JP3070209B2 - Semiconductor integrated circuit - Google Patents

Semiconductor integrated circuit

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JP3070209B2
JP3070209B2 JP3334179A JP33417991A JP3070209B2 JP 3070209 B2 JP3070209 B2 JP 3070209B2 JP 3334179 A JP3334179 A JP 3334179A JP 33417991 A JP33417991 A JP 33417991A JP 3070209 B2 JP3070209 B2 JP 3070209B2
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semiconductor
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semiconductor layer
groove
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啓明 氷見
昭二 三浦
眞喜男 飯田
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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、モノリシック半導体集
積回路における素子間の高周波信号に対する絶縁分離の
改良に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an improvement in isolation between high frequency signals between elements in a monolithic semiconductor integrated circuit.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、モノリシック半導体集積回路の素
子間の絶縁分離構造の1例として、誘電体分離やトレン
チアイソレションという方法がある。誘電体分離法は多
結晶シリコンを厚く堆積させたり、シリコン基板の大半
を研磨除去しなければならないという欠点がある。又、
トレンチアイソレション法は、横方向の絶縁分離は良好
であっても、基板の主面に垂直な方向の絶縁分離にはp
n接合を用いなければならず、pn接合分離法に基づく
欠点がある。
2. Description of the Related Art Hitherto, as an example of an insulating isolation structure between elements of a monolithic semiconductor integrated circuit, there is a method called dielectric isolation or trench isolation. Dielectric isolation method or is deposited thick polycrystalline silicon, there is a drawback that it must be polished away most of the silicon substrate. or,
In the trench isolation method, even if the horizontal isolation is good, the isolation in the direction perpendicular to the main surface of the substrate is p.
An n-junction must be used, which has drawbacks based on the pn-junction isolation method.

【0003】これらの欠点を改良するために、トレンチ
アイソレション法を改良した技術が知られている(特開
昭61-59852号公報) 。この方法は、2枚の単結晶シリコ
ン基板を絶縁膜を介在させて接合させ、一方の単結晶シ
リコン基板に対して、表面から絶縁膜に至る分離溝を形
成し、その分離溝の内面に絶縁膜を形成して、絶縁膜の
形成された分離溝に不純物のドープされていない多結晶
シリコンを充填させるというものである。この方法は、
シリコン基板の主面に垂直な方向にも絶縁膜で分離され
るために、各素子の全周囲が絶縁膜で分離されるという
利点がある。
[0003] To improve these drawbacks, there is known a technique in which a trench isolation method is improved (Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-59852). In this method, two single-crystal silicon substrates are bonded together with an insulating film interposed therebetween, and a separation groove is formed on one of the single-crystal silicon substrates from the surface to the insulating film. A film is formed, and polycrystalline silicon not doped with impurities is filled in the isolation trench in which the insulating film is formed. This method
Since the elements are also separated by the insulating film in the direction perpendicular to the main surface of the silicon substrate, there is an advantage that the entire periphery of each element is separated by the insulating film.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の特開昭
61-59852号公報に開示された構造では、各素子は分離溝
によって直流的には絶縁されるが、分離溝が素子間の浮
遊容量として作用し、高周波信号が隣接素子に伝播し、
隣接素子に雑音障害が発生したり、誤動作したりすると
いう問題があった。
However, the above-mentioned Japanese Patent Application Laid-Open
In the structure disclosed in JP 61-59852 A, each element is insulated DC by the separation groove, but the separation groove acts as a stray capacitance between the elements, and a high-frequency signal propagates to an adjacent element.
There has been a problem that a noise failure occurs in an adjacent element or a malfunction occurs.

