JPH06244208A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH06244208A
JPH06244208A JP5030673A JP3067393A JPH06244208A JP H06244208 A JPH06244208 A JP H06244208A JP 5030673 A JP5030673 A JP 5030673A JP 3067393 A JP3067393 A JP 3067393A JP H06244208 A JPH06244208 A JP H06244208A
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JP
Japan
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oxide film
semiconductor
substrate
silicon
hole
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Pending
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JP5030673A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinji Yoshihara
晋二 吉原
Hisazumi Oshima
大島  久純
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Denso Corp
Original Assignee
NipponDenso Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH06244208A publication Critical patent/JPH06244208A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/785Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate having a channel with a horizontal current flow in a vertical sidewall of a semiconductor body, e.g. FinFET, MuGFET

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 機械的強度が強く安定して半導体装置を製造
することができる半導体装置の製造方法の製造方法を提
供することにある。 【構成】 単結晶シリコン基板1上にシリコン酸化膜2
を堆積し、シリコン酸化膜2に穴3をあけ、穴3にシリ
コンエピタキシャル基板4をエピタキシャル成長させ
る。そして、シリコンエピタキシャル基板4の両端を残
してシリコンエピタキシャル基板4の周辺部のシリコン
酸化膜2を除去する。さらに、シリコンエピタキシャル
基板4を酸化して単結晶シリコン基板1と絶縁分離する
とともにゲート酸化膜6を形成し、ゲート酸化膜6上に
ポリシリコン7を配置する。その後、ポリシリコン7を
マスクとしたシリコンエピタキシャル基板4への不純物
拡散にて自己整合的にソース・ドレイン領域を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置の製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】SOI構造のMOSトランジスタの製造
方法の一つとして特開平3−288475号公報に示さ
れているものがある。これは、半導体に対し挟み込むよ
うにゲート電極を配置することによりチャネル幅が大き
くとれるようにしたものである。又、SOI構造となっ
ており、周辺のトランジスタとは絶縁分離できるので外
乱による影響を受けないメリットがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、構造的には機
械的強度に問題がある。つまり、エピタキシャル成長さ
せた基板下に酸化膜を形成するにはその基板を薄くする
必要があり、薄くした基板を酸化させたり、洗浄を繰り
返したり、ゲート電極を形成する等においてエピタキシ
ャル基板が折れることが考えられる。
【0004】そこで、この発明の目的は、機械的強度が
強く安定して半導体装置を製造することができる半導体
装置の製造方法の製造方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】この発明は、単結晶半導
体基板上に絶縁膜を堆積し、前記絶縁膜に穴をあける第
1工程と、前記穴に半導体をエピタキシャル成長させる
第2工程と、前記半導体の一部の部位を残して当該半導
体の周辺部の前記絶縁膜を除去する第3工程と、前記半
導体を酸化して前記単結晶半導体基板と絶縁分離すると
ともにゲート酸化膜を形成する第4工程と、前記ゲート
酸化膜上にゲート電極材を配置する第5工程と、前記ゲ
