JP2941048B2 - Method for manufacturing SOI substrate - Google Patents

Method for manufacturing SOI substrate

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JP2941048B2
JP2941048B2 JP32778390A JP32778390A JP2941048B2 JP 2941048 B2 JP2941048 B2 JP 2941048B2 JP 32778390 A JP32778390 A JP 32778390A JP 32778390 A JP32778390 A JP 32778390A JP 2941048 B2 JP2941048 B2 JP 2941048B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION 【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明はSOI(シリコン・オン・インシュレータ)
基板の作製方法に関する。
This invention is SOI (Silicon on Insulator)
The present invention relates to a method for manufacturing a substrate.

【従来の技術】[Prior art]

半導体デバイスの微細化が進むにつれて、製造面では
素子間を分離するためにプロセスが複雑化し、また、素
子特性面ではショートチャネル効果が生じるなど種々の
問題が生じている。これらの問題の多くはSOI基板を用
いることにより解決できるため、近年、SOI基板の開発
が盛んに行われている。 例えば、第4図は従来の貼り合わせ研磨法によりSOI
基板を作製する手順を示している。まず、同図(a)に
示すように、シリコン基板1の表面1aに、フォトレジス
トRをマスクとして断面凹状で深さD(D〜100nm程
度)の溝A1,A2,A3を複数形成する。これにより、各溝A
1,A2,A3の間に、基板表面1aを突出させた領域(以下
「素子領域」という。)S1,S2を形成する。次に、同図
(b)に示すように、フォトレジストRを除去した後、
熱酸化により、シリコン基板1の表面1aに、各溝A1,A2,
A3および素子領域S1,S2を覆うシリコン酸化膜3を形成
し、続いて、上記各溝A1,A2,A3の深さDを越える厚さの
多結晶シリコン膜4を堆積する。このとき、多結晶シリ
コン膜4の表面4aには、上記各溝A1,A2,A3の形状が反映
した窪みA11,A12,A13が形成される。次に、同図(c)
に示すように、多結晶シリコン膜4の表面4aを研削およ
び研磨して、上記窪みA11,A12,A13を除去し、平坦面4f
を形成する。次に、同図(d)に示すように、多結晶シ
リコン膜4の平坦面4fに、シリコン基板9を密着させ、
高温に加熱して原子結合レベルで貼り合わせる。次に、
シリコン基板1の裏面1bから上記各溝A1,A2,A3内の絶縁
膜3が露出するところまでシリコン基板1を研削および
研磨して、同図(e)に示すように、上記溝A1,A2,A3の
間に上記素子領域S1,S2を露出させる。このようにし
て、絶縁膜3に囲まれた状態で素子領域S1,S2を残し
て、SOI基板100を形成している。なお、素子領域S1,S2
は半導体素子を作り込むべき領域であり、一方、絶縁膜
3の溝A1,A2,A3内の部分は素子領域S1,S2を分離するフ
ィールド領域F1,F2,F3となる。
As the miniaturization of semiconductor devices progresses, the process becomes complicated in order to separate the elements from the manufacturing side, and various problems such as a short channel effect occur in the element characteristics. Since many of these problems can be solved by using an SOI substrate, development of an SOI substrate has been actively performed in recent years. For example, FIG. 4 shows SOI by a conventional bonding polishing method.
4 shows a procedure for manufacturing a substrate. First, as shown in FIG. 2A, a plurality of grooves A1, A2, A3 having a concave cross section and a depth D (about D-100 nm) are formed on the surface 1a of the silicon substrate 1 using a photoresist R as a mask. Thereby, each groove A
Regions (hereinafter, referred to as “element regions”) S1 and S2 in which the substrate surface 1a protrudes are formed between 1, A2 and A3. Next, as shown in FIG. 2B, after removing the photoresist R,
By the thermal oxidation, the grooves A1, A2,
A silicon oxide film 3 covering A3 and the element regions S1 and S2 is formed, and subsequently, a polycrystalline silicon film 4 having a thickness exceeding the depth D of each of the trenches A1, A2 and A3 is deposited. At this time, depressions A11, A12, and A13 are formed on the surface 4a of the polycrystalline silicon film 4, reflecting the shapes of the grooves A1, A2, and A3. Next, FIG.
As shown in FIG. 5, the surface 4a of the polycrystalline silicon film 4 is ground and polished to remove the dents A11, A12, and A13, and the flat surface 4f
To form Next, as shown in FIG. 3D, a silicon substrate 9 is brought into close contact with the flat surface 4f of the polycrystalline silicon film 4,
Heat to high temperature and bond at the atomic bonding level. next,
The silicon substrate 1 is ground and polished from the back surface 1b of the silicon substrate 1 to a position where the insulating film 3 in each of the grooves A1, A2, A3 is exposed, and as shown in FIG. , A3, the element regions S1 and S2 are exposed. Thus, the SOI substrate 100 is formed while leaving the element regions S1 and S2 while being surrounded by the insulating film 3. Note that the element regions S1, S2
Is a region in which a semiconductor element is to be formed. On the other hand, portions in the trenches A1, A2, A3 of the insulating film 3 become field regions F1, F2, F3 separating the element regions S1, S2.

