JPH01233735A - 誘電体分離型半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野コ この発明は誘電体分離型半導体装置の製造方法に関し、
とくにその製造方法の工程中に行われる分離された単結
晶半導体島の形成精度判定方法に関するものである。

［従来の技術］ 第５図（ａ）〜（ｄ）は従来の誘電体分離構造を有する
集積回路用の半導体装置の製造方法を示す断面工程図で
ある。（ａ）〜（ｄ）の工程回顧に、形成方法とその状
態を説明する。

まず、第５図（ａ）において、１１は表面を（１００）
面とする単結晶Ｓ１のウェーハであり、その表面に酸化
膜１２をホトリソエツチング技術によりパターニング形
成し、そののち異方性エツチング技術を用いて底部の頂
角が７０．６°のＶ溝１３を形成する。

次に第５図（ｂ）に示すように表面全体に酸化膜１２ａ
を形成したのち気相生長技術を用いて多結晶３１層１４
を形成する。この状態で単結晶Ｓｉウェーハ】ｌをその
裏面からＶ溝１３の先端が露出するまで（図中Ａ−Ａ’
　ラインで示す位置まで）研磨除去する。

第５図（ｃ）は、（ｂ）工程後の全体を１８０°回転し
て示したもので、酸化膜１２ａすなわち誘電体層で分離
された単結晶Ｓｉ島１５が形成された状態である。

おわりに、第５図（ｄ）に示す様に通常の拡散技術を用
いて単結晶Ｓｉ島１５領域内に半導体素子１６を形成し
、Ａρ等による電極配線（図示していない）を行なって
、誘電体分離型集積回路装置が多結晶５１１４の基体上
に完成される。

なお、上記第５図（ａ）工程においてＶ溝１３の形成で
説明したような結晶の面方位の差を利用した異方性エツ
チングについては、特公昭４５−１７９Ｈ号公報に開示
されたものがある。そして、この文献においてはＳｉ島
のコーナ部がアンダカットされる現象を防止する方法も
考案されている。すなわち、その方法は上記文献の第１
１図〜第１４図に示されているように、コーナ部にいく
つかの矩形を組合せた幾何模様の保証パターンをあらか
じめ設けることにより、コーナ部のアンダカットを極力
抑制しようとするものである。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、上記のようないずれの誘電体分離法による半導
体装置の製造方法においても、１つの問題として、上記
文献の対策を用いてもなおＶ溝形成の際にＳｉ島のコー
ナ部でアンダカットが生じ、その結果エツチングばらつ
きなどによって完全にアンダカットを防止できない。

また、もう１つの問題としては、かなり厚い多結晶Ｓｉ
層をＶ溝に埋めた上で形成するので、第５図（Ｃ）及び
（ｄ）に示したような基体に反りが発生し、その後研磨
工程において研磨ばらつきが生ずる。

第６図は上記第２の問題に関連して素子形成後に不都合
を生じた素子パターン部を示す模式平面図である。図に
みられるように、表面に現れる単結晶Ｓｉ島１５はコー
ナに丸みを帯び、しかも大きさもばらつきが生じやすく
、素子拡散パターン１８の端が単結晶Ｓｉ島１５の特に
コーナ部において、外壁から設計限界を越え近接したり
、時には、はみ出したりして形成される場合がある。そ
のため、たとえ初期特性を満足しても、品質上問題があ
ることから、ダイス毎に顕微鏡検査による選別を行なっ
ており、多大な工数増となる解決すべき課題があった。

この発明は以上述べた顕微鏡検査によるダイス選別とい
う欠点を除去し、電気的に短時間に選別を行なう方法を
提供することを目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明は誘電体分離型半導体装置の製造方法において
、単結晶Ｓｉ島のコーナ部にコーナカット許容位置を示
す不純物拡散パターンを設け、この拡散パターンの電極
取り出し口を一方は島内領域、他方は上記コーナ部のコ
ーナカット許容位置より取り出し、その導通状態により
素子拡散パターンの配置状態の良否を電気的に判定する
ようにしたものである。

