JP2007266390A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、SBSI法によって半導体基板上にバックゲート構造やダブルゲート構造を形成する際に、半導体層のエッチング残りを防止できるようにした技術に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a technique capable of preventing an etching residue of a semiconductor layer when a back gate structure or a double gate structure is formed on a semiconductor substrate by an SBSI method.
ユビキタス社会を支える半導体装置には、一層の高速化、高機能化と低消費電力化の実現が求められている。両者は一般にトレードオフの関係にありその両立は難しいが、SOIはBulk−Siに対して、高速化と低消費電力化を実現しうるデバイスとして期待されて久しい。
一方、バックゲート構造を有するSOI素子(即ち、SOI基板に形成されるMIS型トランジスタ等の素子)は、バックゲートバイアスにより、閾値電圧を制御し、待機時の消費電力の低減と動作速度の確保を両立する技術として注目されている。又、ダブルゲート電極を有するSOI素子では短チャンネル効果の抑制のほか、理想的なS値(サブスレショルド領域の傾き)が実現できることが知られており、低電圧化による更なる低消費電力化の手段として注目されている。
Semiconductor devices that support a ubiquitous society are required to achieve higher speed, higher functionality, and lower power consumption. Although both are generally in a trade-off relationship and it is difficult to achieve both of them, SOI has long been expected as a device capable of realizing higher speed and lower power consumption than Bulk-Si.
On the other hand, an SOI element having a back gate structure (that is, an element such as an MIS transistor formed on an SOI substrate) controls a threshold voltage by a back gate bias, thereby reducing power consumption during standby and ensuring operation speed. Is attracting attention as a technology to achieve both. In addition, it is known that an SOI element having a double gate electrode can realize an ideal S value (inclination of the subthreshold region) in addition to the suppression of the short channel effect. It is attracting attention as a means.
しかし、このようなSOI素子は、SOI基板の価格がBulk−Si基板に比べてかなり高価で、その全面的な普及には到っていないのが実情である。
即ち、SOI基板の製造方法としては、埋め込み絶縁膜層(Box層)を、酸素のイオン注入で形成する方法や2枚のSi基板の張り合わせ(例えば、特許文献1参照。)により形成されていた。従来の酸素イオン注入法では、高濃度の酸素イオン注入が必要で、注入時間が長く、経済的でない上、Box層、SOI層ともにその品質に課題がある。また、従来の2枚のSi基板を張り合わせる方法では、Si基板を2枚必要とする。片方のSi基板を数回再利用する等の工夫は見られるものの、材料費、加工費の観点から、Bulk−Si基板と比べて高価な物にならざるを得ないのが実情である。
そこで、1枚のBulk−Si基板を用いて、低コストなSOI基板を製造する方法が提案された(例えば、非特許文献1参照。)。この方法はSBSI法とも呼ばれ、Si/SiGe/Si基板を積層し、SiGe層のみを選択的にエッチング除去し、上下に露出したSi層を熱酸化したSiO2層で埋めることでBox層を形成する技術である。
That is, as an SOI substrate manufacturing method, a buried insulating film layer (Box layer) is formed by oxygen ion implantation or by bonding two Si substrates (for example, refer to Patent Document 1). . The conventional oxygen ion implantation method requires high-concentration oxygen ion implantation, has a long implantation time, is not economical, and has problems in the quality of both the Box layer and the SOI layer. Further, the conventional method of bonding two Si substrates requires two Si substrates. Although a device such as reusing one Si substrate several times can be seen, the actual situation is that it is inevitably more expensive than a Bulk-Si substrate in terms of material costs and processing costs.
Therefore, a method of manufacturing a low-cost SOI substrate using one Bulk-Si substrate has been proposed (see, for example, Non-Patent Document 1). This method is also called the SBSI method, in which a Si / SiGe / Si substrate is stacked, only the SiGe layer is selectively etched away, and the upper and lower exposed Si layers are filled with thermally oxidized SiO2 layers to form a box layer. Technology.
SBSI法では、Si基板上に、Si/SiGe層を複数積層することで、上部のSi層をSOI素子を形成する半導体層として、又、下部のSi層をバックゲート電極、若しくはダブルゲート電極として使用する事が可能となる。
しかしながら、本発明者は、SBSI法においてSi/SiGe層を複数積層すると、SiGe層の選択エッチング時に、上部のSiGe層のエッチングレートが下部のSiGe層のエッチングレートと比べて小さく、上部のSiGe層にエッチング残りが発生しやすい、という課題に気がついた。上部のSiGe層にエッチング残りが生じると、そこに形成されるBOX層の厚さや品質に問題が生じる可能性がある他、トランジスタを形成するSi層がGeに汚染される等の課題があった。
In the SBSI method, by stacking a plurality of Si / SiGe layers on a Si substrate, the upper Si layer is used as a semiconductor layer for forming an SOI element, and the lower Si layer is used as a back gate electrode or a double gate electrode. It can be used.
However, when the present inventors have stacked a plurality of Si / SiGe layers in the SBSI method, the etching rate of the upper SiGe layer is smaller than the etching rate of the lower SiGe layer during selective etching of the SiGe layer, and the upper SiGe layer I noticed a problem that etching residue was likely to occur. If etching residue occurs in the upper SiGe layer, there may be a problem in the thickness and quality of the BOX layer formed there, and the Si layer forming the transistor is contaminated by Ge. .
そこで、この発明はこのような事情に鑑みてなされたものであって、SBSI法によって半導体基板上にバックゲート構造やダブルゲート構造を形成する際に、半導体層のエッチング残りを防止できるようにした半導体装置の製造方法の提供を目的とする。 Therefore, the present invention has been made in view of such circumstances, and it is possible to prevent etching residue of a semiconductor layer when a back gate structure or a double gate structure is formed on a semiconductor substrate by an SBSI method. An object is to provide a method for manufacturing a semiconductor device.