【発明が解決しようとする課題】[Problems to be solved by the invention]

ところで、上に述べた方法で形成したSOI基板100を用
いて形成されるMOSFET(電界効果トランジスタ)は、第
3図に示すような構成となる。すなわち、各素子領域S
1,S2に、ソース領域10sとドレイン領域10dとが形成され
る。さらに、このソース領域10sとドレイン領域10dの間
のチャネル領域10c上にゲート酸化膜14を介してゲート
電極11が設けられて、MOSFET TR1,TR2が構成される。そ
して、層間絶縁膜12が堆積され、この層間絶縁膜12に各
トランジスタごとに2箇所ずつ開口(コンタクトホー
ル)12Wが形成されてソース電極13sとドレイン電極13d
とが設けられる。このように各MOSFET TR1,TR2は、層間
絶縁膜12に数多くのコンタクトホール12Wを設けて電極
配線がなされる。このため、この上に多層配線を行う場
合にコンタクト不良が生じ易く、歩留や信頼性が低下す
るという問題がある。 そこで、この発明の目的は、層間絶縁膜に設けるコン
タクトホール数を減少でき、したがって素子領域に形成
された素子の歩留および信頼性を向上できるSOI基板の
作製方法を提供することにある。
By the way, a MOSFET (field effect transistor) formed by using the SOI substrate 100 formed by the above-described method has a configuration as shown in FIG. That is, each element region S
1, a source region 10s and a drain region 10d are formed in S2. Further, a gate electrode 11 is provided on a channel region 10c between the source region 10s and the drain region 10d via a gate oxide film 14, thereby forming MOSFETs TR1 and TR2. Then, an interlayer insulating film 12 is deposited, two openings (contact holes) 12W are formed in the interlayer insulating film 12 for each transistor, and a source electrode 13s and a drain electrode 13d are formed.
Are provided. As described above, in each of the MOSFETs TR1 and TR2, a number of contact holes 12W are provided in the interlayer insulating film 12 to perform electrode wiring. For this reason, there is a problem that when a multilayer wiring is formed thereon, a contact failure is likely to occur, and the yield and reliability are reduced. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing an SOI substrate which can reduce the number of contact holes provided in an interlayer insulating film and therefore can improve the yield and reliability of an element formed in an element region.

