DE19983426B4

DE19983426B4 - Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit getrennten Schaltungselementausbildungsschichten unterschiedlicher Dicken

Info

Publication number: DE19983426B4
Application number: DE19983426T
Authority: DE
Inventors: Michihiro Nobeoka Kawano
Original assignee: Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Microsystems Co Ltd
Priority date: 1999-06-03
Filing date: 1999-06-03
Publication date: 2005-09-22
Anticipated expiration: 2019-06-04
Also published as: KR20010106428A; US6387741B1; DE19983426T1; WO2000075981A1; KR100383702B1

Abstract

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die getrennte Schaltungselementausbildungsschichten mit unterschiedlichen Schichtdicken auf einer Isolierschicht aufweist, das die Prozesse aufweist:
Ausbilden einer Mehrzahl von Schaltungselementausbildungsschichten (2, 2a, 2b), die durch Stufen unterteilt sind und eine unterschiedliche Schichtdicke auf der Isolierschicht (1) aufweisen;
Ausbilden einer Antioxidationsschicht (4) auf jedem Bereich entsprechend der Schaltungselementausbildungsschicht, die die unterschiedliche Schichtdicke aufweist;
Oxidieren der Schaltungselementausbildungsschichten unter Verwendung der Antioxidationsschicht als Maske zur Ausbildung von Feldoxidschichten (5a, 5b), die unterschiedliche Dicken aufweisen, zwischen den Schaltungselementausbildungsschichten (2a, 2b);
Implantieren von Ionen nur in die Feldoxidschichten (5a), die eine dicke Schichtdicke aufweisen; und
gleichzeitiges Ätzen der Feldoxidschichten (5a, 5b).

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei der getrennte Schaltungselementausbildungsschichten mit unterschiedlichen Dicken auf einer Isolierschicht angeordnet sind, und insbesondere bezieht sie sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei der Siliziumschichten, die unterschiedliche Dicken aufweisen, in einer SOI(Silicon-On-Insulator = Silizium-auf-Isolator)-Struktur getrennt sind.

In Schaltungselementen mit einer SOI-Struktur, in dem Fall des Ausbildens eines bipolaren Transistors und eines MOSFET, werden diese auf demselben isolierenden Substrat ausgebildet, und zum Ausbilden verschiedener MOSFETs, die unterschiedliche Schwellwerte aufweisen, auf diesem wird eine Technik verwendet, bei der Siliziumbereiche, die unterschiedliche Dicken aufweisen, ausgebildet werden, wie es in der japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr. 7-106579 (1995) offenbart ist.

Die Trennung der Elemente wird verwirklicht durch selektives Oxidieren von Schaltungselementausbildungsschichten zur Ausbildung von Feldoxidschichten. Jedoch diffundieren in dem Fall eines SOI-Substrates an Randteilen, an denen die Feldoxidschicht und der Schaltungselementausbildungsbereich in Kontakt miteinander sind, Dotierstoffe des Schaltungselementausbildungsteils, zum Beispiel BF2+ Ionen, in die Feldoxidschicht, wodurch die Dotierstoffkonzentration an dem Randteil niedriger als diejenige von anderen Bereichen, die entfernt von den Randteilen sind, wird. Als ein Ergebnis tritt ein Leckstrom an den Randteilen auf, an denen die Feldoxidschicht und der Schaltungselementausbildungsbereich in Kontakt miteinander sind.

Darum ist es notwendig, die Feldoxidschichten zu entfernen und Dotierstoffe zum Verhindern einer Leckage in die Randteile zu injizieren.

Ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, bei dem Siliziumschichten mit unterschiedlichen Dicken getrennt werden, wird unter Bezugnahme auf 3A bis 3C beschrieben.

Bei diesem herkömmlichen Beispiel werden, um die Schaltungselemente zu trennen, die Feldoxidschichten zeitweilig ausgebildet, und dann werden diese Feldoxidschichten entfernt.

Bei dem Prozeß aus 3A werden zuerst Siliziumschichten 2, die unterschiedliche Dicken aufweisen, auf einer Siliziumoxidschicht 1 ausgebildet, und eine Siliziumoxidschicht (SiO₂) 3 wird darauf abgeschieden.