〔発明1〕 上記目的を達成するために、発明1の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に第1半導体層を形成する工程と、前記第1半導体層よりもエッチングレートが小さな第2半導体層を前記第1半導体層上に形成する工程と、前記第1半導体層とエッチングレートが同じ又は、前記第1半導体層よりもエッチングレートが大きな第3半導体層を前記第2半導体層上に形成する工程と、前記第1半導体層よりもエッチングレートが小さな第4半導体を前記第3半導体層上に形成する工程と、前記第4半導体層と、前記第3半導体層と、前記第2半導体層及び前記第1半導体層とを貫通して前記半導体基板を露出させる第1溝を形成する工程と、前記第2半導体層と前記第4半導体層とを支持する支持体を前記第1溝内に形成する工程と、前記支持体を形成した後で前記第4半導体層下から前記第3半導体層を露出させると共に、前記第2半導体層下から前記第1半導体層を露出させる第2溝を形成する工程と、前記第2溝を介して前記第1半導体層と前記第3半導体層とをエッチングすることによって、前記半導体基板と前記第2半導体層との間に第1空洞部を形成すると共に、前記第2半導体層と前記第4半導体層との間に第2空洞部を形成する工程と、前記第1空洞部内に第1絶縁層を形成すると共に、前記第2空洞部内に第2絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。 [Invention 1] In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device of Invention 1 includes a step of forming a first semiconductor layer on a semiconductor substrate, and a second semiconductor having an etching rate smaller than that of the first semiconductor layer. Forming a layer on the first semiconductor layer, and forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer having an etching rate that is the same as or higher than that of the first semiconductor layer. A step of forming on the third semiconductor layer a fourth semiconductor having an etching rate smaller than that of the first semiconductor layer, the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, and the second semiconductor layer. And forming a first groove through the first semiconductor layer to expose the semiconductor substrate, and a support for supporting the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer in the first groove. Forming process and Forming a second groove exposing the third semiconductor layer from under the fourth semiconductor layer after forming the support and exposing the first semiconductor layer from under the second semiconductor layer; A first cavity is formed between the semiconductor substrate and the second semiconductor layer by etching the first semiconductor layer and the third semiconductor layer through a second groove, and the second semiconductor Forming a second cavity between the first semiconductor layer and the fourth semiconductor layer; forming a first insulating layer in the first cavity and forming a second insulating layer in the second cavity; It is characterized by including these.
このような構成であれば、第1空洞部と第2空洞部とをほぼ同時に完成させることができるので、第3半導体層のエッチング残りを防止することができる。従って、第1、第2空洞部内に、膜質が良好で所望の厚さを有する第1、第2絶縁層をそれぞれ形成することができる。これにより、例えば、第2半導体層がバックゲート電極やダブルゲート電極として使用される素子の閾値制御性を向上させることが可能である。 With such a configuration, the first cavity and the second cavity can be completed almost simultaneously, so that the remaining etching of the third semiconductor layer can be prevented. Therefore, the first and second insulating layers having good film quality and desired thickness can be formed in the first and second cavities, respectively. Thereby, for example, the threshold controllability of an element in which the second semiconductor layer is used as a back gate electrode or a double gate electrode can be improved.
〔発明2〕 発明2の半導体装置の製造方法は、発明1の半導体装置の製造方法において、前記第1半導体層を形成する工程では、当該第1半導体層を前記第3半導体層よりも厚く形成することを特徴とするものである。
このような構成であれば、第1絶縁層を厚く形成すると共に、第2絶縁層を薄く形成することができる。従って、第2半導体層と半導体基板とのカップリング容量(即ち、寄生容量)を少なくすることができる。また、例えば、第2半導体層をバックゲート電極やダブルゲート電極として使用する場合には、その上に形成される素子の閾値を低電圧で制御することができる。
[Invention 2] The semiconductor device manufacturing method of
With such a configuration, the first insulating layer can be formed thick and the second insulating layer can be formed thin. Accordingly, the coupling capacitance (ie, parasitic capacitance) between the second semiconductor layer and the semiconductor substrate can be reduced. For example, when the second semiconductor layer is used as a back gate electrode or a double gate electrode, the threshold value of an element formed thereon can be controlled with a low voltage.
〔発明3〕 発明3の半導体装置の製造方法は、発明1又は発明2の半導体装置の製造方法において、前記第1半導体層及び前記第3半導体層はそれぞれシリコンゲルマニウム(SiGe)であり、前記第2半導体層及び前記第4半導体層はそれぞれシリコン(Si)であり、前記第1半導体層のゲルマニウム(Ge)濃度は、前記第3半導体層のGe濃度よりも低いことを特徴とするものである。
[Invention 3] The manufacturing method of a semiconductor device of Invention 3 is the manufacturing method of the semiconductor device of Invention 1 or
このような構成であれば、Ge濃度が高いほどSiGe層のエッチングレートを高めることができるため、Ge濃度が高い第2SiGe層(即ち、上部のSiGe層)のエッチングが早く進み、結果としてエッチング残りを防止することができる。特に前記第1半導体層のエッチングが先に終了した場合、前期第3半導体層のエッチングが極端に遅くなることから、上記構成により、前記第3半導体層のエッチンぐレート高め、第3半導体層のエッチングが先に終了するようにしておくことが肝要である。結果として、第1、第2空洞部内に、膜質が良好で所望の厚さを有する第1、第2絶縁層をそれぞれ形成することができる。これにより、例えば、第1Si層(即ち、下部のSi層)がバックゲート電極やダブルゲート電極として使用されるSOI素子の閾値制御性を向上させることが可能である。 In such a configuration, the higher the Ge concentration, the higher the etching rate of the SiGe layer. Therefore, the etching of the second SiGe layer (ie, the upper SiGe layer) having the higher Ge concentration proceeds faster, resulting in the remaining etching. Can be prevented. In particular, when the etching of the first semiconductor layer is finished first, the etching of the third semiconductor layer in the previous period becomes extremely slow, so that the above configuration increases the etching rate of the third semiconductor layer, It is important that the etching is finished first. As a result, the first and second insulating layers having good film quality and desired thickness can be formed in the first and second cavities, respectively. Thereby, for example, the threshold controllability of an SOI element in which the first Si layer (that is, the lower Si layer) is used as a back gate electrode or a double gate electrode can be improved.
〔発明4〕 発明4の半導体装置の製造方法は、発明1から発明3の半導体装置の製造方法において、前記第2溝を介して前記第1半導体層と前記第3半導体層とをエッチングする前に、前記第2半導体層にp型不純物を導入する工程、を含むことを特徴とするものである。
このような構成であれば、第2半導体層から第3半導体層にホールが供給されるので、第3半導体層をエッチングされ易くする(即ち、エッチングレートを大きくする)ことが可能である。
[Invention 4] The method for manufacturing a semiconductor device according to Invention 4 is the method for manufacturing a semiconductor device according to Invention 1 to Invention 3, before etching the first semiconductor layer and the third semiconductor layer through the second groove. And a step of introducing a p-type impurity into the second semiconductor layer.
