JPH04267336A - 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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- JPH04267336A JPH04267336A JP2846491A JP2846491A JPH04267336A JP H04267336 A JPH04267336 A JP H04267336A JP 2846491 A JP2846491 A JP 2846491A JP 2846491 A JP2846491 A JP 2846491A JP H04267336 A JPH04267336 A JP H04267336A
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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
関し、特に半導体集積回路の素子分離用のフィールド酸
化膜の形成方法に関するものである。
関し、特に半導体集積回路の素子分離用のフィールド酸
化膜の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】素子分離技術は大容量ＭＯＳメモリセル
の寸法を決める重要な技術の一つである。
の寸法を決める重要な技術の一つである。
【０００３】従来技術による半導体集積回路の素子分離
用のフィールド酸化膜の形成方法について、図４（ａ）
〜（ｄ）を参照して説明する。
用のフィールド酸化膜の形成方法について、図４（ａ）
〜（ｄ）を参照して説明する。
【０００４】はじめに図４（ａ）に示すように、シリコ
ン基板１上に熱酸化膜２、ポリシリコン膜３、窒化シリ
コン膜４を堆積する。つぎに素子分離領域１３開口を形
成すうため、レジスト６をパターニングしてからドライ
エッチングを行なってポリシリコン膜３を露出させる。
ン基板１上に熱酸化膜２、ポリシリコン膜３、窒化シリ
コン膜４を堆積する。つぎに素子分離領域１３開口を形
成すうため、レジスト６をパターニングしてからドライ
エッチングを行なってポリシリコン膜３を露出させる。
【０００５】つぎに図４（ｂ）に示すように、レジスト
６を除去してから熱酸化して素子分離領域１３に厚さ８
０００Ａの熱酸化膜１１を形成する（ＬＯＣＯＳ選択酸
化）。
６を除去してから熱酸化して素子分離領域１３に厚さ８
０００Ａの熱酸化膜１１を形成する（ＬＯＣＯＳ選択酸
化）。
【０００６】このときポリシリコン膜３と窒化シリコン
膜４との間に熱酸化膜を介在させないので、ポリシリコ
ン膜３を熱酸化するときに生じるバーズビークは最小限
に抑えられる。
膜４との間に熱酸化膜を介在させないので、ポリシリコ
ン膜３を熱酸化するときに生じるバーズビークは最小限
に抑えられる。
【０００７】つぎに図４（ｃ）に示すように、ＬＯＣＯ
Ｓ選択酸化でマスクとして用いた窒化シリコン膜４とそ
の下に残されたポリシリコン膜３とを反応性イオンエッ
チング法で除去する。
Ｓ選択酸化でマスクとして用いた窒化シリコン膜４とそ
の下に残されたポリシリコン膜３とを反応性イオンエッ
チング法で除去する。
【０００８】つぎに図４（ｄ）に示すように、残された
ポリシリコン膜３ａを熱酸化することによって、熱酸化
膜１１からなるフィールド酸化膜端部を滑らかにしたの
ち、拡散層１２を形成する。
ポリシリコン膜３ａを熱酸化することによって、熱酸化
膜１１からなるフィールド酸化膜端部を滑らかにしたの
ち、拡散層１２を形成する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】従来技術においては図
４（ｂ）に示すように、バッファ酸化膜となる熱酸化膜
２とマスクとなる窒化シリコン膜４との間にポリシリコ
ン膜３を堆積している。
４（ｂ）に示すように、バッファ酸化膜となる熱酸化膜
２とマスクとなる窒化シリコン膜４との間にポリシリコ
ン膜３を堆積している。
【００１０】そうしてＬＯＣＯＳ選択酸化の際に窒化シ
リコン膜４の下に酸素が拡散するのを抑え、さらに横方
向の酸化を防いでいる。
リコン膜４の下に酸素が拡散するのを抑え、さらに横方
向の酸化を防いでいる。
【００１１】そのため熱酸化膜１１が素子分離領域１３
に形成されるとき、シリコン基板１はほとんど酸化され
ないので、相互の拡散層１３間の実効的な素子分離幅を
確保することができない。
に形成されるとき、シリコン基板１はほとんど酸化され
ないので、相互の拡散層１３間の実効的な素子分離幅を
確保することができない。
【００１２】拡散層１２間のパンチスルー耐圧が低下し
、シリコン基板１上にせり上ったフィールド酸化膜１１
と拡散層１２との段差が４０００Ａに達してその上に形
