JP2002094032A - Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method - Google Patents

Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method

Info

Publication number
JP2002094032A
JP2002094032A JP2000276790A JP2000276790A JP2002094032A JP 2002094032 A JP2002094032 A JP 2002094032A JP 2000276790 A JP2000276790 A JP 2000276790A JP 2000276790 A JP2000276790 A JP 2000276790A JP 2002094032 A JP2002094032 A JP 2002094032A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
oxide film
region
substrate
manufacturing
semiconductor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
JP2000276790A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaaki Ogino
正明 荻野
Noriyuki Sugahara
紀之 須ケ原
Hitoshi Kuribayashi
均 栗林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP2000276790A priority Critical patent/JP2002094032A/en
Publication of JP2002094032A publication Critical patent/JP2002094032A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device, having superior gate breakdown voltage and capable of being manufactured in a high non-defective rate and an SOI substrate capable of forming its semiconductor device. SOLUTION: The SOI substrate comprises a CZ base 1, and a semiconductor layer region 3 made of an FZ single-crystal which is laminated on the base 1 and laminated via an oxide film 2. A MOS device is formed on the SOI substrate to provide superior gate breakdown voltage and to enhance non-defective rate.

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】この発明は、支持基板として
CZ基材を用い、このCZ基材上に絶縁膜を介して貼り
合わされるFZ結晶からなる半導体層領域を有するSO
I基板である半導体基板およびその基板の製作方法と、
該SOI基板を用いて製造される半導体装置およびその
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 having a semiconductor layer region made of a FZ crystal bonded to a CZ substrate via an insulating film, using a CZ substrate as a supporting substrate.
A semiconductor substrate that is an I-substrate and a method of manufacturing the substrate;
The present invention relates to a semiconductor device manufactured using the SOI substrate and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】埋め込み酸化膜を有するSOI(Sil
icon On Insulator)基板に、半導体
集積回路(LSI)を製作する場合、SOI基板の表面
層に形成されるLSI素子は、すべて完全に誘電体で分
離された構造(誘電体で素子の側面および底面が取り囲
まれた構造)となるため、高集積化に伴うショートチャ
ネル効果が抑制され、また、低消費電力動作をさせるこ
とが可能となる。そのために、SOI基板は次世代LS
Iなどの高集積、高機能半導体装置を形成する半導体基
板として期待されている。
2. Description of the Related Art SOI (Sil) having a buried oxide film
When a semiconductor integrated circuit (LSI) is manufactured on an icon on insulator (IC) substrate, all the LSI elements formed on the surface layer of the SOI substrate have a structure completely separated by a dielectric (side and bottom surfaces of the element with a dielectric). ), The short channel effect accompanying high integration is suppressed, and low power consumption operation can be performed. For that purpose, SOI substrates are next-generation LS
It is expected as a semiconductor substrate for forming a highly integrated and highly functional semiconductor device such as I.

【0003】このSOI基板は、酸化膜のような絶縁物
上に、単結晶シリコン層を形成したものであり、SIM
OX(Separation by Implante
dOxygen)ウエハと、貼り合わせSOIウエハが
主として知られている。SIMOXウエハは、イオン注
入によって単結晶シリコン基板内部に酸素イオンを導入
し、引き続き行われるアニール処理によってこれら酸素
イオンとシリコン原子を化学反応させて、埋め込み酸化
膜を形成させる。
[0003] This SOI substrate has a single crystal silicon layer formed on an insulator such as an oxide film.
OX (Separation by Implant)
dOxygen) wafers and bonded SOI wafers are mainly known. In the SIMOX wafer, oxygen ions are introduced into the single crystal silicon substrate by ion implantation, and the oxygen ions and silicon atoms are chemically reacted by a subsequent annealing treatment to form a buried oxide film.

【0004】一方、貼り合わせSOIウエハは、2枚の
単結晶シリコンウエハを酸化膜を挟んで接着させ、2枚
のうち片方のウエハを薄膜化することによって得られる
SOI基板である。前者のSIMOXウエハは、酸素イ
オンの導入深さから、薄膜層である単結晶シリコン層の
厚さが、数100nmに制限されるのに対し、後者の貼
り合わせSOIウエハは、厚い単結晶シリコンウエハを
削って薄膜層を形成するので、薄膜層であるシリコン単
結晶層の厚みは、数μmから十数μmとすることができ
る利点がある。
On the other hand, a bonded SOI wafer is an SOI substrate obtained by bonding two single-crystal silicon wafers with an oxide film interposed therebetween and thinning one of the two wafers. In the former SIMOX wafer, the thickness of the single crystal silicon layer, which is a thin film layer, is limited to several hundred nm due to the depth of introduction of oxygen ions, whereas in the latter bonded SOI wafer, the thickness of the single crystal silicon wafer is thick. And the thickness of the silicon single crystal layer, which is a thin film layer, can be set to several μm to several tens μm.

【0005】しかし、貼り合わせSOIウエハにおいて
は、貼り合わせ部の機械的強度を確保するための熱処理
工程が必要となる。即ち、通常のSOIウエハの製造工
程では、CZ(Czochralski)法により製造
された2枚のCZウエハを貼り合わせた後、1000℃
以上の高温で熱処理し、その後、薄膜層であるシリコン
単結晶層とするために、片側のCZウエハを研削・研磨
するといった工程が必要となる。
[0005] However, a bonded SOI wafer requires a heat treatment step for securing the mechanical strength of the bonded portion. That is, in a normal SOI wafer manufacturing process, after two CZ wafers manufactured by the CZ (Czochralski) method are bonded together, 1000 ° C.
In order to heat-treat at the above high temperature, and then to form a silicon single crystal layer as a thin film layer, a step of grinding and polishing one side of the CZ wafer is required.

【0006】この貼り合わせ後の熱処理工程において、
CZウエハに元々存在するCOP(Crystal O
riginated Particle)の内壁が酸化
され(酸化膜厚は4nm程度である)、COPが成長
し、大きくなる。この熱処理工程後、LSI素子などを
形成する側のCZウエハを薄膜化して、貼り合わせSO
Iウエハが得られる訳であるが、薄膜層であるシリコン
単結晶層(半導体層領域93)の表面に、このCOP9
4が露出し、表面が酸化された微小穴95が散在した状
態となる(図27)。
In the heat treatment step after the bonding,
COP (Crystal O) originally present on CZ wafers
The inner wall of the “registered particle” is oxidized (the oxide film thickness is about 4 nm), and the COP grows and becomes large. After this heat treatment step, the CZ wafer on which the LSI elements and the like are to be formed is thinned and the bonded SO
An I-wafer is obtained, and the COP9 is placed on the surface of a silicon single crystal layer (semiconductor layer region 93) which is a thin film layer.
4 are exposed and micro holes 95 whose surface is oxidized are scattered (FIG. 27).

