JPS60177643A - 半導体装置 - Google Patents
半導体装置Info
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- JPS60177643A JPS60177643A JP3355484A JP3355484A JPS60177643A JP S60177643 A JPS60177643 A JP S60177643A JP 3355484 A JP3355484 A JP 3355484A JP 3355484 A JP3355484 A JP 3355484A JP S60177643 A JPS60177643 A JP S60177643A
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- Japan
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- semiconductor device
- semiconductor region
- polycrystalline
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
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- Physics & Mathematics (AREA)
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- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Element Separation (AREA)
- Bipolar Integrated Circuits (AREA)
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】
〔技術分野〕
この発明は、絶縁分離構造からなる半導体装置に関する
。
。
半導体装置において、各単結晶半導体（回路素子）間を
絶縁分離する方法としては、一般には、ＰＮ接合を逆バ
イアス状態に保つことにより行う。ところが、この方法
では、高電圧が印加された時の絶縁をすることが容易で
はないので、そのため、ＳｉＯ熱酸化膜、Ｓｉの陽極酸
化膜、各種のＣＶＤ酸化膜、ＰＶ、Ｄによる酸化膜等の
５ｉ０２膜、または、その他の絶縁物材料を用いて行う
誘電体絶縁分離方法が採られている。
絶縁分離する方法としては、一般には、ＰＮ接合を逆バ
イアス状態に保つことにより行う。ところが、この方法
では、高電圧が印加された時の絶縁をすることが容易で
はないので、そのため、ＳｉＯ熱酸化膜、Ｓｉの陽極酸
化膜、各種のＣＶＤ酸化膜、ＰＶ、Ｄによる酸化膜等の
５ｉ０２膜、または、その他の絶縁物材料を用いて行う
誘電体絶縁分離方法が採られている。
第１図は、上記の方法による従来の絶縁分離方法を用い
て製造された半導体装置の部分断面図である。この半導
体装置は、ＰＮ接合からなる単結晶半導体１が、多結晶
半導体基板２上に複数個統合化され、表面のみを露出し
て島状に設けられている。この各単結晶半導体は、絶縁
膜３によって多結晶半導体基板２および他の単結晶半導
体装置と絶縁分離されている。
て製造された半導体装置の部分断面図である。この半導
体装置は、ＰＮ接合からなる単結晶半導体１が、多結晶
半導体基板２上に複数個統合化され、表面のみを露出し
て島状に設けられている。この各単結晶半導体は、絶縁
膜３によって多結晶半導体基板２および他の単結晶半導
体装置と絶縁分離されている。
以上述べたような従来の方法にかかる半導体装置におい
ては、以下に述べるような問題があった。すなわち、Ｐ
Ｎ接合からなる単結晶半導体１の２つのＰ影領域と、１
つのＮ影領域が積層化され、それぞれのＰ、Ｎ影領域が
、単結晶半導体１の上面たる表面４に一部分を露出する
ようにして分離されているため、単結晶半導体１の表面
４側だけにしか、電極および配線を設けることができな
いことである。このため、従来の方法にかかる半導体装
置において、単結晶半導体に電極および配線を設けるた
めには、この単結晶半導体の２つのＰ影領域と、１つの
Ｎ影領域の単結晶半導体の上面の表面に露出している部
分において、それぞれ、ある程度の広さ、すなわち、電
極および配線を施しうるだけの広さが必要とされる。し
たがって、単結晶半導体領域が複数個統合化されてなる
半導体装置における、これらの占有面積を小さくして、
半導体装置の集積密度を高めることが、不十分な状態の
ままであった。特に、この点が問題となるのが、電力制
御を目的とする半導体装置等において、電気抵抗を小さ
くしなければならない場合である。すなわち、このよう
な場合には、多数の単結晶半導体領域が機構上必要とさ
れるため、必然的に、これらの単結晶半導体領域の、そ
の半導体装置における占有面積が大きくなり、したがっ
て、その半導体装置自体も大型他心てしまい、このよう
な目的に適する小型化された半導体装置を得ることが困
難であった。
ては、以下に述べるような問題があった。すなわち、Ｐ
Ｎ接合からなる単結晶半導体１の２つのＰ影領域と、１
つのＮ影領域が積層化され、それぞれのＰ、Ｎ影領域が
、単結晶半導体１の上面たる表面４に一部分を露出する
ようにして分離されているため、単結晶半導体１の表面
４側だけにしか、電極および配線を設けることができな
いことである。このため、従来の方法にかかる半導体装
置において、単結晶半導体に電極および配線を設けるた
めには、この単結晶半導体の２つのＰ影領域と、１つの
Ｎ影領域の単結晶半導体の上面の表面に露出している部
分において、それぞれ、ある程度の広さ、すなわち、電
極および配線を施しうるだけの広さが必要とされる。し
たがって、単結晶半導体領域が複数個統合化されてなる
半導体装置における、これらの占有面積を小さくして、
半導体装置の集積密度を高めることが、不十分な状態の
ままであった。特に、この点が問題となるのが、電力制
御を目的とする半導体装置等において、電気抵抗を小さ
くしなければならない場合である。すなわち、このよう
な場合には、多数の単結晶半導体領域が機構上必要とさ
れるため、必然的に、これらの単結晶半導体領域の、そ
の半導体装置における占有面積が大きくなり、したがっ
て、その半導体装置自体も大型他心てしまい、このよう
な目的に適する小型化された半導体装置を得ることが困
難であった。
この発明は、単結晶半導体領域の半導体装置表面におけ
る占有面積を小さくして集積密度が高くなるように、絶
縁分離された半導体装置を提供することをその目的とす
る。
る占有面積を小さくして集積密度が高くなるように、絶
縁分離された半導体装置を提供することをその目的とす
る。
この発明にかかる半導体装置は、表裏面が露出している
柱状の単結晶半導体領域が、少なくとも１つ絶縁膜を介
して多結晶半導体領域中に存在していることを特徴とす
る。
柱状の単結晶半導体領域が、少なくとも１つ絶縁膜を介
して多結晶半導体領域中に存在していることを特徴とす
る。
次に、この発明を実施例をあられす図面に基づいて詳し
く説明する。
く説明する。
まず、第２図はこの発明にかかる半導体装置の１実施例
の部分断面図である。Ａ部分には、この発明にかかる半
導体装置の要部となる柱状の単結晶半導体領域５を備え
、Ｂ部分およびＣ部分には、従来例にみられると同様の
島状の単結晶半導体領域５ａ、５ｂを備えている。Ａ部
分、Ｂ部分およびＣ部分の各単結晶半導体領域には、処
理回路や受光素子回路等の機能を与えてやるべく、必要
なＰＮ領域形成がなされる。Ａ、Ｂ、Ｃ部分の各単結晶
半導体領域は、絶縁膜６によって多結晶半導体領域７と
分離されている。Ａ部分の単結晶半導体領域は、多結晶
半導体領域７の下面８に向かうにつれて断面積が小さく
なっていて、その側面がいわゆるテーパー状であり、下
面８に達したところで端面９を露出している。この端面
９には、電極１０が設けられている。
の部分断面図である。Ａ部分には、この発明にかかる半
導体装置の要部となる柱状の単結晶半導体領域５を備え
、Ｂ部分およびＣ部分には、従来例にみられると同様の
島状の単結晶半導体領域５ａ、５ｂを備えている。Ａ部
分、Ｂ部分およびＣ部分の各単結晶半導体領域には、処
理回路や受光素子回路等の機能を与えてやるべく、必要
なＰＮ領域形成がなされる。Ａ、Ｂ、Ｃ部分の各単結晶
半導体領域は、絶縁膜６によって多結晶半導体領域７と
分離されている。Ａ部分の単結晶半導体領域は、多結晶
