JPH046832A - 半導体素子の製造方法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） この発明は半導体素子の製造方法に係り、特にフィール
ド領域の放射線耐性を向上させる方法に関するものであ
る。

（従来の技術） 従来、半導体装置において、フィールド領域の放射線耐
性を向上させる方法としては、特開昭６０−２０６０４
０号公報、特開昭６０−２１８８５０号公報、および特
開昭６３−２３３５３６号公報に開示される方法がある
。

特開昭６０−２０６０４０号公報に開示される方法は、
第２図に示すように、半導体の絶縁膜Ｎ　ｆｉＪＩ域と
なる位置に形成した溝の底面と側面に絶縁膜１を形成し
、溝の底面の絶縁膜に接した高濃度不純物領域２と溝に
充填した多結晶半導体領域３を設け、半導体領域３に電
極４で負の電圧を印加することにより、放射線照射によ
る劣化を減少させる方法である。

特開昭６０−２１８８５０号公報に開示される方法は、
図示しないがｖＡ緑緑化化物ＡＩなどの良導体を混入す
ることにより、耐放射線性を向上させる方法である。

特開昭６３−２３３５３６号公報に開示される方法は、
第３図に示すように、素子分離領域を構成するフイール
ド絶縁１ｉｌｌに導電性不純物をドープし、かつフィー
ルド絶縁層１１上に導電層１２を形成して、放射＆ｌ損
傷による劣化を低減し、しきい値電圧やリーク電圧の発
生を抑制する方法である。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、以上述べた従来の方法では、いずれも製
造方法の現実性から見て非常に実現が難しいという問題
点がある。

この発明は上記の点に鑑みなされたもので、製造方法が
比較的簡単であり、かつフィールド領域の放射線耐性も
充分得られる半導体素子の製造方法を提供することを目
的とする。

（課題を解決するための手段） この発明では、半導体基板の表面に選択的にフィールド
酸化膜を形成した後、該フィールド酸化膜の表面を一部
エッチングし、そのエツチングされたフィールド酸化膜
の表面にシリコンをイオン注入してアモルファスシリコ
ン層を形成した後、酸化を行ってフィールド酸化膜を追
加生成させることにより、フィールド酸化膜を、酸化膜
、アモルファスシリコン層、酸化膜の３１１ｉ構造とす
る。

（作　用） 上記の製造方法によれば、フィールド酸化膜の表面を一
部エソチングした時のエツチングダメージにより、さら
には３層構造内のアモルファスシリコン層により、放射
線で発生したホールを捕獲するか、電子と再結合させて
消滅させることができるため、フィールド領域内に蓄積
される正電荷を少なくすることが可能となり、フィール
ド領域の放射線耐性を充分に得ることができる。しかも
、上記製造方法は、フィールド酸化膜の形成後、その表
面のエツチング、物理的、信転性的に安定で酸化可能な
シリコンのイオン注入、再酸化を行えばよく、工程が簡
単である。

（実施例） 以下この発明の一実施例を第１図を参照して説明する。

一実施例では、まず第１図（ａｌに示すようにシリコン
基板１１に通常の方法でウェル層１２を形成した後、窒
化膜をマスクとする選択酸化法（ＬＯＣＯ３法）により
、基板１１の表面に選択的にフィールド酸化膜１３を約
６０００〜８０００人厚に形成する。

次に、第１図中）に示すように基板１１上の全面に、フ
ィールド酸化膜１３を幾分エッチバックする際のバッフ
ァ層となるレジストまたはＬＰＳｉＯ１膜１４を１００
０〜１５００人塗布またはＬＰＣＶＤ法で形成する。

しかる後、レジストまたはＬＰ　−ＳｉＯ２膜１４を通
常のドライエツチングでエッチバンクし、同時にその途
中で露出したフィールド酸化膜１３の表面を第１図（Ｃ
１に示すように１０００〜２０００人エッチバンクする
。

その後、うエル層１２上に第１図Ｔｄｌに示すようにレ
ジストパターン１５を形成する。このレジストパターン
１５は、次に行われるシリコンのイオン注入がウェル層
１２　（アクティブ領域）に影響を与えないだけの膜厚
が必要である。

