JPH03241855A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH03241855A
JPH03241855A JP3882390A JP3882390A JPH03241855A JP H03241855 A JPH03241855 A JP H03241855A JP 3882390 A JP3882390 A JP 3882390A JP 3882390 A JP3882390 A JP 3882390A JP H03241855 A JPH03241855 A JP H03241855A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
opening
oxide film
silicon nitride
manufacturing
Prior art date
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Pending
Application number
JP3882390A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Sato
佐藤 典章
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable a channel cut and a field oxide film to be formed in a self-aligned manner so as to lessen them in positional deviation and to enable an element isolation to take place stably by a method wherein impurities are introduced into a base film through the intermediary of an opening provided to a first film, and an insulating film is etched using a second film left inside the opening as a mask. CONSTITUTION:An insulating film 2 and a first film 3 different from the film 2 in etching selection ratio are successively formed on a base film 1, the first film 3 is etched to provide an opening 4 where the insulating film 2 is exposed, impurities are introduced into the base film 1 through the opening 4 using the first film 3 as a mask to form a channel cut 5, a second film 6 different from the insulating film 2 and the first film 2 in etching selection ratio is formed on the first film 3 so as to cover the opening 4, the second film 6 is etched so as to be left unremoved only inside the opening 4, and the first film 3 and the insulating film 2 are etched using the second film 6 as a mask to form an element region 8.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 チャネルカットとフィールド酸化膜をセルファラインで
形成することができ、チャネルカットとフィールド酸化
膜の位置ずれをなくして素子分離を安定に行うことがで
きる半導体装置の製造方法を提供することを目的とし、 下地の膜上に絶縁膜及び該絶縁膜とエツチング選択比が
異なる第1の膜を順次形成する工程と、該第1の膜をエ
ツチングして開口部を形成するとともに、該開口部内に
該絶縁膜を露出させる工程と、該第1の膜をマスクとし
て該開口部を介して該下地の膜に不純物を導入すること
によりチャネルカットを形成する工程と、該開口部を覆
うように該第1の膜上に該絶縁膜及び該第1の膜とエツ
チング選択比が異なる該第2の膜を形成する工程と、該
第2の膜を該開口部内のみに残るようにエツチングする
工程と、該第2の膜をマスクとして該第1の膜及び該絶
縁膜をエツチングして素子領域を形成する工程とを含む
ように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] Regarding a method for manufacturing a semiconductor device, a channel cut and a field oxide film can be formed in a self-aligned manner, and positional deviation between the channel cut and the field oxide film can be eliminated to stabilize device isolation. The purpose of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can be carried out, and includes a step of sequentially forming an insulating film and a first film having an etching selectivity different from that of the insulating film on a base film; A channel is formed by etching the insulating film to form an opening and exposing the insulating film within the opening, and introducing an impurity into the underlying film through the opening using the first film as a mask. a step of forming a cut, a step of forming the second film having a different etching selectivity than the insulating film and the first film on the first film so as to cover the opening; etching the film so that it remains only in the opening, and etching the first film and the insulating film using the second film as a mask to form an element region. .

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

本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に高集積I
Cにおいて、微細な素子分離領域を形成することができ
る半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method of manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method for manufacturing a semiconductor device.
In C, the present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that can form a fine element isolation region.

近時、ICの高集積化に伴い、素子分離も益々微細化が
要求されている。そして、近時の厳しい微細化に対応す
ることができ、しかもチャネルカットとフィールド酸化
膜をセルファラインで形成することができ、チャネルカ
ットとフィールド酸化膜の位置ずれをなくして素子分離
を安定に行うことができる半導体装置の製造方法が要求
されている。
In recent years, as ICs have become more highly integrated, element isolation has also been required to become increasingly finer. In addition, it can respond to the recent severe miniaturization, and the channel cut and field oxide film can be formed using self-line, eliminating misalignment of the channel cut and field oxide film to achieve stable device isolation. There is a need for a method of manufacturing a semiconductor device that can achieve this.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

以下、LOGO3による素子分離方法を用いた従来技術
について説明する。
A conventional technique using an element isolation method using LOGO3 will be described below.

第3図(a)〜(e)は従来の半導体装置の製造方法の
一例を説明する図である。
FIGS. 3(a) to 3(e) are diagrams illustrating an example of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

この図において、31はSt等からなり例えばP型の基
板、32は5toz等からなるシリコン酸化膜、33は
Si、N、等からなるシリコン窒化膜、34はシリコン
窒化膜33に形成された開口部、35は・例えばp゛型
のチャネルカット、36はSin、等からなる素子分離
領域としてのフィールド酸化膜、37は素子領域である
In this figure, 31 is a P-type substrate made of St, etc., 32 is a silicon oxide film made of 5TOZ, etc., 33 is a silicon nitride film made of Si, N, etc., and 34 is an opening formed in the silicon nitride film 33. 35 is a p-type channel cut, 36 is a field oxide film as an element isolation region made of Sin, etc., and 37 is an element region.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第3図(a)に示すように、例えば熱酸化により
基板31上にSin、からなるシリコン酸化膜32を形
成する。
First, as shown in FIG. 3(a), a silicon oxide film 32 made of Sin is formed on a substrate 31 by, for example, thermal oxidation.