半導体領域７の下面８に向かうにつれて断面積が小さく
なっていて、その側面がいわゆるテーパー状であり、下
面８に達したところで端面９を露出している。この端面
９には、電極１０が設けられている。
次に、以上説明したところの、この発明にかかる半導体
装置の実施例の製造工程例を詳細に説明する−まず、第
３図にみるように、単結晶半導体ウェハを準備し、この
単結晶半導体ウェハ１１の片面に溝１２を四つ形成する
。次に、前記Ａ部分の単結晶半導体領域を得るために、
前記Ｂ部分およびＣ部分の単結晶半導体領域に相当する
部分の上端部１３ａ、１３ｂをエツチングする。さらに
、単結晶半導体ウェハ１１の周縁部の不要な部分１４ａ
、１４ｂもエツチングする。このようにして、第４図に
みるように、単結晶半導体領域５゜５ａ、５ｂの上部が
、溝１２によって分離されている形状の単結晶半導体ウ
ェハを得る。そして、こうして得られたウェハに対し、
第５図にみるように、そのエツチングを行った部分の全
面に絶縁膜６を施すとともに、多結晶半導体７′をこの
絶縁膜６の全面に、単結晶半導体５より高くなるように
施す。その後、第６図にみるように、単結晶半導体領域
５． Ｓ’ａ、５ｂの下部が多結晶半導体７′によって
それぞれ分離されるようになるまで、単結晶半導体ウェ
ハ１１の下面１４（第５図参照）を研摩する。最後に、
第７図にみるように、単結晶半導体領域５の端面９が露
出するまで、多結晶半導体７′の上面１５（第６図参照
）を研摩する。この時、所望の厚みを得るまで、さらに
多結晶半導体７′の上面および単結晶半導体領域５の上
面を研摩してもよい。
装置の実施例の製造工程例を詳細に説明する−まず、第
３図にみるように、単結晶半導体ウェハを準備し、この
単結晶半導体ウェハ１１の片面に溝１２を四つ形成する
。次に、前記Ａ部分の単結晶半導体領域を得るために、
前記Ｂ部分およびＣ部分の単結晶半導体領域に相当する
部分の上端部１３ａ、１３ｂをエツチングする。さらに
、単結晶半導体ウェハ１１の周縁部の不要な部分１４ａ
、１４ｂもエツチングする。このようにして、第４図に
みるように、単結晶半導体領域５゜５ａ、５ｂの上部が
、溝１２によって分離されている形状の単結晶半導体ウ
ェハを得る。そして、こうして得られたウェハに対し、
第５図にみるように、そのエツチングを行った部分の全
面に絶縁膜６を施すとともに、多結晶半導体７′をこの
絶縁膜６の全面に、単結晶半導体５より高くなるように
施す。その後、第６図にみるように、単結晶半導体領域
５． Ｓ’ａ、５ｂの下部が多結晶半導体７′によって
それぞれ分離されるようになるまで、単結晶半導体ウェ
ハ１１の下面１４（第５図参照）を研摩する。最後に、
第７図にみるように、単結晶半導体領域５の端面９が露
出するまで、多結晶半導体７′の上面１５（第６図参照
）を研摩する。この時、所望の厚みを得るまで、さらに
多結晶半導体７′の上面および単結晶半導体領域５の上
面を研摩してもよい。
以上のような製造工程を経て、第７図のように、絶縁膜
６によって、柱状の単結晶半導体領域５と島状の単結晶
半導体領域５ａ、５ｂが、多結晶半導体領域７と分離さ
れている半導体装置材料を得る。この半導体装置材料に
電極を施し、柱状の単結晶半導体領域５および島状の単
結晶半導体領域５ａ、５ｂに、ＰＮ接合をそれぞれ形成
することにより、第２図にみるごとき装置を得る。
６によって、柱状の単結晶半導体領域５と島状の単結晶
半導体領域５ａ、５ｂが、多結晶半導体領域７と分離さ
れている半導体装置材料を得る。この半導体装置材料に
電極を施し、柱状の単結晶半導体領域５および島状の単
結晶半導体領域５ａ、５ｂに、ＰＮ接合をそれぞれ形成
することにより、第２図にみるごとき装置を得る。
この発明にかかる半導体装置において、要部となる単結
晶半導体領域が、一般的に逆ベベル型として知られてい
るように、多結晶半導体領域の下面に向かうにつれて、
いわゆるテーパー状のため、断面積が小さくなっている
。それゆえ、逆ベベル型の特性である、単結晶半導体領
域の表面における電界が低減している。したがって、高
電圧および大電流に耐え得るという効果がもたらされる
。 この発明にかかる半導体装置の他の実施例として、
第８図にみるような半導体装置がある。先の実施例で説
明した半導体装置にあっては、第２図にみるように、柱
