JPS63213941A - 誘電体分離基板の製造方法 - Google Patents

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、高い電圧に耐えることのできるＬＳＩ等を製
造するに際し、その素子間を電気絶縁物によって電気的
に隔絶した所謂誘電体分＃基板の製造方法に関する。

（従来の技術） これまで、誘電体分＃基板を製造する方法として採択さ
れて来た基本的な手段は、以下の如きものである。

すなわち、第２図に示すように先ずＶ字状の如き凹溝ａ
を、予め上面すに形成した単結晶Ｓｉ基板Ｃが用意され
、当該上面すを熱酸化などの手段で酸化することにより
、当該上面すの凹凸にならって、所定層厚ｄとした５ｉ
Ｏｚによる電気絶縁被膜ｅを形成し、さらに、この凹凸
面である電気絶縁被膜ｅに対しＣ，Ｖ、Ｏ，法により、
多結晶シリコン（ポリＳｉ）を施すことで、平滑上面ｆ
をもった多結晶Ｓｉ層ｇを形成するのである。

ここで因に、このようにして形成された。Ｊｉｆｆ体分
敲基板Ａなるものは、第２図（ａ）の状態から、回図（
ｂ）の如く、単結晶Ｓｉ基板Ｃを、その下面より除去線
Ｂまでウェハ研磨することで、Ｖ字状とした凹溝ａの頂
角下端ｄ“まで研削除去し、このようにして次のＬＳＩ
製造工程に移行することになるのは既知の通りである。

ところで、上記製造方法によるときは、前記のように多
結晶Ｓｉ層ｇ　ｔ−ｃ、ｖ、ｏ、法によって形成しよう
としているところから、当該層の形成に可成りの時間を
費すこととなるだけでなく、上記のようにして得られた
誘電体分離基板Ｃは、これをウェハ研磨しなければなら
ないから、当該研磨に際して加わる外力に耐えるだけの
支持体としての強度がなければならず、それには、どう
しても２００〜５００８Ｌ＋ｅ程度の厚い多結晶Ｓｉ層
であることを要求される。

しかし、上記の如＜　Ｃ，Ｖ、Ｄ、法により多結晶Ｓｉ
層ｇを形成しようとすると、前記の如く時間がかかると
いうだけでなく、長時間かけても１００色−前後が限度
となり、この結果上記の強度的条件を満足させることが
できない。

そこで、」二足手段を改良するため、前記の如く電気絶
縁被膜ｅをもった単結晶Ｓｉ基板Ｃを用意し、これを第
３図の如くターンテーブルｈなどにより回転して、電気
絶縁被膜ｅ−ｈに供与した溶融多結晶シリコンを、遠心
力により拡流させ、これを適時冷却固化することで、上
記の如き平滑上面ｆをもった多結晶Ｓｉ層ｇを形成する
ようにした所ａｎスピン法も、既に提案されている。

ところが上記スピン法によるときは、確かに所望厚の多
結晶Ｓｉ層ｇが得られることになるものの、遠心力によ
り拡流する溶融多結晶シリコンが、　ＳｉＯ２による電
気絶縁被膜ｅに封着し難く、はじかれてしまうこともあ
って充分に凹溝ａ内下奥まで流入充填するに至らず、未
充填箇所ｉが生じ易くなり、このような場合は当該誘電
体分離基板Ａを前記の如く除去＆ＩａＢまでウェハ研磨
した際、これにより生じた分離島ｊ、ｊ間に電気絶縁物
が存しないこととなり、電気絶縁性の点で不良品となっ
てしまうこととなる。

（発明が解決しようとする問題点） 本願では上記従来法による諸難点に鑑み、絶縁処理済で
ある単結晶Ｓｉ基板の電気絶縁被膜上に、溶融多結晶シ
リコンを供与してやる際、第１発明では上記の単結晶Ｓ
ｉ基板に対して超音波を付与することで、前記の未充填
箇所が発生しないようにすると共に、上記溶融多結晶シ
リコンにより形成された多結晶Ｓｉ層の表面を可及的に
平滑になし得るようにして、品質良好にして製造し易い
誘電体分離基板を得ようとするのが、その目的である。

