JP3031137B2 - Insulator-isolated semiconductor device - Google Patents

Insulator-isolated semiconductor device

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JP3031137B2
JP3031137B2 JP5258738A JP25873893A JP3031137B2 JP 3031137 B2 JP3031137 B2 JP 3031137B2 JP 5258738 A JP5258738 A JP 5258738A JP 25873893 A JP25873893 A JP 25873893A JP 3031137 B2 JP3031137 B2 JP 3031137B2
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island
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良彦 磯部
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、絶縁物分離半導体装置
に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an insulating semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来より、側面が一対の絶縁物隔壁及び
その間のポリシリコン溝埋め領域からなるトレンチ埋設
領域により側面を絶縁分離された島状半導体領域内に半
導体素子を形成した絶縁物分離半導体装置が知られてい
る。この種の絶縁物分離半導体装置において、上記した
絶縁物埋設による結晶欠陥増加を抑止するために、隣接
する一対の島状半導体領域を囲む一対のトレンチ埋設領
域の間に、たとえば結晶欠陥抑止領域(通常、N型であ
り以下、N型結晶欠陥抑止領域という)などの単結晶領
を介設することが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an insulator-isolated semiconductor in which a semiconductor element is formed in an island-like semiconductor region whose side is insulated and isolated by a trench buried region formed by a pair of insulator partition walls and a polysilicon trench buried region therebetween. Devices are known. In this kind of insulator-separated semiconductor device, in order to suppress the increase in crystal defects due to the above-described insulator burying , for example, a crystal defect suppressing region ( Usually, the following is N-type, as N type crystalline defect suppression region) single crystal territory such as
It is known to interpose a zone .

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上記した単結晶領域
有する絶縁物分離半導体装置において、多層配線を採用
する場合、当然、下層電極配線と上層電極配線とをビア
ホールを通じて接続する必要が生じる。そこで、単結晶
領域を持たない従来の多配線方式の絶縁物分離半導体
装置では、半導体素子を形成しない特別のアイドル領域
の上にこのビアホールを配置することにより、半導体素
子直上の開口などの凹凸の影響がビアホール部分に悪影
響を与えないように配慮している。
In the case of employing the above-mentioned insulator-separated semiconductor device having a single-crystal region , when a multilayer wiring is employed, it is naturally necessary to connect the lower-layer electrode wiring and the upper-layer electrode wiring through via holes. Therefore, single crystal
The insulator separating the semiconductor device of the conventional multi-layer wiring system having no space, by arranging the via hole on special idle region not forming a semiconductor device, a via hole the influence of irregularities, such as opening immediately above the semiconductor element Care is taken not to adversely affect the parts.

【0004】しかしながらこのようなアイドル領域を設
けることは、配線レイアウトに制約を生じ、またチップ
の集積度を低下するという問題があった。本発明は上記
問題に鑑みなされたものであり、配線レイアウトの制約
やチップの集積度の低下といった問題を解決可能な絶縁
物分離半導体装置を提供することを、その目的としてい
る。
However, the provision of such an idle region has a problem that a wiring layout is restricted and a degree of integration of a chip is reduced. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an insulator-separated semiconductor device that can solve problems such as restriction on wiring layout and reduction in the degree of integration of a chip.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】第1発明の絶縁物分離半
導体装置は、一対の絶縁物隔壁及びその間のポリシリコ
ン溝埋め領域からなるトレンチ埋設領域により側面が絶
縁分離されて規則的に配列されるとともに、内部に素子
を内蔵する複数の島状半導体領域と、前記トレンチ埋設
領域を挟んで前記各島状半導体領域を囲包する単結晶領
と、前記島状半導体領域、前記ポリシリコン溝埋め領
域及び前記単結晶領域上に絶縁膜を介して延設される下
層電極配線と、前記単結晶領域の上方のみにて前記下層
電極配線上の層間絶縁膜に開口されるビアホールと、前
記層間絶縁膜上に延設され、前記ビアホールを通じて前
記下層電極配線に接続される上層電極配線とを備え、前
記単結晶領域直上の前記絶縁膜表面は、前記トレンチ埋
設領域直上の前記絶縁膜表面に対して平坦に形成されて
いることを特徴としている。
According to a first aspect of the present invention, there is provided an insulator-isolated semiconductor device in which side surfaces are insulated and separated by a pair of insulator partition walls and a trench buried region including a polysilicon trench buried region therebetween, and are regularly arranged. A plurality of island-shaped semiconductor regions each having a built-in element therein, and a single-crystal region surrounding each of the island-shaped semiconductor regions with the trench buried region interposed therebetween.
A region, a lower electrode wiring extending over the island-shaped semiconductor region, the polysilicon trench filling region, and the single crystal region via an insulating film, and the lower electrode wiring only above the single crystal region. comprising a via hole is opened in the interlayer insulating film, extending on the interlayer insulating film, an upper layer electrode wiring connected to the lower electrode wiring through the via hole, before
The surface of the insulating film immediately above the single crystal region is filled with the trench.
Is formed flat with respect to the surface of the insulating film immediately above the installation region.
It is characterized in that there.

