JP2012142505A - Semiconductor device and method of manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置及びその製造方法に関し、例えば半導体装置の素子分離構造に関する。 The present invention relates to a semiconductor device and a manufacturing method thereof, for example, an element isolation structure of a semiconductor device.
近年、半導体装置は、高集積化、高速化、低消費電力化の要求が高まる中、高耐圧化も必然性を増してきている。その中で、SOI(Silicon on Insulator)基板や素子分離溝(DTI(Deep Trench Isolation)、STI(Shallow Trench Isolation)等)により性能が向上する一方で、素子を酸化膜で囲うことにより寄生容量の増大が懸念されている。本発明は、この寄生容量を大幅に低減した半導体装置及びその製造方法を提供するものである。 In recent years, with increasing demands for higher integration, higher speed, and lower power consumption in semiconductor devices, higher withstand voltages are also becoming increasingly necessary. Among them, the performance is improved by an SOI (Silicon on Insulator) substrate and element isolation trench (DTI (Deep Trench Isolation), STI (Shallow Trench Isolation), etc.), while the element is surrounded by an oxide film to reduce parasitic capacitance. There is concern about the increase. The present invention provides a semiconductor device and a manufacturing method thereof in which the parasitic capacitance is greatly reduced.
SOI(silicon on insulator)基板を用いた半導体装置は、半導体素子は半導体基板上に設けられた絶縁膜(酸化膜)上の半導体層に形成される。この構造では、半導体基板と半導体層とが完全に分離されるとともに素子領域下部にpn接合が形成されない。さらに、素子分離膜(DTI,STI)を形成することにより、他の素子とのほぼ完全な電気的な分離およびpn接合に起因した容量の低減を実現できる。しかしながら、半導体層、絶縁膜、半導体基板とにより形成される容量、DTI絶縁膜を介した半導体層間の容量は、酸化膜の比誘電率(約3.9)に従って依然として存在する。 In a semiconductor device using an SOI (silicon on insulator) substrate, a semiconductor element is formed in a semiconductor layer on an insulating film (oxide film) provided on the semiconductor substrate. In this structure, the semiconductor substrate and the semiconductor layer are completely separated and a pn junction is not formed below the element region. Further, by forming the element isolation films (DTI, STI), it is possible to realize almost complete electrical isolation from other elements and a reduction in capacitance due to the pn junction. However, the capacitance formed by the semiconductor layer, the insulating film, and the semiconductor substrate, and the capacitance between the semiconductor layers via the DTI insulating film still exist according to the relative dielectric constant (about 3.9) of the oxide film.
本発明の代表的なものの一例を示せば以下の通りである。 An example of a representative one of the present invention is as follows.
本発明の半導体装置は、半導体基板と、半導体基板上に形成される埋め込み絶縁層と、埋め込み絶縁層上に形成され、素子が形成される半導体層と、半導体層の素子分離領域に形成され、埋め込み絶縁層に達する溝とを有し、溝と溝に接する埋め込み絶縁層の一部領域が空洞となっている。 A semiconductor device of the present invention is formed in a semiconductor substrate, a buried insulating layer formed on the semiconductor substrate, a semiconductor layer formed on the buried insulating layer and having an element formed therein, and an element isolation region of the semiconductor layer, A groove reaching the buried insulating layer, and a partial region of the buried insulating layer in contact with the groove is a cavity.
または、半導体基板、半導体基板上に形成される埋め込み絶縁層及び埋め込み絶縁層上に形成される半導体層を有する半導体装置の製造方法として、半導体層の素子分離領域において埋め込み絶縁層に達する溝を形成し、溝を埋め込むように酸化膜を形成し、半導体基板に埋め込み絶縁層に達する貫通ホールを形成し、貫通ホールから、埋め込み絶縁層の一部と溝に埋め込まれた酸化膜とを除去するようにする。 Alternatively, as a method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor substrate, a buried insulating layer formed on the semiconductor substrate, and a semiconductor layer formed on the buried insulating layer, a groove reaching the buried insulating layer is formed in an element isolation region of the semiconductor layer. Then, an oxide film is formed so as to fill the trench, a through hole reaching the buried insulating layer is formed in the semiconductor substrate, and a part of the buried insulating layer and the oxide film buried in the trench are removed from the through hole. To.
