JPS6244416B2 - - Google Patents
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- JPS6244416B2 JPS6244416B2 JP16272982A JP16272982A JPS6244416B2 JP S6244416 B2 JPS6244416 B2 JP S6244416B2 JP 16272982 A JP16272982 A JP 16272982A JP 16272982 A JP16272982 A JP 16272982A JP S6244416 B2 JPS6244416 B2 JP S6244416B2
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Classifications
-
- 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
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76297—Dielectric isolation using EPIC techniques, i.e. epitaxial passivated integrated circuit
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、集積回路用基板の製造方法に係るも
ので、特に、誘電体絶縁分離に適した集積回路用
基板の製造方法に関するものである。
ので、特に、誘電体絶縁分離に適した集積回路用
基板の製造方法に関するものである。
半導体集積回路装置における素子の分離は、従
来は一般にPN接合分離が用いられている。しか
し、種々の特性の面で誘電体絶縁分離が優れてお
り、この方法によつて素子を分離する技術につい
ての検討が重ねられている。
来は一般にPN接合分離が用いられている。しか
し、種々の特性の面で誘電体絶縁分離が優れてお
り、この方法によつて素子を分離する技術につい
ての検討が重ねられている。
誘電体絶縁分離技術にもいろいろな種類がある
が、共通する点は、素子を形成する単結晶シリコ
ンの島の周囲及び底面を二酸化シリコンなどの絶
縁体で覆うとともに、単結晶シリコンの島を多結
晶シリコン層によつて支持する構造となつている
ことである。
が、共通する点は、素子を形成する単結晶シリコ
ンの島の周囲及び底面を二酸化シリコンなどの絶
縁体で覆うとともに、単結晶シリコンの島を多結
晶シリコン層によつて支持する構造となつている
ことである。
また、製法上では、大別すると、異方性エツチ
ングを利用して単結晶シリコン基板にＶ字形の溝
を形成し、二酸化シリコンの誘電体膜、多結晶シ
リコン層を形成し、単結晶シリコン基板を誘電体
膜が露出するまで研磨して単結晶シリコンの島を
露出させるものと、単結晶シリコン上に絶縁膜を
形成し、その上に多結晶シリコン層を形成し、単
結晶シリコンを研磨してから、単結晶シリコンの
一部を陽極化成、酸化して絶縁物に変化させて単
結晶シリコンを分離するもの、の二種類となる。
ングを利用して単結晶シリコン基板にＶ字形の溝
を形成し、二酸化シリコンの誘電体膜、多結晶シ
リコン層を形成し、単結晶シリコン基板を誘電体
膜が露出するまで研磨して単結晶シリコンの島を
露出させるものと、単結晶シリコン上に絶縁膜を
形成し、その上に多結晶シリコン層を形成し、単
結晶シリコンを研磨してから、単結晶シリコンの
一部を陽極化成、酸化して絶縁物に変化させて単
結晶シリコンを分離するもの、の二種類となる。
上記のいずれの方法によつても、多結晶シリコ
ン層は通常400〜600μｍの厚みで形成しなければ
ならない。これは、SiCl4を1200℃程度の温度で
分解して堆積させて成長させるが、熱膨張率が単
結晶シリコンと異なることから、基板の反りが生
じる大きな要因となつている。すなわち、多結晶
シリコン層を形成すると、多結晶シリコン層側に
反りが生じている。基板に反りが生じると、後の
研磨の工程で単結晶シリコンの厚みに差が生じ、
また、歩留、特性の劣化をもたらすなどの大きな
問題が生じる。
ン層は通常400〜600μｍの厚みで形成しなければ
ならない。これは、SiCl4を1200℃程度の温度で
分解して堆積させて成長させるが、熱膨張率が単
