JPH04245473A - 半導体集積回路およびその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路およびその製造方法Info
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- JPH04245473A JPH04245473A JP3010172A JP1017291A JPH04245473A JP H04245473 A JPH04245473 A JP H04245473A JP 3010172 A JP3010172 A JP 3010172A JP 1017291 A JP1017291 A JP 1017291A JP H04245473 A JPH04245473 A JP H04245473A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体集積回路およびそ
の製造方法、特に誘電体分離構造の半導体集積回路およ
びその製造方法に関する。
の製造方法、特に誘電体分離構造の半導体集積回路およ
びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】誘電体分離構造を有する半導体集積回路
は、例えばIEDM’89の821頁〜824頁に“H
ALF−MICRON CMOS ON ULT
RA−THIN SILICON ON INS
ULATOR”に記載されている。図9乃至図16を参
照して従来の誘電体分離構造を有する半導体集積回路お
よびその製造方法を説明する。
は、例えばIEDM’89の821頁〜824頁に“H
ALF−MICRON CMOS ON ULT
RA−THIN SILICON ON INS
ULATOR”に記載されている。図9乃至図16を参
照して従来の誘電体分離構造を有する半導体集積回路お
よびその製造方法を説明する。
【0003】先ず図9において、P型シリコン単結晶半
導体基板(51)の一主面にシリコン酸化膜(52)を
形成する。次に図10において、エッチングする領域上
のシリコン酸化膜(52)を選択的にエッチング除去し
、シリコン酸化膜(52)をマスクとしてシリコン半導
体基板(51)を異方性エッチングして溝(53)を形
成し、所望の半導体領域(57)を形成する。
導体基板(51)の一主面にシリコン酸化膜(52)を
形成する。次に図10において、エッチングする領域上
のシリコン酸化膜(52)を選択的にエッチング除去し
、シリコン酸化膜(52)をマスクとしてシリコン半導
体基板(51)を異方性エッチングして溝(53)を形
成し、所望の半導体領域(57)を形成する。
【0004】次に図11において、マスクとして用いた
シリコン酸化膜(52)をウェットエッチングして除去
し、半導体基板(51)全面に絶縁分離用のシリコン酸
化膜(54)を熱酸化により形成する。次に図12にお
いて、絶縁分離用のシリコン酸化膜(54)上にCVD
シリコン膜(55)を厚く付着し、溝(53)を少くと
もCVDシリコン膜(55)で埋める。
シリコン酸化膜(52)をウェットエッチングして除去
し、半導体基板(51)全面に絶縁分離用のシリコン酸
化膜(54)を熱酸化により形成する。次に図12にお
いて、絶縁分離用のシリコン酸化膜(54)上にCVD
シリコン膜(55)を厚く付着し、溝(53)を少くと
もCVDシリコン膜(55)で埋める。
【0005】次に図13において、CVDシリコン膜(
55)の表面を鏡面研磨し、平坦な主面を形成する。 次に図14において、CVDシリコン膜(55)の表面
に支持用のP型シリコン単結晶の鏡面ウェハー(56)
を接合する。その後図15において、半導体基板(51
)をシリコン酸化膜(54)まで研削、研磨して、溝(
53)で分離された半導体領域(57)を島状に形成す
る。この半導体領域(57)は絶縁分離用のシリコン酸
化膜(54)で上面を除く周囲を囲まれ、電気的に絶縁
されている。
55)の表面を鏡面研磨し、平坦な主面を形成する。 次に図14において、CVDシリコン膜(55)の表面
に支持用のP型シリコン単結晶の鏡面ウェハー(56)
を接合する。その後図15において、半導体基板(51
)をシリコン酸化膜(54)まで研削、研磨して、溝(
53)で分離された半導体領域(57)を島状に形成す
る。この半導体領域(57)は絶縁分離用のシリコン酸
化膜(54)で上面を除く周囲を囲まれ、電気的に絶縁
されている。
【0006】図16において、半導体領域(57)内に
所望の半導体素子が形成される。即ち、P型の半導体領
域(57)内に離間してN+型のソースドレイン領域(
58)(59)を形成し、チャンネル領域(60)上に
ゲート酸化膜(61)を介してシリコンゲート電極(6
2)を形成すると、Nチャンネル型のMOSトランジス
タとなる。またP型半導体領域(57)をN型化すれば
、同様にPチャンネル型のMOSトランジスタが形成さ
れる。
