JPH05175326A - 半導体装置およびその製法 - Google Patents

半導体装置およびその製法

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JPH05175326A
JPH05175326A JP34322291A JP34322291A JPH05175326A JP H05175326 A JPH05175326 A JP H05175326A JP 34322291 A JP34322291 A JP 34322291A JP 34322291 A JP34322291 A JP 34322291A JP H05175326 A JPH05175326 A JP H05175326A
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JP
Japan
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semiconductor
semiconductor device
insulating film
crystal layer
region
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JP34322291A
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English (en)
Inventor
Tomohito Nakamura
智史 中村
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体集積回路の素子間分離に起因する寄生
容量やラッチアップを防止できる半導体装置の製法を提
供する。 【構成】 半導体基板1上の絶縁膜2の表面に第1の開
口部3から露出した基板1より第1の開口部3および絶
縁膜2にエピタキシャル成長して半導体結晶層4を形成
する。そののち第1の開口部3に成長した部分のみをエ
ッチングにより除去し、絶縁膜8を形成して絶縁分離
し、島状の半導体素子形成領域7を形成する。その素子
形成領域7に半導体回路を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置およびその製
法に関する。さらに詳しくは、半導体装置の素子間分離
を絶縁層で完全に行う半導体装置およびその製法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体基板に複数個の素子を形成
して半導体集積回路を形成しているが、その素子間を電
気的に分離するのに、MOS型半導体では主として横方
向をLOCOS構造による酸化膜で、縦方向には基板よ
り高濃度領域のウェルを用いて行っている。この構造の
MOSトランジスタ部分の断面構造を図8に示す。
【0003】図8において41はp型ケイ素基板、42はn
型ウェル、43はゲート絶縁膜、44はLOCOS酸化膜、
45、46はp型拡散領域でそれぞれソース領域、ドレイ
ン領域を形成している。47はポリシリコンなどにより形
成されたゲート電極で、48、49、50はシリサイド層で、
それぞれソース電極、ゲート電極、ドレイン電極のオー
ミックコンタクト層である。この構成で横方向の素子間
分離はLOCOS酸化膜44により分離され、縦方向、す
なわち半導体基板との分離はn型領域のウェル42で分離
されている。
【0004】一方、バイポーラトランジスタではpn接
合を利用したアイソレーションで横方向を、縦方向もp
n接合で分離する方法が主としてとられている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の半導体
装置の各素子間分離はMOSもバイポーラもpn接合が
主体であるため、高電圧に対しては降伏電流が流れ絶縁
耐圧に限界があると共に、絶縁耐圧内でも寄生容量のた
め、素子動作の高速化を妨げるという問題がある。
【0006】さらに、前述のMOSトランジスタのよう
なウェルを利用した素子分離構造では、ソース領域45と
ウェル42と半導体基板41のあいだにpnpのバイポーラ
トランジスタが構成され、このような寄生素子ができる
というラッチアップの問題がある。
【0007】本発明はこのような状況に鑑み、完全な素
子間分離を行い、半導体性能を劣化させない高速の半導
体装置をうる製法を提供することを目的とする。
【0008】また本発明の他の目的は、絶縁膜上に半導
体層を形成する方法を利用して3次元構造の半導体装置
の製法を提供することにある。
【0009】さらに本発明の他の目的は絶縁層で完全に
分離された半導体領域を利用して基板バイアスをなく
し、寄生容量の発生を防止することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明による半導体装置
の製法は、半導体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁膜に
開口部を設け前記半導体基板をシードとして前記絶縁膜
上に半導体結晶層をエピタキシャル成長する工程と、前
記開口部に形成された半導体結晶層を除去して絶縁物を
埋め込み、底面および周囲を絶縁物で囲まれた島状の半
導体素子形成領域を形成する工程と、該半導体素子形成
領域に半導体回路を形成する工程とからなることを特徴
とするものである。
【0011】さらに本発明による半導体装置は、底面お
よび周囲を絶縁物で囲まれた島状の半導体素子形成領域
に形成されたMOS型トランジスタ構造を有する半導体
装置であって、ソースおよび(または)ドレインの拡散
領域が前記島状の半導体素子形成領域の底面まで形成さ
れていることを特徴とするものである。
【0012】
【作用】本発明によれば、半導体基板上に絶縁膜を形成
し、部分的に露出させた半導体基板をシードとして絶縁
膜上に半導体結晶層をエピタキシャル成長させ、そのシ
ード部分の半導体結晶層を除去し絶縁膜を形成している
ため、半導体素子形成領域が底面および側面を完全に絶
縁物で囲まれた島状に形成でき、その島状の半導体素子
形成領域に半導体素子を形成できる。その結果、各素子
は完全に電気的に分離され、寄生容量とかラッチアップ
の問題は起らない。
【0013】
【実施例】つぎに、図面を参照しながら本発明について
詳細に説明する。図1〜6は本発明の一実施例であるM
OS型トランジスタの製法の各工程を示す断面説明図で
ある。
【0014】まず図1に示すように半導体基板1上に形
成した絶縁膜2に第1の開口部3を形成し、その第1の
開口部3および絶縁膜2上に半導体基板1の結晶をシー
ドとして、半導体結晶層4をエピタキシャル成長する。
【0015】具体例としては、シリコン半導体基板1の
表面に絶縁膜2であるシリコン酸化膜をたとえばCVD
法により0.5 μm形成し、ホトレジストをマスクとして
部分的にエッチング除去して第1の開口部3を形成す
