JPH04343247A - 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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JPH04343247A
JPH04343247A JP3144017A JP14401791A JPH04343247A JP H04343247 A JPH04343247 A JP H04343247A JP 3144017 A JP3144017 A JP 3144017A JP 14401791 A JP14401791 A JP 14401791A JP H04343247 A JPH04343247 A JP H04343247A
Authority
JP
Japan
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element isolation
semiconductor device
parts
manufacturing
film
Prior art date
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Application number
JP3144017A
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English (en)
Inventor
Chihiro Arai
千広 荒井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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  • Element Separation (AREA)
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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】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、シリコン基板の表面を
選択酸化することにより、素子分離を行い、半導体装置
を製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ウエハ表面に形成される素子相互の電気
的分離を行うために、素子分離が行われる。素子分離手
段として、シリコン基板の表面における素子分離を行い
たい領域に、逆バイアスのpn接合部分を形成するpn
接合素子分離法と、シリコン基板の表面に形成された素
子相互間領域の表面を選択的に酸化することにより素子
分離を行う方法(以下、「LOCOS法」と言う)とが
知られている。pn接合素子分離法では、pn接合部分
に寄生容量が発生することから、寄生容量が問題となる
場合には、LOCOS法が多く用いられている。
【0003】LOCOS法には、シリコン基板の表面に
おける酸化すべき表面以外の部分に酸化阻止膜としての
窒化珪素膜を形成し、窒化珪素膜以外の表面を選択的に
酸化する通常LOCOS法と、シリコン基板の表面にお
ける酸化すべき表面に凹溝を形成すると共に、凹溝以外
の部分に酸化阻止膜としての窒化珪素膜を形成し、凹溝
表面を選択的に酸化するRecessed  LOCO
S法とがある。
【0004】Recessed  LOCOS法は、シ
リコン基板の表面から深い部分までの素子分離が完全に
なると言う利点を有する反面、素子分離領域が広くなり
、回路の集積度を向上させることが困難になると言う問
題点を有している。また、通常LOCOS法は、逆に、
シリコン基板の深い部分までの素子分離が不十分となる
が、素子分離領域を狭くすることが可能であると言う利
点を有している。そこで、通常LOCOS法を用いて、
シリコン基板の表面から深い部分までの素子分離を行う
には、上述したpn接合素子分離法を組み合わせるのが
一般的である。
【0005】シリコン基板表面には、種々のトランジス
タ回路が形成される。トランジスタ回路の種類によって
は、素子分離手段として、Recessed  LOC
OS法が適している場合と、通常LOCOS法が適して
いる場合とがある。例えば、MOS回路を形成する場合
には、回路の集積度を向上させる要請から、通常LOC
OS法が用いられる。また、バイポーラ回路を形成する
場合には、寄生容量を極力避ける目的から、Reces
sed  LOCOS法を用いることが好ましい。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】MOS回路とバイポー
ラ回路とが、別々のシリコン基板表面に形成される場合
には、それぞれに適したLOCOS法を用いて素子分離
を行い、半導体装置を形成すればよい。ところが、バイ
ポーラ・アナログ・デジタル共存回路などのように、C
MOS回路とバイポーラ回路とを隣接して同一シリコン
基板表面に形成する場合があり、この場合の素子分離が
問題となっている。
【0007】従来の半導体装置の製造過程において、通
常LOCOS法とRecessedLOCOS法とを組
み合わせて素子分離を行うことは、製造工程が増大する
と共に、他の製造工程との調整が煩雑になり、困難であ
った。そこで、従来では、CMOS回路とバイポーラ回
路とを隣接して同一シリコン基板表面に形成する場合に
は、素子分離手段として、通常LOCOS法を用いてお
り、バイポーラ回路部での寄生容量の発生による若干の
性能低下は避けられなかった。
【0008】本発明は、このような実状に鑑みてなされ
、製造工程を著しく増大させることなく、通常LOCO
S法とRecessed  LOCOS法とを組み合わ