【0006】第2発明の絶縁物分離半導体装置は、一対
の絶縁物隔壁及びその間のポリシリコン溝埋め領域から
なるトレンチ埋設領域により側面が絶縁分離されて規則
的に配列されるとともに、内部に素子を内蔵する複数の
島状半導体領域と、前記トレンチ埋設領域を挟んで前記
各島状半導体領域を囲包する単結晶領域と、前記島状半
導体領域、前記ポリシリコン溝埋め領域及び前記単結晶
領域上に絶縁膜を介して延設される下層電極配線と、隣
接する一対の前記島状半導体領域に挟まれる前記単結晶
領域及びその両側の一対の前記トレンチ埋設領域の上方
にまたがって前記下層電極配線上の層間絶縁膜に開口さ
れるビアホールと、前記層間絶縁膜上に延設され、前記
ビアホールを通じて前記下層電極配線に接続される上層
電極配線とを備え、前記単結晶領域直上の前記絶縁膜表
面は、前記トレンチ埋設領域直上の前記絶縁膜表面に対
して平坦に形成されていることを特徴としている。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention is a semiconductor device in which side surfaces are insulated and separated regularly by a trench buried region comprising a pair of insulator partition walls and a polysilicon groove buried region therebetween, and an element is provided therein. A plurality of island-shaped semiconductor regions, a single crystal region surrounding each of the island-shaped semiconductor regions with the trench buried region interposed therebetween, the island-shaped semiconductor region, the polysilicon trench-filled region, and the single crystal.
A lower electrode wiring extending over the region via an insulating film, and the single crystal sandwiched between the pair of adjacent island-shaped semiconductor regions
A via hole opened in the interlayer insulating film on the lower electrode wiring over the region and the pair of trench buried regions on both sides thereof; and a via hole extending on the interlayer insulating film and extending through the via hole to the lower electrode wiring. An upper-layer electrode wiring to be connected, and the insulating film table immediately above the single-crystal region.
The surface is opposite to the surface of the insulating film immediately above the trench buried region.
It is characterized by being formed flat .

【0007】好適な態様において、前記絶縁膜は、前記
単結晶領域の表面部及び前記ポリシリコン溝埋め領域の
表面部を酸化して形成されたフィールド酸化膜を含んで
いる。
In a preferred aspect, the insulating film is
The surface portion of the single crystal region and the polysilicon trench filling region
Including the field oxide film formed by oxidizing the surface
I have.

【0008】[0008]

【作用及び発明の効果】請求項1記載の発明では、隣接
する一対の前記島状能動素子セル領域に挟まれる単結晶
領域の上方においてのみ、ビアホールを開口する。この
ようにすれば、従来のようにビアホール領域直下に上記
アイドル領域を設定する必要が無くチップの集積度が低
下することもない。また、単結晶領域は各島状半導体領
域を囲んで縦横に存在するので、レイアウトに制約を生
じることなく、従来のようにアイドル領域上方のビアホ
ールまで無駄に配線を引き回す必要もなく、簡潔な配線
レイアウト及び高集積度を有する絶縁物分離半導体装置
を実現することができる。
According to the first aspect of the present invention, a single crystal sandwiched between a pair of adjacent island-shaped active element cell regions is provided.
Only Oite over the regions, to a via hole. By doing so, it is not necessary to set the idle region immediately below the via hole region unlike the conventional case, and the degree of integration of the chip does not decrease. In addition, since the single crystal region exists vertically and horizontally surrounding each island-shaped semiconductor region, there is no restriction on the layout, there is no need to uselessly route wiring to the via hole above the idle region as in the conventional case, and a simple wiring An insulator-isolated semiconductor device having a layout and a high degree of integration can be realized.

【0009】更に、島状半導体領域及びトレンチ埋設領
域上方にビアホールを開口しないので、島状半導体領域
及びトレンチ埋設領域の表面の凹凸の影響によりビアホ
ールの接続信頼性が低下することもない。更にその上、
その上方にビアホールが形成される単結晶領域上の絶縁
膜の表面が、それに隣接するトレンチ埋設領域上の絶縁
膜の表面に対して平坦に形成されているので、ビアホー
ル直下の単結晶領域を広幅にする必要がなく、トレンチ
埋設領域型絶縁物分離半導体装置においてビアホールの
接続信頼性を確保しつつ集積度を向上することができ
る。第2発明のビアホールは、隣接する一対の前記島状
能動素子セル領域に挟まれる単結晶領域及びその両側の
一対のトレンチ埋設領域の上方にまたがって、開口され
る。
Furthermore, since no via hole is opened above the island-shaped semiconductor region and the trench buried region, the connection reliability of the via hole does not decrease due to the influence of the unevenness of the surface of the island-shaped semiconductor region and the trench buried region. Furthermore,
Insulation over the single crystal region above which a via hole is formed
The surface of the film is insulated on the adjacent trench buried area
Since it is formed flat against the surface of the film,
There is no need to widen the single crystal region just below
In a buried region type insulator isolation semiconductor device,
Integration degree can be improved while ensuring connection reliability
You. The via hole of the second invention is opened over a single crystal region sandwiched between the pair of adjacent island-shaped active element cell regions and a pair of trench buried regions on both sides thereof.