Des weiteren wird eine Siliziumnitridschicht (Si₃N₄) 4 mittels eines LP-CVD-Verfahrens (LP = Low Pressure = Niedrigdruck) auf der Siliziumoxidschicht 3 abgeschieden. Diesem folgend wird die Siliziumnitridschicht 4 mit einem Resist maskiert und in eine vorbestimmte Form gemustert.

Als nächstes werden in dem Prozeß aus 3B die Siliziumnitridschichten 4 als eine Maske verwendet und eine selektive Naßoxidation wird ausgeführt. Durch diese Naßoxidation werden Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b, die unterschiedliche Dicken aufweisen, ausgebildet.

Als nächstes wird in dem Prozeß aus 3C durch Verwenden einer Ätzflüssigkeit (Ätzmittel), in der Fluorwasserstoffsäure (HF) und Wasser in einem Verhältnis von 1 zu 19 gemischt sind, ein Naßätzen bei den Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b ausgeführt, so daß die Grenzbereichabschnitte zwischen der Siliziumoxidschicht 1 und der Siliziumschicht 2 freigelegt werden. Als ein Ergebnis werden getrennte Schaltungselemente, nämlich die Siliziumschichten 2a, 2b, die unterschiedliche Schichtdicken aufweisen, ausgebildet.

Jedoch kann in dem Fall des Ätzens der Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b die Siliziumoxidschicht 1, die aus demselben Material wie die Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b gemacht wurde, ebenfalls geätzt werden.

Das heißt, wenn die Siliziumschichten 2a, 2b, von denen jede ein Teil der Siliziumschicht 2 war und die unterschiedliche Dicken aufweisen, getrennt werden, wird die Dicke jeder der Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b proportional zu der Dicke der Siliziumschicht 2 zur Oxidation.

Als Folge wird bei dem Naßätzprozeß, wie es in 3C gezeigt ist, falls das Naßätzen mit einer für die Feldsiliziumoxidschicht 5a, die eine dicke Schichtdicke aufweist, eingestellten Ätzzeit ausgeführt wird, auch die Siliziumoxidschicht 1, die unter der Feldsiliziumoxidschicht 5b, die eine dünne Schichtdicke aufweist, vorhanden ist, geätzt, was Hohlräume ausbildet. Diese Hohlräume sind Unterätzungen, die zu einer Unterseite der Siliziumschicht 2b reichen, und dann erhält ein Element, das auf der Siliziumschicht 2b ausgebildet wird, eine ungenügende Struktur.

Aus der US 5,827,755 , insbesondere deren 37 mit zugehöriger Beschreibung, ist ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung bekannt, die getrennte Schaltungselementausbildungsschichten mit unterschiedlichen Dicken auf einer Isolierschicht aufweist, das die Prozesse des Ausbildens einer Mehrzahl von Schaltungselementausbildungsschichten, die durch Stufen unterteilt sind, und eine unterschiedliche Schichtdicke auf der Isolierschicht aufweisen, Ausbildens einer Antioxidationsschicht auf einem Bereich entsprechend einer Schaltungausbildungselementausbildungsschicht, die eine unterschiedliche Schichtdicke aufweist, Oxidierens der zu der mit der Antioxidationsschicht bedeckten Schaltungselementausbildungsschicht benachbarten Schaltungselementausbildungsschicht unter Verwendung der Antioxidationsschicht als Maske zur Ausbildung einer Feldoxidschicht, und Ätzens der Feldoxidschicht aufweist.

Aus der US 5,051,374 ist bekannt, daß unterschiedlich dotierte Feldoxidbereiche unterschiedliche Ätzraten aufweisen.

Aus der US 5,574,292 ist eine Halbleitervorrichtung mit unterschiedlich dicken Schaltungselementausbildungsschichten bekannt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung anzugeben, die keine Hohlräume einer untenliegenden Schicht, die ungefähr dasselbe Material wie die Feldoxidschicht aufweist, hat, wodurch die Ausbeute der Halbleitervorrichtung erhöht und die Zuverlässigkeit verbessert wird.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1.

Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es folgt die Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
1A bis 1E sind Ablaufdiagramme, die ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung als eine Ausführungsform entsprechend der vorliegenden Erfindung zeigen.
2A bis 2F sind zusätzliche Ablaufdarstellungen, die ein Fortsetzen des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, das in den 1A bis 1E gezeigt ist, zeigen.
3A bis 3C sind Ablaufdarstellungen, die ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung zeigen.
Eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
Bei diesem Beispiel wird ein Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung beschrieben. Dieses Verfahren weist das Merkmal auf, daß Bereiche einer Siliziumschicht, die aus unterschiedlichen Dicken bestehen, in einer SOI-Struktur getrennt werden.
Bei diesem Verfahren wird das Ausbilden von Siliziumschichten, die aus unterschiedlichen Dicken im Verhältnis zueinander bestehen, beschrieben. Das folgende Verfahren zeigt einen Fall, bei dem die Dicken der Siliziumschichten mit 145 nm bzw. 10 nm ausgebildet werden.
Zuerst, ein SOI-Substrat, wie eine Siliziumoxidschicht 1 wurde auf einem Siliziumeinkristallsubstrat gebildet und eine Siliziumeinkristallschicht 2 wurde darauf ausgebildet. Das SOI-Substrat, das verwendet wurde, war ein Produkt von Canon Inc. unter dem Markennamen ELTRAN.
Unter Verwendung dieses SOI-Substrates wurden Siliziumschichten, die unterschiedliche Dicken aufweisen, ausgebildet.
Der Prozeß aus 1A wird beschrieben. Eine Siliziumoxidschicht (SiO₂) 11 mit einer Dicke von 20 nm wird auf einer Siliziumschicht 10 mit einer Dicke von 155 nm ausgebildet, zum Beispiel bei Bedingungen einer Oxidationstemperatur von 950°C, einem Wasserstoffgasfluß von 5 Liter/Minute, einem Sauerstoffgasfluß von 10 Liter/Minute und einer Oxidationszeit von 6 Minuten.
Als nächstes wird eine Siliziumnitridschicht (Si₃N₄) 12 mit einer Dicke von 140 nm auf der Siliziumoxidschicht 11 abgeschieden. Das Abscheiden dieser Schicht wird ausgeführt mittels des LP-CVD-Verfahrens (LP = Low Pressure = Niederdruck), zum Beispiel unter Bedingungen einer Abscheidungstemperatur von 760°C, eines SiH₂Cl₂-Gasflusses von 20 sccm, eines NH₃-Gasflusses von 220 sccm und einer Abscheidungszeit von 140 Minuten.
Als nächstes wird die Siliziumnitridschicht 12 in ein vorbestimmtes Muster unter Verwenden eines Resists als einer Maske gebildet. Das heißt, die Siliziumnitridschicht 12 wird derart geformt, daß sie in einem Bereich verbleibt, der einem dicken Teil der Siliziumschicht 10 entspricht.
Als nächstes wird der Prozeß in 1B beschrieben. Eine selektive Naßoxidation wird unter Verwendung der Siliziumnitridschicht 12 als Maske ausgeführt. Diese Naßätzprozeß wird zum Beispiel unter Bedingungen einer Oxidationstemperatur von 1000°C, eines Wasserstoffgasflusses von 8 Liter/Minute, eines Sauerstoffgasflusses von 4,5 Liter/Minute und einer Oxidationszeit von 35 Minuten ausgeführt.
Nebenbei, die Naßoxidation, auf die Bezug genommen wird, ist dazu gedacht, einen Oxidationsprozeß zu bezeichnen, der eine übermäßige Menge von Wasserstoffgas verwendet, im Gegensatz zu einer Trockenoxidation, die einen Oxidationsprozeß verwendet, der eine schwache Menge von Wasserstoffgas verwendet.
Durch Ausführen einer Naßoxidation wie dieser wird die Siliziumschicht 10 in einem Bereich, der nicht maskiert ist, zur Ausbildung einer Siliziumoxidschicht 13, die eine Dicke von 90 nm aufweist, oxidiert.
