JPH09330921A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

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JPH09330921A
JPH09330921A JP15092496A JP15092496A JPH09330921A JP H09330921 A JPH09330921 A JP H09330921A JP 15092496 A JP15092496 A JP 15092496A JP 15092496 A JP15092496 A JP 15092496A JP H09330921 A JPH09330921 A JP H09330921A
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silicon
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field oxide
film
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which is improved in yield and leak characteristic by reducing the size of a strain field by relieving stresses at both end sections of a field oxide film formed on the surface of a silicon substrate by the LOCOS(local oxidation of silicon) method and preventing the concentration of heavy metal contaminant atoms to both end sections of the field oxide film and a method for manufacturing the device. SOLUTION: At the time of forming a field oxide film 6 by selectively oxidizing the surface of a silicon substrate 1, nitrogen 7 is injected into the substrate 1 at both edge sections of the oxide film 6 in the pre-process or post-process of the selective oxidation and a silicon nitride film 8 is formed at the boundary between the oxide film 8 and the substrate 1 by causing a reaction between the nitrogen 7 and silicon. When the film 8 is formed, the stress between the oxide film 6 and substrate 1 is offset and the stresses at both edge sections of the oxide film 6 are relieved.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明はLOCOS(Local
Oxidation of Silicon)法を用いた素子分離絶縁膜を有
する半導体装置に関し、特にこの素子分離絶縁膜が原因
で生じる半導体装置の歩留まり低下及びリーク特性劣化
を改善した半導体装置とその製造方法に関するものであ
る。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to LOCOS (Local
The present invention relates to a semiconductor device having an element isolation insulating film using an Oxidation of Silicon method, and more particularly to a semiconductor device and a manufacturing method thereof in which the yield reduction and the leakage characteristic deterioration of the semiconductor device caused by the element isolation insulating film are improved. .