成される層間絶縁膜の平坦性を悪化させていた。
、シリコン基板１上にせり上ったフィールド酸化膜１１
と拡散層１２との段差が４０００Ａに達してその上に形
成される層間絶縁膜の平坦性を悪化させていた。
【００１３】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、シリコン基板を熱酸化したのち該シリコン基
板の一主面上にポリシリコン膜および第１の窒化シリコ
ン膜を順次形成する工程と、リソグラフィにより前記第
１の窒化シリコン膜をエッチングして開口を形成したの
ち全面に第２の窒化シリコン膜および酸化シリコン膜を
順次形成する工程と、該酸化シリコン膜をエッチバック
する工程と、選択エッチングにより前記開口から前記シ
リコン基板表面までエッチングして溝を形成する工程と
、熱酸化して前記開口に素子分離用のフィールド酸化膜
を形成する工程とを含むものである。
造方法は、シリコン基板を熱酸化したのち該シリコン基
板の一主面上にポリシリコン膜および第１の窒化シリコ
ン膜を順次形成する工程と、リソグラフィにより前記第
１の窒化シリコン膜をエッチングして開口を形成したの
ち全面に第２の窒化シリコン膜および酸化シリコン膜を
順次形成する工程と、該酸化シリコン膜をエッチバック
する工程と、選択エッチングにより前記開口から前記シ
リコン基板表面までエッチングして溝を形成する工程と
、熱酸化して前記開口に素子分離用のフィールド酸化膜
を形成する工程とを含むものである。
【００１４】
【実施例】本発明の第１の実施例について、図１（ａ）
〜（ｃ）および図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する
。
〜（ｃ）および図２（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する
。
【００１５】はじめに図１（ａ）に示すように、シリコ
ン基板１を熱酸化して厚さ３００Ａの熱酸化膜２を形成
したのち厚さ８００Ａのポリシリコン膜３と厚さ２４０
０Ａの窒化シリコン膜４とを堆積する。つぎにエッチン
グストッパとするためポリシリコン膜３とほぼ同一膜厚
のポリシリコン膜５を堆積する。
ン基板１を熱酸化して厚さ３００Ａの熱酸化膜２を形成
したのち厚さ８００Ａのポリシリコン膜３と厚さ２４０
０Ａの窒化シリコン膜４とを堆積する。つぎにエッチン
グストッパとするためポリシリコン膜３とほぼ同一膜厚
のポリシリコン膜５を堆積する。
【００１６】つぎにレジスト６をパターニングしてから
通常のドライエッチングによりポリシリコン膜５および
窒化シリコン膜４をエッチングする。つぎに硼素を加速
エネルギー１００ｋｅＶ、注入量（ドース）２×１０１
３ｃｍ−２イオン注入する。
通常のドライエッチングによりポリシリコン膜５および
窒化シリコン膜４をエッチングする。つぎに硼素を加速
エネルギー１００ｋｅＶ、注入量（ドース）２×１０１
３ｃｍ−２イオン注入する。
【００１７】つぎに図１（ｂ）に示すように、レジスト
６を除去してから厚さ３００Ａの窒化シリコン膜７およ
び酸化シリコン膜８を堆積する。
６を除去してから厚さ３００Ａの窒化シリコン膜７およ
び酸化シリコン膜８を堆積する。
【００１８】つぎに図１（ｃ）に示すように、ＣＨＦ３
などのガスプラズマを用いた反応性イオンエッチング
法により下層のポリシリコン膜３が露出するまでエッチ
バックして窒化シリコン膜７の側面に酸化シリコン膜８
からなるサイドウォール９を形成する。
などのガスプラズマを用いた反応性イオンエッチング
法により下層のポリシリコン膜３が露出するまでエッチ
バックして窒化シリコン膜７の側面に酸化シリコン膜８
からなるサイドウォール９を形成する。
【００１９】つぎに酸化膜サイドウォール９をマスクと
してＣＦ４ などのガスプラズマを用いたドライエッチ
ング法によりさらにエッチングして、シリコン基板１に
深さ２０００Ａの溝を形成する。
してＣＦ４ などのガスプラズマを用いたドライエッチ
ング法によりさらにエッチングして、シリコン基板１に
深さ２０００Ａの溝を形成する。
【００２０】つぎに図２（ａ）に示すように、希釈した
ＨＦ溶液を用いて酸化膜サイドウォール９を除去する。
ＨＦ溶液を用いて酸化膜サイドウォール９を除去する。
【００２１】つぎに図２（ｂ）に示すように、イオン注
入の保護膜として厚さ５００Ａの熱酸化膜１０を形成し
たのち再び硼素を加速エネルギー１００ｋｅＶ、注入量
（ドース）２×１０１３ｃｍ−２イオン注入する。
入の保護膜として厚さ５００Ａの熱酸化膜１０を形成し
たのち再び硼素を加速エネルギー１００ｋｅＶ、注入量
（ドース）２×１０１３ｃｍ−２イオン注入する。
【００２２】つぎに図２（ｃ）に示すように、９５０℃
以上の温度で熱酸化することにより、素子分離領域に歪
