JP2002222854A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

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JP2002222854A
JP2002222854A JP2001017465A JP2001017465A JP2002222854A JP 2002222854 A JP2002222854 A JP 2002222854A JP 2001017465 A JP2001017465 A JP 2001017465A JP 2001017465 A JP2001017465 A JP 2001017465A JP 2002222854 A JP2002222854 A JP 2002222854A
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isolation
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forming
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Takayuki Nose
隆幸 能勢
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Mitsubishi Electric Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の半導体装置およびその製造方法は、ト
ランジスタの拡散層と素子分離領域の分離拡散層とが重
なるために、接合耐圧の低下が発生する等の課題があっ
た。 【解決手段】 シリコン基板1上における素子分離領域
に分離酸化膜2を形成する工程と、分離酸化膜2の一方
の端部から他方の端部までの距離よりも狭い開口幅を有
するフォトレジストマスク3を形成する工程と、フォト
レジストマスク3をイオン注入に対するマスクとして分
離拡散層を形成するためのボロン(B)をイオン注入す
る工程とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、半導体基板上に
形成された複数の高耐圧素子の間を素子分離するため
に、素子分離領域を備える半導体装置およびその製造方
法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3から図5は、従来の半導体装置の製
造方法に係る素子分離領域の主要工程を示す断面図であ
る。図において、21はシリコン基板、22はシリコン
酸化膜、23はシリコン窒化膜、24はフォトレジスト
マスク、25はイオン注入による分離注入層、31は素
子分離領域における分離酸化膜、32は分離拡散層、4
1は分離酸化膜31の両側に形成されるトランジスタに
おけるソース・ドレイン拡散層、42は分離酸化膜31
の端部である。図3から図5を用いて、従来の半導体装
置およびその製造方法を説明する。
【0003】先ず、シリコン基板21上の全面に、例え
ば熱酸化法を用いてシリコン酸化膜22を形成する。次
に、シリコン基板21上の全面において、シリコン酸化
膜22上に例えばCVD(Chemical Vapo
r Deposition)法を用いてシリコン窒化膜
23を形成する。次に、フォトリソグラフィ技術により
フォトレジストを素子分離が必要な領域に対して開口す
るようにパターニングを行い、フォトレジストマスク2
4を形成する。次に、例えばRIE(Reactive
Ion Etching)法を用いてフォトレジスト
マスク24が開口するパターン内のシリコン窒化膜23
とシリコン酸化膜22とをエッチングにより順次除去す
る。次に、イオン注入技術を用いてフォトレジストマス
ク24が開口するパターン内に所定のイオン注入条件に
よってボロン(B)を注入し、分離注入層25を形成す
る(図3)。
【0004】次に、フォトレジストマスク24を例えば
アッシング法を用いて除去する。次に、例えば熱酸化法
を用いて、分離酸化膜31を形成する。次に、例えばR
IE法を用いてシリコン窒化膜23とシリコン酸化膜2
2とをエッチングにより順次除去する。この時、分離酸
化膜31の下部には分離拡散層32が形成されている
(図4)。
【0005】次に、例えば熱酸化法を用いてゲート酸化
膜を形成した後、例えばポリシリコン等の材料から成る
ゲート電極配線を形成する。次にフォトリソグラフィ技
術により所定のパターンを有する図示されないフォトレ
ジストマスクを形成し、ゲート酸化膜に対してエッチン
グを行い、図示されないフォトレジストマスクを除去す
る。次に、フォトリソグラフィ技術により図示されない
フォトレジストマスクを形成し、イオン注入、フォトレ
ジストマスク除去を順次施すことによって、ソース・ド
レイン拡散層41を形成する(図5)。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置およ
びその製造方法は以上のように構成されているので、分
離酸化膜31の端部42において、分離酸化膜31の両
端に形成されるソース・ドレイン拡散層41と分離酸化
膜31の下部に形成される分離拡散層32とが重なり、
接合耐圧の低下が発生するという課題があった。
【0007】また、従来の半導体装置およびその製造方
法では、分離酸化膜31を形成する際の熱処理により素
