JPH08264641A - Dielectric isolation substrate and manufacture thereof - Google Patents

Dielectric isolation substrate and manufacture thereof

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JPH08264641A
JPH08264641A JP6443595A JP6443595A JPH08264641A JP H08264641 A JPH08264641 A JP H08264641A JP 6443595 A JP6443595 A JP 6443595A JP 6443595 A JP6443595 A JP 6443595A JP H08264641 A JPH08264641 A JP H08264641A
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JP
Japan
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substrate
silicon oxide
oxide layer
layer
island
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Application number
JP6443595A
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Japanese (ja)
Inventor
Michimasa Shimizu
道正 清水
Shozo Katsuki
省三 勝木
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Ube Corp
Original Assignee
Ube Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To provide a dielectric isolation substrate in which no void or no autodoping occurs and which has excellent insulator isolation. CONSTITUTION: A high purity silicon layer 13, a low-melting point silicon oxide layer 14 and a glass layer 16 obtained by sootlike substance containing SiO2 as a main ingredient by burning a raw material containing silicon compound as a main ingredient in an oxy-hydrogen flame are sequentially deposited on a semiconductor substrate in which isolating grooves are formed. Further, a support board 15 for holding the substrate is placed on the layer 16, heat treated, the substance is sintered to be transferred to the layer 16 to connect the substrate to the board 15. Then, when the other surface of the substrate is polished and cleaned, a dielectric isolation substrate in which the insulator isolation of high quality is provided and which has a plurality of insular semiconductor layers 11 is obtained.

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、半導体基板及びその製
造方法に係り、特に高機能あるいは高性能な半導体デバ
イスを作り込むのに適した誘電体分離方式に係る基板及
び誘電体分離技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor substrate and a method of manufacturing the same, and more particularly to a substrate and a dielectric isolation technique relating to a dielectric isolation method suitable for manufacturing a highly functional or high performance semiconductor device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体単結晶領域を相互に分離する方法
として知られている誘電体分離技術は、標準的な接合分
離技術に比べてデバイス間の絶縁分離が極めて良好であ
り、適用回路の制限が少ないことから、高耐圧や大電流
のパワ−ICに適している。典型的な誘電体分離方式と
してEPIC(Epitaxial Passivated Integrated Cir
cuit)方式が知られているが、大口径ウェハへの対応
や、製造コスト等の問題から他の方法が種々検討されて
いる。複数の半導体基板を貼り合わせて基板を製造する
SOI(Silicon On Insulator)技術もその一つであ
る。基板の貼り合わせ方法としては、例えば、特開昭6
1−242033号公報、特開昭62−177938号
公報に開示された方法がある。
2. Description of the Related Art Dielectric isolation technology, which is known as a method for isolating semiconductor single crystal regions from each other, has a very good insulation isolation between devices as compared with standard junction isolation technology, and limits the application circuit. It is suitable for high-voltage and high-current power ICs because it has a small amount. EPIC (Epitaxial Passivated Integrated Circuit) is a typical dielectric isolation method.
Although the cuit) method is known, various other methods have been studied due to problems with large-diameter wafers and manufacturing costs. One of them is SOI (Silicon On Insulator) technology for manufacturing a substrate by bonding a plurality of semiconductor substrates together. As a method for bonding substrates, for example, Japanese Patent Laid-Open No.
There are methods disclosed in JP-A-1-242033 and JP-A-62-177938.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】従来の、この種の貼り
合わせ方法によって製造される基板は、図1に示すよう
に、通常はSiO2 等の絶縁膜12で覆われた島状半導
体層11がガラス層13によって支持基板15に接着さ
れている。この製造法によれば、反りの少ない大口径ウ
ェハを比較的低コストで得ることができるが、まだ問題
が残されている。特に製造条件や各層の厚さ等の条件に
よっては、溝部にボイド(空孔)が発生する場合があ
り、素子の製造工程において基板のはがれやチッピング
(欠け)を生じて歩留りを低下させる原因となる。
As shown in FIG. 1, a conventional substrate manufactured by this kind of bonding method is usually an island-shaped semiconductor layer 11 covered with an insulating film 12 such as SiO 2. Are adhered to the support substrate 15 by the glass layer 13. According to this manufacturing method, a large-diameter wafer with less warpage can be obtained at a relatively low cost, but there are still problems. In particular, depending on the manufacturing conditions and the thickness of each layer, voids (holes) may be generated in the groove, which may cause peeling or chipping (chips) of the substrate in the device manufacturing process and reduce the yield. Become.

