JPH07283302A - Manufacture of semiconductor integrated circuit device - Google Patents

Manufacture of semiconductor integrated circuit device

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Publication number
JPH07283302A
JPH07283302A JP6067211A JP6721194A JPH07283302A JP H07283302 A JPH07283302 A JP H07283302A JP 6067211 A JP6067211 A JP 6067211A JP 6721194 A JP6721194 A JP 6721194A JP H07283302 A JPH07283302 A JP H07283302A
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JP
Japan
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region
groove
semiconductor substrate
semiconductor
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP6067211A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshitaka Kimura
吉孝 木村
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kawasaki Steel Corp filed Critical Kawasaki Steel Corp
Priority to JP6067211A priority Critical patent/JPH07283302A/en
Publication of JPH07283302A publication Critical patent/JPH07283302A/en
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  • Element Separation (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To reduce the number of manufacturing processes by the process performed for forming a second groove which separates elements from each other by forming the second groove together with a first groove for alignment target in the same process by utilizing the process for forming the first groove. CONSTITUTION:A first groove 2S for alignment target is formed in a first area on the main surface of the substrate l and a second groove 2W for separating elements from each other having a narrower width is formed between a second area 11 and third area 12 adjacent to the area 11 on the main surface of the substrate 1. Then an oxide film 3 is formed on the entire main surface of the substrate 1 by thermal oxidation so that at least the groove 2W can be filled with the film 3. In addition, a well area 4 having a conductivity opposite to that of the substrate 1 is formed in the second area 11 and another well area 5 having the same conductivity as that of the substrate 1 is formed in the third area 12 on the main surface of the substrate l. Therefore, the number of manufacturing processes can be reduced by the process for forming the groove 2W between the well area.

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、半導体集積回路装置に
関し、特に、半導体集積回路装置の素子間分離技術に適
用して有効な技術に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to a technique effective when applied to an element isolation technique of the semiconductor integrated circuit device.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体素子やこの半導体素子を集積化し
た回路は、素子特性の向上や回路特性の向上を目的とし
て、微細化され、高集積化が図られる。半導体基板(製
造中においては半導体ウエーハ、スクライブ処理後は半
導体チップ)上において、複数の素子(能動素子)間
は、素子分離技術によって、互いに電気的に絶縁分離さ
れる。素子分離技術の重要な要件は、分離に必要な面積
を最小限に小さくし、半導体基板の主面上において素子
の配置面積を有効に確保することである。
2. Description of the Related Art A semiconductor element or a circuit in which the semiconductor element is integrated is miniaturized and highly integrated for the purpose of improving element characteristics and circuit characteristics. On a semiconductor substrate (semiconductor wafer during manufacturing, semiconductor chip after scribing), a plurality of elements (active elements) are electrically isolated from each other by an element isolation technique. An important requirement of the element isolation technique is to minimize the area required for the isolation and effectively secure the arrangement area of the elements on the main surface of the semiconductor substrate.

【0003】ところで、低消費電力、動作速度の高速化
等に最適なCMOS(相補型MOSFET)を備えた半
導体集積回路装置は、図8(要部断面図)に示すよう
に、n型ウエル領域4、p型ウエル領域5の夫々の間の
境界を介在し、素子間が分離される。具体的には、p型
ウエル領域5の主面に形成されたn+ 型半導体領域(n
チャネルMOSFETのソース領域又はドレイン領域)
11とn型ウエル領域4の主面に形成されたp+ 型半導
体領域(pチャネルMOSFETのソース領域又はドレ
イン領域)12との間が、フィールド絶縁膜(熱酸化
膜)を介在し、絶縁分離される。図8において、符号1
はp型半導体基板(単結晶珪素基板)、符号8は反転し
やすい領域に形成されたp型チャネルストッパ領域であ
る。
By the way, a semiconductor integrated circuit device equipped with a CMOS (complementary MOSFET), which is optimal for low power consumption and high operating speed, has an n-type well region as shown in FIG. 4 and the p-type well region 5 are separated from each other by interposing a boundary between them. Specifically, the n + type semiconductor region (n
Source region or drain region of channel MOSFET)
11 and a p + type semiconductor region (source region or drain region of p-channel MOSFET) 12 formed on the main surface of the n-type well region 4 have a field insulating film (thermal oxide film) interposed therebetween, and are electrically isolated. To be done. In FIG. 8, reference numeral 1
Is a p-type semiconductor substrate (single crystal silicon substrate), and reference numeral 8 is a p-type channel stopper region formed in a region that is easily inverted.