子分離領域における分離拡散層32が拡散されるので、
狭チャネルの高耐圧トランジスタでは基板常数が上がる
ということが避けられないという課題があった。
【0008】発明が解決しようとする課題について更に
詳細を説明する。素子分離領域において、ゲート電極配
線が分離酸化膜上にあるときに、反転層を形成できる電
圧を反転電圧と定義すると、半導体素子の耐圧を上げる
ためには反転電圧を上げる必要がある。この反転電圧を
上げる方法は、素子分離領域における分離拡散層の不純
物濃度を上げる方法と、分離酸化膜の膜厚を厚くする方
法とが考えられる。
【0009】しかしながら、素子分離領域における分離
拡散層の不純物濃度を上げた場合、ソース・ドレイン拡
散層と分離拡散層との接合耐圧がよりいっそう低下す
る。一方、分離酸化膜の膜厚を厚くした場合、半導体基
板上の段差が大きくなるので、後工程におけるフォトリ
ソグラフィ工程や、エッチング工程などにおける加工を
難しくする。また、分離酸化膜の膜厚を厚くすることに
より、バーズビークが広がるので高耐圧トランジスタ以
外の通常のトランジスタにおける活性層領域を狭くす
る。このため、素子分離領域における分離拡散層の不純
物濃度を上げる方法と、分離酸化膜の膜厚を厚くする方
法とを用いて反転電圧を高くすることが困難であるなど
の課題があった。
【0010】この発明は上記のような課題を解決するた
めになされたもので、素子分離領域における分離酸化膜
の膜厚を厚くすることなく、また、分離拡散層の拡散に
よる狭チャネルトランジスタの基板常数を上げることも
なく、高耐圧でかつ素子分離領域における反転電圧が高
い素子間分離を実現することができる半導体装置および
その製造方法を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】この発明に係る半導体装
置は、半導体基板上の素子分離領域に形成された分離絶
縁膜と、分離絶縁膜の両端に形成された拡散層と、拡散
層と離隔した位置であって分離絶縁膜の下部から半導体
基板の深さ方向にのびて形成された分離拡散層とを備え
るようにしたものである。
【0012】この発明に係る半導体装置の製造方法は、
半導体基板上における素子分離領域に分離絶縁膜を形成
する工程と、分離絶縁膜の一方の端部から他方の端部ま
での距離よりも狭い開口幅を有するマスクを形成する工
程と、マスクの開口した領域であって分離絶縁膜の下部
から半導体基板の深さ方向にのびて分離拡散層を形成す
る工程と、分離絶縁膜の両端に拡散層を形成する工程と
を有するようにしたものである。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の一形態を
説明する。 実施の形態1.図1および図2は、この発明の実施の形
態1による半導体装置およびその製造方法に係る素子分
離領域の主要工程を示す断面図である。図において、1
はシリコン基板(半導体基板)、2は素子分離領域にお
ける分離酸化膜(分離絶縁膜)、3はフォトレジストマ
スク、4はイオン注入による分離注入層、11は分離酸
化膜2の両側に形成されるトランジスタにおけるソース
・ドレイン拡散層(拡散層)、12は分離拡散層、13
は分離酸化膜2の端部である。図1および図2を用い
て、この発明の実施の形態1による半導体装置およびそ
の製造方法を説明する。
【0014】先ず、シリコン基板1上の全面に、例えば
熱酸化法を用いてシリコン酸化膜を形成する。次に、シ
リコン基板1上の全面において、前記シリコン酸化膜上
に例えばCVD法を用いてシリコン窒化膜を形成する。
次に、フォトリソグラフィ技術によりフォトレジストを
素子分離が必要な領域に対して開口するようにパターニ
ングを行い、第1のフォトレジストマスクを形成する。
次に、例えばRIE法を用いて第1のフォトレジストマ
スクが開口するパターン内のシリコン窒化膜とシリコン
酸化膜とをエッチングにより順次除去する。次に、第1
のフォトレジストマスクを例えばアッシング法を用いて
除去する。次に、例えば熱酸化法を用いて、分離酸化膜
2を形成する。次に、例えばRIE法を用いてシリコン
窒化膜とシリコン酸化膜とをエッチングにより順次除去
する。
【0015】次に、フォトリソグラフィ技術によりフォ
トレジストを素子分離が必要な領域に対して開口するよ
うにパターニングを行い、第2のフォトレジストマスク
(マスク)3を形成する。このとき、第2のフォトレジ
ストマスク3は第1のフォトレジストマスクよりも狭い
開口幅を有し、かつ分離酸化膜2の一方の端部から他方
の端部までの距離よりも狭い開口幅を有するようにパタ
ーニングする。次に、イオン注入技術を用いて第2のフ
ォトレジストマスク3が開口するパターン内に所定のイ
オン注入条件によってボロン(B)を注入し、分離注入
層4を形成する(図1)。
【0016】次に、第2のフォトレジストマスク3を例
えばアッシング法を用いて除去する。 次に、例えば熱
酸化法を用いてゲート酸化膜を形成した後、例えばポリ
シリコン等の材料から成るゲート電極配線を形成する。
次にフォトリソグラフィ技術により所定のパターンを有
する図示されないフォトレジストマスクを形成し、ゲー
ト酸化膜に対してエッチングを行い、図示されないフォ
トレジストマスクを除去する。次に、ソース・ドレイン
拡散層11を、フォトリソグラフィ技術による図示され
ないフォトレジストマスクを形成し、イオン注入、フォ