［作用コ この発明においては、単結晶Ｓｉ島のコーナ部にコーナ
カット許容位置を通過する不純物拡散パターンを設けた
ので、コーナ部のアンダカット（オーバエツチング）に
よって単結晶Ｓｉ島の寸法が小さくなりコーナ部におい
て素子形成の拡散層がはみ出した状態のとき、１チツプ
内に多数個存在する単結晶Ｓｉ島の少くとも１個の島に
設けた拡散パターンを用いて、拡散パターン間め導通状
態から、目視によらず電気的に拡散層の位置状態の可否
を判定できる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例について図面にもとづいて説明
する。

第１図（ａ）　、　（ｂ）はこの発明の一実施例を示す
製造方法の平面図により要部説明図である。なお、第１
図の実施例の説明の都合上、第２図〜第４図に示す補足
図面を用いることとする。

ここで、第２図は単結晶Ｓｉ島と素子拡散パターンとの
位置関係を示す平面図である。第３図は拡散パターンの
形成方法を示す要部断面図である。

また、第４図（ａ）　、　（ｂ）は拡散パターンと誘電
体絶縁分離膜のコーナ部と拡散パターンの位置関係を説
明する平面図である。

まず、第１図（ａ）において、１５は誘電体膜の酸化膜
１２ａにより図示しない他の島より分離された単結晶Ｓ
ｉ島（以下島と略す）であり、前記従来例で説明した第
３図（ａ）〜（ｅ）と同様の方法で作成する。

次に、通常のホトリソエツチング技術、拡散技術を用い
て半導体素子を従来同様の方法で形成するが、その際こ
の発明を組入れるために選定した島１５のコーナ部４カ
所に第１図（ａ）で示すような拡散パターン１９を形成
する。ここで、拡散パターン１９の島の内側にあたる線
（図中ａ−ａ’の線）は、所望するコーナカット許容点
上を必ず通るような線にする。例えば半導体素子の拡散
パターンが、島からはみ出すとＮＧという判定基準の場
合、第２図に示すように、最も島１５壁側にあたる拡散
コーナ点（図中点線丸印部内）と同じ位置関係上に第１
図のａ−ａ’線がくるようにする。又拡散パターン１９
の形成は、上記した最も島壁側にあたる半導体素子の拡
散パターン１８の形成時と同一工程で形成するのがマス
ク合せズレ等もカバーできるため望ましく島１５の中央
部にも同時に拡散パターン１９ａを形成しておくのが望
ましい。この中央部の拡散パターン１９を形成しないと
、フィールド上の酸化膜厚差が大となり後のコンタクト
穴開口工程において煩瑣となるからである。

次に、電極取出しのためのコンタクト穴開口工程におい
て、拡散パターン１９上に後記する第３図に示すコンタ
クト穴２３を開口しＡ１等の電極２０を配線し、第１図
（ｂ）の状態を得る。この際コーナ部の拡散パターン４
カ所のコンタクト穴２３の端は少なくとも第１図（ａ）
で示したａ−ａ’綿線上あるようにする。その方法とし
ては、例えば、第３図に示すように拡散パターン１９よ
り少し大きめのコンタクト穴２３開孔用レジストマスク
２２を使用し、拡散部とフィールド部の酸化膜２１の厚
み差を利用すれば拡散端オンライン上にコンタクト穴２
３を開口することができる。その後は、パシベーション
膜形成等の工程をへてウエーノ＼上に半導体装置が完成
される。

このようにして完成されたウェー／％は、通常特性判定
のため、ブロービングが行なわれるが、その際第１図（
ｂ）におけるコーナ部のＡｌ電極２０と島中央部に形成
したＡＮ２０ａ電極とをあたりその電気特性により島精
度の判定を行なう。例えば第４図（ａ）のように拡散パ
ターン１９が島１５よりはみ出した状態にある場合オー
ブン状態を示し、（ｂ）図のように島１５にかかつてい
る場合はオーブン以外の特性を示すことになり、本実施
例の場合、コーナ４カ所の内１カ所でもオーブン状態を
示せば素子パターンにおいても島１５からはみ出した部
分があることを意味しＮＧ（不良）と判定することにな
る。

