JPH07335742A - Semiconductor substrate and its manufacture - Google Patents

Semiconductor substrate and its manufacture

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Publication number
JPH07335742A
JPH07335742A JP13336394A JP13336394A JPH07335742A JP H07335742 A JPH07335742 A JP H07335742A JP 13336394 A JP13336394 A JP 13336394A JP 13336394 A JP13336394 A JP 13336394A JP H07335742 A JPH07335742 A JP H07335742A
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JP
Japan
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oxide film
silicon oxide
silicon
groove
film
Prior art date
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Application number
JP13336394A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masaki Matsui
正樹 松井
Keimei Himi
啓明 氷見
Kazuya Yamashita
和也 山下
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH07335742A publication Critical patent/JPH07335742A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor substrate having structure, in which the induction of a crystal defect in the vicinity of a trench is inhibited, and its manufacture. CONSTITUTION:Trenches 4 are formed on the mirror surface side of a first single crystal silicon substrate, and polycrystalline silicon films 5 are formed to the mirror surface and trenches 4 of the first single crystal silicon substrate. Silicon oxide films 6 are shaped onto the polycrystalline silicon films 5, and a polycrystalline silicon film 7 is deposited onto the silicon oxide films 6 to fill the insides of the trenches 4. The surface of the polycrystalline silicon film 7 is specular-polished and flattened, and the mirror surface side of the first single crystal silicon substrate and the mirror surface 8a of a second single crystal silicon substrate 8 are laminated, thus forming a clad substrate 9. Another surface of the first single crystal silicon substrate in the clad substrate 9 is ground and specular-polished, and the silicon oxide films 6 formed in the trenches 4 are exposed onto the surface. Accordingly, the semiconductor substrate having structure, in which the polycrystalline silicon films 5 are interposed among the inwalls of the trenches 4 and the silicon oxide films 6, is manufactured.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は半導体基板およびその
製造方法に係り、詳しくは溝によって素子形成領域を絶
縁分離する半導体基板およびそ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 semiconductor substrate and a manufacturing method thereof, and more particularly to a semiconductor substrate in which an element forming region is insulated and separated by a groove and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】素子間の相互干渉による誤動作を防止す
るために素子と素子の間を電気的に絶縁分離(アイソレ
ーション)する方法として、溝を形成してそこを絶縁物
で埋め込むことにより分離する方法(トレンチアイソレ
ーション法)が知られている(例えば、特開昭61−2
92934号公報)。特に、SOI(SiliconO
n Insulator)構造を有する半導体基板にお
いては、埋め込まれた絶縁物に達する深さの溝を形成
し、さらにその溝の側壁に絶縁物を形成することで絶縁
物で完全に素子形成領域を囲み、絶縁分離することがで
きる。これにより、素子間の誤動作の防止(例えばCM
OSトランジスタのラッチアップの防止)、さらには高
耐圧素子(例えばLDMOSトランジスタ)と低耐圧素
子(バイポーラトランジスタ、MOSトランジスタ)と
を同一のチップ上に形成することが可能となることか
ら、例えばインテリジェントパワー素子の形成等も可能
となる。図26にその最終構造の断面図を示す。この図
26において、単結晶シリコン基板31内に埋め込み酸
化シリコン膜32が形成され、この埋め込み酸化シリコ
ン膜32に至る溝33が形成され、溝33内に酸化シリ
コン膜34が形成されるとともに溝33内が多結晶シリ
コン35にて充填されている。その結果、バイポーラト
ランジスタ36とCMOSトランジスタ37とLDMO
Sトランジスタ38とがそれぞれ絶縁分離されている。
2. Description of the Related Art As a method of electrically isolating elements from each other in order to prevent a malfunction due to mutual interference between elements, a groove is formed and the element is filled with an insulating material for isolation. A known method (trench isolation method) is known (for example, JP-A-61-2).
92934). In particular, SOI (SiliconO
In a semiconductor substrate having an (n Insulator) structure, a groove having a depth reaching an embedded insulator is formed, and an insulator is formed on a sidewall of the groove to completely surround the element formation region with the insulator. Insulation can be separated. This prevents malfunction between elements (for example, CM
It is possible to form a high breakdown voltage element (for example, an LDMOS transistor) and a low breakdown voltage element (for example, a bipolar transistor or a MOS transistor) on the same chip. It is also possible to form elements and the like. FIG. 26 shows a sectional view of the final structure. In FIG. 26, a buried silicon oxide film 32 is formed in a single crystal silicon substrate 31, a groove 33 reaching the buried silicon oxide film 32 is formed, and a silicon oxide film 34 is formed in the groove 33 and a groove 33. The inside is filled with polycrystalline silicon 35. As a result, the bipolar transistor 36, the CMOS transistor 37, and the LDMO
The S transistor 38 is isolated from each other.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の溝形成による分離方法では、図27に示すように、
溝33の側壁に形成した絶縁物(酸化シリコン膜34)
と単結晶シリコン(31)との熱膨張係数の違いから、
絶縁物形成における熱処理、またその後の熱処理におい
て溝33近傍の単結晶シリコン領域に応力がかかり、こ
の領域に結晶欠陥が誘起されやすくなるといった問題が
あった。従って、素子の活性領域を溝33から所定の距
離(結晶欠陥が誘起されていない距離)だけ離して形成
しなければならず、このため素子が形成できる領域が小
さくなってしまう。これは高集積化するほど問題となっ
てくる。
However, in the above-described conventional separation method by groove formation, as shown in FIG.
Insulator (silicon oxide film 34) formed on the side wall of the groove 33
From the difference in the coefficient of thermal expansion between the single crystal silicon (31) and
There is a problem that stress is applied to the single crystal silicon region in the vicinity of the groove 33 during the heat treatment for forming the insulator and the subsequent heat treatment, and crystal defects are easily induced in this region. Therefore, the active region of the element must be formed apart from the groove 33 by a predetermined distance (distance in which crystal defects are not induced), which reduces the area where the element can be formed. This becomes a problem as the degree of integration increases.

【0004】そこで、この発明の目的は、溝近傍の結晶
欠陥の誘起を抑制させる構造をもつ半導体基板およびそ
の製造方法を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a semiconductor substrate having a structure for suppressing the induction of crystal defects near the groove and a method for manufacturing the semiconductor substrate.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の発明
は、単結晶シリコンよりなる素子形成領域の周囲に絶縁
分離用溝が形成されるとともに当該溝内に酸化シリコン
膜が形成された半導体基板において、前記絶縁分離用溝
の内壁と前記酸化シリコン膜との間に多結晶シリコン膜
を介在させた半導体基板をその要旨とする。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor in which an insulating isolation groove is formed around an element forming region made of single crystal silicon and a silicon oxide film is formed in the groove. The gist of the substrate is a semiconductor substrate in which a polycrystalline silicon film is interposed between the inner wall of the insulating separation groove and the silicon oxide film.

【0006】請求項2に記載の発明は、少なくとも一方
の面が鏡面研磨された第1の単結晶シリコン基板の鏡面
側における素子形成領域の周囲に溝を形成する第1工程
と、前記第1の単結晶シリコン基板の鏡面および溝内に
多結晶シリコン膜を形成する第2工程と、前記多結晶シ
リコン膜上に酸化シリコン膜を形成する第3工程と、前
記酸化シリコン膜上に多結晶シリコン膜を堆積して前記
溝内を充填する第4工程と、前記第4工程で形成した多
結晶シリコン膜の表面を鏡面研磨して平坦化する第5工
程と、前記第1の単結晶シリコン基板の鏡面研磨された
多結晶シリコン面と、少なくとも一方の面が鏡面研磨さ
れた第2の単結晶シリコン基板の鏡面とを貼り合わせる
ことにより、貼り合わせ基板を形成する第6工程と、前
記貼り合わせ基板での前記第1の単結晶シリコン基板の
他方の面を研削および鏡面研磨して前記溝内に形成した
酸化シリコン膜を表面に露出する第7工程とを有する半
導体基板の製造方法をその要旨とする。
According to a second aspect of the present invention, the first step of forming a groove around the element forming region on the mirror surface side of the first single crystal silicon substrate having at least one surface mirror-polished, and the first step Second step of forming a polycrystalline silicon film on the mirror surface and groove of the single crystal silicon substrate, a third step of forming a silicon oxide film on the polycrystalline silicon film, and a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film. A fourth step of depositing a film to fill the groove, a fifth step of mirror-polishing the surface of the polycrystalline silicon film formed in the fourth step to planarize it, and the first single crystal silicon substrate Laminating a mirror-polished polycrystalline silicon surface with a mirror surface of a second single-crystal silicon substrate having at least one surface mirror-polished to form a bonded substrate, and the bonding. substrate And a seventh step of exposing the silicon oxide film formed in the groove to the surface by grinding and mirror-polishing the other surface of the first single crystal silicon substrate. .