本発明によれば、ソースドレイン間容量の低減、及び基板容量の低減が同時に実現でき、応答速度の向上、消費電力の低減に効果がある。また、素子分離溝内を埋め込まないため工程簡略化が可能である。 According to the present invention, a reduction in source-drain capacitance and a reduction in substrate capacitance can be realized at the same time, which is effective in improving response speed and reducing power consumption. Further, since the element isolation trench is not buried, the process can be simplified.
以下、本発明の実施例について図面を用いて詳細に説明する。以下の説明では、略同一の機能及び構成を有する構成要素については、同一符号を付し、重複説明は必要な場合のみ行う。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In the following description, components having substantially the same function and configuration are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be given only when necessary.
図1は本発明(実施例1)の半導体装置の素子分離溝部分の断面図である。13は半導体支持基板(厚さt3はおよそ600〜700μm)、12は埋め込み絶縁層(厚さt2はおよそ2.5μm)、20は埋め込み絶縁層空洞領域、11はシリコンからなる半導体層(厚さt1はおよそ5μm)、17は分離溝(空洞)、18は絶縁膜、14は酸化膜(SiO2膜)からなるフィールド絶縁膜、21は表面保護膜である。半導体支持基板13上に形成された埋め込み絶縁層12と半導体層11とによってSOI基板を構成され、素子はSOI基板上に形成される。素子分離は、図1に示すように、フィールド絶縁膜14から半導体層11を貫通し、埋め込み絶縁層12まで到達するように形成された分離溝空洞17によってなされ、さらに分離溝空洞17は埋め込み絶縁層空洞領域20に結合している。このように素子分離溝、埋め込み絶縁層の比誘電率を下げることにより、半導体層間の容量を下げることが可能になる。分離溝空洞17は、空洞17を覆うように形成された絶縁膜18と、絶縁膜18上面に形成された表面保護膜19とによって塞がれている。 FIG. 1 is a cross-sectional view of an element isolation trench portion of a semiconductor device according to the present invention (Example 1). 13 is a semiconductor support substrate (thickness t3 is about 600 to 700 μm), 12 is a buried insulating layer (thickness t2 is about 2.5 μm), 20 is a buried insulating layer cavity region, and 11 is a semiconductor layer (thickness) made of silicon. t1 is approximately 5 μm), 17 is a separation groove (cavity), 18 is an insulating film, 14 is a field insulating film made of an oxide film (SiO 2 film), and 21 is a surface protective film. The buried insulating layer 12 and the semiconductor layer 11 formed on the semiconductor support substrate 13 constitute an SOI substrate, and the element is formed on the SOI substrate. As shown in FIG. 1, element isolation is performed by an isolation groove cavity 17 formed so as to penetrate the semiconductor layer 11 from the field insulating film 14 to reach the embedded insulating layer 12, and the isolation groove cavity 17 is further embedded and insulated. Coupled to the layer cavity region 20. Thus, by reducing the relative dielectric constant of the element isolation trench and the buried insulating layer, the capacitance between the semiconductor layers can be reduced. The separation groove cavity 17 is closed by an insulating film 18 formed so as to cover the cavity 17 and a surface protective film 19 formed on the upper surface of the insulating film 18.
