁膜1
2を形成した後、CMP(Chemical Mechanical Polish
ing 、化学的機械研磨)法を使用して、絶縁膜12を研
磨することによって、その表面を平坦化処理して平坦な
表面を有する絶縁膜12とする。その後、リソグラフィ
技術と選択エッチング技術とを使用して、コンタクトホ
ールとしてのスルーホールを形成した後、CVD法を使
用してタングステン膜を形成した後、CMP法などを使
用して、スルーホール以外のタングステン膜を研磨する
ことにより取り除いて、スルーホールに埋め込まれてい
るタングステン膜からなるプラグ13を形成する。
【0036】その後、SOI基板の上に、例えばアルミ
ニウム層などからなる配線層14を堆積した後、リソグ
ラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、不要な
領域の配線層14を取り除いて、パターン化された配線
層14を形成する。
【0037】次に、設計仕様に応じて、SOI基板の上
に、層間絶縁膜としての絶縁膜を形成し、それにスルー
ホールを形成した後、そのスルーホールに埋め込まれた
プラグを形成し、その後、配線層を形成する製造工程を
繰り返し行って、多層配線層を形成した後、パシベーシ
ョン膜を形成することにより、本実施の形態の半導体装
置の製造工程を終了する。
【0038】前述した本実施の形態の半導体装置および
その製造方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用
いて例えばMOSデバイスからなるデバイスを形成して
いることによって、デバイスの下部に高濃度層3がある
ために、汚染に対するゲッター効果があるなどの高性能
でしかも高信頼度の半導体装置を製造することができ
る。また、エピタキシャル成長層2の表面にゲート絶縁
膜8を形成しているため、ゲート絶縁膜の欠陥密度を低
減でき、ゲート絶縁膜の信頼性を向上できる。
【0039】本実施の形態の半導体装置およびその製造
方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用いて例え
ばMOSデバイスからなるデバイスを形成していること
によって、デバイスの形成時の寄生容量を低減でき、ゲ
ート遅延時間を低減でき、かつ低消費電力化ができるの
で、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造するこ
とができる。
【0040】(実施の形態2)図9〜図15は、本発明
の実施の形態2であるSOI基板の製造工程を示す概略
断面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI基
板およびその製造方法を具体的に説明する。
【0041】まず、半導体基板1を用意する(図9)。
半導体基板1は、導電型が例えばn型である単結晶シリ
コンウエハであり、抵抗率が10Ω・cm程度のnマイ
ナス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さ
が例えば600μmのものである。
【0042】次に、半導体基板1の表面に、エピタキシ
ャル成長法を使用して、nマイナス層からなるエピタキ
シャル成長層2を形成する(図10)。この場合、エピ
タキシャル成長層2の膜厚は、例えば10μmとされて
いる。
【0043】その後、エピタキシャル成長層2の表面部
に、イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例えばn型
の高濃度層3を形成する(図11)。この場合、高濃度
層3の厚さは、例えば2μmとされている。また、高濃
度層3を形成する別の態様の製造方法として、エピタキ
シャル成長層2の表面に、エピタキシャル成長法を使用
して、抵抗率が低いエピタキシャル層からなる例えばn
型の高濃度層を形成する態様とすることができる。
【0044】次に、エピタキシャル成長層2の表面と半
導体基板1の表面に、酸化処理を使用して、例えば酸化
シリコン膜からなる絶縁膜4を形成する(図12)。し
たがって、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成さ
れる。この場合、絶縁膜4は、後製造工程によってSO
I基板の埋め込み絶縁膜とされる絶縁膜4であり、絶縁
膜4の膜厚は、例えば0.1μmとされている。したがっ
て、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成される。
【0045】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図13)。本実施の形態のベース
用半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板にお
ける半導体基板1と別の導電型の例えばp型である単結
晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、pマイナ
ス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さが
例えば600μmのものである。
【0046】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1などからなる素子形成用半導体基板における
高濃度層3の表面の絶縁膜4の表面とを向かい合わせた
状態で密着した後、熱処理法を使用して、熱処理を行
い、それらを強固に接着して貼り合わせる(図14)。
【0047】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板の裏面から不要な領域の絶縁膜4およびその下
部の半導体基板1を研磨法を使用して研磨によって取り
除いて、SOI基板の製造方法を終了する(図15)。
【0048】前述した本実施の形態のSOI基板および
その製造方法によれば、実施の形態1のSOI基板およ
びその製造方法と同様な効果を得ることができる。
【0049】次に、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を使用して、SOI基板に半導体装置を製
造する半導体装置の製造方法を説明する。図16は、本
発明の実施の形態2である半導体装置の製造工程を示す
概略断面図である。図16におけるSOI基板は、図1
5に示されているSOI基板の一部を拡大して示されて
いるSOI基板とされている。同図を用いて、本実施の
形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明す
る。
【0050】まず、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を用意する。次に、エピタキシャル成長層
2に半導体素子としてのバイポーラトランジスタ(バイ
ポーラデバイス)を形成する工程を行う。この場合、こ
の製造工程は、先行技術などを使用した種々の態様を適
用することができるが、n型のエピタキシャル成長層2
に、半導体素子としてのバイポーラトランジスタを形成
する製造方法を具体的に説明する。
【0051】次に、SOI基板におけるエピタキシャル
成長層2の所定の領域に例えば酸化シリコン膜などから
なる素子分離用絶縁膜6を形成する。その後、SOI基