【0005】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであり、その目的は半導体集積回路におい
て、高周波帯域における素子間絶縁分離を完全にするこ
とである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to completely isolate elements from one another in a high frequency band in a semiconductor integrated circuit.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の発明の第1の構成は、半導体基板と、該半導体基板上
に形成された埋込絶縁膜と、該埋込絶縁膜上に形成され
た第1の伝導型の半導体層とを有し、該半導体層に素子
が形成された半導体集積回路において、半導体層の素子
形成領域の周囲を囲むように、半導体層の表面から埋込
絶縁膜に至るよう形成された分離溝と、分離溝の側壁に
形成され、素子形成領域の側面を絶縁分 離する側壁絶縁
膜と、分離溝に充填され、半導体層と逆の第2の伝導型
の半導体から成る溝充填部とを有し、溝充填部は、濃度
1×1016/cm3 以上に不純物でドープされており、溝
充填部には、半導体層と溝充填部とがpn接合を形成し
た場合に逆バイアスとなるよう一定電位が付与されてい
ることを特徴とする。また、第2の発明の構成は、溝充
填部に付与される一定電位はアース電位であることを特
徴とする。また、発明の第3の構成は、半導体基板にア
ース電位が付与されていることを特徴とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a semiconductor substrate;
A buried insulating film formed on the buried insulating film;
And a semiconductor layer of the first conductivity type.
In the semiconductor integrated circuit in which is formed, the element of the semiconductor layer
Embedded from the surface of the semiconductor layer to surround the formation area
The isolation groove formed to reach the insulating film and the side wall of the isolation groove
Is formed, a sidewall insulating the insulating component away a side surface of the element formation region
A second conductivity type which is filled in the film and the isolation trench and which is opposite to the semiconductor layer
Of and a groove filling portion consisting of a semiconductor, the groove filling portion is doped with an impurity to a concentration 1 × 10 16 / cm 3 or more, the groove
In the filling portion, the semiconductor layer and the groove filling portion form a pn junction.
Constant potential is applied so that reverse bias occurs when
It is characterized by that. Further, the configuration of the second invention is a
The constant potential applied to the filling part is the ground potential.
Sign. In a third configuration of the invention, the semiconductor substrate has an
A source potential.

【0007】[0007]

【作用】第1の伝導型の半導体層中に作成される各素子
形成領域は、半導体層の主面に垂直な方向(縦方向)に
埋込絶縁膜により、主面と平行な方向(横方向)には
分離溝の側壁に形成された側壁絶縁膜により、直流的に
完全に絶縁分離される。
The respective element formation regions formed in the semiconductor layer of the first conductivity type are buried in a direction perpendicular to the main surface of the semiconductor layer (vertical direction) by a buried insulating film , and are formed in a direction parallel to the main surface. In the (lateral direction), it is completely insulated and separated in direct current by the side wall insulating film formed on the side wall of the separation groove.

【0008】一方、分離溝には第1の伝導型の半導体層
と逆の第2の伝導型の半導体から成り不純物が濃度1×
1016/cm3 以上にドープされた溝充填部が充填されて
形成されている。この溝充填部には、不純物ドープによ
り導電性があり、一定電位が付与されている。この結
果、各素子は分離溝に形成された側壁絶縁膜により溝充
填部との浮遊容量が形成され、各素子間を直結する浮遊
容量がなくなる。従って、素子間の高周波結合がなくな
り、高周波信号が隣接素子にもれて雑音障害を与えるこ
とが防止される。また、溝充填部に与える一定電位は、
仮に半導体層との間でpn接合を形成した場合でも逆バ
イアスとなる一定電位とされているので、側壁絶縁膜に
ピンホールが生じた場合にも漏れは無い。溝充填部に付
与される一定電位をアース電位とすれば、分離溝に形成
された側壁絶縁膜の内面側(溝充填部の充填されている
側)はアース電位となる。
On the other hand, the first conductive type semiconductor layer is formed in the isolation groove.
Made of a semiconductor of the second conductivity type opposite to
It is formed by filling a groove filling portion doped to 10 16 / cm 3 or more. This groove filling portion, conductive there by impurity doping is, a constant potential is applied. This result
As a result, each element is filled with the sidewall insulating film formed in the isolation trench.
A stray capacitance with the filling portion is formed, and there is no stray capacitance directly connecting each element. Accordingly, high-frequency coupling between elements is eliminated, and a high-frequency signal is prevented from leaking to an adjacent element and causing noise interference. The constant potential applied to the groove filling part is
Even if a pn junction is formed with the semiconductor layer, the reverse
Because it is set to a constant potential that becomes the bias,
There is no leakage even if a pinhole occurs. Attached to groove filling part
If the given potential is the ground potential, it is formed in the separation groove
Inner surface of the formed sidewall insulating film (the groove filling portion is filled)
Side) is at ground potential.