次に、そのレジストパターン１５をマスクとして、フィ
ールド酸化膜１３の表面に対して第１図ｔｅｌに示すよ
うにシリコンのイオン注入を行い、アモルファスシリコ
ン層１６を形成する。この時、イオン注入は、必要以上
に深（打込まれないように出来るだけ低エネルギー（加
速電圧で２００ＫｅＶ以下）で行う。また、シリコンの
ドーズ量はｌ×１０目〜Ｉ　Ｘ　１０ｔ０ｉｏｎｓ　／
−とする。

その後、レジストパターン１５を除去し、充分な洗浄後
、第１図（ｆｌに示すようにウェル層１２の表面にゲー
ト酸化膜１７を９００℃以下の熱酸化（雰囲気はウェフ
トまたはドライのどちらでもよい）で１００〜２００人
厚に形成する。この時同時にアモルファスシリコン層１
６の一部が酸化され、それによりフィールド酸化膜が追
加生成されることになり、その結果、フィールド酸化膜
１３は、酸化Ｗｉ　１３　ａ　、アモルファスシリコン
１１１６、酸化膜１３ｂの３層構造となる。

その後は第１図（１に示すように、ゲート酸化膜１７上
にポリシリコンまたはポリサイドのゲート電極１８を形
成し、さらにその表面およびゲート電極両側のウェル層
１２表面に９００℃以下の０゜アニールでマスク酸化［
１９を形成する。さらに、ゲート電極１８両側のウェル
層１２内にソース・ドレイン領域２０を形成し、全面に
中間絶縁膜２１を被覆し、コンタクトボール２２を開け
、Ａｔ配線２３を形成し、全表面にパフシヘーション膜
２４を形成し、素子を完成させる。

そして、この素子においては、フィールド酸化膜１３の
表面を一部エッチングした時のエツチングダメージによ
り、さらには３層構造内のアモルファスシリコン層１６
により、放射線で発生したホールを捕獲するか、電子と
再結合させて消滅させることができるため、フィールド
領域内に蓄積される正電荷を少なくすることが可能とな
り、フィールド領域の放射線耐性を充分に得ることがで
きる。

なお、上記の製造方法において、フィールド酸化膜１３
のエッチバックおよびシリコンのイオン注入後、各種の
熱処理が存在するが（例えば、酸化膜１７．１９を形成
するための熱酸化、中間絶縁膜２１のフロー　コンタク
トフローなど）、それらはすべて９００℃以下の温度で
行う。それは、上託放射線耐性向上効果を害さないため
である。

もし、９００℃を越える温度で熱処理を行うと、エツチ
ングダメージが回復してホールの捕獲効果がなくなった
り、シリコンが拡散してアモルファスシリコン層１６で
の再結合によるホールの消滅効果が低下して、放射線耐
性向上効果が低下してしまう。

（発明の効果） 以上詳細に説明したように、この発明の製造方法によれ
ば、フィールド領域の放射線耐性を充分に高めることが
でき、信鯨性の高い素子形成が可能となる。また、工程
としては、フィールド酸化膜の形成後、その表面のエツ
チング、物理的、信鯨性的に安定で酸化可能なシリコン
のイオン注入、再酸化を行えばよく、非常に簡単であり
、充分量産ラインにとり入れて実用可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の半導体素子の製造方法の一実施例を
示す工程断面図、第２図および第３図は従来のフィール
ド領域放射線耐性向上法を説明するための断面図である
。 １１・・・シリコン基板、１３・・・フィールド酸化膜
、１４・・・レジストまたはＬＰ　　５ｉｏｚ膜、１５
・・・レジストパターン、１６・・・アモルファスシリ
コン層、第１］゛引 零蹟明の一父１セ１列 第１図 従来め才Ｉ韮） 第２図 イ芝釆の第３一方法 第３ 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　半導体基板の表面に選択的にフィールド酸化膜を形成
   した後、該フィールド酸化膜の表面を一部エッチングす
   る工程と、 そのエッチングされたフィールド酸化膜の表面にシリコ
   ンをイオン注入してアモルファスシリコン層を形成する
   工程と、 その後、酸化を行ってフィールド酸化膜を追加生成させ
   ることにより、フィールド酸化膜を、酸化膜、アモルフ
   ァスシリコン層、酸化膜の３層構造とする工程とを具備
   してなる半導体素子の製造方法。