板におけるエピタキシャル成長層2の表面に例えば酸化
シリコン膜などからなる絶縁膜7を形成し、その後その
絶縁膜7の表面にレジスト膜を形成した後、リソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して、絶縁膜7に
開口部を形成する。この場合、設計仕様に応じて、絶縁
膜7を形成する製造工程を不要とする態様がある。
【0052】その後、半導体素子が形成される領域であ
る素子形成領域のエピタキシャル成長層2に、コレクタ
用拡散層15、ベ−ス層16、エミッタ層17を順に拡
散して形成する。
【0053】次に、SOI基板の上に、例えば酸化シリ
コン膜をCVD法を使用して堆積し、その酸化シリコン
膜などからなる絶縁膜12を形成した後、CMP法を使
用して、絶縁膜12を研磨することによって、その表面
を平坦化処理して平坦な表面を有する絶縁膜12とす
る。その後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術と
を使用して、コンタクトホールとしてのスルーホールを
形成した後、CVD法を使用してタングステン膜を形成
した後、CMP法などを使用して、スルーホール以外の
タングステン膜を研磨することにより取り除いて、スル
ーホールに埋め込まれているタングステン膜からなるプ
ラグ13を形成する。
【0054】その後、SOI基板の上に、例えばアルミ
ニウム層などからなる配線層14を堆積した後、リソグ
ラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、不要な
領域の配線層14を取り除いて、パターン化された配線
層14を形成する。
【0055】次に、設計仕様に応じて、SOI基板の上
に、層間絶縁膜としての絶縁膜を形成し、それにスルー
ホールを形成した後、そのスルーホールに埋め込まれた
プラグを形成し、その後、配線層を形成する製造工程を
繰り返し行って、多層配線層を形成した後、パシベーシ
ョン膜を形成することにより、本実施の形態の半導体装
置の製造工程を終了する。
【0056】前述した本実施の形態の半導体装置および
その製造方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用
いて例えばバイポーラデバイスからなるデバイスを形成
していることによって、デバイスの下部に高濃度層3が
あるために、埋め込み層の製造工程が不要となるので、
簡単な製造プロセスをもって、高性能でしかも高信頼度
の半導体装置を製造することができる。
【0057】本実施の形態の半導体装置およびその製造
方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用いて例え
ばMOSデバイスからなるデバイスを形成していること
によって、デバイスの形成時の寄生容量を低減でき、ゲ
ート遅延時間を低減でき、かつ低消費電力化ができるの
で、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造するこ
とができる。
【0058】(実施の形態3)図17〜図23は、本発
明の実施の形態3であるSOI基板の製造工程を示す概
略断面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI
基板およびその製造方法を具体的に説明する。
【0059】まず、半導体基板1を用意する(図1
7)。半導体基板1は、導電型が例えばn型である単結
晶シリコンウエハであり、nマイナス基板であり、直径
が例えば200mmであり、厚さが例えば600μmの
ものである。
【0060】次に、半導体基板1の表面に、エピタキシ
ャル成長法を使用して、nマイナス層からなるエピタキ
シャル成長層2を形成する(図18)。この場合、エピ
タキシャル成長層2の膜厚は、例えば10μmとされて
いる。
【0061】その後、エピタキシャル成長層2の表面部
の一部に、イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例え
ばn型の高濃度層3を形成する。次に、エピタキシャル
成長層2の表面部の一部に、イオン注入法を使用して、
抵抗率が低い例えばp型の高濃度層3aを形成する(図
19)。この場合、高濃度層3,3aの厚さは、例えば
2μmとされている。また、高濃度層3,3aを形成す
る別の態様の製造方法として、エピタキシャル成長層2
の表面の一部に、エピタキシャル成長法を使用して、抵
抗率が低いエピタキシャル層からなる例えばn型の高濃
度層とp型の高濃度層を形成する態様とすることができ
る。
【0062】次に、エピタキシャル成長層2の表面と半
導体基板1の表面に、酸化処理を使用して、例えば酸化
シリコン膜からなる絶縁膜4を形成する(図20)。し
たがって、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成さ
れる。この場合、絶縁膜4は、後製造工程によってSO
I基板の埋め込み絶縁膜とされる絶縁膜4であり、絶縁
膜4の膜厚は、例えば0.1μmとされている。したがっ
て、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成される。
【0063】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図21)。本実施の形態のベース
用半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板にお
ける半導体基板1と別の導電型の例えばp型である単結
晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、pマイナ
ス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さが
例えば600μmのものである。
【0064】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1などからなる素子形成用半導体基板における
高濃度層3,3aの表面の絶縁膜4の表面とを向かい合
わせた状態で密着した後、熱処理法を使用して、熱処理
を行い、それらを強固に接着して貼り合わせる(図2
2)。
【0065】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板の裏面から不要な領域の絶縁膜4およびその下
部の半導体基板1を研磨法を使用して研磨によって取り
除いて、SOI基板の製造方法を終了する(図23)。
【0066】前述した本実施の形態のSOI基板および
その製造方法によれば、実施の形態1と実施の形態2の
SOI基板およびその製造方法と同様な効果を得ること
ができる。
【0067】次に、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を使用して、SOI基板に半導体装置を製
造する半導体装置の製造方法を説明する。図24は、本
発明の実施の形態3である半導体装置の製造工程を示す
概略断面図である。図24におけるSOI基板は、図2
3に示されているSOI基板の一部を拡大して示されて
いるSOI基板とされている。同図を用いて、本実施の
形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明す
る。