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

上記目的を達成するために、この発明のSOI基板の作
製方法は、第1のシリコン基板の表面に、断面凹状で所
定の深さの溝を複数形成することにより、この各溝の間
に上記基板表面の平坦部を突出させた素子領域を形成す
る工程と、上記第1のシリコン基板の表面に、上記溝お
よび突出領域を覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、上
記第1の絶縁膜のうち上記素子領域のソース,ドレイン
となるべき箇所を覆う部分を所定のパターンでエッチン
グして除去する工程と、上記第1のシリコン基板の表面
側に導電膜を堆積して、この導電膜を所定のパターンで
エッチングして上記ソース,ドレインとなるべき箇所に
つながる電極配線を形成する工程と、上記第1のシリコ
ン基板の表面側に、上記溝の深さおよび上記第1の絶縁
膜,導電膜の厚さを超える厚さの第2の絶縁膜を堆積す
る工程と、上記第2の絶縁膜の表面に、表面側が平坦面
をなすように有機膜を塗布して、上記第2の絶縁膜の表
面に上記溝の形状および上記第1の絶縁膜,導電膜のパ
ターンが反映して形成された窪みを埋める工程と、上記
有機膜および第2の絶縁膜のエッチングレートが等しく
なる条件で上記有機膜の表面側から上記第2の絶縁膜の
上記窪みが消えるところまでエッチングを行って、上記
第1のシリコン基板の表面側に平坦面を形成する工程
と、平坦となった上記第1のシリコン基板の表面側に第
2のシリコン基板を加熱して貼り合わせる工程と、上記
第1のシリコン基板の裏面側から上記各溝内の上記第1
の絶縁膜が露出するところまで上記第1のシリコン基板
を削って、上記素子領域を上記第1の絶縁膜に囲まれた
状態で上記各溝の間に露出させる工程とを有することを
特徴としている。
In order to achieve the above object, a method for manufacturing an SOI substrate according to the present invention is characterized in that a plurality of grooves having a concave cross section and a predetermined depth are formed on a surface of a first silicon substrate. Forming an element region in which a flat portion of the substrate surface protrudes; forming a first insulating film covering the groove and the protruding region on the surface of the first silicon substrate; A step of etching and removing a portion of the film covering portions to be the source and drain of the element region by a predetermined pattern, and depositing a conductive film on the surface side of the first silicon substrate; Forming an electrode wiring leading to the source and drain portions by etching the substrate with a predetermined pattern; and forming a depth of the groove and the first insulating film on the surface side of the first silicon substrate. Exceed the thickness of conductive film Depositing a second insulating film having a thickness of 3 mm, and applying an organic film on the surface of the second insulating film so that the front side thereof is flat, and forming the second insulating film on the surface of the second insulating film. A step of filling the depression formed by reflecting the shape of the groove and the pattern of the first insulating film and the conductive film, and the surface of the organic film under the condition that the etching rates of the organic film and the second insulating film become equal. Forming a flat surface on the front side of the first silicon substrate by performing etching from the side to the point where the dent of the second insulating film disappears; and forming a flat surface of the first silicon substrate. Heating and bonding a second silicon substrate to a side of the first silicon substrate; and bonding the first silicon substrate in each of the grooves from the back side of the first silicon substrate.
Shaving the first silicon substrate until the insulating film is exposed, and exposing the element region between the grooves in a state surrounded by the first insulating film. I have.

【作用】[Action]

この発明のSOI基板の作製方法によれば、各素子領域
の第2のシリコン基板側にソース,ドレインとなるべき
箇所につながる電極配線が設けられる。したがって、上
記素子領域の露出している側にゲート絶縁膜,ゲート電
極を設けて素子を形成した後、層間絶縁膜に設けるべき
コンタクトホール数が減少する。したがって、上記素子
領域に形成される素子の歩留および信頼性が高められ
る。なお、上記電極配線の一部は、素子外部へ信号を出
力できるように上記層間絶縁膜に開口を設けて配線がな
される。
According to the method for manufacturing an SOI substrate of the present invention, the electrode wiring is provided on the side of the second silicon substrate in each element region, the electrode wiring being connected to a source and a drain. Therefore, after a device is formed by providing a gate insulating film and a gate electrode on the exposed side of the device region, the number of contact holes to be provided in the interlayer insulating film is reduced. Therefore, the yield and reliability of the device formed in the device region are improved. A part of the electrode wiring is formed by providing an opening in the interlayer insulating film so that a signal can be output to the outside of the element.

