JPS58124243A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS58124243A JPS58124243A JP793382A JP793382A JPS58124243A JP S58124243 A JPS58124243 A JP S58124243A JP 793382 A JP793382 A JP 793382A JP 793382 A JP793382 A JP 793382A JP S58124243 A JPS58124243 A JP S58124243A
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- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/7624—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
- H01L21/76264—SOI together with lateral isolation, e.g. using local oxidation of silicon, or dielectric or polycristalline material refilled trench or air gap isolation regions, e.g. completely isolated semiconductor islands
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は絶縁基板上に形成される半導体装置の製造方法
に関する。
に関する。
発明の技術的背景とその問題点
絶縁基板上に形成される半導体装置は例えばsos (
st目con on Sapphire )構造とし
て知られている。
st目con on Sapphire )構造とし
て知られている。
例えばnチャネルSOS/MOS )ランジスタは第1
図(、) (b)に示す如き構造を有している。図中1
ハサフアイア基板でアリ、このサファイア基板1上には
フィールド酸化膜2によって電気的に分離されたp型巣
結晶シリコン層が形成されている。このシリコン層には
n+型のソース.ドレイン領域3.4が設けられている
。これらソース,ドレイン領域3,4間の半導体基部5
上にはケ°ート酸化膜6を介してダート電極7が設けら
れている。
図(、) (b)に示す如き構造を有している。図中1
ハサフアイア基板でアリ、このサファイア基板1上には
フィールド酸化膜2によって電気的に分離されたp型巣
結晶シリコン層が形成されている。このシリコン層には
n+型のソース.ドレイン領域3.4が設けられている
。これらソース,ドレイン領域3,4間の半導体基部5
上にはケ°ート酸化膜6を介してダート電極7が設けら
れている。
上述したSOS/MOS トランジスタでは動作時にお
いて半導体基部5が電気的に浮遊状態であるため、その
電位がダート及びp−n接合を介してのキヤ・母シタン
ス・カップリングによって変動し、回路特性に悪影響を
及ぼす。
いて半導体基部5が電気的に浮遊状態であるため、その
電位がダート及びp−n接合を介してのキヤ・母シタン
ス・カップリングによって変動し、回路特性に悪影響を
及ぼす。
そこで第2図(a)〜(、)に示す如き方法によシ半導
体基部の電位を固定することが行われている。
体基部の電位を固定することが行われている。
まず、サファイア基板11上にp型巣結晶シリコン層上
2を形成する。次にこのシリコン層12上にシリコン窒
化膜パターン13を形成スル(第2図(a)図示)。こ
の際、S i 5N4膜ノ母ターン13とシリコン層1
2との間に酸化膜を設けることもある。次に、露出した
シリコンNi12fエツチングして最初の厚さの半分程
度にまで減少させる(第2図(b)図示)。次に、シリ
コン窒化膜パターン13の一部を選択的にエツチング除
去する(第2図(c)図示)。次に、酸化性雰囲気中で
熱処理を施すことにょυシリコン層12を一部エッチン
グ除去した領域ではサファイア基板11に達する素子分
離のための第1の酸化iJ4’i、シリコン窒化膜パタ
ー713(D一部をエツチング除去した領域ではサファ
イア基板11に達しない第2の酸化膜15を夫々形成す
る(第2図(d)図示)。次いで、シリコン窒化膜i4
ターン13を除去する。つづいて、露出シタシリコン層
12表面に薄い熱酸化膜を形成し、全面に例えばリンド
ープ多結晶シリコン膜を堆積する。つづいて、この多結
晶シリコン膜をパター 、= ンl” L テグート電
