JPH0321056A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0321056A
JPH0321056A JP1156167A JP15616789A JPH0321056A JP H0321056 A JPH0321056 A JP H0321056A JP 1156167 A JP1156167 A JP 1156167A JP 15616789 A JP15616789 A JP 15616789A JP H0321056 A JPH0321056 A JP H0321056A
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Japan
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insulating film
film
region
impurities
type
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JP1156167A
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Takehide Shirato
猛英 白土
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Abstract

PURPOSE:To enable forming a high-performance, high-speed, and high-function and highly integrated reliable semiconductor integrated circuit by forming specific element separation regions. CONSTITUTION:Element separation regions are formed by first insulating films 4 containing impurities and formed selectively, second insulating films 5 not containing an impurity and formed on the sidewalls of said first insulating films 4 self-alignedly, and impurity channel stopper regions 2 made by diffusing the impurities contained in said first insulating films 4 into a semiconductor substrate 1 thereunder. Therefore, the element separation regions without a bird's beak storing away stress can be made. Thereby high integration by forming fine element regions can be achieved, the performance can be improved by improving the dielectric strength of a gate oxide film, and the reliability can be improved by making electrons or holes hard to trap and lengthening the lifetime of carriers.

Description

【発明の詳細な説明】 [概 要] 半導体基板上に設けられる素子分離領域が、選択的に設
けられた不純物を含んだ第1の絶縁膜、前記第1の絶縁
膜の側壁にRIE (反応性イオンエッチング)法によ
りセルファラインに設けられた不純物を含まない第2の
絶縁膜及び前記第1の絶縁膜直下部の前記半導体基板に
前記第1の絶縁膜に含まれる不純物の拡散により設けら
れた不純物チャネルストッパー領域とにより形成された
構造を有しているため、バーズビークの存在しない構造
に形成できることによる素子領域の微細化、ゲート酸化
膜耐圧の改善及びキャリア寿命の改善を、第1の絶縁膜
段差を側壁に形成する第2の絶縁膜で緩和できることに
よるステップカバレッジの良い配線体の形成を、ソース
ドレイン領域とチャネルストッパー領域を分離形成でき
ることによる接合容量の低減化及び接合耐圧の改善を、
素子分離領域形成用絶縁膜を素子特性を損なわずに厚く
できることによる配線容量の低減化を可能とした半導体
装置。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] An element isolation region provided on a semiconductor substrate includes a selectively provided impurity-containing first insulating film, and a sidewall of the first insulating film subjected to RIE (reaction reaction). A second insulating film that does not contain impurities is provided on the Selfa line by a method (chemical ion etching), and a second insulating film is provided on the semiconductor substrate directly under the first insulating film by diffusion of impurities contained in the first insulating film. Since the first insulating layer has a structure formed by an impurity channel stopper region, it is possible to form a structure without bird's beaks, thereby achieving miniaturization of the device region, improvement of gate oxide film breakdown voltage, and improvement of carrier life. It is possible to form a wiring body with good step coverage by reducing the film step difference with the second insulating film formed on the sidewall, and to reduce the junction capacitance and improve the junction breakdown voltage by forming the source/drain region and the channel stopper region separately.
A semiconductor device that makes it possible to reduce wiring capacitance by making an insulating film for forming an element isolation region thicker without impairing element characteristics.

分離を実現できる手段が要望されている。There is a need for a means to achieve separation.

[産業上の利用分野] 本発明はMIS及びバイボーラ型半導体装置に係り、特
に、バーズビークのない素子分離領域を有ずる高集積な
半導体集積回路の形成を可能とした半導体装置に関する
9 従来、半導体集積回路の素子分離領域の形成は、窒化膜
を使用した選択酸化による、いわゆるロコス法によりお
こなわれてきたが、極めて集積度が上昇している今日、
ロコス法により必ず生してしまうストレスを誘引するバ
ーズ′ビークにより、素子形成領域の微細化が難しい、
薄膜化されたゲート酸化膜の耐圧が劣化する、エレクト
ロン又はホールの容易なトラップにより寿命が劣化する
等の問題が顕著になってきており、高集積化への妨げに
なりつつある。そこでバーズビークが存在せず、しかも
素子分離領域の段差を緩和し、さらにソースドレイン領
域と分離したチャネルストッパー領域をセルファライン
形成できる高集積な素子[従来の技術1 第6図は従来の半導体装置の模式側断面図で、51はp
−型シリコン(Si)基板、52はp型ウエル領域、5
3はn型ウエル領域、54はp型チャネルストッパー領
域、55はn型チャネルストッパー領域、56はフィー
ルト酸化膜、57はn十型ソースドレイン領域、58は
p十型ソースドレイン領域、59はゲート酸化膜、60
はゲート電極、61はブロック用酸化膜、62は燐珪酸
ガラス(PSG)膜、63はA1配線を示している。
[Industrial Application Field] The present invention relates to MIS and bibolar semiconductor devices, and particularly relates to a semiconductor device that enables the formation of highly integrated semiconductor integrated circuits having element isolation regions without bird's beaks. Formation of element isolation regions in circuits has traditionally been carried out by selective oxidation using a nitride film, the so-called LOCOS method, but today, with the degree of integration increasing dramatically,
It is difficult to miniaturize the element formation area due to the bird's beak that induces stress that always occurs with the LOCOS method.
Problems such as deterioration of the withstand voltage of thinned gate oxide films and deterioration of lifetime due to easy trapping of electrons or holes have become prominent, and these problems are becoming a hindrance to higher integration. Therefore, a highly integrated device that does not have a bird's beak, can reduce the level difference in the device isolation region, and can form a self-aligned channel stopper region separated from the source/drain region [Conventional technology 1 Figure 6 shows a conventional semiconductor device] In the schematic side sectional view, 51 is p
- type silicon (Si) substrate, 52 is a p-type well region, 5
3 is an n-type well region, 54 is a p-type channel stopper region, 55 is an n-type channel stopper region, 56 is a field oxide film, 57 is an n-type source drain region, 58 is a p-type source-drain region, and 59 is a gate Oxide film, 60
61 is a gate electrode, 61 is a block oxide film, 62 is a phosphosilicate glass (PSG) film, and 63 is an A1 wiring.

