集成半导体设备和制造该集成半导体设备的方法技术

一种集成半导体设备和制造该集成半导体设备的方法包括保留半导体层的一个部分使得当在ＳＯＩ晶片上形成槽时在槽上形成倾斜表面。沿着该倾斜表面形成厚的二氧化硅膜（第二绝缘膜）。该厚的二氧化硅膜防止氧气进入槽内ＳＯＩ晶片的绝缘层和半导体层之间的边界表面。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种具有用于电分离多个半导体元件的槽的集成半导体设备以及制 造该集成半导体设备的方法。
技术介绍
例如在日本公开专利2007-258501 (专利文件1)中已知使用S0I (绝缘体上硅) 形成介质绝缘集成电路。当形成这种类型的集成电路时，首先如图1所示，准备由硅基板1、 由二氧化硅膜构成的第一绝缘膜2、以及硅半导体层3组成的S0I晶片。然后，通过使用抗 蚀剂掩模4各向异性地蚀刻(干法蚀刻)硅半导体层3形成槽(通道)5。以此方式，槽5 将硅半导体层分离成多个部件区6。由于槽5被形成为从硅半导体层3的表面延伸到第一 绝缘膜2，所以多个部件区6由第一绝缘膜2和槽5彼此地和电地隔离。当硅半导体层3被蚀刻从而槽5完全地延伸到第一绝缘膜2时，第一绝缘膜2在 槽5的底部暴露。通常，为了通过槽5确保多个部件区6之间的电介质隔离，充分地执行蚀 刻工序从而硅半导体层3不保持在槽5的底部。在该蚀刻工序时，由于第一绝缘膜2和硅 半导体层3之间的选择性高并且由于硅半导体层3容易通过第一绝缘膜2被蚀刻，当蚀刻到达第一绝缘膜2时，蚀刻在槽5的底部沿水平方向进行，并且沿水平方向 将硅半导体层3的底表面切除，即产生凹口 7。在如图1所示的在槽5中形成第二绝缘膜(二氧化硅膜)8之前的状态下，部件区 6的特征降级基本上不发生。然而，如图2所示，例如，当形成由二氧化硅材料构成的第二绝 缘膜8时，在该第二绝缘膜8的形成工序中将氧气提供给凹口 7，并且在该凹口 7内也形成 二氧化硅膜。由二氧化硅膜升高的部件区6引起的应力产生晶体缺陷，引起部件的电特征 的降级。另外，在图2中，磷离子作为n型杂质被注入槽5的侧壁中，然后，通过在硅半导体 层3上执行高温热氧化工序，形成由二氧化硅材料构成的第二绝缘膜8。然后基于部件区6 内注入的磷离子形成n型半导体区域9。当如图1和2所示形成V形截面凹口 7以及在部件区6中的晶体缺陷产生时，由 于在凹口 7的部分第二绝缘膜8变薄，部件中的电阻减小。另外，由导电多晶体硅形成的电 极通过第二绝缘膜8被埋在槽5中，并且有时在该电极和部件区6之间施加电压。在这种 情况下，由于在凹口 7的入口处的锐角部分的电场浓缩，泄露电流流经第二绝缘膜8。部件 的电阻的降低以及泄露电流的增加使得半导体设备的功能降级。因而，本专利技术试图解决的问题如下在集成半导体设备的制造方法中，由于在槽内 形成绝缘膜，产生半导体层的晶体降级，其中在集成半导体设备中用于电介质隔离的槽形 成在堆叠有基板、绝缘膜和半导体层的晶片上。
技术实现思路
为了解决上述问题，与本专利技术实施例相关的第一特征是一种集成半导体设备，包 括基板；第一绝缘膜，布置在所述基板上；半导体层，布置在所述第一绝缘膜上并且包括 由槽分开的多个半导体部件区；以及第二绝缘膜，形成在所述槽中；其中，所述多个半导体 部件区中的每个都具有边缘部分，所述边缘部分具有比所述半导体部件区的主表面和所述 第一绝缘膜之间的间隔更小的厚度并且在所述槽下延伸，并且所述第二绝缘膜形成在所述 槽的壁表面上且与所述第一绝缘膜接触。与第一特征相关的集成半导体设备，其中所述第二绝缘膜具有覆盖所述槽的主侧 表面的第一部分以及覆盖所述边缘部分的第二部分，并且所述第二部分的最大厚度大于所 述第一部分的最大厚度。与本专利技术实施例相关的第二特征是一种制造集成半导体设备的方法，所述方法包 括在由基板、布置在所述基板上的第一绝缘膜、以及布置在所述第一绝缘膜中的半导体层 组成的晶片中，在所述半导体层上形成槽并且所述槽从所述半导体层的主表面朝向所述第 一绝缘膜延伸从而分开为多个半导体部件区，从而具有比所述半导体层的主表面与所述第 一绝缘膜之间的所述半导体层的厚度小的厚度的部分保留在所述第一绝缘膜之间；以及通 过氧化暴露在所述半导体层的所述槽上的部分，形成覆盖所述槽的壁表面且接触所述第一 绝缘膜的第二绝缘膜。