JPH07115125A - Semiconductor integrated circuit device and manufacture therefor - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacture therefor

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Publication number
JPH07115125A
JPH07115125A JP5280535A JP28053593A JPH07115125A JP H07115125 A JPH07115125 A JP H07115125A JP 5280535 A JP5280535 A JP 5280535A JP 28053593 A JP28053593 A JP 28053593A JP H07115125 A JPH07115125 A JP H07115125A
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JP
Japan
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groove
oxide film
integrated circuit
circuit device
semiconductor integrated
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Application number
JP5280535A
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Japanese (ja)
Inventor
Shoji Morioka
章次 森岡
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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Publication of JPH07115125A publication Critical patent/JPH07115125A/en
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Abstract

PURPOSE:To provide a semiconductor integrated circuit device, wherein a leakage current can be restrained from occurring even in an environment that gamma-ray or X-ray may impinge on the device by a method wherein a channel stopper is enhanced in an inversion layer stop capacity. CONSTITUTION:A field oxide film 2, a gate oxide film 3, and a gate electrode 4 are formed on a P-type semiconductor substrate 1, and arsenic ions are implanted for the formation of an N<+>-type diffusion layer 5 [figure (a)]. A photoresist film 6 provided with an opening located at the center of the field oxide film 2 is formed, the field oxide film 2 is selectively etched to be provided with a groove 7, and baron ions are implanted into the groove 7 to form a P<+>-type diffusion region 8 under the groove 7 [figure (b)]. A silicon oxide film 9 is formed inside the groove 7 through a liquid growth method, and an interlayer insulating film 10 is provided [figure (c)].

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、素子分離用のフィール
ド絶縁膜を備えた半導体集積回路装置およびその製造方
法に関し、特に、宇宙用として用いることができるよう
に、素子分離膜に高い耐放射線性が付与された半導体集
積回路装置およびその製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device provided with a field insulating film for element isolation and a method for manufacturing the same, and particularly to a high radiation resistance of the element isolation film so that it can be used for space. And a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体集積回路装置においては素子間を
電気的に分離する必要があるが、素子分離技術としては
選択酸化法(LOCOS法)によるフィールド絶縁膜が
広く採用されている。図5(a)は、フィールド絶縁膜
を用いて素子分離を行っている従来の半導体集積回路装
置の平面図であり、図5(b)はそのC−C′線の断面
図である。この従来例を製作するには、p型半導体基板
1の表面にチャネルストッパとなるp+ 拡散領域14を
形成した後、p+ 拡散領域14上に選択酸化法によりフ
ィールド酸化膜2を形成し、フィールド酸化膜の形成さ
れていない領域上にゲート酸化膜3を形成する。ゲート
酸化膜3上にゲート電極4を形成した後、ゲート電極4
およびフィールド酸化膜2をマスクとしてヒ素(As)
をイオン注入してソース・ドレイン領域となるn+ 型拡
散層5を形成する。このようにして形成されたnチャネ
ルMOSトランジスタQn上にCVD法によりBPSG
(Boro-phospho-silicate Glass )を堆積して層間絶縁
膜10を形成する。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit device, it is necessary to electrically isolate elements from each other. As an element isolation technique, a field insulating film by a selective oxidation method (LOCOS method) is widely adopted. FIG. 5A is a plan view of a conventional semiconductor integrated circuit device in which element isolation is performed using a field insulating film, and FIG. 5B is a sectional view taken along the line CC '. In order to manufacture this conventional example, after forming ap + diffusion region 14 serving as a channel stopper on the surface of the p-type semiconductor substrate 1, a field oxide film 2 is formed on the p + diffusion region 14 by a selective oxidation method. A gate oxide film 3 is formed on the region where the field oxide film is not formed. After forming the gate electrode 4 on the gate oxide film 3, the gate electrode 4
And arsenic (As) using the field oxide film 2 as a mask
Are ion-implanted to form an n + type diffusion layer 5 to be source / drain regions. BPSG is formed on the n-channel MOS transistor Qn thus formed by the CVD method.
(Boro-phospho-silicate glass) is deposited to form the interlayer insulating film 10.

【0003】この半導体集積回路装置にγ線やX線など
の高エネルギーの放射線が入射した場合、フィールド酸
化膜2において生成された電子−正孔対の内正孔がシリ
コン−酸化膜付近に移動し、界面付近に分布する正孔ト
ラップに捕獲され、フィールド酸化膜下部に固定電荷が
蓄積する。フィールド酸化膜下には反転層の発生を防止
するためのp+ 型拡散領域14が形成されているが、蓄
積された固定電荷の量が増加すると、p+ 型拡散領域1
4に反転層が発生するようになり、異常電流経路が出現
するため、隣接するMOSトランジスタ間に電流リーク
を生じる。
When high-energy radiation such as γ-rays or X-rays is incident on this semiconductor integrated circuit device, holes in the electron-hole pairs generated in the field oxide film 2 move to the vicinity of the silicon-oxide film. Then, they are trapped by the hole traps distributed near the interface, and fixed charges are accumulated under the field oxide film. A p + type diffusion region 14 is formed under the field oxide film to prevent the generation of an inversion layer. However, when the amount of fixed charges accumulated increases, the p + type diffusion region 1 is formed.
An inversion layer is generated in 4 and an abnormal current path appears, resulting in current leakage between adjacent MOS transistors.

