JPH03270133A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03270133A
JPH03270133A JP6998990A JP6998990A JPH03270133A JP H03270133 A JPH03270133 A JP H03270133A JP 6998990 A JP6998990 A JP 6998990A JP 6998990 A JP6998990 A JP 6998990A JP H03270133 A JPH03270133 A JP H03270133A
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JP
Japan
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film
oxidation
polycrystalline
semiconductor
field
Prior art date
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JP6998990A
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English (en)
Inventor
Mitsuharu Takagi
高儀 光治
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特に、素子間
分離用のフィールド酸化膜を形成するのに適用して好適
なものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体装置の製造方法において、半導体基板
上に酸化膜を介して所定形状の耐酸化膜を形成する工程
と、耐酸化膜の間に半導体膜を形成する工程と、半導体
膜を酸化する工程とを具備することによって、フィール
ド酸化膜の端部にバーズビークが形成されるのをほぼ完
全に抑えることができるようにしたものである。
また、本発明は、半導体装置の製造方法において、半導
体基板上に酸化膜を介して所定形状の耐酸化膜を形成す
る工程と、耐酸化膜の間に半導体膜を形成する工程と、
半導体膜の上部に所定の不純物をドープする工程と、半
導体膜を酸化する工程とを具備することによって、フィ
ールド酸化膜の端部にバーズビークが形成されるのをほ
ぼ完全に抑えることができるようにしたものである。
〔従来の技術] シリコン(Si )半導体装置における素子間分離法と
しては、LOCO3法が広く用いられている。
このLOCO3法においては、第6図に示すように、S
t基板101上に熱酸化法により5i02膜(パッドS
10を膜)102を形成し、この5iOz膜102上に
耐酸化膜である窒化シリコン(St。
N、)膜103をCVD法により形成した後、このSi
3N、膜103をパターンニングし、このパターンニン
グされた所定形状の5isNn Jl! 103を酸化
マスクとして用いてSi基板101を熱酸化することに
より素子間分離用のフィールドSin。
膜】04を形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかし、上述の従来のLOCO3法は、フィールド5i
Oz W!A 104の端部にかなり長いバーズビーク
104aが形成されてしまうため、設計ルールがサブミ
クロンレンジに縮小した場合には狭チャネル効果が顕著
になってしまうという問題があった。
そこで、この従来のLOCO3法を改良した素子間分離
法として5EPOX法が提案されている。
この5EPOX法においては、第7図に示すように、S
t基板l上にSin!膜(バッドSin、膜)102、
例えば膜厚が1000〜2000Å程度の多結晶51M
105及びSi3N< Will 03を順次形成した
後、これらのSj+N 4M103及び多結晶5iJl
l 105を所定形状にパターンニングし、5i3Na
 膜103を酸化マスクとして用いてSi基板101を
熱酸化することによりフィールド510g膜4を形成す
る。この場合、この熱酸化時には多結晶5ii1105
も酸化されることによりSi基板lの横方向への酸化の
進行をある程度抑えることができ、これによってフィー
ルドSin、膜4の端部のバーズビークの長さを従来の
LOCO3法に比べて小さくすることができる。しかし
、この5EPOX法を用いた場合においても、設計ルー
ルがサブミクロンレンジ以下に縮小した場合には、やは
リバーズビークによる狭チャネル効果が問題になってく
る。さらに、この5EPOX法を用いた場合においても
、設計ルールがハーフミクロン以下になると、フィール
ドS i Oz ’!Ij! 4を形成して素子間分離
を行うこと自体が難しくなると考えられている。
従って本発明の目的は、フィールド酸化膜の端部にバー
ズビークが形成されるのをほぼ完全に抑えることができ
る半導体装置の製造方法を提供することにある。
