JPH0416020B2 - - Google Patents

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JPH0416020B2
JPH0416020B2 JP25096585A JP25096585A JPH0416020B2 JP H0416020 B2 JPH0416020 B2 JP H0416020B2 JP 25096585 A JP25096585 A JP 25096585A JP 25096585 A JP25096585 A JP 25096585A JP H0416020 B2 JPH0416020 B2 JP H0416020B2
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JP
Japan
Prior art keywords
film
oxidation
oxide film
forming
resistant film
Prior art date
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JP25096585A
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JPS62112342A (ja
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Takayuki Matsui
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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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係り、特
に、半導体装置の素子間分離のための絶縁膜の形
成方法に関する。
(従来の技術) 近年、半導体集積回路の高密度化、高集積化へ
の要求から、素子及び素子分離領域の微細化が不
可決となつてきている。
そこで、従来の素子分離領域の形成方法につい
て説明する。
第2図は従来の素子分離領域の形成工程図であ
る。
まず、第2図aに示されるように、シリコン基
板1上にシリコン酸化膜(SiO2膜)2を形成し、
その上に第1の耐酸化性被膜(Si3N4膜)3を形
成し、選択的エツチングにより、パターン形成を
行う。次に、第2図bに示されるように、全面に
第2の耐酸化性被膜(Si3N4膜)4を形成する。
次に、第2図cに示されるように、フオトレジス
ト膜なしで、全面エツチングすることにより、前
記第1の耐酸化性被膜3及びシリコン酸化膜2の
側壁にのみ、第2の耐酸化性被膜4を残し、次
に、第2図dに示されるように、前記第1の耐酸
化性被膜3及び第2の耐酸化性被膜4以外の部分
に素子分離のためのフイールドシリコン酸化膜5
を形成する。
また、特開昭58−124244号公報に示されるよう
に、シリコン基板上にシリコン酸化膜および第1
のシリコン窒化膜を順次被着形成し、さらにパタ
ーニングの際のマスクとなる膜を選択的に形成
後、等方性エツチングでパターニングを行い、し
かる後第2のシリコン窒化膜を全面に被着形成
し、さらに異方性エツチングで該第2のシリコン
窒化膜をエツチング除去し、パターニングした前
記シリコン酸化膜の側面に該第2のシリコン窒化
膜を残存させ、しかる後熱酸化法でフイールド部
にフイールドシリコン酸化膜を成長させることを
特徴とする素子分離領域の形成方法が記載されて
いる。
これらの方法は、所謂、F−LOCOS法である。
更に、第2の耐酸化性被膜4を使用しないで素
子分離のためのフイールドシリコン酸化膜を形成
する、所謂、LOCOS法も採用されている。
なお、この種の先行技術文献としては、例え
ば、特開昭58−49027号広報などが挙げられる。
(発明が解決しようとする問題点) しかし、以上に述べたF−LOCOS法では、素
子分離用フイールドシリコン酸化膜の端の部分6
の傾斜が急峻になる。従つて、その上に配線層を
形成する時に段差部での断線やエツチング残りが
発生するという問題があつた。
また、LOCOS法は傾斜はゆるやかになるが、
前記第1の耐酸化性被膜3からのくい込みが大き
く微細パターン形成が難しくなるといつた問題が
あつた。
本発明は、上記問題点を除去し、素子分離用フ
イールドシリコン酸化膜の端の部分の傾斜をゆる
やかにし、配線層の断線やエツチング残りをなく
し得る素子分離領域の形成方法を提供することを
目的とする。
(問題点を解決するための手段) 本発明は、上記目的を達成するために、素子分
離領域の形成方法において、半導体基板の一主面
上に酸化膜を形成する工程と、該酸化膜上に第1
の耐酸化性膜を形成する工程と、該第1の耐酸化
性膜上に不純物ドープシリコン酸化膜を形成する
工程と、該不純物ドープシリコン酸化膜上にフオ
トレジストを形成する工程と、前記不純物ドープ
シリコン酸化膜をパターニングしてマスクを形成