図1の素子分離溝部分の製造工程を図2(a)から図2(i)を用いて説明する。まず、図2(a)に示すように、SOI基板の半導体層11上に、素子分離形成領域を含む領域上にフィールド絶縁膜14を形成する。このフィールド絶縁膜14は、例えば、熱酸化法を用いて選択的に形成する、いわゆるLOCOS酸化膜等によって形成する。フィールド絶縁膜14の開口部(半導体層11が露出した部分)が素子形成領域となる。なお、LOCOS酸化膜によるフィールド絶縁膜に限られず、素子分離形成領域に埋め込み絶縁膜(STI)を形成するようにしてもよい。その後、フィールド絶縁膜14及びその開口部に露出する半導体層11上を覆うように、SiN絶縁膜15を形成する。 A manufacturing process of the element isolation trench portion in FIG. 1 will be described with reference to FIGS. 2 (a) to 2 (i). First, as shown in FIG. 2A, a field insulating film 14 is formed on a semiconductor layer 11 of an SOI substrate over a region including an element isolation formation region. The field insulating film 14 is formed of, for example, a so-called LOCOS oxide film that is selectively formed using a thermal oxidation method. An opening (a portion where the semiconductor layer 11 is exposed) of the field insulating film 14 becomes an element formation region. The field insulating film is not limited to the LOCOS oxide film, but a buried insulating film (STI) may be formed in the element isolation formation region. Thereafter, an SiN insulating film 15 is formed so as to cover the field insulating film 14 and the semiconductor layer 11 exposed in the opening.
次に、図2(b)に示すように、SiN絶縁膜15上に、フォトリソグラィを用いてレジストパターン(図示せず)を形成した後、レジストパターンをエッチングマスクにしてSiN絶縁膜15を選択的にエッチングして、分離溝形成領域の内側領域に開口部を形成する。その後、レジストパターンを除去する。さらに、図2(c)に示すように、SiN絶縁膜15をハードマスクにしてフィールド酸化膜14を異方性エッチングして、開口する。次に、図2(d)に示すように、開口部を有するSiN絶縁膜15上にSiN絶縁膜15と同質のSiN絶縁膜16を形成する。 Next, as shown in FIG. 2B, after forming a resist pattern (not shown) on the SiN insulating film 15 using photolithography, the SiN insulating film 15 is formed using the resist pattern as an etching mask. By selectively etching, an opening is formed in the inner region of the separation groove forming region. Thereafter, the resist pattern is removed. Further, as shown in FIG. 2C, the field oxide film 14 is anisotropically etched using the SiN insulating film 15 as a hard mask to form an opening. Next, as shown in FIG. 2D, a SiN insulating film 16 of the same quality as the SiN insulating film 15 is formed on the SiN insulating film 15 having the opening.
次に、図2(e)に示すように、SiN絶縁膜16の異方性エッチングを行い、フィールド酸化膜14の開口部側面にSW(サイドウォール)を形成する。これにより、この後の半導体層11、埋め込み絶縁層12をエッチングする工程において、フィールド酸化膜14がSiN層15,16によって保護される。 Next, as shown in FIG. 2E, anisotropic etching of the SiN insulating film 16 is performed to form SW (sidewall) on the side surface of the opening of the field oxide film 14. As a result, the field oxide film 14 is protected by the SiN layers 15 and 16 in the subsequent step of etching the semiconductor layer 11 and the buried insulating layer 12.
次に、図2(f)に示すように、開口部を有する絶縁膜15をエッチングマスクにして、半導体層11の異方性エッチングを行い、半導体層11に埋め込み絶縁層12に到達する分離溝17を形成する。 Next, as shown in FIG. 2F, the semiconductor layer 11 is anisotropically etched using the insulating film 15 having the opening as an etching mask, and the isolation groove reaching the buried insulating layer 12 in the semiconductor layer 11. 17 is formed.
次に、図2(g)に示すように、埋め込み絶縁層12を等方性エッチングにより除去する。除去には、フッ酸等のウエットエッチが望ましい。 Next, as shown in FIG. 2G, the buried insulating layer 12 is removed by isotropic etching. For removal, wet etching such as hydrofluoric acid is desirable.
次に、図2(h)に示すように、SiN絶縁膜15を等方性エッチングにより除去する。その際、半導体層11の側面も同様にエッチングされる。 Next, as shown in FIG. 2H, the SiN insulating film 15 is removed by isotropic etching. At that time, the side surface of the semiconductor layer 11 is similarly etched.