【0007】請求項3に記載の発明は、少なくとも一方
の面が鏡面研磨されているとともに、該鏡面から所定の
深さに酸化シリコン膜が埋設された単結晶シリコン基板
を形成する第1工程と、前記単結晶シリコン基板の鏡面
上に酸化シリコン膜を形成し、これをマスクとしてエッ
チングすることにより素子形成領域の周囲において前記
酸化シリコン膜に達する溝を形成する第2工程と、前記
溝内、および前記マスクとして機能させた酸化シリコン
膜上に、多結晶シリコン膜を形成する第3工程と、前記
マスクとして機能させた酸化シリコン膜上と溝の底部の
多結晶シリコン膜を、前記マスクとして機能させた酸化
シリコン膜、および前記単結晶シリコン基板に埋設され
た酸化シリコン膜をストッパーとしてドライエッチング
することにより除去して、溝の側壁部の多結晶シリコン
膜だけを残す第4工程と、前記ストッパーとして機能さ
せた鏡面上の酸化シリコン膜を除去する第5工程と、前
記溝内および前記単結晶シリコン基板の鏡面上に酸化シ
リコン膜を形成する第6工程と、前記第6工程で形成し
た酸化シリコン膜上に多結晶シリコン膜を堆積して溝内
を充填する第7工程と、前記第7工程で形成した多結晶
シリコン膜に対し、前記第6工程で形成した酸化シリコ
ン膜をストッパーとして選択研磨することで溝内の多結
晶シリコン膜を残して除去する第8工程と、前記単結晶
シリコン基板の鏡面上の酸化シリコン膜を除去する第9
工程と、前記溝内の多結晶シリコン膜を鏡面研磨して平
坦化する第10工程とを有する半導体基板の製造方法を
その要旨とする。
According to a third aspect of the present invention, at least one surface is mirror-polished, and a first step of forming a single crystal silicon substrate in which a silicon oxide film is embedded to a predetermined depth from the mirror surface, A second step of forming a silicon oxide film on the mirror surface of the single crystal silicon substrate and etching the silicon oxide film using the mask as a mask to reach the silicon oxide film around the element formation region; And a third step of forming a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film functioning as the mask, and using the polycrystalline silicon film on the silicon oxide film functioning as the mask and at the bottom of the groove as the mask The removed silicon oxide film and the silicon oxide film embedded in the single crystal silicon substrate are removed by dry etching using the stopper as a stopper. Then, the fourth step of leaving only the polycrystalline silicon film on the side wall of the groove, the fifth step of removing the silicon oxide film on the mirror surface functioning as the stopper, and the inside of the groove and the single crystal silicon substrate. A sixth step of forming a silicon oxide film on the mirror surface, a seventh step of depositing a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film formed in the sixth step to fill the groove, and a seventh step Eighth step of selectively removing the polycrystalline silicon film formed in the sixth step by using the silicon oxide film formed in the sixth step as a stopper to remove the polycrystalline silicon film in the groove, and a mirror surface of the single crystal silicon substrate. Ninth removing the silicon oxide film on
The gist is a method of manufacturing a semiconductor substrate, which includes a step and a tenth step of planarizing the polycrystalline silicon film in the groove by mirror polishing.

【0008】請求項4に記載の発明は、少なくとも一方
の面が鏡面研磨された単結晶シリコン基板の鏡面上に酸
化シリコン膜を形成した後、該酸化シリコン膜をマスク
として素子形成領域の周囲に溝を形成する第1工程と、
前記溝内および前記マスクとして機能させた酸化シリコ
ン膜上に多結晶シリコン膜を形成する第2工程と、前記
多結晶シリコン膜に対し、少なくとも溝の側壁部の多結
晶シリコン膜を残して除去する第3工程と、前記溝内お
よび前記単結晶シリコン基板の鏡面部に酸化シリコン膜
を形成する第4工程と、前記第4工程で形成した酸化シ
リコン膜上に多結晶シリコン膜を堆積して溝内を充填す
る第5工程と、前記第5工程で形成した多結晶シリコン
膜に対し、前記第4工程で形成した酸化シリコン膜をス
トッパーとして選択研磨することで溝内の多結晶シリコ
ン膜を残して除去する第6工程と、前記単結晶シリコン
基板の鏡面上に残っている前記酸化シリコン膜を除去す
る第7工程と、前記溝内の多結晶シリコン膜を鏡面研磨
して平坦化する第8工程とを有する半導体基板の製造方
法をその要旨とする。
According to a fourth aspect of the present invention, after a silicon oxide film is formed on the mirror surface of a single crystal silicon substrate whose at least one surface is mirror-polished, the silicon oxide film is used as a mask to surround the element formation region. A first step of forming a groove,
A second step of forming a polycrystalline silicon film in the groove and on the silicon oxide film functioning as the mask, and removing the polycrystalline silicon film from the polycrystalline silicon film, leaving at least the polycrystalline silicon film on the side wall of the groove. A third step, a fourth step of forming a silicon oxide film in the groove and on the mirror surface portion of the single crystal silicon substrate, and a polycrystalline silicon film deposited on the silicon oxide film formed in the fourth step to form a groove. The fifth step of filling the inside and the polycrystalline silicon film formed in the fifth step are selectively polished using the silicon oxide film formed in the fourth step as a stopper to leave the polycrystalline silicon film in the groove. A sixth step of removing the silicon oxide film remaining on the mirror surface of the single crystal silicon substrate, and a seventh step of polishing the polycrystalline silicon film in the groove by mirror polishing The method of manufacturing a semiconductor substrate having a step and its gist the.

【0009】[0009]

【作用】請求項1に記載の発明は、温度の変化に伴い、
酸化シリコンと単結晶シリコンとの熱膨張係数の違いか
ら、溝近傍の単結晶シリコンよりなる素子形成領域に応
力が加わろうとするが、溝の内壁と酸化シリコン膜との
間に多結晶シリコン膜が介在されているので、この多結
晶シリコン膜により応力が緩和され、結晶欠陥が誘起さ
れにくくなる。つまり、単結晶シリコンと酸化シリコン
の熱膨張係数の差による応力が多結晶シリコン膜にて緩
和される。
According to the invention described in claim 1, with the change of temperature,
Due to the difference in coefficient of thermal expansion between silicon oxide and single crystal silicon, stress tends to be applied to the element formation region made of single crystal silicon in the vicinity of the groove, but a polycrystalline silicon film is formed between the inner wall of the groove and the silicon oxide film. Since it is interposed, stress is relaxed by this polycrystalline silicon film, and crystal defects are less likely to be induced. That is, the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between single crystal silicon and silicon oxide is relaxed in the polycrystalline silicon film.

【0010】請求項2に記載の発明は、第1工程によ
り、少なくとも一方の面が鏡面研磨された第1の単結晶
シリコン基板の鏡面側における素子形成領域の周囲に溝
が形成され、第2工程により、第1の単結晶シリコン基
板の鏡面および溝内に多結晶シリコン膜が形成される。
そして、第3工程により、多結晶シリコン膜上に酸化シ
リコン膜が形成され、第4工程により、酸化シリコン膜
上に多結晶シリコン膜が堆積されて溝内が充填される。
さらに、第5工程により、第4工程で形成した多結晶シ
リコン膜の表面が鏡面研磨されて平坦化され、第6工程
により、第1の単結晶シリコン基板の鏡面研磨された多
結晶シリコン面と、少なくとも一方の面が鏡面研磨され
た第2の単結晶シリコン基板の鏡面とを貼り合わせるこ
とにより、貼り合わせ基板が形成される。第7工程によ
り、貼り合わせ基板での第1の単結晶シリコン基板の他
方の面が研削および鏡面研磨されて溝内に形成した酸化
シリコン膜が表面に露出される。その結果、請求項1に
記載の半導体基板が製造される。
According to a second aspect of the present invention, in the first step, a groove is formed around the element forming region on the mirror surface side of the first single crystal silicon substrate having at least one surface mirror-polished, By the process, a polycrystalline silicon film is formed on the mirror surface and the groove of the first single crystal silicon substrate.
Then, in the third step, a silicon oxide film is formed on the polycrystalline silicon film, and in the fourth step, the polycrystalline silicon film is deposited on the silicon oxide film to fill the inside of the groove.
Further, in the fifth step, the surface of the polycrystalline silicon film formed in the fourth step is mirror-polished to be planarized, and in the sixth step, the mirror-polished polycrystalline silicon surface of the first single crystal silicon substrate is formed. The bonded substrate is formed by bonding the mirror surface of the second single crystal silicon substrate having at least one surface mirror-polished. By the seventh step, the other surface of the first single crystal silicon substrate in the bonded substrate is ground and mirror-polished to expose the silicon oxide film formed in the groove on the surface. As a result, the semiconductor substrate according to claim 1 is manufactured.