次に、第3図(b)に示すように、例えばCVD法によ
りシリコン酸化膜32上にS!2N4を堆積してシリコ
ン窒化膜33を形成した後、例えばRIEにより素子領
域のみにシリコン窒化膜33が残るようにシリコン窒化
膜33を選択的にエツチングして開口部34を形成する
とともに、開口部34内にシリコン酸化膜32を露出さ
せる。
Next, as shown in FIG. 3(b), S! is applied onto the silicon oxide film 32 by, for example, the CVD method. After depositing 2N4 to form a silicon nitride film 33, the silicon nitride film 33 is selectively etched by RIE, for example, so that the silicon nitride film 33 remains only in the element region to form an opening 34, and also to form an opening 34. The silicon oxide film 32 is exposed in the inside 34.

次に、第3図(C)に示すように、B等のイオン注入に
よりシリコン窒化膜33をマスクとして開口部4を介し
て基板31にB′−を導入することによりチャネルカッ
ト35を形成する。チャネルカット35は素子間の電気
的絶縁性を高めるためのものであり、具体的にはフィー
ルド酸化膜36下の基板31表面部に基板31と同導電
型の不純物を拡散させることにより、基板31濃度を上
げフィールドトランジスタのしきい値電圧vthを高め
るように行われている。
Next, as shown in FIG. 3C, a channel cut 35 is formed by introducing B'- into the substrate 31 through the opening 4 using the silicon nitride film 33 as a mask by ion implantation of B or the like. . The channel cut 35 is intended to improve electrical insulation between elements, and specifically, by diffusing impurities of the same conductivity type as the substrate 31 into the surface of the substrate 31 under the field oxide film 36, This is done to increase the concentration and increase the threshold voltage vth of the field transistor.

次に、第3図(d)に示すように、シリコン窒化膜33
をマスクとして基板31を選択的に熱酸化して素子分離
領域としてのSin、からなるフィールド酸化膜36を
形成する。この時、熱酸化時の熱処理によりチャネルカ
ット35の不純物(B9)が活性化されてチャネルカッ
ト35がP゛型の拡散層となる。
Next, as shown in FIG. 3(d), the silicon nitride film 33
Using this as a mask, the substrate 31 is selectively thermally oxidized to form a field oxide film 36 made of Sin as an element isolation region. At this time, the impurity (B9) in the channel cut 35 is activated by the heat treatment during thermal oxidation, and the channel cut 35 becomes a P' type diffusion layer.

次に、例えばリン酸によりマスクとして用いたシリコン
窒化11133を除去した後、例えばウェットエツチン
グによりシリコン酸化膜32を除去して基板31を露出
させることにより、第3図(e)に示すような素子領域
37を得ることができる。
Next, after removing the silicon nitride 11133 used as a mask using, for example, phosphoric acid, the silicon oxide film 32 is removed by, for example, wet etching to expose the substrate 31, thereby forming an element as shown in FIG. 3(e). Region 37 can be obtained.

そして、素子領域37にゲート絶縁膜を形成し、ゲート
電極を形成した後、ソース/ドレイン拡散層を形成し、
次いで眉間絶縁膜、コンタクトホール及び配線層等を形
成することにより半導体層が完成する。
Then, after forming a gate insulating film in the element region 37 and forming a gate electrode, a source/drain diffusion layer is formed,
Next, a semiconductor layer is completed by forming a glabellar insulating film, a contact hole, a wiring layer, etc.

上記したLOGO3という素子分離法を用いた従来の半
導体装置の製造方法は、シリコン窒化膜33の耐酸化性
が強い性質を利用して、このシリコン窒化膜33をマス
クとしてシリコン基板31を選択的に熱酸化して膜厚の
厚いフィールド酸化膜36を形成することにより素子分
離を行うものである。
The conventional semiconductor device manufacturing method using the element isolation method called LOGO3 described above utilizes the strong oxidation resistance of the silicon nitride film 33 to selectively remove the silicon substrate 31 using the silicon nitride film 33 as a mask. Element isolation is performed by thermally oxidizing and forming a thick field oxide film 36.

LOGO3で形成されたフィールド酸化膜36は、厚み
がなめらかに変化しているため、そのフィールド酸化膜
36上部にAf等の配線層を形成する際、断線が生し難
い等の利点がある。しかしながら、素子分離領域となる
フィールド酸化膜36周辺部が素子領域側へ広がる(こ
の部分は、その形から鳥のくちばしくバーズビーク)と
呼ばれる)傾向があり、素子領域を小さくしてしまう欠
点がある。
Since the field oxide film 36 formed by LOGO3 has a smooth thickness change, there is an advantage that disconnection does not easily occur when a wiring layer such as Af is formed on the field oxide film 36. However, the peripheral part of the field oxide film 36, which becomes the element isolation region, tends to spread toward the element area (this part is called a bird's beak because of its shape), which has the disadvantage of reducing the element area. .

