JPH07183374A - Manufacture of dielectric isolating substrate - Google Patents

Manufacture of dielectric isolating substrate

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JPH07183374A
JPH07183374A JP34754193A JP34754193A JPH07183374A JP H07183374 A JPH07183374 A JP H07183374A JP 34754193 A JP34754193 A JP 34754193A JP 34754193 A JP34754193 A JP 34754193A JP H07183374 A JPH07183374 A JP H07183374A
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groove
row
width
grooves
concave portion
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JP34754193A
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Japanese (ja)
Inventor
Mamoru Ishikiriyama
衛 石切山
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To reduce chip size and to simplify the manufacturing method by joining first and second semiconductor substrates directly, and removing the first semiconductor substrate of the joined substrate until the row part of a plurality of grooves in a apace provided inside the joined substrate appears. CONSTITUTION:An oxidizing gas is let in a space 16 provided inside a joined substrate composed of first and second semiconductor substrates 11 and 14 joined directly together, through a plurality of grooves 13a..., 13f,... of the space 16, as the grooves 13a,... 13f,... are connected to an external atmosphere on the main surface side of the joined substrare 15. As a result, an air passage for letting in the oxidizing gas becomes unnecessary, and it facilitates layout design. When the joined substrate 15 is left alone in an oxidizing atmosphere, the oxidizing gas is applied to the inside of the space 16 through the groove row. Accordingly, it becomes easy for the oxidizing gas to enter the inside of the space 16, and an oxide film 17 grows sufficiently and the space is buried with the oxide film.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置を形成する
半導体基板の製造方法に関し、特には基板の直接接合技
術によって接合基板の内部に誘電体層を形成する誘電体
分離基板の製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor substrate for forming a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a dielectric isolation substrate in which a dielectric layer is formed inside the bonded substrate by a direct bonding technique of the substrates. It is a thing.

【0002】[0002]

【従来の技術】パワーデバイスと制御回路との異種機能
を複合して1チップ化した代表的なデバイスとして、イ
ンテリジェントパワーICがある。このような1チップ
化を実現する上での課題として、パワーデバイスと制御
回路との間の電気的干渉、パワーデバイスの発熱による
制御回路の温度上昇等が上げられる。複合化には、パワ
ーデバイスと制御回路との間の分離技術が重要な技術に
なっている。上記課題を解決した素子分離構造として、
部分SOI構造が、数種類提案されている。その一例
を、図15,図16,図17の製造工程図(その1),
(その2),(その3)で説明する。なお、図では、図
16の(4)は部分破断斜視図で示し、その他の図は断
面図で示す。
2. Description of the Related Art An intelligent power IC is a typical device that combines different functions of a power device and a control circuit into one chip. As a problem in realizing such one-chip, there are electric interference between the power device and the control circuit, temperature rise of the control circuit due to heat generation of the power device, and the like. Separation technology between the power device and the control circuit has become an important technology for compounding. As an element isolation structure that solves the above problems,
Several types of partial SOI structures have been proposed. An example thereof is a manufacturing process diagram (part 1) of FIG. 15, FIG. 16 and FIG.
This will be described in (2) and (3). In the figure, (4) of FIG. 16 is shown in a partially cutaway perspective view, and the other figures are shown in sectional views.

【0003】図15の(1)に示すように、第1半導体
基板301の主表面側の一部分を化学的エッチングもし
くは反応性イオンエッチングで選択的にエッチングし、
例えば深さが0.6μm程度の第1溝302を形成す
る。
As shown in (1) of FIG. 15, a part of the main surface side of the first semiconductor substrate 301 is selectively etched by chemical etching or reactive ion etching,
For example, the first groove 302 having a depth of about 0.6 μm is formed.

【0004】次いで図15の(2)に示すように、例え
ば化学エッチングまたは反応性イオンエッチングによっ
て、上記第1溝302の両側壁に沿って第1の半導体基
板301に第2溝303,304を形成する。上記第2
溝303,304は、例えば幅が90μm、深さが17
μmに設定される。
Next, as shown in FIG. 15B, second grooves 303 and 304 are formed in the first semiconductor substrate 301 along both side walls of the first groove 302 by, for example, chemical etching or reactive ion etching. Form. Second above
The grooves 303 and 304 have, for example, a width of 90 μm and a depth of 17
It is set to μm.

【0005】続いて図15の(3)に示す貼り合わせ工
程を行う。この工程では、上記第1半導体基板301の
主表面側と第2半導体基板305の主表面側とを清浄化
するとともに活性化する。その後、第1,第2半導体基
板301,305の各主表面同士を密着させ、例えば1
100℃でおよそ60分間の高温熱処理を行う。そし
て、当該第1,第2半導体基板301,305を直接接
合させ、接合基板306を形成する。したがって、図1
6の(4)に示すように、上記第1溝302と上記第2
溝303,304とは接合基板306の内部を貫通する
孔307になる。
Subsequently, a laminating step shown in FIG. 15C is performed. In this step, the main surface side of the first semiconductor substrate 301 and the main surface side of the second semiconductor substrate 305 are cleaned and activated. After that, the main surfaces of the first and second semiconductor substrates 301 and 305 are brought into close contact with each other, and, for example, 1
A high temperature heat treatment is performed at 100 ° C. for about 60 minutes. Then, the first and second semiconductor substrates 301 and 305 are directly bonded to form a bonded substrate 306. Therefore, FIG.
6 (4), the first groove 302 and the second groove 302
The grooves 303 and 304 serve as holes 307 penetrating the inside of the bonded substrate 306.

【0006】さらに図16の(5)に示すように、上記
接合基板306を、例えば900℃の酸化性雰囲気(例
えば酸素を含む雰囲気)中におよそ60分間放置するこ
とで、上記孔307の内部に酸化性ガスを通す。そし
て、当該孔307の内壁を酸化して酸化膜308を形成
する。このとき、第1溝(302)の部分は、第1半導
体基板301と第2半導体基板305との間隔が狭いた
め、酸化膜308で埋め込まれる。一方、第2溝(30
3),(304)には酸化膜308で囲まれた孔307
が残る。なお、上記熱処理条件は、第1溝302の部分
が酸化膜308で埋め込まれるように設定される。
Further, as shown in FIG. 16 (5), the inside of the hole 307 is formed by leaving the bonded substrate 306 in an oxidizing atmosphere (eg, an atmosphere containing oxygen) at 900 ° C. for about 60 minutes. Pass oxidizing gas through. Then, the inner wall of the hole 307 is oxidized to form the oxide film 308. At this time, the first groove (302) is filled with the oxide film 308 because the gap between the first semiconductor substrate 301 and the second semiconductor substrate 305 is narrow. On the other hand, the second groove (30
3) and (304) have holes 307 surrounded by an oxide film 308.
Remains. The heat treatment conditions are set so that the first groove 302 is filled with the oxide film 308.

【0007】次いで図16の(6)に示すように、例え
ば研磨法によって、上記孔307が露出されるまで、上
記接合基板306を形成する第1半導体基板301の2
点鎖線で示す部分と、1点鎖線で示す部分の酸化膜30
8とを除去する。そして、接合基板306に、酸化膜3
08で分離された素子形成領域309,310を形成す
る。この素子形成領域309,310は、上記第1半導
体基板301で形成されている。
Next, as shown in (6) of FIG. 16, the first semiconductor substrate 301 forming the bonding substrate 306 is formed by polishing, for example, until the hole 307 is exposed.
Oxide film 30 in the portion indicated by the dashed line and the portion indicated by the dashed line 1
8 and are removed. Then, the oxide film 3 is formed on the bonding substrate 306.
Element forming regions 309 and 310 separated by 08 are formed. The element forming regions 309 and 310 are formed on the first semiconductor substrate 301.

【0008】その後図17の(7)に示すように、例え
ばCVD法によって多結晶シリコンを堆積させて、上記
孔307の内部を埋め込むとともに上記接合基板306
上に多結晶シリコン層311を形成する。
Thereafter, as shown in FIG. 17 (7), polycrystalline silicon is deposited by, for example, a CVD method to fill the inside of the hole 307 and to form the bonded substrate 306.
A polycrystalline silicon layer 311 is formed on top.

【0009】そして図17の(8)に示すように、例え
ば研磨法によって、孔(307)の内部に埋め込んだ多
結晶シリコン層311を残して、2点鎖線で示す部分の
多結晶シリコン層311を除去する。このようにして、
酸化膜308と多結晶シリコン層311とによって電気
的に分離された素子形成領域309,310を第2半導
体基板305上に設けた誘電体分離基板300が形成さ
れる。そして酸化膜308と残した多結晶シリコン層3
11とが素子分離領域312になる。
Then, as shown in (8) of FIG. 17, the polycrystalline silicon layer 311 embedded in the hole (307) is left by a polishing method, for example, to leave a portion of the polycrystalline silicon layer 311 indicated by a chain double-dashed line. To remove. In this way
A dielectric isolation substrate 300 is formed in which element formation regions 309 and 310 electrically isolated by the oxide film 308 and the polycrystalline silicon layer 311 are provided on the second semiconductor substrate 305. Then, the oxide film 308 and the remaining polycrystalline silicon layer 3
11 and 11 become element isolation regions 312.

【0010】ここで、第1半導体基板301と第2半導
体基板305との接合を有する第1半導体基板301か
らなる素子形成領域310がパワー素子の形成領域にな
る。また上記酸化膜308と多結晶シリコン層311と
によって第2半導体基板305と分離した第1半導体基
板301からなる素子形成領域309が制御素子の形成
領域になる。
Here, the element forming region 310 formed of the first semiconductor substrate 301 having the junction between the first semiconductor substrate 301 and the second semiconductor substrate 305 becomes the power element forming region. Further, the element formation region 309 formed of the first semiconductor substrate 301 separated from the second semiconductor substrate 305 by the oxide film 308 and the polycrystalline silicon layer 311 serves as a control element formation region.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の技術で説明した製造方法では、上記図16の(5)
で説明したように、孔(307)を通して酸化性のガス
(例えば酸素)を当該孔(307)の内部に供給する必
要がある。このため、孔(307)の狭い部分を酸化膜
(308)で埋め込むためには、第2溝(303,30
4)の幅を90μm程度またはそれよりも広い幅に設計
する必要が生じる。そしてこの第2溝(303,30
4)の幅が素子分離領域(312)の幅を規定すること
になるので、チップサイズが非常に大きくなる。
However, in the manufacturing method described in the above-mentioned conventional technique, (5) in FIG.
As described above, it is necessary to supply an oxidizing gas (for example, oxygen) to the inside of the hole (307) through the hole (307). Therefore, in order to fill the narrow portion of the hole (307) with the oxide film (308), the second groove (303, 30)
It is necessary to design the width of 4) to be about 90 μm or wider. And this second groove (303, 30
Since the width of 4) defines the width of the element isolation region (312), the chip size becomes very large.

【0012】また孔(307)は接合基板(306)の
側端部から形成しなければならないので、パターンレイ
アウトの自由度が非常に小さくなる。このため、チップ
サイズが大きくなるので、1枚の接合基板(306)か
ら取れるチップ数が少なくなる。その結果、チップコス
トが高くなる。さらに上記従来の技術の製造方法では、
2度の研磨工程が必要になるので、製造コストがかか
る。
Further, since the hole (307) must be formed from the side end portion of the bonding substrate (306), the degree of freedom in pattern layout is extremely reduced. As a result, the chip size is increased, and the number of chips that can be taken from one bonded substrate (306) is reduced. As a result, the chip cost increases. Furthermore, in the above-mentioned conventional manufacturing method,
Manufacturing costs are high because two polishing steps are required.

【0013】本発明は、チップサイズを縮小化するとと
もに製造方法を簡単化した誘電体分離基板の製造方法を
提供することを目的とする。
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a dielectric isolation substrate which has a reduced chip size and a simplified manufacturing method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされた誘電体分離基板の製造方法であ
る。すなわち、第1工程で、第1半導体基板の所定位置
に凹状部を形成してから、その各側壁側に凹状部よりも
深い複数の溝からなる溝列を形成する。次いで第2工程
で、第1半導体基板の溝列を形成した側の面と第2半導
体基板とを直接接合して接合基板を形成することで、こ
の内部に凹状部と溝列とからなる空間を形成する。続い
て第3工程で、空間の溝列部分が表出するまで接合基板
の第1半導体基板を除去する。そして第4工程で、接合
基板を酸化性雰囲気に放置して、空間の内壁に酸化膜を
成長させることで当該空間を当該酸化膜で埋め込むとと
もに接合基板表面に酸化層を形成する。その後第5工程
で、酸化層を除去して第1半導体基板を露出すること
で、酸化膜の誘電体層で第2半導体基板から分離された
第1半導体基板からなる第1素子形成領域と、互いに接
合した第1半導体基板と第2半導体基板とからなる第2
素子形成領域とを形成する。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention is a method of manufacturing a dielectric isolation substrate, which has been made to achieve the above object. That is, in the first step, a concave portion is formed at a predetermined position of the first semiconductor substrate, and then a groove array including a plurality of grooves deeper than the concave portion is formed on each side wall side thereof. Then, in a second step, the surface of the first semiconductor substrate on which the groove array is formed and the second semiconductor substrate are directly bonded to each other to form a bonded substrate. To form. Then, in a third step, the first semiconductor substrate of the bonded substrate is removed until the groove array portion of the space is exposed. Then, in a fourth step, the bonded substrate is left in an oxidizing atmosphere to grow an oxide film on the inner wall of the space, thereby filling the space with the oxide film and forming an oxide layer on the surface of the bonded substrate. Then, in a fifth step, by removing the oxide layer to expose the first semiconductor substrate, a first element formation region made of the first semiconductor substrate separated from the second semiconductor substrate by the dielectric layer of the oxide film, A second semiconductor substrate including a first semiconductor substrate and a second semiconductor substrate bonded to each other
An element formation region is formed.

【0015】上記第1工程では、第1の方法として、第
1半導体基板の所定位置に凹状部を形成した後、その各
側壁側に当該凹状部よりも深い複数の溝からなる溝列を
形成する。その際に、(ア)各溝の溝幅をほぼ等しくか
つ凹状部の深さの値よりも広く設定する。(イ)溝列方
向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定
する。このように条件設定して各溝を形成する。その
後、上記第2工程から第5の工程までの各工程を行う。
In the first step, as a first method, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, a groove array consisting of a plurality of grooves deeper than the concave portion is formed on each side wall side thereof. To do. At that time, (a) the groove widths of the respective grooves are set to be substantially equal and wider than the depth value of the concave portion. (B) The interval between the grooves in the groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width. Each groove is formed under such conditions. After that, each process from the second process to the fifth process is performed.

【0016】上記第1工程では、第2の方法として、第
1半導体基板の所定位置に凹状部を形成した後、その各
側壁側に当該凹状部よりも深い複数の溝からなる溝列を
2列形成する。その際に、(カ)各溝は、それぞれの溝
幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さの値よりも広く設定す
る。(キ)溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の0.818
倍よりも狭く設定する。(ク)並行する溝列同士の間隔
を溝幅の0.818倍よりも狭く設定する。(ケ)溝列
の溝の配列方向がほぼ直交しかつ隣り合う位置に配置さ
れている溝列同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭
く設定する。このように条件設定して各溝を形成する。
その後、第2工程から第5工程までの各工程を行う。
In the first step, as a second method, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, a groove array consisting of a plurality of grooves deeper than the concave portion is formed on each side wall side thereof. Form a row. At this time, (f) each groove is set to have substantially the same groove width and wider than the depth value of the concave portion. (G) The interval between the grooves in the groove row direction is 0.818 of the groove width.
Set narrower than double. (H) The interval between the parallel groove rows is set to be narrower than 0.818 times the groove width. (Vi) The interval between the groove rows arranged in positions where the grooves in the groove rows are arranged substantially orthogonal to each other is set to be narrower than 0.818 times the groove width. Each groove is formed under such conditions.
Then, each process from the 2nd process to the 5th process is performed.

【0017】上記第1工程では、第3の方法として、第
1半導体基板の所定位置に凹状部を形成した後、その各
側壁側に当該凹状部よりも深い複数の溝からなる溝列を
3列形成する。その際に、(サ)各溝は、それぞれの溝
幅を当該溝列方向にほぼ等しくかつ凹状部の深さの値よ
りも広く設定する。(シ)各溝列のうちの中央列の溝幅
は両側の溝列の溝幅よりも狭く設定する。(ス)各溝列
方向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設
定する。(セ)並行する溝列間の凸状部の幅を当該凸状
部を挟む溝列の溝幅の和の0.409倍よりも狭く設定
する。(ソ)溝列の溝の配列方向がほぼ直交しかつ隣り
合う位置に配置されている溝列同士の間隔を溝幅の0.
818倍よりも狭く設定する。このように条件設定して
各溝を形成する。その後、第2工程から第5工程までの
各工程を行う。
In the first step, as a third method, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, a groove array consisting of a plurality of grooves deeper than the concave portion is formed on each side wall side thereof. Form a row. At this time, the groove widths of the (c) grooves are set to be substantially equal to each other in the groove row direction and wider than the depth of the concave portions. (Vi) The groove width of the central row of each groove row is set narrower than the groove width of the groove rows on both sides. (S) The interval between the grooves in each groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width. (C) The width of the convex portion between the parallel groove rows is set to be 0.409 times smaller than the sum of the groove widths of the groove rows that sandwich the convex portion. (B) The spacing between the groove rows arranged at positions adjacent to each other in which the groove array directions of the groove rows are substantially orthogonal to each other is 0.
Set narrower than 818 times. Each groove is formed under such conditions. Then, each process from the 2nd process to the 5th process is performed.

【0018】上記第1工程では第4の方法として、第1
半導体基板の所定位置に凹状部を形成した後、その各側
壁側に当該凹状部よりも深い複数の溝からなる溝列をn
列形成する。その際に、(タ)各溝の溝幅を当該溝列方
向にほぼ等しくかつ凹状部の深さの値よりも広く設定す
る。(チ)各溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の0.81
8倍よりも狭く設定する。さらにkは2≦k<nなる任
意の自然数として、k−1列目の溝列とk列目の溝列と
の間の凸状部をk−1列目の凸状部として、(ツ)k−
1列目の凸状部の幅をk−1列目の溝列の溝幅とk列目
の溝列の溝幅との和の0.409倍よりも狭く設定する
とともに、k−1列目における溝列の溝幅の0.818
倍よりも広く設定する。さらに、(テ)k列目の溝列の
溝幅をk−1列目の溝列の溝幅よりも広くn列目の溝列
の溝幅よりも狭く設定する。このように条件設定して各
溝を形成する。その後、第2工程から第5工程までの各
工程を行う。
In the first step, the first method is the fourth method.
After forming the concave portion at a predetermined position of the semiconductor substrate, a groove array consisting of a plurality of grooves deeper than the concave portion is formed on each side wall of the concave portion.
Form a row. At that time, (a) the groove width of each groove is set to be substantially equal in the groove row direction and wider than the depth value of the concave portion. (H) The interval between the grooves in each groove row direction is 0.81 of the groove width.
Set narrower than 8 times. Further, k is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ k <n, and the convex portion between the groove row of the k−1th row and the groove row of the kth row is defined as the convex portion of the k−1th row. ) K-
The width of the convex portion of the first row is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove width of the groove row of the k-1th row and the groove width of the groove row of the kth row, and 0.818 of the groove width of the groove row in the eye
Set wider than double. Furthermore, (g) The groove width of the k-th groove row is set to be wider than the k-1th groove row and narrower than the n-th groove row. Each groove is formed under such conditions. Then, each process from the 2nd process to the 5th process is performed.

【0019】上記第1工程では、第5の方法として、第
1半導体基板の所定位置に凹状部を形成してから、その
各側壁側に当該凹状部の各側壁に対してほぼ直角方向に
当該凹状部よりも深い複数の溝をn列形成する。その際
に、kは2≦k<nなる任意の自然数として、k−1列
目の溝とk列目の溝との間の凸状部をk−1列目の凸状
部とし、(ナ)k−1列目の凸状部の幅をk−1列目の
溝の溝幅とk列目の溝の溝幅との和の0.409倍より
も狭く設定するとともに、k−1列目における溝の溝幅
の0.818倍よりも広く設定する。(ニ)k列目の溝
の溝幅をk−1列目の溝の溝幅よりも広くn列目の溝の
溝幅よりも狭くかつ凹状部の深さよりも広く設定する。
このように条件設定して各溝を形成する。その後、第2
工程から第5工程までの各工程を行う。
In the first step, as a fifth method, a concave portion is formed at a predetermined position of the first semiconductor substrate, and then each side wall side thereof is formed in a direction substantially perpendicular to the side wall of the concave portion. A plurality of grooves deeper than the concave portion are formed in n rows. At that time, k is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ k <n, and the convex portion between the groove of the k−1th row and the groove of the kth row is the convex portion of the k−1th row, and ( The width of the convex portion in the (k-1) th row is set to be narrower than 0.409 times the sum of the groove width of the groove in the (k-1) th row and the groove width in the (k) th row, and k- It is set wider than 0.818 times the groove width of the groove in the first row. (D) The groove width of the kth row groove is set to be wider than the k-1th row groove width, narrower than the nth row groove width, and wider than the recessed portion depth.
Each groove is formed under such conditions. Then the second
Each step from the step to the fifth step is performed.

