JP2693496B2 - Method for manufacturing dielectric isolation semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing dielectric isolation semiconductor device

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JP2693496B2 JP63174428A JP17442888A JP2693496B2 JP 2693496 B2 JP2693496 B2 JP 2693496B2 JP 63174428 A JP63174428 A JP 63174428A JP 17442888 A JP17442888 A JP 17442888A JP 2693496 B2 JP2693496 B2 JP 2693496B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は,誘電体分離構造の半導体装置の製造方法に
関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Field of Industrial Application) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a dielectric isolation structure.

(従来の技術) 誘電体分離基板を用いて素子形成する場合,絶縁膜エ
ッチングの工程で素子分離領域にV溝が形成されると,
これが半導体装置の信頼性や素子特性に影響を与える。
このことを,Siウェハの直接接着技術による誘電体基板
を用いた場合の例を挙げて以下に説明する。
(Prior Art) When a device is formed using a dielectric isolation substrate, if a V groove is formed in the device isolation region during the insulating film etching process,
This affects the reliability and element characteristics of the semiconductor device.
This will be explained below by taking an example of using a dielectric substrate by a direct bonding technique of a Si wafer.

第7図(a)〜(c)は,その素子形成工程の途中ま
でを示す。2枚のSiウェハ1,2は間に酸化膜3を挟んで
直接接着されて一体化されている。一体化された基板の
素子形成領域側は研磨等により所定厚みに調整されてい
る。そして,島状のSi層6(61,62,…)を形成する素
子分離溝が形成されてその側面に酸化膜4が形成され,
その後溝には多結晶シリコン層5が埋め込まれて誘電体
分離基板が得られる。分離溝は,アルカリ性エッチング
液による異方性エッチングによりV字状に形成される。
各Si層6の底部および側部には,p+型層7および8が形
成される。これはp側の電極取出しのためである。p+
型層7は基板接着前に予め形成され,p+型層8は素子分
離溝を形成した後に形成される。このような誘電体分離
基板の表面には先ず,全面に1μm程度の厚い酸化膜9
を形成する(a)。その後,酸化膜9を選択エッチング
して,残された酸化膜9をマスクとして不純物をイオン
注入してp側の電極取出し領域となるp+型層11を形成
する(b)。この酸化膜9のエッチング工程では,酸化
膜9が厚くエッチング時間が長いために,素子分離領域
の酸化膜がオーバーエッチングされ,図示のように素子
分離領域に溝が形成される。この後酸化膜9を残したま
ま熱酸化を行う。このとき酸化膜9の残っていた部分と
なかった部分の表面に段差が生じ,これらの境界部分に
跡がつく。これが後のパターン形成に際して位置合せマ
ークの働きをする。この後酸化膜9に注入された不純物
が後の熱工程で半導体層に拡散されないように,全面の
酸化膜9を除去し,改めて1μm程度の厚い酸化膜9′
を形成する(c)。このとき酸化はシリコン層6および
多結晶シリコン膜5にも進み,第7図(c)のように素
子分離領域の溝71は更に広がる。そうすると,この上に
配線を形成した時に,第8図に示すように配線13はこの
素子分離領域の溝部分で段切れを起こす。また配線13が
例えば多結晶シリコン膜によるMOS型素子のゲート電極
配線である場合,第9図(a)に示すように段切れを起
こさずつながったとしても,これを不純物の導入により
低抵抗化した時に素子分離溝の部分には不純物が導入さ
れず,結果的にこの部分に第9図(b)に示すようなダ
イオードの逆直列回路が形成されてしまう。これがゲー
ト端子に直列に入ると,MOS型素子のゲート電位は固定さ
れず,ゲート電位を不安定なものとする,という問題が
ある。
FIGS. 7A to 7C show the process up to the middle of the device forming process. The two Si wafers 1 and 2 are directly bonded and integrated with the oxide film 3 interposed therebetween. The element formation region side of the integrated substrate is adjusted to have a predetermined thickness by polishing or the like. Then, an element isolation groove for forming the island-shaped Si layer 6 (6 1 , 6 2 , ...) Is formed and an oxide film 4 is formed on the side surface thereof.
Then, the polycrystalline silicon layer 5 is embedded in the groove to obtain a dielectric isolation substrate. The separation groove is formed in a V shape by anisotropic etching using an alkaline etching solution.
P + type layers 7 and 8 are formed on the bottom and sides of each Si layer 6. This is for taking out the electrode on the p side. p +
The mold layer 7 is formed in advance before the substrate is bonded, and the p + mold layer 8 is formed after forming the element isolation groove. First, a thick oxide film 9 of about 1 μm is formed on the entire surface of the dielectric isolation substrate.
Are formed (a). After that, the oxide film 9 is selectively etched, and impurities are ion-implanted using the remaining oxide film 9 as a mask to form a p + -type layer 11 to be a p-side electrode extraction region (b). In the step of etching the oxide film 9, since the oxide film 9 is thick and the etching time is long, the oxide film in the element isolation region is over-etched and a groove is formed in the element isolation region as shown in the figure. After that, thermal oxidation is performed with the oxide film 9 left. At this time, a step is formed on the surface of the part where the oxide film 9 was left and the part where the oxide film 9 was not left, and a trace is left at the boundary part between them. This acts as an alignment mark in the subsequent pattern formation. After that, the oxide film 9 on the entire surface is removed so as to prevent the impurities injected into the oxide film 9 from being diffused into the semiconductor layer in the subsequent thermal process.
Is formed (c). At this time, the oxidation also proceeds to the silicon layer 6 and the polycrystalline silicon film 5, and the trench 71 in the element isolation region further expands as shown in FIG. 7C. Then, when the wiring is formed on this, the wiring 13 causes a step break in the groove portion of this element isolation region as shown in FIG. Further, when the wiring 13 is, for example, a gate electrode wiring of a MOS type element made of a polycrystalline silicon film, even if the wiring is connected without causing a step break as shown in FIG. At this time, impurities are not introduced into the element isolation groove portion, and as a result, an anti-series circuit of the diode as shown in FIG. 9B is formed in this portion. If this enters in series with the gate terminal, there is a problem that the gate potential of the MOS type device is not fixed and the gate potential becomes unstable.