具体的には例えばフィールド酸化膜36を6000人の
膜厚で形成すると、片側バーズビークがバーズビーク長
700人で形成され、両側で1400人の幅の素子領域
が犠牲になってしまう。このため、素子が微細になって
くると、バーズビークの幅分だけ素子領域が狭くなった
り、逆に素子分離領域を狭めたりするという問題が生ず
る。このように、素子領域が狭くなると、トランジスタ
のゲート幅が実効的に短くなり、狭チャネル効果、短チ
ヤネル効果、コンタクトに関する種々の設計マージンの
減少等が発生し、また、素子分離領域が狭くなるとフィ
ールドトランジスタの閾値電圧の低下、リーク電流の増
大等が発生する。このため、素子領域または素子分離領
域の幅をある程度以上に確保しなければならず、素子微
細化が困難になっていた。
Specifically, for example, if the field oxide film 36 is formed to a thickness of 6000 mm, a bird's beak on one side will be formed with a bird's beak length of 700 mm, and an element region with a width of 1400 mm will be sacrificed on both sides. For this reason, as elements become finer, a problem arises in that the element region becomes narrower by the width of the bird's beak, or conversely the element isolation region becomes narrower. As described above, when the device area becomes narrower, the gate width of the transistor becomes effectively shorter, resulting in narrow channel effects, short channel effects, reductions in various design margins related to contacts, etc., and when the device isolation region becomes narrower. A decrease in the threshold voltage of the field transistor, an increase in leakage current, etc. occur. Therefore, it is necessary to ensure a certain width of the element region or the element isolation region, making it difficult to miniaturize the element.

上記バーズビークが生じて素子領域が狭くなってしまう
という問題を解決する従来技術としてはフィールドシー
ルド法による場合が挙げられる。
A conventional technique for solving the problem of narrowing the device area due to the bird's beak is the field shield method.

以下、図面を用いて具体的に説明する。Hereinafter, a detailed explanation will be given using the drawings.

第4図(a)〜(f)は従来の半導体装置の製造方法の
他の一例を説明する図である。
FIGS. 4(a) to 4(f) are diagrams illustrating another example of the conventional method for manufacturing a semiconductor device.

この図において、41はSi等からなり例えばp型の基
板、42はSin、等からなるシリコン酸化膜、43は
レジスト膜、44はレジスト[43に形成されたチャネ
ルカント形成用の開口部、45は例えばp型のチャネル
カット、46はSin、等からなる素子分離領域として
のフィールド酸化膜、47はレジスト膜、48はレジス
ト膜47に形成された開口部、49は素子領域である。
In this figure, 41 is a p-type substrate made of Si, etc., 42 is a silicon oxide film made of Sin, etc., 43 is a resist film, 44 is an opening formed in the resist [43 for forming a channel cant, 45 46 is a field oxide film as an element isolation region made of, for example, a p-type channel cut, 47 is a resist film, 48 is an opening formed in the resist film 47, and 49 is an element region.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第4図(a)に示すように、例えば熱酸化により
基板41上に5iOzからなるシリコン酸化膜42を形
成する。
First, as shown in FIG. 4(a), a silicon oxide film 42 of 5 iOz is formed on a substrate 41 by, for example, thermal oxidation.

次に、第4図(b)に示すように、シリコン酸化膜42
上にレジストを塗布してレジスト膜43を形成した後1
、露光・現像によりレジスト膜43をバターニングして
チャネルカット形成用の開口部44を形成するとともに
、開口部44内にシリコン酸化膜42を露出させる0次
いで、B等のイオン注入によりレジスト膜43をマスク
として開口部44を介して基板41にB゛を導入するこ
とよりチャネルカット45を形成した後、第4図(C)
に示すように、マスクとして用いたレジスト膜43を除
去する。
Next, as shown in FIG. 4(b), the silicon oxide film 42
After applying a resist on top to form a resist film 43 1
The resist film 43 is patterned by exposure and development to form an opening 44 for forming a channel cut, and the silicon oxide film 42 is exposed in the opening 44. Next, the resist film 43 is patterned by ion implantation of B or the like. After forming a channel cut 45 by introducing B into the substrate 41 through the opening 44 using as a mask, as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, the resist film 43 used as a mask is removed.

次に、第4図(d)に示すように、熱酸化により基板4
1を酸化してフィールド酸化膜46を形成する。この時
、熱酸化時の熱処理によりチャネルカット45の不純物
(B゛)が活性化されてチャネルカット45がp゛型の
拡散層となる。
Next, as shown in FIG. 4(d), the substrate 4 is heated by thermal oxidation.
1 is oxidized to form a field oxide film 46. At this time, the impurity (B') in the channel cut 45 is activated by the heat treatment during thermal oxidation, and the channel cut 45 becomes a p' type diffusion layer.