ート電極材をマスクとした前記半導体への不純物拡散に
て自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する第6工
程とを備えた半導体装置の製造方法をその要旨とするも
のである。
【0006】
【作用】第1工程により単結晶半導体基板上に絶縁膜が
堆積され、絶縁膜に穴があけられる。そして、第2工程
により穴に半導体がエピタキシャル成長させられ、第3
工程により半導体の一部の部位を残して半導体の周辺部
の絶縁膜が除去される。これにより、半導体は絶縁膜に
て支えられることとなる。
【0007】さらに、第4工程により半導体が酸化され
て単結晶半導体基板と絶縁分離されるとともにゲート酸
化膜が形成される。そして、第5工程によりゲート酸化
膜上にゲート電極材が配置され、第6工程によりゲート
電極材をマスクとした半導体への不純物拡散にて自己整
合的にソース・ドレイン領域が形成される。
【0008】
【実施例】(第1実施例)以下、この発明を具体化した
一実施例を図面に従って説明する。
【0009】図1〜図13を用いて本実施例の半導体装
置の製造方法を説明する。まず、図1,2に示すよう
に、単結晶シリコン基板1の上にシリコン酸化膜2を3
μm堆積する。そして、シリコン酸化膜2に長方形状の
穴3をホトエッチにより形成する。この穴3内において
単結晶シリコン基板1の表面が露出している。
【0010】その後、図3,4に示すように、単結晶シ
リコン基板1の上面のシリコンの選択エキタキシャル成
長法により穴3内にシリコンエピタキシャル基板4を形
成する。このシリコンエピタキシャル基板4の上面は、
シリコン酸化膜2の上面より低くなっている。尚、穴3
を完全にシリコンエピタキシャル基板4で埋めてもよ
い。
【0011】さらに、図5,6に示すように、シリコン
エピタキシャル基板4の両端を支えるように再度ホトエ
ッチによりシリコンエピタキシャル基板4の周辺のシリ
コン酸化膜2をエッチングする。
【0012】引き続き、図7に示すように、酸化を行
い、シリコンエピタキシャル基板4の下にシリコン酸化
膜5を形成するとともにゲート酸化膜6を形成する。
尚、ここで、図5,6に示す状態から、シリコンエピタ
キシャル基板4を覆うようにSi 3 4 膜を1500Å
成膜した後、酸化しシリコンエピタキシャル基板4の下
に酸化膜を形成してからSi3 4 膜を除去しゲート酸
化膜6を形成してもよい。
【0013】さらに、図8に示すように、ゲート電極材
としてのポリシリコン7を堆積し、図9,10に示すよ
うに、ホトエッチによりパターニングする。そして、ポ
リシリコン7をマスクとしたシリコンエピタキシャル基
板4への不純物拡散にて自己整合的にソース・ドレイン
領域を形成する。つまり、ボロンまたはリン、またはヒ
素をイオン注入することでソース・ドレイン領域を形成
する。
【0014】さらに、図11に示すように、酸化膜8を
形成する。そして、図12に示すように、コンタクトホ
ール9をホトエッチングにより形成した後、ソース・ド
レイン・ゲートに対しアルミ電極10を形成する。
【0015】図13には、アルミ電極10の配置状態を
示す平面図を示す。以上により、SOI型MOSトラン
ジスタが製造される。このような製造工程において図5
に示すように縦型のシリコンエピタキシャル基板4の両
端をシリコン酸化膜2で支持しているので、機械的強度
が向上する。つまり、エピタキシャル成長させた基板4
下に酸化膜5を形成するにはその基板4を薄くする必要
があり、薄くした基板4を酸化させたり、洗浄を繰り返
したり、ゲートを形成する際に折れることが考えられ
る。しかし、本実施例ではそのようなことが回避され
る。
【0016】又、ウエハの表面に顕著な凹凸がなくなる
ので金属膜配線が断線しにくくなる。さらに、このよう
なMOSトランジスタにおいては、チャネル幅が大きく
とれ、電流駆動能力を大きくとることのできる。又、S
OI構造となり周辺トランジスタとは絶縁分離されてい
るので外乱による影響や素子相互間の影響を受けない。
【0017】このように本実施例においては、単結晶シ
リコン基板1(単結晶半導体基板)上にシリコン酸化膜
2(絶縁膜)を堆積し、シリコン酸化膜2に穴3をあけ
(第1工程)、穴3にシリコンエピタキシャル基板4
(半導体)をエピタキシャル成長させ(第2工程)、シ
リコンエピタキシャル基板4の一部の部位を残してシリ
コンエピタキシャル基板4の周辺部のシリコン酸化膜2
を除去し(第3工程)、シリコンエピタキシャル基板4
を酸化して単結晶シリコン基板1と絶縁分離するととも
にゲート酸化膜6を形成し(第4工程)、ゲート酸化膜
6上にポリシリコン7(ゲート電極材)を配置し(第5
工程)、ポリシリコン7をマスクとしたシリコンエピタ
キシャル基板4への不純物拡散にて自己整合的にソース
・ドレイン領域を形成した(第6工程)。その結果、縦
型のシリコンエピタキシャル基板4の両端をシリコン酸
化膜2で支持しているので、機械的強度が向上して安定
してMOSトランジスタを製造することができる。 (第2実施例)次に、第2実施例を図面に従って説明す
