JPH01107551A - 誘電体分離型複合集積回路装置の製造方法 - Google Patents

誘電体分離型複合集積回路装置の製造方法

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JPH01107551A
JPH01107551A JP62265826A JP26582687A JPH01107551A JP H01107551 A JPH01107551 A JP H01107551A JP 62265826 A JP62265826 A JP 62265826A JP 26582687 A JP26582687 A JP 26582687A JP H01107551 A JPH01107551 A JP H01107551A
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哲夫 藤井
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峰一 酒井
Shinji Yoshihara
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Susumu Azeyanagi
進 畔柳
Akira Kuroyanagi
晃 黒柳
Tomohiro Funahashi
舟橋 知弘
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  • Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は高電力パワートランジスタと制御回路とを1
チツプ化した誘電体分離型複合集積回路装置の製造方法
に関するものである。
(従来の技術) 従来、上記のような高電力パワートランジスタと制御回
路を1チツプ化した誘電体分離型複合集積回路装置の製
造方法が電気学会研究会資料(EDD−87−61>に
示されている。即ち、第7図(a)〜(e)に示す製造
工程において、同図(a>に示すように3i基板1,2
にSiO2膜3.4を形成後、同図(b)に示すように
側基板1.2を直接接合し、ざらに、同図(C)に示す
ように縦型パワーMOSトランジスタ形成のために一部
の3i部、S10゜部を除去する。その後、同図(d)
に示すように基板(ウェハ)上をエピタキシャル成長し
た後(エピタキシャル層5を形成し・た後)、表面を平
坦化するた2めにエツチングする(同図(e))。そし
て、この方法により、等を含む誘電体分離型複合集積回
路装置が形成される。
〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上述した従来の誘電体分離型複合集積回路装
置の製造方法において次のような問題がおった。(イ)
側基板1,2及び5ro2膜3゜4を除去するためのエ
ツチング、エピタキシャル成長、エピタキシャル後の平
坦化等の工程を含むために製造工程が複雑となり歩留り
が低くコストが高くなる。(ロ)パワーMOSトランジ
スタ6形成部のエピタキシャル層5とSiO2膜3,4
との境界領1e、(第7図(e)中、ZOで示す)に結
晶欠陥が発生し、電気特性に悪影響を及ぼす。
(発明の目的) この発明の目的は上記問題点を解消し、安定的に、かつ
安価な誘電体分離型複合集積回路装置の製造方法を提供
することにある。
(問題点を解決するための手段) この発明は上記目的を達成すべく、第1又は第2の半導
体基板の主表面の少なくともいずれか一方に凹部を形成
する工程と、前記第1の半導体基板の主表面と第2の半
導体基板の主表面を接合する工程と、前記凹部にて形成
される空間に誘電体を形成する工程と、前記誘電体に対
し電気的に分離される領域を区切るための分離層を形成
する工程と、前記分離層にて分離された各領域に素子を
形成する工程とを備える誘電体分離型複合集積回路装置
の製造方法をその要旨とするものである。
(作用) 第1又は第2の半導体基板の主表面の少なくともいずれ
か一方に凹部が形成され、この第1の半導体基板の主表
面と第2の半導体基板の主表面が接合される。そして、
前記凹部にて形成される空間に誘電体が形成され、この
誘電体に対し電気的に分離される領域を区切るための分
離層が形成され、この分離層にて分離された各領域には
誘電体分離型複合集積回路装置形成のための素子が形成
される。
