JPH023257A - Semiconductor device having field shield structure and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device having field shield structure and its manufacture

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JPH023257A
JPH023257A JP15185688A JP15185688A JPH023257A JP H023257 A JPH023257 A JP H023257A JP 15185688 A JP15185688 A JP 15185688A JP 15185688 A JP15185688 A JP 15185688A JP H023257 A JPH023257 A JP H023257A
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JP
Japan
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layer
conductive layer
field shield
oxidation
insulating layer
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Application number
JP15185688A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiroshi Goto
寛 後藤
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPH023257A publication Critical patent/JPH023257A/en
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Abstract

PURPOSE:To prevent generation of short-circuit of an electrode and enable improvement of pressure resistance and reduction of capacity by inclining the side face of a conductive layer which constitutes a field shield, and controlling the thickness of an insulation layer provided on the conductive layer independently. CONSTITUTION:The sidewall of a conductive layer 12 in an opening 13 is made into a slant 15 that inclines gradually to the outside of an element formation area 14 toward the upside of an opening 13. A gate electrode 17 has a part that extends above the slant 15 of the conductive layer 12. This extension part is insulated from the conductive layer 12 by an insulation layer 16 which is formed by oxidizing the surface of the conductive layer 12. On the conductive layer 12 and the gate electrode 17 is formed an interlayer insulation layer 20. That is, even if the gate electrode 17 is patterned by anisotropic etching, a conductive substance does not remain at the slant 15, and these is no fear of the gate electrode 17 and the silicon substrate 10 being short-circuited. Also, since the insulation layer 16 and the gate insulation layer 18 are formed in separate processes, the insulation layer 16 can have enough thickness, and the desired pressure resistance is given to between the conductive layer 12 and the gate electrode 17, and also the capacity between these is reduced.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概 要〕 素子間分離を電場によって行うフィールドシールド構造
を存する半導体装置に関し。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Summary] The present invention relates to a semiconductor device having a field shield structure in which element isolation is performed using an electric field.

フィールドシールドを構成する導電層とこの上に形成さ
れる延伸部を有する電極との絶縁性を向上することを目
的とし 半導体基板上に絶縁層を介して形成されたフィールドシ
ールドを構成する導電層と、該導電層の所定位置に設け
られた開口内に表出する疾手導体基板から成る素子形成
領域と、該開口内における該導電層の側壁部を成し、該
開口の上方に向かって漸次該素子形成領域外に傾斜する
傾斜面と、該素子形成領域に形成された半導体素子と、
該半導体素子を構成する電極であって、第2の絶縁層を
介して該傾斜面上に形成された延伸部を有する電極を含
むことから構成される。
The conductive layer constituting the field shield is formed on a semiconductor substrate with an insulating layer interposed therebetween for the purpose of improving the insulation between the conductive layer constituting the field shield and the electrode having an extended portion formed thereon. , an element formation region consisting of a conductive substrate exposed in an opening provided at a predetermined position of the conductive layer, and a side wall portion of the conductive layer within the opening, gradually increasing toward the top of the opening. an inclined surface that slopes outside the element formation region; a semiconductor element formed in the element formation region;
The electrode constitutes the semiconductor element and includes an electrode having an extended portion formed on the inclined surface with a second insulating layer interposed therebetween.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は、素子間分離を電場によって行うフィールドシ
ールド構造を存する半導体装置に関する。
The present invention relates to a semiconductor device having a field shield structure in which elements are separated by an electric field.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来半導体素子間の分離方法としてその主流を占めてき
たLOGO5(Local 0xidation of
 5ilicon)と称される局所選択酸化法は、素子
形成領域に対するバーズビークの食い込みが避けられな
いため。
LOGO5 (Local Oxidation of
In the local selective oxidation method called 5ilicon), the bird's beak inevitably digs into the element formation region.

集積回路の高密度化に限界が生じる。これに対して、ト
レンチ(溝)構造による素子間分離法が検討されている
が、トレンチの精密加工の難しさ工程の複雑さから、現
在のところあまり普及していない。
There are limits to the increasing density of integrated circuits. In contrast, a method of separating elements using a trench structure is being considered, but it is not widely used at present due to the difficulty of precision machining of trenches and the complexity of the process.

一方、素子形成領域を導電層で囲み、この感電層と基板
間に電界を形成することによって、素子間分離を行う、
いわゆるフィールドシールド法が古くから提案されてい
る。フィールドシールド法は構造および形成工程が比較
的簡単であり、構造上におていも高集積化に適している
On the other hand, by surrounding the element formation region with a conductive layer and forming an electric field between this electrosensitive layer and the substrate, the elements are isolated.
A so-called field shield method has been proposed for a long time. The field shield method has a relatively simple structure and formation process, and is suitable for high integration in terms of structure.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

従来のフィールドシールドの構造および形成工程を第6
図ないし第8図を参照して説明し、その問題点を明らか
にすることにする。
The structure and formation process of the conventional field shield
This will be explained with reference to FIGS. 8 through 8 to clarify the problems.

第6図(alに示すように、まず、シリコン基板1を熱
酸化し、その表面にSiO□絶縁層2を形成したのち、
さらに、多結晶シリコン層3を堆積する。
As shown in FIG. 6 (al), first, a silicon substrate 1 is thermally oxidized, and an SiO□ insulating layer 2 is formed on its surface.
Furthermore, a polycrystalline silicon layer 3 is deposited.

必要に応じて多結晶シリコン層3に不純物をドープして
低抵抗とする。
If necessary, the polycrystalline silicon layer 3 is doped with impurities to make it low in resistance.

