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JP2001035855A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

Info

Publication number
JP2001035855A
JP2001035855A JP11210416A JP21041699A JP2001035855A JP 2001035855 A JP2001035855 A JP 2001035855A JP 11210416 A JP11210416 A JP 11210416A JP 21041699 A JP21041699 A JP 21041699A JP 2001035855 A JP2001035855 A JP 2001035855A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
substrate
silicon
forming
gettering
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.)
Pending
Application number
JP11210416A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Hitoshi Kuribayashi
均 栗林
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.)
Fuji Electric Co Ltd
Original Assignee
Fuji Electric 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 Fuji Electric Co Ltd filed Critical Fuji Electric Co Ltd
Priority to JP11210416A priority Critical patent/JP2001035855A/en
Publication of JP2001035855A publication Critical patent/JP2001035855A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gettering layer and to inhibit a contamination on metal films in a semiconductor device of an SOI(Silicon-On-Insulator) structure. SOLUTION: A gettering layer 31 is formed in the main surface of a silicon substrate 21 and thereafter, a silicon dioxide layer 22 is formed on the whole surface of the substrate 21. The side of the above main surface of the substrate 21 formed with the layer 22 is laminated to another silicon substrate 23. After the lamination, the surface of the substrate 21 formed with the layer 31 is ground until the substrate 21 is formed in a prescribed thickness and a silicon active layer 24 is formed on the layer 22. Grooves 25 for element isolation are formed in the layer 24 and, after deteriorated layers 4 formed on the exposed surfaces on the interiors of the grooves 15 at the formation of the grooves are removed before heat treatment, the interiors of the grooves 25 are filled to form element isolation regions 28 in the layer 24. After that, a gate insulating film, a gate electrode and the like are formed on an element formation region 29 and an element, such as a transistor, is formed.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

【0002】一般に、高耐圧素子を含む半導体装置で
は、トランジスタのラッチアップ現象を防止するため、
素子間の分離領域に大面積を必要とする。そのため、有
効なチップ面積が減少し、高集積化の妨げとなってい
る。これを解決するため、SOI(シリコン・オン・イ
ンシュレーター)技術が提案されている。SOI技術
は、SiO2 等の絶縁体(誘電体)上にSi等でできた
素子形成領域を形成し、その素子形成領域内に高耐圧素
子を形成する技術である。この技術によれば、トランジ
スタのラッチアップを防止することができ、高密度に高
耐圧素子を形成することが可能になる。
Generally, in a semiconductor device including a high breakdown voltage element, in order to prevent a latch-up phenomenon of a transistor,
A large area is required for an isolation region between elements. Therefore, the effective chip area is reduced, which hinders high integration. In order to solve this, SOI (silicon on insulator) technology has been proposed. The SOI technology is a technology in which an element formation region made of Si or the like is formed on an insulator (dielectric) such as SiO 2 and a high breakdown voltage element is formed in the element formation region. According to this technique, latch-up of a transistor can be prevented, and a high withstand voltage element can be formed at a high density.

【0003】[0003]

【従来の技術】図7乃至図11は、従来のSOI構造を
有する半導体装置の製造プロセスを順を追って説明する
ための図である。以下の説明では、p型のシリコン(S
i)基板を用いた場合について説明するが、n型のシリ
コン基板を用いた場合も同様である。
2. Description of the Related Art FIGS. 7 to 11 are diagrams for explaining a manufacturing process of a conventional semiconductor device having an SOI structure in order. In the following description, p-type silicon (S
i) A case where a substrate is used will be described, but the same applies to a case where an n-type silicon substrate is used.