(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。
第1図(a)に示すように、第1の半導体基板としての
高濃度N+型(100)S i基板11の所定の位置に
レジスト12でパターンを形成し、引続きドライエツチ
ング等により3i基板11の主表面に凹部13を形成す
る(第1図(b)及び第2図)。尚・、第2図は基板1
1の平面図でおり、第1図(b)は第2図のA−A断面
図である。又、このSiW板11は後で形成するデバイ
スの特性に合せて自由に選ぶことができる。
一方、第1図(C)に示すように、第2の半導体基板と
しての別の半導体基板である例えば5〜10Ω・8mN
型(100)Si基板14の主表面にイオン注入、又は
気相からの不純物拡散によってN+高濃度層15を形成
する。その後、各基板1.1.14の主表面は5ooX
以下の鏡面に研磨される。
各3i基板11.14は町02/町5O4=1/4の溶
液でボイル洗浄され表面の脱脂及びクリーニングを行い
、引続きHF水溶液中で表面の酸化膜を除去する。そし
て、第1図(d>に示すように、下に3i基板11が、
上に81基板14が位置するように、この2枚の3i基
板(ウェハ)11.14の鏡面どうしを合せて接触し、
接着を行なう。次に、800〜1200℃の熱処理を行
い、いわゆる直接接合を行なう。この処理により3i基
板(シリコンウェハ)11.14の接合面は強い結合と
なる。この側基板1’l、14の接合により、前記凹部
13と基板14のN+高温度M15により空間16が形
成される。
続いて、800〜1200℃の酸化性雰囲気、例えばス
チーム中で酸化を行い前記凹部13により形成された空
間16に誘電体としての熱酸化膜17を完全に、又はほ
ぼ満たされるように形成する(第1図(e))。尚、こ
の処理は上記接合工程と同時に行なってもよい。
引続き必要に応じSi基板14を所定の厚ざまで研磨し
鏡面処理を行なう。
このように形成した基板に対し、第3図に示すように、
公知のアイソレーション形成法を用いてSiW板14の
表面側(第3図中、上面側〉から熱酸化111417に
至るトレンチを形成し分IIIとしての熱酸化膜18、
ポリシリコン19の埋め込みを行い、熱酸化膜17の周
辺部に分離層(熱酸化れる。この際、第3図中、領域P
2は基板11゜14の端部に位置しているので熱酸化膜
17の全周にわたって分離層(熱酸化膜18、ポリシリ
コン19)を形成する必要がなく、この電気的に分離さ
れる領域(P2)を区切るために必要な箇所に分離層を
形成すればよい。この侵、必要ならばP、。11領域、
Nwell領域等を形成しデバイスにあった電導型、濃
度の9A域を形成することもできる。
これらは、独立にそれぞれ形成することができる。
そして、この各領域Pi、P2.P3に公知の方法でデ
バイス(素子〉の形成及び配線を行い複合化した集積回
路を形成する。本実施例では絶縁体分離された領域P1
.P2にロジック用Pチャネルトランジスタ20.Nチ
ャネルトランジスタ21を形成するとともに、両SiM
板11.14を直接接合した領域P3に縦型パワーMO
Sトランジスタ22を形成した。尚、23はP 拡散領
域、24はN+拡散領域、25はP拡散領域である。又
、この各領域P1〜P3に形成するデバイスは、これ以
外にも自由に作成できることはいうまでもない。
このように本実施例においては、従来の方法においては
工程が複雑で歩留りが低くコストが高くなっていたが、
従来必要だった開基板1,2及びSiO2膜3,4を除
去するためのエツチング、エピタキシャル成長、エピタ
キシャル後の平坦化等の工程を不要にし簡単な工程にて
誘電体分離型複合集積回路装置を製造することができる
こととなる。又、従来の方法ではパワーMOSトランジ
スタ形成部のエピタキシャル層5とSiO2膜3゜4と
の境界領域(ZO)での結晶欠陥に起因する悪影響があ
ったが、本実施例ではエピタキシャル成長を行なわず基
板11に対しては空間16に誘電体を形成しているので
そのような問題は回避される。
尚、この発明は上記実施例に限定されるものでなく、例
えば前記第1図(b)中、1点Iii線で示すように、
酸化雰囲気中での酸化がウェハ全体に均一に進行するよ
うにスクライブラインとなる部分(デバイスとなる部分
の下部でもよい)にエキシマレーザLb等により20〜
100μmの複数個の穴26をあけ酸化雰囲気中での酸
化を行なってもよい。
又、第4図に示すように、高温となるパワートランジス