【実施例】【Example】

以下、この発明のSOI基板の作製方法を実施例により
詳細に説明する。 第1図(a)に示すように、まず、従来と同様に第1
のシリコン基板1の表面1aに、RIE(リアクティブ・イ
オン・エッチング)法により、レジストRをマスクとし
て断面凹状で深さD(D〜100nm程度)の溝A1,A2,A3を
複数形成する。これにより、各溝A1,A2,A3の間に、基板
表面1aの平坦部を突出させた素子領域S1,S2を形成す
る。 次に、同図(b)に示すように、レジストRを除去し
た後、熱酸化により、シリコン基板1の表面1aに、各溝
A1,A2,A3および素子領域S1,S2を覆う厚さ400nmのシリコ
ン酸化膜(第1の絶縁膜)3を形成する。 次に、同図(c)に示すように、フォトリソグラフィ
法により、シリコン酸化膜3の表面に所定パターンのレ
ジストR2を設ける。そして、シリコン酸化膜3のうち素
子領域S1,S2のソース,ドレインとなるべき箇所を覆う
部分を除去して開口W1,…,W4を形成する。 次に、フォトレジストR2除去後、同図(d)に示すよ
うに、CVD(化学気相成長)法により、開口W1,…,W4を
形成したシリコン酸化膜3の上に厚さ400nmの高融点金
属(たとえばW)膜5を堆積する。 続いて、同図(e)に示すように、フォトリソグラフ
ィ法により、高融点金属膜5の表面に所定パターンのフ
ォトレジストR3を設ける。そして、高融点金属膜5のう
ち素子領域S1,S2の中央部を覆う部分をRIE法によりエッ
チングして除去する。このとき、高融点金属膜5のうち
開口W1,…,W4を覆う部分はエッチングせず、そのまま残
すようにする。これにより、素子領域S1,S2のソース,
ドレインとなるべき箇所につながる電極配線51,52,53を
形成する。 次に、同図(f)に示すようにフォトレジストR3を除
去する。続いて、シリコン基板1の表面1a側に、CVD法
により、第2の絶縁膜として、各溝A1,A2、A3の深さD
〜100nm,シリコン酸化膜3の厚さ400nm,高融点金属膜5
の厚さ400nmを併せた寸法を越える1μm程度の厚さのP
SG(リンガラス)膜6を堆積する。このとき、PSG膜6
の表面6aには、上記各溝A1,A2,A3の形状およびシリコン
酸化膜3,高融点金属膜5のパターンが反映した窪みA21,
…,A24が形成される。 さらに、このPSG膜6の表面6aに、表面R4f側が平坦面
をなすように有機物からなるフォトレジトR4を回転塗布
する。これにより、PSG膜6の窪みA21,…,A24がフォト
レジストR4で埋められる。 次に、同図(g)に示すように、RIE法により、上記
フォトレジストR4およびPSG膜6のエッチングレートが
等しくなる条件で、フォトレジストR4の表面R4f側からP
SG膜6の窪みA21,…,A24が消えるところまでエッチング
を行う。これにより、PSG膜6の表面側に平坦面6fを形
成する(エッチバック法)。 次に、同図(h)に示すように、PSG膜6の平坦面6f
上に、CVD法により、表面側が平坦面8fとなるように均
一な厚さの多結晶シリコン膜8を堆積する。 続いて、多結晶シリコン膜8の平坦面8fに第2のシリ
コン基板9を密着させ、1000℃程度の高温熱処理を施し
て原子結合レベルで貼り合わせる。 次に、シリコン基板1の裏面1b側から上記各溝A1,A2,
A3内のシリコン酸化膜3が露出するところまでシリコン
基板1を研削および研磨して、同図(i)に示すよう
に、素子領域S1,S2をシリコン酸化膜3に囲まれた状態
で各溝A1,A2,A3の間に露出させる。なお、シリコン酸化
膜3は、シリコン基板1よりも硬度が高いので、露出し
た時点で研磨を停止させる役割を果たす。 このようにして、シリコン酸化膜3に囲まれた状態で
素子領域S1,S2を残して、SOI基板200を形成する。な
お、F1,F2,F3はそれぞれフィールド領域を示している。
このように、従来の貼り合わせ研磨法に対して僅かの工
程を追加することにより、SOI基板200を形成することが
できる。 上記SOI基板200を用いて形成される相補型MOSFETは第
2図に示すような構成となる。すなわち、各素子領域S
1,S2に、ソース領域10sとドレイン領域10dとが形成され
る。さらに、このソース領域10sとドレイン領域10dの間
のチャネル領域10c上にゲート酸化膜14を介してゲート
電極11が設けられて、nチャネル型MOSFET TR10,pチャ
ネル型MOSFET TR20が構成される。続いて、層間絶縁膜1
2が堆積され、この層間絶縁膜12に各トランジスタごと
に1箇所ずつコンタクトホール12Wが形成される。そし
て、各ソース領域10sにつながる配線15が設けられる。 このように、SOI基板200のシリコン基板9側にソース
領域10s,ドレイン領域10dにつながる電極配線51,52,63
が設けられているので、層間絶縁膜12に設けるべきコン
タクトホール数を減少させることができる。したがっ
て、上記素子領域S1,S2に形成されたMOSFET TR10,TR20
の歩留および信頼性を向上させることができる。 なお、この実施例はバックバイアス電極5は高融点金
属膜からなるものとしたが、これに限られず、多結晶シ
リコン膜など導電性を有する膜を広く用いることができ
る。 また、PSG膜6の表面側に平坦面6fを形成した後(工
程)、多結晶シリコン膜8を堆積した(工程)が、
これに限られるものではない。PSG膜6の表面6aに窪みA
21,…,A24を残したまま、多結晶シリコン膜8を堆積し
て、この多結晶シリコン膜8の表面にできる窪みをエッ
チバック法により平坦化するようにしても良い。また、
PSG膜6の表面側に平坦面6fを形成した後(工程)、
多結晶シリコン膜8を堆積せず、平坦面6fにそのままシ
リコン基板9を貼り合わせても良い。
Hereinafter, a method for manufacturing an SOI substrate of the present invention will be described in detail with reference to examples. First, as shown in FIG.