【0011】請求項3に記載の発明は、第1工程によ
り、少なくとも一方の面が鏡面研磨されているととも
に、該鏡面から所定の深さに酸化シリコン膜が埋設され
た単結晶シリコン基板が形成され、第2工程により、単
結晶シリコン基板の鏡面上に酸化シリコン膜を形成し、
これをマスクとしてエッチングすることにより素子形成
領域の周囲において酸化シリコン膜に達する溝が形成さ
れる。そして、第3工程により、溝内、およびマスクと
して機能させた酸化シリコン膜上に、多結晶シリコン膜
が形成され、第4工程により、マスクとして機能させた
酸化シリコン膜上と溝の底部の多結晶シリコン膜が、マ
スクとして機能させた酸化シリコン膜、および単結晶シ
リコン基板に埋設された酸化シリコン膜をストッパーと
してドライエッチングすることにより除去されて、溝の
側壁部の多結晶シリコン膜だけが残される。さらに、第
5工程により、ストッパーとして機能させた鏡面上の酸
化シリコン膜が除去され、第6工程により、溝内および
単結晶シリコン基板の鏡面上に酸化シリコン膜が形成さ
れ、第7工程により、第6工程で形成した酸化シリコン
膜上に多結晶シリコン膜が堆積されて溝内が充填され
る。第8工程により、第7工程で形成した多結晶シリコ
ン膜に対し、第6工程で形成した酸化シリコン膜をスト
ッパーとして選択研磨することで溝内の多結晶シリコン
膜を残して除去され、第9工程により、単結晶シリコン
基板の鏡面上の酸化シリコン膜が除去され、第10工程
により、溝内の多結晶シリコン膜が鏡面研磨されて平坦
化される。その結果、請求項1に記載の半導体基板が製
造される。
According to a third aspect of the invention, in the first step, at least one surface is mirror-polished, and a single crystal silicon substrate in which a silicon oxide film is embedded to a predetermined depth from the mirror surface is formed. Then, in the second step, a silicon oxide film is formed on the mirror surface of the single crystal silicon substrate,
By etching using this as a mask, a groove reaching the silicon oxide film is formed around the element formation region. Then, in the third step, a polycrystalline silicon film is formed in the groove and on the silicon oxide film functioning as the mask, and in the fourth step, the polycrystalline silicon film functioning as the mask and the bottom part of the groove are formed. The crystalline silicon film is removed by dry etching using the silicon oxide film functioning as a mask and the silicon oxide film embedded in the single crystal silicon substrate as a stopper, leaving only the polycrystalline silicon film on the sidewall of the groove. Be done. Further, in the fifth step, the silicon oxide film on the mirror surface functioning as the stopper is removed, in the sixth step, the silicon oxide film is formed in the groove and on the mirror surface of the single crystal silicon substrate, and in the seventh step, A polycrystalline silicon film is deposited on the silicon oxide film formed in the sixth step to fill the trench. In the eighth step, the polycrystalline silicon film formed in the seventh step is selectively polished by using the silicon oxide film formed in the sixth step as a stopper to remove the polycrystalline silicon film in the groove, and the ninth step is performed. By the step, the silicon oxide film on the mirror surface of the single crystal silicon substrate is removed, and by the tenth step, the polycrystalline silicon film in the groove is mirror-polished and planarized. As a result, the semiconductor substrate according to claim 1 is manufactured.

【0012】請求項4に記載の発明は、第1工程によ
り、少なくとも一方の面が鏡面研磨された単結晶シリコ
ン基板の鏡面上に酸化シリコン膜が形成された後、該酸
化シリコン膜をマスクとして素子形成領域の周囲に溝が
形成され、第2工程により、溝内およびマスクとして機
能させた酸化シリコン膜上に多結晶シリコン膜が形成さ
れる。そして、第3工程により、多結晶シリコン膜に対
し少なくとも溝の側壁部の多結晶シリコン膜を残して除
去され、第4工程により、溝内および単結晶シリコン基
板の鏡面部に酸化シリコン膜が形成される。さらに、第
5工程により、第4工程で形成した酸化シリコン膜上に
多結晶シリコン膜を堆積して溝内が充填され、第6工程
により、第5工程で形成した多結晶シリコン膜に対し第
4工程で形成した酸化シリコン膜をストッパーとして選
択研磨することで溝内の多結晶シリコン膜を残して除去
される。第7工程により、単結晶シリコン基板の鏡面上
に残っている酸化シリコン膜が除去され、第8工程によ
り、溝内の多結晶シリコン膜を鏡面研磨して平坦化され
る。その結果、請求項1に記載の半導体基板が製造され
る。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first step, after a silicon oxide film is formed on the mirror surface of a single crystal silicon substrate having at least one surface mirror-polished, the silicon oxide film is used as a mask. A groove is formed around the element formation region, and in the second step, a polycrystalline silicon film is formed in the groove and on the silicon oxide film functioning as a mask. Then, in the third step, at least the polycrystalline silicon film on the side wall portion of the groove is left behind with respect to the polycrystalline silicon film, and in the fourth step, a silicon oxide film is formed in the groove and on the mirror surface portion of the single crystal silicon substrate. To be done. Further, in the fifth step, a polycrystalline silicon film is deposited on the silicon oxide film formed in the fourth step to fill the trench, and in the sixth step, the polycrystalline silicon film formed in the fifth step is first By selectively polishing the silicon oxide film formed in the four steps as a stopper, the polycrystalline silicon film in the groove is removed and left. In the seventh step, the silicon oxide film remaining on the mirror surface of the single crystal silicon substrate is removed, and in the eighth step, the polycrystalline silicon film in the groove is mirror-polished and flattened. As a result, the semiconductor substrate according to claim 1 is manufactured.

【0013】[0013]

【実施例】【Example】

(第1実施例)以下、この発明を具体化した第1実施例
を図面に従って説明する。
(First Embodiment) A first embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0014】図1〜図7は、本実施例の半導体基板の製
造工程順における基板の要部断面を示している。本実施
例では、図7に示すように、SOI構造、つまりSOI
領域10を有する半導体基板に具体化している。以下
に、本実施例を製造工程順に説明する。
1 to 7 are cross-sectional views of the essential part of the semiconductor substrate in the order of manufacturing steps of the semiconductor substrate of this embodiment. In this embodiment, as shown in FIG. 7, the SOI structure, that is, the SOI
It is embodied in a semiconductor substrate having a region 10. Hereinafter, the present embodiment will be described in the order of manufacturing steps.

【0015】まず、図1に示すように、少なくとも一方
の面を鏡面研磨した第1の単結晶シリコン基板1を用意
する。そして、第1の単結晶シリコン基板1の鏡面1a
に厚さが100〜2000nmの酸化シリコン膜2を熱
酸化あるいはCVDにより形成する。その後、レジスト
3を塗布し、溝を形成する領域の酸化シリコン膜2を例
えばRIEにより除去する。
First, as shown in FIG. 1, a first single crystal silicon substrate 1 having at least one surface mirror-polished is prepared. Then, the mirror surface 1a of the first single crystal silicon substrate 1
Then, a silicon oxide film 2 having a thickness of 100 to 2000 nm is formed by thermal oxidation or CVD. After that, a resist 3 is applied, and the silicon oxide film 2 in the region where the groove is formed is removed by, for example, RIE.

【0016】次に、図2に示すように、RIE、あるい
はウェットエッチングにより素子形成領域Z1の周囲に
溝4を形成する。そして、酸化シリコン膜2をふっ化水
素水溶液で除去する。引き続き、図3に示すように、第
1の単結晶シリコン基板1の鏡面1a側に、10〜20
00nmの多結晶シリコン膜5をLPCVDにより形成
する。その結果、第1の単結晶シリコン基板1の鏡面1
a上および溝4内に多結晶シリコン膜5が配置される。
その後、多結晶シリコン膜5の上に厚さが100〜40
00nmの酸化シリコン膜6を熱酸化あるいはCVDに
より形成する。尚、多結晶シリコン膜5は不純物がドー
プされていても、されていなくてもどちらでもよい。
又、酸化シリコン膜6を熱酸化で形成する場合は、前記
多結晶シリコン膜5が酸化されて酸化シリコン膜6が形
成されることになるが、必要とされる厚さの酸化シリコ
ン膜6を形成した後に応力緩和に必要とされる厚さの多
結晶シリコン膜5が残るように、堆積する多結晶シリコ
ン膜5の厚さを予め設定しておく。
Next, as shown in FIG. 2, a groove 4 is formed around the element forming region Z1 by RIE or wet etching. Then, the silicon oxide film 2 is removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride. Subsequently, as shown in FIG. 3, 10 to 20 are provided on the mirror surface 1a side of the first single crystal silicon substrate 1.
A 00 nm polycrystalline silicon film 5 is formed by LPCVD. As a result, the mirror surface 1 of the first single crystal silicon substrate 1
Polycrystalline silicon film 5 is arranged on a and in trench 4.
After that, a thickness of 100 to 40 is formed on the polycrystalline silicon film 5.
A 00 nm silicon oxide film 6 is formed by thermal oxidation or CVD. The polycrystalline silicon film 5 may or may not be doped with impurities.
When the silicon oxide film 6 is formed by thermal oxidation, the polycrystalline silicon film 5 is oxidized to form the silicon oxide film 6, but the silicon oxide film 6 having a required thickness is formed. The thickness of the deposited polycrystalline silicon film 5 is set in advance so that the polycrystalline silicon film 5 having a thickness required for stress relaxation remains after the formation.

【0017】引き続き、図4に示すように、酸化シリコ
ン膜6上に多結晶シリコン膜7を例えばLPCVDで形
成して、溝4内を同多結晶シリコン膜7にて充填する。
そして、図5に示すように、多結晶シリコン7を鏡面研
磨することで溝4上部の凹みを平坦化するとともに、基
板(ウエハ)の貼り合わせが可能となる面粗度になるま
で鏡面仕上げを行う。このとき、平坦化を容易にするた
めに、鏡面研磨する前に、多結晶シリコン膜7の表面
を、予め研削で平坦化しておいてもよい。又、後工程の
貼り合わせ基板形成工程において、接合界面に発生する
未接合部を低減させるために、鏡面研磨した多結晶シリ
コン面7aに、イオン注入によってシリコン、砒素等を
打ち込み、多結晶シリコン面7aの表面を非晶質にして
おいてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 4, a polycrystalline silicon film 7 is formed on the silicon oxide film 6 by, for example, LPCVD, and the trench 4 is filled with the polycrystalline silicon film 7.
Then, as shown in FIG. 5, the polycrystal silicon 7 is mirror-polished to flatten the dent in the upper part of the groove 4 and to finish the mirror surface until the surface roughness is such that the substrates (wafers) can be bonded. To do. At this time, in order to facilitate the flattening, the surface of the polycrystalline silicon film 7 may be previously flattened by grinding before mirror-polishing. Further, in the subsequent bonded substrate forming step, in order to reduce the unbonded portion generated at the bonding interface, the mirror-polished polycrystalline silicon surface 7a is ion-implanted with silicon, arsenic, or the like. The surface of 7a may be made amorphous.