【0007】尚、図27において、91はCZ基材、9
2は貼り合わせ酸化膜、93はCZ基材を研削・研磨し
た半導体層領域で、200はCZ−CZ−SOI基板で
ある。また、図で円形状に示したCOP94は、実体は
100nmから200nmの八面体構造の空洞欠陥であ
り、この欠陥が表面に露出すると拡大図で示したよう
に、空洞の断面形状は三角形や多角形となる。
In FIG. 27, reference numeral 91 denotes a CZ base material, 9
2 is a bonded oxide film, 93 is a semiconductor layer region obtained by grinding and polishing a CZ base material, and 200 is a CZ-CZ-SOI substrate. Further, the COP 94 shown in a circular shape in the figure is a hollow defect having an octahedral structure of 100 nm to 200 nm in substance, and when this defect is exposed on the surface, as shown in an enlarged view, the cross-sectional shape of the hollow is triangular or multiple. It becomes square.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】その結果、貼り合わせ
SOIウエハを用いて、図28で示したC−MOSなど
のLSI素子を製作すると、ゲート酸化膜232、23
3の厚みが、前記の微小穴95の存在のために、不均一
となり、そのため、ゲート酸化膜232、233の耐圧
が低下する。
As a result, when an LSI device such as a C-MOS shown in FIG. 28 is manufactured using a bonded SOI wafer, the gate oxide films 232 and 23 are formed.
The thickness of the gate oxide films 232 and 233 decreases due to the thickness of the gate oxide films 232 and 233 due to the presence of the minute holes 95.

【0009】ここで、図28のC−MOSの構造を説明
する。p型の半導体層領域93に、n型のウエル領域2
31とnチャネルMOSFET(N−MOSFET)を
形成し、n型のウエル領域231にnチャネルMOSF
ET(P−MOSFET)を形成してC−MOSが出来
上がる。図中の、95はLOCOS酸化膜、232、2
33はゲート酸化膜、234、235はゲート電極、2
37、238はpソース領域、pドレイン領域、239
はp+ 領域、240、241はnソース領域、nドレイ
ン領域、244、245はP−MOSFETのソース電
極、ドレイン電極、247、248はN−MOSFET
のソース電極、ドレイン電極、249、250は金属電
極である。
Here, the structure of the C-MOS shown in FIG. 28 will be described. The n-type well region 2 is formed in the p-type semiconductor layer region 93.
31 and an n-channel MOSFET (N-MOSFET) are formed in the n-type well region 231.
An ET (P-MOSFET) is formed to complete a C-MOS. In the figure, 95 is a LOCOS oxide film, 232, 2
33 is a gate oxide film, 234 and 235 are gate electrodes, 2
37 and 238 are a p source region, a p drain region, and 239
Is a p + region, 240 and 241 are n source regions, n drain regions, 244 and 245 are source and drain electrodes of a P-MOSFET, and 247 and 248 are N-MOSFETs.
, 250 and 250 are metal electrodes.

【0010】前記のゲート酸化膜の耐圧の低下を防止す
るために、COPの影響がないFZ(Floating
Zone)法により製造したFZウエハで製作した貼
り合わせSOIウエハ(図29)を用いると、今度は、
SOIウエハの機械的強度が低下してしまう。尚、図中
の97はFZ基材、98は酸化膜、99はFZの半導体
層領域で、300はFZ−FZ−SOI基板である。
In order to prevent a decrease in the breakdown voltage of the gate oxide film, an FZ (Floating) which is not affected by the COP is used.
Using a bonded SOI wafer (FIG. 29) manufactured from an FZ wafer manufactured by the Zone method,
The mechanical strength of the SOI wafer is reduced. In the figure, 97 is an FZ base material, 98 is an oxide film, 99 is a semiconductor layer region of FZ, and 300 is an FZ-FZ-SOI substrate.

【0011】この機械的強度は、シリコン結晶中に存在
する不純物酸素濃度に依存する。通常、CZウエハは、
その製造方法から不可避的に1018原子/cm3 オーダ
ーの酸素を不純物として含んでいる。これに対し、FZ
ウエハ中の不純物酸素濃度は、1016/cm3 以下であ
るため、FZウエハはCZウエハに比べて脆弱である。
[0011] This mechanical strength depends on the concentration of impurity oxygen present in the silicon crystal. Usually, the CZ wafer is
Owing to its manufacturing method, oxygen is inevitably contained on the order of 10 18 atoms / cm 3 . In contrast, FZ
Since the impurity oxygen concentration in the wafer is 10 16 / cm 3 or less, the FZ wafer is more fragile than the CZ wafer.

【0012】そのため、貼り合わせ後の熱処理工程にお
いて、FZウエハを用いた場合には、ウエハのそりや割
れなどが生じる。この熱処理工程で、熱処理温度を下げ
れば割れなどは起こらないものの、ウエハのそりの問題
が残り、また機械的強度も低下する。複雑かつ多段階の
プロセスを含むICデバイスの製造においては、フォト
工程のリソグラフィーで、そりによる焦点ずれは無視で
きなくなり、良品率の低下や素子の特性不良などが発生
しやすくなる。
Therefore, when an FZ wafer is used in the heat treatment step after the bonding, the wafer may be warped or cracked. In this heat treatment step, if the heat treatment temperature is lowered, cracking or the like does not occur, but the problem of wafer warpage remains and the mechanical strength also decreases. In the manufacture of an IC device including a complicated and multi-step process, defocusing due to warpage cannot be ignored in lithography in a photo process, and a reduction in non-defective products and poor device characteristics are likely to occur.

【0013】この発明の目的は、前記の課題を解決し、
ゲート耐圧特性に優れ、高い良品率で製造できる半導体
装置と、その半導体装置を形成できる半導体基板を提供
することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems,
An object of the present invention is to provide a semiconductor device which has excellent gate breakdown voltage characteristics and can be manufactured at a high yield rate, and a semiconductor substrate on which the semiconductor device can be formed.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、CZウエハと、該CZウエハ上に絶縁膜を介して
貼り合わされたFZ結晶からなる半導体層領域とを有す
る構成の半導体基板とする。また、半導体層領域を含む
FZウエハからなるFZ基材と、CZウエハからなるC
Z基材とを絶縁膜を介して貼り合わせ、前記半導体層領
域を残して前記FZ基材を除去する工程を含む半導体基
板の製作方法とする。
In order to achieve the above object, a semiconductor substrate having a CZ wafer and a semiconductor layer region made of FZ crystal bonded on the CZ wafer via an insulating film is provided. I do. Further, an FZ base made of an FZ wafer including a semiconductor layer region and a CZ made of a CZ wafer
A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising the steps of: bonding a Z substrate through an insulating film; and removing the FZ substrate while leaving the semiconductor layer region.

【0015】また、前記の半導体基板を用いて、半導体
層領域にMOS構造のデバイスを形成する半導体装置と
する。また、前記の半導体基板を用いて、半導体層領域
上に、ゲート酸化膜を選択的に形成する工程と、該ゲー
ト酸化膜上にゲート電極を形成する工程と、前記半導体
層領域の表面層にソース領域とドレイン領域を形成する
工程とを含む半導体装置の製造方法とする。
Further, a semiconductor device in which a device having a MOS structure is formed in a semiconductor layer region using the semiconductor substrate. A step of selectively forming a gate oxide film on a semiconductor layer region using the semiconductor substrate; a step of forming a gate electrode on the gate oxide film; and a step of forming a gate electrode on the surface layer of the semiconductor layer region. A method for manufacturing a semiconductor device includes a step of forming a source region and a drain region.

