JPH04239777A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH04239777A JPH04239777A JP606191A JP606191A JPH04239777A JP H04239777 A JPH04239777 A JP H04239777A JP 606191 A JP606191 A JP 606191A JP 606191 A JP606191 A JP 606191A JP H04239777 A JPH04239777 A JP H04239777A
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Landscapes
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【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,素子間分離膜の形成方法に関する。近年,人工衛
星に搭載し,放射線環境下でMOSFETを使用する時
,酸化シリコン膜に放射線損傷を発生し,素子の信頼性
にとって問題となっている。特に,素子間分離膜は体積
が大きいので発生する損傷も大きく,素子の信頼性にと
って重要な問題となっている。
係り,素子間分離膜の形成方法に関する。近年,人工衛
星に搭載し,放射線環境下でMOSFETを使用する時
,酸化シリコン膜に放射線損傷を発生し,素子の信頼性
にとって問題となっている。特に,素子間分離膜は体積
が大きいので発生する損傷も大きく,素子の信頼性にと
って重要な問題となっている。
【0002】図2(a), (b)は放射線の影響を説
明するための図であり,1は半導体基板,9は素子間分
離膜,11はゲート電極,12はソース,13はドレイ
ン,14はゲート絶縁膜を表す。
明するための図であり,1は半導体基板,9は素子間分
離膜,11はゲート電極,12はソース,13はドレイ
ン,14はゲート絶縁膜を表す。
【0003】酸化シリコン(SiO2 )に放射線が入
射すると,SiO2 中に固定正電荷が発生する。その
電荷量はSiO2 の体積に依存し,体積の大きい素子
間分離膜では特に電荷量が多く問題となる。即ち,素子
間分離膜9下の半導体基板1に負電荷が誘導されて反転
層が形成され,そこがチャネルとなって,ソース12を
負電位,ドレイン13を正電位とする時,ゲートがオフ
状態であってもソース・ドレイン間にリーク電流が流れ
る。
射すると,SiO2 中に固定正電荷が発生する。その
電荷量はSiO2 の体積に依存し,体積の大きい素子
間分離膜では特に電荷量が多く問題となる。即ち,素子
間分離膜9下の半導体基板1に負電荷が誘導されて反転
層が形成され,そこがチャネルとなって,ソース12を
負電位,ドレイン13を正電位とする時,ゲートがオフ
状態であってもソース・ドレイン間にリーク電流が流れ
る。
【0004】その対策の一つとして,半導体基板と同型
の不純物を素子間分離膜9の形成される部分の半導体基
板に注入してから素子間分離膜9を形成する方法がある
。
の不純物を素子間分離膜9の形成される部分の半導体基
板に注入してから素子間分離膜9を形成する方法がある
。
【0005】
【従来の技術】図3(a) 〜(c) は従来例を示す
工程順断面図であり,以下,これらの図参照しながら従
来例を説明する。
工程順断面図であり,以下,これらの図参照しながら従
来例を説明する。
【0006】図3(a) 参照
Si基板1に熱酸化膜2を形成し,その上に窒化シリコ
ン膜3を形成する。素子間分離膜を形成する領域の窒化
シリコン膜3をエッチングして除去して溝5を形成した
後,その溝にSi基板1と同型の不純物をイオン注入し
てSi基板1にイオン注入領域6を形成する。
ン膜3を形成する。素子間分離膜を形成する領域の窒化
シリコン膜3をエッチングして除去して溝5を形成した
後,その溝にSi基板1と同型の不純物をイオン注入し
てSi基板1にイオン注入領域6を形成する。
【0007】図3(b) 参照
窒化シリコン膜3を選択酸化用のマスクにしてSi基板
1を熱酸化し,素子間分離膜9を形成する。熱酸化膜は
窒化シリコン膜3の下まで延びて,いわゆるバーズビー
ク10が形成される。