【0020】上記第1工程では、第6の方法として、第
1半導体基板の所定の位置に設定した凹状部の形成領域
内に、並列するm列の第1溝からなる第1溝列と並列す
るm列の第2溝からなる第2溝列とを対称位置に設ける
とともに、当該第1溝列の各第1溝の両端と当該第2溝
列の各第2溝の両端とに連続する第3溝を設けて、第1
溝列と第2溝列と第3溝とからなる凹状部を形成する。
その際に、第1溝列の1列目の第1溝と第2溝列の1列
目の第2溝との間を1列目の凸状部とする。またjは2
≦j<mなる任意の自然数として、j列目の第1溝とj
−1列目の第1溝との間をj列目の第1凸状部とし、か
つj列目の第2溝とj−1列目の第2溝との間をj列目
の第2凸状部とする。そして、(ハ)j列目の第1溝の
溝幅をj−1列目の第1溝の溝幅よりも広くm列目の第
1溝の溝幅よりも狭く設定し、j列目の第2溝の溝幅を
j−1列目の第2溝の溝幅よりも広くm列目の第2溝の
溝幅よりも狭く設定するとともに、各第1溝の深さおよ
び各第2溝の深さは第3溝の溝幅よりも深く設定する。
(ヒ)j列目の第1凸状部の幅をj−1列目の第1凸状
部の幅よりも広くm列目の第1凸状部の幅よりも狭く設
定する。同様にj列目の第2凸状部の幅をj−1列目の
第2凸状部の幅よりも広くm列目の第2凸状部の幅より
も狭く設定する。(フ)1列目の凸状部の幅を1列目の
第1溝と1列目の第2溝との和の0.409倍よりも狭
く設定する。(ヘ)j列目の第1凸状部の幅をj−1列
目の第1溝の溝幅とj列目の第1溝の溝幅との和の0.
409倍よりも狭く設定するとともに、j−1列目にお
ける第1溝の溝幅の0.818倍よりも広く設定する。
同様にj列目の第2凸状部の幅をj−1列目の第2溝の
溝幅とj列目の第2溝の溝幅との和の0.409倍より
も狭く設定するとともに、j−1列目における第2溝の
溝幅の0.818倍よりも広く設定する。(ホ)第3溝
の溝幅をm列目の第1溝の溝幅またはm列目の第2溝の
溝幅と同等またはそれよりも広く設定するとともに、第
3溝の深さは当該第3溝の溝幅よりも深く設定する。こ
のような条件設定をして、第1溝列と第2溝列と第3溝
とからなる凹状部を形成する。続いて凹状部の外側周に
沿って凹上部に連続するものでそれよりも深い複数の溝
からなる溝列を形成する。その後、第2工程から第5工
程までの各工程を行う。
In the first step, as a sixth method, a first groove array consisting of m first grooves arranged in parallel with each other is formed in the recessed portion forming region set at a predetermined position of the first semiconductor substrate. The second groove array including the second groove of the m-th row is provided at a symmetrical position and is continuous with both ends of each first groove of the first groove array and both ends of each second groove of the second groove array. Providing the third groove, the first
A concave portion including a groove row, a second groove row, and a third groove is formed.
At that time, a portion between the first groove of the first row of the first groove row and the second groove of the first row of the second groove row is defined as the convex portion of the first row. Also, j is 2
As an arbitrary natural number ≦ j <m, the first groove in the j-th column and j
The first convex portion of the jth row is formed between the first groove of the −1st row and the second groove of the jth row is formed between the second groove of the jth row and the second groove of the j−1th row. 2 to be a convex portion. Then, (c) the groove width of the first groove in the j-th row is set to be wider than the groove width of the first groove in the (j-1) -th row and narrower than the groove width of the first groove in the m-th row. The width of the second groove is set to be wider than the width of the second groove in the j−1th row and narrower than the width of the second groove in the mth row, and the depth of each first groove and each The depth of the two grooves is set deeper than the groove width of the third groove.
(H) The width of the first convex portion in the j-th column is set to be wider than the width of the first convex portion in the (j−1) th column and narrower than the width of the first convex portion in the m-th column. Similarly, the width of the second convex portion in the jth column is set to be wider than the width of the second convex portion in the j−1th column and narrower than the width of the second convex portion in the mth column. (F) The width of the convex portion in the first row is set to be narrower than 0.409 times the sum of the first groove in the first row and the second groove in the first row. (F) The width of the first convex portion in the j-th row is 0. The sum of the groove width of the first groove in the (j-1) -th row and the groove width of the first groove in the j-th row.
The width is set to be narrower than 409 times and wider than 0.818 times the groove width of the first groove in the (j−1) th row.
Similarly, the width of the second convex portion in the j-th row is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove width of the second groove in the (j-1) -th row and the groove width of the second groove in the j-th row. At the same time, it is set to be wider than 0.818 times the groove width of the second groove in the (j-1) th row. (E) The groove width of the third groove is set to be equal to or wider than the groove width of the first groove in the m-th row or the groove width of the second groove in the m-th row, and the depth of the third groove is It is set deeper than the groove width of the third groove. By setting such conditions, a concave portion including the first groove row, the second groove row, and the third groove is formed. Subsequently, a groove array is formed along the outer circumference of the concave portion, which is continuous with the upper portion of the concave portion and has a plurality of grooves deeper than that. Then, each process from the 2nd process to the 5th process is performed.

【0021】[0021]

【作用】上記誘電体分離基板の製造方法では、第1半導
体基板と第2半導体基板とを直接接合してその内部に設
けた空間の複数の溝部分が、第1半導体基板の一部分を
除去することによって、当該接合基板の主表面側で外部
雰囲気に通じる状態になる。そして、この複数の溝部分
を通して空間内部に酸化性ガスが導入される。このた
め、従来のように接合基板面内に酸化性ガスを導入する
ための長い通気路を形成する必要がなくなるので、レイ
アウト設計が容易になる。
In the method of manufacturing the dielectric isolation substrate, the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate are directly bonded to each other, and the plurality of groove portions of the space provided therein remove a part of the first semiconductor substrate. As a result, the main surface side of the bonded substrate is in a state of communicating with the external atmosphere. Then, the oxidizing gas is introduced into the space through the plurality of groove portions. For this reason, it is not necessary to form a long ventilation path for introducing the oxidizing gas into the surface of the bonded substrate as in the conventional case, so that the layout design is facilitated.

【0022】そして接合基板を酸化性雰囲気に放置した
際には、接合基板の主表面側に形成した複数の溝部分を
通して酸化性ガスが空間内部に供給されることから、空
間の内部に酸化性ガスが入り込み易くなる。このため、
空間の内部では酸化膜が十分に成長して、空間を当該酸
化膜で埋め込む。それとともに、各溝間の第1半導体基
板も酸化されるので、溝列が酸化膜からなる誘電体層に
なる。このようにして、誘電体層で第2半導体基板から
分離された第1半導体基板からなる第1素子形成領域
と、互いに接合した第1半導体基板と第2半導体基板と
からなる第2素子形成領域とが形成される。
When the bonded substrate is left in an oxidizing atmosphere, the oxidizing gas is supplied into the space through a plurality of groove portions formed on the main surface side of the bonded substrate. It becomes easier for gas to enter. For this reason,
The oxide film grows sufficiently inside the space to fill the space with the oxide film. At the same time, the first semiconductor substrate between the grooves is also oxidized, so that the groove array becomes a dielectric layer made of an oxide film. In this way, the first element formation region formed of the first semiconductor substrate separated from the second semiconductor substrate by the dielectric layer, and the second element formation region formed of the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate bonded to each other. And are formed.

【0023】上記第1工程における第1の方法では、凹
状部よりも深い複数の溝からなる溝列を形成する際に、
各溝の溝幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さの値より広く
設定することから、各溝が酸化膜で埋め込まれる前に、
空間の凹状部は酸化膜で埋め込まれる。そして、溝列方
向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定
することから、各溝内は隙間なく酸化膜で埋め込まれる
とともに、溝間の第1半導体基板は完全に酸化される。
したがって、生成された酸化膜からなる誘電体層で、第
2半導体基板から分離された第1半導体基板からなる第
1素子形成領域と、互いに接合した第1半導体基板と第
2半導体基板とからなる第2素子形成領域とが形成され
る。
According to the first method in the above-mentioned first step, when forming a groove array consisting of a plurality of grooves deeper than the concave portion,
Since the groove width of each groove is set to be substantially equal and wider than the depth value of the concave portion, before each groove is filled with the oxide film,
The concave portion of the space is filled with an oxide film. Since the distance between the grooves in the groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width, the inside of each groove is filled with an oxide film without any gap, and the first semiconductor substrate between the grooves is completely oxidized. To be done.
Therefore, the dielectric layer formed of the generated oxide film includes the first element formation region formed of the first semiconductor substrate separated from the second semiconductor substrate, and the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate bonded to each other. A second element formation region is formed.

【0024】上記第1工程における第2の方法では、凹
状部よりも深い複数の溝からなる溝列を2列形成する際
に、各溝の溝幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さの値より
広く設定することから、各溝が酸化膜で埋め込まれる前
に、空間の凹状部は酸化膜で埋め込まれる。そして、溝
列方向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く
設定して、並行する溝列同士の間隔を溝幅の0.818
倍よりも狭く設定し、溝列の溝の配列方向がほぼ直交し
かつ隣り合う位置に配置されている溝列同士の間隔を溝
幅の0.818倍よりも狭く設定することから、各溝内
が隙間なく酸化膜で埋め込まれるとともに、溝間および
溝列間の第1半導体基板が完全に酸化される。したがっ
て、上記同様に第1,第2素子形成領域は形成される。
In the second method in the first step, when forming two rows of grooves each having a plurality of grooves deeper than the recessed portions, the groove widths of the respective grooves are substantially equal and the depth of the recessed portions is set to a value. Since the width is set wider, the concave portion of the space is filled with the oxide film before each groove is filled with the oxide film. Then, the interval between the grooves in the groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width, and the distance between the parallel groove rows is set to 0.818 of the groove width.
The width of each groove is set to be narrower than double, and the interval between the groove rows that are arranged in positions adjacent to each other in which the groove array directions of the groove rows are substantially orthogonal to each other is set to be narrower than 0.818 times the groove width. The inside is filled with an oxide film without a gap, and the first semiconductor substrate between the grooves and between the groove rows is completely oxidized. Therefore, the first and second element forming regions are formed in the same manner as above.

【0025】上記第1,第2の方法における溝間の半導
体基板の酸化を説明する。通常半導体基板にシリコン基
板を用いた場合に、そのシリコン基板の表面を酸化して
酸化膜を形成すると、その酸化膜のおよそ45%の厚さ
分はシリコン基板の内部に形成され、当該酸化膜の膜厚
の55%の厚さ分は酸化前のシリコン基板の表面上に形
成される。また溝側からシリコン基板への酸化は、溝の
内部が酸化膜で埋め込まれた状態で停止する。以上の条
件から、酸化膜を成長させて溝の内部を完全に埋め込む
とともに、溝間のシリコン基板を完全に酸化させるに
は、溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定
すればよい。このように条件設定することによって、溝
列方向の溝間のシリコン基板が先に完全に酸化される。
このとき、溝は酸化膜で埋め込まれていないので、さら
に酸化を続けることによって、溝の側面からの酸化が進
行して、やがて溝は酸化膜で埋め込まれる。
The oxidation of the semiconductor substrate between the grooves in the first and second methods will be described. Usually, when a silicon substrate is used as a semiconductor substrate, if the surface of the silicon substrate is oxidized to form an oxide film, about 45% of the thickness of the oxide film is formed inside the silicon substrate. A thickness of 55% of the film thickness is formed on the surface of the silicon substrate before oxidation. Oxidation from the groove side to the silicon substrate stops when the inside of the groove is filled with an oxide film. From the above conditions, in order to grow the oxide film to completely fill the inside of the groove and completely oxidize the silicon substrate between the grooves, the interval between the grooves should be set to be narrower than 0.818 times the groove width. Good. By setting the conditions in this way, the silicon substrate between the grooves in the groove row direction is first completely oxidized.
At this time, since the groove is not filled with the oxide film, the oxidation from the side surface of the groove progresses by continuing the oxidation, and the groove is eventually filled with the oxide film.

【0026】一方、溝同士の間隔を溝幅の0.818倍
以上に設定すると、先に溝が酸化膜で埋め込まれるの
で、溝間の第1半導体基板には未酸化領域を生じる。
On the other hand, if the distance between the grooves is set to be 0.818 times the groove width or more, the grooves are first filled with the oxide film, so that an unoxidized region is formed in the first semiconductor substrate between the grooves.

【0027】上記第1工程における第3の方法では、凹
状部よりも深い複数の溝からなる溝列を3列形成する際
に、各溝の溝幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さの値より
広く設定することから、各溝が酸化膜で埋め込まれる前
に、空間の凹状部は酸化膜で埋め込まれる。そして、各
溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭
く設定することから、溝列方向の溝間の第1半導体基板
が完全に酸化されても、溝は酸化膜で埋め込まれない。
According to the third method in the first step, when three rows of grooves each having a plurality of grooves deeper than the concave portion are formed, the groove widths of the respective grooves are substantially equal and the depth value of the concave portion is set. Since the width is set wider, the concave portion of the space is filled with the oxide film before each groove is filled with the oxide film. Since the interval between the grooves in each groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width, even if the first semiconductor substrate between the grooves in the groove row direction is completely oxidized, the groove is formed as an oxide film. Not embedded in.

【0028】また、各溝列のうちの中央列の溝幅は両側
の溝列の溝幅よりも狭く設定したことから、中央列の溝
が先に酸化膜で埋め込まれるので、その時点で両側の溝
列の溝が酸化膜で埋め込まれていない。そこでさらに酸
化を続けることによって、両側の溝の外側より酸化膜が
成長して、当該溝は酸化膜で完全に埋め込まれる。
Since the groove width of the central row of each groove row is set to be narrower than the groove width of the groove rows on both sides, the grooves of the central row are first filled with the oxide film. The groove of the groove row of is not filled with the oxide film. Then, by further continuing the oxidation, an oxide film grows from the outside of the groove on both sides, and the groove is completely filled with the oxide film.

【0029】さらに、各溝列間の凸状部の幅を当該凸状
部を挟む溝列の溝幅の和の0.409倍よりも狭く設定
することから、上記説明したような第1半導体基板にシ
リコン基板を用いた場合における当該第1半導体基板に
形成される酸化膜の膜厚条件と、溝側から第1半導体基
板への酸化は溝の内部が酸化膜で埋め込まれた状態で停
止するという条件とに基づいて、溝の内部に酸化膜を成
長させることで、当該溝は酸化膜で完全に埋め込まれ
る。それとともに溝列間の第1半導体基板は完全に酸化
される。
Further, since the width of the convex portion between the groove rows is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove widths of the groove rows sandwiching the convex portion, the first semiconductor as described above is used. When the silicon substrate is used as the substrate, the film thickness condition of the oxide film formed on the first semiconductor substrate and the oxidation from the groove side to the first semiconductor substrate are stopped when the inside of the groove is filled with the oxide film. The oxide film is grown inside the groove under the condition that the groove is completely filled, so that the groove is completely filled with the oxide film. At the same time, the first semiconductor substrate between the groove rows is completely oxidized.

【0030】さらにまた溝列の溝の配列方向がほぼ直交
しかつ隣り合う位置に配置されている溝列同士の間隔を
溝幅の0.818倍よりも狭く設定することから、溝列
が酸化膜で埋め込まれる前に溝列間の第1半導体基板は
完全に酸化される。
Furthermore, since the interval between the groove rows which are arranged in the positions where the grooves of the groove rows are substantially orthogonal to each other and adjacent to each other is set to be narrower than 0.818 times the groove width, the groove rows are oxidized. The first semiconductor substrate between the trench rows is completely oxidized before being filled with the film.

【0031】一方、各溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の
0.818倍以上に設定すると、先に溝が酸化膜で埋め
込まれるので、溝間の第1半導体基板には未酸化領域を
生じる。また各溝列間の凸状部の幅を当該凸状部を挟む
溝列の溝幅の和の0.409倍以上に設定すると、先に
溝が酸化膜で埋め込まれるので、溝列間の第1半導体基
板には未酸化領域を生じる。
On the other hand, if the interval between the grooves in each groove row direction is set to 0.818 times the groove width or more, the grooves are first filled with the oxide film, and therefore the unoxidized region is formed in the first semiconductor substrate between the grooves. Cause Further, if the width of the convex portion between the groove rows is set to 0.409 times or more the sum of the groove widths of the groove rows sandwiching the convex portion, the groove is first filled with the oxide film. An unoxidized region is formed on the first semiconductor substrate.

【0032】上記第1工程における第4の方法では、凹
状部よりも深い複数の溝からなる溝列をn列形成する際
に、各溝の溝幅を当該溝列方向にほぼ等しくかつ凹状部
の深さの値よりも広く設定する。このことから、各溝が
酸化膜で埋め込まれる前に、空間の凹状部は酸化膜で埋
め込まれる。そして、各溝列方向の溝同士の間隔を溝幅
の0.818倍よりも狭く設定することから、上記第3
の方法で説明したのと同様に、溝が酸化膜で埋め込まれ
る前に、溝列方向の溝間が完全に酸化される。
In the fourth method in the above-mentioned first step, when forming n rows of a groove row consisting of a plurality of grooves deeper than the concave portion, the groove widths of the respective grooves are substantially equal to each other in the groove row direction and the concave portions are formed. Set wider than the depth value of. From this fact, the concave portion of the space is filled with the oxide film before each groove is filled with the oxide film. Then, the interval between the grooves in each groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width.
Similar to the method described above, the spaces between the grooves in the groove row direction are completely oxidized before the grooves are filled with the oxide film.

【0033】さらに、k−1列目の凸状部の幅をk−1
列目の溝列の溝幅とk列目の溝列の溝幅との和の0.4
09倍よりも狭く設定するとともに、k−1列目におけ
る溝列の溝幅の0.818倍よりも広く設定し、かつk
列目の溝列の溝幅をk−1列目の溝列の溝幅よりも広く
n列目の溝列の溝幅よりも狭く設定することから、1列
目の凸状部から順に凸状部が完全に酸化される。それと
ともに、1列目の溝列から順に溝が酸化膜で埋め込まれ
る。そしてn列目の凸状部が完全に酸化された時点で
は、n列目の溝は酸化膜で埋め込まれていない。そこで
さらに酸化を行うことにより、溝列の外側から酸化が進
行して当該n列目の溝を酸化膜で埋め込む。
Further, the width of the convex portion in the (k-1) th column is k-1.
0.4 of the sum of the groove width of the groove row and the groove width of the k-th groove row
The width is set to be narrower than 09 times, wider than 0.818 times the groove width of the groove row in the (k-1) th row, and k
Since the groove width of the groove row of the 1st row is set to be wider than the groove width of the groove row of the (k-1) th row and narrower than the groove width of the groove row of the nth row, the convex portions in the 1st row are projected in order. The ridges are completely oxidized. At the same time, the trenches are sequentially filled with the oxide film from the first trench array. Then, when the convex portion in the n-th row is completely oxidized, the groove in the n-th row is not filled with the oxide film. Therefore, by further oxidizing, the oxidation progresses from the outside of the groove array to fill the groove in the n-th column with an oxide film.

【0034】一方、各溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の
0.818倍以上に設定すると、先に溝が酸化膜で埋め
込まれるので、溝間の第1半導体基板には未酸化領域が
生じる。また各溝列間の凸状部の幅を当該凸状部を挟む
溝列の溝幅の和の0.409倍以上に設定すると、先に
溝が酸化膜で埋め込まれるので、溝列間の第1半導体基
板には未酸化領域を生じる。またk−1列目の凸状部を
k−1列目における溝列の溝幅の0.818倍以下に設
定すると、k−1列目の溝列が酸化膜で埋め込まれな
い。
On the other hand, when the interval between the grooves in each groove row direction is set to 0.818 times the groove width or more, the grooves are first filled with the oxide film, so that the unoxidized region is formed in the first semiconductor substrate between the grooves. Occurs. Further, if the width of the convex portion between the groove rows is set to 0.409 times or more the sum of the groove widths of the groove rows sandwiching the convex portion, the groove is first filled with the oxide film. An unoxidized region is formed on the first semiconductor substrate. Further, when the convex portion of the k-1th row is set to 0.818 times or less the groove width of the groove row in the k-1th row, the groove row of the k-1th row is not filled with the oxide film.

【0035】上記第1工程における第5の方法では、各
溝の溝幅を等しくかつ凹状部の深さの値よりも広く設定
することから、各溝が酸化膜で埋め込まれる前に空間の
凹状部は酸化膜で埋め込まれる。そして、k−1列目の
凸状部の幅をk−1列目の溝の溝幅とk列目の溝の溝幅
との和の0.409倍よりも狭く設定するとともに、k
−1列目における溝の溝幅の0.818倍よりも広く設
定し、かつk列目の溝の溝幅をk−1列目の溝の溝幅よ
りも広くn列目の溝の溝幅よりも狭く設定することか
ら、1列目の凸状部から順に凸状部が完全に酸化され
る。それとともに、1列目の溝列から順に溝が酸化膜で
埋め込まれる。そしてn列目の凸状部が完全に酸化され
た時点では、n列目の溝は酸化膜で埋め込まれていな
い。そこでさらに酸化を行うことにより、溝列の外側か
ら酸化が進行して当該n列目の溝を酸化膜で埋め込む。
In the fifth method of the first step, since the groove width of each groove is set to be equal and wider than the depth value of the concave portion, the concave shape of the space is filled before each groove is filled with the oxide film. The part is filled with an oxide film. Then, the width of the convex portion in the (k-1) th row is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove width of the groove in the (k-1) th row and the groove width in the kth row, and k
The groove width of the groove in the -1st row is set to be wider than 0.818 times, and the groove width of the groove in the kth row is wider than the groove width of the groove in the k-1th row. Since the width is set narrower than the width, the convex portions are completely oxidized in order from the convex portion in the first row. At the same time, the trenches are sequentially filled with the oxide film from the first trench array. Then, when the convex portion in the n-th row is completely oxidized, the groove in the n-th row is not filled with the oxide film. Therefore, by further oxidizing, the oxidation progresses from the outside of the groove array to fill the groove in the n-th column with an oxide film.

【0036】一方、各溝間の凸状部の幅を当該凸状部を
挟む溝の溝幅の和の0.409倍以上に設定すると、先
に溝が酸化膜で埋め込まれるので、溝列間の第1半導体
基板には未酸化領域を生じる。またk−1列目の凸状部
の幅をk−1列目における溝の溝幅の0.818倍以下
に設定すると、k−1列目の溝が酸化膜で埋め込まれな
い。
On the other hand, if the width of the convex portion between each groove is set to 0.409 times or more the sum of the groove widths of the grooves sandwiching the convex portion, the groove is first filled with the oxide film, so that the groove array An unoxidized region is formed on the first semiconductor substrate in between. If the width of the convex portion in the k-1th column is set to 0.818 times or less the groove width of the groove in the k-1th column, the groove in the k-1th column is not filled with the oxide film.