次に、第4図(e)に示すように、フィールド酸化膜4
6上にレジストを塗布してレジスト膜47を形成した後
、露光・現像によりチャネルカット45に対応するフィ
ールド酸化膜46上の領域のみにレジスト膜47が残る
ようにレジスト膜47をパターニングして開口部4日を
形成するとともに、開口部48内にフィールド酸化膜4
6を露出させる。
Next, as shown in FIG. 4(e), the field oxide film 4
After forming a resist film 47 by applying a resist on 6, the resist film 47 is patterned by exposure and development so that the resist film 47 remains only in the region on the field oxide film 46 corresponding to the channel cut 45, and an opening is formed. At the same time, a field oxide film 4 is formed in the opening 48.
Expose 6.

次に、例えばRIEによりレジスト膜47をマスりとし
て開口部48内のフィールド酸化膜46、シリコン酸化
膜42を選択的にエツチングして基板41を露出させる
ことにより、第4図(f)に示すような素子領域49を
得ることができる。
Next, the field oxide film 46 and silicon oxide film 42 in the opening 48 are selectively etched by, for example, RIE using the resist film 47 as a mask to expose the substrate 41, as shown in FIG. 4(f). An element region 49 like this can be obtained.

そして、レジスト膜47を除去し、素子領域49にゲー
ト絶縁膜を形成し、ゲート電極を形成した後、ソース/
ドレイン拡散層を形成し、次いで眉間絶縁膜、コンタク
トホール及び配線層等を形成することにより半導体装置
が完成する。
Then, the resist film 47 is removed, a gate insulating film is formed in the element region 49, and a gate electrode is formed.
A semiconductor device is completed by forming a drain diffusion layer, and then forming a glabellar insulating film, a contact hole, a wiring layer, etc.

上記したフィールドシールド法を用いた従来の半導体装
置の製造方法は、LOGO3によりバーズビークが生じ
て素子領域が狭くなるという問題を解消できるという利
点がある。
The conventional method of manufacturing a semiconductor device using the field shield method described above has the advantage of being able to solve the problem of a bird's beak occurring due to LOGO3 and narrowing the element area.

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

しかしながら、上記したフィールドシールド法を用いた
従来の半導体装置の製造方法は、チャネルカット45と
フィールド酸化膜46をセルファラインで形成すること
ができなかった。具体的には、まず、第4図(b)に示
す如く一度しシスト膜43をパターニングしてからチャ
ネルカット45のイオン注入を行い、第4図(e)、(
f)に示す如く、再度レジスト膜47をパターニングし
てからこれをマスクとしてフィールド酸化膜46をエツ
チングするという別々のレジストマスクを用いて2度の
フォトリソグラフィー工程による位置合わせを行ってお
り、フォトリソグラフィー工程による位置合わせずれに
よってチャネルカット45とフィールド酸化膜46の位
置がずれ易く、素子分離を安定に行うのが困難であると
いう問題があった。これは、微細化される程顕著になり
、最悪の場合、素子分離不良になり、リーク電流が生じ
る。
However, in the conventional semiconductor device manufacturing method using the field shield method described above, it was not possible to form the channel cut 45 and the field oxide film 46 in a self-aligned manner. Specifically, first, as shown in FIG. 4(b), the cyst film 43 is patterned once, and then ions are implanted to form the channel cut 45. As shown in FIG. 4(e), (
As shown in f), the resist film 47 is patterned again and then the field oxide film 46 is etched using the resist film 47 as a mask. Alignment is performed by two photolithography steps using separate resist masks. There is a problem in that the channel cut 45 and the field oxide film 46 are easily misaligned due to misalignment caused by the process, making it difficult to perform element isolation stably. This becomes more noticeable as the device is miniaturized, and in the worst case, it results in poor element isolation and leakage current.

そこで、本発明は、チャネルカットとフィールド酸化膜
をセルファラインで形成することができ、チャネルカッ
トとフィールド酸化膜の位置ずれをなくして素子分離を
安定に行うことができる半導体装置の製造方法を提供す
ることを目的としている。
Therefore, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which a channel cut and a field oxide film can be formed in a self-aligned manner, and device isolation can be performed stably by eliminating positional deviation between the channel cut and the field oxide film. It is intended to.

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

本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、下地の膜上に絶縁膜及び該絶縁膜とエツチング選択
比が異なる第1の膜を順次形成する工程と、該第1の膜
をエツチングして開口部を形成するとともに、該開口部
内に該絶縁膜を露出させる工程と、該第1の膜をマスク
として該開口部を介して該下地の膜に不純物を導入する
ことによりチャネルカットを形成する工程と、該開口部
を覆うように該第1の膜上に該絶縁膜及び該第1の膜と
エツチング選択比が異なる該第2の膜を形成する工程と
、該第2の膜を該開口部内のみに残るようにエツチング
する工程と、該第2の膜をマスクとして該第1の膜及び
該絶縁膜をエツチングして素子領域を形成する工程とを
含むものである。
In order to achieve the above object, the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention includes the steps of sequentially forming an insulating film and a first film having an etching selectivity different from that of the insulating film on a base film, and etching the first film. forming an opening, exposing the insulating film in the opening, and introducing an impurity into the underlying film through the opening using the first film as a mask to cut the channel. forming the second film having a different etching selectivity from the insulating film and the first film on the first film so as to cover the opening; The second film is used as a mask to etch the first film and the insulating film to form an element region.