【0018】次に、図6に示すように、第1の単結晶シ
リコン基板1と、少なくとも一方の面を鏡面研磨した第
2の単結晶シリコン基板8とを、例えば、NH4 OH:
22 :H2 O=1:1:4の混合液による有機物の
除去、HCl:H2 2 :H 2 O=1:1:4の混合液
による金属汚染の除去および純水洗浄を順次施すことに
より、十分洗浄する。その後、第1の単結晶シリコン基
板1における鏡面研磨により平坦化した多結晶シリコン
面7aでの自然酸化シリコン膜、および、第2の単結晶
シリコン基板8の自然酸化シリコン膜を、例えばHF:
2 O=1:50の混合液により除去する。さらに、単
結晶シリコン基板1,8に対し、例えばH2 SO4 :H
2 2 =4:1の混合液等の酸性溶液中への浸漬あるい
は酸素プラズマ照射等によって基板表面に1〜100n
m程度の酸化層を形成して親水性を持たせ、純水にて洗
浄する。そして、スピン等の乾燥を行い、基板表面に吸
着する水分量を制御した後、図6に示したように、単結
晶シリコン基板1における鏡面研磨された多結晶シリコ
ン膜7の表面7aと単結晶シリコン基板8の鏡面8aと
を密着させる。これにより2枚の基板1,8は表面に形
成されたシラノール基および表面に吸着した水分子の水
素結合により密着される。このとき、密着させる多結晶
シリコン膜7の表面7aと基板8の鏡面8aの少なくと
も一方の面に、密着させる前に、熱酸化により100〜
2000nmの酸化シリコン膜を形成しておいてもよ
い。
Next, as shown in FIG.
Recon substrate 1 and a mirror-polished first surface of at least one side
2 single-crystal silicon substrate 8 and, for example, NHFourOH:
H2O2: H2O = 1: 1: 4 mixture of organic substances
Removal, HCl: H2O2: H 2O = 1: 1: 4 mixture
To remove metal contamination and clean with pure water
More, wash thoroughly. Then, the first single crystal silicon substrate
Polycrystalline silicon flattened by mirror polishing on the plate 1
Native silicon oxide film on surface 7a and second single crystal
The native silicon oxide film on the silicon substrate 8 is formed by, for example, HF:
H2Remove with O = 1: 50 mixture. Moreover,
For the crystalline silicon substrates 1 and 8, for example, H2SOFour: H
2O2= 4: 1 immersion in an acidic solution such as a mixed solution
Is 1 to 100 n on the substrate surface due to oxygen plasma irradiation or the like.
An oxide layer of about m is formed to make it hydrophilic and washed with pure water.
Purify. Then, spin or other drying is performed to absorb it on the substrate surface.
After controlling the amount of water to be deposited, as shown in FIG.
Mirror-polished polycrystalline silicon on crystalline silicon substrate 1
The surface 7a of the silicon film 7 and the mirror surface 8a of the single crystal silicon substrate 8
To adhere. As a result, the two substrates 1 and 8 are formed on the surface.
Of silanol groups formed and water of water molecules adsorbed on the surface
It is adhered by elementary bond. At this time, the polycrystal to be adhered
At least the surface 7a of the silicon film 7 and the mirror surface 8a of the substrate 8
Also, 100 to 100% by thermal oxidation before being adhered to one surface.
You may form a 2000nm silicon oxide film.
Yes.

【0019】さらに、この接着した基板1および8を、
例えば10Torr以下の真空中にて乾燥させる。この
後、基板1,8に例えば窒素、アルゴン等の不活性雰囲
気中、あるいはドライO2 ,ウエットO2 ,H2 /O2
混合燃焼気体中で1100℃以上、1時間以上の熱処理
を施すことにより、接着面において脱水縮合反応が起
き、2枚の基板1,8は直接結合されて一体化し、貼り
合わせ基板9が形成される。
Further, the bonded substrates 1 and 8 are
For example, it is dried in a vacuum of 10 Torr or less. After that, the substrates 1 and 8 are placed in an inert atmosphere of, for example, nitrogen or argon, or dry O 2 , wet O 2 , H 2 / O 2
By performing heat treatment at 1100 ° C. or higher for 1 hour or longer in a mixed combustion gas, a dehydration condensation reaction occurs on the bonding surface, and the two substrates 1 and 8 are directly bonded and integrated to form a bonded substrate 9. It

【0020】そして、第1の単結晶シリコン基板1をそ
の表面1b側から酸化シリコン膜6が表面に露出するま
で研削、及び鏡面研磨を行う。その結果、図7に示すよ
うに、絶縁分離用溝4の内壁と酸化シリコン膜6との間
に多結晶シリコン膜5を介在させた構造の半導体基板が
製造される。
Then, the first single crystal silicon substrate 1 is ground and mirror-polished from the surface 1b side until the silicon oxide film 6 is exposed on the surface. As a result, as shown in FIG. 7, a semiconductor substrate having a structure in which polycrystalline silicon film 5 is interposed between the inner wall of insulating isolation trench 4 and silicon oxide film 6 is manufactured.

【0021】このような半導体基板においては、酸化シ
リコン膜6による単結晶シリコン層(SOI領域)10
への応力を、多結晶シリコン膜5により緩和することが
できる。これにより溝4の側壁に酸化シリコン膜6を形
成する工程、基板1と基板8を直接接合させる工程での
熱処理、およびデバイスの形成工程での熱処理におい
て、単結晶シリコンと酸化シリコンとの熱膨張差によっ
て生じる応力による単結晶シリコンへの結晶欠陥の誘起
を防止することができる。
In such a semiconductor substrate, the single crystal silicon layer (SOI region) 10 made of the silicon oxide film 6 is used.
The stress on the substrate can be relaxed by the polycrystalline silicon film 5. As a result, the thermal expansion of single crystal silicon and silicon oxide occurs in the step of forming the silicon oxide film 6 on the side wall of the groove 4, the heat treatment in the step of directly joining the substrate 1 and the substrate 8, and the heat treatment in the device forming step. Induction of crystal defects in single crystal silicon due to the stress generated by the difference can be prevented.

【0022】このように本実施例では、少なくとも一方
の面が鏡面研磨された第1の単結晶シリコン基板1の鏡
面1a側における素子形成領域Z1の周囲に溝4を形成
し(第1工程)、第1の単結晶シリコン基板1の鏡面1
aおよび溝4内に多結晶シリコン膜5を形成する(第2
工程)。そして、多結晶シリコン膜5上に酸化シリコン
膜6を形成し(第3工程)、酸化シリコン膜6上に多結
晶シリコン膜7を堆積して溝4内を充填し(第4工
程)、多結晶シリコン膜7の表面を鏡面研磨して平坦化
する(第5工程)。さらに、第1の単結晶シリコン基板
1の鏡面研磨された多結晶シリコン面7aと、少なくと
も一方の面が鏡面研磨された第2の単結晶シリコン基板
8の鏡面8aとを貼り合わせることにより、貼り合わせ
基板9を形成し(第6工程)、貼り合わせ基板9での第
1の単結晶シリコン基板1の他方の面を研削および鏡面
研磨して溝4内に形成した酸化シリコン膜6を表面に露
出した(第7工程)。
As described above, in this embodiment, the groove 4 is formed around the element forming region Z1 on the mirror surface 1a side of the first single crystal silicon substrate 1 having at least one surface mirror-polished (first step). , Mirror surface 1 of the first single crystal silicon substrate 1
A polycrystalline silicon film 5 is formed in a and the groove 4 (second
Process). Then, the silicon oxide film 6 is formed on the polycrystalline silicon film 5 (third step), the polycrystalline silicon film 7 is deposited on the silicon oxide film 6 to fill the inside of the groove 4 (fourth step), The surface of the crystalline silicon film 7 is flattened by mirror polishing (fifth step). Further, the mirror-polished polycrystalline silicon surface 7a of the first single-crystal silicon substrate 1 and the mirror surface 8a of the second single-crystal silicon substrate 8 of which at least one surface is mirror-polished are bonded to each other. A laminated substrate 9 is formed (sixth step), and the other surface of the first single crystal silicon substrate 1 in the laminated substrate 9 is ground and mirror-polished to form the silicon oxide film 6 formed in the groove 4 on the surface. Exposed (7th step).