次いで、多結晶シリコン層3をフィールドシールドの形
状にパターンニングしたのち、露出部分のSiO□絶縁
層2を除去する。そして、第6図(blに示すように、
熱酸化によりシリコン基板1の露出表面に厚さ300人
程度のSiO□ゲート酸化膜4を形成する。この工程に
おいて、パターンニングされた多結晶シリコン層31表
面にも酸化膜41が生成される。多結晶シリコン層31
によって囲まれた領域5が素子形成領域となる。
Next, after patterning the polycrystalline silicon layer 3 into the shape of a field shield, the exposed portion of the SiO□ insulating layer 2 is removed. Then, as shown in Figure 6 (bl),
A SiO□ gate oxide film 4 having a thickness of approximately 300 mm is formed on the exposed surface of the silicon substrate 1 by thermal oxidation. In this step, an oxide film 41 is also generated on the surface of the patterned polycrystalline silicon layer 31. Polycrystalline silicon layer 31
A region 5 surrounded by is an element formation region.

上記ののち、素子形成領域5に例えばMOS−FETを
形成すると仮定すると、シリコン基板1全面に多結晶シ
リコン層を堆積し、この多結晶シリコン層に必要に応じ
て不純物をドープして低抵抗としたのち、これをパター
ンニングして、第6図FC+に示すように、所定形状・
寸法のゲート電極6を形成する。
Assuming that, for example, a MOS-FET is to be formed in the element formation region 5 after the above, a polycrystalline silicon layer is deposited on the entire surface of the silicon substrate 1, and impurities are doped into this polycrystalline silicon layer as necessary to make the resistance low. After that, this is patterned into a predetermined shape and shape as shown in Figure 6 FC+.
A gate electrode 6 having the following dimensions is formed.

第7図は第6図(C)で説明した工程直後の構造を示す
斜視図、第8図はフィールドシールドを構成する多結晶
シリコン層31の上記ゲート電極6形成後における部分
断面図である。
FIG. 7 is a perspective view showing the structure immediately after the step described in FIG. 6(C), and FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the polycrystalline silicon layer 31 constituting the field shield after the gate electrode 6 is formed.

第7図において、素子形成領域5内に露出するシリコン
基板1表面に所定不純物を注入して、ソース/ドレイン
領域7を形成する。以後5通常の工程にしたがって眉間
絶縁層の形成、ソース/ドレイン領域7に対するコンタ
クトホールの形成等を行うことにより、フィールドシー
ルドによって分離されたMOS−FETが完成される。
In FIG. 7, predetermined impurities are implanted into the surface of the silicon substrate 1 exposed within the element formation region 5 to form source/drain regions 7. Thereafter, a MOS-FET separated by a field shield is completed by forming a glabella insulating layer, forming contact holes for the source/drain regions 7, etc. in accordance with five normal steps.

ところで、第6図(b)で説明した工程における多結晶
シリコン層3のパターンニングは、微細加工を要するた
めに異方性エツチングが用いられる。
By the way, anisotropic etching is used for patterning the polycrystalline silicon layer 3 in the step explained in FIG. 6(b) because microfabrication is required.

その結果、パターンニングされた多結晶シリコン層31
の側面はシリコン基板1に対してほぼ垂直をなしている
。このため、第6(C)の工程において。
As a result, the patterned polycrystalline silicon layer 31
The side surfaces of the silicon substrate 1 are substantially perpendicular to the silicon substrate 1. Therefore, in the sixth (C) step.

やはり異方性エツチングにより多結晶シリコン層をゲー
ト電極6の形状にパターンニングすると。
Again, the polycrystalline silicon layer is patterned into the shape of the gate electrode 6 by anisotropic etching.

第8図に示すように、多結晶シリコン層31の側面に残
渣として多結晶シリコン側壁61が形成される。
As shown in FIG. 8, a polycrystalline silicon sidewall 61 is formed as a residue on the side surface of the polycrystalline silicon layer 31.

この現象は、異方性エツチングを用いて、電極等の側面
に絶縁層等の側壁を形成する方法として積極的に利用さ
れる現象である。しかしながら、上記フィールドシール
ドの形成においては、多結晶シリコン側壁61の形成は
好ましくない。なぜならば、多結晶シリコン側壁61は
ゲート電極6と導通しているために、ゲート電極6とソ
ース/ドレインの引出し電極が短絡してしまうおそれが
あるからである。
This phenomenon is actively utilized as a method for forming sidewalls such as insulating layers on the side surfaces of electrodes and the like using anisotropic etching. However, in forming the field shield, formation of the polycrystalline silicon sidewall 61 is not preferred. This is because, since the polycrystalline silicon sidewall 61 is electrically connected to the gate electrode 6, there is a risk that the gate electrode 6 and the source/drain lead electrodes may be short-circuited.

また、上記従来のフィールドシールド構造においては、
多結晶シリコン層31とゲート電極6間は酸化膜41に
よって絶縁されているが、酸化膜41の厚さはゲート酸
化膜4のそれによって決まってしまうため、自由に設定
することができない。このため、多結晶シリコン層31
とゲート電極6間の耐、圧が充分でなく、また、この間
の容量が大きいという問題があった。
In addition, in the conventional field shield structure described above,
The polycrystalline silicon layer 31 and the gate electrode 6 are insulated by an oxide film 41, but the thickness of the oxide film 41 is determined by that of the gate oxide film 4 and cannot be set freely. Therefore, the polycrystalline silicon layer 31
There was a problem that the withstand voltage between the gate electrode 6 and the gate electrode 6 was insufficient, and the capacitance between them was large.

