(57)【要約】【課題】体格の増大が抑制された半導体装置を提供する。【解決手段】絶縁分離トレンチによって半導体基板が複数の素子形成領域に区画され、各素子形成領域に少なくとも１つの電子素子が形成された半導体装置であって、半導体基板の厚さ方向に垂直な平面方向において、１本の絶縁分離トレンチを介して、２つの素子形成領域が互いに隣接するように、絶縁分離トレンチの平面方向に沿う形状が、格子状となっている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁分離トレンチによって半導体基板が複数の素子形成領域に区画され、各素子形成領域に少なくとも１つの電子素子が形成された半導体装置であって、
前記半導体基板の厚さ方向に垂直な平面方向において、１本の前記絶縁分離トレンチを介して、２つの前記素子形成領域が互いに隣接するように、前記絶縁分離トレンチの平面方向に沿う形状が、格子状となっていることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記絶縁分離トレンチは、側壁酸化膜を有し、
前記絶縁分離トレンチは、絶縁材料によって充填されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記絶縁材料は、酸化シリコンであることを特徴とする請求項２に記載の半導体装置。
【請求項４】
前記絶縁分離トレンチは、側壁酸化膜を有し、
前記絶縁分離トレンチは、導電性材料によって充填されており、
前記側壁酸化膜を誘電体とし、前記側壁酸化膜を介して互いに隣接する前記導電性材料の領域と前記素子形成領域の領域とを対向電極とするコンデンサが、前記半導体基板に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項５】
前記導電性材料は、ポリシリコンであることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁分離トレンチによって半導体基板が複数の素子形成領域に区画され、各素子形成領域に少なくとも１つの電子素子が形成された半導体装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１には、絶縁層を介して支持基板上に半導体層が形成され、この半導体層が、絶縁分離トレンチによって複数の素子形成領域に分割された半導体装置が提案されている。この半導体装置では、半導体層に、絶縁分離トレンチの側壁絶縁膜を誘電体薄膜としたコンデンサが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−４５９８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、特許文献１に示される半導体装置では、特許文献１の図５に示されるように、半導体層に、複数の絶縁分離トレンチそれぞれが独立して形成され、１つの絶縁分離トレンチによって、１つの素子形成領域が形成されている。そのため、半導体層に、複数の絶縁分離トレンチそれぞれを独立して形成するための領域を予め設けておかなくてはならず、これによって、半導体層の体格が増大し、半導体装置の体格が増大する、という問題があった。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、体格の増大が抑制された半導体装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記した目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、絶縁分離トレンチによって半導体基板が複数の素子形成領域に区画され、各素子形成領域に少なくとも１つの電子素子が形成された半導体装置であって、半導体基板の厚さ方向に垂直な平面方向において、１本の絶縁分離トレンチを介して、２つの素子形成領域が互いに隣接するように、絶縁分離トレンチの平面方向に沿う形状が、格子状となっていることを特徴とする。
【０００７】
このように本発明によれば、１本の絶縁分離トレンチを介して、２つの素子形成領域が互いに隣接するように、絶縁分離トレンチの形状が格子状となっている。これによれば、複数の絶縁分離トレンチそれぞれが独立した構成とは異なり、半導体基板に、複数の絶縁分離トレンチそれぞれを独立して形成するための領域を設けなくとも良いので、半導体基板の体格の増大が抑制される。この結果、半導体装置の体格の増大が抑制される。
【０００８】
請求項２に記載のように、絶縁分離トレンチは、側壁酸化膜を有し、絶縁分離トレンチは、絶縁材料によって充填された構成が良い。これによれば、絶縁分離トレンチを介して隣接する素子形成領域間の電気絶縁性が向上される。なお、絶縁材料としては、請求項３に記載のように、酸化シリコンを採用することができる。
【０００９】
請求項４に記載のように、絶縁分離トレンチは、側壁酸化膜を有し、絶縁分離トレンチは、導電性材料によって充填されており、側壁酸化膜を誘電体とし、側壁酸化膜を介して互いに隣接する導電性材料の領域と素子形成領域の領域とを対向電極とするコンデンサが、半導体基板に形成された構成が良い。
【００１０】
請求項１に記載したように、絶縁分離トレンチの形状は格子状となっており、その絶縁分離トレンチが導電性材料によって充填されている。これによれば、コンデンサの対向電極の内、導電性材料によって構成される電極（以下、第１電極と示す）が、素子形成領域によって構成される電極（以下、第２電極と示す）とは異なり、各コンデンサで同電位となる。したがって、第１電極それぞれに外部配線を接続しなくとも良くなる。すなわち、第１電極を構成する導電性材料に、少なくとも１つの外部配線を接続すれば良い。これにより、独立して形成された絶縁分離トレンチそれぞれにコンデンサが形成された構成と比べて、外部配線の数を少なくすることができる。なお、導電性材料としては、請求項５に記載のように、ポリシリコンを採用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。
【図３】半導体装置の変形例を説明するための断面図である。
