JPH0445979B2 - - Google Patents
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- JPH0445979B2 JPH0445979B2 JP56190640A JP19064081A JPH0445979B2 JP H0445979 B2 JPH0445979 B2 JP H0445979B2 JP 56190640 A JP56190640 A JP 56190640A JP 19064081 A JP19064081 A JP 19064081A JP H0445979 B2 JPH0445979 B2 JP H0445979B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
- H01L21/76205—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01L21/76216—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose introducing electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers
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Description
【発明の詳細な説明】
発明の属する技術分野
本発明は半導体装置の製造方法に関する。
従来技術とその問題点
半導体としてシリコンを用いた半導体装置、特
にMOS型半導体装置においては寄生チヤネルに
よる絶縁不良をなくし、かつ寄生容量を小さくす
るために素子間のいわゆるフイールド領域に厚い
絶縁膜を形成する事が行われている。
にMOS型半導体装置においては寄生チヤネルに
よる絶縁不良をなくし、かつ寄生容量を小さくす
るために素子間のいわゆるフイールド領域に厚い
絶縁膜を形成する事が行われている。
従来このような素子間分離法としては選択酸化
法が良く知られている。これは素子形成領域を耐
酸化性マスク代表的にはシリコン窒化膜で覆い、
高温酸化を行つてフイールド領域に選択的に厚い
酸化膜を形成するものである。しかしこのような
選択酸化法においては上記高温酸化中、シリコン
窒化膜の端部からフイールド酸化膜が鳥のくちば
し(バーズピーク)状に食い込み、これが素子形
成領域の寸法誤差の原因となり、また集積回路の
高集積化の妨げとなる。またこのような従来選択
酸化法においては、フイールド酸化膜を形成後フ
イールド領域と素子形成領域にフイールド酸化膜
厚(約0.7〜1.0μm)の約半分程度の表面段差が
形成される。これが後々の工程まで段差として残
るため、その後のリソグラフイー精度の低下や金
属配線の段差部での信頼性を下げる原因となつて
いた。
法が良く知られている。これは素子形成領域を耐
酸化性マスク代表的にはシリコン窒化膜で覆い、
高温酸化を行つてフイールド領域に選択的に厚い
酸化膜を形成するものである。しかしこのような
選択酸化法においては上記高温酸化中、シリコン
窒化膜の端部からフイールド酸化膜が鳥のくちば
し(バーズピーク)状に食い込み、これが素子形
成領域の寸法誤差の原因となり、また集積回路の
高集積化の妨げとなる。またこのような従来選択
酸化法においては、フイールド酸化膜を形成後フ
イールド領域と素子形成領域にフイールド酸化膜
厚(約0.7〜1.0μm)の約半分程度の表面段差が
形成される。これが後々の工程まで段差として残
るため、その後のリソグラフイー精度の低下や金
属配線の段差部での信頼性を下げる原因となつて
いた。
これに対して、上記バーズピークを0にしてし
かも平坦にフイールド酸化膜を埋め込む方法とし
て例えばBOX法(Buring Oxide Into Sillicon
Groove)が知られている。第1図に示すように、
しきい値電圧がチヤネル幅の減少とともに減少す
る。この閾値の減少はチヤネル幅1.5μ以下、殊に
1μ以下で顕著である。トランジスタの特性は、
しきい値電圧はチヤネル幅に依存しないことが望
まれる。これは、このようなBOX構造において
は、チヤネルの中央部よりも、側壁部に電流がい
多く流れるからである事が判つた。これはチヤネ
ル中央部よりも側壁が電位的に高くなるからであ
り、第2図はそのシユミレーシヨンの結果であ
る。