【0004】また、このような構成では、最終的に得ら
れる誘電体分離基板の表面にガラス層が露出するので、
ガラス層に含まれるホウ素、リン等の不純物がその後の
デバイスプロセス中に周囲に拡散して炉を汚染したり、
素子部表面から不純物が素子形成用の半導体層に拡散す
る現象(オートドープ)が起こりやすく、所定の電気特
性が得られない場合があり特殊な素子形成するときに問
題となることがある。
Further, in such a structure, since the glass layer is exposed on the surface of the finally obtained dielectric isolation substrate,
Impurities such as boron and phosphorus contained in the glass layer diffuse into the surroundings during the subsequent device process and contaminate the furnace.
A phenomenon (autodoping) in which impurities diffuse from the surface of the element portion to a semiconductor layer for element formation is likely to occur, and predetermined electrical characteristics may not be obtained, which may cause a problem when forming a special element.

【0005】また、さらに特公昭58−45182号公
報には、絶縁膜とガラス層の間にポリシリコン層を設
け、ガラス層からの不純物が島状半導体層に拡散するの
を妨ぐ効果を有する誘電体分離基板についての記載があ
る。この基板では、確かに素子形成領域である島状半導
体層内への拡散は少ないとしても、ポリシリコン中には
不純物が拡散して抵抗値を低下させるので、各島状半導
体層の間での絶縁分離性が悪化することがある。また、
特にポリシリコンの粒界には不純物が存在するが、洗浄
しても除去することが困難であり、ポリシリコンが素子
部表面に露出していると前述のオートドープと同様な現
象が起こり問題である。
Further, in Japanese Patent Publication No. 58-45182, a polysilicon layer is provided between the insulating film and the glass layer, which has an effect of preventing impurities from the glass layer from diffusing into the island-shaped semiconductor layer. There is a description of the dielectric isolation substrate. In this substrate, although the diffusion into the island-shaped semiconductor layer, which is the element formation region, is small, impurities are diffused into the polysilicon to lower the resistance value. Insulation separation may deteriorate. Also,
In particular, impurities exist in the grain boundaries of polysilicon, but it is difficult to remove them even by cleaning, and if polysilicon is exposed on the surface of the element part, the same phenomenon as the above-mentioned autodoping occurs and there is a problem. is there.

【0006】本発明は、上記の従来の誘電体分離基板に
おける欠点を解消し、ボイドの発生がなく、オートドー
プも起こらず、絶縁分離の良い基板を提供することを目
的とする。
It is an object of the present invention to solve the above-mentioned drawbacks of the conventional dielectric isolation substrate, and to provide a substrate which is free from voids and does not undergo autodoping and has good insulation and isolation.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、相互に分離さ
れた複数の島状半導体層と、これを支持する支持基板と
が、ガラス層によって接着された誘電体分離基板におい
て、島状半導体層とガラス層との間に、高純度酸化シリ
コン層と低融点酸化シリコン層を介在させることを特徴
とする誘電体分離基板に関する。
The present invention provides a dielectric isolation substrate in which a plurality of island-shaped semiconductor layers separated from each other and a supporting substrate supporting the island-shaped semiconductor layers are bonded by a glass layer. A dielectric isolation substrate, characterized in that a high-purity silicon oxide layer and a low-melting-point silicon oxide layer are interposed between the layer and the glass layer.

【0008】本発明では、前記の酸化シリコン層の中
で、低融点酸化シリコン層は素子形成表面には露出して
いないことが特に好ましい。
In the present invention, it is particularly preferable that, of the above-mentioned silicon oxide layers, the low-melting-point silicon oxide layer is not exposed on the element formation surface.

