JP3196229B2 - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

Info

Publication number
JP3196229B2
JP3196229B2 JP09242891A JP9242891A JP3196229B2 JP 3196229 B2 JP3196229 B2 JP 3196229B2 JP 09242891 A JP09242891 A JP 09242891A JP 9242891 A JP9242891 A JP 9242891A JP 3196229 B2 JP3196229 B2 JP 3196229B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
region
semiconductor device
oxide film
insulator
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP09242891A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH04323851A (ja
Inventor
晋二 吉原
哲夫 藤井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Denso Corp
Original Assignee
Denso Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Denso Corp filed Critical Denso Corp
Priority to JP09242891A priority Critical patent/JP3196229B2/ja
Publication of JPH04323851A publication Critical patent/JPH04323851A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3196229B2 publication Critical patent/JP3196229B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、SOI構造を有する
半導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体装置においては、外部から
の影響を受けにくくするために絶縁体上に形成されたS
OIデバイスが必要である。又、SOI層の厚さを10
00Å以下にすると電流駆動能力及び移動度を向上させ
ることができ、耐環境性高速素子として機能させること
ができる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の技術で
は、SOI層の膜厚を1000Å以下にするには、例え
ば時間制御でSOI層を研磨する必要があり(特開平1
−302739号公報等)、精度よくSOI層を薄くす
ることは困難であった。又、SOI層の厚さを変えたい
くつかの領域を同時に形成することも困難である。つま
り、例えば、大電流駆動能力を持つ超薄膜SOI素子
と、高耐圧が要求されるような厚いSOI素子を同時に
形成することが困難である。
【0004】この発明の目的は、単結晶SOI層に厚さ
の異なるSOI領域が高精度に形成された半導体装置を
提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、厚さの異な
る少なくとも2つの連続する絶縁体層を持ち、当該絶縁
体層の厚い領域上及び薄い領域上には単結晶SOI層が
連続して配置されると共に、当該単結晶SOI層は前記
絶縁体層の厚い領域上に配置される第1領域が前記絶縁
体層の薄い領域上に配置される第2領域よりも薄い厚さ
で、かつ、前記第1,第2領域の表面が略同一高さとな
っており、前記絶縁体層の厚い領域はLOCOS酸化に
よる酸化膜であることをその要旨とする。また、前記絶
縁体層の厚い領域上には、前記単結晶SOI層における
前記第1,第2領域間を絶縁して区画するための絶縁体
が配置されていることをその要旨とする。また、前記単
結晶SOI層の下方には、前記絶縁体層を挟んで前記第
1,第2領域の下方に跨る下部半導体層が配置されてい
ることをその要旨とする。また、前記下部半導体は導電
性を有し、前記単結晶SOI層の第2領域の下面側と電
気的に接触していることをその要旨とする
【0006】
【作用】本発明によれば、単結晶SOI層を厚さの異な
る絶縁体層上に配置することで、前記単結晶SOI層の
第1,第2領域に設けられた半導体素子の特性を良好に
保つことができる。
【0007】
【実施例】(第1実施例) 以下、この発明を具体化した一実施例を図面に従って説
明する。図1には本実施例の半導体装置を示し、図2〜
9にはその製造工程を示す。まず、図2に示すように、
単結晶SOI層としてのシリコン基板1の主表面にシリ
コン酸化膜2(絶縁体層の薄い領域に相当する。)を形
成するとともに、その上の所定領域にシリコン窒化膜
(Si34膜)3を形成する。そして、LOCOS酸化
を行い絶縁体としてのフィールド酸化膜4を形成す
る。その後、図3に示すように、シリコン窒化膜3にお
ける所定領域3a以外の同シリコン窒化膜を除去する。
そして、図4に示すように、再度LOCOS酸化を行い
前記フィールド酸化膜4より薄いフィールド酸化膜5
(絶縁体層の厚い領域に相当する。)を形成する。この
膜厚の調整は、酸化時間や酸化温度の調整にて行われ
る。
【0008】次に、図5に示すように、シリコン基板1
上の全面に下部半導体としてのポリシリコン層6を形成
する。そして、図6に示すように、ポリシリコン層6を
研磨し、その表面に熱酸化膜7を形成する。一方、図7
に示すように、シリコン基板8を用意し、この基板8を
熱酸化膜7を介してシリコン基板1と直接接合する。そ
して、図8に示すように、シリコン基板1の裏面側をフ
ィールド酸化膜4の表面が表れるまで研磨する。
【0009】さらに、図9に示すように、前記フィール
ド酸化膜5上のシリコン基板1における所定領域(絶縁
体層の厚い領域上に配置された単結晶SOI層の薄い方
の領域(第1領域))にフィールド酸化膜5に至る絶縁
体としてのフィールド酸化膜9a,9bを形成する。そ
の結果、シリコン基板1がフィールド酸化膜4,5,9
a,9bにて第1〜第3の半導体層Z1〜Z3に区画さ
れる。尚、フィールド酸化膜9a,9bを形成する代わ
りにトレンチ構造を用いてもよい。
【0010】引き続き、図1に示すように、半導体層Z
1〜Z3に通常のMOS工程を用いてゲート酸化膜10
及びゲート11を形成し、さらに、イオン注入等により
所定の導電型の不純物拡散領域を形成し、その後に、層
間絶縁膜12、電極部13を形成する。その結果、nチ
ャネルMOSトランジスタ14、pチャネルMOSトラ
ンジスタ15、nチャネルパワーMOSトランジスタ1
6が形成される。
【0011】このように本実施例では、シリコン基板1
(第1の半導体基板)の主表面に、選択酸化による厚さ
の異なるフィールド酸化膜4,5を形成し(第1工
程)、シリコン基板1の主表面側とシリコン基板8(第
2の基板)とを接合し(第2工程)、シリコン基板1の
裏面側から当該基板1をフィールド酸化膜4が表れるま
で除去し(第3工程)、シリコン基板1の裏面からフィ
ールド酸化膜4に至るフィールド酸化膜9a,9b(絶
縁体)を形成してシリコン基板1を複数の半導体層Z1
〜Z3に区画した(第4工程)。その結果、フィールド
酸化膜の成膜条件で各種のSOI層の膜厚を高精度に制
御できる。又、ポリシリコン層6は冷却用の放熱部材と
することができ、nチャネルパワーMOSトランジスタ
16が発熱した場合に熱を逃がしやすくできる。
【0012】さらに、薄い酸化膜(シリコン酸化膜2)
上にパワーMOSトランジスタ16を形成し、厚い酸化
膜(フィールド酸化膜5)上に高速デバイス(MOSト
ランジスタ14,15)を形成することによりパワーM
OS等が発熱した時その影響が高速デバイス14,15
に及ばない。 (第2実施例)次に、第2実施例を説明する。
【0013】本実施例は、図10に示すように、第1の
実施例のポリシリコン層6をn+ (又はp+ )不純物拡
散領域にしてシールド層として利用するものである。ま
ず、図11に示すように、単結晶のシリコン基板17の
主表面にシリコン酸化膜18を形成するとともに、その
上の所定領域にシリコン窒化膜19を配置する。その
後、LOCOS酸化を行い、フィールド酸化膜20を形
成する。
【0014】そして、図12に示すように、シリコン窒
化膜19を除去した後に、所定領域にシリコン窒化膜2
1をパターニングする。さらに、図13に示すように、
LOCOS酸化を行いフィールド酸化膜20より薄いフ
ィールド酸化膜22を形成する。又、シリコン基板17
とコンタクトを取るためにシリコン酸化膜18にコンタ
クトホール23を形成する。
【0015】引き続き、図14に示すように、シリコン
基板17上の全面にリンによるn+ポリシリコン層24
を形成する。よって、コンタクトホール23により、単
結晶SOI層の厚い方の領域(単結晶SOI層の第2領