【0016】また、前記の半導体基板を用いて、半導体
層領域上に、素子分離のためのLOCOS酸化膜を形成
する工程と、該LOCOS酸化膜で囲まれた領域に、ゲ
ート酸化膜を選択的に形成する工程と、該ゲート酸化膜
上にゲート電極を形成する工程と、前記LOCOS酸化
膜で囲まれた領域の前記半導体層領域の表面層にソース
領域とドレイン領域を形成する工程とを含む半導体装置
の製造方法とする。
A step of forming a LOCOS oxide film for element isolation on a semiconductor layer region using the semiconductor substrate, and selectively forming a gate oxide film in a region surrounded by the LOCOS oxide film. Forming a gate electrode on the gate oxide film; and forming a source region and a drain region on a surface layer of the semiconductor layer region in a region surrounded by the LOCOS oxide film. The method is for manufacturing a semiconductor device.

【0017】このように、FZ結晶である半導体層領域
を支持基板であるCZ基材に貼り合わせたSOI基板を
用いることにより、COPの影響の無い半導体層領域に
半導体素子を製造することで、優れたゲート耐圧特性が
得られる。また、FZ単結晶の場合に問題となる機械的
強度をCZ基材を用いることで補い、デバイス製造プロ
セスで利用されるリソグラフィー工程において、ウエハ
のそりなどによる焦点ずれを起こさなくすることで、高
い良品率で半導体装置を製造できる。
As described above, by using the SOI substrate in which the semiconductor layer region of the FZ crystal is bonded to the CZ base material as the support substrate, the semiconductor element is manufactured in the semiconductor layer region free from the influence of the COP. Excellent gate breakdown voltage characteristics can be obtained. In addition, the mechanical strength, which is a problem in the case of the FZ single crystal, is compensated for by using the CZ base material, and the lithography process used in the device manufacturing process does not cause a defocus due to the warpage of the wafer, thereby increasing the mechanical strength. Semiconductor devices can be manufactured at a good product rate.

【0018】[0018]

【発明の実施の形態】図1は、この発明の第1実施例の
半導体基板の要部断面図である。この半導体基板は、貼
り合わせSOI基板である。このSOI基板は、CZ基
材1と、このCZ基材1上に貼り合わせ酸化膜2を介し
て貼り合わされたFZ単結晶からなる半導体層領域3と
で構成される。以下、このSOI基板をFZ−CZ−S
OI基板100と称す。
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor substrate according to a first embodiment of the present invention. This semiconductor substrate is a bonded SOI substrate. This SOI substrate is composed of a CZ base material 1 and a semiconductor layer region 3 made of FZ single crystal bonded to the CZ base material 1 via a bonding oxide film 2. Hereinafter, this SOI substrate is referred to as FZ-CZ-S
OI substrate 100.

【0019】このように、CZ基材1と半導体層領域3
を酸化膜2を介して貼り合わせることで、CZ基材同士
の貼り合わせたCZ−CZ−SOI基板200と同程度
の機械的強度が得られ、熱処理工程後のそりを低減でき
る。また、半導体層領域3をFZ単結晶とすることで、
MOSデバイスを形成する半導体層領域3にCOPの影
響をなくすることができる。
As described above, the CZ substrate 1 and the semiconductor layer region 3
Are bonded together via the oxide film 2, thereby obtaining the same mechanical strength as the CZ-CZ-SOI substrate 200 in which the CZ substrates are bonded to each other, and the warpage after the heat treatment step can be reduced. Further, by making the semiconductor layer region 3 a FZ single crystal,
The influence of COP can be eliminated in the semiconductor layer region 3 where the MOS device is formed.

【0020】また、SOI基板の酸化膜2は、熱処理工
程で、支持基板であるCZ基材1に内在する酸素(CO
P形成を促進する)が、半導体層領域3に移動すること
を阻止する働きをする。図2から図9は、この発明の第
2実施例の半導体基板の製作方法であり、工程順に示し
た要部工程断面図である。この半導体基板の製作方法
は、図1のFZ−CZ−SOI基板100の製作方法で
ある。以下の説明では基材の導電型をp型としたがn型
でも勿論構わない。
In the heat treatment step, the oxide film 2 of the SOI substrate is made of oxygen (CO 2) contained in the CZ substrate 1 which is a supporting substrate.
Promotes the formation of P), but functions to prevent migration to the semiconductor layer region 3. 2 to 9 show a method of manufacturing a semiconductor substrate according to a second embodiment of the present invention, and are cross-sectional views of main steps in the order of steps. This method of manufacturing a semiconductor substrate is a method of manufacturing the FZ-CZ-SOI substrate 100 of FIG. In the following description, the conductivity type of the substrate is p-type, but may be n-type.

【0021】p型のCZ基材1(図2)の表面に、酸化
膜2a、2bを形成し(図3)、また、p型のFZ基材
4(図4)の表面に、酸化膜2c、2dを形成する(図
5)。つぎに、酸化膜が形成されたCZ基材1およびF
Z基材4を、酸化膜2b、2cを介して接触させる(図
6)。つぎに、酸化膜2b、2cを介して接触したCZ
基材1とFZ基材4を1200℃、2時間のパイロジェ
ニック酸化の熱処理をする。この熱処理工程は、接触部
をしっかりと固着し、基材同士の接合強度を確保するた
めのものである。この熱処理で酸化膜2b、2cは一体
化して貼り合わせの酸化膜2となり、その酸化膜2の膜
厚は1μm程度である(図7)。
Oxide films 2a and 2b are formed on the surface of the p-type CZ substrate 1 (FIG. 2) (FIG. 3), and an oxide film is formed on the surface of the p-type FZ substrate 4 (FIG. 4). 2c and 2d are formed (FIG. 5). Next, the CZ substrate 1 having the oxide film formed thereon and F
Z substrate 4 is brought into contact with oxide films 2b and 2c (FIG. 6). Next, the CZ contacted via the oxide films 2b and 2c
The substrate 1 and the FZ substrate 4 are subjected to a pyrogenic oxidation heat treatment at 1200 ° C. for 2 hours. This heat treatment step is for firmly fixing the contact portion and ensuring the bonding strength between the base materials. By this heat treatment, the oxide films 2b and 2c are integrated into the bonded oxide film 2, and the thickness of the oxide film 2 is about 1 μm (FIG. 7).

【0022】つぎに、酸化膜2dを除去し、FZ基材4
を図7で示した研削面3aまで研削する(図8)。つぎ
に、この研削面3aを研磨し、表面層に形成された歪み
層を除去して、半導体層領域3が形成される。この研磨
面3bと酸化膜2との距離、つまり、半導体層領域3の
厚さは10μm程度である。このようにして、FZ−C
Z−SOI基板100が製作される。酸化膜2aは残し
ておいた方が、SOI基板の曲がりを防止する点で好ま
しい(図9)。
Next, the oxide film 2d is removed, and the FZ base material 4 is removed.
Is ground to the grinding surface 3a shown in FIG. 7 (FIG. 8). Next, the ground surface 3a is polished, and the strained layer formed on the surface layer is removed, so that the semiconductor layer region 3 is formed. The distance between the polished surface 3b and the oxide film 2, that is, the thickness of the semiconductor layer region 3 is about 10 μm. Thus, FZ-C
A Z-SOI substrate 100 is manufactured. It is preferable to leave the oxide film 2a in order to prevent the SOI substrate from bending (FIG. 9).