タ部の冷却を行なうための冷却用通路17を形成しても
よい。これは、その製造工程を示す第5図(a)〜(d
)における同図(b)に示すように凹部13を形成する
ときパワーMO3部(第4図中、P3領域)の凹部13
aをその他の部分より深く形成することにより接合後、
酸化を行なっても中心部に空間部が残されてこの空間部
を冷却用通路27としてもよい。
ざらに、上記実施例ではスチーム中で形成した熱酸化膜
17で誘電体分離を行なったが、他にも例えばガス以外
にも微粒粉体、いわゆるスピンオンガラスに用いる液体
状物体、又はCVD反応により空間16を埋め、熱処理
することにより誘電体分離を行なってもよい。この時、
これらの空間゛16を埋めるためには第6図(a)に示
すように、基板11に対しその凹部13に連通する穴2
8をあけ、開基板11.14を接合する。そして、第6
図(b)に示すように、真空で引き上記誘電体となる物
質29を空間16内に引込む、又は逆に圧力を加えて押
し込むことにより空間16に上記物質29を埋め込むこ
とができる(第6図(C))ざらには、昭和62年8月
27日の電波新聞(第6面)に記載の液体シリコン化合
物を用いれば空間16の埋め込みは比較的容易に行なう
ことができる。
又、上記各実施例においては第1の半導体基板(Si基
板11)にのみ凹部13を形成させたが、第2の半導体
基板(Si基板14)の主表面にのみ凹部を形成したり
、第1及び第2の半導体基板の主表面の両方に凹部を形
成してもよい。
又、使用するSi基板の電導型の構成も上記実圧倒に限
定されることはなく、エピタキシャル層を形成し、又は
不純物の拡散により自由に導電型。
濃度を組合わせて選択することもできる。
発明の効果 以上詳述したようにこの発明によれば、安定的に、かつ
安価な誘電体分離型複合集積回路装・置の製造方法を提
供プることができる優れた効果を発揮する。
集積回路装置の製造工程を説明するための図、第2図は
基板の平面図、第3図は上記工程により形成された誘電
体分離型複合集積回路装置を示す図、第4図は別例の誘
電体分離型複合集積回路装置を示ず図、第5図< a、
 )〜(d>は同じく別例の誘合集積回路装置の製造工
程を説明するための図、第7図(a)〜(e)は従来の
誘電体分離型複合集積回路装置の製造工程を説明するた
めの図、第8図はその従来の方法により形成される誘電
体分離型複合集積回路装置を示す図である。
11は第1の半導体基板としてのSi基板、13は凹部
、14は第2の半導体基板としての81基板、16は空
間、17は誘電体としての熱酸化膜、18は絶縁層とし
ての熱酸化膜、19は絶縁層としてのポリシリコン、2
0はPチャネル1ヘランジスタ、21はNチャネルトラ
ンジスタ、22はパワーMOSトランジスタ。
特許出願人     日本電装 株式会社代 理 人 
    弁理士  恩1)博宣1N5図 (a) (C) (d) @7図 (d) (b)                  (e)h
、I+ (C) (a) (c) (b) 」(嗜こう1さ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  第1又は第2の半導体基板の主表面の少なくともいず
    れか一方に凹部を形成する工程と、 前記第1の半導体基板の主表面と第2の半導体基板の主
    表面を接合する工程と、 前記凹部にて形成される空間に誘電体を形成する工程と
    、 前記誘電体に対し電気的に分離される領域を区切るため
    の分離層を形成する工程と、 前記分離層にて分離された各領域に素子を形成する工程
    と を備えることを特徴とする誘電体分離型複合集積回路装
    置の製造方法。
JP62265826A 1987-10-20 1987-10-20 誘電体分離型複合集積回路装置の製造方法 Expired - Lifetime JP2586422B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5223450A (en) * 1990-03-30 1993-06-29 Nippon Soken, Inc. Method of producing semiconductor substrate having dielectric separation region
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