さらに、本願第２発明では、上記第１発明と同じく超音
波を付与するに止まらず、当該絶縁処理済の単結晶Ｓｉ
基板に、回転をも付与−させ、スピン法による回転の効
果と超音波付与の効果とをｆｆ１Ｎさせることにより、
第１発明による上記の改良内容を、さらに向上させよう
とするのがその目的である。

（問題点を解決するための手段） 本願は上記の目的を達成するため、第１発明では、上面
に凹溝を形成した単結晶Ｓｉ基板にあって、当該上面の
全面にわたり電気絶縁被膜を形成した後、この絶縁処理
済である単結晶Ｓｉ基板に対して、超音波を付与しなが
ら、上記電気絶縁被膜−ヒに、溶融多結晶シリコンを供
与して、適時冷却固化させることで、平滑表面をもつ多
結晶Ｓｉ層を所望厚さに形成するようにしたことを特徴
とする誘電体分離基板の製造方法を提供しようとしてお
り、さらに、第２発明にあっては、上面に凹溝を形成し
た単結晶Ｓｉ基板にあって、当該上面を全面にわたり電
気絶縁被膜を形成した後、この絶縁処理済である単結晶
Ｓｉ基板に対して、超音波と回転とを付与させながら、
上記電気絶縁被膜上に、溶融多結晶シリコンを供与して
、適時冷却固化させることで、平滑表面をもった多結晶
Ｓｉ層を所望厚さに形成するようにしたことを特徴とす
る誘電体分離基板の製造方法を提供するものである。

（作　　　用） 溶融多結晶シリコンを供与するに際し、絶縁処理済の単
結晶Ｓｉ基板に対し、直接または間接に超音波を伝達さ
せておくと、当該振動によって上記Ｉ′ｔｉ結晶Ｓ１基
板における電気絶縁被膜と溶融多結晶シリコンとの、な
じみがよくなって、はじかれてしまう現象が是正され、
また包囲状態となった残留空気も外部へ放散され易くな
るので、未充填箇所の発生が阻止されると共に、同じく
」二足振動により供与された溶融多結晶シリコンの表面
が、その平滑度を増して望ましい製品が得られる。

さらに、上記超音波とスピン法による回転とをＪ１２存
させることにより、超音波の作用にスピン法の場合の融
液拡流の作用が加重されることとなり、未充填箇所発生
の阻止効果が、より一層高められることとなる。

（実　施　例） 本発明につき、これを以下第１図によって詳細に説示す
れば、先ず同図に示す如く７字状等に形成した凹溝１を
、単結晶Ｓｉ基板２の上面２ａに凹設したものが用意さ
れ、当該凹溝ｌを含む上面２ａに対し全面的に電気絶縁
液１１９３を形成するのであるが、当該被膜３を得るた
めの手段としては、前記従来例として説示の如く、上記
単結晶Ｓｉ基板２の熱醇化等により形成するのがよく、
この場合には、１：記電気絶縁被膜３として、８該基板
２の熱醇化により形成された５ｉＯｚの被膜が得られる
こととなる。

次に本発明では、上記のように絶縁処理済となった単結
晶５ｉｎＪ板２に対して、超音波を付与した条件下にあ
って、上記電気絶縁被膜３の上へ溶融多結晶シリコンを
流下供給するのである。

ここで上記の超音波を付与する手段としては、直接に超
音波発振器の出力を、上記の絶縁処理済である単結晶Ｓ
ｉ基板２に伝達させてもよいが、図示例ではターンテー
ブル４を用意し、これを図示しない駆動源によって、そ
の破袋駆動軸４ａを矢印Ｒの如く回転自在とするだけで
なく、当該駆動軸４ａに超音波発振器５の出力を伝達し
、ターンテーブル４を介して、これに載置された単結晶
Ｓｉ基板２に超音波を付与するようにしている。

上記のターンテーブル４を使用する際は、既知の如くこ
れをスピン法用モールド内にセットし、その温度を８０
０〜１４００℃に保ちながら、溶融多結晶シリコンを、
上記単結晶Ｓｉ基板２の電気絶縁被膜３上に流下供給す
るとか、固形の多結晶シリコンを同」：電気絶縁被膜３
上に置いて、加熱溶融するといった手段によって供与す
ることとなる。