【0009】さらに本発明はまた、誘電体分離基板の製
造方法であって、一方の面に分離用の溝を有する半導体
基板の該表面に、高純度酸化シリコン層を形成する工程
と、この高純度酸化シリコン層の表面に、低融点酸化シ
リコン層を形成する工程と、この低融点酸化シリコン層
の表面に、ケイ素化合物を主成分とする原料を酸水素炎
中で燃焼させることで得られるSiO2 を主成分とする
すす状物質を堆積する工程と、前記すす状物質の堆積上
に、接合すべき他の保持基板を載置して、加熱処理し、
前記すす状物質の堆積物を焼結して前記半導体基板と支
持基板を接合する工程と、前記半導体基板の他方の面を
研磨して複数の島状半導体層を形成する工程とを有する
ことを特徴としている。
Furthermore, the present invention is also a method for manufacturing a dielectric isolation substrate, which comprises a step of forming a high-purity silicon oxide layer on the surface of a semiconductor substrate having a groove for isolation on one surface, SiO obtained by a step of forming a low melting point silicon oxide layer on the surface of a pure silicon oxide layer and burning a raw material containing a silicon compound as a main component on the surface of the low melting point silicon oxide layer in an oxyhydrogen flame. A step of depositing a soot-like substance containing 2 as a main component, and another holding substrate to be bonded is placed on the deposition of the soot-like substance, and heat treatment is performed,
Sintering the soot-like substance deposit to bond the semiconductor substrate and the supporting substrate, and polishing the other surface of the semiconductor substrate to form a plurality of island-shaped semiconductor layers. It has a feature.

【0010】また、本発明においては、低融点酸化シリ
コン層を形成した後に、加熱処理して低融点酸化シリコ
ン層の表面を平坦化したのちに、すす状物質を堆積させ
ることが特に好ましい。ここで、表面の平坦性は、完全
に平面である必要はなく、低融点酸化シリコン層が溶融
して流れた程度であれば良い。
In the present invention, it is particularly preferable that after the low-melting-point silicon oxide layer is formed, heat treatment is performed to flatten the surface of the low-melting-point silicon oxide layer, and then the soot-like substance is deposited. Here, the flatness of the surface does not have to be perfectly flat, and may be such that the low-melting-point silicon oxide layer melts and flows.

【0011】本発明の高純度酸化シリコン層は、有機シ
リコン化合物とオゾンとの熱化学反応によるCVD法
(化学気相堆積法)で形成され、不純物が非常に少な
く、電気的に絶縁体である石英に近い特徴を有する層で
ある。高純度酸化シリコン層を形成するに際しては、例
えばテトラエトキシシラン等の有機シリコン化合物とオ
ゾンの混合ガスを反応管中に供給すると、反応管中に保
持した300℃〜600℃に加熱したシリコン基板表面
で反応が起こり酸化シリコンが生成する。この酸化シリ
コンが積み重なって高純度酸化シリコン層となる。この
層の厚さは、通常1〜20μmであり、後で研削・研磨
して誘電体分離したときに、素子形成表面の誘電分離部
に、ガラス層や低融点シリコン層が露出しない厚さとす
るのが好ましい。
The high-purity silicon oxide layer of the present invention is formed by a CVD method (chemical vapor deposition method) by a thermochemical reaction between an organic silicon compound and ozone, has very few impurities, and is an electrically insulating material. It is a layer having characteristics similar to quartz. When forming a high-purity silicon oxide layer, for example, when a mixed gas of an organosilicon compound such as tetraethoxysilane and ozone is supplied into a reaction tube, the surface of the silicon substrate held in the reaction tube and heated to 300 ° C. to 600 ° C. The reaction occurs at the temperature and silicon oxide is generated. This silicon oxide is piled up to form a high-purity silicon oxide layer. The thickness of this layer is usually 1 to 20 μm, and is set to such a thickness that the glass layer and the low melting point silicon layer are not exposed at the dielectric separation portion of the element formation surface when the dielectric separation is performed by grinding and polishing later. Is preferred.