極16を形成し、このダート電極16をマスクとして前
記熱酸化膜をエツチングしてy−ト酸化膜17を形成す
る。
2を形成する。次にこのシリコン層12上にシリコン窒
化膜パターン13を形成スル(第2図(a)図示)。こ
の際、S i 5N4膜ノ母ターン13とシリコン層1
2との間に酸化膜を設けることもある。次に、露出した
シリコンNi12fエツチングして最初の厚さの半分程
度にまで減少させる(第2図(b)図示)。次に、シリ
コン窒化膜パターン13の一部を選択的にエツチング除
去する(第2図(c)図示)。次に、酸化性雰囲気中で
熱処理を施すことにょυシリコン層12を一部エッチン
グ除去した領域ではサファイア基板11に達する素子分
離のための第1の酸化iJ4’i、シリコン窒化膜パタ
ー713(D一部をエツチング除去した領域ではサファ
イア基板11に達しない第2の酸化膜15を夫々形成す
る(第2図(d)図示)。次いで、シリコン窒化膜i4
ターン13を除去する。つづいて、露出シタシリコン層
12表面に薄い熱酸化膜を形成し、全面に例えばリンド
ープ多結晶シリコン膜を堆積する。つづいて、この多結
晶シリコン膜をパター 、= ンl” L テグート電
極16を形成し、このダート電極16をマスクとして前
記熱酸化膜をエツチングしてy−ト酸化膜17を形成す
る。
つづいて、n型不純物、例えばリンをイオン注入して図
示しないソース、ドレイン領域を形成する。つづいて、
全面にCVD−8IC)2膜18を堆積し、コンタクト
ホール19・・・を開孔しit、全面にAt膜を蒸着し
、このAt膜をパターニングしてAt配m20・・・を
形成してnチャネル8087MO8)ランジスタを製造
する(第2図(、)図示)。
示しないソース、ドレイン領域を形成する。つづいて、
全面にCVD−8IC)2膜18を堆積し、コンタクト
ホール19・・・を開孔しit、全面にAt膜を蒸着し
、このAt膜をパターニングしてAt配m20・・・を
形成してnチャネル8087MO8)ランジスタを製造
する(第2図(、)図示)。
以上のような方法で8087MO8)ランジスタのソー
ス、ドレイン領域間の半導体基部21を配線となる第2
の酸化膜15下のシリコン層(配線層)22及び基部取
出し領域23を通して外部電接に接続することができ、
その電位を固定することができる。
ス、ドレイン領域間の半導体基部21を配線となる第2
の酸化膜15下のシリコン層(配線層)22及び基部取
出し領域23を通して外部電接に接続することができ、
その電位を固定することができる。
ところで、近年半導体素子の高密度化に伴いサファイア
基板上のシリコン層の厚さは次第に薄くなりつつあJ)
、0.6μm以下の薄いシリコン層を使用する傾向にあ
る。このように薄いシリコン層を使用するようになって
くると、上述した従来方法では酸化性雰囲気中での熱処
理工程で第2の酸化膜15とサファイア基板11との間
に配線となるシリコン層22を残存させることが困難と
なシ、また残存するシリコン層22は厚さが薄いため、
その抵抗値が高くなるという問題点がある。
基板上のシリコン層の厚さは次第に薄くなりつつあJ)
、0.6μm以下の薄いシリコン層を使用する傾向にあ
る。このように薄いシリコン層を使用するようになって
くると、上述した従来方法では酸化性雰囲気中での熱処
理工程で第2の酸化膜15とサファイア基板11との間
に配線となるシリコン層22を残存させることが困難と
なシ、また残存するシリコン層22は厚さが薄いため、
その抵抗値が高くなるという問題点がある。
5−
発明の目的
本発明は半導体素子の高密度化に伴って絶縁基板上のシ
リコン層が薄く々る傾向に対応しつつ、半導体基部の浮
遊状態を解消して回路特性全向上した半導体装置の輿造
方法を提供することを目的とするものである。
リコン層が薄く々る傾向に対応しつつ、半導体基部の浮
遊状態を解消して回路特性全向上した半導体装置の輿造
方法を提供することを目的とするものである。
発明の概要
本発明は以下の工程を具備すること全特徴とする。
まず、絶縁基板上にシリコン層を形成した後、このシリ
コン層上に互いに重なるシリコンノ母ターン及び耐酸化
性膜i+ターンを第1の酸化膜を介して形成する。ここ
に用いる絶縁基板としてはサファイア、スピネル、二酸
化シリコン等の酸化膜、シリコン窒化膜等が挙げられる
。また、シリコンノ平ターンとして用いられるシリコン
は単結晶でも、多結晶でも、非晶質のものでもよい。ま
た耐酸化性膜としてはシリコン窒化膜、At205膜等
が挙げられる。
コン層上に互いに重なるシリコンノ母ターン及び耐酸化