Als nächstes wird der Prozeß in 1C beschrieben. Das Ätzen wird unter Verwendung einer Ätzflüssigkeit aus einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure (HF) und Wasser in einem Verhältnis von 1 zu 19 für eine Ätzzeit von 11,8 Minuten ausgeführt. Die Siliziumoxidschicht 13 wird durch dieses Ätzen entfernt.
Als nächstes werden die Siliziumnitridschicht 12 und die Siliziumoxidschicht 11 entfernt. In diesem Fall werden die Entfernung der Siliziumnitridschicht 12 und der Siliziumoxidschicht 11 zum Beispiel unter Verwendung eines Ätzmittels aus einer wäßrigen Lösung aus 90 Prozent H₃PO₄ bei Bedingungen einer Temperatur von 160°C und einer Entfernungszeit von 90 Minuten ausgeführt. Durch Verwenden einer Abfolge der oben beschriebenen Prozesse werden die Siliziumschichten 2 als Bereiche ausgebildet, die relativ zueinander unterschiedliche Dicken aufweisen.
Als nächstes wird der Prozeß aus 1D beschrieben. Auf jedem Bereich, der eine ununterschiedliche Dicke aufweist, auf der Siliziumschicht 2, wird eine Siliziumoxidschicht (SiO₂) 3 mit einer Dicke von 20 nm unter Bedingungen von zum Beispiel einer Oxidationstemperatur von 950°C, einem Wasserstoffgasfluß von 5 Liter/Minute, einem Sauerstoffgasfluß von 10 Liter/Minute und einer Oxidationszeit von 6 Minuten ausgebildet.
Als nächstes wird eine Siliziumnitridschicht (Si₃N₄) 4 mit einer Dicke von 140 nm auf der Siliziumoxidschicht 3 abgeschieden. Das Abscheiden dieser Schicht wird mittels des LP(Low Pressure = Niederdruck)-CVD(Chemical Vapor Deposition = chemische Dampfphasenabscheidung)-Verfahrens 4 ausgeführt, zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen: eine Abscheidungstemperatur von 760°C, ein SiH₂Cl₂-Gasfluß von 20 sccm und ein NH₃-Gasfluß von 220 sccm und eine Abscheidungszeit von 140 Minuten.
Als nächstes wird die Siliziumnitridschicht 4 in ein vorgeschriebenes Muster unter Verwendung eines Resists als Maske geformt. Die Ätzbehandlung bei diesem Prozeß wird ausgeführt mittels eines Plasmaätzens, zum Beispiel mit den folgenden Bedingungen: ein CF₄- Gasfluß von 36,5 sccm, eine HF-Ausgangsleistung von 150 W und eine Behandlungszeit von 180 sec.
Als ein Ergebnis werden gemusterte Siliziumnitridschichten 4 auf den entsprechenden Siliziumschichten 2a, 2b unterschiedlicher Dicke ausgebildet.
Als nächstes wird der Prozeß aus 1E beschrieben. Eine selektive Naßoxidation wird unter Verwendung der Siliziumnitridschichten 4 als Maske ausgeführt. Diese Naßoxidation wird zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: eine Oxidationstemperatur von 1000°C, ein Wasserstoffgasfluß von 8 Liter/Minute, ein Sauerstoffgasfluß von 4,5 Liter/Minute und eine Oxidationszeit von 112 Minuten.
Unter Verwendung der Naßoxidation wird ein teil der Siliziumschicht 2 in dem Bereich, in dem sie nicht mit der Maske bedeckt ist, oxidiert, und die Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b, die unterschiedliche Dicken von 290 nm bzw. 200 nm aufweisen, werden auf beiden Seiten einer Stufe A gebildet.
Aufgrund der Ausbildung dieser Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b wird die Siliziumschicht 2 in die Siliziumschicht 2a, die eine dicke Schichtdicke aufweist, und die Siliziumschicht 2b, die eine dünne Schichtdicke aufweist, getrennt. In diesem Fall bilden sich, da Sauerstoff in einer umlaufenden Weise in die Randteile der Siliziumschichten 2a, 2b und der Siliziumnitridschichten 4 eindringen kann, die Randteile selbst in die "Vogelschnabel" (Bird Beak) genannte Gestalt.
Die folgende Beschreibung dient zum Erläutern eines Prozesses zum Entfernen der Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b.
