JPH0283928A

JPH0283928A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH0283928A
Application number: JP23615788A
Authority: JP
Inventors: Takashi Aoyanagi; 隆青柳
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1988-09-20
Filing date: 1988-09-20
Publication date: 1990-03-26
Anticipated expiration: 2014-01-06
Also published as: JP2843037B2

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、半導体装置の製造技術およびそれによって得
られる半導体装置の技術に関し、特に、選択酸化（Ｌｏ
ｃａｌ　０ｘｉｄａｔ＋ｏｎ　ｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ　
；以下、Ｌ　ＯＣＯ−Ｓという）法を用いる素子分離領
域の形成に適用して有効な技術に関するものである。

〔従来の技術〕

ＬＯＣＯ５法による素子分離領域の形成方法については
、例えば、日経マグロウヒル社、昭和６０年６月２０日
発行ｒＭＯ５−ＬＳ　Ｉ製造技術」Ｐ２９〜３２に記載
がある。上記文献には、ｎチャネルＭ　ＯＳ　−Ｆ　Ｅ
　Ｔ　（Ｍｅｔａｌ　０ｘｉｄｅ　Ｓｅｍ１ｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ　Ｆｉｅｌｄ　Ｅｆｆｅｃｔ　Ｔｒａｎｓｉｓ
ｔｏｒ）を作成する際におけるＬＯＣＯ５法による素子
分離領域の形成方法について説明されており、その具体
的な形成方法は、次のとおりである。

すなわち、まず、半導体ウニ／Ｘ（以下、ウエノ＼とい
う）の表面に二酸化シリコン（Ｓ　ｉ　Ｏ２）からなる
熱酸化膜を成長させ、さらにその上に窒化シリコン（Ｓ
１５Ｎ４）膜を堆積し、二層絶縁膜を形成する。

次に、この窒化シリコン膜の上に感光性樹脂（以下、フ
ォトレジストという）を塗布し、続いてフォトレジスト
パターンを形成する。

その後、このフォトレジストパターンをマスクに素子分
離領域となる部分の窒化シリコン膜をエツチングする。

さらに、その後、寄生チャネルの発生を防止をするため
、上記フォトレジストをマスクにウエノ１に所定量のボ
ロン（Ｂ）をイオン打ち込み、素子分離領域となる部分
のウェハ表面層の不純物濃度を高くする。

次いで、上記フォトレジストを除去した後、ウェハを石
英反応管を備えた酸化炉に挿入する。そして、炉内の温
度を１０００℃前後に保つととも１；、その雰囲気を水
蒸気を含んだ酸素雰囲気にすることによって表面処理を
行い、フィールド酸化膜の成長と、イオン打ち込みされ
た不純物の拡散とを同時に行う。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、本発明者の検討によれば、水蒸気を含んだ酸
素雰囲気中で熱処理を行うと、ウエノ＼の素子分離領域
にイオン打ち込みによって予め導入された不純物が、成
長しつつあるフィールド酸化膜中に吸収されてしまうと
いう問題が・見い出された。

このため、熱処理の後、素子分離領域のウェハ表面層に
おける不純物濃度が著しく低下してしまうとともに、不
純物の再分布も不均一となる。

特に、ボロンは、フィールド酸化膜に吸収され易く、打
ち込まれたボロンの７〜８割、場合によっては、９割が
フィールド酸化膜中に吸収されてしまう。

そして、打ち込まれたボロンが熱処理中に吸収されてし
まうと、素子分離領域のウェハ表面層における不純物濃
度が低下し、寄生チャネル等が生じ易くなるため、安定
、かつ充分に素子分離を行うことができない。

さらに、ウェハに打ち込まれる不純物量が、ｌ×１０１
個／　ｃ　ｍ’　以上になると、このイオン打ち込みに
際してウェハに生じる結晶格子の歪が増加し、この歪に
起因してウェハ表面、及び内部に酸化積層欠陥（口ｘｉ
ｄａｔｉｏｎ　Ｉｎｄｕｃｅｄ　Ｓｔａｃｋｉｎｇ　Ｆ
ａｕｌｔ；　　以下、Ｏ３Ｆという）が生じてしまう。

