JPS609665B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、寄生容量が小さく、高速である半導体装置を
製造するのに好適な方法に関する。 一般に、半導体装置では、寄生容量を小さくできれば、
高速化、高周波化が可能になるので、その問題を解決す
るための研究、開発がなされている。例えば、ＳＯＳ（
ＳｉｌｉｃｏｎｏｎＳａｐｐｈｉｒｅ）もその一例であ
って、絶縁物である単結晶サファイア基板上にシリコン
単結晶半導体層をェピタキシャル成長させ、その半導体
層に諸素子を形成するようにして、寄生容量を低下させ
ようとするものである。このＳＯＳ構造が明日の半導体
装置と呼ばれ、期待されるようになってから久しいが、
未だに然程の普及を見ていない。その理由は種々あるが
、その大きなものとしては、ェピタキシャル成長させた
シリコン単結晶半導体層の結晶特性が良好でないこと、
サファイア基板が高価であること等が挙げられよう。ま
た、ＳＯＳ構造を探ることなく、寄生容量を小さくする
特殊な半導体装置の製造方法も考えられているが、その
方法は、かなり厄介な工程を多く必要とするので、その
実施は、容易であるとは云い難い。 この一例を第１図乃至第４図を参照して説明する。第１
図参照 ‘１｝ ｎ型シリコン半導体基板１に気相拡散法を適用
してｐ型不純物拡散領域２及びげ型不純物拡散層３を形
成する。 第２図参照 ■ 表面を電解液に接触させ、基板１の底面１′と電解
液中の電極との間に電圧を印力０し、電気化学作用に依
ってｎ十型不純物拡散層３及びｎ型シリコン半導体基板
１の一部を除去する。 この反応は、ｎ型シリコン中にホールの存在を必要とす
るので、それを例えば光照射に依って生起させなければ
ならない。尚、この場合、ｐ型不純物拡散領域２も若干
除去される。第３図参照 ‘３｝ 熱酸化法を適用して二酸化シリコンの絶縁膜４
を形成する。 ■ 化学気相成長法（ＣＶＤ法）を適用して多結晶シリ
コン層５を厚く形成する。 第４図参照 ■ 研削及び研磨を行なって基板１を除去し、ｐ型不純
物拡散領域２を露出させる。 【６｝ この後、通常の技法を適用してｐ型不純物拡散
領域２に諸素子を形成すれば良い。 前記従来技術を用いて製造した半導体装置は、絶縁膜４
の存在が依り、確かに寄生容量を小さくすることが可能
である。 しかしながら、前記製造工程の説明から判るように余り
容易とは云い難い技術がかなり含まれているので、それ
を量産工程で実施するには再現性等の面で多くの困難が
あるし、また、製造できる半導体装置の種類も限定され
、特にバィボーラ半導体装置を製造する場合には、更に
厄介な加工を施すことが必要になると考えられる。本発
明は、結晶特性良好な半導体基板が絶縁層上に容易に形
成できるように、また、バィポーラ半導体装置には不可
欠である埋没層も同時に形成できるようにして、高速性
、高周波性、低消費電力性等を向上した半導体装置が得
られるようにするものであり、以下これを詳細に説明す
る。 第５図乃至第１０図は本発明−実施例の工程説明図であ
り、次にこれ等の図を参照しつつ記述する。第５図参照 ‘１） 例えばｎ型シリコン半導体基板１１に例えば熱
酸化法を適用して二酸化シリコンの絶縁膜１２を厚さ例
えば４０００〔Ａ〕乃至６０００〔Ａ〕程度に形成する
。 尚、この絶縁膜１２は窒化シリコン等で代替することが
できる。勿論、その場合は化学気相成長法等、適宜の技
法を採用しなければならない。第６図参照 ‘２１ 例えば通常のフオト・リソグラフィーを適用し
て絶縁膜１２のパターニングを行ない埋没層形成用閉口
１２Ａを形成する。 第７図参照 糊 例えばシラン（ＳｉＨ４）ーアルシン（ＡｓＨ３）
−酸素（０２）系に依る化学気相成長法を適用し枇鮭酸
ガラス（ＡＳＧ）膜１３を例えば厚さ２０００〔Ａ〕乃
至３０００〔Ａ〕程度に成長させる。 尚、枇桂酸ガラス膜１３はアンチモン含有ガラス（Ｓ協
Ｇ）に代替しても良い。第８図参照 ■ 例えば石英ガラス基板１４に前記工程｛３ーと同様
に化学気相成長法を適用して硯桂酸ガラス膜１５を形成