【0012】一方、低融点酸化シリコン層は、高純度酸
化シリコン層と同様に、有機シリコン化合物とオゾンと
の熱化学反応によるCVD法(化学気相堆積法)で形成
されるものであるが、リン、ホウ素、ひ素、アンチモ
ン、ゲルマニウム等の不純物をSiO2 に対して0.5
〜30%(mol%)、好ましくは3〜20%(mol
%)含むものである。このような不純物を含むことによ
り、融点が低下するので、堆積後に熱処理をするとその
表面を容易に平坦にすることができる。低融点酸化シリ
コン層の形成は、上記高純度酸化シリコン層の形成にお
いて、例えば、オキシ塩化リン、三塩化ホウ素、ボラン
(BH3 、B2 6 )、アルシン等の化合物を、テトラ
エトキシシラン等の有機シリコン化合物およびオゾンと
共に、反応管中に供給し、同様に反応させることによ
り、不純物を含む酸化シリコンを基板表面に形成させる
ことによって行う。この層の厚さは、通常1〜60μm
であり、後で加熱処理して表面の平坦化を図る場合に
は、溶融したときに溝を充填して表面が概ね平坦化する
程度の厚さが必要である。
On the other hand, the low melting point silicon oxide layer is formed by a CVD method (chemical vapor deposition method) by a thermochemical reaction between an organic silicon compound and ozone, like the high purity silicon oxide layer. Impurities such as phosphorus, boron, arsenic, antimony, and germanium are 0.5 with respect to SiO 2 .
~ 30% (mol%), preferably 3-20% (mol
%) Is included. Since the melting point is lowered by containing such impurities, the surface can be easily flattened by heat treatment after the deposition. The formation of the low-melting-point silicon oxide layer is performed by forming a compound such as phosphorus oxychloride, boron trichloride, borane (BH 3 , B 2 H 6 ), arsine, etc. It is carried out by forming a silicon oxide containing impurities on the surface of the substrate by supplying the same into the reaction tube together with the organic silicon compound and ozone and reacting in the same manner. The thickness of this layer is usually 1 to 60 μm.
Therefore, when the surface is flattened by heat treatment later, it is necessary to fill the groove when melted so that the surface is approximately flattened.

【0013】[0013]

【作用】この発明では、溝が形成された半導体基板の表
面に高純度酸化シリコン層を堆積しさらに、低融点酸化
シリコン層を堆積させる。ここで高純度酸化シリコン層
は溝部の先端まで完全に密に充填される。このような高
純度酸化シリコン層、低融点シリコンを設けない場合は
溝部の先端でボイドが発生しやすいが、高純度酸化シリ
コン層の働きにより、その後のプロセスによってもこの
先端部にボイドが発生することがない。
In the present invention, the high-purity silicon oxide layer is deposited on the surface of the semiconductor substrate in which the groove is formed, and further the low melting point silicon oxide layer is deposited. Here, the high-purity silicon oxide layer is completely and completely filled up to the tip of the groove. If such a high-purity silicon oxide layer or low-melting-point silicon is not provided, a void is likely to occur at the tip of the groove, but the high-purity silicon oxide layer causes voids to occur at this tip even in the subsequent process. Never.

【0014】この発明において、素子形成表面におけ
る、各島状半導体層を分離する誘電体分離部に高純度酸
化シリコン層が露出するようにし、ガラス層や低融点酸
化シリコン層が露出しない様な構造においては、ホウ
素、リン等の不純物が表面からプロセス雰囲気中に拡散
することがない。即ち、デバイスプロセス中に炉を汚染
したり、オートドープ等を効果的に防止することができ
る。
In the present invention, the high purity silicon oxide layer is exposed at the dielectric isolation portion for isolating each island-shaped semiconductor layer on the element formation surface, and the glass layer and the low melting point silicon oxide layer are not exposed. In the above, impurities such as boron and phosphorus do not diffuse from the surface into the process atmosphere. That is, it is possible to effectively prevent the furnace from being contaminated during the device process and autodoping.

【0015】また、さらに本発明において、低融点酸化
シリコン層を形成した後に、熱処理を行い表面を平坦化
した場合においては、ガラス層との接合が概ね平坦な面
で行われることとなるので、ボイドの発生をさらに抑え
ることができる。
Further, in the present invention, when the low melting point silicon oxide layer is formed and then heat-treated to flatten the surface, the bonding with the glass layer is performed on a substantially flat surface. The generation of voids can be further suppressed.

【0016】[0016]

【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づきこ
の発明を詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.