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体基板に形成される素子間の電気的
な分離を行う方法として、従来から図3に示すようなL
OCOS法による素子分離絶縁膜が提案されている。図
3(a)において、シリコン基板1を熱酸化法にて酸化
し、シリコン基板1の表面上に酸化膜2を形成する。そ
の後、CVD法にて酸化膜2上にシリコン窒化膜3を形
成し、さらにシリコン窒化膜3上にレジスト4を塗布す
る。次いで、図3(b)のように、レジスト4をリソグ
ラフィ技術を用いてパターニングし、このパターニング
されたレジストをマスクとしてエッチング法にて開口部
のシリコン窒化膜3を除去し、素子分離とすべき領域を
形成する。この領域に、電気的な反転防止のためにシリ
コン基板1と同導電型のイオン、例えば、p型の導電性
を有するシリコン基板1の場合にはボロンをシリコン酸
化膜2をマスクにして注入し、ボロンイオン注入層5を
形成する。さらに、図3(c)に示すように、レジスト
4を剥離してシリコン窒化膜3をマスクにして素子分離
とすべき領域を熱酸化することによって、厚膜の素子分
離用のシリコン酸化膜であるフィールド酸化膜6を形成
する。このフィールド酸化膜6とその直下の反転防止用
のイオン注入層5によって、隣接しあうトランジスタを
特性を劣化させることなく分離することが可能となる。
2. Description of the Related Art As a method for electrically separating elements formed on a semiconductor substrate, there is a conventional method as shown in FIG.
An element isolation insulating film by the OCOS method has been proposed. In FIG. 3A, the silicon substrate 1 is oxidized by a thermal oxidation method to form an oxide film 2 on the surface of the silicon substrate 1. After that, a silicon nitride film 3 is formed on the oxide film 2 by the CVD method, and a resist 4 is applied on the silicon nitride film 3. Next, as shown in FIG. 3B, the resist 4 is patterned by using a lithography technique, and the silicon nitride film 3 in the opening is removed by an etching method using the patterned resist as a mask to separate elements. Form an area. In order to prevent electrical inversion, ions having the same conductivity type as the silicon substrate 1, for example, boron in the case of the silicon substrate 1 having p-type conductivity, is implanted into this region using the silicon oxide film 2 as a mask. , Boron ion implantation layer 5 is formed. Further, as shown in FIG. 3C, the resist 4 is stripped off and the silicon nitride film 3 is used as a mask to thermally oxidize a region to be an element isolation, thereby forming a thick silicon oxide film for element isolation. A field oxide film 6 is formed. The field oxide film 6 and the ion-implantation layer 5 for preventing inversion immediately below the field oxide film 6 make it possible to separate adjacent transistors without deteriorating the characteristics.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】このようなLOCOS
法による素子分離絶縁膜の形成方法では、シリコン窒化
膜3をマスクにして素子分離とすべき領域のシリコン基
板1を熱酸化して厚膜の素子分離用のシリコン酸化膜で
あるフィールド酸化膜6を形成すると、フィールド酸化
膜6とシリコン基板1との熱膨張係数の違いにより、フ
ィールド酸化膜6の両端と接するシリコン基板1に大き
な応力が発生する。一方、半導体装置の製造工程中にラ
イン汚染によってシリコン基板1中に導入されるFe,
Cu,Niといった重金属汚染原子は、応力によって誘
発される歪み場に集まり易い。そして、これら重金属汚
染原子は、シリコン結晶におけるエネルギ禁制帯中に深
い準位を形成し、キャリアの発生及び再結合中心とな
る。その結果、PN接合のリーク電流が増大し、例えば
DRAMでのホールド特性を劣化させる。又、最近の半
導体装置は微細化し微小な電流で素子を動作させなけれ
ばならないが、汚染原子によるリーク電流により、歩留
まりが低下する。この問題は、素子の微細化に伴い素子
分離領域が狭くなるためシリコン基板1に発生する応力
が増大し、増々深刻なものとなる。
[Problems to be Solved by the Invention] Such LOCOS
In the method of forming the element isolation insulating film by the method, the silicon nitride film 3 is used as a mask to thermally oxidize the silicon substrate 1 in the region to be the element isolation, and the field oxide film 6 which is a thick silicon oxide film for element isolation is formed. When the film is formed, a large stress is generated in the silicon substrate 1 in contact with both ends of the field oxide film 6 due to the difference in thermal expansion coefficient between the field oxide film 6 and the silicon substrate 1. On the other hand, Fe introduced into the silicon substrate 1 due to line contamination during the manufacturing process of the semiconductor device,
Heavy metal contaminant atoms such as Cu and Ni tend to collect in the stress-induced strain field. Then, these heavy metal contaminating atoms form a deep level in the energy forbidden band in the silicon crystal, and become carriers and recombination centers. As a result, the leak current of the PN junction increases, which deteriorates the hold characteristic in the DRAM, for example. Further, recent semiconductor devices must be miniaturized to operate the element with a minute current, but the yield is reduced due to the leakage current due to the contaminating atoms. This problem becomes more serious as the element isolation region becomes narrower with the miniaturization of the element and the stress generated in the silicon substrate 1 increases.

【0004】本発明の目的は、LOCOS法により形成
されるシリコン基板におけるフィールド酸化膜の両端部
での応力を緩和することによって歪み場を小さくし、重
金属汚染原子がフィールド酸化膜の両端部に集まること
を防止して歩留りを改善し、かつリーク特性を改善した
半導体装置及びその製造方法を提供することにある。
The object of the present invention is to reduce the strain field by relaxing the stress at both ends of the field oxide film in the silicon substrate formed by the LOCOS method, and to collect heavy metal pollutant atoms at both ends of the field oxide film. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a manufacturing method thereof, in which the above is prevented, the yield is improved, and the leak characteristic is improved.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
シリコン基板の表面に厚いシリコン酸化膜で形成される
フィールド酸化膜の両端エッジ部において、フィールド
酸化膜とシリコン基板との界面にシリコン窒化膜が形成
されていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided a semiconductor device comprising:
A silicon nitride film is formed at the interface between the field oxide film and the silicon substrate at both edges of the field oxide film formed of a thick silicon oxide film on the surface of the silicon substrate.

【0006】また、本発明の製造方法は、シリコン基板
の表面を選択酸化して厚いシリコン酸化膜からなるフィ
ールド酸化膜を形成する工程と、この選択酸化の前工程
あるいは後工程において、少なくともフィールド酸化膜
の両端エッジ部のシリコン基板中に窒素を注入し、かつ
この窒素をシリコンと反応させてフィールド酸化膜とシ
リコン基板との界面にシリコン窒化膜を形成する工程を
含んでいる。
Further, according to the manufacturing method of the present invention, at least the field oxidation is performed in the step of selectively oxidizing the surface of the silicon substrate to form a field oxide film made of a thick silicon oxide film and in the step before or after this selective oxidation. The method includes the steps of injecting nitrogen into the silicon substrate at both edges of the film and reacting the nitrogen with silicon to form a silicon nitride film at the interface between the field oxide film and the silicon substrate.