【0004】図6(a)は、特開平2−192159号
公報にて提案された、この異常電流経路の発生を防止す
る手段を有する従来例の平面図であり、図6(b)はそ
のD−D′線の断面図である。図6において、図5の部
分と同等の部分には同一の参照番号が付されているので
重複する説明は省略するが、この従来例ではフィールド
酸化膜2の上面に凹状の溝15が形成されており、その
溝15は層間絶縁膜10を構成するBPSGにより埋め
込まれている。このように構成した半導体集積回路装置
では、BPSG膜中に再結合中心や捕獲中心が多く含ま
れるため、γ線やX線等で発生した正電荷は再結合中心
や捕獲中心により再結合消滅あるいは捕獲不動化され、
フィールド酸化膜2の下部に固定正電荷が蓄積されるこ
とは抑制される。
FIG. 6 (a) is a plan view of a conventional example having means for preventing the occurrence of this abnormal current path proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2-192159, and FIG. 6 (b) shows the same. It is a sectional view of a DD 'line. In FIG. 6, portions similar to those of FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and a duplicate description will be omitted. However, in this conventional example, a concave groove 15 is formed on the upper surface of the field oxide film 2. The groove 15 is filled with BPSG forming the interlayer insulating film 10. In the semiconductor integrated circuit device configured as described above, since many recombination centers and trap centers are contained in the BPSG film, positive charges generated by γ-rays or X-rays recombine or disappear due to recombination centers or trap centers. Immobilized capture,
Accumulation of fixed positive charges under the field oxide film 2 is suppressed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述した第1、第2の
従来例では、いずれの場合にもp+ 拡散領域14は、ボ
ロンイオンB+ の半導体基板表面への導入により形成さ
れるが、その後にフィールド酸化膜形成のために高温度
の長時間の熱酸化工程を経るため、上記のB+ が大きく
拡散してしまい、この領域を十分に高濃度に保つことは
困難である。このため、第1の従来例では勿論、第2の
従来例でも、反転層発生防止機能は十分ではなく、蓄積
された正電荷によりMOSトランジスタ間に異常電流経
路が発生し電流リークが生じる。また、上記各従来例で
は、ボロンイオンの注入マスクが、フィールド酸化膜を
形成するための窒化膜のパターニングマスクと同一であ
り、かつn+ 型拡散層5がフィールド酸化膜2をマスク
として形成されるため、p+ 型拡散領域14はn+ 型拡
散層5と直接接触して形成されることになり、両拡散層
間の接合破壊電圧が低くなるという問題があった。
In any of the first and second conventional examples described above, the p + diffusion region 14 is formed by introducing boron ions B + into the surface of the semiconductor substrate. Thereafter, a thermal oxidation process at a high temperature for a long time is performed for forming a field oxide film, so that the above B + is largely diffused, and it is difficult to maintain this region at a sufficiently high concentration. Therefore, not only in the first conventional example but also in the second conventional example, the inversion layer generation preventing function is not sufficient, and an abnormal current path is generated between the MOS transistors due to the accumulated positive charges, causing current leakage. Further, in each of the above conventional examples, the boron ion implantation mask is the same as the nitride film patterning mask for forming the field oxide film, and the n + type diffusion layer 5 is formed using the field oxide film 2 as a mask. Therefore, the p + type diffusion region 14 is formed in direct contact with the n + type diffusion layer 5, and there is a problem that the junction breakdown voltage between both diffusion layers becomes low.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明によれば、第1導電型半導体基板(1)上ま
たは第1導電型ウェル上に、全膜厚を貫通またはほぼ貫
通する溝(7)が開設された素子分離用のフィールド絶
縁膜(2)が形成され、前記溝の直下のみにほぼ限定さ
れて第1導電型の高不純物濃度拡散層(8)が形成さ
れ、前記溝の少なくとも一部が絶縁物(9)によって埋
め込まれていることを特徴とする半導体集積回路装置が
提供される。
In order to solve the above problems, according to the present invention, the first conductive type semiconductor substrate (1) or the first conductive type well is penetrated or almost penetrated through the entire film thickness. A field insulating film (2) for element isolation having a groove (7) formed therein is formed, and a high-concentration diffusion layer (8) of the first conductivity type is formed substantially only just under the groove. Provided is a semiconductor integrated circuit device, wherein at least a part of the groove is filled with an insulator (9).

