JPH04112532A - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路の製造方法

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JPH04112532A
JPH04112532A JP2231939A JP23193990A JPH04112532A JP H04112532 A JPH04112532 A JP H04112532A JP 2231939 A JP2231939 A JP 2231939A JP 23193990 A JP23193990 A JP 23193990A JP H04112532 A JPH04112532 A JP H04112532A
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silicon
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silicon layer
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nitride film
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Shigeo Nagao
長尾 繁雄
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
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    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO

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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〕 この発明は、半導体集積回路の製造方法に関し、特に選
択酸化法により各機能素子を電気的に分離する方式の半
導体集積回路の素子分離構造の形成方法に関するもので
ある。
〔従来の技術〕
従来、シリコン基板上に各種機能素子、例えばMOS型
あるいはバイポーラ型トランジスタやダイオード、キャ
パシタ、抵抗等を具備して成る半導体集積回路において
は、その構成素子を電気的に分離するため、各種の構造
が用いられてきた。
従来広く用いられてきた素子の分離方法は、高誘電体、
例えばシリコン酸化膜を介して素子を分離する酸化膜分
離方式であり、この酸化膜の形成には、シリコン窒化膜
をマスクとして選択的に基板シリコンを酸素雰囲気中で
酸化する、いわゆるL OG OS (Local 0
xidation of 5ilicon)法か公知の
技術として広く採用されている。
第2図は、従来の半導体集積回路の製造方法において、
選択酸化により素子分離領域を形成する方法を工程順に
示した断面図である。
先ず、数十Ω−ロ程度のp型シリコン基板11全面に下
敷シリコン酸化膜12及びシリコン窒化膜13をそれぞ
れ、例えば厚さ500人、1000人程度計速続して成
長させる(第2図(a))。
次に第2図(b)に示すように、シリコン窒化膜13の
1分離領域に対応する部分だけをフォトリソグラフィ技
術を用いて選択的にエツチング除去して下敷シリコン酸
化膜12を露出させる。
引き続き周知の選択酸化を行う。つまり上記パターニン
グされたシリコン窒化膜13aを選択酸化のマスクとし
て高温下、例えば酸素雰囲気中て熱酸化を行い、比較的
厚い、例えば5000人程度0酸化膜14を形成する(
第2図(C))。
この後、シリコン窒化膜13aを除去し、以降、公知の
半導体集積回路製造技術を用い、MOS型。
バイポーラ型、あるいはパイーCMO3型等の半導体集
積回路を形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、半導体集積回路の集積密度か向上するに
伴い、第2図に示した従来の構造ではいくつかの問題点
が生じてきた。
すなわち、本来、酸化膜による分離領域は集積回路の機
能にとっては全く不必要な余分な領域であり、集積密度
を上げるには、この領域の面積は可能な限り小さいこと
か望ましい。ところが従来法では選択酸化を行なう際、
シリコン基板の酸化は縦方向のみならず、横方向にも進
行するため第2図(C1に示したようにバーズビーク1
5か発生し、結果的に素子分離領域の実効的面積か増大
してしまうこととなる。そしてこのことが半導体素子の
高集積化、高密度化の大きな妨げとなっていた。
これを多少なりとも緩和する手法として第3図(a)に
示したように、下敷酸化膜22とシリコン窒化膜23の
間に下敷多結晶シリコン26を挟んだ構造も既に提案さ
れているか、充分満足できる手法とはいえなかった。こ