かも平坦にフイールド酸化膜を埋め込む方法とし
て例えばBOX法(Buring Oxide Into Sillicon
Groove)が知られている。第1図に示すように、
しきい値電圧がチヤネル幅の減少とともに減少す
る。この閾値の減少はチヤネル幅1.5μ以下、殊に
1μ以下で顕著である。トランジスタの特性は、
しきい値電圧はチヤネル幅に依存しないことが望
まれる。これは、このようなBOX構造において
は、チヤネルの中央部よりも、側壁部に電流がい
多く流れるからである事が判つた。これはチヤネ
ル中央部よりも側壁が電位的に高くなるからであ
り、第2図はそのシユミレーシヨンの結果であ
る。
発明の目的
本発明はBOX法等絶縁膜を埋め込んだ半導体
装置のMOS型トランジスタの特性を改善する事
を目的とする。
装置のMOS型トランジスタの特性を改善する事
を目的とする。
発明の概要
本発明は、チヤネル領域表面の、前記凹部と隣
接する部分に基板と同導電型不純物を導入してチ
ヤネル幅方向の電流密度を均一化する様にしたも
のである。
接する部分に基板と同導電型不純物を導入してチ
ヤネル幅方向の電流密度を均一化する様にしたも
のである。
発明の効果
本発明により、チヤネル幅方向の電流密度を均
一化する事により、閾値のチヤネル幅依存性を押
える事が出来る。
一化する事により、閾値のチヤネル幅依存性を押
える事が出来る。
発明の実施例
以下、この発明の実施例につき図面を参照して
説明する。
説明する。
第3図aに示すように半導体基体、例えば面方
位100比抵抗5〜50Ωcm程度のP型シリコン基板
1を用意し、例えば厚さ500Å程度の熱酸化膜2
を形成して、該素子形成領域をレジスト膜3で覆
う。次にチヤネル端部から0.3μ迄の領域の表面不
純物濃度の平均が、チヤネル中央の1.3倍以上に
なる様に基板と同導電型不純物を導入する。例え
ばbに示すように、レジスト膜3をマスクにし
て、ボロンのイオン注入を例えば20KeVドーズ
量1×1013cm-2で行うと射影飛程は0.07μmであり
標準偏差0.03μm横方向広がり0.05μmで4に示す
ように分布する。その後、例えば反応性イオンエ
ツチング技術で同じレジスト膜3をマスクにし
て、フイールド部のシリコンを例えば0.8μm程度
のエツチング凹部をつくる。その後cに示すよう
にやはり同じマスクを用いて凹部底面にボロンイ
オンを20から30KeV程度の加速電圧でフイール
ド反転防止のためにドーズ量を例えば1012〜1013
cm-2でイオン注入を行う。次にdに示すように全
面にPlasma CVD SiO2膜を堆積し、前述の方法
によりフイールド領域と素子形成領域の境界に断
面形状がほぼ一定の細い溝5を残して、フイール
ド領域にPlasma CVD SiO2膜6を残す。スパツ
タ蒸着したSiO2膜、又はリン、ヒ素、ボロンを
含んだ酸化膜でも良い。次にやはり前述の方法に
よりeに示すようにCVD SiO2膜7および表面を
平坦化する事が可能な膜8を順次形成し、表面を
平坦化する。次にfに示すように8膜、7膜を均
一にエツチングし、フイールド領域にシリコン酸
化膜をほぼ平坦に埋め込む。ここで8膜として
は、レジストを塗布しても良いし、溶融可能なガ
ラス膜例えばリン硅化ガラス、リン−ボロン硅化
ガラス膜などを形成後溶融して平坦化しても良
い。この後、半導体基板にMOS型トランジスタ
を形成する。前記平均濃度はチヤネル中央の1.6
倍となつた。
位100比抵抗5〜50Ωcm程度のP型シリコン基板
1を用意し、例えば厚さ500Å程度の熱酸化膜2
を形成して、該素子形成領域をレジスト膜3で覆
う。次にチヤネル端部から0.3μ迄の領域の表面不
純物濃度の平均が、チヤネル中央の1.3倍以上に
なる様に基板と同導電型不純物を導入する。例え
ばbに示すように、レジスト膜3をマスクにし
て、ボロンのイオン注入を例えば20KeVドーズ
量1×1013cm-2で行うと射影飛程は0.07μmであり
標準偏差0.03μm横方向広がり0.05μmで4に示す
ように分布する。その後、例えば反応性イオンエ
ツチング技術で同じレジスト膜3をマスクにし
て、フイールド部のシリコンを例えば0.8μm程度
のエツチング凹部をつくる。その後cに示すよう
にやはり同じマスクを用いて凹部底面にボロンイ
オンを20から30KeV程度の加速電圧でフイール
ド反転防止のためにドーズ量を例えば1012〜1013
cm-2でイオン注入を行う。次にdに示すように全
