[发明专利]半导体装置的制造方法及半导体装置

说明书

技术领域

本发明涉及半导体装置的制造方法以及半导体装置，特别涉及在半导体装置中形成SOI(Silicon On Insulator)结构的技术。

背景技术

具有上述的SOI结构的半导体装置的制造方法，例如公开有一种在非专利文献1所记载的那样，通过使用SBSI(Separation by Bonding SiIslands)法，在硅基板上局部形成SOI层，在该SOI层上形成SOI晶体管的方法。

下面说明使用上述SBSI法形成SOI结构的方法。首先，在硅基板上外延生长硅锗(SiGe)层、硅(Si)层，然后形成用于支承硅层的支承体孔。在其上面形成氧化膜等，然后绘制图案，获得元件形成区域和支承体的形状。然后，通过对位于支承体下侧的硅锗层进行选择性蚀刻，使硅层被支承体支承，并且在硅层的下方形成空洞部。然后，在空洞部中，通过使用热氧化法，从硅基板侧和硅层侧成长氧化膜，在硅基板与硅层之间形成BOX(Buried Oxide)层。而且，在硅基板上进行了平坦化处理后，使用氟酸等蚀刻液进行蚀刻，在表面上露出硅层，由此在硅基板上形成SOI结构。

[非专利文献1]T.Sakai et al.，Second International SiGe Technology and Device Meeting，Meeting Abstract，pp.230-231，May(2004)

但是，在空洞部中形成BOX层时，如图14所示，从硅基板111成长的第一BOX层112和从硅层113成长的第二BOX层114不能完全填充空洞部内，有时会残留间隙115。由此，在使用氟酸等蚀刻液使硅层113的表面露出时，在因晶片面内的蚀刻量不均而导致氧化膜116(支承体)的蚀刻量多的情况下(进行了从作为标准位置的双点划线的位置到箭头方向的实线位置的过量蚀刻的情况)，存在着蚀刻液进入到第一BOX层112与第二BOX层114之间，造成硅层113与第二BOX层114一同被剥离的问题。

发明内容

本发明的目的是，提供一种能够抑制SOI结构中的单晶半导体层被剥离的半导体装置的制造方法以及半导体装置。

为了解决上述的问题，本发明的半导体装置的制造方法，其特征在于，包括：以覆盖半导体基板的有源面侧的单晶区域露出的部分的方式，形成蚀刻选择比大于所述半导体基板的蚀刻选择比的第一单晶半导体层的工序；以覆盖所述第一单晶半导体层的方式，形成蚀刻选择比小于所述第一单晶半导体层的蚀刻选择比的第二单晶半导体层的工序；除去与使用所述第二单晶半导体层的一部分形成的元件区域部邻接并处于夹着所述元件区域部的位置区域内的所述第二单晶半导体层和所述第一单晶半导体层而开口，形成使所述半导体基板露出的支承体孔的工序；以掩埋所述支承体孔和所述元件区域部的方式在所述半导体基板的有源面侧形成支承体前驱层的工序；保留包括所述支承体孔和所述元件区域部的区域，蚀刻除去所述支承体前驱层而形成支承体的工序；将所述支承体作为掩模，形成露出所述第一单晶半导体层和所述第二单晶半导体层的端部的至少一部分的露出面的工序；通过湿式蚀刻除去所述第一单晶半导体层的工序；利用热氧化在通过所述湿式蚀刻得到的空隙内填充氧化膜的工序；形成平坦化绝缘层，并采用化学机械研磨(CMP)法对所述半导体基板的有源面侧实施平坦化的工序；通过使用了包含氟酸的蚀刻液的湿式蚀刻，对所述平坦化绝缘层进行蚀刻，露出所述第二单晶半导体层的工序；和在所述第二单晶半导体层上形成晶体管的工序，还具有：在所述形成支承体孔的工序之后，在与所述支承体孔邻接的所述第一单晶半导体层和所述第二单晶半导体层的端面，形成对蚀刻液具有耐蚀刻性的第一侧壁的工序；和在所述填充氧化膜的工序之后，在位于所述支承体下侧的所述第一单晶半导体层和所述氧化膜的所述露出面，形成对蚀刻液具有耐蚀刻性的第二侧壁的工序。

根据该方法，由于使用对蚀刻液具有耐蚀刻性的第一侧壁和第二侧壁来覆盖取代第一单晶半导体层填充的氧化膜和第二单晶半导体层的端面全周，所以，在进行用于露出第二单晶半导体层的上表面的蚀刻时，即使在对位于第二单晶半导体层周围的支承体和平坦化绝缘层进行了过量的蚀刻的情况下，通过第一侧壁和第二侧壁也能够抑制第二单晶半导体层和氧化膜的露出。由此，能够抑制因蚀刻液导致的第二单晶半导体层的剥离。