【0010】このようにすれば、上記第1発明の効果の
他に以下の効果を奏し得る。すなわち、単結晶領域の幅
を縮小してもビアホールの幅は両側のトレンチ埋設領域
の幅だけ従来より広幅となっており、更にその上、単結
晶領域上の絶縁膜の表面が、それに隣接するトレンチ埋
設領域上の絶縁膜の表面に対して平坦に形成されている
ので、ビアホール抵抗の増大、接続の信頼性の低下とい
った問題を解消しつつ、集積度を向上することができ
る。
[0010] In this case, the following effects can be obtained in addition to the effects of the first invention. That is, the width of the via hole even by reducing the width of the single crystal region has a wider than conventional by the width of the sides of the trench buried region, further thereon, a single binding
The surface of the insulating film on the crystalline region is
Since it is formed flat with respect to the surface of the insulating film on the installation region, it is possible to improve the degree of integration while solving problems such as an increase in via hole resistance and a decrease in connection reliability.

【0011】また、ビアホールを島状半導体領域の上方
に開口しないので、島状半導体領域上における各下層電
極配線やコンタクト開口などのための層間絶縁膜の凹凸
の影響がビアホール及びそれを埋める上層電極配線に及
ぶことがなく、接続の信頼性の向上(段差切れの防
止)、短絡防止を図ることができる。すなわち、ビアホ
ールの開口端では必然的に上層電極配線は段差をもつこ
ととなるので、このビアホールの開口端近傍において、
上記層間絶縁膜の凹凸を回避することが段差切れ低減の
ために好適である。
Since the via hole is not opened above the island-shaped semiconductor region, the influence of the unevenness of the interlayer insulating film for each lower electrode wiring and contact opening on the island-shaped semiconductor region is affected by the via hole and the upper layer electrode which fills the via hole. It is possible to improve the reliability of connection (prevention of disconnection of step) and prevent short-circuit without reaching the wiring. That is, since the upper electrode wiring necessarily has a step at the opening end of the via hole, near the opening end of the via hole,
It is preferable to avoid unevenness of the interlayer insulating film in order to reduce disconnection of a step.

【0012】[0012]

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

(実施例1)以下、本発明の絶縁物分離半導体装置の製
造工程の一実施例を図1〜図13を参照して説明する。
- 型の第1の単結晶シリコン基板1の一方の主面に鏡
面研磨を施した後、熱酸化を施し絶縁膜(シリコン酸化
膜)2を形成する。そして、この第1のシリコン基板1
表面の絶縁膜2側に、鏡面研磨された主面を有する第2
の単結晶シリコン基板3を充分に清浄な雰囲気下で密
着、加熱して、それぞれのシリコン基板1、3で絶縁膜
2を挟むように一体に接合する。これにより、第1のシ
リコン基板1上に絶縁膜2を介して第2のシリコン基板
3を接合して構成されたSOI基板が作製される(図1
参照)。なお、図1中、4は接合を施す前に第2のN-
型シリコン基板3表面よりドーピングすることにより形
成したN型の高濃度不純物(Sb)層である。
(Embodiment 1) An embodiment of a process for manufacturing an insulator-isolated semiconductor device according to the present invention will be described below with reference to FIGS.
After mirror polishing is performed on one main surface of the first P - type single crystal silicon substrate 1, thermal oxidation is performed to form an insulating film (silicon oxide film) 2. Then, the first silicon substrate 1
A second surface having a mirror-polished main surface on the surface of the insulating film 2 side;
The single-crystal silicon substrate 3 is closely adhered and heated under a sufficiently clean atmosphere, and is integrally joined so as to sandwich the insulating film 2 between the respective silicon substrates 1 and 3. As a result, an SOI substrate formed by bonding the second silicon substrate 3 to the first silicon substrate 1 via the insulating film 2 is manufactured (FIG. 1).
reference). In FIG. 1, before applying the joining 4 second N -
N-type high-concentration impurity (Sb) layer formed by doping from the surface of the silicon substrate 3.

【0014】次に、第2のシリコン基板3側の表面にパ
ッド酸化膜8aを熱酸化にて形成し、さらにその表面に
第1の絶縁層としてのSi3 4 膜9及び第2の絶縁層
としてのSiO2 膜10を順次CVD法により堆積さ
せ、1000℃のアニール処理を行なって、SiO2
10を緻密化する。ここで、Si3 4 膜9を形成する
のは、SiO2 膜10のエッチング除去時にSi3 4
膜9によりその下層にあるパッド酸化膜8aあるいは絶
縁膜13等の酸化膜がエッチングされるのを抑止するた
めである。
Next, a pad oxide film 8a is formed on the surface on the side of the second silicon substrate 3 by thermal oxidation, and a Si 3 N 4 film 9 as a first insulating layer and a second insulating An SiO 2 film 10 as a layer is sequentially deposited by a CVD method, and an annealing process at 1000 ° C. is performed to densify the SiO 2 film 10. Here, to form the Si 3 N 4 film 9, Si 3 N 4 during etching removal of the SiO 2 film 10
This is to prevent the oxide film such as the pad oxide film 8a or the insulating film 13 thereunder from being etched by the film 9.

