JPH0414864A - 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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JPH0414864A
JPH0414864A JP11816790A JP11816790A JPH0414864A JP H0414864 A JPH0414864 A JP H0414864A JP 11816790 A JP11816790 A JP 11816790A JP 11816790 A JP11816790 A JP 11816790A JP H0414864 A JPH0414864 A JP H0414864A
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channel stopper
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Yoshihisa Matsubara
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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】 口産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に半導体基板
上の電気的分離領域へ不純物が注入されたンリフン基板
領域(以後、チャネルストッパー領域と称す)の製造方
法に関する。
口従来の技術〕 トランジスタサイズの縮小による集積度の向上に伴い、
各トランジスタ間の素子分離領域も縮小される。この素
子分離領域が縮まると各トランジスタ間の拡散層間でパ
ンチスルーが生じやすくなる。そのため、素子分離領域
に形成されたフィールド酸化膜下のチャネルスト、パー
領域には不純物濃度がシリコン基板より高いチャネルス
トップ層が形成されている。
従来のチャネルストップ層の製造方法をBi−0MO3
素子の場合を例に取り第3図を用いて説明する。
まず、1014〜10 ”atom/aAの不純物濃度
を有する低濃度P型の単結晶シリコン基板301表面に
不純物濃度が1 x 1 o 21cm−3程度のn+
埋込み層とl X 10 ”’am−3程度のP−理込
み層303をイオン注入によって形成した後、通常のエ
ピタキシャル技術を用いて、膜厚1μm程度のn型エピ
タキシャル層304を形成する(図3.a)。
次に前記エピタキシャル層304表面に500人程鹿の
熱酸化膜305を形成した後、通常のフォトリソグラフ
ィー技術を用いてP型つエルヲ形成する領域が開孔する
ようにレジスト306をパターニングした後ボロンをイ
オン注入する(図3、b)。
次に2000人程度0窒化膜307を成長した後、トラ
ンジスタの活性領域が残るようにレジスト308をパタ
ーニングして、通常のドライエ、ツチング技術を用いて
窒化膜307を除去する。ここで、n型ウェル領域の拡
散層間とノくイポーラとグラフトベースとn型ウェル間
の素子分離耐性を保つために、全面にリン(以後Gel
ンと称す)を注入してn型ウェル領域とノくイポーラ領
域にチャネルストッパ層309が形成される(図3゜C
)。
続いて、P型ウェル領域が開孔するようにレジスト31
0をパターニングして、P型つェル内のチャネルストッ
パー領域ヘボロンを注入してP型つェル内にもチャネル
ストッパ層311を形成する(図3.d)。
続いて、プラズマを用いたレジスト剥離装置を用いて、
レジスト308と310を剥離した後、6000人程度
0熱酸化膜312(以後、フィールド酸化膜と称する)
を形成する(図3.e)。
次に、N型ウェル領域が開孔するようにフォトリソグラ
フィー技術を用いてレジスト313をパターニングし、
n型ウェルを形成するためのリン(GPH注入と称する
)を注入してn型ウェル314を形成すると同時に■ア
制御用のボロンを注入する(図3.f)。
この工程以後は通常のBi−0MO8製造方法を用いて
所定のB i −CMOS素子を形成している(図31
g)。
〔発明が解決しようとする課題〕
従来のプロセスでは、チャネルスト42ノ々−層ヲ形成
するボロンはフィールド酸化膜前ンこ注入するため、フ
ィールド酸化時に酸化膜中ヘポロンカー取り込まれるた
め図4.1に示すようにボロン注入直後のホロン分布は
大幅にそのピークが減少する。
その結果として打ち込んだボロンのlO%程度しか有効
化できない。
Pウェルの素子分離耐性をIOV以上得るンこは、酸化
膜に吸収されるボロンを見こんで5E13cm−2程度
の高いドーズ量でボロン注入を行う必要力tあるが、こ
のような2E13cm−”以上の高し・ドーズ量でホロ
ンをイオン注入すると、シリコン基板表面近傍に結晶欠
陥が多く発生し、拡散層間のリーク電流が増加するとい
う問題点があった。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の製造方法は、フィールド酸化後tこフィールド
酸化膜を介してシリコン基板にウェルと同一導電型の不
純物を注入してチャネルストッパ層を形成する工程を含
んでいることを特長としている。
〔実施例〕
次に本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の一実施例の縦断面図である。
本実施例はP型ウェル領域へ高エネルギーでチャネルス