面にPlasma CVD SiO2膜を堆積し、前述の方法
によりフイールド領域と素子形成領域の境界に断
面形状がほぼ一定の細い溝5を残して、フイール
ド領域にPlasma CVD SiO2膜6を残す。スパツ
タ蒸着したSiO2膜、又はリン、ヒ素、ボロンを
含んだ酸化膜でも良い。次にやはり前述の方法に
よりeに示すようにCVD SiO2膜7および表面を
平坦化する事が可能な膜8を順次形成し、表面を
平坦化する。次にfに示すように8膜、7膜を均
一にエツチングし、フイールド領域にシリコン酸
化膜をほぼ平坦に埋め込む。ここで8膜として
は、レジストを塗布しても良いし、溶融可能なガ
ラス膜例えばリン硅化ガラス、リン−ボロン硅化
ガラス膜などを形成後溶融して平坦化しても良
い。この後、半導体基板にMOS型トランジスタ
を形成する。前記平均濃度はチヤネル中央の1.6
倍となつた。
工程fの直後に、しきい値制御のための第2の
イオン注入を行つても良い。これはチヤネル領域
の不純物濃度を制御するもので、例えば通常1011
〜1012cm-2の範囲のドーズ量で行なわれる。ま
た、このイオン注入は特にシヨートチヤネルトラ
ンジスタのパンチスルーを防止するように例え
ば、25KeVと70KeVと異なるエネルギーを用い
て2回あるいはそれ以上行なつてもよい。また、
DモードトランジスタではAsやPの基板と反対
導電型不純物をイオン注入しても良い。
イオン注入を行つても良い。これはチヤネル領域
の不純物濃度を制御するもので、例えば通常1011
〜1012cm-2の範囲のドーズ量で行なわれる。ま
た、このイオン注入は特にシヨートチヤネルトラ
ンジスタのパンチスルーを防止するように例え
ば、25KeVと70KeVと異なるエネルギーを用い
て2回あるいはそれ以上行なつてもよい。また、
DモードトランジスタではAsやPの基板と反対
導電型不純物をイオン注入しても良い。
第3図では膜3として垂直断面のものを用いた
が、端部に段差又はテーパーを有するものを用い
て回り込み不純物の表面濃度の制御を行なうこと
が出来る。
が、端部に段差又はテーパーを有するものを用い
て回り込み不純物の表面濃度の制御を行なうこと
が出来る。
次に段差を設けた本発明の実施例について、第
4図を用いて説明する。先の実施例の第3図aの
工程において、前記レジスト膜3を第4図に示す
如く形成し、前記レジスト膜3をマスクにしてイ
オン注入を例えば70KeVで行なうと4に示すよ
うに分布する。その後の工程は先の第3図の例と
同様である。
4図を用いて説明する。先の実施例の第3図aの
工程において、前記レジスト膜3を第4図に示す
如く形成し、前記レジスト膜3をマスクにしてイ
オン注入を例えば70KeVで行なうと4に示すよ
うに分布する。その後の工程は先の第3図の例と
同様である。
次にテーパーを設けた本発明の実施例につい
て、第5図を用いて説明する。先の第3図aの工
程において、前記レジスト膜3を現像する際、露
光量を少なくすることにより第5図のようにレジ
スト膜3に例えば70゜のオーパをもたせることが
できる。次にレジスト膜3のマスクにして、ボロ
ンのイオン注入を例えば70KeVで行なうと4に
示すように分布する。その後の工程は先の第3図
と同様である。
て、第5図を用いて説明する。先の第3図aの工
程において、前記レジスト膜3を現像する際、露
光量を少なくすることにより第5図のようにレジ
スト膜3に例えば70゜のオーパをもたせることが
できる。次にレジスト膜3のマスクにして、ボロ
ンのイオン注入を例えば70KeVで行なうと4に
示すように分布する。その後の工程は先の第3図
と同様である。
以上、上記実施例では、P型基板を用いる場合
についてのみ述べたが、n型基板の場合にも同様
に適用できる。またnとpとが同等に存在する
CMOSの製造工程に於ても同様に用いることが
できる。尚、チヤネル幅方向端部から0.3μ迄の領
域の表面不純物濃度の平均が、チヤネル中央の
1.3倍以上である事が必要である。
についてのみ述べたが、n型基板の場合にも同様
に適用できる。またnとpとが同等に存在する
CMOSの製造工程に於ても同様に用いることが
できる。尚、チヤネル幅方向端部から0.3μ迄の領
域の表面不純物濃度の平均が、チヤネル中央の
1.3倍以上である事が必要である。
第1図はBOX構造におけるしきい値電圧のチ
ヤネル幅依存性を示す特性図、第2図はBOX構
造における電流密度分布図、第3図a〜fは製造