【0004】しかし、この種の素子分離構造は、p型ウ
エル領域5、n型ウエル領域4の夫々の境界近傍におい
て、異なる導電型のキャリア密度が相互に相殺され、キ
ャリア密度が低くなる(ウエル領域の不純物濃度が低く
なる)。つまり、p型ウエル領域5のn+ 型半導体領域
11とn型ウエル領域4のp+ 型半導体領域12との間
の絶縁分離耐圧が、充分に確保できない。絶縁分離耐圧
を充分に確保するには、p型ウエル領域5の複数の隣接
するn+ 型半導体領域11間、又はn型ウエル領域4の
複数の隣接するp+ 型半導体領域12間を基準離隔寸法
とすれば、この基準離隔寸法の数倍の距離が必要とな
る。
However, in this type of element isolation structure, carrier densities of different conductivity types cancel each other out in the vicinity of the boundaries between the p-type well region 5 and the n-type well region 4, and the carrier density becomes low (well The impurity concentration of the region becomes low). That is, the dielectric isolation breakdown voltage between the n + type semiconductor region 11 of the p type well region 5 and the p + type semiconductor region 12 of the n type well region 4 cannot be sufficiently secured. In order to ensure a sufficient dielectric isolation breakdown voltage, a plurality of adjacent n + -type semiconductor regions 11 in the p-type well region 5 or a plurality of adjacent p + -type semiconductor regions 12 in the n-type well region 4 are separated by a reference distance. In terms of dimensions, a distance that is several times the standard separation dimension is required.

【0005】また、p型ウエル領域5のn+ 型半導体領
域11とn型ウエル領域4のp+ 型半導体領域12との
間の離隔寸法が充分確保されていない場合、横方向の寄
生バイポーラトランジスタのベース幅が小さくなり、エ
ミッタ接地電流増幅率hPEが増大するので、ラッチアッ
プ耐性が劣化する。
Further, when the distance between the n + type semiconductor region 11 of the p type well region 5 and the p + type semiconductor region 12 of the n type well region 4 is not sufficiently secured, a lateral parasitic bipolar transistor is formed. , The ground width of the emitter becomes small and the grounded emitter current amplification factor h PE increases, so that the latch-up resistance deteriorates.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】上記課題を解決できる
技術として、半導体基板1の主面において、p型ウエル
領域5とn型ウエル領域4との間の境界部分に素子分離
用溝を形成する、素子分離技術が知られている。前記素
子分離用溝は半導体基板1の主面から深さ方向にエッチ
ングによって形成され、この素子分離用溝は絶縁物が埋
込まれる。この素子分離用溝を形成する素子分離技術
は、従来の半導体基板1の主面の選択酸化技術、所謂L
OCOS技術に比べて、半導体基板1の深さ方向に絶縁
分離に必要な距離を確保できるので、集積度を損なうこ
となく、絶縁分離耐圧を向上できる特徴がある。
As a technique capable of solving the above problems, an element isolation groove is formed at the boundary between the p-type well region 5 and the n-type well region 4 on the main surface of the semiconductor substrate 1. , Element isolation technology is known. The element isolation groove is formed by etching in the depth direction from the main surface of the semiconductor substrate 1, and the element isolation groove is filled with an insulator. The element isolation technique for forming the element isolation trench is a conventional selective oxidation technique for the main surface of the semiconductor substrate 1, so-called L.
Compared with the OCOS technique, the distance required for insulation separation can be secured in the depth direction of the semiconductor substrate 1, so that the insulation separation breakdown voltage can be improved without impairing the degree of integration.

【0007】しかしながら、前述の素子分離用溝を形成
する素子分離技術は、素子分離溝を形成する工程及び素
子分離溝内に絶縁物を埋込む工程が単純に増加し、半導
体集積回路装置の製造工程数が増加する。
However, in the element isolation technique for forming the element isolation groove described above, the steps of forming the element isolation groove and the step of burying an insulator in the element isolation groove are simply increased, and the manufacturing of the semiconductor integrated circuit device is increased. The number of steps increases.

【0008】また、前述の素子分離用溝を形成する素子
分離技術は、技術的にも困難さを伴う。例えば、半導体
基板1の主面に素子分離用溝を形成した後にこの素子分
離用溝の側壁に不純物(チャネルストッパ領域)を導入
する技術、幅の異なる素子分離用溝に絶縁物を均一に埋
込む技術は夫々困難さを伴う。また、応力集中や電解集
中の緩和を目的として、素子分離用溝の開口角部若しく
は底面角部に行う面取り技術(丸め技術)は、同様に困
難さを伴う。
Further, the element isolation technique for forming the above-mentioned element isolation groove is technically difficult. For example, a technique of forming an element isolation groove on the main surface of the semiconductor substrate 1 and then introducing an impurity (channel stopper region) into the sidewall of the element isolation groove, or an element isolation groove having a different width is uniformly filled with an insulator. Each technique involves difficulties. Further, the chamfering technique (rounding technique) performed on the opening corners or bottom corners of the element isolation trench for the purpose of alleviating stress concentration or electrolytic concentration is similarly difficult.

【0009】本発明は、このような問題点を解決するこ
とを課題としてなされたものであり、半導体基板、ウエ
ル領域の夫々の間、又は複数のウエル領域の夫々の間に
素子分離用溝を形成する半導体集積回路装置の製造方法
において、製造工程数を削減できる技術の提供を目的と
する。
The present invention has been made to solve the above problems, and an element isolation groove is provided between each of the semiconductor substrate and the well regions or between each of the plurality of well regions. It is an object of the present invention to provide a technique capable of reducing the number of manufacturing steps in a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device to be formed.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、半導体集積回路装置の製造方法におい
て、下記工程(1)乃至工程(3)を具備したことを特
徴とする。
In order to solve the above problems, the present invention is characterized in that a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device includes the following steps (1) to (3).