【0007】また、本発明によれば、半導体基板の表面
を選択的に酸化して素子分離用のフィールド絶縁膜
(2)を形成する工程と、第1導電型半導体領域(1)
上の前記フィールド絶縁膜を選択的に除去して全膜厚を
貫通またはほぼ貫通する溝(7)を開設する工程と、第
1導電型不純物(ボロン)をイオン注入して前記溝直下
の前記半導体領域に高不純物濃度の第1導電型拡散層
(8)を形成する工程と、前記溝の少なくとも一部を絶
縁物(9)によって埋め込む工程と、を含むことを特徴
とする半導体集積回路装置の製造方法が提供される。
According to the present invention, the step of selectively oxidizing the surface of the semiconductor substrate to form the field insulating film (2) for element isolation, and the first conductivity type semiconductor region (1).
A step of selectively removing the field insulating film above to form a groove (7) penetrating or almost penetrating the entire film thickness; and ion-implanting a first conductivity type impurity (boron) to directly under the groove. A semiconductor integrated circuit device comprising: a step of forming a high-concentration first-conductivity-type diffusion layer (8) in a semiconductor region; and a step of filling at least a part of the groove with an insulator (9). A method of manufacturing the same is provided.

【0008】[0008]

【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の第1の実施例の配線工程
前の状態を示す平面図であり、図2は、そのA−A′線
断面での工程断面図である[図2(c)は、図1のA−
A′線の断面図である]。図1に示されるように、ゲー
ト電極4およびソース・ドレイン領域となるn+型拡散
層5を有するnチャネルMOSトランジスタQnは、フ
ィールド酸化膜2に囲まれた活性領域内に形成されてい
る。フィールド酸化膜2下の半導体基板表面領域内には
チャネルストッパとなるp+ 型拡散領域8が形成されて
いる。
Embodiments of the present invention will now be described with reference to the drawings. 1 is a plan view showing a state before a wiring process of a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a process cross-sectional view taken along the line AA 'of FIG. 2 (c). , A- in FIG.
It is a sectional view taken along the line A ′]. As shown in FIG. 1, an n-channel MOS transistor Qn having a gate electrode 4 and an n + type diffusion layer 5 serving as a source / drain region is formed in an active region surrounded by a field oxide film 2. A p + type diffusion region 8 serving as a channel stopper is formed in the semiconductor substrate surface region below the field oxide film 2.

【0009】本実施例の半導体集積回路装置は以下のよ
うに製造される。抵抗率11.5〜15.5Ω・cmの
p型半導体基板1の表面に、LOCOS法により、膜厚
5000Å程度にフィールド酸化膜2を形成し、フィー
ルド酸化膜2の形成されていない領域上に熱酸化法によ
りゲート酸化膜3を形成する。ゲート酸化膜3上に膜厚
0.7μmの多結晶シリコンを堆積しこれをパターニン
グしてゲート電極4を形成した後、ゲート電極4および
フィールド酸化膜2をマスクとしてヒ素を加速エネルギ
ー30keV、ドーズ量5×1015cm-2の条件でイオ
ン注入してソース・ドレイン領域となるn+ 型拡散層5
を形成する[図2(a)]。
The semiconductor integrated circuit device of this embodiment is manufactured as follows. A field oxide film 2 having a film thickness of about 5000Å is formed on the surface of the p-type semiconductor substrate 1 having a resistivity of 11.5 to 15.5 Ω · cm by the LOCOS method, and is formed on a region where the field oxide film 2 is not formed. The gate oxide film 3 is formed by the thermal oxidation method. Polycrystalline silicon having a thickness of 0.7 μm is deposited on the gate oxide film 3 and patterned to form the gate electrode 4, and then arsenic is used as an acceleration energy of 30 keV and a dose amount using the gate electrode 4 and the field oxide film 2 as a mask. N + type diffusion layer 5 to become source / drain regions by ion implantation under the condition of 5 × 10 15 cm -2
Are formed [FIG. 2 (a)].

【0010】フォトリソグラフィ技術により、フィール
ド酸化膜2の中央部上に開口を有するフォトレジスト膜
6を形成し、これをマスクとしてフィールド酸化膜2を
選択的に除去してフィールド酸化膜を貫通する溝7を形
成する。次に、フォトレジスト膜6をマスクとして溝7
を通してボロンを、加速エネルギー15keV、ドーズ
量5×1015cm-2の条件でイオン注入して、溝7直下
の半導体基板1の表面にp+ 型拡散領域8を形成する
[図2(b)]。
A photoresist film 6 having an opening is formed on the central portion of the field oxide film 2 by photolithography, and the field oxide film 2 is selectively removed using this as a mask to form a groove penetrating the field oxide film. Form 7. Next, using the photoresist film 6 as a mask, the groove 7 is formed.
Boron is ion-implanted under the conditions of an acceleration energy of 15 keV and a dose amount of 5 × 10 15 cm -2 to form a p + -type diffusion region 8 on the surface of the semiconductor substrate 1 immediately below the groove 7 [FIG. ].

