JPH09213786A - 半導体デバイスの素子分離方法及びcmos装置 - Google Patents

半導体デバイスの素子分離方法及びcmos装置

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JPH09213786A
JPH09213786A JP8021496A JP2149696A JPH09213786A JP H09213786 A JPH09213786 A JP H09213786A JP 8021496 A JP8021496 A JP 8021496A JP 2149696 A JP2149696 A JP 2149696A JP H09213786 A JPH09213786 A JP H09213786A
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JP
Japan
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trench
well
wells
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semiconductor device
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JP8021496A
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Takeshi Takahashi
剛 高橋
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 拡散層の分離とウエル分離を高い集積度で実
現するとともに、ウエル電位を容易に確保できる半導体
デバイスの素子分離方法及びCMOS装置を提供する。 【解決手段】 トレンチ10A〜10Dを設けて少なく
ともウエル11A〜11Dを分離するCMOS構成の半
導体デバイスの素子分離方法およびCMOS装置1であ
って、トレンチ10A、10Bによって分離された、ト
レンチ10A、10B両側に存する同一導電型のウエル
11A〜11Cに電気的に接続可能な不純物層8A、8
Bをトレンチ10A、10Bの底面部分に設け、かつ不
純物層8A、8Bはトレンチ10A、10B両側に存す
るウエル11A〜11Cと同一導電型とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスの
素子分離方法及びCMOS装置、とりわけ半導体デバイ
スの拡散層の分離とウエル分離を形成するトレンチによ
る素子分離方法及び、トレンチを具備するCMOS装置
に関するものである。
【0002】
【発明が解決しようとする課題】半導体デバイスの素子
分離の方法として、半導体基板に垂直に延伸して基板領
域を空間的ならびに機構的に分断するトレンチを設けた
トレンチ分離がある。トレンチ分離の特徴は狭い分離幅
と高い分離特性を両立できることであり、近年のパター
ンの微細化と高集積度に伴い注目されている素子分離方
法である。
【0003】とりわけCMOS構成の場合、コストの点
からトランジスタの拡散層の分離とウエル分離を兼用す
ることのできるディープトレンチが望ましい。このよう
な従来のディープトレンチ構成を、図9のデバイス構造
図に示す。すなわち、CMOS装置100は、N型基板
102に垂直に延伸して配設されたトレンチ、例えば1
03Bが、表面の拡散層104と105を分離し、さら
にP型ウエル101とN型ウエル102を分離してい
る。
【0004】ここで、基板内のウエルが分断されると、
その電位が共通でなくなるゆえに、動作点のドリフト等
が生じての好ましくない。このため従来は、トランジス
タの拡散層の形成と同時に、ウエルコンタクト用の拡散
層を通常のリソグラフィー技術により形成可能にしてい
た。例えば図9で、拡散層106はP型ウエル101に
ウエル電位を与え、同様に拡散層107は N型ウエル
102にウエル電位を与える。
【0005】しかし、限られたデバイス表面にこのよう
なウエルコンタクト用の拡散層を設けることは、集積度
の上から好ましいものではない。とりわけ、SRAMの
メモリーセルのような場合、このようなウエルコンタク
ト用の拡散層をセル毎に設けることはセルサイズを大き
くすることになり、得策でない。
【0006】従来の素子分離の形態を説明すると、まず
図10に示されるようなLOCOS構成によるCMOS
装置110では、フィールド酸化膜111で拡散層11
4、115の分離をする。こうした構成の場合には、L
OCOS膜厚は表面の拡散層114、115の分離に適
する深さであり、これより深いウエル112、113の
分離には適していなかった。すなわち十分に深い位置
(下部)でウエル同士がでつながっている。このような
構成であるから、1セル毎にウエルコンタクトをとる必
要もなく、何セルかまとめてウエルコンタクトをとるの
みで十分であった。
【0007】また、図11に示されるCMOS装置12
0のように、浅いトレンチ(シャロウトレンチ)123
によってトランジスタの拡散層124、125の分離だ
けに適用する試みも存在する。この場合ウエル121、
122の分離は別の方法、例えばPN分離等によること
になるが、この場合、ウエル分離を介した拡散層間のラ
ッチアップやパンチスルーを抑止するために、ウエル分
離に近接した拡散層124、125間にある程度の禁止
距離(図11のX、Y)が必要となり、素子の集積度を
低下させていた。
【0008】これに対してディープトレンチ分離では、
トランジスタの拡散層の分離と同時にウエル基板(また
は反対導電型のウエル)間の分離も同一のプロセスで実
現しようとするため、トレンチの深さをウエルの深さと
同程度にするか、あるいはさらに深くすることになる。