【0023】その結果、単結晶シリコンよりなる素子形
成領域Z1の周囲に絶縁分離用溝4が形成されるととも
に当該溝4内に酸化シリコン膜6が形成された半導体基
板において、絶縁分離用溝4の内壁と酸化シリコン膜6
との間に多結晶シリコン膜5を介在させた構造となる。
この基板においては、温度の変化に伴い、酸化シリコン
と単結晶シリコンとの熱膨張係数の違いから、溝4近傍
の単結晶シリコンよりなる素子形成領域Z1に応力が加
わろうとするが、溝4の内壁と酸化シリコン膜6との間
に多結晶シリコン膜5が介在されているので、この多結
晶シリコン膜5により応力が緩和され、結晶欠陥が誘起
されにくくなる。つまり、単結晶シリコンと酸化シリコ
ンの熱膨張係数の差による応力が多結晶シリコン膜5に
て緩和される。 (第2実施例)次に、第2実施例を図8〜図17を用い
て説明する。本実施例でも、図17に示すようにSOI
構造(SOI領域13)を有する半導体基板に具体化し
ている。
As a result, in the semiconductor substrate in which the insulating separation groove 4 is formed around the element forming region Z1 made of single crystal silicon and the silicon oxide film 6 is formed in the groove 4, the insulating separation groove 4 is formed. Inner wall and silicon oxide film 6
The structure has a polycrystalline silicon film 5 interposed between and.
In this substrate, due to the difference in thermal expansion coefficient between silicon oxide and single crystal silicon due to the change in temperature, stress tends to be applied to the element formation region Z1 made of single crystal silicon in the vicinity of the groove 4, but Since the polycrystalline silicon film 5 is interposed between the inner wall and the silicon oxide film 6, the polycrystalline silicon film 5 alleviates stress and makes it difficult for crystal defects to be induced. That is, the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between single crystal silicon and silicon oxide is relaxed in polycrystalline silicon film 5. (Second Embodiment) Next, a second embodiment will be described with reference to FIGS. Also in this embodiment, as shown in FIG.
It is embodied in a semiconductor substrate having a structure (SOI region 13).

【0024】まず、図8に示すように、単結晶シリコン
基板11を用意する。この単結晶シリコン基板11は少
なくとも一方の面が鏡面研磨されるとともに鏡面11a
から所定の深さに酸化シリコン膜14が埋設されてい
る。より具体的には、以下のように形成している。ま
ず、単結晶シリコン基板12の鏡面12aと単結晶シリ
コン基板13の鏡面13aの少なくとも一方に酸化シリ
コン膜14を形成する。そして、この酸化シリコン膜1
4を介在した状態で単結晶シリコン基板12の鏡面12
aと単結晶シリコン基板13の鏡面13aとを密着し、
さらに、熱処理により張り合わせ基板とする。最後に、
単結晶シリコン基板13を研削および鏡面研磨して単結
晶シリコン基板11が形成される。
First, as shown in FIG. 8, a single crystal silicon substrate 11 is prepared. At least one surface of the single crystal silicon substrate 11 is mirror-polished and the mirror surface 11a is formed.
A silicon oxide film 14 is buried to a predetermined depth. More specifically, it is formed as follows. First, the silicon oxide film 14 is formed on at least one of the mirror surface 12 a of the single crystal silicon substrate 12 and the mirror surface 13 a of the single crystal silicon substrate 13. Then, this silicon oxide film 1
Mirror surface 12 of single crystal silicon substrate 12 with 4 interposed
a and the mirror surface 13a of the single crystal silicon substrate 13 are closely attached,
Further, it is heat-treated to obtain a laminated substrate. Finally,
The single crystal silicon substrate 13 is ground and mirror-polished to form the single crystal silicon substrate 11.

【0025】そして、このように形成された単結晶シリ
コン基板11を用いて、図9に示すように、単結晶シリ
コン基板11の鏡面11a上に酸化シリコン膜15を形
成した後、溝を形成する領域の酸化シリコン膜15を例
えばRIEにより除去する。その後、酸化シリコン膜1
5をマスクとして溝16を基板11の埋め込み酸化シリ
コン膜14に達するまでRIE、あるいはウエットエッ
チングにより、形成する。この溝16は、素子形成領域
Z1の周囲に形成されている。
Then, using the single crystal silicon substrate 11 thus formed, as shown in FIG. 9, a silicon oxide film 15 is formed on the mirror surface 11a of the single crystal silicon substrate 11, and then a groove is formed. The silicon oxide film 15 in the region is removed by RIE, for example. Then, the silicon oxide film 1
Using the mask 5 as a mask, the groove 16 is formed by RIE or wet etching until the embedded silicon oxide film 14 of the substrate 11 is reached. The groove 16 is formed around the element forming region Z1.

【0026】引き続き、図10に示すように、単結晶シ
リコン基板13の上に10〜2000nmの多結晶シリ
コン膜17をLPCVDにより形成する。その結果、溝
16内および酸化シリコン膜15の上に多結晶シリコン
膜17が配置される。尚、多結晶シリコン膜17は不純
物がドープされていても、されていなくてもどちらでも
よい。
Subsequently, as shown in FIG. 10, a polycrystalline silicon film 17 having a thickness of 10 to 2000 nm is formed on the single crystal silicon substrate 13 by LPCVD. As a result, polycrystalline silicon film 17 is arranged in trench 16 and on silicon oxide film 15. The polycrystalline silicon film 17 may or may not be doped with impurities.

【0027】次に、図11に示すように、RIE等のド
ライエッチングにより異方性(垂直性)エッチングを行
い、溝16の側壁に形成されている多結晶シリコン膜1
7を残すかたちのエッチングを行う。このとき、酸化シ
リコン膜15上と埋め込み酸化シリコン膜14上に形成
された多結晶シリコン膜17は酸化シリコン膜15、埋
め込み酸化シリコン膜14をエッチングのストッパーと
することで完全に除去する。
Next, as shown in FIG. 11, anisotropic (vertical) etching is performed by dry etching such as RIE to form the polycrystalline silicon film 1 formed on the side wall of the groove 16.
Etching is performed in the form of leaving 7. At this time, the polycrystalline silicon film 17 formed on the silicon oxide film 15 and the buried silicon oxide film 14 is completely removed by using the silicon oxide film 15 and the buried silicon oxide film 14 as etching stoppers.

【0028】その後、図12に示すように、酸化シリコ
ン膜15をふっ化水素水溶液で除去する。さらに、図1
3に示すように、単結晶シリコン基板13の上に厚さが
100〜2000nmの酸化シリコン膜18を熱酸化あ
るいはCVDにより形成する。このとき、酸化シリコン
膜18を熱酸化で形成する場合は、溝16の側壁は前記
多結晶シリコン膜17が酸化されて酸化シリコン膜18
が形成されることになるが、必要とされる厚さの酸化シ
リコン膜18を形成した後に、応力緩和に必要とされる
厚さの多結晶シリコン膜17が残るように、堆積する多
結晶シリコン膜17の厚さを予め設定しておく。
Thereafter, as shown in FIG. 12, the silicon oxide film 15 is removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride. Furthermore, FIG.
As shown in FIG. 3, a silicon oxide film 18 having a thickness of 100 to 2000 nm is formed on the single crystal silicon substrate 13 by thermal oxidation or CVD. At this time, when the silicon oxide film 18 is formed by thermal oxidation, the polycrystalline silicon film 17 is oxidized on the side wall of the groove 16 so that the silicon oxide film 18 is formed.
However, after the silicon oxide film 18 having the required thickness is formed, the polycrystalline silicon film 17 is deposited so that the polycrystalline silicon film 17 having the thickness required for stress relaxation remains. The thickness of the film 17 is preset.

【0029】次に、図14に示すように、酸化シリコン
膜18の上に多結晶シリコン膜19を例えばLPCVD
で形成して、溝16内を充填する。さらに、図15に示
すように、多結晶シリコン膜19を酸化シリコン膜18
をストッパーとして選択研磨する。そして、図16に示
すように、単結晶シリコン基板11の鏡面11a上の酸
化シリコン膜18をふっ化水素水溶液で除去する。この
後、溝16内を充填している多結晶シリコン膜19の凸
部を鏡面研磨することで平坦化する。その結果、図17
に示すように、絶縁分離用溝16の内壁と酸化シリコン
膜18との間に多結晶シリコン膜17を介在させた構造
の半導体基板が製造される。
Next, as shown in FIG. 14, a polycrystalline silicon film 19 is formed on the silicon oxide film 18 by LPCVD, for example.
And the inside of the groove 16 is filled. Further, as shown in FIG. 15, the polycrystalline silicon film 19 is replaced with the silicon oxide film 18
Selectively polish as a stopper. Then, as shown in FIG. 16, the silicon oxide film 18 on the mirror surface 11a of the single crystal silicon substrate 11 is removed with an aqueous solution of hydrogen fluoride. After that, the convex portion of the polycrystalline silicon film 19 filling the groove 16 is flattened by mirror polishing. As a result, FIG.
As shown in FIG. 3, a semiconductor substrate having a structure in which the polycrystalline silicon film 17 is interposed between the inner wall of the insulating isolation groove 16 and the silicon oxide film 18 is manufactured.