【0004】まず、p型のシリコン基板11(これを第
1の基板11とする)を熱酸化処理して、基板の表面全
面に二酸化シリコン(SiO2 )層12を形成する(図
7参照)。この第1の基板11を別のp型シリコン基板
13(これを第2の基板13とする)に重ね、1100
℃で熱酸化処理して、2枚のシリコン基板11,13を
貼り合わせる(図8参照)。
First, a p-type silicon substrate 11 (hereinafter referred to as a first substrate 11) is thermally oxidized to form a silicon dioxide (SiO 2 ) layer 12 on the entire surface of the substrate (see FIG. 7). . The first substrate 11 is placed on another p-type silicon substrate 13 (this is referred to as a second substrate 13), and
The two silicon substrates 11 and 13 are bonded by performing a thermal oxidation treatment at a temperature of ° C. (see FIG. 8).

【0005】続いて、第1の基板11の表面を所定の厚
さとなるまで研削および研磨し、そのシリコン活性層1
4を露出させる。ここまでで、第2のシリコン基板13
よりなるシリコンベース層上に、絶縁体である二酸化シ
リコン層12よりなる埋込み層を介して、第1の基板1
1のシリコン領域からなるシリコン活性層14が設けら
れたSOI構造の基板1が得られる(図9参照)。
Subsequently, the surface of the first substrate 11 is ground and polished to a predetermined thickness, and the silicon active layer 1 is ground.
Expose 4. Up to this point, the second silicon substrate 13
A first substrate 1 is formed on a silicon base layer made of silicon dioxide via a buried layer made of a silicon dioxide layer 12 as an insulator.
Thus, the substrate 1 having the SOI structure provided with the silicon active layer 14 composed of one silicon region is obtained (see FIG. 9).

【0006】続いて、反応性イオンエッチング(RI
E)処理により、SOI基板1に素子分離用の溝(トレ
ンチ)15を形成する(図10参照)。そして、その溝
15の内側の露出面に二酸化シリコン層16を形成した
後、溝15内をポリシリコン(多結晶シリコン)層17
で埋め、素子分離領域18を形成する(図11参照)。
これによって、トレンチ・アイソレーション構造ができ
あがる。この後、素子分離領域18によって仕切られた
素子形成領域19に、ゲート絶縁膜、ゲート電極等を形
成することによって、トランジスタ等の素子が作製され
る。
Subsequently, reactive ion etching (RI
E) A trench (trench) 15 for element isolation is formed in the SOI substrate 1 by processing (see FIG. 10). After a silicon dioxide layer 16 is formed on the exposed surface inside the groove 15, a polysilicon (polycrystalline silicon) layer 17 is formed in the groove 15.
To form an element isolation region 18 (see FIG. 11).
As a result, a trench isolation structure is completed. Thereafter, an element such as a transistor is manufactured by forming a gate insulating film, a gate electrode, and the like in the element formation region 19 partitioned by the element isolation region 18.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】RIEによるトレンチ
形成工程では、シリコン活性層14をプラズマで叩いて
溝15を形成するため、溝15の側壁に金属元素や水素
等が打ち込まれた変質層が形成されてしまう。したがっ
て、上述した従来の製造プロセスでは、たとえばトラン
ジスタ作製工程においてドーピングした不純物を活性化
するために熱処理を行ったときなどに、溝15の変質層
から金属元素等が基板に拡散し、基板を汚染するおそれ
がある。また、その他のプロセスにおいても、基板中に
金属元素が混入することがある。
In the trench forming step by RIE, the silicon active layer 14 is hit with plasma to form the groove 15, so that an altered layer in which a metal element, hydrogen or the like is implanted on the side wall of the groove 15 is formed. Will be done. Therefore, in the above-described conventional manufacturing process, for example, when heat treatment is performed to activate impurities doped in the transistor manufacturing process, a metal element or the like diffuses from the deteriorated layer of the groove 15 into the substrate, thereby contaminating the substrate. There is a possibility that. In other processes, a metal element may be mixed into the substrate.