Als nächstes wird der Prozeß aus 2A beschrieben. Der Resist 6 mit einer Dicke von 1300 nm ist über die gesamte Oberfläche des Substrates inklusive der Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b beschichtet. Weiter wird das Substrat belichtet, wobei ein Bereich einer Seite maskiert ist, und nur der Resist 6 auf der Seite der Feldsiliziumoxidschicht 5a wird entfernt.
Als nächstes wird der Prozeß aus 2B beschrieben. BF2+ Ionen werden nur in die Feldsiliziumoxidschicht 5a, die die dicke Schichtdicke aufweist, unter Verwendung des Resists 6 auf der Seite der Feldsiliziumoxidschicht 5b als Maske, implantiert.
In diesem Fall wird die Ionenimplantation ausgeführt durch Verwenden eines Ionenimplantierers, zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen: eine Beschleunigungsenergie von 65 keV und eine Dosis von 7,5 × 10¹⁴/cm². Als alternative Ionenarten können Argon (Ar+), Arsen (As+), Phosphor (P+) und ähnliches verwendet werden.
Als nächstes wird, nachdem der Resist 6 entfernt worden ist, ein Wärmebehandlungsprozeß ausgeführt. Diese Wärmebehandlung wird zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: eine Temperatur von 950°C, ein Stickstoffgasfluß von 15 Liter/Minute und eine Wärmebehandlungszeit von 20 Minuten.
Als nächstes wird der Prozeß aus 2C beschrieben. Die Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b werden geätzt. Dieses Ätzen wird zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen ausgeführt: Verwenden einer Ätzflüssigkeit aus einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure (HF) und Wasser in einem Verhältnis von 1 zu 19 und eine Ätzzeit von 11,8 Minuten. Durch diesen Prozeß werden die Feldoxidschichten 5a, 5b zum Freilegen der Grenzflächen der Siliziumschicht 2 und eines Teils der Siliziumoxidschicht 1 geätzt. Nebenbei bemerkt, es kann einen Fall geben, in dem das Ätzen ohne die Wärmebehandlung ausgeführt werden kann.
Als nächstes werden die Siliziumnitridschichten 4 auf den Siliziumschichten 2a, 2b entfernt. In diesem Fall wird die Entfernung der Siliziumnitridschichten 4 zum Beispiel unter Verwenden einer wäßrigen Lösung von 90 Prozent H₃PO₄ und Bedingungen einer Temperatur von 160°C und einer Entfernungszeit von 90 Minuten ausgeführt. Unter Verwendung einer Abfolge der Prozesse, wie sie oben beschrieben worden sind, können die Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b, die unterschiedliche Dicken relativ zueinander aufweisen, gleichzeitig entfernt werden.
Als nächstes wird der Prozeß der Elementausbildung erläutert.
Der Prozeß aus 2D wird beschrieben. Eine Schicht aus Resist 3 wird so gemustert, daß der Rest der Siliziumschichten 2a, 2b mit dem Resist 3 unter der Bedingung bedeckt ist, daß nur die Randteile der Siliziumschichten 2a, 2b freigelegt sind.
In diesem Fall ist der Randteil der Siliziumschicht definiert als ein Bereich, in dem die Dicke der Siliziumschicht dünner als diejenige des zentralen Teils ist. Nebenbei, die Schichtdicke des Reists 3 ist 1300 nm.
Als nächstes wird eine Ionenimplantation zum Erhöhen der Dotierstoffkonzentration der Randteile der Siliziumschichten 2a, 2b ausgeführt. Die Ionenart, die zu implantieren ist, ist bevorzugterweise BF2+. In diesem Fall werden die Ionen mit einem Ionenimplantierer zum Beispiel unter den folgenden Bedingungen implantiert: eine Beschleunigungsenergie von 65 keV und eine Dosis von 7,5 × 10¹⁴ /cm².
Bei dieser Gelegenheit ist es wesentlich, die Feldsiliziumoxidschichten zu entfernen, um die Ionen gleichförmig in die Randteile der Siliziumschichten zu implantieren.
