JPH0815182B2 - 半導体装置の素子分離方法 - Google Patents
半導体装置の素子分離方法Info
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Description
法に係り、特に素子分離領域を最小化しうる半導体装置
の素子分離方法に関する。
れ、微細化技術の中の重要な項目である素子分離領域の
縮小に関する研究が活発になされつつある。特に、大容
量メモリでは素子分離寸法がメモリセルサイズを定める
大きな要因になっている。
基板上に選択的に厚いフィールド酸化膜を成長させて分
離領域を形成するLOCOS(Local Oxidation of Sili
con)法が使用されて来たが、選択酸化時バーズビーク
(bird's beak)という酸化膜領域が分離領域で素子領域
に形成され、分離領域の寸法を拡大させて高集積化の問
題点として指摘され、このバーズビークを縮小するため
の技術としてSILO(Sealed Interface Local Oxida
tion)などの方法が登場した。
LO方法を用いた素子分離領域の形成工程を図示した工
程順序図である。
上に100〜300Å程度の第1窒化シリコン膜11を
成長させた後、その上に低圧CVD法により300〜7
00Å程度の酸化膜12と1000〜2000Å程度の
第2窒化シリコン膜13を順次に形成する。次いで、素
子形成領域を限定するために通常的な写真蝕刻によりこ
の第1窒化シリコン膜11、酸化膜12及び第2窒化シ
リコン膜13を選択的にエッチングして開口部を形成す
る。
成工程を図示したものであって、半導体基板と同一の導
電型の不純物をイオン注入してチャネルストップ層14
を形成する。
工程を図示したものであって、1000℃の高温で40
00〜8000Å程度のフィールド酸化膜15を成長さ
せる。
択的に酸化させるために用いた第2窒化シリコン膜1
3、酸化膜12及び第1窒化シリコン膜11を順次に除
去して素子分離工程を完成する。
のSILO方法を利用した素子分離法においてはフィー
ルド酸化膜と半導体基板の境界面を通じて生じる素子間
のパンチスルーを防止するために高濃度の不純物をイオ
ン注入することになるが、この時、チャネルストップ層
のうち特に高濃度領域と隣接したチャネルストップ層の
縁の不純物の濃度が高くて接合破壊電圧(Junction Bre
akidown Voltage)を低下させる短所があった。
来の技術の問題点を解決するため、高濃度のチャネルス
トップ層による接合破壊電圧の低下が防止できる半導体
装置の素子分離方法を提供することである。
離を長くさせながらパンチスルーが防止できる半導体装
置の素子分離方法を提供することである。
ため、本発明の方法は、半導体基板上に第1窒化シリコ
ン膜、酸化膜及び第2窒化シリコン膜を順次に形成した
後、素子間の分離のための領域を限定するために前記第
2窒化シリコン膜と前記酸化膜に開口部を形成する工程
と、前記第1窒化シリコン膜が露出するように前記開口
部の縁にスペーサを形成し不純物をイオン注入する工程
と、前記第1窒化シリコン膜の露出された部分を除去し
た後前記スペーサを除去する工程と、フィールド酸化膜
を成長させ前記第2窒化シリコン膜、酸化膜及び第1窒
化シリコン膜を順次に除去する工程を具備してなること
を特徴とする。
れた部分及びスペーサの除去工程において、第1窒化シ
リコン膜及び半導体基板の一部まで除去した後、スペー
サを除去することもできる。従って、蝕刻される半導体
基板の深さを調節してこの後のフィールド酸化膜の埋没
程度が調節でき、特にフィールド酸化膜の埋没程度を増
加させることによって有効素子分離方法が長くできる。
に説明する。
る素子分離領域の形成工程を図示した一実施例の工程順
序図である。
上に100〜300Å程度の第1窒化シリコン膜21を
成長させた後、その上に低圧CVD法により300〜7
00Å程度の酸化膜22と1000〜2000Å程度の
第2窒化シリコン膜23を順次に形成した後、素子分離
領域を限定するために通常的な写真蝕刻法によって、第
2窒化シリコン膜23及び酸化膜22の一部をエッチン
グして開口部を形成する。
トップ層25の形成工程を図示したもので、図2(A)
工程後1500〜2500Å程度の酸化膜を形成した
後、異方性蝕刻してスペーサ24を形成する。次いで、
スペーサをマスクとして用いて半導体基板20と同一の
導電型の不純物をイオン注入してチャネルストップ層2
5を形成する。
ン膜21の露出された部分を乾式蝕刻法で除去した後、
スペーサ24を湿式蝕刻法で除去する。
工程を図示したもので、950〜1000℃程度の高温
でフィールド酸化膜26を成長させる。
膜26を選択的に成長させるために使用された第2窒化
シリコン膜23、酸化膜及び第1窒化シリコン膜21を