【0017】本発明の一つの実施態様は図2に示す構造
であり、以下のようにして製造される。まず、図3
(a)に示すように、シリコン基板の表面に分離用の溝
を形成する。このシリコン基板10は例えばN型で抵抗
率10〜30Ω・cm、面方位<100>面を有する4
インチ径、厚さ525μmのシリコン基板である。V溝
の形成は、熱酸化膜を形成した後、これをフォトエッチ
ングしてマスクパターンを作製し、Siが露出した領域
を、KOHの20%水溶液90重量部、イソプロピルア
ルコール5重量部及びn−ブチルアルコール5重量部を
加えた、いわゆる異方性エッチング液で温度80℃でエ
ッチングすることにより作製することができる。溝の深
さは、28μm程度、溝幅40μm程度である。この
後、次の高純度酸化シリコン層を堆積する工程に移って
もよいが、絶縁分離性を確実なものとするため、本発明
では引き続き、この溝を形成した基板を熱酸化し、V溝
の表面に絶縁膜12としてSiO2 膜(熱酸化膜)を
0.5〜2.0μm程度の厚さで形成するのが特に好ま
しい。
One embodiment of the present invention has the structure shown in FIG. 2 and is manufactured as follows. First, FIG.
As shown in (a), a groove for separation is formed on the surface of the silicon substrate. This silicon substrate 10 is, for example, N-type, has a resistivity of 10 to 30 Ω · cm, and has a plane orientation <100> plane 4
It is a silicon substrate having an inch diameter and a thickness of 525 μm. The V groove is formed by forming a thermal oxide film and then photoetching it to form a mask pattern, and the region where Si is exposed is 90 parts by weight of a 20% aqueous solution of KOH, 5 parts by weight of isopropyl alcohol and n-. It can be produced by etching with a so-called anisotropic etching solution containing 5 parts by weight of butyl alcohol at a temperature of 80 ° C. The groove depth is about 28 μm and the groove width is about 40 μm. After that, the process of depositing the next high-purity silicon oxide layer may be performed, but in order to ensure the insulation isolation, in the present invention, subsequently, the substrate in which the groove is formed is thermally oxidized to form the V groove. It is particularly preferable to form a SiO 2 film (thermal oxide film) as the insulating film 12 on the surface of the substrate with a thickness of about 0.5 to 2.0 μm.

【0018】次に、図3(b)に示すように、高純度酸
化シリコン層13を、テトラエトキシシランとオゾンと
の熱化学反応によるCVD法によって形成させる。この
層は8μm程度である。
Next, as shown in FIG. 3B, a high-purity silicon oxide layer 13 is formed by a CVD method by a thermochemical reaction between tetraethoxysilane and ozone. This layer has a thickness of about 8 μm.

【0019】次に、図3(c)に示すように、低融点酸
化シリコン層14を形成する。この層の形成は、テトラ
エトキシシラン、テトラエトキシシランに対して10モ
ル%程度の三塩化ホウ素またはジボラン(B2 6 )、
およびオゾンとを熱化学反応によるCVD法を用いて行
う。即ち、低融点酸化シリコン層は不純物としてホウ素
がドープされた酸化シリコンで構成されている。このと
き、ホウ素の量が多くなる程、このシリコン層の融点は
低下するので、製造プロセスに合わせてホウ素の量を適
宜調整する。また、この低融点酸化シリコン膜は、20
μm程度である。
Next, as shown in FIG. 3C, a low melting point silicon oxide layer 14 is formed. This layer is formed by using tetraethoxysilane, about 10 mol% of boron trichloride or diborane (B 2 H 6 ) based on tetraethoxysilane,
And ozone by using a CVD method by thermochemical reaction. That is, the low melting point silicon oxide layer is composed of silicon oxide doped with boron as an impurity. At this time, as the amount of boron increases, the melting point of this silicon layer decreases, so the amount of boron is adjusted appropriately according to the manufacturing process. Further, this low melting point silicon oxide film is 20
It is about μm.

【0020】次に、この基板を850℃で熱処理する
と、図3(d)に示すように、低融点シリコン層が溶融
して平坦化する。熱処理の温度は、ホウ素の添加量に従
って適宜選ぶことができる。
Next, when this substrate is heat-treated at 850 ° C., the low melting point silicon layer is melted and flattened, as shown in FIG. 3D. The heat treatment temperature can be appropriately selected according to the amount of boron added.