【0011】さらに、フォトレジスト膜6をマスクとし
て液相成長法によりSiO2 を成長させてフィールド酸
化膜2に形成された溝7を埋め込むシリコン酸化膜9を
形成する。その後、フォトレジスト膜6をアッシングし
て除去し、CVD(ChemicalVapor Deposition )法に
よりBPSGを成長させて層間絶縁膜10を形成する
[図2(c)]。その後、常法により、コンタクトホー
ルを開孔しアルミニウムを被着した後これをパターニン
グしてアルミニウム配線(図示なし)を形成する。
Further, using the photoresist film 6 as a mask, SiO 2 is grown by liquid phase epitaxy to form a silicon oxide film 9 filling the groove 7 formed in the field oxide film 2. Then, the photoresist film 6 is removed by ashing, and BPSG is grown by the CVD (Chemical Vapor Deposition) method to form the interlayer insulating film 10 [FIG. 2 (c)]. After that, a contact hole is opened and aluminum is deposited by a conventional method and then patterned to form an aluminum wiring (not shown).

【0012】上記のように形成された半導体集積回路装
置では、ボロンのイオン注入後に長時間の高温での熱処
理工程がないので、チャネルストッパとしてのp+ 型拡
散領域8が大きく拡がることを防止することができる。
すなわち、p+ 型拡散領域8の不純物濃度を所定の高濃
度に維持することができるとともに、ボロンのイオン注
入範囲が狭いことと相まって拡散領域8とMOSトラン
ジスタQnのn+ 型拡散層5との間の距離を十分に確保
することができる。したがって、チャネルストッパ(p
+ 型拡散領域)による電流リーク防止機能を強化するこ
とができるとともに、トランジスタQnのn+ 型拡散層
5の空乏層のチャネルストッパ側への伸びを拡大させる
ことができ、MOSトランジスタQnのソース・ドレイ
ンの接合破壊電圧の低下を防止することができる。
In the semiconductor integrated circuit device formed as described above, there is no heat treatment step at a high temperature for a long time after boron ion implantation, so that the p + type diffusion region 8 as a channel stopper is prevented from being greatly expanded. be able to.
That is, the impurity concentration of the p + type diffusion region 8 can be maintained at a predetermined high concentration, and the diffusion region 8 and the n + type diffusion layer 5 of the MOS transistor Qn are combined with the narrow boron ion implantation range. A sufficient distance can be secured. Therefore, the channel stopper (p
The current leakage prevention function of the + type diffusion region) can be strengthened, and the extension of the depletion layer of the n + type diffusion layer 5 of the transistor Qn to the channel stopper side can be expanded, and the source of the MOS transistor Qn It is possible to prevent a decrease in the junction breakdown voltage of the drain.

【0013】更に、液相成長法によるSiO2 膜の成膜
は、 H2 SiF6 +2H2 O←→6HF+SiO23 BO3 +4HF←→BF4 -+H3+ +2H2 O の反応により行われるため、BF4 -が形成されたシリコ
ン酸化膜9中に残存することになる。酸化膜中に存在す
るフッ素Fが正電荷を捕獲不動化する機能のあることが
知られており、溝7を埋める液相成長シリコン酸化膜の
この機能により、界面付近における固定正電荷の蓄積を
抑制することができる。
Further, the formation of the SiO 2 film by the liquid phase growth method is performed by the reaction of H 2 SiF 6 + 2H 2 O ← → 6HF + SiO 2 H 3 BO 3 + 4HF ← → BF 4 + H 3 O + + 2H 2 O. Therefore, BF 4 remains in the formed silicon oxide film 9. It is known that the fluorine F existing in the oxide film has a function of trapping and immobilizing the positive charges, and this function of the liquid phase growth silicon oxide film filling the groove 7 causes accumulation of fixed positive charges near the interface. Can be suppressed.