【0011】(1)第1導電型半導体基板の主面の第1
領域に、前記半導体基板の主面から深さ方向に形成され
た、アライメントターゲット用第1溝を形成するととも
に、前記半導体基板の主面において、前記第1領域と異
なる第2領域、この第2領域に隣接する第3領域の夫々
の間の境界部分に、前記第1溝に比べて溝幅が小さい素
子分離用第2溝を形成する工程、(2)前記半導体基板
の主面全面に熱酸化処理によって熱酸化膜を形成し、少
なくとも前記第2溝の内部に前記熱酸化膜を埋込む工
程、(3)前記半導体基板の主面の第2領域に、前記半
導体基板と反対導電型の第2導電型第1半導体領域を形
成する、又はこの第1半導体領域を形成するとともに、
前記半導体基板の主面の第3領域に、前記半導体基板と
同一導電型の第1導電型第2半導体領域を形成する工
程。
(1) The first main surface of the first conductivity type semiconductor substrate
In the region, a first groove for an alignment target is formed in a depth direction from the main surface of the semiconductor substrate, and a second region different from the first region in the main surface of the semiconductor substrate is formed. Forming a second trench for element isolation having a groove width smaller than that of the first groove at a boundary portion between the respective third regions adjacent to the region; and (2) applying heat to the entire main surface of the semiconductor substrate. A step of forming a thermal oxide film by an oxidization process and burying the thermal oxide film in at least the inside of the second groove, (3) in the second region of the main surface of the semiconductor substrate, which has a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate. Forming a second conductivity type first semiconductor region, or forming this first semiconductor region, and
Forming a first conductivity type second semiconductor region of the same conductivity type as the semiconductor substrate in the third region of the main surface of the semiconductor substrate.

【0012】また、本発明は、前記アライメントターゲ
ット用第1溝を形成する工程が、前記半導体基板のスク
ライブ領域に第1溝を形成する工程であり、前記第2半
導体領域、又は第2半導体領域及び第3半導体領域を形
成する工程が、前記半導体基板の集積回路形成領域にウ
エル領域を形成する工程であり、前記素子分離用第2溝
を形成する工程が、前記半導体基板、ウエル領域の夫々
に形成される各々の素子間、又は前記複数のウエル領域
の夫々に形成される各々素子間を電気的に分離する溝を
形成する工程である、ことを特徴とする。
Further, in the present invention, the step of forming the first groove for the alignment target is a step of forming the first groove in the scribe region of the semiconductor substrate, wherein the second semiconductor region or the second semiconductor region is formed. And the step of forming the third semiconductor region is a step of forming a well region in the integrated circuit formation region of the semiconductor substrate, and the step of forming the second trench for element isolation is performed on each of the semiconductor substrate and the well region. The step of forming a groove for electrically isolating each element formed in the above step or each element formed in each of the plurality of well regions.

【0013】また、本発明は、前記熱酸化処理が、前記
アライメントターゲット用第1溝及び素子分離用第2溝
の形成に伴う、半導体基板の主面のダメージ層を除去す
る処理を含む、ことを特徴とする。
Further, according to the present invention, the thermal oxidation treatment includes a treatment for removing a damaged layer on the main surface of the semiconductor substrate, which accompanies the formation of the first groove for alignment target and the second groove for element isolation. Is characterized by.

【0014】[0014]

【作用】本発明は、前記半導体集積回路装置の製造方法
において、フォトリソグラフィ技術におけるマスク合わ
せの際に使用する、アライメントターゲット用第1溝を
形成する工程を利用し、この工程と同一工程で素子分離
用第2溝を形成するので、この素子分離用第2溝を形成
する工程に相当する分、製造工程数を削減できる。ま
た、本発明は、前記半導体集積回路装置の製造方法にお
いて、前記アライメントターゲット用第1溝及び素子分
離用第2溝の形成に伴う、半導体基板の主面のダメージ
層を除去する熱酸化処理を利用し、この工程と同一工程
で素子分離用第2溝の内部に熱酸化膜を埋込んだので、
この素子分離用第2溝の内部に熱酸化膜を埋込む工程に
相当する分、製造工程数を削減できる。
According to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, the step of forming the first groove for the alignment target, which is used in the mask alignment in the photolithography technique, is used. Since the second isolation trench is formed, the number of manufacturing steps can be reduced by the amount corresponding to the step of forming the element isolation second groove. In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, a thermal oxidation treatment for removing a damaged layer on a main surface of a semiconductor substrate, which accompanies the formation of the alignment target first groove and the element isolation second groove, is performed. Since the thermal oxide film was buried inside the second trench for element isolation in the same process as this process,
The number of manufacturing steps can be reduced by the amount corresponding to the step of burying the thermal oxide film inside the second trench for element isolation.

【0015】[0015]

【実施例】以下、本発明の好適な実施例について、図面
に基づき説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT A preferred embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0016】本発明の一実施例である半導体集積回路装
置の製造方法について、図1乃至図7(各製造工程毎に
示す要部断面図)に示す。
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to an embodiment of the present invention is shown in FIGS. 1 to 7 (cross-sectional views of the essential part shown in each manufacturing step).