同図においては、p一型シリコン(Si)基板51に選
択的にp型ウエル領域52及びn型ウエル領域53が設
けられており、前記p型ウエル領域52にはNチャネル
トランジスタが、前記n型ウエル領域53にはPチャネ
ルトランジスタがそれぞれ選択的に形成されている。素
子分離領域はロコス法により形成されており、ストレス
を内在ずるバーズビークが存在している。ロコス法によ
れば、素子分離領域の段差をバーズビークにより緩和で
き、ステップ力バレッジの良い配線体を形成できるとい
う利点を持つが、一方、このバーズビークの存在により
、素子形成領域の微細化が難しい、薄膜化されたゲート
酸化膜の耐圧が劣化する、エレクトロン又はホールの容
易なトラップにより寿命が劣化する等の欠点がある。又
、ロコス法による素子分離では素子分離絶縁膜を容易に
は厚くできないため配線容量が大きくなること及びソー
ストレイン領域とチャネルストッパー領域を分離できな
いため接合容量が大きくなることから高速化に、同時に
接合耐圧を上昇させることができないことから高機能化
に不利であるという欠点もある。
In the same figure, a p-type well region 52 and an n-type well region 53 are selectively provided on a p-type silicon (Si) substrate 51, and the p-type well region 52 has an N-channel transistor and the n-type well region 52 has a p-type well region 52 and an n-type well region 53. P-channel transistors are selectively formed in each type well region 53. The element isolation region is formed by the Locos method, and has a bird's beak that contains stress. The LOCOS method has the advantage that the step difference in the element isolation region can be alleviated by the bird's beak, and a wiring body with good stepping force barrier can be formed. There are disadvantages such as the breakdown voltage of the thinned gate oxide film deteriorates and the lifetime deteriorates due to easy trapping of electrons or holes. In addition, in element isolation using the LOCOS method, the element isolation insulating film cannot be easily thickened, resulting in increased interconnect capacitance, and the source train region and channel stopper region cannot be separated, resulting in increased junction capacitance. It also has the disadvantage that it is disadvantageous in achieving higher functionality because it cannot increase the withstand voltage.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明が解決しようとする問題点は、従来例に示される
ように、ロコス法によるバーズビークの存在により、素
子形成領域の微細化が難しかったこと、薄膜化されたゲ
ート酸化膜の耐圧が劣化すること、エレクトロン又はホ
ールの容易なトラツプにより寿命が劣化すること等の改
善ができなかった。さらにロコス法による素子分離では
素子分離絶縁膜を容易には厚くできないため配線容量が
大きくなること及びソースドレイン領域とチャネルスト
ッパー領域を分離できないため接合容量が大きくなるこ
とから高速化が、同時に接合耐圧を上昇させることがで
きないことから高機能化が達戒できなかったことてある
[Problems to be Solved by the Invention] The problems to be solved by the present invention are that, as shown in the conventional examples, it is difficult to miniaturize the element formation area due to the presence of bird's beaks in the LOCOS method, and However, it has not been possible to improve the problems such as deterioration of the withstand voltage of the gate oxide film and deterioration of the life span due to easy trapping of electrons or holes. Furthermore, in device isolation using the LOCOS method, the device isolation insulating film cannot be easily thickened, resulting in a large wiring capacitance, and the source/drain region and channel stopper region cannot be separated, resulting in a large junction capacitance. In some cases, high functionality has not been achieved due to the inability to increase the level of performance.

[問題点を解決するための手段] 上記問題点は、半導体基板上に設けられた不純物を含ん
だ第1の絶縁膜、前記第1の絶縁膜の側壁に設けられた
不純物を含まない第2の絶縁膜及び前記第1の絶縁膜直
下部の前記半導体基板に設けられた不純物チャネルスト
ッパー領域により素子分離領域が形成されている本発明
の半導体装置によって解決される。
[Means for Solving the Problem] The above problem is solved by the first insulating film containing impurities provided on the semiconductor substrate, and the second insulating film not containing impurities provided on the sidewall of the first insulating film. The present invention is solved by a semiconductor device in which an element isolation region is formed by an insulating film and an impurity channel stopper region provided in the semiconductor substrate immediately below the first insulating film.