【0015】次に、表面側に図示しないレジストを堆積
し、公知のフォトリングラフィ処理とエッチングガスと
してCF4 ,CHF3 系ガスを用いたR.I.E処理を
施し、SiO2 膜10を表面に形成されたレジストをマ
スクとして、SiO2 膜10,Si3 4 膜9及びパッ
ド酸化膜8aをシリコン基板3の表面に達するまで選択
的にエッチングして開口11を形成する(図2参照)。
なお、図2はレジスト剥離後の状態を示している。
Next, depositing a resist (not shown) on the surface side, using CF 4, CHF 3 series gas as known a photolithography process and an etching gas R. I. Subjected to E process, the resist formed a SiO 2 film 10 on the surface as a mask, selectively etching the SiO 2 film 10, Si 3 N 4 film 9 and the pad oxide film 8a until reaching the surface of the silicon substrate 3 The opening 11 is formed (see FIG. 2).
FIG. 2 shows a state after the resist is stripped.

【0016】次に、SiO2 膜10をマスクにしてエッ
チングガスとしてHBr系ガスを用いたR.I.E処理
により第2のシリコン基板3を選択的にエッチングす
る。SiO2 膜10とシリコン基板3とのエッチング選
択比により良好に分離溝(トレンチ)12が絶縁膜2に
達するように、前工程におけるSiO2 膜10の堆積厚
さが決定されている。
Next, using the SiO 2 film 10 as a mask, an R.B. I. The second silicon substrate 3 is selectively etched by the E process. The deposition thickness of the SiO 2 film 10 in the previous process is determined so that the isolation trench (trench) 12 reaches the insulating film 2 satisfactorily by the etching selectivity between the SiO 2 film 10 and the silicon substrate 3.

【0017】次に、分離溝12の内壁面にC.D.E処
理を施す。このC.D.E処理は、RF放電型のプラズ
マエッチング装置を用い、例えば原料ガス:CF4 ,O
2 ,N2 、周波数:13.56MHz、エッチング速
度:1500Å/min,プラズマからウエハまでの距
離:100cmの条件で行う。これにより、分離溝12
の内壁面が約1500Åエッチングされる。次に、C.
D.E処理した分離溝12の内壁面をアニール処理す
る。このアニール処理は、例えば、N2 雰囲気下におい
て1000℃の温度で30分間加熱することにより行
う。次に、アニール処理した分離溝12の内壁面を犠牲
酸化処理するようにしてもよい。この犠牲酸化処理は、
例えば1000℃のドライ酸化により500Åの犠牲酸
化膜を形成後、この犠牲酸化膜をフッ酸で除去するよう
にする(図3参照)。
Next, C.I. D. E processing is performed. This C. D. The E treatment uses an RF discharge type plasma etching apparatus, for example, raw material gas: CF 4 , O
2 , N 2 , frequency: 13.56 MHz, etching rate: 1500 ° / min, distance from plasma to wafer: 100 cm. Thereby, the separation groove 12
Is etched about 1500 °. Next, C.I.
D. The inner wall surface of the separation groove 12 subjected to the E treatment is annealed. This annealing treatment is performed, for example, by heating at 1000 ° C. for 30 minutes in an N 2 atmosphere. Next, a sacrificial oxidation process may be performed on the inner wall surface of the separation groove 12 that has been annealed. This sacrificial oxidation process
For example, after a sacrificial oxide film of 500 ° is formed by dry oxidation at 1000 ° C., the sacrificial oxide film is removed with hydrofluoric acid (see FIG. 3).

【0018】次に、分離溝12の内壁面に例えば105
0℃のウェット熱酸化により絶縁被膜13を形成し、続
いてポリシリコン14をLPーCVD法により堆積す
る。このとき、ポリシリコン14は分離溝12内を埋設
するとともにSiO2 膜10上上にも堆積することにな
る(図4参照)。次に、ドライエッチング処理により、
SiO2 膜10の上に堆積した余分なポリシリコン14
をドライエッチングによりエッチングバック(1回目)
する(図5参照)。この時、分離溝12内に残るポリシ
リコン14の上端はSi3 4 膜9より上部になるよう
エッチングをストップさせる。
Next, for example, 105
An insulating film 13 is formed by wet thermal oxidation at 0 ° C., and then polysilicon 14 is deposited by LP-CVD. At this time, the polysilicon 14 is buried in the isolation trench 12 and is also deposited on the SiO 2 film 10 (see FIG. 4). Next, by dry etching
Extra polysilicon 14 deposited on the SiO 2 film 10
Back by dry etching (first time)
(See FIG. 5). At this time, the etching is stopped so that the upper end of the polysilicon 14 remaining in the separation groove 12 is located above the Si 3 N 4 film 9.