(発明が解決しようとする課題) 以上のように従来の誘電体分離基板を用いた素子形成
においては,素子分離領域で溝が形成されてこれが信頼
性低下および素子特性低下の原因になる,という問題が
あった。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the element formation using the conventional dielectric isolation substrate, a groove is formed in the element isolation region, which causes deterioration of reliability and element characteristics. There was a problem.

本発明は,この様な問題を解決した誘電体分離半導体
装置の製造方法を提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a dielectric isolation semiconductor device that solves such problems.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明に係る誘電体分離半導体装置の製造方法は、MO
S型素子を形成すべき複数の島状半導体層が絶縁体によ
り分離された誘電体分離基板を形成する工程と,この誘
電体分離基板上に絶縁膜を形成する工程と,前記誘電体
分離基板の素子分離領域の一部で絶縁膜を選択エッチン
グしてV溝を形成する工程と,前記絶縁膜上に難酸化性
膜を選択的に形成し,この難酸化成膜をマスクに半導体
層を選択酸化する工程と,不純物を選択的に半導体層に
注入して所望の素子拡散層を形成する工程と,前記基板
上に多結晶シリコン膜を堆積し不純物を導入してゲート
電極配線を形成すると同時に,このゲート電極配線と連
続して前記V溝を跨いでダイオードの逆直列回路を形成
する工程と,前記絶縁膜にコンタクト孔を開けてソー
ス,ドレイン電極配線を形成する工程とを有することを
特徴とする。
[Configuration of the Invention] (Means for Solving the Problems) A method for manufacturing a dielectric isolation semiconductor device according to the present invention is
A step of forming a dielectric isolation substrate in which a plurality of island-shaped semiconductor layers for forming S-type elements are separated by an insulator; a step of forming an insulating film on the dielectric isolation substrate; A step of selectively etching the insulating film in a part of the element isolation region to form a V groove, and a non-oxidizing film is selectively formed on the insulating film. A step of selectively oxidizing, a step of selectively implanting impurities into a semiconductor layer to form a desired element diffusion layer, and a step of depositing a polycrystalline silicon film on the substrate and introducing impurities to form a gate electrode wiring At the same time, the method further includes the step of forming an anti-series circuit of the diode across the V groove continuously with the gate electrode wiring, and the step of forming a contact hole in the insulating film to form source and drain electrode wiring. Characterize.