With such a configuration, since holes are supplied from the second semiconductor layer to the third semiconductor layer, the third semiconductor layer can be easily etched (that is, the etching rate can be increased).
〔発明5〕 発明5の半導体装置の製造方法は、シリコン(Si)基板上に第1シリコンゲルマニウム(SiGe)層を形成する工程と、前記第1SiGe層上に第1Si層を形成する工程と、前記第1Si層上に前記第1SiGe層よりもゲルマニウム(Ge)濃度が高い第2SiGe層を形成する工程と、前記第2SiGe層上に第2Si層を形成する工程と、前記第2Si層と、前記第2SiGe層と、前記第1Si層及び前記第1SiGe層を貫通して前記Si基板を露出させる第1溝を形成する工程と、前記第1Si層と前記第2Si層とを支持する支持体を前記第1溝内に形成する工程と、前記支持体を形成した後で前記第2Si層下から前記第2SiGe層を露出させると共に、前記第1Si層下から前記第1SiGe層を露出させる第2溝を形成する工程と、前記第2溝を介して前記第1SiGe層と前記第2SiGe層とをエッチングすることによって、前記Si基板と前記第1Si層との間に第1空洞部を形成すると共に、前記第1Si層と前記第2Si層との間に第2空洞部を形成する工程と、前記第1空洞部内に第1絶縁層を形成すると共に、前記第2空洞部内に第2絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。 [Invention 5] A manufacturing method of a semiconductor device of Invention 5 includes a step of forming a first silicon germanium (SiGe) layer on a silicon (Si) substrate, a step of forming a first Si layer on the first SiGe layer, Forming a second SiGe layer having a germanium (Ge) concentration higher than the first SiGe layer on the first Si layer; forming a second Si layer on the second SiGe layer; and the second Si layer; Forming a second SiGe layer, a first groove penetrating the first Si layer and the first SiGe layer to expose the Si substrate, and a support for supporting the first Si layer and the second Si layer. Forming the first groove in the first groove, exposing the second SiGe layer from under the second Si layer after forming the support, and exposing the first SiGe layer from under the first Si layer. Forming a second groove, and etching the first SiGe layer and the second SiGe layer through the second groove, thereby forming a first cavity between the Si substrate and the first Si layer. Forming a second cavity between the first Si layer and the second Si layer, forming a first insulating layer in the first cavity, and forming a second cavity in the second cavity. And a step of forming an insulating layer.
このような構成であれば、第2SiGe層のエッチングレートを、第1SiGe層と同じか、または、それ以上に大きくすることができるので、第1空洞部と第2空洞部とをほぼ同時に完成させることができる。
従って、第2SiGe層のエッチング残りや、Siの増速エッチング(Si層の増速エッチングとは、Siをエッチング液中に浸漬すると、一定時間を経過した後でSiのエッチングレートが急激に上昇する現象のことである。)を防止しつつ、多層構造のSiGe層をエッチングすることが可能である。これにより、例えば、第1Si層がバックゲート電極やダブルゲート電極として使用されるSOI素子の閾値制御性を向上させることが可能である。
With such a configuration, the etching rate of the second SiGe layer can be made equal to or higher than that of the first SiGe layer, so that the first cavity and the second cavity are completed almost simultaneously. be able to.
Therefore, the etching residue of the second SiGe layer and the accelerated etching of Si (the accelerated etching of the Si layer means that when Si is immersed in an etching solution, the etching rate of Si rapidly increases after a predetermined time has elapsed. It is possible to etch the SiGe layer having a multilayer structure while preventing the phenomenon). Thereby, for example, it is possible to improve the threshold controllability of an SOI element in which the first Si layer is used as a back gate electrode or a double gate electrode.
〔発明6〕 発明6の半導体装置の製造方法は、発明5の半導体装置の製造方法において、前記第1SiGe層のGe濃度を、組成比でSiGeの20%以上、40%以下の範囲内に設定することを特徴とするものである。
このような構成であれば、第1SiGe層をエッチングされにくくする(即ち、エッチングレートを小さくする)ことができる。
[Invention 6] A method for manufacturing a semiconductor device according to Invention 6 is the method for manufacturing a semiconductor device according to Invention 5, wherein the Ge concentration of the first SiGe layer is set within a range of 20% to 40% of SiGe by composition ratio. It is characterized by doing.
With such a configuration, the first SiGe layer can be hardly etched (that is, the etching rate can be reduced).
〔発明7〕 発明7の半導体装置の製造方法は、発明5の半導体装置の製造方法において、前記第2SiGe層のGe濃度を、組成比でSiGeの30%以上、70%以下の範囲内に設定することを特徴とするものである。
このような構成であれば、第1SiGe層に対して、第2SiGe層のエッチングレートを高くすることができ、第2SiGe層のエッチングのエッチング残りを防止することができる。
[Invention 7] The semiconductor device manufacturing method according to Invention 7 is the semiconductor device manufacturing method according to Invention 5, wherein the Ge concentration of the second SiGe layer is set within a range of 30% or more and 70% or less of SiGe by composition ratio. It is characterized by doing.
With such a configuration, the etching rate of the second SiGe layer can be increased with respect to the first SiGe layer, and the etching residue of the etching of the second SiGe layer can be prevented.