【0037】上記第1工程における第6の方法では、j
列目の第1溝(第2溝)の溝幅を、j−1列目の第1溝
(第2溝)の溝幅よりも広く、m列目の第1溝(第2
溝)の溝幅よりも狭く設定する。このことから、当該列
の第1溝(第2溝)が酸化膜で完全に埋め込まれても、
次列目以降の第1溝(第2溝)は酸化膜で完全に埋め込
まれない。またj列目の第1凸状部(第2凸状部)の幅
を、j−1列目の第1凸状部(第2凸状部)の幅よりも
広く、m列目の第1凸状部(第2凸状部)の幅よりも狭
く設定する。このことから、当該列の第1凸状部(第2
凸状部)が完全に酸化されても、次列目以降の第1凸状
部(第2凸状部)は完全に酸化されない。
In the sixth method in the first step, j
The groove width of the first groove (second groove) in the row is wider than the groove width of the first groove (second groove) in the row j−1, and the first groove (second groove) in the m-th row is used.
Set narrower than the groove width of (groove). From this, even if the first groove (second groove) of the row is completely filled with the oxide film,
The first groove (second groove) in the second and subsequent rows is not completely filled with the oxide film. In addition, the width of the first convex portion (second convex portion) in the j-th column is wider than the width of the first convex portion (second convex portion) in the (j-1) -th column, and The width is set to be narrower than the width of the first convex portion (second convex portion). From this, the first convex portion (second
Even if the convex portion) is completely oxidized, the first convex portion (second convex portion) in the next row and thereafter is not completely oxidized.

【0038】さらに、第1,第2溝の深さを第3溝の溝
幅よりも深く設定することから、溝幅方向から成長した
酸化膜で当該第1,第2溝は埋め込まれる。
Furthermore, since the depth of the first and second grooves is set deeper than the groove width of the third groove, the first and second grooves are filled with the oxide film grown in the groove width direction.

【0039】1列目の凸状部の幅を1列目の第1,第2
溝の溝幅の和の0.409倍よりも狭く設定する。それ
とともにj列目の第1凸状部(第2凸状部)の幅をj−
1列目の第1溝(第2溝)の幅とj列目の第1溝(第2
溝)の幅との和の0.409倍よりも狭く設定するとと
もに、j−1列目の第1溝(第2溝)の幅の0.818
倍よりも広く設定する。このことから、1列目の凸状部
から順に第1,第2凸状部が完全に酸化されるととも
に、1列目の第1,第2溝列から順に第1,第2溝が酸
化膜で埋め込まれる。そして、第1,第2凸状部の酸化
と第1,第2溝の酸化膜形成とが交互に行われる。
The width of the convex portion in the first row is set to the first and second widths in the first row.
The width is set to be narrower than 0.409 times the sum of the groove widths. At the same time, the width of the first convex portion (second convex portion) in the j-th column is set to j−
The width of the first groove (second groove) in the first row and the first groove (second groove) in the jth row
The width is set to be 0.409 times smaller than the sum of the width of the first groove (groove) and 0.818 of the width of the first groove (second groove) in the j−1th row.
Set wider than double. From this, the first and second convex portions are completely oxidized in order from the convex portion in the first row, and the first and second grooves are oxidized in order from the first and second groove rows in the first row. Embedded in the membrane. Then, the oxidation of the first and second convex portions and the formation of the oxide film of the first and second grooves are alternately performed.

【0040】そして、第3溝の溝幅をm列目の第1溝
(または第2溝)の溝幅よりも広く設定する。このこと
から、m列目の第1,第2凸状部が完全に酸化された時
点では、第3溝は酸化膜で埋め込まれない。そこでさら
に酸化を行うことによって、第3溝の外側から酸化が進
行して第3溝は酸化膜で埋め込まれる。また第3溝の深
さを当該第3溝の溝幅よりも深く設定することから、第
3溝は側壁方向からの酸化膜の成長によって、酸化膜で
埋め込まれる。そして、第3溝に連続するもので当該凹
状部よりも深い複数の溝からなるもので、凹状部の外側
周に沿って形成する溝列も酸化膜で埋め込まれる。
Then, the groove width of the third groove is set to be wider than the groove width of the first groove (or the second groove) in the m-th row. From this, the third groove is not filled with the oxide film when the first and second convex portions in the m-th row are completely oxidized. Therefore, by further oxidizing, the oxidation progresses from the outside of the third groove and the third groove is filled with the oxide film. Since the depth of the third groove is set deeper than the groove width of the third groove, the third groove is filled with the oxide film by the growth of the oxide film from the side wall direction. Then, a plurality of grooves which are continuous with the third groove and which are deeper than the concave portion are formed, and the groove row formed along the outer circumference of the concave portion is also filled with the oxide film.

【0041】一方、各第1凸状部(第2凸状部)の幅を
当該第1凸状部(第2凸状部)を挟む第1溝(第2溝)
の溝幅の和の0.409倍以上に設定すると、先に第1
溝(第2溝)が酸化膜で埋め込まれるので、第1凸状部
(第2凸状部)には未酸化領域を生じる。またj列目の
第1凸状部(第2凸状部)の幅をj−1列目の第1溝
(第2溝)の幅の0.818倍以下に設定すると、第1
溝(第2溝)が酸化膜で完全に埋め込まれない。さら
に、各第1溝(第2溝)の深さが当該第1溝(第2溝)
の幅よりも浅い場合には、第3溝側から酸化膜で埋め込
まれるので、凹状部の中央側に酸化膜で埋め込まれない
領域が発生する。
On the other hand, the width of each first convex portion (second convex portion) is the first groove (second groove) sandwiching the first convex portion (second convex portion).
If it is set to 0.409 times the sum of the groove widths of
Since the groove (second groove) is filled with the oxide film, an unoxidized region is formed in the first convex portion (second convex portion). If the width of the first convex portion (second convex portion) in the j-th column is set to 0.818 times or less of the width of the first groove (second groove) in the j−1-th column, the first
The groove (second groove) is not completely filled with the oxide film. Further, the depth of each first groove (second groove) is determined by the depth of the first groove (second groove).
If the width is shallower than the width of, the oxide film is filled from the third groove side, so that a region not filled with the oxide film is generated on the center side of the concave portion.

【0042】[0042]

【実施例】本発明の第1実施例を図1の製造工程の断面
図で説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to sectional views of manufacturing steps shown in FIG.

【0043】図1の(1)に示すように、第1工程で
は、リソグラフィー技術で、例えばレジストからなるエ
ッチングマスク(図示せず)を第1半導体基板11上に
形成する。この第1半導体基板11は、例えば主表面を
鏡面加工したシリコン基板からなる。その後、例えば化
学エッチングまたは反応性イオンエッチングで、第1半
導体基板11の所定位置に凹状部12を形成する。この
凹状部12の深さDは、例えば1μm程度に設定され
る。その後、例えばアッシャー処理またはウェットエッ
チング処理で、上記エッチングマスク(図示せず)を除
去する。
As shown in FIG. 1A, in the first step, an etching mask (not shown) made of, for example, a resist is formed on the first semiconductor substrate 11 by a lithography technique. The first semiconductor substrate 11 is made of, for example, a silicon substrate whose main surface is mirror-finished. After that, the concave portion 12 is formed at a predetermined position of the first semiconductor substrate 11 by, for example, chemical etching or reactive ion etching. The depth D of the concave portion 12 is set to, for example, about 1 μm. Then, the etching mask (not shown) is removed by, for example, an asher process or a wet etching process.

【0044】その後図1の(2)に示すように、リソグ
ラフィー技術で、例えばレジストからなるエッチングマ
スク(図示せず)を形成する。そして、例えば反応性イ
オンエッチングで、前記凹状部12の各側壁側に、当該
凹状部12よりも深い複数の溝13a,・・・13f,
・・・からなる溝列13を第1半導体基板11に形成す
る。上記溝13a,・・・13f,・・・の深さHは、
上記凹状部12の深さDよりも深く形成され、例えばH
=20μm程度の深さに形成される。また各溝幅w
11は、例えば4μm程度に形成される。
After that, as shown in FIG. 1B, an etching mask (not shown) made of, for example, a resist is formed by a lithography technique. Then, for example, by reactive ion etching, a plurality of grooves 13a, ... 13f deeper than the concave portion 12 are formed on each side wall of the concave portion 12.
.. are formed in the first semiconductor substrate 11. The depth H of the grooves 13a, ... 13f ,.
It is formed deeper than the depth D of the concave portion 12, for example, H
= 20 μm or so. Also, each groove width w
11 is formed to have a thickness of, for example, about 4 μm.

【0045】次いで図1の(3)に示す第2工程を行
う。この工程では、ウエハの貼り合わせ方法によって、
溝列13を形成した第1半導体基板11と第2半導体基
板14とを直接接合して接合基板15を形成する。上記
第2半導体基板14は、例えば主表面を鏡面加工したシ
リコン基板からなる。
Then, the second step shown in FIG. 1C is performed. In this step, depending on the wafer bonding method,
The first semiconductor substrate 11 having the groove array 13 and the second semiconductor substrate 14 are directly bonded to each other to form a bonded substrate 15. The second semiconductor substrate 14 is made of, for example, a silicon substrate whose main surface is mirror-finished.

【0046】したがって、当該接合基板15の内部に上
記凹状部12と上記溝列13とからなる空間16が形成
される。
Therefore, a space 16 composed of the concave portion 12 and the groove array 13 is formed inside the bonded substrate 15.

【0047】続いて図1の(4)に示す第3工程を行
う。この工程では、例えば研削法と研磨法によって、溝
列13が表出するまで上記接合基板15の第1半導体基
板11(2点鎖線で示す部分)を除去する。例えば、溝
列13が表出する直前まで研削法によって第1半導体基
板11を除去する。その後、研磨法によって溝列13が
表出するまで第1半導体基板11を除去する。その際、
例えば、粗研磨をラッピングで行い、仕上げ研磨をメカ
ノケミカルポリシングで行う。
Subsequently, the third step shown in FIG. 1D is performed. In this step, the first semiconductor substrate 11 (portion indicated by a chain double-dashed line) of the bonding substrate 15 is removed by, for example, a grinding method and a polishing method until the groove array 13 is exposed. For example, the first semiconductor substrate 11 is removed by a grinding method until just before the groove rows 13 are exposed. Then, the first semiconductor substrate 11 is removed by a polishing method until the groove rows 13 are exposed. that time,
For example, rough polishing is performed by lapping, and final polishing is performed by mechanochemical polishing.

【0048】そして図1の(5)に示す第4工程を行
う。この工程では、酸化性雰囲気として、例えば酸素と
水素の混合ガスを3MPa程度に加圧しかつ1100℃
程度に加熱した雰囲気中に上記接合基板15をおよそ4
00分間放置することで、上記空間16の内壁に酸化膜
17を成長させる。そして当該空間16を当該酸化膜1
7で埋め込む。このとき、溝13a,・・・,13f,
・・・の各溝幅w11が凹状部12の深さHより広く形成
されているので、先に凹状部12が酸化膜17で埋め込
まれ、次いで溝13a,・・・,13f,・・・が酸化
膜17で埋め込まれる。また上記接合基板15の第1半
導体基板11の表面にも酸化層18が形成される。
Then, the fourth step shown in FIG. 1 (5) is performed. In this step, as an oxidizing atmosphere, for example, a mixed gas of oxygen and hydrogen is pressurized to about 3 MPa and at 1100 ° C.
The bonding substrate 15 is placed in an atmosphere heated to about 4
By leaving it for 00 minutes, an oxide film 17 is grown on the inner wall of the space 16. Then, the space 16 is replaced with the oxide film 1
Embed with 7. At this time, the grooves 13a, ..., 13f,
Since each groove width w 11 of ... Is formed wider than the depth H of the concave portion 12, the concave portion 12 is first filled with the oxide film 17, and then the grooves 13a, ..., 13f ,. Is filled with the oxide film 17. Further, the oxide layer 18 is also formed on the surface of the first semiconductor substrate 11 of the bonding substrate 15.

【0049】その後図1の(6)に示す第5工程を行
う。この工程では、フッ酸溶液のような酸化膜をエッチ
ングするウェットエッチング液を用いて、上記酸化層1
8(2点鎖線で示す部分)を除去する。そして、第1半
導体基板11を表出させる。したがって、上記酸化膜
(17)からなる誘電体層21で第2半導体基板14か
ら分離した第1半導体基板(11)からなる第1素子形
成領域22が形成される。それとともに、互いに接合し
た第1半導体基板(11)と第2半導体基板(14)と
からなる第2素子形成領域23が形成される。
Thereafter, the fifth step shown in FIG. 1 (6) is performed. In this step, a wet etching solution such as a hydrofluoric acid solution that etches an oxide film is used to remove the oxide layer 1 described above.
8 (the part indicated by the chain double-dashed line) is removed. Then, the first semiconductor substrate 11 is exposed. Therefore, the first element formation region 22 made of the first semiconductor substrate (11) separated from the second semiconductor substrate 14 is formed by the dielectric layer 21 made of the oxide film (17). At the same time, the second element forming region 23 including the first semiconductor substrate (11) and the second semiconductor substrate (14) bonded to each other is formed.

【0050】上記の如くに、誘電体分離基板1は形成さ
れる。
The dielectric isolation substrate 1 is formed as described above.

【0051】上記実施例では、一つの凹状部12に着目
して説明したが、複数の凹状部を設けて、複数の第1素
子形成領域を形成してもよい。
In the above embodiment, the description has been made by focusing on one concave portion 12, but a plurality of concave portions may be provided to form a plurality of first element forming regions.

【0052】上記実施例では、第1半導体基板11と第
2半導体基板14とを直接接合した接合基板15の内部
に設けた空間16の複数の溝13a,・・・,13f,
・・・が、当該接合基板15の主表面側で外部雰囲気に
通じる状態になることから、この複数の溝13a,・・
・,13f,・・・を通して空間16の内部に酸化性ガ
スが導入される。このため、従来のように接合基板面内
に酸化性ガスを導入するための長い通気路を形成する必
要がなくなるので、レイアウト設計が容易になる。
In the above embodiment, the plurality of grooves 13a, ..., 13f in the space 16 provided inside the bonded substrate 15 in which the first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor substrate 14 are directly bonded together.
Since the main surface side of the bonding substrate 15 is in a state of communicating with the external atmosphere, the plurality of grooves 13a, ...
The oxidizing gas is introduced into the space 16 through 13f. For this reason, it is not necessary to form a long ventilation path for introducing the oxidizing gas into the surface of the bonded substrate as in the conventional case, so that the layout design is facilitated.

【0053】そして接続基板15を酸化性雰囲気に放置
した際には、溝13a,・・・,13f,・・・を通し
て酸化性ガスが空間16の内部に供給されることから、
空間16の内部に酸化性ガスが入り込み易くなる。この
ため、空間16の内部では酸化膜17が十分に成長し
て、当該空間16は酸化膜17で埋め込まれる。
When the connection substrate 15 is left in an oxidizing atmosphere, the oxidizing gas is supplied into the space 16 through the grooves 13a, ..., 13f ,.
Oxidizing gas easily enters the space 16. Therefore, the oxide film 17 grows sufficiently inside the space 16, and the space 16 is filled with the oxide film 17.

【0054】また凹状部12よりも深い複数の溝13
a,・・・,13f,・・・からなる溝列13を形成す
る際に、各溝13a,・・・,13f,・・・の幅w11
をほぼ等しくかつ凹状部12の深さDより広く設定する
ことから、各溝13a,・・・,13f,・・・が酸化
膜17で埋め込まれる前に、空間16のうち凹状部12
は酸化膜17で埋め込まれる。したがって、生成された
酸化膜17からなる誘電体層21で、第2半導体基板1
4から分離された第1半導体基板11からなる第1素子
形成領域22と、第1半導体基板11と第2半導体基板
14とを接合してなる第2素子形成領域23とが形成さ
れる。
Further, a plurality of grooves 13 deeper than the concave portion 12 are formed.
Width w 11 of each groove 13a, ..., 13f, ..
, 13f, ... Are set to be substantially equal and wider than the depth D of the recessed portion 12, so that the recessed portion 12 of the space 16 is filled before the grooves 13a, ..., 13f ,.
Are filled with an oxide film 17. Therefore, the second semiconductor substrate 1 is formed by the dielectric layer 21 formed of the oxide film 17.
A first element formation region 22 formed of the first semiconductor substrate 11 separated from the substrate No. 4 and a second element formation region 23 formed by joining the first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor substrate 14 are formed.

【0055】次に上記第1実施例における溝列の一例を
図2で説明する。
Next, an example of the groove array in the first embodiment will be described with reference to FIG.

【0056】図2の(1)に示すように、上記凹状部1
2の各側壁12a,12b,12c,12d側に、当該
凹状部12よりも深い複数の溝13a,13b,13
c,13d,13e,13f,13g,13hからなる
溝列13を形成する。上記各溝13a〜13hの深さH
は、上記凹状部12の深さDよりも深く形成され、例え
ばH=20μm程度の深さに形成される。また溝幅w11
は、例えば4μm程度に形成される。
As shown in FIG. 2 (1), the concave portion 1 is formed.
2 has a plurality of grooves 13a, 13b, 13 deeper than the concave portion 12 on the side walls 12a, 12b, 12c, 12d side.
A groove array 13 including c, 13d, 13e, 13f, 13g, and 13h is formed. Depth H of each groove 13a to 13h
Is formed deeper than the depth D of the concave portion 12, and is formed to have a depth of, for example, H = 20 μm. Also, groove width w 11
Is formed to have a thickness of, for example, about 4 μm.

【0057】そして上記溝列13は以下のように設定さ
れる。 (ア)上記溝列13の各溝13a〜13hの溝幅w11
ほぼ等しく設定する。 (イ)上記溝列13方向における各溝13a〜13hの
溝間隔L11を溝幅wの0.818倍よりも狭く設定して
形成する。したがって、溝間隔L11は、およそ3.2μ
m程度に設定される。
The groove array 13 is set as follows. (A) The groove width w 11 of each of the grooves 13a to 13h of the groove array 13 is set to be substantially equal. (A) The groove interval L 11 between the grooves 13a to 13h in the groove row 13 direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width w. Therefore, the groove interval L 11 is about 3.2 μ.
It is set to about m.

【0058】したがって、上記図1の(5)で説明した
実施例の第4工程の酸化工程を行った後、第5工程の酸
化層(18)の除去を行うことによって、図2の(2)
に示すように、各溝13a〜13h(2点鎖線で示す部
分)内は隙間なく酸化膜17で埋め込まれるとともに、
溝13a〜13hのそれぞれの間における第1半導体基
板11は完全に酸化されて、上記酸化膜17になる。こ
のとき、溝13a〜13hの溝幅w11が凹状部(12)
の深さHより広く形成されているので、先に凹状部(1
2)が酸化膜17で埋め込まれ、次いで溝13a〜13
hが酸化膜17で埋め込まれる。
Therefore, after performing the oxidation step of the fourth step of the embodiment described in (5) of FIG. 1 above, the oxide layer (18) of the fifth step is removed, so that (2) of FIG. )
As shown in FIG. 5, the inside of each of the grooves 13a to 13h (the portion indicated by the chain double-dashed line) is filled with the oxide film 17 without any gap, and
The first semiconductor substrate 11 between the grooves 13a to 13h is completely oxidized to become the oxide film 17. At this time, the groove width w 11 of the grooves 13a to 13h is the concave portion (12).
Since it is formed wider than the depth H, the concave portion (1
2) is filled with the oxide film 17, and then the grooves 13a to 13 are formed.
h is filled with the oxide film 17.

【0059】次に上記溝列13方向における各溝13a
〜13hの溝間隔L11を溝幅w11の0.818倍よりも
狭く設定した理由を、図3で説明する。
Next, each groove 13a in the direction of the groove array 13
The reason why the groove interval L 11 of ˜13 h is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 11 will be described with reference to FIG.

【0060】図3の(1)に示すように、熱酸化法によ
って、シリコン基板211に膜厚tの酸化膜212を形
成した場合には、当該酸化膜212の厚さのおよそ45
%が初期のシリコン基板211の表面下に形成され、酸
化膜212の厚さのおよそ55%が初期のシリコン基板
211の表面上に形成されることが知られている。
As shown in FIG. 3A, when an oxide film 212 having a film thickness t is formed on the silicon substrate 211 by the thermal oxidation method, the thickness of the oxide film 212 is about 45.
% Is formed under the surface of the initial silicon substrate 211, and about 55% of the thickness of the oxide film 212 is known to be formed over the surface of the initial silicon substrate 211.

【0061】したがって、図3の(2)に示すように、
例えば溝221,222を酸化膜212で埋め込むため
には、各溝221,222の幅w211 、溝221と溝2
22との間隔をL211 、形成される酸化膜212(2点
鎖線で示す部分)の膜厚をtとすれば、溝221,22
2を埋め込むために、酸化膜212の膜厚は少なくとも
211 =2×0.55tだけ必要になる。また、溝22
1,222間のシリコン基板211を酸化するには、酸
化膜212の膜厚は少なくともL211 =2×0.45t
だけ必要になる。上記2式を用いて、L211 とw211
の関係を求めれば、L211 =0.818w211 なる関係
が求まる。したがって、溝221,222を酸化膜21
2で埋め込むには、少なくとも0.818w211 よりも
狭い溝間隔L211 でなければならない。すなわち、L
211 <0.818w211 なる関係が求まる。
Therefore, as shown in (2) of FIG.
For example, in order to fill the grooves 221 and 222 with the oxide film 212, the width w 211 of each groove 221, 222, the groove 221 and the groove 2
Let L 211 be the distance from the groove 22 and t be the film thickness of the oxide film 212 (the portion indicated by the chain double-dashed line) to be formed.
In order to bury 2, the film thickness of the oxide film 212 needs to be at least w 211 = 2 × 0.55t. Also, the groove 22
In order to oxidize the silicon substrate 211 between 1 and 222, the film thickness of the oxide film 212 is at least L 211 = 2 × 0.45t.
Only needed. If the relationship between L 211 and w 211 is calculated using the above two equations, the relationship L 211 = 0.818w 211 can be calculated. Therefore, the trenches 221 and 222 are formed in the oxide film 21.
To embed with 2, the groove spacing L 211 should be at least narrower than 0.818w 211 . That is, L
The relation of 211 <0.818w 211 is obtained.

【0062】次に、図示はしないが、上記製造方法にお
けるウエハの貼り合わせ方法を具体的に説明する。な
お、各構成部品は上記図1で用いた符号を記載して示
す。
Next, although not shown, the method of bonding the wafers in the above manufacturing method will be specifically described. In addition, each component is described with the reference numeral used in FIG. 1 described above.

【0063】例えばアンモニア(NH3 )と過酸化水素
(H2 2 )と水(H2 O)との混合液、塩化水素(H
Cl)と過酸化水素(H2 2 )と水(H2 O)との混
合液、フッ酸(HF)と水(H2 O)との混合液等の薬
液に、第1,第2半導体基板11,14を浸漬して、そ
れぞれの表面に付着している有機物、金属を除去する。
さらに純水洗浄を行う。
For example, a mixed liquid of ammonia (NH 3 ), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and water (H 2 O), hydrogen chloride (H 2
Cl), hydrogen peroxide (H 2 O 2 ) and water (H 2 O), a mixed solution of hydrofluoric acid (HF) and water (H 2 O), and the like. The semiconductor substrates 11 and 14 are immersed to remove organic substances and metals attached to their respective surfaces.
Further, washing with pure water is performed.