【0008】このような金属元素による汚染を防ぐた
め、シリコンのバルク結晶を基板として用いる場合に
は、一般に基板内部にゲッタリング中心を形成してお
き、そのゲッタリング中心に金属元素を吸収させるよう
にしている。しかしながら、上述した従来のSOI構造
の基板では、その内部に二酸化シリコンよりなる埋込み
層が介在するため、基板内部にゲッタリング中心を形成
してもそれが有効に働かない。つまり、従来のSOI構
造の基板では、FeやNi等の金属元素をゲッタリング
することができないため、その基板を用いて、たとえば
MOSトランジスタを作製しても、ゲートの信頼性が低
いという問題点がある。
In order to prevent such contamination by metal elements, when a silicon bulk crystal is used as a substrate, a gettering center is generally formed inside the substrate, and the gettering center is made to absorb the metal element. I have to. However, in the above-mentioned substrate having the conventional SOI structure, since a buried layer made of silicon dioxide is interposed therein, even if a gettering center is formed inside the substrate, it does not work effectively. That is, since a metal element such as Fe or Ni cannot be gettered on a substrate having a conventional SOI structure, the reliability of the gate is low even if a MOS transistor is manufactured using the substrate. There is.

【0009】本発明は、上記に鑑みてなされたものであ
って、ゲッタリング層を具備するSOI構造の半導体装
置を製造する方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above, and has as its object to provide a method of manufacturing a semiconductor device having an SOI structure having a gettering layer.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、SOI構造を有する半導体装置を製造す
るにあたり、第1の導電型の半導体基板の主面に第1の
導電型のゲッタリング層を形成した後、そのゲッタリン
グ層の表面に絶縁層を形成する。そして、その絶縁層が
形成された半導体基板の前記主面側を、別の第1の導電
型の半導体基板と貼り合わせる。貼り合わせ後、ゲッタ
リング層が形成された半導体基板の表面を所定の厚さに
なるまで研削し、半導体領域を露出させて素子形成領域
を形成するものである。
In order to achieve the above object, according to the present invention, when manufacturing a semiconductor device having an SOI structure, a first conductive type getter is provided on a main surface of a first conductive type semiconductor substrate. After forming the ring layer, an insulating layer is formed on the surface of the gettering layer. Then, the main surface side of the semiconductor substrate on which the insulating layer is formed is bonded to another semiconductor substrate of the first conductivity type. After the bonding, the surface of the semiconductor substrate on which the gettering layer is formed is ground until a predetermined thickness is obtained, and the semiconductor region is exposed to form an element formation region.

【0011】この発明によれば、SOI構造を有する半
導体装置において、基板内に埋め込まれた絶縁層の上、
すなわち活性層内にゲッタリング層が設けられるため、
このゲッタリング層が、製造プロセス中に混入した金属
元素等の不純物のゲッタリングに有効に働く。
According to the present invention, in a semiconductor device having an SOI structure, an insulating layer embedded in a substrate is
That is, since the gettering layer is provided in the active layer,
This gettering layer effectively works for gettering impurities such as metal elements mixed during the manufacturing process.

【0012】この発明において、素子形成領域に素子分
離用の溝を形成し、その溝形成時に溝の内側の露出面に
形成された変質層を、熱処理前に除去してから、溝内を
埋めて素子分離領域を形成する構成としてもよい。ま
た、二つの半導体基板はシリコンでできており、ゲッタ
リング層はポリシリコンでできていてもよい。その場合
には、フッ酸と硝酸と酢酸の混合溶液を用いて変質層の
除去を行う。好ましくは、その混合溶液は、容量比で表
してフッ酸1に対して硝酸は20であり、酢酸は50で
ある。
In the present invention, a groove for element isolation is formed in an element formation region, and the altered layer formed on the exposed surface inside the groove at the time of forming the groove is removed before heat treatment, and then the groove is filled. Alternatively, a configuration in which the element isolation region is formed may be adopted. The two semiconductor substrates may be made of silicon, and the gettering layer may be made of polysilicon. In that case, the altered layer is removed using a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid. Preferably, in the mixed solution, the ratio of nitric acid to hydrofluoric acid is 20 and the ratio of acetic acid is 50 in terms of volume ratio.