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中形成所述第二绝缘膜包括用 于沿从所述半导体层的所述槽的入口至具有小的厚度的剩余部分的所述槽的主侧表面引 入具有第一浓度的杂质和/或沿具有小的厚度的所述剩余部分引入具有比所述第一浓度 高的第二浓度的杂质的工序，以及用于通过在氧化环境中在引入具有所述杂质的所述半导 体层上执行加热工序而形成所述第二绝缘膜的工序。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中用于将杂质引入到所述半导 体层的所述工序是用于将杂质离子以特定角度注入到所述槽的壁表面的工序。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中用于通过在氧化环境中在所 述半导体层上执行加热工序而形成所述第二绝缘膜的工序包括下述工序在所述半导体层 上执行第一温度的热氧化工序，其中引入具有所述第二浓度的杂质的区域的氧化速度大于 引入具有所述第一浓度的杂质的区域的氧化速度，和在引入具有所述第二浓度的杂质的区 域上形成比引入具有所述第一浓度的杂质的区域上的氧化膜更厚的氧化膜；并且还包括下 述工序在所述半导体层上执行比所述第一温度高的第二温度的热氧化工序。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中用于在所述半导体层上形成 槽的所述工序包括第一工序，用于形成具有从所述半导体层的主表面至没有到达所述第 一绝缘膜的地方的深度的第一槽；以及第二工序，在第二工序中进一步移除所述第一槽下 面的所述半导体层并且形成具有到达所述第一绝缘膜的锥形端部分的第二槽。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中用于在所述半导体层上形成 槽的所述工序是下述工序用于形成槽，从而在所述槽的所述底部与所述第一绝缘膜之间 产生所述半导体层的剩余部分，所述剩余部分具有在用于形成所述第二绝缘膜的所述工序 中能够被改变为氧化材料的厚度。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中从所述槽的所述半导体层的 所述主表面至具有小的厚度的所述半导体层的部分的所述主侧表面沿几乎垂直于所述半 导体层的所述主表面的方向延伸。与第二特征相关的制造集成半导体设备的方法，其中具有小的厚度的所述半导体 层的所述部分包括倾斜的或弯曲的表面。与本专利技术实施例相关的第三特征是一种制造集成半导体设备的方法，所述方法包 括在由基板、布置在所述基板上的第一绝缘膜、以及布置在所述第一绝缘膜中的半导体层 组成的晶片中，从所述半导体层的表面至所述第一绝缘膜在所述半导体层上形成槽从而分 开为多个半导体部件区；沿从所述半导体层的所述槽的入口至中间的地方的第一部分的壁 表面形成引入具有第一浓度的杂质的部分，以及沿所述第一部分和所述槽的端部之间的第 二部分的壁表面形成引入具有比所述第一浓度高的第二浓度的杂质的部分；在所述半导体 层上执行第一温度的热氧化工序，其中引入具有所述第二浓度的杂质的所述第二部分的氧 化速度大于引入具有所述第一浓度的杂质的第一部分的氧化速度，以及在引入具有所述第 二浓度的杂质的所述第二部分上形成比引入具有所述第一浓度的杂质的区域上的氧化膜 更厚的氧化膜；以及在所述半导体层上执行比所述第一温度高的第二温度的热氧化工序。附图说明图1是示出带有具有凹口的槽的传统半导体设备的截面图；图2是示出具有形成在图1的槽中的绝缘膜的半导体设备的截面图；图3是示出用于制造本专利技术的第一实施例的集成半导体设备的S0I晶片的截面 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种集成半导体设备，包括：基板；第一绝缘膜，布置在所述基板上；半导体层，布置在所述第一绝缘膜上并且包括由槽分开的多个半导体部件区；以及第二绝缘膜，形成在所述槽中；其中，所述多个半导体部件区中的每个具有边缘部分，所述边缘部分具有比半导体部件区的主表面和所述第一绝缘膜之间的间隔更小的厚度并且在所述槽下延伸，并且所述第二绝缘膜形成在所述槽的壁表面上且与所述第一绝缘膜接触。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：青木宏宪，吉川英一，
申请(专利权)人：三垦电气株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]