所望の半導体素子が形成される。即ち、P型の半導体領
域(57)内に離間してN+型のソースドレイン領域(
58)(59)を形成し、チャンネル領域(60)上に
ゲート酸化膜(61)を介してシリコンゲート電極(6
2)を形成すると、Nチャンネル型のMOSトランジス
タとなる。またP型半導体領域(57)をN型化すれば
、同様にPチャンネル型のMOSトランジスタが形成さ
れる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】斯上した従来の誘電体
分離構造の半導体集積回路では、半導体領域(57)が
電気的にフローティングとなるので、半導体領域(57
)内にMOSトランジスタを形成する場合、ドレインソ
ース間ブレークダウン電圧が低下し、またホットキャリ
ア耐圧も劣化する問題点を有していた。
分離構造の半導体集積回路では、半導体領域(57)が
電気的にフローティングとなるので、半導体領域(57
)内にMOSトランジスタを形成する場合、ドレインソ
ース間ブレークダウン電圧が低下し、またホットキャリ
ア耐圧も劣化する問題点を有していた。
【0008】また製造方法上も半導体領域(57)を絶
縁分離用のシリコン酸化膜で囲むので、半導体領域(5
7)をフローティングする方法しかない問題点を有して
いた。
縁分離用のシリコン酸化膜で囲むので、半導体領域(5
7)をフローティングする方法しかない問題点を有して
いた。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明は斯上した問題点
に鑑みてなされ、半導体素子を形成する半導体領域を囲
む酸化膜層に孔を設けポリシリコン層を介して支持用の
半導体ウェハを接続することにより、従来の問題点を解
決した半導体集積回路およびその製造方法を実現するも
のである。
に鑑みてなされ、半導体素子を形成する半導体領域を囲
む酸化膜層に孔を設けポリシリコン層を介して支持用の
半導体ウェハを接続することにより、従来の問題点を解
決した半導体集積回路およびその製造方法を実現するも
のである。
【0010】
【作用】従って本発明に依れば、半導体領域を囲む酸化
膜層に孔を設け、この孔を用いてポリシリコン層を介し
て支持用半導体ウェハと電気的に接続するので、半導体
領域を電気的にフローティングすることのない半導体集
積回路が得られる。また従来のCVD酸化膜の代りにポ
リシリコン層を用いることにより従来とほぼ同等の工程
数でその製造方法を実現できる。
膜層に孔を設け、この孔を用いてポリシリコン層を介し
て支持用半導体ウェハと電気的に接続するので、半導体
領域を電気的にフローティングすることのない半導体集
積回路が得られる。また従来のCVD酸化膜の代りにポ
リシリコン層を用いることにより従来とほぼ同等の工程
数でその製造方法を実現できる。
【0011】
【実施例】以下に図1乃至図8を参照して本発明の一実
施例を詳述する。先ず図1において、P型シリコン単結
晶半導体基板(1)の一主面に熱酸化によりシリコン酸
化膜(2)を形成する。次に図2において、予定の半導
体領域(7)を除く半導体基板(1)上のシリコン酸化
膜(2)を選択的にエッチング除去し、残存するシリコ
ン酸化膜(2)をマスクとして半導体基板(1)を異方
性エッチングして、約1000Åの深さの溝(3)を形
成する。
施例を詳述する。先ず図1において、P型シリコン単結
晶半導体基板(1)の一主面に熱酸化によりシリコン酸
化膜(2)を形成する。次に図2において、予定の半導
体領域(7)を除く半導体基板(1)上のシリコン酸化
膜(2)を選択的にエッチング除去し、残存するシリコ
ン酸化膜(2)をマスクとして半導体基板(1)を異方
性エッチングして、約1000Åの深さの溝(3)を形
成する。
【0012】次に図3において、シリコン酸化膜(2)
をウェットエッチングにより除去する。次に図4におい
て、半導体基板(1)全面に熱酸化により絶縁分離用の
シリコン酸化膜(4)を約500Åの厚みに形成し、更
にその上に高温CVDシリコン酸化膜(以下HTO膜と
いう)(5)を約4500Åの厚みに付着する。このH
TO膜(5)は溝(3)を充填する働きを有する。
をウェットエッチングにより除去する。次に図4におい
て、半導体基板(1)全面に熱酸化により絶縁分離用の
シリコン酸化膜(4)を約500Åの厚みに形成し、更
にその上に高温CVDシリコン酸化膜(以下HTO膜と
いう)(5)を約4500Åの厚みに付着する。このH
TO膜(5)は溝(3)を充填する働きを有する。
【0013】次に図5において、半導体領域(1)上の
シリコン酸化膜(4)およびHTO膜(5)に選択エッ
チングにより孔(6)を形成し、半導体領域(7)の底
面を露出する。その後、ポリシリコン層(8)をCVD
法により約15000Åの厚みに付着し、この孔(6)
を介して半導体領域(7)とポリシリコン層(8)の電
気的接続ができる。
シリコン酸化膜(4)およびHTO膜(5)に選択エッ
