JPS62122143A - 半導体素子形成用基板の製造方法 - Google Patents

半導体素子形成用基板の製造方法

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JPS62122143A
JPS62122143A JP26194785A JP26194785A JPS62122143A JP S62122143 A JPS62122143 A JP S62122143A JP 26194785 A JP26194785 A JP 26194785A JP 26194785 A JP26194785 A JP 26194785A JP S62122143 A JPS62122143 A JP S62122143A
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JP
Japan
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substrate
forming
semiconductor element
layer
film
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JP26194785A
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Inventor
Kiyoshi Ozawa
清 小沢
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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  • Drying Of Semiconductors (AREA)
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体素子形成用基板の形成方法で有って、Si基板上
にN型不純物原子を高濃度に添加したSi結晶層、半導
体素子形成領域となるSi結晶層を順次形成後、このS
i結晶層を異方性エツチング後、塩素ガスを用いた光励
起エツチング法によりN型不純物を高濃度に添加したS
i結晶層を等方性エツチングし、更にこのエツチングさ
れた箇所に酸化物膜を形成し、基板表面に形成された5
i02膜を除去して5i02膜で囲まれた領域にSi単
結晶層を島状に形成して、Si基板上に底部が5i02
膜で絶縁された島状の半導体素子形成用基板を得るよう
にしたもの。
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体素子形成用基板の製造方法に係り、特に
Si基板上に5i02膜等の絶縁膜を介して半導体素子
形成領域を島状に形成するsor型構造の半導体素子形
成用基板の製造に関する。
Si等の半導体基板上にトラジスタ等の半導体素子を高
密度に形成してIC,LSI等の半導体装置を形成する
際、これら素子をSi基板の上に形成されたSiO2膜
よりなる絶縁物の上に形成する、所謂sor型構造の半
導体素子形成用基板を用いることで形成される素子の接
合容量等が減少し、素子の特性が向上することが知られ
ている。
このようなsor型構造の半導体素子形成用基板を形成
する際、できるだけ容易な工程で、かつ素子分離が確実
に行い得るような半導体素子形成用基板の形成方法が要
望されている。
〔従来の技術〕
従来のこのようなsor型構造の半導体素子形成用基板
を形成するには、第11図に示すように2枚のSi基板
1^、IBの表面に化学的蒸着法<CV D)により、
燐がドープされたSiO2膜2A、2Bをそれぞれ形成
した後、この基板IA、 1Bを、それぞれの5i02
 IQ2A、2Bが対向するようにして加熱下で加圧し
て貼り合わせた後、片方のSi基板LAを所定の寸法に
なるまで研磨する方法がある。
或いは第12図に示すようにSi基板11にイオン注入
に於ける注入エネルギーを調節することで、Si基板1
1の表面より深い位置に酸素イオンを注入して、その部
分に5402層12を形成し、Si基板11.5i02
層12、並びにSi結晶層13よりなる三層構造を形成
し、このSi結晶層13を所定のパターンに酸化物膜で
島状に分離して半導体素子形成領域とし、この三層構造
の基板を半導体素子形成用基板とする方法がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然し前記した従来の第1の方法では、Si基板間を貼り
合わせるのが技術的に困難で、また研磨の途中に貼り合
わせた箇所が剥がれてくる問題があり、信頼性に乏しい
また前記した従来の第2の方法では、酸素のイオン注入
で半導体素子を形成すべきSi基板の表面の活性領域に
も酸素原子が多少イオン注入され、熱処理工程を経て結