(作用) 本発明によれば,誘電体分離基板の素子分離領域に,
無用の溝が形成されることがなく,従って素子分離領域
を横切る配線の段切れが防止される。また素子分離領域
を横切るゲート電極配線を形成した時に,ダイオードの
直列回路がゲート端子に入るということがなくなり,安
定した素子の特性が得られる。
(Operation) According to the present invention, in the element isolation region of the dielectric isolation substrate,
Unnecessary grooves are not formed, and therefore disconnection of the wiring crossing the element isolation region is prevented. Further, when the gate electrode wiring that crosses the element isolation region is formed, the series circuit of diodes does not enter the gate terminal, and stable element characteristics can be obtained.

また、本発明によれば、素子分離領域の一部において
最初に形成した絶縁膜をエッチングしておくことで、MO
S型素子のゲート・ソース間等に必要な保護ダイオード
を簡単に実現できる。即ち,ゲート電極配線材料の多結
晶シリコン膜を,一端がゲート電極につながるように素
子分離領域の溝を形成した部分を横切って配設して,他
端をソース電極に接続すればよい。
Further, according to the present invention, by etching the insulating film formed first in a part of the element isolation region, MO
The protection diode required between the gate and source of the S-type element can be easily realized. That is, the polycrystalline silicon film of the gate electrode wiring material may be disposed across the grooved portion of the element isolation region so that one end is connected to the gate electrode and the other end is connected to the source electrode.

(実施例) 以下,本発明の実施例を説明する。(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described.