【0068】まず、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を用意する。次に、SOI基板におけるp
型の高濃度層3aを備えているエピタキシャル成長層2
に半導体素子としてのMOSFETを形成する工程を行
うと共にn型の高濃度層3を備えているエピタキシャル
成長層2に半導体素子としてのバイポーラトランジスタ
を形成する工程を行う。この場合、この製造工程は、先
行技術などを使用した種々の態様を適用することができ
るが、n型のエピタキシャル成長層2に、半導体素子と
してのMOSデバイスとバイポーラデバイスとを有する
BiMOSデバイスを形成する製造方法を具体的に説明
する。
【0069】次に、SOI基板におけるエピタキシャル
成長層2の所定の領域に例えば酸化シリコン膜などから
なる素子分離用絶縁膜6を形成する。その後、SOI基
板におけるエピタキシャル成長層2の表面に例えば酸化
シリコン膜などからなる絶縁膜7を形成し、その後その
絶縁膜7の表面にレジスト膜を形成した後、リソグラフ
ィ技術と選択エッチング技術とを使用して、絶縁膜7に
開口部を形成する。この場合、設計仕様に応じて、絶縁
膜7を形成する製造工程を不要とする態様がある。
【0070】その後、半導体素子が形成される領域であ
る素子形成領域のエピタキシャル成長層(p型の高濃度
層3aを備えているエピタキシャル成長層)2に、ゲー
ト絶縁膜8、ゲート電極9、サイドウォールスペーサ1
0を形成すると共にn型の高濃度層3を備えているエピ
タキシャル成長層2に、コレクタ用拡散層15、ベ−ス
層16、エミッタ層17を形成する。
【0071】次に、SOI基板の上に、例えば酸化シリ
コン膜をCVD法を使用して堆積し、その酸化シリコン
膜などからなる絶縁膜12を形成した後、CMP法を使
用して、絶縁膜12を研磨することによって、その表面
を平坦化処理して平坦な表面を有する絶縁膜12とす
る。その後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術と
を使用して、コンタクトホールとしてのスルーホールを
形成した後、CVD法を使用してタングステン膜を形成
した後、CMP法などを使用して、スルーホール以外の
タングステン膜を研磨することにより取り除いて、スル
ーホールに埋め込まれているタングステン膜からなるプ
ラグ13を形成する。
【0072】その後、SOI基板の上に、例えばアルミ
ニウム層などからなる配線層14を堆積した後、リソグ
ラフィ技術と選択エッチング技術とを使用して、不要な
領域の配線層14を取り除いて、パターン化された配線
層14を形成する。
【0073】次に、設計仕様に応じて、SOI基板の上
に、層間絶縁膜としての絶縁膜を形成し、それにスルー
ホールを形成した後、そのスルーホールに埋め込まれた
プラグを形成し、その後、配線層を形成する製造工程を
繰り返し行って、多層配線層を形成した後、パシベーシ
ョン膜を形成することにより、本実施の形態の半導体装
置の製造工程を終了する。
【0074】前述した本実施の形態の半導体装置および
その製造方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用
いて例えばBiMOSデバイスからなるデバイス(Bi
MOSデバイスまたはBiCMOSデバイスなどからな
るデバイス)を形成していることによって、デバイスを
形成する際のインプロセスとしてのエピプロセスが不要
になることによって、高濃度層3とエピタキシャル成長
層2との界面で発生するオートドーピングを無くするこ
とができるので、この界面の不純物分布を急峻にでき
る。
【0075】本実施の形態の半導体装置およびその製造
方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用いて例え
ばBiMOSデバイスからなるデバイス(BiMOSデ
バイスまたはBiCMOSデバイスなどからなるデバイ
ス)を形成していることによって、実施の形態1および
実施の形態2の半導体装置およびその製造方法における
効果を獲得することができるので、簡単な製造プロセス
をもって、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造
することができる。
【0076】(実施の形態4)図25〜図31は、本発
明の実施の形態4であるSOI基板の製造工程を示す概
略断面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI
基板およびその製造方法を具体的に説明する。
【0077】まず、半導体基板1を用意する(図2
5)。半導体基板1は、導電型が例えばp型である単結
晶シリコンウエハであり、pマイナス基板であり、直径
が例えば200mmであり、厚さが例えば600μmの
ものである。
【0078】次に、半導体基板1の表面に、エピタキシ
ャル成長法を使用して、pマイナス層からなるエピタキ
シャル成長層2を形成する(図26)。この場合、エピ
タキシャル成長層2の膜厚は、例えば10μmとされて
いる。
【0079】その後、エピタキシャル成長層2の表面部
の一部に、イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例え
ばn型の高濃度層3を形成する。次に、エピタキシャル
成長層2の表面部の一部に、イオン注入法を使用して、
抵抗率が低い例えばp型の高濃度層3aを形成する(図
27)。この場合、高濃度層3,3aの厚さは、例えば
2μmとされている。また、高濃度層3,3aを形成す
る別の態様の製造方法として、エピタキシャル成長層2
の表面の一部に、エピタキシャル成長法を使用して、抵
抗率が低いエピタキシャル層からなる例えばn型の高濃
度層とp型の高濃度層を形成する態様とすることができ
る。
【0080】次に、エピタキシャル成長層2の表面と半
導体基板1の表面に、酸化処理を使用して、例えば酸化
シリコン膜からなる絶縁膜4を形成する(図28)。し
たがって、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成さ
れる。この場合、絶縁膜4は、後製造工程によってSO
I基板の埋め込み絶縁膜とされる絶縁膜4であり、絶縁
膜4の膜厚は、例えば0.1μmとされている。したがっ
て、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成される。
【0081】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図29)。本実施の形態のベース
用半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板にお
ける半導体基板1と別の導電型の例えばp型である単結
晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、pマイナ
ス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さが
例えば600μmのものである。次に、ベース用半導体
基板5の表面部に、イオン注入法を使用して、抵抗率が
低い例えばp型の高濃度層18を形成する。
【0082】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1などからなる素子形成用半導体基板における