以上説明したように、この実施例に示した製造方法にお
いては、前記従来例の説明に示した文献におけるオーバ
エツチングの防止方法を採用してもなお発生するコーナ
部のアンダカットによりシリコン島の寸法が小さくなっ
て、コーナ部において素子形成のための拡散層がはみ出
した場合、このはみ出しを目視によらず、電気的に検出
することができるようにした拡散パターンを、１チツプ
内に多数個有する島の少くとも１個の島に配置する工程
を有するものである。この場合、その拡散パターンは、
島のパターンが矩形であれば、４隅に配置した拡散パタ
ーンとこの拡散パターンから引出された電極とを含み、
誘電体膜で囲まれた島とこの引出された電極の各々とを
プロービングした場合、無限大の抵抗を示す場合は不良
（上記ＮＧ）、他の場合は良品として判定するものであ
る。

したがって、ｎ型の島にｎ型の不純物の拡散パターンを
形成してもよく、またｐ型の不純物による拡散パターン
を形成しても構わないものである。

そして、１チツプ内に適当に分布される所々の島にこの
ようなプローブ用の拡散パターンを形成しておけば、面
内ばらつきによる島形状の良・不良の検出精度は向上す
ることとなる。

なお上記実施例では島の中央部に拡散パターンを設けた
場合について説明したが、この拡散パターンは必ずしも
島内に形成しなくてもよく、例えばコーナ部の拡散パタ
ーンと島との導電状態から判定する方法によっても同様
な目的及び効果を得ることができる。

［発明の効果コ 以上詳細に説明したように本発明によれば、島の最終形
成状態を電気的に判定できるような判定用の拡散パター
ンを有する島を設けたので、従来顕微鏡作業にたよって
いた選別が単に目視に頼ることなく、電気的に短時間に
しかも、ブロービング時に自動的にできることから判定
の正確さも増し、その効果として工数削減ばかりでなく
品質向上への寄与は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）　、　（ｂ）はこの発明の一実施例を示す
製造方法の平面要部説明図、第２図は単結晶Ｓｉ島と素
子拡散パターンとの位置関係を示す平面説明図、第３図
は拡散パターンの形成方法の一部を示す要部断面図、第
４図（ａ）　、　（ｂ）は拡散パターンと誘電体分離絶
縁膜のコーナ部の位置関係を説明する平面図、第５図（
ａ）〜（ｄ）は従来の誘電体分離方法による集積回路半
導体装置の製造工程図、第６図は素子形成後に不都合を
生じた素子パターン部の模式平面図である。 図において、１１は単結晶８１基板（基板）、１２は酸
化膜、１２ａは誘電体分離構造の酸化膜、１３はＶ溝、
１４は多結晶Ｓｌ、　１５は単結晶８１島（基板１１と
同一部分）、１６は半導体素子、１８は素子拡散パター
ン、１９．　１９ａは拡散パターン、２０はＡΩ電極、
２１は酸化膜、２２はレジストパターン、２３はコンタ
クト穴である。 手続補正書（自発）６３．’＋’、、　１９昭和　　年
　　月　　日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　単結晶半導体基板の表面にＶ字型の溝を形成し、この
   Ｖ字型の溝を含む単結晶半導体表面に酸化膜を形成し、
   この酸化膜上に多結晶半導体層を形成し、上記単結晶半
   導体基板を裏面より研磨して複数個の単結晶半導体島を
   形成し、この単結晶島領域に半導体素子を形成してなる
   誘電体分離型半導体装置の製造方法において、 上記半導体素子形成時に、選定された少くとも１個の上
   記単結晶半導体島のコーナ部に、このコーナ部の所定の
   コーナカット許容点上を内側端縁の線が通過するように
   位置する拡散パターンを形成する工程と、 この拡散パターンと、上記単結晶半導体島内部よりそれ
   ぞれ電極取出し用のコンタクト穴を開口して電極を形成
   する工程と、 上記単結晶半導体島内部の電極と上記コーナ部の電極を
   用いた電気特性状態により、上記単結晶半導体島形成精
   度の選別判定を行なう工程とを有することを特徴とする
   誘電体分離型半導体装置の製造方法。