〔発明8〕 発明8の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に第1半導体層を形成する工程と、前記第1半導体層よりもエッチングレートが小さな第2半導体層を前記第1半導体層上に形成する工程と、前記第2半導体層よりもエッチングレートが大きな第3半導体層を前記第2半導体層上に形成する工程と、前記第1半導体層と前記第3半導体層の両方よりもエッチングレートが小さな第4半導体を前記第3半導体層上に形成する工程と、 前記第4半導体層と、前記第3半導体層と、前記第2半導体層及び前記第1半導体層とを貫通して前記半導体基板を露出させる第1溝を形成する工程と、前記第2半導体層と前記第4半導体層とを支持する支持体を前記第1溝内に形成する工程と、前記支持体を形成した後で前記第4半導体層下から前記第3半導体層を露出させると共に、前記第2半導体層下から前記第1半導体層を露出させる第2溝を形成する工程と、前記第2半導体層にp型不純物を導入する工程と、前記p型不純物を導入した後で、前記第1半導体層と前記第3半導体層とを前記第2溝を介してエッチングすることによって、前記半導体基板と前記第2半導体層との間に第1空洞部を形成すると共に、前記第2半導体層と前記第4半導体層との間に第2空洞部を形成する工程と、前記第1空洞部内に第1絶縁層を形成すると共に、前記第2空洞部内に第2絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とするものである。 [Invention 8] A method for manufacturing a semiconductor device of Invention 8 includes a step of forming a first semiconductor layer on a semiconductor substrate, and a second semiconductor layer having an etching rate smaller than that of the first semiconductor layer on the first semiconductor layer. Forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer having a higher etching rate than the second semiconductor layer, and etching more than both the first semiconductor layer and the third semiconductor layer. Forming a fourth semiconductor having a low rate on the third semiconductor layer; penetrating the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first semiconductor layer; Forming a first groove exposing the semiconductor substrate, forming a support in the first groove to support the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, and after forming the support From below the fourth semiconductor layer Exposing the third semiconductor layer and forming a second groove exposing the first semiconductor layer from below the second semiconductor layer; introducing a p-type impurity into the second semiconductor layer; After introducing the p-type impurity, the first semiconductor layer and the third semiconductor layer are etched through the second trench, whereby a first cavity is formed between the semiconductor substrate and the second semiconductor layer. Forming a second cavity, forming a second cavity between the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer, forming a first insulating layer in the first cavity, and forming the second cavity And a step of forming a second insulating layer in the portion.
このような構成であれば、第2半導体層から第3半導体層にホールが供給されるので、第3半導体層をエッチングされ易くする(即ち、エッチングレートを大きくする)ことが可能である。従って、第1半導体層を厚く形成し、前記第3半導体層を薄く形成した場合でも、第3半導体層のエッチング残りを防止することが可能である。 With such a configuration, since holes are supplied from the second semiconductor layer to the third semiconductor layer, the third semiconductor layer can be easily etched (that is, the etching rate can be increased). Accordingly, even when the first semiconductor layer is formed thick and the third semiconductor layer is formed thin, it is possible to prevent the remaining etching of the third semiconductor layer.
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
(1)第1実施形態
以下、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法について図面を参照しながら説明する。 図1(a)〜図11(a)は、本発明の第1実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す平面図、図1(b)〜図11(b)は、図1(a)〜図11(a)をA1−A1´〜A11−A11´線でそれぞれ切断したときの断面図、図1(c)〜図11(c)は、図1(a)〜図11(a)をB1−B1´〜B11−B11´線でそれぞれ切断したときの断面図である。なお、図11(a)では層間絶縁膜32の図示を省略している。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
(1) First Embodiment Hereinafter, a semiconductor device manufacturing method according to a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIGS. 1A to 11A are plan views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 1B to 11B are FIGS. FIG. 11A is a cross-sectional view taken along lines A1-A1 ′ to A11-A11 ′, and FIGS. 1C to 11C are FIGS. 1A to 11A, respectively. It is sectional drawing when each is cut | disconnected by B1-B1'-B11-B11 'line | wire. In FIG. 11A, illustration of the
図1(a)〜(c)に示すように、まず始めに、半導体基板11上に、第1半導体層12aと、第2半導体層12bと、第3半導体層13aと、第4半導体層13bとをエピタキシャル成長にて順次形成する。第1半導体層12aおよび第3半導体層13aは、半導体基板11、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bよりもエッチングレート(即ち、エッチング速度)が大きな材質を用いる。ここで、エッチングレートとは、図6(a)〜(c)に示す空洞部20a、20bを形成する際の単位時間当たりのエッチング量のことである。
As shown in FIGS. 1A to 1C, first, on a
図1(a)〜(c)において、半導体基板11、第1半導体層12a、第2半導体層12b、第3半導体層13aおよび第4半導体層13bの材質としては、例えば、Si、Ge、SiGe、SiC、SiSn、PbS、GaAs、InP、GaP、GaNまたはZnSeなどの中から選択された組み合わせを用いることができる。例えば、半導体基板11の材質はSiであり、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aの材質はSiGeであり、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bの材質はSiである。
1A to 1C, the materials of the
また、本発明では、第1半導体層12aと第3半導体層13aの材質、または組成比の一方を異ならせて、第3半導体層13aのエッチングレートを第1半導体層12aのエッチングレートと同じか、または、第1半導体層12aのエッチングレートよりも大きくする。
