JPH061778B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は半導体装置、特に配線部分の構造およびその
製造方法に関するものである。

（従来の技術） 半導体基板にスイッチング素子などの機能素子を形成し
た場合、素子として占有する基板は表面から高々１０μ
ｍ程度の深さであり、素子を形成した後に残りの半導体
基板領域は絶縁体基板に置き換えた方が特性上都合の良
いことが多い。例えば絶縁体基板上の半導体素子はＳＯ
Ｓ（ＳiliconｏnＳapphire)などと呼ばれ、素子の高速
化、高耐圧化などに有効である。しかし、ＳＯＳではヘ
テロエピタキシヤル成長による結晶のための欠陥が多く
期待される特性が発揮できない問題がある。そこで、半
導体単結晶基板上にすでに形成してある素子表面層を接
着剤を用いて第１の支持基板に固定し、基板をエッチン
グ法などによって薄膜化し、続いてその面を第２の支持
基板に接着剤を用いて固定した後、第１の支持基板を除
去して素子表面を露出させる方法が報告されている（ジ
ャパニーズ・ジャーナル・アプライド・フィジクス（Ｊ
ａｐａｎ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ，Ｖｏｌ．２３，No
10．ｐｐ．Ｌ８１５，１９８４））。

（発明が解決しようとする問題点） 従来の構造では、絶縁体基板上の素子表面を露出させる
ためには支持基板との接着工程が少くとも２回必要であ
り、製造工程が複雑となる欠点があった。しかも第１の
接着工程は仮接着であり、いずれ支持基板を容易に剥離
することが要求される。しかし、実際の接着剤を半導体
素子領域や別の接着領域に損傷を与えずに除去したり、
溶解させることは困難で、移し換えの歩留りを著しく低
下させる原因となっていた。またこのようにして例えば
ＣＭＯＳを形成すると、トランジスタの基板領域が一定
電源に接続されずに浮いているため動作マージンが狭く
なる等の問題があった。

本発明の目的は、これらの問題を解決した半導体装置と
その製造方法を提供することにある。

（問題を解決するための手段） 本発明によれば、素子が形成されている半導体層が基板
上に絶縁性接着層を介して形成されている半導体装置に
おいて、素子から主に電極配線をとりだす側が基板と向
かいあっておりしかもコンタクト穴を設けて前記電極配
線あるいは素子に接続する電極配線を表面に設けること
を特徴とする半導体装置が得られる。

更に本発明によれば半導体基板上に素子を形成し、絶縁
性接着層を介して素子形成面を別の基板と接着し、前記
半導体基板を素子形成層まで除去し、この層の上に絶縁
膜を形成し、コンタクト穴を形成すべき部分の絶縁膜を
除去して素子形成層を露出させあるいはその下の素子形
成層まで除去して電極配線を露出させこれと接続する電
極配線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法が得られる。

本発明の構成を図を用いてより詳細に説明する。第１図
は本発明構造の模式的断面図で、第３図は第１図に対比
して下した従来構造の断面図である。第１図と第２図に
おいて、１は半導体層、２はチップのボンディングパッ
ド、３は保護用絶縁膜、４は接着層、５は支持基板であ
る。第１図と第２図を較べると、本発明構造のチップ面
は従来の反対側を向いていること、ボンディング用コン
タクト穴が半導体層側から開けられている。またコンタ
クト穴はボンディング用にとどまらずチップ内での配線
用として用いてもよい。またボンディングパッド２まで
開孔せず素子の基板領域まで開孔してもよい。従来構造
は第１図の状態で基板側にコンタクト穴を形成せずに別
の接着層４を介して支持基板５に半導体層１を固定した
後、初めの接着層と支持基板を除去することによって実
現されたものであるが、接着層を介して２回も支持基板
を移し換えることは素子に損傷を起こし易いし、工程も
長いという問題点がある。したがって、本発明構造は従
来構造を実現するプロセスの途中で形成することができ
るので、上記問題点が著しく改善されることがわかる。

（作用） 本発明構造は、すでに素子や配線が形成された半導体層
の裏側からコンタクト穴を設けてボンデイングなどの電
極配線を行おうとするもので、配線の多層化が容易に実
現できる。

また従来のＳＯＳさらに一般にＳＯＩでは困難とされた
基板電位制御用の電極形成も前述のように所望のコンタ
クト穴と配線用金属の蒸着等による通常の写真蝕刻技術
を用いて行なうことができるので、微細素子特性が著し
く安定し、特性の向上が期待される。