トップのボロンをフィールド酸化後に注入する例である
。従来プロセスではフィールド酸化前にチャネルストッ
プボロンを注入していたため、注入不純物の90%近く
はフィールド酸化膜に吸収されてしまうが、本発明はフ
ィールド酸化後にボロンを注入するため、フィールド酸
化膜には吸収されず、注入する不純物を減らすことがで
きる効果がある。
本実施例はn型ウェルのチャネルストッパー層を形成す
る工程(3,c)までは従来の製造方法と同じである。
続いてレジス)308を剥離した後6000人程度0熱
酸化膜107を形成する。
その後、トランジスタの活性領域を覆っていた窒化膜3
07を除去する(図1、a)。
次にP型ウェル領域が開孔するようにレジスト108を
パターニングし、ボロンを250 keV程度の加速エ
ネルギーで1E13cffl程度注入する(図1.b)
この工程以降は再び通常のBi−0MO8製造工程を用
いて所定のBi−0MO8素子を形成する。
第2の実施例の縦断面図を第2図に示す。
第2の実施例では、GRボロンと同様にGRゾリンフィ
ールド酸化後にマスクを用いて注入しているため、GR
ゾリンGRボロンは独立にドーズ量を決められるという
効果がある。
本実施例では熱酸化膜305を200人程変形成した後
、窒化膜307を2000人程度形成してトランジスタ
の活性領域が残るようにパターニングするまでは従来の
製造方法と同じである。
この後、レジスト308を剥離して、6000人程度0
熱酸化膜206を形成する。この後窒化膜307を除去
する(図2.a)。
次に、P型ウェル領域が開孔するようにレジスト207
をパターニングした後、ボロンを250keV程度の加
速エネルギーでIE13cm−2程度注大してフィール
ド酸化膜206の下にチャネルストッパ層208を形成
する。
続けて、15keV程度の加速エネルギーでゲートボロ
ンの注入を行なった後、レジスト207を剥離する。次
にP型ウェル領域が残るようにレジスト209をパター
ニングして加速エネルギ−500keV程度で6E12
cm−’ぐらいリン注入を行う。これにより、n型ウェ
ルとバイポーラ部のフィールド酸化WX 206下にチ
ャネルストッパ層210を形成する(図2.c)。
この工程(図2.c)以降は従来の製造方法を用いて所
定のBi−0MO8素子が完成する。
〔発明の効果〕
以上説明したように本発明は、フィールド酸化工程の後
にチャネルストッパーのボロンを注入することにより、
酸化膜中にボロンが吸収されるのを防ぎ、その結果とし
てイオン注入のドーズ量を下げることができる。
図4.(b)に本発明の製造方法を用いたフィールド酸
化膜下のボロン濃度の分布を示す。従来は5 E 10
 ”an−2程度必要たったGRポロンのドース量をI
 E 1013cm−2程度まで下げることができる。
さらに本製造方法では厚い酸化膜を介してチャネルスト
ッパの不純物を注入するため、注入時にシリコン基板に
加わるストレスが緩和でき、注入時に発生する結晶欠陥
を低減できることから、拡散層間に流れるリーク電流を
減らすことかできる。
本発明をBi−0MO8素子の製造工程に適応すれば、
P型チャネルストッパ領域に注入されたGRゾリン打ち
返すGRボロンのドーズ量がフィールド酸化膜に吸収さ
れず、n!及びP型チャネルストッパ層の不純物濃度を
従来より5倍近く高められ、その結果としてバイポーラ
と0MO8領域の各素子分離域を同時に縮小できる効果
がある。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)、 (b)は本発明の実施例1の製造方法
の縦断面図、第2図(a)〜(c)は本発明の実施例2
の製造方法の縦断面図、第3図(a)〜(g)は従来の
技術を説明するための図、第4図(a)は従来のフィー
ルド酸化膜下のボロン濃度分布図、第4図(b)は本発
明のフィールド酸化膜下のボロン濃度分布図である。 101.201,301・・・・・・シリコン基板、1
02゜202.302・・・・・・N″′′埋込、10
3,203゜303・・・・P+埋込み層、104,2
04,304・・・n型エピタキシャル層、105,2
05・・・・・・P型ウェル、106,210,309
・・・・n型チャネルストッパ層、107,206,3
05,312・・・・・・熱酸化膜、108,207,
209,306゜308 、 310−−・−・L’レ
ジスト109,208゜311・・・・・・P型チャネ
ルストッパ層、307・旧・窒化膜。 代理人 弁理士  内 原   晋 第 図 CrRP’/x 第 図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板上の電気的分離領域に、素子分離として
    作用する熱酸化膜を形成する工程の前に前記電気的分離
    領域全域に第1の不純物を注入する工程と、前記電気的
    分離領域に素子分離として作用する熱酸化膜を形成した
    後、前記熱酸化膜及びトランジスタ活性領域の熱酸化膜
    を介して第2の不純物とシリコン基板へ注入する工程と
    を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 2、前記第1の不純物がリンであり、前記第2の不純物
    がボロンであ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。
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