そして、Ｏ３Ｆが発生すると、接合リーク電流が増加し
、素子の電気的特性が劣化してしまう。

本発明は上記問題点に着目してなされたものであり、そ
の目的は、素子分離領域のウェハ表面層における不純物
濃度を高濃度にすることのできる技術を提供することに
ある。

また、本発明の他の目的は、素子分離領域を形成する際
の熱処理に伴うＯ３Ｆの発生を防止することのできる技
術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、明
細書の記述および添付図面から明らかに７；るであろう
。

〔課題を解決するための手段〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、請求項１記載の発明は、所定の集積回路が形
成されるウェハに、選択酸化法によって素子分離領域を
形成する際、前記ウェハを酸化炉内で熱処理する工程に
おいて、前記酸化炉内の雰囲気を、まず、非酸化性雰囲
気にして、その後、酸化性雰囲気にする半導体装置の製
造方法である。

また、請求項２記載の発明は、前記非酸化性雰囲気にお
ける熱処理工程と前記酸化性雰囲気における熱処理工程
との間に、非酸化性ガスと酸素ガスとの混合雰囲気にお
ける熱処理工程を加えた半導体装置の製造方法である。

また、請求項３記載の発明は、チャネルストッパ領域を
形成するために打ち込まれる不純物量がＩ　Ｘ　ｌ　Ｏ
”個／ｃｔｓ’未満であるウェハに、選択酸化法によっ
て素子分離領域を形成する際、前記ウェハを酸化炉内で
熱処理する工程において、前記酸化炉内の雰囲気を、ま
ず、非酸化性ガスと酸素ガスとの混合雰囲気にして、そ
の後、酸化性雰囲気にする半導体装置の製造方法である
。

〔作用〕

上記した請求項１記載の手段によれば、不純物のイオン
打ち込みによってウェハに生じた結晶格子の歪が解消で
き、同時に、上記不純物のウェハへの引き伸ばし拡散が
できる。

その際、非酸化性雰囲気中に酸素ガスを供給すると、不
純物の拡散速度が速くなるため、請求項２記載の手段に
よれば、上記した不純物の引き伸ばし拡散に要する処理
時間を短縮することができる。

ところで、ウェハに打ち込まれる不純物量がｌｘ　ｌ　
Ｑ　１４個／ｃｍ’　未満である場合は、ウェハの結晶
格子の歪が小さいため、酸化処理をしてもＯ３Ｆが生じ
にくい。この場合は、ボロンの引き伸ばし拡散処理だけ
が必要となる。

すなわち、請求項３記載の手段によれば、非酸化性雰囲
気における熱処理よりも、非酸化性ガスと酸素ガスとの
混合雰囲気による熱処理の方が、不純物の拡散速度が速
くなるので、不純物の引き伸ばし拡散に要する処理時間
を短縮することができ、請求項１記載の発明よりも全体
として処理時間を短縮することができる。

〔実施例１〕第１図は本発明の一実施例である半導体装置の製造方法
においてウェハに素子分離領域を形成する際の処理工程
図９第２図はこの半導体装置の製造方法に用いる酸化炉
の略正面図、第３図（ａ）〜（社）はこの半導体装置の
製造方法を示すウェハの要部断面図である。

以下の説明では、高耐圧のｎチャネルＭＯ５・ＦＥＴを
作成する工程を例に本実施例１の半導体装置の製造方法
を説明する。

まず、第３図（ａ）に示すように、例えば比抵抗ｌＯ〜
２０ΩＣｆｆ１のｐ型シリコン（Ｓｉ）からなる半導体
ウェハ１を基板として、その表面に、例えば、０．０５
〜０．１μｍ程度の二酸化シリコンからなる薄い熱酸化
膜２ａを熱酸化法により成長させる。

さらに、その上面に、例えば、０．１μｍ程度の窒化ン
リコン膜３をＣＶ　Ｄ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｖａｐｏ
ｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより堆積する。