こで基板21及び各膜22〜24は第2図の基板11及
び膜12〜I4と同一のものである。
また第3図(a)の従来法において、さらにバーズビー
ク15を少なくし分離領域面積を狭くするには、多結晶
シリコン層26を厚くすることによって可能であるが、
単にこの多結晶シリコン層26を厚くすると、バーズビ
ーク25長が短かくなる反面、第3図(b)に示したよ
うにシリコン窒化膜23との境界部に異常突起27が生
じ、後工程での大きな障害となるという問題点てあった
この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、バーズビーク長をより短くすることができ、
しかもこの際異常突起の発生を防止することができ、高
集積化、高密度化にとって極めて有効な半導体集積回路
の製造方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体集積回路の製造方法は、半導体基
板上に選択酸化法を用いて素子分離領域を形成する素子
分離工程を、半導体基板上にシリコン層を、その膜厚か
素子分離領域では該領域以外の活性領域より厚くなるよ
う形成する第1の工程と、上記シリコン層の、素子分離
領域上の部分を選択的に酸化する第2の工程とを含む工
程としたものである。
またこの発明に係る半導体集積回路の製造方法は、上記
第1の工程において、半導体基板全面に第1のシリコン
層を形成し、その後シリコン窒化膜を選択的に素子形成
領域に形成し、該シリコン窒化膜をマスクとして素子分
離領域に選択的に第2のシリコン層を気相成長させ、上
記第2の工程において、上記シリコン窒化膜を選択酸化
のマスクとして用いるようにしたものである。
〔作用〕
この発明においては、半導体基板上に選択酸化法を用い
て素子分離領域を形成する際、第1の工程にて、半導体
基板上にシリコン層を、その膜厚が素子分離領域では該
領域以外の活性領域より厚くなるよう形成し、第2の工
程にて上記シリコン層の、素子分離領域上の部分を選択
的に酸化するようにしたから、シリコン層の酸化か層厚
みの厚い縦方向にのみ優先的に進行することから、従来
法に比ベバーズビーク長か短くなり、これにより素子分
離領域の実効的面積を減少することができる。またこの
ためバーズビーク長を抑えるための、下敷シリコン酸化
膜とシリコン窒化膜との間に多結晶シリコン膜を挟むと
いった手法を用いる必要がなく、異常突起発生の問題も
ない。
また上記第2のシリコン層の選択的な成長を行う際マス
クして用いたシリコン窒化膜を、その後行われる選択酸
化のマスクとしても用いるようにしたので、選択酸化専
用のマスクを不要として、製造工程の簡略化等を図るこ
とかできる。
〔実施例〕
以下、この発明の一実施例を図について説明する。
第1図は本発明の一実施例による半導体集積回路の製造
方法を説明するための図であり、その製造プロセスの主
要工程における断面構造を示している。
図において、31はp型半導体シリコン基板、32は該
基板表面領域に形成された下敷シリコン酸化膜、36は
その上に形成された下敷多結晶シリコン膜(第1の多結
晶シリコン膜)、33は上記シリコン膜32.36上に
形成されたシリコン窒化膜、33aは該シリコン窒化膜
33を、その一部が素子形成領域上に残るよう選択的に
パターニングしてなるシリコン窒化膜、38は素子分離
領域上にのみ形成された選択シリコン成長層、34は該
選択シリコン成長層38及びその下側の下敷多結晶シリ
コン膜36を酸化してなる選択酸化膜である。
次に製造方法について説明する。
第1図(a)に示すように、例えば5〜30Ω−程度の
p型シリコン基板31を用意し、このシリコン基板表面
を熱酸化法により例えば500人程0のシリコン酸化膜
32に変える。引き続きこの上に気相成長法により第1
の多結晶シリコン層36を比較的薄く、例えば厚さ20
0〜500人程度に形成計速。さらにシリコン窒化膜3
3を同じく気相成長法により厚さ1000〜2000人
程度に形成する計速1図(b))。
つぎに周知のフォトリソグラフィ技術により、シリコン
窒化膜33の、分離領域となるべき部分を除去して、パ
ターニングされたシリコン窒化膜33aを形成する(第
1図(C))。
膜38を気相成長法により選択的に成長させる(第1図
(d))。この際、第1の多結晶シリコン層36の、開
孔部に露出した部分か選択成長の核となるためシリコン
窒化膜33a上には全く成長は起こらず、選択成長は極
めて容易に実現できることは言うまでもない。
ここで上記第2の多結晶シリコン層38は、前述したバ
ーズビークを少なくする目的からは比較的厚いことが望
ましく、シリコン窒化膜33と同程度、もしくはそれよ
りも厚く例えば1000〜3000人か適当である。
つぎに、この試料を酸化性雰囲気中で酸化すると、パタ
ーニングしたシリコン窒化膜33aがマスクとなり、選
択成長したシリコン層38だけか選択的に酸化され、シ