結晶シリコンと異なることから、基板の反りが生
じる大きな要因となつている。すなわち、多結晶
シリコン層を形成すると、多結晶シリコン層側に
反りが生じている。基板に反りが生じると、後の
研磨の工程で単結晶シリコンの厚みに差が生じ、
また、歩留、特性の劣化をもたらすなどの大きな
問題が生じる。
基板の反りを防ぐために、幾つかの方法が考え
られている。多結晶シリコンを多層に形成した
り、二酸化シリコンを挾んだりするものである
が、これらの手段によつても反りを無くすことは
困難であつた。
られている。多結晶シリコンを多層に形成した
り、二酸化シリコンを挾んだりするものである
が、これらの手段によつても反りを無くすことは
困難であつた。
本発明は、上記のような問題を解決して、反り
の少ない誘電体分離に適した集積回路用基板を得
ることを目的とする。特に、陽極化成、酸化によ
つて誘電体分離を行なう集積回路用基板の製造方
法の改良を目的とするものである。
の少ない誘電体分離に適した集積回路用基板を得
ることを目的とする。特に、陽極化成、酸化によ
つて誘電体分離を行なう集積回路用基板の製造方
法の改良を目的とするものである。
本発明による集積回路用基板の製造方法におい
ては、多結晶シリコン層の一部を陽極化成と酸化
によつてシリコン酸化物に変化させて、そのとき
の体積の膨張を利用して基板の反りを修正しよう
とするものである。また、後の単結晶シリコンの
陽極化成の工程でシリコン酸化物が侵されないよ
うにシリコン窒化膜によつて保護しようとするも
のである。
ては、多結晶シリコン層の一部を陽極化成と酸化
によつてシリコン酸化物に変化させて、そのとき
の体積の膨張を利用して基板の反りを修正しよう
とするものである。また、後の単結晶シリコンの
陽極化成の工程でシリコン酸化物が侵されないよ
うにシリコン窒化膜によつて保護しようとするも
のである。
以下、図面に従つて、本発明の実施例につき説
明する。
明する。
第１図は、本発明の実施例を示す正面断面図で
ある。
ある。
単結晶シリコン基板１０の一表面に二酸化シリ
コン膜１１を形成する。これは、単結晶シリコン
基板１０の表面を酸化して形成すると良く、厚み
は3000〜8000Åとする(A)。なお、このときに裏面
にも二酸化シリコン膜１２を形成しておく。この
二酸化シリコン膜１１の代わりに窒化シリコン膜
を用いても良く、また窒化シリコン膜、二酸化シ
リコン膜と多層に形成しても良い。
コン膜１１を形成する。これは、単結晶シリコン
基板１０の表面を酸化して形成すると良く、厚み
は3000〜8000Åとする(A)。なお、このときに裏面
にも二酸化シリコン膜１２を形成しておく。この
二酸化シリコン膜１１の代わりに窒化シリコン膜
を用いても良く、また窒化シリコン膜、二酸化シ
リコン膜と多層に形成しても良い。
二酸化シリコン膜１１上にシリコンを気相成長
させると多結晶シリコン層１３が形成される(B)。
このとき、裏面の二酸化シリコン膜１２の表面に
も薄く多結晶シリコン層１４が形成される。
させると多結晶シリコン層１３が形成される(B)。
このとき、裏面の二酸化シリコン膜１２の表面に
も薄く多結晶シリコン層１４が形成される。
裏面の多結晶シリコン層１４を除去して、裏面
の二酸化シリコン膜１２を露出させる(C)。続い
て、この二酸化シリコン膜１２を基準面として多
結晶シリコン層１３を研磨して所定の厚みとする
(D)。多結晶シリコン層１３は(B)の工程で形成され
る際には表面に凹凸ができるので、この凹凸がな
くなつて平坦となるように研磨する。通常400〜
600μｍの厚みで形成された後に50〜100μｍを研
磨する。
の二酸化シリコン膜１２を露出させる(C)。続い
て、この二酸化シリコン膜１２を基準面として多
結晶シリコン層１３を研磨して所定の厚みとする
(D)。多結晶シリコン層１３は(B)の工程で形成され
る際には表面に凹凸ができるので、この凹凸がな
くなつて平坦となるように研磨する。通常400〜
600μｍの厚みで形成された後に50〜100μｍを研
磨する。
以上の工程は通常の集積回路用基板の製造方法
と同様であるが、本発明においては、この後に基
板の反りを修正するための工程が加わる。すなわ
ち、多結晶シリコン層の研磨を行なつて、裏面の
二酸化シリコン膜と多結晶シリコン層の表面が平
行となつた後に基板の反り量を測定し、この反り
量に見合う修正の工程を付加するものである。