第1図(a)〜(d)は,一実施例の素子製造工程で
ある。この実施例では,素子としてダイオードを作る場
合を示している。誘電体分離基板は、第7図で説明した
従来例と同様,この実施例ではSiウェハ1,2の直接接着
により形成したものである。従って第7図と対応する部
分には同一符号を付して詳細な説明は省く。誘電体分離
基板の表面全面に先ず,シリコン酸化膜9を形成した
後,その上に更にシリコン窒化膜10を形成する(a)。
ここで酸化膜9は,従来と異なり,0.1μm程度の薄いも
のとする。その後,酸化膜9をエッチング・ストッパと
して窒化膜10を選択エッチングする。そして窒化膜10を
覆うフォトレジスト・パターンを形成してこれをマスク
として酸化膜9を残したまま,ボロンをイオン注入し
て,p+型層11を形成する(b)。次に窒化膜10を残した
まま状態で基板全体を熱酸化する。このとき,窒化膜10
の下では酸化膜が形成されず,窒化膜10で覆われていな
い部分で酸化膜9が厚くなる。その後、窒化膜10は除去
する(c)。酸化膜9は,窒化膜10で覆われていた薄い
部分91とその後の熱酸化で厚くなった部分91の境界が
跡になって残る。そこで次に,酸化膜9の膜厚の差の跡
を合せマークとして利用して,ダイオードのカソードと
なるn+型層12を,酸化膜9を通したイオン注入により
島状Si層6の中に形成する。最後にコンタクト孔を形成
し,Al膜により配線13を形成する(d)。
FIGS. 1A to 1D show the element manufacturing process of one embodiment. In this embodiment, a case where a diode is made as an element is shown. The dielectric isolation substrate is formed by directly bonding Si wafers 1 and 2 in this embodiment, as in the conventional example described in FIG. Therefore, the portions corresponding to those in FIG. 7 are designated by the same reference numerals and detailed description thereof will be omitted. First, a silicon oxide film 9 is formed on the entire surface of the dielectric isolation substrate, and then a silicon nitride film 10 is further formed thereon (a).
Here, the oxide film 9 is thin, about 0.1 μm, unlike the conventional one. After that, the nitride film 10 is selectively etched using the oxide film 9 as an etching stopper. Then, a photoresist pattern covering the nitride film 10 is formed and boron is ion-implanted while leaving the oxide film 9 using the photoresist pattern as a mask to form the p + -type layer 11 (b). Next, the entire substrate is thermally oxidized with the nitride film 10 left. At this time, the nitride film 10
The oxide film is not formed underneath, and the oxide film 9 becomes thicker in the portion not covered with the nitride film 10. After that, the nitride film 10 is removed (c). Oxide film 9 remain thickened portion 9 1 of the boundary in the subsequent thermal oxidation and a thin portion 9 1 covered with the nitride film 10 becomes the trace. Then, next, using the trace of the difference in the film thickness of the oxide film 9 as an alignment mark, the n + -type layer 12 which becomes the cathode of the diode is formed in the island-shaped Si layer 6 by ion implantation through the oxide film 9. To form. Finally, a contact hole is formed, and the wiring 13 is formed of an Al film (d).

こうしてこの実施例では,最初に誘電体分離基板の分
離領域上に形成した酸化膜9は,素子工程で除去される
ことなく残される。従って素子分離領域に無用のV溝が
形成されることなく,配線の段切れが防止される。
Thus, in this embodiment, the oxide film 9 initially formed on the isolation region of the dielectric isolation substrate is left without being removed in the element process. Therefore, unnecessary V-grooves are not formed in the element isolation region, and disconnection of the wiring is prevented.