〔作用〕[Effect]

本発明は、第1図(a)〜(f)に示すように、基板1
上にフィールド酸化Pa、2及びシリコン窒化膜3が順
次形成され、シリコン窒化膜3がエッチソゲされて開口
部4が形成されるとともに、開口部4内にフィールド酸
化膜2が露出され、シリコン窒化膜3をマスクとして開
口部4を介して基板lに不純物が導入されることにより
チャネルカット5が形成された後、開口部4が覆われる
ようにシリコン窒化膜3上にレジスト膜6が形成され、
レジスト膜6が開口部4内のみに残るようにエツチング
された後、レジスト膜6をマスクとしてシリコン窒化膜
3及びフィールド酸化膜2がエツチングされて素子領域
8が形成される。
In the present invention, as shown in FIGS. 1(a) to (f), a substrate 1
A field oxide film 2 and a silicon nitride film 3 are sequentially formed on the silicon nitride film 3, and the silicon nitride film 3 is etched to form an opening 4, and the field oxide film 2 is exposed in the opening 4, and the silicon nitride film 3 is etched. After a channel cut 5 is formed by introducing impurities into the substrate 1 through the opening 4 using 3 as a mask, a resist film 6 is formed on the silicon nitride film 3 so as to cover the opening 4.
After resist film 6 is etched so as to remain only in opening 4, silicon nitride film 3 and field oxide film 2 are etched using resist film 6 as a mask to form element region 8.

このように、本発明では、第1図(b)に示す如くシリ
コン窒化膜3に形成した開口部4を介してイオン注入に
よりチャネルカット5を形成し、第1図(d)〜(f)
に示す如くシリコン窒化膜3に形成した開口部4内に埋
め込んだレジスト膜6をマスクとしてフィールド酸化膜
2をパターニングにより形成している。即ち、チャネル
カット5及びフィールド酸化膜2をセルファラインで形
成することができるようになる。
In this way, in the present invention, the channel cut 5 is formed by ion implantation through the opening 4 formed in the silicon nitride film 3 as shown in FIG.
As shown in FIG. 3, a field oxide film 2 is formed by patterning using a resist film 6 buried in an opening 4 formed in a silicon nitride film 3 as a mask. That is, the channel cut 5 and the field oxide film 2 can be formed using self-aligned lines.

〔実施例] 以下、本発明を図面に基づいて説明する。〔Example] Hereinafter, the present invention will be explained based on the drawings.

第1図(a)〜(g)は本発明に係る半導体装置の製造
方法の一実施例を説明する図である。
FIGS. 1(a) to 1(g) are diagrams illustrating an embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

この図において、1はSi等からなり例えばP型の基板
、2は5i02等からなるフィールド酸化膜、3はSi
3N4等からなるシリコン窒化膜、4はシリコン窒化膜
3に形成された開口部、5はチャネルカット、6はレジ
スト膜、7はレジスト膜6に形成された開口部、8は素
子領域である。
In this figure, 1 is a P-type substrate made of Si or the like, 2 is a field oxide film made of 5i02, etc., and 3 is a Si
A silicon nitride film made of 3N4 or the like, 4 an opening formed in the silicon nitride film 3, 5 a channel cut, 6 a resist film, 7 an opening formed in the resist film 6, and 8 an element region.

次に、その製造方法について説明する。Next, the manufacturing method will be explained.

まず、第1図(a)に示すように、熱酸化により基Fi
1を選択的に酸化して膜厚が例えば1500人のSin
、からなるフィールド酸化膜2を形成する。
First, as shown in FIG. 1(a), a group Fi is formed by thermal oxidation.
1 is selectively oxidized so that the film thickness is, for example, 1500.
A field oxide film 2 consisting of , is formed.

次に、第1図(b)に示すように、例えばCVD法によ
りフィールド酸化膜2上にSi、N、を堆積して膜厚が
例えば1500Åのシリコン窒化膜3を形成した後、例
えばRIEによりシリコン窒化膜3をエツチングして開
口部4を形成するとともに、開口部4内にフィールド酸
化膜2を露出させる。なお、シリコン窒化膜3の膜厚と
しては、チャネルカット形成のためのイオン注入時に不
純物が開口部4内の素子領域となる基板1のみに注入さ
れるように適宜設定する。次いで、例えば60keV、
I XIO”ci−”でB (BF、でもよい)等のイ
オン注入によりシリコン窒化膜3をマスクとして開口部
4を介して基板1にB゛を導入することによりチャネル
カット5を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), Si and N are deposited on the field oxide film 2 by, for example, the CVD method to form a silicon nitride film 3 having a thickness of, for example, 1500 Å, and then by, for example, RIE. The silicon nitride film 3 is etched to form an opening 4 and the field oxide film 2 is exposed within the opening 4. Note that the thickness of the silicon nitride film 3 is appropriately set so that impurities are implanted only into the substrate 1 which becomes the element region within the opening 4 during ion implantation for forming a channel cut. Then, for example, 60 keV,
A channel cut 5 is formed by introducing B into the substrate 1 through the opening 4 using the silicon nitride film 3 as a mask by ion implantation of B (or BF) or the like using IXIO "ci-".