【0030】このような半導体基板においては、多結晶
シリコン膜17により溝16の側壁に形成された酸化シ
リコン膜18による単結晶シリコン層(SOI領域)1
3への応力を緩和することができる。これにより溝16
の側壁に酸化シリコン膜18を形成する工程、およびデ
バイスの形成工程での熱処理において単結晶シリコンと
酸化シリコンとの熱膨張差によって生じる応力による単
結晶シリコンへの結晶欠陥の誘起を防止することができ
る。
In such a semiconductor substrate, the single crystal silicon layer (SOI region) 1 made of the silicon oxide film 18 formed on the sidewall of the groove 16 by the polycrystalline silicon film 17 is used.
The stress to 3 can be relaxed. This allows the groove 16
Of forming crystal defects in the single crystal silicon due to stress generated by the difference in thermal expansion between the single crystal silicon and the silicon oxide during the heat treatment in the step of forming the silicon oxide film 18 on the side wall of the substrate and in the step of forming the device. it can.

【0031】このように本実施例では、少なくとも一方
の面が鏡面研磨されているとともに、該鏡面11aから
所定の深さに酸化シリコン膜14が埋設された単結晶シ
リコン基板11を形成し(第1工程)、単結晶シリコン
基板11の鏡面11a上に酸化シリコン膜15を形成
し、これをマスクとしてエッチングすることにより素子
形成領域Z1の周囲において酸化シリコン膜14に達す
る溝16を形成する(第2工程)。そして、溝16内、
およびマスクとして機能させた酸化シリコン膜15上
に、多結晶シリコン膜17を形成し(第3工程)、マス
クとして機能させた酸化シリコン膜15上と溝16の底
部の多結晶シリコン膜17を、マスクとして機能させた
酸化シリコン膜15、および単結晶シリコン基板11に
埋設された酸化シリコン膜14をストッパーとしてドラ
イエッチングすることにより除去して、溝16の側壁部
の多結晶シリコン膜17だけを残す(第4工程)。さら
に、ストッパーとして機能させた鏡面11a上の酸化シ
リコン膜15を除去し(第5工程)、溝16内および単
結晶シリコン基板11の鏡面11a上に酸化シリコン膜
18を形成し(第6工程)、酸化シリコン膜18上に多
結晶シリコン膜19を堆積して溝16内を充填する(第
7工程)。続いて、多結晶シリコン膜19に対し、酸化
シリコン膜18をストッパーとして選択研磨することで
溝16内の多結晶シリコン膜19を残して除去し(第8
工程)、単結晶シリコン基板11の鏡面11a上の酸化
シリコン膜18を除去し(第9工程)、溝16内の多結
晶シリコン膜19を鏡面研磨して平坦化した(第10工
程)。
As described above, in this embodiment, at least one surface is mirror-polished, and the single crystal silicon substrate 11 in which the silicon oxide film 14 is embedded to a predetermined depth from the mirror surface 11a is formed (first 1 step), a silicon oxide film 15 is formed on the mirror surface 11a of the single crystal silicon substrate 11 and is etched using this as a mask to form a groove 16 reaching the silicon oxide film 14 around the element formation region Z1 (first step). 2 steps). And in the groove 16,
Then, a polycrystalline silicon film 17 is formed on the silicon oxide film 15 functioning as a mask (third step), and the polycrystalline silicon film 17 functioning as a mask and the polycrystalline silicon film 17 at the bottom of the groove 16 are The silicon oxide film 15 functioning as a mask and the silicon oxide film 14 buried in the single crystal silicon substrate 11 are removed by dry etching as a stopper, leaving only the polycrystalline silicon film 17 on the side wall of the groove 16. (Fourth step). Further, the silicon oxide film 15 on the mirror surface 11a functioning as a stopper is removed (fifth step), and the silicon oxide film 18 is formed in the groove 16 and on the mirror surface 11a of the single crystal silicon substrate 11 (sixth step). A polycrystalline silicon film 19 is deposited on the silicon oxide film 18 to fill the inside of the groove 16 (seventh step). Subsequently, the polycrystalline silicon film 19 is selectively polished by using the silicon oxide film 18 as a stopper to remove the polycrystalline silicon film 19 in the groove 16 (8th embodiment).
Process), the silicon oxide film 18 on the mirror surface 11a of the single crystal silicon substrate 11 was removed (9th process), and the polycrystalline silicon film 19 in the groove 16 was mirror-polished to be flattened (10th process).

【0032】その結果、絶縁分離用溝16の内壁と酸化
シリコン膜18との間に多結晶シリコン膜17を介在さ
せた構造となる。この基板においては、温度の変化に伴
い、酸化シリコンと単結晶シリコンとの熱膨張係数の違
いから、溝16近傍の単結晶シリコンよりなる素子形成
領域Z1に応力が加わろうとするが、溝16の内壁と酸
化シリコン膜18との間に多結晶シリコン膜17が介在
されているので、この多結晶シリコン膜17により応力
が緩和され、結晶欠陥が誘起されにくくなる。 (第3実施例)次に、第3実施例を図18〜図25を用
いて説明する。本実施例では、図25に示すようにSO
I構造を用いないで溝22により素子形成領域Z1を絶
縁分離した半導体基板に具体化している。
As a result, the structure is such that the polycrystalline silicon film 17 is interposed between the inner wall of the insulating isolation groove 16 and the silicon oxide film 18. In this substrate, due to the difference in thermal expansion coefficient between silicon oxide and single crystal silicon due to the change in temperature, stress tends to be applied to the element forming region Z1 made of single crystal silicon in the vicinity of the groove 16; Since the polycrystalline silicon film 17 is interposed between the inner wall and the silicon oxide film 18, the polycrystalline silicon film 17 alleviates the stress and makes it difficult to induce crystal defects. (Third Embodiment) Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. In this embodiment, as shown in FIG.
It is embodied in a semiconductor substrate in which the element formation region Z1 is insulated and separated by the groove 22 without using the I structure.

【0033】まず、図18に示すように、少なくとも一
方の面を鏡面研磨した単結晶シリコン基板20を用意す
る。そして、図19に示すように、単結晶シリコン基板
20の鏡面20aに酸化シリコン膜21を形成する。そ
の後、溝を形成する領域の酸化シリコン膜21を例えば
RIEにより除去する。さらに、酸化シリコン膜21を
マスクとして素子形成領域Z1の周囲に溝22をRI
E、あるいはウエットエッチングにより形成する。
First, as shown in FIG. 18, a single crystal silicon substrate 20 having at least one surface mirror-polished is prepared. Then, as shown in FIG. 19, a silicon oxide film 21 is formed on the mirror surface 20 a of the single crystal silicon substrate 20. After that, the silicon oxide film 21 in the region where the groove is formed is removed by, for example, RIE. Further, using the silicon oxide film 21 as a mask, a groove 22 is formed around the element formation region Z1 by RI.
It is formed by E or wet etching.

【0034】そして、図20に示すように、単結晶シリ
コン基板20の鏡面20a側に、厚さが10〜2000
nmの多結晶シリコン膜23をLPCVDにより形成す
る。その結果、溝22内および酸化シリコン膜21上に
多結晶シリコン膜23が配置される。このとき、多結晶
シリコン膜23は不純物がドープされていなくてもよい
が、単結晶シリコン基板20の導電型とは異なる導電型
のストッパ層(不純物拡散層)24を形成するために不
純物をドープしておいてもよい。又、ストッパ層(不純
物拡散層)24の他の形成方法として、多結晶シリコン
膜23を堆積する前に酸化シリコン膜21をマスクにし
てイオン注入法によって溝22の側壁と底部にだけ不純
物をドープした後、ドープされていない多結晶シリコン
膜23を堆積してもよい。
Then, as shown in FIG. 20, the single crystal silicon substrate 20 has a thickness of 10 to 2000 on the mirror surface 20a side.
A polycrystalline silicon film 23 having a thickness of nm is formed by LPCVD. As a result, polycrystalline silicon film 23 is arranged in trench 22 and on silicon oxide film 21. At this time, the polycrystalline silicon film 23 may not be doped with impurities, but is doped with impurities to form a stopper layer (impurity diffusion layer) 24 having a conductivity type different from that of the single crystal silicon substrate 20. You may keep it. As another method of forming the stopper layer (impurity diffusion layer) 24, before the deposition of the polycrystalline silicon film 23, the silicon oxide film 21 is used as a mask and the sidewalls and the bottom of the groove 22 are doped with impurities by ion implantation. After that, an undoped polycrystalline silicon film 23 may be deposited.

【0035】次に、図21に示すように、酸化シリコン
膜21をストッパーとして選択研磨することで、溝22
の側壁と底部の多結晶シリコン膜23を残すかたちで酸
化シリコン膜21上の多結晶シリコン膜23を完全に除
去する。あるいは、RIE等のドライエッチングにより
異方性(垂直性)エッチングを行い、溝22の側壁に形
成されている多結晶シリコン膜23を残すかたちのドラ
イエッチングを行ってもよい。このとき、酸化シリコン
膜21上に形成された多結晶シリコン膜23は酸化シリ
コン膜21をエッチングのストッパーとすることで完全
に除去する。
Next, as shown in FIG. 21, by selectively polishing the silicon oxide film 21 as a stopper, the groove 22 is formed.
The polycrystalline silicon film 23 on the silicon oxide film 21 is completely removed by leaving the polycrystalline silicon film 23 on the side walls and the bottom of the. Alternatively, anisotropic (perpendicular) etching may be performed by dry etching such as RIE to leave the polycrystalline silicon film 23 formed on the sidewall of the groove 22. At this time, the polycrystalline silicon film 23 formed on the silicon oxide film 21 is completely removed by using the silicon oxide film 21 as an etching stopper.