1を熱酸化し,素子間分離膜9を形成する。熱酸化膜は
窒化シリコン膜3の下まで延びて,いわゆるバーズビー
ク10が形成される。
【0008】図3(c) 参照
このような素子間分離膜9を有するSi基板1にゲート
絶縁膜14, ゲート電極11, ソース12, ドレ
イン13を形成した状態を示す。
絶縁膜14, ゲート電極11, ソース12, ドレ
イン13を形成した状態を示す。
【0009】このような素子に放射線が入射した時,大
部分の素子間分離膜9の下のSi基板1ではイオン注入
領域6の不純物の作用で反転層を生じないが,素子間分
離膜9の端のバーズビーク10下では不純物がイオン注
入されていないために反転層が生じる。そのため,図2
に示した放射線の影響が残る。
部分の素子間分離膜9の下のSi基板1ではイオン注入
領域6の不純物の作用で反転層を生じないが,素子間分
離膜9の端のバーズビーク10下では不純物がイオン注
入されていないために反転層が生じる。そのため,図2
に示した放射線の影響が残る。
【0010】この影響を減少するため,従来,イオン注
入する不純物濃度を高め,熱拡散を十分にして不純物を
バーズビーク10下まで拡散することが行われている。 しかし,この場合は不純物の濃度分布がブロードになり
,不純物がゲート電極11下のチャネル領域まで拡散し
,閾値電圧や移動度などの特性を劣化させる。
入する不純物濃度を高め,熱拡散を十分にして不純物を
バーズビーク10下まで拡散することが行われている。 しかし,この場合は不純物の濃度分布がブロードになり
,不純物がゲート電極11下のチャネル領域まで拡散し
,閾値電圧や移動度などの特性を劣化させる。
【0011】また,不純物がソース・ドレインとの接合
部まで高濃度に拡散し,接合耐圧の劣化を生じることが
ある。
部まで高濃度に拡散し,接合耐圧の劣化を生じることが
ある。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,バーズビーク10が形成される部分にも少量の不
純物をイオン注入し,反転層を生じないようにする素子
間分離膜の形成方法を提供することを目的とする。
鑑み,バーズビーク10が形成される部分にも少量の不
純物をイオン注入し,反転層を生じないようにする素子
間分離膜の形成方法を提供することを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】図1(a) 〜(e)
は実施例を示す工程順断面図である。上記課題は,半導
体基板1上に耐酸化性絶縁膜3を形成し,素子間分離膜
を形成する部分の該耐酸化性絶縁膜3を除去して溝5を
形成し, 該溝5に第1のイオン注入を行い該半導体基
板1に第1のイオン注入領域6を形成する工程と, 該
溝5の側面に耐酸化性の側壁7を形成し,該側壁7の形
成された溝に第2のイオン注入を行い該半導体基板1に
第2のイオン注入領域8を形成する工程と, 該耐酸化
性絶縁膜3と該側壁7をマスクにして該半導体基板1を
選択的に熱酸化して,素子間分離膜9を形成しかつ該素
子間分離膜9下に該第1のイオン注入領域6の一部及び
該第2のイオン注入領域8の一部を残す工程とを有する
半導体装置の製造方法によって解決される。
は実施例を示す工程順断面図である。上記課題は,半導
体基板1上に耐酸化性絶縁膜3を形成し,素子間分離膜
を形成する部分の該耐酸化性絶縁膜3を除去して溝5を
形成し, 該溝5に第1のイオン注入を行い該半導体基
板1に第1のイオン注入領域6を形成する工程と, 該
溝5の側面に耐酸化性の側壁7を形成し,該側壁7の形
成された溝に第2のイオン注入を行い該半導体基板1に
第2のイオン注入領域8を形成する工程と, 該耐酸化
性絶縁膜3と該側壁7をマスクにして該半導体基板1を
選択的に熱酸化して,素子間分離膜9を形成しかつ該素
子間分離膜9下に該第1のイオン注入領域6の一部及び
該第2のイオン注入領域8の一部を残す工程とを有する
半導体装置の製造方法によって解決される。
【0014】また,前記第2のイオン注入ドーズ量が前
記第1のイオン注入ドーズ量より多い半導体装置の製造
方法によって解決される。また,前記耐酸化性絶縁膜3
にシリコン膜4を積層して形成し,素子間分離膜を形成
する部分の該耐酸化性絶縁膜3及び該シリコン膜4を除
去して溝5を形成する半導体装置の製造方法によって解