本発明は上記従来のフィールドシールド構造における問
題点を解決可能なフィールドシールド構造を提供するこ
とを目的とする。
An object of the present invention is to provide a field shield structure that can solve the problems in the conventional field shield structure described above.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

上記目的は、半導体基板上に耐酸化性絶縁層を介して形
成されたフィールドシールドを構成する導電層と、該導
電層の所定位置に設けられた開口内に表出する該半導体
基板から成る素子形成領域と、該開口内における該導電
層の側壁部を成し該開口の上方に向かって漸次該素子形
成領域外に傾斜する傾斜面と、該素子形成領域に形成さ
れた半導体素子と、該半導体素子を構成する電極であっ
て、第2の絶縁層を介して該傾斜面上に形成された延伸
部を有する電極を含むことを特徴とする本発明に係るフ
ィールドシールド構造を有する半導体装置、および、半
導体基板上に耐酸化性絶縁層を形成する工程と、該耐酸
化性絶縁層上にフィールドシールドを構成するだめの導
電層を形成する工程と、該導電層上に耐酸化性マスク層
を形成する工程と、該導電層のフィールドシールド形成
部分がマスクされるように該耐酸化性マスク層をパター
ンニンクスる工程と、該フィールドシールド形成部分が
マスクされた該導電層を酸化性雰囲気中で熱処理してフ
ィールドシールド形成部分以外の該導電層を酸化層に転
換する工程と、該耐酸化性マスク層および該酸化層を順
次選択的に除去する工程と、フィールドシールド形成部
分として残留する該導電層の表面を酸化して表面絶縁層
を形成する工程と、フィールドシールド形成部分の周囲
に表出している該耐酸化性絶縁層を選択的に除去する工
程とを含むことを特徴とする本発明に係るフィールドシ
ールド構造を有する半導体装置の製造方法によって達成
される。
The above object is to provide an element comprising a conductive layer constituting a field shield formed on a semiconductor substrate via an oxidation-resistant insulating layer, and the semiconductor substrate exposed in an opening provided at a predetermined position of the conductive layer. a semiconductor element formed in the element formation area; A semiconductor device having a field shield structure according to the present invention, characterized in that the electrode constitutes a semiconductor element and includes an electrode having an extended portion formed on the inclined surface with a second insulating layer interposed therebetween. and a step of forming an oxidation-resistant insulating layer on the semiconductor substrate, a step of forming a second conductive layer constituting a field shield on the oxidation-resistant insulating layer, and an oxidation-resistant mask layer on the conductive layer. patterning the oxidation-resistant mask layer so that the field shield forming portion of the conductive layer is masked; and exposing the conductive layer with the field shield forming portion masked to an oxidizing atmosphere. a step of converting the conductive layer other than the field shield forming portion into an oxide layer by heat treatment in the inside, a step of sequentially selectively removing the oxidation-resistant mask layer and the oxide layer, and a step of sequentially selectively removing the oxidation resistant mask layer and the oxide layer remaining as the field shield forming portion. The method is characterized by comprising a step of oxidizing the surface of the conductive layer to form a surface insulating layer, and a step of selectively removing the oxidation-resistant insulating layer exposed around the field shield forming portion. This is achieved by the method for manufacturing a semiconductor device having a field shield structure according to the present invention.

〔作 用〕[For production]

フィールドシールドを構成する多結晶シリコン層をLO
CO5法を適用してパターンニングする。その結果、フ
ィールドシールド形成領域の多結晶シリコン層にバーズ
ビークが食い込み、フィールドシールドの側面が傾斜面
となる。このため、フィールドシールド上に設けられる
延伸部を有する電極を異方性エツチングによりパターン
ニングしても、上記傾斜面には電極物質の残渣が生じず
、前記電極と素子形成領域におけるソース/ドレインの
引出し電極との短絡が発生し難くなる。また。
LO the polycrystalline silicon layer that makes up the field shield.
Patterning is performed by applying the CO5 method. As a result, the bird's beak digs into the polycrystalline silicon layer in the field shield formation region, and the side surfaces of the field shield become sloped surfaces. Therefore, even if an electrode having an extended portion provided on the field shield is patterned by anisotropic etching, no residue of the electrode material will be generated on the sloped surface, and the electrode and the source/drain in the element forming region will not remain. A short circuit with the extraction electrode is less likely to occur. Also.

フィールドシールドを構成する多結晶シリコン層と基板
間にあらかじめ耐酸化性絶縁層を設けておくことにより
、フィールドシールドを構成する多結晶シリコン層表面
を酸化して所望の厚さの絶縁層を形成したのち、前記耐
酸化性絶縁層を選択的に除去し、素子形成領域の基板表
面に所望の厚さを有するゲート酸化膜を形成することが
できる。
By providing an oxidation-resistant insulating layer in advance between the polycrystalline silicon layer that makes up the field shield and the substrate, the surface of the polycrystalline silicon layer that makes up the field shield is oxidized to form an insulating layer of the desired thickness. Thereafter, the oxidation-resistant insulating layer can be selectively removed to form a gate oxide film having a desired thickness on the surface of the substrate in the element formation region.

すなわち、フィールドシールドと前記電極間の絶縁層の
厚さを、ゲート酸化膜のそれとは独立に制御することが
でき、耐圧の向上ならびに容量の低減が可能となる。
That is, the thickness of the insulating layer between the field shield and the electrode can be controlled independently of that of the gate oxide film, making it possible to improve breakdown voltage and reduce capacitance.

〔実施例〕〔Example〕

以下本発明の実施例を図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

第1図(a)は本発明に係る半導体装置の一例として、
フィールドシールドによって分離されたMOSトランジ
スタの構造を示す模式的平面図、第1図(blおよび(
C1は、第1図(a)における模式的X−X断面図およ
びY−Y断面図である。
FIG. 1(a) shows an example of a semiconductor device according to the present invention.
Schematic plan view showing the structure of a MOS transistor separated by a field shield, FIG.
C1 is a schematic XX sectional view and YY sectional view in FIG. 1(a).

