JPH02273956A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents
半導体装置及びその製造方法Info
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- JPH02273956A JPH02273956A JP1094327A JP9432789A JPH02273956A JP H02273956 A JPH02273956 A JP H02273956A JP 1094327 A JP1094327 A JP 1094327A JP 9432789 A JP9432789 A JP 9432789A JP H02273956 A JPH02273956 A JP H02273956A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔概 要]
半導体装置及びその製造方法に係り、特に、高集積半導
体装置のCMOSデバイスのウェル分離に利用される半
導体装置及びその製造方法に関し、CMOSデバイスの
トレンチ分離法において、工程の短縮と製造歩留の向上
を目的とし、 半導体基板に設けられたp型不純物拡散領域及びn型不
純物拡散領域を絶縁分離する領域を有するCMO5半導
体装置において、 前記n型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜が正電荷を有
することを構成とする。
体装置のCMOSデバイスのウェル分離に利用される半
導体装置及びその製造方法に関し、CMOSデバイスの
トレンチ分離法において、工程の短縮と製造歩留の向上
を目的とし、 半導体基板に設けられたp型不純物拡散領域及びn型不
純物拡散領域を絶縁分離する領域を有するCMO5半導
体装置において、 前記n型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜が正電荷を有
することを構成とする。
本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特に、高
集積半導体装置のCMOSデバイスのウェル分離に利用
される半導体装置及びその製造方法に関するものである
。
集積半導体装置のCMOSデバイスのウェル分離に利用
される半導体装置及びその製造方法に関するものである
。
〔従来の技術]
従来、同一基板上にpチャネルMO3及びnチャネルM
OSトランジスタを形成したCMOSデバイスにおいて
、各トランジスタ間の素子分離はLOCOS法により形
成された分離酸化膜によりなされていた。
OSトランジスタを形成したCMOSデバイスにおいて
、各トランジスタ間の素子分離はLOCOS法により形
成された分離酸化膜によりなされていた。
しかしLOCOS法により素子分離を行なう場合にはラ
ッチアップを防止するためにアイソレーション幅、すな
わち上記分離酸化膜の幅を広くしなければならず微細化
に難点があった。
ッチアップを防止するためにアイソレーション幅、すな
わち上記分離酸化膜の幅を広くしなければならず微細化
に難点があった。
そこで各トランジスタ間の素子分離法として各トランジ
スタ間に溝(トレンチ)を形成するトレンチ分離法が提
案された。このトレンチ分離法はデバイスの微細化には
有効であった。
スタ間に溝(トレンチ)を形成するトレンチ分離法が提
案された。このトレンチ分離法はデバイスの微細化には
有効であった。
上記トレンチ分離法ではpウェル(p型不純物拡散領域
)部分とnウェル(n型不純物拡散領域)部分でそれぞ
れp”、n”の不純物を注入してチャネルストップ(カ
ット)層を形成しなければならない。従ってこのp”、
n”不純物を注入するいわゆるイオン注入工程に関し、
レジストプロセスが2回、イオン注入工程が2回必要と
なり工程が複雑であり、簡略化が望まれていた。
)部分とnウェル(n型不純物拡散領域)部分でそれぞ
れp”、n”の不純物を注入してチャネルストップ(カ
ット)層を形成しなければならない。従ってこのp”、
n”不純物を注入するいわゆるイオン注入工程に関し、
レジストプロセスが2回、イオン注入工程が2回必要と
なり工程が複雑であり、簡略化が望まれていた。
本発明はCMOSデバイスのトレンチ分離法において、
工程の短縮と製造歩留の向上を目的とする。
工程の短縮と製造歩留の向上を目的とする。
けられたp型不純物拡散領域とn型不純物拡散領域とを
絶縁分離する領域を有するCMO3半導体装置の製造方
法において、前記n型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜
としてシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜不純