第2図(a)〜(d)は,本発明の横型の絶縁ゲート
型バイポーラトランジスタ(IGBT)に適用した実施例で
ある。先の実施例と対応する部分には先の実施例と同一
符号を付して詳細な説明は省く。この実施例でも,直接
接着技術による誘電体分離基板を形成し,先ず全面に酸
化膜9を形成した後,その上に窒化膜10を形成する
(a)。次にフォトレジスト・パターン21(211,212
…)を形成し,これをマスクとして窒化膜10を選択エッ
チングした後,フォトレジスト・パタン21を残したまま
ボロンのイオン注入を行い,ボロン・イオン注入層22を
形成する(b)。なお素子分離領域の多結晶シリコン層
5上に形成したフォトレジスト・パターン212,213は,
合せマーク形成用である。その後,フォトレジスト・パ
ターン21を除去して改めて,残された窒化膜10を合せマ
ークとして用いて別のフォトレジスト・パターン23(23
1,232,…)を形成し,n型層形成予定領域にリンをイオ
ン注入してリン・イオン注入層24を形成する(c)。こ
の後,フォトレジスト・パターン23を除去し,熱酸化を
行なって酸化膜9を窒化膜10の下の薄いままの酸化膜9
1と厚い酸化膜92とし,同時に不純物を活性化してp+
型層25とn-型ベース層26を形成する(d)。その後通
常の工程に従って横型IGBTを形成する(e)。即ち、p
+型層25に接してp型ベース層25,その中にn+型ソース
層29を形成する。n+型ソース層29とn型ベース層26間
の上には多結晶シリコン膜によりゲート電極27を形成す
る。n型ベース層26の中にはn型バッファ層30,p+型ド
レイン層31を形成する。そして全面をCVD酸化膜により
覆い,コンタクト孔を開けソース電極33およびドレイン
電極34を形成する。
FIGS. 2A to 2D show an embodiment applied to the lateral insulated gate bipolar transistor (IGBT) of the present invention. The parts corresponding to those in the previous embodiment are designated by the same reference numerals as those in the previous embodiment, and detailed description will be omitted. Also in this embodiment, the dielectric isolation substrate is formed by the direct bonding technique, the oxide film 9 is first formed on the entire surface, and then the nitride film 10 is formed thereon (a). Next, the photoresist pattern 21 (21 1 , 21 2 ,
...) is formed, and the nitride film 10 is selectively etched using this as a mask, and then boron ions are implanted with the photoresist pattern 21 left to form a boron / ion implantation layer 22 (b). The photoresist patterns 21 2 and 21 3 formed on the polycrystalline silicon layer 5 in the element isolation region are
It is for forming alignment marks. After that, the photoresist pattern 21 is removed, and the remaining nitride film 10 is used as an alignment mark for another photoresist pattern 23 (23
, 1 , 2 , 3) are formed, and phosphorus is ion-implanted into the n-type layer formation planned region to form a phosphorus / ion-implanted layer 24 (c). After that, the photoresist pattern 23 is removed, and thermal oxidation is performed so that the oxide film 9 remains thin under the nitride film 10.
1 and a thick oxide film 9 2 and simultaneously activate impurities to form p +
A mold layer 25 and an n type base layer 26 are formed (d). Then, a lateral IGBT is formed according to a normal process (e). That is, p
A p-type base layer 25 is formed in contact with the + -type layer 25, and an n + -type source layer 29 is formed therein. A gate electrode 27 is formed of a polycrystalline silicon film on the n + type source layer 29 and the n type base layer 26. An n-type buffer layer 30 and a p + -type drain layer 31 are formed in the n-type base layer 26. Then, the entire surface is covered with a CVD oxide film, contact holes are opened, and a source electrode 33 and a drain electrode 34 are formed.

この実施例によっても先の実施例と同様の効果が得ら
れる。また図では現われていないが,ゲート電極27が素
子分離領域を横切る場合に,その部分で前述のようなダ
イオードの直列回路が形成されることはなく,優れた素
子特性が得られる。
According to this embodiment, the same effect as the previous embodiment can be obtained. Although not shown in the figure, when the gate electrode 27 crosses the element isolation region, the diode series circuit as described above is not formed in that portion, and excellent element characteristics are obtained.

第3図(a)〜(e)は,窒化膜を用いず上記実施例
と同様の横型IGBTを形成する実施例である。この実施例
では,先の実施例と同様の誘電体分離基板の表面に0.1
μm程度の薄い酸化膜9を形成した後,素子分離領域で
酸化膜9を選択エッチングし,残された酸化膜9をマス
クとして埋込み多結晶シリコン層5をエッチングして,
以下の素子工程の位置合せ用マーク35を形成する
(a)。次にフォトレジスト・パターン36を形成してボ
ロン・イオン注入層22を形成し,そのフォトレジスト・
パターン36を除去して改めてフォトレジスト・パターン
37を形成してリン・イオン注入層24を形成する(c)。
そしてフォトレジスト・パターン37を除去し,熱酸化を
行なって酸化膜9を厚くすると同時に不純物を活性化し
てp+型層25およびn-型ベース層26を形成する(d)。
位置合せマーク35部分には薄い酸化膜が形成されるが,
マーク35は残る。この後,通常の工程に従って先の実施
例と同様の横型IGBTを形成する(e)。ゲート部には,
一旦酸化膜9を選択エッチングして薄いゲート絶縁膜を
形成している。
FIGS. 3A to 3E show an example in which a lateral IGBT similar to the above example is formed without using a nitride film. In this example, the same 0.1-μm layer was used on the surface of the dielectric isolation substrate as in the previous example.
After forming a thin oxide film 9 having a thickness of about μm, the oxide film 9 is selectively etched in the element isolation region, and the buried polycrystalline silicon layer 5 is etched using the remaining oxide film 9 as a mask.
An alignment mark 35 for the following element process is formed (a). Next, a photoresist pattern 36 is formed to form a boron ion implantation layer 22.
Photoresist pattern again by removing pattern 36
Then, 37 is formed to form the phosphorus ion-implanted layer 24 (c).
Then, the photoresist pattern 37 is removed, and thermal oxidation is performed to thicken the oxide film 9 and at the same time activate impurities to form the p + -type layer 25 and the n -type base layer 26 (d).
A thin oxide film is formed on the alignment mark 35,
Mark 35 remains. After this, a lateral IGBT similar to that of the previous embodiment is formed according to a normal process (e). In the gate part,
The oxide film 9 is once selectively etched to form a thin gate insulating film.