【0064】その後、酸化処理を行うことによって、第
1,第2半導体基板11,14の表面に、膜厚が数nm
程度の薄い酸化膜(図示せず)を形成する。この酸化処
理は、例えば硫酸(H2 SO4 )と過酸化水素水(H2
2 )との混合液に浸漬することによって行う。そして
親水性を持たせるため、純水によって洗浄を行う。
After that, an oxidation treatment is performed to form a film having a thickness of several nm on the surfaces of the first and second semiconductor substrates 11 and 14.
Form a thin oxide film (not shown) to a degree. This oxidation treatment is performed by, for example, sulfuric acid (H 2 SO 4 ) and hydrogen peroxide solution (H 2
It is performed by immersing in a mixed solution with O 2 ). Then, in order to make it hydrophilic, it is washed with pure water.

【0065】次いで乾燥した窒素(N2 )雰囲気にさら
すことによって、上記第1,第2半導体基板11,14
を乾燥させた後、第1半導体基板11の主表面と第2半
導体基板14の主表面とを密着させる。このとき、各主
表面に生成されたシラノール基および水分子の水素結合
によって、第1半導体基板11と第2半導体基板14と
が接着される。さらに窒素(N2 )、アルゴン(Ar)
等の不活性ガス雰囲気中で、例えば1100℃程度の温
度で1時間程度の熱処理を施すことによって、第1,第
2半導体基板11,14の接着面に脱水縮合反応が起き
る。そしてシリコンと酸素との結合ができる。さらに反
応が進行すると、その酸素が第1,第2半導体基板1
1,14の内部に拡散して、シリコンどうしが結合す
る。このようにして、第1,第2半導体基板11,14
どうしが直接接合されて接合基板15が形成される。
Then, the first and second semiconductor substrates 11 and 14 are exposed to a dry nitrogen (N 2 ) atmosphere.
After drying, the main surface of the first semiconductor substrate 11 and the main surface of the second semiconductor substrate 14 are brought into close contact with each other. At this time, the first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor substrate 14 are bonded to each other by hydrogen bonds of silanol groups and water molecules generated on each main surface. Furthermore, nitrogen (N 2 ) and argon (Ar)
By performing a heat treatment at a temperature of about 1100 ° C. for about 1 hour in an inert gas atmosphere such as the above, a dehydration condensation reaction occurs on the bonding surfaces of the first and second semiconductor substrates 11 and 14. And silicon and oxygen can be bonded. When the reaction further progresses, the oxygen is released to the first and second semiconductor substrates 1
The silicon diffuses into the inside of 1, 14 and bonds with each other. In this way, the first and second semiconductor substrates 11 and 14 are
The substrates are directly bonded to each other to form the bonded substrate 15.

【0066】次に第2実施例を、図4の製造工程の断面
図および図5の製造工程の平面図で説明する。
Next, a second embodiment will be described with reference to sectional views of the manufacturing process of FIG. 4 and plan views of the manufacturing process of FIG.

【0067】図4の(1)に示すように、第1工程で
は、上記図1の(1)で説明したと同様にして、主表面
を鏡面加工したシリコン基板からなる第1半導体基板1
1上に、リソグラフィー技術によってレジストからなる
エッチングマスク(図示せず)を形成する。次いで、例
えば化学エッチングまたは反応性イオンエッチングで、
第1半導体基板11の所定位置に凹状部12を形成す
る。この凹状部12の深さDは、例えば1μm程度に設
定されている。その後、例えばアッシャー処理またはウ
ェットエッチング処理で、上記エッチングマスク(図示
せず)を除去する。
As shown in (1) of FIG. 4, in the first step, the first semiconductor substrate 1 made of a silicon substrate whose main surface is mirror-polished in the same manner as described in (1) of FIG. 1 above.
An etching mask (not shown) made of a resist is formed on the surface 1 by a lithography technique. Then, for example by chemical etching or reactive ion etching,
The concave portion 12 is formed at a predetermined position on the first semiconductor substrate 11. The depth D of the concave portion 12 is set to, for example, about 1 μm. Then, the etching mask (not shown) is removed by, for example, an asher process or a wet etching process.

【0068】そして図4の(2)および図5の(1)に
示すように、リソグラフィー技術で、例えばレジストか
らなるエッチングマスク(図示せず)を形成する。その
後、例えば反応性イオンエッチングで、上記凹状部12
の側壁12a側の半導体基板11に溝31a,31bか
らなる溝列31と溝32a,32bからなる溝列32と
を形成する。同様にして上記凹状部12の側壁12b側
に溝33a,33bからなる溝列33と溝34a,34
bからなる溝列34とを形成し、側壁12c側に溝35
a,35bからなる溝列35と溝36a,36bからな
る溝列36とを形成する。さらに側壁12d側に溝37
a,37bからなる溝列37と溝38a,38bからな
る溝列38とを形成する。上記各溝列31〜38は、上
記凹状部12の深さDよりも深く形成され、例えば深さ
H=20μm程度に形成される。また溝幅w21は、例え
ば2.0μm程度に形成される。
Then, as shown in (2) of FIG. 4 and (1) of FIG. 5, an etching mask (not shown) made of, for example, a resist is formed by a lithography technique. After that, for example, by reactive ion etching, the concave portion 12 is formed.
A groove array 31 including grooves 31a and 31b and a groove array 32 including grooves 32a and 32b are formed on the semiconductor substrate 11 on the side wall 12a side. Similarly, on the side wall 12b side of the concave portion 12, a groove array 33 and grooves 34a, 34b, which are formed by grooves 33a, 33b
and a groove array 34 formed of a groove b on the side wall 12c side.
A groove array 35 composed of a and 35b and a groove array 36 composed of grooves 36a and 36b are formed. Further, the groove 37 is formed on the side wall 12d side.
A groove array 37 including a and 37b and a groove array 38 including grooves 38a and 38b are formed. Each of the groove arrays 31 to 38 is formed deeper than the depth D of the concave portion 12, for example, the depth H is about 20 μm. The groove width w 21 is formed to be, for example, about 2.0 μm.

【0069】上記溝列31〜38は以下のような条件で
設計されている。
The groove arrays 31 to 38 are designed under the following conditions.

【0070】(カ)各溝31a〜38aおよび31b〜
38bの溝幅w21をほぼ等しく設定する。 (キ)上記溝列31〜38方向の溝間隔L21を溝幅wの
0.818倍よりも狭く設定する。したがって、各溝間
隔L21は、例えばおよそ1.6μm程度に設定される。 (ク)上記並行する溝列、例えば溝列31と溝列32と
の間隔L22を溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定す
る。したがって、溝列31,32の溝列間隔L22は、お
よそ1.6μm程度に設定される。同様に、溝列33と
溝列34との溝列間隔L23、溝列35と溝列36との溝
列間隔L24、溝列37と溝列38との溝列間隔25も溝幅
21の0.818倍よりも狭く設定する。したがって、
各溝列間隔はL22,L23,L24,L25は、例えばおよそ
1.6μm程度に設定される。 (ケ)溝列32と溝33,34,37,38との間隔L
26を溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定する。およ
び溝列36と溝33,34,37,38との間隔L27
溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定する。したがっ
て、各間隔はL26,L27は、例えば上記L22と同等の値
に設定される。
(F) Grooves 31a-38a and 31b-
The groove width w 21 of 38b is set to be substantially equal. (G) The groove interval L 21 in the groove rows 31 to 38 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w. Therefore, the groove spacing L 21 is set to about 1.6 μm, for example. (H) The interval L 22 between the parallel groove arrays, for example, the groove array 31 and the groove array 32 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 . Therefore, the groove row interval L 22 between the groove rows 31 and 32 is set to about 1.6 μm. Similarly, the groove row spacing L 23 between the groove row 33 and the groove row 34, the groove row spacing L 24 between the groove row 35 and the groove row 36, and the groove row spacing 25 between the groove row 37 and the groove row 38 are also the groove width w. Set narrower than 0.818 times 21 . Therefore,
The groove row intervals L 22 , L 23 , L 24 , and L 25 are set to about 1.6 μm, for example. (X) Distance L between the groove array 32 and the grooves 33, 34, 37, 38
26 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 . The distance L 27 between the groove array 36 and the grooves 33, 34, 37, 38 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 . Therefore, the intervals L 26 and L 27 are set to the same value as the above L 22 , for example.

【0071】次いで図4の(3)に示すように、上記図
1の(3)で説明した第2工程と同様の工程を行って、
第1半導体基板11と第2半導体基板14とを直接接合
して接合基板15を形成する。上記第2半導体基板14
は、例えば主表面を鏡面加工したシリコン基板からな
る。したがって、当該接合基板15の内部に上記凹状部
12と上記溝列31〜(38)とからなる空間39が形
成される。
Then, as shown in (3) of FIG. 4, a step similar to the second step described in (3) of FIG.
The first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor substrate 14 are directly bonded to each other to form a bonded substrate 15. The second semiconductor substrate 14
Is made of, for example, a silicon substrate whose main surface is mirror-finished. Therefore, a space 39 including the concave portion 12 and the groove rows 31 to (38) is formed inside the bonded substrate 15.

【0072】続いて図4の(4)に示す第3工程を行
う。この工程では上記図1の(3)で説明したのと同様
に、例えば研削法と研磨法によって、溝列31〜(3
8)が表出するまで上記接合基板15の第1半導体基板
11(2点鎖線で示す部分)を除去する。
Subsequently, the third step shown in FIG. 4 (4) is performed. In this step, the groove rows 31 to (3) are formed by, for example, a grinding method and a polishing method, as described in (3) of FIG. 1 above.
The first semiconductor substrate 11 (portion indicated by a chain double-dashed line) of the bonded substrate 15 is removed until 8) appears.

【0073】そして図4の(5)および図5の(2)に
示す第4工程を行う。この工程では上記図1の(5)で
説明したのと同様にして、上記空間39の内壁に酸化膜
40を成長させる。そして当該空間39を当該酸化膜4
0で埋め込む。このとき、溝31a〜38a,31b〜
38bの溝幅w21が凹状部12の深さDより広く形成さ
れているので、先に凹状部12が酸化膜40で埋め込ま
れ、次いで溝31a〜38a,31b〜38bが酸化膜
40で埋め込まれる。そして上記接合基板15の第1半
導体基板11の表面にも酸化層41が形成される。な
お、図5の(2)のおける上記酸化層41の図示は省略
した。
Then, the fourth step shown in (5) of FIG. 4 and (2) of FIG. 5 is performed. In this step, the oxide film 40 is grown on the inner wall of the space 39 in the same manner as described in (5) of FIG. Then, the space 39 is replaced with the oxide film 4
Embed with 0. At this time, the grooves 31a to 38a, 31b to
Since the groove width w 21 of the groove 38b is formed wider than the depth D of the concave portion 12, the concave portion 12 is first filled with the oxide film 40, and then the grooves 31a to 38a and 31b to 38b are filled with the oxide film 40. Be done. Then, the oxide layer 41 is also formed on the surface of the first semiconductor substrate 11 of the bonding substrate 15. The oxide layer 41 in FIG. 5B is omitted.

【0074】その後図4の(6)に示す第5工程を行
う。この工程では上記図1の(6)で説明したのと同様
にして、ウェットエッチングで上記酸化層41(2点鎖
線で示す部分)を除去する。そして、第1半導体基板1
1を表出させる。このようにして、上記酸化膜40から
なる誘電体層42で第2半導体基板14から分離した第
1半導体基板11からなる第1素子形成領域43を形成
する。それとともに、互いに接合した第1,第2半導体
基板(11,14)からなる第2素子形成領域44を形
成する。
Thereafter, the fifth step shown in FIG. 4 (6) is performed. In this step, the oxide layer 41 (the portion indicated by the chain double-dashed line) is removed by wet etching in the same manner as described in (6) of FIG. Then, the first semiconductor substrate 1
Show 1 out. In this way, the first element formation region 43 made of the first semiconductor substrate 11 separated from the second semiconductor substrate 14 is formed by the dielectric layer 42 made of the oxide film 40. At the same time, a second element forming region 44 composed of the first and second semiconductor substrates (11, 14) bonded to each other is formed.

【0075】上記第2実施例では、凹状部12よりも深
い複数の溝列31〜38を形成する際に、各溝31a〜
38a,31b〜38bの幅w21をほぼ等しくかつ凹状
部12の深さHより広く設定することから、各溝31a
〜38a,31b〜38bが酸化膜40で埋め込まれる
前に、空間39の凹状部12は酸化膜40で埋め込まれ
る。
In the second embodiment, when forming the plurality of groove rows 31 to 38 deeper than the concave portion 12, the grooves 31a to 31a.
Since the widths w 21 of the grooves 38a, 31b to 38b are set to be substantially equal to each other and wider than the depth H of the concave portion 12, each groove 31a is formed.
-38a and 31b-38b are filled with the oxide film 40, the concave portion 12 of the space 39 is filled with the oxide film 40.

【0076】そして、上記溝列31〜38方向の溝間隔
21を溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定して、上
記並行する溝列、例えば溝列31と溝列32との溝列間
隔L22を溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定し、同
様に、溝列33と溝列34との溝列間隔L23、溝列35
と溝列36との溝列間隔L24、溝列37と溝列38との
溝列間隔L25も溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定
する。さらに溝列34と溝31,32,35,36との
間隔L26、および溝列38と溝31,32,35,36
との間隔L27を溝幅w21の0.818倍よりも狭く設定
することから、各溝31a〜38a,31b〜38b内
が隙間なく酸化膜40で埋め込まれるとともに、溝間お
よび溝列間の第1半導体基板11が完全に酸化される。
したがって、上記第1実施例と同様に誘電体層42で分
離された第1,第2素子形成領域43,44が形成され
る。
The groove spacing L 21 in the groove rows 31 to 38 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 , so that the parallel groove rows, for example, the groove rows 31 and 32. The groove row interval L 22 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 , and similarly, the groove row interval L 23 between the groove row 33 and the groove row 34, and the groove row 35.
The groove row distance L 24 between the groove row 36 and the groove row 36 and the groove row distance L 25 between the groove row 37 and the groove row 38 are also set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 . Further, the gap L 26 between the groove row 34 and the grooves 31, 32, 35, 36, and the groove row 38 and the grooves 31, 32, 35, 36.
Since the distance L 27 between the groove and the groove is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 21 , the inside of each of the grooves 31a to 38a and 31b to 38b is filled with the oxide film 40 without any gap, and between the grooves and between the groove rows. The first semiconductor substrate 11 is completely oxidized.
Therefore, similar to the first embodiment, the first and second element formation regions 43 and 44 separated by the dielectric layer 42 are formed.

【0077】次に第3の実施例を図6の製造工程の断面
図および図7のレイアウト図で説明する。
Next, a third embodiment will be described with reference to sectional views of the manufacturing process of FIG. 6 and a layout diagram of FIG.

【0078】図6の(1)に示すように、第1工程で
は、上記図1の(1)で説明したのと同様にして、主表
面を鏡面加工したシリコン基板からなる第1半導体基板
11上に、リソグラフィー技術によってレジストからな
るエッチングマスク(図示せず)を形成する。次いで、
例えば化学エッチングまたは反応性イオンエッチング
で、第1半導体基板11の所定位置に深さDが例えば1
μm程度の凹状部12を形成する。その後、例えばアッ
シャー処理またはウェットエッチング処理で、上記エッ
チングマスク(図示せず)を除去する。
As shown in (1) of FIG. 6, in the first step, the first semiconductor substrate 11 made of a silicon substrate whose main surface is mirror-polished in the same manner as described in (1) of FIG. 1 above. An etching mask (not shown) made of a resist is formed on the top by a lithography technique. Then
The depth D is, for example, 1 at a predetermined position of the first semiconductor substrate 11 by, for example, chemical etching or reactive ion etching.
The concave portion 12 having a size of about μm is formed. Then, the etching mask (not shown) is removed by, for example, an asher process or a wet etching process.

【0079】図6の(2)および図7の(1)に示すよ
うに、リソグラフィー技術とエッチング(例えば反応性
イオンエッチング)で、上記凹状部12の側壁12a側
に、3列の溝列51,52,53を形成する。各溝列5
1,52,53のそれぞれは、溝51aと51b,溝5
2aと52b,溝53aと53bとからなる。同様に、
側壁12b側には溝列54,55,56を形成する。各
溝列54,55,56のそれぞれは、溝54aと54
b,溝55aと55b,溝56aと56bとからなる。
側壁12c側には溝列57,58,59を形成する。各
溝列57,58,59のそれぞれは、溝57aと57
b,溝58aと58b,溝59aと59bとからなる。
さらに側壁12d側には溝列60,61,62を形成す
る。各溝列60,61,62のそれぞれは、溝60aと
60b,溝61aと61b,溝62aと62bとからな
る。
As shown in (2) of FIG. 6 and (1) of FIG. 7, three groove rows 51 are formed on the side wall 12a side of the concave portion 12 by the lithography technique and etching (for example, reactive ion etching). , 52, 53 are formed. Each groove row 5
1, 52, 53 are grooves 51a and 51b, and groove 5
2a and 52b and grooves 53a and 53b. Similarly,
Groove rows 54, 55, 56 are formed on the side wall 12b side. Each of the groove rows 54, 55, 56 includes grooves 54a and 54a.
b, grooves 55a and 55b, and grooves 56a and 56b.
Groove rows 57, 58, 59 are formed on the side wall 12c side. Each of the groove rows 57, 58, 59 includes grooves 57a and 57, respectively.
b, grooves 58a and 58b, and grooves 59a and 59b.
Further, groove rows 60, 61, 62 are formed on the side wall 12d side. Each of the groove rows 60, 61, 62 includes grooves 60a and 60b, grooves 61a and 61b, and grooves 62a and 62b.

【0080】上記溝列51〜62は以下のような条件で
設計されている。
The groove arrays 51 to 62 are designed under the following conditions.

【0081】(サ)上記溝51a,51b,54a,5
4b,57a,57b,60a,60bの溝幅w31を当
該溝列51,54,57,60方向にほぼ等しく設定す
る。また上記溝52a,52b,55a,55b,58
a,58b,61a,61bの溝幅w32を当該溝列5
2,55,58,61方向にほぼ等しく設定する。さら
に上記溝53a,53b,56a,56b,59a,5
9b,62a,62bの溝幅w33を当該各溝列53,5
6,59,62方向にほぼ等しく設定する。この溝幅w
33は溝幅w31と等しく設定される。そして上記各溝列5
1〜62は、上記凹状部12の深さDよりも深く形成さ
れ、例えば深さH=20μm程度に形成される。
(C) The grooves 51a, 51b, 54a, 5
The groove width w 31 of 4b, 57a, 57b, 60a, 60b is set to be substantially equal in the direction of the groove rows 51, 54, 57, 60. Further, the grooves 52a, 52b, 55a, 55b, 58
The groove width w 32 of a, 58b, 61a, 61b is set to the groove row 5 concerned.
It is set to be substantially equal in the directions of 2, 55, 58 and 61. Further, the grooves 53a, 53b, 56a, 56b, 59a, 5
The groove width w 33 of 9b, 62a, 62b is set to the respective groove row 53, 5
It is set to be substantially equal in the directions of 6, 59 and 62. This groove width w
33 is set equal to the groove width w 31 . And each of the above groove rows 5
1 to 62 are formed deeper than the depth D of the concave portion 12, for example, the depth H is about 20 μm.

【0082】(シ)各溝列51〜62のうちの中央の溝
列52,55,58,61の溝幅w32は、溝列51,5
4,57,60の溝幅w31および溝列53,56,5
9,62の溝幅w33よりも狭く設定する。例えば、溝幅
31,溝幅w33は2.0μm程度に形成され、溝幅w32
は1.8μm程度に形成される。
(C) Of the groove rows 51 to 62, the groove width w 32 of the central groove row 52, 55, 58, 61 is equal to the groove row 51, 5
Groove width w 31 of 4, 57, 60 and groove rows 53, 56, 5
It is set narrower than the groove width w 33 of 9, 62. For example, the groove width w 31 and the groove width w 33 are formed to about 2.0 μm, and the groove width w 32
Is formed to have a thickness of about 1.8 μm.

【0083】(ス)上記溝列51,54,57,60の
溝間隔L31を溝幅w31の0.818倍よりも狭く設定す
る。上記溝列52,55,58,61方向の溝間隔L32
を溝幅w32の0.818倍よりも狭く設定する。さらに
溝列53,56,59,62方向の溝間隔L33を溝幅w
33の0.818倍よりも狭く設定する。 (セ)並行する溝列51〜53の間の凸状部63,6
4、溝列54〜56の間の凸状部65,66、溝列57
〜59の間の凸状部67,68、溝列60〜62の間の
凸状部69,70の各幅W31は、溝幅w31,w32の和の
0.409倍より狭く設定する。例えば、各幅W31は、
1.5μm程度に形成される。
(S) The groove interval L 31 of the groove rows 51, 54, 57, 60 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 31 . Groove spacing L 32 in the groove rows 52, 55, 58, 61 directions
Is set narrower than 0.818 times the groove width w 32 . Further, the groove spacing L 33 in the groove rows 53, 56, 59, 62 is set to the groove width w.
Set narrower than 0.818 times 33 . (C) Convex portions 63, 6 between the parallel groove rows 51-53
4, convex portions 65 and 66 between the groove rows 54 to 56, and the groove row 57
Convex portion 67, 68 between the through 59, the width W 31 of the convex portions 69 and 70 between the groove array 60 to 62 is narrower set than 0.409 times the sum of the groove width w 31, w 32 To do. For example, each width W 31 is
It is formed to have a thickness of about 1.5 μm.

【0084】(ソ)溝列53と溝列54,55,56,
60,61,62との溝間隔L34、および溝列59と溝
列54,55,56,60,61,62との溝間隔L35
を溝幅w31の0.818倍よりも狭く設定する。したが
って、各溝間隔L34,L35は、例えば上記溝間隔L31
同等の値に設定される。
(So) Groove row 53 and groove rows 54, 55, 56,
60, 61, 62 and the groove interval L 34 , and the groove array 59 and the groove array 54, 55, 56, 60, 61, 62 groove interval L 35.
Is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 31 . Therefore, the groove intervals L 34 and L 35 are set to the same value as the groove interval L 31 , for example.

