JPH0332232B2 - - Google Patents

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JPH0332232B2
JPH0332232B2 JP57052774A JP5277482A JPH0332232B2 JP H0332232 B2 JPH0332232 B2 JP H0332232B2 JP 57052774 A JP57052774 A JP 57052774A JP 5277482 A JP5277482 A JP 5277482A JP H0332232 B2 JPH0332232 B2 JP H0332232B2
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JP
Japan
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film
substrate
semiconductor device
silicon
region
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JP57052774A
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JPS58169964A (ja
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Nobuo Sasaki
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body

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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は半導体装置、特にサフアイア基板上に
シリコン膜をヘテロ成長し該シリコン膜を用いた
半導体装置の改良に関するものである。
(b) 技術の背景 サフアイア基板上にシリコン膜をヘテロエピタ
キシヤル成長させ、該シリコン膜中にN型または
P型の不純物を導入して該サフアイア基板上に
MOS型の半導体装置を形成したSOS型トランジ
スタは基板がサフアイアの絶縁体で形成されてい
るので素子間を結合する配線の浮遊容量が少ない
ので広く用いられている。
(c) 従来技術と問題点 このようにシリコン膜中に半導体素子形成用不
純物を導入して半導体素子をサフアイア基板上に
多数形成した従来の構造の半導体装置の平面図を
第1図にその従来の製造方法を第2図より第5図
までを用いて説明する。
まず第1図に示すようにサフアイア基板上には
シリコン膜2がヘテロエピタキシヤル成長法によ
り形成され、このSi膜の一部が酸化されて形成さ
れた枠状のSiO2膜3の内部の島状のSi膜2Aの
内部に半導体素子形成用不純物が導入され、その
部分にMOS型のトランジスタ等の半導体素子が
形成されるようになつている。
このような半導体装置を製造するには、まず第
2図に示すようにサフアイア基板1上にCVD法
によつてSi膜を形成後その上に窒化Si(Si3N4)膜
を形成して、更にその上にホトレジスト膜を塗布
後該ホトレジスト膜をフオトリソグラフイ法によ
つて所定のパターンに形成する。その後該ホトレ
ジスト膜をマスクとしてりん酸(H3PO4)を用
いてSi3N4膜を所定パターンに成形後該Si3N4
をマスクとして四弗化炭素(CF4)ガスを用いて
プラズマエツチング法によりSi膜を所定のパター
ンに形成する。図で2Bはこのようにして形成さ
れたSi膜で、4はパターニングされたSi3N4膜を
示す。
次いで第3図に示すようにSi3N4膜4をマスク
として該基板を加熱してSi膜2Bの周囲にSiO2
膜3を熱酸化によつて形成する。
その後Si3N4膜4をH3PO4でエツチングして除
去し、その後Si膜2BをCF4を反応ガスとしてプ
ラズマエツチングして除去し第4図に示すように
所定のパターンのSiO2膜3が基板1上に形成さ
れた状態にする。
次に第5図に示すようにSiO2膜3で画定され
た領域内へSi膜2を埋設するようにCVD法によ
つて形成する。この時、サフアイア上にはSiが成
長するが、幅の狭いSiO2膜3の上にはSiが成長
しないので平坦な状態となる。そしてこの枠状の
SiO2膜3で画定された領域内へ半導体素子を形
成するようにしていた。
しかしこのような状態においては素子間分離用
のSiO2膜3の巾寸法が非常に狭いため、例えば
素子を形成した基板の周辺部のボンデイングパツ
ド形成領域や配線領域で必要となる大面積のフイ
ールド領域が容易に形成できないといつた欠点が
ある。
ところで一般にサフアイア等の絶縁物上にエピ
タキシヤル成長させた大面積のSi層の表面に酸化