高濃度層3,3aの表面の絶縁膜4の表面とを向かい合
わせた状態で密着した後、熱処理法を使用して、熱処理
を行い、それらを強固に接着して貼り合わせる(図3
0)。
【0083】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板の裏面から不要な領域の絶縁膜4およびその下
部の半導体基板1を研磨法を使用して研磨によって取り
除いて、SOI基板の製造方法を終了する(図31)。
【0084】前述した本実施の形態のSOI基板および
その製造方法によれば、ベース用半導体基板5の表面部
に、イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例えばp型
の高濃度層18を形成していることによって、ゲータ機
能が向上できるので、汚染に対するゲッター効果が極め
て向上化できる。
【0085】本実施の形態のSOI基板およびその製造
方法によれば、その他の効果として、実施の形態3のS
OI基板およびその製造方法と同様な効果を得ることが
できる。
【0086】次に、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を使用して、SOI基板に半導体装置を製
造する半導体装置の製造方法を説明する。図32は、本
発明の実施の形態4である半導体装置の製造工程を示す
概略断面図である。図32におけるSOI基板は、図3
1に示されているSOI基板の一部を拡大して示されて
いるSOI基板とされている。同図を用いて、本実施の
形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明す
る。
【0087】まず、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を用意する。次に、SOI基板におけるp
型の高濃度層3aを備えているエピタキシャル成長層2
に半導体素子としてのMOSFETを形成する工程を行
うと共にn型の高濃度層3を備えているエピタキシャル
成長層2に半導体素子としてのバイポーラトランジスタ
を形成する工程を行う。この場合、この製造工程は、先
行技術などを使用した種々の態様を適用することができ
るが、n型のエピタキシャル成長層2に、半導体素子と
してのMOSデバイスとバイポーラデバイスとを有する
BiMOSデバイスを形成する製造方法は、実施の形態
3の半導体装置の製造工程と同様であることにより、説
明を省略する。
【0088】本実施の形態の半導体装置およびその製造
方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用いて例え
ばBiMOSデバイスからなるデバイスを形成している
ことによって、実施の形態3の半導体装置およびその製
造方法における効果を獲得することができると共に、ベ
ース用半導体基板5の表面部に抵抗率が低い例えばp型
の高濃度層18が形成されているので、汚染に対するゲ
ッター効果が極めて向上化でき、高性能でしかも高信頼
度の半導体装置を製造することができる。
【0089】(実施の形態5)図33〜図38は、本発
明の実施の形態5であるSOI基板の製造工程を示す概
略断面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI
基板およびその製造方法を具体的に説明する。
【0090】まず、半導体基板1を用意する(図3
3)。半導体基板1は、導電型が例えばp型である単結
晶シリコンウエハであり、CZ(CZochralski チョクラ
ルスキー)結晶を使用した半導体基板であり、pマイナ
ス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さが
例えば600μmのものである。
【0091】その後、半導体基板1の表面部の一部に、
イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例えばn型の高
濃度層3を形成する。次に、半導体基板1の表面部の一
部に、イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例えばp
型の高濃度層3aを形成する(図34)。この場合、高
濃度層3,3aの厚さは、例えば2μmとされている。
また、高濃度層3,3aを形成する別の態様の製造方法
として、半導体基板1の表面の一部に、エピタキシャル
成長法を使用して、抵抗率が低いエピタキシャル層から
なる例えばn型の高濃度層とp型の高濃度層を形成する
態様とすることができる。
【0092】次に、半導体基板1の表面に、酸化処理を
使用して、例えば酸化シリコン膜からなる絶縁膜4を形
成する(図35)。したがって、SOI基板の素子形成
用半導体基板が形成される。この場合、絶縁膜4は、後
製造工程によってSOI基板の埋め込み絶縁膜とされる
絶縁膜4であり、絶縁膜4の膜厚は、例えば0.1μmと
されている。したがって、SOI基板の素子形成用半導
体基板が形成される。
【0093】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図36)。本実施の形態のベース
用半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板にお
ける半導体基板1と同様な導電型の例えばp型である単
結晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、pマイ
ナス基板であり、直径が例えば200mmであり、厚さ
が例えば600μmのものである。
【0094】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1からなる素子形成用半導体基板における高濃
度層3,3aの表面の絶縁膜4の表面とを向かい合わせ
た状態で密着した後、熱処理法を使用して、熱処理を行
い、それらを強固に接着して貼り合わせる(図37)。
【0095】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板の裏面から不要な領域の絶縁膜4およびその下
部の半導体基板1の一部を研磨法を使用して研磨によっ
て取り除いて、SOI基板の製造方法を終了する(図3
8)。
【0096】前述した本実施の形態のSOI基板および
その製造方法によれば、素子形成用半導体基板として半
導体基板1を使用しており、エピタキシャル成長層の製
造工程を取り除いていることによって、簡単な製造プロ
セスとすることができ、安価なSOI基板とすることが
できる。
【0097】本実施の形態のSOI基板およびその製造
方法によれば、その他の効果として、実施の形態3のS
OI基板およびその製造方法と同様な効果を得ることが
できる。
【0098】次に、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を使用して、SOI基板に半導体装置を製
造する半導体装置の製造方法を説明する。図39は、本
発明の実施の形態5である半導体装置の製造工程を示す
概略断面図である。図39におけるSOI基板は、図3
8に示されているSOI基板の一部を拡大して示されて
いるSOI基板とされている。同図を用いて、本実施の