物イオンを注入して該シリコン酸化膜に負電荷を発生せ
しめ、前記p型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜として
シリコン窒化膜を形成し、該シリコン窒化膜に前記不純
物イオンを注入して該シリコン窒化膜に正電荷を発生せ
しめることを特徴とする半導体装置の製造方法によって
解決される。
絶縁分離する領域を有するCMO3半導体装置の製造方
法において、前記n型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜
としてシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜不純
物イオンを注入して該シリコン酸化膜に負電荷を発生せ
しめ、前記p型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜として
シリコン窒化膜を形成し、該シリコン窒化膜に前記不純
物イオンを注入して該シリコン窒化膜に正電荷を発生せ
しめることを特徴とする半導体装置の製造方法によって
解決される。
上記課題は本発明によれば半導体基板に設けられたp型
不純物拡散領域とn型不純物拡散領域とを絶縁分離する
領域を有する半導体装置において、前記n型不純物拡散
領域近傍の絶縁分離膜が正電荷を有することを特徴とす
る半導体装置により解決される。
不純物拡散領域とn型不純物拡散領域とを絶縁分離する
領域を有する半導体装置において、前記n型不純物拡散
領域近傍の絶縁分離膜が正電荷を有することを特徴とす
る半導体装置により解決される。
更に上記課題は本発明によれば半導体基板に設〔作 用
〕 本発明によれば1回のイオン注入によりトレンチ内壁面
のnウェル側、pウェル側にそれぞれ正電荷、負電荷が
形成された領域を設けることができるため、チャネルス
トップとしての作用が大きくなる。
〕 本発明によれば1回のイオン注入によりトレンチ内壁面
のnウェル側、pウェル側にそれぞれ正電荷、負電荷が
形成された領域を設けることができるため、チャネルス
トップとしての作用が大きくなる。
本発明では半導体基板としてはシリコン基板が好ましく
用いられ、トレンチの内壁シリコン酸化膜としては二酸
化シリコン(SiO□)が特に有効であり金属不純物の
イオン注入により負の電荷を発生させる。
用いられ、トレンチの内壁シリコン酸化膜としては二酸
化シリコン(SiO□)が特に有効であり金属不純物の
イオン注入により負の電荷を発生させる。
また本発明に係る不純物イオンとしてはアルミニウムイ
オン(A/2”)が好ましく、カリウム、カルシウム、
ストロンチウム等のイオンも用いることができる。
オン(A/2”)が好ましく、カリウム、カルシウム、
ストロンチウム等のイオンも用いることができる。
以下本発明を原理図及び実施例を示す図を用いて説明す
る。
る。
第1図は本発明の詳細な説明するための原理図である。
第1図においてシリコン基板1に3つのトレンチ2a、
2b、2c、nウェル3、Pウェル4が形成され、nウ
ェル上にはpチャネルMOSトランジスタ5、pウェル
上にはnチャネルMOSトランジスタ6のCMOSトラ
ンジスタが設けられている。トレンチ内壁及びシリコン
基板上に5i02膜7が形成されており、特にnウェル
側の側壁の5iOz膜7上にはSi3N4膜(シリコン
窒化膜)8が形成されている。このトレンチ側壁の5i
nz膜7表面及び5iJa膜8表面に1回のレジストプ
ロセス工程を用いAβのイオン注入を行なうと5iJ4
膜8中には正電荷が、SiO□膜7中には負電荷が発生
する。
2b、2c、nウェル3、Pウェル4が形成され、nウ
ェル上にはpチャネルMOSトランジスタ5、pウェル
上にはnチャネルMOSトランジスタ6のCMOSトラ
ンジスタが設けられている。トレンチ内壁及びシリコン
基板上に5i02膜7が形成されており、特にnウェル
側の側壁の5iOz膜7上にはSi3N4膜(シリコン
窒化膜)8が形成されている。このトレンチ側壁の5i
nz膜7表面及び5iJa膜8表面に1回のレジストプ
ロセス工程を用いAβのイオン注入を行なうと5iJ4
膜8中には正電荷が、SiO□膜7中には負電荷が発生
する。
5iJ4及び5i02中にAAを注入した際に正電荷負
電荷を得ることは第2図に示されたデータによって明ら
かである。第2図はSiO□と5i3NnにA1イオン
注入による影響をnMO3FETのしきい値電圧(■い
)で調べたもので、基板電圧(V−ub)を2.5V、
ドレイン電圧(V、)を5vとしてドレイン電流Idが
1μへのときのゲート電圧をVいとした。このようにト
レンチ側壁に正、負の電荷を発生させることにより、チ