（実施例） 以下、図を用いて本発明の一実施例について説明する。
第３図(a)〜(d)は本発明の実施例を説明するための主な
製造工程の模式的断面図である。シリコン基板11に一般
的に用いられるシリコン素子作成プロセス例えば選択酸
化法（LOCOS法）による素子分離領域形成法などを用い
てＭＯＳ型集積回路を形成するとアルミニウム・ボンデ
ィング用電極12と配線保護膜13が基板表面に形成され第
３図(a)となる。

次にエポキシ系高分子樹脂あるいは低融点ガラスなど接
着剤14を保護膜13の上に塗布し、支持基板15を固定する
と第３図(b)が得られる。支持基板は石英ガラス、表面
に厚い酸化膜が形成されたシリコン基板、あるいは導体
など目的に合わせて自由に選択することができる。シリ
コン基板11を裏面からメカノケミカルポリシングを用い
て所望の厚みまで除去する。例えば砥粒としてコロイダ
ルシリカ、化学液として有機アミンを用いると、素子分
離用のシリコン酸化膜などの絶縁膜などの絶縁膜をスト
ッパーとしてシリコン層を研磨することができ極めて再
現性が向上する。こうして第３図(c)が得られる。続い
て研磨シリコン面を保護するために低温で絶縁膜12を堆
積する。接着剤の耐熱性を考慮して使用できる絶縁膜の
堆積方法を選ばなくてはならないが、光励起ＣＶＤや電
子共鳴放電を利用したＣＶＤ法は100℃で形成でき、か
つ緻密な膜が形成できる。通常の写真蝕刻技術を用いて
ボンデイングパッドより小さいコンタクト穴16のパター
ン化を行なう。半導体基板11の中でボンディングパッド
が形成されている部分はシリコン酸化膜からなるフィー
ルド領域なので、その上に形成された表面保護用絶縁膜
12とともにコンタクト穴領域をエッチングする。このよ
うにして第３図(d)が得られる。このあとボンデイング
パッドを形成すればよい。ボンデイングパッドはウエハ
がチップに切断されてからパッケージ内電極と接続され
る。このような形状は従来と全く逆の構造をしている
が、その半導体の動作は全く変化するものではない。ま
た、第４図に示されるようにコンタクト穴を設けた後、
所望の領域に配線パターン40,41を形成することも容易
に行なうことができこの場合は実質上２層配線できるこ
とになる。

また図中に示した配線パターン40は電極42まで到達して
おらずＳｉ層43に形成したＭＯＳトランジスタの基板領
域に接しており、この配線に基準電圧を加えれば基板領
域の電位を安定させることができる。

（発明の効果） このようにして本発明構造は、従来に較べて製造工程が
著しく短縮され、同時に製造歩留りも大きく改善され
た。同時に材料の選択、すなわち用いられる接着剤はあ
とで除去する必要がないため低融点ガラスといった、有
機接着剤に比べれば高融点の材料も使うことができ選択
の条件が広がることなどの効果もある。また、従来の集
積回路では通常片側の表面に２〜４層の多層配線が用い
られてきたが、本発明構造は半導体層の両側が使用でき
るため４〜８層の多層化が今までの技術だけで可能にな
るという大きな利点も生ずるので、より高密度を要する
集積回路には大きな効果を発揮する。

さらに本発明はＭＯＳ集積回路だけでなく、バイポーラ
集積回路ＧａＡｓ集積回路などにも適用できるのは明ら
かで、特にデバイスや材料によって制限されることはな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明構造を示す模式的断面図で、第２図は従
来構造を示すもので、第１図に対比して示してある。ま
た、第３図(a)〜(d)は本発明の一実施例の主な製造方法
を工程順に示した断面図である。第４図は本発明の一実
施例を示す断面図である。 図中の番号はそれぞれ １，11……シリコン基板、 ２，12……配線金属 ３，13……表面保護用絶縁膜、４，14……接着層、５，
15……支持基板 を示したものである。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】素子が形成されている半導体層が基板上に
   絶縁性接着層を介して形成されている半導体装置におい
   て、素子から主に電極配線をとりだす側が基板と向かい
   あっておりしかもコンタクト穴を設けて前記電極配線あ
   るいは素子に接続する電極配線を表面に設けることを特
   徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】半導体基板上に素子を形成し、絶縁性接着
   層を介して素子形成面を別の基板と接着し、前記半導体
   基板を素子形成層まで除去し、この層の上に絶縁膜を形
   成し、コンタクト穴を形成すべき部分の絶縁膜を除去し
   て素子形成層を露出させあるいはその下の素子形成層ま
   で除去して電極配線を露出させ、これと接続する電極配
   線を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。