(課題を解決するための手段) 上記目的を遠戚するために、本発明は、半導体基板(1
)上に酸化膜(2)を介して所定形状の耐酸化膜(3)
を形成する工程と、耐酸化膜(3)の間に半導体膜(4
)を形成する工程と、半導体膜(4)を酸化する工程と
を具備する。
また、本発明は、半導体基板(1)上に酸化膜(2)を
介して所定形状の耐酸化M(3)を形成する工程と、耐
酸化Jfl!(3)の間に半導体膜(4)を形成する工
程と、半導体WJ(4)の上部に所定の不純物をドープ
する工程と、半導体膜(4)を酸化する工程とを具備す
る。
ここで、半導体膜(4)の上部にドープする所定の不純
物としては、酸化時にこの不純物がドープされた部分で
増速酸化を起こさせることができるものを用いる。具体
的には、この不純物としては、例えばリン(P)やホウ
素(B)などを用いることができる。
〔作用] 上述のように構成された本発明の第1の発明による半導
体装置の製造方法によれば、半導体基板(1)を酸化す
るのではなく、耐酸化膜(3)の間に形成された半導体
膜(4)を酸化するようにしているので、横方向(基板
表面と垂直な方向)への酸化の進行がほとんど生じなく
なり、これによってフィールド酸化膜の端部にバーズビ
ークが形成されるのをほぼ完全に抑えることができる。
、また、上述のように構成された本発明の第2の発明に
よる半導体装置の製造方法によれば、半導体膜(4)の
上部にドープされた不純物により、酸化時にこの半導体
膜(4)の上部で増速酸化が起きる。このため、半導体
#(4)の上部の酸化速度をこの半導体膜(4)の側壁
の酸化速度に比べて大きくすることができ、従って横方
向への酸化の進行を最小限に抑えることができる。これ
によって、フィールド酸化膜の端部にバーズビークが形
成されるのをほぼ完全に抑えることができる。
〔実施例〕
以下、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。なお、実施例の全図において、同一の部分には同
一の符号を付ける。
第1図A〜第1図りは本発明の第1実施例を示す。
この第1実施例においては、第1図Aに示すように、ま
ずSi基板1上に熱酸化法により例えば膜厚力500 
A程度ノ5ioz wi!(/” 7 FSiOz l
す2を形成する。次に、例えば低圧CVD (LPGV
D)法により全面に例えば膜厚が2000Å程度の5i
zN4#3を形成した後、このSi、N4膜3をエツチ
ングによりパターンニングする。このパターンニングさ
れたSi、N、膜3は、素子活性領域の形状に対応した
形状を有する。次に、LPCVD法により全面に例えば
膜厚が2000人程度0多結晶Si膜4を形成した後、
この多結晶Si膜膜上上レジスト5を塗布する。
次に、例えば反応性イオンエツチング(RI E)法に
よりレジスト5及び多結晶5i114をSi、N4膜3
が露出するまで基板表面と垂直方向にエッチバックする
。これによって、5isNal113上の多結晶Si膜
4がエツチング除去されて、第1図Bに示すように、5
izNa膜3の間のスペースがこのSi、N、膜3に対
して自己整合的に形成された多結晶Si膜4により埋め
られた構造が形成される。
この多結晶5il114は、素子量分MeM域の形状に
対応した形状を有する。
次に、熱酸化法により5isNa膜3の間にはさまれた
多結晶Si膜4を酸化して、第1図Cに示すように、例
えば膜厚が5000人程度O7ィールド5i02膜6を
形成する。
次に、上述の熱酸化の際にSi、N4H3上に形成され
た例えば膜厚が500人程形成5to2膜7及び5iI
Na膜3を順次エツチング除去して、第1図りに示すよ
うな状態とする。
このようにして素子間分離を行った後、目的とする半導
体装置の製造方法に従って工程を進めて半導体装置を完
成させる。
以上のように、この第1実施例によれば、Si基板1を
熱酸化するのではなく、St、N、膜3の間にはさまれ
た多結晶Si膜3を熱酸化することによりフィールド5
iOz膜6を形成しているので、横方向(基板表面と平
行な方向)への酸化の進行がほとんど生じることがなく
、これによってフィールドSin、膜6の端部にバーズ
ビークが形成されるのをほぼ完全に抑えることができる
。このため、設計ルールがサブミクロンレンジに縮小し
た場合においても、狭チャネル効果を有効に抑えること
ができる。また、素子間分離領域を決定する多結晶Si
膜4は、素子活性領域を決定するSt、N、膜3に対し
て自己整合的に形成することができるので、素子活性領
域に対する素子間分離領域の合わせずれを極めて小さく
することができる。
なお、上述の第1実施例において酸化マスクとして用い
たSt、N、膜3の代わりに、第2図に示すような例え
ば膜厚が500A程度の薄い5i3Na膜3の間に例え
ば膜厚が1000人程度0リンシリケートガラス(ps
c)膜8がはさまれた構造の酸化マスクを用いてもよい
。このような構造の酸化マスクを用いた場合には、Si
3N、膜3の膜厚を小さくすることができるため、多結
晶5i114の酸化によりフィールドsi Oz )!