【0017】まず、単結晶珪素からなるp型(又はn
型)半導体基板(半導体ウエーハ)1を準備する。
First, a p-type (or n-type) made of single crystal silicon is used.
A type) semiconductor substrate (semiconductor wafer) 1 is prepared.

【0018】次に、図1に示すように、半導体基板1の
主面において、スクライブ領域(図1中、左側)にアラ
イメントターゲット用溝2Sを形成する。そして、この
アライメントターゲット用溝2Sを形成する工程と同一
工程において、集積回路形成領域のウエル領域間の境界
部分に相当する領域(図1中、右側中央)に素子分離溝
2Wを形成する。
Next, as shown in FIG. 1, an alignment target groove 2S is formed in the scribe region (left side in FIG. 1) on the main surface of the semiconductor substrate 1. Then, in the same step as the step of forming the alignment target groove 2S, the element isolation groove 2W is formed in a region (center on the right side in FIG. 1) corresponding to the boundary between the well regions of the integrated circuit formation region.

【0019】前記アライメントターゲット用溝2Sは、
フォトリソグラフィー技術において、製造マスクの位置
合わせ用の目印として使用される。また、アライメント
ターゲット用溝2Sは集積回路形成領域での素子の形成
に影響を及ぼすことがないスクライブ領域に形成されて
いる。したがって、スクライブ(ダイシング)工程以後
はこのスクライブ領域が排除されるので、原則的にアラ
イメントターゲット用溝2Sは存在しない。
The alignment target groove 2S is
In the photolithography technology, it is used as a mark for aligning a manufacturing mask. The alignment target groove 2S is formed in the scribe region that does not affect the formation of elements in the integrated circuit formation region. Therefore, since the scribe region is excluded after the scribe (dicing) step, the alignment target groove 2S does not exist in principle.

【0020】前記素子分離用溝2Wは、後工程で形成さ
れるp型ウエル領域に形成される素子とn型ウエル領域
に形成される素子との間を絶縁分離し、かつこの絶縁分
離能力を高めるために使用される。素子分離用溝2W
は、基本的にはアライメントターゲット用溝2Sを形成
する工程と同一工程で形成されるので、製造工程数を増
加することなく形成できる。
The element isolation trench 2W insulates and isolates an element formed in a p-type well region and an element formed in an n-type well region, which will be formed in a later step, from the insulating isolation capability. Used to enhance. Element isolation groove 2W
Is basically formed in the same step as the step of forming the alignment target groove 2S, so that it can be formed without increasing the number of manufacturing steps.

【0021】前記アライメントターゲット用溝2S、素
子分離用溝2Wの夫々は、フォトリソグラフィ技術で形
成したエッチングマスクを使用し、異方性エッチングに
より形成する。アライメントターゲット用溝2Sは、例
えばアライメントしやすいように、2.0μmの溝幅で
形成し、半導体基板1の主面から0.5μmの深さで形
成する。素子分離用溝2Wは、例えば素子分離面積を減
少するために0.5μmの溝幅で形成し、半導体基板1
の主面から0.5μmの深さで形成する。
The alignment target groove 2S and the element isolation groove 2W are formed by anisotropic etching using an etching mask formed by a photolithography technique. The alignment target groove 2S is formed with a groove width of 2.0 μm and formed with a depth of 0.5 μm from the main surface of the semiconductor substrate 1 to facilitate alignment, for example. The element isolation trench 2W is formed with a groove width of 0.5 μm, for example, in order to reduce the element isolation area.
It is formed to a depth of 0.5 μm from the main surface of.

【0022】次に、前記異方性エッチングに基づいて発
生する表面層のダメージ層を除去する目的で、半導体基
板1の主面全面に熱酸化処理工程を施し、図2に示すよ
うに、酸化珪素膜3を形成する。この酸化珪素膜3は、
例えば500nmの膜厚で形成される。この膜厚におけ
る酸化珪素膜3は、素子分離用溝2Wの内部がほとんど
埋込まれ、かつ素子分離用溝2W上の表面が平坦に形成
される。また、酸化珪素膜3は、アライメントターゲッ
ト用溝2Sの内部が埋込まれずに、アライメントターゲ
ット用溝2S上の表面が平坦に形成される。
Next, in order to remove the damage layer of the surface layer generated by the anisotropic etching, a thermal oxidation treatment process is applied to the entire main surface of the semiconductor substrate 1 to oxidize it as shown in FIG. A silicon film 3 is formed. This silicon oxide film 3 is
For example, it is formed with a film thickness of 500 nm. The silicon oxide film 3 having this thickness almost fills the inside of the element isolation trench 2W, and the surface on the element isolation trench 2W is formed flat. In addition, the silicon oxide film 3 has a flat surface on the alignment target groove 2S without being filled in the alignment target groove 2S.