次に、この窒化シリコン膜３の上面にフォトレジスト４
ａを均一に塗布し、このフォトレジスト４ａを集積回路
パターンの描かれたガラス基板（図示せず）をマスクに
所定の形状にパターン形成する。

そして、このフォトレジストパターンをマスクにして、
素子分離領域となる部分の窒化シリコン膜３をエツチン
グする（第３図う））。

次いで、寄生ＭＯＳ−ＦＥＴのしきい値電圧（Ｔｈｒｅ
ｓｈｏｌｄ　Ｖｏｌｔａｇｅ；以下、ＶＴＭＩ　　とい
う）　を所定値以上にするため、第３図（Ｃ）に示すよ
うに、上記フォトレジストパターンをマスクにして、ウ
ェハ１の表面層に、ボロン等のｐ型不純物を高濃度（例
えば、Ｉ　Ｘ　１０”個／ｃ１１２　以上）にイオン打
ち込みする。

なお、この段階では、打ち込まれたボロンのウェハｌ内
での分布は、ガウス分布で近似される形であり、ボロン
が打ち込まれたウェハｌのシリコン結晶格子には歪が生
じている。

このようにして、ウェハ１の表面層にｐ゛不純物層５ａ
を形成した後、フォトレジス）４ａを除去する。

次に、第２図に示すように、石英からなる治具６に立て
て置き、酸化炉７を構成する石英などからなる反応管８
の内部に開閉自在なキャップ９を開は挿入する。

そして、上記窒化シリコン膜３をマスクに、第３図（６
）に示すように、ウェハ１の表面の所定部分にのみ選択
的に、例えば、厚さ１μｍ程の二酸化シリコン等からな
る厚いフィールド酸化膜２ｂを成長させる。

また、その際、同時に、イオン打ち込みされたボロンを
ウェハ１内に拡散させ、チャネルストッパ領域５ｂを形
成し、素子分離領域を形成する。

ここで、上記した素子分離領域を形成する工程を、第１
図、第２図を用いてさらに詳しく説明する。

なお、第１図において、縦軸は、反応管８の内部の温度
を示し、横軸は、各処理工程（Ａ、　　Ｂ、Ｄ、Ｅ）に
おける処理時間を示している。また、本実施例１におい
ては、処理中の反応管８の内部の気圧を、例えば、常に
１気圧とする。

まず、ウェハｌを反応管８の内部に挿入する前に、予め
反応管８の内部の温度を、例えば、８５０℃程度に設定
する（第１図）。

そして、酸化炉７のガス供給口１０（第２図）から反応
管８の内部に、例えば、乾燥窒素ガスを毎分所定量づつ
供給し続け、反応管８の内部を非酸化性雰囲気にする。

なお、この後も乾燥窒素ガスを供給し続ける。

その後、複数枚のウェハｌを、キャップ９を開けて反応
管８の内部に治具６ごと挿入する。

次に、ウェハｌの反りを防止するため、反応管８の内部
の温度をヒータ１１によって徐々に昇温させ、例えば、
１０００℃に設定する（第１図Ａ工程）。

そして、このような状態、すなわち、温度が、例えば、
１０００℃、雰囲気が非酸化性雰囲気の状態で、例えば
、１８０分間程（第１図ｔ１〜ｔ）、ウェハｌを熱処理
する（第１図Ｂ工程）。

このような非酸化性雰囲気における熱処理において、例
えば、２０分間程（第１図ｔ、〜ｔｚ　）は、上記した
ボロンのイオン打ち込みの際にウェハ１に生じたシリコ
ン結晶格子の歪が解消する工程である（第１図Ｂ１　工
程；アニール工程）。

また、上記ｔ、〜ｔ２　の間に、イオン打ち込みされた
ボロンの引き伸ばし拡散も行われるが、この引き伸ばし
拡散は、ウェハｌのシリコン結晶格子の歪が解消された
後も、例えば、１６０分間程（第１図ｔ２〜ｔｓ　）行
われる（第１図８２　工程；ドライブイン工程）。