域)においてシリコン基板17とポリシリコン層24と
が電気的に接触することになる。尚、 n+ポリシリコン
層24はポリシリコン層にAs等のイオン注入を行って
形成してもよい。又、n+ポリシリコン層24は、W,
WSi2等でもよい。そして、図15に示すように、n+
ポリシリコン層24を研磨し、その後、シリコン酸化膜
25を形成する。さらに、接合用のポリシリコン層26
を形成し、その表面を研磨する。
【0016】次に、図16に示すように、シリコン基板
27を用意して、ポリシリコン膜26を介して直接接合
する。そして、図17に示すように、シリコン基板17
の裏面側を研磨し、フィールド酸化膜20の表面が表れ
るまでこれを行なう。さらに、図18に示すように、シ
リコン基板17の所定領域(前記単結晶SOI層の第1
領域)にフィールド酸化膜28a,28bを形成し、第
1〜第3の半導体層Z1〜Z3を形成する。次に、図1
0のように通常のMOS工程を用いて、nチャネルMO
Sトランジスタ29,pチャネルMOSトランジスタ3
0、シールド用n+シリコン層31を形成する。よっ
て、n+ポリシリコン層24はシールド用n+シリコン層
31を介してシールド用端子32と接続される。
【0017】このように、本実施例では、ポリシリコン
層24を放熱用部材(ヒートシンク)、シールド層、及
びゲッタリング層として利用することができる。尚、こ
の実施例の応用としては、図19のようにパワーMOS
デバイス(nチャネルパワーMOSトランジスタ33)
にシールド層(n+ ポリシリコン層24)を設けた複合
型としてもよい。 (第3実施例)次に、第3実施例を説明する。
【0018】本実施例は、図20に示すように、エピ成
長を利用して、シリコン層の厚さt1を厚くしている。
まず、図21に示すように、単結晶のシリコン基板34
の表面にシリコン酸化膜35を形成し、その上の所定領
域にシリコン窒化膜36を形成する。そして、LOCO
S酸化を行いフィールド酸化膜37を形成する。その
後、図22に示すように、シリコン窒化膜36を除去し
た後に、所定領域にシリコン窒化膜38を形成し、図2
3に示すように、フィールド酸化膜37より薄いフィー
ルド酸化膜39を形成する。又、シリコン酸化膜35に
コンタクトホール40を形成するとともに領域A1での
シリコン基板34を露出させる。
【0019】さらに、図24に示すように、エピタキシ
ャル成長を行い、シリコン基板34上にエピタキシャル
層41を形成する。このとき、エピタキシャル層41に
おける前記領域A1及び前記コンタクトホール40の形
成領域A2では単結晶シリコンが形成されている。ま
た、コンタクトホール40により、単結晶SOI層の厚
い方の領域(単結晶SOI層の第2領域)においてシリ
コン基板34とエピタキシャル層41とが電気的に接触
ることになる。そして、図25に示すように、エピタ
キシャル層41の表面を研磨し、フィールド酸化膜37
の表面が表れるまでこれを行なう。その後、エピタキシ
ャル層41をイオン注入等によりn+型不純物拡散領域
にする。このとき、エピタキシャル層41での領域A1
はマスク42により不純物が導入されないようにする。
その後、フィールド酸化膜39上のエピタキシャル層4
1にフィールド酸化膜43を形成する。
【0020】次に、図26に示すように、フィールド酸
化膜43を研磨するとともに熱酸化により表面にシリコ
ン酸化膜44を形成する。引き続き、図27に示すよう
に、シリコン酸化膜44にその下のn+ エピタキシャル
層41とコンタクトがとれるようにコンタクトホール4
5を形成し、その後に、n+ ドープドポリシリコン層4
6をLPCVDにより形成する。一方、図28に示すよ
うに、別のシリコン基板47を用意し、その表面に酸化
膜48を形成し、このシリコン基板47とn+ ドープド
ポリシリコン層46を介してシリコン基板34と直接接
合する。
【0021】そして、図29に示すように、シリコン基
板34の裏面側をフィールド酸化膜37が表れるまで研
磨する。さらに、図30に示すように、単結晶SOI層
の薄い方の領域(前記単結晶SOI層の第1領域)にフ
ィールド酸化膜49a,49bを形成し、その後、図2
0に示すように、通常の工程を経てSOI型Bi −CM
OSトランジスタを形成する。その結果、npnバイポ
ーラトランジスタ形成領域においては、エピタキシャル
層41の厚さ分だけシリコン層の厚さt1を厚くでき
る。
【0022】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
単結晶SOI層にフィールド酸化膜の成膜条件で厚さの
異なるSOI領域を高精度に形成できる。また、単結晶
SOI層を厚さの異なる絶縁体層上に配置することで、
単結晶SOI層の各領域に設けられる半導体素子の特性
を良好に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】半導体装置の断面図である。
【図2】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図3】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図4】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図5】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図6】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図7】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図8】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図9】半導体装置の製造工程を説明するための図であ
る。
【図10】半導体装置の断面図である。
【図11】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図12】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図13】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図14】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図15】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図16】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図17】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図18】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図19】半導体装置の断面図である。
【図20】半導体装置の断面図である。
【図21】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図22】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図23】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図24】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図25】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図26】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図27】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図28】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図29】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【図30】半導体装置の製造工程を説明するための図で
ある。
【符号の説明】
1,17,34 単結晶SOI層としてのシリコン基板2,18,35 絶縁体層(薄い領域)としてのシリコ
ン酸化膜 4,20,37 フィールド酸化膜 5,22,39 絶縁体層(厚い領域)としてのフィー
ルド酸化膜 6,24 下部半導体層としてのポリシリコン層 9a,28a,49a 絶縁体としてのフィールド酸化
膜 9b,28b,49b 絶縁体としてのフィールド酸化
膜 41 下部半導体層としてのエピタキシャル層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−7467(JP,A) 特開 平1−302739(JP,A) 特開 平2−148855(JP,A) 特開 平1−226166(JP,A) 特開 昭59−197147(JP,A) 特開 昭60−58633(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/762 H01L 27/12

