半导体器件及其制造方法技术

本发明专利技术涉及使半导体器件的性能提高的半导体器件及其制造方法。具有光波导路和p型半导体部的半导体器件以如以方式构成。光波导路具有：形成在绝缘层上的第1半导体层、形成在第1半导体层上的绝缘层以及形成在绝缘层上的第2半导体层。此外，p型半导体部具有第1半导体层。而且，p型半导体部的膜厚比光波导路的膜厚小。这样，在第1半导体层和第2半导体层之间形成有绝缘层，因此，使得光波导路的膜厚和p型半导体部的膜厚的控制变得容易。特别是，在p型半导体部的形成工序中，在利用蚀刻除去不需要的第2半导体层之际，使下层的绝缘层作为蚀刻阻挡层发挥作用，从而能够容易地调整p型半导体部的膜厚。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种半导体器件及其制造方法，例如，能够在具有光波导路的半导体器件及其制造方法中得以适宜地利用的半导体器件及其制造方法。
技术介绍
近年来，人们正在进行硅光子技术的研发。该硅光子技术是利用光路将光学设备和电子设备之间连接起来的技术，该光路使用以硅为材料的光波导路。如此这样使用光路将光学设备和电子设备连接起来，并且将这些设备安装好后所得到的半导体器件被称为光通信用模块。在这样的半导体器件之中，作为光信号用的传送线路，存在如下传送线路，该传送线路具有：光波导路，其由在基体上隔着绝缘层形成的半导体层构成；绝缘膜，其以覆盖光波导路的方式形成。此时，光波导路作为芯层发挥作用，绝缘层和绝缘膜作为包层发挥作用。在日本特开2012-27198号公报(专利文献1)中，公开一种光半导体器件，该光半导体器件具有形成在基板上的本征半导体的半导体层和作为该半导体层的一部分的光波导路。专利文献1：日本特开2012-27198号公报
技术实现思路
在以硅为材料的光波导路中，在光波导路中传输的光的一部分在特定波长及其附近波长(下文简称波长程度)的范围内一边向四周逸出一边进行传送。为了减少由该光的逸出引起的传输损失，光波导路的四周(上下左右)被由氧化硅构成的绝缘膜所覆盖。因此，正研究着一种通过使用所谓的SOI基板，利用较厚的绝缘层来覆盖光波导路的下侧的结构。在该情况下，包含光波导路的半导体元件的各部位形成于较厚的绝缘层上的较薄的半导体层。然而，在包含光波导路的半导体元件的各部位的膜厚存在大小尺寸的情况下，需要对较薄的半导体层进行蚀刻至厚度的中间部分，由于对这种处理的控制很困难，容易产生膜厚的偏差。根据本说明书的记述和添附的附图就会明白其他的课题和新的特征。在本申请所公开的技术方案之中，对代表性的概要进行简单的说明如下。本申请所公开的一技术方案所示的半导体器件具有光波导路和与光波导路相连的第1半导体部。而且，光波导路具有：第1部，其由形成在绝缘层上的半导体构成；第2部，其由形成在第1部上的绝缘体构成；第3部，其由形成在第2部上的半导体构成。此外，第1半导体部具有与第1部同层的第4部。而且，第1半导体部的膜厚比光波导路的膜厚薄。本申请所公开的一技术方案所示的半导体器件的制造方法具有如下工序，在该工序中，对元件形成层进行图案形成，形成光波导路和与光波导路相连的第1半导体部。该元件形成层具有：第1层，其由形成在绝缘层上的半导体构成；第2层，其由形成在第1部上的绝缘体构成；第3层，其由形成在第2部上的半导体构成。而且，形成光波导路和第1半导体部的工序具有对第3层进行蚀刻的工序。采用本申请所公开的有代表性的实施方式示出的半导体器件，能够使半导体器件的特性提高。采用本申请中所公开的有代表性的实施方式示出的半导体器件的制造方法，能够容易制造出特性良好的半导体器件。附图说明图1是表示实施方式1的半导体器件的结构的剖视图。图2是表示实施方式1的半导体器件的肋型元件的结构的剖视图。图3是表示实施方式1的半导体器件的肋型元件的结构的俯视图。图4是表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图。图5作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图4之后的制造工序的剖视图。图6作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图5之后的制造工序的剖视图。图7是表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图。图8作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图6之后的制造工序的剖视图。图9作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图8之后的制造工序的剖视图。图10作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图9之后的制造工序的剖视图。图11作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图10之后的制造工序的剖视图。图12作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图11之后的制造工序的剖视图。图13作为表示实施方式1的半导体器件的制造工序的剖视图，是表示继图12之后的制造工序的剖视图。图14是表示实施方式1的SOI基板的制造方法的第1例的剖视图。图15是表示实施方式1的SOI基板的制造方法的第1例的剖视图。图16是表示实施方式1的SOI基板的制造方法的第2例的剖视图。图17是表示实施方式1的SOI基板的制造方法的第2例的剖视图。图18是表示实施方式2的应用例1的半导体器件的肋型元件的结构的剖视图。图19是表示实施方式2的应用例2的半导体器件的结构的剖视图。图20是表示实施方式2的应用例3的半导体器件的肋型元件的结构的剖视图。图21是表示实施方式2的应用例4的半导体器件的结构的剖视图。图22是表示实施方式2的应用例5的半导体器件的结构部位的剖视图。图23是表示实施方式2的应用例5的半导体器件的结构部位的剖视图。图24是表示实施方式2的应用例6的半导体器件的结构的剖视图。图25是表示实施方式2的应用例6的半导体器件的结构的俯视图。图26是示意性地示出由光栅耦合器实施的光信号的交换的图。附图标记说明AR1、AR2、AR3、区域；C1、C2、接触孔；CAP、覆盖层；CL、绝缘层；CP、光栅耦合器；CPa、凸部(肋部)；IL1、IL2、IL3、层间绝缘膜；L1、元件形成层；L1a、第1半导体层；L1b、绝缘层；L1c、第2半导体层；L1d、绝缘层；L1e、第3半导体层；M1、M2、布线；NR、NRO、NRS、n型半导体部；OA1、开口部；OA2、开口部；P1、P2、插塞；PF、光纤；PR、PRO、PRS、p型半导体部；PR1、光信号用传送线路部；PR2、光调制部；PR3、光电转换部；R1～R4、光致抗蚀膜；S1、第1硅基板；S2、第2硅基板；S3、第3硅基板；SB、SOI基板；SB1、基体；TC、保护膜；T1、T1O、T1S、Tn、Tp、TnS、TpS、膜厚；WO1～WO3、光波导路。具体实施方式在以下的实施方式中需要图方便时，分割为多个部分或者实施方式来进行说明，但是除了特别明示的情况以外，这些部分或者实施方式之间并不是毫无关系的，其中一方存在与另一方的一部分或者全部的变形例、应用例、详细说明、补充说明等的关系。此外，在以下的实施方式中，在谈及要素的数等(包含个数、数值、数量、范围等)的情况下，除了特别明示的情况和在原理上明确地限定于特定的数的情况等以外，并不限定于该特定的数，也可以是特定的数以上或以下。而且，在以下的实施方式中，除了特别明示的情况和认为在原理上明确地必须的情况等以外，其结构要素(也包含要素步骤等)并非一定需要。同样地，在以下实施方式中，在谈及结构要素等的形状、位置关系等时，除了特别明示的情况和认为在原理上明确地不需要的情况等以外，实质上包含与该形状等近似或者类似的形状等。这种情况与上记的数等(包含个数、数值、数量、范围等)也是相同的。接下来，基于附图详细说明实施方式。此外，在为了说明实施方式的所有附图中，在具有相同的功能的部件上标注相同或者相关联的附图标记，省略其重复的说明。此外，在存在多个类似的部件(部位)的情况下，有时在总称的附图标记上追加符号，表示出个别或者特定的部位。此外，在以下实施方式中，除了特殊需要的情况以外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种半导体器件，其特征在于，具有：基体、形成在所述基体上的绝缘层、形成在所述绝缘层上的元件形成层、形成在所述元件形成层的光波导路、与所述光波导路相连的第1半导体部，所述光波导路具有：形成在所述绝缘层上的由半导体构成的第1部、形成在所述第1部上的由绝缘体构成的第2部、形成在所述第2部上的由半导体构成的第3部，所述第1半导体部具有与所述第1部同层的第4部，所述第1半导体部的膜厚比所述光波导路的膜厚薄。