例えば、第1半導体層12aと第3半導体層13aの材質が共にSiGeである場合には、第1半導体層12aのゲルマニウム(Ge)濃度を、第3半導体層13aのGe濃度よりも低くする。これにより、第3半導体層13aのエッチングレートを、第1半導体層12aのエッチングレートと同じか、または、第1半導体層12aのエッチングレートよりも大きくすることが可能である。このとき、第3半導体層13aのGe濃度を、組成比(at%)でSiGeの30%以上、70%以下の範囲内に設定することが好ましい。さらに、第1半導体層12aのGe濃度を、組成比(at%)でSiGeの20%以上、40%以下の範囲内に設定することがより好ましい。SiGeのGe濃度を低めに調整することで、そのエッチングレートを小さくすることができる。
In the present invention, whether the etching rate of the
For example, when the material of both the
なお、Ge濃度の調整は、例えば、SiGe層をエピタキシャル成長させる際のガスの混合比を変えることで行う。第1半導体層12a、第2半導体層12b、第3半導体層13aおよび第4半導体層13bの膜厚は、例えば1〜200nm程度とする。
次に、図1(a)〜(c)に示すように、第4半導体層13bの熱酸化により第4半導体層13bの表面に下地酸化膜14を形成する。そして、CVDなどの方法により、下地酸化膜14上の全面に酸化防止膜15を形成する。酸化防止膜15は、例えばシリコン窒化膜である。酸化防止膜15がシリコン窒化膜である場合には、第4半導体層13bの酸化防止としての機能のほかに、CMP(化学的機械研磨)による平坦化プロセスのストッパー層として機能させることもできる。
The Ge concentration is adjusted by, for example, changing the gas mixing ratio when epitaxially growing the SiGe layer. The film thicknesses of the
Next, as shown in FIGS. 1A to 1C, a
次に、図2(a)〜(c)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて、酸化防止膜15、下地酸化膜14、第4半導体層13b、第1半導体層12a、第2半導体層12b、第3半導体層13aおよび第4半導体層13bをパターニングすることにより、半導体基板11の表面を露出させる溝16を形成する。なお、溝16を形成するエッチング工程では、半導体基板11の表面でエッチングを止めるようにしてもよいし、半導体基板11をオーバーエッチングして半導体基板1に凹部を形成するようにしてもよい。また、溝16の配置位置は、第4半導体層13bの素子分離領域の一部に対応させる。
Next, as shown in FIGS. 2A to 2C, the
次に、図3(a)〜(c)に示すように、溝16を介して第1半導体層12aと第3半導体層13aとをエッチングすることによって、溝16の内壁に凹部51を形成する。なお、半導体基板11、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bがSi、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aがSiGeの場合、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aのエッチング液として、例えばフッ硝酸(フッ酸、硝酸、水の混合液)を用いる。これにより、半導体基板11、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bのオーバーエッチングを抑制しつつ、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aを削ることが可能となる。
Next, as shown in FIGS. 3A to 3C, the
次に、図4(a)〜(c)に示すように、CVDなどの方法により基板全面が覆われるようにして溝16内に埋め込まれた支持体18を成膜する。ここで、支持体18は、溝16内における第1半導体層12a、第2半導体層12b、第3半導体層13aおよび第4半導体層13bの側壁にも成膜され、溝16の内壁に面した凹部51は埋め込まれる。つまり、第2半導体層12b及び第4半導体層13bは、支持体18によって、その側面だけでなく上下方向から挟まれるように支持される。これにより、支持体18は、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aが除去された時に第2半導体層12bおよび第4半導体層13bを半導体基板11上で支持することができる。
Next, as shown in FIGS. 4A to 4C, a
なお、基板全体を覆うように形成された支持体18は、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bの撓み等を抑制して、平坦性を保ったまま第4半導体層13bを支持する必要がある。そのため、その機械的な強度を確保する意味で、400nm以上の膜厚にすることが好ましい。また、支持体18の材質としては、例えば、シリコン酸化膜などの絶縁体を用いる。
The
次に、図5(a)〜(c)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて支持体18、酸化防止膜15、下地酸化膜14、第1半導体層12a、第2半導体層12b、第3半導体層13aおよび第4半導体層13bをパターニングすることにより、半導体基板11の表面を露出させる溝19を形成する。なお、溝19を形成するエッチング工程では、半導体基板11の表面でエッチングを止めるようにしてもよいし、半導体基板11をオーバーエッチングして半導体基板1に凹部を形成するようにしてもよい。また、溝19の配置位置は第4半導体層13bの素子分離領域の一部に対応させ、その向きは例えば溝16の形成方向と平面視で概略直交する方向とする。
Next, as shown in FIGS. 5A to 5C, the
次に、図6(a)〜(c)に示すように、溝19を介してエッチングガスまたはエッチング液を第1半導体層12aおよび第3半導体層13aに接触させることにより、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aをエッチング除去し、半導体基板11と第2半導体層12bとの間に空洞部20aを形成するとともに、第2半導体層12bと第4半導体層13bとの間に空洞部20bを形成する。
Next, as shown in FIGS. 6A to 6C, an etching gas or an etching solution is brought into contact with the
ここで、溝16内には支持体18が設けられているので、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aが除去された場合においても、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bを半導体基板11上で支持することが可能である。また、溝16とは別に溝19が設けられていることにより、第2半導体層12bおよび第4半導体層13b下の第1半導体層12aおよび第3半導体層13aにエッチングガスまたはエッチング液を接触させることが可能となる。このため、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bの品質を損なうことなく、半導体基板11と第2半導体層12bとの間に空洞部20aを形成するとともに、第2半導体層12bと第4半導体層13bとの間に空洞部20bを形成することが可能となる。
Here, since the
なお、半導体基板11、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bがSi、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aがSiGeの場合、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aのエッチング液として例えばフッ硝酸を用いる。これにより、半導体基板11、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bのオーバーエッチングを抑制しつつ、第1半導体層12aおよび第3半導体層13aを除去することが可能となる。
When the
次に、図7(a)〜(c)に示すように、半導体基板11を熱酸化して、空洞部20a、20bの少なくとも壁面にそれぞれ絶縁膜21a、21bを形成する。そして、図8(a)〜(c)に示すように、CVDなどの方法により、基板全面に絶縁膜を成膜して溝19内を埋め込む。この絶縁膜22の形成によって、絶縁膜21a、21bによる空洞部の埋め込みも補完される。なお、絶縁膜21a、21bの材質は、半導体基板11、第2半導体層12bおよび第4半導体層13bがSiの場合はシリコン酸化膜となる。また、CVDなどの方法により成膜される絶縁膜22の材質としては、例えば、シリコン酸化膜の他、シリコン窒化膜などを用いるようにしてもよい。
Next, as shown in FIGS. 7A to 7C, the
次に、基板全面を覆う絶縁膜22を例えばCMPにより平坦化して、酸化防止膜15上から絶縁膜22を取り除く。上述したように、酸化防止膜15がシリコン窒化膜である場合には、酸化防止膜15がCMPによる平坦化プロセスのストッパー層として機能する。
次に、酸化防止膜15と下地酸化膜14とをエッチングして除去する。酸化防止膜15がシリコン窒化膜である場合にはエッチング液として例えば熱リン酸を使用し、下地酸化膜14がシリコン酸化膜である場合にはエッチング液として例えば希フッ酸を使用する。これにより、図9(a)〜(c)に示すように、第4半導体層13bの表面が露出する。
Next, the insulating
Next, the
また、ここでは、酸化防止膜15を除去した後で、第2半導体層12bにリン又はボロン等の不純物をイオン注入する。これにより、第2半導体層12bに導電性を持たせることができ、第2半導体層12bをバックゲート電極や、ダブルゲート電極の一方として使用することが可能となる。第2半導体層12bにp型層とn型層とを作り分ける場合には、レジストパターン等を用いて選択的にイオン注入を行う。また、p型層とn型層の作り分けを行わない(即ち、基板全体で、第2半導体層12bにp型層またはn型層のどちらか一方のみを形成する)場合には、レジストパターンを形成することなく、基板全面にリン又はボロンをイオン注入する。