チングにより孔(6)を形成し、半導体領域(7)の底
面を露出する。その後、ポリシリコン層(8)をCVD
法により約15000Åの厚みに付着し、この孔(6)
を介して半導体領域(7)とポリシリコン層(8)の電
気的接続ができる。
【0014】続いてポリシリコン層(8)表面を熱酸化
して約500Åの酸化膜(9)を形成し、更にホトレジ
スト(10)をマスクとしてポリシリコン層(8)にP
ウェル(11)とNウェル(12)を形成する。即ちN
ウェル(12)を形成するときは、Nウェル(12)を
形成する領域を除いてホトレジスト(10)でマスクし
、リンイオン(31P+)を加速電圧160keV、ド
ーズ量1×1013cm−2でイオン注入する。
して約500Åの酸化膜(9)を形成し、更にホトレジ
スト(10)をマスクとしてポリシリコン層(8)にP
ウェル(11)とNウェル(12)を形成する。即ちN
ウェル(12)を形成するときは、Nウェル(12)を
形成する領域を除いてホトレジスト(10)でマスクし
、リンイオン(31P+)を加速電圧160keV、ド
ーズ量1×1013cm−2でイオン注入する。
【0015】Pウェル(11)を形成するときは、同様
にPウェル(11)を形成する領域を除いてホトレジス
ト(10)でマスクし、ボロンイオン(11B+)を加
速電圧80keV、ドーズ量5×1012cm−2でイ
オン注入する。両ウェル(11)(12)のイオン注入
後、ウェル拡散を1000℃、N2雰囲気で30分間行
い、図5に示す様にポリシリコン層(8)の反対主面ま
で到達させる。
にPウェル(11)を形成する領域を除いてホトレジス
ト(10)でマスクし、ボロンイオン(11B+)を加
速電圧80keV、ドーズ量5×1012cm−2でイ
オン注入する。両ウェル(11)(12)のイオン注入
後、ウェル拡散を1000℃、N2雰囲気で30分間行
い、図5に示す様にポリシリコン層(8)の反対主面ま
で到達させる。
【0016】次に図6において、ポリシリコン層(8)
表面のシリコン酸化膜(9)をウェットエッチングによ
り除去した後、ポリシリコン層(8)を鏡面研磨する。 続いてポリシリコン層(8)の鏡面(13)に支持用の
P型の単結晶シリコン半導体ウェハ(14)を接合する
。なお半導体ウェハ(14)はN型のものでも良い。 次に図7において、半導体基板(1)を研削、研磨して
、溝(3)で分離された半導体領域(7)を島状に形成
する。従って本工程では半導体領域(7)となる部分を
残し、他の大部分の半導体基板(1)は除去される。 この結果、半導体領域(7)表面は絶縁分離用シリコン
酸化膜(4)と共同して平坦な表面を形成している。
表面のシリコン酸化膜(9)をウェットエッチングによ
り除去した後、ポリシリコン層(8)を鏡面研磨する。 続いてポリシリコン層(8)の鏡面(13)に支持用の
P型の単結晶シリコン半導体ウェハ(14)を接合する
。なお半導体ウェハ(14)はN型のものでも良い。 次に図7において、半導体基板(1)を研削、研磨して
、溝(3)で分離された半導体領域(7)を島状に形成
する。従って本工程では半導体領域(7)となる部分を
残し、他の大部分の半導体基板(1)は除去される。 この結果、半導体領域(7)表面は絶縁分離用シリコン
酸化膜(4)と共同して平坦な表面を形成している。
【0017】更に図8において、前工程で形成された半
導体領域(7)に所望の半導体素子が形成される。CM
OS半導体素子を形成する場合には、先ずPチャンネル
MOSトランジスタを形成するP型の半導体領域(7)
はリンイオン(31P+)を加速電圧40keV、ドー
ズ量5×1012cm−2でイオン注入し拡散してN型
の半導体領域(15)に変換する。従ってP型半導体領
域(7)下のポリシリコン層(8)にはPウェル(11
)があり、N型半導体領域(15)下のポリシリコン層
(8)にはNウェル(12)が配置される。そして各半
導体領域(7)(15)上にはポリシリコンより成るゲ
ート電極(16)(17)が形成され、ゲート電極(1
6)(17)をマスクとしてセルフアラインによりP型
半導体領域(7)にはN+型のソースドレイン領域(1
8)(19)がイオン注入により形成され、N型半導体
領域(15)にはP+型のソースドレイン領域(20)
(21)がイオン注入により形成される。そして各ソー
スドレイン領域(18)(19)(20)(21)には
ソースドレイン電極(22)(23)(24)(25)
が形成される。(26)はCVDシリコン酸化膜より成
る層間絶縁膜である。
導体領域(7)に所望の半導体素子が形成される。CM
OS半導体素子を形成する場合には、先ずPチャンネル
MOSトランジスタを形成するP型の半導体領域(7)
はリンイオン(31P+)を加速電圧40keV、ドー
ズ量5×1012cm−2でイオン注入し拡散してN型
の半導体領域(15)に変換する。従ってP型半導体領
域(7)下のポリシリコン層(8)にはPウェル(11
)があり、N型半導体領域(15)下のポリシリコン層
