JPS6119112B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPS6119112B2
JPS6119112B2 JP11968479A JP11968479A JPS6119112B2 JP S6119112 B2 JPS6119112 B2 JP S6119112B2 JP 11968479 A JP11968479 A JP 11968479A JP 11968479 A JP11968479 A JP 11968479A JP S6119112 B2 JPS6119112 B2 JP S6119112B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
island region
region
insulator
island
semiconductor layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP11968479A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5643739A (en
Inventor
Kazutoshi Nagano
Kosei Kajiwara
Kosuke Yasuno
Seiji Oonaka
Tatsunori Nakajima
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP11968479A priority Critical patent/JPS5643739A/ja
Publication of JPS5643739A publication Critical patent/JPS5643739A/ja
Publication of JPS6119112B2 publication Critical patent/JPS6119112B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76264SOI 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
    • 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
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76264SOI 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
    • H01L21/76267Vertical isolation by silicon implanted buried insulating layers, e.g. oxide layers, i.e. SIMOX techniques
    • 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
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/7624Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using semiconductor on insulator [SOI] technology
    • H01L21/76264SOI 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
    • H01L21/76281Lateral isolation by selective oxidation of silicon

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に関する。
半導体装置の高集積化・高速度化の要求に伴な
つて、半導体素子の形成される半導体単結晶より
なる島領域の底面および側面を絶縁物によつて他
の島領域と電気的に分離する完全絶縁分離技術が
重要となつてきている。
第1図に従来の完全絶縁分離構造を達成するた
めの工程図を示す。まず、N形シリコン基板1の
主表面2にイオン注入法により埋め込みP形シリ
コン層3を形成する(第1図A)。次に前記P形
シリコン層3の表面にN形エピタキシヤル成長層
4を形成し、さらにその表面には窒化硅素膜(以
下Si3N4膜と略す)5を形成する(B)。次いで島
領域を形成する領域6を除いた分離領域7の
Si3N45を通常のホトエツチング技術により除去
し、前記島領域表面のSi3N45をマスクとして、
前記分離領域7にP形分離拡散層8を前記埋め込
みP形シリコン層3に達するように形成する
(C)。その後Cに示したシリコン基板を光を照射
しながら弗化水素酸水溶液中で陽極処理を行な
う。そうすると前記埋め込みP形シリコン層3お
よびP形分離拡散層8が多孔質シリコン層9に変
わる(D)。次いで酸化性雰囲気中で熱処理を行
ない、前記多孔質シリコン層9を酸化硅素膜(以
下SiO2と略す)10に変え、島領域上のSi3N4
を除去すると、底面12および側面13がSiO2
10により分離された単結晶島領域11が得られ
る(E)。次に前記島領域11の表面にSiO214
を形成して第1図Fの構造となる。
以上述べた従来の方法により完全絶縁分離構造
が達成される。この後通常の半導体装置の製造方
法により、前記単結晶島領域11内にMOS形電
界効果トランジスタ,バイポーラトランジスタ,
抵抗などの半導体素子を形成する。
ところで第1図Fに示した従来例における完全
絶縁分離構造において、単結晶島領域11内に半
導体素子を形成するために800℃〜1200℃の高温
中での熱処理工程が複数回必要となる。
第1図に示した例において、埋め込みP形シリ
コン層3の厚みは0.5μm、単結晶島領域11の
厚みは2μm、前記島領域11の大きさは130μ
m×200μm、65μm×200μmおよび30μm×
100μmのものを形成した。島領域間の距離は20
〜200μmまで種々形成されている。
島領域11内にバイポーラトランジスタを形成
したところ、130μm×200μmおよび65μm×
200μmの島領域はその80〜90%程度が基板15
より剥離し、また30μm×100μmの島領域はそ
の60%が基板15より剥離した。また剥離しなか