ャネルストップが可能となる。図中12はpoly S
i層11はSiO□層である。
電荷を得ることは第2図に示されたデータによって明ら
かである。第2図はSiO□と5i3NnにA1イオン
注入による影響をnMO3FETのしきい値電圧(■い
)で調べたもので、基板電圧(V−ub)を2.5V、
ドレイン電圧(V、)を5vとしてドレイン電流Idが
1μへのときのゲート電圧をVいとした。このようにト
レンチ側壁に正、負の電荷を発生させることにより、チ
ャネルストップが可能となる。図中12はpoly S
i層11はSiO□層である。
第3A図ないし第3C図は本発明の1実施例を説明する
ための工程断面図である。
ための工程断面図である。
まず第3A図に示すようにシリコン基板1に従来法によ
り深さ3卿程度のnウェル3、pウェル4を形成し、全
露出面に熱酸化法により約500人の厚さに第1のSi
n、膜10a1次に同CVD法により約1000人の厚
さの第1の5i−sNa膜11a、次にシリコン基板1
の上平面上方の第1のSi、N4膜11a上にCVD法
により約2000人の厚さに第2のSin。
り深さ3卿程度のnウェル3、pウェル4を形成し、全
露出面に熱酸化法により約500人の厚さに第1のSi
n、膜10a1次に同CVD法により約1000人の厚
さの第1の5i−sNa膜11a、次にシリコン基板1
の上平面上方の第1のSi、N4膜11a上にCVD法
により約2000人の厚さに第2のSin。
膜10bを形成し、次にこれをマスクにしてトレンチを
RtE法によって形成する。そしてトレンチ内面を洗浄
し、これを熱酸化して、約1000人の第3のSiO□
膜10膜歪0cし次に全露出面にCVD法により約50
0人の厚さに第2の5iJ4膜11bを形成し、図のよ
うにトレンチ側壁の約1/2部分をレジスト膜13で覆
う。
RtE法によって形成する。そしてトレンチ内面を洗浄
し、これを熱酸化して、約1000人の第3のSiO□
膜10膜歪0cし次に全露出面にCVD法により約50
0人の厚さに第2の5iJ4膜11bを形成し、図のよ
うにトレンチ側壁の約1/2部分をレジスト膜13で覆
う。
次に第3B図に示すように、レジスト膜13をマスクと
して5iJ4膜11bを除去し、レジスト膜13を剥離
した後注入エネルギー40Keν、ドーズ量1×10I
S/CIaのイオン注入条件によりアルミニウムイオン
(AI!”)をトレンチ側壁(Sin、膜、Si3N4
膜)にイオン注入する。このイオン注入は回転イオン注
入法、4方向イオン注入法が好ましい。このAβ゛のイ
オン注入により上記原理図で示した如<、SiO2膜中
には負電荷がSi:+N<膜は正電荷が生じている。
して5iJ4膜11bを除去し、レジスト膜13を剥離
した後注入エネルギー40Keν、ドーズ量1×10I
S/CIaのイオン注入条件によりアルミニウムイオン
(AI!”)をトレンチ側壁(Sin、膜、Si3N4
膜)にイオン注入する。このイオン注入は回転イオン注
入法、4方向イオン注入法が好ましい。このAβ゛のイ
オン注入により上記原理図で示した如<、SiO2膜中
には負電荷がSi:+N<膜は正電荷が生じている。
次に第3C図に示すようにトレンチ内にポリシリコン(
poly Si) 12を埋設した後、ドライエツチン
グにより各ウェル上のSi3N4膜11aを露出する迄
エッチバックを行ない露出ポリシリコン12表面を熱酸
化しSiO□膜10膜歪0cする。その後、11aをド
ライエツチング法、又は、薬液エツチング法によって除
去する。以下通常の工程によりpチャネルトランジスタ
、Nチャネルトランジスタを形成して、CMO5)ラン
ジスタを形成する。
poly Si) 12を埋設した後、ドライエツチン
グにより各ウェル上のSi3N4膜11aを露出する迄
エッチバックを行ない露出ポリシリコン12表面を熱酸
化しSiO□膜10膜歪0cする。その後、11aをド
ライエツチング法、又は、薬液エツチング法によって除
去する。以下通常の工程によりpチャネルトランジスタ
、Nチャネルトランジスタを形成して、CMO5)ラン
ジスタを形成する。
第4A図及び第4C図はトレンチを形成した後、ウェル
を形成する場合の実施例を示す工程断面図である。
を形成する場合の実施例を示す工程断面図である。
上記第3A図ないし第3C図で説明した実施例において
nウェル、Pウェルを形成しない状態を第4A図に示し
た。
nウェル、Pウェルを形成しない状態を第4A図に示し
た。
次に正電荷を発生されたトレンチ側上方にレジスト膜1
3を被覆しB゛をSiO□膜10aを介して注入しPウ
ェルを形成し、次に負の電荷を発生させたトレンチ側上
方にレジスト膜13を被覆し、P゛をSiO□膜10a
を介して注入しnウェルを形成し、以下通常工程により