なお、この際、上記雰囲気中に酸素が含まれていないた
め、０３Ｆｉま生じない。

次いで、ボロンの引き伸ばし拡散が充分行われた後、フ
ィールド酸化膜２ｂ（第３図（ｄ））を成長させるため
、反応管３の内部の雰囲気を、次のようＩこする。

まず、反応管８の内部の温度を１０００℃にしたまま、
上記乾燥窒素ガスの供給を止め、例えば、大量の乾燥酸
素ガスをガス供給口ｌＯから反応管８の内部に供給する
。

そして、反応管８の内部が乾燥酸素ガスで満たされたき
ころで、乾燥水素ガスをガス供給口１０から供給する。

すると乾燥酸素ガスと乾燥水素ガスとが反応して燃焼す
ることにより、水蒸気（スチーム）が発生し、反応管８
の内部は、スチーム酸化性雰囲気となる。

なお、この際、反応管８の内部に供給する乾燥酸素ガス
と乾燥水素ガスとの比をｌ：２とすると、水素ガスが爆
発的に燃焼してしまうため、上記の比を、例えば、１：
１．８とする。

このようなスチーム酸化性雰囲気を、例えば、１２０分
〜３６０分間程（第１図ｔ、〜１）続け、ウェハｌをス
チーム酸化する（第１ｆｆｌＤ工程）。

これにより、ウェハ１の表面の所定部分にフィールド酸
化膜２ｂ（第３図（ｄ））が成長し、同時にチャネルス
トッパ領域５ｂ（第３図（ｄ））が形成され、ウェハｌ
に素子分離領域が形成される。

素子分離領域の形成後は、反応管８の内部を安定させる
ため、その内部に、例えば、乾燥窒素ガスを供給する。

そして、反応管８の内部の雰囲気が乾燥窒素ガスにより
非酸化性雰囲気となった状態で、反応管８の内部の温度
を降温しく第１図Ｅ工・程）、例えば、８５０℃程度に
戻してから、ウェハｌを治具６ごと反応管８の内部から
取り出し、次の工程へ移る。

次に、ウェハｌ上の窒化シリコン膜３、及び熱酸化膜２
ａを順にエツチングして、第３図（ｅ）に示すように、
フィールド酸化膜２ｂで囲まれた領域のウェハ１の表面
を露出させる。

その後、例えば、乾燥酸素ガス中に塩酸（ＨＣＩりガス
を加えた雰囲気でウェハ１を酸化し、上記露出したウェ
ハｌの表面部分に、第１図（ｆ）に示す極薄のゲート酸
化膜２Ｃを成長させる。

次に、図示はしないが、ｎチャネルＭＯ３・ＦＥＴのし
きい値電圧（Ｖ丁ｕｚ）を所定の値にするために、所定
量のボロンをウェハｌにイオン打ち込みする。

次いで、ウェハｌの表面に、例えば、ｎ型の多結晶シリ
コン（以下、ポリシリコンという）をＣＶＤ法などによ
り堆積させ、続いて、このポリシリコンをフォトレジス
ト４ｂをマスクにエツチングし、ゲートポリシリコン１
２、及び配線１３を形成する。

次に、フォトレジスト４ｂを除去し、第３図（母に示す
ように、ゲートポリシリコン１２とフィールド酸化膜２
ｂとをマスクにして、自己整合的にｎ型不純物であるリ
ン（Ｐ）等をイオン打ち込みする。

次いで、打ち込まれたリンをシリコン結晶格子に組込み
電気的に活性化するため熱処理を行い、第３図（社）に
示すソース領域１４、ドレイン領域１５を形成する。

その後、ウェハ１の表面に、ゲートポリシリコン１２、
及び配線１３を被覆するように、リンケイ酸ガラス（以
下、ＰＳＧという）等からなる層間絶縁膜１６をＣＶＤ
法などにより堆積し、続いて、これを熱処理によりリフ
ローする。