【0023】次に、前記酸化珪素膜3の表面の全面に等
方性エッチングを行い、所謂エッチバック処理を行い、
オーバーエッチング量を加算し、前記酸化珪素膜3の膜
厚に層とする膜厚分のエッチングを行う(図3参照)。
このエッチバック処理によって、前記素子分離用溝2W
の内部には酸化珪素膜3を選択的に残置できる。それ以
外の半導体基板1の主面上、アライメントターゲット用
溝2Sの内部の夫々の酸化珪素膜3は除去される。前記
エッチングは例えばHFで行われる。また、素子分離用
溝2Wの内部に埋込まれた酸化珪素膜3の表面を平坦に
するにはオーバーエッチング量を少なくする。
Next, isotropic etching is performed on the entire surface of the silicon oxide film 3 to perform a so-called etch back process,
The over-etching amount is added, and etching is performed by the film thickness of the silicon oxide film 3 to form a layer (see FIG. 3).
By this etch back process, the element isolation trench 2W is formed.
The silicon oxide film 3 can be selectively left inside. On the other main surface of the semiconductor substrate 1, each silicon oxide film 3 inside the alignment target groove 2S is removed. The etching is performed using HF, for example. Further, in order to make the surface of the silicon oxide film 3 buried inside the element isolation trench 2W flat, the amount of overetching is reduced.

【0024】前記素子分離用溝2Wの内部に埋込まれる
酸化珪素膜3はダメージ層を除去するための酸化珪素膜
3を形成する工程と同一工程で形成されるので、製造工
程を増加することなく、素子分離用溝2Wの内部に酸化
珪素膜3を埋込める。
Since the silicon oxide film 3 buried in the element isolation trench 2W is formed in the same step as the step of forming the silicon oxide film 3 for removing the damaged layer, the number of manufacturing steps should be increased. Instead, the silicon oxide film 3 is embedded in the element isolation trench 2W.

【0025】次に、半導体基板1の主面全面に熱酸化処
理を施し、図3に示すように、符号は付けないが、半導
体基板1の主面上に酸化珪素膜を形成する。この酸化珪
素膜は、イオン打込みの際のダメージの緩和、重金属汚
染の防止等を目的として、例えば50nmの膜厚で形成
される。
Next, the entire main surface of the semiconductor substrate 1 is subjected to a thermal oxidation treatment, and as shown in FIG. 3, a silicon oxide film is formed on the main surface of the semiconductor substrate 1 although no reference numeral is given. This silicon oxide film is formed with a film thickness of, for example, 50 nm for the purpose of mitigating damage at the time of ion implantation and preventing heavy metal contamination.

【0026】次に、図4に示すように、半導体基板1の
主面において、n型ウエル領域の形成領域にn型不純物
(例えばP+ )4Nを選択的に導入するとともに、p型
ウエル領域の形成領域にp型不純物(例えばB+ )5P
を導入する。n型不純物4N、p型不純物5Pの夫々の
導入に際しては、各々、フォトリソグラフィ技術で形成
した導入用マスクを使用する。n型不純物4Nは、例え
ば、1.5×1013atoms/cm2 のドーズ量において、1
30KeVのエネルギで導入される。p型不純物5P
は、例えば、1.2×1013atoms/cm2 のドーズ量にお
いて、40KeVのエネルギで導入される。なお、スク
ライブ領域は、本実施例において、基本的にウエル領域
形成のための不純物が導入されない。
Next, as shown in FIG. 4, in the main surface of the semiconductor substrate 1, an n-type impurity (for example, P +) 4N is selectively introduced into the formation region of the n-type well region, and the p-type well region is formed. P-type impurity (eg B +) 5P in the formation region of
To introduce. When introducing each of the n-type impurity 4N and the p-type impurity 5P, an introduction mask formed by a photolithography technique is used. The n-type impurity 4N is, for example, 1 at a dose amount of 1.5 × 10 13 atoms / cm 2.
It is introduced with an energy of 30 KeV. p-type impurity 5P
Is introduced with an energy of 40 KeV at a dose of 1.2 × 10 13 atoms / cm 2 , for example. In this embodiment, the scribe region is basically not doped with impurities for forming the well region.

【0027】次に、半導体基板1に熱拡散処理を施し、
前記n型不純物4Nに引伸し拡散を施してn型ウエル領
域4を形成するとともに、p型不純物5Pに引伸し拡散
を施してp型ウエル領域5を形成する。熱拡散処理は、
例えば1100℃で20時間程度行う。前記n型ウエル
領域4、p型ウエル領域5の夫々が形成されると、所謂
ツインウエル構造が形成される(図5参照)。
Next, the semiconductor substrate 1 is subjected to thermal diffusion treatment,
The n-type impurity 4N is stretched and diffused to form the n-type well region 4, and the p-type impurity 5P is stretched and diffused to form the p-type well region 5. The thermal diffusion process is
For example, it is performed at 1100 ° C. for about 20 hours. When each of the n-type well region 4 and the p-type well region 5 is formed, a so-called twin well structure is formed (see FIG. 5).

【0028】次に、半導体基板1の主面上に残っている
酸化珪素膜を除去し、新たに熱酸化処理によって酸化珪
素膜19を形成する。この酸化珪素膜19は例えば20
nmの膜厚で形成する。
Next, the silicon oxide film remaining on the main surface of the semiconductor substrate 1 is removed, and a silicon oxide film 19 is newly formed by thermal oxidation treatment. The silicon oxide film 19 is, for example, 20
It is formed with a film thickness of nm.