ディープトレンチの場合であっても、例えばトレンチの
深さに比してウエルの深さを十分深くして、ウエル下部
でウエル同士を電気的に短絡する構成も可能であるが、
この場合もPN分離の場合と同様の問題が生じる。さら
にウエル下部は濃度が高いために電気的な短絡が不十分
になるという不都合もある。
【0009】このように、分離能力を高めるためにトレ
ンチの深さをウエルの深さと同程度以上とする一方で、
ウエル間の共通電位が容易に得られる構成が求められて
いた。
【0010】本発明は従来技術の前記のような課題や欠
点を解決するためなされたもので、その目的は拡散層の
分離とウエル分離を高い集積度で実現するとともに、ウ
エル電位を容易に確保できる半導体デバイスの素子分離
方法及びCMOS装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法は、トレン
チを設けて少なくともウエルを分離するCMOS構成の
半導体デバイスの素子分離方法であって、該トレンチに
よって分離された、該トレンチ両側に存する同一導電型
のウエルに電気的に接続可能な不純物層を前記トレンチ
の底面部分に設け、かつ前記不純物層は前記トレンチ両
側に存する前記ウエルと同一導電型であることを特徴と
する。
【0012】また、本発明に係るCMOS装置は、トレ
ンチを設けて少なくともウエルを分離するCMOS構成
の半導体デバイスであって、該トレンチによって分離さ
れた、両側に存する同一導電型のウエルに電気的に接続
可能な不純物層を前記トレンチの底面部分に具備し、か
つ前記不純物層は前記ウエルと同一導電型であることを
特徴とする。
【0013】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方
法及びCMOS装置によれば、深いトレンチ構造がウエ
ルを確実に分離する一方で、トレンチ分離の底面部分に
設けられたウエルと同一の導電型の不純物層が、同一導
電型のウエルどうしを低抵抗で電気的に接続すること
で、各ウエルにウエル電位が与えられるという作用があ
る。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を添
付図面に基づいて説明する。図1は本発明に係る半導体
デバイスの素子分離方法の一実施形態に基づくCMOS
装置のデバイス構造図である。図1に示されるように、
本発明に係るCMOS装置1は、N型シリコン基板2上
に3個のP型ウエル11A、11B、11Cと、1個の
N型ウエル11Dと、4本のトレンチ10A、10B、
10c、10Dを備え、2本のトレンチ10A、10B
の底部にはP型の不純物層8A、8Bが備えられてい
る。
【0015】さらに、基板界面には、拡散層12A〜1
2Eが形成されている。これら拡散層はデバイスのソー
ス/ドレイン等であり、ウエルコンタクト用の拡散層は
存在しない。
【0016】P型ウエル11Aと11Bは、トレンチ1
0Aによって完全に分離されている。しかし、P型ウエ
ル11Aと11Bは、最深部分でP型の不純物層8Aと
接触し、電気的に導通している。一方、トレンチ10B
は、拡散層12Aと12Bを分離するとともに、P型ウ
エル11Bと11Cとを分離し、さらに不純物層8Bは
P型ウエル11Bおよび11Cを電気的に短絡してい
る。同様に、トレンチ10Cは、拡散層12Cと12D
を分離するとともに、P型ウエル11Cと11Dとを分
離している。以上のように、不純物層は4本のトレンチ
のうちの2本に形成され、3個のP型ウエルを等電位に
保っている。
【0017】図2〜図8は、本発明に係る半導体デバイ
スの素子分離方法のプロセスを説明する模式図である。
以下、図面にもとずきプロセスを説明する。図2におい
て、N型シリコン基板2に10nm程度の酸化膜3を成
長させた後、後工程のCMPのストッパーとなる窒化け
い素(Si3N4)膜4及びポリシリコン(PolyS
i)膜5を、CVDにより各々100nm、50nm堆
積させる。
【0018】既知のフォトレジスト技術により、素子分
離領域のレジストを除去し、RIE(リアクティヴイオ
ンエッチング)加工によりポリシリコン膜5、窒化けい
素膜4、更に下地シリコン基板2をエッチングする。
(図3)下地シリコン基板2のエッチング深さは、分離
するウエルの深さにもよるが本実施形態では0.5μm
である。このRIE加工により、トレンチ穴6A〜6D
がシリコン基板2に垂直に形成される。
【0019】次に素子分離特性の安定化を目的として、
トレンチ穴6A〜6Dの内壁を酸化して、例えば30n
mの酸化膜7を形成させる(図4)。さらに、同一導電
型であり、かつ同一電位となるウエルどうしの分離領域
にのみ選択的に、例えばPR技術により、トレンチ穴6
Aと6Bの底部に同型の不純物(この実施形態ではボロ
ンB)をイオン注入して、その部分のウエル濃度を高く
する。(図5)
【0020】次にバイアスECRまたはLP(減圧)T
EOSなどにより、2酸化シリコン9を全面に堆積し
(図5)、化学的機械的研磨(CMP)により下地二層
ストッパー4又は5が露出するまでポリッシングする
(図6)。ストッパーを二層構造としたのは終点判定を
行い易くするためである。初期堆積膜厚は例えば1.2
μmである。
【0021】ここで更にストッパー層4、3を除去す
る。各トレンチ穴にはトレンチ10A〜10Dが形成さ
れている(図7)。ついでドーピング等のプロセスによ
って、P型ウエル11A〜11Cと、N型ウエル11D
を形成させる(図8)。P型ウエル11A〜11C、N
型ウエル11Dともに、界面からの深さはトレンチ10
A〜10Dに略等しく、しかもトレンチ10A〜10D
よりも深くはならないよう形成される。
【0022】図8において、P型ウエル11A、11B
と、トレンチ10Aに着目すると、P型ウエル11Aと
11Bは、トレンチ10Aによって完全に分離されてい