【0023】図10は、図1の半導体基板にMOSキャ
パシタを形成した図で、同図(a)は平面図、同図
(b)は同図(a)のA−A線で切断した要部断面図、
同図(c)は同図(a)A−A線で切断したトレンチ溝
を有する要部断面図、同図(d)は同図(a)A−A線
で切断したLOCOS酸化膜を有する要部断面図ある。
同図(b)から同図(d)の要部断面図は、図10
(a)の点線で示したD部の領域を示したものである。
FIGS. 10A and 10B are diagrams in which MOS capacitors are formed on the semiconductor substrate of FIG. 1. FIG. 10A is a plan view, and FIG. Sectional view,
FIG. 1C is a sectional view of a main part having a trench cut along the line AA in FIG. 1A, and FIG. 2D is a sectional view showing a LOCOS oxide film cut along the line AA in FIG. It is principal part sectional drawing.
FIGS. 10 (b) to 10 (d) are cross-sectional views of main parts of FIG.
FIG. 3A shows a region of a D portion indicated by a dotted line.

【0024】図10において、FZ−CZ−SOIウエ
ハ101の面内に酸化膜23の厚さが25nmで面積が
4mm2 のMOSキャパシタを160個作製した。この
MOSキャパシタは、MOSデバイスのゲート部を模擬
し、このMOSキャパシタの耐電圧を測定することで、
MOSデバイスを形成した場合の最も重要な特性である
ゲート耐圧を間接的に評価できる。
Referring to FIG. 10, 160 MOS capacitors having an oxide film 23 having a thickness of 25 nm and an area of 4 mm 2 were formed in the plane of the FZ-CZ-SOI wafer 101. This MOS capacitor simulates the gate portion of a MOS device, and measures the withstand voltage of this MOS capacitor,
The gate breakdown voltage, which is the most important characteristic when a MOS device is formed, can be indirectly evaluated.

【0025】同図(a)は、FZ−CZ−SOIウエハ
101の面内にMOSキャパシタ21が複数個形成され
た図である。ここでは5個のMOSキャパシタ21が示
されているが実際は160個形成されている。同図
(b)は、素子分離領域のないMOSデバイスのゲート
部を模擬し、図1のFZ−CZ−SOI基板100の半
導体層領域3上にゲート酸化膜に相当する酸化膜23を
選択的に形成し、その酸化膜23上にゲート電極に相当
する電極22を形成した図である。MOSキャパシタ2
1は、電極22、酸化膜23および半導体層領域3で構
成される。
FIG. 2A is a diagram in which a plurality of MOS capacitors 21 are formed in the plane of the FZ-CZ-SOI wafer 101. Although five MOS capacitors 21 are shown here, 160 are actually formed. FIG. 3B simulates a gate portion of a MOS device having no element isolation region, and selectively forms an oxide film 23 corresponding to a gate oxide film on the semiconductor layer region 3 of the FZ-CZ-SOI substrate 100 of FIG. FIG. 3 is a diagram in which an electrode 22 corresponding to a gate electrode is formed on an oxide film 23. MOS capacitor 2
1 is composed of an electrode 22, an oxide film 23 and a semiconductor layer region 3.

【0026】同図(c)は、トレンチ溝24を形成した
場合の図であり、MOSデバイスがトレンチ溝24で分
離された場合に相当する。同図(d)は、LOCOS酸
化膜25を形成した場合の図であり、MOSデバイスが
LOCOS酸化膜25で分離された場合に相当する。こ
れらのMOSキャパシタ21の耐圧特性を評価したの
で、その結果について説明する。
FIG. 3C is a view showing a case where the trench 24 is formed, and corresponds to a case where the MOS devices are separated by the trench 24. FIG. 4D is a diagram in the case where the LOCOS oxide film 25 is formed, and corresponds to a case where the MOS devices are separated by the LOCOS oxide film 25. The withstand voltage characteristics of these MOS capacitors 21 were evaluated, and the results will be described.

【0027】図11は、酸化膜の絶縁破壊電界のヒスト
グラムを示した図である。ここで使用したMOSキャパ
シタ21(本発明品)は、図10(b)の構造である。
また、図には、従来品と本発明品の双方を示した。従来
品とは、図27に示したCZ−CZ−SOI基板200
上に、図10(b)の構造のMOSキャパシタを製作し
たものである。尚、ヒストグラムの縦軸の頻度は絶縁破
壊したものの割合である。
FIG. 11 is a diagram showing a histogram of the dielectric breakdown electric field of the oxide film. The MOS capacitor 21 (product of the present invention) used here has the structure of FIG.
In the figure, both the conventional product and the product of the present invention are shown. The conventional product is a CZ-CZ-SOI substrate 200 shown in FIG.
Above, a MOS capacitor having the structure shown in FIG. 10B is manufactured. Note that the frequency on the vertical axis of the histogram is the percentage of breakdowns.

【0028】初期耐圧特性は、MOSキャパシタ21の
ゲート酸化膜に相当する酸化膜23のTZDB(Tim
e Zero Dielectronic Break
down)特性を評価した。評価したMOSキャパシタ
21の個数は160個である。TZDB特性は、電極2
2側に負の電圧を印加し、酸化膜23を流れるリーク電
流が一定値(1mA/mm2 )以上となった時点で絶縁
破壊したとみなし、その時の印加電圧(初期耐圧)を測
定することで評価した。ここで、印加電圧は、所定の電
圧を0.2秒間印加し、つぎのステップで電圧を電界換
算で0.25MV/cmずつ増加させて、絶縁破壊する
(1mA/mm2 に達する)までこれを繰り返した。
The initial withstand voltage characteristic is determined by the TZDB (Tim) of the oxide film 23 corresponding to the gate oxide film of the MOS capacitor 21.
e Zero Digital Break
down) properties were evaluated. The number of evaluated MOS capacitors 21 is 160. The TZDB characteristics are as follows:
A negative voltage is applied to the second side, and when the leak current flowing through the oxide film 23 becomes equal to or more than a certain value (1 mA / mm 2 ), it is considered that the dielectric breakdown has occurred, and the applied voltage (initial withstand voltage) at that time is measured. Was evaluated. Here, a predetermined voltage is applied for 0.2 seconds, and in the next step, the voltage is increased by 0.25 MV / cm in terms of an electric field, and the voltage is increased until dielectric breakdown (to reach 1 mA / mm 2 ). Was repeated.

【0029】尚、ピックアップ(プラス電圧を印加する
箇所)は半導体層領域3上からとり、それを正極とし
た。また、この評価方法の妥当性は、埋め込み酸化膜
(図中の2に相当する酸化膜)の無いCZウエハで確認
した。従来品は、5MV/cmから絶縁破壊するものが
ある。これに対して、本発明品は、そのような低電界で
絶縁破壊するものがなく、初期耐圧に優れている。
The pickup (the point to which a positive voltage is applied) was taken from above the semiconductor layer region 3 and used as a positive electrode. The validity of this evaluation method was confirmed on a CZ wafer without a buried oxide film (an oxide film corresponding to 2 in the figure). Some conventional products cause dielectric breakdown from 5 MV / cm. On the other hand, the product of the present invention has no initial breakdown voltage and has no dielectric breakdown at such a low electric field.