【0029】次に、前記酸化珪素膜19の表面上の全面
に窒化珪素膜20を形成し、素子形成領域の窒化珪素膜
20、スクライブ領域の窒化珪素膜20を除いて、前記
窒化珪素膜20を除去する。窒化珪素膜20は、例え
ば、CVD法で堆積され、15nmの膜厚で形成され
る。この窒化珪素膜20は、フォトリソグラフィ技術で
形成されるエッチングマスクを使用し、異方性エッチン
グでパターンニングされる。前記残置された窒化珪素膜
20は耐酸化マスクとして使用される(図5参照)。
Next, a silicon nitride film 20 is formed on the entire surface of the silicon oxide film 19, and the silicon nitride film 20 is removed except for the silicon nitride film 20 in the element formation region and the silicon nitride film 20 in the scribe region. To remove. The silicon nitride film 20 is deposited by, for example, a CVD method and is formed to have a film thickness of 15 nm. This silicon nitride film 20 is patterned by anisotropic etching using an etching mask formed by a photolithography technique. The remaining silicon nitride film 20 is used as an oxidation resistant mask (see FIG. 5).

【0030】前記素子分離用溝2Wは、その内部に酸化
珪素膜3を埋込む際、半導体基板1の表面が酸化され食
われるので、溝幅は約1μm程度に形成される。また、
特にp型ウエル領域は、後に形成されるフィールド絶縁
膜に沿って反転層(リークパス)が発生しやすいので、
チャネルストッパ領域の形成が必須となる。したがっ
て、耐酸化マスクとしての窒化珪素膜20は、チャネル
ストッパ領域の形成のために例えば0.5μmの寸法
(窒化珪素膜20の端から素子分離用溝2Wの開口端ま
での片側の寸法に0.5μm)を確保すると、窒化珪素
膜20はウエル領域の境界部分において約2.0μmに
設定される。
Since the surface of the semiconductor substrate 1 is oxidized and eroded when the silicon oxide film 3 is embedded therein, the element isolation trench 2W is formed to have a trench width of about 1 μm. Also,
Particularly in the p-type well region, an inversion layer (leakage path) is likely to occur along the field insulating film to be formed later,
The formation of the channel stopper region is essential. Therefore, the silicon nitride film 20 as an oxidation-resistant mask has a size of, for example, 0.5 μm (the size on one side from the end of the silicon nitride film 20 to the opening end of the isolation trench 2W is 0 for forming the channel stopper region). 0.5 .mu.m), the silicon nitride film 20 is set to about 2.0 .mu.m at the boundary of the well region.

【0031】次に、図5に示すように、p型ウエル領域
5の主面において、チャネルストッパ領域の形成領域に
p型不純物(例えば、B+ )8Pを導入する。p型不純
物8Pは、前記窒化珪素膜20及び図5に破線で示すフ
ォトリソグラフィ技術で形成した導入マスク21を使用
し、導入される。p型不純物8Pは、例えば3.0×1
13atoms/cm2 のドーズ量において、30KeVのエネ
ルギで導入される。
Next, as shown in FIG. 5, a p-type impurity (for example, B +) 8P is introduced into the formation region of the channel stopper region in the main surface of the p-type well region 5. The p-type impurity 8P is introduced using the silicon nitride film 20 and the introduction mask 21 formed by the photolithography technique shown by the broken line in FIG. The p-type impurity 8P is, for example, 3.0 × 1
It is introduced with an energy of 30 KeV at a dose of 0 13 atoms / cm 2 .

【0032】次に、前記導入マスク21を除去した後、
前記窒化珪素膜20を耐酸化マスクとして使用し、熱酸
化処理を行い、フィールド絶縁膜(酸化珪素膜)6を形
成する。このフィールド絶縁膜6は、例えば500nm
の膜厚で形成する。また、この熱酸化処理は同時に熱を
伴うので、前記p型不純物8Pに引伸ばし拡散が施さ
れ、p型チャネルストッパ領域8が形成される(図6参
照)。
Next, after removing the introduction mask 21,
Using the silicon nitride film 20 as an oxidation resistant mask, a thermal oxidation process is performed to form a field insulating film (silicon oxide film) 6. This field insulating film 6 is, for example, 500 nm
It is formed with a film thickness of. Further, since this thermal oxidation treatment is accompanied by heat at the same time, the p-type impurity 8P is stretched and diffused to form the p-type channel stopper region 8 (see FIG. 6).

【0033】このp型チャネルストッパ領域8を形成す
ることにより、素子分離構造が完成する。前記n型ウエ
ル領域4、p型ウエル領域5の夫々の間の境界部分に
は、素子分離用溝2W、その内部に埋込まれた酸化珪素
膜3、フィールド絶縁膜6及びp型チャネルストッパ領
域8で形成される素子分離構造が構成される。この酸化
珪素膜3及びフィールド絶縁膜6はウエル間分離絶縁膜
7を構成する。前記n型ウエル領域4に形成される複数
の素子間には、フィールド絶縁膜6で形成される素子分
離構造が構成される。また、p型ウエル領域5に形成さ
れる複数の素子間には、フィールド絶縁膜6及びp型チ
ャネルストッパ領域8で形成される素子分離構造が構成
される。
The element isolation structure is completed by forming the p-type channel stopper region 8. At the boundary between the n-type well region 4 and the p-type well region 5, the isolation trench 2W, the silicon oxide film 3 embedded therein, the field insulating film 6, and the p-type channel stopper region are formed. The element isolation structure formed by 8 is constituted. The silicon oxide film 3 and the field insulating film 6 form a well isolation insulating film 7. An element isolation structure formed of a field insulating film 6 is formed between the plurality of elements formed in the n-type well region 4. An element isolation structure formed by the field insulating film 6 and the p-type channel stopper region 8 is formed between the plurality of elements formed in the p-type well region 5.