【0021】次いで、図4に示すように、平坦化した低
融点酸化シリコン層14の表面に、ケイ素化合物を主成
分とする原料を酸水素炎中で燃焼させることで得られる
SiO2 を主成分とするすす状物質を堆積する。具体的
には、例えばガス状のSiCl4 (供給量210ml/
min)及びガス状のBCl3 (供給量105ml/m
in)を、水素(0.85l/min)と酸素(5l/
min)からなる燃焼炎(酸水素炎)中に供給し、分解
して得られるすす状物質を、V溝の付いた半導体基板表
面に100μmの厚さで堆積させる。そして、別に用意
した支持基板であるシリコン基板15を、すす状物質の
堆積の上に重ね合わせ、加熱炉内において、酸素雰囲気
中で1280℃に昇温し加熱したところ、すす状物質が
焼結し、厚さ10μmまで体積収縮すると同時に均一に
ガラス化したガラス層16となると共に、二枚のシリコ
ン基板同士が均一に貼り合わされた(図4(a))。
Next, as shown in FIG. 4, SiO 2 obtained by burning a raw material containing a silicon compound as a main component in an oxyhydrogen flame on the surface of the flattened low melting point silicon oxide layer 14 as the main component. To deposit soot-like substances. Specifically, for example, gaseous SiCl 4 (supply amount 210 ml /
min) and gaseous BCl 3 (supply rate 105 ml / m
in) to hydrogen (0.85 l / min) and oxygen (5 l / min)
(min) of a soot-like substance obtained by decomposing and supplying it into a combustion flame (oxyhydrogen flame) having a thickness of 100 μm on the surface of the semiconductor substrate having the V groove. Then, a silicon substrate 15, which is a separately prepared support substrate, is superposed on the deposition of soot-like substances and heated to 1280 ° C. in an oxygen atmosphere in a heating furnace, and the soot-like substances are sintered. Then, the glass layer 16 was uniformly vitrified at the same time when the volume contracted to a thickness of 10 μm, and the two silicon substrates were evenly bonded to each other (FIG. 4A).

【0022】最後に、図4(b)に示すように、前記半
導体基板を裏面から、前記の溝が露出するまで研磨し
て、素子形成領域として互いに島状に分離された複数の
島状半導体層11を得る。即ち、島状半導体層とガラス
層との間に、高純度酸化シリコン層と低融点酸化シリコ
ン層が介在している誘電体分離基板が得られる。特に、
この場合は、素子形成表面に複数の島状半導体層と前記
高純度酸化シリコン層が露出しているが、前記低融点酸
化シリコン層は素子形成表面には露出していない。
Finally, as shown in FIG. 4 (b), the semiconductor substrate is polished from the back surface until the grooves are exposed, and a plurality of island-shaped semiconductors are isolated as islands as element formation regions. Obtain the layer 11. That is, a dielectric isolation substrate having a high-purity silicon oxide layer and a low-melting point silicon oxide layer interposed between the island-shaped semiconductor layer and the glass layer can be obtained. In particular,
In this case, the plurality of island-shaped semiconductor layers and the high-purity silicon oxide layer are exposed on the element formation surface, but the low melting point silicon oxide layer is not exposed on the element formation surface.

【0023】この誘電体分離基板の反り量とボイドの発
生について表1に示した。このように、本発明による基
板は、反り量が小さく、また、ボイドの発生も観察され
なかった。尚、反り量は研磨加工後にASTM(F65
7−80)基準で測定したものであり、また、ボイドの
発生の有無は、研磨加工前には超音波画像探査装置(オ
リンパス社製 UH Pulse200)で調べ、研磨
加工後には表面を光学顕微鏡で調べた。また、この基板
の表面の分離部20、即ち、この場合は高純度酸化シリ
コン層の表面の部分の不純物濃度を測定したところ表2
のように低いことがわかった。さらに、この基板を、1
100℃にて40時間熱処理したところ、表3に示すよ
うに熱処理の前後共、無限大の抵抗率を示し、分離領域
として性能が高いことが示された。
Table 1 shows the amount of warpage of this dielectric isolation substrate and the occurrence of voids. As described above, the substrate according to the present invention has a small amount of warp, and no void is observed. The amount of warpage is ASTM (F65
7-80), and the presence or absence of voids is checked with an ultrasonic image exploration apparatus (UH Pulse 200 manufactured by Olympus Co.) before polishing, and the surface is observed with an optical microscope after polishing. Examined. In addition, the impurity concentration of the separation portion 20 on the surface of the substrate, that is, the portion of the surface of the high-purity silicon oxide layer in this case was measured.
It turned out to be low. Furthermore, this substrate is
When heat-treated at 100 ° C. for 40 hours, as shown in Table 3, both before and after the heat-treatment, the resistivity was infinite and the performance as a separation region was high.