決される。
記第1のイオン注入ドーズ量より多い半導体装置の製造
方法によって解決される。また,前記耐酸化性絶縁膜3
にシリコン膜4を積層して形成し,素子間分離膜を形成
する部分の該耐酸化性絶縁膜3及び該シリコン膜4を除
去して溝5を形成する半導体装置の製造方法によって解
決される。
【0015】
【作用】熱酸化により素子間分離膜9を形成する前に,
バーズビークの発生が見込まれる部分に側壁7を形成し
その下の半導体基板に第1のイオン注入を行っているか
ら,放射線が入射した時の反転層の発生を避けることが
できる。
バーズビークの発生が見込まれる部分に側壁7を形成し
その下の半導体基板に第1のイオン注入を行っているか
ら,放射線が入射した時の反転層の発生を避けることが
できる。
【0016】素子間分離膜9の下は第1のイオン注入と
第2のイオン注入が重なってい2から,バーズビークの
下より不純物濃度を大きくすることができる。放射線の
影響は素子間分離膜9が厚いほど大きいから,素子間分
離膜の厚さに応じて不純物濃度を調整することができる
。
第2のイオン注入が重なってい2から,バーズビークの
下より不純物濃度を大きくすることができる。放射線の
影響は素子間分離膜9が厚いほど大きいから,素子間分
離膜の厚さに応じて不純物濃度を調整することができる
。
【0017】さらに,バーズビーク10の厚さは素子間
分離膜9の厚さよりかなり小さい点を考慮すると,第2
のイオン注入ドーズ量を少なくし,第1のイオン注入ド
ーズ量をより大きくすることが実際的である。
分離膜9の厚さよりかなり小さい点を考慮すると,第2
のイオン注入ドーズ量を少なくし,第1のイオン注入ド
ーズ量をより大きくすることが実際的である。
【0018】また,耐酸化性絶縁膜3にシリコン膜4を
積層して形成し,素子間分離膜を形成する部分の耐酸化
性絶縁膜3及びシリコン膜4を除去して溝5を形成する
と,溝の深さは耐酸化性絶縁膜3の厚さとシリコン膜4
の厚さの和となり,シリコン膜4を側壁7を形成する際
のエッチングストッパとして用いることにより,シリコ
ン膜4の厚さを調整することにより側壁7の厚さを調整
することが可能となり,側壁7の厚さをバーズビークの
長さを見込んで予め調整することができる。
積層して形成し,素子間分離膜を形成する部分の耐酸化
性絶縁膜3及びシリコン膜4を除去して溝5を形成する
と,溝の深さは耐酸化性絶縁膜3の厚さとシリコン膜4
の厚さの和となり,シリコン膜4を側壁7を形成する際
のエッチングストッパとして用いることにより,シリコ
ン膜4の厚さを調整することにより側壁7の厚さを調整
することが可能となり,側壁7の厚さをバーズビークの
長さを見込んで予め調整することができる。
【0019】
【実施例】図1(a) 〜(e) は実施例を示す工程
順断面図で,以下,これらの図を参照しながら説明する
。
順断面図で,以下,これらの図を参照しながら説明する
。
【0020】図1(a) 参照
半導体基板1としてp型のSi基板を用い,ゲート酸化
膜と同程度の厚さの熱酸化膜2を形成する。酸化膜厚は
,例えば200 Åである。
膜と同程度の厚さの熱酸化膜2を形成する。酸化膜厚は
,例えば200 Åである。
【0021】全面にCVD法により厚さ1500Åの窒
化シリコン膜3,厚さTp のポリSi膜4をこの順に
形成する。厚さTp は次式により定める。 Tp =Tb −TN −TO −Teここで,Tb
は見込まれるバーズビークの長さ,TN は窒化シリコ
ン膜3の厚さ,TO は熱酸化膜2の厚さ,Te は種
々のエッチング工程によりフィールド酸化膜がエッチン
グされる量である。本実施例ではTb は4000Å,
Te は1000Åであり,従って,Tp は1300
Åとした。
化シリコン膜3,厚さTp のポリSi膜4をこの順に
形成する。厚さTp は次式により定める。 Tp =Tb −TN −TO −Teここで,Tb
は見込まれるバーズビークの長さ,TN は窒化シリコ
ン膜3の厚さ,TO は熱酸化膜2の厚さ,Te は種
々のエッチング工程によりフィールド酸化膜がエッチン
グされる量である。本実施例ではTb は4000Å,
Te は1000Åであり,従って,Tp は1300
Åとした。
【0022】図1(b) 参照
マスクを用いて素子間分離膜を形成する領域のポリSi