【図４】コンデンサの電気的な接続を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る半導体装置の概略構成を示す平面図である。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図である。なお、以下においては、半導体基板１０の厚さに沿う方向を、厚さ方向、厚さ方向に垂直な方向を、平面方向と示す。したがって、以下、単に厚さ、と記述した場合には、上記した厚さ方向に沿う長さを示し、単に平面形状、と記述した場合には、上記した平面方向に沿う形状を示す。
【００１３】
図１及び図２に示すように、半導体装置１００は、要部として、半導体基板１０を有する。この半導体基板１０の第１半導体層１１が、絶縁分離トレンチ２０によって、複数の素子形成領域２１に区画され、各素子形成領域２１それぞれに、バイポーラトランジスタなどの電子素子（図示略）が形成されている。図１に示すように、絶縁分離トレンチ２０の平面形状は、格子状となっている。この絶縁分離トレンチ２０の平面形状が、本実施形態に係る半導体装置１００の特徴点である。
【００１４】
半導体基板１０は、図２に示すように、電子素子が形成される第１半導体層１１と、絶縁層１３を介して、第１半導体層１１を支持する第２半導体層１２と、を有する。第１半導体層１１はＮ型単結晶シリコンから成り、第２半導体層１２はＰ型単結晶シリコンから成り、絶縁層１３は酸化シリコンから成る。第１半導体層１１と、第２半導体層１２とは、周知の直接接合技術によって機械的に接合され、絶縁層１３は、その接合過程で形成される。なお、図示しないが、第１半導体層１１の所定部位に、Ｎ型不純物やＰ型不純物が選択的に導入されることで、第１半導体層１１に電子素子が形成されている。
【００１５】
絶縁分離トレンチ２０は、第１半導体層１１を、複数の素子形成領域２１に区画するものである。絶縁分離トレンチ２０は、周知のトレンチ形成技術によって第１半導体層１１の所定部位を厚さ方向に除去し、除去されて外部に露出された第１半導体層１１の面の表層を熱酸化することで形成される。絶縁分離トレンチ２０は、熱酸化された第１半導体層１１の表装を側壁とし、該側壁によって囲まれた絶縁層１３を底部とする溝形状となっている。以下においては、絶縁分離トレンチ２０の側壁を、側壁酸化膜２２と示す。なお、本実施形態では、絶縁分離トレンチ２０が、酸化シリコンから成る絶縁材料２３によって充填されている。
【００１６】
次に、本実施形態に係る半導体装置１００の特徴点である絶縁分離トレンチ２０の平面形状と、その作用効果を説明する。図１に示すように、絶縁分離トレンチ２０の平面形状は格子状となっており、その格子を構成する１本の絶縁分離トレンチ２０を介して、２つの素子形成領域２１が互いに隣接している。これによれば、複数の絶縁分離トレンチそれぞれが独立した構成とは異なり、第１半導体層１１（半導体基板１０）に、複数の絶縁分離トレンチ２０それぞれを独立して形成するための領域を設けなくとも良くなる。
【００１７】
すなわち、複数の絶縁分離トレンチそれぞれが独立した構成では、隣接する２つの素子形成領域の間に、一方の素子形成領域を区画する絶縁分離トレンチを形成するための領域と、他方の素子形成領域を区画する絶縁分離トレンチを形成するための領域と、２つの絶縁分離トレンチを所定距離離反するための領域と、を設ける必要がある。しかしながら、本実施形態の構成では、隣接する２つの素子形成領域２１の間に、１本の絶縁分離トレンチ２０を形成するための領域を設ければ良い。これにより、半導体基板１０の体格の増大が抑制され、半導体装置１００の体格の増大が抑制される。
【００１８】
本実施形態では、絶縁分離トレンチ２０が、絶縁材料２３によって充填されている。これによれば、絶縁分離トレンチ２０を介して隣接する素子形成領域２１間の電気絶縁性が向上される。
【００１９】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【００２０】
本実施形態では、絶縁分離トレンチ２０が、絶縁材料２３によって充填された例を示した。しかしながら、図３に示すように、絶縁分離トレンチ２０が、ポリシリコンなどの導電性材料２４によって充填された構成を採用することもできる。この場合、図３に破線で示すように、側壁酸化膜２２を誘電体とし、側壁酸化膜２２を介して互いに隣接する導電性材料２４の領域２５と素子形成領域２１の領域２６とを対向電極とするコンデンサ２７が、１本の絶縁分離トレンチ２０毎に２つ形成される。
【００２１】
図３に示すように、２つのコンデンサ２７ａ，２７ｂは、対向電極の一方を構成する導電性材料２４が共通となる。したがって、図４に示すように、２つのコンデンサ２７ａ，２７ｂは、導電性材料２４を介して電気的に接続されることとなる。この導電性材料２４に外部配線２８が接続される。これにより、導電性材料２４が、外部配線２８を介してグランドと電気的に接続される。図３は、半導体装置の変形例を説明するための断面図である。図４は、コンデンサの電気的な接続を示す概略図である。以下においては、領域２５を第１電極２５、領域２６を第２電極２６と示す。
【００２２】
ところで、本変形例では、格子状の絶縁分離トレンチ２０が導電性材料２４によって充填されている。これによれば、導電性材料２４によって構成される第１電極２５が、素子形成領域２１によって構成される第２電極２６とは異なり、各コンデンサ２７で同電位となる。したがって、第１電極２５を構成する導電性材料２４に、少なくとも１つの外部配線２８を接続すれば良いで、独立して形成された絶縁分離トレンチそれぞれにコンデンサが形成された構成と比べて、外部配線２８の数を少なくすることができる。
【００２３】
なお、図示しないが、絶縁分離トレンチ２０に充填された導電性材料２４を、周知のフォトリソグラフィやドライエッチングによって部分的に除去することで、コンデンサ２７の容量を調整しても良い。若しくは、導電性材料２４を複数の領域に分割するように除去することで、電気的に独立したコンデンサ２７を複数形成しても良い。
【符号の説明】
【００２４】
１０・・・半導体基板
２０・・・絶縁分離トレンチ
２１・・・素子分離形成領域
２２・・・側壁酸化膜
２３・・・絶縁材料
２４・・・導電性材料
２７・・・コンデンサ
１００・・・半導体装置
【図１】
2011199191.tif 000003
【図２】
2011199191.tif 000004
【図３】
2011199191.tif 000005
【図４】
2011199191.tif 000006