つた島領域においても、前述した界面13での
SiO210の異常エツチングが生じ、電極配線層
であるアルミニウムが前記凹部で段切れしてい
た。前記凹部の段差は2.0〜2.5μm程度であつ
た。
上述した第1図の方法での結果は以下のように
解釈される。
単結晶島領域11と島領域11の底面12およ
び側面13のSiO210との熱膨張係数が異なる
ため、複数の熱処理工程を繰り返すうちに島領域
11とSiO210との界面12,13に応力が集
中する。それ故島領域11内に半導体素子を形成
するため、島領域11上に形成されたSiO2をエ
ツチングする際に、界面13およびSiO2の境界
面15のSiO2のエツチング速度が通常のSiO2
5〜10倍程度となり、前記界面13および境界面
15のSiO2が異常に速くエツチングされ、界面
13および境界面15で表面形状が凹状となる。
その結果、島領域11内に形成された半導体素
子に電極配線を形成した際に、界面13および境
界面15の凹部で配線層の段切れが生じていた。
また前述した応力集中のため、単結晶島領域1
1とSiO210との密着性が悪くなり、熱処理工
程や洗浄工程などを繰り返すうちに、基板15か
ら島領域11が剥離してしまう。この傾向は島領
域11の面積が大きい程著しくなる。
以上述べたように第1図に示した方法による完
全絶縁分離構造では単結晶島領域内に半導体素子
を形成する際、島領域とSiO2の界面が凹状とな
り、凹部で電極配線層の段切れが生じていた。ま
た基板から島領域が剥離していた。それ故半導体
装置の製造歩留まりが著しく低下していた。
以上述べたように、従来方法の欠点は島領域と
分離領域の界面で応力集中が発生することにより
生じると解釈される。島領域の表面に形成した
SiO2と分離領域のSiO2は同じSiO2であるが、結
晶的に見た場合それらは連続した一体となつた
SiO2ではなく、両者の間に境界面15が存在す
る。したがつて、それらのSiO2の境界面15を
通して表面にまで前記応力集中が緩和されずに伝
えられる。
本発明は前述した欠点の生じない完全絶縁分離
構造からなる半導体装置の製造方法を提供するも
のである。
本発明の目的は島領域と分離領域の界面での分
離領域に形成されている絶縁物の異常な速さのエ
ツチングを防止することにある。
さらに本発明の他の目的は島領域内に形成され
た半導体素子の電極配線層の前記界面での段切れ
を防止することにある。
また本発明の他の目的は島領域が半導体基板か
ら剥離するのを防止することにある。
さらに本発明の他の目的は半導体素子が形成さ
れた島領域を少なとも1個有する半導体装置の製
造歩留まりを向上することにある。
本発明は底面および側面が半導体を主成分とす
る絶縁物により他の島領域と電気的に分離されて
いる島領域を有する完全絶縁分離構造から成る半
導体装置において、前記島領域と分離領域の界面
を含んだ前記島領域の表面の少なくとも一部分に
前記島領域の底面および側面に形成されている絶
縁物と一体となつた絶縁物を形成することを特徴
とする半導体装置の製造方法を提供するものであ
る。
すなわち前述したように第1図では分離領域の
SiO2と島領域表面のSiO2が連続したSiO2ではな
く、両者の間に結晶的にみて境界面が存在してい
た。それ故分離領域と島領域の界面に応力集中が
発生し、前記応力が前記境界面を通して表面に伝
えられて、前述した欠点が生じていたと考えられ
る。
本発明は島領域の底面および側面に形成されて
いる絶縁物と島領域表面に形成されている絶縁物
とを結晶的にみて両者の間に境界面のない連続し
た絶縁物とすることにより、分離領域と島領域の
界面に発生した応力集中が緩和されて表面に伝え
られるようにしたものである。したがつて上記絶
縁物は物性定数的にみてもほぼ同等の値となつて
いる。以下の説明で述べる“一体となつた絶縁
物”というのは上述したような結晶的にみて境界
面のない連続した、かつ物性的にほぼ同等の絶縁
物であるということを意味する。
本発明の半導体装置の製造方法を用いて製造さ
れた半導体装置の一実施例を示す断面構造図を第
2図に示す。21は半導体基板、22は単結晶島
領域25の底面の半導体を主成分とする絶縁物、
23は前記島領域25の側面の分離領域29に形
成された半導体を主成分とする絶縁物、24は前
記島領域25の表面に形成されている半導体を主
成分とする絶縁物、26,27,20は前記島領
域25と底面、側面および上面の絶縁物22,2
3,24との界面、28,29は前記島領域25
を形成すべき領域および分離領域である。
第2図において、半導体を主成分とする絶縁物
22,23,24は同時の工程によつて形成され
ており、それぞれの絶縁物には境界がなく、した
がつて、それぞれの絶縁物は一体となつた絶縁物
である。
第2図の完全絶縁分離構造が達成された半導体
基板30の単結晶島領域25内に通常の半導体装
置の製造方法によつて半導体素子を形成する場
合、前述した従来の例で生じたような欠点は生じ
ない。すなわち複数回の熱処理工程を経ることに
より、熱膨張係数の違いにより、前記界面26,
27に応力集中が生じるが、前記基板30の表面
では応力集中が緩和される。したがつて前記絶縁
物24をホトエツチング技術によりエツチングす
る際に、従来の例で見られたような前記界面27
での絶縁物24の異常に速いエツチングは生じな
い。それ故ホトエツチング工程終了後の界面27
の表面形状は平坦であり、したがつて半導体素子
を形成する際の電極配線層も段切れを起こさな
い。
また前述したように、第2図の完全絶縁分離構
造の基板30においては、表面では応力集中が緩
和され、さらに島領域25の表面には分離領域2
9に形成された絶縁物23と一体となつた絶縁物
24が形成されており、島領域25の表面では基
板30の内部に向かう力が加わるので、その後の
半導体装置の製造工程を経ても、基板30から島
領域25が剥離することはない。したがつて、前
記島領域25内に半導体素子が形成された半導体
装置の製造歩留まりは従来に比較して著しく向上
する。
次に第2図に示した本発明からなる完全絶縁分
離構造の半導体装置の製造方法の一実施例を説明
する。第3図は上記一実施例における製造工程を
示す構造断面図である。まずN形シリコン基板2
1の主表面にイオン注入法によりボロンを拡散
し、埋め込みP形シリコン層31を0.5μmの厚
さに形成する(A)。次に前記埋め込みP形シリ
コン層31の表面にN形エピタキシヤル成長層3