る。第1の開口部3により露出したシリコン半導体基板
1をシードとしてSi2 6 ガスとC2 2 ガスおよび
ドーピング剤としてPH3 およびHClガスを、キャリ
ヤガス水素と共に導入して、約1350℃で約30分間気相反
応させ、n型の炭化ケイ素(SiC)をエピタキシャル
成長して半導体結晶層4を形成した。この炭化ケイ素は
シリコンと同種の性質を有するため、露出した半導体基
板のシリコン結晶をシードとしてエピタキシャル成長す
る。したがって最初のうちはシリコン酸化膜2の腐食除
去された開口部3のみに縦方向に選択的にエピタキシャ
ル成長し、第1の開口部3内のエピタキシャル成長が完
了し、シリコン酸化膜2と同じ高さの位置までエピタキ
シャル成長が行なわれる。続いて絶縁膜2上を横方向に
エピタキシャル成長してシリコン酸化膜2および第1の
開口部3上の全面にわたり半導体結晶層4が形成され
る。
【0016】つぎに図2〜5に示すように前記第1の開
口部に形成された部分の半導体結晶層4を除去して絶縁
物を埋め込み、底面および周囲を絶縁物で囲まれた島状
の半導体素子形成領域を形成する。具体例としては、炭
化ケイ素の半導体結晶層4の表面にホトレジスト膜5を
塗布し第1の開口部3よりアライメントのマージン分大
きめのマスクを用いてレジストパターンを形成した(図
2参照)。
【0017】ついで、図3に示すようにパターン形成し
たホトレジストをマスクとしてイオンミリングにより、
ホトレジスト膜5の目抜かれた部分の、炭化ケイ素の半
導体結晶層4を除去し、第2の開口部6を形成する。そ
のとき半導体結晶層4は島状に分離して複数の半導体素
子形成領域7を形成した。
【0018】つぎに第2の開口部6により露出した半導
体基板1を完全に埋め込むように絶縁膜8を第2の開口
部6および半導体素子形成領域7の上に形成した(図4
参照)。具体例としてはテトラエトキシシラン(Si
(OC2 5 4 )80sccmを導入し、基板温度700 ℃で
LP−CVDを用いてシリコン酸化膜を形成した。
【0019】つぎに、図5に示すように半導体素子形成
領域7上の絶縁膜8を除去して半導体素子形成領域7の
表面を露出させる。具体例としては選択比の高いフッ酸
1液で絶縁膜8の表面全体をウェットエッチングを行っ
て島状に分離した半導体素子形成領域の表面を露出させ
た。
【0020】つぎに図6に示すように半導体素子形成領
域7に半導体回路、たとえばMOS型トランジスタを通
常のプロセスで形成する。
【0021】図6の構造で、15がPMOS部で、絶縁膜
2上に形成された素子領域をn型に形成し、p型のソ
ース領域9、ドレイン領域10を形成し、ゲート絶縁膜1
1、ポリシリコン電極12を形成し、さらに絶縁膜14を形
成して電極配線膜13を形成することにより製造される。
NMOS部16も同様の工程で形成される。
【0022】ここで、PMOS部15、NMOS部16は共
にソース、ドレイン領域を形成する高濃度の拡散領域
9、10はいずれも素子形成半導体領域の表面から底面ま
で伸びるように形成されている。これは半導体素子形成
領域の底面に接しているのが、絶縁膜であるためとくに
n型半導体領域を介さなくても特性上の悪影響は生じ
ず、むしろn型領域がないため、基板バイアスが必要な
くなり配線数を減少させることができる。
【0023】図7は前述の方法により製造した集積回路
の上に、さらに前述と同様に半導体結晶層を成長させ、
同様に集積回路を形成して3次元構造の半導体装置の形
成例を示す断面説明図である。
【0024】同図において21は第1段の集積回路装置で
回路構成は前述の実施例と同様の構成で、同一符号を付
してある。また22は第1段の集積回路装置の上に形成さ
れた第2段の集積回路装置で、第1段の回路構成と同様
の構成にしてある。23はシールドプレートで、第1段の
集積回路のパシベーション膜24を形成する際に金属板を
封入し、第1段の集積回路21と第2段の集積回路22と
が、相互的に干渉して特性に悪影響を与えないようにし
たものである。
【0025】この第2段の半導体層を形成するに当って
は、第1段の集積回路装置のパシベーション膜24の表面
をエッチバックなどにより平坦にして、第1段の集積回
路装置の回路構成に携わっていない半導体部分が露出す
るように開口部25を形成し、あとは前述と同様にエピタ
キシャル成長することにより2階部分の半導体結晶層が
横方向に成長する。
【0026】また第1段の集積回路と第2段の集積回路
との電気的接続は、第2段の素子形成場所と関係ない部
分を目抜き、第1段の電極部分までコンタクト孔26を形
成し、アルミニウムなど電極材料をスパッタリングなど
で埋め込み第2段の集積回路との電気的接続を行ってい
る。
【0027】この実施例では2段構造の例で説明したが
同様の工程を繰り返すだけで3段以上の積層構造の半導
体装置をえられる。また、全段の各素子が全て周囲を絶
縁物で分離されている必要はなく、一部の素子部分に適
用されていればよい。
【0028】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば縦方
向および横方向両方向ともに絶縁膜によって素子の分離
を完全に行うため、絶縁耐圧の向上やラッチアップなど
の問題を解消でき、高品質で信頼性の高い半導体装置を
えられる。
【0029】さらに、寄生容量を完全に制御できるた
め、とくにバイポーラ半導体装置では一層高速な素子を
えられるという効果がある。
【0030】また半導体素子形成領域を絶縁膜で完全に
分離して、底面にも絶縁膜が形成されているため、半導
体素子形成領域の厚さをMOS型トランジスタのソー
ス、ドレイン領域と同等の厚さに形成でき、基板バイア
スが必要なくなり、配線数を減少させることができる。
そのため、高密度でかつ高速演算の可能な大規模集積回
路をうることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の半導体装置の製法の一実施例の工程説
明図である。
【図2】本発明の半導体装置の製法の一実施例の工程説
明図である。
【図3】本発明の半導体装置の製法の一実施例の工程説
明図である。
【図4】本発明の半導体装置の製法の一実施例の工程説
明図である。
【図5】本発明の半導体装置の製法の一実施例の工程説
明図である。
【図6】本発明の半導体装置の製法の一実施例である最
終工程の説明図である。
【図7】本発明の製法による3次元構造にした半導体装
置の断面説明図である。
【図8】従来のMOS型トランジスタ素子の一例の断面
構造をあらわす図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 シリコン酸化膜 3 第1の開口部 4 半導体結晶層 7 半導体素子形成領域 8 絶縁膜 15 PMOS部 16 NMOS部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/784