16が形成される際にSi基板1に発生する応力を低減
することができ、これによってSi基板lに結晶欠陥が
発生するのを防止することができる。その結果、この結
晶欠陥に起因するリーク電流の発生を抑えることができ
る。
第3図A及び第3図Bは本発明の第2実施例を示す。
二の第2実施例においては、第1実施例と同様にして第
1図Bに示す工程まで工程を進めた後、熱拡散法やイオ
ン注入法などにより多結晶Si膜4の上部に例えばPを
高濃度にドープする。この後、Si3N4膜3をエツチ
ング除去する。この状態を第3図Aに示す、第3図Aに
おいて、多結晶5iWI4の上部にドープされたPを×
で示す。
次に、熱酸化法により多結晶Si膜4を酸化する。
この場合、多結晶Si膜4の上部に高濃度にドープされ
たPによりこの多結晶Si膜4の上部では増速酸化が起
きる。このため、この多結晶51M4の上部の酸化速度
は、この多結晶Si膜4・の側壁の酸化速度の2〜3倍
程度に大きくなる。その結果、第3図Bに示すように、
多結晶Si膜4の側壁に膜厚が例えば1000人程度0
S40g膜が形成された時点で、この多結晶S3膜4の
上に膜厚が例えば約2000〜3000形成度のフィー
ルドSiO2膜6が形成される。この場合、横方向への
酸化の進行を抑えるために、多結晶Si膜4は完全に酸
化せず、その一部は残しておくようにする。
以上のように、この第2実施例によれば、多結晶Si膜
4の上部にPを高濃度にドープし、この多結晶Si膜4
を酸化する際にこのPが高濃度にドープされた部分で増
速酸化が起きることを利用してフィールド5iOz膜6
を形成しているので、横方向への酸化の進jテを最小限
に抑えることができ、このためフィールド5iOz膜6
の端部にバーズビークが形成されるのをほぼ完全に抑え
ることができる。
第4図A及び第4図Bは本発明の第3実施例を示す。
この第3実施例においては、第4図Aに示すように、S
t基板1上に例えば膜厚が500λ程度の5iO1膜2
及び例えば膜厚が2000人程度0多結晶Si膜4を形
成した後、この多結晶Si膜成膜上上えば膜厚が150
0〜2000Å程度のSi3N4膜3を形成し、このS
i3N、膜3をエツチングにより所定形状にパターンニ
ングする。
次に、例えばCVD法やプラズマCVD法により全面に
例えば膜厚が2000〜3000人程度のSin、形成
SiN膜を形成した後、この膜を例えばRIE法により
基板表面と垂直方向にエツチングする。これによって、
第4図Bに示すように、Si+Na膜3の側壁に5if
t膜や5iNllから成るサイドウオール9が形成され
る。この後、熱拡散法やイオン注入法などにより、サイ
ドウオール9に対して自己整合的に例えばPを多結晶S
i#4に高濃度にドープする。
次に、サイドウオール9をエツチング除去して、第4図
Cに示す状態とする。
次に、熱酸化法により多結晶Si膜4を酸化して、第4
図りに示すように、フィールドSin、膜6を形成する
。この場合、多結晶5i114の上部のうちPが高濃度
にドープされた部分では増速酸化が起きるため、このP
が高濃度にドープされた部分の酸化速度は大きい、一方
、多結晶Si膜4のうち、後にフィールドSiO2膜6
の端部となる部分にはPがドープされておらず、従って
この部分の酸化速度はPが高濃度にドープされた部分に
比べて小さい。
以上のように、この第3実施例によれば、フィールド5
10g膜6の端部となる部分を除いた部分の多結晶Si
膜4の上部にPを高濃度にドープし、この多結晶51M
4を熱酸化することによりフィールドSin、膜6を形
成しているので、横方向への酸化の進行を有効に抑える
ことができ、従ってフィールドSin、膜6の端部にバ
ーズビークが形成されるのをほぼ完全に抑えることがで
きる。これによって、設計ルールがサブミクロンレンジ
に縮小した場合においても狭チャネル効果を抑えること
ができる。さらに、設計ルールがハーフごクロン程度に
縮小した場合においても、フィールドStOt Jl!