次に、図2(i)に示すように、カバレッジ性が低く流動性の少ない絶縁膜18によって、素子分離溝の開口部を塞ぎ、素子分離溝17内に空洞を形成する。また、絶縁膜18は、素子表面における電気的絶縁の信頼性および後工程で形成する表面保護膜のリフロー時における熱処理を考慮し、不純物がドープされておらずかつ流動性の少ないTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)などのCVD酸化膜を用いることが望ましい。 Next, as shown in FIG. 2I, the opening of the element isolation trench is closed by the insulating film 18 having low coverage and low fluidity, and a cavity is formed in the element isolation trench 17. The insulating film 18 is TEOS (Tetra Ethyl) which is not doped with impurities and has low fluidity in consideration of the reliability of electrical insulation on the element surface and heat treatment at the time of reflow of the surface protection film formed in the subsequent process. It is desirable to use a CVD oxide film such as Ortho Silicate.
なお、図2の例でSiN絶縁膜を除去している(図2(h))のは、SiN層が素子のしきい値特性の変動要因となる場合があるためである。このような素子への影響が無視できる場合には、図3に示すように、フィールド酸化膜14の周囲に形成されたSiN絶縁膜15,16を除去することなく、絶縁膜18を積層することが可能である。これにより工程の削減を図ることができる。 The reason why the SiN insulating film is removed in the example of FIG. 2 (FIG. 2 (h)) is that the SiN layer may be a variation factor of the threshold characteristics of the element. When such influence on the element can be ignored, the insulating film 18 is laminated without removing the SiN insulating films 15 and 16 formed around the field oxide film 14 as shown in FIG. Is possible. This can reduce the number of processes.
図4は、本発明の分離溝を適用した半導体装置の一例の断面図である。なお、図示しているのは下地層であり、この上に層間絶縁膜を介して配線層が形成される。領域Aには高耐圧トランジスタが、領域Bには低耐圧トランジスタが形成されている。 FIG. 4 is a cross-sectional view of an example of a semiconductor device to which the separation groove of the present invention is applied. In addition, what is shown is a base layer, and a wiring layer is formed thereon via an interlayer insulating film. A high breakdown voltage transistor is formed in region A, and a low breakdown voltage transistor is formed in region B.
高耐圧トランジスタのゲートであるゲートポリシリコン41は平面形状としては細長いリング状をしており、ゲート酸化膜44を介してソースドレイン層43aを取り囲むように形成されている。ゲートポリシリコン41上にはゲートキャップ酸化膜42が形成されている。また、ゲートポリシリコン41の両側(もしくは片側)にストライプ状のソースドレイン層43bが形成されている。ソースドレイン層は互いにフィールド絶縁膜45によって分離されている。また、ソースドレイン層43bを覆うように高耐圧バッファ層47、ソースドレイン層43aを覆うように高耐圧チャネル層46が形成されている。また、低耐圧トランジスタのゲートであるゲートポリシリコン41の両側にソースドレイン層43が設けられている。このように、素子間は素子分離溝(空洞)48により分離され、埋め込み絶縁層空洞領域52により、素子間容量が低減される。また、素子の機械的強度は残された埋め込み絶縁層51により維持される。 The gate polysilicon 41 which is the gate of the high breakdown voltage transistor has an elongated ring shape as a planar shape, and is formed so as to surround the source / drain layer 43a via the gate oxide film 44. A gate cap oxide film 42 is formed on the gate polysilicon 41. In addition, stripe-like source / drain layers 43 b are formed on both sides (or one side) of the gate polysilicon 41. The source / drain layers are separated from each other by a field insulating film 45. Further, a high breakdown voltage buffer layer 47 is formed so as to cover the source / drain layer 43b, and a high breakdown voltage channel layer 46 is formed so as to cover the source / drain layer 43a. A source / drain layer 43 is provided on both sides of the gate polysilicon 41 which is the gate of the low breakdown voltage transistor. Thus, the elements are separated by the element isolation trench (cavity) 48, and the inter-element capacitance is reduced by the buried insulating layer cavity region 52. The mechanical strength of the element is maintained by the remaining buried insulating layer 51.