【0007】例えば、本発明の第1の製造方法として
は、シリコン基板の主表面にシリコン酸化膜を形成する
工程と、このシリコン酸化膜上にシリコン窒化膜を形成
する工程と、このシリコン窒化膜をパターニングして素
子分離領域を開口する工程と、この開口領域の前記シリ
コン基板に窒素をイオン注入する工程と、前記開口領域
のシリコン基板の表面を熱酸化して厚いシリコン酸化膜
からなるフィールド酸化膜を形成する工程を含んでお
り、前記フィールド酸化膜の形成と同時に前記イオン注
入した窒素によりフィールド酸化膜とシリコン基板との
界面にシリコン窒化膜を形成する。また、第2の製造方
法としては、シリコン基板の主表面にシリコン酸化膜を
形成する工程と、このシリコン酸化膜上にシリコン窒化
膜を形成する工程と、このシリコン窒化膜をパターニン
グして素子分離領域を開口する工程と、この開口領域の
前記シリコン基板を熱酸化して厚いシリコン酸化膜から
なるフィールド酸化膜を形成する工程と、このフィール
ド酸化膜を通して前記シリコン基板に窒素をイオン注入
する工程と、熱処理して注入された窒素により前記フィ
ールド酸化膜とシリコン基板との界面にシリコン窒化膜
を形成する工程を含んでいる。
For example, as a first manufacturing method of the present invention, a step of forming a silicon oxide film on the main surface of a silicon substrate, a step of forming a silicon nitride film on this silicon oxide film, and a step of forming this silicon nitride film Patterning to open the element isolation region, implanting nitrogen into the silicon substrate in the opening region, and thermally oxidizing the surface of the silicon substrate in the opening region to perform field oxidation of a thick silicon oxide film. A step of forming a film is included, and at the same time as the formation of the field oxide film, a silicon nitride film is formed at the interface between the field oxide film and the silicon substrate by the ion-implanted nitrogen. As a second manufacturing method, a step of forming a silicon oxide film on the main surface of the silicon substrate, a step of forming a silicon nitride film on the silicon oxide film, and a patterning of the silicon nitride film to isolate elements. A step of opening a region, a step of thermally oxidizing the silicon substrate in the opening region to form a field oxide film made of a thick silicon oxide film, and a step of ion-implanting nitrogen into the silicon substrate through the field oxide film. And forming a silicon nitride film at the interface between the field oxide film and the silicon substrate by heat-treated and implanted nitrogen.

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図1は本発明の第1の実施形態を工
程順に示す図である。ただし、ここではシリコン基板に
素子分離絶縁膜を形成する工程のみを示している。先
ず、図1(a)において、シリコン基板1の表面を熱酸
化法にて酸化し、シリコン基板1の表面上にシリコン酸
化膜2を形成する。その後、CVD法にて前記シリコン
酸化膜2上にシリコン窒化膜3を形成し、さらにシリコ
ン窒化膜3上にレジスト4を塗布する。その後、レジス
ト4をリソグラフィ技術を用いてパターニングし、この
パターニングされたレジストをマクスとしてエッチング
法にて開口部のシリコン窒化膜3を除去し、素子分離と
すべき領域を形成する。その後、この領域に電気的な反
転防止のためにシリコン基板1と同導電型のイオン、例
えば、p型の導電性を有するシリコン基板1の場合には
ボロンを、前記シリコン酸化膜2をマスクにしてシリコ
ン基板1に注入し、ボロンイオン注入層5を形成する。
なお、n型の導電性を有するシリコン基板1の場合には
リンや砒素を注入する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. 1A to 1C are views showing a first embodiment of the present invention in the order of steps. However, only the step of forming the element isolation insulating film on the silicon substrate is shown here. First, in FIG. 1A, the surface of the silicon substrate 1 is oxidized by a thermal oxidation method to form a silicon oxide film 2 on the surface of the silicon substrate 1. Then, a silicon nitride film 3 is formed on the silicon oxide film 2 by the CVD method, and a resist 4 is applied on the silicon nitride film 3. After that, the resist 4 is patterned by using a lithography technique, and the silicon nitride film 3 in the opening is removed by an etching method using the patterned resist as a mask to form a region for element isolation. Then, in order to prevent electrical reversal in this region, ions of the same conductivity type as the silicon substrate 1, for example, in the case of the silicon substrate 1 having p-type conductivity, boron is used as a mask with the silicon oxide film 2 as a mask. By implanting it into the silicon substrate 1 to form a boron ion implantation layer 5.
In the case of the silicon substrate 1 having n-type conductivity, phosphorus or arsenic is implanted.