、pチャネルトランジスタ、Nチャネルトランジスタを
形成してCMOSトランジスタを形成する。これらの実
施例では、nウェルとpウェルの間に同じ物質(A1)
を導入して分離を行ったが、pウェル側とnウェル側に
それぞれ別々の物質(例ば、AfとCa )を導入して
もよい。
3を被覆しB゛をSiO□膜10aを介して注入しPウ
ェルを形成し、次に負の電荷を発生させたトレンチ側上
方にレジスト膜13を被覆し、P゛をSiO□膜10a
を介して注入しnウェルを形成し、以下通常工程により
、pチャネルトランジスタ、Nチャネルトランジスタを
形成してCMOSトランジスタを形成する。これらの実
施例では、nウェルとpウェルの間に同じ物質(A1)
を導入して分離を行ったが、pウェル側とnウェル側に
それぞれ別々の物質(例ば、AfとCa )を導入して
もよい。
また、nウェルとpウェルの両方が存在する場合で説明
したが、どちらか一方だけのウェルでもよいことは言う
までもない。
したが、どちらか一方だけのウェルでもよいことは言う
までもない。
〔発明の効果]
以上説明したように本発明によれば、5iO1膜、Si
3N、膜にAlイオンを注入することによりそれぞれ負
電荷、正電荷が発生することを利用してチャネルストッ
プがセルフアラインメント的に形成でき、その工程では
レジストプロセスは1回だけでよいので工程の簡略化、
短縮化が図れ、製造歩留の向上も期待できる。また本発
明ではチャネルストップ層を幅制御の不安定な拡散工程
で設けず絶縁層の幅で精度よくコントロール出来る。
3N、膜にAlイオンを注入することによりそれぞれ負
電荷、正電荷が発生することを利用してチャネルストッ
プがセルフアラインメント的に形成でき、その工程では
レジストプロセスは1回だけでよいので工程の簡略化、
短縮化が図れ、製造歩留の向上も期待できる。また本発
明ではチャネルストップ層を幅制御の不安定な拡散工程
で設けず絶縁層の幅で精度よくコントロール出来る。
第1図は本発明の詳細な説明するための原理図であり、
第2図はSiO□及びS i 3 N 4がそれぞれ正
電圧、及び負電圧を有することを示すグラフであり、第
3八図ないし第3C図は本発明の1実施例を説明するた
めの工程断面図であり、 第4A図乃至第4C図はトレンチを形成した後、ウェル
を形成する場合の実施例を示す工程断面図である。 ■・・・シリコン基板、 2 、2a 、 2b 、 2c・Iトレンチ、3・・
・nウェル、 4・・・pウェル、5・・・p
チャネルトランジスタ、 6・・・nチャネルトランジスタ、 7・・・SiO□膜、 8・・・SiN膜、
10a−第1の5iOt膜、 10 b ・・・第2の
5iOz膜、11a・・・第1の5iJ4膜、1lb−
・・第2のSi2Nm膜、12・・・poly Si
、 13・・・レジスト膜。 S1αν05FET Si3NJ405FET
電圧、及び負電圧を有することを示すグラフであり、第
3八図ないし第3C図は本発明の1実施例を説明するた
めの工程断面図であり、 第4A図乃至第4C図はトレンチを形成した後、ウェル
を形成する場合の実施例を示す工程断面図である。 ■・・・シリコン基板、 2 、2a 、 2b 、 2c・Iトレンチ、3・・
・nウェル、 4・・・pウェル、5・・・p
チャネルトランジスタ、 6・・・nチャネルトランジスタ、 7・・・SiO□膜、 8・・・SiN膜、
10a−第1の5iOt膜、 10 b ・・・第2の
5iOz膜、11a・・・第1の5iJ4膜、1lb−
・・第2のSi2Nm膜、12・・・poly Si
、 13・・・レジスト膜。 S1αν05FET Si3NJ405FET
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板に設けられたp型不純物拡散領域とn型
不純物拡散領域とを絶縁分離する領域を有する半導体装
置において、 前記n型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜が正電荷を有
することを特徴とする半導体装置。 2、前記p型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜が負電荷
を有することを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
半導体装置。 3、半導体基板に設けられたp型不純物拡散領域とn型
不純物拡散領域とを絶縁分離する領域を有する半導体装
置の製造方法において、 前記p型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜としてシリコ
ン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜に不純物イオンを