特に、高耐圧トランジスタにおいては、素子間が従来の比誘電率が約3.9のシリコン酸化膜から比誘電率1の空気によって分離されることになることで、より素子分離溝(空洞)48で耐圧を分担できるようになるため、その耐圧も向上することになる。 In particular, in a high breakdown voltage transistor, elements are separated from the conventional silicon oxide film having a relative dielectric constant of about 3.9 by air having a relative dielectric constant of 1, thereby further separating the elements 48 (cavity). Since the withstand voltage can be shared by this, the withstand voltage is also improved.
なお、空洞の素子分離溝及び空洞の素子分離溝に接する埋め込み絶縁層空洞領域によって分離する単位は、図4に示すような素子単位の分離でなくてもよい。図5は分離方法を模式的に説明するための透視図である。素子分離溝(空洞)48は実線で表記している。図5(a)は図4のような素子毎に素子分離溝(空洞)48を設けるものである。一方、図5(b)では複数の素子群に対して分離溝(空洞)48を設け、素子毎の分離は、LOCOS酸化膜やSTIによって行う。図5(b)では、このような素子分離を点線55によって表記している。素子分離溝に分離する単位は以下に説明する実施例2においても同様である。 Note that the unit of isolation by the hollow element isolation groove and the buried insulating layer cavity region in contact with the hollow element isolation groove may not be the element unit isolation as shown in FIG. FIG. 5 is a perspective view for schematically explaining the separation method. The element isolation groove (cavity) 48 is indicated by a solid line. FIG. 5A shows an element isolation groove (cavity) 48 for each element as shown in FIG. On the other hand, in FIG. 5B, isolation grooves (cavities) 48 are provided for a plurality of element groups, and isolation for each element is performed by a LOCOS oxide film or STI. In FIG. 5B, such element separation is indicated by a dotted line 55. The unit for separating into the element isolation trenches is the same as in Example 2 described below.
図6は本発明(実施例2)の半導体装置の素子分離溝部分の断面図である。13は半導体支持基板(厚さt3はおよそ400μm)、12は埋め込み絶縁層(厚さt2はおよそ2.5μm)、20は埋め込み絶縁層空洞領域、11はシリコンからなる半導体層(厚さt1はおよそ5μm)、17は分離溝(空洞)、14は酸化膜(SiO2膜)からなるフィールド絶縁膜、19、23は絶縁膜、21は表面保護膜である。半導体支持基板13上に形成された埋め込み絶縁層12と半導体層11とによってSOI基板を構成され、素子はSOI基板上に形成される。素子分離は、図6に示すように、フィールド絶縁膜14から半導体層11を貫通し、埋め込み絶縁層12まで到達するように形成された分離溝空洞17によってなされ、さらに分離溝空洞17は埋め込み絶縁層空洞領域20に結合している。このように素子分離溝、埋め込み絶縁層の比誘電率を下げることにより、半導体層間の容量を下げることが可能になる。 FIG. 6 is a cross-sectional view of the element isolation trench portion of the semiconductor device of the present invention (Example 2). 13 is a semiconductor support substrate (thickness t3 is about 400 μm), 12 is a buried insulating layer (thickness t2 is about 2.5 μm), 20 is a buried insulating layer cavity region, 11 is a semiconductor layer made of silicon (thickness t1 is 17 is a separation groove (cavity), 14 is a field insulating film made of an oxide film (SiO 2 film), 19 and 23 are insulating films, and 21 is a surface protective film. The buried insulating layer 12 and the semiconductor layer 11 formed on the semiconductor support substrate 13 constitute an SOI substrate, and the element is formed on the SOI substrate. As shown in FIG. 6, element isolation is performed by an isolation groove cavity 17 formed so as to penetrate the semiconductor layer 11 from the field insulating film 14 to reach the embedded insulating layer 12, and the isolation groove cavity 17 is further embedded and insulated. Coupled to the layer cavity region 20. Thus, by reducing the relative dielectric constant of the element isolation trench and the buried insulating layer, the capacitance between the semiconductor layers can be reduced.