する。 尚、枇桂酸ガラス膜１５も他の適当なガラスに代替して
良い。‘５ー 前記工程ｍ〜｛３｝を経て得られたウェ
ハと前記工程‘４｝で得られたウェハとをそれぞれの枇
桂酸ガラス膜１３，１５が対向するようにして積み重ね
る。 第９図参照 ‘６｝ 砥桂酸ガラス膜１３，１５が溶融する温度、例
えば１２００〔℃〕乃至１２５０

〔００〕程度の温度で
例えば６０〔分〕乃至９０〔分〕程度の加熱処理を行な
う。 これに依りｎ型シリコン半導体基板１１と石英ガラス基
板１４とは硯桂酸ガラス膜１３，１５を介して接着され
、それと同時に枇桂酸ガラス膜１３３中の枇素がｎ型シ
リコン半導体基板１１に熱拡散されてｎ＋型埋没層１６
が形成される。‘７｝ 例えばエッチング法或いは研磨
法等を適用してｎ型シリコン半導体基板１１を適当な厚
さになるように加工する。 これに依り、電気的特性及び機械的強度が充分な絶縁性
基板上に結晶特性良好なｎ型シリコン半導体層１１′が
形成されたことになり、しかも、その半導体層１１′は
ｎ＋型埋没層１６を有しているものである。尚、１７は
空所を示している。第１０図参照 【８｝ この後、半導体層１１′に所望の素子を形成す
れば良いが、その場合は通常の技法を適用することがで
きる。 第１０図には、そのようにして製造したバィポ−ラ半導
体装置が示されている。 この工程順序は全く従来技術通りで良く、例えば、酸化
膜１８の形成、素子間分離領域１９の形成、ベース領域
２１の形成、ェミツタ領域２１の形成、例えばアルミニ
ウムからなるコレクタ電極２２、ベース電極２３、ェミ
ツタ電極２４、その他配線等の形成、例えば隣桂酸ガラ
ス膜２５の形成等の順序で工程を進行させるものである
。前記説明で判るように、本発明に依れば絶縁された基
板の上に結晶特性良好な半導体層を容易に形成できるの
で、得られる半導体装置の寄生容量は著しく小さな値で
あり、高速性、高周波性は向上する。そして埋没層を同
時に形成できることから、特にバィポーラ半導体装置に
対しては有効である。尚、前記実施例では、半導体層と
してシリコンを、基板として石英ガラスを例示したが、
シリコンの代りにゲルマニウムを、石英ガラスの代りに
シリコン、ゲルマニウム、シリコン・カーバイト、ボロ
ン・ナイトライド、サファイア等を使用することができ
る。また前記実施例においては、基板１４表面にもガラ
ス層１５を形成したが、半導体層１１′表面に形成され
た不純物含有ガラス層により充分な接着力が得られれば
、該基板１４表面へはガラス層１５を形成する必要がな
い。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は従来例の工程説明図、第５図乃至第
１０図は本発明−実施例の工程説明図をそれぞれ表わす
。 図に於いて、１１は半導体基板、１１′は半導体層、１
２は絶縁膜、１２Ａは関口、１３は枇蛙酸ガラス膜、１
４は石英ガラス基板、１５は枇桂酸ガラス膜、１６は埋
没層、１７は空所、１８は酸化膜、１９は素子間分離領
域、２川まベース領域、２１はェミッタ領域、２２はコ
レクタ電極、２３はベース電極、２４はェミッタ電極、
２５は隣桂酸ガラス膜をそれぞれ示す。 汁１図 オ２四 オ３欧 オ４図 オ５図 オ６図 オ８図 オ９図 オフ図 オ１０図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基板上に絶縁膜を形成し、次に、該絶縁膜を
   パターニングして開口を形成し、次に該開口中及び絶縁
   膜上に不純物含有ガラス膜を形成して第一のウエハとし
   、また、該ウエハ及び後の加工に悪影響を与えない材質
   の基板を第二のウエハとし、しかる後、前記第一及び第
   二のウエハを前記ガラス膜を介して積み重ね、加熱処理
   してガラス膜を溶融させ両ウエハを接着し且つ前記開口
   を介して前記不純物含有ガラス中の不純物を前記半導体
   基板に拡散して埋没層を形成する工程が含まれてなるこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。