この実施例によっても,先の実施例と同様の効果が得
られる。
According to this embodiment, the same effect as that of the previous embodiment can be obtained.

第4図(a)〜(c)は,他の実施例による横型IGBT
である。これは,第9図で説明したダイオードの直列回
路を,素子分離領域に部分的に形成して積極的に利用し
た実施例であり,(a)は平面図,(b),(c)はそ
れぞれ(a)のA−A′,B−B′断面である。IGBT形成
の主要工程には先の第2図あるいは第3図の実施例で説
明した工程を利用する。先の実施例と異なる点は,ゲー
ト電極27から分岐してソース電極34の下まで配設される
多結晶シリコン配線41をパターン形成すること,そして
この多結晶シリコン配線41が素子分離領域を横切る部分
では,最初に形成した酸化膜9を予め選択エッチングに
より除去してV溝を形成しておくこと,である。このよ
うにすると,多結晶シリコン配線41は素子分離領域のV
溝に食込み,これにヒ素をイオン注入した時に先に説明
したようにダイオードの直列回路が形成される。この多
結晶シリコン配線41の他端は,ソース電極33にコンタク
トさせる。
FIGS. 4A to 4C are lateral IGBTs according to other embodiments.
It is. This is an embodiment in which the diode series circuit described in FIG. 9 is partially formed in the element isolation region and is positively utilized. (A) is a plan view, (b) and (c) are 3A and 3B are cross sections taken along line AA ′ and BB ′ of FIG. The steps described in the embodiment of FIG. 2 or 3 above are used for the main steps of IGBT formation. The different point from the previous embodiment is that the polycrystalline silicon wiring 41 branched from the gate electrode 27 and arranged below the source electrode 34 is patterned, and the polycrystalline silicon wiring 41 crosses the element isolation region. In the portion, the V film is formed by removing the oxide film 9 formed first by selective etching in advance. By doing so, the polycrystalline silicon wiring 41 is connected to the V of the element isolation region.
When arsenic is ion-implanted into the groove and arsenic is ion-implanted into the groove, a series circuit of diodes is formed as described above. The other end of the polycrystalline silicon wiring 41 is brought into contact with the source electrode 33.

こうして得られたIGBTは,第5図に等価回路を示した
ようにゲート・ソース間にダイオードの直列回路が入っ
た形になる。このダイオードの直列回路は,過電圧保護
回路として働く。即ち,この実施例によれば過電圧保護
回路が素子と一体に形成される。
The IGBT thus obtained has a form in which a series circuit of diodes is inserted between the gate and the source as shown in the equivalent circuit of FIG. The series circuit of this diode works as an overvoltage protection circuit. That is, according to this embodiment, the overvoltage protection circuit is formed integrally with the device.

同様の構造は,IGBTに限らず,MOSトランジスタ等の全
てのMOS型半導体素子に適用可能である。
The same structure is applicable not only to IGBT but also to all MOS type semiconductor devices such as MOS transistors.