【0019】次に、フッ素溶液によるウェットエッチン
グ処理によりSiO2 膜10をエッチング除去する。こ
の時、Si3 4 膜9と、このSi3 4 膜9より上部
に上端がくるように残した多結晶シリコン14とがエッ
チングストッパとなり、パッド酸化膜8a及び分離溝1
2の内壁面に形成された絶縁被膜13はエッチングされ
ない(図6参照)。
Next, the SiO 2 film 10 is removed by wet etching using a fluorine solution. At this time, the Si 3 N 4 film 9 and the polycrystalline silicon 14 left so that the upper end is located above the Si 3 N 4 film 9 serve as an etching stopper, and the pad oxide film 8a and the isolation trench 1 are formed.
The insulating coating 13 formed on the inner wall surface of No. 2 is not etched (see FIG. 6).

【0020】次に、ドライエッチング処理により、分離
溝12内に埋め込まれた多結晶シリコン14のSi3
4 膜9より上に突出している部分をエッチングバック
(2回目)する。この時、次工程でポリシリコン14の
上側に後述する熱酸化膜15を成長させたときに、熱酸
化膜15と周囲のパッド酸化膜8aとが同一高さとなる
ように、ポリシリコン14の上端はパッド酸化膜8aの
上端から0.3μm程度下側となるよう制御する(図7
参照)。
Next, Si 3 N of the polycrystalline silicon 14 buried in the isolation trench 12 by dry etching.
4 The portion projecting above the film 9 is etched back (second time). At this time, when a thermal oxide film 15 described later is grown on the polysilicon 14 in the next step, the upper end of the polysilicon 14 is so formed that the thermal oxide film 15 and the surrounding pad oxide film 8a are at the same height. Is controlled to be about 0.3 μm below the upper end of the pad oxide film 8a (FIG. 7).
reference).

【0021】次いで、分離溝12内に埋め込まれたポリ
シリコンシリコン14の上部をSi 3 4 膜9により選
択的に熱酸化して酸化膜15を成長させ(図8参照)、
その後、Si3 4 膜9をエッチング除去する(図9参
照)。図9からも明らかなように、分離溝12の部分に
おける段差が低減される。そして、公知のフォトリソグ
ラフィ、不純物拡散工程により、Pウエル領域6、Nウ
エル領域(図示せず)を第2のシリコン基板3側に形成
する(図10参照)。
Next, the poly embedded in the separation groove 12 is formed.
Silicon The upper part of silicon 14 is Si ThreeNFourSelected by membrane 9
Alternatively, thermal oxidation is performed to grow oxide film 15 (see FIG. 8).
Then, SiThreeNFourThe film 9 is removed by etching (see FIG. 9).
See). As is clear from FIG.
The step in the position is reduced. And a known photolithography
The p-well region 6 and the n-well
L region (not shown) is formed on the second silicon substrate 3 side
(See FIG. 10).

【0022】この後、第2のシリコン基板3側の表面
に、フィールド酸化膜8をLOCOS(Local Oxidatio
n of Silicon)法により形成する。なお、LOCOS法
は、基板表面の所定部位に酸化抑制膜としてのSi3
4 膜を再び形成した後、該Si 3 4 膜が形成されてい
ない部位を熱酸化などにより酸化して厚いフィールド酸
化膜8を形成するもので、LOCOS法による酸化後、
上記Si3 4 膜はH3PO4 により除去される。
Thereafter, the surface on the second silicon substrate 3 side
Then, the field oxide film 8 is changed to LOCOS (Local Oxidatio).
n of Silicon) method. The LOCOS method
Indicates that Si is used as an oxidation suppressing film on a predetermined portion of the substrate surface.ThreeN
FourAfter forming the film again, the Si ThreeNFourFilm is formed
Thick field acid by oxidizing non-existent parts by thermal oxidation etc.
Forming an oxide film 8, after oxidation by the LOCOS method,
The above SiThreeNFourThe membrane is HThreePOFourTo be removed.

【0023】この時、熱酸化膜15の表面のSi3 4
膜9は除去されるので、LOCOS酸化時、熱酸化膜1
5を通じてその直下のポリシリコン14が酸化され、熱
酸化膜15が盛り上がる。しかし、ポリシリコン14の
上端をパッド酸化膜8aの上端から0.3μm程度下側
となるよう制御しているので(図7参照)、LOCOS
酸化終了後、第2のシリコン基板3の表面のLOCOS
酸化によるフィールド酸化膜8は、上記盛り上がった熱
酸化膜15とほとんど同じ高さとなり、その結果として
絶縁被膜(絶縁物隔壁)13、熱酸化膜15の上面は、
第2のシリコン基板3の表面のLOCOS酸化によるフ
ィールド酸化膜8の上面に対して平坦とすることができ
る(図11参照)。
At this time, the Si 3 N 4 on the surface of the thermal oxide film 15 is
Since the film 9 is removed, the thermal oxide film 1 is removed during LOCOS oxidation.
5, the polysilicon 14 immediately below is oxidized, and the thermal oxide film 15 rises. However, since the upper end of the polysilicon 14 is controlled to be lower than the upper end of the pad oxide film 8a by about 0.3 μm (see FIG. 7), the LOCOS
After the oxidation, the LOCOS on the surface of the second silicon substrate 3
The oxidized field oxide film 8 has almost the same height as the raised thermal oxide film 15. As a result, the insulating film (insulator partition) 13 and the upper surface of the thermal oxide film 15
The upper surface of the field oxide film 8 formed by LOCOS oxidation on the surface of the second silicon substrate 3 can be flattened (see FIG. 11).