Als nächstes wird der Prozeß aus 2E beschrieben. Nachdem der Resist 3 entfernt wurde, werden Ionen in die Siliziumschichten 2a und 2b zum Einstellen des Schwellwertes implantiert. Die zu implantierende Ionenart ist bevorzugterweise BF2+. In diesem Fall werden die Ionen mit einem Ionenimplantierer zum Beispiel bei den folgenden Bedingungen implantiert: eine Beschleunigungsenergie von 35 keV und eine Dosis von 3,0 × 10¹²/cm².
Als nächstes werden, wie in 2F gezeigt ist, Gateoxidschichten 7a und 7b und Polysiliziumgates 6a und 6b ausgebildet, um einen MOS-Transistor herzustellen.
Als nächstes wird die Korrelation zwischen der Ionenimplantation und der Ätzrate der Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b beschrieben.
Die Tabelle 1 zeigt einen Ätzratenvergleich des Falles, in dem BF2+ Ionen in die Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b implantiert werden, und des Falles ohne Ionenimplantation. Nebenbei, der Ätzprozeß wird mit der Bedingung der Ätzflüssigkeit aus einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure (HF) und Wasser in einem Verhältnis von 1 zu 19 ausgeführt.
Tabelle 1
Es wurde herausgefunden, wie es in dieser Tabelle 1 gezeigt ist, daß die Ätzrate ohne Ionenimplantation gleich 17 nm/Minute ist, wohingegen die Ätzrate mit der Ionenimplantation gleich 25 nm/Minute wird. Das heißt, die Ionenimplantation beschleunigt die Fortschreitungsgeschwindigkeit des Ätzens. In dem Fall der Wärmebehandlung ist es zu bevorzugen, daß die Wärmebehandlungstemperatur nicht weniger als 900°C ist. Falls die Wärmebehandlungstemperatur unter als 900°C ist, kann eine ausreichende Wirkung der Wärmebehandlung nicht erwartet werden.
Nebenbei, in diesem Beispiel werden, falls die Wärmebehandlung nicht ausgeführt wird, die Ätzraten um einen Faktor von vier oder so höher.
Mit der Absicht, die Tatsache zu benutzen, daß die Ätzrate durch Wählen, ob die Ionenimplantation angewandt wird oder nicht, geändert werden kann, wie es oben beschrieben wurde, wählt der vorliegende Prozeß eine Einstellung derart, daß die Ionenimplantation bei der Feldsiliziumoxidschicht 5a, die eine dicke Schichtdicke aufweist, ausgeführt wird, wohingegen kein Ionenimplantationsprozeß bei der Feldsiliziumoxidschicht 5b, die eine dünne Schichtdicke aufweist, ausgeführt wird.
Durch dieses Verfahren ist bei dem oben erwähnten Prozeß aus 2C bei der Feldsili ziumoxidschicht 5b, die eine dünne Schichtdicke aufweist, die Rate des Fortschreitens des Ätzens langsam, wohingegen bei der Feldsiliziumoxidschicht 5a, die eine dicke Schichtdicke aufweist, in die die Ionen implantiert wurden, die Rate des Fortschreitens des Ätzens so modifiziert werden kann, daß sie schnell ist. Darum können beide Feldsiliziumoxidschichten 5a, 5b in gleicher Weise gleichzeitig zu dem Zeitpunkt entfernt werden, wenn das Ätzen die Oberfläche der Siliziumoxidschicht 1 erreicht.
Als Folge kann die vorliegende Erfindung das Phänomen, wie es bei dem herkömmlichen Beispiel aus 3C gezeigt wurde, bei dem die Siliziumoxidschicht 1 unter der Siliziumschicht 2b, die eine dünne Schichtdicke aufweist, geätzt wurde, eliminieren.
Wie oben beschrieben wurde, kann entsprechend der vorliegenden Erfindung, da die Ionen nur in die Feldoxidschichten, die eine dicke Schichtdicke aufweisen, implantiert werden, und die Ätzraten der Feldoxidschichten, die unterschiedliche Dicken aufweisen, geändert sind, selbst in dem Fall, in dem die Feldoxidschichten und ihre darunterliegenden Fundamentschichten mit demselben Material aufgebaut sind, das Phänomen, daß die Fundamentschicht geätzt wird, eliminiert werden, wodurch die Ausbeute der Halbleitervorrichtungen verbessert wird und die Halbleitervorrichtungen mit hoher Zuverlässigkeit hergestellt werden.