状の単結晶半導体領域５が絶縁膜６を介して多結晶半導
体領域７と接合されている構造になっていて、この単結
晶半導体領域５の断面形状が先細りのいわゆるテーパー
状のため、上面から下面にかけて断面積が小さくなるよ
うになっている。この場合において、多結晶半導体領域
７と柱状の単結晶半導体領域５の接合度に若干問題があ
る場合がある。というのは、多結晶半導体領域７が柱状
の単結晶半導体領域５によって、全体としてみた場合に
分離された構造になっているため、この単結晶半導体領
域５に対しての、多結晶半導体領域７の保持力が弱めら
れている場合があるからである。そのため、柱状の単結
晶半導体領域５の表面に電極および配線を施す場合、あ
るいは半導体製造工程における熱工程の段階等において
、多結晶半導体領域７および単結晶半導体領域５の変形
や破壊がごく稀に発生するといった問題があった。
晶半導体領域が、一般的に逆ベベル型として知られてい
るように、多結晶半導体領域の下面に向かうにつれて、
いわゆるテーパー状のため、断面積が小さくなっている
。それゆえ、逆ベベル型の特性である、単結晶半導体領
域の表面における電界が低減している。したがって、高
電圧および大電流に耐え得るという効果がもたらされる
。 この発明にかかる半導体装置の他の実施例として、
第８図にみるような半導体装置がある。先の実施例で説
明した半導体装置にあっては、第２図にみるように、柱
状の単結晶半導体領域５が絶縁膜６を介して多結晶半導
体領域７と接合されている構造になっていて、この単結
晶半導体領域５の断面形状が先細りのいわゆるテーパー
状のため、上面から下面にかけて断面積が小さくなるよ
うになっている。この場合において、多結晶半導体領域
７と柱状の単結晶半導体領域５の接合度に若干問題があ
る場合がある。というのは、多結晶半導体領域７が柱状
の単結晶半導体領域５によって、全体としてみた場合に
分離された構造になっているため、この単結晶半導体領
域５に対しての、多結晶半導体領域７の保持力が弱めら
れている場合があるからである。そのため、柱状の単結
晶半導体領域５の表面に電極および配線を施す場合、あ
るいは半導体製造工程における熱工程の段階等において
、多結晶半導体領域７および単結晶半導体領域５の変形
や破壊がごく稀に発生するといった問題があった。
第８図に示す半導体装置は、このような問題が発生する
可能性が事前に把握できる場合に用いられる。この半導
体装置は、柱状の単結晶半導体領域の一部に多結晶半導
体領域が凸状にはいりこんでいることを特徴とする。す
なわち、単結晶半導体領域５′の側面が、その上部は多
結晶半導体領域７の下面８に向かうにつれて、いわゆる
テーパー状に断面積が小さくなっている点は同じである
が、下面８に達する前で急角度で単結晶半導体領域５′
の内側に向けて凸状に屈曲して入り込んでおり、さらに
ほぼ垂直に下面８に向けて屈曲しているのである。露出
端面９には、やはり電極１０が設けられている。
可能性が事前に把握できる場合に用いられる。この半導
体装置は、柱状の単結晶半導体領域の一部に多結晶半導
体領域が凸状にはいりこんでいることを特徴とする。す
なわち、単結晶半導体領域５′の側面が、その上部は多
結晶半導体領域７の下面８に向かうにつれて、いわゆる
テーパー状に断面積が小さくなっている点は同じである
が、下面８に達する前で急角度で単結晶半導体領域５′
の内側に向けて凸状に屈曲して入り込んでおり、さらに
ほぼ垂直に下面８に向けて屈曲しているのである。露出
端面９には、やはり電極１０が設けられている。
以上説明したところの半導体装置の製造工程は、最初の
実施例のところで述べた製造工程を経ればよい。この製
造工程において、第４図に示した単結晶半導体領域５の
上端部をエツチングする段階で、単結晶半導体領域５の
上面の両端部を、第８図にみるような単結晶半導体領域
５′の形状に適合するようにエツチングすればよいだけ
であるこのようにして得られた第８図にみるところの半
導体装置は、単結晶半導体領域５′と多結晶半導体領域
７の絶縁膜を介しての接合面積が大きくなることと、多
結晶半導体領域７が単結晶半導体領域５′にくいこんだ
形になっていることにより、多結晶半導体領域７の単結
晶半導体領域５′に対する保持力が向上して機械的強度