【0014】図3は、本発明の第2の実施例の配線工程
前の状態を示す平面図であり、図4は、そのB−B′線
断面での工程断面図である[図4(c)は、図3のB−
B′線の断面図である]。図3に示されるように、ゲー
ト電極4およびソース・ドレイン領域となるn+型拡散
層5を有するnチャネルMOSトランジスタQnと、ゲ
ート電極4およびソース・ドレイン領域となるp+ 型拡
散層11を有するpチャネルMOSトランジスタQpと
は、フィールド酸化膜2に囲まれた活性領域内に形成さ
れている。そして、トランジスタQnを囲むフィールド
酸化膜2下の半導体基板表面領域内にはチャネルストッ
パとなるp+ 型拡散領域8が形成されている。
FIG. 3 is a plan view showing a state before a wiring process of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a process sectional view taken along the line BB 'of FIG. c) is B- in FIG.
It is a sectional view taken along the line B ′]. As shown in FIG. 3, an n-channel MOS transistor Qn having a gate electrode 4 and an n + type diffusion layer 5 serving as a source / drain region, and a p + type diffusion layer 11 serving as a gate electrode 4 and a source / drain region are provided. The p-channel MOS transistor Qp has is formed in the active region surrounded by the field oxide film 2. A p + type diffusion region 8 serving as a channel stopper is formed in the semiconductor substrate surface region below the field oxide film 2 surrounding the transistor Qn.

【0015】本実施例の半導体集積回路装置は以下のよ
うに製造される。抵抗率11.5〜15.5Ω・cmの
p型半導体基板1の表面に、リンをエネルギー130k
eV、ドーズ量5×1012cm-2の条件でイオン注入
し、1200℃の熱処理を行って、nウェル12を形成
する。次に、LOCOS法により、膜厚5000Å程度
にフィールド酸化膜2を形成し、フィールド酸化膜2の
形成されていない領域上にゲート酸化膜3を形成する。
ゲート酸化膜3上に多結晶シリコンによりゲート電極4
を形成した後、nウェル12上をフォトレジストで保護
し、ゲート電極4およびフィールド酸化膜2をマスクと
してヒ素を加速エネルギー30keV、ドーズ量5×1
15cm-2の条件でイオン注入してトランジスタQnの
ソース・ドレイン領域となるn+ 型拡散層5を形成す
る。続いて、nチャネルMOSトランジスタ側をフォト
レジストで保護し、ゲート電極4およびフィールド酸化
膜2をマスクとしてボロンを加速エネルギー20ke
V、ドーズ量5×1015cm-2の条件でイオン注入して
トランジスタQpのソース・ドレイン領域となるp+
拡散層11を形成する[図4(a)]。
The semiconductor integrated circuit device of this embodiment is manufactured as follows. On the surface of the p-type semiconductor substrate 1 having a resistivity of 11.5 to 15.5 Ω · cm, phosphorus is applied with an energy of 130 k.
Ions are implanted under the conditions of eV and a dose amount of 5 × 10 12 cm −2 , and heat treatment is performed at 1200 ° C. to form the n well 12. Next, the field oxide film 2 is formed to a film thickness of about 5000Å by the LOCOS method, and the gate oxide film 3 is formed on the region where the field oxide film 2 is not formed.
A gate electrode 4 made of polycrystalline silicon is formed on the gate oxide film 3.
Then, the n well 12 is protected by a photoresist, and the arsenic is accelerated with an acceleration energy of 30 keV and a dose of 5 × 1 using the gate electrode 4 and the field oxide film 2 as a mask.
Ions are implanted under the condition of 0 15 cm -2 to form the n + type diffusion layer 5 to be the source / drain regions of the transistor Qn. Subsequently, the n-channel MOS transistor side is protected by a photoresist, and the boron is accelerated with an acceleration energy of 20 ke using the gate electrode 4 and the field oxide film 2 as a mask.
Ions are implanted under the conditions of V and a dose amount of 5 × 10 15 cm −2 to form the p + type diffusion layer 11 to be the source / drain regions of the transistor Qp [FIG. 4 (a)].

【0016】次に、フォトリソグラフィ技術により、n
チャネルMOSトランジスタQnを囲むフィールド酸化
膜2の中央部上に開口を有するフォトレジスト膜6aを
形成し、これをマスクとしてフィールド酸化膜2を選択
的に除去してフィールド酸化膜を貫通する溝7を形成す
る。次に、フォトレジスト膜6aをマスクとして溝7を
通してフッ化ボロン(BF2 +)を、加速エネルギー10
keV、ドーズ量5×1015cm-2の条件でイオン注入
して、溝7直下の半導体基板1の表面にチャネルストッ
パとなるp+ 型拡散領域8を形成する[図4(b)]。
Next, by photolithography technique, n
A photoresist film 6a having an opening is formed on the central portion of the field oxide film 2 surrounding the channel MOS transistor Qn, and the field oxide film 2 is selectively removed using this as a mask to form a groove 7 penetrating the field oxide film. Form. Next, using the photoresist film 6a as a mask, boron fluoride (BF 2 + ) is passed through the groove 7 and the acceleration energy 10
Ions are implanted under the conditions of keV and a dose amount of 5 × 10 15 cm −2 to form a p + type diffusion region 8 serving as a channel stopper on the surface of the semiconductor substrate 1 immediately below the groove 7 [FIG. 4 (b)].