次に、第1図(c)に示すように、開口部4を覆うよう
にシリコン窒化膜3上に例えばポジ型で粘度が12cp
のレジストを塗布して膜厚が例えば6000人のレジス
ト膜6を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(c), a positive type film having a viscosity of 12 cp, for example, is coated on the silicon nitride film 3 so as to cover the opening 4.
A resist film 6 having a film thickness of, for example, 6,000 is formed by applying a resist of 6,000 to 6,000.

次に、第1図(d)に示すように、例えば02ガス、0
.05Torr 、  500−のRIEによりレジス
ト膜6を開口部4内のみに残るようにエッチバックする
。この時、開口部4内のみにレジスト膜6が埋め込まれ
、シリコン窒化膜3が露出される。
Next, as shown in FIG. 1(d), for example, 02 gas, 0
.. The resist film 6 is etched back by RIE at 0.5 Torr and 500 Torr so that it remains only in the opening 4. At this time, the resist film 6 is buried only in the opening 4, and the silicon nitride film 3 is exposed.

次に、第1図(e)に示すように、例えばCF。Next, as shown in FIG. 1(e), for example, CF.

ガス102ガス、1.5Torr、  l k−のRI
Eによりレジスト膜6をマスクとしてシリコン窒化膜3
をエツチングして開口部7を形成するとともに、開口部
7内にフィールド酸化M2が露出される。
RI of gas 102 gas, 1.5 Torr, l k-
Using resist film 6 as a mask, silicon nitride film 3 is
is etched to form opening 7 and expose field oxide M2 within opening 7.

次に、第1図(f)に示すように、例えばCF4ガス/
 CHF xガス、1.8Torr、  1 kWのt
Eによりレジスト膜6をマスクとしてフィールド酸化膜
2をエツチングして基板lを露出させることにより、第
1図(f)に示すような素子領域8を得ることができる
。次いで、第1図(g)に示すように、レジスト膜6を
除去した後、例えば850°Cl2O分、N2ガス雰囲
気中の熱処理をしてチャネルカット5のB゛を活性化し
てチャネルカット5を拡散層にする。
Next, as shown in FIG. 1(f), for example, CF4 gas/
CHF x gas, 1.8 Torr, 1 kW t
By etching the field oxide film 2 with E using the resist film 6 as a mask and exposing the substrate 1, an element region 8 as shown in FIG. 1(f) can be obtained. Next, as shown in FIG. 1(g), after removing the resist film 6, heat treatment is performed at 850°C in a N2 gas atmosphere to activate B' of the channel cut 5, thereby forming the channel cut 5. Make it a diffusion layer.

そして、従来法と同様素子領域8にゲート絶縁膜を形成
し、ポリSi等からなるゲート電極を形成した後、ソー
ス/ドレイン拡散層(LDD構造にしてもよい)を形成
し、次いで、BPSC;等からなる眉間絶縁膜、コンタ
クトホール及びA1等からなる配線層等を形成すること
により半導体装置が完成する。
Then, as in the conventional method, a gate insulating film is formed in the element region 8, a gate electrode made of poly-Si or the like is formed, a source/drain diffusion layer (which may have an LDD structure) is formed, and then a BPSC; A semiconductor device is completed by forming a glabellar insulating film made of A1, etc., a contact hole, a wiring layer made of A1, etc.

すなわち、上記実施例では、第1図(b)に示す如くシ
リコン窒化膜3に形成した開口部4を介してイオン注入
によりチャネルカット5を形成し、第1図(d)〜(f
)に示す如くシリコン窒化膜3に形成した開口部4内に
埋め込んだレジスト膜6をマスクとしてフィールド酸化
膜2をパターニングにより形成するため、チャネルカッ
ト5及びフィールド酸化膜2をセルファラインで形成す
ることができる。このように、フォトリソグラフィー工
程による位置合わせはシリコン窒化I13に開口部4を
形成する際必要なだけで、チャネルカット5及びフィー
ルド酸化膜2を形成する際にはフォトリソグラフィー工
程による位置合わせはなくなるため、チャネルカット5
とフィールド酸化膜2の位置ずれをなくして素子分離を
安定に行うことができる。また、バーズビークが発生し
ないうえ、チャネルカット5とフィールド酸化膜2の位
置ずれによる微細化の阻害をなくすことができる。
That is, in the above embodiment, the channel cut 5 is formed by ion implantation through the opening 4 formed in the silicon nitride film 3 as shown in FIG.
), the field oxide film 2 is formed by patterning using the resist film 6 embedded in the opening 4 formed in the silicon nitride film 3 as a mask, so the channel cut 5 and the field oxide film 2 are formed by self-line. Can be done. In this way, alignment by the photolithography process is only necessary when forming the opening 4 in the silicon nitride I13, and alignment by the photolithography process is not required when forming the channel cut 5 and the field oxide film 2. , channel cut 5
By eliminating misalignment of field oxide film 2, element isolation can be performed stably. In addition, bird's beaks do not occur, and it is possible to eliminate inhibition of miniaturization due to misalignment between the channel cut 5 and the field oxide film 2.