【0085】次いで図6の(3)に示すように、上記図
1の(3)で説明した第2工程と同様の工程を行って、
第1半導体基板11と第2半導体基板14とを直接接合
して接合基板15を形成する。上記第2半導体基板14
は、例えば主表面を鏡面加工したシリコン基板からな
る。したがって、当該接合基板15の内部に上記凹状部
12と上記溝列51〜62とからなる空間71が形成さ
れる。
Then, as shown in (3) of FIG. 6, a step similar to the second step described in (3) of FIG.
The first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor substrate 14 are directly bonded to each other to form a bonded substrate 15. The second semiconductor substrate 14
Is made of, for example, a silicon substrate whose main surface is mirror-finished. Therefore, a space 71 including the concave portion 12 and the groove arrays 51 to 62 is formed inside the bonded substrate 15.

【0086】続いて図6の(4)に示す第3工程を行
う。この工程では上記図1の(3)で説明したのと同様
に、例えば研削法と研磨法によって、溝列51〜62が
表出するまで接合基板15の第1半導体基板11を除去
する。
Subsequently, a third step shown in FIG. 6 (4) is performed. In this step, the first semiconductor substrate 11 of the bonding substrate 15 is removed by the grinding method and the polishing method, for example, until the groove arrays 51 to 62 are exposed, as described in (3) of FIG. 1 above.

【0087】そして図6の(5)および図7の(2)に
示す第4工程を行う。この工程では上記図1の(4)で
説明したのと同様にして、上記空間71の内壁に酸化膜
72を成長させる。そして当該空間71を当該酸化膜7
2で埋め込む。このとき、溝幅w31,w32,w33が凹状
部12の深さDより広く形成されているので、先に凹状
部12が酸化膜72で埋め込まれ、次いで溝列51〜6
2が酸化膜72に埋め込まれる。そして接合基板15の
表面にも酸化層73が形成される。なお、図7の(2)
における上記酸化層73の図示は省略した。
Then, the fourth step shown in FIG. 6 (5) and FIG. 7 (2) is performed. In this step, the oxide film 72 is grown on the inner wall of the space 71 in the same manner as described in (4) of FIG. Then, the space 71 is replaced with the oxide film 7
Embed with 2. At this time, since the groove widths w 31 , w 32 , and w 33 are formed wider than the depth D of the concave portion 12, the concave portion 12 is first filled with the oxide film 72, and then the groove rows 51 to 6 are formed.
2 is embedded in the oxide film 72. Then, the oxide layer 73 is also formed on the surface of the bonding substrate 15. In addition, (2) of FIG.
The oxide layer 73 in FIG.

【0088】その後図6の(6)に示す第5工程を行
う。この工程では上記図1の(5)で説明したのと同様
にして、ウェットエッチングで上記酸化層73を除去す
る。そして、第1半導体基板11を表出させる。そのよ
うにして、上記酸化膜72からなる誘電体層74で第2
半導体基板14から分離した第1半導体基板11からな
る第1素子形成領域75を形成する。それとともに、互
いに接合した第1,第2半導体基板(11,14)から
なる第2素子形成領域76を形成する。
Thereafter, the fifth step shown in FIG. 6 (6) is performed. In this step, the oxide layer 73 is removed by wet etching in the same manner as described in (5) of FIG. Then, the first semiconductor substrate 11 is exposed. In this way, the second dielectric layer 74 made of the oxide film 72 is formed.
A first element formation region 75 composed of the first semiconductor substrate 11 separated from the semiconductor substrate 14 is formed. At the same time, the second element forming region 76 formed of the first and second semiconductor substrates (11, 14) bonded to each other is formed.

【0089】次に上記並行する溝列51〜53の間の凸
状部63,64、溝列54〜56の間の凸状部65,6
6、溝列57〜59の間の凸状部67,68、溝列60
〜62の間の凸状部69,70の各幅W31を、溝幅
31,w32の和の0.409倍より狭く設定する理由
を、図8で説明する。
Next, the convex portions 63 and 64 between the parallel groove rows 51 to 53 and the convex portions 65 and 6 between the groove rows 54 to 56 are provided.
6, the convex portions 67, 68 between the groove rows 57 to 59, the groove row 60
The reason why each width W 31 of the convex portions 69 and 70 between ˜62 is set smaller than 0.409 times the sum of the groove widths w 31 and w 32 will be described with reference to FIG.

【0090】熱酸化法によって形成される酸化膜は、前
記図3の(1)で説明したように形成される。すなわ
ち、シリコン基板211に膜厚tの酸化膜212を形成
した場合には、当該酸化膜212の厚さtのおよそ45
%が初期のシリコン基板211の表面下に形成され、酸
化膜212の厚さのおよそ55%が初期のシリコン基板
211の表面上に形成されることが知られている。
The oxide film formed by the thermal oxidation method is formed as described in (1) of FIG. That is, when the oxide film 212 having a film thickness t is formed on the silicon substrate 211, the thickness t of the oxide film 212 is about 45.
% Is formed under the surface of the initial silicon substrate 211, and about 55% of the thickness of the oxide film 212 is known to be formed over the surface of the initial silicon substrate 211.

【0091】したがって、図8に示すように、例えば溝
221,222,223を酸化膜212(2点鎖線で示
す部分)で埋め込むためには、各溝221,222,2
23の溝幅w221 ,w222 ,w223 (このときw222
221 ,w222 <w223 ,w221 =w223 なる関係にあ
る)、各溝221,222間のシリコン基板211(凸
状部)の幅をW 221および溝222,223間のシリコ
ン基板211(凸状部)の幅をW222 =W221 、生成さ
れる酸化膜212の膜厚をtとすれば、以下の条件が必
要になる。まず、溝222を埋め込むためにt>w222
/(2×0.55)だけの酸化膜212の膜厚tが必要
になる。さらに、各溝221,222間および溝22
2,223間のシリコン基板211を酸化するために、
t>w221/(2×0.45),t>w222 /(2×
0.45)だけの酸化膜212の膜厚tが必要になる。
上記各式を用いて、W221 とw221 ,w222 との関係を
求めれば、W221 <0.409(w221 +w222 )なる
関係が求まる。なお、溝221,223を酸化膜212
で埋め込むには、さらに酸化を進めることによって、溝
221,223の外側方から酸化膜212を成長させる
ことによって行う。
Therefore, as shown in FIG. 8, for example, in order to fill the grooves 221, 222, 223 with the oxide film 212 (the portion indicated by the chain double-dashed line), the respective grooves 221, 222, 2
23 groove widths w 221 , w 222 , w 223 (at this time w 222 <
w 221 , w 222 <w 223 , w 221 = w 223 ), and the width of the silicon substrate 211 (convex portion) between the grooves 221 and 222 is W 221 and the silicon substrate 211 between the grooves 222 and 223. If the width of the (convex portion) is W 222 = W 221 , and the film thickness of the oxide film 212 to be formed is t, the following conditions are required. First, t> w 222 for filling the groove 222.
A film thickness t of the oxide film 212 of /(2×0.55) is required. Further, between the grooves 221, 222 and the groove 22.
In order to oxidize the silicon substrate 211 between 2, 223,
t> w 221 /(2×0.45), t> w 222 / (2 ×
The film thickness t of the oxide film 212 of 0.45) is required.
If the relationship between W 221 and w 221 and w 222 is calculated using the above equations, the relationship W 221 <0.409 (w 221 + w 222 ) can be calculated. The trenches 221 and 223 are formed on the oxide film 212.
The burying is performed by further oxidizing and growing the oxide film 212 from the outside of the trenches 221 and 223.

【0092】上記第3の実施例では、凹状部12よりも
深い複数の溝列51〜62を形成する際に、各溝幅
31,w32,w33を凹状部12の深さDより広く設定す
ることから、各溝51a〜62a,51b〜62b,5
1c〜62cが酸化膜72で埋め込まれる前に、空間7
1の凹状部12は酸化膜72で埋め込まれる。
In the third embodiment, when forming a plurality of groove rows 51 to 62 deeper than the concave portion 12, each groove width w 31 , w 32 , w 33 is set to be smaller than the depth D of the concave portion 12. Since it is set wide, each groove 51a-62a, 51b-62b, 5
Before the 1c to 62c are filled with the oxide film 72, the space 7
The concave portion 12 of No. 1 is filled with the oxide film 72.

【0093】そして、溝間隔L31,L33を溝幅w31(w
33)の0.818倍よりも狭く設定し、溝間隔L32を溝
幅w32の0.818倍よりも狭く設定することから、溝
列51〜62方向の溝間のシリコン基板11が完全に酸
化されても、各溝列51〜62は酸化膜72で埋め込ま
れない。
Then, the groove intervals L 31 and L 33 are set to the groove width w 31 (w
33 ) and the groove interval L 32 is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 32 , so that the silicon substrate 11 between the grooves in the groove rows 51 to 62 is completely formed. Even if the groove arrays 51 to 62 are oxidized, the oxide films 72 are not filled.

【0094】また、溝幅w32を溝幅w31,w33よりも狭
く設定したことから、中央の溝列52,55,58,6
1が先に酸化膜72で埋め込まれる。このため、その時
点で両側の溝列51,53,54,56,57,59,
60,62は酸化膜72で完全に埋め込まれていない。
そこでさらに酸化を続けることによって、両側の溝列5
1,53,54,56,57,59,60,62の外側
より酸化膜72が成長して、当該溝列51,53,5
4,56,57,59,60,62が完全に埋め込まれ
る。
Further, since the groove width w 32 is set to be narrower than the groove widths w 31 and w 33 , the central groove rows 52, 55, 58 and 6 are formed.
1 is first buried in the oxide film 72. Therefore, at that time, the groove rows 51, 53, 54, 56, 57, 59 on both sides are
60 and 62 are not completely filled with the oxide film 72.
Therefore, by continuing further oxidation, the groove rows 5 on both sides are
The oxide film 72 grows from the outside of the 1, 53, 54, 56, 57, 59, 60, 62, and the groove rows 51, 53, 5
4,56,57,59,60,62 are completely embedded.

【0095】しかも、各凸状部63〜70の各幅W31
溝幅w31,w32の和の0.409倍よりも狭く設定す
る。このことから、上記図8で説明したように、第1半
導体基板(シリコン基板)11に形成される酸化膜72
の膜厚条件と、溝列51〜53側から凸状部63,64
(第1半導体基板11)への酸化は溝列51〜53の内
部が酸化膜72で埋め込まれた状態で停止するという酸
化膜成長条件とに基づいて、溝列51〜53の内部に酸
化膜72を成長させることで、当該溝列51〜53は酸
化膜72で完全に埋め込まれる。それとともに凸状部6
3,64は完全に酸化される。上記現象は、溝列54〜
56,溝列57〜59,溝列60〜62のそれぞれの凸
状部65,66、凸状部67,68、凸状部69,70
についても、上記同様にして完全に酸化される。
Moreover, the width W 31 of each of the convex portions 63 to 70 is set smaller than 0.409 times the sum of the groove widths w 31 and w 32 . From this, as described in FIG. 8 above, the oxide film 72 formed on the first semiconductor substrate (silicon substrate) 11 is formed.
Film thickness conditions and the convex portions 63 and 64 from the groove rows 51 to 53 side.
The oxidation to the (first semiconductor substrate 11) stops on the basis of the oxide film growth condition that the inside of the groove rows 51 to 53 is stopped in a state where the inside of the groove rows 51 to 53 is filled with the oxide film 72. By growing 72, the groove arrays 51 to 53 are completely filled with the oxide film 72. Along with that, the convex portion 6
3,64 is completely oxidized. The above phenomenon is caused by the groove array 54-
56, the groove rows 57 to 59, and the groove portions 60 to 62, respectively, the convex portions 65 and 66, the convex portions 67 and 68, and the convex portions 69 and 70.
In the same manner as above, it is completely oxidized.

【0096】一方、図示はしないが、溝間隔L31を溝幅
31の0.818倍以上に設定すると、先に溝列51,
54,57,60が酸化膜72で埋め込まれるので、溝
間の第1半導体基板11には未酸化領域を生じる。同様
に、溝間隔L32を溝幅w32の0.818倍以上に設定し
た場合、溝間隔L33を溝幅w33の0.818倍以上に設
定した場合も、溝間の第1半導体基板11には未酸化領
域を生じる。また凸状部63〜70の幅W31を溝幅w31
と溝幅w32(w33)との和の0.409倍以上に設定す
ると、先に溝列51〜62が酸化膜72で埋め込まれる
ので、溝列51〜62間の第1半導体基板11には未酸
化領域を生じる。
On the other hand, although not shown, when the groove interval L 31 is set to 0.818 times or more the groove width w 31 , it is possible to set the groove row 51,
Since 54, 57 and 60 are filled with the oxide film 72, an unoxidized region is formed in the first semiconductor substrate 11 between the trenches. Similarly, when the groove interval L 32 is set to 0.818 times or more the groove width w 32 , and when the groove interval L 33 is set to 0.818 times or more the groove width w 33 , the first semiconductor between the grooves is also set. An unoxidized region is formed on the substrate 11. Further, the width W 31 of the convex portions 63 to 70 is set to the groove width w 31.
And the groove width w 32 (w 33 ) are set to 0.409 times or more, the groove arrays 51 to 62 are first filled with the oxide film 72, so that the first semiconductor substrate 11 between the groove arrays 51 to 62 is formed. A non-oxidized region is generated in.

【0097】次に第4の実施例を、図9および図10に
よって説明する。
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.

【0098】上記図1の(1)で説明したように、第1
工程で、リソグラフィー技術とエッチングとによって、
第1半導体基板(11)の所定位置に深さDが例えば1
μm程度の凹状部(12)を形成する。その後、リソグ
ラフィー技術で形成したエッチングマスク(図示せず)
を、例えばアッシャー処理またはウェットエッチング処
理で除去する。
As described in (1) of FIG. 1 above, the first
In the process, by lithography technology and etching,
The depth D is, for example, 1 at a predetermined position of the first semiconductor substrate (11).
A concave portion (12) of about μm is formed. After that, an etching mask (not shown) formed by a lithography technique
Are removed by, for example, an asher process or a wet etching process.

【0099】次いで図9の部分レイアウト図に示すよう
に、リソグラフィー技術とエッチング(例えば反応性イ
オンエッチング)とによって、上記凹状部12の側壁1
2a側の第1半導体基板11にn列(以下、n=4とし
て4列で説明する)の溝列81〜84を形成する。図示
はしないが、凹状部12の他の側壁側にも同様の溝列を
形成する。上記溝列81は、例えば溝81a,81b,
81cで構成され、他の溝列も同様にして、溝列82は
溝82a〜82c、溝列83は溝83a〜83c、溝列
84は溝84a〜84cで構成されている。
Then, as shown in the partial layout diagram of FIG. 9, the sidewall 1 of the concave portion 12 is formed by the lithography technique and etching (eg, reactive ion etching).
On the first semiconductor substrate 11 on the 2a side, n rows (hereinafter, described as 4 rows with n = 4) of groove rows 81 to 84 are formed. Although not shown, similar groove rows are formed on the other side wall side of the concave portion 12. The groove array 81 includes, for example, the grooves 81a, 81b,
81c, and the other groove arrays are similarly composed of the groove arrays 82, 82a to 82c, the groove array 83, the grooves 83a to 83c, and the groove array 84, the grooves 84a to 84c.

【0100】上記溝列81〜84は以下のような条件で
設計されている。
The groove arrays 81 to 84 are designed under the following conditions.

【0101】(タ)上記各溝列81〜84のそれぞれの
溝幅w41,w42,w43,w44を当該溝列81〜84方向
にほぼ等しい幅で設定する。そして各溝列81〜84の
深さH(深さ方向は図示せず)は上記凹状部12よりも
深さD(深さ方向は図示せず)よりも深く設定し、例え
ばH=20μm程度に設定する。
(T) The groove widths w 41 , w 42 , w 43 and w 44 of the groove rows 81 to 84 are set to be substantially equal in the groove row 81 to 84 direction. The depth H (depth direction not shown) of each groove row 81 to 84 is set deeper than the depth D (depth direction not shown) than the concave portion 12, for example, H = 20 μm. Set to.

【0102】(チ)上記溝列81方向の溝間隔L41をそ
の溝幅w41の0.818倍よりも狭く設定する。他の溝
列82〜84も上記同様にして、溝列82〜84方向の
溝間隔L42,L43,L44のそれぞれを、溝幅w42
43,w44の0.818倍よりも狭く設定する。
(H) The groove interval L 41 in the groove array 81 direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width w 41 . Similarly for the other groove rows 82 to 84, the groove widths w 42 , L 43 are respectively set to the groove intervals L 42 , L 43 , L 44 in the groove row 82 to 84 directions.
set to be narrower than 0.818 times the w 43, w 44.

【0103】また、kは2≦k≦nなる任意の自然数と
し、ここではn=4として2≦k≦4なる自然数とし
て、例えば1列目(k−1列目)の溝列81と2列目
(k列目)の溝列82との間を1列目(k−1列目)の
凸状部85とする。同様に2列目の溝列82と3列目の
溝列83との間を2列目の凸状部86、3列目の溝列8
3と4列目の溝列84との間を3列目の凸状部87とす
る。
Further, k is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ k ≦ n, and here, as n = 4, as a natural number satisfying 2 ≦ k ≦ 4, for example, the first row (k−1th row) of the groove rows 81 and 2 The space between the first row (k-th row) of the groove rows 82 is defined as the first row (k−1th row) of the convex portion 85. Similarly, the convex portion 86 of the second row and the groove row 8 of the third row are provided between the groove row 82 of the second row and the groove row 83 of the third row.
A space between the third and fourth groove rows 84 is a third row convex portion 87.

【0104】(ツ)1列目(k−1列目)の凸状部85
の幅W41(Wk-1 )を1列目(k−1列目)の溝列81
の溝幅w41(wk-1 )と2列目(k列目)の溝列82の
溝幅w42(wk )との和の0.409倍の長さよりも狭
く設定する。同様に、凸状部86の幅W42(Wk )を、
溝幅w42(wk )と溝幅w43(wk+1 )との和の0.4
09倍の長さよりも狭く設定するとともに、溝幅w
42(wk )の0.818倍よりも広く設定する。同様
に、凸状部87の幅W43を、溝幅w43と溝幅w44との和
の0.409倍の長さよりも狭く設定するとともに、溝
幅w43の0.818倍よりも広く設定する。
(T) Convex portion 85 of the first column (k-1th column)
Width W 41 (W k-1 ) of the first row (k-1 row) of the groove row 81
Of the groove width w 41 (w k−1 ) of the second row and the groove width w 42 (w k ) of the groove row 82 of the second row (k-th row) is set to be smaller than 0.409 times the length. Similarly, the width W 42 (W k ) of the convex portion 86 is
The sum of the groove width w 42 (w k ) and the groove width w 43 (w k + 1 ) is 0.4.
The groove width is set to be narrower than the length of 09 times.
It is set wider than 0.818 times 42 (w k ). Similarly, the width W 43 of the convex portion 87 is set to be narrower than 0.409 times the sum of the groove width w 43 and the groove width w 44, and more than 0.818 times the groove width w 43. Set widely.

【0105】(テ)2列目(k列目)の溝列82の幅w
42(wk )を1列目(k−1列目)の溝列81の溝幅w
41(wk-1 )よりも広く4列目(n列目)の溝列84の
溝幅w44(wn )よりも狭く設定する。同様にして、幅
43を溝幅w2 よりも広く溝幅w44よりも狭く設定し、
溝幅w44を溝幅w43よりも広く設定する。
(T) The width w of the groove row 82 of the second row (kth row)
42 (w k ) is the groove width w of the groove row 81 of the first row (k-1th row)
The width is set to be wider than 41 (w k-1 ) and narrower than the groove width w 44 (w n ) of the groove row 84 in the fourth row (nth row). Similarly, the width w 43 is set to be wider than the groove width w 2 and narrower than the groove width w 44 ,
The groove width w 44 is set wider than the groove width w 43 .

【0106】その後、上記図1の(3)以降で説明した
第2工程から第5工程までの各工程と同様の工程を行っ
て、図10の断面図に示すように、第1半導体基板11
と第2半導体基板14とからなる接合基板15の内部に
凹上部(12)と溝列(81)〜(89)とで形成され
ている空間(88)に酸化膜(89)を生成して、その
酸化膜(89)で埋め込む。そして、酸化膜(89)で
誘電体層90を形成する。さらに第1半導体基板11の
表層に形成された酸化層(図示せず)を除去することに
よって、誘電体層90で分離した第1半導体基板11か
らなる第1素子形成領域91と、接合した第1,第2半
導体基板(11,14)からなる第2素子形成領域92
とを形成する。
Thereafter, the same steps as the steps from the second step to the fifth step described in (3) onward of FIG. 1 are performed, and as shown in the sectional view of FIG.
An oxide film (89) is generated in a space (88) formed by the concave upper portion (12) and the groove rows (81) to (89) inside the bonded substrate 15 composed of the second semiconductor substrate 14 and , The oxide film (89) is embedded. Then, the dielectric layer 90 is formed of the oxide film (89). Further, by removing an oxide layer (not shown) formed on the surface layer of the first semiconductor substrate 11, the first element formation region 91 formed of the first semiconductor substrate 11 separated by the dielectric layer 90 is bonded to the first element formation region 91. 1. Second element formation region 92 composed of second semiconductor substrate (11, 14)
To form.

【0107】上記第4実施例では、凹状部12よりも深
い複数の溝列81〜84を形成する際に、各溝幅w4
44のそれぞれを当該溝列81〜84のそれぞれの方向
にほぼ等しく設定し、かつ凹状部12の深さDよりも広
く設定することから、各溝列81〜84が酸化膜89で
埋め込まれる前に、空間88の凹状部12は酸化膜89
で埋め込まれる。
In the fourth embodiment, when forming a plurality of groove rows 81 to 84 deeper than the concave portion 12, each groove width w 4 to.
Since each of w 44 is set to be substantially equal to each direction of the groove rows 81 to 84 and is set to be wider than the depth D of the concave portion 12, each groove row 81 to 84 is filled with the oxide film 89. Previously, the concave portion 12 of the space 88 was formed on the oxide film 89.
Embedded in.

【0108】そして、各溝列81〜84のそれぞれの方
向における溝間隔L41〜L44のそれぞれを、対応する溝
幅w41〜w44の0.818倍よりも狭く設定することか
ら、上記第3の方法で説明したのと同様に、溝列81〜
84が酸化膜89で埋め込まれる前に、各溝列81〜8
4方向の溝間の第1半導体基板11は完全に酸化され
る。
Since each of the groove intervals L 41 to L 44 in each direction of each groove row 81 to 84 is set to be narrower than 0.818 times the corresponding groove widths w 41 to w 44 , As described in the third method, the groove rows 81 to
Before the groove 84 is filled with the oxide film 89, each groove row 81 to 8 is formed.
The first semiconductor substrate 11 between the grooves in the four directions is completely oxidized.