【0030】ここで、8MV/cm以下で絶縁破壊する
ものを初期耐圧不良とすると、従来品では、良品率は5
9%であるのに対し、本発明品では、良品率は99%と
格段に優れている。このように、良品率が向上したの
は、前記したようにCOPの影響がないFZ単結晶であ
る半導体層領域3を用いたためである。
Here, if the dielectric breakdown at 8 MV / cm or less is regarded as the initial withstand voltage defect, the yield rate of the conventional product is 5%.
In contrast to 9%, the non-defective product of the present invention has a remarkably excellent non-defective rate of 99%. The reason why the non-defective rate is improved is that the semiconductor layer region 3 made of the FZ single crystal which is not affected by the COP as described above is used.

【0031】図12は、酸化膜の破壊電荷量と累積故障
率の関係を示した図である。これは、MOSキャパシタ
21のTDDB(Time Dependent Di
electronic Breakdown)特性評価
である。評価したMOSキャパシタ21の個数は40個
である。TDDB特性は、MOSキャパシタ21の酸化
膜23のリーク電流値が一定になるように電極22に電
圧を印加し続けて、最終的にゲート酸化膜が破壊に至る
までに流した電荷量の大小で評価した。この図ワイブル
プロットした図である。右側の縦軸の表示で、Fは累積
故障率であり、Lnは自然対数を示す。
FIG. 12 is a graph showing the relationship between the amount of destructive charge of the oxide film and the cumulative failure rate. This is because the TDDB (Time Dependent Di) of the MOS capacitor 21 is
It is an electronic breakdown characteristic evaluation. The number of evaluated MOS capacitors 21 is 40. The TDDB characteristic is based on the magnitude of the amount of charge that flows until the gate oxide film is finally destroyed by continuously applying a voltage to the electrode 22 so that the leakage current value of the oxide film 23 of the MOS capacitor 21 becomes constant. evaluated. FIG. 3 is a Weibull plot. In the display on the right vertical axis, F is the cumulative failure rate, and Ln indicates the natural logarithm.

【0032】測定結果より、本発明品のTDDB特性
は、従来品に比べて、破壊電荷量Qbdが大きく、TDD
B特性が優れている。これは、前記したようにCOPの
影響がない半導体層領域3を用いたためである。このこ
とから、MOSデバイスのゲート酸化膜の信頼性は、F
Z−CZ−SOI基板100を用いた場合、CZ−CZ
−SOI基板200を用いた場合よりも、高くすること
ができる。
From the measurement results, it can be seen that the TDDB characteristic of the product of the present invention is such that the breakdown charge Qbd is larger than that of the conventional product,
B characteristic is excellent. This is because the semiconductor layer region 3 which is not affected by the COP is used as described above. From this, the reliability of the gate oxide film of the MOS device is F
When the Z-CZ-SOI substrate 100 is used, CZ-CZ
-It can be higher than when the SOI substrate 200 is used.

【0033】図10(c)、図10(d)の構造のMO
Sキャパシタ21についても、酸化膜23の耐圧特性を
評価した結果、同図(b)の構造の場合と同等の結果を
得た。このことは、素子分離構造であるトレンチ溝24
やLOCOS酸化膜25を設けても、酸化膜23の耐圧
特性が変化しないことを意味している。そのため、トレ
ンチ溝やLOCOS酸化膜で素子分離されたLSIにお
いても、FZ−CZ−SOI基板を用いることで、ゲー
ト酸化膜の絶縁破壊耐量を向上できることを示してい
る。
The MO of the structure shown in FIGS. 10 (c) and 10 (d)
As for the S capacitor 21, as a result of evaluating the breakdown voltage characteristics of the oxide film 23, a result equivalent to that of the structure shown in FIG. This means that the trench 24 having the element isolation structure is formed.
That is, even if the LOCOS oxide film 25 is provided, the breakdown voltage characteristics of the oxide film 23 do not change. Therefore, even in an LSI in which a device is separated by a trench or a LOCOS oxide film, the use of the FZ-CZ-SOI substrate can improve the dielectric breakdown resistance of the gate oxide film.

【0034】以上のようにFZ−CZ−SOI基板を用
いてMOS−LSIを形成した場合、高い良品率で、且
つ、高信頼性の半導体装置を製造することができる。図
13は、この発明の第3実施例の半導体装置の要部断面
図である。この半導体装置は、p型のCZ基材1とp型
のFZ単結晶の半導体層領域3は酸化膜2を介して貼り
合わされたFZ−CZ−SOI基板100を用いて、L
SI素子であるC−MOS(pチャネルMOSFETと
nチャネルMOSFETで構成される)を形成した例で
ある。
As described above, when the MOS-LSI is formed using the FZ-CZ-SOI substrate, a semiconductor device having a high yield rate and high reliability can be manufactured. FIG. 13 is a sectional view showing a main part of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention. This semiconductor device uses an FZ-CZ-SOI substrate 100 in which a p-type CZ base material 1 and a p-type FZ single-crystal semiconductor layer region 3 are bonded together via an oxide film 2,
This is an example in which a C-MOS (composed of a p-channel MOSFET and an n-channel MOSFET) as an SI element is formed.

【0035】FZ単結晶であるp型の半導体層領域3に
選択的にnウエル領域31を形成し、このnウエル領域
31にpチャネルMOSFET(P−MOSFET)を
形成し、半導体層領域3の表面層にnチャネルMOSF
ETを形成する。素子分離としてここではLOCOS酸
化膜5が用いられている。このように、FZ−CZ−S
OI基板100を用いて半導体装置(C−MOSなど)
を形成することで、MOSFETのゲート酸化膜の耐圧
特性がCOPの影響がないために向上し、また、熱処理
工程でのソリの発生が抑えられたことにより、製造上の
良品率を、従来品と比べて10%程度向上させることが
出来た。
An n-well region 31 is selectively formed in the p-type semiconductor layer region 3 of FZ single crystal, and a p-channel MOSFET (P-MOSFET) is formed in the n-well region 31. N-channel MOSF on surface layer
Form ET. Here, a LOCOS oxide film 5 is used for element isolation. Thus, FZ-CZ-S
Semiconductor device (such as C-MOS) using the OI substrate 100
Formed, the breakdown voltage characteristics of the gate oxide film of the MOSFET are improved because there is no influence of the COP, and the occurrence of warpage in the heat treatment process is suppressed, thereby reducing the yield rate of non-defective products in manufacturing. It was able to be improved by about 10% as compared with.