【0009】[0009]

【発明の効果】本発明は、第1の伝導型の半導体層の各
素子形成領域を囲む埋込絶縁膜及び側壁絶縁膜を有して
いるので、隣接する各素子領域は直流的に完全に絶縁分
離される。又、各素子形成領域の周囲に形成された分離
溝には側壁絶縁膜を介在させて、第1の伝導型の半導体
層と逆の第2の伝導型の半導体に所定濃度以上に不純物
ドープした溝充填部が充填されており、その溝充填部
には一定電位が付与されているので半導体集積回路にお
ける素子間の高周波領域での絶縁分離が良好となる。ま
た、溝充填部がアースに接続されていれば、各素子の高
周波信号はアースに漏れるため、隣接する素子領域には
伝播しない。よって、半導体集積回路における素子間の
高周波領域での絶縁分離が更に良好となる。
The present invention has a buried insulating film and a side wall insulating film surrounding each element forming region of the semiconductor layer of the first conductivity type. Insulated and separated. In addition, a sidewall insulating film is interposed in an isolation groove formed around each element formation region, and a first conductivity type semiconductor is formed.
Impurity in the semiconductor of the second conductivity type opposite to the layer to a predetermined concentration or more
And doped groove filling portion is filled with the groove filling portion
Has a constant potential applied to the semiconductor integrated circuit.
Insulation in the high-frequency region between the devices is improved. Ma
And, if it is connected groove filling portion to ground, a high-frequency signal of each element for leaks to ground, it does not propagate to the adjacent element regions. Therefore, the isolation between the elements in the semiconductor integrated circuit in the high frequency region is further improved.

【0010】[0010]

【実施例】以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて
説明する。図1は本発明の具体的な実施例に係る半導体
集積回路の構成を示した断面図であり、図2はその平面
図である。以下、本装置の製造方法を図3〜図8に従っ
て説明する。図3に示すように、第2の単結晶シリコン
基板20(半導体基板)の主面20aに鏡面研磨を施し
た後、その主面20aを熱酸化することで、SiO2
1(埋込絶縁膜)を形成する。次に、第1の単結晶シリ
コン基板10(半導体層)の主面10a(接合面)に鏡
面研磨を施した後、その主面10aと第2の単結晶シリ
コン基板20の主面20aとを十分に清浄な雰囲気中に
おいて200℃以上に加熱して密着させる。この結果、
図4に示すように、第2の単結晶シリコン基板20と第
1の単結晶シリコン基板10はSiO2 層1を介在させ
て接合された。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to a specific embodiment. FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a specific embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view thereof. Hereinafter, a method of manufacturing the present apparatus will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 3, the main surface 20a of the second single-crystal silicon substrate 20 (semiconductor substrate) is mirror-polished, and then the main surface 20a is thermally oxidized to form the SiO 2 layer 1 ( buried insulating material). Film ). Next, after the main surface 10a (bonding surface) of the first single crystal silicon substrate 10 (semiconductor layer) is mirror-polished, the main surface 10a and the main surface 20a of the second single crystal silicon substrate 20 are separated. It is heated to 200 ° C. or more in a sufficiently clean atmosphere to make it adhere. As a result,
As shown in FIG. 4, the second single crystal silicon substrate 20 and the first single crystal silicon substrate 10 were joined with the SiO 2 layer 1 interposed therebetween.

【0011】次に、後の工程で第1の単結晶シリコン基
板10中にトランジスタ等の素子が形成される各素子領
域6a,6b等の周囲に、図5に示すように、格子状に
分離溝3が形成される。この分離溝3はSiO2 層1に
至るまで、フォトリソグラフ及びリアクティブ・イオン
・エッチング等の異方性エッチングにより幅2μm、深
さ8μmに形成された。
Next, as shown in FIG. 5, grids are formed around the element regions 6a and 6b where elements such as transistors are formed in the first single crystal silicon substrate 10 in a later step. A groove 3 is formed. The isolation groove 3 was formed to have a width of 2 μm and a depth of 8 μm by anisotropic etching such as photolithography and reactive ion etching until reaching the SiO 2 layer 1.