A plurality of grooves A1, A2, A3 having a concave section and a depth D (about D to about 100 nm) are formed on the surface 1a of the silicon substrate 1 by RIE (reactive ion etching) using the resist R as a mask. As a result, element regions S1 and S2 are formed between the grooves A1, A2 and A3 so that the flat portions of the substrate surface 1a protrude. Next, as shown in FIG. 3B, after removing the resist R, each groove is formed on the surface 1a of the silicon substrate 1 by thermal oxidation.
A 400 nm thick silicon oxide film (first insulating film) 3 covering A1, A2, A3 and the element regions S1, S2 is formed. Next, as shown in FIG. 3C, a resist R2 having a predetermined pattern is provided on the surface of the silicon oxide film 3 by photolithography. Then, openings W1,..., W4 are formed by removing portions of the silicon oxide film 3 that cover the portions to be the sources and drains of the element regions S1, S2. Next, after removing the photoresist R2, as shown in FIG. 3D, a 400 nm-thick silicon oxide film 3 having openings W1,..., W4 is formed on the silicon oxide film 3 by CVD (chemical vapor deposition). A melting point metal (for example, W) film 5 is deposited. Subsequently, as shown in FIG. 4E, a photoresist R3 having a predetermined pattern is provided on the surface of the high melting point metal film 5 by a photolithography method. Then, the portion of the refractory metal film 5 that covers the center of the element regions S1 and S2 is removed by etching by RIE. At this time, portions of the refractory metal film 5 covering the openings W1,..., W4 are not etched and are left as they are. As a result, the sources of the element regions S1 and S2,
Electrode wirings 51, 52, and 53 connected to a portion to be a drain are formed. Next, the photoresist R3 is removed as shown in FIG. Subsequently, on the surface 1a side of the silicon substrate 1, a depth D of each of the grooves A1, A2, A3 is formed as a second insulating film by a CVD method.
100 nm, thickness of silicon oxide film 3 400 nm, refractory metal film 5
P with a thickness of about 1 μm exceeding the total size of 400 nm
An SG (phosphorus glass) film 6 is deposited. At this time, the PSG film 6
The surface 6a has a depression A21 reflecting the shape of each of the grooves A1, A2, A3 and the pattern of the silicon oxide film 3 and the refractory metal film 5.
.., A24 are formed. Further, a photoresist R4 made of an organic material is spin-coated on the surface 6a of the PSG film 6 so that the surface R4f is flat. Thereby, the depressions A21,..., A24 of the PSG film 6 are filled with the photoresist R4. Next, as shown in FIG. 3G, the RIE method is used to change the photoresist R4 from the surface R4f side under the condition that the etching rates of the photoresist R4 and the PSG film 6 become equal.
Etching is performed until the depressions A21,..., A24 of the SG film 6 disappear. Thus, a flat surface 6f is formed on the front side of the PSG film 6 (etch back method). Next, as shown in FIG. 2H, the flat surface 6f of the PSG film 6 is formed.