晶欠陥となるため好ましくない。
本発明は上記した問題点を解決し゛、前記したsor型
構造が確実に、且つ容易に形成できるようにした半導体
素子形成用基板の形成方法の提供を目的とするものであ
る。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の半導体素子形成用基板の形成方法は、シリコン
(Si)基板上にN型不純物原子を高濃度に添加したS
i結晶層を形成後、該基板上にSi結晶層を形成し、該
基板上に所定パターンのホトレジスト膜を形成後、該ホ
トレジスト膜をマスクとしてSi結晶層を異方性エツチ
ングによりエツチングする工程、 前記N型置濃度Si層を塩素ガスを用いた光励起エンチ
ングにより等方的にエツチングする工程、エツチングさ
れた箇所にSi酸化物を形成後、表面のSi酸化物膜を
除去して半導体素子形成用基板を形成する。
〔作用〕
本発明の半導体素子形成用基板の形成方法は、半導体素
子形成用基板をSi結晶層/ N +Si層/Si基板
の三層構造とし、Si結晶層をリアクティブ−イオンエ
ツチングのような異方性エツチング法によりエツチング
した後、この下に設けたN”Si結晶層が塩素の光励起
反応によって等方的に高速にエツチングされるのを利用
して、このN”Si結晶層を等方的にエツチングした後
、熱酸化法によりエツチング除去された空間部をSiO
2膜にて埋め込むことで、Si基板上にSiO2膜を介
して半導体素子が形成される活性領域を島状に絶縁分離
したSol構造の半導体素子形成用基板を得るようにす
る。
〔実施例〕
第1図に示すように比抵抗が数Ω−cmのN型、或いは
P型のSi基板21上に厚さが3000人で、燐(P)
または砒素(As)原子が〜10  個/■3以上導入
されたN”Siエピタキシャル層22を形成後、その上
に形成すべき半導体素子に必要な比抵抗を有するSiエ
ピタキシャル層23を所定の厚さに形成する。
その後、第2図に示すようにホトレジストIII!24
を形成後、ホトリソグラフィ法に依ってホトレジスト膜
24を所定のパターンに形成する。
次いでこのホトレジスト膜24をマスクとして六弗化エ
タン(C2F 6 ) と−塩化四弗化メタン(CF 
aα)との混合ガスよりなる反応ガスを用いてリアクテ
ィブ−イオンエツチング(RI E)法により下のSi
エピタキシャル層23を異方性エツチングによりエツチ
ングする。
次いで基板21を収容している容器内に塩素(C10)
ガスを、圧力が20 torrの圧力となるまで導入し
、基板21を250℃の温度になるまで加熱する。更に
基板が収容されている容器に、290〜370ナノメー
タ(nm)の波長の紫外線をIW/ClO2の強度で照
射して光励起反応に依って塩素ガスを分解し、この分解
した塩素ガスを用いてSiエピタキシャル層23の下の
N”Siエピタキシャル層22を第3図に示すように等
方的にエツチングする。
この時、N”Siエピタキシャル層22のみ、選択的に
エツチングされ、上部のSiエピタキシャル層23は多
少侵されるにすぎない。
次いで第4図に示すように、このSi基板21を熱酸化
により酸化して、異方性エツチングされたSiエピタキ
シャル層23、および上記光励起反応で等方的にエツチ
ングされた領域に熱5io2膜25を形成する。この時
、同時にSi基板21の表面にもSiO2膜25全25
される。
次いで第5図に示すように、このSi基板21の表面に
形成されたSiO2膜25全25して除去することで、
Si基板21上に5i02膜25よりなる絶縁膜で分離
されたSiエピタキシャル層23よりなり、半導体素子
形成領域が形成された半導体素子形成用基板が得られる
以上の方法によって、WIRな方法で、而も確実に素子
分離領域を有するSOI型構造の半導体素子形成用基板
が得られる。
更に本発明の第2の実施例について説明する。
第6図に示すようにSi基板21に2 MeVの高エネ
ルギーを用いたイオン注入法によって、燐原子を基板2
1の表面から1.5μmの位置に〜10  /C3の濃
度になるようにしてイオン注入して、Si基板2JにN
+イオン注入SS石層6を形成する。
次いで第7図に示すようにSi基板21上にホトレジス
ト膜24をホトリソグラフィによって所定のパターンに
形成する。
次いでこのホトレジスト膜24をマスクとして前記した
六弗化エタン(C2F 6 )と−塩化四弗化メタン(
CF3α)との混合ガスよりなる反応ガスを用いてリア
クティブ−イオンエツチング(RI E)法により下の
Si層21Aを異方性エツチングによりエツチングする
更に前記した如く、基板21を収容している容器内に塩
素(α2)ガスを圧力が20torrの圧力となるまで
導入し、基板21を250℃に加熱すると共に、この基
板21を収容する容器に基板に290〜370 nmの
波長の紫外線をIW/■2の強度で照射して塩素ガスを