【0036】また、素子分離領域としてトレンチ溝が形
成される場合も同様の効果が期待できる。尚、図中で、
32はP−MOSFETのゲート酸化膜、33はN−M
OSFETのゲート酸化膜、34はP−MOSFETの
ゲート電極、35はN−MOSFETのゲート電極、3
6は層間絶縁膜、37はpソース領域、38はpドレイ
ン領域、39は半導体層領域3と金属電極50とのオー
ミックコンタクトをとるためのp+ 領域、40はnソー
ス領域、41はnドレイン領域、42はnウエル領域3
1と金属電極49とのオーミックコンタクトをとるため
のn+ 領域、43はP−MOSFETのゲート配線、4
4はP−MOSFETのソース電極(配線)、45はP
−MOSFETのドレイン電極(配線)、46はN−M
OSFETのゲート配線、47はN−MOSFETのソ
ース電極(配線)、48はN−MOSFETのドレイン
電極(配線)、49はP−MOSFETの基準電位をと
る金属電極(配線)および50はN−MOSFETの基
準電位をとる金属電極(配線)である。
Similar effects can be expected when a trench is formed as an element isolation region. In the figure,
32 is a gate oxide film of a P-MOSFET, 33 is NM
OSFET gate oxide film, 34 is a P-MOSFET gate electrode, 35 is an N-MOSFET gate electrode, 3
6 is an interlayer insulating film, 37 is a p source region, 38 is a p drain region, 39 is ap + region for making ohmic contact between the semiconductor layer region 3 and the metal electrode 50, 40 is an n source region, and 41 is an n drain region. Region, 42 is n-well region 3
Reference numeral 43 denotes an n + region for making ohmic contact between the first and metal electrodes 49; 43, a gate wiring of a P-MOSFET;
4 is a source electrode (wiring) of the P-MOSFET, 45 is P
-Drain electrode (wiring) of MOSFET, 46 is N-M
OSFET gate wiring; 47, an N-MOSFET source electrode (wiring); 48, an N-MOSFET drain electrode (wiring); 49, a P-MOSFET reference potential metal electrode (wiring); and 50, an N-MOSFET Is a metal electrode (wiring) having a reference potential.

【0037】図14から図26は、この発明の第4実施
例の半導体装置の製造方法で、工程順に示した要部製造
工程断面図である。FZ−CZ−SOI基板100のp
型の半導体層領域3上に酸化膜61を全面に成長させ、
リソグラフィー工程(フォト工程)により、nウエル領
域を形成する箇所のレジスト62を開口し、このレジス
ト62をマスクに酸化膜61をエッチングで除去する。
つぎに、イオン注入63によりn型不純物64を開口部
から半導体層領域3に注入する(図14)。図中の64
はイオン注入された不純物である。尚、酸化膜61を除
去しないでレジスト62をマスクに、酸化膜61を介し
てイオン注入する場合もある。
FIGS. 14 to 26 are cross-sectional views of a main part of a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention. P of FZ-CZ-SOI substrate 100
An oxide film 61 is grown on the entire surface of the semiconductor layer region 3 of the mold type,
In a lithography step (photo step), an opening is formed in the resist 62 at a position where an n-well region is to be formed, and the oxide film 61 is removed by etching using the resist 62 as a mask.
Next, an n-type impurity 64 is implanted into the semiconductor layer region 3 from the opening by ion implantation 63 (FIG. 14). 64 in the figure
Is an ion-implanted impurity. In some cases, ions are implanted through the oxide film 61 using the resist 62 as a mask without removing the oxide film 61.

【0038】つぎに、レジスト62を除去し、熱拡散し
てnウエル領域31を形成し、その後、酸化膜61と熱
拡散で形成された酸化膜を除去する(図15)。つぎ
に、表面にパイロジェニック酸化により形成した酸化膜
65と、減圧CVD法により形成した窒化膜66を積層
し、レジスト67を被覆し、選択的に開口する(図1
6)。
Next, the resist 62 is removed and thermally diffused to form the n-well region 31, and then the oxide film 61 and the oxide film formed by thermal diffusion are removed (FIG. 15). Next, an oxide film 65 formed on the surface by pyrogenic oxidation and a nitride film 66 formed on the surface by a low pressure CVD method are laminated, covered with a resist 67, and selectively opened (FIG. 1).
6).

【0039】つぎに、このレジスト67をマスクに窒化
膜66を除去し、その後、フィールドイオン注入である
イオン注入69を行う。図中の70はイオン注入された
不純物である(図17)。つぎに、アッシング(灰化)
により、レジスト67を除去し、熱酸化によりLOCO
S酸化膜5(フィールド酸化膜)を形成する(図1
8)。
Next, using the resist 67 as a mask, the nitride film 66 is removed, and thereafter, ion implantation 69 as field ion implantation is performed. Reference numeral 70 in the figure denotes an ion-implanted impurity (FIG. 17). Next, ashing (ashing)
To remove the resist 67, and to perform LOCO by thermal oxidation.
An S oxide film 5 (field oxide film) is formed (FIG. 1)
8).

【0040】つぎに、窒化膜66を除去し、その下の酸
化膜65もエッチングで除去する(図19)。つぎに、
全面にゲート酸化膜となる酸化膜73を形成し、N−M
OSFETとなる箇所上をレジスト74で被覆し、イオ
ン注入75でしきい値調整用のイオン注入(チャネルイ
オン注入)を行う。図中の76はイオン注入された不純
物である(図20)。
Next, the nitride film 66 is removed, and the oxide film 65 thereunder is also removed by etching (FIG. 19). Next,
An oxide film 73 serving as a gate oxide film is formed on the entire surface, and NM
A portion to be an OSFET is covered with a resist 74, and ion implantation for threshold adjustment (channel ion implantation) is performed by ion implantation 75. Reference numeral 76 in the figure denotes an ion-implanted impurity (FIG. 20).

【0041】つぎに、レジスト74を除去し、P−MO
SFETとなる箇所上をレジスト77で被覆し、イオン
注入78でしきい値調整用のイオン注入を行う。図中の
79はイオン注入された不純物である(図21)。つぎ
に、レジスト77を除去し、全面にゲート電極となるポ
リシリコン80をCVD法により全面に形成する(図2
2)。
Next, the resist 74 is removed, and the P-MO
A portion to be the SFET is covered with a resist 77, and ion implantation for threshold adjustment is performed by ion implantation 78. Reference numeral 79 in the figure denotes an ion-implanted impurity (FIG. 21). Next, the resist 77 is removed, and polysilicon 80 to be a gate electrode is formed on the entire surface by CVD (FIG. 2).
2).

【0042】つぎに、図示しないレジストをマスクにポ
リシリコン80を選択的にエッチング除去し、ゲート電
極34、35を形成する。このとき、酸化膜73もエッ
チングされが、一部残る。ここではその残膜は図示して
いない。ゲート電極34、35の下の酸化膜73はゲー
ト酸化膜32、33となる(図23)。つぎに、レジス
ト81をマスクに図示しないイオン注入を行い、P−M
OSFETのpソース領域37、pドレイン領域38お
よび半導体層領域3の電位をとるためのp+ 領域39を
形成し、レジスト81を除去する(図24)。
Next, the polysilicon 80 is selectively etched away using a resist (not shown) as a mask to form gate electrodes 34 and 35. At this time, the oxide film 73 is also etched but remains partially. Here, the remaining film is not shown. The oxide film 73 under the gate electrodes 34 and 35 becomes the gate oxide films 32 and 33 (FIG. 23). Next, ion implantation (not shown) is performed using the resist 81 as a mask, and PM-
A p + region 39 for obtaining potentials of the p source region 37, the p drain region 38 and the semiconductor layer region 3 of the OSFET is formed, and the resist 81 is removed (FIG. 24).