形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明す
る。
【0099】まず、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を用意する。次に、SOI基板におけるp
型の高濃度層3aを備えている半導体基板1に半導体素
子としてのMOSFETを形成する工程を行うと共にn
型の高濃度層3を備えている半導体基板1に半導体素子
としてのバイポーラトランジスタを形成する工程を行
う。この場合、この製造工程は、先行技術などを使用し
た種々の態様を適用することができるが、p型の半導体
基板1に、半導体素子としてのMOSデバイスとバイポ
ーラデバイスとを有するBiMOSデバイスを形成する
製造方法は、実施の形態3の半導体装置の製造工程と同
様であることにより、説明を省略する。
【0100】本実施の形態の半導体装置およびその製造
方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用いて例え
ばBiMOSデバイスからなるデバイスを形成している
ことによって、実施の形態3の半導体装置およびその製
造方法における効果を獲得することができるので、高性
能でしかも高信頼度の半導体装置を製造することができ
る。
【0101】(実施の形態6)図40〜図46は、本発
明の実施の形態6であるSOI基板の製造工程を示す概
略断面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI
基板およびその製造方法を具体的に説明する。
【0102】まず、半導体基板1を用意する(図4
0)。半導体基板1は、導電型が例えばp型である単結
晶シリコンウエハであり、pマイナス基板であり、直径
が例えば200mmであり、厚さが例えば600μmの
ものである。
【0103】次に、半導体基板1の表面に、エピタキシ
ャル成長法を使用して、pマイナス層からなるエピタキ
シャル成長層2を形成する(図41)。この場合、エピ
タキシャル成長層2の膜厚は、例えば10μmとされて
いる。
【0104】次に、エピタキシャル成長層2の裏面部
に、イオン注入法を使用して、水素原子(H)19を注
入する。
【0105】その後、エピタキシャル成長層2の表面部
の一部に、イオン注入法を使用して、抵抗率が低い例え
ばp型の高濃度層3を形成する(図42)。この場合、
高濃度層3の厚さは、例えば2μmとされている。ま
た、高濃度層3を形成する別の態様の製造方法として、
エピタキシャル成長層2の表面の一部に、エピタキシャ
ル成長法を使用して、抵抗率が低いエピタキシャル層か
らなる例えばp型の高濃度層を形成する態様とすること
ができる。
【0106】次に、エピタキシャル成長層2の表面と半
導体基板1の表面に、酸化処理を使用して、例えば酸化
シリコン膜からなる絶縁膜4を形成する(図43)。し
たがって、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成さ
れる。この場合、絶縁膜4は、後製造工程によってSO
I基板の埋め込み絶縁膜とされる絶縁膜4であり、絶縁
膜4の膜厚は、例えば0.1μmとされている。したがっ
て、SOI基板の素子形成用半導体基板が形成される。
【0107】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図44)。本実施の形態のベース
用半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板にお
ける半導体基板1と同様な導電型の例えばp型である単
結晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、pマイ
ナス基板であり、直径が例えば200mmであり、膜厚
が例えば600μmのものである。次に、ベース用半導
体基板5の表面部に、イオン注入法を使用して、抵抗率
が低い例えばp型の高濃度層18を形成する。
【0108】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1などからなる素子形成用半導体基板における
高濃度層3の表面の絶縁膜4の表面とを向かい合わせた
状態で密着した後、熱処理法を使用して、熱処理を行
い、それらを強固に接着して貼り合わせる(図45)。
【0109】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板における注入されている水素原子19の領域の
上の不要な領域の絶縁膜4およびその下部の半導体基板
1をスマートカット(smart cut )法を使用して取り除
いて、SOI基板の製造方法を終了する(図46)。
【0110】前述した本実施の形態のSOI基板および
その製造方法によれば、貼り合わされている素子形成用
半導体基板における注入されている水素原子19の領域
の上の不要な領域の絶縁膜4およびその下部の半導体基
板1をスマートカット法を使用して取り除いて、SOI
基板の製造方法を終了していることによって、SOI基
板を形成する際に、研磨工程を省略できるので、簡単な
製造プロセスによってSOI基板が製造できて、安価な
SOI基板とすることができる。
【0111】本実施の形態のSOI基板およびその製造
方法によれば、その他の効果として、実施の形態3のS
OI基板およびその製造方法と同様な効果を得ることが
できる。
【0112】次に、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を使用して、SOI基板に半導体装置を製
造する半導体装置の製造方法を説明する。図47は、本
発明の実施の形態6である半導体装置の製造工程を示す
概略断面図である。図47におけるSOI基板は、図4
6に示されているSOI基板の一部を拡大して示されて
いるSOI基板とされている。同図を用いて、本実施の
形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明す
る。
【0113】まず、前述した製造方法によって形成され
たSOI基板を用意する。次に、SOI基板におけるエ
ピタキシャル成長層2に半導体素子としてのMOSFE
Tを形成する工程を行う。この場合、この製造工程は、
先行技術などを使用した種々の態様を適用することがで
きるが、エピタキシャル成長層2に、半導体素子として
のMOSデバイスを形成する製造方法は、実施の形態1
の半導体装置の製造工程と同様であることにより、説明
を省略する。
【0114】本実施の形態の半導体装置およびその製造
方法によれば、本実施の形態のSOI基板を用いて例え
ばMOSFETからなるデバイスを形成していることに
よって、実施の形態1の半導体装置およびその製造方法
における効果を獲得することができるので、高性能でし
かも高信頼度の半導体装置を製造することができる。
【0115】(実施の形態7)図48〜図52は、本発
明の実施の形態7であるSOI基板の製造工程を示す概
略断面図である。同図を用いて、本実施の形態のSOI
基板およびその製造方法を具体的に説明する。
【0116】まず、半導体基板1を用意する(図4
8)。半導体基板1は、導電型が例えばp型である単結
晶シリコンウエハであり、CZ結晶を使用した半導体基
板であり、抵抗率が低いpプラス基板であり、直径が例
えば200mmであり、厚さが例えば600μmのもの
である。