図6の素子分離溝部分の製造方法を図7(a)から図7(f)を用いて説明する。まず、図7(a)に示すように、SOI基板の半導体層11上に、素子分離形成領域を含む領域上に開口部を有するフィールド酸化膜14を形成する。このフィールド絶縁膜14は、例えば、熱酸化法を用いて選択的に形成する、いわゆるLOCOS酸化膜等によって形成する。その後、フィールド絶縁膜14及びその開口部に露出する半導体層11上を覆うように、CVD酸化膜からなる絶縁膜19を形成する。この絶縁膜19としては、素子表面における電気的絶縁の信頼性および後工程で形成する表面保護膜のリフロー時における熱処理を考慮し、不純物がドープされておらずかつ流動性の少ないTEOS(Tetra Ethyl Ortho Silicate)などのCVD酸化膜を用いることが望ましい。 A method of manufacturing the element isolation trench portion in FIG. 6 will be described with reference to FIGS. 7 (a) to 7 (f). First, as shown in FIG. 7A, a field oxide film 14 having an opening on a region including an element isolation formation region is formed on a semiconductor layer 11 of an SOI substrate. The field insulating film 14 is formed of, for example, a so-called LOCOS oxide film that is selectively formed using a thermal oxidation method. Thereafter, an insulating film 19 made of a CVD oxide film is formed so as to cover the field insulating film 14 and the semiconductor layer 11 exposed in the opening. The insulating film 19 is made of TEOS (Tetra Ethyl which is not doped with impurities and has low fluidity in consideration of reliability of electrical insulation on the element surface and heat treatment during reflow of a surface protection film formed in a later step. It is desirable to use a CVD oxide film such as Ortho Silicate.
次に、図7(b)に示すように、絶縁膜19上に、フォトリソグラィを用いてレジストパターン(図示せず)を形成した後、レジストパターンをエッチングマスクにして絶縁膜19を選択的にエッチングして、分離溝形成領域の内側領域に開口部を形成する。その後、レジストパターンを除去する。その後、図7(c)に示すように、絶縁膜19をハードマスクにして素子分離溝を埋め込み絶縁層層12まで貫通させる。 Next, as shown in FIG. 7B, after forming a resist pattern (not shown) on the insulating film 19 using photolithography, the insulating film 19 is selectively used using the resist pattern as an etching mask. Etching is performed to form an opening in the inner region of the separation groove forming region. Thereafter, the resist pattern is removed. Thereafter, as shown in FIG. 7C, the element isolation trench is penetrated to the insulating layer 12 using the insulating film 19 as a hard mask.
次に、図7(d)に示すように、素子分離溝17に絶縁膜(酸化膜)23を埋め込み、さらに保護膜21を形成する。次に、図7(e)に示すように、半導体支持基板13の裏面から埋め込み絶縁層12まで到達するように貫通ホール22を形成する。なお、貫通ホールは、埋め込み絶縁層空洞領域20を形成する領域に適宜設けるようにする。 Next, as shown in FIG. 7D, an insulating film (oxide film) 23 is embedded in the element isolation trench 17 and a protective film 21 is further formed. Next, as illustrated in FIG. 7E, the through hole 22 is formed so as to reach the buried insulating layer 12 from the back surface of the semiconductor support substrate 13. The through hole is appropriately provided in a region where the buried insulating layer cavity region 20 is formed.