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung, die getrennte Schaltungselementausbildungsschichten mit unterschiedlichen Schichtdicken auf einer Isolierschicht aufweist, das die Prozesse aufweist: Ausbilden einer Mehrzahl von Schaltungselementausbildungsschichten (2, 2a, 2b), die durch Stufen unterteilt sind und eine unterschiedliche Schichtdicke auf der Isolierschicht (1) aufweisen; Ausbilden einer Antioxidationsschicht (4) auf jedem Bereich entsprechend der Schaltungselementausbildungsschicht, die die unterschiedliche Schichtdicke aufweist; Oxidieren der Schaltungselementausbildungsschichten unter Verwendung der Antioxidationsschicht als Maske zur Ausbildung von Feldoxidschichten (5a, 5b), die unterschiedliche Dicken aufweisen, zwischen den Schaltungselementausbildungsschichten (2a, 2b); Implantieren von Ionen nur in die Feldoxidschichten (5a), die eine dicke Schichtdicke aufweisen; und gleichzeitiges Ätzen der Feldoxidschichten (5a, 5b).
Verfahren nach Anspruch 1, bei der das Substrat, nach der Ionenimplantation, mit einer Temperatur von nicht weniger als 900°C wärmebehandelt wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Isolierschicht (1) Siliziumoxid ist, die Schaltungselementausbildungsschicht (2, 2a, 2b) eine Siliziumschicht ist, und die Feldoxidschicht (5a, 5b) eine Siliziumoxidschicht ist.
Verfahren nach Anspruch 3, bei der die Isolierschicht (1) auf einem Siliziumsubstrat ausgebildet ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der die Antioxidationsschicht (4) Siliziumnitrid ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei der die Ionenart für den Implantierungsprozeß eine Art aus Borfluorid (BF2+), Argon (Ar+), Arsen (As+) und Phosphor (P+) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei der der Prozeß des Ätzens der Feldoxidschicht ein Naßätzen mit Verwendung einer Ätzflüssigkeit aus einer Mischung aus Fluorwasserstoffsäure (HF) und Wasser ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, bei der der Prozeß des Ausbildens der Mehrzahl der Schaltungselementausbildungsschichten (2, 2a, 2b), die durch die Stufen unterteilt sind und die eine unterschiedliche Schichtdicke auf der Isolierschicht (1) aufweisen, die Prozesse aufweist: Vorbereiten eines Substrates derart, daß die Isolierschicht (1) darauf ausgebildet ist, und eine Siliziumschicht (10) auf der Isolierschicht ausgebildet ist, und Ausbilden einer Antioxidationsschicht (12) auf der Siliziumschicht (10) entsprechend eines Bereiches, in dem ihre Schichtdicke dick sein soll; selektives Oxidieren der Siliziumschicht (10) entsprechend eines Bereiches, in dem ihre Schichtdicke dünn sein soll, unter Verwendung der Antioxidationsschicht (12) als eine Maske, derart, daß eine dünne Siliziumschicht verbleibt; Ätzen einer Oxidschicht (13), die durch den Oxidierungsprozeß ausgebildet ist; und Entfernen der Antioxidationsschicht (12).
Verfahren nach Anspruch 8, bei der die Antioxidationsschicht (12) Siliziumnitrid ist.
Verfahren nach Anspruch 9, das weiter den Prozeß des Ausbildens einer dünnen Oxidschicht (11) zwischen der Siliziumschicht (10) und der Antioxidationsschicht (12) aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, das weiter aufweist: den Prozeß des Implantierens eines Ions in einen Randteil der Schaltungselementausbildungsschicht, der durch das Ätzen nach dem Prozeß des Ätzens der Feldoxidschichten, die unterschiedliche Dicken aufweisen, neuerlich freigelegt ist.
Verfahren nach Anspruch 11, das den Prozeß des Implantierens eines Ions zum Einstellen eines Schwellwertes eines MOS-Transistors aufweist.