A polycrystalline silicon film 8 having a uniform thickness is deposited thereon by a CVD method so that the surface side becomes a flat surface 8f. Subsequently, the second silicon substrate 9 is brought into close contact with the flat surface 8f of the polycrystalline silicon film 8, subjected to a high-temperature heat treatment at about 1000 ° C., and bonded at an atomic bonding level. Next, each of the grooves A1, A2,
The silicon substrate 1 is ground and polished until the silicon oxide film 3 in A3 is exposed, and the element regions S1 and S2 are surrounded by the silicon oxide film 3 as shown in FIG. Exposure between A1, A2, A3. Since the silicon oxide film 3 has a higher hardness than the silicon substrate 1, it plays a role of stopping polishing when it is exposed. Thus, the SOI substrate 200 is formed leaving the element regions S1 and S2 while being surrounded by the silicon oxide film 3. Note that F1, F2, and F3 each indicate a field area.
Thus, the SOI substrate 200 can be formed by adding a few steps to the conventional bonding and polishing method. The complementary MOSFET formed using the SOI substrate 200 has a configuration as shown in FIG. That is, each element region S
1, a source region 10s and a drain region 10d are formed in S2. Further, a gate electrode 11 is provided on a channel region 10c between the source region 10s and the drain region 10d via a gate oxide film 14, thereby forming an n-channel MOSFET TR10 and a p-channel MOSFET TR20. Subsequently, the interlayer insulating film 1
2 is deposited, and a contact hole 12W is formed in the interlayer insulating film 12 for each transistor. Then, a wiring 15 connected to each source region 10s is provided. Thus, the electrode wirings 51, 52, 63 connected to the source region 10s and the drain region 10d are provided on the silicon substrate 9 side of the SOI substrate 200.
Is provided, the number of contact holes to be provided in the interlayer insulating film 12 can be reduced. Therefore, the MOSFETs TR10 and TR20 formed in the element regions S1 and S2
Yield and reliability can be improved. In this embodiment, the back bias electrode 5 is made of a refractory metal film. However, the present invention is not limited to this, and a film having conductivity such as a polycrystalline silicon film can be widely used. After forming a flat surface 6f on the surface side of the PSG film 6 (step), a polycrystalline silicon film 8 was deposited (step).
However, it is not limited to this. Depression A on surface 6a of PSG film 6
The polycrystalline silicon film 8 may be deposited while leaving A21,..., A24, and the pits formed on the surface of the polycrystalline silicon film 8 may be planarized by an etch-back method. Also,
After forming a flat surface 6f on the surface side of the PSG film 6 (process),
Instead of depositing the polycrystalline silicon film 8, the silicon substrate 9 may be directly attached to the flat surface 6f.