性膜i+ターンを第1の酸化膜を介して形成する。ここ
に用いる絶縁基板としてはサファイア、スピネル、二酸
化シリコン等の酸化膜、シリコン窒化膜等が挙げられる
。また、シリコンノ平ターンとして用いられるシリコン
は単結晶でも、多結晶でも、非晶質のものでもよい。ま
た耐酸化性膜としてはシリコン窒化膜、At205膜等
が挙げられる。
次に、耐酸化性膜パターンの一部を選択的に6−
除去した後、酸化性雰囲気中で熱処理を施すことにより
第1の酸化膜が露出した前記シリコン層領域に前記絶縁
基板に達する第2の酸化膜を、シリコン・母ターンが露
出した領域に少なくとも前記第1の酸化膜に達し、前記
絶縁基板に達しない第3の酸化膜を夫々形成する。
第1の酸化膜が露出した前記シリコン層領域に前記絶縁
基板に達する第2の酸化膜を、シリコン・母ターンが露
出した領域に少なくとも前記第1の酸化膜に達し、前記
絶縁基板に達しない第3の酸化膜を夫々形成する。
第3の酸化膜が形成される領域では、集子分離のための
第2の酸化膜が形成される領域よりも、シリコソノ4’
ターンの厚さだけ酸化されるシリコンの厚さが厚い。こ
のため絶縁基板上のシリコン層の厚さが薄くなっても第
3の酸化膜と絶縁基板との間に充分厚いシリコン層全残
存させることができる。したがって、この残存したシリ
コン層を配線として利用することによって、ソース、ド
レイン領域間の半導体基部の電位を固定でき、回路特性
を向上させることができる。
第2の酸化膜が形成される領域よりも、シリコソノ4’
ターンの厚さだけ酸化されるシリコンの厚さが厚い。こ
のため絶縁基板上のシリコン層の厚さが薄くなっても第
3の酸化膜と絶縁基板との間に充分厚いシリコン層全残
存させることができる。したがって、この残存したシリ
コン層を配線として利用することによって、ソース、ド
レイン領域間の半導体基部の電位を固定でき、回路特性
を向上させることができる。
発明の実施例
本発明inチャネルSO8/MO8)ランノスタの装造
に適用した一実施例を第3図(、)〜(f)、第4図及
び第5図を参照して説明する。
に適用した一実施例を第3図(、)〜(f)、第4図及
び第5図を参照して説明する。
まず、サファイア基板31上に厚さ4000Xのp型巣
結晶シリコン層表面をエピタキシャル成長させた。次に
、このシリコン層32上に厚さ500Xの第1の酸化膜
33、厚さ3oooXの多結晶シリコン層34及び厚さ
2000Xのシリコン窒化膜35を順次形成した(第3
図(、)図示)。
結晶シリコン層表面をエピタキシャル成長させた。次に
、このシリコン層32上に厚さ500Xの第1の酸化膜
33、厚さ3oooXの多結晶シリコン層34及び厚さ
2000Xのシリコン窒化膜35を順次形成した(第3
図(、)図示)。
次いで、写真蝕刻法によシ前記シリコン窒化膜35及び
多結晶シリコン層34の一部を選択的に順次除去して、
シリコン窒化膜i+ターン36及び多結晶シリコンノf
ターン37全形成し、第1の酸化膜33の一部全露出さ
せた(・第3図6)図示)。
多結晶シリコン層34の一部を選択的に順次除去して、
シリコン窒化膜i+ターン36及び多結晶シリコンノf
ターン37全形成し、第1の酸化膜33の一部全露出さ
せた(・第3図6)図示)。
次いで、写真蝕刻法によシ前記シリコン窒化膜ツクター
ン36の一部を選択的に除去して、多結晶シリコンノ+
ターン37の一部を露出させた(第3図(c)図示)。
ン36の一部を選択的に除去して、多結晶シリコンノ+
ターン37の一部を露出させた(第3図(c)図示)。
次いで、酸化性雰囲気中で熱処理を施した。
この際、第1の酸化膜33が露出した前記シリコン層3
2領域に前記サファイア基板31に達する第2の酸化膜
38が、多結晶シリコン・母ターン37が霧出した領域
に少なくとも前記第1の酸化膜33に達し、サファイア
基板3ノには達しない第3の酸化膜39が夫々形成され
た。
2領域に前記サファイア基板31に達する第2の酸化膜
38が、多結晶シリコン・母ターン37が霧出した領域
に少なくとも前記第1の酸化膜33に達し、サファイア
基板3ノには達しない第3の酸化膜39が夫々形成され
た。
この時、第3の酸化膜39下のシリコン層32にはp型
不純物、例えばボロンがイオン注入してあシ、配線とな
る低抵抗のp型不純物層4゜も形成される。(第3図(
d)図示) 次いで、シリコン窒化膜パターン36、多結晶シリコン
パターン37及び第1の酸化膜33を順次除去した後、
露出したシリコン層表面に薄い熱酸化膜を形成した。つ
づいて、全面に例えばリンドープ多結晶シリコン膜を堆
積し、この多結晶シリコン膜をノfターニングしてダー