 6を形成することができ、これによって素子間分離を
行うことができる。
なお、フィールド5tot膜の端部にバーズビークが発
生するのを抑える方法としては、第5図A〜第5図りに
示すような方法もある。すなわち、この例においては、
第1実施例と同様にして第1図Bに示す工程まで工程を
進めた後、St、N、膜3を例えばプラズマエツチング
法などによりエッチングして、第5図Aに示すように、
例えば約500形成度の膜厚だけこのSi、N、膜3を
残す。
この後、例えばLPCVD法により全面に例えば膜厚が
1000大程度のSi+Na Wl! 10を形成する
。なお、このLPCVD法により形成されたSi3N、
膜10の代わりに、プラズマCVD法により形成された
SiN膜や5iON膜などを用いてもよい。
次に、Si、N、膜10を例えばRIE法により基板表
面と垂直方向にエツチングして、多結晶Si膜4の側壁
にサイドウオール状のSis N = M 10を形成
する。
次に、熱酸化法により多結晶Si膜4を酸化して、第5
図Cに示すように、フィールドsiOz M!! 6を
形成する。
この後、サイドウオール状の5isNa膜10及びSi
、N、膜3をエツチング除去して、第5図りに示す状態
とする。
この例によれば、多結晶Si膜4の側壁にサイドウオー
ル状のSi3N、膜IOが形成されているので、この多
結晶Si膜4の側壁が酸化されるのを防止することがで
きる。このため、横方向への酸化の進行がほとんど生じ
ることがなく、従って上述の第1、第2及び第3実施例
と同様にフィールド510g膜6の端部にバーズビーク
が形成されるのを有効に抑えることができる。さらに、
この例によれば次のような利点もある。すなわち、この
例においては、サイドウオール状のSi3N、膜10及
びSis N a膜3が酸化マスクとなるが、これらの
5i3Na M 10及びSi、N4膜3が重なった部
分を除いた大部分の領域ではこの酸化マスクは薄い5i
sN、膜3だけとなる。このため、熱酸化時にSi基板
1に発生する応力を低減することができ、従ってSi基
基板中中結晶欠陥が発生するのを有効に防止することが
できる。
以上、本発明の実施例につき具体的に説明したが、本発
明は、上述の実施例に限定されるものではなく、本発明
の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
例えば、上述の実施例における各種の膜の膜厚は一例に
過ぎず、必要に応じて上述の実施例と異なる膜厚を用い
ることが可能であることは言うまでもない。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明は、特に、耐酸化膜の間に
半導体膜を形成する工程と、半導体膜を酸化する工程と
を具備することにより、横方向への酸化の進行がほとん
ど生じなくなり、これによってフィールド酸化膜の端部
にバーズビークが形成されるのをほぼ完全に抑えること
ができる。
また、本発明は、特に、耐酸化膜の間に半導体膜を形成
する工程と、半導体膜の上部に所定の不純物をドープす
る工程と、半導体膜を酸化する工程とを具備するので、
横方向への酸化の進行を最小限に抑えることができ、こ
れによってフィールド酸化膜の端部にバーズビークが形
成されるのをほぼ完全に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図A〜第1図りは本発明の第1実施例を工程順に説
明するための断面図、第2図は酸化マスクの他の例を示
す断面図、第3図A及び第3図Bは本発明の第2実施例
を工程順に説明するための断面図、第4図A〜第4図り
は本発明の第3実施例を工程順に説明するための断面図
、第5図A〜第5図りはフィールドSin、膜の端部に
バーズビークが形成されるのを抑えるための他の例を工
程順に説明するための断面図、第6図は従来のLOCO
S法を説明するための断面図、第7図は従来の5EPO
X法を説明するための断面図である。 図面における主要な符号の説明 1:Si基板、 2 : Siow M、  3 : 
 5isNa膜、 4:多結晶Si膜、  6:フイー
ルドStow膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に酸化膜を介して所定形状の耐酸化
    膜を形成する工程と、 上記耐酸化膜の間に半導体膜を形成する工程と、上記半
    導体膜を酸化する工程と を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)半導体基板上に酸化膜を介して所定形状の耐酸化
    膜を形成する工程と、 上記耐酸化膜の間に半導体膜を形成する工程と、上記半
    導体膜の上部に所定の不純物をドープする工程と、 上記半導体膜を酸化する工程と を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP6998990A 1990-03-20 1990-03-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH03270133A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760955A (en) * 1995-04-06 1998-06-02 Philips Electronics North America Corporation Rear projection screen with reduced speckle

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5760955A (en) * 1995-04-06 1998-06-02 Philips Electronics North America Corporation Rear projection screen with reduced speckle

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