第1図(a)ないしくC)を参照して、シリコン基板1
0表面には1例えば5i3Na (窒素シリコン)のよ
うな耐酸化性絶縁層11を介して、フィールドシールド
を構成する1例えば多結晶シリコンから成る導電層12
が形成されている。導電層12の所定領域には開口13
が形成されており、この開口13内に表出するシリコン
基板10が素子形成領域14として使用される。開口1
3内における導電層12の側壁は、開口13の上方に向
かって漸次素子形成領域14の外側に傾斜する傾斜面1
5となっている。
Referring to FIG. 1(a) to C), silicon substrate 1
A conductive layer 12 made of, for example, polycrystalline silicon, which constitutes a field shield, is placed on the surface of the film through an oxidation-resistant insulating layer 11 made of, for example, 5i3Na (nitrogen silicon).
is formed. An opening 13 is formed in a predetermined region of the conductive layer 12.
is formed, and the silicon substrate 10 exposed within this opening 13 is used as an element formation region 14. opening 1
The sidewall of the conductive layer 12 in the slanted surface 1 gradually slopes toward the outside of the element formation region 14 toward the upper side of the opening 13.
It is 5.

素子形成領域14には8例えばシリコン基板10表面を
熱酸化して形成されたSiO□(二酸化シリコン)から
成るゲート絶縁層18を介してシリコン基板10に対向
するゲート電極17と、その両側の基板に不純物を注入
して形成されたソース/ドレイン領域19から成るMO
S  トランジスタが形成されている。
The element formation region 14 includes a gate electrode 17 that faces the silicon substrate 10 via a gate insulating layer 18 made of SiO□ (silicon dioxide) formed by thermally oxidizing the surface of the silicon substrate 10, and substrates on both sides of the gate electrode 17. An MO consisting of source/drain regions 19 formed by implanting impurities into
S transistor is formed.

ゲート電極17は導電層12の傾斜面15上に延伸する
部分を有する。この延伸部と導電層12との間は導電層
12表面を酸化して形成された絶縁層16によって絶縁
されている。導電層12およびゲート電極17上には層
間絶縁層20が形成されている。さらに。
Gate electrode 17 has a portion extending onto inclined surface 15 of conductive layer 12 . The extended portion and the conductive layer 12 are insulated by an insulating layer 16 formed by oxidizing the surface of the conductive layer 12. An interlayer insulating layer 20 is formed on the conductive layer 12 and the gate electrode 17. moreover.

層間絶縁層20に設けられたコンタクトホールを通じて
ゲート電極17およびソース/ドレイン領域19にそれ
ぞれ接続された配線層21および22が形成されている
Wiring layers 21 and 22 are formed which are connected to gate electrode 17 and source/drain region 19, respectively, through contact holes provided in interlayer insulating layer 20.

第1図に示す導電層12から成るフィールドシールド構
造においては、ゲート電極17を異方性エツチングによ
りパターンニングしても、ゲート電極17を構成する導
電物質が傾斜面15に残留せず、ゲート電極17とシリ
コン基板10とが短絡されるおそれがない。また、絶縁
層16とゲート絶縁層18とは別の工程で形成されるた
め、絶縁層16は充分大きな厚さを有することができ、
導電層12とゲート電極17間に所望の耐圧が付与され
るとともに これらの間の容量が低減されている。
In the field shield structure consisting of the conductive layer 12 shown in FIG. 17 and the silicon substrate 10 are not likely to be short-circuited. Further, since the insulating layer 16 and the gate insulating layer 18 are formed in separate steps, the insulating layer 16 can have a sufficiently large thickness.
A desired breakdown voltage is provided between the conductive layer 12 and the gate electrode 17, and the capacitance between them is reduced.

第2図は第1図に示すフィールドシールドを形成する工
程における要部断面図であって3第1図におけるのと同
じ部分は同一符号を以て示す。
FIG. 2 is a sectional view of a main part in the step of forming the field shield shown in FIG. 1, and the same parts as in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

第2図(alを参照して、シリコン基板10上に1例え
ば5isNaから成る厚さ約1000人の耐酸化性絶縁
層11と1例えば多結晶シリコンから成る約4000人
の厚さの導電層12を順次形成し、さらに1導電層12
上に1例えば5iJ4から成る厚さ1000人の耐酸化
性マスク層23を形成する。これらの形成は1周知のC
VD(化学気相堆積)法を用いて行えばよく多結晶シリ
コン導電F112については、この形成時に適当な不純
物をドープして導電性を付与してもよく1また。形成後
に不純物をイオン注入してもよい。
Referring to FIG. 2 (al), on a silicon substrate 10 there is an oxidation-resistant insulating layer 11 made of, for example, 5isNa, about 1,000 thick and a conductive layer 12 of about 4,000 thick made of polycrystalline silicon, for example. are sequentially formed, and further one conductive layer 12 is formed.
An oxidation-resistant mask layer 23 of 1,000 thick, for example, 5iJ4 is formed thereon. These formations are known as C
The polycrystalline silicon conductive layer F112 may be doped with an appropriate impurity to impart conductivity to the polycrystalline silicon conductive layer F112 by using a VD (chemical vapor deposition) method. Impurity ions may be implanted after formation.

次いで9周知のリソグラフ技術を用いて上層の5iJ4
耐酸化性マスク層23を1第2図(b)に示すように、
フィールドシールド形成部分がマスクされるようにパタ
ーンニングしたのち、多結晶シリコン導電層12を、酸
化性雰囲気中で通常のLOCOS法と同様の条件にした
がって酸化する。その結果第2図(C)に示すように、
耐酸化性マスク層23から露出している部分の導電層1
2がSiO□層24に転換される。耐酸化性マスク層2
3下の多結晶シリコン導電層12も部分的に酸化され1
通常のLOCO3法におけると同様にバーズビークが生
じる。したがって。
Then, the upper layer 5iJ4 was formed using 9 well-known lithographic techniques.
As shown in FIG. 2(b), the oxidation-resistant mask layer 23 is
After patterning so that the field shield forming portion is masked, the polycrystalline silicon conductive layer 12 is oxidized in an oxidizing atmosphere under the same conditions as the normal LOCOS method. As a result, as shown in Figure 2 (C),
The portion of the conductive layer 1 exposed from the oxidation-resistant mask layer 23
2 is converted into a SiO□ layer 24. Oxidation-resistant mask layer 2
The polycrystalline silicon conductive layer 12 below 3 is also partially oxidized.
Bird's beaks occur as in the normal LOCO3 method. therefore.