【0036】さらに、図22に示すように、単結晶シリ
コン基板20の鏡面20a側に、厚さが100〜200
0nmの酸化シリコン膜25を熱酸化あるいはCVDに
より形成する。その結果、溝22内および酸化シリコン
膜21の上に酸化シリコン膜25が配置される。このと
き、酸化シリコン膜25を熱酸化で形成する場合は、多
結晶シリコン23が酸化されて酸化シリコン膜25が形
成されることになるが、必要とされる厚さの酸化シリコ
ン膜25を形成した後に、応力緩和に必要とされる厚さ
の多結晶シリコン膜23が残るように、堆積する多結晶
シリコン膜23の厚さを予め設定しておく。尚、このと
き酸化シリコン膜25を形成する前に酸化シリコン膜2
1を除去しておいてもよい。
Further, as shown in FIG. 22, a thickness of 100 to 200 is provided on the mirror surface 20a side of the single crystal silicon substrate 20.
A 0 nm silicon oxide film 25 is formed by thermal oxidation or CVD. As a result, the silicon oxide film 25 is arranged in the trench 22 and on the silicon oxide film 21. At this time, when the silicon oxide film 25 is formed by thermal oxidation, the polycrystalline silicon 23 is oxidized to form the silicon oxide film 25. However, the silicon oxide film 25 having a required thickness is formed. After that, the thickness of the deposited polycrystalline silicon film 23 is set in advance so that the polycrystalline silicon film 23 having a thickness required for stress relaxation remains. At this time, before forming the silicon oxide film 25, the silicon oxide film 2 is formed.
1 may be removed.

【0037】次に、酸化シリコン膜25の上に多結晶シ
リコン膜26を例えばLCVDで形成して、溝22内を
充填する。その後、図23に示すように、酸化シリコン
膜25をストッパーとして多結晶シリコン膜26を選択
研磨する。
Next, a polycrystalline silicon film 26 is formed on the silicon oxide film 25 by, for example, LCVD to fill the inside of the groove 22. After that, as shown in FIG. 23, the polycrystalline silicon film 26 is selectively polished using the silicon oxide film 25 as a stopper.

【0038】そして、図24に示すように、単結晶シリ
コン基板20の鏡面20a上の酸化シリコン膜21と2
5をふっ化水素水溶液で除去する。この後、溝22内を
充填している多結晶シリコン膜26の凸部を鏡面研磨す
ることで平坦化する。その結果、図25に示すように、
絶縁分離用溝22の内壁と酸化シリコン膜25との間に
多結晶シリコン膜23を介在させた構造の半導体基板が
製造される。
Then, as shown in FIG. 24, the silicon oxide films 21 and 2 on the mirror surface 20a of the single crystal silicon substrate 20 are formed.
Remove 5 with aqueous hydrogen fluoride. After that, the convex portion of the polycrystalline silicon film 26 filling the inside of the groove 22 is planarized by mirror polishing. As a result, as shown in FIG.
A semiconductor substrate having a structure in which a polycrystalline silicon film 23 is interposed between the inner wall of the insulating separation groove 22 and the silicon oxide film 25 is manufactured.

【0039】このように溝22で分離された半導体基板
を形成すれば、多結晶シリコン膜23により溝22の側
壁に形成された酸化シリコン膜25による素子形成領域
Z1への応力を緩和することができる。これにより、溝
22の側壁に酸化シリコン膜25を形成する工程、およ
びデバイスの形成工程での熱処理において単結晶シリコ
ンと酸化シリコンとの熱膨張差によって生じる応力によ
る単結晶シリコンへの結晶欠陥の誘起を防止することが
できる。
By thus forming the semiconductor substrate separated by the groove 22, the stress to the element forming region Z1 due to the silicon oxide film 25 formed on the side wall of the groove 22 by the polycrystalline silicon film 23 can be relaxed. it can. This induces crystal defects in the single crystal silicon due to the stress generated by the thermal expansion difference between the single crystal silicon and the silicon oxide in the step of forming the silicon oxide film 25 on the sidewall of the groove 22 and the heat treatment in the device forming step. Can be prevented.

【0040】このように本実施例では、少なくとも一方
の面が鏡面研磨された単結晶シリコン基板20の鏡面2
0a上に酸化シリコン膜21を形成した後、該酸化シリ
コン膜21をマスクとして素子形成領域Z1の周囲に溝
22を形成し(第1工程)、溝22内およびマスクとし
て機能させた酸化シリコン膜21上に多結晶シリコン膜
23を形成する(第2工程)。そして、多結晶シリコン
膜23に対し、少なくとも溝22の側壁部の多結晶シリ
コン膜23を残して除去し(第3工程)、溝22内およ
び単結晶シリコン基板20の鏡面20a部に酸化シリコ
ン膜25を形成し(第4工程)、酸化シリコン膜25上
に多結晶シリコン膜26を堆積して溝22内を充填する
(第5工程)。さらに、多結晶シリコン膜26に対し、
酸化シリコン膜25をストッパーとして選択研磨するこ
とで溝22内の多結晶シリコン膜26を残して除去し
(第6工程)、単結晶シリコン基板20の鏡面20a上
に残っている酸化シリコン膜21,25を除去し(第7
工程)、溝22内の多結晶シリコン膜26を鏡面研磨し
て平坦化した(第8工程)。
As described above, in this embodiment, the mirror surface 2 of the single crystal silicon substrate 20 having at least one surface mirror-polished
After the silicon oxide film 21 is formed on the silicon oxide film 0a, a groove 22 is formed around the element forming region Z1 using the silicon oxide film 21 as a mask (first step), and the silicon oxide film functioning in the groove 22 and as the mask is formed. A polycrystalline silicon film 23 is formed on 21 (second step). Then, with respect to the polycrystalline silicon film 23, at least the polycrystalline silicon film 23 on the side wall of the groove 22 is removed and left (the third step), and the silicon oxide film is formed in the groove 22 and on the mirror surface 20a of the single crystal silicon substrate 20. 25 (fourth step), a polycrystalline silicon film 26 is deposited on the silicon oxide film 25 to fill the inside of the groove 22 (fifth step). Further, for the polycrystalline silicon film 26,
By selectively polishing the silicon oxide film 25 as a stopper, the polycrystalline silicon film 26 in the groove 22 is removed and left (sixth step), and the silicon oxide film 21, which remains on the mirror surface 20a of the single crystal silicon substrate 20, is removed. 25 removed (7th
Process), the polycrystalline silicon film 26 in the groove 22 was mirror-polished to be planarized (eighth process).

【0041】その結果、絶縁分離用溝22の内壁と酸化
シリコン膜25との間に多結晶シリコン膜23を介在さ
せた構造となる。この基板においては、温度の変化に伴
い、酸化シリコンと単結晶シリコンとの熱膨張係数の違
いから、溝22近傍の単結晶シリコンよりなる素子形成
領域Z1に応力が加わろうとするが、溝22の内壁と酸
化シリコン膜25との間に多結晶シリコン膜23が介在
されているので、この多結晶シリコン膜23により応力
が緩和され、結晶欠陥が誘起されにくくなる。
As a result, a structure is obtained in which the polycrystalline silicon film 23 is interposed between the inner wall of the insulating separation groove 22 and the silicon oxide film 25. In this substrate, due to the difference in thermal expansion coefficient between silicon oxide and single crystal silicon due to a change in temperature, stress tends to be applied to the element forming region Z1 made of single crystal silicon in the vicinity of the groove 22. Since the polycrystalline silicon film 23 is interposed between the inner wall and the silicon oxide film 25, the polycrystalline silicon film 23 alleviates the stress and makes it difficult for crystal defects to be induced.

【0042】[0042]

【発明の効果】以上詳述したように請求項1に記載の発
明によれば、溝近傍の結晶欠陥の誘起を抑制することが
できる優れた効果を発揮する。
As described in detail above, according to the invention described in claim 1, the excellent effect of suppressing the induction of crystal defects in the vicinity of the groove is exhibited.

【0043】請求項2,3,4に記載の発明によれば、
請求項1に記載の半導体基板を容易に製造することがで
きる。
According to the invention described in claims 2, 3 and 4,
The semiconductor substrate according to claim 1 can be easily manufactured.

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

【図1】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor substrate of a first embodiment.

【図2】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the first embodiment.

【図3】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the first embodiment.

【図4】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the first embodiment.

【図5】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the first embodiment.

【図6】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the first example.

【図7】第1実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the first example.

【図8】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図9】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断面
図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図10】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図11】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図12】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second example.

【図13】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図14】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図15】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図16】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second embodiment.

【図17】第2実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the second example.

【図18】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図19】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図20】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図21】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図22】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図23】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図24】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third example.

【図25】第3実施例の半導体基板の製造工程を示す断
面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor substrate of the third embodiment.

【図26】従来技術を説明するための断面図である。FIG. 26 is a sectional view for explaining a conventional technique.