[作 用] 即ち本発明の半導体装置においては、半導体基板」二に
設けられる素子分離領域が、選択的に設けられた不純物
を含んだ第1の絶縁膜、前記第工の絶縁膜の側壁にRI
E法によりセルファラインに設けられた不純物を含まな
い第2の絶縁膜及び前記第1の絶縁膜直下部の前記半導
体基板に前記第1の絶縁膜に含まれる不純物の拡散によ
り設けられた不純物チャネルストッパー領域とにより形
成された構造を有している。したがって、素子分離領域
を選択酸化による、いわゆるロコス法を使用せずに形成
できるため、即ちストレスを内在させるバーズビークの
存在しない構造に形成できるため、微細な素子領域を形
成できることによる高集積化を、ゲート酸化膜の耐圧を
改善できることによる高性能化を、エレクトロン又はホ
ールがトラップされにくくなり、キャリア寿命が改善で
きることによる高信頼性を可能にすることができる9又
、第1の絶縁膜段差を側壁に形成する第2の絶縁膜で緩
和できることによるステップ力バレツジの良い配線体の
形成も可能にすることができる。
[Function] That is, in the semiconductor device of the present invention, the element isolation region provided in the semiconductor substrate 2 is formed on the sidewall of the selectively provided impurity-containing first insulating film and the first insulating film. R.I.
an impurity-free second insulating film provided in the self-line by the E method and an impurity channel provided in the semiconductor substrate immediately below the first insulating film by diffusion of impurities contained in the first insulating film; It has a structure formed by a stopper region. Therefore, since the element isolation region can be formed without using the so-called LOCOS method using selective oxidation, that is, it can be formed in a structure without bird's beaks that cause stress, high integration can be achieved by forming fine element regions. The first insulating film step is formed on the sidewall of the 9-point insulating film, which can improve performance by improving the withstand voltage of the gate oxide film, and improve reliability by making it difficult for electrons or holes to be trapped and improving carrier life. Since the step force can be relaxed by the second insulating film formed in the second insulating film, it is also possible to form a wiring body with good stepping force variation.

さらに、素子分離領域形成用絶縁膜の膜ベリをエッチン
グストッパー膜の形戊により、最少限に抑えることがで
きるため配線体の容量を減少させることができること及
びセルファライン形成したチャネルストッパー領域とソ
ースドレイン領域をセルファライン分離できるため接合
容量を減少させることができることによる高速化、接合
耐圧をあげることができることによる高機能化をも可能
にすることができる。即ち、極めて高性能、高信頼、高
速、高機能且つ高集積な半導体集積回路の形成を可能と
した半導体装置を得ることができる9[実施例] 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する。第
1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模式
側断面図、第2図は本発明の半導体装置における第2の
実施例の模式側断面図、第3図は本発明の半導体装置に
おける第3の実施例の模式側断面図、第4図は本発明の
半導体装置における第4の実施例の模式側断面図、第5
図(a)〜(e)は本発明の半導体装置における製造方
法の一実施例の工程断面図である。
Furthermore, the capacitance of the wiring body can be reduced because the film burr of the insulating film for forming the element isolation region can be minimized by shaping the etching stopper film, and the capacitance of the wiring body can be reduced. Since the regions can be separated by self-line, it is possible to reduce the junction capacitance, thereby increasing the speed, and increasing the junction breakdown voltage, thereby making it possible to improve the functionality. That is, it is possible to obtain a semiconductor device that enables the formation of extremely high performance, highly reliable, high speed, highly functional and highly integrated semiconductor integrated circuits. explain. FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of the semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a schematic side sectional view of the second embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic side sectional view of the semiconductor device of the present invention. 4 is a schematic side sectional view of the third embodiment of the device; FIG. 4 is a schematic side sectional view of the fourth embodiment of the semiconductor device of the present invention; FIG.
Figures (a) to (e) are process cross-sectional views of an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

全図を通じ同一対象物は同一符号で示す。Identical objects are indicated by the same reference numerals throughout the figures.

第1図はp型シリコン基板を用いた際の本発明の半導体
装置における第1の実施例の模式側断面図で、1は10
  cm  程度のp−型シリコ7 (Si )JJ板
、2は1017cm73程度のp型チャネルストッパー
領域、3は10  cm  程度のn十型ソースドレイ
ン領域、4は0.8/Jm程度の不純物を含む第1の絶
縁膜(BSG) 、5は0.5/Am程度の不純物を含
まない第2の絶縁膜(側壁酸化膜〉、6は20nm程度
のゲート酸化膜、7は300 nm程度のゲート電極、
8は50nm程度のブロック用酸化膜、9は0.8ym
程度の燐珪酸ガラス(PSG)膜、10は1,um程度
のA1配線を示している。
FIG. 1 is a schematic side sectional view of the first embodiment of the semiconductor device of the present invention when a p-type silicon substrate is used, and 1 is 10
2 is a p-type channel stopper region of about 10 cm, 3 is an n-type source drain region of about 10 cm, and 4 contains impurities of about 0.8/Jm. The first insulating film (BSG), 5 is the second insulating film (sidewall oxide film) that does not contain impurities of about 0.5/Am, 6 is the gate oxide film of about 20 nm, and 7 is the gate electrode of about 300 nm. ,
8 is a block oxide film of about 50 nm, 9 is 0.8 ym
A phosphosilicate glass (PSG) film with a thickness of about 1.0 μm is shown, and 10 indicates an A1 wiring with a thickness of about 1.0 μm.