ト電極41を形成した。つづいて、f−)電極41をマ
スクとして前記熱酸化膜をエツチングLテy−)酸化膜
42を形成した。この際、ケ一9− ト電極4ノが形成されるシリコン層領域以外の第2の酸
化膜38と第3の酸化膜39間の熱酸化膜も除去され、
同酸化膜38.39間のシリコン層32領域が露出した
(第3図(、)図示)。
不純物、例えばボロンがイオン注入してあシ、配線とな
る低抵抗のp型不純物層4゜も形成される。(第3図(
d)図示) 次いで、シリコン窒化膜パターン36、多結晶シリコン
パターン37及び第1の酸化膜33を順次除去した後、
露出したシリコン層表面に薄い熱酸化膜を形成した。つ
づいて、全面に例えばリンドープ多結晶シリコン膜を堆
積し、この多結晶シリコン膜をノfターニングしてダー
ト電極41を形成した。つづいて、f−)電極41をマ
スクとして前記熱酸化膜をエツチングLテy−)酸化膜
42を形成した。この際、ケ一9− ト電極4ノが形成されるシリコン層領域以外の第2の酸
化膜38と第3の酸化膜39間の熱酸化膜も除去され、
同酸化膜38.39間のシリコン層32領域が露出した
(第3図(、)図示)。
次いで、素子形成領域以外にホトレジストノやターン全
被覆し、このホトレジスト/’efi−:/及び前記ダ
ート電極41をマスクとしてn型不純物、例えばリンを
イオン注入して?型のソース、トレインIA域43 #
44及びソース、ドレイン領域間の半導体基部45を
形成した。つづいて、第2の酸化膜38と第3の酸化膜
39間のシリコン層32領域以外にホトレジストパター
ンを被覆してp型不純物、例えばがロンをイオン注入し
てp型の基部取出し領域46を形成した。
被覆し、このホトレジスト/’efi−:/及び前記ダ
ート電極41をマスクとしてn型不純物、例えばリンを
イオン注入して?型のソース、トレインIA域43 #
44及びソース、ドレイン領域間の半導体基部45を
形成した。つづいて、第2の酸化膜38と第3の酸化膜
39間のシリコン層32領域以外にホトレジストパター
ンを被覆してp型不純物、例えばがロンをイオン注入し
てp型の基部取出し領域46を形成した。
つづいて、全面にCVD−8102膜47を堆積し、コ
ンタクトホール48を開孔した後、全面にAt膜を蒸着
し、このAt膜fノ4ターニングしてダート電極4ノの
)1配線49及び基部取出し領域46のAt配融50を
形成し、nチャネルSoS/10− MOS )ランジスタを製造した(第3図(f)、第4
図及び第5図図示)。なお、第4図は第3図(f)の平
面図、第5図は第4図のv−■線に沿う断面図でおる。
ンタクトホール48を開孔した後、全面にAt膜を蒸着
し、このAt膜fノ4ターニングしてダート電極4ノの
)1配線49及び基部取出し領域46のAt配融50を
形成し、nチャネルSoS/10− MOS )ランジスタを製造した(第3図(f)、第4
図及び第5図図示)。なお、第4図は第3図(f)の平
面図、第5図は第4図のv−■線に沿う断面図でおる。
しかして、上記方法によればサファイア基板31上に設
けられるシリコン層32の厚さが40001と非常に薄
いにもかかわらず、第3の酸化膜39とサファイア基板
31との間に配線となる充分厚いp+型不純物層40を
残存させることができる。このため、p+型不純物層4
0及び基部取出し領域46を通して、ソース、ドレイン
領域43944間の半導体基部45を低抵抗で外部に取
出すことができ、その電位を固定することができるので
回路特性を向上させることができた。しかも、配線とな
るp型不純物層40上の第3の酸化膜39は厚いので、
この上の配線とシリコン層との間の浮遊容゛緻は小さく
なり伝搬速度等の回路特性が悪化することはない。
けられるシリコン層32の厚さが40001と非常に薄
いにもかかわらず、第3の酸化膜39とサファイア基板
31との間に配線となる充分厚いp+型不純物層40を
残存させることができる。このため、p+型不純物層4
0及び基部取出し領域46を通して、ソース、ドレイン
領域43944間の半導体基部45を低抵抗で外部に取
出すことができ、その電位を固定することができるので
回路特性を向上させることができた。しかも、配線とな
るp型不純物層40上の第3の酸化膜39は厚いので、
この上の配線とシリコン層との間の浮遊容゛緻は小さく
なり伝搬速度等の回路特性が悪化することはない。
なお、本発明は上記実施例の如(SO8構造の半導体装
置に限らず、三次元回路菓子の如く5IO2膜上のシリ
コン層に半導体素子を形成する場合にも同様に適用でき
る。
置に限らず、三次元回路菓子の如く5IO2膜上のシリ
コン層に半導体素子を形成する場合にも同様に適用でき