【0009】次いで、図1(b)に示すように、素子分
離とすべき領域のシリコン基板1中にシリコン酸化膜2
をマスクにして窒素7をイオン注入する。窒素7のイオ
ン注入条件は、その後に形成するフィールド酸化膜の厚
さに依存するが、前記した反転防止用のためのボロンイ
オン注入層5よりも浅くなるようにその加速エネルギを
設定する。因みに前記反転防止用のためのイオンの注入
は、その後に形成するフィールド酸化膜の底部でイオン
濃度が最大となるボロンイオン注入層5が形成されるよ
う加速エネルギが設定されている。このように窒素7の
イオン注入の飛程を反転防止用イオンの注入時の飛程よ
り浅くすることによって、その反転防止効果を損なうこ
となく、前記シリコン酸化膜2の開口両端部のシリコン
基板1中に窒素イオンを導入させることが可能となる。
Next, as shown in FIG. 1B, a silicon oxide film 2 is formed in the silicon substrate 1 in the region where element isolation is to be performed.
Using as a mask, nitrogen 7 is ion-implanted. The ion implantation condition of nitrogen 7 depends on the thickness of the field oxide film to be formed later, but the acceleration energy is set so as to be shallower than the boron ion implantation layer 5 for preventing the inversion described above. Incidentally, in the implantation of the ions for preventing the inversion, the acceleration energy is set so that the boron ion implantation layer 5 having the maximum ion concentration is formed at the bottom of the field oxide film formed thereafter. By making the range of ion implantation of nitrogen 7 shallower than the range of implantation of ions for inversion prevention, the silicon substrate 1 at both ends of the opening of the silicon oxide film 2 is not impaired without impairing the inversion prevention effect. It becomes possible to introduce nitrogen ions into it.

【0010】次に、図1(c)に示すように、レジスト
4を剥離し、シリコン窒化膜3をマスクにして素子分離
とすべき領域のシリコン基板1の表面を熱酸化すること
によって、厚膜の素子分離用のシリコン酸化膜であるフ
ィールド酸化膜6を形成する。この熱酸化処理の際に、
フィールド酸化膜6の両端エッジ部とシリコン基板1と
の界面にシリコン窒化膜8が形成され、シリコン基板1
とシリコン窒化膜8とフィールド酸化膜6の積層構造が
形成される。
Next, as shown in FIG. 1 (c), the resist 4 is peeled off, and the surface of the silicon substrate 1 in the region where element isolation is to be performed is thermally oxidized by using the silicon nitride film 3 as a mask. A field oxide film 6 which is a silicon oxide film for element isolation of the film is formed. During this thermal oxidation treatment,
The silicon nitride film 8 is formed at the interface between the edge portions of the field oxide film 6 and the silicon substrate 1.
A laminated structure of the silicon nitride film 8 and the field oxide film 6 is formed.