同図においては、p−型シリコン(Si)基板1に選択
的に不純物を含む第1の絶縁膜4が設けられており、前
記第1の絶縁膜4の側壁にRIE法によりセルファライ
ンに不純物を含まない第2の絶縁膜5が設けられており
、前記第1の絶縁膜直下部の前記半導体基板には前記第
1の絶縁膜4に含まれる不純物の拡散によりチャネルス
トッパー領域2が設けられており、前記第1の絶縁膜4
、前記第2の絶縁膜5及び前記チャネルストッパー領域
2とにより素子分離領域が形成された構造をしており、
又、n十型ソースドレイン領域3とチャネルストッパー
領域2とは分離されて形成されている。(ただしエッチ
ングストッパー膜は図示されていない。)したがって、
素子分離領域を選択酸化による、いわゆるロコス法を使
用せずに形成できるため、即ちストレスを内在させるバ
ーズビークの存在しない構造に形成できるため、微細な
素子領域を形成できることによる高集積化を、ゲート酸
化膜の耐圧を改善できることによる高性能化を、エレク
トロン又はホールがトラップされにくくなり、キャリア
寿命が改善できることによる高信頼性を可能にすること
ができる。又、第1の絶縁膜段差を側壁に形成する第2
の絶縁膜で緩和できることによるステップ力バレッジの
良い配線体の形成も可能にすることができる。さらに、
素子分離領域形成用絶縁膜の膜べりをエッチングストッ
パー膜の形成により、最少限に抑えることができるため
配線体の容量を減少させることかできること及びソース
ドレイン領域とチャネルス1ヘツパー領域をセルファラ
イン分離できるため接合容量を減少させることができる
ことによる高速化、接合耐圧を上昇させることができる
ことによる高機能化をも可能にすることができる。
In the figure, a first insulating film 4 selectively containing impurities is provided on a p-type silicon (Si) substrate 1, and impurities are added to the self-alignment lines by RIE on the side walls of the first insulating film 4. A second insulating film 5 not containing is provided, and a channel stopper region 2 is provided in the semiconductor substrate directly below the first insulating film by diffusion of impurities contained in the first insulating film 4. The first insulating film 4
, has a structure in which an element isolation region is formed by the second insulating film 5 and the channel stopper region 2,
Further, the n+ type source/drain region 3 and the channel stopper region 2 are formed separately. (However, the etching stopper film is not shown.) Therefore,
Since the device isolation region can be formed by selective oxidation without using the so-called LOCOS method, in other words, it can be formed in a structure that does not have bird's beaks that cause internal stress. High performance can be achieved by improving the breakdown voltage of the film, and high reliability can be achieved by making it difficult for electrons or holes to be trapped and improving carrier life. Further, a second insulating film step is formed on the side wall of the first insulating film.
It is also possible to form a wiring body with a good step force barrier because the step force can be relaxed by the insulating film. moreover,
By forming an etching stopper film, the film erosion of the insulating film for forming the element isolation region can be minimized, so the capacitance of the wiring body can be reduced, and the source/drain region and the channel 1 heparium region can be separated by self-line. Therefore, it is possible to increase the speed by reducing the junction capacitance, and to increase the functionality by increasing the junction breakdown voltage.

第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図で、1〜3、5〜10は第1図と同じ物を、
4aは不純物を含まない第1の絶縁膜(下地酸化膜)、
4bは不純物を含む第1の絶縁膜を示している。
FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of the semiconductor device of the present invention, and 1 to 3 and 5 to 10 are the same as in FIG.
4a is a first insulating film (base oxide film) that does not contain impurities;
4b indicates a first insulating film containing impurities.

同図においては、第1の絶縁膜が不純物を含まない絶縁
膜4aと不純物を含む絶縁膜4bとの積層構造になって
いることを除き、第1図と同じ楕遣に形成されている。
In this figure, the first insulating film is formed in the same ellipse as in FIG. 1, except that the first insulating film has a laminated structure of an insulating film 4a that does not contain impurities and an insulating film 4b that contains impurities.

第1図と同様の効果にくわえ、不純物を含まない絶縁g
4aを通して不純物を拡散するため、より浅いチャネル
ス1ヘツパー領域2か形成できるのでより高集積化が可
能である。
In addition to the same effect as in Figure 1, insulation g that does not contain impurities
Since the impurity is diffused through 4a, a shallower channel region 1 and heparium region 2 can be formed, allowing higher integration.