Further, here, after removing the
なお、このイオン注入工程は下地酸化膜14を除去する前に行うことが好ましい。これにより、第4半導体層14bの表面付近の結晶欠陥をできるだけ少なくすることが可能である。さらに、このイオン注入工程では、不純物の注入ピークが絶縁膜21aと第2半導体層12bとの界面となるようにその注入エネルギーを調整することが好ましい。これにより、絶縁膜21bに対する不純物の導入量をできるだけ少なくすることが可能である。
This ion implantation step is preferably performed before the
次に、図10(a)〜(c)に示すように、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて第4半導体層13bをパターニングすることにより、絶縁膜21bを露出させる開口部31を第4半導体層13bに形成する。
次に、第4半導体層13bの表面の熱酸化を行うことにより、第4半導体層13bの表面にゲート絶縁膜23を形成する。そして、CVDなどの方法により、ゲート絶縁膜23が形成された第4半導体層13b上に多結晶シリコン層を形成する。さらに、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いて多結晶シリコン層をパターニングすることにより、第4半導体層13b上にゲート電極24を形成する。
Next, as shown in FIGS. 10A to 10C, the
Next, the surface of the
次に、ゲート電極24をマスクとして、As、P、Bなどの不純物を第4半導体層13b内にイオン注入することにより、ゲート電極24の両側にそれぞれ配置された低濃度不純物導入層からなるLDD層を第4半導体層13bに形成する。そして、CVDなどの方法により、LDD層が形成された第4半導体層13b上に絶縁層を形成し、RIEなどの異方性エッチングを用いて絶縁層をエッチバックすることにより、ゲート電極24の側壁にサイドウォール25を形成する。さらに、ゲート電極24およびサイドウォール25をマスクとして、As、P、Bなどの不純物を第4半導体層13b内にイオン注入することにより、サイドウォール25の側方にそれぞれ配置された高濃度不純物導入層からなるソース層26aおよびドレイン層26bを第4半導体層13bに形成する。
Next, using the
その後、図11(a)〜(c)に示すように、CVDなどの方法により、ゲート電極24上に層間絶縁層32を堆積する。そして、フォトリソグラフィー技術及びエッチング技術を用いて、層間絶縁膜32と、開口部31直下の絶縁膜31bをエッチングして除去し、ソース層26a上と、ドレイン層26b上と、第2半導体層12b上とにそれぞれコンタクトホールを形成する。そして、金属膜の成膜及びパターニングを経て、ソースコンタクト電極33a及びドレインコンタクト電極33bと、ゲートコンタクト電極33cと、バックゲートコンタクト電極33dとを形成する。ソースコンタクト電極33a、ドレインコンタクト電極33およびゲートコンタクト電極33cは、それぞれ層間絶縁層32に埋め込まれ、ソース層26a、ドレイン層26bおよびゲート電極24にそれぞれ接続された電極である。また、バックゲートコンタクト電極33dは、層間絶縁層32および絶縁膜21bに埋め込まれ、開口部31を介して第2半導体層(即ち、バックゲート電極)12bに接続された電極である。
Thereafter, as shown in FIGS. 11A to 11C, an
このように、本発明の第1実施形態によれば、空洞部20aと空洞部20bとをほぼ同時に完成させることができるので、第3半導体層13aのエッチング残りを防止することができる。従って、空洞部20a、20b内に、膜質が良好で所望の厚さを有する絶縁膜21a、21bをそれぞれ形成することができる。これにより、例えば、第2半導体層がバックゲート電極として使用されるMIS型トランジスタの閾値制御性を向上させることが可能である。
As described above, according to the first embodiment of the present invention, since the
即ち、上部のSiGe層13aのGe濃度を下部のSiGe層12aのGe濃度より高く設定することで、上部のSiGe層13aと下部のSiGe層12aのエッチングレートをほぼ同じにすることができる。これにより、Si層の増速エッチングや、SiGe層13aのエッチング残り等を防止しつつ、多層構造のSiGe層12a、13aの選択エッチングが可能である。それゆえ、バックゲート構造やダブルゲート構造を有するSOI素子を、低コストで実現することができる。
That is, by setting the Ge concentration of the
なお、この第1実施形態では、バックゲートコンタクト電極33dを介してゲート電極24と第2半導体層12bとを電気的に接続する(即ち、ダブルゲート電極を構成する)ようにしてもよい。これにより、第2半導体層12bとゲート電極24とが同電位となるように制御することができ、短チャンネル効果の抑制や、サブスレショルド領域のドレイン電流の立ち上がり特性を向上させることが可能となり、トランジスタの微細化や、オフ時のリーク電流の低減に有効である。
(2)第2実施形態
図12(a)および図13(a)は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す平面図、図12(b)および図13(b)は、図12(a)および図13(a)を、A12−A12´およびA13−A13´線でそれぞれ切断したときの断面図、図12(c)および図13(c)は、図12(a)および図13(a)を、B12−B12´およびB13−B13´線でそれぞれ切断したときの断面図である。 図12(a)〜図13(c)において、図1(a)〜図11(c)と同一の構成を有する部分には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。なお、図12(a)では層間絶縁膜32の図示を省略している。
In the first embodiment, the
(2) Second Embodiment FIGS. 12A and 13A are plan views showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 12B and 13B. FIG. 12A and FIG. 13A are cross-sectional views taken along lines A12-A12 ′ and A13-A13 ′, respectively, and FIG. 12C and FIG. It is sectional drawing when a and FIG. 13 (a) are cut | disconnected by the B12-B12 'and B13-B13' line, respectively. 12 (a) to 13 (c), parts having the same configurations as those in FIGS. 1 (a) to 11 (c) are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted. In FIG. 12A, illustration of the
この第2実施形態では、図1(a)〜(c)に示すように、第1半導体層112aを第3半導体層113aよりも厚く形成する。第1半導体層112a及び第3半導体層113aの材質は、例えばSiGeである。また、第1半導体層12aのゲルマニウム(Ge)濃度を、第3半導体層13aのGe濃度よりも低く設定している。
このような構成であれば、半導体基板11と第2半導体層12bとの間に高さの大きい空洞部を形成することができ、第2半導体層12bと第4半導体層13bとの間に高さの小さい空洞部を形成することができる。従って、図13(a)〜(c)に示すように、絶縁膜121aを厚く形成することができ、絶縁膜121cを薄く形成することができる。
In the second embodiment, as shown in FIGS. 1A to 1C, the
With such a configuration, a large cavity can be formed between the
これにより、第2半導体層12bと半導体基板11とのカップリング容量(即ち、寄生容量)を少なくすることができる。また、第2半導体層12bをバックゲート電極やダブルゲート電極として使用する場合には、その上に形成されるMIS型トランジスタなどの閾値を低電圧で制御することが可能である。
なお、第1半導体層12aを厚く形成すると、第1半導体層12aはエッチングされ易くなることが確認されている。この現象について、本発明者は、半導体層の膜厚が大きいと、当該半導体層のエッチングによって形成される空洞部も大きくなり、その結果、空洞部内へのエッチャントの入り込みが容易になることが原因であると考えている。また、第3半導体層13aを薄く形成すると、第3半導体層13aはエッチングされにくくなることが確認されている。この現象について、本発明者は、半導体層の膜厚が小さいと、当該半導体層のエッチングによって形成される空洞部も小さくなり、その結果、空洞部内へのエッチャントの入り込みが難しくなることが原因であると考えている。
Thereby, the coupling capacitance (that is, parasitic capacitance) between the
It has been confirmed that when the
以上のことから、第1半導体層を厚く形成すると共に、第3半導体層を薄く形成した場合には、第1半導体層のエッチングレートが大きくなり、第3半導体層のエッチングレートが小さくなる。
このような現象に対して、第1実施形態で説明したように、第1半導体層と第3半導体層の組成比(即ち、Ge濃度)を調整することで、各々のエッチングレートを近づけることは可能である。即ち、第3半導体層のGe濃度を第1半導体層のGe濃度よりも高く設定することで、膜厚が厚くエッチングレートが高い第1半導体層と同等もしくはそれ以上のエッチングレートで第3半導体層をエッチングすることができる。