せて素子分離することが可能であり、寄生容量の低下を
図ることが可能な半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る半導体装置の製造方法は、深い素子分
離領域となる部分に凹溝を形成し、その凹溝部分以外の
部分を酸化阻止膜で皮膜し、凹溝部分を選択酸化するこ
とにより、同時にウェル部分の拡散工程も行い、その後
、浅い素子分離領域となる部分と前記凹溝部分とを除き
、表面を酸化阻止膜で皮膜し、酸化阻止膜以外の表面を
選択酸化することを特徴とする。
【0010】
【作用】本発明の半導体装置の製造方法では、まず、R
ecessed  LOCOS法を行い、それと同時に
、ウェル部分の拡散工程を行うため、拡散工程を別途行
う必要はなく、工程の短縮を図ることが可能である。ま
た、通常LOCOS法の前に、Recessed  L
OCOS法を行うため、凹溝部分が2度酸化されること
になり、この凹溝部分に充分な膜厚の酸化珪素膜が形成
され、その部分の素子分離が完全になり、その部分で寄
生容量の発生を防止できる。
【0011】
【実施例】以下、本発明の一実施例に係る半導体装置の
製造方法について、図面を参照しつつ詳細に説明する。 図1〜図6は本発明の一実施例に係る半導体装置の製造
過程を示す概略断面図である。
【0012】図1〜図6に示す実施例は、本発明の製造
方法を用いて、バイポーラ・アナログ・デジタル共存回
路などのように、CMOS回路とバイポーラ回路とを隣
接して同一シリコン基板表面に形成する例を示している
【0013】図1に示すように、本実施例では、P型の
シリコン基板2の表面に、n+ 型の埋め込み層4と、
n− 型のエピタキシャル層6を形成する。埋め込み層
4は、基板表面にn型の不純物をドーピングすることに
より形成される。また、エピタキシャル層4は、基板表
面に、n型の不純物をエピタキシャル成長させることに
より形成される。エピタキシャル層4の膜厚は、特に限
定されないが、2〜3μm程度が好ましい。
【0014】次に図2に示すように、エピタキシャル層
6の表面を熱酸化することにより、SiO2から成る酸
化珪素膜8を形成すると共に、その酸化珪素膜8の表面
に、Si3N4 から成る窒化珪素膜10を、減圧CV
D法等の手段で形成する。酸化珪素膜8及び窒化珪素膜
10の膜厚は、特に限定されないが、それぞれ500オ
ングストローム、1000オングストローム程度が好ま
しい。
【0015】窒化珪素膜10の表面には、ホトレジスト
膜12を所定のパターンで形成する。ホトレジスト膜1
2の形成パターンは、次工程でエッチングすべき部分以
外の表面を皮膜するように形成される。次に、図3に示
すように、ホトレジスト膜12が皮膜されていない部分
を、例えばドライエッチングなどの手段でエッチングし
、深い素子分離領域となる予定部分に、凹溝14を形成
する。エッチング深さは、特に限定されないが、窒化珪
素膜10の表面から、好ましくは2000〜4000オ
ングストロームであり、埋め込み層4の近傍までエッチ
ングする。この凹溝14は、CMOS回路形成領域22
とバイポーラ回路形成領域24との素子分離領域と、バ
イポーラ回路24相互の素子分離領域とに形成される。
【0016】エッチング工程後は、ホトレジスト膜12
を除去し、P型ウェル部分となる部分16と、N型ウェ
ル部分となる部分18と、バイポーラ回路のコレクタと
なる部分20とに、イオン注入法などで、不純物をドー
ピングさせる。
【0017】次に、図4に示すように、エッチングによ
り形成された凹溝14部分を、選択酸化する。酸化は、
熱酸化により行う。この第1回目の選択酸化は、Rec
essed  LOCOS法に相当する。熱酸化時の加
熱温度は、特に限定されないが、950〜1100°C
である。第1回目の選択酸化により、凹溝14には、厚
さ約数千オングストロームの酸化珪素膜8aが形成され
る。この場合において、窒化珪素膜10は、酸化阻止膜
として機能する。第1回目の選択酸化工程において、イ
オン注入された部分16,18,20の拡散工程が同時
に行われ、P型ウェル部分16a、N型ウェル部分18
a及びバイポーラ回路のコレクタ部分20aが形成され
る。P型ウェル部分16a及びN型ウェル部分18aは
、それぞれCMOS回路におけるPチャンネルMOS回
路領域及びNチャンネルMOS回路領域に相当する。
【0018】次に、図5に示すように、凹溝14の下方
部分26,28に、pn接合素子分離を行うためのイオ
ン注入を行う。イオン注入のためのエネルギーは、特に
限定されないが、酸化珪素膜10を突き抜けてイオン注
入を行うために、300keV以上であることが好まし
い。イオン注入に用いられる不純物としての元素として
は、例えばホウ素B、インジウムIn等が用いられ、イ
オン注入された部分26,28は、図6に示すように、
第2回目の選択酸化により、不純物が拡散し、P型の素
子分離領域26a,28aとなる。
【0019】上記イオン注入工程後、またはその前に、
図5に示すように、窒化珪素膜10をエッチングにより
パターニングし、浅い素子分離領域となる部分8bの酸
化珪素膜10の表面を露出させる。浅い素子分離領域と
なる部分8bは、CMOS回路形成領域22またはバイ
ポーラ回路形成領域24内における各素子部分相互の素
子分離を行うための領域に相当する。
【0020】窒化珪素膜10のパターニング後、図6に
示すように、凹溝14の表面及び浅い素子分離領域とな
る部分8bを選択酸化する。この第2回目の選択酸化は
、第1回目と同様に、例えば熱酸化により行われる。 この第2回目の選択酸化は、通常LOCOS法に相当す
る。この第2回目の熱酸化時の加熱温度は、特に限定さ
れないが、800〜950°C程度が好ましい。熱酸化