第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図で、1〜3、5〜10は第1−図と同し物を
、4aは第2図と同し物を、4bpはp型不純物を含む
第1の絶縁膜(BSG) 、4bnはn型不純物を含む
第1の絶縁膜(psG) 、11はp型ウエル領域、1
2はn型ウエル領域、13はn型チャネルス■・ツパー
領域、14はp十型ソースドレイン領域を示している。
FIG. 3 is a schematic side sectional view of the third embodiment of the semiconductor device of the present invention, where 1 to 3 and 5 to 10 are the same as in FIG. 1, and 4a is the same as in FIG. , 4bp is a first insulating film (BSG) containing p-type impurities, 4bn is a first insulating film (psG) containing n-type impurities, 11 is a p-type well region, 1
2 is an n-type well region, 13 is an n-type channel/thumper region, and 14 is a p-type source/drain region.

同図においては、C−MOS型半導体装置を示しており
、p−型シリコン(Si)基板1に選択的にp型ウエル
領域11,n型ウエル領域12が形成されている。p型
ウエル領域11上には下地酸化膜4aに積層してp型不
純物を含む第1の絶縁M (BSG)4bl)か選択的
に設けられており、前記第1の絶縁膜(4bp,4a)
の側壁にRIE法によりセルファラインに不純物を含ま
ない第2の絶縁膜5が設けられており、前記第1の絶縁
膜(4bp,4a.)の直下部には前記第1−の絶縁p
A/Ibpに含まれる硼素が拡散してp型チャネルスト
ッパー領域2が設けられており、前記第1の絶縁膜(4
bp, 4a)、前記第2の絶縁膜5及び前記p型チャ
ネルストッパー領域2とにより素子分離領域か形成され
、n十型ソーストレイン領域3、ゲート酸化膜6、ゲー
ト電極7からなるNチャネルトランジスタが形成されて
いる。一方、n型ウエル領域12上には下地酸化膜4a
に積層してn型不純物を含む第↓の絶縁膜(psG)4
bnが選択的に設けられており、前記第1の絶縁膜(4
bn, 4a)の側壁にRIE法によりセルファライン
に不純物を゛含まない第2の絶縁膜5が設けられており
、前記第1の絶縁膜(4bn,4a)の直下部には前記
第1の絶縁膜4bnに含まれる燐が拡散してn型チャネ
ルストッパー領域13が設けられており、前記第1の絶
縁膜(4bn,4a)、前記第2の絶縁膜5及び前記n
型チャネルストッパー領域13とにより素子分離領域が
形成され、p十型ソースドレイン領域14、ゲート酸化
膜6、ゲート電極7からなるPチャネル?ヘランジスタ
が形成されている,C−MOS型半導体装置においても
、第1図及び第2図の効果を得ることができる。
The figure shows a C-MOS type semiconductor device, in which a p-type well region 11 and an n-type well region 12 are selectively formed on a p-type silicon (Si) substrate 1. On the p-type well region 11, a first insulating film (4bp, 4a) is selectively provided on the base oxide film 4a and containing p-type impurities. )
A second insulating film 5 that does not contain impurities in the self-line is provided on the side wall of the cell line by RIE method, and directly under the first insulating film (4bp, 4a.), the first insulating film 5 is
Boron contained in A/Ibp is diffused to provide a p-type channel stopper region 2, and the first insulating film (4
bp, 4a), an element isolation region is formed by the second insulating film 5 and the p-type channel stopper region 2, and an N-channel transistor consisting of an n-type source train region 3, a gate oxide film 6, and a gate electrode 7. is formed. On the other hand, a base oxide film 4a is formed on the n-type well region 12.
The ↓th insulating film (psG) 4 containing n-type impurities is laminated on
bn is selectively provided, and the first insulating film (4
A second insulating film 5 that does not contain impurities in the self-line is provided on the side wall of the cell line (4bn, 4a) by the RIE method, and directly below the first insulating film (4bn, 4a) is the first insulating film 5. Phosphorous contained in the insulating film 4bn is diffused to provide an n-type channel stopper region 13, and the first insulating film (4bn, 4a), the second insulating film 5 and the n-type channel stopper region 13 are provided.
An element isolation region is formed by a p-type channel stopper region 13, and a p-type channel stopper region 13 is formed by a p-type source/drain region 14, a gate oxide film 6, and a gate electrode 7. The effects shown in FIGS. 1 and 2 can also be obtained in a C-MOS type semiconductor device in which a helangistor is formed.

第4図は本発明の半導体装置における第4の実施例の模
式側断面図で、1−〜3、5〜10は第1図と同し物を
、/lbp 、11、12、14は第3図と同じ物を、
4alは不純物を含まない第1の薄い絶縁膜(下地酸化
膜) 、4a2は不純物を含まない第1の厚い絶縁膜(
下地酸化膜〉を示している。
FIG. 4 is a schematic side sectional view of a fourth embodiment of the semiconductor device of the present invention, where 1- to 3, 5 to 10 are the same as in FIG. The same thing as in Figure 3,
4al is the first thin insulating film (base oxide film) that does not contain impurities, and 4a2 is the first thick insulating film (base oxide film) that does not contain impurities.
Base oxide film> is shown.