【0024】次に、パッド酸化膜8a除去後、薄いゲ−
ト酸化膜を形成し、LPーCVD処理、フォトリソグラ
フィ及びエッチング処理を施すことによりポリシリコン
配線(ゲ−ト電極)16を形成し、さらに選択ドーピン
グによりP型ベース領域17、N+ 拡散層18を形成す
る(図12参照)。続いてPSG、BPSG等の層間絶
縁膜19を堆積し、必要な部分にコンタクトホールを形
成し、アルミ配線(本発明でいう下層電極配線)20を
形成し、更にPSG、BPSG等の層間絶縁膜21を堆
積し、この層間絶縁膜21にビアホール22を開口し、
更にその上にアルミ配線(本発明でいう上層電極配線)
23を形成し、プラズマCVDによる窒化膜等よりなる
保護膜(図示せず)を形成して、CMOSトランジス
タ、バイポーラトランジスタを複合化したBiーCMO
S半導体装置(図13参照)が製造される。
Next, after removing the pad oxide film 8a, a thin gate
Then, a polysilicon wiring (gate electrode) 16 is formed by performing an LP-CVD process, a photolithography process, and an etching process, and a P-type base region 17 and an N + diffusion layer 18 are formed by selective doping. Is formed (see FIG. 12). Subsequently, an interlayer insulating film 19 such as PSG or BPSG is deposited, a contact hole is formed in a necessary portion, an aluminum wiring (lower electrode wiring according to the present invention) 20 is formed, and an interlayer insulating film such as PSG or BPSG is formed. A via hole 22 is opened in the interlayer insulating film 21;
Furthermore, aluminum wiring (upper electrode wiring in the present invention)
23, a protection film (not shown) made of a nitride film or the like by plasma CVD, and a Bi-CMO in which a CMOS transistor and a bipolar transistor are combined.
An S semiconductor device (see FIG. 13) is manufactured.

【0025】この時、ビアホール22は、N型結晶欠陥
抑止領域200の上方でのみ開口される。すなわち、ビ
アホール22は、隣接する2つの島状半導体領域10
0、101及びそれらを囲包するトレンチ埋設領域30
0、301の上方では開口されない。なお、トレンチ埋
設領域300、301はそれぞれ、シリコン酸化膜から
なる絶縁被膜(絶縁物隔壁)13と、両側の絶縁被膜
(絶縁物隔壁)13の間のトレンチに埋め込まれたポリ
シリコン溝埋め領域(上記でいうポリシリコン)14と
からなる。
At this time, via hole 22 is opened only above N-type crystal defect suppression region 200. That is, the via hole 22 is formed between two adjacent island-shaped semiconductor regions 10.
0, 101 and trench buried region 30 surrounding them
There is no opening above 0,301. Each of the trench buried regions 300 and 301 has an insulating film (insulating barrier) 13 made of a silicon oxide film and a polysilicon groove buried region (buried in the trench between the insulating films (insulator barrier) 13 on both sides. 14).

【0026】図14に図13の要部拡大平面図を示す。
N型結晶欠陥抑止領域200の幅方向において、ビアホ
ール22はN型結晶欠陥抑止領域200の上方に形成さ
れており、更に上層電極配線23もN型結晶欠陥抑止領
域200の上方に延在している。このようにすれば、寄
生容量低減などのために直線状のN型結晶欠陥抑止領域
200の上方に直線状に延設した上層電極配線23か
ら、何ら枝線を延設したり、上層電極配線23を屈曲し
たりすることなく、上層電極配線23と下層電極配線2
0とをビアホール接続することができ、上層電極配線2
3の配線レイアウトが簡単となる。
FIG. 14 is an enlarged plan view of a main part of FIG.
The via hole 22 is formed above the N-type crystal defect suppression region 200 in the width direction of the N-type crystal defect suppression region 200, and the upper electrode wiring 23 also extends above the N-type crystal defect suppression region 200. I have. By doing so, any branch line may be extended from the upper electrode wiring 23 linearly extending above the linear N-type crystal defect suppression region 200 to reduce the parasitic capacitance, or the upper electrode wiring may be extended. Without bending the upper electrode wiring 23 and the lower electrode wiring 2.
0 can be connected to the upper electrode wiring 2
The wiring layout of No. 3 is simplified.

【0027】また、N型結晶欠陥抑止領域200の表面
は島状半導体領域300、301の表面に比較して平坦
であるので、上層電極配線23のビアホール接続部及び
他の部分の段差切れを抑止することができる。 (実施例2)他の実施例を図15及び図16を参照して
説明する。
Since the surface of the N-type crystal defect suppression region 200 is flatter than the surfaces of the island-shaped semiconductor regions 300 and 301, disconnection of the via hole connection portion of the upper electrode wiring 23 and other portions is prevented. can do. (Embodiment 2) Another embodiment will be described with reference to FIGS.