時には、窒化珪素膜10は、酸化阻止膜としての機能を
有する。このような選択酸化により、凹溝14の表面は
、2度の酸化が行われ、酸化膜の厚さが約10000オ
ングストローム程度になる。また、浅い素子分離領域と
なる部分8bにおける酸化珪素膜の厚さは、約6000
〜7000オングストロームとなる。
【0021】酸化後には、窒化珪素膜10は取り除かれ
る。そして、CMOS回路形成領域22とバイポーラ回
路形成領域24とに、それぞれの回路が形成され、バイ
ポーラ・アナログ・デジタル共存回路などのように、C
MOS回路とバイポーラ回路とが隣接して同一シリコン
基板2の表面に形成される。
【0022】本実施例の半導体装置の製造方法では、ま
ず、第1回目の選択酸化時に、ウェル部分16a,18
aの拡散工程を同時に行うため、拡散工程を別途行う必
要はなく、工程の短縮を図ることが可能である。また、
2回の選択酸化により、凹溝14の表面部分が2度酸化
されることになり、この凹溝部分に充分な膜厚の酸化珪
素膜8aが形成され、その下方に形成されるP型の素子
分離領域26a,28aを小さくすることが可能になり
、その部分での寄生容量の発生を著しく低減することが
できる。また、第2回目の選択酸化は、通常LOCOS
法であるため、CMOSにおける浅い素子分離領域とな
る部分8bでは、バーズビーク(図7に示すように、窒
化珪素膜10の端部下方に形成される領域aの酸化珪素
膜8に相当する部分)が、Recessed  LOC
OS法により形成される酸化珪素膜のバーズビークに比
較して小さく、CMOSの高密度集積化が可能となる。
【0023】なお、本発明は、上述した実施例に限定さ
れるものではなく、本発明の範囲内で種々に改変するこ
とができる。例えば、凹溝14の下方部分へのイオン注
入は、図5に示す工程で行うことなく、図3に示す凹溝
形成工程直後に行うようにしても良い。また、本発明に
よる方法で製造される半導体装置は、CMOS回路とバ
イポーラ回路とが隣接して形成される半導体装置のみな
らず、バイポーラ回路のみからなる半導体装置、または
その他の半導体装置を製造する場合にも適用することが
可能である。
【0024】
【発明の効果】以上説明してきたように、本発明によれ
ば、第1回目の選択酸化時と同時に、ウェル部分の拡散
工程を行うため、拡散工程を別途行う必要はなく、工程
の短縮を図ることが可能である。また、第1回および第
2回の選択酸化により、凹溝部分が2度酸化されること
になり、この凹溝部分に充分な膜厚の酸化珪素膜が形成
され、その部分の素子分離が完全になり、その部分で寄
生容量の発生を有効に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は本発明の一実施例に係る半導体装置の製
造過程初期を示す概略断面図である。
【図2】図2は同実施例に係る半導体装置の製造過程を
示し、図1に示す工程の次の製造工程を示す概略断面図
である。
【図3】図3は同実施例に係る半導体装置の製造過程を
示し、図2に示す工程の次の製造工程を示す概略断面図
である。
【図4】図4は同実施例に係る半導体装置の製造過程を
示し、図3に示す工程の次の製造工程を示す概略断面図
である。
【図5】図5は同実施例に係る半導体装置の製造過程を
示し、図4に示す工程の次の製造工程を示す概略断面図
である。
【図6】図6は同実施例に係る半導体装置の製造過程を
示し、図5に示す工程の次の製造工程を示す概略断面図
である。
【図7】図7はバーズビーク部分の詳細を示す要部断面
図である。
【符号の説明】
2  シリコン基板 8  酸化珪素膜 10  窒化珪素膜(酸化阻止膜) 14  凹溝 16a  ウェル部分 18a  ウェル部分

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  浅い素子分離領域と深い素子分離領域
    とが形成される半導体装置を製造する方法において、深
    い素子分離領域となる部分に凹溝を形成し、その凹溝部
    分以外の部分を酸化阻止膜で皮膜し、凹溝部分を選択酸
    化することにより、同時にウェル部分の拡散工程も行い
    、その後、浅い素子分離領域となる部分と前記凹溝部分
    とを除き、表面を酸化阻止膜で皮膜し、酸化阻止膜以外
    の表面を選択酸化することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
JP3144017A 1991-05-20 1991-05-20 半導体装置の製造方法 Pending JPH04343247A (ja)

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JP3144017A JPH04343247A (ja) 1991-05-20 1991-05-20 半導体装置の製造方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6380018B1 (en) 1997-06-20 2002-04-30 Nec Corporation Semiconductor device and method for the production thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6380018B1 (en) 1997-06-20 2002-04-30 Nec Corporation Semiconductor device and method for the production thereof

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