【0043】つぎに、レジスト82をマスクに図示しな
いイオン注入を行い、N−MOSFETのnソース領域
40、nドレイン領域41およびnウエル領域31の電
位をとるためのn+ 領域42を形成し、レジスト82を
除去する(図25)。つぎに、PSG(リン・ガラス)
膜をリフローして層間絶縁膜36を形成し、この層間絶
縁膜36にコンタクトホールを開けて、Al金属膜で、
ソース電極44、47、ドレイン電極45、48、ゲー
ト配線43、46および金属電極49、50を形成する
(図26)。尚、電極44、45、47、48、49、
50は金属配線も兼ねる。つぎに、図示しないパッシベ
ーション膜を被覆してLSI素子であるC−MOSが完
成する。
Next, ion implantation (not shown) is performed using the resist 82 as a mask to form an n + region 42 for obtaining the potentials of the n source region 40, the n drain region 41 and the n well region 31 of the N-MOSFET. The resist 82 is removed (FIG. 25). Next, PSG (phosphorus glass)
The film is reflowed to form an interlayer insulating film 36, a contact hole is opened in the interlayer insulating film 36, and an Al metal film is used.
Source electrodes 44 and 47, drain electrodes 45 and 48, gate wires 43 and 46, and metal electrodes 49 and 50 are formed (FIG. 26). The electrodes 44, 45, 47, 48, 49,
Reference numeral 50 also serves as a metal wiring. Next, a passivation film (not shown) is coated to complete a C-MOS which is an LSI element.

【0044】[0044]

【発明の効果】この発明によれば、MOSデバイスをF
Z単結晶である半導体層領域に形成することで、COP
欠陥の影響を排除して、ゲート酸化膜の耐圧特性を向上
させるこで、半導体装置の信頼性を高めることができ
る。また、支持基板としてCZ基材を用い、酸化膜を介
してFZ結晶の半導体層領域を貼り合わせることで、機
械的強度を高め、熱処理工程でSOI基板が割れること
を防止し、また、SOI基板がソルことを抑制すること
で、リソグラフィー工程での焦点すれなどを防止し、良
品率を高めることができる。
According to the present invention, the MOS device is connected to the F
By forming it in the semiconductor layer region of Z single crystal, COP
The reliability of the semiconductor device can be improved by eliminating the influence of the defect and improving the breakdown voltage characteristics of the gate oxide film. Further, by using a CZ base material as a support substrate and bonding a semiconductor layer region of an FZ crystal through an oxide film, mechanical strength is increased, and a SOI substrate is prevented from cracking in a heat treatment step. By suppressing the occurrence of sol, it is possible to prevent the focus from being defocused in the lithography process and to increase the yield rate.

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

【図1】この発明の第1実施例の半導体基板の要部断面
FIG. 1 is a sectional view of a main part of a semiconductor substrate according to a first embodiment of the present invention;

【図2】この発明の第2実施例の半導体基板の製作方法
における要部工程断面図
FIG. 2 is a sectional view of a main part process in a method of manufacturing a semiconductor substrate according to a second embodiment of the present invention;

【図3】図2に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 3 is a sectional view of a main part step in the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 2;

【図4】図3に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 4 is a sectional view of a main step in a method for manufacturing a semiconductor substrate according to a second embodiment of the present invention, following FIG. 3;

【図5】図4に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 5 is a sectional view of a main part step in the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 4;

【図6】図5に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 6 is a sectional view of a main step in a method for manufacturing a semiconductor substrate according to a second embodiment of the present invention, following FIG. 5;

【図7】図6に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 7 is a sectional view of a main step of a method for manufacturing a semiconductor substrate according to a second embodiment of the present invention, following FIG. 6;

【図8】図7に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 8 is a sectional view of a main step in the method for manufacturing a semiconductor substrate according to the second embodiment of the present invention, following FIG. 7;

【図9】図8に続く、この発明の第2実施例の半導体基
板の製作方法における要部工程断面図
FIG. 9 is a sectional view of a main step in the method for manufacturing a semiconductor substrate of the second embodiment of the present invention, following FIG. 8;

【図10】図1の半導体基板にMOSキャパシタを形成
した図で、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線
で切断した要部断面図、(c)は(a)A−A線で切断
したトレンチ溝を有する要部断面図、(d)は(a)A
−A線で切断したLOCOS酸化膜を有する要部断面図
10A and 10B are diagrams showing a MOS capacitor formed on the semiconductor substrate of FIG. 1, wherein FIG. 10A is a plan view, FIG. 10B is a cross-sectional view of a main part taken along line AA of FIG. a) A cross-sectional view of a main part having a trench groove cut along the line AA, (d) is a sectional view of (a) A
Sectional view of main part having LOCOS oxide film cut along line -A

【図11】酸化膜の絶縁破壊電界のヒストグラムを示し
た図
FIG. 11 is a diagram showing a histogram of a dielectric breakdown electric field of an oxide film.

【図12】酸化膜の破壊電荷量と累積故障率の関係を示
した図
FIG. 12 is a diagram showing the relationship between the amount of charge breakdown of an oxide film and the cumulative failure rate;

【図13】この発明の第3実施例の半導体装置の要部断
面図
FIG. 13 is a sectional view of a main part of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention;

【図14】この発明の第4実施例の半導体装置の製造方
法における要部製造工程断面図
FIG. 14 is a sectional view of a main part manufacturing process in a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention;

【図15】図14に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 15 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 14;

【図16】図15に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 16 is a sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 15;

【図17】図16に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 17 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 16;

【図18】図17に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 18 is a sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 17;

【図19】図18に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 19 is a sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 18;

【図20】図19に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 20 is a sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 19;

【図21】図20に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 21 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 20;

【図22】図21に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 22 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 21;

【図23】図22に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 23 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 22;

【図24】図23に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 24 is a cross-sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 23;

【図25】図24に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 25 is a sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 24;

【図26】図25に続く、この発明の第4実施例の半導
体装置の製造方法における要部製造工程断面図
FIG. 26 is a sectional view of a main part manufacturing step in the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment of the present invention, following FIG. 25;

【図27】従来のCZ−CZ−SOI基板の断面図FIG. 27 is a sectional view of a conventional CZ-CZ-SOI substrate.

【図28】従来のCZ−CZ−SOI基板を用いた半導
体装置の要部断面図
FIG. 28 is a sectional view of a main part of a semiconductor device using a conventional CZ-CZ-SOI substrate;

【図29】FZ−FZ−SOI基板の断面図FIG. 29 is a sectional view of an FZ-FZ-SOI substrate;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 CZ基材 2 酸化膜(貼り合わせ酸化膜) 2a、2b、2c、2d 酸化膜 3 半導体層領域 4 FZ基材 5 LOCOS酸化膜 21 MOSキャパシタ 22 電極 23 酸化膜(ゲート酸化膜に相当) 24 トレンチ溝 25 LOCOS酸化膜 32、33 ゲート酸化膜 34、35 ゲート電極 100 FZ−CZ−SOI基板 200 CZ−CZ−SOI基板 300 FZ−FZ−SOI基板 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 CZ base material 2 Oxide film (bonded oxide film) 2a, 2b, 2c, 2d Oxide film 3 Semiconductor layer region 4 FZ base material 5 LOCOS oxide film 21 MOS capacitor 22 Electrode 23 Oxide film (corresponding to gate oxide film) 24 Trench groove 25 LOCOS oxide film 32, 33 Gate oxide film 34, 35 Gate electrode 100 FZ-CZ-SOI substrate 200 CZ-CZ-SOI substrate 300 FZ-FZ-SOI substrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 27/08 331 H01L 29/78 626C 29/786 627D 21/336 (72)発明者 栗林 均 神奈川県川崎市川崎区田辺新田1番1号 富士電機株式会社内 Fターム(参考) 5F032 AA09 AA35 AA44 CA14 CA16 DA71 5F038 AC10 AC15 AV06 EZ06 EZ20 5F048 AC03 BA09 BA16 BD04 BG12 5F110 AA12 BB04 CC02 DD05 DD13 EE09 FF02 GG02 GG12 GG52 HJ13 NN02 NN25 NN62 NN66 QQ17 QQ19 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01L 27/08 331 H01L 29/78 626C 29/786 627D 21/336 (72) Inventor Hitoshi Kuribayashi Kawasaki, Kanagawa Prefecture 1-1-1 Tanabe-Shinda, Ichikawasaki-ku F-term in Fuji Electric Co., Ltd. (reference) HJ13 NN02 NN25 NN62 NN66 QQ17 QQ19

