JPH05198571A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH05198571A
JPH05198571A JP4257337A JP25733792A JPH05198571A JP H05198571 A JPH05198571 A JP H05198571A JP 4257337 A JP4257337 A JP 4257337A JP 25733792 A JP25733792 A JP 25733792A JP H05198571 A JPH05198571 A JP H05198571A
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JP
Japan
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bird
film
beak
field oxide
oxide film
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Application number
JP4257337A
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English (en)
Inventor
Masahiko Ito
政彦 伊藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 フィールド酸化膜の端部下の半導体基板で結
晶欠陥が発生するのを抑制する。 【構成】 フィールド酸化膜であるSiO2 膜12を形
成した後、バーズビーク12aのみを露出させるレジス
ト24をマスクにして、バーズビーク12aのみをウエ
ットエッチングで除去する。SiO2 膜12を形成した
時点ではバーズビーク12a下のSi基板11に潜在応
力22が存在しているが、この潜在応力22はバーズビ
ーク12aを除去した時に解放されるので、結晶欠陥が
発生しない。しかも、マスク24を用いているので、バ
ーズビーク12a以外のSiO2 膜12の膜厚は減少し
ない。更に、ウエットエッチングを行っているので、バ
ーズビーク12aの除去に際して結晶欠陥が発生するこ
ともない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、フィールド酸化膜
によって素子分離が行われている半導体装置及びその製
造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】素子分離の方法には大別してPN接合分
離と誘電体分離とがあるが、PN接合分離よりも誘電体
分離の方が多く用いられる様になってきており、誘電体
分離の中でも、選択酸化(LOCOS)法で形成したフ
ィールド酸化膜による酸化膜分離が最も一般的に用いら
れている。
【0003】図6は、この様にLOCOS法で形成した
フィールド酸化膜で素子分離を行っている積層キャパシ
タ型DRAMの一従来例を製造するための工程を示して
いる。この一従来例を製造するためには、図6(a)に
示す様に、Si基板11の素子分離領域の表面にLOC
OS法の従来公知の工程でフィールド酸化膜としてのS
iO2 膜12をまず形成し、その後に素子活性領域の表
面にゲート酸化膜としてのSiO2 膜13を形成する。
【0004】次に、図6(b)に示す様に、メモリセル
を構成するMOSトランジスタ14のゲート電極つまり
ワード線を、SiO2 膜12、13上の多結晶Si膜1
5で形成する。その後、この多結晶Si膜15とSiO
2 膜12とをマスクにして、MOSトランジスタ14の
ソース/ドレインになるN- 層16、17を、Si基板
11のPウェルに形成する。
【0005】そして、絶縁膜21を全面に堆積させ、こ
の絶縁膜21の全面をエッチバックして、絶縁膜21か
ら成る側壁を多結晶Si膜15の側部に形成する。その
後、メモリセルを構成するキャパシタやビット線等を形
成して、この一従来例を完成させる。なお、LOCOS
法でSiO2 膜12を形成した後、マスクを用いずにこ
のSiO2 膜12の全面をエッチングする場合もある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、LOCOS
法でSiO2 膜12を形成すると、周知の様に、このS
iO2 膜12の端部にバーズビーク12aが形成され
る。そして、このバーズビーク12a下のSi基板11