耐酸化性マスク層23下に残留している導電層12の側
面は傾斜面15となる。
The side surface of the conductive layer 12 remaining under the oxidation-resistant mask layer 23 becomes an inclined surface 15.

上記ののち、耐酸化性マスク層23およびSiO□層2
4を順次選択的に除去する。5iJ4耐酸化性マスク層
23の場合には1周知の熱燐酸中に浸漬するエツチング
方法を用いればよく、また、 SiO□層24はHP 
(弗酸)溶液を用いてエツチングすればよい。
After the above, the oxidation-resistant mask layer 23 and the SiO□ layer 2
4 are sequentially and selectively removed. In the case of the 5iJ4 oxidation-resistant mask layer 23, the well-known etching method of dipping in hot phosphoric acid may be used;
Etching may be performed using a (hydrofluoric acid) solution.

上記除去工程により露出した多結晶シリコン導電層12
を、酸化性雰囲気中で熱処理して、第2図(dlに示す
ように、 Singから成る厚さ約3000人の絶縁層
16を形成する。この熱処理において、耐酸化性絶縁層
11は素子形成領域におけるシリコン基板10を保護し
ている。
Polycrystalline silicon conductive layer 12 exposed by the above removal process
As shown in FIG. The silicon substrate 10 in the region is protected.

次いで、導電112周囲に露出している耐酸化性絶縁層
11を選択的に除去する。SiJ、耐酸化性絶縁層11
の場合には、上記熱燐酸浸漬法により行えばよい。この
ようにして、第2図telに示す構造を得る。同図はフ
ィールドシールドの一部を示しており、実際には、第2
図(e)に示す構造の導電層12が、第1図に示すよう
に、素子形成領域14の周囲を囲むように形成され、こ
の素子形成領域14内にMOS  l−ランジスタやバ
イポーラトランジスタ等の半導体素子が形成される。
Next, the oxidation-resistant insulating layer 11 exposed around the conductor 112 is selectively removed. SiJ, oxidation-resistant insulating layer 11
In this case, the hot phosphoric acid immersion method described above may be used. In this way, the structure shown in FIG. 2 is obtained. The figure shows a part of the field shield, and in reality, the second
A conductive layer 12 having the structure shown in FIG. 1E is formed to surround an element formation region 14, as shown in FIG. A semiconductor element is formed.

第3図は第1図に示すフィールドシールドを形成する工
程の別の実施例における要部断面図であって1既掲の図
におけるのと同じ部分は同一符号を以て示す。
FIG. 3 is a cross-sectional view of a main part in another embodiment of the step of forming the field shield shown in FIG. 1, and the same parts as in the first previous figure are designated by the same reference numerals.

本実施例においては、第3図(a)に示すように。In this embodiment, as shown in FIG. 3(a).

シリコン基板10上に厚さ約300 人のSiO□層2
5層形5したのち、この上に、前記実施例と同様にして
A SiO□ layer 2 with a thickness of approximately 300 mm is formed on a silicon substrate 10.
After forming 5 layers, apply the same procedure as in the previous example.

例えばSi3N4から成る耐酸化性絶縁層11.多結晶
シリコンから成る導電層12. Si3N、から成る耐
酸化性マスク層23を順次形成する。SiO□層25層
形5コン基板10を熱酸化して形成すればよい。また。
An oxidation-resistant insulating layer 11 made of, for example, Si3N4. Conductive layer 12 made of polycrystalline silicon. An oxidation-resistant mask layer 23 made of Si3N is sequentially formed. It may be formed by thermally oxidizing the SiO□ layer 25 layer type 5-con board 10. Also.

導電層12には前記実施例と同様にして導電性が付与さ
れている。
The conductive layer 12 is imparted with conductivity in the same manner as in the previous embodiment.

上記ののち、前記実施例と同様にして、第3図(blに
示すように、耐酸化性マスク層23をパターンニングし
9次いで、第3図(C)に示すように、パターンニング
された耐酸化性マスク層23をマスクとして多結晶シリ
コン導電層12を選択酸化する。そして、耐酸化性マス
ク層23および上記選択酸化によって生じたSi0g層
25を順次選択的に除去して第3図(dlに示す構造を
得る。
After the above, the oxidation-resistant mask layer 23 was patterned as shown in FIG. 3(C) in the same manner as in the previous example. The polycrystalline silicon conductive layer 12 is selectively oxidized using the oxidation-resistant mask layer 23 as a mask.Then, the oxidation-resistant mask layer 23 and the SiOg layer 25 produced by the selective oxidation are sequentially and selectively removed. Obtain the structure shown in dl.

本実施例においては、上記工程に続いて、耐酸化性絶縁
層11を1通常のLOGOS分離絶縁層によって分離さ
れる素子形成領域をマスクするようにパターンニングす
る。そして1 シリコン基板10表面を通常のLOCO
3法の条件で熱酸化し、第3図(elに示すように1分
離絶縁層26を形成する。この熱酸化工程において、導
電層12表面にも5iOz絶縁層16が形成される。多
結晶シリコン導電層12の初期厚さを1例えば4000
人とし1分離絶縁層26の厚さを3000人とすると、
 SiO□iO□16の厚さは4000人程度上々り、
この下には約2000人の厚さの多結晶シリコン導電層
12が残る。
In this embodiment, following the above steps, the oxidation-resistant insulating layer 11 is patterned so as to mask the element formation region separated by one ordinary LOGOS isolation insulating layer. 1. The surface of the silicon substrate 10 is subjected to normal LOCO
Thermal oxidation is performed under the conditions of the three methods to form a one-separation insulating layer 26 as shown in FIG. The initial thickness of the silicon conductive layer 12 is 1, for example, 4000.
Assuming that the thickness of one isolation insulating layer 26 is 3000 people,
The thickness of SiO□iO□16 is about 4000 people,
Beneath this remains a polycrystalline silicon conductive layer 12 approximately 2000 nm thick.