【0013】このようにすれば、トレンチ・アイソレー
ション構造の半導体装置を製造する際に、金属元素によ
る汚染の主たる要因となる変質層が溝の形成に伴って生
じるが、熱処理によってその変質層から金属元素が拡散
する前にその変質層を除去し、金属汚染を抑えることが
できる。
In this way, when a semiconductor device having a trench isolation structure is manufactured, an altered layer, which is a main cause of contamination by a metal element, is produced along with the formation of the groove. Before the metal element is diffused, the altered layer is removed, and metal contamination can be suppressed.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下に、本発明にかかる半導体装
置の製造方法の実施の形態について図面を参照しつつ詳
細に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】図1乃至図6は、SOI構造を有する半導
体装置の製造プロセスを順を追って説明するための図で
ある。まず、p型のシリコン基板21(これを第1の基
板21とする)の表面に、たとえば厚さが2μmのp型
のポリシリコン層3を、たとえばCVD(化学気相成
長)法により積層する。続いて、第1の基板21を、た
とえば1050℃で熱酸化処理して、基板の表面全面
に、たとえば厚さが1μmの二酸化シリコン層22を形
成する(図1参照)。この熱酸化処理によりポリシリコ
ン層3の表面も酸化され、ポリシリコン層3の厚さはお
およそ1.5μmとなる。
FIGS. 1 to 6 are diagrams for explaining a manufacturing process of a semiconductor device having an SOI structure in order. First, a p-type polysilicon layer 3 having a thickness of, for example, 2 μm is stacked on a surface of a p-type silicon substrate 21 (hereinafter, referred to as a first substrate 21) by, for example, a CVD (chemical vapor deposition) method. . Subsequently, the first substrate 21 is thermally oxidized at, for example, 1050 ° C. to form a silicon dioxide layer 22 having a thickness of, for example, 1 μm on the entire surface of the substrate (see FIG. 1). The surface of the polysilicon layer 3 is also oxidized by this thermal oxidation treatment, and the thickness of the polysilicon layer 3 becomes approximately 1.5 μm.

【0016】続いて、この第1の基板21を別のp型シ
リコン基板23(これを第2の基板23とする)に重ね
合わせる。その際、第1の基板21の、ポリシリコン層
3が積層された側の面が、第2の基板23に接触するよ
うにする。そして、重ね合わせた状態で、1100℃で
2時間の熱酸化処理を行い、2枚のシリコン基板21,
23を貼り合わせる(図2参照)。
Subsequently, the first substrate 21 is overlaid on another p-type silicon substrate 23 (this is referred to as a second substrate 23). At that time, the surface of the first substrate 21 on the side on which the polysilicon layer 3 is stacked is made to contact the second substrate 23. Then, a thermal oxidation process is performed at 1100 ° C. for 2 hours in a state where the two silicon substrates 21 are overlapped with each other.
23 (see FIG. 2).

【0017】続いて、第1の基板21の表面を所定の厚
さ、たとえば10μmとなるまで研削および研磨し、そ
のシリコン活性層24を露出させる。ここまでで、第2
のシリコン基板23よりなるシリコンベース層上に、絶
縁体である二酸化シリコン層22よりなる埋込み層が設
けられ、その埋込み層の上にポリシリコン層3よりなる
ゲッタリング層31が設けられ、さらにそのゲッタリン
グ層31の上にシリコン活性層24が設けられたSOI
構造の基板2が得られる(図3参照)。
Subsequently, the surface of the first substrate 21 is ground and polished to a predetermined thickness, for example, 10 μm, to expose the silicon active layer 24. So far, the second
A buried layer composed of a silicon dioxide layer 22 as an insulator is provided on a silicon base layer composed of a silicon substrate 23, and a gettering layer 31 composed of a polysilicon layer 3 is provided on the buried layer. SOI in which a silicon active layer 24 is provided on a gettering layer 31
A substrate 2 having the structure is obtained (see FIG. 3).