には、図6(a)に示す様に、潜在応力22や原子間の
結合切れ及び重金属汚染等の微小欠陥が存在している。
【0007】このため、絶縁膜21から成る側壁を形成
するためのエッチバックによってSi基板11にダメー
ジが加えられると、転位や積層欠陥等の結晶欠陥23が
発生する。そして、図6(b)に示す様に、この結晶欠
陥23がN- 層16とSi基板11との間の接合を横切
る場合がある。
【0008】この結果、結晶欠陥23がN- 層16とS
i基板11との間の接合を横切っている部分で接合リー
クが生じ、この一従来例の積層キャパシタ型DRAMで
はデータ保持特性が良くなかった。
【0009】なお、既述の様に、LOCOS法でSiO
2 膜12を形成した後、マスクを用いずにこのSiO2
膜12の全面をエッチングすると、SiO2 膜12のう
ちで膜厚の薄い部分であるバーズビーク12aの位置が
後退し、潜在応力22が解放されて、結晶欠陥23の発
生が抑制される。しかし、この様にすると、バーズビー
ク12a以外のSiO2 膜12の膜厚も減少して、素子
分離特性が劣化する。
【0010】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置で
は、バーズビーク12aが除去されているフィールド酸
化膜12によって素子分離が行われている。
【0011】請求項2の半導体装置の製造方法は、半導
体基板11に前記フィールド酸化膜12を形成する工程
と、前記フィールド酸化膜12のうちでバーズビーク1
2aのみを露出させるマスク24を用いて前記バーズビ
ーク12aをウエットエッチングする工程とを有してい
る。
【0012】請求項3の半導体装置の製造方法では、前
記ウエットエッチングとして、前記フィールド酸化膜1
2のうちで一端側のバーズビーク12aのみを露出させ
る第1のマスク42を用いる第1のウエットエッチング
と、他端側のバーズビーク12aのみを露出させる第2
のマスク43を用いる第2のウエットエッチングとを行
う。
【0013】
【作用】請求項1の半導体装置では、フィールド酸化膜
12のバーズビーク12aが除去されているので、フィ
ールド酸化膜12の端部下の半導体基板11における潜
在応力22が解放されており、この部分における結晶欠
陥23の発生が抑制されている。
【0014】請求項2の半導体装置の製造方法では、バ
ーズビーク12aのみを露出させるマスク24を用いて
いるので、バーズビーク12aを除去しても、バーズビ
ーク12a以外のフィールド酸化膜12の膜厚は減少し
ない。しかも、バーズビーク12aをウエットエッチン
グしているので、バーズビーク12aの除去に際して半
導体基板11に結晶欠陥23が発生することもない。
【0015】請求項3の半導体装置の製造方法では、第
1及び第2のマスク42、43の各々によってフィール
ド酸化膜12のうちで一端側か他端側のバーズビーク1
2aしか露出させないので、両端側のバーズビーク12
aを同時に露出させる場合に比べて、フィールド酸化膜
12とマスク42、43との接触面積が大きい。このた
め、フィールド酸化膜12のパターンが微細でも、ウエ
ットエッチング中にマスク42、43が剥離することが
なく、バーズビーク12aを安定的に除去することがで
きる。
【0016】
【実施例】以下、積層キャパシタ型DRAMに適用した
本願の発明の第1及び第2実施例を、図1〜4を参照し
ながら説明する。なお、図6に示した一従来例と対応す
る構成部分には、共通の符号を付してある。
【0017】図1、2が、第1実施例を示している。こ
の第1実施例でも、図1(a)に示す様に、Si基板1
1の素子分離領域の表面にLOCOS法の従来公知の工
程でフィールド酸化膜としてのSiO2 膜12をまず形
成する。従って、SiO2 膜12の端部にはバーズビー
ク12aが形成される。
【0018】しかし、この第1実施例では、図1(a)
及び図2に示す様に、SiO2 膜12のうちでバーズビ
ーク12aのみを露出させるパターンのレジスト24を
形成する。そして、このレジスト24をマスクにして、
フッ酸系のエッチング液でバーズビーク12aをウエッ
トエッチングして、図1(b)に示す様に、バーズビー
ク12aのみを除去する。
【0019】次に、図1(c)に示す様に、レジスト2
4を除去してから、図6に示した一従来例の場合と同様
の工程を実行してMOSトランジスタ14を形成する。
そして、ゲート電極である多結晶Si膜15等を層間絶
縁膜25で覆い、N- 層16に達するコンタクト孔26
を層間絶縁膜25に開孔する。