【0028】この実施例の製造プロセスは実施例1と同
じであるが、ビアホール22は、隣接する2つの島状半
導体領域100、101の間のN型結晶欠陥抑止領域2
00と、このN型結晶欠陥抑止領域200と島状半導体
領域100、101との間のトレンチ埋設領域300、
301とにまたがって開口される。ちなみに、トレンチ
埋設領域300、301はそれぞれ、シリコン酸化膜か
らなる絶縁被膜(絶縁物隔壁)13と、両側の絶縁被膜
(絶縁物隔壁)13の間のトレンチに埋め込まれたポリ
シリコン溝埋め領域(上記でいうポリシリコン)14と
からなる。
The manufacturing process of this embodiment is the same as that of the first embodiment except that the via hole 22 is formed in the N-type crystal defect suppressing region 2 between the two adjacent island-shaped semiconductor regions 100 and 101.
00, a trench buried region 300 between the N-type crystal defect suppression region 200 and the island-shaped semiconductor regions 100 and 101,
301 and is opened. Incidentally, each of the trench buried regions 300 and 301 is formed of an insulating film (insulating partition) 13 made of a silicon oxide film and a polysilicon groove burying region ( 14).

【0029】図16に図15の要部拡大平面図を示す。
N型結晶欠陥抑止領域200の幅方向において、ビアホ
ール22の開口端は丁度、トレンチ埋設領域300、3
01の各ポリシリコン溝埋め領域14の上方に位置して
おり、そのために、N型結晶欠陥抑止領域200の幅が
狭くても充分にビアホール22の幅を確保することがで
き、このビアホール22を通じての両配線20、23の
接続の信頼性を確保しつつ集積度を向上することができ
る。
FIG. 16 is an enlarged plan view of a main part of FIG.
In the width direction of the N-type crystal defect suppression region 200, the opening end of the via hole 22 is just
01 is located above each of the polysilicon trench filling regions 14. Therefore, even if the width of the N-type crystal defect suppression region 200 is small, the width of the via hole 22 can be sufficiently ensured. It is possible to improve the degree of integration while ensuring the reliability of the connection between the two wirings 20 and 23.

【0030】特に、この実施例では、上述したプロセス
により、ポリシリコン溝埋め領域14上の熱酸化膜15
が隣接するN型結晶欠陥抑止領域200上及び島状半導
体領域100、101上のLOCOS酸化膜8と同じ高
さに形成され、平坦となっているので、この部位にビア
ホール22の開口端を設けても、段差切れ事故が増加す
ることが無く、配線の信頼性を確保することができる。
In particular, in this embodiment, the thermal oxide film 15 on the polysilicon trench filling region 14 is formed by the above-described process.
Are formed at the same height as the LOCOS oxide film 8 on the adjacent N-type crystal defect suppression region 200 and the island-shaped semiconductor regions 100 and 101, and are flattened. However, the disconnection of the step does not increase, and the reliability of the wiring can be ensured.

【0031】なお、上記したN型結晶欠陥抑止領域20
0は、島状半導体領域100、101内の結晶欠陥を低
減するために配設されるもので、4〜100μmの幅と
されるのが好適であり、ここでは4μmの幅とされる。
また、ポリシリコン溝埋め領域14は1〜5μmの幅と
されるのが好適であり、ここでは2μmの幅とされる。
また、絶縁被膜14は0.5〜4.5μmの幅とされる
のが好適であり、ここでは1.5μmの幅とされる。ま
た、ビアホール22は0.5〜10μmの幅とされるの
が好適であり、ここでは3μmの幅とされる。
The above-described N-type crystal defect suppression region 20
Numeral 0 is provided to reduce crystal defects in the island-shaped semiconductor regions 100 and 101, and preferably has a width of 4 to 100 μm, and here, has a width of 4 μm.
Also, the polysilicon groove filling region 14 preferably has a width of 1 to 5 μm, and here has a width of 2 μm.
Further, the width of the insulating coating 14 is preferably 0.5 to 4.5 μm, and here, the width is 1.5 μm. The via hole 22 preferably has a width of 0.5 to 10 μm, and here has a width of 3 μm.

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

【図1】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing an insulator-isolated semiconductor device according to an embodiment.

【図2】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a process of manufacturing the insulator-separated semiconductor device of the present embodiment.

【図3】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図4】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図5】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図6】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図7】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図8】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図9】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程を
示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図10】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図11】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図12】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present example.

【図13】本実施例の絶縁物分離半導体装置の製造工程
を示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step of manufacturing the insulator-isolated semiconductor device of the present embodiment.

【図14】上記絶縁物分離半導体装置の要部拡大平面図
である。
FIG. 14 is an enlarged plan view of a main part of the insulator separation semiconductor device.

【図15】実施例2の絶縁物分離半導体装置の断面図で
ある。
FIG. 15 is a cross-sectional view of an insulator-separated semiconductor device according to a second embodiment.

【図16】図15の要部拡大平面図である。16 is an enlarged plan view of a main part of FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20は下層電極配線、21は層間絶縁膜、22はビアホ
ール、23は上層電極配線、13はシリコン酸化膜(絶
縁物隔壁、トレンチ埋設領域)、14はポリシリコン溝
埋め領域(トレンチ埋設領域)、200はN型結晶欠陥
抑止領域(単結晶領域)、100、101は島状半導体
領域。
20 is a lower electrode wiring, 21 is an interlayer insulating film, 22 is a via hole, 23 is an upper electrode wiring, 13 is a silicon oxide film (insulator partition, trench buried region), 14 is a polysilicon groove buried region (trench buried region), 200 is an N-type crystal defect suppression region ( single crystal region ), and 100 and 101 are island-shaped semiconductor regions.

