JPH04321228A - 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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JPH04321228A
JPH04321228A JP9016991A JP9016991A JPH04321228A JP H04321228 A JPH04321228 A JP H04321228A JP 9016991 A JP9016991 A JP 9016991A JP 9016991 A JP9016991 A JP 9016991A JP H04321228 A JPH04321228 A JP H04321228A
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JP
Japan
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oxide film
film
field oxide
oxidation
semiconductor substrate
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Withdrawn
Application number
JP9016991A
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English (en)
Inventor
Terukazu Muranaka
村中 照和
Takashi Yamashita
孝 山下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Device Solutions Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Microelectronics Corp
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Publication date
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  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)

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】
[発明の目的]
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の素子分離領
域の製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体製造方法は,半導体基板表
面上に酸化膜を形成し,前記酸化膜上に耐酸化性膜を堆
積し、前記耐酸化性膜をマスクとしてパタ−ニングした
後、半導体基板を選択的に酸化させ、半導体基板 20
1表面部に半導体装置の素子分離領域となるフィ−ルド
酸化膜 201を形成し、続いて、半導体基板 201
を露出させ、半導体装置の素子領域にゲ−ト酸化膜20
3を形成する。 この時点で図8に至る。続いて、このゲ−ト酸化膜 2
03および、前記フィ−ルド酸化膜 203上にゲ−ト
電極層を形成するものである。
【0003】しかしながら、この従来の半導体製造方法
では、半導体装置の素子分離領域となるフィ−ルド酸化
膜端部の膜厚とゲ−ト酸化膜の膜厚とにおいて、図8に
示す様にフィ−ルド酸化膜端部の膜厚が厚くなればなる
程、半導体装置の素子領域にゲ−ト酸化膜を形成する際
に酸化剤の供給が少なくなり、全体として膜厚が一定と
はならず、ゲ−ト酸化膜端部の膜厚が薄くなる( 薄膜
化 )。さらに、図8に示すように、膜厚を十分にとろ
うとするとフィ−ルド酸化膜端部下の半導体基板へのス
トレスが働くために結晶欠陥が多く発生する。これらの
ことから、ゲ−ト酸化膜上に形成する配線層と半導体基
板との絶縁性が低下するために、半導体装置の素子の信
頼性が低下することになる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は従来技術の課
題を解消するためになされたものであり、ゲ−ト酸化膜
端部の膜厚の改良を行なうこと、およびゲ−ト酸化膜端
部下の半導体基板へのストレスを軽減することを可能と
することにより、ゲ−ト酸化膜上に形成する配線層と半
導体基板との絶縁性の低下を軽減する。 [発明の構成]
【0005】
【課題を解決するための手段】従来の技術的課題を解決
するために、本発明は、耐酸化性膜を半導体基板上にパ
タ−ニングする工程と、前記半導体基板上に素子分離領
域を形成するために、前記耐酸化性膜をマスクにして半
導体基板を選択的に酸化させ第1のフィ−ルド酸化膜を
形成する工程と、前記耐酸化性膜をエッチングを用いて
除去し、そのパタ−ンの大きさを小さくする工程と、こ
のパタ−ンの大きさが小さくなった耐酸化性膜をマスク
にして、第2のフィ−ルド酸化膜を形成する工程と、前
記パタ−ンの大きさが小さくなった耐酸化性膜を除去し
前記半導体基板表面を露出させ、その上にゲ−ト酸化膜
を形成する工程と、前記第1のフィ−ルド酸化膜、前記