みを与えないで厚さ５０００Ａの熱酸化膜１１を形成す
ることができる。
以上の温度で熱酸化することにより、素子分離領域に歪
みを与えないで厚さ５０００Ａの熱酸化膜１１を形成す
ることができる。
【００２３】つぎに図２（ｄ）に示すように、通常のド
ライエッチング法により窒化シリコン膜４，７およびポ
リシリコン膜３を除去する。最後にポリシリコン残渣を
９８０℃で１５分間酸化してフィールド酸化膜となる熱
酸化膜１１の端部を平坦化する。
ライエッチング法により窒化シリコン膜４，７およびポ
リシリコン膜３を除去する。最後にポリシリコン残渣を
９８０℃で１５分間酸化してフィールド酸化膜となる熱
酸化膜１１の端部を平坦化する。
【００２４】つぎに本発明の第２の実施例について、図
３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
３（ａ）〜（ｃ）を参照して説明する。
【００２５】はじめに図３（ａ）に示すように、シリコ
ン基板１を熱酸化して厚さ３００Ａの熱酸化膜２を形成
したのち厚さ８００Ａのポリシリコン膜３と厚さ２４０
０Ａの窒化シリコン膜４とを堆積する。つぎにレジスト
６をパターニングしてから窒化シリコン膜４をドライエ
ッチングして素子分離領域用の開口を形成する。
ン基板１を熱酸化して厚さ３００Ａの熱酸化膜２を形成
したのち厚さ８００Ａのポリシリコン膜３と厚さ２４０
０Ａの窒化シリコン膜４とを堆積する。つぎにレジスト
６をパターニングしてから窒化シリコン膜４をドライエ
ッチングして素子分離領域用の開口を形成する。
【００２６】つぎに図３（ｂ）に示すように、レジスト
６を剥離したのち厚さ３００Ａの窒化シリコン膜７およ
び厚さ２０００Ａの酸化シリコン膜８を堆積する。
６を剥離したのち厚さ３００Ａの窒化シリコン膜７およ
び厚さ２０００Ａの酸化シリコン膜８を堆積する。
【００２７】つぎに図３（ｃ）に示すように、通常のド
ライエッチング法により酸化シリコン膜８をエッチング
して窒化シリコン膜７を露出させる。このあと窒化シリ
コン膜に対してエッチングレートが大きいＣＣｌ４ ガ
スプラズマを用いたドライエッチング法によりシリコン
基板１に深さ２０００Ａの溝を形成する。
ライエッチング法により酸化シリコン膜８をエッチング
して窒化シリコン膜７を露出させる。このあと窒化シリ
コン膜に対してエッチングレートが大きいＣＣｌ４ ガ
スプラズマを用いたドライエッチング法によりシリコン
基板１に深さ２０００Ａの溝を形成する。
【００２８】以降の工程は第１の実施例と同様にして、
素子分離領域のフィールド酸化膜となる熱酸化膜を形成
する。
素子分離領域のフィールド酸化膜となる熱酸化膜を形成
する。
【００２９】本実施例ではエッチングストッパとなる第
２のポリシリコン膜を形成する工程とエッチングする工
程とを省略することができる。工期を短縮するとともに
、第１の窒化シリコン膜４を開口したとき素子分離領域
のアスペクト比を第２のポリシリコン膜５の厚さだけ低
減できる。
２のポリシリコン膜を形成する工程とエッチングする工
程とを省略することができる。工期を短縮するとともに
、第１の窒化シリコン膜４を開口したとき素子分離領域
のアスペクト比を第２のポリシリコン膜５の厚さだけ低
減できる。
【００３０】したがって第２の窒化シリコン膜７および
第２の酸化シリコン膜８のステップカバレッジが改善さ
れ、シリコン基板１に形成される溝の幅を０．２μｍま
で縮小することが可能になった。
第２の酸化シリコン膜８のステップカバレッジが改善さ
れ、シリコン基板１に形成される溝の幅を０．２μｍま
で縮小することが可能になった。
【００３１】
【発明の効果】シリコン基板の不純物濃度および素子分
離領域に形成されたフィールド酸化膜を隔てた実効的な
素子分離幅Ｌｅｆｆ で決まるパンチスルー耐圧を改善
することができた。
離領域に形成されたフィールド酸化膜を隔てた実効的な
素子分離幅Ｌｅｆｆ で決まるパンチスルー耐圧を改善
することができた。
【００３２】従来技術における素子分離領域の熱酸化膜
はシリコン基板を深さ数百Ａ熱酸化するので、図５（ａ
）に示すように素子分離幅のマスク寸法Ｌｍａｓｋと実
効的な素子分離幅Ｌｅｆｆ とはほぼ同じである。
はシリコン基板を深さ数百Ａ熱酸化するので、図５（ａ
）に示すように素子分離幅のマスク寸法Ｌｍａｓｋと実
効的な素子分離幅Ｌｅｆｆ とはほぼ同じである。
【００３３】しかし本発明においては図５（ｂ）に示す
ように、シリコン基板に溝を形成することにより拡散層
間の実効的な素子分離幅が拡がり、拡散層間のパンチス
ルー耐圧を改善することができた。
ように、シリコン基板に溝を形成することにより拡散層
間の実効的な素子分離幅が拡がり、拡散層間のパンチス
ルー耐圧を改善することができた。