【発明の効果】【The invention's effect】

以上より明らかなように、この発明のSOI基板の作製
方法によれば、僅かの工程を追加するだけでもって、素
子領域の第2のシリコン基板側に電極配線を有するSOI
基板を作製することができる。したがって、層間絶縁膜
に設けるべきコンタクトホール数を減少でき、上記素子
領域に形成される素子の歩留および信頼性を向上させる
ことができる。
As is clear from the above, according to the method for manufacturing an SOI substrate of the present invention, the SOI substrate having the electrode wiring on the side of the second silicon substrate in the element region can be obtained by adding only a few steps.
A substrate can be made. Therefore, the number of contact holes to be provided in the interlayer insulating film can be reduced, and the yield and reliability of the device formed in the device region can be improved.

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

第1図はこの発明の一実施例のSOI基板の作製方法を説
明する工程図、第2図は上記作製方法により作製された
SOI基板にMOSFETを作り込んだ状態を示す断面図、第3
図は従来の作製方法により作製されたSOI基板にMOSFET
を作り込んだ状態を示す断面図、第4図は従来のSOI基
板の作製方法を説明する工程図である。 1…第1のシリコン基板、3…シリコン酸化膜、5…高
融点金属膜、6…PSG膜、8…多結晶シリコン膜、9…
第2のシリコン基板、12…層間絶縁膜、12W…コンタク
トホール、15…配線、51,52,53…電極配線、200…SOI基
板、A1,A2,A3…溝、F1,F2,F3…フィールド領域、R,R2,R
3…フォトレジスト、S1,S2…素子領域、W1,…,W4…開
口。
FIG. 1 is a process chart for explaining a method of manufacturing an SOI substrate according to one embodiment of the present invention, and FIG. 2 is manufactured by the above-described method.
Sectional view showing state where MOSFET was fabricated on SOI substrate.
Figure shows MOSFET on SOI substrate manufactured by conventional manufacturing method
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which is fabricated, and FIG. 4 is a process chart for explaining a conventional method for manufacturing an SOI substrate. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... 1st silicon substrate, 3 ... silicon oxide film, 5 ... refractory metal film, 6 ... PSG film, 8 ... polycrystalline silicon film, 9 ...
Second silicon substrate, 12 ... interlayer insulating film, 12W ... contact hole, 15 ... wiring, 51, 52, 53 ... electrode wiring, 200 ... SOI substrate, A1, A2, A3 ... groove, F1, F2, F3 ... field Region, R, R2, R
3 ... photoresist, S1, S2 ... element area, W1, ..., W4 ... opening.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】第1のシリコン基板の表面に、断面凹状で
所定の深さの溝を複数形成することにより、この各溝の
間に上記基板表面の平坦部を突出させた素子領域を形成
する工程と、 上記第1のシリコン基板の表面に、上記溝および突出領
域を覆う第1の絶縁膜を形成する工程と、 上記第1の絶縁膜のうち上記素子領域のソース,ドレイ
ンとなるべき箇所を覆う部分を所定のパターンでエッチ
ングして除去する工程と、 上記第1のシリコン基板の表面側に導電膜を堆積して、
この導電膜を所定のパターンでエッチングして上記ソー
ス,ドレインとなるべき箇所につながる電極配線を形成
する工程と、 上記第1のシリコン基板の表面側に、上記溝の深さおよ
び上記第1の絶縁膜,導電膜の厚さを越える厚さの第2
の絶縁膜を堆積する工程と、 上記第2の絶縁膜の表面に、表面側が平坦面をなすよう
に有機膜を塗布して、上記第2の絶縁膜の表面に上記溝
の形状および上記第1の絶縁膜,導電膜のパターンが反
映して形成された窪みを埋める工程と、 上記有機膜および第2の絶縁膜のエッチングレートが等
しくなる条件で上記有機膜の表面側から上記第2の絶縁
膜の上記窪みが消えるところまでエッチングを行って、
上記第1のシリコン基板の表面側に平坦面を形成する工
程と、 平坦となった上記第1のシリコン基板の表面側に第2の
シリコン基板を加熱して貼り合わせる工程と、 上記第1のシリコン基板の裏面側から上記各溝内の上記
第1の絶縁膜が露出するところまで上記第1のシリコン
基板を削って、上記素子領域を上記第1の絶縁膜に囲ま
れた状態で上記各溝の間に露出させる工程とを有するこ
とを特徴とするSOI基板の形成方法。
1. An element region in which a flat portion of the substrate surface protrudes between each groove by forming a plurality of grooves having a concave cross section and a predetermined depth on the surface of the first silicon substrate. Forming a first insulating film on the surface of the first silicon substrate, the first insulating film covering the trench and the protruding region; and forming a source and a drain of the element region in the first insulating film. Removing a portion covering the portion by etching with a predetermined pattern; and depositing a conductive film on the surface side of the first silicon substrate;
Etching the conductive film in a predetermined pattern to form an electrode wiring connected to the source / drain portions; and forming a depth of the groove and a first depth on the surface side of the first silicon substrate. The second layer having a thickness exceeding the thickness of the insulating film and the conductive film
Depositing an insulating film, and applying an organic film on the surface of the second insulating film so that the surface side becomes a flat surface, and forming the groove and the second shape on the surface of the second insulating film. A step of filling the depression formed by reflecting the pattern of the first insulating film and the conductive film; and a step of filling the second layer from the surface side of the organic film under the condition that the etching rates of the organic film and the second insulating film become equal. Etching until the above-mentioned dent of the insulating film disappears,
A step of forming a flat surface on the front side of the first silicon substrate, a step of heating and bonding a second silicon substrate to the front side of the flattened first silicon substrate, The first silicon substrate is shaved from the back surface side of the silicon substrate to a position where the first insulating film in each of the grooves is exposed, and the element region is surrounded by the first insulating film. Exposing between the grooves.
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