第2のフィ−ルド酸化膜および前記ゲ−ト酸化膜上にゲ
−ト電極層を形成する工程を有する。
【0006】このように第1のフィ−ルド酸化膜よりも
第2のフィ−ルド酸化膜の膜厚を薄くすることにより、
半導体装置の素子領域上に形成されるゲ−ト酸化膜端部
の膜厚が薄くなる状態( 薄膜化 )を軽減することが
でき、尚かつゲ−ト酸化膜端部下の半導体基板ヘのスト
レスも軽減されるので、ゲ−ト酸化膜上に形成する配線
層と半導体基板との絶縁性が向上し、半導体装置におい
て信頼性の高い素子が製造される。
【0007】
【作用】本発明では、耐酸化性膜をマスクとして用い、
半導体基板を二段に酸化し、第1のフィ−ルド酸化膜の
膜厚よりも第2のフィ−ルド酸化膜の膜厚を薄くするこ
とにより、素子領域上に形成されるゲ−ト酸化膜の形成
時に酸化剤が十分に供給されるために薄膜化を防ぐこと
ができ、膜厚が改善され、同時に半導体基板に対するス
トレスも軽減されるために、ゲ−ト酸化膜上に形成され
る配線層と半導体基板との間における絶縁性が向上され
る。
【0008】
【実施例】以下、本発明の実施例を図1〜図7を参照し
て説明する。
【0009】まず、半導体基板101 表面上に酸化膜
102 を350 オングストロ−ム程形成し、その上
に多結晶シリコン103 を1000オングストロ−ム
程堆積させ、その上に耐酸化性膜として窒化シリコン膜
104 を1500オングストロ−ム程形成させる。更
にその上に多結晶シリコン膜105 を500 オング
ストロ−ム程堆積させ、その上に耐酸化性膜として窒化
シリコン膜106 を500 オングストロ−ム程形成
させ、その上に多結晶シリコン膜107 を3500オ
ングストロ−ム程堆積させる。その上にレジスト108
 を塗布し、このレジストをパタ−ニングして、図1に
至る。 ここでは、酸化膜102,は熱酸化により形成され、多
結晶シリコン膜103,105 107 、窒化シリコ
ン膜104,106 は、CVD法を用いて堆積させる
【0010】続いて、多結晶シリコン膜107 を異方
性エッチングRIEを用いてパタ−ニングし、この多結
晶シリコン膜107 を酸化させ,酸化膜109 を形
成し、これをマスクとして窒化シリコン膜104,10
6および多結晶シリコン膜103,105 をパタ−ニ
ングし、図2に至る。その後、酸化膜109 および窒
化シリコン膜106 を除去する。
【0011】次いで、熱酸化膜形成を行ない、膜厚80
00オングストロ−ム程度の第1のフィ−ルド酸化膜1
11 を選択的に形成する。ここでは、膜厚の厚い方の
窒化シリコン膜104 の方を第1のフィ−ルド酸化膜
に対する耐酸化性膜として用い、毎分、H2   6リ
ットルとO2   5リットルによる混合熱酸化雰囲気
を用いて1000℃で250分程度酸化させる。尚、多
結晶シリコン膜105 は酸化されて、酸化膜110が
形成され、図3に至る。
【0012】続いて、CDEを用いて窒化シリコン膜1
04 および多結晶シリコン膜103 を後退させ、耐
酸化性膜のパタ−ンの大きさを小さくし、図4に至る。 ここで、CDEにおいては、O 2を60cc/分、C
F4 を150cc/分のガスを300℃で用い、この
ガスの流量で、耐酸化性膜のパタ−ンの大きさを調節出
来る。
【0013】続いて、膜厚の薄い方の窒化シリコン膜1
06 を第2のフィ−ルド酸化膜の耐酸化性膜として用
い、膜厚4000オングストロ−ム程度の第2のフィ−
ルド酸化膜112 を形成させ、図5に至る。ここでは
、第1のフィ−ルド酸化膜を形成する場合と比較して、
酸化の時間を80分程度に短縮するだけで、熱酸化雰囲
気の温度、雰囲気量等の他の条件については同様とする
【0014】続いて、耐酸化性窒化シリコン膜104,
多結晶シリコン膜103 および、シリコン酸化膜10
2 を除去し、素子領域となる露出した半導体基板10
1 上にゲ−ト酸化膜113 を形成し、図6に至る。 この結果、ゲ−ト酸化膜の膜厚はその中心領域部分では
、160 オングストロ−ム程度であり、端部の膜厚に
ついては従来は100 オングストロ−ム程度であった
ものが、本発明により120 〜130 オングストロ
−ム程度にまで厚くして、薄膜化を防ぐことができる。
【0015】続いて、ゲ−ト酸化膜113 上にゲ−ト
電極115 を形成し、第1のフィ−ルド酸化膜111
 、第2のフィ−ルド酸化膜112 および、ゲ−ト酸
化膜113 上に形成したゲ−ト電極115 上に層間
絶縁膜114 を堆積させ、コンタクトホ−ルを開け、
最後に、アルミニウム電極配線116 を行い、図7に
至る。
【0016】以上、述べたように、本実施例では、素子
分離領域となるフィ−ルド酸化膜形成時において、熱酸
化時間だけを短縮して、第1のフィ−ルド酸化膜の膜厚
よりも、第2のフィ−ルド酸化膜の膜厚を薄くすること
により、ゲ−ト酸化膜の薄膜部分を改善させ、尚かつ半
導体基板に対するストレスを軽減することができる。そ
の結果として、125℃のオ−ブン内で電極配線116
 に6.5Vの電圧を印加した結果、絶縁性不良の半導
体素子が製造されるという確率は、従来の5/1000
から1/1000にまで改善されることになり、ゲ−ト
酸化膜上に形成された配線層と半導体基板との絶縁性が
向上される。
【0017】尚、第2のフィ−ルド酸化膜の膜厚を第1