【0034】そして、図6に示すように、耐酸化マスク
として使用した窒化珪素膜20を除去する。
Then, as shown in FIG. 6, the silicon nitride film 20 used as the oxidation resistant mask is removed.

【0035】次に、通常にCMOSプログラムにしたが
い、図7に示すようにnチャネルMOSFETQn、p
チャネルMOSFETQp、層間絶縁膜13、接続孔1
4、配線(例えばAl−Cu合金)15の夫々を順次形
成する。
Next, in accordance with normal CMOS programming, as shown in FIG. 7, n-channel MOSFETs Qn, p
Channel MOSFET Qp, interlayer insulating film 13, connection hole 1
4. Each of the wirings (for example, Al—Cu alloy) 15 is sequentially formed.

【0036】前記nチャネルMOSFETQnは、ゲー
ト絶縁膜9、ゲート電極10、低濃度のn型半導体領
域、サイドウォールスペーサ、高濃度のn型半導体領域
11の夫々を順次形成することにより形成される。pチ
ャネルMOSFETQpは、ゲート絶縁膜9、ゲート電
極10、低濃度のp型半導体領域、サイドウォールスペ
ーサ、高濃度のp型半導体領域12の夫々を順次形成す
ることにより形成される。本実施例において、nチャネ
ルMOSFETQn、pチャネルMOSFETQpの夫
々はいずれもLDD(ightly oped rain)構造
で構成される。
The n-channel MOSFET Qn is formed by sequentially forming a gate insulating film 9, a gate electrode 10, a low-concentration n-type semiconductor region, a sidewall spacer, and a high-concentration n-type semiconductor region 11. The p-channel MOSFET Qp is formed by sequentially forming the gate insulating film 9, the gate electrode 10, the low-concentration p-type semiconductor region, the sidewall spacers, and the high-concentration p-type semiconductor region 12. In this embodiment, n-channel MOSFET Qn, constituted either husband p-channel MOSFETQp people in LDD (L ightly D oped D rain ) structure.

【0037】そして、前記配線15が形成される(実際
には最終保護膜が形成される)と、半導体基板1はスク
ライブ領域においてスクライブ処理がなされ、半導体チ
ップとして形成される。
When the wiring 15 is formed (actually, the final protective film is formed), the semiconductor substrate 1 is scribed in the scribe area to be formed as a semiconductor chip.

【0038】なお、本発明は、前記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において、種
々変更できる。
The present invention is not limited to the above-mentioned embodiment, but various modifications can be made without departing from the scope of the invention.

【0039】例えば、本発明は、シングルウエル構造を
有する半導体集積回路装置に適用できる。つまり、本発
明は、素子が形成されるウエル領域と同様に素子が形成
される半導体基板との間の境界部分に素子分離用溝が形
成される。
For example, the present invention can be applied to a semiconductor integrated circuit device having a single well structure. That is, according to the present invention, the element isolation groove is formed at the boundary between the well region in which the element is formed and the semiconductor substrate in which the element is formed.

【0040】また、本発明は、CMOSに限定されず、
nチャネル若しくはpチャネルMOSFET、或いはC
MOS及びバイポーラトランジスタを有する半導体集積
回路装置に適用できる。
The present invention is not limited to CMOS,
n-channel or p-channel MOSFET or C
It can be applied to a semiconductor integrated circuit device having a MOS and a bipolar transistor.

【0041】[0041]

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、半導体
集積回路装置の製造方法において、フォトリソグラフィ
技術におけるマスク合わせの際に使用する、アライメン
トターゲット用第1溝を形成する工程を利用し、この工
程と同一工程で素子分離用第2溝を形成するので、この
素子分離用第2溝を形成する工程に相当する分、製造工
程数を削減できる。
As described above, the present invention utilizes the step of forming the first groove for the alignment target, which is used in the mask alignment in the photolithography technique, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, Since the element isolation second groove is formed in the same step as this step, the number of manufacturing steps can be reduced by an amount corresponding to the step of forming the element isolation second groove.

【0042】また、本発明は、半導体集積回路装置の製
造方法において、アライメントターゲット用第1溝及び
素子分離用第2溝の形成に伴う、半導体基板の主面のダ
メージ層を除去する熱酸化処理を利用し、この工程と同
一工程で素子分離用第2溝の内部に熱酸化膜を埋込んだ
ので、この素子分離用第2溝の内部に熱酸化膜を埋込む
工程に相当する分、製造工程数を削減できる。
Further, according to the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, a thermal oxidation treatment for removing a damaged layer on the main surface of the semiconductor substrate accompanying the formation of the first groove for alignment target and the second groove for element isolation. Since the thermal oxide film is embedded inside the element isolation second groove in the same step as this step, the amount corresponding to the step of filling the thermal oxide film inside the element isolation second groove, The number of manufacturing steps can be reduced.