【0012】次に、図6に示すように、第1の単結晶シ
リコン基板10の表面を熱酸化して、分離溝3の内表面
に厚さ5000ÅのSiO2 から成る酸化膜4(側壁絶縁
)を形成した。次に、図7に示すように、第1の単結
晶シリコン基板10の表面に多結晶シリコンを堆積する
ことで、分離溝3に充填された多結晶シリコン壁5(溝
充填部)を形成した。多結晶シリコンの成長過程におい
、酸化膜4が直接接触している素子形成領域6a,6
b等の伝導型(n型伝導又はp型伝導)と逆の伝導型
(p型伝導又はn型伝導)を多結晶シリコンがもつよう
に、1×1016cm-3以上の不純物濃度でドーピングさ
れた。
[0012] Next, as shown in FIG. 6, the surface of the first single crystal silicon substrate 10 is thermally oxidized, the oxide film 4 (the side wall insulation made of SiO 2 having a thickness of 5000Å on the inner surface of the isolation trench 3
Film ) was formed. Next, as shown in FIG. 7, polycrystalline silicon is deposited on the surface of the first single-crystal silicon substrate 10 so that the polycrystalline silicon wall 5 (groove)
(Filled part) was formed. In the growth process of the polycrystalline silicon, oxidation film 4 is in direct contact with that element forming region 6a, 6
Doping with an impurity concentration of 1 × 10 16 cm −3 or more so that polycrystalline silicon has a conduction type (p-type conduction or n-type conduction) opposite to a conduction type (b-type conduction or p-type conduction) such as b Was done.

【0013】次に、分離溝3からはみ出た多結晶シリコ
ン50及び酸化膜40を研磨して除去することで、図8
に示す構成のウエハが形成された。次に、通常の集積回
路作成プロセスにより、トランジスタ等の素子を素子形
成領域6a,6b等に形成した。尚、7はベース拡散
層、8はエミッタ拡散層、9はコレクタ拡散層である。
30はBPSGから成る層間絶縁膜である。31はアル
ミニウム電極で、層間絶縁膜30に開けたコンタクトホ
ールを通して、ベース拡散層7、エミッタ拡散層8、コ
レクタ拡散層ベース9等にオーミック接触されている。
Next, the polycrystalline silicon 50 and the oxide film 40 which have protruded from the separation groove 3 are polished and removed, whereby the structure shown in FIG.
Was formed. Next, elements such as transistors were formed in the element forming regions 6a and 6b by a normal integrated circuit forming process. Here, 7 is a base diffusion layer, 8 is an emitter diffusion layer, and 9 is a collector diffusion layer.
Reference numeral 30 denotes an interlayer insulating film made of BPSG. Reference numeral 31 denotes an aluminum electrode, which is in ohmic contact with the base diffusion layer 7, the emitter diffusion layer 8, the collector diffusion layer base 9, and the like through a contact hole formed in the interlayer insulating film 30.

【0014】上記構成の多結晶シリコン壁5は、1つの
集積回路チップ内において、連続して形成されている。
そして、そのチップの任意の取り出し位置において、各
素子のアルミニウム電極31の形成工程と同一工程に
て、層間絶縁膜30に形成されたコンタクトホールを介
して、下層の多結晶シリコン壁5に接続された取出電極
32が形成される。そして、その取出電極32とグラン
ドパッド33とが接続されている。このグランドパッド
33はワイヤボンディングによりリードピンのアース
(グランド)端子に接続される。
The polycrystalline silicon wall 5 having the above structure is formed continuously in one integrated circuit chip.
Then, at an arbitrary take-out position of the chip, in the same step as the step of forming the aluminum electrode 31 of each element, the chip is connected to the underlying polycrystalline silicon wall 5 via the contact hole formed in the interlayer insulating film 30. The extraction electrode 32 is formed. The extraction electrode 32 and the ground pad 33 are connected. The ground pad 33 is connected to the ground (ground) terminal of the lead pin by wire bonding.