【0011】このようにLOCOS法により、シリコン
基板1上の素子分離すべき領域を熱酸化してフィールド
酸化膜6を形成すると、シリコンとシリコン酸化膜との
熱膨張係数の違いにより応力が発生する。特に、フィー
ルド酸化膜6の両端エッジ部で大きな応力が発生する。
この場合の発生する応力の性質としては、フィールド酸
化膜6には圧縮応力、シリコン基板1には引っ張り応力
が作用する。しかしながら、このフィールド酸化膜6を
形成すると同時に、シリコン基板1にはフィールド酸化
膜6との界面にシリコン窒化膜8が形成され、このシリ
コン窒化膜8によってもシリコン基板1には応力が発生
される。この場合に発生する応力の性質としては、シリ
コン窒化膜8には引っ張り応力、シリコン基板1には圧
縮応力が発生し、シリコン基板1上にフィールド酸化膜
6が形成される場合と反対の性質である。したがって、
フィールド酸化膜6の両端部を窒化し、シリコン基板1
とシリコン窒化膜8とフィールド酸化膜6の積層構造を
形成することによって、フィールド酸化膜6とシリコン
基板1との異種界面で発生する応力を相殺することがで
き、その結果フィールド酸化膜6の両端エッジ部での応
力を緩和することが可能となる。
As described above, when the field oxide film 6 is formed by thermally oxidizing the element isolation region on the silicon substrate 1 by the LOCOS method, stress is generated due to the difference in thermal expansion coefficient between silicon and the silicon oxide film. . In particular, large stress is generated at the edges of the field oxide film 6.
As a property of the stress generated in this case, a compressive stress acts on the field oxide film 6 and a tensile stress acts on the silicon substrate 1. However, at the same time when the field oxide film 6 is formed, a silicon nitride film 8 is formed on the silicon substrate 1 at the interface with the field oxide film 6, and the silicon nitride film 8 also causes stress in the silicon substrate 1. . The properties of the stress generated in this case are opposite to those when the field oxide film 6 is formed on the silicon substrate 1 because tensile stress is generated in the silicon nitride film 8 and compressive stress is generated in the silicon substrate 1. is there. Therefore,
Both ends of the field oxide film 6 are nitrided to form the silicon substrate 1
By forming a laminated structure of the silicon nitride film 8 and the field oxide film 6, the stress generated at the different interfaces between the field oxide film 6 and the silicon substrate 1 can be canceled out, and as a result, both ends of the field oxide film 6 can be offset. It is possible to relieve the stress at the edge portion.

【0012】したがって、このように製造されたフィー
ルド酸化膜6、すなわち素子分離絶縁膜においては、そ
の両端エッジ部における応力が緩和されることになり、
その結果、フィールド酸化膜6の両端エッジ部に重金属
を集めることなく、半導体装置のデバイス活性層領域か
ら重金属が除去され、リーク特性が改善された高性能か
つ高歩留まりの半導体装置を製造することが可能とな
る。
Therefore, in the field oxide film 6 thus manufactured, that is, the element isolation insulating film, the stress at the edges of both ends is relaxed,
As a result, the heavy metal is removed from the device active layer region of the semiconductor device without collecting the heavy metal at the edges of the field oxide film 6, and a high-performance and high-yield semiconductor device with improved leak characteristics can be manufactured. It will be possible.

【0013】図2は本発明の第2の実施形態を製造工程
順に示す断面図である。先ず、図2(a)は、第1の実
施形態と同様に、シリコン基板1上にシリコン酸化膜
2、シリコン窒化膜3、レジスト4が形成され、かつこ
れらにおいて素子分離とすべき領域が開口され、電気的
な反転防止のためにシリコン基板1と同導電型のボロン
イオン5がシリコン基板1中に注入されている状態を表
している。次に、図2(b)に示すように、レジスト4
を剥離してシリコン窒化膜3をマスクにして素子分離と
すべき領域のシリコン基板1を熱酸化することによっ
て、厚膜の素子分離用のシリコン酸化膜であるフィール
ド酸化膜6を形成する。
FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. First, as shown in FIG. 2A, as in the first embodiment, a silicon oxide film 2, a silicon nitride film 3 and a resist 4 are formed on a silicon substrate 1, and an area for element isolation is opened in these. The boron ions 5 of the same conductivity type as the silicon substrate 1 are implanted into the silicon substrate 1 to prevent electrical inversion. Next, as shown in FIG.
Is removed and the silicon nitride film 3 is used as a mask to thermally oxidize the silicon substrate 1 in the region for element isolation, thereby forming a field oxide film 6 which is a thick silicon oxide film for element isolation.