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

【図1】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す第1工程における要部断面図である。
FIG. 1 is a fragmentary cross-sectional view in a first step showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device which is an embodiment of the present invention.

【図2】第2工程における要部断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part in a second step.

【図3】第3工程における要部断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of main parts in a third step.

【図4】第4工程における要部断面図である。FIG. 4 is a cross-sectional view of main parts in a fourth step.

【図5】第5工程における要部断面図である。FIG. 5 is a main-portion cross-sectional view in a fifth step.

【図6】第6工程における要部断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a key part in a sixth step.

【図7】第7工程における要部断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a key part in a seventh step.

【図8】従来の半導体集積回路装置の要部断面図であ
る。
FIG. 8 is a cross-sectional view of essential parts of a conventional semiconductor integrated circuit device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板 2S,2W 溝 3,19 酸化珪素膜 4,5 ウエル領域 6 フィールド絶縁膜 7 ウエル間分離絶縁膜 8 チャネルストッパ領域 9 ゲート絶縁膜 10 ゲート電極 11,12 半導体領域 20 窒化珪素膜 Q MOSFET 1 Semiconductor Substrate 2S, 2W Groove 3,19 Silicon Oxide Film 4,5 Well Region 6 Field Insulating Film 7 Interwell Isolation Film 8 Channel Stopper Region 9 Gate Insulating Film 10 Gate Electrode 11, 12 Semiconductor Region 20 Silicon Nitride Film Q MOSFET

───────────────────────────────────────────────────── 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 27/08 331 B A ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location H01L 27/08 331 BA

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記工程(1)乃至工程(3)を具備し
たことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 (1)第1導電型半導体基板の主面の第1領域に、前記
半導体基板の主面から深さ方向に形成された、アライメ
ントターゲット用第1溝を形成するとともに、前記半導
体基板の主面において、前記第1領域と異なる第2領
域、この第2領域に隣接する第3領域の夫々の間の境界
部分に、前記第1溝に比べて溝幅が小さい素子分離用第
2溝を形成する工程。 (2)前記半導体基板の主面全面に熱酸化処理によって
熱酸化膜を形成し、少なくとも前記第2溝の内部に前記
熱酸化膜を埋込む工程。 (3)前記半導体基板の主面の第2領域に、前記半導体
基板と反対導電型の第2導電型第1半導体領域を形成す
る、又はこの第1半導体領域を形成するとともに、前記
半導体基板の主面の第3領域に、前記半導体基板と同一
導電型の第1導電型第2半導体領域を形成する工程。
1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the following steps (1) to (3). (1) In the first region of the main surface of the first conductivity type semiconductor substrate, a first groove for an alignment target formed in the depth direction from the main surface of the semiconductor substrate is formed, and the main surface of the semiconductor substrate is formed. At the boundary between the second region different from the first region and the third region adjacent to the second region, an element isolation second groove having a groove width smaller than that of the first groove is formed. The process of doing. (2) A step of forming a thermal oxide film on the entire main surface of the semiconductor substrate by a thermal oxidation process and burying the thermal oxide film at least inside the second groove. (3) A second conductivity type first semiconductor region having a conductivity type opposite to that of the semiconductor substrate is formed in the second region of the main surface of the semiconductor substrate, or the first semiconductor region is formed and the semiconductor substrate of the semiconductor substrate is formed. A step of forming a first conductivity type second semiconductor region having the same conductivity type as the semiconductor substrate in the third region of the main surface.
【請求項2】 前記請求項1に記載される、アライメン
トターゲット用第1溝を形成する工程は、前記半導体基
板のスクライブ領域に第1溝を形成する工程であり、前
記第2半導体領域、又は第2半導体領域及び第3半導体
領域を形成する工程は、前記半導体基板の集積回路形成
領域にウエル領域を形成する工程であり、前記素子分離
用第2溝を形成する工程は、前記半導体基板、ウエル領
域の夫々に形成される各々の素子間、又は前記複数のウ
エル領域の夫々に形成される各々素子間を電気的に分離
する溝を形成する工程であることを特徴とする半導体集
積回路装置の製造方法。
2. The step of forming a first groove for an alignment target according to claim 1 is a step of forming a first groove in a scribe region of the semiconductor substrate, wherein the second semiconductor region, or The step of forming the second semiconductor region and the third semiconductor region is a step of forming a well region in the integrated circuit formation region of the semiconductor substrate, and the step of forming the second trench for element isolation is the semiconductor substrate, A semiconductor integrated circuit device, which is a step of forming a groove for electrically separating each element formed in each well region or each element formed in each of the plurality of well regions. Manufacturing method.
【請求項3】 前記請求項1又は請求項2に記載され
る、熱酸化処理は、前記アライメントターゲット用第1
溝及び素子分離用第2溝の形成に伴う、半導体基板の主
面のダメージ層を除去する処理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。
3. The thermal oxidation treatment according to claim 1 or 2 is the first for the alignment target.
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising: a process of removing a damaged layer on a main surface of a semiconductor substrate, which is accompanied by formation of a groove and a second groove for element isolation.
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