【図27】従来技術を説明するための断面図である。FIG. 27 is a sectional view for explaining a conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…第1の単結晶シリコン基板、1a…鏡面、4…溝、
5…多結晶シリコン膜6…酸化シリコン膜、7…多結晶
シリコン膜、8…第2の単結晶シリコン基板、8a…鏡
面、9…貼り合わせ基板、11…単結晶シリコン基板、
11a…鏡面、14…酸化シリコン膜、15…酸化シリ
コン膜、16…溝、17…多結晶シリコン膜、18…酸
化シリコン膜、19…多結晶シリコン膜、20…単結晶
シリコン基板、20a…鏡面、21…酸化シリコン膜、
22…溝、23…多結晶シリコン膜、25…酸化シリコ
ン膜、26…多結晶シリコン膜、Z1…素子形成領域
1 ... 1st single crystal silicon substrate, 1a ... Mirror surface, 4 ... groove,
5 ... Polycrystalline silicon film 6 ... Silicon oxide film, 7 ... Polycrystalline silicon film, 8 ... Second single crystal silicon substrate, 8a ... Mirror surface, 9 ... Bonded substrate, 11 ... Single crystal silicon substrate,
11a ... mirror surface, 14 ... silicon oxide film, 15 ... silicon oxide film, 16 ... groove, 17 ... polycrystalline silicon film, 18 ... silicon oxide film, 19 ... polycrystalline silicon film, 20 ... single crystal silicon substrate, 20a ... mirror surface , 21 ... Silicon oxide film,
22 ... Groove, 23 ... Polycrystalline silicon film, 25 ... Silicon oxide film, 26 ... Polycrystalline silicon film, Z1 ... Element forming region

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶シリコンよりなる素子形成領域の
周囲に絶縁分離用溝が形成されるとともに当該溝内に酸
化シリコン膜が形成された半導体基板において、 前記絶縁分離用溝の内壁と前記酸化シリコン膜との間に
多結晶シリコン膜を介在させたことを特徴とする半導体
基板。
1. A semiconductor substrate in which an insulating separation groove is formed around an element forming region made of single crystal silicon and a silicon oxide film is formed in the groove, wherein an inner wall of the insulating separation groove and the oxide are formed. A semiconductor substrate having a polycrystalline silicon film interposed between the silicon substrate and the silicon film.
【請求項2】 少なくとも一方の面が鏡面研磨された第
1の単結晶シリコン基板の鏡面側における素子形成領域
の周囲に溝を形成する第1工程と、 前記第1の単結晶シリコン基板の鏡面および溝内に多結
晶シリコン膜を形成する第2工程と、 前記多結晶シリコン膜上に酸化シリコン膜を形成する第
3工程と、 前記酸化シリコン膜上に多結晶シリコン膜を堆積して前
記溝内を充填する第4工程と、 前記第4工程で形成した多結晶シリコン膜の表面を鏡面
研磨して平坦化する第5工程と、 前記第1の単結晶シリコン基板の鏡面研磨された多結晶
シリコン面と、少なくとも一方の面が鏡面研磨された第
2の単結晶シリコン基板の鏡面とを貼り合わせることに
より、貼り合わせ基板を形成する第6工程と、 前記貼り合わせ基板での前記第1の単結晶シリコン基板
の他方の面を研削および鏡面研磨して前記溝内に形成し
た酸化シリコン膜を表面に露出する第7工程とを有する
ことを特徴とする半導体基板の製造方法。
2. A first step of forming a groove around an element forming region on the mirror surface side of a first single crystal silicon substrate whose at least one surface is mirror-polished, and a mirror surface of the first single crystal silicon substrate. And a second step of forming a polycrystalline silicon film in the groove, a third step of forming a silicon oxide film on the polycrystalline silicon film, and a step of depositing a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film to form the groove. A fourth step of filling the inside, a fifth step of mirror-polishing and flattening the surface of the polycrystalline silicon film formed in the fourth step, and a mirror-polished polycrystal of the first single crystal silicon substrate. A sixth step of forming a bonded substrate by bonding a silicon surface and a mirror surface of a second single crystal silicon substrate having at least one surface mirror-polished, and the first step in the bonded substrate. Single crystal And a seventh step of exposing the silicon oxide film formed in the groove to the surface by grinding and mirror-polishing the other surface of the silicon substrate.
【請求項3】 少なくとも一方の面が鏡面研磨されてい
るとともに、該鏡面から所定の深さに酸化シリコン膜が
埋設された単結晶シリコン基板を形成する第1工程と、 前記単結晶シリコン基板の鏡面上に酸化シリコン膜を形
成し、これをマスクとしてエッチングすることにより素
子形成領域の周囲において前記酸化シリコン膜に達する
溝を形成する第2工程と、 前記溝内、および前記マスクとして機能させた酸化シリ
コン膜上に、多結晶シリコン膜を形成する第3工程と、 前記マスクとして機能させた酸化シリコン膜上と溝の底
部の多結晶シリコン膜を、前記マスクとして機能させた
酸化シリコン膜、および前記単結晶シリコン基板に埋設
された酸化シリコン膜をストッパーとしてドライエッチ
ングすることにより除去して、溝の側壁部の多結晶シリ
コン膜だけを残す第4工程と、 前記ストッパーとして機能させた鏡面上の酸化シリコン
膜を除去する第5工程と、 前記溝内および前記単結晶シリコン基板の鏡面上に酸化
シリコン膜を形成する第6工程と、 前記第6工程で形成した酸化シリコン膜上に多結晶シリ
コン膜を堆積して溝内を充填する第7工程と、 前記第7工程で形成した多結晶シリコン膜に対し、前記
第6工程で形成した酸化シリコン膜をストッパーとして
選択研磨することで溝内の多結晶シリコン膜を残して除
去する第8工程と、 前記単結晶シリコン基板の鏡面上の酸化シリコン膜を除
去する第9工程と、 前記溝内の多結晶シリコン膜を鏡面研磨して平坦化する
第10工程とを有することを特徴とする半導体基板の製
造方法。
3. A first step of forming a single crystal silicon substrate in which at least one surface is mirror-polished and a silicon oxide film is embedded to a predetermined depth from the mirror surface; A second step of forming a silicon oxide film on the mirror surface and etching the silicon oxide film using the mask as a mask to form a groove reaching the silicon oxide film in the periphery of the element formation region; and functioning in the groove and as the mask. A third step of forming a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film; a silicon oxide film on which the polycrystalline silicon film on the silicon oxide film functioning as the mask and on the bottom of the groove function as the mask; The silicon oxide film embedded in the single crystal silicon substrate is removed by dry etching using the stopper as a stopper, so that the sidewall portion of the groove is largely removed. A fourth step of leaving only the crystalline silicon film, a fifth step of removing the silicon oxide film on the mirror surface functioning as the stopper, and a silicon oxide film in the groove and on the mirror surface of the single crystal silicon substrate. A sixth step, a seventh step of depositing a polycrystalline silicon film on the silicon oxide film formed in the sixth step to fill the inside of the groove, and the polycrystalline silicon film formed in the seventh step, Eighth step of selectively removing the polycrystalline silicon film in the groove by selectively polishing the silicon oxide film formed in the sixth step as a stopper; and removing the silicon oxide film on the mirror surface of the single crystalline silicon substrate. 9. A method of manufacturing a semiconductor substrate, comprising 9 steps and a 10th step of polishing the polycrystalline silicon film in the groove by mirror-polishing.
【請求項4】 少なくとも一方の面が鏡面研磨された単
結晶シリコン基板の鏡面上に酸化シリコン膜を形成した
後、該酸化シリコン膜をマスクとして素子形成領域の周
囲に溝を形成する第1工程と、 前記溝内および前記マスクとして機能させた酸化シリコ
ン膜上に多結晶シリコン膜を形成する第2工程と、 前記多結晶シリコン膜に対し、少なくとも溝の側壁部の
多結晶シリコン膜を残して除去する第3工程と、 前記溝内および前記単結晶シリコン基板の鏡面部に酸化
シリコン膜を形成する第4工程と、 前記第4工程で形成した酸化シリコン膜上に多結晶シリ
コン膜を堆積して溝内を充填する第5工程と、 前記第5工程で形成した多結晶シリコン膜に対し、前記
第4工程で形成した酸化シリコン膜をストッパーとして
選択研磨することで溝内の多結晶シリコン膜を残して除
去する第6工程と、 前記単結晶シリコン基板の鏡面上に残っている前記酸化
シリコン膜を除去する第7工程と、 前記溝内の多結晶シリコン膜を鏡面研磨して平坦化する
第8工程とを有することを特徴とする半導体基板の製造
方法。
4. A first step of forming a silicon oxide film on a mirror surface of a single crystal silicon substrate, at least one surface of which has been mirror-polished, and then forming a groove around an element formation region using the silicon oxide film as a mask. And a second step of forming a polycrystalline silicon film in the groove and on the silicon oxide film functioning as the mask, leaving at least the polycrystalline silicon film on the side wall of the groove with respect to the polycrystalline silicon film. A third step of removing, a fourth step of forming a silicon oxide film in the groove and on the mirror surface portion of the single crystal silicon substrate, and a polycrystalline silicon film deposited on the silicon oxide film formed in the fourth step. 5th step of filling the inside of the groove with a groove, and by selectively polishing the polycrystalline silicon film formed in the 5th step using the silicon oxide film formed in the 4th step as a stopper A sixth step of removing the polycrystalline silicon film remaining, a seventh step of removing the silicon oxide film remaining on the mirror surface of the single crystal silicon substrate, and a mirror polishing of the polycrystalline silicon film in the groove. Eighth step of flattening by means of a flattening process.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2020520115A (en) * 2017-05-12 2020-07-02 オスラム オプト セミコンダクターズ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングOsram Opto Semiconductors GmbH Covers and optoelectronic devices for optoelectronic components

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