その後、図示しないフォトレジストをマスクにして層間
絶縁膜１６の所定部分をエツチングし、コンタクト孔１
７を開孔形成する。

次に、層間絶縁膜１６の上面にアルミニウム（，６７り
等の導電膜をＰ　Ｖ　Ｄ　（Ｐｈｙｓｉｃａｌ　Ｖａｐ
ｅｒ　Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法などにより堆積し、続
いて、この導電膜を図示しないフォトレジストをマスク
にエツチングして配線１８をパターン形成する。

その後、配線１３と配線１８との良好なオーミックコン
タクトを得るため、熱処理を行う。

最後に、図示はしないが、層間絶縁膜１６の上面に、表
面保護膜を形成し、次いで、パッケージとの接続を行う
電極を形成し、ウェハプロセスを終了する。

ウェハプロセス林Ｔ後、図示はしないが、ウェハｌから
タイシング工程によって切り出された複数の半導体ベレ
ットのうち、正常な回路動作をする半導体ベレットのみ
がパッケージに収められ、半導体装置が製造される。

本実施例１によれば、以下の効果を得ることができる。

（１）、素子分離領域を形成する際、スチーム酸化によ
ってフィールド酸化膜２ｂを成長させる前に、非酸化性
雰囲気中におけるアニール工程（第１図ｔｌ−ｔ２）に
よって１、ボロンのイオン打ち込みの際にウェハｌに生
じたシリコン結晶格子の歪を解消しておくことができる
。

このため、スチーム酸化に際し、上記シリコン結晶格子
の歪に起因するＯ５Ｆの発生を防止することができる。

（２）、上記（１）により、Ｏ３Ｆに起因して発生する
接合リーク電流を大幅に低減することができるため、Ｍ
ＯＳ−ＦＥＴの電気的特性の劣化を防止することができ
る。

（３）　　スチーム酸化によってフィールド酸化膜２ｂ
を成長させる前に、非酸化性雰囲気中におけるドライブ
イン工程（第１図ｔ２〜ｔｄによって、ボロンのウェハ
１への引き伸ばし拡散を行うことができる。

この結果、スチーム酸化に際し、フィールド酸化膜２ｂ
に吸収されてしまうボロンの量を少なくすることができ
、スチーム酸化後のチャネルストッパ領域５ｂのボロン
を高濃度にすることができる。

（４）、上記（３）により、チャネルストッパ領域５ｂ
のアクセプタ濃度が高くなるので、チャネルストッパ領
域５ｂの寄生ＭＯＳ−Ｆ　ＥＴノＶｔｎ２（Ｄ値ヲ高く
できるため、寄生ＭＯ３−ＦＥＴを確実に防止すること
ができる。

例えば、フィールド酸化膜２ｂの上に形成された配＊　
１３　ニ、１２　（Ｖ）　〜１３　（ｖ）（７）高Ｉ！
圧が印加されても、チャネルスト−／パ領域５ｂのアク
セプタ濃度が高いため、上記配線１３の下方のチャネル
ストッパ領域５ｂに反転層が形成されない。

（５）、上記（１）〜（４）により、素子分離効果を向
上させることができる。

（６）、上記（１）〜（５）により、信頼性の高い半導
体装置を得ることができ、歩留りも向上する。

〔実施例２〕第４図は本発明の他の実施例である半導体装置の製造方
法においてウェハに素子分離領域を形成する際の処理工
程図、第５図は本実施例と従来の技術との酸化処理後に
おけるチャネルストッパ領域の不純物の再分布形状を比
較するグラフ図である。

本実施例２においては、前記実施例１の非酸化性雰囲気
における熱処理工程と、酸化性雰囲気における熱処理工
程との間に、非酸化性ガスと酸素ガスとの混合雰囲気に
おげろ熱処理工程を加えている以外は、前記実施例１と
同じである。

第４図を用いて本実施例２の処理工程を説明すると次の
とおりである。

すなわち、まず、前記実施例１と同様に、例えば、８５
０℃に設定された反応管８の内部に、例えば、乾燥窒素
ガスを供給して、その雰囲気を非酸化性雰囲気とした後
、反応管８の内部に複数枚のウェハ１を挿入し、続いて
、反応管８の内部の温度を徐々に昇温しで、例えば、１
０００℃に設定する（第４図Ｃ工程）。