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 厚さの異なる少なくとも2つの連続する
    絶縁体層を持ち、当該絶縁体層の厚い領域上及び薄い領
    域上には単結晶SOI層が連続して配置されると共に、
    当該単結晶SOI層は前記絶縁体層の厚い領域上に配置
    される第1領域が前記絶縁体層の薄い領域上に配置され
    る第2領域よりも薄い厚さで、かつ、前記第1,第2領
    域の表面が略同一高さとなっており、 前記絶縁体層の厚い領域はLOCOS酸化による酸化膜
    である 半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記絶縁体層の厚い領域上には、前記単
    結晶SOI層における前記第1,第2領域間を絶縁して
    区画するための絶縁体が配置されている請求項1に記載
    の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記単結晶SOI層の下方には、前記絶
    縁体層を挟んで前記第1,第2領域の下方に跨る下部半
    導体層が配置されている請求項1又は請求項2に記載の
    半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記下部半導体は導電性を有し、前記単
    結晶SOI層の第2領域の下面側と電気的に接触してい
    る請求項3に記載の半導体装置。
JP09242891A 1991-04-23 1991-04-23 半導体装置 Expired - Fee Related JP3196229B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09242891A JP3196229B2 (ja) 1991-04-23 1991-04-23 半導体装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP09242891A JP3196229B2 (ja) 1991-04-23 1991-04-23 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04323851A JPH04323851A (ja) 1992-11-13
JP3196229B2 true JP3196229B2 (ja) 2001-08-06