【0117】次に、半導体基板1の表面に、酸化処理を
使用して、例えば酸化シリコン膜からなる絶縁膜4を形
成する(図49)。したがって、SOI基板の素子形成
用半導体基板が形成される。この場合、絶縁膜4は、後
製造工程によってSOI基板の埋め込み絶縁膜とされる
絶縁膜4であり、絶縁膜4の膜厚は、例えば0.1μmと
されている。したがって、SOI基板の素子形成用半導
体基板が形成される。
【0118】その後、SOI基板におけるベース用半導
体基板5を用意する(図50)。本実施の形態のベース
用半導体基板5は、前述した素子形成用半導体基板にお
ける半導体基板1と同様な導電型の例えばp型である単
結晶シリコンウエハからなる半導体基板であり、抵抗率
が低いpプラス基板であり、直径が例えば200mmで
あり、厚さが例えば600μmのものである。
【0119】次に、ベース用半導体基板5の表面と、半
導体基板1からなる素子形成用半導体基板における絶縁
膜4の表面とを向かい合わせた状態で密着した後、熱処
理法を使用して、熱処理を行い、それらを強固に接着し
て貼り合わせる(図51)。
【0120】その後、貼り合わされている素子形成用半
導体基板の裏面から不要な領域の絶縁膜4をエッチング
法などを使用して取り除いて、SOI基板の製造方法を
終了する(図52)。
【0121】前述した本実施の形態のSOI基板および
その製造方法によれば、素子形成用半導基板として半導
体基板1を使用しており、エピタキシャル成長層の製造
工程を取り除いていることによって、簡単な製造プロセ
スとすることができ、安価なSOI基板とすることがで
きる。
【0122】本実施の形態のSOI基板およびその製造
方法によれば、素子形成用半導体基板としての半導体基
板1とベース用半導体基板5とを、高濃度の不純物が含
まれている半導体基板としていることによって、大容量
のコンデンサを簡単な製造プロセスによって製造できる
ので、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造する
ことができる。
【0123】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0124】たとえば、素子形成用半導体基板およびベ
ース用半導体基板の導電性は、p型またはn型とするこ
とができる。
【0125】また、本発明のSOI基板を用いた半導体
装置およびその製造方法において、素子形成用半導体基
板に形成されている半導体素子は、MOSFET、CM
OSFET、バイポーラトランジスタまたはMOSFE
Tとバイポーラトランジスタを組み合わせたBiMOS
あるいはBiCMOS構造などの種々の半導体素子を組
み合わせた態様とすることができる。
【0126】さらに、本発明のSOI基板を用いた半導
体装置およびその製造方法は、SOI基板における素子
形成用半導体基板に形成されている半導体素子として、
MOSFET、CMOSFETなどを構成要素とするロ
ジック系あるいはDRAM(Dynamic Random Access Me
mory)、SRAM(Static Random Access Memory )な
どのメモリ系などを有する種々の半導体集積回路装置お
よびその製造方法に適用できる。
【0127】
【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0128】(1).本発明のSOI基板の製造方法に
よれば、2枚の半導体基板を貼り合わせる前に素子形成
用半導体基板にエピタキシャル成長層を形成し、さらに
その表面に高濃度層を形成していることによって、この
素子形成用半導体基板を用いてSOI基板を製作してい
るので、高濃度層をウエハとしてのSOI基板の内部に
簡単な製造プロセスによって形成できる。
【0129】その結果、本発明のSOI基板の製造方法
により形成されたSOI基板によれば、高濃度層がSO
I基板の内部に形成されていることにより、ゲッター機
能が向上できると共にラッチアップ耐性が向上できるの
で、汚染に対するゲッター効果があるなどの高性能でし
かも高信頼度のSOI基板である。また、エピタキシャ
ル成長層の表面にゲート絶縁膜を形成しているため、ゲ
ート絶縁膜の欠陥密度を低減でき、ゲート絶縁膜の信頼
性を向上できる。
【0130】また、本発明のSOI基板の製造方法によ
り形成されたSOI基板によれば、高濃度層の上にエピ
タキシャル成長を行う製造工程がなくなることによっ
て、高濃度層とエピタキシャル成長層との界面の不純物
分布を急峻にでき、デバイスが不要とする実行的な膜厚
を薄くすることができ、必要とする実効的なエピタキシ
ャル成長層の膜厚を薄くすることができる。
【0131】さらに、本発明のSOI基板の製造方法に
よれば、汚染に対するゲッター効果があるなどの高性能
でしかも高信頼度のSOI基板を簡単な製造プロセスに
よって製造することができる。
【0132】(2).本発明のSOI基板の製造方法に
よれば、ベース用半導体基板の表面部に、イオン注入法
を使用して、抵抗率が低い例えばp型の高濃度層を形成
していることによって、ゲッター機能が向上できるの
で、汚染に対するゲッター効果が極めて向上化できる。
【0133】(3).本発明のSOI基板の製造方法に
よれば、素子形成用半導基板として半導体基板を使用し
ており、エピタキシャル成長層の製造工程を取り除いて
いることによって、簡単な製造プロセスとすることがで
き、安価なSOI基板とすることができる。
【0134】(4).本発明のSOI基板の製造方法に
よれば、貼り合わされている素子形成用半導体基板にお
ける注入されている水素原子の領域の上の不要な領域の
絶縁膜およびその下部の半導体基板をスマートカット法
を使用して取り除いて、SOI基板の製造方法を終了し
ていることによって、SOI基板を形成する際に、研磨
工程を省略できるので、簡単な製造プロセスによってS
OI基板が製造できて、安価なSOI基板とすることが
できる。
【0135】(5).本発明のSOI基板の製造方法に
よれば、素子形成用半導基板として半導体基板を使用し
ており、エピタキシャル成長層の製造工程を取り除いて
いることによって、簡単な製造プロセスとすることがで
き、安価なSOI基板とすることができる。
【0136】(6).本発明の半導体装置およびその製
造方法によれば、本発明のSOI基板を用いて例えばM
OSデバイスからなるデバイスを形成していることによ
って、デバイスの下部に高濃度層があるために、汚染に
対するゲッター効果があるなどの高性能でしかも高信頼
度の半導体装置を製造することができる。
【0137】本発明の半導体装置およびその製造方法に
よれば、本発明のSOI基板を用いて例えばMOSデバ
イスからなるデバイスを形成していることによって、デ
バイスの形成時の寄生容量を低減でき、ゲート遅延時間
を低減でき、かつ低消費電力化ができるので、高性能で
しかも高信頼度の半導体装置を製造することができる。
【0138】(7).本発明の半導体装置およびその製
造方法によれば、本発明のSOI基板を用いて例えばバ
イポーラデバイスからなるデバイスを形成していること
によって、デバイスの下部に高濃度層があるために、埋
め込み層の製造工程が不要となるので、簡単な製造プロ
セスをもって、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を
製造することができる。