【0109】また、例えば凸状部85の幅W41を溝幅w
41,w42の和の0.409倍よりも狭く設定し、他の凸
状部86,87の幅W42,W43も同様に、その両側にお
ける溝幅の和の0.409倍よりも狭く設定し、かつ溝
列81〜84のそれぞれの溝幅w41〜w44をw41から順
に広く設定することから、1列目の凸状部85から順に
完全に酸化されていく。それとともに、1列目の溝列8
1から順に酸化膜89で埋め込まれる。しかし3列目の
凸状部87が完全に酸化された時点では、4列目の溝列
84は酸化膜89で埋め込まれていない。そこでさらに
酸化を行うことにより、溝列84の外側から酸化が進行
して、当該溝列84は酸化膜89で埋め込まれる。
Further, for example, the width W 41 of the convex portion 85 is set to the groove width w.
It is set to be narrower than 0.409 times the sum of 41 and w 42 , and the widths W 42 and W 43 of the other convex portions 86 and 87 are similarly set to be 0.409 times the sum of the groove widths on both sides thereof. Since the groove widths w 41 to w 44 of the groove rows 81 to 84 are set to be wide from w 41 in order, the convex portions 85 in the first row are completely oxidized. Along with that, the first row of grooves 8
The oxide film 89 is filled in order from 1. However, when the convex portion 87 of the third row is completely oxidized, the groove row 84 of the fourth row is not filled with the oxide film 89. Then, by further oxidizing, the oxidation proceeds from the outside of the groove array 84, and the groove array 84 is filled with the oxide film 89.

【0110】一方、図示はしないが、溝列81方向の溝
間隔L41をその溝幅w41の0.818倍以上に設定する
と、溝81a,81b,81c間の第1半導体基板11
が酸化されるよりも先に溝列81が酸化膜89で埋め込
まれる。このため、溝81a,81b,81c間の第1
半導体基板11に未酸化領域を生じる。他の溝列82〜
84も上記同様にして、溝間隔L42,L43,L44を設定
すると、溝列82〜84方向の第1半導体基板11に未
酸化領域を生じる。
On the other hand, although not shown, when the groove spacing L 41 in the groove array 81 direction is set to 0.818 times or more the groove width w 41 , the first semiconductor substrate 11 between the grooves 81a, 81b, 81c.
The groove array 81 is filled with the oxide film 89 before the oxide is oxidized. Therefore, the first gap between the grooves 81a, 81b, 81c
An unoxidized region is formed on the semiconductor substrate 11. Other groove rows 82-
When the groove intervals L 42 , L 43 , and L 44 are set in the same manner as described above for 84, unoxidized regions are formed in the first semiconductor substrate 11 in the groove row 82 to 84 directions.

【0111】また凸状部85の幅W41をその両側におけ
る溝幅w41と溝幅w42との和の0.409倍以上に設定
すると、先に溝列81,82が酸化膜89で埋め込まれ
るので、凸状部85には未酸化領域が生じる。また上記
同様に、凸状部86の幅W42をその両側における溝幅
42と溝幅w43との和の0.409倍以上に設定する、
および凸状部87の幅W43の両側における溝幅w43と溝
幅w44との和の0.409倍以上に設定すると、凸状部
86および凸状部87の第1半導体基板11には未酸化
領域を生じる。また上記幅W42を溝幅w42の0.818
倍以下に設定すると、上記溝列82に酸化膜89で埋め
込まれない領域を生じる。また上記幅W43を溝幅w43
0.818倍以下に設定すると、上記溝列83に酸化膜
89で埋め込まれない領域を生じる。
When the width W 41 of the convex portion 85 is set to 0.409 times or more the sum of the groove width w 41 and the groove width w 42 on both sides of the convex portion 85, the groove arrays 81 and 82 are formed of the oxide film 89 first. Since it is embedded, an unoxidized region is formed in the convex portion 85. Further, similarly to the above, the width W 42 of the convex portion 86 is set to the groove width on both sides thereof.
Set to 0.409 times or more of the sum of w 42 and groove width w 43 ,
And 0.409 times or more the sum of the groove width w 43 and the groove width w 44 on both sides of the width W 43 of the convex portion 87, the convex portion 86 and the convex portion 87 will be formed on the first semiconductor substrate 11. Produces an unoxidized region. The width W 42 is 0.818 of the groove width w 42 .
If it is set to be equal to or less than twice, a region not filled with the oxide film 89 is generated in the groove array 82. If the width W 43 is set to 0.818 times or less the groove width w 43, a region not filled with the oxide film 89 is generated in the groove array 83.

【0112】次に第5実施例を図11および図12によ
って説明する。
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 11 and 12.

【0113】図11の(1)で説明したように、第1工
程で、リソグラフィー技術とエッチングとによって、第
1半導体基板(11)の所定位置に深さDが例えば1μ
m程度の凹状部(12)を形成する。その後、リソグラ
フィー技術で形成したエッチングマスク(図示せず)
を、例えばアッシャー処理またはウェットエッチング処
理で除去する。
As described with reference to FIG. 11A, in the first step, the depth D is, for example, 1 μm at a predetermined position of the first semiconductor substrate 11 by the lithography technique and the etching.
A concave portion (12) of about m is formed. After that, an etching mask (not shown) formed by a lithography technique
Are removed by, for example, an asher process or a wet etching process.

【0114】次いで図11部分レイアウト図に示すよう
に、リソグラフィー技術とエッチング(例えば反応性イ
オンエッチング)で、上記凹状部12の側壁12aに対
してほぼ直角方向の第1半導体基板11に当該凹状部1
2の深さDよりも深いn列の溝101−1 ,101−2
,・・・,101−k ,・・・101−n を形成す
る。さらに、1列目の溝101−1 を共有して当該溝1
01−1 に対して対称な方向に、同様の溝101−2 ,
・・・,101−k ,・・・101−n を形成する。す
なわち、溝101−n ,・・・,101−k ,・・・,
101−2 ,101−1 ,101−2 ,・・・,101
−k ,・・・101−n からなる溝列101を形成す
る。そして、各溝101−1 〜101−n は、例えば深
さH=20μm程度に形成される。図示はしないが、凹
状部12の他の側壁側にも同様の溝列を形成する。
Then, as shown in the partial layout diagram of FIG. 11, the concave portion is formed on the first semiconductor substrate 11 in a direction substantially perpendicular to the side wall 12a of the concave portion 12 by the lithography technique and etching (for example, reactive ion etching). 1
2. Grooves 101-1 and 101-2 in n rows deeper than the depth D of 2
, ..., 101-k, ..., 101-n are formed. Further, the groove 101-1 in the first row is shared and the groove 1
In the direction symmetrical to 01-1, similar grooves 101-2,
..., 101-k, ... 101-n are formed. That is, the grooves 101-n, ..., 101-k ,.
101-2, 101-1, 101-2, ..., 101
A groove array 101 composed of -k, ... 101-n is formed. Each of the grooves 101-1 to 101-n is formed to have a depth H = 20 μm, for example. Although not shown, similar groove rows are formed on the other side wall side of the concave portion 12.

【0115】上記溝列101は以下のような条件で設計
されている。
The groove array 101 is designed under the following conditions.

【0116】kは2≦k≦nなる任意の自然数として、
k−1列目の溝101−k-1 とk列目の溝101−k と
の間をk−1列目の凸状部102−k-1 とする。
K is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ k ≦ n,
A space between the groove 101-k-1 in the k-1th row and the groove 101-k in the kth row is defined as a convex portion 102-k-1 in the k-1th row.

【0117】(ナ)k−1列目の凸状部102−k-1 の
幅Wk-1 を、k−1列目の溝101−k-1 の溝幅wk-1
とk列目の溝101-k の溝幅wk との和の0.409
倍の長さよりも狭く設定するとともに、溝幅wk-1
0.818倍の長さよりも広く設定する。
(D) The width W k-1 of the convex portion 102-k-1 in the k-1th row is defined as the groove width w k-1 of the groove 101-k-1 in the k-1th row.
And the groove width w k of the groove 101-k in the k-th row, 0.409
The length is set to be narrower than double the length and wider than the length 0.818 times the groove width w k-1 .

【0118】(ニ)k列目の溝101-k の幅wk をk
−1列目の溝101−k-1 の幅wk-1よりも広くn列目
の溝101-n の幅wn よりも狭く設定する。そして上
記のように、溝101−1 を共有して対称方向に、10
1−2 ,・・・,101−k ,・・・,101−n を形
成する。
(D) The width w k of the groove 101-k in the k-th column is k
The width is set to be wider than the width w k-1 of the groove 101-k-1 in the first row and narrower than the width w n of the groove 101-n in the nth row. Then, as described above, the groove 101-1 is shared in the symmetric direction by 10
1-2, ..., 101-k, ..., 101-n are formed.

【0119】その後、上記図1の(3)以降で説明した
第2工程から第5工程までの各工程を行って、図12の
断面図に示すように、第1半導体基板11と第2半導体
基板14とからなる接合基板15の内部に凹状部(1
2)と溝列(101)とで形成されている空間(10
3)を酸化膜(104)で埋め込む。そしてその酸化膜
(104)で誘電体層108を形成する。さらに第1半
導体基板11の表層に形成された酸化層(図示せず)を
除去することによって、誘電体層108で分離した第1
半導体基板11からなる第1素子形成領域109と、接
合した第1,第2半導体基板(11,14)からなる第
2素子形成領域110とを形成する。
Thereafter, the steps from the second step to the fifth step described in (3) onward of FIG. 1 are performed, and as shown in the sectional view of FIG. 12, the first semiconductor substrate 11 and the second semiconductor The concave portion (1
2) and the space (10) formed by the groove array (101).
3) is filled with an oxide film (104). Then, the oxide film (104) forms the dielectric layer 108. Further, by removing an oxide layer (not shown) formed on the surface layer of the first semiconductor substrate 11, the first layer separated by the dielectric layer 108 is removed.
A first element formation region 109 made of the semiconductor substrate 11 and a second element formation region 110 made of the joined first and second semiconductor substrates (11, 14) are formed.

【0120】上記第5実施例では、各溝101−1 〜1
01−n の溝幅w1 〜wn を凹状部12の深さDよりも
広く設定することから、各溝101−1 〜101−n が
酸化膜104で埋め込まれる前に、空間103の凹状部
12は酸化膜104で埋め込まれる。
In the fifth embodiment, each groove 101-1 to 10-1 is used.
01-n the groove width w 1 to w n from the set wider than the depth D of the concave portion 12, before the grooves 101-1 to 101-n are buried with the oxide film 104, a concave space 103 The portion 12 is filled with the oxide film 104.

【0121】そして、k−1列目の凸状部102−k-1
の幅Wk-1 を、溝幅wk-1 と溝幅wk との和の0.40
9倍よりも狭く設定するとともに、溝幅wk-1 の0.8
18倍の長さよりも広く設定する。さらにk列目の溝1
01−k の幅wk を溝幅wk-1 よりも広く溝幅wn より
も狭く設定する。このことから、1列目の凸状部102
−1 から順に凸状部102が完全に酸化されるととも
に、1列目の溝101−1 から順に溝101−1 〜10
1−n が酸化膜104で埋め込まれる。そしてn−1列
目の凸状部102−n-1 が完全に酸化された時点では、
n列目の溝101−n は酸化膜104で埋め込まれてい
ない。そこでさらに酸化を行うことにより、溝列101
の外側から酸化が進行して溝101−n を酸化膜104
で埋め込む。
Then, the convex portion 102-k-1 of the (k-1) th column
The width W k-1 of the, of the sum of the groove width w k-1 and the groove width w k 0.40
Narrower than 9 times and 0.8 of groove width w k-1
Set it wider than 18 times the length. Groove 1 in the kth row
The width w k of 01-k is set wider than the groove width w k−1 and narrower than the groove width w n . From this, the convex portion 102 of the first row
−1, the convex portions 102 are completely oxidized, and the grooves 101-1 to 10-10 are sequentially arranged from the groove 101-1 in the first row.
1-n is filled with the oxide film 104. Then, at the time when the convex portion 102-n-1 of the (n-1) th column is completely oxidized,
The groove 101-n in the n-th column is not filled with the oxide film 104. Therefore, by further oxidizing the groove array 101
Oxidation progresses from the outside of the trenches and the trenches 101-n are formed on the oxide film 104.
Embed with.

【0122】一方、図示はしないが、凸状部102−k
の幅Wk を、それを挟む溝101−k ,101−k+1 の
溝幅wk ,wk+1 の和の0.409倍以上に設定する
と、先に溝101−k ,101−k+1 が酸化膜104で
埋め込まれるので、溝間の凸状部102−1 〜102−
n-1 に未酸化領域を生じる。また上記幅Wk-1 を、上記
溝幅wk-1 の0.818倍以下に設定すると、溝101
−k-1 に酸化膜104で埋め込まれない領域を生じる。
On the other hand, although not shown, the convex portion 102-k
The width W k of the grooves 101-k, 101-k + 1 is set to 0.409 times or more of the sum of the groove widths w k , w k + 1 of the grooves 101-k, 101-k + 1 sandwiching the grooves 101-k, 101-k + 1. Since k + 1 is filled with the oxide film 104, the convex portions 102-1 to 102- between the grooves are formed.
An unoxidized region is generated at n-1. Further, when the width W k-1 is set to 0.818 times or less of the groove width w k-1 , the groove 101
A region which is not filled with the oxide film 104 is generated at −k−1.

【0123】次に第6実施例を、図13および図14に
よって説明する。
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIGS.

【0124】図13のレイアウト図および図14の
(1)の断面図に示すように、第1工程で、リソグラフ
ィー技術とエッチングとによって、第1半導体基板11
の所定位置に深さDが例えば1μm程度の凹状部12を
形成する。この凹状部12は、並列するm列の第1溝1
21−1 ,121−2 ,・・・,121−j ,・・・,
121−m からなる第1溝列131と、当該第1溝列1
31と対称位置に設けた並列するm列の第2溝122−
1 ,122−2 ,・・・,122−j ,・・・,122
−m からなる第2溝列132と、当該各第1溝121−
1 〜121−m の両端と各第2溝122−1 〜122−
m とに連続する状態に形成した第3溝123とからな
る。
As shown in the layout diagram of FIG. 13 and the sectional view of FIG. 14A, the first semiconductor substrate 11 is formed by the lithography technique and etching in the first step.
A concave portion 12 having a depth D of, for example, about 1 μm is formed at a predetermined position. The concave portions 12 are arranged in parallel with the first grooves 1 in the m rows.
21-1, 121-2, ..., 121-j, ...,
121-m first groove array 131 and the first groove array 1
31 and the second groove 122 of m rows arranged in parallel with 31
1, 122-2, ..., 122-j, ..., 122
-M second groove row 132 and each of the first grooves 121-
Both ends of 1 to 121-m and each second groove 122-1 to 122-
and a third groove 123 formed continuously with m.

【0125】上記第1,第2溝列131,132および
第3溝123は以下のような条件で設計されている。
The first and second groove rows 131 and 132 and the third groove 123 are designed under the following conditions.

【0126】そして、第1溝列131の1列目の第1溝
121−1 と第2溝列132の1列目の第2溝122−
1 との間を1列目の凸状部124−1 (125−1 )と
する。また、jは2≦j<mなる任意の自然数として、
j列目の第1溝121−j とj−1列目の第1溝121
−j-1 との間をj列目の第1凸状部124−j とし、j
列目の第2溝122−j とj−1列目の第2溝122−
j-1 との間をj列目の第2凸状部125−j とする。
Then, the first groove 121-1 of the first row of the first groove array 131 and the second groove 122-1 of the first row of the second groove array 132.
The portion between 1 and 1 is the convex portion 124-1 (125-1) in the first column. Further, j is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ j <m,
The first groove 121-j in the j-th row and the first groove 121 in the j-1th row
The first convex portion 124-j in the j-th column is between −j-1 and j
Second groove 122-j in row and second groove 122- in row j-1
The second convex portion 125-j in the j-th column is located between j-1 and j-1.

【0127】(ハ)j列目の第1溝121−j の溝幅w
j を、j−1列目の第1溝121−j-1 の溝幅wj-1
りも広く、m列目の第1溝121−m の溝幅wm よりも
狭く設定する。またj列目の第2溝122−j の溝幅w
j を、j−1列目の第2溝122−j-1 の溝幅wj-1
りも広く、m列目の第2溝122−m の溝幅wm よりも
狭く設定する。なお、第1溝列131と第2溝列132
とは対称に配置されているので、同列目の溝幅は同一符
号で示した。以下、同様に示す。それとともに、各第1
溝121−1 〜121−m の深さH1 および各第2溝1
22−1 〜122−m の深さH2 は第3溝123の溝幅
3 よりも深く設定する。
(C) Groove width w of the first groove 121-j in the j-th row
j is set to be wider than the groove width w j-1 of the first groove 121-j-1 in the j- 1th row and smaller than the groove width w m of the first groove 121-m in the m-th row. Also, the groove width w of the second groove 122-j in the j-th row
j is set to be wider than the groove width w j-1 of the second groove 122-j-1 in the j- 1th row and smaller than the groove width w m of the second groove 122-m in the m-th row. The first groove row 131 and the second groove row 132
Since they are symmetrically arranged, the groove widths in the same row are indicated by the same symbols. Hereinafter, it shows similarly. With that, each first
Depth H 1 of grooves 121-1 to 121-m and each second groove 1
22 - 1 to 122-m depth H 2 is set deeper than the groove width w 3 of the third groove 123.

【0128】(ヒ)j列目の第1凸状部124−j の幅
j を、j−1列目の第1凸状部124−j-1 の幅W
j-1 よりも広く、m列目の第1凸状部124−m の幅W
m よりも狭く設定する。同様に、j列目の第2凸状部1
25−j の幅Wj を、j−1列目の第2凸状部125−
j-1 の幅Wj-1 よりも広く、m列目の第2凸状部125
−m の幅Wm よりも狭く設定する。
(H) The width W j of the first convex portion 124-j in the j-th column is the width W j of the first convex portion 124-j-1 in the j-1 th column.
The width W of the first convex portion 124-m in the m-th row which is wider than j-1
Set narrower than m . Similarly, the second convex portion 1 of the j-th column
The width W j of 25-j is the second convex portion 125- of the j−1th column.
The second convex portion 125 in the m-th row, which is wider than the width W j-1 of j-1
Setting narrowly than the width W m of -m.

【0129】(フ)1列目の凸状部124−1 (125
−1 )の幅W1 を1列目の第1溝121−1 の溝幅w1
と1列目の第2溝122−1 の溝幅w1 との和の0.4
09倍よりも狭く設定する。
(F) Convex portion 124-1 (125) in the first row
The groove width of the first groove 121-1 of the width W 1 of the first row of -1) w 1
And the groove width w 1 of the second groove 122-1 in the first row, 0.4
Set narrower than 09 times.

【0130】(ヘ)j列目の第1凸状部124−j の幅
j を、j−1列目の第1溝121−j-1 の溝幅wj-1
とj列目の第1溝121−j の溝幅wj との和の0.4
09倍よりも狭く設定するとともに、上記溝幅wj-1
0.818倍よりも広く設定する。同様にj列目の第2
凸状部125−j の幅Wj を、j−1列目の第2溝12
2−j-1 の溝幅wj-1 とj列目の第2溝122−j の溝
幅wj との和の0.409倍よりも狭く設定するととも
に、上記溝幅wj-1 の0.818倍よりも広く設定す
る。
(F) The width W j of the first convex portion 124-j in the j-th row is the groove width w j-1 of the first groove 121-j-1 in the j-1-th row.
And 0.4 of the sum of the groove width w j of the first groove 121-j in the j-th row.
The groove width is set to be narrower than 09 times and wider than 0.818 times the groove width w j-1 . Similarly, the second in the jth column
The width W j of the convex portion 125-j is set to the second groove 12 in the j−1th row.
2-j-1 and sets smaller than 0.409 times the sum of the groove width w j of the groove width w j-1 and j-th column of the second groove 122-j of the groove width w j-1 It is set wider than 0.818 times.

【0131】(ホ)第3溝123の溝幅w3 をm列目の
第1溝121−m の溝幅wm またはm列目の第2溝12
2−m の溝幅wm よりも広く設定するとともに、第3溝
123の深さH3 は溝幅w3 よりも深く設定する。
[0131] (e) second grooves 12 the groove width w 3 of the groove width w m or m-th column of the first groove 121-m of the m-th column of the third groove 123
As well as wider than the groove width w m of 2-m, a depth H 3 of the third groove 123 is set deeper than the groove width w 3.

【0132】上記のように条件設定することによって、
第1溝列131と第2溝列132と第3溝123とを設
けて上記凹状部12を形成する。
By setting the conditions as described above,
The first groove row 131, the second groove row 132, and the third groove 123 are provided to form the concave portion 12.

【0133】次いでリソグラフィー技術とエッチングと
によって、上記第1実施例〜第5実施例で説明したと同
様の溝列として、例えば第6実施例で説明したような、
溝幅が順に変化する溝列151,152,153,15
4を、上記第3溝123に連続する状態にして上記凹状
部12の側面12a,12b,12c,12dの外側に
形成する。したがって、上記溝列151は、例えば、第
1,第2溝列131,132および第1,第2凸状部1
24−1 〜124−m ,125−1 〜125−m の配列
を反対にした配列で凹状部12よりも深い複数の溝15
1−m ,・・・,151−j ,・・・,151−2 ,1
51−1 ,151−2 ,・・・,151−j ,・・・,
151−m からなる。他の溝列152〜154も上記溝
列151と同様にして形成する。また、凹状部12の角
部外側にも、上記溝151−m 〜151−1 〜151−
m の配列に連続した配列で151−m+1 ,151−m+2
を配置する。
Then, by using the lithography technique and etching, a groove array similar to that described in the first to fifth embodiments is formed, for example, as described in the sixth embodiment.
Groove rows 151, 152, 153, 15 whose groove widths change in order
4 is formed on the outside of the side surfaces 12a, 12b, 12c, 12d of the concave portion 12 so as to be continuous with the third groove 123. Therefore, the groove array 151 includes, for example, the first and second groove arrays 131 and 132 and the first and second convex portions 1.
24-1 to 124-m, 125-1 to 125-m are arranged in the opposite order, and a plurality of grooves 15 deeper than the concave portion 12 are formed.
1-m, ..., 151-j, ..., 151-2, 1
51-1, 151-2, ..., 151-j, ...,
It consists of 151-m. The other groove rows 152 to 154 are also formed in the same manner as the groove row 151. Further, the grooves 151-m to 151-1 to 151- are also provided outside the corners of the concave portion 12.
151-m + 1, 151-m + 2 in an array continuous to the array of m
To place.