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−234042(JP,A) 特開 平5−90418(JP,A) 特開 平5−41454(JP,A) 特開 平4−67656(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/762 H01L 21/8249 H01L 27/06 H01L 27/12 Continuation of the front page (56) References JP-A-3-234404 (JP, A) JP-A-5-90418 (JP, A) JP-A-5-41454 (JP, A) JP-A-4-67656 (JP) , A) (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/762 H01L 21/8249 H01L 27/06 H01L 27/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】一対の絶縁物隔壁及びその間のポリシリコ
ン溝埋め領域からなるトレンチ埋設領域により側面が絶
縁分離されて規則的に配列されるとともに、内部に素子
を内蔵する複数の島状半導体領域と、 前記トレンチ埋設領域を挟んで前記各島状半導体領域を
囲包する単結晶領域と、 前記島状半導体領域、前記ポリシリコン溝埋め領域及び
前記単結晶領域上に絶縁膜を介して延設される下層電極
配線と、 前記単結晶領域の上方のみにて前記下層電極配線上の層
間絶縁膜に開口されるビアホールと、 前記層間絶縁膜上に延設され、前記ビアホールを通じて
前記下層電極配線に接続される上層電極配線と、 を備え 前記単結晶領域直上の前記絶縁膜表面は、前記トレンチ
埋設領域直上の前記絶縁膜表面に対して平坦に形成され
ている ことを特徴とする絶縁物分離半導体装置。
A plurality of island-shaped semiconductor regions having side surfaces insulated and regularly arranged by a trench buried region comprising a pair of insulator partition walls and a polysilicon trench buried region therebetween, and having a built-in element therein A single-crystal region surrounding each of the island-shaped semiconductor regions with the trench-buried region interposed therebetween; and a single-crystal region extending over the island-shaped semiconductor region, the polysilicon-groove-filled region, and the single-crystal region via an insulating film. A lower electrode wiring to be formed, a via hole opened in the interlayer insulating film on the lower electrode wiring only above the single crystal region , and a via hole extending on the interlayer insulating film and passing through the via hole to the lower electrode wiring. and an upper layer electrode wiring connected, wherein the insulating film surface immediately above the single-crystal region, said trench
The insulating film is formed flat on the surface of the insulating film immediately above the buried region.
And that the insulation material separating wherein a.
【請求項2】一対の絶縁物隔壁及びその間のポリシリコ
ン溝埋め領域からなるトレンチ埋設領域により側面が絶
縁分離されて規則的に配列されるとともに、内部に素子
を内蔵する複数の島状半導体領域と、 前記トレンチ埋設領域を挟んで前記各島状半導体領域を
囲包する単結晶領域と、 前記島状半導体領域、前記ポリシリコン溝埋め領域及び
前記単結晶領域上に絶縁膜を介して延設される下層電極
配線と、 隣接する一対の前記島状半導体領域に挟まれる前記単結
晶領域及びその両側の一対の前記トレンチ埋設領域の上
方にまたがって前記下層電極配線上の層間絶縁膜に開口
されるビアホールと、 前記層間絶縁膜上に延設され、前記ビアホールを通じて
前記下層電極配線に接続される上層電極配線と、 を備え 前記単結晶領域直上の前記絶縁膜表面は、前記トレンチ
埋設領域直上の前記絶縁膜表面に対して平坦に形成され
ている ことを特徴とする絶縁物分離半導体装置。
2. A plurality of island-shaped semiconductor regions having side surfaces insulated and regularly arranged by a trench buried region comprising a pair of insulator partition walls and a polysilicon trench buried region therebetween, and having elements built therein. A single-crystal region surrounding each of the island-shaped semiconductor regions with the trench-buried region interposed therebetween; and a single-crystal region extending over the island-shaped semiconductor region, the polysilicon-groove-filled region, and the single-crystal region via an insulating film. Lower electrode wiring to be formed, and the single connection sandwiched between a pair of adjacent island-shaped semiconductor regions.
A via hole opening in the interlayer insulating film on the lower electrode wiring over the crystal region and the pair of trench buried regions on both sides thereof; and a lower electrode wiring extending through the interlayer insulating film through the via hole. and an upper layer electrode wiring connected to, the said surface of the insulating film directly above the single-crystal region, said trench
The insulating film is formed flat on the surface of the insulating film immediately above the buried region.
And that the insulation material separating wherein a.
【請求項3】前記絶縁膜は、前記単結晶領域の表面部及
び前記ポリシリコン溝埋め領域の表面部を酸化して形成
されたフィールド酸化膜を含むことを特徴とする請求項
1又は2記載の絶縁物分離半導体装置
3. An insulating film according to claim 1 , wherein said insulating film is provided on a surface portion of said single crystal region.
And oxidize the surface of the polysilicon trench filling region to form
3. The semiconductor device according to claim 1 , further comprising a field oxide film.
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