【0018】続いて、周知のフォトリソグラフィ技術お
よび反応性イオンエッチング処理により、SOI基板2
のシリコン活性層24に、絶縁層である二酸化シリコン
層22に達する深さの素子分離用の溝25を形成する
(図4参照)。その際、溝25の内側の露出面には、プ
ラズマで叩かれたことにより金属元素や水素等が打ち込
まれた変質層4が生じる。この変質層4に含まれる金属
元素は、熱処理により拡散し、基板を汚染することがあ
る。そこで、熱処理を行う前に、酸エッチング液を用い
てSOI基板2をエッチング処理し、変質層4を除去す
る。
Subsequently, the SOI substrate 2 is formed by well-known photolithography and reactive ion etching.
In the silicon active layer 24, a trench 25 for element isolation having a depth reaching the silicon dioxide layer 22 as an insulating layer is formed (see FIG. 4). At this time, the altered layer 4 into which the metal element, hydrogen, and the like are implanted by being hit with the plasma is generated on the exposed surface inside the groove 25. The metal element contained in the altered layer 4 may diffuse by the heat treatment and contaminate the substrate. Therefore, before performing the heat treatment, the SOI substrate 2 is subjected to an etching process using an acid etching solution to remove the altered layer 4.

【0019】酸エッチング液は、フッ酸と硝酸と酢酸の
混合溶液である。この混合溶液を用いると、エッチング
処理は、先ずシリコンが酸化され、その後に溶解すると
いう二段階の反応で進行する。ここで、エッチング速度
は、酢酸による希釈度に依存する。また、フッ酸の濃度
が高くなるとエッチング液の酸化力が弱くなるので、エ
ッチング速度は、硝酸の分解成分である一酸化窒素(N
O)の供給により律速される。また、硝酸の濃度が高く
なると、フッ酸による二酸化シリコンの溶解速度が遅く
なるので、エッチング速度は、二酸化シリコンへのフッ
酸の拡散により律速される。平滑な鏡面を得るために
は、一酸化窒素の供給とフッ酸の拡散のバランスを考慮
する必要がある。
The acid etching solution is a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid. Using this mixed solution, the etching process proceeds in a two-stage reaction in which silicon is first oxidized and then dissolved. Here, the etching rate depends on the degree of dilution with acetic acid. Also, as the concentration of hydrofluoric acid increases, the oxidizing power of the etchant becomes weaker, so that the etching rate can be reduced by nitric oxide (N
The rate is limited by the supply of O). Also, as the concentration of nitric acid increases, the dissolution rate of silicon dioxide by hydrofluoric acid decreases, so that the etching rate is limited by the diffusion of hydrofluoric acid into silicon dioxide. In order to obtain a smooth mirror surface, it is necessary to consider the balance between the supply of nitric oxide and the diffusion of hydrofluoric acid.

【0020】具体的には、容量比で表すと、フッ酸1に
対して硝酸は20であり、酢酸は50であるのが好まし
い。この容量比で調製した酸エッチング液を用いて発明
者が調べたところ、エッチング速度は、シリコンおよび
二酸化シリコンに対して略同等であり、200nm/m
inである。また、変質層4の厚さは、本発明者がSI
MS(二次イオン質量分析法)、AES(オージェ電子
分光法)およびRBS(ラザフォード後方散乱法)等を
用いて解析したところ、10〜30nmである。したが
って、上記容量比の酸エッチング液を用いて約9秒間の
エッチング処理を行えば、おおよそ30nmの厚さの変
質層4を除去することができる。また、このエッチング
処理により、変質層4が除去された溝25の内周面は、
凹凸が減少し、平滑な鏡面となる。それによって、信頼
性の高い素子分離が可能となる。
Specifically, when expressed in terms of a volume ratio, it is preferable that the ratio of nitric acid is 20 and the ratio of acetic acid is 50 for 1 hydrofluoric acid. When the inventors investigated using an acid etching solution prepared at this volume ratio, the etching rate was substantially the same for silicon and silicon dioxide, and was 200 nm / m 2.
in. The thickness of the altered layer 4 is determined by
It is 10 to 30 nm when analyzed using MS (secondary ion mass spectrometry), AES (Auger electron spectroscopy), RBS (Rutherford backscattering method), or the like. Therefore, if the etching process is performed for about 9 seconds using the acid etching solution having the above-mentioned volume ratio, the altered layer 4 having a thickness of about 30 nm can be removed. The inner peripheral surface of the groove 25 from which the deteriorated layer 4 has been removed by this etching process
Irregularities are reduced, resulting in a smooth mirror surface. As a result, highly reliable element isolation is possible.