【0017】さらに、フォトレジスト膜6aをマスクと
して液相成長法によりSiO2 を膜厚20nm程度に成
長させてシリコン酸化膜9によりフィールド酸化膜2に
形成された溝7の一部を埋め込む。次に、フォトレジス
ト膜6aをアッシング除去し、スパッタ法により全面に
タングステンを被着した後、エッチバックして溝7内に
シールドプレート13を埋め込む。その後、CVD法に
よりBPSGを成長させて層間絶縁膜10を形成する
[図4(c)]。このシールドプレート13は、接地
する、負の電圧を印加する、フローティング状態と
する、の何れかの態様において用いられる。その後、常
法により、コンタクトホールを開孔しアルミニウムを被
着した後これをパターニングしてアルミニウム配線を形
成する。
Further, using the photoresist film 6a as a mask, SiO 2 is grown to a film thickness of about 20 nm by a liquid phase epitaxy method to fill a part of the groove 7 formed in the field oxide film 2 with the silicon oxide film 9. Next, the photoresist film 6a is removed by ashing, tungsten is deposited on the entire surface by a sputtering method, and then etched back to fill the shield plate 13 in the groove 7. Then, BPSG is grown by the CVD method to form the interlayer insulating film 10 [FIG. 4 (c)]. The shield plate 13 is used in any one of a grounded state, a negative voltage applied state, and a floating state. After that, a contact hole is opened and aluminum is deposited by a conventional method and then patterned to form an aluminum wiring.

【0018】本実施例においてもnチャネルMOSトラ
ンジスタを囲んで形成されるフィールド酸化膜下のp+
型拡散領域8の不純物濃度を高く維持できるので、隣接
するnチャネルMOSトランジスタ間およびnチャネル
MOSトランジスタのn+ 型拡散層5とnウェル12と
の間の電流リークを抑えることができる。また、溝内に
シールドプレートを配置したことにより、寄生nチャネ
ルMOSトランジスタのしきい値電圧の変動量を小さく
抑えることができる。
Also in this embodiment, p + under the field oxide film formed surrounding the n-channel MOS transistor is used.
Since the impurity concentration of type diffusion region 8 can be maintained high, current leakage between adjacent n channel MOS transistors and between n + type diffusion layer 5 and n well 12 of the n channel MOS transistor can be suppressed. Further, by disposing the shield plate in the groove, the variation amount of the threshold voltage of the parasitic n-channel MOS transistor can be suppressed small.

【0019】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明はこれら実施例に限定されるものではなく、特許
請求の範囲に記載された本願発明の要旨内において各種
の変更が可能である。例えば、実施例においては、CM
OS型半導体集積回路装置を形成するのに、p型半導体
基板を用いてnウェルを形成していたが、これを逆にし
てn型半導体基板中にpウェルを設けるようにすること
ができ、また、p型(またはn型)半導体基板にnウェ
ル、pウェルの両方を形成するようにすることもでき
る。これらの場合、pウェル上に形成されたフィールド
酸化膜に溝を設けその溝の直下にp+ 型拡散領域を形成
するようにする。また、第1、第2の実施例では、フィ
ールド酸化膜中の溝7は半導体基板表面にまで到達して
いたが、10〜20nm程度フィールド酸化膜を残した
溝であってもよい。さらに、実施例ではMOSトランジ
スタ形成後に、溝7、p+ 型拡散領域8、シリコン酸化
膜9を形成していたが、この順序を逆にして7〜9を形
成した後にMOSトランジスタを形成するようにするこ
とができる。
The preferred embodiment has been described above.
The present invention is not limited to these examples, and various modifications can be made within the scope of the present invention described in the claims. For example, in the embodiment, CM
In forming the OS type semiconductor integrated circuit device, the n well was formed using the p type semiconductor substrate, but it is possible to reverse this to form the p well in the n type semiconductor substrate. Alternatively, both the n-well and the p-well can be formed on the p-type (or n-type) semiconductor substrate. In these cases, a groove is provided in the field oxide film formed on the p well, and the p + type diffusion region is formed immediately below the groove. Further, in the first and second embodiments, the groove 7 in the field oxide film reaches the surface of the semiconductor substrate, but it may be a groove in which the field oxide film is left on the order of 10 to 20 nm. Further, in the embodiment, the groove 7, the p + type diffusion region 8 and the silicon oxide film 9 are formed after the MOS transistor is formed. However, the order is reversed to form 7 to 9 and then the MOS transistor is formed. Can be