次に、図7(f)に示すように、貫通ホール22から等方性エッチングによって埋め込み絶縁層12および素子分離溝内酸化膜23を除去する。このとき、素子分離溝内酸化膜23はフィールド絶縁膜底部付近まで除去するのが望ましい。この場合、後述するように配線形成工程後に埋め込み酸化膜を除去するようにすれば、図9に示すように配線構造(図では、金属配線層25・26とそれらをつなぐビアを示している)に支持されており、図5(b)に示すような比較的大面積の埋め込み酸化膜を除去することが可能である。 Next, as shown in FIG. 7F, the buried insulating layer 12 and the oxide film 23 in the element isolation trench are removed from the through hole 22 by isotropic etching. At this time, it is desirable to remove the oxide film 23 in the element isolation trench to the vicinity of the bottom of the field insulating film. In this case, if the buried oxide film is removed after the wiring forming process as will be described later, the wiring structure is shown in FIG. 9 (in the figure, the metal wiring layers 25 and 26 and vias connecting them are shown). The buried oxide film having a relatively large area as shown in FIG. 5B can be removed.
また、図10に示すように、素子分離溝を埋め込む際に一度エッチバックを行い、その後SiN絶縁膜29を形成し、図11に示すようにSiOウエットエッチのストッパとすることも可能である。 Further, as shown in FIG. 10, it is possible to etch back once when embedding the element isolation trench, and then form a SiN insulating film 29 to form a SiO wet etch stopper as shown in FIG.
なお、図8に実施例1または実施例2の半導体装置に係る製造方法を示す。図8(a)、(b)は素子分離溝形成工程93を素子形成工程95の前に行っている。実施例1の場合は、図8(a)のように埋め込み酸化膜除去工程94を素子形成工程95の前に行うのが望ましい。素子形成前に行うことで、素子分離溝形成による熱負荷及び埋め込み酸化膜除去による素子への影響を排除できる。一方、実施例2の場合では、裏面から埋め込み酸化膜除去を行うことから、図8(b)のように、配線形成工程97の完了後に埋め込み酸化膜除去工程94を行うことが望ましい。また、図8(c)、(d)は素子形成工程95及びコンタクト形成工程96の後に、素子分離溝形成工程93を行っている。この場合、実施例1の場合は、埋め込み酸化膜除去工程94の後に配線工程97を行う。実施例2の場合は、裏面から埋め込み酸化膜除去を行うことから、図8(d)のように、配線形成工程97の完了後に埋め込み酸化膜除去工程94を行うことが望ましい。 FIG. 8 shows a manufacturing method according to the semiconductor device of Example 1 or Example 2. 8A and 8B, the element isolation groove forming step 93 is performed before the element forming step 95. In the case of Example 1, it is desirable to perform the buried oxide film removing step 94 before the element forming step 95 as shown in FIG. By performing the process before forming the element, it is possible to eliminate the influence on the element due to the thermal load due to the element isolation trench formation and the removal of the buried oxide film. On the other hand, in the case of Example 2, since the buried oxide film is removed from the back surface, it is desirable to perform the buried oxide film removing step 94 after the completion of the wiring forming step 97 as shown in FIG. 8C and 8D, an element isolation groove forming step 93 is performed after the element forming step 95 and the contact forming step 96. In this case, in the first embodiment, the wiring process 97 is performed after the buried oxide film removing process 94. In the case of Example 2, since the buried oxide film is removed from the back surface, it is desirable to perform the buried oxide film removing step 94 after the completion of the wiring forming step 97 as shown in FIG.
以上、本発明の実施例を説明したが、実施例で示した寸法、形状、配置、材料などは一例であり、本発明は実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種種の変更が可能である。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the dimensions, shapes, arrangements, materials, and the like shown in the embodiments are examples, and the present invention is not limited to the embodiments, and is described in the claims. Various modifications can be made within the scope of the present invention.
