JPS61154141A - 半導体集積回路用基板の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路用基板の製造方法

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JPS61154141A
JPS61154141A JP27735184A JP27735184A JPS61154141A JP S61154141 A JPS61154141 A JP S61154141A JP 27735184 A JP27735184 A JP 27735184A JP 27735184 A JP27735184 A JP 27735184A JP S61154141 A JPS61154141 A JP S61154141A
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JP
Japan
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single crystal
substrate
semiconductor
film
thin film
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JP27735184A
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English (en)
Inventor
Teruo Kusaka
日下 輝雄
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPS61154141A publication Critical patent/JPS61154141A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野) 本発明は、半導体集積回路用基板の製造方法に関し、特
に、高耐圧半導体集積回路用途に有用な誘電体分離形基
板の製造方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、誘電体分離形基板は、製造コストが高いと云うこ
とが関係技術者間で云われている。優れた分離特性を持
ちながら十分に普及し得ないのは、コストが^いムであ
ると云うのは、関係技術者間の1つのコンセンサスと見
なしてもよい。
誘電体分離とよく比較されるのがPN分離である。両者
を比較すると分離プロセスコストの面で大きな差がある
のは事実である。しかしながら、分離4Iaが劣ってS
シ、高耐圧IC分野では、分離特注の改善、ならびに分
離PN接合の空乏層の伸び等を考慮して、プロセスを複
雑化し、ペレットサイズを大きくしなければならない。
そのような高耐圧IC分野では、プロセス間のコスト比
較は単なるプロセスコスト面からだけでなく、ペレット
サイザ面も加味した比較でなければ正当ではない。
本発明は、そのようなトータルなプロセスコストを低減
するために、検討を進めている中でなされたものである
。分離特注のよい誘電体分離基板上ロープロセスコスト
で製造できるようにして上記の目的t−達成しようとす
るものである。
従来のlI′IIIL体分離基板(以下DI基板と記す
)の製造は第f1gしたように行っていた。すなわち、
第1図(帽こ示すように、単結晶半導体基板1の主表面
より、8bあるいはA3等拡散定数の小さな、同−導′
fIL形の不純物を拡散し、高不純物濃度層2t−形成
する。次いで主表面に、例えばS i(h膜等をフォト
エツチング技術で所定の形状に加工したマスク材3t−
形成する。
次に、第1図(b)に示すように、■字形TI#4を形
成する。7字形溝4は完成時、各アイランド金分離する
分離領域に相歯している。その後、第り図(C)に示す
ように、7字形溝4t−形成した主表面に誘電体膜5a
を形成し、その上に、400〜500μm程度の厚さ、
エピタキシャル技術で多結晶半導体6を形成する。完成
時、多結晶半導体6はDI基板の支持体となる。
最後に、第2図(d)に示したように単結晶半導体1の
裏面から7字形溝4(図中記載なし)の先端に達するま
で、研騒技術により除去し、単結晶半導体基板1をそれ
ぞれが絶縁分離されたアイランドに形成し表面に誘電体
膜sb を形成し、DI基板を完成する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述した従来の半導体集積回路用基板の製造方法におい
てはDI基板の支持体として400〜500μitt程
度の厚さの多結晶半導体等をエピタキシャル技術等で形
