JPH0851104A - 区域性シリコン酸化法の酸化層を成長させる改良方法 - Google Patents
区域性シリコン酸化法の酸化層を成長させる改良方法Info
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Abstract
改良方法であり、従来法が酸素ガスで酸化層を成長させ
ているのに代えて、亜酸化窒素(N2O)を用いることによ
り、バーズビーク効果を減少させる。 【構成】 (1)シリコンウェーハを高温度の炉内に送
り、亜酸化窒素(N2O)を通して酸化層を成長させてアニ
ールする工程; (2)前記酸化層の上に一層の窒化ケイ素膜を積層させ
る工程; (3)前記窒化ケイ素膜表面に一層の光抵抗剤を塗布す
る工程; (4)該光抵抗剤を塗布した窒化ケイ素膜上にホトマス
クを被せて不要の窒化ケイ素をエッチングして除去する
工程;及び (5)前記エッチングされた窒化ケイ素上に区域性シリ
コン酸化層を形成させる工程を含む。
Description
酸化層を成長させる改良法に関し、特に亜酸化窒素(N
20) により区域性シリコン酸化法の酸化層を成長させる
改良方法に関する。
路(IC)の製造プロセスにおける、素子間の分離は主
として区域性シリコン酸化法(LOCOSプロセス)の
技術により達成される。この技術はウェーハの特定区域
中で窒化ケイ素を二酸化ケイ素上に積層させて酸化する
ものとして知られている。ところが、この従来技術はバ
ーズビークを形成して素子の占用面積を減少させるの
で、いかにしてバーズビーク効果を低減させるかが当業
者の努力の的となっていた。
従来から数多くの解決方法が提案されており、例えば半
凹式酸化層区域性シリコン酸化法(Semi-Recessed Oxid
e LOCOS)、全凹式酸化層区域性シリコン酸化法
(Fully-Recessed Oxide LOCOS)、ポリバッファ
区域性シリコン酸化法(Ploy Buffered LOCOS)等
の方法が提案されている。これらの製造プロセスは多少
は従来のLOCOSの問題を解決しているが、それらの
製造プロセスのいずれにおいても工程数が大巾に増加す
るため、製造コストがアップし、製造プロセス条件の調
整が容易でないという欠点がある。
在でもなお従来のLOCOSで以下のプロセスに順じて
ウェーハを製造している。 1. シリコンウェーハを洗浄した後、高温度の炉内に送
り、酸素ガスを通して100〜300オングストローム
の酸化層を成長させ、 2. シリコンウェーハを窒化ケイ素の低圧化学気相堆積
系に送り、650〜850℃の温度において、1000
〜2000オングストロームの窒化ケイ素膜をその上に
積層させ、 3. 一層のホトレジストを塗布し、ホトマスクによりL
OCOSに必要な区域を現像させた後、ドライエッチン
グ法で不要な窒化ケイ素およびホトレジストをエッチン
グして除去し、 4. 再度湿潤酸素により950〜1100℃の温度にお
いて1〜3時間酸化すると区域性シリコン酸化層が形成
される。
であるという利点を有するが、素子の面積がそれにつれ
て減少し、0.5μmよりも小さくなると、LOCOS
を充分に適用することができない。例えば、O2 で成長
させた酸化基層(315〜415オングストローム)の
上にSi3N4(1050〜1300オングストローム)を積
層し、しかる後、1000℃〜1050℃の湿潤環境中
で酸化して、6000〜7000オングストロームの酸
化層を形成する。この条件下で成長したLOCOSのバ
ーズビークの長さは図1に示されるように各辺約500
0オングストロームである。このように、実際には約
1.25〜1.5μmの巾を残しておく必要があり、こ
の巾で始めて良好な分離操作がなされる。
製造工程を増加させることなく、バーズビークの長さを
縮小させて利用面積を増加させることができる、区域性
シリコン酸化法の酸化層を成長させる改良方法を提供す
ることにある。
を成長させる改良方法であって、 (1)シリコンウェーハを高温度の炉内に送り、亜酸化
窒素(N2O) を通して酸化層を成長させてアニールする工
程; (2)前記酸化層の上に一層の窒化ケイ素膜を積層させ
る工程; (3)前記窒化ケイ素膜表面に一層のホトレジストを塗
布する工程; (4)該ホトレジストを塗布した窒化ケイ素膜上にホト
マスクを被せ、不要の窒化ケイ素をエッチングして除去
する工程;及び (5)前記エッチングされた窒化ケイ素の上に区域性シ
リコン酸化層を形成させる工程を含んでなり、 前記工程(1)において、亜酸化窒素で成長させた酸化
層により前記ウェーハと前記酸化層との界面に一層の窒
素原子を形成させて酸化速度を低下させることでバーズ
ビークの長さを減少させるようにしたことを特徴とす
る。
程(1)においてシリコンウェーハを高温度の炉内に送
り込んだ後、さらに工程(5)を含み、O2 を通して酸
化層を成長させることもできる。
(1)における前記シリコンウェーハは清浄後に再度高
温度の炉内に送られることができ、その際の該高温度は
900〜1100℃の範囲内にある。また工程(1)に
おける酸化層の厚さは100〜300オングストローム
であり、アニール時間は10〜60分である。
は650〜850℃の温度環境下で低圧化学気相堆積法
により形成され、その厚さは1000〜2000オング
ストロームである。
グ操作はドライエッチング技術により実施され、そして