【0015】尚、本実施例では、埋め込み層34と側壁
拡散層35を有している。埋め込み層34は、第1の単
結晶シリコン基板10を第2の単結晶シリコン基板20
に接合する前に形成されたものであり、側壁拡散層35
は分離溝3の内表面に絶縁膜4を形成する前に形成され
たものである。これらの埋め込み層34と側壁拡散層3
5が存在しても、本発明の効果を妨げない。
In this embodiment, a buried layer 34 and a side wall diffusion layer 35 are provided. The buried layer 34 is formed by converting the first single crystal silicon substrate 10 to the second single crystal silicon substrate 20.
Formed before bonding to the side wall diffusion layer 35.
Are formed before the insulating film 4 is formed on the inner surface of the separation groove 3. These buried layer 34 and sidewall diffusion layer 3
The presence of 5 does not prevent the effect of the present invention.

【0016】上記の構成により、各素子形成領域6a,
6b等は縦方向にはSiO2 層1により、横方向には分
離溝3の内表面に形成された絶縁膜4により、他の素子
形成領域に対して直流的には完全に絶縁分離される。そ
して、本実施例の半導体集積回路では、多結晶シリコン
壁5が不純物ドープにより導電性を有しており、しか
も、アース(グランド)に接続されている。各素子形成
領域6a,6b等は境界において、アース電位の多結晶
シリコン壁5と各素子形成領域6a,6b等との間に介
在する絶縁膜4によって浮遊容量が形成される。しか
し、その浮遊容量の一端はアースに接続されていること
になるため、各素子形成領域6a,6b等間で高周波信
号の伝播は抑制される。この結果、各素子形成領域6
a,6b等は、直流的にも高周波的にも完全に絶縁分離
されることになる。従って、隣接素子間での干渉が防止
される。
With the above configuration, each of the element forming regions 6a,
6b and the like are completely DC-insulated and separated from other element formation regions by the SiO 2 layer 1 in the vertical direction and by the insulating film 4 formed on the inner surface of the isolation groove 3 in the horizontal direction. . In the semiconductor integrated circuit of this embodiment, the polycrystalline silicon wall 5 has conductivity by impurity doping, and is connected to the ground (ground). At the boundaries between the element forming regions 6a, 6b, etc., a floating capacitance is formed by the insulating film 4 interposed between the polycrystalline silicon wall 5 at the ground potential and the element forming regions 6a, 6b, etc. However, since one end of the stray capacitance is connected to the ground, propagation of a high-frequency signal between the element forming regions 6a, 6b and the like is suppressed. As a result, each element formation region 6
a, 6b and the like are completely insulated and separated from both DC and high frequency. Therefore, interference between adjacent elements is prevented.