そして、この状態、すなわち、温度が、例えば、１ｏｏ
ｏ℃、雰囲気が非酸化性雰囲気の状態で、例えば、２０
分間程（第４図ｔ、〜ｔ２）で、ボロンのイオン打ち込
みの際にウェハｌに生じたシリコン結晶格子の歪を解消
させる（第４図Ｂ工程；アニール工程）。

次に、前記第２図に示す、反応管８の内部の温度を１０
００℃にしたまま、その内部に、微量（例えば、０．１
％〜３０％程度）の乾燥酸素ガス等をガス供給口１０か
ら供給し、反応管８の内部を乾燥窒素ガスと微量の乾燥
酸素ガスとの混合雰囲気にする。

そして、このような混合雰囲気を、例えば、１２０分間
程（第４図ｔ２〜１１　）続け、ウェハＩにイオン打ち
込みされたボロンの引伸ばし拡散を行う（第４図Ｃ工程
、ドライブイン工程）。

その後、前記実施例１と同様にして反応管８の内部の雰
囲気を、例えば、１２０分〜３６０分間程（１１〜ｔａ
　）スチーム酸化性雰囲気とする。

このようにして、ウェハ１にフィールド酸化膜２ｂを成
長させ、同時に、チャネルストッパ領域５ｂを形成し、
素子分離領域を形成する。

ところで、雰囲気中に酸素ガスを加えると、ボロンの拡
散速度が速くなる。

すなわち、本実施例２のよ・うに、スチーム酸化処理の
前に、非酸化性雰囲気で所定時間のアニール工程を行っ
た後、雰囲気中に乾燥酸素ガスを供給すると、ウェハｌ
にボロンを充分に拡散することができる。

そして、これと共に、反応管８に供給する酸素ガスの量
を少なめにしておけば、酸化速度が遅くなるため、フィ
ールド酸化膜２ｂに吸収されるボロンの量も少なくなる
。

したがって、本実施例２によれば、スチーム酸化の後も
、第５図に示すように、従来技術におけるボロンの再分
布形状（第５図破線）に比べ、フィールド酸化膜２ｂへ
のボロンの偏析量が少なく、かつ、チャネルストッパ領
域５ｂのボロン濃度が高い再分布形状（第５図実線）が
得られる。

しかも、上記したようにボロンの拡散速度が速くなるた
め、ボロンの引き伸ばし拡散に要する処理時間を前記実
施例１よりも短縮することができる。

それ以外は、実施例１で得られた（１）〜（６）の効果
と同じ効果が得られる。

〔実施例３〕第６図は本発明のさらに他の実施例である半導体装置の
製造方法においてウェハに素子分離領域を形成する際の
処理工程図である。

ところで、チャネルストッパ領域５ｂを形成するためウ
ェハ１に打ち込まれるボロンのイオン打ち込み量が、Ｉ
×１０′４個／Ｃ１１２未満の場合には、ウェハｌのシ
リコン結晶格子の歪の程度が小さいので、酸化処理に際
してＯ５Ｆが発生しにくい。

そこで、この場合には、前記実施例２において説明した
非酸化性雰囲気中における熱処理を省略しても良い。

すなわち、第６図に示すように、反応管８の内部の温度
を、例えば、８５０℃に設定した後、初めからその内部
に、例えば、乾燥窒素ガスと微量（例えば、０．１〜３
０％）の乾燥酸素ガスとの混合ガスを供給し、反応管８
の内部の雰囲気をこれらガスの混合雰囲気にする。

その後ミ複数枚のウェハｌを前記第２図に示す反応管８
の内部に挿入し、続いて、その内部の温度を徐々に昇温
し、例えば、１０００℃に設定する（第６図Ｃ工程）。

そして、この状態、すなわち、温度が、例えば１０００
℃、雰囲気が混合雰囲気の状態で、例えば、１２０分間
程（第６図１．〜（１）、ボロンの引伸ばし拡散を行う
（第６図Ｃ工程；ドライブイン工程）。