【0021】なお、このエッチング処理は等方性エッチ
ングであるため、変質層4とともに、絶縁層である二酸
化シリコン層22の露出部分(溝25の底部分)もエッ
チングされてしまう。しかし、二酸化シリコン層22の
厚さは1μmであるため、30nm程度除去されても特
に悪影響はない。
Since this etching process is an isotropic etching, the exposed portion (the bottom portion of the groove 25) of the silicon dioxide layer 22, which is an insulating layer, is also etched together with the deteriorated layer 4. However, since the thickness of the silicon dioxide layer 22 is 1 μm, there is no adverse effect even if it is removed by about 30 nm.

【0022】変質層4を除去した後、SOI基板2を1
100℃で熱酸化処理し、溝25の内側の露出面に、た
とえば厚さ600nmの二酸化シリコン層26を形成す
る。このときの熱処理、および二つの半導体基板21,
23を貼り合わせるときの熱処理によって、ゲッタリン
グ層31となるポリシリコン層3の結晶化が進むが、最
終的にゲッタリング層31には結晶粒界が残り、それに
よってゲッタリング効果は有効となる。
After removing the altered layer 4, the SOI substrate 2
Thermal oxidation treatment is performed at 100 ° C. to form a silicon dioxide layer 26 having a thickness of, for example, 600 nm on the exposed surface inside the groove 25. The heat treatment at this time and the two semiconductor substrates 21
Although the crystallization of the polysilicon layer 3 serving as the gettering layer 31 progresses due to the heat treatment at the time of bonding the 23, the crystal grain boundary finally remains in the gettering layer 31, whereby the gettering effect becomes effective. .

【0023】その後、溝25内をポリシリコン層27で
埋め、素子分離領域28を形成する(図5参照)。これ
によって、トレンチ・アイソレーション構造ができあが
る。この後、素子分離領域28によって仕切られた素子
形成領域29に、ゲート絶縁膜51を形成し、n型不純
物をドーピングしてソース領域52およびドレイン領域
53を設け、ゲート絶縁膜51上にゲート電極54を形
成する。そして、特に図示しないが、図6に示す状態の
表面上に、相互配線、層間絶縁膜およびパッシベーショ
ン膜を形成することにより、トランジスタ等の素子(図
示省略)を作製する。
Thereafter, the trench 25 is filled with a polysilicon layer 27 to form an element isolation region 28 (see FIG. 5). As a result, a trench isolation structure is completed. Thereafter, a gate insulating film 51 is formed in the element forming region 29 partitioned by the element isolation region 28, and a source region 52 and a drain region 53 are provided by doping with an n-type impurity, and a gate electrode is formed on the gate insulating film 51. 54 are formed. Then, although not particularly shown, by forming an interconnect, an interlayer insulating film and a passivation film on the surface in the state shown in FIG. 6, an element such as a transistor (not shown) is manufactured.

【0024】上記実施の形態によれば、第1の基板21
の表面にゲッタリング層となるポリシリコン層3を形成
した後、基板表面に二酸化シリコン層22を形成し、そ
れを第2の基板23と貼り合わせた後、研削してシリコ
ン活性層24を形成するため、SOI基板2のシリコン
活性層24内にゲッタリング層31を形成することがで
きる。
According to the above embodiment, the first substrate 21
After a polysilicon layer 3 serving as a gettering layer is formed on the surface of the substrate, a silicon dioxide layer 22 is formed on the surface of the substrate, which is bonded to a second substrate 23, and then ground to form a silicon active layer 24. Therefore, the gettering layer 31 can be formed in the silicon active layer 24 of the SOI substrate 2.