が増すため、多結晶半導体領域および単結晶半導体領域
の変形や破壊が減少するという効果がもたらされる。し
たがって、製造工程における半導体装置の不良品の発生
が抑えられるので、コストダウンがなされるという効果
ももたらされる。
実施例のところで述べた製造工程を経ればよい。この製
造工程において、第４図に示した単結晶半導体領域５の
上端部をエツチングする段階で、単結晶半導体領域５の
上面の両端部を、第８図にみるような単結晶半導体領域
５′の形状に適合するようにエツチングすればよいだけ
であるこのようにして得られた第８図にみるところの半
導体装置は、単結晶半導体領域５′と多結晶半導体領域
７の絶縁膜を介しての接合面積が大きくなることと、多
結晶半導体領域７が単結晶半導体領域５′にくいこんだ
形になっていることにより、多結晶半導体領域７の単結
晶半導体領域５′に対する保持力が向上して機械的強度
が増すため、多結晶半導体領域および単結晶半導体領域
の変形や破壊が減少するという効果がもたらされる。し
たがって、製造工程における半導体装置の不良品の発生
が抑えられるので、コストダウンがなされるという効果
ももたらされる。
この実施例においては、単結晶半導体領域の側面の形状
の傾斜が１回だけ急角度で内側に向けて屈曲している半
導体装置について説明したが、この回数は別に何回でも
よく、また、内側へ向けてのみならず、外側に向けて屈
曲していても構わない。
の傾斜が１回だけ急角度で内側に向けて屈曲している半
導体装置について説明したが、この回数は別に何回でも
よく、また、内側へ向けてのみならず、外側に向けて屈
曲していても構わない。
以上のように、この発明にかかる半導体装置は、表裏面
が露出している柱状の単結晶半導体領域が、少な（とも
１つ絶縁膜を介して多結晶半導体領域中に存在している
ので、単結晶半導体領域の半導体装置表面における占有
面積において、従来の半導体装置のそれと同じか、もし
くはそれより小面積であるにもかかわらず、表裏面が露
出された構造となっているため、この半導体装置の単位
面積あたりの制御可能電流が大きくなり、したがって、
大電力が必要とされるトランジスタやＰＮＰＮスイッチ
等において、装置自体を小型化できるという効果がもた
らされる。さらに、表裏面が露出された構造であるため
、電極および配線を単結晶半導体領域の表面および裏面
のいずれにも設けることができるので、上記効果と相俟
って、より半導体装置の小型化がなされるという効果も
もたらす。特に、半導体装置において、多数の単結晶半
導体領域を設ける必要がある場合には、この効果は重要
度を増す。
が露出している柱状の単結晶半導体領域が、少な（とも
１つ絶縁膜を介して多結晶半導体領域中に存在している
ので、単結晶半導体領域の半導体装置表面における占有
面積において、従来の半導体装置のそれと同じか、もし
くはそれより小面積であるにもかかわらず、表裏面が露
出された構造となっているため、この半導体装置の単位
面積あたりの制御可能電流が大きくなり、したがって、
大電力が必要とされるトランジスタやＰＮＰＮスイッチ
等において、装置自体を小型化できるという効果がもた
らされる。さらに、表裏面が露出された構造であるため
、電極および配線を単結晶半導体領域の表面および裏面
のいずれにも設けることができるので、上記効果と相俟
って、より半導体装置の小型化がなされるという効果も
もたらす。特に、半導体装置において、多数の単結晶半
導体領域を設ける必要がある場合には、この効果は重要
度を増す。
第１図は、従来例の半導体装置の一部切断断面図、第２
図は、この発明にかかる半導体装置の１実施例の断面図
、第３図ないし第７図は、上記実施例の製造工程をあら
れす説明図、第８図は、この発明にかかる半導体装置の
他の実施例の断面図である。 ５・・・単結晶半導体領域 ６・・・絶縁膜 ７・・・
多結晶半導体領域 ７′・・・多結晶半導体 １０・・
・電極１１・・・単結晶半導体ウェハ １２・・・溝代
理人 弁理士 松 本 武 彦 第１図 第４図
図は、この発明にかかる半導体装置の１実施例の断面図
、第３図ないし第７図は、上記実施例の製造工程をあら
れす説明図、第８図は、この発明にかかる半導体装置の
他の実施例の断面図である。 ５・・・単結晶半導体領域 ６・・・絶縁膜 ７・・・