工程断面図、第4図は周辺部の膜厚が薄いマスク
を用いた場合の不純物分布を示す断面図、第5図
はテーパのあるマスクを用いた場合の不純物分布
を示す断面図である。 図に於いて、1……シリコン基板、2,6,7
……シリコン酸化膜、3……マスク材、4……イ
オン注入層、5……細い溝、8……表面を平坦化
する膜。
ヤネル幅依存性を示す特性図、第2図はBOX構
造における電流密度分布図、第3図a〜fは製造
工程断面図、第4図は周辺部の膜厚が薄いマスク
を用いた場合の不純物分布を示す断面図、第5図
はテーパのあるマスクを用いた場合の不純物分布
を示す断面図である。 図に於いて、1……シリコン基板、2,6,7
……シリコン酸化膜、3……マスク材、4……イ
オン注入層、5……細い溝、8……表面を平坦化
する膜。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 半導体基板に被膜を設け、この被膜をマスク
として用いて基板に凹部を形成し、この凹部に堆
積絶縁層を埋設し、凹部で囲まれた基板表面にチ
ヤネル幅1μ以下のMOS型トランジスタを形成す
るに際して、前記被膜の端部に段差又はテーパを
設け、基板表面部に基板と同導電型不純物をイオ
ン注入して前記被膜下に伸びる不純物層を形成し
てから前記被膜をマスクとして基板に前記凹部を
形成する事を特徴とする半導体装置の製造方法。 2 チヤネル幅方向端部から0.3μ迄の領域の表面
不純物濃度の平均が、チヤネル中央の1.3倍以上
である事を特徴とする前記特許請求の範囲第1項
記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19064081A JPS5893249A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP19064081A JPS5893249A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5893249A JPS5893249A (ja) | 1983-06-02 |
JPH0445979B2 true JPH0445979B2 (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=16261431
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP19064081A Granted JPS5893249A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5893249A (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4824797A (en) * | 1985-10-31 | 1989-04-25 | International Business Machines Corporation | Self-aligned channel stop |
JP2553694B2 (ja) * | 1989-03-10 | 1996-11-13 | 松下電器産業株式会社 | 半導体装置およびその製造方法 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5688257A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Matsushita Electronics Corp | Halogen bulb |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP19064081A patent/JPS5893249A/ja active Granted
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5688257A (en) * | 1979-12-19 | 1981-07-17 | Matsushita Electronics Corp | Halogen bulb |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5893249A (ja) | 1983-06-02 |
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