以上の実施例では,専ら直接接合技術による誘電体分
離基板を説明したが,他の方法による誘電体分離基板を
用いた場合にも本発明は有効である。例えば第6図は,
多結晶シリコン層60で裏打ちされて複数の島状Si層6が
分離形成された誘電体分離基板を用いて,第1図の実施
例と同様にダイオードを形成した場合を示している。
In the above embodiments, the dielectric isolation substrate based on the direct bonding technique has been mainly described, but the present invention is also effective when a dielectric isolation substrate based on another method is used. For example, in Figure 6,
A case where a diode is formed in the same manner as in the embodiment of FIG. 1 is shown by using a dielectric isolation substrate which is lined with a polycrystalline silicon layer 60 and in which a plurality of island-shaped Si layers 6 are separately formed.

[発明の効果] 以上述べたように本発明によれば,誘電体分離基板を
用いたMOS型素子を有する半導体装置の製造工程におい
て,最初に基板面に形成した絶縁膜を残しておくことに
より,素子分離領域に無用の溝が形成されることを防止
し,信頼性の高い優れた特性の半導体装置を得ることが
できる。
As described above, according to the present invention, in the manufacturing process of the semiconductor device having the MOS type element using the dielectric isolation substrate, the insulating film formed on the substrate surface is left first. Thus, it is possible to prevent useless grooves from being formed in the element isolation region, and to obtain a highly reliable semiconductor device having excellent characteristics.

また本発明によれば,最初の絶縁膜の一部を素子分離
領域で選択的に除去して,素子形成工程でこの部分に溝
が形成されることを積極的に利用することにより,MOS型
素子のゲート・ソース間に簡単に保護回路を挿入するこ
とができる。分離領域に設ける多結晶シリコン膜による
過電圧保護ダイオードの過電圧値の制御は、多結晶シリ
コン膜にドープするp型,n型の不純物濃度の制御により
可能である。
Further, according to the present invention, by selectively removing a part of the first insulating film in the element isolation region and positively utilizing the fact that the groove is formed in this part in the element forming process, the MOS type is formed. A protection circuit can be easily inserted between the gate and source of the device. The control of the overvoltage value of the overvoltage protection diode by the polycrystalline silicon film provided in the isolation region can be performed by controlling the concentration of p-type and n-type impurities with which the polycrystalline silicon film is doped.