【0017】図9は、この効果を示したデバイスシミュ
レーション結果を示している。分離溝3の内表面に絶縁
膜4を形成した後、(A)分離溝3に不純物を濃度1×
1020/cm3 でドープした多結晶シリコンを充填する
が、その電位をフローティング状態にした場合、(B)
分離溝3に不純物をドープしない多結晶シリコンを充填
して、その電位をフローティング状態にした場合、
(C)分離溝3にSiO2 を充填し、その電位をフロー
ティング状態にした場合、(D)分離溝3に不純物を濃
度1×1012〜1×1014/cm3 でドープした多結晶シ
リコンを充填し、その電位をアース電位とした場合、
(E)分離溝3に不純物を濃度1×1016/cm3 でドー
プした多結晶シリコンを充填し、その電位をアース電位
とした場合、(F)分離溝3に不純物を濃度1×1018
/cm3 でドープした多結晶シリコンを充填し、その電位
をアース電位とした場合、(G)分離溝3に不純物を濃
度1×1020/cm3 でドープした多結晶シリコンを充填
し、その電位をアース電位とした場合について、シミュ
レーションを行った。上記の各場合について、1つの素
子形成領域6aにステップ電圧を印加した時に、隣接し
た素子形成領域6bに現れる電圧波形を観測した。その
波形を上記各場合について図9に示す。
FIG. 9 shows a device simulation result showing this effect. After the insulating film 4 is formed on the inner surface of the isolation groove 3, (A) the impurity concentration 1 ×
When it fills the polycrystalline silicon doped with 10 20 / cm 3, which was the potential in the floating state, (B)
When the isolation trench 3 is filled with polycrystalline silicon not doped with an impurity and its potential is set to a floating state,
(C) When the isolation trench 3 is filled with SiO 2 and its potential is set to a floating state, (D) Polycrystalline silicon doped with an impurity in the isolation trench 3 at a concentration of 1 × 10 12 to 1 × 10 14 / cm 3. And the potential is set to the ground potential,
(E) The isolation trench 3 is filled with polycrystalline silicon doped with an impurity at a concentration of 1 × 10 16 / cm 3 , and when the potential is set to the ground potential, (F) the isolation trench 3 is doped with the impurity at a concentration of 1 × 10 18
/ Cm 3 polycrystalline silicon doped with a filling, when the potential of the ground potential, filled with polycrystalline silicon doped with impurities at a concentration of 1 × 10 20 / cm 3 to (G) isolation trenches 3, the Simulate the case where the potential is set to the ground potential.
Rations . In each case described above, when a step voltage was applied to one element formation region 6a, a voltage waveform appearing in the adjacent element formation region 6b was observed. FIG. 9 shows the waveforms of the above cases.

【0018】以上のシミュレーションから次の結論が得
られた。 (1)分離溝3の充填物をアースしない場合には、高周
波信号の隣接素子への漏れが大きい。その程度は、充填
物の導電率が大きい程大きい。 (2)分離溝3の充填物をアースした場合には、その充
填物の導電率が大きくなる程、高周波信号の隣接素子へ
の漏れが小さい。 (3)分離溝3を濃度1×1020cm-3 のn又はp型
の不純物をドープした多結晶シリコンで満たし、アース
した場合には、特開昭61-59852号公報に開示された構造
の従来例(B)に比べて、高周波信号の隣接素子への漏
れ量は、2桁以上低下した。 (4)分離溝3に充填される多結晶シリコンをアースし
た場合、多結晶シリコンの不純物濃度が1×1016/cm
3 以上の場合に、ノンドープ多結晶シリコンを用いた場
合に比べて、10倍以上の干渉電流の抑制及び防止効果
が得られる。
The following conclusions were obtained from the above simulation . (1) When the filling of the separation groove 3 is not grounded, the leakage of the high-frequency signal to the adjacent element is large. The degree is higher as the conductivity of the filler is higher. (2) When the filling of the separation groove 3 is grounded, the higher the conductivity of the filling, the smaller the leakage of the high-frequency signal to the adjacent element. (3) When the isolation trench 3 is filled with polycrystalline silicon doped with n or p-type impurities at a concentration of 1 × 10 20 cm −3 and grounded, the structure disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-59852 is used. As compared with the conventional example (B), the amount of leakage of the high-frequency signal to the adjacent element is reduced by two digits or more. (4) When the polycrystalline silicon filling the isolation groove 3 is grounded, the impurity concentration of the polycrystalline silicon is 1 × 10 16 / cm.
In the case of 3 or more, the effect of suppressing and preventing the interference current by 10 times or more can be obtained as compared with the case where non-doped polycrystalline silicon is used.

【0019】上記の(A)、(G)の場合について、実
際に実験を行い、上記の結論を確認した。そのことを示
す波形図を図10に示す。(G)の場合には、高周波成
分の漏れが完全に無くなっている(測定系のノイズに完
全に埋もれている。)ことが分かる。
In the above cases (A) and (G), experiments were actually conducted, and the above conclusions were confirmed. FIG. 10 is a waveform chart showing this. In the case of (G), it can be seen that the leakage of the high-frequency component is completely eliminated (completely buried in the noise of the measurement system).