From the above, when the first semiconductor layer is formed thick and the third semiconductor layer is formed thin, the etching rate of the first semiconductor layer increases and the etching rate of the third semiconductor layer decreases.
For such a phenomenon, as described in the first embodiment, by adjusting the composition ratio (that is, Ge concentration) of the first semiconductor layer and the third semiconductor layer, it is possible to bring the respective etching rates closer. Is possible. That is, by setting the Ge concentration of the third semiconductor layer to be higher than the Ge concentration of the first semiconductor layer, the third semiconductor layer has an etching rate equal to or higher than that of the first semiconductor layer having a large film thickness and a high etching rate. Can be etched.
一方、本発明者は、上記第1実施形態で使用される半導体基板11として、n型シリコン基板とp型シリコン基板とをそれぞれ用意し、それぞれの基板を用いた際の第3半導体層13aのエッチングレートを比較してみた。その結果、p型シリコン基板に形成された第3半導体層13aの方が、n型シリコン基板に形成された第3半導体層13aよりもエッチングレートが大きい、ということを確認した。この現象について、本発明者は、p型シリコン基板では、基板側から第1、第2半導体層を経由して、第3半導体層13aにホールが供給されていることが原因であると考えている。
On the other hand, the inventor prepares an n-type silicon substrate and a p-type silicon substrate as the
従って、前述したGeの濃度調整だけでは第3半導体層と第1半導体層のエッチングレートを概略等しくできない場合には、例えば追加処置として、第2半導体層13aにp型不純物(例えば、ボロン)を低濃度導入することが考えられる。このような構成であれば、第2半導体層12bから第3半導体層13aにホールが供給されるので、第3半導体層13aのエッチングレートを大きくすることが可能である。
Therefore, when the etching rates of the third semiconductor layer and the first semiconductor layer cannot be substantially equal only by adjusting the Ge concentration, the p-type impurity (for example, boron) is added to the
なお、第2半導体層13aに対するp型不純物の導入は、例えば、ジボランガスを含む雰囲気中で第2半導体層13aをエピタキシャル成長させて、エピしながらボロンをドープすれば良い。このような構成であれば、第2半導体層にp型不純物を導入できるだけでなく、ドーピングの狙い位置(即ち、ピーク)を時間調整で変えることができるので便利である。
Note that the p-type impurity may be introduced into the
また、ドープの狙い位置は、例えば、第2半導体層12bと第3半導体層13aとの界面付近、即ち、第2半導体層12bの上側の部分であることが好ましい。このような構成であれば、第2半導体層12bから第3半導体層13aにホールを効率良く供給することが可能である。
The dope target position is preferably, for example, in the vicinity of the interface between the
11 半導体基板、12a 第1半導体層(第1SiGe層)、12b 第2半導体層(第1Si層)、13a 第3半導体層(第2SiGe層)、13b 第4半導体層(第2Si層)、14 下地酸化膜、15 酸化防止膜、16、19 溝、18 支持体、20 空洞部、21a、21b 絶縁膜、22 絶縁膜、23 ゲート絶縁膜、24 ゲート電極、25 サイドウォール、26a ソース層、26b ドレイン層、31 開口部、32 層間絶縁膜、33a ソースコンタクト、33b ドレインコンタクト、33c ゲートコンタクト、33d バックゲートコンタクト 11 semiconductor substrate, 12a first semiconductor layer (first SiGe layer), 12b second semiconductor layer (first Si layer), 13a third semiconductor layer (second SiGe layer), 13b fourth semiconductor layer (second Si layer), 14 base Oxide film, 15 Antioxidation film, 16, 19 Groove, 18 Support, 20 Cavity, 21a, 21b Insulating film, 22 Insulating film, 23 Gate insulating film, 24 Gate electrode, 25 Side wall, 26a Source layer, 26b Drain Layer, 31 opening, 32 interlayer insulating film, 33a source contact, 33b drain contact, 33c gate contact, 33d back gate contact
Claims (8)
前記第1半導体層よりもエッチングレートが小さな第2半導体層を前記第1半導体層上に形成する工程と、
前記第1半導体層とエッチングレートが同じ又は、前記第1半導体層よりもエッチングレートが大きな第3半導体層を前記第2半導体層上に形成する工程と、
前記第1半導体層よりもエッチングレートが小さな第4半導体を前記第3半導体層上に形成する工程と、
前記第4半導体層と、前記第3半導体層と、前記第2半導体層及び前記第1半導体層とを貫通して前記半導体基板を露出させる第1溝を形成する工程と、
前記第2半導体層と前記第4半導体層とを支持する支持体を前記第1溝内に形成する工程と、
前記支持体を形成した後で前記第4半導体層下から前記第3半導体層を露出させると共に、前記第2半導体層下から前記第1半導体層を露出させる第2溝を形成する工程と、
前記第2溝を介して前記第1半導体層と前記第3半導体層とをエッチングすることによって、前記半導体基板と前記第2半導体層との間に第1空洞部を形成すると共に、前記第2半導体層と前記第4半導体層との間に第2空洞部を形成する工程と、
前記第1空洞部内に第1絶縁層を形成すると共に、前記第2空洞部内に第2絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first semiconductor layer on a semiconductor substrate;
Forming a second semiconductor layer having a lower etching rate than the first semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Forming a third semiconductor layer on the second semiconductor layer having the same etching rate as that of the first semiconductor layer or having a higher etching rate than that of the first semiconductor layer;
Forming a fourth semiconductor having a lower etching rate on the third semiconductor layer than the first semiconductor layer;
Forming a first groove through the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first semiconductor layer to expose the semiconductor substrate;
Forming a support in the first groove to support the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer;
Forming a second groove exposing the third semiconductor layer from below the fourth semiconductor layer and exposing the first semiconductor layer from below the second semiconductor layer after forming the support;
A first cavity is formed between the semiconductor substrate and the second semiconductor layer by etching the first semiconductor layer and the third semiconductor layer through the second groove, and the second cavity Forming a second cavity between a semiconductor layer and the fourth semiconductor layer;