【0020】その後、メモリセルを構成するキャパシタ
27の下部電極としての多結晶Si膜31をN- 層16
にコンタクトさせ、更にキャパシタ27の誘電体膜32
と、上部電極としての多結晶Si膜33とを順次に形成
する。そして、N- 層17にコンタクトするビット線等
を形成して、この第1実施例を完成させる。
【0021】以上の様な第1実施例でも、SiO2 膜1
2を形成した時点では、図1(a)に示した様に、バー
ズビーク12a下のSi基板11に潜在応力22が存在
している。しかし、この潜在応力22は図1(b)の工
程でバーズビーク12aを除去した時に解放されるの
で、図1(c)に示した様に、Si基板11には結晶欠
陥23が発生していない。
【0022】しかも、図1(c)に示した様に、バーズ
ビーク12aが存在していた部分では、Si基板11の
表面に凹部が形成され、N- 層16が若干深く形成され
るので、潜在応力22が存在していた位置と同じ位置か
またはその近傍に微小欠陥が存在していても、この微小
欠陥はN- 層16に覆われる。従って、以上の様な第1
実施例では、N- 層16とSi基板11との間の接合に
おけるリークが少なく、データ保持特性が高い。
【0023】ところで、半導体装置の高集積化が進むに
連れてフィールド酸化膜のパターンも微細化され、フィ
ールド酸化膜の幅が狭くなってきている。このため、図
7(a)に示す様にSiO2 膜12とレジスト24との
接触面の短辺の長さが例えば1μm程度以下になって接
触面積が小さくなると、図7(b)に示す様にレジスト
24をマスクにしてSiO2 膜12をウエットエッチン
グした場合、図7(c)に示す様にウエットエッチング
の途中でレジスト24が剥離してしまう。
【0024】この様にウエットエッチングの途中でレジ
スト24が剥離してしまうと、SiO2 膜12のバーズ
ビーク12aを安定的には除去することができず、図1
に示した第1実施例を安定的には製造することができな
い。そこで、次に、この様な課題を解決した第2実施例
を説明する。
【0025】図3、4が、第2実施例を示している。こ
の第2実施例では、図3(a)に示す様に、Si基板1
1にPウェルを形成した後、Si基板11の表面を酸化
して膜厚が30nm程度のパッド用のSiO2 膜34を
形成し、膜厚が100nm程度のSiN膜35を減圧C
VD法でSiO2 膜34上に堆積させる。
【0026】その後、SiN膜35上でレジスト36を
素子活性領域のパターンに加工する。そして、このレジ
スト36をマスクにして、チャネルストッパを形成する
ためのボロン37を、25keV程度の加速エネルギで
且つ1×1013cm-2程度のドーズ量に、Si基板11
へイオン注入する。
【0027】次に、レジスト36をマスクにしてSiN
膜35をパターニングし、その後にレジスト36を除去
する。そして、SiN膜35を耐酸化膜にしたLOCO
S法を実行して、図3(b)に示す様に、SiO2 膜1
2とチャネルストッパとしてのP+ 層41とを形成す
る。なお、SiN膜35は、LOCOS法を実行した後
に除去する。
【0028】次に、図3(c)に示す様に、SiO2
12のうちで一端側のバーズビーク12aのみを露出さ
せて他端側のバーズビーク12aを含めたその他の部分
は覆うパターンのレジスト42を形成する。そして、こ
のレジスト42をマスクにして、フッ酸系のエッチング
液で一端側のバーズビーク12aをウエットエッチング
して、図3(d)に示す様に、この一端側のバーズビー
ク12aのみを除去する。
【0029】次に、図3(e)に示す様に、レジスト4
2を除去した後、今度はSiO2 膜12のうちで他端側
のバーズビーク12aのみを露出させてその他の部分は
覆うパターンのレジスト43を形成する。そして、この
レジスト43をマスクにして、フッ酸系のエッチング液
で他端側のバーズビーク12aをウエットエッチングし
て、この他端側のバーズビーク12aのみを除去する。
【0030】その後、図4に示す様に、上述の第1実施
例と同様の工程を実行してキャパシタ27の上部電極と
しての多結晶Si膜33までを形成した後、更に、層間
絶縁膜44、N- 層17に達するコンタクト孔45、ビ
ット線としての多結晶Si膜46等を形成して、この第
2実施例を完成させる。
【0031】なお、以上の第1及び第2実施例は積層キ
ャパシタ型DRAMに本願の発明を適用したものである
が、本願の発明はSRAM等の他の半導体装置にも適用
することができ、第1及び第2実施例とは異なる材料を
用いることもできる。