成する必要があシウェーハの口径が大きくなればそれに
つれて厚く形成しなければならなくなシウェーハの大口
径化には適さないという問題がある。
また、高耐圧化を図るためにはアイランドを厚く設ける
必要があるが、それに伴ないV字形溝は深くなり、単結
晶半導体の表面除去量を多くし、結果として多結晶半導
体を厚く形成しなければならなくなる。400〜500
μmの多結晶半導体の形成は各種の内部応力を発生せし
め、ウェーハ反りに起因するやっかいな諸問題をひきお
こす。すなわち多結&半導体を形成する工程は従来の半
導体集積回路用基板の製造方法の最も大きな問題工程で
ある。
また、単結晶半導体基板の裏面から除去して、アイラン
ド状に仕上げる研磨工程も、高精度が要求されること、
研磨除fatが300〜400μnと大きいこと等従来
のfJI基板の製造方法の大きな問題工程である。
要約すると従来のDI基板の製造方法には、第1に40
0〜500μmの厚い多結晶半導体を形成する工程があ
ること、第2に300〜400μmを除去し、かつ高精
度を要求される研磨工程があること、第3にウェーハの
大口径化に適さないこと、!4にウェーハの反シに起因
する問題が多いこと等、優れた素子間分離%注を持ちつ
つも、普及を阻害する要因が多い。
本発明は上記欠点を除去し、支持体の付着も薄くてすみ
研磨工程も従来機精度を必要とせず、基板の反)もすく
なくウェーハの口径の大盤化にも都合がよく製作が容易
な半導体集積回路用基板の製造方法を提供することを目
的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体集積回路用基板の製造方法は、裏面およ
び側面を誘電体薄膜で電気的に絶縁分離された複数個の
半導体単結晶領域を有する半導体集積回路用基板の製造
方法において、単結晶半導体基板上に形成され開口部を
有する8 io、等の誘電体薄膜の上に薄い単結晶半導
体薄膜を形成する工程と、該単結晶半導体薄膜上に所定
の膜厚、不純物濃度の単結晶半導体層を形成する工程と
、V字型溝を形成し前記単結ム半導体層を分割する工程
と、誘電体薄膜で被覆し分割された単結晶の半導体層を
互いに絶縁分離する工程と、V字型溝に例えば多結晶半
導体を埋め込み主表面を平坦に仕上げる工程とを含んで
構成される。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について、図面を参照して説明す
る。
第1図(a)〜(h)は本発明の一実施例を説明するた
めに工程順に示した断面図である。本実施例は次の工程
によシ実施できる。
41図(a)に示すように、(100)面の単結晶基板
7の表面に誘電体膜5aを形成し、フォトエツチング技
術で加工し開口部を設ける。本実施例では単結晶基板7
としてはN型、(100)面、4′φのシリコンウェー
ハを使用し、誘電体膜5aとしては0.3〜2.5μ篤
膜厚の5i(h膜を使用した。
次に、第1図(b)に示すように、CVD技術により多
結晶半導体薄膜8を形成する。この方法はモノシランの
熱分解法により0.2〜1.0μ風の膜厚を有する多結
晶半導体薄膜8を均一性よく形成した。この膜の形成は
エピタキシャル法で形成してもよいことは勿論である。
次に、第1図(C)に示すように、多結晶半導体膜[8
をラテラルエピタキシー法(別称ブリッジングエピタキ
シー法)によシ単結晶化する。エピタキシャルで形成さ
れた単結晶半導体薄膜9は単結晶基板7と同一な(10
0)面に形成されている。
単結晶化は多結晶半導体薄膜8を局部的に溶融し、単結
晶側からラテラル方向に再結晶化することによシ実施で
きる。現在種々な方法が提案されておるが、本発明の製
造方法は、本発明の主旨からし−で、いずれの方法も使
用が可能である。本実施例の場合は発明者らが特に自製
した装置t1!!用した。
それはガスレーザでアニールするタイプである。
次に、第1図(cl)に示すように、エピタキシャル技
術により、デバイス設計上要求される所定の厚さ、不純
物濃度のエピタキシャル層、すなわち、高不純物濃度層
2、および単結晶導体層1を形成する。次いで、表面に
マスク材3を被覆し、フォトエツチング技術で所定の形
状に加工する。本実施例では高不純物濃度層2はAs’
ilO”〜1019aIL−”添加した厚さ約10μm
のN形層とし、また、単結晶半導体層lはリンを101
4〜101101s”添加した厚さ30〜50μ風のN
形層を形成した。
次に、第1図(e)に示すように、マスク材3でカバー
されていない部分を異方性エツチングによりエツチング
し■字形1114を形成する。この場合7字形溝4は(
111)面で囲まれた形となシ、溝幅と深さは1:0.