2を2.5μmの厚さに形成し、さらにその表面に
SiO233を形成する(B)。次いで島領域を形成
する領域28を除いた分離領域29のSiO233
をホトエツチング技術により除去し、前記島領域
表面のSiO233をマスクとして、熱拡散法ある
いはイオン注入法によりボロンを前記分離領域2
9に前記埋め込みP形シリコン層31に達するよ
うに拡散し、P形分離拡散層34を形成する
(C)。次に前記マスク33を除去し、基板表面に
イオン注入あるいは熱拡散法によりボロンを拡散
し、表面P形シリコン層35を0.5μmの厚さに
形成する(D)。
以上の工程により、底面26、側面27および
上面20が埋め込みP形シリコン層31、P形分
離拡散層34および表面P形シリコン層35に取
り囲まれた厚さ2μmのN形単結晶島領域25が
形成される。ここで前記P形シリコン層31,3
4および35は連続した、すなわち一体となつた
P形シリコン層となつている。その後基板30を
光を照射しながら弗化水素酸水溶液中に浸漬して
陽極処理を行なう。そうすると前述した一体とな
つたP形シリコン層31,34および35が多孔
質化され、一体となつた多孔質シリコン層37,
38および39に変わる(E)。次いでEに示し
た基板40を1100℃の酸化性雰囲気中で60分間熱
処理すると、前記一体となつた多孔質シリコン層
37,38および39が第2図の完全絶縁分離構
造における一体となつた半導体を主成分とする絶
縁物22,23および24に変わり、第2図に示
した島領域25の底面26、側面27および上面
20が一体となつた半導体を主成分とする絶縁物
22,23および24に取り囲まれた構造の完全
絶縁分離構造を得ることができる。第2図以降は
通常の半導体装置の製造方法により、単結晶島領
域内に半導体素子を形成することができる。
以上述べた本発明の半導体装置の製造方法の一
実施例ではまず絶縁物を形成したい領域をP形シ
リコン層に変え、次に前記P形シリコン層を一体
となつた多孔質シリコン層にし、ついでそれを一
体となつた絶縁物に変えて、島領域の底面、側面
および上面を一体となつた絶縁物にするものであ
る。
第2図および第3図で述べた本発明の半導体装
置および半導体装置の製造方法の一実施例におい
て、島領域25の厚みは2μm、大きさは第1図
の従来の例同様130μm×200μm、65μm×200
μmおよび30μm×100μmである。島領域25
内にバイポーラトランジスタを形成したところ、
本発明による上記3種類の島領域のいずれにおい
ても基板から剥離したのはその5%未満であつ
た。特に30μm×100μmの島領域では0%であ
つた。また前述した界面27での異常エツチング
に伴なう凹部の段差は0.1〜0.2μmであり、異常
エツチングが生じていないことがわかる。それ故
凹部での電極配線層の段切れは生じなかつた。さ
らに本発明を用いたバイポーラトランジスタの製
造歩留まりは従来の0%から90%に著しく向上し
た。
以上本発明による半導体装置の製造方法おいて
は島領域底面、側面および上面の半導体を主成分
とする絶縁物をすべて一体のものとしたが、本発
明の効果を得るためには島領域の側面の分離領域
の絶縁物と島領域上面の絶縁物が一体となつた絶
縁物であれば良い。あるいはまた分離領域の絶縁
物の表面に形成された絶縁物と島領域上面の絶縁
物が一体となつた絶縁物であつても良い。
また本発明により得られた半導体装置では島領
域表面に前述した島領域の底面および側面に形成
されている絶縁物と一体となつた絶縁物が全面に
わたつて形成されている必要はなく、島領域と分
離領域の界面を含んだ前記島領域表面の少なくと
も一部分に形成されていれば、本発明の一実施例
で述べた効果と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜Fは従来の完全絶縁分離構造を達成
するための半導体装置の製造方法を示す工程図、
第2図は本発明により得られた完全絶縁分離構造
からなる半導体装置の一実施例を示す構造断面
図、第3図A〜Eは本発明による完全絶縁分離構
造からなる半導体装置の製造方法の一実施例を示
す工程図である。 21……半導体基板、20,27……界面、2
2,23,24……半導体を主成分とする一体と
なつた絶縁物、25……半導体単結晶島領域、2
8……島領域形成領域、29……分離領域、31
……埋め込みP形シリコン層、32……N形エピ
タキシヤル層、35……表面P形シリコン層、3
7,38,39……多孔質シリコン層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 N形半導体基板の一主面に埋め込みP形半導
    体層を形成する工程と、前記埋め込みP形半導体
    層の表面にN形半導体層を形成する工程と、前記
    N形半導体層の少なくとも一部に前記埋め込みP
    形半導体層に達するP形分離半導体層を形成する
    工程と、前記N形半導体層と前記P形分離半導体
    層の界面の表面の少なくとも一部を含んだ前記N
    形半導体層の表面の少なくとも一部にP形表面半
    導体層を形成する工程と、前記埋め込みP形半導
    体層、前記P形分離半導体層および前記P形表面
    半導体層を一体となつた多孔質半導体層に変質す
    る工程と、前記多孔質半導体層を一体となつた絶
    縁物に変質する工程とを備えたことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
JP11968479A 1979-09-17 1979-09-17 Semiconductor device and manufacture thereof Granted JPS5643739A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11968479A JPS5643739A (en) 1979-09-17 1979-09-17 Semiconductor device and manufacture thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP11968479A JPS5643739A (en) 1979-09-17 1979-09-17 Semiconductor device and manufacture thereof