上記ののち、シリコン基板10上に露出している耐酸化
性絶縁層11を選択的に除去し、第3図(f)に示す構
造を得る。すなわち、導電層12によるフィールドシー
ルドによって分離された領域とLOCO5法による分離
絶縁層26によって分離された領域とが同一シリコン基
板10上に形成されており、それぞれの領域に9図示し
ないMOS  l−ランジスタやバイポーラトランジス
タ等が適宜形成される。
After the above, the oxidation-resistant insulating layer 11 exposed on the silicon substrate 10 is selectively removed to obtain the structure shown in FIG. 3(f). That is, a region separated by the field shield formed by the conductive layer 12 and a region separated by the isolation insulating layer 26 formed by the LOCO5 method are formed on the same silicon substrate 10, and each region has nine MOS l-transistors (not shown). , bipolar transistors, etc. are formed as appropriate.

上記実施例におけるSiO□層25層形5常、 LOC
O5法によって分離絶縁層を形成する際、  Si3N
4耐酸化性絶縁層によるシリコン基板表面の格子歪を緩
和する目的で設けられるものである。
In the above embodiment, 25 layers of SiO□ layer type 5, LOC
When forming the isolation insulating layer by the O5 method, Si3N
This is provided for the purpose of alleviating the lattice strain on the silicon substrate surface caused by the 4 oxidation-resistant insulating layer.

第4図は本発明のさらに別の実施例の工程における要部
断面図であって、既掲の図におけるのと同じ部分は同一
符号を以て示す。
FIG. 4 is a sectional view of a main part in a step of still another embodiment of the present invention, and the same parts as in the previous figures are designated by the same reference numerals.

本発明実施例においては、第2図の実施例と同様にして
、シリコン基板10上に9例えばSi3N4耐酸化性絶
縁層11と多結晶シリコン導電層12を順次形成したの
ち、第4図(alに示すように、厚さ300人程人程5
iOz層27を形成し、この上に前記各実施例と同様に
して1例えばSi、N、から成る耐酸化性マスク層23
を形成する。SiO□層25層形5は1例えば熱酸化法
を用いればよい。
In the embodiment of the present invention, in the same manner as in the embodiment shown in FIG. As shown in the figure, the thickness is about 300 people.
An iOz layer 27 is formed, and an oxidation-resistant mask layer 23 made of Si, N, etc. is formed thereon in the same manner as in each of the above embodiments.
form. For example, a thermal oxidation method may be used for forming the SiO□ layer 25 layer type 5.

次いで、前記実施例と同様にして、第4図fb)に示す
ように、耐酸化性マスク層23をパターンニングしたの
ち、 LOCO5法により導電層12を熱酸化し。
Next, in the same manner as in the previous embodiment, the oxidation-resistant mask layer 23 was patterned as shown in FIG. 4 fb), and then the conductive layer 12 was thermally oxidized by the LOCO5 method.

第4図(C)に示すようにSiO□層24を生成させ1
次いで、耐酸化性マスク層23およびSiO□層24を
順次選択的に除去する。そして、露出した導電層12表
面を熱酸化して、第4図(d)に示すようにSiO□i
O□16を形成したのち、導電層12周囲に露出してい
る耐酸化性絶縁層11を除去し、第4図(e)に示す構
造を得る。
As shown in FIG. 4(C), a SiO□ layer 24 is generated.
Next, the oxidation-resistant mask layer 23 and the SiO□ layer 24 are selectively removed in sequence. Then, the exposed surface of the conductive layer 12 is thermally oxidized to form a SiO□i layer as shown in FIG. 4(d).
After forming the O□ 16, the oxidation-resistant insulating layer 11 exposed around the conductive layer 12 is removed to obtain the structure shown in FIG. 4(e).

本実施例によれば、 5i02層24を形成する際に。According to this embodiment, when forming the 5i02 layer 24.

5i02層27を通じて耐酸化性マスク層23の下に酸
素が供給されやすくなるため、バーズビークの食い込み
量が大きくなり、フィールドシールドを構成する導電I
J12の側面の傾斜がより緩やかになる利点がある。な
お1本実施例においても、シリコン基板10と耐酸化性
絶縁層11との間にSiO□層を介在させておけば、第
3図で説明した実施例と同様に。
Since oxygen is easily supplied under the oxidation-resistant mask layer 23 through the 5i02 layer 27, the amount of penetration of the bird's beak increases, and the conductive I constituting the field shield increases.
There is an advantage that the slope of the side surface of J12 becomes gentler. Note that this embodiment is similar to the embodiment described in FIG. 3, provided that an SiO□ layer is interposed between the silicon substrate 10 and the oxidation-resistant insulating layer 11.

LOGO5分離絶縁層により分離された領域とフィール
ドシールドにより分離された領域とを同一シリコン基板
上に形成することができる。
A region separated by the LOGO5 isolation insulating layer and a region separated by the field shield can be formed on the same silicon substrate.

第5図は本発明のさらに別の実施例の工程における要部
断面図であって、既掲の図におけるのと同じ部分は同一
符号を以て示す。
FIG. 5 is a sectional view of a main part in a step of still another embodiment of the present invention, and the same parts as in the previous figures are designated by the same reference numerals.