ボロンの引き伸ばし拡散が充分に行われた後、反応管８
の内部の雰囲気を、実施例１．２と同様にして、スチー
ム酸化性雰囲気とする。

このようにしてウェハｌに素子分離領域を形成する。な
お、各処理工程における反応管８の内部の気圧は、前記
実施例１．２と同様、例えば、常に１気圧とする。また
、以後の工程は、前記実施例１．２と同じである。

このように本実施例３によれば、チャネルストッパ領域
５ｂのボロンが高濃度となるので、素子分離効果が向上
する上、雰囲気中に酸素ガスが含まれるとボロンの拡散
速度が速くなることにより、ボロンの引き伸ばし拡散に
要する処理時間を前記実施例１の方法で行うよりも短縮
することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
具体的に説明したが、本発明は前記実施例１〜３に限定
されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々
変更可能であることはいうまでもない。

例えば、前記実施例１．２においては、ウェハにイオン
打ち込みされるボロンの量を、ｌＸｌ０’ｆｆｉ／Ｃｍ
’　以上としたがこれに限定されず、種々変更可能であ
り、例えば、実施例３と同様にｌＸｌ０”個／　ｃｔｌ
未溝の低濃度のイオン打ち込みでも良い。

また、前記実施例１．２においては、反応管の内部の雰
囲気を非酸化性雰囲気にする際、乾燥窒素ガスを用いた
がこれに限定されず、種々変更可能であり、例えば、乾
燥アルゴン（Ａ「）ガスを供給しても良い。

また、前記実施例２，３においては、非酸化性ガスと酸
、化性ガスとの混合雰囲気として、乾燥窒素ガスと乾燥
酸素ガスとの混合雰囲気としたがこれに限定されず、種
々変更可能であり、例えば、乾燥アルゴンガスと乾燥酸
素との混合雰囲気としても良い。

また、前記実施例３においては、反応管の内部に初めか
ら乾燥窒素ガスと乾燥酸素ガスとの混合ガスを供給した
がこれに限定されず、例えば、乾燥窒素ガスを反応管の
内部に供給しておいてから、徐々に乾燥酸素ガスを供給
しても良い。

また、前記実施例１〜３においては、酸化処理後の反応
管の内部の雰囲気を、乾燥窒素ガス雰囲気としたがこれ
に限定されず、種々変更可能であり、例えば、乾燥アル
ゴンガス雰囲気、あるいは、乾燥窒素ガスと微量の乾燥
酸素ガスとの混合雰囲気でも良い。

また、前記実施例１〜３において、反応管の内部の気圧
を１気圧としたがこれに限定されず、種々変更可能であ
り、例えば、４気圧にしても良い。

また、反応管の内部の温度や各雰囲気における処理時間
は、前記実施例１〜３の処理時間に限定されず、種々変
更可能であり、例えば、不純物のイオン打ち込みの際に
ウェハに生じた歪の度合や、成長させる酸化膜の膜厚や
、形成する素子構造などにより最適な温度や時間を設定
すれば良い。

また、前記本実施例１〜３においては、ウェハに打ち込
む不純物をボロンイオンとして説明したがこれに限定さ
れず、種々適用可能であり、例えば、フッ化ボロンイオ
ン（Ｂ　Ｆ’°）でも良い。

また、不純物はボロンに限定されず、種々変更可能であ
り、例えば、酸化処理の際に酸化膜に吸収され易い不純
物に適用できる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であるＮチャネルＭＯ３・
ＦＥＴを備えた半導体装置に適用した場合について説明
したが、これに限定されず種々適用可能であり、例えば
、バイポーラ形トランジスタを備えた他の半導体装置に
適用することもできる。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりで
ある。