【0025】また、上記実施の形態によれば、トレンチ
・アイソレーション構造の溝25を形成する際に生じる
変質層4を除去した後に溝25を埋めて素子分離領域2
8を形成するため、変質層4に含まれる金属元素の拡散
による基板の汚染を防ぐことができる。
Further, according to the above-described embodiment, after the affected layer 4 generated when forming the trench 25 having the trench isolation structure is removed, the trench 25 is filled and the element isolation region 2 is formed.
By forming 8, the contamination of the substrate due to the diffusion of the metal element contained in the altered layer 4 can be prevented.

【0026】したがって、本実施の形態のSOI基板2
を用いてトランジスタを作製することにより、パンチス
ルーの発生を回避することができる。また、高耐圧の素
子を高密度で形成することができる。さらには、信頼性
の高いゲート酸化膜を安定に形成することができる。た
とえば、本発明者が検証した結果、ゲート酸化膜におい
て、Cモード破壊の割合が従来の60%から95%に改
善された。この値は、通常のCZ(チョクラルスキー)
法により作製されたシリコンウエハよりなる基板上に形
成されたゲート酸化膜のCモード破壊の割合と同等であ
る。
Therefore, the SOI substrate 2 of the present embodiment
By using this to produce a transistor, the occurrence of punch-through can be avoided. Further, a high withstand voltage element can be formed at a high density. Further, a highly reliable gate oxide film can be stably formed. For example, as a result of verification by the present inventor, the rate of C-mode breakdown in the gate oxide film has been improved from 60% in the prior art to 95%. This value is a normal CZ (Czochralski)
This is equivalent to the rate of C mode breakdown of a gate oxide film formed on a substrate made of a silicon wafer manufactured by the method.

【0027】以上において本発明は、n型の半導体基板
にも同様に適用することができるし、また、シリコン以
外の半導体基板にも同様に適用することができる。ま
た、ポリシリコン層3、二酸化シリコン層22,26お
よびシリコン活性層24は上記実施の形態の厚さに限ら
ないし、熱酸化処理の温度も上記実施の形態に限らな
い。さらに、酸エッチング液のフッ酸と硝酸と酢酸の容
量比は1:20:50に限らない。
In the above description, the present invention can be similarly applied to an n-type semiconductor substrate, and can also be applied to a semiconductor substrate other than silicon. Further, the polysilicon layer 3, the silicon dioxide layers 22 and 26, and the silicon active layer 24 are not limited to the thickness of the above embodiment, and the temperature of the thermal oxidation treatment is not limited to the above embodiment. Further, the volume ratio of hydrofluoric acid, nitric acid and acetic acid in the acid etching solution is not limited to 1:20:50.

【0028】[0028]

【発明の効果】以上説明したとおり、本発明によれば、
第1の半導体基板の主面にゲッタリング層を形成し、さ
らにそのゲッタリング層の表面に絶縁層を形成した後、
その主面側を第2の半導体基板と貼り合わせ、さらに第
1の半導体基板の表面を所定の厚さになるまで研削して
素子形成領域を形成するため、SOI構造を有する半導
体装置において、活性層内にゲッタリング層を設けるこ
とができる。したがって、製造プロセス中に混入した金
属元素等の不純物に対してゲッタリングが有効に作用す
るので、信頼性の高い素子を安定して作製することがで
きる。
As described above, according to the present invention,
After forming a gettering layer on the main surface of the first semiconductor substrate and further forming an insulating layer on the surface of the gettering layer,
The main surface side is bonded to the second semiconductor substrate, and the surface of the first semiconductor substrate is ground to a predetermined thickness to form an element formation region. Therefore, in a semiconductor device having an SOI structure, A gettering layer can be provided in the layer. Therefore, gettering effectively acts on impurities such as metal elements mixed during the manufacturing process, and a highly reliable element can be stably manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明にかかる半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a state in one step of a manufacturing process of a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明にかかる半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a state in one step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明にかかる半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a state in one step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図4】本発明にかかる半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in one step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図5】本発明にかかる半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a state in one step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図6】本発明にかかる半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a state in one step of the manufacturing process of the semiconductor device according to the present invention.