【0020】次に、図9に示す(D),(E),
(F),(G)に関し、各曲線毎の面積(干渉電の大き
さ×時間)の、(B)ノンドープ多結晶シリコンかつフ
ローティングの場合の曲線の面積に対する比rを求め、
比rと不純物濃度との関係を求めた。その結果を図11
に示す。図11から、多結晶シリコンの不純物濃度が1
×1016cm-3以上の場合に、多結晶シリコンをアース
することにより、ノンドープ多結晶シリコンの場合に比
べて、高周波信号の漏れ電力は1桁以上減少したことが
分かる。
Next, (D), (E), and (D) shown in FIG.
With respect to (F) and (G), the ratio r of the area of each curve (the magnitude of interference power × time) to the area of the curve in the case of (B) non-doped polycrystalline silicon and floating is determined.
The relationship between the ratio r and the impurity concentration was determined. The result is shown in FIG.
Shown in From FIG. 11, the impurity concentration of the polycrystalline silicon is 1
It can be seen that the leakage power of the high-frequency signal is reduced by more than one digit by grounding the polycrystalline silicon in the case of × 10 16 cm −3 or more, as compared with the case of non-doped polycrystalline silicon.

【0021】上記実施例では、多結晶シリコン壁5にド
ープされる不純物は、多結晶シリコン壁5が素子形成領
域6a,6b等の伝導型と反対の伝導型を示す不純物が
選択されている。この結果、例え、分離溝3の内表面に
形成された絶縁膜4にピンホール等が発生しても、素子
形成領域6a,6b等と多結晶シリコン壁5とでpn接
合が形成されるので、そのpn接合に逆バイアスが印加
されるように半導体集積回路を用いることで、直流に対
する絶縁分離が行われる。又、高周波信号に対する漏れ
防止効果は、絶縁膜4にピンホール等が発生しても、p
n接合が逆バイアスされている限り、上述の通り生じ
る。
In the above embodiment, as the impurity doped into the polycrystalline silicon wall 5, an impurity whose polycrystalline silicon wall 5 has a conductivity type opposite to that of the element forming regions 6a and 6b is selected. As a result, even if a pinhole or the like occurs in the insulating film 4 formed on the inner surface of the isolation groove 3, a pn junction is formed between the element forming regions 6a, 6b and the like and the polycrystalline silicon wall 5. By using the semiconductor integrated circuit so that a reverse bias is applied to the pn junction, insulation from direct current is performed. Further, the effect of preventing leakage of a high-frequency signal is as follows:
As described above, as long as the n-junction is reverse biased.

【0022】尚、絶縁膜4がピンホールを生じることな
く形成できれば、多結晶シリコン壁5と素子形成領域6
a,6b等とを同一の伝導型にしても、上記のような高
周波信号に対する漏れ防止効果は同様に生じる。また、
上記の埋込絶縁膜1及び側壁絶縁膜4はSiO2 を用い
たが、Si34等の他の絶縁膜を用いることもできる。
If the insulating film 4 can be formed without generating a pinhole, the polycrystalline silicon wall 5 and the element forming region 6
Even if a, 6b, etc. are of the same conductivity type, the above-described effect of preventing leakage of high-frequency signals similarly occurs. Also,
Although the buried insulating film 1 and the side wall insulating film 4 are made of SiO 2 , other insulating films such as Si 3 N 4 may be used.

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

【図1】本発明の具体的な一実施例に係る半導体集積回
路の構成を示した断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor integrated circuit according to a specific example of the present invention.

【図2】同実施例に係る半導体集積回路の平面図。FIG. 2 is a plan view of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment.

【図3】同実施例に係る半導体集積回路の製造工程を示
した断面図。
FIG. 3 is an exemplary sectional view showing a manufacturing step of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment;

【図4】同実施例に係る半導体集積回路の製造工程を示
した断面図。
FIG. 4 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment.

【図5】同実施例に係る半導体集積回路の製造工程を示
した断面図。
FIG. 5 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit according to the same embodiment.

【図6】同実施例に係る半導体集積回路の製造工程を示
した断面図。
FIG. 6 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment.