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜を形成し、該絶縁
    膜に開口部を設け前記半導体基板をシードとして前記絶
    縁膜上に半導体結晶層をエピタキシャル成長する工程、 前記開口部に形成された半導体結晶層を除去して絶縁物
    を埋め込み、底面および周囲を絶縁物で囲まれた島状の
    半導体素子形成領域を形成する工程および該半導体素子
    形成領域に半導体回路を形成する工程からなることを特
    徴とする半導体装置の製法。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の方法により製造した半導
    体装置のパシベーション膜上にさらに半導体結晶層を成
    長させ、半導体回路を形成する工程を1回または2回以
    上繰り返し、複数段に構成する3次元構造の半導体装置
    の製法。
  3. 【請求項3】 底面および周囲を絶縁物で囲まれた島状
    の半導体素子形成領域に形成されたMOS型トランジス
    タ構造を有する半導体装置であって、ソースおよび(ま
    たは)ドレインの拡散領域が前記島状の半導体素子形成
    領域の底面まで形成されていることを特徴とする半導体
    装置。
JP34322291A 1991-12-25 1991-12-25 半導体装置およびその製法 Pending JPH05175326A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005759A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子及びその製造方法
CN111201587A (zh) * 2017-09-13 2020-05-26 悉尼科技大学 电气隔离结构和工艺

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007005759A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子及びその製造方法
CN111201587A (zh) * 2017-09-13 2020-05-26 悉尼科技大学 电气隔离结构和工艺
EP3682464A4 (en) * 2017-09-13 2021-06-09 University of Technology Sydney INSULATION STRUCTURE AND PROCESS
US11348824B2 (en) 2017-09-13 2022-05-31 University Of Technology Sydney Electrical isolation structure and process

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