第5図(alのごとく、シリコン基板10上に1例えば
SiO□層25,513N4耐酸化性絶縁層IL多結晶
シリコン導電層12. SiO□層27.および5iJ
4耐酸化性マスク層23を順次形成する。各層の厚さは
前記各実施例におけると同様である。
As shown in FIG.
4. Form oxidation-resistant mask layers 23 in sequence. The thickness of each layer is the same as in each of the above embodiments.

本実施例においては、第5図(blに示すように。In this example, as shown in FIG.

耐酸化性マスク層23. SiO□層27.導電層12
がフィールドシールド形成領域に残るようにパターンニ
ングする。このパターンニングは、耐酸化性マスク12
3がSi3N4から成る場合には、まず耐酸化性マスク
層23を周知のリソグラフ技術を用いてパターンニング
し、  Si、N4耐酸化性マスク層23をマスクとし
て、以下Si02層27および多結晶シリコン導電層1
2を順次エツチングすればよい。
Oxidation-resistant mask layer 23. SiO□ layer 27. Conductive layer 12
is patterned so that it remains in the field shield forming area. This patterning is performed using an oxidation-resistant mask 12.
3 is made of Si3N4, the oxidation-resistant mask layer 23 is first patterned using a well-known lithography technique, and then the Si02 layer 27 and the polycrystalline silicon conductive layer 27 are patterned using the Si,N4 oxidation-resistant mask layer 23 as a mask. layer 1
2 may be etched sequentially.

次いで、酸化性雰囲気中で熱処理することにより導電層
12を部分的に酸化し、第5図(C)に示すように、 
SiO□層24層上4させる。前記各実施例におけると
同様に、耐酸化性マスク層23下の導電層12SiO□
層24のバーズビークが侵入し、導電層12の側面が傾
斜面となる。こののち、耐酸化性マスク層23とSiO
□層24層上427を順次選択的に除去し、そして、露
出した多結晶シリコン導電層12の表面を熱酸化して、
第5図(d)に示すように、 Sing絶縁層16を形
成する。さらに、導電層12の周囲に露出している耐酸
化性絶縁層11を選択的に除去して、第5図telに示
す構造を得る。
Next, the conductive layer 12 is partially oxidized by heat treatment in an oxidizing atmosphere, and as shown in FIG. 5(C),
24 SiO□ layers are placed on top. As in each of the above embodiments, the conductive layer 12SiO□ under the oxidation-resistant mask layer 23
The bird's beak of layer 24 penetrates, and the side surfaces of conductive layer 12 become sloped surfaces. After this, the oxidation-resistant mask layer 23 and the SiO
□The upper layer 427 of the layer 24 is sequentially selectively removed, and the exposed surface of the polycrystalline silicon conductive layer 12 is thermally oxidized.
As shown in FIG. 5(d), a Sing insulating layer 16 is formed. Furthermore, the oxidation-resistant insulating layer 11 exposed around the conductive layer 12 is selectively removed to obtain the structure shown in FIG.

本実施例によれば、第3図および第4図の各実施例にお
ける利点が得られるとともに、第5図(b)および(C
)に示すように、熱酸化工程前に導電層12のフィール
ドシールド形成部分のみが残るようにパターンニングさ
れているため、 5in2層24との熱膨張率の差によ
るシリコン基板10の反りを小さくする利点が得られる
According to this embodiment, the advantages of the embodiments shown in FIGS. 3 and 4 can be obtained, as well as the advantages shown in FIGS.
), since the conductive layer 12 is patterned so that only the field shield forming portion remains before the thermal oxidation process, the warpage of the silicon substrate 10 due to the difference in thermal expansion coefficient with the 5in2 layer 24 is reduced. Benefits can be obtained.

なお、上記実施例においては、フィールドシールドで分
離されたMOSトランジスタの形成工程を例に説明した
が1本発明のフィールドシールド構造をバイポーラトラ
ンジスタの分離に適用可能であることは言うまでもない
In the above embodiment, the process of forming MOS transistors separated by a field shield was explained as an example, but it goes without saying that the field shield structure of the present invention can be applied to the separation of bipolar transistors.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、フィールドシールドを構成する導電層
の側面が傾斜面となっているため、フィールドシールド
上に設けられる延伸部分を有する電極とフィールドシー
ルドを構成する導電層との短絡が防止できる。また、フ
ィールドシールドを構成する導電層上に設けられる絶縁
層の厚さを独立に制御できるため、上記電極と導電層間
に充分大きな耐圧を付与することが可能となる。さらに
According to the present invention, since the side surface of the conductive layer constituting the field shield is an inclined surface, it is possible to prevent a short circuit between an electrode having an extended portion provided on the field shield and the conductive layer constituting the field shield. Furthermore, since the thickness of the insulating layer provided on the conductive layer constituting the field shield can be independently controlled, it is possible to provide a sufficiently large breakdown voltage between the electrode and the conductive layer. moreover.