順次に除去して素子分離工程を完成する。
とによって、スペーサが不純物イオン注入時マスキング
の役割をしてチャネルストップ層の不純物イオンの注入
量が増加しても活性領域の高濃度領域とはスペーサほど
の距離を置くので、接合破壊電圧の低下が防止できる。
る素子分離領域の形成工程を図示した他の実施例の工程
順序図である。
半導体基板20上に100〜300Å程度の第1窒化シ
リコン膜21、300〜700Å程度の酸化膜及び10
00〜2000Å程度の第2窒化シリコン膜23を順次
に形成させた後、素子分離領域を限定するために通常的
な写真蝕刻法によって第2窒化シリコン膜23及び酸化
膜22の一部をエッチングして開口部を形成する。
トップ層25の形成工程を図示したもので、図3(A)
工程後1500〜2500Å程度の酸化膜を形成した
後、異方性蝕刻してスペーサ24を形成する。次いで、
スペーサ24の間の露出された第1窒化シリコン膜21
及び半導体基板20の一部まで乾式蝕刻法で除去した
後、スペーサ24マスクとして用いて半導体基板20と
同一の導電型の不純物をイオン注入してチャネルストッ
プ層25を形成する。
示したもので、湿式蝕刻法でスペーサ24を除去する。
工程を図示したもので、950〜1000℃程度の高温
でフィールド酸化膜26を成長させる。
膜26を選択的に成長させるために使用された第2窒化
シリコン膜23、酸化膜22及び第1窒化シリコン膜2
1を順次に除去することによって素子分離工程を完成す
る。
板の一部まで蝕刻して半導体基板の深さを調節すること
によって、フィールド酸化膜の埋没程度を増加させて有
効素子分離距離を増加させうる。
る素子分離領域の形成工程を図示したもう一つの実施例
の工程順序図である。
上に100〜300Å程度の第1窒化シリコン膜21、
300〜700Å程度の酸化膜22及び1000〜20
00Å程度の第2窒化シリコン膜23を順次に形成させ
た後、通常的な写真蝕刻法によって第2窒化シリコン膜
23及び酸化膜22の一部をエッチングして開口部を形
成する。
後1500〜2500Å程度の酸化膜を形成した後、異
方性蝕刻でスペーサ24を形成する。次いで、スペーサ
24をマスクとして用いて半導体基板と同一の導電型不
純物をイオン注入する。
ペーサ24の間の露出された第1窒化シリコン膜21を
除去した後、面積の狭いフィールド酸化膜が成長される
部分を除外した部分にフォトレジスト27を塗布する。
次いで、露出された半導体基板20を乾式蝕刻法で除去
した後、第2の不純物をイオン注入する。
工程を図示したもので、フォトレジスト27及びスペー
サ24を順次に除去した後、950〜1000℃の高温
でフィールド酸化膜26を成長させる。
膜26の選択的成長に使用された第2窒化シリコン膜2
3、酸化膜22及び第1窒化シリコン膜21を順次に除
去することによって素子分離工程を完成する。
せて成長させることによって、周辺回路との段差を減少
させうる。
第1窒化シリコン膜、酸化膜及び第2窒化シリコン膜を
形成した後、開口部を形成する工程において、スペーサ
の大きさを調節するために第1窒化シリコン膜、酸化膜
及び第2窒化シリコン膜を形成した後第2酸化膜を形成
して第2酸化膜、第2窒化シリコン膜及び酸化膜の一部
までエッチングして開口部を形成することもできる。
ィールド酸化膜成長時、半導体基板と隣接した第1窒化
シリコン膜によって酸化膜の側面拡散を防ぎ、バーズビ
ークの大きさを縮められるので素子分離領域の最小化が
可能であり、フィールド酸化膜の縁部分のストーレスが
少なくて結晶欠陥発生が減少され、漏れ電流特性を向上
させるなど素子分離特性が改善される。
を用いた素子分離領域の形成工程を図示した工程順序図
である。
離領域の形成工程を図示した一実施例の工程順序図であ
る。
離領域の形成工程を図示した他の実施例の工程順序図で
ある。
離領域の形成工程を図示したもう一つ実施例の工程順序
図である。
Claims (15)
- 【請求項1】 半導体基板上に第1窒化シリコン膜、酸
化膜及び第2窒化シリコン膜を順次に形成した後、素子
分離領域を限定するために前記第2窒化シリコン膜と前
記酸化膜に開口部を形成する工程;前記第1窒化シリコン膜が露出するように 前記開口部の
縁にスペーサーを形成した後、前記スペーサをマスクと
して用いて半導体基板に不純物をイオン注入する工程; 前記第1窒化シリコン膜の露出された部分を除去した
後、前記スペーサーを除去する工程; 前記スペーサーの除去工程後フィールド酸化膜を成長さ
せ、前記第2窒化シリコン膜、酸化膜及び第1窒化シリ
コン膜を順次に除去する工程を具備してなることを特徴
とする半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項2】 前記開口部は前記第2窒化シリコン膜及
び酸化膜の一部まで蝕刻して形成することを特徴とする