【0020】[0020]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体集積回路装置は、フィールド酸化膜を形成した後に、
このフィールド酸化膜を貫通するかあるいはほぼ貫通す
る溝を形成し、この溝を通してボロンを注入してチャネ
ルストッパとなるp+ 型拡散領域を形成するものである
ので、本発明によれば、チャネルストッパ形成後に長時
間の高温熱処理を経由しないようにすることができる。
したがって、本発明によれば、十分に高濃度のチャネル
ストッパを形成することができ、宇宙等のγ線、X線の
入射を受ける環境下にあっても反転層の発生を防止して
電流リークを抑制することができる。また、本発明によ
れば、チャネルストッパを形成するための不純物導入領
域が狭い範囲に限定されることおよび不純物導入後の高
温履歴が少ないことにより、チャネルストッパをトラン
ジスタのソース・ドレイン領域と接触させないように形
成することが可能となり、これらの領域の接合破壊電圧
を高く維持することができる。
As described above, in the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, after the field oxide film is formed,
According to the present invention, the channel stopper is formed because a groove penetrating or almost penetrating the field oxide film is formed and boron is injected through the groove to form a p + -type diffusion region serving as a channel stopper. It is possible not to go through a high temperature heat treatment for a long time after the formation.
Therefore, according to the present invention, it is possible to form a channel stopper having a sufficiently high concentration and prevent the generation of the inversion layer even in an environment such as space where γ-rays and X-rays are incident to prevent current leakage. Can be suppressed. Further, according to the present invention, since the impurity introduction region for forming the channel stopper is limited to a narrow range and the high temperature history after the impurity introduction is small, the channel stopper does not come into contact with the source / drain region of the transistor. Thus, it is possible to maintain a high junction breakdown voltage in these regions.

【0021】また、本発明によれば、フィールド酸化膜
に形成された溝内にFを含有するシリコン酸化膜を埋め
込んでいるので、γ線等の放射線により発生した正電荷
をF- に捕獲させることができるので、素子間の異常電
流リーク経路の発生を一層確実に抑制することができ
る。
Further, according to the present invention, since the silicon oxide film containing F is buried in the groove formed in the field oxide film, the positive charge generated by the radiation such as γ-rays is trapped in F . Therefore, it is possible to more reliably suppress the generation of the abnormal current leakage path between the elements.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施例を示す平面図。FIG. 1 is a plan view showing a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の第1の実施例の製造方法を説明するた
めの工程断面図。
FIG. 2 is a process sectional view for explaining the manufacturing method according to the first embodiment of the present invention.

【図3】本発明の第2の実施例を示す平面図。FIG. 3 is a plan view showing a second embodiment of the present invention.

【図4】本発明の第2の実施例の製造方法を説明するた
めの工程断面図。
FIG. 4 is a process sectional view for explaining the manufacturing method of the second embodiment of the present invention.

【図5】第1の従来例の平面図と断面図。FIG. 5 is a plan view and a cross-sectional view of a first conventional example.

【図6】第2の従来例の平面図と断面図。FIG. 6 is a plan view and a sectional view of a second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 p型半導体基板 2 フィールド酸化膜 3 ゲート酸化膜 4 ゲート電極 5 n+ 型拡散層(トランジスタQnのソース・ドレイ
ン領域) 6、6a フォトレジスト膜 7 フィールド酸化膜に形成した溝 8 p+ 型拡散領域(チャネルストッパ) 9 液相成長法で形成したシリコン酸化膜 10 層間絶縁膜 11 p+ 型拡散層(トランジスタQpのソース・ドレ
イン領域) 12 nウェル 13 シールドプレート 14 p+ 型拡散領域(チャネルストッパ) 15 フィールド酸化膜に形成した溝 Qn nチャネルMOSトランジスタ Qp pチャネルMOSトランジスタ
1 p-type semiconductor substrate 2 field oxide film 3 gate oxide film 4 gate electrode 5 n + type diffusion layer (source / drain region of transistor Qn) 6, 6a photoresist film 7 groove formed in field oxide film 8 p + type diffusion layer Region (channel stopper) 9 Silicon oxide film formed by liquid phase growth method 10 Interlayer insulating film 11 p + type diffusion layer (source / drain region of transistor Qp) 12 n well 13 Shield plate 14 p + type diffusion region (channel stopper) ) 15 Groove formed in field oxide film Qn n-channel MOS transistor Qp p-channel MOS transistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/78 7514−4M H01L 29/78 301 R ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Internal reference number FI Technical indication H01L 29/78 7514-4M H01L 29/78 301 R