【００３４】拡散層間耐圧のＬｍａｓｋ依存性のグラフ
を図５に示す。従来技術においては素子分離幅Ｌｍａｓ
ｋが０．４μｍ以下でパンチスルーが生じて拡散層間耐
圧が１０Ｖ以下に下るが、本発明においては素子分離幅
Ｌｍａｓｋ＝０．２μｍまで拡散層間耐圧を１０Ｖ以上
に保つことが可能になった。
を図５に示す。従来技術においては素子分離幅Ｌｍａｓ
ｋが０．４μｍ以下でパンチスルーが生じて拡散層間耐
圧が１０Ｖ以下に下るが、本発明においては素子分離幅
Ｌｍａｓｋ＝０．２μｍまで拡散層間耐圧を１０Ｖ以上
に保つことが可能になった。
【図１】本発明の第１の実施例の前半工程を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明の第１の実施例の後半工程を示す断面図
である。
である。
【図３】本発明の第２の実施例を工程順に示す断面図で
ある。
ある。
【図４】従来技術による素子分離用のフィールド酸化膜
の形成方法を工程順に示す断面図である。
の形成方法を工程順に示す断面図である。
【図５】従来技術および本発明の実効素子分離幅Ｌｅｆ
ｆ を比較する断面図である。
ｆ を比較する断面図である。
【図６】拡散層間耐圧の素子分離幅Ｌｍａｓｋ依存性を
示すグラフである。
示すグラフである。
１ シリコン基板
２ 熱酸化膜
３，３ａ ポリシリコン膜
４ 窒化シリコン膜
５ ポリシリコン膜
６ レジスト
７ 窒化シリコン膜
８ 酸化シリコン膜
９ 酸化膜サイドウォール
１０ 熱酸化膜
１１ 熱酸化膜
１２ 拡散層
１３ 素子分離領域
Claims (1)
- 【請求項１】 シリコン基板を熱酸化したのち該シリ
コン基板の一主面上にポリシリコン膜および第１の窒化
シリコン膜を順次形成する工程と、リソグラフィにより
前記第１の窒化シリコン膜をエッチングして開口を形成
したのち全面に第２の窒化シリコン膜および酸化シリコ
ン膜を順次形成する工程と、該酸化シリコン膜をエッチ
バックする工程と、選択エッチングにより前記開口から
前記シリコン基板表面までエッチングする工程と、熱酸
化して前記開口に素子分離用のフィールド酸化膜を形成
する工程とを含む半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2846491A JPH04267336A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2846491A JPH04267336A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04267336A true JPH04267336A (ja) | 1992-09-22 |
Family
ID=12249380
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2846491A Pending JPH04267336A (ja) | 1991-02-22 | 1991-02-22 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04267336A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970051801A (ja) * | 1995-12-29 | 1997-07-29 | ||
| KR100439105B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 소자분리막 제조방법 |
| KR100439107B1 (ko) * | 1997-12-29 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 소자분리막 형성방법 |
-
1991
- 1991-02-22 JP JP2846491A patent/JPH04267336A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR970051801A (ja) * | 1995-12-29 | 1997-07-29 | ||
| KR100439107B1 (ko) * | 1997-12-29 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체소자의 소자분리막 형성방법 |
| KR100439105B1 (ko) * | 1997-12-31 | 2004-07-16 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 소자분리막 제조방법 |
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