る。一方、不純物層8AはP型ウエル11Aおよび11
Bのいずれとも接触している。不純物層8AはP型で導
電性を備えるから、P型ウエル11Aと11Bを電気的
に短絡する。この結果、P型ウエル11Aと11Bは同
一の電位を持つにいたる。
【0023】同様のことが、P型ウエル11B、11C
と、トレンチ10Bについても成立する。すなわち、不
純物層8Bを介してP型ウエル11Bと11Cとが短絡
される。これによって、P型ウエル11Bと11Cとは
同一の電位を持つにいたる。以上の結果、P型ウエル1
1A、11B、11Cはすべて同一電位となる。
【0024】さらにP型ウエル11Cと、N型ウエル1
1Dと、トレンチ10Cに着目すると、P型ウエル11
CとN型ウエル11Dとは、トレンチ10Cによって完
全に分離されている。一方、トレンチ10Cは底面に不
純物層を備えないから、両側のP型ウエル11CとN型
ウエル11Dとを電気的な分離能力を劣化させることは
ない。このようにして、素子分離領域を完成する。
【0025】以上のように素子分離領域を完成した後
は、通常のPR、RIE、酸化、CVD、イオン注入、
アニール、スパッタなどのプロセスにより、前記図1に
示したようなCMOSデバイス1を完成する。
【0026】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明に係る半導体
デバイスの素子分離方法及びCMOS装置は、ディープ
トレンチと称される拡散層の分離とウエル分離を同一の
工程で同時に成立させるとともに、トレンチ下端に設け
た不純物層が分離されたウエルを導通させる構成である
から、各ウエル毎にウエル電位を与えるための拡散層を
設ける必要がなくなり、デバイスを高集積化できる。と
りわけ全CMOS構造のSRAMセルのように、メモリ
ーセル毎にウエルコンタクトをとることが困難な場合
に、本方法および装置は特に有効である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
一実施形態に基づくCMOS装置のデバイス構造図であ
る。
【図2】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図3】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図4】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図5】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図6】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図7】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図8】本発明に係る半導体デバイスの素子分離方法の
プロセスを説明する模式図である。
【図9】従来のトレンチ分離型CMOS装置のデバイス
構造図である。
【図10】従来のLOCOS型CMOS装置のデバイス
構造図である。
【図11】従来のシャロートレンチ分離型CMOS装置
のデバイス構造図である。
【符号の説明】
1 CMOS装置 2 基板 8A、8B 不純物層 10A〜10D トレンチ 11A〜11D ウエル 12A〜12E 拡散層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 トレンチを設けて少なくともウエルを分
    離するCMOS構成の半導体デバイスの素子分離方法で
    あって、該トレンチによって分離された、該トレンチ両
    側に存する同一導電型のウエルに電気的に接続可能な不
    純物層を前記トレンチの底面部分に設け、かつ前記不純
    物層は前記トレンチ両側に存する前記ウエルと同一導電
    型であることを特徴とする半導体デバイスの素子分離方
    法。
  2. 【請求項2】 トレンチを設けて少なくともウエルを分
    離するCMOS構成の半導体デバイスであって、該トレ
    ンチによって分離された、両側に存する同一導電型のウ
    エルに電気的に接続可能な不純物層を前記トレンチの底
    面部分に具備し、かつ前記不純物層は前記ウエルと同一
    導電型であることを特徴とするCMOS装置。
JP8021496A 1996-02-07 1996-02-07 半導体デバイスの素子分離方法及びcmos装置 Pending JPH09213786A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007080945A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
CN100359665C (zh) * 2002-07-24 2008-01-02 三星电子株式会社 使用低能离子注入形成半导体器件的浅阱的方法
US7868412B2 (en) 2007-10-18 2011-01-11 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device and method of fabricating the same

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100359665C (zh) * 2002-07-24 2008-01-02 三星电子株式会社 使用低能离子注入形成半导体器件的浅阱的方法
JP2007080945A (ja) * 2005-09-12 2007-03-29 Toshiba Corp 半導体装置及びその製造方法
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