【0139】本発明の半導体装置およびその製造方法に
よれば、本発明のSOI基板を用いて例えばMOSデバ
イスからなるデバイスを形成していることによって、デ
バイスの形成時の寄生容量を低減でき、ゲート遅延時間
を低減でき、かつ低消費電力化ができるので、高性能で
しかも高信頼度の半導体装置を製造することができる。
【0140】(8).本発明の半導体装置およびその製
造方法によれば、本発明のSOI基板を用いて例えばB
iMOSデバイスからなるデバイスを形成していること
によって、デバイスを形成する際のインプロセスとして
のエピプロセスが不要になることによって、高濃度層と
エピタキシャル成長層との界面で発生するオートドーピ
ングを無くすることができるので、この界面の不純物分
布を急峻にできる。
【0141】(9).本発明の半導体装置およびその製
造方法によれば、ベース用半導体基板の表面部に抵抗率
が低い例えばp型の高濃度層が形成されていることによ
って、汚染に対するゲッター効果が極めて向上化でき、
高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造することが
できる。
【0142】(10).本発明の半導体装置およびその
製造方法によれば、素子形成用半導体基板としての半導
体基板とベース用半導体基板とを、高濃度の不純物が含
まれている半導体基板としていることによって、大容量
のコンデンサを簡単な製造プロセスによって製造できる
ので、高性能でしかも高信頼度の半導体装置を製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図2】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図3】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図4】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図5】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図6】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図7】本発明の実施の形態1であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図8】本発明の実施の形態1である半導体装置の製造
工程を示す概略断面図である。
【図9】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製造
工程を示す概略断面図である。
【図10】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図11】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図12】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図13】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図14】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図15】本発明の実施の形態2であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図16】本発明の実施の形態2である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
【図17】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図18】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図19】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図20】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図21】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図22】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図23】本発明の実施の形態3であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図24】本発明の実施の形態3である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
【図25】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図26】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図27】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図28】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図29】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図30】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図31】本発明の実施の形態4であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図32】本発明の実施の形態4である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
【図33】本発明の実施の形態5であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図34】本発明の実施の形態5であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図35】本発明の実施の形態5であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図36】本発明の実施の形態5であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図37】本発明の実施の形態5であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図38】本発明の実施の形態5であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図39】本発明の実施の形態5である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