膜をつけて、フイールド領域とした場合にはその
上に形成した素子間を接続するAlの配線膜とSi
層の間に大きい配線容量が発生し、そのため形成
される素子の特性が劣化する欠点を生じていた。
(d) 発明の目的 本発明は上述した欠点を除去し、幅の狭いアイ
ソレーシヨン領域とSi酸化膜上に形成される配線
の配線容量が小さくかつ大面積のフイールド領域
を兼ね備えて形成され、パターンの設計の自由度
を増大せしめた半導体装置の提供を目的とするも
のである。
(e) 発明の構成 かかる目的を達成するための本発明の半導体装
置はサフアイア基板上に素子形成用の活性領域と
素子間分離用のフイールド領域を有し、前記活性
領域は、前記基板上に形成され、導電性を有する
不純物が導入されたシリコン膜からなり、前記フ
イールド領域は、前記基板上に形成され、互いに
電気的に独立で、且つそれぞれノンドープの複数
のシリコン島状領域と、前記複数のシリコン島状
領域の間及びその上に形成された絶縁膜と、前記
絶縁膜上に設けられた配線層からなることを特徴
とする。
(f) 発明の実施例 以下図面を用いて本発明の半導体装置の一実施
例につき詳細に説明する。第6図a,bは本発明
の半導体装置の平面図及び断面図で第7図より第
15図までは該半導体装置の製造方法を示す断面
図である。
まず第6図bのD−D′ラインでの切断面を第
6図aに平面図で示すように、本発明の半導体装
置は、サフアイア基板上に素子形成用の活性領域
Aと素子間分離用のフイールド領域Bを有してお
り、第6図aのC−C′ラインでの切断面を第6図
bに断面図で示すように、前記活性領域Aは、前
記基板上に形成され、導電性を有する不純物が導
入されたシリコン膜からなり、前記フイールド領
域Bは、前記基板上に形成され、互いに電気的に
独立で、且つそれぞれノンドープの複数のシリコ
ン島状領域と、前記複数のシリコン島状領域の間
及びその上に形成された絶縁膜と、前記絶縁膜上
に設けられた配線層からなつている。即ち、第6
図bに示すようにサフアイア基板11上にシリコ
ン膜12がCVD法によつてヘテロエピタキシヤ
ル成長され該シリコン膜にN型の不純物のAs原
子等が導入されてMOS型半導体装置のソース領
域13およびドレイン領域14が形成されてい
る。一方、該ソース領域13およびドレイン領域
14上にはゲートSiO2膜15を介してポリシリ
コンをパターニングしたゲート電極16が形成さ
れている。ここで、配線をその上に形成するため
のフイールド領域が前述のサフアイア基板上に形
成した不純物を添加しない比抵抗100Ωcm以上の
シリコン膜12A,12B,12C,12Dを島
状に包含した絶縁用SiO2膜17によつて形成さ
れている。このように高抵抗の不純物の導入され
ていないシリコン膜12A,12B,12C,1
2Dを形成することで該シリコン膜12A,12
B,12C,12D上にPSG膜18を介して形
成され素子間を接続するAlの配線膜19と基板
間の浮遊容量が各々のシリコン膜12A,12
B,12C,12Dによつて分離され、この分断
されたSi膜において12A,12B,12C,1
2Dにより基板とAl配線膜との浮遊容量が分断
される。そしてあたかもそれらの分断された浮遊
容量が直列に結合した状態になるため全体として
の絶縁分離帯上のAl配線膜と基板間の容量が低
下することになる。
またこのように素子間分離用絶縁膜17の内部
に不純物を添加していない高抵抗のSi膜12A,
12B,12C,12Dを島状に配列することで
素子間分離用のSiO2膜が好みの寸法に大面積で
自由な寸法で容易に得られパターン設計の自由度
が大巾に向上する。
このような半導体装置を形成する方法について
述べるとまず第7図に示すようにサフアイア基板
11上にSi膜12を厚さ0.6μmでCVD法によつて
形成しその上にSi3N4膜20をCVD法により形成
する。
次に該基板上にホトレジスト膜を塗布後、該ホ
トレジスト膜を所定のパターンにホトリソグラフ
イ法で形成したのち、該パターニングせるレジス
ト膜をマスクとして下部のSi3N4膜を所定のパタ
ーンにH3PO4にてエツチングして形成し、その
後第8図のように該パターニングせるSi3N4膜2
0Aをマスクとして下部のSi膜12を所定のパタ
ーンにプラズマエツチングにより形成する。図で
12E,12F,12G,12Hはこのようにし
て形成されたSi膜である。
その後該基板を加熱してSi3N4膜20Aをマス
クとし第9図のようにSi膜12E,12F,12
G,12Hの周辺部に熱酸化によりSiO2膜21
を形成する。次いでCF4ガスを反応ガスとしたプ
ラズマエツチング法によりSi3N420Aを除去し
てからSi膜12E,12F,12G,12Hをや
はりCF4ガスを反応ガスとしたプラズマエツチン
グ法あるいはフツ酸と硝酸の混液にて除去する。
第10図はこのようにして形成されたSiO2