【0014】次に、図3(c)に示すように、フィール
ド酸化膜6をマスクにして窒素7をイオン注入する。こ
の窒素7のイオン注入条件は、フィールド酸化膜6の両
端エッジ部に飛程がくるように加速エネルギを設定す
る。これにより、前記反転防止用イオンによる反転防止
効果を損なうことなく、フィールド酸化膜6の両端エッ
ジ部のシリコン基板1中に窒素イオンを導入させる。そ
の後、RTP(Rapid Termal Processing )法にて熱処
理を施し、フィールド酸化膜6の両端エッジ部とシリコ
ン基板1との界面を窒化させ、シリコン基板1とシリコ
ン窒化膜8とフィールド酸化膜6からなる積層構造を形
成する。
Next, as shown in FIG. 3C, nitrogen 7 is ion-implanted using the field oxide film 6 as a mask. The ion implantation conditions of nitrogen 7 are such that the acceleration energy is set so that the range reaches the edge portions on both ends of the field oxide film 6. As a result, nitrogen ions are introduced into the silicon substrate 1 at the edges of both ends of the field oxide film 6 without impairing the inversion prevention effect of the inversion prevention ions. After that, heat treatment is performed by an RTP (Rapid Termal Processing) method to nitride the interface between both end edges of the field oxide film 6 and the silicon substrate 1, and a stack of the silicon substrate 1, the silicon nitride film 8 and the field oxide film 6 is laminated. Form a structure.

【0015】この実施形態においても、フィールド酸化
膜6を形成する際に生じる応力と、これと同時にシリコ
ン窒化膜8が形成される際に生じる応力とが互いに逆方
向の応力であり、これらの応力が相殺されることで、フ
ィールド酸化膜6とシリコン基板1との異種界面で発生
する応力が相殺され、その結果フィールド酸化膜6の両
端エッジ部での応力を緩和することが可能となる。これ
により、フィールド酸化膜6の両端エッジ部における応
力が緩和されることになり、フィールド酸化膜6の両端
エッジ部に重金属を集めることなく、半導体装置のデバ
イス活性層領域から重金属が除去され、リーク特性が改
善された高性能かつ高歩留まりの半導体装置を製造する
ことが可能となる。
Also in this embodiment, the stress generated when the field oxide film 6 is formed and the stress generated when the silicon nitride film 8 is formed at the same time are stresses in mutually opposite directions. Are canceled out, the stress generated at the different interface between the field oxide film 6 and the silicon substrate 1 is canceled out, and as a result, the stress at both edge portions of the field oxide film 6 can be relaxed. As a result, the stress at both edge portions of the field oxide film 6 is relaxed, and the heavy metal is removed from the device active layer region of the semiconductor device without collecting the heavy metal at both edge portions of the field oxide film 6, resulting in leakage. It is possible to manufacture a high-performance and high-yield semiconductor device with improved characteristics.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、シ
リコン基板の表面を選択酸化して厚いシリコン酸化膜か
らなるフィールド酸化膜を形成するに際し、その選択酸
化の前工程あるいは後工程において、少なくともフィー
ルド酸化膜の両端エッジ部のシリコン基板中に窒素を注
入し、かつこの窒素をシリコンと反応させてフィールド
酸化膜とシリコン基板との界面にシリコン窒化膜を形成
しているので、フィールド酸化膜の両端エッジ部で応力
が緩和された素子分離構造を有する半導体装置を製造す
ることが可能となる。その結果、フィールド酸化膜の両
端エッジ部に重金属を集めることなく、半導体装置のデ
バイス活性層領域から重金属が除去され、リーク特性を
改善した高性能で、かつ高歩留まりの半導体装置を製造
することが可能となる。
As described above, according to the present invention, when the surface of a silicon substrate is selectively oxidized to form a field oxide film made of a thick silicon oxide film, in the step before or after the selective oxidation, At least the nitrogen is injected into the silicon substrate at both edges of the field oxide film, and this nitrogen is reacted with silicon to form the silicon nitride film at the interface between the field oxide film and the silicon substrate. It is possible to manufacture a semiconductor device having an element isolation structure in which stress is relieved at both edge portions. As a result, the heavy metal is removed from the device active layer region of the semiconductor device without collecting the heavy metal on both edges of the field oxide film, and a high-performance and high-yield semiconductor device with improved leak characteristics can be manufactured. It will be possible.