る。
発明の効果
本発明によれば半導体素子の高密度化に伴って絶縁基板
上のシリコン層が薄くなる傾向に対応しつつ、半導体基
部の浮遊状態を解消して回路特性を向上した半導体装置
の製造方法を提供できるものである。
上のシリコン層が薄くなる傾向に対応しつつ、半導体基
部の浮遊状態を解消して回路特性を向上した半導体装置
の製造方法を提供できるものである。
第1図(1)は従来の8087MO8)ランジスタの平
面図、1町図(b)は同図(、)のB−B線に沿う断面
図、第2図(a)〜(、)は従来の半導体基部の電位を
固定した80S/MO8)ランジスタの製造方法を工程
順に示す断面図、第3図(a)〜(f)は本発明の実施
例における5O8408トランゾスタの製造方法を工程
順に示す断面図、第4図は第3図(f)の平面図、第5
図は第4図の■−■線に沿うlfr面図である。 31・・・サファイア基板、32・・・p型シリコン層
、33・・・第1の酸化膜、36・・・シリコン窒化膜
パターン、37・・・多結晶シリコンパターン、38・
・・第2の酸化膜、39・・・第3の酸化膜、40・・
・p 型不純物層(配線)、41・・・ダート電極、4
2・・・ゲート酸化膜、4.9 、44・・・ソース。 ドレイン領域、45・・・半導体基部、46・・・基部
取出し領域、47・・・CVD −S t O2膜、4
8・・・コンタクトホール、49.50・・・At配線
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦13− 第1図 第3図 4)41J4t) 第4図 第5図
面図、1町図(b)は同図(、)のB−B線に沿う断面
図、第2図(a)〜(、)は従来の半導体基部の電位を
固定した80S/MO8)ランジスタの製造方法を工程
順に示す断面図、第3図(a)〜(f)は本発明の実施
例における5O8408トランゾスタの製造方法を工程
順に示す断面図、第4図は第3図(f)の平面図、第5
図は第4図の■−■線に沿うlfr面図である。 31・・・サファイア基板、32・・・p型シリコン層
、33・・・第1の酸化膜、36・・・シリコン窒化膜
パターン、37・・・多結晶シリコンパターン、38・
・・第2の酸化膜、39・・・第3の酸化膜、40・・
・p 型不純物層(配線)、41・・・ダート電極、4
2・・・ゲート酸化膜、4.9 、44・・・ソース。 ドレイン領域、45・・・半導体基部、46・・・基部
取出し領域、47・・・CVD −S t O2膜、4
8・・・コンタクトホール、49.50・・・At配線
。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦13− 第1図 第3図 4)41J4t) 第4図 第5図
Claims (1)
- 絶縁基板上にシリコン層を形成する工程と、該シリコン
層上に互いに重なるシリコンパターン及び耐酸化性膜−
やターンを第1の酸化膜を介して形成する工程と、該耐
酸化性膜パターンの一部を選択的に除去する工程と、酸
化性雰囲気中で熱処理を施すことにより第1の酸化膜が
露出した前記シリコン層領域に前記絶縁基板に達する第
2の酸化膜を、シリコンパターンが霧出した領域に少な
くとも前記第1の酸化膜に達し、前記絶縁基板に達しな
い第3の酸化膜を夫々形成する工程とを具備したことを
特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP793382A JPS58124243A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP793382A JPS58124243A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58124243A true JPS58124243A (ja) | 1983-07-23 |
Family
ID=11679312
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP793382A Pending JPS58124243A (ja) | 1982-01-21 | 1982-01-21 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58124243A (ja) |
Cited By (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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