7の関係になっている。従って第1図(a)の誘電体膜
5aの開口部は第1図(d)のマスク材3の開口幅の7
0%の深さ以上V字形にエツチングすることにより、第
2図(e)に示すように7字形溝4を誘電体膜5aに接
触させることができる。実施例では、■字形#$4は5
0〜100μm、深さはその0.7倍である。誘電体膜
5aに接触するために、追加する7字形溝4の深さは3
〜5μ篤である。
次に、第1図(f)に示すように、単結晶半導体層1、
および高不純物濃度層2の露出面を誘電体膜5bで被覆
する。実施例では誘電体膜5bとして0.5〜3.0μ
乳の8i0*膜を使用した。
次に、第15A(g)ic示f ヨ5 ICV字ft4
4t−多結晶半導体膜10で埋める。多結晶半導体膜1
oの必要な厚さはV字形の溝の深さと同程度である。
実施例においては、多結晶半導体膜1oは通常のエピタ
キシャルで30〜70μmの厚さに形成した。
この厚さは従来の製造方法で形成した400〜500μ
mの厚さに比較すると形成の難易度並びに処理時間にお
いて格段に軽減される。
次に、第1図(h)に示すように、多結晶半導体膜10
′t−研磨により除去し、単結晶半導体1と平坦になる
よう仕上げ、次いでその表面に絶縁膜11を形成させ、
DI基板を完成させる。本実施例における研磨除去量は
30〜70μmであり、誘電体膜5bをストッパーとす
る研磨を利用すれば従来の製造方法のような高精度も要
求されない。本実施例では、25〜65μm 厚さ、研
削で除去し〜その後研磨で仕上げた。絶縁膜11として
はこの場合は1.0μ風程度の8i0.膜を使用した。
以上半導体集積回路用基板の製造方法の一実施例につい
て述べたが、実施例で説明したように、本発明の製造方
法は従来の方法に比較して、多結晶半導体形成工程、並
びに研磨工程を格段に容易にすることができる。
また、本発明の製造方法はウェーハの口径の犬型化及び
ウェーハの反りの問題に対しても有利である。すなわち
、従来の製造方法ではDIウェーハの大口径化にあたり
、多結晶半導体層の膜厚増加・ウェーハ反シ1研磨精度
に対する要求が厳しくなること等で制約が多かうたが本
発明の製造方法ではDIウェーハの支持体は従来のよう
lζ工程途中で形成するのでなく、最初に使用する単結
晶基板を使用し、DIウェーハの口径はその基板の口径
となる。
また、支持体が単結晶であるので従来の製造方法番こ比
較し、著しくウェーハの反シを改善することができる。
a!1表は本発明を適用した半導体集積回路と従来方法
により形成した半導体集積回路の叫性並びにコスト比較
表である。
こ\では300〜400Vの耐圧で動作する8チヤンネ
ル形の高圧パルサ回路を例として製作した。
この回路は150素子を集積化したバイポーラ・アナロ
グ集積回路で、ペレットサイズはプロセスにもよるが大
体2×2−のものである。
第1表 上記81表から明らかなように、本発明はPN分離法に
比較しペレットサイズ面でa#うておシ、又、従来の誘
電体分離法に比較すると既に説明したとお〕プロセスコ
スト面で勝っている。総合して見た場合三者の中で鑞も
浚れていることが明らかである。
〔発明の効果〕
以上a明したように、本発明によれば、支持体の付着を
すくな(でき研磨工程は大幅にすくなくなり〜ウェーハ
の反りもすくな(、シかもウェーハの大口径化にも好都
合であり、プロセスを容易にすることができ生産の安定
化ができ、ひいては製品コストを低下させることができ
る。
【図面の簡単な説明】
81図(a)〜(h)は本発明の一実施例上説明するた
めに工程順に示した断面図、第2図(a)〜(イ)は従
来の半導体集積回路用基板の製造方法を説明するために
工@順に示した断面図である。 1・・・・・・単結晶半導体基板、2・・・・・・高不
純物濃度層、3・・・・・・マスク材、4・・・・−V
字形溝、5 t 5a。 5b・・・・・・誘電体膜、6・・・・・・多結6半導
体、7・・・・・・単結晶基板、8・・・・・・多結晶
半導体薄膜、9・・・・・・単結晶半導体薄膜、10・
・・・・・多結晶半導体、11・・・・・・絶縁膜。 箔f@

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  裏面および側面を誘電体薄膜で電気的に絶縁分離され
    た複数個の半導体単結晶領域を有する半導体集積回路用
    基板の製造方法において、単結晶半導体基板上に形成さ
    れ開口部を有するSiO_2等の誘電体薄膜の上に薄い
    単結晶半導体薄膜を形成する工程と、該単結晶半導体薄
    膜上に所定の膜厚、不純物濃度の単結晶半導体層を形成
    する工程と、V字型溝を形成し前記単結晶半導体層を分
    割する工程と、誘電体薄膜で被覆し分割された単結晶半
    導体層を互いに絶縁分離する工程と、V字型溝に例えば
    多結晶半導体を埋め込み主表面を平坦に仕上げる工程と
    を含むことを特徴とする半導体集積回路用基板の製造方
    法。
JP27735184A 1984-12-27 1984-12-27 半導体集積回路用基板の製造方法 Pending JPS61154141A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4948742A (en) * 1987-09-08 1990-08-14 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Method of manufacturing a semiconductor device
US5405454A (en) * 1992-03-19 1995-04-11 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Electrically insulated silicon structure and producing method therefor
DE4423067A1 (de) * 1994-07-01 1996-01-04 Daimler Benz Ag Verfahren zum Herstellen eines isolierten Halbleitersubstrats

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