すなわち、所定の集積回路が形成されるウェハに、選択
酸化法によって素子分離領域を形成する際、前記ウェハ
を酸化炉内で熱処理する工程において、前記酸化炉内の
雰囲気を、まず、非酸化性雰囲気にして、その後、酸化
性雰囲気にすることにより、酸化処理の前に、不純物の
イオン打ち込みの際にウェハに生じた結晶格子の歪が解
消することができ、同時に、上記不純物のウェハへの引
き伸ばし拡散ができる。

また、前記非酸化性雰囲気による熱処理工程と酸化性雰
囲気による熱処理工程との間に、非酸化性ガスと酸素ガ
スとの混合雰囲気による熱処理工程を加えることにより
、不純物の拡散速度が速くなるため、不純物の引き伸ば
し拡散に要する処理時間を短縮することができる。

さらに、ウェハに打ち込まれた不純物量が１×１×１０
１４個／ｃｍ２未満の場合には、酸化炉内の雰囲気を、
まず、非酸化性ガスと酸素ガスとの混合雰囲気にし、そ
の後、酸化性雰囲気とすることにより、非酸化性雰囲気
中で不純物の引き伸ばし拡散を行うよりも引き伸ばし拡
散に要する処理時間を短縮できるので、上記した方法よ
りも全体として処理時間を短縮することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の一実施例である半導体装置の製造方
法においてウェハに素子分離領域を形成する際の処理工
程図、第２１！ｌは、この半導体装置の！２造方法に用いる酸
化炉の略正面図、第３図（ａ）〜（ロ）は、この半導体装置の製造方法を
示すウェハの要部断面図、第４図は、本発明の他の実施例である半導体装置の製造
方法においてウェハに素子分離領域を形成する際の処理
工程図、第５図は、実施例２と従来の技術との酸化処理後におけ
るチャネルストッパ領域の不純物の再分布形状を比較す
るグラフ図、第６図は、本発明のさらに他の実施例である半導体装置
の製造方法においてウェハに素子分離領域を形成する際
の処理工程図である。ｌ・・・半導体ウェハ　２ａ・・・熱酸化膜、２ｂ・・
・フィールド酸化膜、２ｃ・・・ゲート酸化膜、３・・
・窒化シリコン膜、４ａ、４ｂ・・・フォトレジスト、
５ａ・・・Ｐ°不純物層、５ｂ・・・チャネルストッパ
領域、６・・・治具、７・・・酸化炉、８・・・反応管
、９・・・キャップ、１０・・・ガス供給口、１１・・
・ヒータ、１２・・・ゲートポリシリコン、１．３．１
８・・・配線、１４・・・ソース領域、１５・・・ドレ
イン領域、１６・・・層間絶縁膜、１７・・・コンタク
ト孔、Ａ−Ｅ・・・処理工程。代理人　弁理士　筒　井　大　和度（１：）第３図（Ｑ）（ｂ）に半導体ウェハ第３図（Ｃ）（ｄ）第２図７　酸化炉８：反応管第３図（ｅ）（ｆ）第３図（ｈ）ｂＣｂ

Claims

【特許請求の範囲】１、所定の集積回路が形成される半導体ウェハに、選択
酸化法によって素子分離領域を形成する際、前記半導体
ウェハを酸化炉内で熱処理する工程において、前記酸化
炉内の雰囲気を、まず、非酸化性雰囲気にして、その後
、酸化性雰囲気にすることを特徴とする半導体装置の製
造方法。２、前記非酸化性雰囲気における熱処理工程と前記酸化
性雰囲気における熱処理工程との間に、非酸化性ガスと
酸素ガスとの混合雰囲気における熱処理工程を加えたこ
とを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。３、前記半導体ウェハにチャネルストッパ領域を形成す
るために打ち込まれる不純物の量が１×１０＾１＾４個
／ｃｍ＾２未満である場合において、前記酸化炉内の雰
囲気を非酸化性雰囲気に代えて非酸化性ガスと酸素ガス
との混合雰囲気にしたことを特徴とする請求項１記載の
半導体装置の製造方法。４、請求項１、２または３の製造方法によって得られる
半導体装置。