と同様であるが、本発明においては、この後に基
板の反りを修正するための工程が加わる。すなわ
ち、多結晶シリコン層の研磨を行なつて、裏面の
二酸化シリコン膜と多結晶シリコン層の表面が平
行となつた後に基板の反り量を測定し、この反り
量に見合う修正の工程を付加するものである。
第１図に戻つて説明を続ける。多結晶シリコン
１３の表面に窒化シリコン膜１５を形成し、その
一部をエツチングして除去する(E)。このとき裏面
の二酸化シリコン膜１２の上にも窒化シリコン膜
１６を形成しておくと良い。
１３の表面に窒化シリコン膜１５を形成し、その
一部をエツチングして除去する(E)。このとき裏面
の二酸化シリコン膜１２の上にも窒化シリコン膜
１６を形成しておくと良い。
次に、窒化シリコン膜１５をマスクとして多結
晶シリコン層１３にＰ型の不純物としてボロンな
どを注入または拡散し、多結晶シリコン層１３の
一部をＰ型領域とする(F)。この工程は後に行なう
陽極化成のために必要となるものであるが、多結
晶シリコン層の導電型が最初からＰ型であれば省
略できる。
晶シリコン層１３にＰ型の不純物としてボロンな
どを注入または拡散し、多結晶シリコン層１３の
一部をＰ型領域とする(F)。この工程は後に行なう
陽極化成のために必要となるものであるが、多結
晶シリコン層の導電型が最初からＰ型であれば省
略できる。
多結晶シリコン１３をフツ化水素中で陽極化成
すると、Ｐ型領域は多孔質シリコン領域１８とな
る(G)。多孔質シリコンは酸化され易いので、酸素
雰囲気中で多孔質シリコン領域１８を酸化する
と、多孔質シリコンは二酸化シリコン１９となる
(H)。
すると、Ｐ型領域は多孔質シリコン領域１８とな
る(G)。多孔質シリコンは酸化され易いので、酸素
雰囲気中で多孔質シリコン領域１８を酸化する
と、多孔質シリコンは二酸化シリコン１９となる
(H)。
多孔質シリコンが二酸化シリコンに変化すると
体積が増加する。したがつて、二酸化シリコンが
多結晶シリコン層を押し広げる形となる。これに
よつて、多結晶シリコン層が伸び、単結晶シリコ
ン基板との差を修正するので、基板の反りが小さ
くなる。二酸化シリコンを形成する面積及び深さ
を調整することによつて、多結晶シリコンの横方
向の伸びの量も調整できる。
体積が増加する。したがつて、二酸化シリコンが
多結晶シリコン層を押し広げる形となる。これに
よつて、多結晶シリコン層が伸び、単結晶シリコ
ン基板との差を修正するので、基板の反りが小さ
くなる。二酸化シリコンを形成する面積及び深さ
を調整することによつて、多結晶シリコンの横方
向の伸びの量も調整できる。
二酸化シリコンは窒化シリコン膜の窓の部分に
も膨張して盛り上がるので、再び裏面の二酸化シ
リコン膜が窒化シリコン膜を基準面として多結晶
シリコン層の研磨して表面を平坦にする。その後
に、二酸化シリコン１９を含む多結晶シリコン層
１３の表面を窒化シリコン膜２０で覆う(I)。この
窒化シリコン膜は、後に基板がフツ化水素などに
侵されないようにするためのものである。
も膨張して盛り上がるので、再び裏面の二酸化シ
リコン膜が窒化シリコン膜を基準面として多結晶
シリコン層の研磨して表面を平坦にする。その後
に、二酸化シリコン１９を含む多結晶シリコン層
１３の表面を窒化シリコン膜２０で覆う(I)。この
窒化シリコン膜は、後に基板がフツ化水素などに
侵されないようにするためのものである。
最後に、窒化シリコン膜２０を基準面として単
結晶シリコン基板１０を裏面から研磨する(J)。単
結晶シリコンの厚みが素子を形成するのに適した
厚みとなるまで研磨するが、通常は10μｍ以下の
厚みとなるようにする。
結晶シリコン基板１０を裏面から研磨する(J)。単
結晶シリコンの厚みが素子を形成するのに適した
厚みとなるまで研磨するが、通常は10μｍ以下の
厚みとなるようにする。
以上のようにして、単結晶シリコンが誘電体膜
を介在させて多結晶シリコンで支持された集積回
路用基板が得られる。
を介在させて多結晶シリコンで支持された集積回
路用基板が得られる。
本発明により製造された集積回路用基板は、更
に単結晶シリコンが陽極化成、酸化によつて誘電
体の分離領域が形成され、第２図に示すように単
結晶シリコンの島10′が形成される。この工程
は、前記の多結晶シリコンの陽極化成、酸化の工
程と同様である。このとき、多結晶シリコンを覆
う窒化シリコン膜は二酸化シリコンがフツ化水素