21がサフアイア基板11上に所定のパターンで
形成されている状態を示す。
次いで第11図に示すようにサフアイア基板上
に所定のパターンで形成されているSiO2膜で画
定された領域内にSi膜をCVD法で埋設するよう
にして形成する。このとき、SiはSiO2膜21の
上には成長しないので第11図のような平坦な構
造となるので22A,22B,22C,22D,
22E,22Fはこのようにして形成されたSi膜
である。
その後第12図に示すように該基板の表面を酸
化して、基板表面の全体に亘つてSiO2膜23を
均一に形成する。
その後第13図に示すようにCVD法によつて
MOS型トランジスタのゲート電極となるポリSi
膜24を基板上に形成したのち、その上にホトレ
ジスト膜を塗布後、該ホトレジスト膜をホトリソ
グラフイ法、プラズマエツチング法によつて所定
のパターンに形成する図で25はこのようにして
形成されたホトレジスト膜である。その後ホトレ
ジスト膜25をマスクとしてプラズマエツチング
によりSi膜24をエツチングして第14図に示す
ポリゲート電極24Aを形成する。
次いで第14図に示すようにホトレジスト膜を
基板上に塗布後、ホトリソグラフイ法、プラズマ
エツチング法で所定パターンに形成し図の26の
ようにパターニングしたレジスト膜を形成後、該
レジスト膜26、および前述のゲート電極24A
をマスクとして基板上にAs原子を矢印のように
イオン注入してソース領域27、およびドレイン
領域28を形成する。
次いで第15図に示すように基板上にPSG膜
29をCVD法によつて形成したのち、形成され
るMOSトランジスタのソース領域27、ドレイ
ン領域28と接続をとるための接続用孔30をホ
トリソグラフイ法、プラズマエツチング法を用い
て開孔して形成する。
その後図示しないが基板にAlの配線膜を蒸着
によつて形成したのち、該Alの配線膜をホトリ
ソグラフイ法およびプラズマエツチング法にて所
定のパターンに形成して第6図に示したような半
導体装置を完成する。
(g) 発明の効果 以上述べたように本発明の半導体装置によれば
素子間分離用の配線膜が所定の寸法で容易に形成
され素子形成のパターンの設計の自由度が向上し
また該配線膜を形成することで基板上に形成され
る半導体装置の浮遊容量が減少し高信頼度の半導
体装置が得られる利点を生じる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置の平面図、第2図よ
り第5図までは従来の半導体装置の製造工程を示
す図、第6図a及びbは本発明の半導体装置の平
面図及び断面図、第7図より第15図までは本発
明の半導体装置の製造工程を示す断面図である。 図において、Aは活性領域、Bは素子分離領
域、1,11はサフアイア基板、2,2A,2
B,12,12A,12B,12C,12D,1
2E,12F,12G,12H,22A,22
B,22C,22D,22E,22F,24はシ
リコン膜、3,15,17,21,23はSiO2
膜、4,20,20AはSi3N4膜、13,27は
ソース領域、14,28はドレイン領域、16,
24Aはゲート電極、18,29はPSG膜、1
9はAl配線膜、25,26はホトレジスト膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 サフアイア基板上に素子形成用の活性領域と
    素子間分離用のフイールド領域を有し、 前記活性領域は、前記基板上に形成され、導電
    性を有する不純物が導入されたシリコン膜からな
    り、 前記フイールド領域は、前記基板上に形成さ
    れ、互いに電気的に独立で、且つそれぞれノンド
    ープの複数のシリコン島状領域と、前記複数のシ
    リコン島状領域の間及びその上に形成された絶縁
    膜と、前記絶縁膜上に設けられた配線層からなる
    ことを特徴とする半導体装置。
JP5277482A 1982-03-30 1982-03-30 半導体装置 Granted JPS58169964A (ja)

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JP5277482A JPS58169964A (ja) 1982-03-30 1982-03-30 半導体装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61204962A (ja) * 1985-03-08 1986-09-11 Seiko Instr & Electronics Ltd Cmosの製造方法
JPH02308553A (ja) * 1989-05-23 1990-12-21 Fujitsu Ltd Soi型半導体装置

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