膜4と窒化シリコン膜3をエッチングして除去し,溝5
を形成する。
膜4と窒化シリコン膜3をエッチングして除去し,溝5
を形成する。
【0023】溝5にチャネルカット用の不純物としてボ
ロン(B+ )をイオン注入し,Si基板1に第1のイ
オン注入領域6を形成する。イオン注入条件は,加速電
圧20keV, ドーズ量3×1013cm−2である
。
ロン(B+ )をイオン注入し,Si基板1に第1のイ
オン注入領域6を形成する。イオン注入条件は,加速電
圧20keV, ドーズ量3×1013cm−2である
。
【0024】図1(c) 参照
全面に窒化シリコン膜を2000Å以上の厚さに堆積し
, その窒化シリコン膜を完全異方性エッチング技術に
よりエッチングして溝5の側面に窒化シリコン側壁7を
形成する。ポリSi膜4はエッチングストッパとして作
用する。
, その窒化シリコン膜を完全異方性エッチング技術に
よりエッチングして溝5の側面に窒化シリコン側壁7を
形成する。ポリSi膜4はエッチングストッパとして作
用する。
【0025】窒化シリコン側壁7の形成さた溝にチャネ
ルカット用の不純物としてB+ をイオン注入し,Si
基板1に第2のイオン注入領域8を形成する。イオン注
入条件は,加速電圧35 keV, ドーズ量1×10
14cm−2である。
ルカット用の不純物としてB+ をイオン注入し,Si
基板1に第2のイオン注入領域8を形成する。イオン注
入条件は,加速電圧35 keV, ドーズ量1×10
14cm−2である。
【0026】図1(d) 参照
ポリSi膜4を等方性エッチングにより除去した後,窒
化シリコン膜3と窒化シリコン側壁7を選択酸化用のマ
スクにしてSi基板1を熱酸化(フィールド酸化)し,
素子間分離膜9を形成する。熱酸化は900 ℃のウエ
ット酸素中で行い,4000〜5000Åの厚さの素子
間分離膜9を形成する。熱酸化膜は窒化シリコン膜3の
下まで延びて,バーズビーク10が形成される。
化シリコン膜3と窒化シリコン側壁7を選択酸化用のマ
スクにしてSi基板1を熱酸化(フィールド酸化)し,
素子間分離膜9を形成する。熱酸化は900 ℃のウエ
ット酸素中で行い,4000〜5000Åの厚さの素子
間分離膜9を形成する。熱酸化膜は窒化シリコン膜3の
下まで延びて,バーズビーク10が形成される。
【0027】図1(e) 参照
窒化シリコン膜3と窒化シリコン側壁7をエッチングし
て除去した後,素子領域にゲート絶縁膜14, ゲート
電極11, ソース12, ドレイン13を形成した状
態を示している。
て除去した後,素子領域にゲート絶縁膜14, ゲート
電極11, ソース12, ドレイン13を形成した状
態を示している。
【0028】バーズビーク10下にも不純物(B+ )
が注入されて反転層は発生しない。またこの部分は低
濃度なので,ソース・ドレイン(n+ )との接合部で
耐圧劣化を生じることもない。
が注入されて反転層は発生しない。またこの部分は低
濃度なので,ソース・ドレイン(n+ )との接合部で
耐圧劣化を生じることもない。
【0029】第1のイオン注入ドーズ量は5×1013
cm−2以下が望ましく,第2のイオン注入ドーズ量は
6×1013〜1×1015cm−2の範囲が望ましい
。
cm−2以下が望ましく,第2のイオン注入ドーズ量は
6×1013〜1×1015cm−2の範囲が望ましい
。
【0030】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
素子間分離膜下に高濃度の不純物注入層を形成し,その
端のバーズビーク下には低濃度の不純物注入層を形成す
ることにより,反転層の発生を効果的に阻止することが
できる。そのため,耐放射線性に優れた素子が設計変更
を伴うことなく簡便な方法で製作できる。
素子間分離膜下に高濃度の不純物注入層を形成し,その
端のバーズビーク下には低濃度の不純物注入層を形成す
ることにより,反転層の発生を効果的に阻止することが
できる。そのため,耐放射線性に優れた素子が設計変更
を伴うことなく簡便な方法で製作できる。
【0031】本発明は耐放射線MOSFETの形成に顕
著な効果を奏するものである。
著な効果を奏するものである。
【図1】(a) 〜(e) は実施例を示す工程順断面
図である。
図である。
【図2】(a), (b)は放射線の影響を説明するた
めの図である。