【0024】{比較例1}実施例において、高純度酸化
シリコン層及び低融点酸化シリコン層を堆積しないこと
以外は実施例と同様にして、図1に示したと同じ従来型
の誘電体分離基板を作製した。
Comparative Example 1 The same conventional dielectric isolation substrate as shown in FIG. 1 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the high purity silicon oxide layer and the low melting point silicon oxide layer were not deposited. It was made.

【0025】{比較例2}実施例において、溝付き基板
上に高純度酸化シリコン層を堆積しさらに低融点酸化シ
リコン層を堆積した後に熱処理して平坦化する工程に代
えて、溝付き基板上にポリシリコン層を35ミクロン堆
積した後、ポリシリコン層を研削して、ポリシリコン層
が5ミクロンになるまで平坦化した以外は同様にして、
従来型の誘電体分離基板を作製した。
{Comparative Example 2} In Example, instead of the step of depositing a high-purity silicon oxide layer on a grooved substrate, further depositing a low melting point silicon oxide layer, and then performing heat treatment to planarize the same, After depositing a polysilicon layer of 35 μm on the substrate, the polysilicon layer was ground and planarized until the polysilicon layer became 5 μm.
A conventional dielectric isolation substrate was prepared.

【0026】比較例1及び比較例2の評価結果を実施例
と共に表1〜3に示した。
The evaluation results of Comparative Example 1 and Comparative Example 2 are shown in Tables 1 to 3 together with the examples.

【0027】[0027]

【表1】 [Table 1]

【0028】[0028]

【表2】 [Table 2]

【0029】[0029]

【表3】 [Table 3]

【0030】[0030]

【発明の効果】本発明によれば、各島状半導体層の分離
部に高純度酸化シリコン層、低融点酸化シリコン層が充
填されているので、ボイドが発生しない。このため、研
削・研磨時において欠けや割れを生ずることがなく歩ど
まり良く誘電体分離基板を製造することができる。ま
た、低融点酸化シリコン層を熱処理して平坦化する工程
を加えると、ガラス層を薄くしてもボイドの発生が無い
という特徴を有する。
According to the present invention, since the isolation portion of each island-shaped semiconductor layer is filled with the high-purity silicon oxide layer and the low-melting-point silicon oxide layer, no void is generated. Therefore, the dielectric isolation substrate can be manufactured with good yield without causing chipping or cracking during grinding / polishing. Further, when a step of heat-treating the low-melting-point silicon oxide layer to flatten it is added, there is a feature that no void is generated even if the glass layer is thinned.

【0031】さらに、表面の分離部に高純度酸化シリコ
ン層のみが露出するようにした場合は、デバイスプロセ
ス中に基板からの不純物汚染が無い。また表面の分離部
は絶縁体であり、デバイスプロセスの熱処理によっても
抵抗値が変化しないので誘電体分離素子としての性能が
高い。さらに、分離部には粒界がないので、デバイス工
程中での洗浄で不純物の除去が極めて容易にできる。
Further, when only the high-purity silicon oxide layer is exposed at the surface separation portion, there is no impurity contamination from the substrate during the device process. Further, since the isolation portion on the surface is an insulator and the resistance value does not change even by the heat treatment of the device process, the performance as a dielectric isolation element is high. Further, since there is no grain boundary in the separation portion, impurities can be removed very easily by cleaning during the device process.

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

【図1】従来の誘電体分離技術によって製造された誘電
体分離基板を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a dielectric isolation substrate manufactured by a conventional dielectric isolation technique.

【図2】本発明の1つの実施態様を示す図である。FIG. 2 illustrates one embodiment of the present invention.

【図3】本発明の製造工程を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing a manufacturing process of the present invention.

【図4】本発明の製造工程を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a manufacturing process of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 11 島状半導体層 12 絶縁膜(シリコンの熱酸化膜) 13 高純度酸化シリコン層 14 低融点酸化シリコン層 15 支持基板 16 ガラス層 Reference Signs List 10 silicon substrate 11 island-shaped semiconductor layer 12 insulating film (thermal oxide film of silicon) 13 high-purity silicon oxide layer 14 low-melting-point silicon oxide layer 15 supporting substrate 16 glass layer