工程(5)における区域性シリコン酸化層は湿潤酸素に
よって950〜1100℃の温度下で1〜3時間成長さ
せて完成する。
を参照しながら本発明の実施例を説明する。しかし、下
記実施例はあくまで本発明の一実施態様を示すものに過
ぎず、本発明の技術的思想又は特許請求の範囲を逸脱し
ないかぎり、種々の変更および修飾が可能であることは
当然である。
る。本実施例においては、(1)シリコンウェーハを清
浄した後、高温度の炉内に送り、900〜1100℃に
おいて亜酸化窒素(N2O) ガスを通してシリコン基板20
の上に100〜300オングストロームの酸化層22を
形成させ(図2の(a)参照)、(2)シリコンウェー
ハを窒化ケイ素の低圧化学気相堆積系に送り、650〜
850℃の温度において1000〜2000オングスト
ロームの窒化ケイ素膜23を酸化層22上に積層させ
(図2の(b)参照)、(3)一層のホトレジストを塗
布し、ホストマスクによりLOCOSに必要な区域を現
像させた後、不要の窒化ケイ素23およびホトレジスト
をエッチングして除去し(図2の(c)参照)、(4)
再度湿潤酸素により950〜1100℃の温度下で酸化
すると区域性シリコン酸化層24が形成される。(図2
の(d)参照)
の反応: N2O → XH2 +YO2 +ZNO O2 + Si → SiO2 NO + Si → SiO2 +1/2 N2 を生ずる。この反応によりSiO2/Siの界面21に一層の
N原子が堆積され、これらN原子が酸素原子の拡散を阻
止し、これにより酸化速度が低下してバーズビークの長
さが減少する。
はそれぞれO2 及びN2O により成長させてなる酸化層の
酸化速度曲線を示す図である。図3は、同一長さの、O
2 によって成長させた酸化層と、N2O によって成長させ
た酸化層との2つのテストピースを同一時間、同一温度
下でもう一度酸化すると、本来N2O により成長させた酸
化層の成長速度の方が比較的小さいことを示している。
この発見により、発明者は従来のO2 で酸化底層を成長
させる工程の代りにN2O 酸化層の特性を利用してバーズ
ビーク効果を減少させることに成功した。
ために発明者は1つの実験を試みた。すなわち、2片の
方位(100)、P−タイプ、抵抗値15〜25Ω−cm
の6インチシリコンウェーハを清浄した後、一片につい
ては900℃、10%O2 /90%N2 の炉パイプ中で
100オングストロームの酸化層を成長させ、他の一片
については900℃、N2O の環境中で100分成長さ
せ、同一の厚さの酸化層を得た。この二片のウェーハに
再度1200オングストロームのSi3N4(780℃)を積
層させ、不要のSi3N4 膜を除去した後、再度テストピー
スを980℃の湿潤酸素下に送り80分酸化した後、S
EM切片を作成してその切断面を観察した。図4はこの
2つのテストピースのSEM図である。
COS(図4の(a))においてバーズビークX1 =5
47.7μmであるのに対し、N2O での酸化により成長
させたLOCOS(図4の(b))ではバーズビークX
2 =462.0μmとなり、従来の方法よりも短いこと
が判った。
に、本発明はSUPEM4(StanfordUniversity Proces
s Engineering Model IV )を利用して製造方法を模擬
したが、図5に示されるように、テストピース(150
0オングストロームSi3N4 , 200オングストロームハ
ッファオキサイド)を980℃、140分酸化したとこ
ろ、酸化層が厚ければ厚いほどバーズビークの長さがま
すます長くなり(850〜1900オングストロームの
差)、一方N2O 酸化物では明らかな変化が見られなかっ
た。70分の酸化状況においても同様なことが確認され
た(950〜1950オングストロームの差)。このこ
とから、酸化基層としてN2O を利用すれば極めて良好な
結果が得られることが分った。
布状況を示す。図は空位欠陥に対するもので、二種の製
造プロセスには大きな差がない。一方、割れ目欠陥にあ
ってはN2O 酸化物は比較的大きな値を有するが大して多
くもないためN2O 酸化物を採用しても過多な欠陥を引き
起さない。
効果を示す図である。
度曲線を示す図である。
SEM写真である。
化物を模擬した結果を示す図である。
欠陥分布図である。
Claims (5)
- 【請求項1】(1)シリコンウェーハを高温度の炉内に
送り、亜酸化窒素(N2O)を通して酸化層を成長させてア
ニールする工程; (2)前記酸化層の上に一層の窒化ケイ素膜を積層させ
る工程; (3)前記窒化ケイ素膜表面に一層のホトレジストを塗
布する工程; (4)該ホトレジストを塗布した窒化ケイ素膜上にホト
マスクを被せ、不要の窒化ケイ素をエッチングして除去
する工程;及び (5)前記エッチングされた窒化ケイ素の上に区域性シ
リコン酸化層を形成させる工程を含んでなり、 前記工程(1)において、亜酸化窒素(N2O)で成長させ
た酸化層により、前記ウェーハと前記酸化層との界面に
一層の窒素原子を形成させて酸化速度を低下させること
でバーズビークの長さを減少させるようにしたことを特
徴とする、区域性シリコン酸化法の酸化層を成長させる
改良方法。 - 【請求項2】 前記工程(1)において、シリコンウェ
ーハを高温度の炉内に送り込んだ後、さらに工程(5)
を含み、O2 を通して酸化層を成長させる請求項1に記
載の方法。 - 【請求項3】 前記シリコンウェーハを清浄後に再度高