【図7】従来における半導体装置の製造プロセスの一ス
テップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a state in one step of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図8】従来における半導体装置の製造プロセスの一ス
テップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in one step of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図9】従来における半導体装置の製造プロセスの一ス
テップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a state in one step of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図10】従来における半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a state in one step of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【図11】従来における半導体装置の製造プロセスの一
ステップにおける状態を示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a state in one step of a conventional semiconductor device manufacturing process.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

2 SOI基板 3,27 ポリシリコン層 4 変質層 21,23 シリコン基板 22,26 二酸化シリコン層 24 シリコン活性層 25 溝 28 素子分離領域 29 素子形成領域 31 ゲッタリング層 Reference Signs List 2 SOI substrate 3,27 polysilicon layer 4 deteriorated layer 21,23 silicon substrate 22,26 silicon dioxide layer 24 silicon active layer 25 groove 28 device isolation region 29 device formation region 31 gettering layer

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1の導電型の半導体基板の主面に第1
の導電型のゲッタリング層を形成する第1の工程と、 ゲッタリング層の形成後、前記ゲッタリング層の表面に
絶縁層を形成する第2の工程と、 絶縁層の形成後、前記半導体基板の前記主面側を、別の
第1の導電型の半導体基板と貼り合わせる第3の工程
と、 基板の貼り合わせ後、ゲッタリング層が形成された前記
半導体基板の表面を所定の厚さまで研削して、前記絶縁
層で被覆されていた半導体領域を露出させて素子形成領
域を形成する第4の工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
A first conductive type semiconductor substrate provided with a first conductive type semiconductor substrate;
A first step of forming a gettering layer of the conductive type, a second step of forming an insulating layer on the surface of the gettering layer after forming the gettering layer, and a step of forming the insulating layer on the semiconductor substrate. A third step of bonding the main surface side to another semiconductor substrate of the first conductivity type; and, after bonding the substrates, grinding the surface of the semiconductor substrate on which the gettering layer is formed to a predetermined thickness. And forming a device forming region by exposing the semiconductor region covered with the insulating layer.
【請求項2】 前記第4の工程で形成された素子形成領
域に素子分離用の溝を形成する第5の工程と、 前記溝の形成後、熱処理を行う前に、前記溝の内側の露
出面に形成された変質層を除去する第6の工程と、 前記変質層の除去後、前記溝内を埋める第7の工程と、 をさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の半導体
装置の製造方法。
2. A fifth step of forming an element isolation groove in the element formation region formed in the fourth step, and exposing the inside of the groove after forming the groove and before performing heat treatment. 2. The semiconductor device according to claim 1, further comprising: a sixth step of removing an altered layer formed on a surface; and a seventh step of filling the trench after removing the altered layer. 3. Manufacturing method.
【請求項3】 前記半導体基板はシリコンでできてお
り、前記ゲッタリング層はポリシリコンでできているこ
とを特徴とする請求項1または2に記載の半導体装置の
製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the semiconductor substrate is made of silicon, and the gettering layer is made of polysilicon.
【請求項4】 前記第6の工程において、フッ酸と硝酸
と酢酸の混合溶液を用いて前記変質層を除去することを
特徴とする請求項3に記載の半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 3, wherein, in the sixth step, the altered layer is removed using a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid.
【請求項5】 前記混合溶液は、容量比で表してフッ酸
1に対して硝酸は20であり、酢酸は50であることを
特徴とする請求項4に記載の半導体装置の製造方法。
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 4, wherein in the mixed solution, the ratio of nitric acid to hydrofluoric acid is 20 and the amount of acetic acid is 50 in terms of volume ratio.
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