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 相互に分離された複数の島状半導体層
と、これを支持する支持基板とが、ガラス層によって接
着された誘電体分離基板において、 島状半導体層とガラス層との間に、高純度酸化シリコン
層と低融点酸化シリコン層を介在させることを特徴とす
る誘電体分離基板。
1. A dielectric isolation substrate in which a plurality of island-shaped semiconductor layers separated from each other and a support substrate supporting the island-shaped semiconductor layers are adhered by a glass layer, and the island-shaped semiconductor layer and the glass layer are interposed between the island-shaped semiconductor layers and the glass layer. A dielectric isolation substrate, characterized in that a high-purity silicon oxide layer and a low-melting-point silicon oxide layer are interposed.
【請求項2】 素子形成表面に複数の島状半導体層と前
記高純度酸化シリコン層が露出しており、前記低融点酸
化シリコン層は素子形成表面には露出していないことを
特徴とする請求項1記載の誘電体分離基板。
2. A plurality of island-shaped semiconductor layers and the high-purity silicon oxide layer are exposed on the element formation surface, and the low melting point silicon oxide layer is not exposed on the element formation surface. Item 2. The dielectric isolation substrate according to Item 1.
【請求項3】 一方の面に分離用の溝を有する半導体基
板の該表面に、高純度酸化シリコン層を形成する工程
と、 この高純度酸化シリコン層の表面に、低融点酸化シリコ
ン層を形成する工程と、 この低融点酸化シリコン層の表面に、ケイ素化合物を主
成分とする原料を酸水素炎中で燃焼させることで得られ
るSiO2 を主成分とする、すす状物質を堆積する工程
と、 前記すす状物質の堆積上に、接合すべき他の支持基板を
載置して、加熱処理し、前記すす状物質の堆積物を焼結
して前記半導体基板と支持基板を接合する工程と、 前記半導体基板の他方の面を研磨して複数の島状半導体
層を形成する工程とを有することを特徴とする誘電体分
離基板の製造方法。
3. A step of forming a high-purity silicon oxide layer on the surface of a semiconductor substrate having a separation groove on one surface, and a low-melting-point silicon oxide layer formed on the surface of the high-purity silicon oxide layer. And a step of depositing a soot-like substance containing SiO 2 as a main component, which is obtained by burning a raw material containing a silicon compound as a main component in an oxyhydrogen flame, on the surface of the low-melting-point silicon oxide layer. A step of placing another supporting substrate to be bonded on the deposition of the soot-like substance, performing heat treatment, and sintering the deposit of the soot-like substance to bond the semiconductor substrate and the supporting substrate. And a step of polishing the other surface of the semiconductor substrate to form a plurality of island-shaped semiconductor layers, the method for manufacturing a dielectric isolation substrate.
【請求項4】 一方の面に分離用の溝を有する半導体基
板の該表面に、高純度酸化シリコン層を形成する工程
と、 この高純度酸化シリコン層の表面に、低融点酸化シリコ
ン層を形成する工程と、 加熱処理してこの低融点酸化シリコン層を平坦化する工
程と、 この平坦化された低融点酸化シリコン層の表面に、ケイ
素化合物を主成分とする原料を酸水素炎中で燃焼させる
ことで得られるSiO2 を主成分とする、すす状物質を
堆積する工程と、 前記すす状物質の堆積上に、接合すべき他の支持基板を
載置して、加熱処理し、前記すす状物質の堆積物を焼結
して前記半導体基板と支持基板を接合する工程と、 前記半導体基板の他方の面を研磨して複数の島状半導体
層を形成する工程とを有することを特徴とする誘電体分
離基板の製造方法。
4. A step of forming a high-purity silicon oxide layer on the surface of a semiconductor substrate having a separation groove on one surface, and a low-melting-point silicon oxide layer formed on the surface of the high-purity silicon oxide layer. And a step of flattening the low melting point silicon oxide layer by heat treatment, and burning the raw material containing a silicon compound as a main component in an oxyhydrogen flame on the surface of the flattened low melting point silicon oxide layer. A step of depositing a soot-like substance containing SiO 2 as a main component obtained by the above, and another supporting substrate to be bonded is placed on the deposit of the soot-like substance, and the soot-like substance is heat-treated. And a step of bonding the semiconductor substrate and the supporting substrate by sintering a deposit of a particulate material, and a step of polishing the other surface of the semiconductor substrate to form a plurality of island-shaped semiconductor layers. Method for manufacturing a dielectric isolation substrate.
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