Claims (9)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 第1導電型半導体基板上または第1導電
型ウェル上に、全膜厚を貫通またはほぼ貫通する溝が開
設された素子分離用のフィールド絶縁膜が形成され、前
記溝の直下のみにほぼ限定されて第1導電型の高不純物
濃度拡散層が形成され、前記溝の少なくとも一部が絶縁
物によって埋め込まれていることを特徴とする半導体集
積回路装置。
1. A field insulating film for element isolation, in which a groove penetrating or almost penetrating the entire film thickness is formed on a first conductive type semiconductor substrate or a first conductive type well, and directly below the groove. A semiconductor integrated circuit device comprising: a first-conductivity-type high-impurity-concentration diffusion layer formed substantially only; and at least a part of the groove is filled with an insulator.
【請求項2】 溝を埋め込む前記絶縁物がフッ素を含有
していることを特徴とする請求項1記載の半導体集積回
路装置。
2. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the insulator filling the groove contains fluorine.
【請求項3】 溝を埋め込む前記絶縁物が液相成長法に
よって形成されたシリコン酸化膜であることを特徴とす
る請求項1記載の半導体集積回路装置。
3. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the insulator filling the groove is a silicon oxide film formed by a liquid phase epitaxy method.
【請求項4】 前記溝が、液相成長法によって形成され
たシリコン酸化膜およびシールドプレートを構成する金
属層によって埋め込まれていることを特徴とする請求項
1記載の半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the groove is filled with a silicon oxide film formed by a liquid phase epitaxy method and a metal layer forming a shield plate.
【請求項5】 半導体基板の表面を選択的に酸化して素
子分離用のフィールド絶縁膜を形成する工程と、第1導
電型半導体領域上の前記フィールド絶縁膜を選択的に除
去して全膜厚を貫通またはほぼ貫通する溝を開設する工
程と、第1導電型不純物をイオン注入して前記溝直下の
前記半導体領域に高不純物濃度の第1導電型拡散層を形
成する工程と、前記溝の少なくとも一部を絶縁物によっ
て埋め込む工程と、を含むことを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。
5. A step of selectively oxidizing the surface of a semiconductor substrate to form a field insulating film for element isolation, and the field insulating film on the first conductivity type semiconductor region is selectively removed to form the entire film. Forming a groove penetrating or almost penetrating the thickness, forming a first-conductivity-type diffusion layer having a high impurity concentration in the semiconductor region immediately below the groove by ion-implanting a first-conductivity-type impurity, and the groove And a step of burying at least a part of the insulating layer with an insulating material.
【請求項6】 半導体基板の表面を選択的に酸化して素
子分離用のフィールド絶縁膜を形成する工程と、前記フ
ィールド絶縁膜で区画された領域にMOSトランジスタ
を形成する工程と、第1導電型半導体領域上の前記フィ
ールド絶縁膜を選択的に除去して全膜厚を貫通またはほ
ぼ貫通する溝を開設する工程と、第1導電型不純物をイ
オン注入して前記溝直下の前記半導体領域に高不純物濃
度の第1導電型拡散層を形成する工程と、前記溝の少な
くとも一部を絶縁物によって埋め込む工程と、を含むこ
とを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
6. A step of selectively oxidizing a surface of a semiconductor substrate to form a field insulating film for element isolation, a step of forming a MOS transistor in a region partitioned by the field insulating film, and a first conductive method. Selectively removing the field insulating film on the semiconductor region to form a groove penetrating or almost penetrating the entire film thickness, and ion-implanting a first conductivity type impurity into the semiconductor region immediately below the groove. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a step of forming a first-conductivity-type diffusion layer having a high impurity concentration; and a step of filling at least a part of the groove with an insulator.
【請求項7】 溝の少なくとも一部を絶縁物で埋め込む
前記工程が、シリコン酸化膜の液相成長によって行われ
ることを特徴とする請求項5または6記載の半導体集積
回路装置の製造方法。
7. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein the step of filling at least a part of the groove with an insulator is performed by liquid phase growth of a silicon oxide film.
【請求項8】 前記フィールド絶縁膜を選択的に除去し
て溝を開設する工程と、イオン注入により前記溝直下の
前記半導体領域に高不純物濃度の第1導電型拡散層を形
成する工程と、前記溝の少なくとも一部を絶縁物によっ
て埋め込む工程と、が同一のフォトレジスト膜をマスク
として行われることを特徴とする請求項5または6記載
の半導体集積回路装置の製造方法。
8. A step of selectively removing the field insulating film to open a groove, and a step of forming a high-concentration first conductivity type diffusion layer in the semiconductor region directly below the groove by ion implantation, 7. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein the step of filling at least a part of the groove with an insulator is performed using the same photoresist film as a mask.
【請求項9】 液相成長法により前記溝内を部分的にシ
リコン酸化膜で埋め込んだ後、全面に金属層を被着しこ
れをエッチバックして前記溝の残りの部分を金属層で埋
め込むことを特徴とする請求項5または6記載の半導体
集積回路装置の製造方法。
9. After partially filling the inside of the groove with a silicon oxide film by a liquid phase growth method, a metal layer is deposited on the entire surface and is etched back to fill the remaining portion of the groove with the metal layer. 7. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 5, wherein.
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