に侵されて溶けるのを防止する。
に単結晶シリコンが陽極化成、酸化によつて誘電
体の分離領域が形成され、第２図に示すように単
結晶シリコンの島10′が形成される。この工程
は、前記の多結晶シリコンの陽極化成、酸化の工
程と同様である。このとき、多結晶シリコンを覆
う窒化シリコン膜は二酸化シリコンがフツ化水素
に侵されて溶けるのを防止する。
本発明においては、多結晶シリコン層を形成し
た後に反りの修正のための酸化領域の面積あるい
は深さを修正することができる。したがつて、
個々の基板の反り量に対応して修正する量の調整
ができ、歩留の向上の面で非常に有利となる。
た後に反りの修正のための酸化領域の面積あるい
は深さを修正することができる。したがつて、
個々の基板の反り量に対応して修正する量の調整
ができ、歩留の向上の面で非常に有利となる。
また、従来の方法と異なり、多結晶シリコンを
一層で形成すれば良いので、工数の低減を計るこ
とができる。
一層で形成すれば良いので、工数の低減を計るこ
とができる。
更に、窒化シリコン膜によつて二酸化シリコン
を含む多結晶シリコン層が保護され、後の工程に
おける基板の処理も容易となる。
を含む多結晶シリコン層が保護され、後の工程に
おける基板の処理も容易となる。
第１図は本発明の実施例を示す正面断面図、第
２図は本発明により製造された集積回路用基板の
一例の正面断面図を示す。 １０……単結晶シリコン基板、１１，１２……
二酸化シリコン膜、１３，１４……多結晶シリコ
ン層、１５，１６，２０……窒化シリコン膜、１
７……Ｐ型領域、１８……多孔質シリコン、１９
……二酸化シリコン。
２図は本発明により製造された集積回路用基板の
一例の正面断面図を示す。 １０……単結晶シリコン基板、１１，１２……
二酸化シリコン膜、１３，１４……多結晶シリコ
ン層、１５，１６，２０……窒化シリコン膜、１
７……Ｐ型領域、１８……多孔質シリコン、１９
……二酸化シリコン。
Claims (1)
- １ 単結晶シリコン基板の一表面に絶縁膜を形成
し、その上に多結晶シリコン層を形成し、該単結
晶シリコン基板を裏面から研磨して所定の厚みと
する集積回路用基板の製造方法において、該多結
晶シリコン層の表面を平坦に研磨し、該多結晶シ
リコン層の一部の領域を陽極化成して多孔質化
し、該多孔質化した多結晶シリコンを酸化してシ
リコン酸化物を形成し、該シリコン酸化物を含む
多結晶シリコン層をシリコン窒化膜で覆うことを
特徴とする集積回路用基板の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16272982A JPS5951543A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 集積回路用基板の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16272982A JPS5951543A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 集積回路用基板の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5951543A JPS5951543A (ja) | 1984-03-26 |
| JPS6244416B2 true JPS6244416B2 (ja) | 1987-09-21 |
Family
ID=15760156
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16272982A Granted JPS5951543A (ja) | 1982-09-17 | 1982-09-17 | 集積回路用基板の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5951543A (ja) |
-
1982
- 1982-09-17 JP JP16272982A patent/JPS5951543A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5951543A (ja) | 1984-03-26 |
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