注入して該シリコン酸化膜に負電荷を発生せしめ、 前記n型不純物拡散領域近傍の絶縁分離膜としてシリコ
ン窒化膜を形成し、該シリコン窒化膜に前記の不純物イ
オンを注入して該シリコン窒化膜に正電荷を発生せしめ
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 4、半導体基板に設けられたp型不純物拡散領域とn型
不純物拡散領域とを絶縁分離する領域を有する半導体装
置の製造方法において、 前記半導体基板にトレンチを設ける工程、 該トレンチ内壁面を含む露出面を酸化して該トレンチ内
壁面にシリコン酸化膜を形成する工程、前記シリコン酸
化膜上にシリコン窒化膜を形成する工程、 前記n型不純物拡散領域側のトレンチ内壁面に形成され
たシリコン窒化膜をレジスト膜で被覆し、前記p型不純
物拡散領域側のトレンチ内壁面のシリコン窒化膜を除去
する工程、 前記レジスト膜を除去した後、前記n型不純物拡散領域
側のシリコン窒化膜及び前記p型不純物拡散領域側のシ
リコン酸化膜中に同時に不純物イオンを注入して前記シ
リコン窒化膜中に正電荷を一方前記シリコン酸化膜中に
負電荷を発生せしめる工程; を含んでなることを特徴とする半導体装置の製造方法。 5、前記不純物イオンがアルミニウム、カリウム、カル
シウム、およびストロンチウムのうちの少なくとも一つ
であることを特徴とする特許請求の範囲第3項又は第4
項のいづれかに記載の方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1094327A JPH02273956A (ja) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP1094327A JPH02273956A (ja) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02273956A true JPH02273956A (ja) | 1990-11-08 |
Family
ID=14107185
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP1094327A Pending JPH02273956A (ja) | 1989-04-15 | 1989-04-15 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH02273956A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002231805A (ja) * | 2000-12-09 | 2002-08-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 浅いトレンチアイソレーション構造を有する集積回路及びその製造方法 |
JP2006032892A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の素子分離膜製造方法 |
CN1293637C (zh) * | 2003-04-25 | 2007-01-03 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有应变沟道的互补式金属氧化物半导体及其制作方法 |
JP2007019450A (ja) * | 2005-06-10 | 2007-01-25 | Fujitsu Ltd | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1989
- 1989-04-15 JP JP1094327A patent/JPH02273956A/ja active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002231805A (ja) * | 2000-12-09 | 2002-08-16 | Samsung Electronics Co Ltd | 浅いトレンチアイソレーション構造を有する集積回路及びその製造方法 |
CN1293637C (zh) * | 2003-04-25 | 2007-01-03 | 台湾积体电路制造股份有限公司 | 具有应变沟道的互补式金属氧化物半导体及其制作方法 |
JP2006032892A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Hynix Semiconductor Inc | 半導体素子の素子分離膜製造方法 |
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