【0134】その後、上記図1の(3)以降で説明した
第2工程から第5工程までの各工程を行う。そして、図
14の(2)の断面図に示すように、第1,第2半導体
基板11,14とからなる接合基板15の内部に凹状部
(12)と溝151−m+2 ,151−m+1 ,151−m
〜151−1 〜151−m ,151−m+1 ,151−m+
2 とで形成されている空間(141)に酸化膜(14
2)を生成して、当該空間(141)を酸化膜(14
2)で埋め込む。そしてその酸化膜(142)で誘電体
層143を形成する。さらに第1半導体基板11の表層
に形成された酸化層(図示せず)を除去することによっ
て、誘電体層143で分離した第1半導体基板11から
なる第1素子形成領域144と、第1,第2半導体基板
(11,14)とを接合した領域からなる第2素子形成
領域145とを形成する。
Thereafter, the respective steps from the second step to the fifth step described in (3) onward of FIG. 1 are performed. Then, as shown in the sectional view of (2) of FIG. 14, the concave portion (12) and the grooves 151-m + 2, 151- are formed inside the joint substrate 15 including the first and second semiconductor substrates 11 and 14. m + 1, 151-m
~ 151-1 ~ 151-m, 151-m + 1, 151-m +
In the space (141) formed by 2 and 2, an oxide film (14
2) is generated and the space (141) is converted into an oxide film (14).
Embed in 2). Then, the oxide layer (142) forms the dielectric layer 143. Further, by removing an oxide layer (not shown) formed on the surface layer of the first semiconductor substrate 11, the first element formation region 144 made of the first semiconductor substrate 11 separated by the dielectric layer 143, A second element formation region 145, which is a region in which the second semiconductor substrate (11, 14) is joined, is formed.

【0135】上記第6実施例では、j列目の第1,第2
溝121−j ,122−j の溝幅wj を、溝幅wj-1
りも広く溝幅wm よりも狭く設定する。また、j列目の
第1,第2凸状部124−j ,125−j の幅Wj を、
幅Wj-1 よりも広く幅Wm よりも狭く設定する。さらに
1列目の凸状部124−1 (125−1 )の幅W1 を1
列目の第1溝121−1 の溝幅w1 と1列目の第2溝1
22−1 の溝幅w1 との和の0.409倍よりも狭く設
定する。かつj列目の第1,第2凸状部124−j ,1
25−j の幅Wj を、溝幅wj-1 と溝幅wj との和の
0.409倍よりも狭く設定するとともに、溝幅wj-1
の0.818倍よりも広く設定する。このことから、1
列目の凸状部124−1 (125−1 )から順に第1,
第2凸状部124−2 〜124−m ,125−1 〜12
5−m が完全に酸化されるとともに、1列目の第1,第
2溝121−1 ,122−1 から順に第1,第2溝12
1−1 〜121−m ,122−1 〜122−m が酸化膜
142で埋め込まれる。そして、第1,第2凸状部12
4−1 〜124−m ,125−1 〜125−m の酸化と
第1,第2溝121−1 〜121−m ,122−1 〜1
22−m の酸化膜形成とが交互に行われる。
In the sixth embodiment, the first and second columns of the jth column are
The groove width w j of the grooves 121-j and 122-j is set to be wider than the groove width w j-1 and narrower than the groove width w m . In addition, the width W j of the first and second convex portions 124-j and 125-j in the j-th column is
It is set wider than the width W j-1 and narrower than the width W m . Further, the width W 1 of the convex portion 124-1 (125-1) in the first row is set to 1
Groove width w 1 of the first groove 121-1 of the first row and second groove 1 of the first row
22-1 set to be narrower than 0.409 times the sum of the groove width w 1 of the. And the first and second convex portions 124-j, 1 of the j-th column
The width W j of the 25-j, and sets smaller than 0.409 times the sum of the groove width w j-1 and the groove width w j, the groove width w j-1
It is set wider than 0.818 times. From this, 1
From the convex portion 124-1 (125-1) in the row,
Second convex portions 124-2 to 124-m, 125-1 to 12
5-m is completely oxidized, and first and second grooves 121-1 and 122-1 in the first row are arranged in order from the first and second grooves 12.
1-1 to 121-m and 122-1 to 122-m are filled with the oxide film 142. Then, the first and second convex portions 12
Oxidation of 4-1 to 124-m, 125-1 to 125-m and first and second grooves 121-1 to 121-m, 122-1 to 1
22-m oxide film formation is performed alternately.

【0136】しかも各第1溝121−1 〜121−m の
深さH1 および各第2溝122−1〜122−m の深さ
2 はm列目の第1,第2溝121−m ,122−m の
溝幅wm よりも深く設定するすることから、溝幅方向か
ら成長した酸化膜142で各第1溝121−1 〜121
−m および各第2溝122−1 〜122−m は酸化膜1
42で埋め込まれる。
[0136] Moreover depth H 2 is the first m-th column of the depth H 1 and the second grooves 122-1 through 122-m of each of the first groove 121-1 to 121-m, the second groove 121- m, 122-m since the setting deeper than the groove width w m of the first groove with the oxide film 142 grown from the groove width direction 121-1 to 121
-M and each of the second grooves 122-1 to 122-m are the oxide film 1
Embedded at 42.

【0137】また第3溝123の深さH3 は溝幅w3
りも深く設定することから、第3溝123は側壁方向か
らの酸化膜142の成長によって、当該酸化膜142で
埋め込まれる。さらに上記溝列151〜154も酸化膜
142で埋め込まれる。
Since the depth H 3 of the third groove 123 is set deeper than the groove width w 3 , the third groove 123 is filled with the oxide film 142 by the growth of the oxide film 142 from the side wall direction. Further, the groove rows 151 to 154 are also filled with the oxide film 142.

【0138】一方、例えば、第1凸状部124−j の幅
j を当該第1凸状部124−j を挟む第1溝121−
j ,121−j-1 の溝幅wj ,wj-1 の和の0.409
倍以上に設定すると、先に第1溝121−j ,121−
j-1 が酸化膜142で埋め込まれるので、第1凸状部1
24−j には未酸化領域を生じる。同様に、第2凸状部
125−j の幅Wj を当該第2凸状部125−j を挟む
第2溝122−j ,122−j-1 の溝幅wj ,wj-1
和の0.409倍以上に設定しても、第2凸状部125
−j には未酸化領域を生じる。またj列目の第1凸状部
124−j の幅Wj を溝幅wj-1 の0.818倍以下に
設定すると、j−1列目の第1溝121−j-1 は酸化膜
142で完全に埋め込まれない。同様に、j列目の第2
凸状部125−j の幅Wj をwj-1 の0.818倍以下
に設定しても、j−1列目の第2溝122−j-1 は酸化
膜142で完全に埋め込まれない。
On the other hand, for example, the width W j of the first convex portion 124-j is set to the first groove 121-that sandwiches the first convex portion 124-j.
0.409 of the sum of the groove widths w j and w j-1 of j, 121-j-1
If it is set to double or more, first groove 121-j, 121-
Since j-1 is filled with the oxide film 142, the first convex portion 1
An unoxidized region is formed at 24-j. Similarly, the width W j of the second convex portion 125-j is defined by the groove widths w j and w j-1 of the second grooves 122-j and 122-j-1 sandwiching the second convex portion 125-j. Even if the sum is set to 0.409 times or more, the second convex portion 125
An unoxidized region is generated at −j. When the width W j of the first convex portion 124-j in the j-th column is set to 0.818 times or less the groove width w j-1 , the first groove 121-j-1 in the j-1-th column is oxidized. It is not completely filled with the membrane 142. Similarly, the second in the jth column
Even if the width W j of the convex portion 125-j is set to 0.818 times or less of w j-1 , the second groove 122-j-1 in the j-1th column is completely filled with the oxide film 142. Absent.

【0139】また、各第1,第2溝121−1〜121
−m ,122−1〜122−m の深さH1 ,H2 が当該
第1,第2溝121−1〜121−m ,122−1〜1
22−m の溝幅よりも浅い場合には、凹状部12の外周
側から酸化膜142で埋め込まれるので、凹状部12の
中央側に酸化膜142で埋め込まれない領域が発生す
る。
Further, each of the first and second grooves 121-1 to 121
The depths H 1 and H 2 of −m, 122-1 to 122-m are the first and second grooves 121-1 to 121-m, 122-1 to 12-1, respectively.
When the groove width is smaller than 22-m, the oxide film 142 is filled from the outer peripheral side of the concave portion 12, so that there is a region not filled with the oxide film 142 at the center side of the concave portion 12.

【0140】[0140]

【発明の効果】以上、説明したように請求項1記載の発
明によれば、第1,第2半導体基板を直接接合し、第1
半導体基板側を研磨した際に、接合基板内部に設けた空
間の複数の溝部分が主表面側で外部雰囲気に通じる状態
になる。このため、その後の酸化工程でこの複数の溝部
分を通して空間内部に酸化性ガスを導入することができ
る。このように、接合基板の厚さ方向から空間内部に酸
化性ガスを導入することができるので、接合基板面内方
向に酸化性ガスの通気路をレイアウトする必要がなくな
る。したがって、チップサイズの縮小化が図れるので高
集積化が可能になるとともに、レイアウト設計の簡単化
が図れる。
As described above, according to the first aspect of the invention, the first and second semiconductor substrates are directly bonded to each other, and
When the semiconductor substrate side is polished, the plurality of groove portions of the space provided inside the bonded substrate are in a state of communicating with the external atmosphere on the main surface side. Therefore, the oxidizing gas can be introduced into the space through the plurality of groove portions in the subsequent oxidation step. In this way, since the oxidizing gas can be introduced into the space from the thickness direction of the bonded substrate, it is not necessary to lay out the ventilation passage for the oxidized gas in the in-plane direction of the bonded substrate. Therefore, since the chip size can be reduced, high integration can be achieved, and the layout design can be simplified.

【0141】また接続基板を酸化性雰囲気に放置した際
には、接合基板の主表面側に形成した複数の溝部分を通
して酸化性ガスが空間内部に供給されるので、空間の内
部に酸化性ガスが入り込み易くなる。このため、空間の
内部では酸化膜が十分に成長して、当該空間を酸化膜で
完全に埋め込むことができる。それとともに、各溝間の
第1半導体基板も完全に酸化することができる。このた
め、誘電体層には未酸化領域を生じることがなくなるの
で、誘電体層の品質の向上が図れる。
When the connection substrate is left in an oxidizing atmosphere, the oxidizing gas is supplied to the inside of the space through a plurality of groove portions formed on the main surface side of the bonded substrate. Becomes easier to enter. Therefore, the oxide film grows sufficiently inside the space, and the space can be completely filled with the oxide film. At the same time, the first semiconductor substrate between the grooves can be completely oxidized. Therefore, no unoxidized region is generated in the dielectric layer, and the quality of the dielectric layer can be improved.

【0142】請求項2記載の発明によれば、複数の溝の
溝幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さより広く設定したの
で、各溝が酸化膜で埋め込まれる前に、空間の凹状部を
酸化膜で埋め込むことができる。そして、溝列方向の溝
同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定したの
で、溝間の第1半導体基板を完全に酸化することができ
るとともに各溝内を酸化膜で隙間なく完全に埋め込むこ
とができる。このようにして、各溝列に沿った酸化領域
からなる誘電体層を形成することができる。
According to the second aspect of the present invention, the groove widths of the plurality of grooves are set to be substantially equal and wider than the depth of the recessed portions, so that the recessed portions of the space are oxidized before each groove is filled with the oxide film. It can be embedded with a membrane. Since the distance between the grooves in the groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width, the first semiconductor substrate between the grooves can be completely oxidized and the inside of each groove can be completely covered with an oxide film. Can be completely embedded. In this way, a dielectric layer composed of oxidized regions along each groove array can be formed.

【0143】請求項3記載の発明によれば、2本の溝列
で酸化領域を形成するので、酸化領域を幅広く設定でき
る。また各溝の溝幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さより
広く設定したので、各溝が酸化膜で埋め込まれる前に、
空間の凹状部を酸化膜で埋め込むことができる。そし
て、溝列方向の溝同士の間隔、並行する溝列同士の間
隔、溝列の溝の配列方向がほぼ直交しかつ隣り合う位置
に配置されている溝列同士の間隔を、溝幅の0.818
倍よりも狭く設定するので、各溝内を隙間なく酸化膜で
完全に埋め込むことができるとともに、溝間および溝列
間の第1半導体基板を完全に酸化することができる。こ
のようにして、各溝列に沿った酸化領域からなる誘電体
層を形成することができる。
According to the third aspect of the invention, since the oxidized region is formed by the two groove rows, the oxidized region can be set wide. Moreover, since the groove width of each groove is set to be substantially equal and wider than the depth of the concave portion, before each groove is filled with the oxide film,
The concave portion of the space can be filled with an oxide film. Then, the distance between the grooves in the groove row direction, the distance between the parallel groove rows, and the distance between the groove rows that are arranged at positions where the groove array directions of the groove rows are substantially orthogonal and adjacent to each other are defined as 0 of the groove width. .818
Since the width is set to be narrower than twice, the inside of each groove can be completely filled with an oxide film without a gap, and the first semiconductor substrate between the grooves and between the groove rows can be completely oxidized. In this way, a dielectric layer composed of oxidized regions along each groove array can be formed.

【0144】請求項4記載の発明によれば、3本の溝列
で酸化領域を形成するので、酸化領域を幅広く設定でき
る。そして各溝の溝幅をほぼ等しくかつ凹状部の深さよ
り広く設定したので、各溝が酸化膜で埋め込まれる前
に、空間の凹状部を酸化膜で埋め込むことができる。ま
た各溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍より
も狭く設定したので、溝間の第1半導体基板を完全に酸
化できる。さらに中央列の溝幅をその両側の溝列の溝幅
よりも狭く設定するとともに、各凸状部の幅を当該凸状
部を挟む溝列の溝幅の和の0.409倍よりも狭く設定
したので、まず中央列の溝列を酸化膜で完全に埋め込む
ことができる。次いでその両側の凸状部を完全に酸化す
ることができる。その後両側の溝列を酸化膜で完全に埋
め込むことができる。また溝列の溝の配列方向がほぼ直
交しかつ隣り合う位置に配置されている溝列同士の間隔
を溝幅の0.818倍よりも狭く設定したので、溝列間
の第1半導体基板を完全に酸化することができる。この
ようにして、各溝列に沿った酸化領域からなる誘電体層
を形成することができる。
According to the fourth aspect of the invention, since the oxidized region is formed by the three groove rows, the oxidized region can be set wide. Since the groove width of each groove is set to be substantially equal and wider than the depth of the concave portion, the concave portion of the space can be filled with the oxide film before the groove is filled with the oxide film. Further, since the interval between the grooves in each groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width, the first semiconductor substrate between the grooves can be completely oxidized. Further, the groove width of the central row is set narrower than the groove width of the groove rows on both sides thereof, and the width of each convex portion is narrower than 0.409 times the sum of the groove widths of the groove rows sandwiching the convex portion. Since the setting is made, first, the central row of trenches can be completely filled with the oxide film. The ridges on both sides can then be completely oxidized. After that, the groove rows on both sides can be completely filled with the oxide film. Further, since the interval between the groove rows arranged in the positions where the grooves of the groove rows are arranged substantially orthogonal to each other and adjacent to each other is set to be narrower than 0.818 times the groove width, the first semiconductor substrate between the groove rows is It can be completely oxidized. In this way, a dielectric layer composed of oxidized regions along each groove array can be formed.

【0145】請求項5に発明によれば、複数本の溝列で
酸化領域を形成するので、酸化領域を幅広く設定でき
る。そして各溝の溝幅を当該溝列方向にほぼ等しくかつ
凹状部の深さよりも広く設定したので、各溝が酸化膜で
埋め込まれる前に、空間の凹状部を酸化膜で埋め込むこ
とができる。また、各溝列方向の溝同士の間隔を溝幅の
0.818倍よりも狭く設定したので、溝が酸化膜で埋
め込まれる前に、溝列方向の溝間を完全に酸化すること
ができる。さらに、k−1列目の凸状部の幅をk−1列
目とk列目の溝列における溝幅の和の0.409倍より
も狭く設定するとともに、k−1列目の溝列における溝
幅の0.818倍よりも広く設定し、かつk列目の溝列
の溝幅をk−1列目の溝列の溝幅よりも広くn列目の溝
列の溝幅よりも狭く設定したので、1列目の凸状部から
順に各凸状部を完全に酸化することができる。それとと
もに、1列目の溝列から順に各溝を酸化膜で埋め込むこ
とができる。そしてn列目の溝列は外側から酸化を進行
させて酸化膜で埋め込むことができる。このようにし
て、各溝列に沿った酸化領域からなる誘電体層を形成す
ることができる。
According to the fifth aspect of the invention, since the oxidized region is formed by a plurality of groove arrays, the oxidized region can be set wide. Since the groove width of each groove is set to be substantially equal in the groove row direction and wider than the depth of the concave portion, the concave portion of the space can be filled with the oxide film before the groove is filled with the oxide film. Further, since the interval between the grooves in each groove row direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width, the spaces between the grooves in the groove row direction can be completely oxidized before the grooves are filled with the oxide film. . Further, the width of the convex portion in the k-1th row is set to be 0.409 times smaller than the sum of the groove widths in the k-1th row and the groove row in the kth row, and the groove in the k-1th row is set. The groove width is set to be wider than 0.818 times the groove width in the row, and the groove width of the k-th groove row is wider than that of the (k-1) -th groove row and is larger than that of the n-th groove row. Since each of the convex portions is set to be narrow, the convex portions in the first row can be completely oxidized in order. At the same time, each groove can be sequentially filled with an oxide film from the first row of grooves. The n-th groove array can be filled with an oxide film by promoting oxidation from the outside. In this way, a dielectric layer composed of oxidized regions along each groove array can be formed.

【0146】請求項6記載の発明によれば、各溝の溝幅
を等しくかつ凹状部の深さよりも広く設定したので、各
溝が酸化膜で埋め込まれる前に、空間の凹状部を酸化膜
で埋め込むことが可能になる。そして、k−1列目の凸
状部の幅をk−1列目とk列目の溝における溝幅の和の
0.409倍よりも狭く設定するとともに、k−1列目
溝における溝幅の0.818倍よりも広く設定し、かつ
k列目の溝の溝幅をk−1列目の溝の溝幅よりも広くn
列目の溝の溝幅よりも狭く設定したので、1列目の凸状
部から順に凸状部を完全に酸化することができる。それ
とともに、1列目の溝列から順に溝を酸化膜で完全に埋
め込むことができる。そして最後に残ったn列目の溝を
酸化膜で埋め込むには、n列目の溝の外側から酸化を進
行させることで完全に埋め込むことができる。このよう
にして、各溝列に沿った酸化領域からなる誘電体層を形
成することができる。
According to the sixth aspect of the present invention, the groove width of each groove is set to be equal and wider than the depth of the recessed portion, so that the recessed portion of the space is filled with the oxide film before each groove is filled with the oxide film. It becomes possible to embed with. The width of the convex portion in the (k-1) th row is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove widths in the (k-1) th row and the kth row, and the groove in the (k-1) th row groove is set. The width is set to be wider than 0.818 times the width, and the groove width of the k-th groove is wider than the groove width of the (k-1) -th groove.
Since the groove width of the groove in the row is set to be narrower, the convex portions in the first row can be completely oxidized in order from the convex portion. At the same time, the grooves can be completely filled with the oxide film in order from the first row of grooves. Then, in order to fill the last remaining groove in the n-th column with an oxide film, it is possible to completely fill the groove by advancing the oxidation from the outside of the groove in the n-th column. In this way, a dielectric layer composed of oxidized regions along each groove array can be formed.

【0147】請求項7記載の発明によれば、凹状部を形
成する際に、第1溝(第2溝)の溝幅を1列目から順に
広く設定し、第1凸状部(第2凸状部)の幅も1列目か
ら順に広く設定する。また1列目の凸状部の幅を1列目
の第1,第2溝における溝幅の和の0.409倍よりも
狭く設定する。かつj列目の第1凸状部(第2凸状部)
の幅を、j−1列目の第1溝(第2溝)の溝幅とj列目
の第1溝(第2溝)の溝幅との和の0.409倍よりも
狭く設定するとともに、j−1列目の第1溝(第2溝)
の溝幅の0.818倍よりも広く設定する。さらに第
1,第2溝の深さをその溝幅よりも深く設定する。この
ように設定したので、各第1,第2凸状部は側壁方向か
らの酸化によって酸化することができ、第1,第2溝は
側壁方向から成長させた酸化膜で埋め込むことができ
る。そして1列目の第1凸状部(第2凸状部)、次に1
列目の第1,第2溝、次いで2列目の第1,第2凸状
部、そして2列目の第1,第2溝の順に、各第1,第2
凸状部を完全に酸化するとともに各第1,第2溝を酸化
膜で完全に埋め込むことができる。このようにして、凹
状部に酸化領域を形成することができる。また、凹状部
に連続する溝列を当該凹状部の外周側に形成したので、
当該溝列も酸化膜で埋め込んで酸化領域を形成すること
ができる。よって、各酸化領域とからなるもので、素子
形成領域を分離する誘電体層を形成することができる。
According to the invention described in claim 7, when forming the concave portion, the groove width of the first groove (second groove) is set to be wider in order from the first row, and the first convex portion (second groove) is formed. The width of the convex portion) is also set wider from the first column. Further, the width of the convex portion in the first row is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove widths in the first and second grooves in the first row. And the first convex portion in the j-th column (second convex portion)
Is set to be narrower than 0.409 times the sum of the groove width of the first groove (second groove) in the j-1th row and the groove width of the first groove (second groove) in the jth row. Together with the first groove (second groove) in the j-1th row
The groove width is set to be wider than 0.818 times the groove width. Further, the depth of the first and second grooves is set deeper than the groove width. With this setting, each of the first and second convex portions can be oxidized by oxidation from the side wall direction, and the first and second grooves can be filled with the oxide film grown from the side wall direction. Then, the first convex portion (second convex portion) in the first row, and then 1
The first and second grooves in the second row, the first and second convex portions in the second row, and the first and second grooves in the second row are arranged in the order of the first and second grooves.
The convex portion can be completely oxidized and the first and second grooves can be completely filled with the oxide film. In this way, an oxidized region can be formed in the concave portion. Further, since the groove row continuous to the concave portion is formed on the outer peripheral side of the concave portion,
The groove array can also be filled with an oxide film to form an oxide region. Therefore, it is possible to form a dielectric layer that is composed of each oxidized region and separates the element formation region.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】第1実施例の製造工程の断面図である。FIG. 1 is a sectional view of a manufacturing process of a first embodiment.