Forming a first insulating layer in the first cavity, and forming a second insulating layer in the second cavity. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1半導体層のゲルマニウム(Ge)濃度は、前記第3半導体層のGe濃度よりも低いことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の半導体装置の製造方法。 The first semiconductor layer and the third semiconductor layer are each silicon germanium (SiGe), and the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer are each silicon (Si),
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein a germanium (Ge) concentration of the first semiconductor layer is lower than a Ge concentration of the third semiconductor layer.
前記第1SiGe層上に第1Si層を形成する工程と、
前記第1Si層上に前記第1SiGe層よりもゲルマニウム(Ge)濃度が高い第2SiGe層を形成する工程と、
前記第2SiGe層上に第2Si層を形成する工程と、
前記第2Si層と、前記第2SiGe層と、前記第1Si層及び前記第1SiGe層を貫通して前記Si基板を露出させる第1溝を形成する工程と、
前記第1Si層と前記第2Si層とを支持する支持体を前記第1溝内に形成する工程と、
前記支持体を形成した後で前記第2Si層下から前記第2SiGe層を露出させると共に、前記第1Si層下から前記第1SiGe層を露出させる第2溝を形成する工程と、
前記第2溝を介して前記第1SiGe層と前記第2SiGe層とをエッチングすることによって、前記Si基板と前記第1Si層との間に第1空洞部を形成すると共に、前記第1Si層と前記第2Si層との間に第2空洞部を形成する工程と、
前記第1空洞部内に第1絶縁層を形成すると共に、前記第2空洞部内に第2絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first silicon germanium (SiGe) layer on a silicon (Si) substrate;
Forming a first Si layer on the first SiGe layer;
Forming a second SiGe layer having a germanium (Ge) concentration higher than the first SiGe layer on the first Si layer;
Forming a second Si layer on the second SiGe layer;
Forming a second groove that exposes the Si substrate through the second Si layer, the second SiGe layer, the first Si layer, and the first SiGe layer;
Forming a support in the first groove to support the first Si layer and the second Si layer;
Forming a second groove exposing the second SiGe layer from under the second Si layer after forming the support and exposing the first SiGe layer from under the first Si layer;
The first SiGe layer and the second SiGe layer are etched through the second groove to form a first cavity between the Si substrate and the first Si layer, and the first Si layer and the Forming a second cavity between the second Si layer;
Forming a first insulating layer in the first cavity, and forming a second insulating layer in the second cavity. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
前記第1半導体層よりもエッチングレートが小さな第2半導体層を前記第1半導体層上に形成する工程と、
前記第2半導体層よりもエッチングレートが大きな第3半導体層を前記第2半導体層上に形成する工程と、
前記第1半導体層と前記第3半導体層の両方よりもエッチングレートが小さな第4半導体を前記第3半導体層上に形成する工程と、
前記第4半導体層と、前記第3半導体層と、前記第2半導体層及び前記第1半導体層とを貫通して前記半導体基板を露出させる第1溝を形成する工程と、
前記第2半導体層と前記第4半導体層とを支持する支持体を前記第1溝内に形成する工程と、
前記支持体を形成した後で前記第4半導体層下から前記第3半導体層を露出させると共に、前記第2半導体層下から前記第1半導体層を露出させる第2溝を形成する工程と、
前記第2半導体層にp型不純物を導入する工程と、
前記p型不純物を導入した後で、前記第1半導体層と前記第3半導体層とを前記第2溝を介してエッチングすることによって、前記半導体基板と前記第2半導体層との間に第1空洞部を形成すると共に、前記第2半導体層と前記第4半導体層との間に第2空洞部を形成する工程と、
前記第1空洞部内に第1絶縁層を形成すると共に、前記第2空洞部内に第2絶縁層を形成する工程と、を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 Forming a first semiconductor layer on a semiconductor substrate;
Forming a second semiconductor layer having a lower etching rate than the first semiconductor layer on the first semiconductor layer;
Forming a third semiconductor layer having a higher etching rate on the second semiconductor layer than the second semiconductor layer;
Forming a fourth semiconductor on the third semiconductor layer having a lower etching rate than both the first semiconductor layer and the third semiconductor layer;
Forming a first groove through the fourth semiconductor layer, the third semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first semiconductor layer to expose the semiconductor substrate;
Forming a support in the first groove to support the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer;
Forming a second groove exposing the third semiconductor layer from below the fourth semiconductor layer and exposing the first semiconductor layer from below the second semiconductor layer after forming the support;
Introducing a p-type impurity into the second semiconductor layer;
After the p-type impurity is introduced, the first semiconductor layer and the third semiconductor layer are etched through the second trench, whereby a first gap is formed between the semiconductor substrate and the second semiconductor layer. Forming a cavity and forming a second cavity between the second semiconductor layer and the fourth semiconductor layer;
Forming a first insulating layer in the first cavity, and forming a second insulating layer in the second cavity. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
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