【0032】また、本願の発明を応用して、例えば、図
4に示した第2実施例のビット線である多結晶Si膜4
6の両側の肩部をウエットエッチングし、図5に示す様
に多結晶Si膜46の肩部をなだらかな形状にすれば、
多結晶Si膜46を覆う層間絶縁膜47及びこの層間絶
縁膜47上のAl配線48の何れの段差被覆性も向上し
て、半導体装置の歩留りが向上する。
【0033】
【発明の効果】請求項1の半導体装置では、フィールド
酸化膜の端部下の半導体基板における結晶欠陥の発生が
抑制されているので、この結晶欠陥に起因する接合リー
クが少ない。従って、半導体メモリ装置に適用すると、
優れたデータ保持特性を得ることができる。
【0034】請求項2の半導体装置の製造方法では、バ
ーズビーク以外のフィールド酸化膜の膜厚が減少せず、
バーズビークの除去に際して半導体基板に結晶欠陥が発
生することもないので、請求項1の半導体装置を安定的
に製造することができる。
【0035】請求項3の半導体装置の製造方法では、フ
ィールド酸化膜のパターンが微細でも、バーズビークを
安定的に除去することができるので、微細な請求項1の
半導体装置を安定的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1実施例を工程順に示してお
り、図2のI−I線に沿う位置における側断面図であ
る。
【図2】第1実施例の平面図である。
【図3】本願の発明の第2実施例を工程順に示す側断面
図である。
【図4】第2実施例で製造した積層キャパシタ型DRA
Mの側断面図である。
【図5】本願の発明の応用例を示しており、要部の断面
を含む斜視図である。
【図6】本願の発明の一従来例を工程順に示す側断面図
である。
【図7】本願の発明が解決しようとする課題を示す側断
面図である。
【符号の説明】
11 Si基板 12 SiO2 膜 12a バーズビーク 24 レジスト 42 レジスト 43 レジスト

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 バーズビークが除去されているフィール
    ド酸化膜によって素子分離が行われている半導体装置。
  2. 【請求項2】 半導体基板に前記フィールド酸化膜を形
    成する工程と、 前記フィールド酸化膜のうちでバーズビークのみを露出
    させるマスクを用いて前記バーズビークをウエットエッ
    チングする工程とを有する請求項1記載の半導体装置の
    製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ウエットエッチングとして、前記フ
    ィールド酸化膜のうちで一端側のバーズビークのみを露
    出させる第1のマスクを用いる第1のウエットエッチン
    グと、他端側のバーズビークのみを露出させる第2のマ
    スクを用いる第2のウエットエッチングとを行う請求項
    2記載の半導体装置の製造方法。
JP4257337A 1991-11-15 1992-09-01 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH05198571A (ja)

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JP4257337A JPH05198571A (ja) 1991-11-15 1992-09-01 半導体装置及びその製造方法

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JP32689591 1991-11-15
JP3-326895 1991-11-15
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JP (1) JPH05198571A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1041479A (ja) * 1996-04-30 1998-02-13 Lg Semicon Co Ltd 半導体メモリセルの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1041479A (ja) * 1996-04-30 1998-02-13 Lg Semicon Co Ltd 半導体メモリセルの製造方法

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