リコン酸化層34に変わる。
この後、上記シリコン窒化膜33a及び第1の多結晶シ
リコン層36を除去して素子分離領域を完成しく第1図
(e))、公知の半導体集積回路製造技術ヲ用い、MO
S型、バイポーラ型、あるいはパイーCMO8型等の半
導体集積回路を形成する。
このように本実施例では、表面部に下敷シリコン酸化膜
32を有する半導体基板31上全面に第1の多結晶シリ
コン膜36を形成し、さらに素子分離領域上にのみ第2
の多結晶シリコン層を気相成長してこの領域でのシリコ
ン層の厚さを素子形成領域より厚くし、その後シリコン
層の厚い部分を選択的に酸化して素子分離領域を形成す
るようにしたので、シリコン層の酸化か層厚の厚い縦方
向にのみ優先的に進行することから、従来法に比ベバー
ズビーク長か短くなり、これにより素子分前領域の実効
的面積を減少することかできる。またこのためバーズビ
ーク長を抑えるための、下敷シリコン酸化膜とシリコン
窒化膜との間に多結晶シリコン膜を挟むといった従来の
手法を用いる必要かなく、この手法を用いた場合に問題
となる異常突起発生を回避できる。
また本実施例ては、第2のシリコン層を気相成長させる
際、同じ材質である多結晶シリコンが成長の核となるた
め、選択シリコン成長を極めて容易に行うことができる
。また上記第2の多結晶シリコン層の選択的な成長を行
う際マスク層として用いたシリコン窒化膜33aを、そ
の後行われる選択酸化のマスクとしても用いるようにし
たので、選択酸化専用のマスクを不要として、製造工程
の簡略化等を図ることができる。
なお、上記実施例ではp型シリコン基板を例に説明した
が、これはN型基板でもかまわない。
またこの発明は集積回路の基本となる素子分離構造に関
わる技術であり、MO3型バイポーラ型、あるいはパイ
ーCMO3型等、全てのデバイス構造に適用できること
は言うまでもない。
〔発明の効果〕 以上のように、この発明に係る半導体集積回路の製造方
法によれば、半導体基板上に選択酸化法を用いて素子分
離領域を形成する際、第1の工程にて、半導体基板上に
シリコン層を、その膜厚か素子分離領域では該領域以外
の活性領域より厚くなるよう形成し、第2の工程にて上
記シリコン層の、素子分離領域上の部分を選択的に酸化
するようにしたので、バーズビーク長をより短くするこ
とができ、しかもこの際異常突起の発生を防止すること
ができ、高集積化、高密度化にとっての障害を除去する
ことができる効果がある。
また上記第1の工程でエシリコン層の選択的な成長を行
う際マスクして用いたシリコン窒化膜を、第2の工程で
選択酸化のマスクとしても用いるようにしたので、選択
酸化専用のマスクを不要として、製造工程の簡略化等を
図ることができる効果もある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)はこの発明の一実施例による半導
体集積回路の製造方法を工程順に説明するための断面図
、第2図(a)〜(C)は従来の半導体集積回路の製造
方法における選択酸化法、及び該選択酸化法を用いて形
成された半導体集積回路の素子分離構造を説明するため
の図、第3図(a)、 (b)は、従来の選択酸化法を
改良した方法を説明するための図である。 31・・・半導体シリコン基板、32・・・下敷シリコ
ン酸化膜、33.33a・・・シリコン窒化膜、34・
・・選択酸化膜、36・・・下敷多結晶シリコン膜、3
8・・・選択シリコン成長層。 なお図中同一符号は同−又は相当部分を示す。 第1図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に選択酸化法を用いて素子分離領域
    を形成する素子分離工程を有する半導体集積回路の製造
    方法において、 上記素子分離工程は、 半導体基板上にシリコン層を、その膜厚が素子分離領域
    では該領域以外の活性領域より厚くなるよう形成する第
    1の工程と、 上記シリコン層の、素子分離領域上の部分を選択的に酸
    化する第2の工程とを含むことを特徴とする半導体集積
    回路の製造方法。
  2. (2)請求項1記載の半導体集積回路の製造方法におい
    て、 上記第1の工程では、半導体基板全面に第1のシリコン
    層を形成し、その後シリコン窒化膜を選択的に素子形成
    領域に形成し、該シリコン窒化膜をマスクとして素子分
    離領域に選択的に第2のシリコン層を気相成長させ、 上記第2の工程では、上記シリコン窒化膜を選択酸化の
    マスクとして用いることを特徴とする半導体集積回路の
    製造方法。
JP2231939A 1990-08-31 1990-08-31 半導体集積回路の製造方法 Pending JPH04112532A (ja)

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