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5868085A Division JPS60242636A (ja) 1985-03-22 1985-03-22 半導体装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5643739A JPS5643739A (en) 1981-04-22
JPS6119112B2 true JPS6119112B2 (ja) 1986-05-15

Family

ID=14767482

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP11968479A Granted JPS5643739A (en) 1979-09-17 1979-09-17 Semiconductor device and manufacture thereof

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5643739A (ja)

Also Published As

Publication number Publication date
JPS5643739A (en) 1981-04-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3033412B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0312775B2 (ja)
JPH0682753B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2763107B2 (ja) 誘電体分離半導体基板およびその製造方法
JPH07202147A (ja) 半導体装置
EP0140749B1 (en) Method for producing a complementary semiconductor device with a dielectric isolation structure
JPH02246267A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS59232437A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS59130465A (ja) Mis半導体装置の製造方法
JPH0687480B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6119112B2 (ja)
JPH05304202A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS60242636A (ja) 半導体装置
JPS62229855A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS6362252A (ja) 誘電体絶縁分離基板の製造方法
JPS58159348A (ja) 半導体装置の分離方法
JPS5850753A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0420266B2 (ja)
JP3165735B2 (ja) 半導体基板の製造方法
JP2610420B2 (ja) 半導体基板のエツチング方法
JPS5939044A (ja) 絶縁分離集積回路用基板の製造方法
JP3157595B2 (ja) 誘電体分離基板
JPS5825245A (ja) 半導体集積回路およびその製法
JP3016512B2 (ja) 誘電体分離型半導体基板の製造方法
JPS58155739A (ja) 半導体装置