同図においては、Pチャネルトランジスタの素子分離領
域にもp型不純物を含む第1の絶縁膜(BSG)4bp
が使用されていること、n型チャネルストッパー領域1
3が設けられていないこと及びNチャネルトランジスタ
側は薄い下地酸化膜4a1を、Pチャネルトランジスタ
側は厚い下地酸化膜4a2を形成していることを除き、
第3図と同じ構造を形成している9 (Nチャネルトラ
ンジスタ側は第3図と全く同し構造である。)この場合
は、Nチャネルトランジスタ側のp型チャネルストッパ
ー領域2はp型不純物を含む第1の絶縁M (BSG)
llbpから薄い下地酸化膜4a1を通して硼素を拡散
させて形成し、一方、Pチャネ・ルI〜ランジスタ側に
はp型不純物を含む第1.の絶縁膜(BSG)4bl)
からの硼素の拡散を抑えるため厚い下地酸化膜4a2を
形成し、やや高濃度のn型ウエル領域12によりn型チ
ャネルストッパーを兼ねている。即ち、第1の絶縁膜を
p型不純物を含む絶縁膜(Bsc)abpに統一するこ
とが可能で、製造プロセスの簡略化がはかれる。第3図
の効果ももちろん得ることができる9次いで本発明に係
る半導体装置の製遣方法の一実施例について第5図(a
)〜(e)及び第1図を参照して説明する9 第5図(a) 通常の技法を適用することにより、p一型シリコン(S
i)基板1に硼珪酸ガラス(BSG)膜4及び窒化膜1
5を順次成長ずる。
In the same figure, a 4bp first insulating film (BSG) containing p-type impurities is also used in the element isolation region of the P-channel transistor.
is used, n-type channel stopper region 1
3 is not provided, and a thin base oxide film 4a1 is formed on the N-channel transistor side, and a thick base oxide film 4a2 is formed on the P-channel transistor side.
9 (The structure on the N-channel transistor side is exactly the same as in FIG. 3.) In this case, the p-type channel stopper region 2 on the N-channel transistor side is doped with p-type impurities. First insulation M (BSG) containing
Boron is formed by diffusing boron from llbp through a thin base oxide film 4a1, and on the other hand, the first . insulation film (BSG) 4bl)
A thick base oxide film 4a2 is formed to suppress the diffusion of boron from the substrate, and the slightly high concentration n-type well region 12 also serves as an n-type channel stopper. That is, the first insulating film can be unified to the insulating film (Bsc) abp containing p-type impurities, and the manufacturing process can be simplified. Of course, the effects shown in FIG. 3 can also be obtained.9 Next, FIG.
) to (e) and FIG. 1.9 FIG. 5(a) By applying conventional techniques, p-type silicon (S
i) A borosilicate glass (BSG) film 4 and a nitride film 1 on a substrate 1
5 in order of growth.

第5図(b) 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、選択
的に前記窒化膜15及び硼珪酸ガラス(BSG)膜4を
順次エッチング除去し、素子分離領域の一部を形成する
第1の絶縁膜4、膜ベリ防止膜(窒化膜)15を形成す
る。次いで素子分離領域の一部を構成する第2の絶縁膜
5を形成するために化学気相成長酸化膜5を戒長ずる。
FIG. 5(b) Next, using a normal photolithography technique, the nitride film 15 and the borosilicate glass (BSG) film 4 are selectively etched and removed one after another to form a first region forming a part of the element isolation region. An insulating film 4 and a film burr prevention film (nitride film) 15 are formed. Next, the chemical vapor grown oxide film 5 is grown in order to form a second insulating film 5 constituting a part of the element isolation region.

第5図(c) 次いで前記化学気相成長酸化膜5をRIE法により異方
性ドライエッチングし、第1の絶縁M4の側壁にセルフ
ァラインで第2の絶縁膜(側壁酸化膜)5を残し素子分
離領域を形成する9第5図(d) 次いで膜へり防止M(窒化膜)15をボイルした燐酸に
よりエッチング除去する。次いでゲート酸化膜6、多結
晶シリコン膜を順次成長させる9次いで通常のフォトリ
ソグラフィー技術を利用し、前記多結晶シリコン膜をパ
ターニングし、ゲート電極7を形成する。次いで高温熱
処理をおこない硼珪酸ガラス(BSG)膜4から不純物
を拡散しp型チャネルストッパー領域2を形成する。
FIG. 5(c) Next, the chemical vapor grown oxide film 5 is anisotropically dry etched by RIE, leaving a second insulating film (side wall oxide film) 5 on the side wall of the first insulating layer M4 with self-alignment. Forming an element isolation region 9 FIG. 5(d) Next, the film edge prevention M (nitride film) 15 is removed by etching with boiled phosphoric acid. Next, a gate oxide film 6 and a polycrystalline silicon film are sequentially grown (9).Then, the polycrystalline silicon film is patterned using a normal photolithography technique to form a gate electrode 7. Next, high-temperature heat treatment is performed to diffuse impurities from the borosilicate glass (BSG) film 4 to form a p-type channel stopper region 2.