のフィ−ルド酸化膜の膜厚より薄くする方法は、各熱酸
化時間の相違による方法だけではなく、他の酸化膜形成
条件に基づく方法でも良いことは言うまでもない。
【0018】
【発明の効果】本発明により素子分離領域を形成させる
と、ゲ−ト酸化膜上に形成する配線層と半導体基板との
絶縁性が向上され、半導体装置において信頼性の素子を
製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図2】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図3】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図4】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図5】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図6】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図7】  本発明における実施例の、半導体装置の製
造工程を表す断面図。
【図8】  従来の製造工程によって製造された半導体
装置を表す断面図。
【符号の説明】
101 ……半導体基板、 102,109,110 …酸化膜、 103,105,107 ……多結晶シリコン膜、10
4,106 ……窒化シリコン膜、108 ……レジス
ト、 111 ……第1のフィ−ルド酸化膜、112 ……第
2のフィ−ルド酸化膜、113 ……ゲ−ト酸化膜、 114 ……層間絶縁膜、 115 ……ゲ−ト電極、 116 ……アルミニウム電極配線、 201 ……半導体基板、 202 ……フィ−ルド酸化膜、 203 ……ゲ−ト酸化膜。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  半導体基板上にパタ−ニングした耐酸
    化性膜を形成する工程と、この前記耐酸化性膜をマスク
    にして前記半導体基板を選択酸化させ第1のフィ−ルド
    酸化膜を形成する工程と、前記耐酸化性膜をエッチング
    してパタ−ンの大きさを小さくする工程と、このパタ−
    ンの大きさが小さくなった耐酸化性膜をマスクとして前
    記半導体基板を選択酸化させ、第2のフィ−ルド酸化膜
    を形成する工程と、前記パタ−ンの大きさが小さくなっ
    た耐酸化性膜を除去し,前記半導体基板の表面を露出さ
    せ、その上にゲ−ト酸化膜を形成する工程と、このゲ−
    ト酸化膜、前記第1のフィ−ルド酸化膜および前記第2
    のフィ−ルド酸化膜上に配線層を形成する工程と、を有
    することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】  酸化膜形成時の酸化時間の長さを変化
    させ、前記第2のフィ−ルド酸化膜の膜厚を、前記第1
    のフィ−ルド酸化膜の膜厚よりも薄くすることを特徴と
    する請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
JP9016991A 1991-04-22 1991-04-22 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH04321228A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5468675A (en) * 1993-05-26 1995-11-21 Rohm Co., Ltd. Method for manufacturing a device separation region for semiconductor device
US5714414A (en) * 1996-08-19 1998-02-03 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing method of forming field isolation oxide relative to a semiconductor substrate

Cited By (3)

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US5468675A (en) * 1993-05-26 1995-11-21 Rohm Co., Ltd. Method for manufacturing a device separation region for semiconductor device
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US5989980A (en) * 1996-08-19 1999-11-23 Micron Technology, Inc. Semiconductor processing method of forming field isolation oxide relative to a semiconductor substrate

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