請求項1に記載の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項3】 前記スペーサは酸化膜より形成すること
を特徴とする請求項1に記載の半導体装置の素子分離方
法。 - 【請求項4】 前記スペーサは前記第2窒化シリコン膜
及び開口部上に酸化膜を形成させた後、乾式蝕刻法で異
方性蝕刻して形成することを特徴とする請求項3に記載
の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項5】 前記開口部を形成する工程は半導体基板
上に第1窒化シリコン膜、第1酸化膜、第2窒化シリコ
ン膜及び第2酸化膜を順次に形成した後、素子分離領域
を限定するために開口部を形成することを特徴とする請
求項1に記載の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項6】 半導体基板上に第1窒化シリコン膜、酸
化膜及び第2窒化シリコン膜を順次に形成した後、素子
分離領域を限定するために前記第2窒化シリコン膜と前
記酸化膜に開口部を形成する工程;前記第1窒化シリコン膜が露出するように 前記開口部の
縁にスペーサを形成した後、前記スペーサの間の露出さ
れた前記第1窒化シリコン膜及び半導体基板の一部を蝕
刻した後、前記スペーサをマスクとして用いて不純物を
イオン注入する工程; 前記スペーサを除去する工程; 前記スペーサの除去工程後、フィールド酸化膜を成長さ
せ前記第2窒化シリコン膜、酸化膜及び第1窒化シリコ
ン膜を順次に除去する工程を具備してなることを特徴と
する半導体装置素子分離方法。 - 【請求項7】 前記開口部は前記第2窒化シリコン膜及
び酸化膜の一部まで蝕刻して形成することを特徴とする
請求項6に記載の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項8】 前記スペーサは酸化膜より形成すること
を特徴とする請求項6に記載の半導体装置の素子分離方
法。 - 【請求項9】 前記スペーサは前記第2窒化シリコン膜
及び開口部上に酸化膜を形成させた後、乾式蝕刻法で異
方性蝕刻して形成することを特徴とする請求項8に記載
の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項10】 前記開口部を形成する工程は半導体基
板上に第1窒化シリコン膜、第1酸化膜、第2窒化シリ
コン膜及び第2酸化膜を形成した後、素子分離領域を限
定するために開口部を形成することを特徴とする請求項
6に記載の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項11】 半導体基板上に第1窒化シリコン膜、
酸化膜及び第2窒化シリコン膜を順次に形成した後、素
子分離領域を限定するために第1領域及び第2領域にお
ける前記第2窒化シリコン膜と前記酸化膜に開口部を形
成する工程;前記第1窒化シリコン膜が露出するように 前記開口部の
縁にスペーサを形成した後前記スペーサをマスクとして
用いて第1不純物をイオン注入する工程; 前記イオン注入工程後、前記スペーサの間の露出された
前記第1窒化シリコン膜を除去した後、第1領域上の素
子分離領域を除外した部分にフォトレジストを塗布した
後、第1領域上の露出された半導体基板の一部を除去し
た後第2不純物をイオン注入する工程; 前記フォトレジスト及びスペーサを順次に除去した後、
フィールド酸化膜を成長させ前記第2窒化シリコン膜、
酸化膜及び第1窒化シリコン膜を順次に除去する工程を
具備してなることを特徴とする面積の狭いフィールド酸
化膜を形成するための第2領域を有する半導体装置の素
子分離方法。 - 【請求項12】 前記開口部は前記第2窒化シリコン膜
及び酸化膜の一部まで蝕刻して形成することを特徴とす
る請求項11に記載の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項13】 前記スペーサは酸化膜より形成するこ
とを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の素子分
離方法。 - 【請求項14】 前記スペーサは前記第2窒化シリコン
膜及び開口部上に酸化膜を形成させた後、乾式蝕刻法で
異方性蝕刻して形成することを特徴とする請求項13に
記載の半導体装置の素子分離方法。 - 【請求項15】 前記スペーサ開口部を形成する工程は
半導体基板上に第1窒化シリコン膜、第1酸化膜、第2
窒化シリコン膜及び第2酸化膜を順次に形成した後、素
子分離領域を限定するために開口部を形成することを特
徴とする請求項11に記載の半導体装置の素子分離方
法。
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