第5図(e) 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト(図示せず)、第1の絶縁膜4、第2の絶縁膜(側
壁酸化M)5及びゲート電極7をマスク層として、砒素
をイオン注入してn十型ソーストレイン領域3を選択的
に画定する。
FIG. 5(e) Next, using a normal photolithography technique, using a resist (not shown), the first insulating film 4, the second insulating film (sidewall oxidation M) 5 and the gate electrode 7 as mask layers, Arsenic ions are implanted to selectively define n+ type source train regions 3.

第1図 次いで不要部のゲート酸化膜6をエッチング除去する。Figure 1 Next, unnecessary portions of the gate oxide film 6 are removed by etching.

次いてブロック用酸化膜8、燐珪酸ガラス(PSG)膜
9を順次成長させる。次いでやや高温処理を施し所望の
深さを持つn十型ソースドレイン領域3を形成する9次
いて通常の技法を適用することにより電極コンタクト窓
の形成、AI配線10の形成等をおこない半導体装置を
完成する。
Next, a block oxide film 8 and a phosphosilicate glass (PSG) film 9 are sequentially grown. Next, a slightly high-temperature process is performed to form an n-type source/drain region 3 having a desired depth.Next, by applying normal techniques, electrode contact windows are formed, AI wiring 10, etc. are formed, and the semiconductor device is completed. Complete.

上記製造方法においては、第1の絶縁膜」一に膜ベリ防
止膜(窒化膜)を設けているが、第1の絶縁膜の側壁に
第2の絶縁膜を形成する際、第1の絶縁膜が十分残され
るエッチングが可能であれば前記膜べり防止膜(窒化膜
〉は省略してもさしつかえない。又、膜ベリ防止膜(窒
化fIIi.)をそのまま残し素子分離領域形成用の第
1の絶縁膜の一部としてもよい。
In the above manufacturing method, a film burr prevention film (nitride film) is provided on the first insulating film, but when forming the second insulating film on the sidewall of the first insulating film, If it is possible to perform etching that leaves a sufficient amount of the film, the anti-film slippage film (nitride film) may be omitted.Also, the anti-film slippage film (nitride fIIi.) may be left as it is and the first layer for forming the element isolation region. It may also be part of the insulating film.

以」二実施例に示したように、本発明の半導体装置によ
れば、素子分離領域を選択酸化による、いわゆるロコス
法を使用せずに形成できるため、即ちストレスを内在さ
せるバーズビークの存在しない構造に形成できるため、
微細な素子領域を形成できることによる高集積化を、ゲ
ート酸化膜の耐圧を改善できることによる高性能化を、
エレクトロン又はポールがトラップされにくくなり、キ
ャリア寿命が改善できることによる高信頼性を可能にす
ることができる。又、第1の絶縁膜段差を側壁に形成す
る第2の絶縁膜で緩和できることによるステップ力バレ
ッジの良い配線体の形成も可能にすることができる。さ
らに、素子分離領域形成用絶縁膜の膜ベリをエッチング
ストッパー膜の形成により、最少限に抑えることができ
るため配線体の容量を減少させることができること及び
ソースドレイン領域とチャネルストッパー領域をセルフ
ァライン分離できるため接合容量を減少させることがで
きることによる高速化、接合耐圧を上昇させることがで
きることによる高機能化をも可能にすることができる。
As shown in the following two embodiments, according to the semiconductor device of the present invention, the element isolation region can be formed by selective oxidation without using the so-called LOCOS method. Because it can be formed into
High integration is achieved by forming fine device regions, and high performance is achieved by improving the breakdown voltage of gate oxide films.
Electrons or poles are less likely to be trapped, and carrier life can be improved, making it possible to achieve high reliability. Furthermore, it is possible to form a wiring body with a good stepping force barrier because the step of the first insulating film can be relaxed by the second insulating film formed on the side wall. Furthermore, by forming an etching stopper film, the film burr of the insulating film for forming the element isolation region can be minimized, so the capacitance of the wiring body can be reduced, and the source drain region and channel stopper region can be separated by self-line. Therefore, it is possible to increase the speed by reducing the junction capacitance, and to increase the functionality by increasing the junction breakdown voltage.