【図40】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図41】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図42】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図43】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図44】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図45】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図46】本発明の実施の形態6であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図47】本発明の実施の形態6である半導体装置の製
造工程を示す概略断面図である。
【図48】本発明の実施の形態7であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図49】本発明の実施の形態7であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図50】本発明の実施の形態7であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図51】本発明の実施の形態7であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【図52】本発明の実施の形態7であるSOI基板の製
造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 エピタキシャル成長層 3 高濃度層 3a 高濃度層 4 絶縁膜 5 ベース用半導体基板 6 素子分離用絶縁膜 7 絶縁膜 8 ゲート絶縁膜 9 ゲート電極 10 サイドウォールスペーサ 11 n型半導体領域 12 絶縁膜 13 プラグ 14 配線層 15 コレクタ用拡散層 16 ベ−ス層 17 エミッタ層 18 高濃度層 19 水素原子

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ベース用半導体基板の上に埋め込み用絶
    縁膜を介して素子形成用半導体基板が設置されているS
    OI基板であって、前記素子形成用半導体基板の選択的
    な領域に前記素子形成用半導体基板よりも高不純物濃度
    の高濃度層が設置されていることを特徴とするSOI基
    板。
  2. 【請求項2】 請求項1記載のSOI基板であって、前
    記素子形成用半導体基板は、エピタキシャル成長層であ
    ることを特徴とするSOI基板。
  3. 【請求項3】 請求項1記載のSOI基板であって、前
    記素子形成用半導体基板は、半導体基板であることを特
    徴とするSOI基板。
  4. 【請求項4】 請求項1記載のSOI基板であって、前
    記ベース用半導体基板は、前記埋め込み用絶縁膜の下部
    の前記ベース用半導体基板の領域に、前記ベース用半導
    体基板よりも高不純物濃度の高濃度層が設置されている
    ことを特徴とするSOI基板。
  5. 【請求項5】 請求項1記載のSOI基板であって、前
    記高濃度層は、p型の高濃度層またはn型の高濃度層あ
    るいはp型の高濃度層とn型の高濃度層とからなる高濃
    度層であることを特徴とするSOI基板。
  6. 【請求項6】 埋め込み用絶縁膜が形成されている素子
    形成用半導体基板と、ベース用半導体基板とを接着して
    貼り合わせる工程の前に、前記素子形成用半導体基板の
    選択的な領域に前記素子形成用半導体基板よりも高不純
    物濃度の高濃度層を形成する工程を有することを特徴と
    するSOI基板の製造方法。
  7. 【請求項7】 請求項6記載のSOI基板の製造方法で
    あって、半導体基板の表面にエピタキシャル成長法を使
    用して、素子形成用半導体基板としてのエピタキシャル
    成長層を形成する工程と、前記エピタキシャル成長層の
    表面部に前記エピタキシャル成長層よりも高不純物濃度
    の高濃度層を形成する工程とを有することを特徴とする
    SOI基板の製造方法。
  8. 【請求項8】 請求項6記載のSOI基板の製造方法で
    あって、素子形成用半導体基板としての半導体基板の表
    面部に前記半導体基板よりも高不純物濃度の高濃度層を
    形成する工程を有することを特徴とするSOI基板の製
    造方法。
  9. 【請求項9】 請求項6〜8のいずれか1項に記載のS
    OI基板の製造方法であって、前記高濃度層を形成する
    工程は、p型の高濃度層またはn型の高濃度層あるいは
    p型の高濃度層とn型の高濃度層とからなる高濃度層を
    形成する工程であることを特徴とするSOI基板の製造
    方法。
  10. 【請求項10】 請求項6〜8のいずれか1項に記載の
    SOI基板の製造方法であって、前記高濃度層を形成す
    る工程は、イオン注入法またはエピタキシャル成長法が
    使用されていることを特徴とするSOI基板の製造方
    法。
  11. 【請求項11】 請求項6〜10のいずれか1項に記載
    のSOI基板の製造方法であって、埋め込み用絶縁膜が
    形成されている素子形成用半導体基板と、ベース用半導
    体基板とを接着して貼り合わせる工程の後に、前記素子
    形成用半導体基板における不要な領域を取り除く工程を
    有することを特徴とするSOI基板の製造方法。
  12. 【請求項12】 請求項6〜10のいずれか1項に記載
    のSOI基板の製造方法であって、埋め込み用絶縁膜が
    形成されている素子形成用半導体基板と、ベース用半導
    体基板とを接着して貼り合わせる工程の前に、素子形成
    用半導体基板の一部にイオン注入法を使用して、水素原
    子を注入する工程を有し、埋め込み用絶縁膜が形成され
    ている素子形成用半導体基板と、ベース用半導体基板と
    を接着して貼り合わせる工程の後に、前記素子形成用半
    導体基板における前記水素原子が注入されている領域の
    上の不要な領域をスマートカット法を使用して取り除く
    工程を有することを特徴とするSOI基板の製造方法。
  13. 【請求項13】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の
    SOI基板における素子形成用半導体基板に半導体素子
    が形成されていることを特徴とする半導体装置。
  14. 【請求項14】 請求項13記載の半導体装置であっ
    て、前記半導体素子は、MOSデバイスにおける半導体
    素子、またはCMOSデバイスにおける半導体素子、ま
    たはバイポーラデバイスにおける半導体素子、またはB
    iMOSデバイスにおける半導体素子、またはBiCM
    OSデバイスにおける半導体素子であることを特徴とす
    る半導体装置。
  15. 【請求項15】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の
    SOI基板を用いたSOI基板の素子形成用半導体基板
    に半導体素子を形成する工程を有することを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
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