する工程と、前記第1の耐酸化性膜をエツチング
してアンダーカツト部を形成する工程と、前記第
1の耐酸化性膜の底面部を残して前記酸化膜をエ
ツチングする工程と、前記アンダーカツト部から
前記半導体基板の一主面上へと圧延する断面が略
コ字形状の部分を含む200〜300Å程度の薄い第2
の耐酸化性膜を形成する工程と、異方性のドライ
エツチングを全面に行い、前記略コ字形状の部分
の第2の耐酸化性膜を残して他の部分を除去する
工程と、前記第1の耐酸化性膜及び前記薄い第2
の耐酸化性膜をマスクとして、前記半導体基板を
熱酸化することにより素子分離用酸化膜を形成す
る工程と、前記第1の耐酸化性膜及び前記薄い第
2の耐酸化性膜を除去する工程とを順に施すよう
にしたものである。
(作用) 本発明によれば、上記したように、半導体基板
11の一主面上に酸化膜12を形成し、該酸化膜
12上に第1の耐酸化性膜13を形成する工程
と、該第1の耐酸化性膜13上に不純物ドープシ
リコン酸化膜14を形成し、該不純物ドープシリ
コン酸化膜14上にフオトレジストを形成し、前
記不純物ドープシリコン酸化膜14をパターニン
グしてマスクを形成し、前記第1の耐酸化性膜1
3をエツチングしてアンダーカツト部を形成し、
前記第1の耐酸化性膜13の底面部を残して前記
酸化膜12をエツチングし、前記アンダーカツト
部から前記半導体基板11の一主面上へと延在す
る断面が略コ字形状の部分を含む200〜300Å程度
の薄い第2の耐酸化性膜16を形成し、異方性の
ドライエチングを全面に行い、前記略コ字形状の
部分の第2の耐酸化性膜16を残して他の部分を
除去し、前記第1の耐酸化性膜13及び前記薄い
第2の耐酸化性膜16をマスクとして、前記半導
体基板11を熱酸化することにより素子分離用酸
化膜17を形成し、前記第1の耐酸化性膜11及
び前記薄い第2の耐酸化性膜16を除去する。
したがつて、素子分離用フイールドシリコン酸
化膜の端の部分の傾斜ゆるやかにすることがで
き、その上に形成される配線層の断線やエツチン
グ残りをなくすことができる。
また、第2のシリコン窒化膜のエツチングの工
程でオーバーエツチングを行つても、第1のシリ
コン窒化膜からの幅が変化しない。
さらに、第2のシリコン窒化膜の端からのシリ
コン酸化膜のくい込みを少なくすることができ
る。
(実施例) 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら詳細に説明する。
第1図は本発明の一実施例を示す素子分離領域
の形成工程図である。
まず、第1図aに示されるように、シリコン基
板11上に熱酸化法(ドライO2中、約900〜1000
℃約60分)により、シリコン酸化膜(SiO2膜)
12を膜厚150〜400Å形成し、その上に減圧気相
成長(CVD)法により耐酸化性膜としての第1
のシリコン窒化膜(Si3N4膜)13を膜厚1000〜
1800Å形成し、更に、その上に常圧気相成長法に
より、例えば、不純物としてのリンをドープした
リンドープシリコン酸化膜14(濃度約10〜15重
量%のP2O5を含むPSG膜)を形成し、その上に
形成されるフオトレジスト15(ポジ型ホトレジ
スト、約5000〜15000Å)をパターニングする。
次に、第1図bに示されるように、前記フオト
レジスト15をマスクとして、前記リンドープシ
リコン酸化膜14を異方性の強いドライエツチン
グ(混合ガス:C2F6+CHF3、ガス圧力;約
80Pa、RF電力:約1W/cm2)によつてパターニン
グする。
次に第1図cに示されるように、前記フオトレ
ジスト15及び前記シリコン酸化膜14をマスク
として前記シリコン窒化膜13を等方性の強いエ
ツチング(ガス:SF6、ガス圧力:約40Pa、RF
電力:約0.8W/cm2)を行つてアンダーカツト部
分を形成する。
次に、第1部dに示されるように、前記フオト
レジスト15を除去し、そして、前記シリコン酸
化膜12をフツ酸によりエツチングした後、全面
に減圧気相成長法により耐酸化性膜としての第2
のシリコン窒化膜16を200〜300Å程度成長させ
る。
次に、第1図eに示されるように、異方性の強
いドライエツチング(混合ガス:C2F6+CHF3
ガス圧力:約80Pa、RF電力:約1W/cm2)を全面
に行い、アンダーカツト部分の前記第2のシリコ
ン窒化膜16だけを残して他の部分を取り除く。
つまり、断面が略コ字形状の第2のシリコン窒化
膜16を残す。
次に、第1図fに示されるように、リンドープ
シリコン酸化膜14をウエツトエツチング(フツ
酸)により除去した後、熱酸化などによつてシリ
コン基板11が露出している部分を酸化(ウエツ
トOz、約1000℃、約2時間)し、ある所望の膜
厚、つまり、5000〜8000Åのシリコン酸化膜17
を形成する。この場合は、シリコン窒化膜13又
は16にはシリコンに比べ酸化膜は形成されな
い。
次に、第1図gに示されるように、第1のシリ
コン窒化膜13及び第2のシリコン窒化膜16を
熱リン酸によるウエツトエツチング(約180℃熱
リン酸エツチング液約1時間浸漬してエツチン