[発明の効果] 以上説明のように本発明によれば、MIS及びバイボー
ラ型半導体装置において、不純物を含む第1の絶縁膜、
前記第1の絶縁膜の側壁にセルファラインに設けられた
不純物を含まない第2の絶縁膜、及び前記第1の絶縁膜
の直下部に前記第1の絶縁膜に含まれる不純物の拡散に
より設けられたチャネルストッパー領域とにより素子分
離領域が形成されているため、バーズビークの存在しな
い構造に形成できることによる素子領域の微細化、ゲー
ト酸化膜耐圧の改善及びキャリア寿命の改善を、第1の
絶縁膜段差を側壁に形成する第2の絶縁膜で緩和できる
ことによるステップ力バレッジの良い配線体の形成を、
セルファライン形成したチャネルストッパー領域とソー
ストレ不ン領域を分離形成できることによる接合容量の
低減化及び接合耐圧の改善を、素子分離領域形成用絶縁
膜を素子特性を損なわずに厚くできることによる配線容
量の低減化を可能にすることができる。即ち、極めて高
性能、高信頼、高速、高機能且つ高集積な半導体集積回
路の形成を可能とした半導体装置を得ることができる9
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in MIS and bibolar semiconductor devices, the first insulating film containing impurities,
A second insulating film that does not contain impurities is provided on the side wall of the first insulating film in a self-aligned manner, and a second insulating film that does not contain impurities is provided directly under the first insulating film by diffusion of impurities contained in the first insulating film. Since the device isolation region is formed by the channel stopper region formed by the first insulating film, it is possible to form a structure without bird's beaks, thereby achieving miniaturization of the device region, improvement of gate oxide film breakdown voltage, and improvement of carrier life. The formation of a wiring body with a good stepping force barrier by reducing the step difference with the second insulating film formed on the side wall,
Reduced junction capacitance and improved junction breakdown voltage by being able to separate the channel stopper region and source drain region formed by self-line formation, and reduced wiring capacitance by making the insulating film for forming the device isolation region thicker without impairing device characteristics. can be made possible. In other words, it is possible to obtain a semiconductor device that enables the formation of extremely high performance, highly reliable, high speed, highly functional, and highly integrated semiconductor integrated circuits9.

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

第1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模
式側断面図、 第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図、 第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図、 第4図は本発明の半導体装置における第4の実施例の模
式側断面図、 第5図(a)〜(e)は本発明の製造方法の一実施例の
工程断面図、 第6図は従来の半導体装置の模式側断面図である。 図において、 1はp−型シリコン(Si)基板、 2はp型チャネルストッパー領域、 3はn十型ソーストレイン領域、 4は不純物を含む第1の絶縁膜(BSG)、4aは不純
物を含まない第lの絶縁膜(下地酸化膜)、 4alは不純物を含まない第1の薄い絶縁膜(下地酸化
膜)、 4a2は不純物を含まない第1の厚い絶縁膜(下地酸化
膜)、 4bは不純物を含む第1の絶縁膜(BSG)、4bl)
はp型不純物を含む第1の絶縁膜(BSG)、4bnは
n型不純物を含む第1の絶縁膜(1)SG)、5は不純
物を含まない第2の絶縁膜(側壁酸化M)、 6はゲート酸化膜、 7はゲート電極、 8はブロック用酸化膜、 9は燐珪酸ガラス(PSG)膜、 10ほA1配線、 11はp型ウエル領域、 12はn型ウエル領域、 13はn型チャネルストッパー領域、 14はp十型ソーストレイン領域 15はエッチングストッパー用窒化膜 を示す。
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of a semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of a semiconductor device of the present invention, and FIG. 3 is a semiconductor device of the present invention. FIG. 4 is a schematic side sectional view of the third embodiment of the device; FIG. 4 is a schematic side sectional view of the fourth embodiment of the semiconductor device of the present invention; FIGS. 5(a) to (e) are the manufacturing method of the present invention. FIG. 6 is a schematic side sectional view of a conventional semiconductor device. In the figure, 1 is a p-type silicon (Si) substrate, 2 is a p-type channel stopper region, 3 is an n-type source train region, 4 is a first insulating film (BSG) containing impurities, and 4a is a first insulating film containing impurities. 4al is the first thin insulating film (base oxide film) that does not contain impurities, 4a2 is the first thick insulating film (base oxide film) that does not contain impurities, 4b is the first thick insulating film (base oxide film) that does not contain impurities. First insulating film (BSG) containing impurities, 4bl)
is the first insulating film (BSG) containing p-type impurities, 4bn is the first insulating film (1) SG) containing n-type impurities, 5 is the second insulating film (sidewall oxidation M) containing no impurities, 6 is a gate oxide film, 7 is a gate electrode, 8 is a block oxide film, 9 is a phosphosilicate glass (PSG) film, 10 is an A1 wiring, 11 is a p-type well region, 12 is an n-type well region, 13 is an n-type well region 14 is a p-type source train region 15 is a nitride film for an etching stopper.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に設けられた不純物を含んだ第1の
絶縁膜、前記第1の絶縁膜の側壁に設けられた不純物を
含まない第2の絶縁膜及び前記第1の絶縁膜直下部の前
記半導体基板に設けられた不純物チャネルストッパー領
域により素子分離領域が形成されていることを特徴とす
る半導体装置。
(1) A first insulating film containing impurities provided on a semiconductor substrate, a second insulating film not containing impurities provided on the side wall of the first insulating film, and directly below the first insulating film A semiconductor device, wherein an element isolation region is formed by an impurity channel stopper region provided in the semiconductor substrate.
(2)前記第1の絶縁膜が不純物を含む膜と不純物を含
まない膜との積層構造からな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。
(2) The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film has a laminated structure of a film containing impurities and a film not containing impurities.
(3)前記不純物チャネルストッパー領域は前記第1の
絶縁膜に含まれる不純物の拡散により設けられたことを
特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置。
(3) The semiconductor device according to claim 1, wherein the impurity channel stopper region is provided by diffusion of impurities contained in the first insulating film.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1997019516A1 (en) * 1995-11-21 1997-05-29 Information Storage Devices, Inc. A clocked high voltage switch

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