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

第1図(a)〜(d)は本発明の一実施例のダイオード
製造工程を示す断面図,第2図(a)〜(e)は他の実
施例のIGBT製造工程を示す断面図,第3図(a)〜
(e)は他の実施例のIGBT製造工程を示す断面図,第4
図(a)〜(c)は他の実施例によるIGBTの構造を示す
平面図とそのA−A′およびB−B′断面図,第5図は
そのIGBTの等価回路図,第6図は他の実施例のダイオー
ドを示す断面図,第7図(a)〜(c)は従来の誘電体
分離半導体素子の製造工程を示す断面図,第8図は従来
工程の問題点を説明するための断面図,第9図(a)
(b)は他の問題点を説明するための断面図と等価回路
図である。 1,2……Siウェハ,3,4…………シリコン酸化膜,5……多
結晶シリコン層,6……島状Si層,7,8……p+型層,9……
シリコン酸化膜,10……シリコン窒化膜,11……p+型層,
12……n+型層,13……電極配線,21,23…………フォトレ
ジスト・パターン,25……p+型層,26……n-型ベース
層,27……ゲート電極,28……p型ベース層,29……n+
ソース層,30……n型バッファ層,31……p+型ドレイン
層,33……CVD酸化膜,33……ソース電極,34……ドレイン
電極,35……合せマーク,36,37……フォトレジスト・パ
ターン、41……多結晶シリコン配線,60……多結晶シリ
コン層。
1 (a) to (d) are cross-sectional views showing a diode manufacturing process of an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) to (e) are cross-sectional views showing an IGBT manufacturing process of another embodiment, Fig. 3 (a) ~
FIG. 4E is a sectional view showing an IGBT manufacturing process of another embodiment, FIG.
(A) to (c) are plan views showing the structure of an IGBT according to another embodiment and cross-sectional views AA 'and BB' thereof, FIG. 5 is an equivalent circuit diagram of the IGBT, and FIG. 7 is a cross-sectional view showing a diode of another embodiment, FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views showing a manufacturing process of a conventional dielectric isolation semiconductor device, and FIG. 8 is a view for explaining a problem of the conventional process. Sectional view of Fig. 9 (a)
(B) is a sectional view and an equivalent circuit diagram for explaining other problems. 1,2 …… Si wafer, 3,4 ………… Silicon oxide film, 5 …… Polycrystalline silicon layer, 6 …… Insular Si layer, 7,8 …… P + type layer, 9 ……
Silicon oxide film, 10 …… Silicon nitride film, 11 …… P + type layer,
12 …… n + type layer, 13 …… electrode wiring, 21,23 ………… photoresist pattern, 25 …… p + type layer, 26 …… n type base layer, 27 …… gate electrode, 28 ...... p type base layer, 29 ...... n + type source layer, 30 …… n type buffer layer, 31 …… p + type drain layer, 33 …… CVD oxide film, 33 …… source electrode, 34 …… drain Electrodes, 35 ... alignment marks, 36, 37 ... Photoresist pattern, 41 ... Polycrystalline silicon wiring, 60 ... Polycrystalline silicon layer.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丹澤 勝二郎 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝総合研究所内 (72)発明者 秋廣 晴伸 東京都府中市東芝町1番地 東芝FAシ ステムエンジニアリング株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−247534(JP,A) 特開 昭61−191042(JP,A) ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Shojiro Tanzawa 1 Komukai Toshiba-cho, Sachi-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Toshiba Research Institute, Inc. (72) Inventor Harunobu Akihiro 1-shi Toshiba-cho, Fuchu-shi, Tokyo Toshiba FA System Engineering Co., Ltd. (56) Reference JP 62-247534 (JP, A) JP 61-191042 (JP, A)

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】MOS型素子を形成すべき複数の島状半導体
層が絶縁体により分離された誘電体分離基板を形成する
工程と,この誘電体分離基板上に絶縁膜を形成する工程
と,前記誘電体分離基板の素子分離領域の一部で絶縁膜
を選択エッチングしてV溝を形成する工程と,前記絶縁
膜上に難酸化性膜を選択的に形成し,この難酸化成膜を
マスクに半導体層を選択酸化する工程と,不純物を選択
的に半導体層に注入して所望の素子拡散層を形成する工
程と,前記基板上に多結晶シリコン膜を堆積し不純物を
導入してゲート電極配線を形成すると同時に,このゲー
ト電極配線と連続して前記V溝を跨いでダイオードの逆
直列回路を形成する工程と,前記絶縁膜にコンタクト孔
を開けてソース,ドレイン電極配線を形成する工程とを
有することを特徴とする誘電体分離半導体装置の製造方
法。
1. A step of forming a dielectric isolation substrate in which a plurality of island-shaped semiconductor layers to form a MOS type element are separated by an insulator, and a step of forming an insulating film on the dielectric isolation substrate. A step of selectively etching an insulating film in a part of the element isolation region of the dielectric isolation substrate to form a V-groove; and a non-oxidizing film is selectively formed on the insulating film. A step of selectively oxidizing the semiconductor layer with a mask; a step of selectively implanting an impurity into the semiconductor layer to form a desired element diffusion layer; a step of depositing a polycrystalline silicon film on the substrate and introducing an impurity into the gate; At the same time as forming the electrode wiring, a step of forming an anti-series circuit of the diode across the V groove continuously with the gate electrode wiring, and a step of forming a contact hole in the insulating film to form source and drain electrode wiring Characterized by having Method of manufacturing that the dielectric isolation semiconductor device.
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