多結晶半導体領域 ７′・・・多結晶半導体 １０・・
・電極１１・・・単結晶半導体ウェハ １２・・・溝代
理人 弁理士 松 本 武 彦 第１図 第４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１表裏面が露出している柱状の単結晶半導体領域が
、少なくとも１つ絶縁膜を介して多結晶半導体領域中に
存在している半導体装置。 （２）表面のみが露出している単結晶半導体領域も絶縁
膜を介在させるようにして多結晶半導体領域中に存在し
ている特許請求の範囲第１項記載の半導体装置。 （３）柱状の単結晶半導体領域が、１面から他面に向か
うにつれて断面積が小さくなるよう傾斜している特許請
求の範囲第１項または第２項記載の半導体装置。 （４）柱状の単結晶半導体領域の一部に多結晶半導体領
域が凸状にはいりこんでいる特許請求の範囲第１項ない
し第３項のいずれかに記載の半導体装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355484A JPS60177643A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 半導体装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3355484A JPS60177643A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 半導体装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60177643A true JPS60177643A (ja) | 1985-09-11 |
Family
ID=12389769
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3355484A Pending JPS60177643A (ja) | 1984-02-23 | 1984-02-23 | 半導体装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60177643A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62256452A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-09 | Nec Corp | 半導体集積回路用基板の製造方法 |
| JP2007327401A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Toyota Motor Corp | 車両における発電制御装置 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5563840A (en) * | 1978-11-08 | 1980-05-14 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated device |
-
1984
- 1984-02-23 JP JP3355484A patent/JPS60177643A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5563840A (en) * | 1978-11-08 | 1980-05-14 | Hitachi Ltd | Semiconductor integrated device |
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| JPS62256452A (ja) * | 1986-04-28 | 1987-11-09 | Nec Corp | 半導体集積回路用基板の製造方法 |
| JP2007327401A (ja) * | 2006-06-07 | 2007-12-20 | Toyota Motor Corp | 車両における発電制御装置 |
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