(8)にはNウェル(12)が配置される。そして各半
導体領域(7)(15)上にはポリシリコンより成るゲ
ート電極(16)(17)が形成され、ゲート電極(1
6)(17)をマスクとしてセルフアラインによりP型
半導体領域(7)にはN+型のソースドレイン領域(1
8)(19)がイオン注入により形成され、N型半導体
領域(15)にはP+型のソースドレイン領域(20)
(21)がイオン注入により形成される。そして各ソー
スドレイン領域(18)(19)(20)(21)には
ソースドレイン電極(22)(23)(24)(25)
が形成される。(26)はCVDシリコン酸化膜より成
る層間絶縁膜である。
【0018】斯上した本発明に依る半導体集積回路では
、図8より明白な様にPチャンネルMOSトランジスタ
では、N型の半導体領域(15)は孔(6)を介してN
ウェル(12)と接続され、隣接するN+のコンタクト
領域(27)を介して基板電位の取り出しができる。 NチャンネルMOSトランジスタでは、P型の半導体領
域(7)は孔(6)を介してPウェル(11)と接続さ
れ、隣接するP+のコンタクト領域(28)およびP型
半導体ウェハ(14)を介して基板電位の取り出しがで
きる。従って本発明の誘電体分離構造では、各半導体領
域(7)(15)の基板電位はフローティングとなるこ
とがない。なお半導体ウェハ(14)をN型としたとき
は、Nウェル(12)を介して半導体ウェハ(14)か
らの基板電位の取り出しが可能となる。
、図8より明白な様にPチャンネルMOSトランジスタ
では、N型の半導体領域(15)は孔(6)を介してN
ウェル(12)と接続され、隣接するN+のコンタクト
領域(27)を介して基板電位の取り出しができる。 NチャンネルMOSトランジスタでは、P型の半導体領
域(7)は孔(6)を介してPウェル(11)と接続さ
れ、隣接するP+のコンタクト領域(28)およびP型
半導体ウェハ(14)を介して基板電位の取り出しがで
きる。従って本発明の誘電体分離構造では、各半導体領
域(7)(15)の基板電位はフローティングとなるこ
とがない。なお半導体ウェハ(14)をN型としたとき
は、Nウェル(12)を介して半導体ウェハ(14)か
らの基板電位の取り出しが可能となる。
【0019】
【発明の効果】よって本発明に依れば、各半導体領域(
7)(15)下にPウェル(11)あるいはNウェル(
12)を有するポリシリコン層(8)を設け、孔(6)
を介して各半導体領域(7)(15)と電気的に接続す
ることにより、誘電体分離構造による各半導体領域(7
)(15)の基板電位をフローティングすることなく基
板バイアスが可能となる。また各半導体領域(7)(1
5)にMOSトランジスタを形成した場合、基板フロー
ティングによるドレインソース間ブレークダウン電圧の
低下やホットキャリア耐圧の劣化等を防止できる。
7)(15)下にPウェル(11)あるいはNウェル(
12)を有するポリシリコン層(8)を設け、孔(6)
を介して各半導体領域(7)(15)と電気的に接続す
ることにより、誘電体分離構造による各半導体領域(7
)(15)の基板電位をフローティングすることなく基
板バイアスが可能となる。また各半導体領域(7)(1
5)にMOSトランジスタを形成した場合、基板フロー
ティングによるドレインソース間ブレークダウン電圧の
低下やホットキャリア耐圧の劣化等を防止できる。
【0020】更に本発明の製造方法では、従来のCVD
シリコン酸化膜の代りにポリシリコン層の付着で実現で
き、製造工程の複雑化を伴なわない利点を有する。
シリコン酸化膜の代りにポリシリコン層の付着で実現で
き、製造工程の複雑化を伴なわない利点を有する。
【図1】本発明の製造方法の第1の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図2】本発明の製造方法の第2の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図3】本発明の製造方法の第3の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図4】本発明の製造方法の第4の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図5】本発明の製造方法の第5の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図6】本発明の製造方法の第6の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図7】本発明の製造方法の第7の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図8】本発明の製造方法の第8の工程および完成した
構造を説明する断面図である。
構造を説明する断面図である。
【図9】従来の製造方法の第1の工程を説明する断面図
である。
である。