グ)により除去し、シリコン酸化膜12をフツ酸
系のウエツトエツチングにより除去する。
このように構成すると、第2のシリコン窒化膜
16が薄いため、第1図fに示されるように、熱
酸化法により素子分離のためのフイールドシリコ
ン酸化膜の形成時に応力が緩和され、そのシリコ
ン酸化膜の傾斜が緩やかになる。
したがつて、従来のように、その上に形成され
るゲート電極用膜のエツチング残り及び段切れな
どを起こすことがない。
また、第2のシリコン窒化膜16のエツチング
の工程でオーバーエツチングを行つても第1のシ
リコン窒化膜13からの幅が変化することがな
い。この点、従来はマスクとなる部分がないた
め、オーバーエツチング幅が狭くなつていた。
さらに、第2のシリコン窒化膜16の端からの
シリコン酸化膜のくい込みは従来のF−LOCOS
法と同等におさえられ、LOCOS法に比べてくい
込みを少なくすることができる。
なお、本発明は上記実施例に限定されるもので
はなく、本発明の趣旨に基づいて種々の変形が可
能であり、これらを本発明の範囲から排除するも
のではない。
(発明の効果) 以上詳細に説明したように、本発明によれば、
素子分離領域の形成方法において、半導体基板の
一主面上に酸化膜を形成する工程と、該酸化膜上
に第1の耐酸化性膜を形成する工程と、該第1の
耐酸化性膜上に不純物ドープシリコン酸化膜を形
成する工程と、該不純物ドープシリコン酸化膜上
にフオトレジストを形成する工程と、前記不純物
ドープシリコン酸化膜をパターニングしてマスク
を形成する工程と、前記第1の耐酸化性膜をエツ
チングしてアンダーカツト部を形成する工程と、
前記第1の耐酸化性膜の底面部を残して前記酸化
膜をエツチングする工程と、前記アンダーカツト
部から前記半導体基板の一主面上へと延在する断
面が略コ字形状の部分を含む200〜300Å程度の薄
い第2の耐酸化性膜を形成する工程と、異方性の
ドライエツチングを全面に行い、前記略コ字形状
の部分の第2の耐酸化性膜を残して他の部分を除
去する工程と、前記第1の耐酸化性膜及び前記薄
い第2の耐酸化性膜をマスクとして、前記半導体
基板を熱酸化することにより素子分離用酸化膜を
形成する工程と、前記第1の耐酸化性膜及び前記
薄い第2の耐酸化性膜を除去する工程とを順に施
すようにしたので、以下のような特有の効果を奏
することができる。
(1) 素子分離用フイールドシリコン酸化膜の端の
部分の傾斜をゆるやかにすることができ、その
上に形成される配線層の断線やエツチング残り
をなくすことができる。
(2) 第2のシリコン窒化膜のエツチングの工程で
オーバーエツチングを行つても第1のシリコン
窒化膜からの幅が変化しない。
(3) 第2のシリコン窒化膜の端からのシリコン酸
化膜のくい込みを少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す素子分離領域
の形成工程図、第2図は従来の素子分離領域の形
成工程図である。 11……シリコン基板、12……シリコン酸化
膜、13……第1のシリコン窒化膜、14……気
相成長リンドープシリコン酸化膜、15……フオ
トレジスト、16……第2のシリコン窒化膜、1
7……素子分離用フイールドシリコン酸化膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 (a) 半導体基板の一主面上に酸化膜を形成す
    る工程と、 (b) 該酸化膜上に第1の耐酸化性膜を形成する工
    程と、 (c) 該第1の耐酸化性膜上に不純物ドープシリコ
    ン酸化膜を形成する工程と、 (d) 該不純物ドープシリコン酸化膜上にフオトレ
    ジストを形成する工程と、 (e) 前記不純物ドープシリコン酸化膜をパターニ
    ングしてマスクを形成する工程と、 (f) 前記第1の耐酸化性膜をエツチングしてアン
    ダーカツト部を形成する工程と、 (g) 前記第1の耐酸化性膜の底面部を残して前記
    酸化膜をエツチングする工程と、 (h) 前記アンダーカツト部から前記半導体基板の
    一主面上へと延在する断面が略コ字形状の部分
    を含む200〜300Å程度の薄い第2の耐酸化性膜
    を形成する工程と、 (i) 異方性のドライエツチングを全面に行い、前
    記略コ字形状の部分の第2の耐酸化性膜を残し
    て他の部分を除去する工程と、 (j) 前記第1の耐酸化性膜及び前記薄い第2の耐
    酸化性膜をマスクとして、前記半導体基板を熱
    酸化することにより素子分離用酸化膜を形成す
    る工程と、 (k) 前記第1の耐酸化性膜及び前記薄い第2の耐
    酸化性膜を除去する工程とを順に施すことを特
    徴とする素子分離領域の形成方法。
JP25096585A 1985-11-11 1985-11-11 素子分離領域の形成方法 Granted JPS62112342A (ja)

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