【技术特征摘要】
2015.07.30 JP 2015-1509371.一种半导体器件，其特征在于，具有：基体、形成在所述基体上的绝缘层、形成在所述绝缘层上的元件形成层、形成在所述元件形成层的光波导路、与所述光波导路相连的第1半导体部，所述光波导路具有：形成在所述绝缘层上的由半导体构成的第1部、形成在所述第1部上的由绝缘体构成的第2部、形成在所述第2部上的由半导体构成的第3部，所述第1半导体部具有与所述第1部同层的第4部，所述第1半导体部的膜厚比所述光波导路的膜厚薄。2.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，具有：形成在所述第4部上的与所述第2部同层的第5部。3.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，具有：与所述光波导路相连的第2半导体部，所述第2半导体部具有与所述第1部同层的第6部，所述第2半导体部的膜厚比所述光波导路的膜厚薄。4.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，具有：形成在所述第6部上的与所述第2部同层的第7部。5.根据权利要求3所述的半导体器件，其中，所述第4部含有第1导电型的杂质，所述第6部含有作为与所述第1导电型相反的导电型的第2导电型的杂质。6.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述第1部和所述第3部由Si构成，所述第2部具有从氧化硅膜、氮氧化硅膜以及氮化硅膜中所选择
\t的膜。7.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，所述光波导路具有：形成在所述第3部上的由绝缘体构成的第8部、形成在所述第8部上的由半导体构成的第9部。8.根据权利要求1所述的半导体器件，其中，具有：形成在所述元件形成层的第3半导体部、形成在所述第3半导体部上的第4半导体部，所述第3半导体部具有：形成在所述绝缘层上的第1导电型的由Si构成的第10部、形成在所述第1部上的由绝缘体构成的第11部、形成在所述第2部上的所述第1导电型的由Si构成的第12部，所述第4半导体部由作为与所述第1导电型相反的导电型的第2导电型的Ge构成。9.一种半导体器件，其特征在于，具有：基体、形成在所述基体上的绝缘层、形成在所述绝缘层上的元件形成层、形成在所述元件形成层的光波导路、和与所述光波导路相连的功能膜，所述光波导路具有：形成在所述绝缘层上的由半导体构成的第1部、形成在所述第1部上的由绝缘体构成的第2部、和形成在所述第2部上的由半导体构成的第3部，所述功能膜具有凸部和凹部，所述凸部具有：与所述第1部同层的第4部、与所述第2部同层的第5部、和与所述第3部同层的第6部，所述凹部具有与所述第1部同层的...

【专利技术属性】
技术研发人员：中柴康隆，绵贯真一，
申请(专利权)人：瑞萨电子株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP