JPH0342698B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は誘電体絶縁分離基板、特に当該基板を
用いた半導体集積回路の製造中に、基板自体に彎
曲を生ずることがない基板構造に関するものであ
る。

誘電体絶縁分離基板は、支持領域に誘電体絶縁
膜を介して複数個のシリコン単結晶島領域を支持
した構造を有したもので、高耐圧を有しているこ
と、寄生容量が小さいことなどから、多く利用さ
れている。

支持領域とシリコン単結晶島領域の熱膨張係数
の差のため、製造された基板は彎曲していること
が多い。基板が彎曲していると、半導体集積回路
を製造するべくホトリソグラフイ技術等を用い
て、各シリコン単結晶島領域に不純物を拡散し、
回路素子を形成し、また、各回路素子をアルミニ
ウム配線で接続する時に、精度が低下し、集積度
が低下する。また、彎曲しているため、処理時に
加わる押圧力によつて、基板が割れる等の問題も
あつた。

支持領域は一般にシリコン多結晶が用いられる
ことが多い。そこで、支持領域中に、例えばシリ
コン酸化膜を介在させて、熱膨張係数差を補償す
る製法を本件出願と同一出願人の出願によつて提
案した（特願昭48−138625号）。

この場合、支持領域の最終層はシリコン多結晶
層であることが望ましい。その理由は、このシリ
コン多結晶層の表面には凹凸が多く出来るが、研
磨すれば水平面が得られ真空チヤツクを適用し
て、処理が容易に行なえるからである。

この場合、この最終シリコン多結晶層の厚さを
どれ位にすれば誘電体絶縁分離基板の彎曲も少な
く、かつ、処理が容易に行なえるかという製法を
提案したのが、同じく同一出願人の出願に係る特
願昭50−54585号である。即ち、基板の全厚さを
ｙ、最終シリコン多結晶の厚さをｘとすれば、ｘ
≦ｙ／40の関係を満足させればよいというもので
ある。このようにすれば、不純物拡散中に最終シ
リコン多結晶層に酸素がドープされても、それに
よる彎曲はほとんど生じないのである。

基板の全厚さｙは一般に400〜500μ程度の場合
が多い。そこで一例として400μであつたとする。

シリコン多結晶層とシリコン酸化膜は、上記特
願昭48−138625号によれば、気相成長技術を用い
て作られるが、この気相成長技術は量産ベースで
現段階では最終レベルで±５％が厚さ精度の最高
である。

また、研磨する時の平坦度が±10μ程度発生す
る。

従つて、研磨精度としては、±30μがばらつき
の最高精度である。（400μ×５％＋10μ＝30μ） 特願昭50−54585号に従つて、最終シリコン多
結晶層の厚さｘを求めると、ｘは15μ程度でなけ
ればならないが、上記したように、現段階では加
工精度が±30μであるため、彎曲が少ない基板を
得ることは不可能である。

それゆえ、本発明の目的は、彎曲が少ない基板
を提供することにある。

上記目的を達成する本発明の特徴とするところ
は、最終シリコン多結晶層近くにおいては、シリ
コン多結晶層とシリコン酸化膜（一例）の交互積
層ピツチを他の部分より細かくすることにある。

シリコン多結晶層自体は公知の気相成長技術に
よつて、一層について、約10μ程度の薄さで形成
することができる。

そこで、ピツチを細かくするシリコン多結晶層
を例えば一層の厚さを10μとすると、このような
シリコン多結晶層を３層設ける。そうすると、少
なくとも、この３層で30μ以上が得られることに
なる。前記したように、研磨精度が30μとする
と、研磨面は、このピツチを細かくされた３層に
よつて形成されることになる。一方、各シリコン
多結晶層についてみればその厚さは各々10μであ
るから、前記特願昭50−54585号によつて得られ
る最外層が持つべき厚さｘ、即ち15μより小さく
なつており、特願昭50−54585号に示された発明
を充分に満足することになり、以後、回路素子形
成のために、不純物を拡散して、これらシリコン
多結晶層に酸素が侵入しても、基板には彎曲がほ
とんど起らないことになる。

以下、図面に基づいて、本発明を説明する。

図において、１はシリコン単結晶基板であり、
先ず、分離溝２が、格子状に形成される。次に、
上側主表面上にシリコン酸化膜３が形成される。
シリコン酸化膜３は誘電体膜として用いられるの
である。その上に、前記の特願昭48−138625号に
示された技術に従つて、シリコン多結晶層４とシ
リコン酸化膜５の交互積層体を支持領域として形
成する。交互積層数は本出願と同一出願人の出願
に係る特願昭49−141555号に示された技術に従つ
て３〜12とすると良いが、当実施例ではシリコン
多結晶層を11層としている。

シリコン酸化膜３の方から数えて８層までのシ
リコン多結晶層４ａ〜４ｈは残りのシリコン多結
晶層４ｉ〜４ｋに較べて厚くなつている。一例と
してシリコン多結晶層４ａ〜４ｈは約50μであ
り、シリコン多結晶層４ｉ〜４ｋは10μである。
各シリコン酸化膜５は同一厚さとする。

研磨精度を30μとする。真空チヤツク等による
処理のため、最終シリコン多結晶層４ｋを研磨す
る場合、シリコン単結晶基板１の下面が研磨台に
接着される。上記特願昭49−141555号に従つて得
られたもので、図示する複合体では、彎曲がほと
んどない。

図示の複合体の研磨を上側より行なうと、研磨
精度の都合から、一点鎖線で示す研磨面の差が複
合材の両側で計測して30μ出たとする。

研磨面の差が30μ出たとしても、シリコン多結
晶層４ｉ〜４ｋが研磨によつて露出する全厚さは
10μである。これは、各々の厚さに相当する。つ
まり、露出する各シリコン多結晶層４ｉ〜４ｋは
最大10μの厚さであるので、前記の特願昭50−
54585号に示された技術に従つて、露出する最外
層シリコン多結晶層の厚さはｘ≦ｙ／40の関係を
満足させることが可能になる。

支持領域が研磨されたら、それによつて出来た
研磨面を研磨台に接着して、今度はシリコン単結
晶基板１を二点鎖線で示す位置まで研磨する。こ
の研磨によつて、シリコン多結晶層１ａ〜１ｃが
得られる。また、この研磨によつて得られた複合
材、即ち誘電体分離絶縁基板１０が上記のｘ≦
ｙ／40を満足すれば良いのである。

各シリコン単結晶島領域１ａ〜１ｃに酸素を含
む雰囲気中で不純物を拡散して回路素子が形成さ
れるが、この時、シリコン多結晶層４ｉ〜４ｋに
酸素が侵入する。この侵入に基づく楔作用によ
り、誘電体分離基板１０は彎曲させられるような
力を受けるが、各シリコン多結晶層４ｉ〜４ｋの
厚さは10μであるので、彎曲させる力は微々たる
ものであり、誘電体分離基板１０には彎曲がほと
んど生じない。

各種の熱処理工程において、誘電体分離基板１
０は彎曲が生ぜず、従つて、マスク等、加工用治
具を誘電体分離基板１０に全面的に隙間なく密着
させることが可能であるので、加工精度は大幅に
向上する。

上記実施例で用いた数値は、一例である。即
ち、製作しようとする誘電体分離基板の厚さ、径
によつて変更することは自由である。

各シリコン単結晶島領域の形成法自体は、特に
制限を受けない。例えば、エツチングによつて形
成しても良い。形状も制限されない。

以上明らかにしたように、本発明誘電体絶縁分
離基板を用いて半導体集積回路を製造すれば、そ
の製造工程中において基板の彎曲は生じないの
で、所望の半導体集積回路を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例になる誘電体絶縁分離
基板の製造工程中における断面図である。 １……シリコン単結晶基板、１ａ〜１ｃ……シ
リコン単結晶島領域、２……分離溝、３……シリ
コン酸化膜、４ａ〜４ｋ……シリコン多結晶層、
５……シリコン酸化膜、１０……誘電体絶縁分離
基板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複数個のシリコン単結晶島領域を誘電体絶縁
   膜を介して支持領域で支持しており、上記支持領
   域がシリコン単結晶層とシリコン多結晶層の熱膨
   張係数の差を補償する膜とシリコン多結晶層を交
   互に積層したものでシリコン単結晶島領域と反対
   側の最終層がシリコン多結晶層である誘電体絶縁
   分離基板において、最終シリコン多結晶層側の複
   数層のシリコン多結晶層は他のシリコン多結晶層
   より薄く、それぞれは誘電体絶縁分離基板の全厚
   さをｙとするとき、ｘ≦ｙ／40を満す厚さｘを有
   し、かつそれぞれの厚さの和が最終シリコン多結
   晶層に対する研磨の精度を長さで示した時の数値
   より大きいことを特徴とする誘電体絶縁分離基
   板。