11:半導体層、12:埋め込み絶縁層、13:半導体支持基板、14:フィールド絶縁膜、15:SiN絶縁膜、17:素子分離溝(空洞)、18:絶縁膜、20:埋め込み絶縁層空洞領域、21:保護膜、22:貫通ホール、25・26:金属配線層、27:層間絶縁膜、28:ビア、29:SiN絶縁膜。 11: Semiconductor layer, 12: Embedded insulating layer, 13: Semiconductor support substrate, 14: Field insulating film, 15: SiN insulating film, 17: Element isolation trench (cavity), 18: Insulating film, 20: Embedded insulating layer cavity region , 21: protective film, 22: through hole, 25/26: metal wiring layer, 27: interlayer insulating film, 28: via, 29: SiN insulating film.
Claims (9)
上記半導体基板上に形成される埋め込み絶縁層と、
上記埋め込み絶縁層上に形成され、素子が形成される半導体層と、
上記半導体層の素子分離領域に形成され、上記埋め込み絶縁層に達する溝とを有し、
上記溝と上記溝に接する上記埋め込み絶縁層の一部領域が空洞となっている半導体装置。 A semiconductor substrate;
A buried insulating layer formed on the semiconductor substrate;
A semiconductor layer formed on the buried insulating layer and on which an element is formed;
A groove formed in the element isolation region of the semiconductor layer and reaching the buried insulating layer;
A semiconductor device in which the groove and a partial region of the buried insulating layer in contact with the groove are hollow.
上記空洞化された溝と上記埋め込み絶縁層の一部領域に囲まれた上記半導体層に1つの素子が形成される半導体装置。 In claim 1,
A semiconductor device in which one element is formed in the semiconductor layer surrounded by the hollowed groove and a partial region of the buried insulating layer.
上記空洞化された溝と上記埋め込み絶縁層の一部領域に囲まれた上記半導体層に複数の素子が形成される半導体装置。 In claim 1,
A semiconductor device in which a plurality of elements are formed in the semiconductor layer surrounded by the hollowed groove and a partial region of the buried insulating layer.
上記溝は、上記半導体層上に形成される絶縁膜によって塞がれる半導体装置。 In claim 1,
A semiconductor device in which the groove is closed by an insulating film formed on the semiconductor layer.
上記半導体層の素子分離領域において、上記埋め込み絶縁層に達する溝を形成し、
上記溝を埋め込むように酸化膜を形成し、
上記半導体基板に上記埋め込み絶縁層に達する貫通ホールを形成し、
上記貫通ホールから、上記埋め込み絶縁層の一部と上記溝に埋め込まれた酸化膜とを除去する半導体装置の製造方法。 A method for manufacturing a semiconductor device having a semiconductor substrate, a buried insulating layer formed on the semiconductor substrate, and a semiconductor layer formed on the buried insulating layer,
Forming a trench reaching the buried insulating layer in the element isolation region of the semiconductor layer;
An oxide film is formed so as to fill the groove,
Forming a through hole reaching the buried insulating layer in the semiconductor substrate;
A method for manufacturing a semiconductor device, wherein a part of the buried insulating layer and an oxide film buried in the trench are removed from the through hole.
上記溝にSiN層を設け、
上記SiN層をストッパとする半導体装置の製造方法。 In claim 5,
An SiN layer is provided in the groove,
A method of manufacturing a semiconductor device using the SiN layer as a stopper.
上記半導体層上に配線層を形成した後に、上記埋め込み絶縁層の一部と上記溝に埋め込まれた酸化膜とを除去する半導体装置の製造方法。 In claim 5,
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a wiring layer on the semiconductor layer; and removing a portion of the buried insulating layer and the oxide film buried in the trench.
上記酸化膜が除去された溝と上記埋め込み絶縁層の一部の領域に囲まれた上記半導体層に1つの素子が形成される半導体装置の製造方法。 In claim 5,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein one element is formed in the semiconductor layer surrounded by the trench from which the oxide film has been removed and a partial region of the buried insulating layer.
上記酸化膜が除去された溝と上記埋め込み絶縁層の一部の領域に囲まれた上記半導体層に複数の素子が形成される半導体装置の製造方法。 In claim 5,
A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a plurality of elements are formed in the semiconductor layer surrounded by the trench from which the oxide film has been removed and a part of the buried insulating layer.
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