Family

ID=14054170

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09242891A Expired - Fee Related JP3196229B2 (ja) 1991-04-23 1991-04-23 半導体装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3196229B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003142667A (ja) * 2001-08-24 2003-05-16 Seiko Epson Corp 半導体基板の製造方法、半導体基板、電気光学装置並びに電子機器
US7611928B2 (en) 2002-04-16 2009-11-03 Infineon Technologies Ag Method for producing a substrate
JP4481013B2 (ja) * 2002-04-16 2010-06-16 インフィネオン テクノロジーズ アクチエンゲゼルシャフト 基板および基板の製造法
JP2012028790A (ja) * 2011-08-19 2012-02-09 Renesas Electronics Corp 半導体装置
EP2757580A1 (en) * 2013-01-22 2014-07-23 Nxp B.V. Bipolar cmos dmos (bcd) processes
US9570437B2 (en) 2014-01-09 2017-02-14 Nxp B.V. Semiconductor die, integrated circuits and driver circuits, and methods of maufacturing the same
US10748934B2 (en) 2018-08-28 2020-08-18 Qualcomm Incorporated Silicon on insulator with multiple semiconductor thicknesses using layer transfer

Also Published As

Publication number Publication date
JPH04323851A (ja) 1992-11-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4879584A (en) Semiconductor device with isolation between MOSFET and control circuit
US7375001B2 (en) Semiconductor device and method therefore
JP2546696B2 (ja) シリコン炭化層構造
JPH0671043B2 (ja) シリコン結晶体構造の製造方法
JPH0481337B2 (ja)
JPS61187224A (ja) シリコン基板上に電界効果装置を製造する方法
US4754314A (en) Split-level CMOS
US4777147A (en) Forming a split-level CMOS device
JP3196229B2 (ja) 半導体装置
US5485028A (en) Semiconductor device having a single crystal semiconductor layer formed on an insulating film
JP2729422B2 (ja) 半導体装置
JPH11121757A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2976724B2 (ja) Mosコンデンサを有する半導体装置
JP2509708B2 (ja) Soi型半導体装置及びその製造方法
US5008724A (en) Semiconductor device
JPH06310427A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04233758A (ja) 半導体装置とその製造方法
USRE34025E (en) Semiconductor device with isolation between MOSFET and control circuit
JP3276168B2 (ja) 薄膜soi基板の製法
JP3147374B2 (ja) 半導体装置
JPS59138363A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH05347353A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH05121744A (ja) Soi型半導体装置とその製造方法
CA1181871A (en) Stacked mos devices with polysilicon interconnects
JP2750724B2 (ja) 半導体装置の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
LAPS Cancellation because of no payment of annual fees