【図7】同実施例に係る半導体集積回路の製造工程を示
した断面図。
FIG. 7 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit according to the embodiment.

【図8】同実施例に係る半導体集積回路の製造工程を示
した断面図。
FIG. 8 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor integrated circuit according to the same embodiment.

【図9】高周波信号の素子間の漏れをシミュレートした
結果を示した波形図。
FIG. 9 is a waveform diagram showing a result of simulating leakage of a high-frequency signal between elements.

【図10】高周波信号の素子間の漏れを測定した波形
図。
FIG. 10 is a waveform chart showing the measurement of leakage between high-frequency signals between elements.

【図11】高周波信号の漏れ量と不純物濃度との関係を
示した特性図。
FIG. 11 is a characteristic diagram showing a relationship between a leakage amount of a high-frequency signal and an impurity concentration.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…第1のシリコン基板(第1の伝導型の半導体層) 20…第2のシリコン基板(半導体基板) 3…分離溝 1…SiO 2 層(埋込絶縁膜) 4…絶縁膜(側壁絶縁膜) 5…多結晶シリコン壁(溝充填部) 6a,6b,6c,6d…素子形成領域 32…取出電極 33…グランドパッド10 ... the first silicon substrate (first conductivity type semiconductor layer) 20 ... second silicon substrate (semiconductor substrate) 3 ... isolation trenches 1 ... SiO 2 layer (buried insulating film) 4: insulating layer (sidewall insulation film) 5 ... polycrystalline silicon walls (groove filling portion) 6a, 6b, 6c, 6d ... element forming region 32 ... extraction electrodes 33 ... ground pad

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−148852(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/76 H01L 21/762 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-3-148852 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/76 H01L 21/762

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板と、該半導体基板上に形成さ
れた埋込絶縁膜と、該埋込絶縁膜上に形成された第1の
伝導型の半導体層とを有し、該半導体層に素子が形成さ
れた半導体集積回路において、 前記半導体層の素子形成領域の周囲を囲むように、前記
半導体層の表面から前記埋込絶縁膜に至るよう形成され
た分離溝と、 前記分離溝の側壁に形成され、前記素子形成領域の側面
を絶縁分離する側壁絶縁膜と、 前記分離溝に充填され、前記半導体層と逆の第2の伝導
型の半導体から成る溝充填部とを有し、 前記溝充填部は、 濃度1×1016/cm3 以上に不純物で
ドープされており、前記溝充填部には、前記半導体層と前記溝充填部とがp
n接合を形成した場合に逆バイアスとなるよう一定電位
が付与されていることを特徴とする半導体集積回路。
A semiconductor substrate formed on the semiconductor substrate;
Buried insulating film, and a first buried insulating film formed on the buried insulating film.
A semiconductor layer of a conduction type, and an element is formed on the semiconductor layer.
In the semiconductor integrated circuit, the semiconductor layer is formed so as to surround an element forming region of the semiconductor layer.
Formed from the surface of the semiconductor layer to the buried insulating film;
And a side surface of the element formation region formed on a side wall of the separation groove.
A side wall insulating film that insulates and separates the second conductive layer from the semiconductor layer,
A groove filling portion made of a semiconductor of a mold type, wherein the groove filling portion is doped with impurities to a concentration of 1 × 10 16 / cm 3 or more, and the semiconductor layer and the groove filling portion are filled in the groove filling portion. Part is p
Constant potential so that reverse bias occurs when an n-junction is formed
A semiconductor integrated circuit, characterized in that a semiconductor integrated circuit is provided.
【請求項2】 前記溝充填部に付与される一定電位はア2. The method according to claim 1, wherein the constant potential applied to the groove filling portion is an arc potential.
ース電位であることを特徴とする請求項1に記載の半導The semiconductor device according to claim 1, wherein the semiconductor device has a ground potential.
体集積回路。Body integrated circuit.
【請求項3】 前記半導体基板にアース電位が付与され3. An earth potential is applied to the semiconductor substrate.
ていることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のThe method according to claim 1 or 2, wherein
半導体集積回路。Semiconductor integrated circuit.
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