フィールドシールドにより分離された素子形成領域とL
OCOS法により分離された素子形成領域とを同一基板
上に共通の工程により形成できる。その結果、集積回路
の高密度化および多機能化を促進する効果がある。
Element formation region and L separated by field shield
Element formation regions separated by the OCOS method can be formed on the same substrate through a common process. As a result, it has the effect of promoting higher density and multifunctionality of integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係るフィールドシールドによって分離
されたMOSトランジスタの構造を示す模式的平面図お
よび断面図。 第2図は第1図に示すフィールドシールドを形成する工
程の実施例における要部断面図。 第3図ないし第5図は本発明の別の実施例の工程におけ
る要部断面図。 第6図は従来のフィールドシールド構造形成工程を説明
するための要部断面図 第7図は第6図の工程によって形成されたMOSトラン
ジスタの構造を示す斜視図。 第8図は第7図の構造におけるフィールドシールドの部
分断面図 である。 図において。 1とlOはシリコン基板。 2と24と25と27と41はSiO□層。 3と31は多結晶シリコン層。 4と18はゲート酸化膜。 5は素子形成領域。 6と17はゲート電極。 7と19はソース/ドレイン領域。 11は耐酸化性絶縁層 12は導電層。 13は開口。 14は素子形成領域。 15は傾斜面 16は絶縁層 20は層間絶縁層。 21と22は配線層。 23は耐酸化性マスク層。 26は分離絶縁層。 61は多結晶シリコン側壁 である。 7本仝旦月のフィールドし〜ルF’tてよ−7分細しN
tた閃Q51−ラシーズタ$ 1 図 木4ご8月の万づの大支色イ!l](イの1)図 zト、イ芒日月の宕′1の″尺方引ヴ・1(その2)第
 4− 図 従来のスールドシールドず2成ニオ1 第6図 第6シL0.工5作1−ξっ7形成登れたMO5巧シヌ
タ第
FIG. 1 is a schematic plan view and a cross-sectional view showing the structure of a MOS transistor separated by a field shield according to the present invention. FIG. 2 is a sectional view of essential parts in an embodiment of the step of forming the field shield shown in FIG. 1. 3 to 5 are sectional views of main parts in steps of another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a sectional view of a main part for explaining a conventional field shield structure forming process. FIG. 7 is a perspective view showing the structure of a MOS transistor formed by the process of FIG. 6. FIG. 8 is a partial cross-sectional view of the field shield in the structure of FIG. 7. In fig. 1 and lO are silicon substrates. 2, 24, 25, 27, and 41 are SiO□ layers. 3 and 31 are polycrystalline silicon layers. 4 and 18 are gate oxide films. 5 is an element forming area. 6 and 17 are gate electrodes. 7 and 19 are source/drain regions. 11 is an oxidation-resistant insulating layer 12 is a conductive layer. 13 is an opening. 14 is an element forming area. 15 is an inclined surface 16 is an insulating layer 20 is an interlayer insulating layer. 21 and 22 are wiring layers. 23 is an oxidation-resistant mask layer. 26 is an isolation insulating layer. 61 is a polycrystalline silicon side wall. 7 dead moon field ~ Le F't - 7 minutes thin N
tatasen Q51-Raseizuta $ 1 Map Tree 4 August Manzu's major branch color I! l] (A No. 1) Figure z, I Agn Sun Moon no G'1's ``Shakuta Hikiv 1 (Part 2) Part 4 - Figure 6 Conventional Surdo Shield Zu 2 Seirinio 1 Figure 6 MO5 Takumi Shinuta No. 1-ξ7 formation climbed

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に耐酸化性絶縁層を介して形成され
たフィールドシールドを構成する導電層と、該導電層の
所定位置に設けられた開口内に表出する該半導体基板か
ら成る素子形成領域と、該開口内における該導電層の側
壁部を成し、該開口の上方に向かって漸次該素子形成領
域外に傾斜する傾斜面と、 該素子形成領域に形成された半導体素子と、該半導体素
子を構成する電極であって、第2の絶縁層を介して該傾
斜面上に形成された延伸部を有する電極 を含むことを特徴とするフィールドシールド構造を有す
る半導体装置。
(1) Formation of an element consisting of a conductive layer constituting a field shield formed on a semiconductor substrate via an oxidation-resistant insulating layer, and the semiconductor substrate exposed in an opening provided at a predetermined position in the conductive layer. a semiconductor element formed in the element formation area; 1. A semiconductor device having a field shield structure, comprising an electrode constituting a semiconductor element and having an extended portion formed on the inclined surface with a second insulating layer interposed therebetween.
(2)半導体基板上に耐酸化性絶縁層を形成する工程と
、 該耐酸化性絶縁層上にフィールドシールドを構成するた
めの導電層を形成する工程と、 該導電層上に耐酸化性マスク層を形成する工程と、 該導電層のフィールドシールド形成部分がマスクされる
ように該耐酸化性マスク層をパターンニングする工程と
、 該フィールドシールド形成部分がマスクされた該導電層
を酸化性雰囲気中で熱処理してフィールドシールド形成
部分以外の該導電層を酸化層に転換する工程と、 該耐酸化性マスク層および該酸化層を順次選択的に除去
する工程と、 フィールドシールド形成部分として残留する該導電層の
表面を酸化して表面絶縁層を形成する工程と、 フィールドシールド形成部分の周囲に表出している該耐
酸化性絶縁層を選択的に除去する工程とを含むことを特
徴とするフィールドシールド構造を有する半導体装置の
製造方法。
(2) forming an oxidation-resistant insulating layer on the semiconductor substrate; forming a conductive layer for forming a field shield on the oxidation-resistant insulating layer; and forming an oxidation-resistant mask on the conductive layer. patterning the oxidation-resistant mask layer so that the field shield forming portion of the conductive layer is masked; and exposing the conductive layer with the field shield forming portion masked to an oxidizing atmosphere. a step of converting the conductive layer other than the field shield forming portion into an oxide layer by heat treatment in the inside, a step of sequentially selectively removing the oxidation-resistant mask layer and the oxide layer, and a step of sequentially selectively removing the conductive layer remaining as the field shield forming portion. The method is characterized by comprising the steps of: oxidizing the surface of the conductive layer to form a surface insulating layer; and selectively removing the oxidation-resistant insulating layer exposed around the field shield forming portion. A method for manufacturing a semiconductor device having a field shield structure.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH02161753A (en) * 1988-12-14 1990-06-21 Mitsubishi Electric Corp Semiconductor device
JPH08222624A (en) * 1994-12-20 1996-08-30 Sgs Thomson Microelectron Inc Separation by common gate activated transistor
US5828120A (en) * 1996-02-23 1998-10-27 Nippon Steel Corporation Semiconductor device and production method thereof

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