温度の炉内に送り込む請求項1に記載の方法。 - 【請求項4】 前記窒化ケイ素膜が低圧化学気相堆積法
により形成され、ここで、工程(2)は650〜850
℃の温度において実施され、該窒化ケイ素膜の厚さが1
000〜2000オングストロームであり、エッチング
がドライエッチングである請求項1に記載の方法。 - 【請求項5】 前記工程(5)の区域性シリコン酸化層
が湿潤酸素で酸化され、950〜1100℃の温度にお
いて1〜3時間成長させて完成される請求項1に記載の
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5331421A JP2625372B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 区域性シリコン酸化法の酸化層を成長させる改良方法 |
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Publications (2)
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JPH0851104A true JPH0851104A (ja) | 1996-02-20 |
JP2625372B2 JP2625372B2 (ja) | 1997-07-02 |
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ID=18243486
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JP5331421A Expired - Lifetime JP2625372B2 (ja) | 1993-12-27 | 1993-12-27 | 区域性シリコン酸化法の酸化層を成長させる改良方法 |
Country Status (1)
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Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58147041A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS5951576A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 静電誘導トランジスタおよびその製造方法 |
JPS5975667A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS61210638A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS61247055A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH05211233A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-08-20 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH05283404A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の素子分離領域製造方法 |
-
1993
- 1993-12-27 JP JP5331421A patent/JP2625372B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS58147041A (ja) * | 1982-02-24 | 1983-09-01 | Fujitsu Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS5951576A (ja) * | 1982-09-17 | 1984-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 静電誘導トランジスタおよびその製造方法 |
JPS5975667A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-04-28 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS61210638A (ja) * | 1985-03-15 | 1986-09-18 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPS61247055A (ja) * | 1985-04-24 | 1986-11-04 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の製造方法 |
JPH05211233A (ja) * | 1992-01-20 | 1993-08-20 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH05283404A (ja) * | 1992-03-31 | 1993-10-29 | Oki Electric Ind Co Ltd | 半導体装置の素子分離領域製造方法 |
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