この際本願第１発明では、ターンテーブル４を静止状態
として超音波発振器５を稼動させ、単結晶Ｓｉ基板２を
介して、電気絶縁被膜３上に供与された溶融多結晶シリ
コンにも、当該超音波を伝達させるのであり、当該振動
によって溶融多結晶シリコンは、凹溝ｌに形成された電
気絶縁被膜３による凹面へも充分に流れ込んで行き、未
充填箇所のない供給ができると共に、電気絶縁液１ｇｌ
３の全面に拡流された溶融多結晶シリコンの表面も平滑
となる。

このような状態となれば、上記の加熱を停止。

たとえば高周波加熱を止めることで、当該多結晶シリコ
ンを固化し、これにより平滑表面θａをもった多結晶Ｓ
ｉ層６を得るのである。

また本願第２発明では、上記の第１発明につき説示した
工程に加えて、ターンテーブル４に超音波を付与すると
共に、同テーブル４に回転を与えるのであり、これによ
りスピン法の利点が重畳され、遠心力によって流動状態
の溶融多結晶シリコンが充分に拡流され、超音波振動と
相俟って、未充填箇所阻止に対する信頼性を、より一層
高め得ることとなる。

以上のようにして得られた誘電体分離基板７は、前記従
来法による第２図（ｂ）により説示した如く除去線Ｂま
で単結晶Ｓｉ基板２をウェハ研磨により除去されること
になるのであり、かくして分離島？ａ、７ａが形成され
ることとなる。

（発明の効果） 本発明は上記のようにして実施されるものであるから多
結晶Ｓｉ層は、Ｃ，Ｖ、Ｄ、法による従来手段とは違っ
て、所望厚のものを簡易迅速に形成でき、従って誘電体
分離基板の支持体として、充分にその役割を果し得る多
結晶Ｓｉ層が形成でき、この結果従つェハ研磨作又に全
く支障のないものを提供し得る。

しかも、第１発明では、超音波を活用することで、なじ
みにくい電気絶縁被膜と溶融多結晶シリコンとを、隙間
の生ずることなしに効率的に付着させ得ることとなり、
未充填箇所のない良好な製品を迅速に生産することがで
き、しかも超音波振動によって溶融多結晶シリコンの表
面を平滑に仕上げることが可能となり、第２発明では超
音波とスピン法による遠心力とを活用するようにしたか
ら、未充填箇所についての信頼性をさらに向上させるこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る製造方法の最終工程における加工
品の要部縦断正面説明図、第２図（ａ）（ｂ）は従来法
の各工程における加工品縦断正面図、第３図は改良従来
法としてのスピン法による加工品の縦断正面説明図であ
る。 ｌ・・・・・・凹溝 ２・・・・・・単結晶Ｓｉ基板 ２ａ・・・・・・上面 ３・・・・・・電気絶縁被膜 ６・・・・・・多結晶Ｓｉ層 ６ｄ・・・・・・平滑表面

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上面に凹溝を形成した単結晶Ｓｉ基板にあって、
   当該上面の全面にわたり電気絶縁被膜を形成した後、こ
   の絶縁処理済である単結晶Ｓｉ基板に対して、超音波を
   付与しながら、上記電気絶縁被膜上に、溶融多結晶シリ
   コンを供与して、適時冷却固化させることで、平滑表面
   をもつ多結晶Ｓｉ層を所望厚さに形成するようにしたこ
   とを特徴とする誘電体分離基板の製造方法。
2. （２）上面に凹溝を形成した単結晶Ｓｉ基板にあって、
   当該上面を全面にわたり電気絶縁被膜を形成した後、こ
   の絶縁処理済である単結晶Ｓｉ基板に対して、超音波と
   回転とを付与させながら、上記電気絶縁被膜上に、溶融
   多結晶シリコンを供与して、適時冷却固化させることで
   、平滑表面をもつた多結晶Ｓｉ層を所望厚さに形成する
   ようにしたことを特徴とする誘電体分離基板の製造方法
   。