光励起反応で分解し、この分解した塩素ガスによってS
i層21^の下のN”Siイオン注入層26を、第8図
に示すように等方的にエツチングする。
更に第9図に示すように、このSi基板21を熱酸化に
より酸化して、上記光励起反応で等方的にエツチングさ
れた領域、およびRrE法で異方性エツチングされたS
i層21ΔにSiO2膜25全25する。
この時、同時に基板21の表面に5i02膜25が形成
される。
更に第10図に示すように、このSi基板21の表面に
形成されたSiO2膜を研磨して除去することで、Si
基板21上に5i02膜25よりなる絶縁膜で分離され
たSi層21^よりなる半導体素子形成領域を有する半
導体素子形成用基板が得られる。
以上の方法によって、簡単な方法で、しかも確実に素子
分離領域を有するsor型構造の半導体素子形成用基板
が得られる。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の半導体素子形成用基板の形
成方法によれば、簡単な方法でしかも確実に半導体素子
形成領域の活性領域がSiO2膜で分離されたSol型
構造の半導体素子形成用基板が得られる効果があり、I
C,LSI等の半導体装置の製造に本発明の方法を適用
すれば、高信卸度、かつ高性能な半導体装置が得られる
効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図より第5図までは、本発明の第1の実施例を工程
順に示す断面図、 第6図より第1O図迄は、本発明の第2の実施例を工程
順に示す断面図、 第11および第12図は従来の方法を説明するための断
面図である。 図に於いて、 21はSi基板、22はN”Siエピタキシャル層、2
3はSiエピタキシャル層、24はホトレジスト膜、2
5は5i02膜、26はN+イオン注入Si層を示す。 才1突油伊74NすS+“エビ層、S:1ど層形域゛L
五図第1図 才1跡列めS1工σ層署方4・主T、7ナン7′・1羽
1z第2図 牙1実、琵σ゛jのN↑3i1ビ層博方11すΣツ千ン
7−工オ引凶第 3 図 う辷丁ブざ′オ含グフ・す/131r鰐芽イξI!臭フ
rンFk′Y芋I、乙ン■@ 4 図 第1突オ衾例のS:置著化肢χ葦粛工芋Y必第5因 突2だ方舎イ判のNtイオ〉′>並人層斤>X−r才i
図第6ryJ オ2実オ告フ亡づ130品層r7すy7°゛Iオ歪図@
 7 図 tz’!*48nNlx>s’i7J’fi’4  ’
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Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 シリコン(Si)基板(21)上にN型不純物原子を高
    濃度に添加したSi結晶層(22、26)、並びに半導
    体素子形成領域となるSi結晶層(23、21A)を形
    成し、該基板(21)上に所定パターンのホトレジスト
    膜(24)を形成後、該ホトレジスト護(24)をマス
    クとして半導体素子形成領域のSi結晶層(23、21
    A)を異方性エッチングによりエッチングする工程、 更に前記N型高濃度Si層(22、26)を塩素ガスを
    用いた光励起エッチングにより等方的にエッチングする
    工程、 更にエッチングされた箇所にSi酸化物(25)を形成
    後、基板表面に形成されたSi酸化物膜(25)を除去
    する工程を含み、Si基板(21)上にSi酸化物膜(
    25)を介して半導体素子形成領域が島状に形成された
    基板を形成することを特徴とする半導体素子形成用基板
    の製造方法。
JP26194785A 1985-11-20 1985-11-20 半導体素子形成用基板の製造方法 Pending JPS62122143A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0210850A (ja) * 1988-04-05 1990-01-16 Philips Gloeilampenfab:Nv 半導体装置の製造方法
US5466630A (en) * 1994-03-21 1995-11-14 United Microelectronics Corp. Silicon-on-insulator technique with buried gap

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0210850A (ja) * 1988-04-05 1990-01-16 Philips Gloeilampenfab:Nv 半導体装置の製造方法
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