る。
【0018】本実施例は、図14に示すように、シリコ
ンエピタキシャル基板14とシリコン酸化膜(絶縁膜)
12との空間を無くし、さらにポリシリコンゲート電極
(21)表面の凹凸を無くして、より平坦化を狙ったも
のである。
【0019】以下にその製造方法説明する。図15,1
6に示すように、単結晶シリコン基板11上にシリコン
酸化膜12を形成し素子基板となる領域をホトエッチン
グにより開口して穴13をあける。そして、図17,1
8に示すように、選択シリコンエキピシャル成長法によ
り穴13をシリコンエピタキシャル基板14で埋める。
その後、ウエハ全面にシリコン酸化膜15を形成し、さ
らにその上にSi3 4 膜16を形成する。
【0020】引き続き、図19,20に示すように、ゲ
ート電極を形成する領域17におけるシリコン酸化膜1
2,15、Si3 4 膜16をホトエッチングにより開
口する。
【0021】さらに、図21に示すように、Si3 4
膜18を2000Å成膜する。そして、図22に示すよ
うに、上記Si3 4 膜18をホトエッチングによりパ
ターニングする。ただし、シリコン酸化膜15上のSi
3 4 膜16は残す。
【0022】引き続き、図23に示すように、LOCO
S酸化を行い、シリコンエピタキシャル基板14の下に
シリコン酸化膜19を形成する。そして、図24,25
に示すように、シリコンエピタキシャル基板14上のS
3 4 膜18のみを除去する。
【0023】さらに、図26に示すように、酸化を行
い、ゲート酸化膜20を形成する。次に、図27に示す
ように、ウエハ全面にポリシリコン21を成膜する。引
き続き、図28,29に示すように、Si3 4 膜16
の表面が現れるまでポリシリコン21を研磨する。
【0024】そして、図14に示すように、Si3 4
膜16を熱リン酸で除去する。次に、ポリシリコン21
をマスクとしたシリコンエピタキシャル基板14へのイ
オン注入にて自己整合的にソース・ドレイン領域を形成
する。最後に、層間絶縁膜及びコンタクトホールを形成
した後、アルミ電極を形成する。
【0025】尚、この発明は上記各実施例に限定される
ものではなく、例えば、ゲート電極材としてはポリシリ
コンの他にも、シリサイド等であってもよい。
【0026】
【発明の効果】以上詳述したようにこの発明によれば、
機械的強度が強く安定して半導体装置を製造することが
できる優れた効果を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図2】製造工程を示す断面図である。
【図3】製造工程を示す斜視図である。
【図4】製造工程を示す断面図である。
【図5】製造工程を示す斜視図である。
【図6】製造工程を示す断面図である。
【図7】製造工程を示す断面図である。
【図8】製造工程を示す断面図である。
【図9】製造工程を示す断面図である。
【図10】製造工程を示す斜視図である。
【図11】製造工程を示す断面図である。
【図12】製造工程を示す断面図である。
【図13】製造工程を示す平面図である。
【図14】第2実施例の製造工程を示す斜視図である。
【図15】製造工程を示す斜視図である。
【図16】製造工程を示す断面図である。
【図17】製造工程を示す斜視図である。
【図18】製造工程を示す断面図である。
【図19】製造工程を示す斜視図である。
【図20】製造工程を示す断面図である。
【図21】製造工程を示す断面図である。
【図22】製造工程を示す断面図である。
【図23】製造工程を示す断面図である。
【図24】製造工程を示す断面図である。
【図25】製造工程を示す斜視図である。
【図26】製造工程を示す断面図である。
【図27】製造工程を示す断面図である。
【図28】製造工程を示す斜視図である。
【図29】製造工程を示す断面図である。
【符号の説明】
1 単結晶シリコン基板(単結晶半導体基板) 2 シリコン酸化膜(絶縁膜) 3 穴 4 シリコンエピタキシャル基板(半導体) 6 ゲート酸化膜 7 ポリシリコン(ゲート電極材)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 単結晶半導体基板上に絶縁膜を堆積し、
    前記絶縁膜に穴をあける第1工程と、 前記穴に半導体をエピタキシャル成長させる第2工程
    と、 前記半導体の一部の部位を残して当該半導体の周辺部の
    前記絶縁膜を除去する第3工程と、 前記半導体を酸化して前記単結晶半導体基板と絶縁分離
    するとともにゲート酸化膜を形成する第4工程と、 前記ゲート酸化膜上にゲート電極材を配置する第5工程
    と、 前記ゲート電極材をマスクとした前記半導体への不純物
    拡散にて自己整合的にソース・ドレイン領域を形成する
    第6工程とを備えたことを特徴とした半導体装置の製造
    方法。
JP5030673A 1993-02-19 1993-02-19 半導体装置の製造方法 Pending JPH06244208A (ja)

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