めの図である。
【図3】(a) 〜(c) は従来例を示す工程順断面
図である。
図である。
1は半導体基板であってSi基板
2は絶縁膜であり熱酸化膜であってSiO2 膜3は耐
酸化性絶縁膜であってSiN膜 4はシリコン膜であってポリSi膜 5は溝 6はイオン注入領域であって第1のイオン注入領域7は
側壁であってSiN側壁 8はイオン注入領域であって第2のイオン注入領域9は
素子間分離膜 10はバーズビーク 11はゲート電極 12はソース 13はドレイン 14はゲート絶縁膜
酸化性絶縁膜であってSiN膜 4はシリコン膜であってポリSi膜 5は溝 6はイオン注入領域であって第1のイオン注入領域7は
側壁であってSiN側壁 8はイオン注入領域であって第2のイオン注入領域9は
素子間分離膜 10はバーズビーク 11はゲート電極 12はソース 13はドレイン 14はゲート絶縁膜
Claims (3)
- 【請求項1】 半導体基板(1) 上に耐酸化性絶縁
膜(3) を形成し,素子間分離膜を形成する部分の該
耐酸化性絶縁膜(3) を除去して溝(5) を形成し
, 該溝(5) に第1のイオン注入を行い該半導体基
板(1) に第1のイオン注入領域(6) を形成する
工程と, 該溝(5) の側面に耐酸化性の側壁(7)
を形成し,該側壁(7) の形成された溝に第2のイ
オン注入を行い該半導体基板(1) に第2のイオン注
入領域(8) を形成する工程と, 該耐酸化性絶縁膜
(3) と該側壁(7) をマスクにして該半導体基板
(1) を選択的に熱酸化して,素子間分離膜(9)
を形成しかつ該素子間分離膜(9) 下に該第1のイオ
ン注入領域(6)の一部及び該第2のイオン注入領域(
8) の一部を残す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。 - 【請求項2】 前記第2のイオン注入ドーズ量が前記
第1のイオン注入ドーズ量より多い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。 - 【請求項3】 前記耐酸化性絶縁膜(3) にシリコ
ン膜(4) を積層して形成し,素子間分離膜を形成す
る部分の該耐酸化性絶縁膜(3) 及び該シリコン膜(
4) を除去して溝(5) を形成することを特徴とす
る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP606191A JPH04239777A (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP606191A JPH04239777A (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04239777A true JPH04239777A (ja) | 1992-08-27 |
Family
ID=11628076
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP606191A Withdrawn JPH04239777A (ja) | 1991-01-23 | 1991-01-23 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04239777A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0992789A (ja) * | 1995-09-20 | 1997-04-04 | Nec Corp | 半導体装置及びその製造方法 |
DE102010052749A1 (de) | 2009-12-04 | 2011-09-29 | Suzuki Motor Corporation | Fahrzeugeigene Werkzeugaufbewahrungsanordnung |
-
1991
- 1991-01-23 JP JP606191A patent/JPH04239777A/ja not_active Withdrawn
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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