【図10】従来の製造方法の第2の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図11】従来の製造方法の第3の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図12】従来の製造方法の第4の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図13】従来の製造方法の第5の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図14】従来の製造方法の第6の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図15】従来の製造方法の第7の工程を説明する断面
図である。
図である。
【図16】従来の製造方法の第8の工程を説明する断面
図である。
図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 平坦な両主面を有する半導体ウェハと
、前記ウェハ上に設けたポリシリコン層と前記ポリシリ
コン層表面に埋め込まれた島状の単結晶の半導体領域と
前記ポリシリコン層と前記半導体領域とを電気的に絶縁
するための酸化膜層と前記半導体領域下面の前記酸化膜
層に設けられ前記半導体領域と前記ポリシリコン層を電
気的に接続する孔と前記半導体領域に形成される半導体
素子とを具備することを特徴とする半導体集積回路。 - 【請求項2】 前記ポリシリコン層にウェル領域を設
け、前記半導体領域と前記半導体ウェハとを電気的に分
離することを特徴とする請求項1記載の半導体集積回路
。 - 【請求項3】 前記半導体領域にCMOS半導体素子
を形成することを特徴とする請求項2記載の半導体集積
回路。 - 【請求項4】 単結晶半導体基板の平坦な一主面に予
定の半導体領域を残してエッチングする工程、前記基板
表面に酸化膜層を形成する工程、前記予定の半導体領域
上の酸化膜層に電気的接続をするための孔を形成する工
程、前記酸化膜層上にポリシリコン層を付着する工程、
前記ポリシリコン層に選択的にウェル領域を形成する工
程、前記ポリシリコン層上面を鏡面研磨する工程、前記
ポリシリコン層の鏡面に支持用の半導体ウェハを接合す
る工程、前記半導体基板を研削、研磨して半導体領域の
みを残存する工程、前記半導体領域に半導体素子を形成
する工程とを具備することを特徴とする半導体集積回路
の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3010172A JPH04245473A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3010172A JPH04245473A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04245473A true JPH04245473A (ja) | 1992-09-02 |
Family
ID=11742865
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3010172A Pending JPH04245473A (ja) | 1991-01-30 | 1991-01-30 | 半導体集積回路およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04245473A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5841197A (en) * | 1994-11-18 | 1998-11-24 | Adamic, Jr.; Fred W. | Inverted dielectric isolation process |
US6124179A (en) * | 1996-09-05 | 2000-09-26 | Adamic, Jr.; Fred W. | Inverted dielectric isolation process |
-
1991
- 1991-01-30 JP JP3010172A patent/JPH04245473A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5841197A (en) * | 1994-11-18 | 1998-11-24 | Adamic, Jr.; Fred W. | Inverted dielectric isolation process |
US6124179A (en) * | 1996-09-05 | 2000-09-26 | Adamic, Jr.; Fred W. | Inverted dielectric isolation process |
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