トレジストマスク除去を順次施すことにより形成する
(図2)。
【0017】以上のように、この実施の形態1によれ
ば、分離拡散層12を形成するためのイオン注入におけ
るマスクとして用いた第2のフォトレジストマスク3
が、素子分離領域全体を開口するようにパターニングさ
れた第1のフォトレジストマスクよりも狭い開口幅を有
し、かつ分離酸化膜2の一方の端部から他方の端部まで
の距離よりも狭い開口幅を有するようにパターニングす
るようにしたので、分離酸化膜2の端部13において、
分離酸化膜2の両端に形成されるソース・ドレイン拡散
層11と分離酸化膜2の下部に形成される分離拡散層1
2とが重ならないから、高い接合耐圧が得られるという
効果を奏する。
【0018】また、この実施の形態1によれば、分離酸
化膜2を形成した後に素子分離領域における分離拡散層
12を形成するようにしたので、素子分離領域における
分離拡散層12が熱処理により拡散されることがないた
め、狭チャネルの高耐圧トランジスタにおいて基板常数
が上がるということを抑制できるという効果を奏する。
【0019】また、この実施の形態1によれば、分離酸
化膜2の端部13においてソース・ドレイン拡散層11
と分離拡散層12とを離隔して形成するようにしたの
で、分離酸化膜2の膜厚を厚くする必要がないため、シ
リコン基板1上での段差が低減でき、後工程におけるフ
ォトリソグラフィ工程や、エッチング工程などにおける
加工を容易にできるという効果を奏する。さらに、バー
ズビークの長さを低減することができるので、通常のト
ランジスタを同時に形成する際に活性層領域を狭くなる
ことを抑制できると共に、通常のトランジスタ領域にお
ける微細化が可能になるという効果を奏する。
【0020】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体基板上の素子分離領域に形成された分離絶縁膜と、分
離絶縁膜の両端に形成された拡散層と、拡散層と離隔し
た位置であって分離絶縁膜の下部から半導体基板の深さ
方向にのびて形成された分離拡散層とを備えるように構
成したので、分離絶縁膜の端部において、分離絶縁膜の
両端に形成される拡散層と分離絶縁膜の下部に形成され
る分離拡散層とが重ならないので、高い接合耐圧が得ら
れるという効果を奏する。
【0021】この発明によれば、半導体基板上における
素子分離領域に分離絶縁膜を形成する工程と、分離絶縁
膜の一方の端部から他方の端部までの距離よりも狭い開
口幅を有するマスクを形成する工程と、マスクの開口し
た領域であって分離絶縁膜の下部から半導体基板の深さ
方向にのびて分離拡散層を形成する工程と、分離絶縁膜
の両端に拡散層を形成する工程とを有するように構成し
たので、高い接合耐圧が得られるとともに、素子分離領
域における分離拡散層が熱処理により拡散されることが
ないので、狭チャネルの高耐圧トランジスタにおいて基
板常数が上がるということを抑制できるという効果を奏
する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法に係る素子分離領域の主要工程の一部を示す断
面図である。
【図2】 この発明の実施の形態1による半導体装置の
製造方法に係る素子分離領域の主要工程の一部を示す断
面図である。
【図3】 従来の半導体装置の製造方法に係る素子分離
領域の主要工程の一部を示す断面図である。
【図4】 従来の半導体装置の製造方法に係る素子分離
領域の主要工程の一部を示す断面図である。
【図5】 従来の半導体装置の製造方法に係る素子分離
領域の主要工程の一部を示す断面図である。
【符号の説明】
1 シリコン基板(半導体基板)、2 分離酸化膜(分
離絶縁膜)、3 第2のフォトレジストマスク(マス
ク)、4 分離注入層、11 ソース・ドレイン拡散層
(拡散層)、12 分離拡散層、13 端部。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上の素子分離領域に形成され
    た分離絶縁膜と、当該分離絶縁膜の両端に形成された拡
    散層と、当該拡散層と離隔した位置であって前記分離絶
    縁膜の下部から前記半導体基板の深さ方向にのびて形成
    された分離拡散層とを備える半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板上における素子分離領域に分
    離絶縁膜を形成する工程と、前記分離絶縁膜の一方の端
    部から他方の端部までの距離よりも狭い開口幅を有する
    マスクを形成する工程と、前記マスクの開口した領域で
    あって前記分離絶縁膜の下部から前記半導体基板の深さ
    方向にのびて分離拡散層を形成する工程と、前記分離絶
    縁膜の両端に拡散層を形成する工程とを有する半導体装
    置の製造方法。
JP2001017465A 2001-01-25 2001-01-25 半導体装置およびその製造方法 Withdrawn JP2002222854A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012234988A (ja) * 2011-05-02 2012-11-29 Canon Inc 半導体装置の製造方法およびcmosイメージセンサーの製造方法

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