なお、上記実施例では、チャネルカット5の不純物を拡
散させてチャネルカット5を拡散層とする熱処理をレジ
スト膜6を除去した後に行う場合について説明したが、
本発明はこれに限定されるものではなく、例えばイオン
注入してチャネルカット5を形成した直後に熱処理して
行う場合であってもよい。
In addition, in the above embodiment, a case was described in which the heat treatment for diffusing impurities in the channel cut 5 and making the channel cut 5 a diffusion layer is performed after the resist film 6 is removed.
The present invention is not limited to this. For example, the channel cut 5 may be formed by ion implantation and then heat treated immediately after.

また、上記実施例は、チャネルカット5及びレジスト膜
6マスクの形成を、開口部4が形成された単層のシリコ
ン窒化11! 3を用いて行う場合について説明したが
、本発明はこれに限定されるものではなく、単層のシリ
コン窒化膜3の換わりに第2図(a)、(b)に示す如
く、開口部12が形成された、膜厚が例えば1000入
のシリコン窒化膜3及びCV D S i Oz等から
なる膜厚が例えば1000人のシリコン酸化膜11の2
層膜を用いて行う場合であってもよい。この場合、シリ
コン酸化膜11及びシリコン窒化膜3をエツチング除去
する際(シリコン酸化膜11はフン酸溶液またはCF、
ガス/CHF、ガス)、上記実施例の特に厚膜な単層の
シリコン窒化膜3をエツチングする場合よりもレジスト
膜6及びフィールド酸化膜2の膜減りを起こり難くする
ことができる。具体的には、上記実施例のシリコン窒化
膜3が厚膜な場合、シリコン窒化膜3を除去する際、レ
ジスト膜6が膜減りしたり変質したりし易(、また、シ
リコン窒化膜3のフィールド酸化膜2に対するエツチン
グ選択比(約0.4)が小さいため、フィールド酸化膜
2が膜減りしたり横方向のサイドエツチングにより分離
幅が増加したりする可能性がある。これを、シリコン酸
化膜11及びシリコン窒化膜3の2層膜にし、シリコン
窒化膜3を500人程度と適宜薄くすることにより、ウ
ェハ内での位置によるばらつきが出ないようにエツチン
グを終了させることができる。
Further, in the above embodiment, the channel cut 5 and the resist film 6 mask are formed, and the single layer silicon nitride 11 in which the opening 4 is formed! Although the present invention is not limited to this, as shown in FIGS. 2(a) and 2(b), the present invention is not limited to this. A silicon nitride film 3 having a thickness of, for example, 1,000 and a silicon oxide film 11 having a thickness of, for example, 1,000 made of CVD SiOz are formed.
It may also be carried out using a layered film. In this case, when removing the silicon oxide film 11 and the silicon nitride film 3 by etching (the silicon oxide film 11 is etched with a hydrochloric acid solution or CF,
gas/CHF, gas), the resist film 6 and the field oxide film 2 can be made less likely to be thinned than when etching the particularly thick single layer silicon nitride film 3 of the above embodiment. Specifically, when the silicon nitride film 3 of the above embodiment is thick, the resist film 6 is likely to be thinned or changed in quality when the silicon nitride film 3 is removed (and the silicon nitride film 3 may be easily thinned or changed in quality). Since the etching selectivity (approximately 0.4) for the field oxide film 2 is small, the field oxide film 2 may be thinned or the isolation width may increase due to lateral side etching. By forming a two-layer film of the film 11 and the silicon nitride film 3, and making the silicon nitride film 3 appropriately thin to about 500 layers, etching can be completed without variations depending on the position within the wafer.

また、上記各実施例はチャネルカット5の形成を、開口
部4.12形威のために用いたレジストを除去してから
シリコン窒化膜3、またはシリコン酸化膜11及びシリ
コン窒化膜3をマスクして用いて行う場合であるが、本
発明はこれに限定されるものではなく開口部4.12形
成のために用いたレジストを除去せずにレジスト及びシ
リコン窒化膜3、またはレジスト、シリコン酸化膜11
及びシリコン窒化膜3をマスクとして用いて行う場合で
あってもよい。なお、ドーズ量が多くてレジストが変質
しレジスト除去がし難くなる場合はレジストをとってか
らイオン注入を行うのが好ましく、また、レジストがあ
ればその分マスクとしての機能が向上するためレジスト
除去が容易な場合はレジストを除去せずにイオン注入を
行うのが好ましい。
Furthermore, in each of the above embodiments, the channel cut 5 is formed by removing the resist used for forming the opening 4 and 12, and then masking the silicon nitride film 3 or the silicon oxide film 11 and the silicon nitride film 3. However, the present invention is not limited to this, and the resist and the silicon nitride film 3, or the resist and the silicon oxide film are formed without removing the resist used for forming the opening 4.12. 11
Alternatively, the silicon nitride film 3 may be used as a mask. Note that if the dose is too large and the resist deteriorates, making it difficult to remove the resist, it is preferable to remove the resist before ion implantation.Also, if there is a resist, its function as a mask will improve accordingly, so it is better to remove the resist. If it is easy to do so, it is preferable to perform ion implantation without removing the resist.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、チャネルカットとフィールド酸化膜を
セルファラインで形成することができ、チャネルカット
とフィールド酸化膜の位置ずれをなくして微細な素子分
離を安定に行うことができるという効果がある。
According to the present invention, a channel cut and a field oxide film can be formed in a self-aligned manner, and there is an advantage that misalignment between the channel cut and the field oxide film can be eliminated and fine element isolation can be stably performed.