【図2】第1実施例の溝列のレイアウト図である。FIG. 2 is a layout diagram of a groove array according to the first embodiment.

【図3】溝内を酸化膜で埋め込む条件の説明図である。FIG. 3 is an explanatory diagram of conditions for filling the trench with an oxide film.

【図4】第2実施例の製造工程の断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the second embodiment.

【図5】第2実施例の溝列のレイアウト図である。FIG. 5 is a layout diagram of a groove array according to a second embodiment.

【図6】第3実施例の製造工程の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the third embodiment.

【図7】第3実施例の溝列のレイアウト図である。FIG. 7 is a layout diagram of a groove array according to a third embodiment.

【図8】溝内を酸化膜で埋め込む条件の説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram of conditions for filling the trench with an oxide film.

【図9】第4実施例の第1工程の部分レイアウト図であ
る。
FIG. 9 is a partial layout diagram of a first step of the fourth embodiment.

【図10】第4実施例の完成断面図である。FIG. 10 is a completed sectional view of the fourth embodiment.

【図11】第5実施例の第1工程の部分レイアウト図で
ある。
FIG. 11 is a partial layout diagram of the first step of the fifth embodiment.

【図12】第5実施例の完成断面図である。FIG. 12 is a completed sectional view of the fifth embodiment.

【図13】第6実施例の第1工程のレイアウト図であ
る。
FIG. 13 is a layout diagram of the first process of the sixth embodiment.

【図14】第6実施例の製造工程の断面図である。FIG. 14 is a cross-sectional view of the manufacturing process of the sixth embodiment.

【図15】従来例の製造工程図(その1)である。FIG. 15 is a manufacturing process diagram (1) of a conventional example.

【図16】従来例の製造工程図(その2)である。FIG. 16 is a manufacturing process diagram (2) of the conventional example.

【図17】従来例の製造工程図(その3)である。FIG. 17 is a manufacturing process diagram (3) of the conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 誘電体分離基板 11 第1半導体
基板 12 凹状部 12a〜12d
側壁 13 溝列 13a〜13h
溝 14 第2半導体基板 15 接合基板 16 空間 17 酸化膜 18 酸化層 21 誘電体層 22 第1素子形成領域 23 第2素子形
成領域 31a〜38a 溝 31b〜38b
溝 31〜38 溝列 39 空間 40 酸化膜 41 酸化層 42 誘電体層 43 第1素子形
成領域 44 第2素子形成領域 51〜62 溝列 51a〜62a 溝 51b〜62b
溝 71 空間 72 酸化膜 73 酸化層 74 誘電体層 75 第1素子形成領域 76 第2素子形
成領域 81〜84 溝列 81a〜81c
溝 82a〜82c 溝 83a〜83c
溝 84a〜84c 溝 85〜87 凸状
部 88 空間 89 酸化膜 90 誘電体層 91 第1素子形
成領域 92 第2素子形成領域 101 溝列 101−1 〜101−n 溝 102−1 〜10
2−n 凸状部 103 空間 104 酸化膜 108 誘電体層 109 第1素子
形成領域 110 第2素子形成領域 121−1 〜12
1−m 第1溝 122−1 〜122−m 第2溝 124−1 〜12
4−m 凸状部 125−1 〜125−m 凸状部 123 第3溝 131 溝列 132 溝列 D (凹状部の)深さ H1 (溝の)深
さ H2 (溝の)深さ L11 溝間隔 L21 溝間隔 L22〜L25 溝列
間隔 L26,L27 間隔 L31〜L33 溝間
隔 L34,L35 溝列間隔 L41〜L43 溝間
隔 w11 溝幅 w21 溝幅 w31〜w33 溝幅 w41〜w44 溝幅 w1 〜wn 溝幅 w1 〜wm 溝幅 W31 凸状部の幅 W1 〜Wn 凸状
部の幅 W1 〜Wm 凸状部の幅
1 Dielectric Separation Substrate 11 First Semiconductor Substrate 12 Recess 12a to 12d
Side wall 13 Groove row 13a to 13h
Groove 14 Second semiconductor substrate 15 Bonding substrate 16 Space 17 Oxide film 18 Oxide layer 21 Dielectric layer 22 First element formation region 23 Second element formation region 31a to 38a Groove 31b to 38b
Grooves 31-38 Groove row 39 Space 40 Oxide film 41 Oxide layer 42 Dielectric layer 43 First element formation region 44 Second element formation region 51-62 Groove row 51a-62a Groove 51b-62b
Groove 71 Space 72 Oxide film 73 Oxide layer 74 Dielectric layer 75 First element formation region 76 Second element formation region 81-84 Groove row 81a-81c
Grooves 82a to 82c Grooves 83a to 83c
Grooves 84a to 84c Grooves 85 to 87 Convex portions 88 Space 89 Oxide film 90 Dielectric layer 91 First element formation region 92 Second element formation region 101 Groove row 101-1 to 101-n Groove 102-1 to 10
2-n convex portion 103 space 104 oxide film 108 dielectric layer 109 first element formation region 110 second element formation region 121-1 to 12
1-m 1st groove 122-1 to 122-m 2nd groove 124-1 to 12
4-m convex portion 125-1 to 125-m convex portion 123 third groove 131 groove row 132 groove row D (concave portion) depth H 1 (groove) depth H 2 (groove) depth L 11 groove interval L 21 groove interval L 22 to L 25 groove array interval L 26 , L 27 interval L 31 to L 33 groove interval L 34 , L 35 groove array interval L 41 to L 43 groove interval w 11 groove width w 21 groove width w 31 to w 33 groove width w 41 to w 44 groove width w 1 to w n groove width w 1 to w m groove width W 31 width W 1 of the wide W 1 to W-n convex portion of the convex portions - W m Convex width

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1半導体基板の所定位置に凹状部を形
成してから、前記凹状部の各側壁側に当該凹状部よりも
深い複数の溝からなる溝列を形成する第1工程と、 前記溝列を形成した第1半導体基板と第2半導体基板と
を直接接合して接合基板を形成することで、当該接合基
板の内部に前記凹状部と前記溝列とからなる空間を形成
する第2工程と、 前記空間の溝列部分が表出するまで前記接合基板の第1
半導体基板を除去する第3工程と、 前記接合基板を酸化性雰囲気に放置することで、前記空
間の内壁に酸化膜を成長させて当該空間を当該酸化膜で
埋め込むとともに、前記接合基板の表面に酸化層を形成
する第4工程と、 前記酸化層を除去して第1半導体基板を露出すること
で、前記酸化膜からなる誘電体層で第2半導体基板から
分離した第1半導体基板からなる第1素子形成領域と、
互いに接合した第1半導体基板と第2半導体基板とから
なる第2素子形成領域とを形成する第5工程とからなる
ことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
1. A first step of forming a concave portion at a predetermined position of a first semiconductor substrate, and then forming a groove array including a plurality of grooves deeper than the concave portion on each side wall of the concave portion, Forming a space composed of the concave portion and the groove array inside the bonded substrate by directly bonding the first semiconductor substrate and the second semiconductor substrate having the groove array to form a bonded substrate. 2 steps, the first of the bonding substrate until the groove row portion of the space is exposed.
A third step of removing the semiconductor substrate, and leaving the bonded substrate in an oxidizing atmosphere to grow an oxide film on the inner wall of the space and fill the space with the oxide film, and also to the surface of the bonded substrate. A fourth step of forming an oxide layer, and a step of forming a first semiconductor substrate separated from a second semiconductor substrate by a dielectric layer of the oxide film by removing the oxide layer to expose the first semiconductor substrate. 1 element formation region,
A method of manufacturing a dielectric isolation substrate, comprising: a fifth step of forming a second element forming region including a first semiconductor substrate and a second semiconductor substrate bonded to each other.
【請求項2】 請求項1記載の誘電体分離基板の製造方
法において、 前記第1工程で、第1半導体基板の所定位置に凹状部を
形成した後、前記凹状部の各側壁側に当該凹状部よりも
深い複数の溝からなる溝列を形成する際に、(ア)前記
各溝の溝幅をほぼ等しくかつ前記凹状部の深さの値より
も広く設定し、(イ)前記溝列方向の溝同士の間隔を溝
幅の0.818倍よりも狭く設定して、当該各溝を形成
し、 その後、前記第2工程から前記第5工程までの各工程を
行うことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
2. The method for manufacturing a dielectric isolation substrate according to claim 1, wherein, in the first step, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, the concave portion is formed on each side wall of the concave portion. When forming a groove array consisting of a plurality of grooves deeper than the groove portion, (a) the groove width of each groove is set to be substantially equal and wider than the depth value of the recessed portion, and (b) the groove array. It is characterized in that the interval between the grooves in the direction is set to be narrower than 0.818 times the groove width to form each groove, and then each step from the second step to the fifth step is performed. Manufacturing method of dielectric isolation substrate.
【請求項3】 請求項1記載の誘電体分離基板の製造方
法において、 前記第1工程で、第1半導体基板の所定位置に凹状部を
形成した後、前記凹状部の各側壁側に当該凹状部よりも
深い複数の溝からなる溝列を2列形成する際に、(カ)
前記各溝は、それぞれの溝幅をほぼ等しくかつ前記凹状
部の深さの値よりも広く設定し、(キ)前記溝列方向の
溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定し、
(ク)並行する前記溝列同士の間隔を溝幅の0.818
倍よりも狭く設定し、(ケ)前記溝列の溝の配列方向が
ほぼ直交しかつ隣り合う位置に配置されている溝列同士
の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定して、当該
各溝を形成し、 その後、前記第2工程から前記第5工程までの各工程を
行うことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
3. The method for manufacturing a dielectric isolation substrate according to claim 1, wherein in the first step, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, the concave portion is formed on each side wall of the concave portion. When forming two rows of grooves consisting of a plurality of grooves deeper than the
The width of each groove is set to be substantially equal and wider than the depth value of the concave portion, and (g) the interval between the grooves in the groove row direction is narrower than 0.818 times the groove width. Set,
(H) The distance between the parallel groove rows is 0.818 of the groove width.
The width of the groove rows is set to be narrower than double, and the distance between the groove rows that are arranged at the positions where the grooves of the groove rows are substantially orthogonal to each other are set to be narrower than 0.818 times the groove width. A method for manufacturing a dielectric isolation substrate, comprising forming the grooves, and then performing the steps from the second step to the fifth step.
【請求項4】 請求項1記載の誘電体分離基板の製造方
法において、 前記第1工程で、第1半導体基板の所定位置に凹状部を
形成した後、前記凹状部の各側壁側に当該凹状部よりも
深い複数の溝からなる溝列を3列形成する際に、(サ)
前記各溝は、それぞれの溝幅を当該溝列方向にほぼ等し
くかつ前記凹状部の深さの値よりも広く設定し、(シ)
前記各溝列のうちの中央列の溝幅は両側の溝列の溝幅よ
りも狭く設定し、(ス)前記各溝列方向の溝同士の間隔
を溝幅の0.818倍よりも狭く設定し、(セ)並行す
る前記溝列間の凸状部の幅を、当該凸状部を挟む溝列の
溝幅の和の0.409倍よりも狭く設定し、(ソ)前記
溝列の溝の配列方向がほぼ直交しかつ隣り合う位置に配
置されている溝列同士の間隔を当該隣り合う溝列の溝幅
の0.818倍よりも狭く設定して、当該各溝を形成
し、 その後、前記第2工程から前記第5工程までの各工程を
行うことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
4. The method of manufacturing a dielectric isolation substrate according to claim 1, wherein in the first step, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, the concave portion is formed on each side wall of the concave portion. When forming 3 rows of grooves consisting of multiple grooves deeper than the
The width of each groove is set to be substantially equal in the groove row direction and wider than the depth value of the recessed portion.
The groove width of the central row of each groove row is set to be narrower than the groove width of the groove rows on both sides, and (s) the interval between the grooves in each groove row direction is narrower than 0.818 times the groove width. And (c) the width of the convex portion between the parallel groove rows is set to be smaller than 0.409 times the sum of the groove widths of the groove rows that sandwich the convex portion, (so) the groove row Each groove is formed by setting the interval between the groove rows that are substantially orthogonal to each other in the arrangement direction of the groove rows and is narrower than 0.818 times the groove width of the adjacent groove row. After that, each of the steps from the second step to the fifth step is performed, and the method for manufacturing a dielectric isolation substrate, comprising:
【請求項5】 請求項1記載の誘電体分離基板の製造方
法において、 前記第1工程で、第1半導体基板の所定位置に凹状部を
形成した後、前記凹状部の各側壁側に当該凹状部よりも
深い複数の溝からなる溝列をn列形成する際に、(タ)
前記各溝の溝幅を当該溝列方向にほぼ等しくかつ前記凹
状部の深さの値よりも広く設定し、(チ)前記各溝列方
向の溝同士の間隔を溝幅の0.818倍よりも狭く設定
し、 kは2≦k<nなる任意の自然数として、k−1列目の
溝列とk列目の溝列との間の凸状部をk−1列目の凸状
部とし、(ツ)k−1列目の凸状部の幅をk−1列目の
溝列の溝幅とk列目の溝列の溝幅との和の0.409倍
よりも狭く設定するとともに、k−1列目における溝列
の溝幅の0.818倍よりも広く設定し、(テ)k列目
の溝列の溝幅をk−1列目の溝列の溝幅よりも広くn列
目の溝列の溝幅よりも狭く設定して、当該各溝を形成
し、 その後、前記第2工程から前記第5工程までの各工程を
行うことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
5. The method for manufacturing a dielectric isolation substrate according to claim 1, wherein in the first step, after forming a concave portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, the concave portion is formed on each side wall of the concave portion. When forming n rows of groove rows consisting of a plurality of grooves deeper than the
The groove width of each groove is set to be substantially equal in the groove row direction and wider than the depth value of the concave portion, and (h) the interval between the grooves in each groove row direction is 0.818 times the groove width. Is set to be narrower than k, and k is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ k <n, and the convex portion between the groove row of the k−1th row and the groove row of the kth row is the convex shape of the k−1th row. And the width of the convex portion in the k−1th row is narrower than 0.409 times the sum of the groove width of the k−1th groove row and the kth groove row. The groove width of the groove row in the (k-1) th row is set to be wider than 0.818 times the groove width of the groove row in the (k-1) th row, and Wider than the groove width of the n-th groove row, each groove is formed, and then each step from the second step to the fifth step is performed. Method for manufacturing separation substrate.
【請求項6】 請求項1記載の誘電体分離基板の製造方
法において、 前記第1工程で、第1半導体基板の所定位置に凹状部を
形成した後、前記凹状部の各側壁に対してほぼ直角方向
に当該凹状部よりも深い複数の溝をn列形成する際に、 kは2≦k<nなる任意の自然数として、k−1列目の
溝とk列目の溝との間の凸状部をk−1列目の凸状部と
し、(ナ)k−1列目の凸状部の幅をk−1列目の溝の
溝幅とk列目の溝の溝幅との和の0.409倍よりも狭
く設定するとともに、k−1列目における溝の溝幅の
0.818倍よりも広く設定し、(ニ)k列目の溝の溝
幅をk−1列目の溝の溝幅よりも広くn列目の溝の溝幅
よりも狭くかつ前記凹状部の深さよりも広く設定して、
当該各溝を形成し、 その後、前記第2工程から前記第5工程までの各工程を
行うことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
6. The method for manufacturing a dielectric isolation substrate according to claim 1, wherein, in the first step, after forming a recessed portion at a predetermined position of the first semiconductor substrate, substantially each side wall of the recessed portion is formed. When forming a plurality of grooves deeper than the concave portion in n rows in the right angle direction, k is an arbitrary natural number satisfying 2 ≦ k <n, and is defined as between the groove of the k−1th row and the groove of the kth row. The convex portion is a convex portion in the k−1th row, and (n) the width of the convex portion in the k−1th row is the groove width of the groove in the k−1th row and the groove width of the kth row. Is set to be narrower than 0.409 times the sum of the above, and is set to be wider than 0.818 times the groove width of the groove in the (k-1) th row, and (d) the groove width of the kth row is set to (k-1). It is set to be wider than the groove width of the groove of the row and narrower than the groove width of the groove of the n-th row and wider than the depth of the concave portion,
A method for manufacturing a dielectric isolation substrate, comprising forming the grooves, and then performing the steps from the second step to the fifth step.
【請求項7】 請求項1〜請求項6のうちのいずれか1
項に記載の誘電体分離基板の製造方法において、 前記第1工程で、第1半導体基板の所定の位置に設定し
た凹状部の形成領域内に、並列するm列の第1溝からな
る第1溝列と並列するm列の第2溝からなる第2溝列と
を対称位置に設けるとともに、当該第1溝列の各第1溝
の両端と当該第2溝列の各第2溝の両端とに連続する第
3溝を設けて、前記第1溝列と前記第2溝列と前記第3
溝とからなる凹状部を形成する際に、 前記第1溝列の1列目の第1溝と前記第2溝列の1列目
の第2溝との間を1列目の凸状部とし、およびjは2≦
j<mなる任意の自然数として、j列目の第1溝とj−
1列目の第1溝との間をj列目の第1凸状部とし、かつ
j列目の第2溝とj−1列目の第2溝との間をj列目の
第2凸状部として、(ハ)j列目の第1溝の溝幅をj−
1列目の第1溝の溝幅よりも広くm列目の第1溝の溝幅
よりも狭く設定し、j列目の第2溝の溝幅をj−1列目
の第2溝の溝幅よりも広くm列目の第2溝の溝幅よりも
狭く設定し、かつ各第1溝の深さはm列目の第1溝の溝
幅の値よりも大きく設定するとともに、各第2溝の深さ
は溝幅よりも深く設定し、(ヒ)j列目の第1凸状部の
幅をj−1列目の第1凸状部の幅よりも広くm列目の第
1凸状部の幅よりも狭く設定して、j列目の第2凸状部
の幅をj−1列目の第2凸状部の幅よりも広くm列目の
第2凸状部の幅よりも狭く設定し、(フ)1列目の凸状
部の幅を1列目の第1溝と1列目の第2溝との和の0.
409倍よりも狭く設定し、(ヘ)j列目の第1凸状部
の幅をj−1列目の第1溝の溝幅とj列目の第1溝の溝
幅との和の0.409倍よりも狭く設定するとともに、
j−1列目における第1溝の溝幅の0.818倍よりも
広く設定して、j列目の第2凸状部の幅をj−1列目の
第2溝の溝幅とj列目の第2溝の溝幅との和の0.40
9倍よりも狭く設定するとともに、j−1列目における
第2溝の溝幅の0.818倍よりも広く設定し、(ホ)
第3溝の溝幅をm列目の第1溝の溝幅またはm列目の第
2溝の溝幅と同等またはそれよりも広く設定するととも
に、第3溝の深さは当該第3溝の溝幅よりも深く設定し
て、前記第1溝列と前記第2溝列と前記第3溝とからな
る凹状部を形成し、 次いで前記凹状部の外側周に沿って当該凹上部に連続す
るもので当該凹状部よりも深い複数の溝からなる溝列を
形成し、 その後、前記第2工程から前記第5工程までの各工程を
行うことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
7. Any one of claims 1 to 6
The method for manufacturing a dielectric isolation substrate according to item 1, wherein in the first step, a first groove formed of m rows of parallel first grooves is formed in a formation region of a concave portion set at a predetermined position of the first semiconductor substrate. A second groove row composed of m second grooves arranged in parallel with the groove row is provided at symmetrical positions, and both ends of each first groove of the first groove row and both ends of each second groove of the second groove row are provided. And a third groove continuous with the first groove row, the second groove row, and the third groove row.
When forming a concave portion formed of a groove, the convex portion of the first row is provided between the first groove of the first row of the first groove row and the second groove of the first row of the second groove row. , And j is 2 ≦
As an arbitrary natural number j <m, the first groove in the j-th column and j−
The first convex portion of the j-th row is formed between the first groove of the first row and the second convex portion of the j-th row is formed between the second groove of the j-th row and the second groove of the j−1-th row. As the convex portion, the groove width of the first groove in the (c) jth row is j−
The groove width of the first groove in the first row is set to be wider than that of the first groove in the m-th row, and the groove width of the second groove in the j-th row is set to be smaller than that of the second groove in the j−1-th row. The groove width is set wider than the groove width and narrower than the groove width of the second groove in the m-th row, and the depth of each first groove is set larger than the value of the groove width of the first groove in the m-th row. The depth of the second groove is set deeper than the groove width, and the width of the first convex portion in the (j) th row is wider than the width of the first convex portion in the (j-1) th row and (m) in the mth row. The width of the second convex portion of the j-th column is set to be narrower than the width of the first convex portion, and the width of the second convex portion of the j-th column is wider than the width of the second convex portion of the j-1th column. The width of the convex portion in the first row is set to be smaller than the sum of the first groove in the first row and the second groove in the first row.
It is set narrower than 409 times, and (f) the width of the first convex portion in the jth row is the sum of the groove width of the first groove in the j−1th row and the groove width of the first groove in the jth row. While setting it narrower than 0.409 times,
The width of the second convex portion in the jth row is set to be wider than 0.818 times the groove width of the first groove in the j−1th row and the width of the second groove in the j−1th row and j 0.40 of the sum of the width of the second groove of the row
The width is set to be narrower than 9 times, and is set to be wider than 0.818 times the groove width of the second groove in the (j-1) th row.
The groove width of the third groove is set equal to or wider than the groove width of the first groove in the m-th row or the groove width of the second groove in the m-th row, and the depth of the third groove is set to the third groove. Is set deeper than the groove width of No. 1 to form a concave portion including the first groove row, the second groove row, and the third groove, and then the concave upper portion is continuously formed along the outer circumference of the concave portion. A method for manufacturing a dielectric isolation substrate, characterized in that a groove array composed of a plurality of grooves deeper than the concave portion is formed, and then each of the steps from the second step to the fifth step is performed.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111771256A (en) * 2018-02-28 2020-10-13 株式会社菲尔尼克斯 Method for manufacturing semiconductor element and semiconductor element
CN111771256B (en) * 2018-02-28 2021-09-17 株式会社菲尔尼克斯 Method for manufacturing semiconductor element

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