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】CZウエハと、該CZウエハ上に絶縁膜を
介して貼り合わされたFZ結晶からなる半導体層領域と
を有することを特徴とする半導体基板。
1. A semiconductor substrate comprising: a CZ wafer; and a semiconductor layer region made of FZ crystal bonded to the CZ wafer via an insulating film.
【請求項2】半導体層領域を含むFZウエハからなるF
Z基材と、CZウエハからなるCZ基材とを絶縁膜を介
して貼り合わせ、前記半導体層領域を残して前記FZ基
材を除去する工程を含む半導体基板の製作方法。
2. An FZ comprising an FZ wafer including a semiconductor layer region.
A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising: bonding a Z base and a CZ base made of a CZ wafer via an insulating film, and removing the FZ base while leaving the semiconductor layer region.
【請求項3】前記の請求項1に記載の半導体基板を用い
て、半導体層領域に、MOS構造のデバイスを形成する
ことを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device, wherein a device having a MOS structure is formed in a semiconductor layer region using the semiconductor substrate according to claim 1.
【請求項4】前記の請求項1に記載の半導体基板を用い
て、半導体層領域上にゲート酸化膜を選択的に形成する
工程と、該ゲート酸化膜上にゲート電極を形成する工程
と、前記半導体層領域の表面層にソース領域とドレイン
領域を形成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。
4. A step of selectively forming a gate oxide film on a semiconductor layer region using the semiconductor substrate according to claim 1, and a step of forming a gate electrode on the gate oxide film. Forming a source region and a drain region in a surface layer of the semiconductor layer region.
【請求項5】前記の請求項1に記載の半導体基板を用い
て、半導体層領域上に、素子分離のためのLOCOS酸
化膜を形成する工程と、該LOCOS酸化膜で囲まれた
領域に、ゲート酸化膜を選択的に形成する工程と、該ゲ
ート酸化膜上にゲート電極を形成する工程と、前記LO
COS酸化膜で囲まれた領域の前記半導体層領域の表面
層にソース領域とドレイン領域を形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
5. A step of forming a LOCOS oxide film for element isolation on a semiconductor layer region using the semiconductor substrate according to claim 1; and forming a LOCOS oxide film in a region surrounded by the LOCOS oxide film. Selectively forming a gate oxide film; forming a gate electrode on the gate oxide film;
Forming a source region and a drain region in a surface layer of the semiconductor layer region in a region surrounded by a COS oxide film.
JP2000276790A 2000-09-12 2000-09-12 Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method Withdrawn JP2002094032A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000276790A JP2002094032A (en) 2000-09-12 2000-09-12 Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000276790A JP2002094032A (en) 2000-09-12 2000-09-12 Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002094032A true JP2002094032A (en) 2002-03-29

Family

ID=18762208

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000276790A Withdrawn JP2002094032A (en) 2000-09-12 2000-09-12 Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002094032A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005026472A (en) * 2003-07-02 2005-01-27 Sharp Corp Manufacturing method of semiconductor device
JP2010123931A (en) * 2008-10-22 2010-06-03 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Soi substrate and method for manufacturing the same
US8338249B2 (en) 2007-02-21 2012-12-25 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same having improved polarization reversal characteristic

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259539A (en) * 1988-04-11 1989-10-17 Fujitsu Ltd Soi substrate and manufacture thereof
JPH0246770A (en) * 1988-08-08 1990-02-16 Seiko Epson Corp Semiconductor device
JPH0555230A (en) * 1991-08-23 1993-03-05 Fujitsu Ltd Soi wafer and manufacture thereof
JPH05182909A (en) * 1991-06-13 1993-07-23 Seiko Instr Inc Semiconductor integrated circuit device
JPH11251562A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Denso Corp Semiconductor substrate and manufacture thereof

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01259539A (en) * 1988-04-11 1989-10-17 Fujitsu Ltd Soi substrate and manufacture thereof
JPH0246770A (en) * 1988-08-08 1990-02-16 Seiko Epson Corp Semiconductor device
JPH05182909A (en) * 1991-06-13 1993-07-23 Seiko Instr Inc Semiconductor integrated circuit device
JPH0555230A (en) * 1991-08-23 1993-03-05 Fujitsu Ltd Soi wafer and manufacture thereof
JPH11251562A (en) * 1998-02-27 1999-09-17 Denso Corp Semiconductor substrate and manufacture thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005026472A (en) * 2003-07-02 2005-01-27 Sharp Corp Manufacturing method of semiconductor device
US8338249B2 (en) 2007-02-21 2012-12-25 Fujitsu Semiconductor Limited Semiconductor device and method for manufacturing the same having improved polarization reversal characteristic
JP2010123931A (en) * 2008-10-22 2010-06-03 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Soi substrate and method for manufacturing the same

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4066574B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3965064B2 (en) Method for forming an integrated circuit having a body contact
KR20090074206A (en) Method for evaluating semiconductor wafer
JP4499967B2 (en) Manufacturing method of semiconductor integrated circuit
JP2007258758A (en) Manufacturing method of capacitor for analog functions
JP2958695B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
US6096625A (en) Method for improved gate oxide integrity on bulk silicon
JPH10321716A (en) Semiconductor device and manufacture therefor
JPH11297703A (en) Fabrication of semiconductor device
JP2002094032A (en) Semiconductor substrate and its manufacturing method, and semiconductor device using the substrate and its manufacturing method
JP4288925B2 (en) Semiconductor device and manufacturing method thereof
JPS59208851A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
US20070026584A1 (en) Dielectric isolated body biasing of silicon on insulator
US6649457B2 (en) Method for SOI device isolation
JP2001274234A (en) Semiconductor device and method of manufacturing the same
US8247884B2 (en) Semiconductor structure for fabricating a handle wafer contact in a trench insulated SOI disc
JPH06302791A (en) Semiconductor substrate and manufacture thereof
JP2000031439A (en) Soi substrate and its manufacture
JP3382092B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
KR100523606B1 (en) Isolation method in a semiconductor manufacturing device
JP2008091935A (en) Integrated circuit
JP2000340674A (en) Mos capacitor and manufacture of the same
JP4064682B2 (en) Integrated circuit
JP2002359362A (en) Element for estimating substrate, its manufacturing method, and estimation method of soi substrate
JPH11317526A (en) Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof

Legal Events

Date Code Title Description
RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20060703

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20060704

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20061115

RD02 Notification of acceptance of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422

Effective date: 20081216

RD04 Notification of resignation of power of attorney

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424

Effective date: 20090219

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20091112

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20101019

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20101021

A761 Written withdrawal of application

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761

Effective date: 20101130