第3図は従来例の製造方法の一例を説明する図、第4図
は従来例の製造方法の他の一例を説明する図である。
FIG. 3 is a diagram for explaining an example of a conventional manufacturing method, and FIG. 4 is a diagram for explaining another example of a conventional manufacturing method.

■・・・・・・基板、 2・・・・・・フィールド酸化膜、 3・・・・・・シリコン窒化膜、 4・・・・・・開口部、 5・・・・・・チャネルカット、 6・・・・・・レジスト膜、 8・・・・・・素子領域。■・・・・・・Board, 2...Field oxide film, 3... Silicon nitride film, 4...opening, 5...Channel cut, 6...Resist film, 8...Element area.

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

第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
の製造方法を説明する図、 第2図は他の実施例の製造方法を説明する図、他の実施
例の製造方法を説明する間 第 図 糎 従来例の一例の製造方法を説明する 従来例の他の一例の製造方法を説明する図第 図 従来例の一例の製造方法を説明する図 第 図 従来例の他の一例の製造方法を説明する図第 図
FIG. 1 is a diagram for explaining the manufacturing method of one embodiment of the semiconductor device manufacturing method according to the present invention. FIG. 2 is a diagram for explaining the manufacturing method of another embodiment, and FIG. 2 is a diagram for explaining the manufacturing method of another embodiment. Figure 1: Diagram explaining the manufacturing method of one example of the conventional example Figure 2: Diagram explaining the manufacturing method of another example of the conventional example Figure 2: Diagram explaining the manufacturing method of one example of the conventional example Diagram explaining the manufacturing method

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (1)下地の膜(1)上に絶縁膜(2)及び該絶縁膜(
2)とエッチング選択比が異なる第1の膜(3)を順次
形成する工程と、 該第1の膜(3)をエッチングして開口部 (4)を形成するとともに、該開口部(4)内に該絶縁
膜(2)を露出させる工程と、 該第1の膜(3)をマスクとして該開口部 (4)を介して該下地の膜(1)に不純物を導入するこ
とによりチャネルカット(5)を形成する工程と、 該開口部(4)を覆うように該第1の膜(3)上に該絶
縁膜(2)及び該第1の膜(3)とエッチング選択比が
異なる該第2の膜(6)を形成する工程と、 該第2の膜(6)を該開口部(4)内のみに残るように
エッチングする工程と、 該第2の膜(6)をマスクとして該第1の膜(3)及び
該絶縁膜(2)をエッチングして素子領域(8)を形成
する工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 (2)前記下地の膜(1)がシリコン基板からなること
を特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方法。 (3)前記絶縁膜(2)がシリコン酸化膜からなること
を特徴とする請求項1又は2記載の半導体装置の製造方
法。 (4)前記第1の膜(3)がシリコン窒化膜からなるこ
とを特徴とする請求項1乃至3記載の半導体装置の製造
方法。 (5)前記第2の膜(6)がレジスト膜からなることを
特徴とする請求項1〜4記載の半導体装置の製造方法。 (6)前記第1の膜(3)が、上層がシリコン酸化膜で
下層がシリコン窒化膜の2層膜からなることを特徴とす
る請求項1、2、3、5記載の半導体装置の製造方法。
[Claims] (1) An insulating film (2) on the underlying film (1) and the insulating film (
2) sequentially forming a first film (3) having a different etching selectivity from etching selectivity; etching the first film (3) to form an opening (4); channel cutting by exposing the insulating film (2) inside the insulating film (2) and introducing impurities into the underlying film (1) through the opening (4) using the first film (3) as a mask; (5) on the first film (3) so as to cover the opening (4), the insulating film (2) and the first film (3) have different etching selectivity; forming the second film (6); etching the second film (6) so that it remains only in the opening (4); and masking the second film (6). A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: etching the first film (3) and the insulating film (2) to form an element region (8). (2) The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the base film (1) is made of a silicon substrate. (3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1 or 2, wherein the insulating film (2) is made of a silicon oxide film. (4) The method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, wherein the first film (3) is made of a silicon nitride film. (5) The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, wherein the second film (6) is made of a resist film. (6) Manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1, 2, 3, and 5, wherein the first film (3) is made of a two-layer film including an upper layer of a silicon oxide film and a lower layer of a silicon nitride film. Method.
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