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

【図1】本発明の第1の実施形態を製造工程順に示す断
面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】本発明の第2の実施形態を製造工程順に示す断
面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図3】従来の製造方法を製造工程順に示す断面図であ
る。
FIG. 3 is a sectional view showing a conventional manufacturing method in the order of manufacturing steps.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 シリコン窒化膜 4 レジスト 5 ボロンイオン注入層 6 フィールド酸化膜 7 窒素 8 シリコン窒化膜 1 Silicon substrate 2 Silicon oxide film 3 Silicon nitride film 4 Resist 5 Boron ion implantation layer 6 Field oxide film 7 Nitrogen 8 Silicon nitride film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 シリコン基板に形成される素子間を分離
するために前記シリコン基板の表面に厚いシリコン酸化
膜からなるフィールド酸化膜が形成されてなる半導体装
置において、前記フィールド酸化膜の両端エッジ部に
は、このフィールド酸化膜と前記シリコン基板との界面
にシリコン窒化膜が形成されていることを特徴とする半
導体装置。
1. A semiconductor device in which a field oxide film made of a thick silicon oxide film is formed on a surface of the silicon substrate to isolate elements formed on the silicon substrate, and both edge portions of the field oxide film are formed. In the semiconductor device, a silicon nitride film is formed at the interface between the field oxide film and the silicon substrate.
【請求項2】 シリコン基板の表面を選択酸化して厚い
シリコン酸化膜からなるフィールド酸化膜を形成する工
程を含む半導体装置の製造方法において、前記選択酸化
の前工程あるいは後工程において、少なくともフィール
ド酸化膜の両端エッジ部のシリコン基板中に窒素を注入
し、かつこの窒素をシリコンと反応させて前記フィール
ド酸化膜とシリコン基板との界面にシリコン窒化膜を形
成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of selectively oxidizing the surface of a silicon substrate to form a field oxide film made of a thick silicon oxide film, wherein at least field oxidation is performed in a step before or after the selective oxidation. Semiconductor including a step of injecting nitrogen into the silicon substrate at both edge portions of the film and reacting the nitrogen with silicon to form a silicon nitride film at an interface between the field oxide film and the silicon substrate. Device manufacturing method.
【請求項3】 シリコン基板の主表面にシリコン酸化膜
を形成する工程と、このシリコン酸化膜上にシリコン窒
化膜を形成する工程と、このシリコン窒化膜をパターニ
ングして素子分離領域を開口する工程と、この開口領域
の前記シリコン基板に窒素をイオン注入する工程と、前
記開口領域のシリコン基板の表面を熱酸化して厚いシリ
コン酸化膜からなるフィールド酸化膜を形成する工程を
含み、前記フィールド酸化膜の形成と同時に前記イオン
注入した窒素によりフィールド酸化膜とシリコン基板と
の界面にシリコン窒化膜を形成することを特徴とする半
導体装置の製造方法。
3. A step of forming a silicon oxide film on a main surface of a silicon substrate, a step of forming a silicon nitride film on the silicon oxide film, and a step of patterning the silicon nitride film to open an element isolation region. And ion-implanting nitrogen into the silicon substrate in the opening region, and thermally oxidizing the surface of the silicon substrate in the opening region to form a field oxide film made of a thick silicon oxide film. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a silicon nitride film is formed at an interface between a field oxide film and a silicon substrate by the ion-implanted nitrogen at the same time when the film is formed.
【請求項4】 シリコン基板の主表面にシリコン酸化膜
を形成する工程と、このシリコン酸化膜上にシリコン窒
化膜を形成する工程と、このシリコン窒化膜をパターニ
ングして素子分離領域を開口する工程と、この開口領域
の前記シリコン基板を熱酸化して厚いシリコン酸化膜か
らなるフィールド酸化膜を形成する工程と、このフィー
ルド酸化膜を通して前記シリコン基板に窒素をイオン注
入する工程と、熱処理して注入された窒素により前記フ
ィールド酸化膜とシリコン基板との界面にシリコン窒化
膜を形成工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製
造方法。
4. A step of forming a silicon oxide film on a main surface of a silicon substrate, a step of forming a silicon nitride film on the silicon oxide film, and a step of patterning the silicon nitride film to open an element isolation region. A step of thermally oxidizing the silicon substrate in the opening region to form a field oxide film made of a thick silicon oxide film; a step of ion-implanting nitrogen into the silicon substrate through the field oxide film; And a step of forming a silicon nitride film at the interface between the field oxide film and the silicon substrate by the generated nitrogen.
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