JPH10189571A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH10189571A
JPH10189571A JP34186196A JP34186196A JPH10189571A JP H10189571 A JPH10189571 A JP H10189571A JP 34186196 A JP34186196 A JP 34186196A JP 34186196 A JP34186196 A JP 34186196A JP H10189571 A JPH10189571 A JP H10189571A
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JP
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Patent type
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region
oxidation
mask
method
isolation
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Application number
JP34186196A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshihisa Matoba
義久 的場
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a semiconductor device in which growth of bird's beak in a selective oxidation method can be restrained.
SOLUTION: A pattern of an oxide mask 22 with an opening at a planned region for element-isolation formation is formed on a silicon substrate 10. Next, a low oxidation rate region 11 is formed near the substrate surface around the planned region and coated with the oxide mask 22. Thereafter, the surface of the silicon substrate 10 of the planned element isolation region is oxidized to form an element isolation oxide film, and to form LOCOS (element isolation oxide film).
COPYRIGHT: (C)1998,JPO

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、素子分離酸化膜(LOCOS)のバーズビークを短くした半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to relates to a method of manufacturing a semiconductor device in which short bird's beak of the isolation oxide film (LOCOS).

【0002】 [0002]

【従来の技術】一般に半導体デバイスの素子分離には、 The isolation of the Related Art In general semiconductor devices,
窒化膜を酸化マスクとした選択酸化法(LOCOS)が主に用いられている。 The nitride film was oxidized mask selective oxidation method (LOCOS) is mainly used. この方法はトレンチ分離に比べ工程も簡略で、安定して素子分離形成が行える利点がある。 The method steps than in the trench isolation is also simplified, there is an advantage that can be performed stably isolation formation.

【0003】その反面、LOCOS法では活性領域へのバーズビークの侵入が必ず現れる。 [0003] On the other hand, always appears the bird's beak of the intrusion into the active region in the LOCOS method. デバイスの微細化に伴いバーズビークの侵入により十分な活性領域を確保できなくなり、狭チャネル効果が顕著に現れる問題がある。 Can not be secured sufficiently active region by the bird's beak intrusion with miniaturization of devices, there is a problem of narrow channel effect conspicuous.

【0004】従来の選択酸化法の工程を図4に示す。 [0004] The steps of a conventional selective oxidation method shown in FIG. 選択酸化法は、図4(a)に示すように、シリコン基板1 Selective oxidation method, as shown in FIG. 4 (a), the silicon substrate 1
0面に窒化膜の応力を緩和するパッド酸化膜21と、パッド酸化膜21の上に酸素不透過性の酸化マスクとして機能する窒化珪素膜22を形成するのが一般的である。 0 surface and the pad oxide film 21 to relieve the stress of the nitride film, forming a silicon nitride film 22 functioning as an oxygen-impermeable oxidation mask on the pad oxide film 21 is common.
このパッド酸化膜21と窒化珪素膜22の2層を成膜した後、図4(a)に示すように、窒化珪素膜22を素子分離酸化膜のパターンの開口部30を形成するパターニングを行い、次いで窒化珪素膜22で覆われていない基板面を熱酸化し、図4(b)に示すような素子分離酸化膜23を形成する。 The after forming the two layers of the pad oxide film 21 and the silicon nitride film 22, as shown in FIG. 4 (a), and patterned to form openings 30 of the pattern of the silicon nitride film 22 element isolation oxide film , then the substrate surface not covered by the silicon nitride film 22 is thermally oxidized to form an element isolation oxide film 23 as shown in Figure 4 (b). このとき、酸化が窒化珪素膜22の端縁部の下に進行し、窒化珪素膜22の端部を持ち上げてバーズビーク23aが生じる。 In this case, oxidation proceeds under the edge of the silicon nitride film 22, a bird's beak 23a is caused to lift the ends of the silicon nitride film 22.

【0005】バーズビーク23aを抑制するためには、 [0005] In order to suppress the bird's beak 23a is,
パッド酸化膜21の薄膜化と窒化珪素膜22の厚膜化でパッド酸化膜21に対する窒化珪素膜22の膜厚比を大きくすることによりある程度可能である。 Certain extent by increasing the film thickness ratio of the silicon nitride film 22 against the pad oxide film 21 in the thin pad oxide film 21 and the thick film of the silicon nitride film 22.

【0006】 [0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合LO The object of the invention is to be Solved However, in this case LO
COSエッジ部分にバーズビーク23aを押さえ込むための大きな応力集中が起こるため、接合リークの増大等の問題が起こる。 Since a large stress concentration for hold down the bird's beak 23a in COS edge occurs, problems such as an increase in junction leakage occurs. また、酸化マスク側壁にサイドウオールを形成する等のバーズビーク抑制法があるが、工程数が大幅に増大し、TAT(Turn Around Time)も長くなるという問題がある。 Further, there is a bird's beak suppression methods such as forming a sidewall oxide mask sidewalls, the number of steps is greatly increased, TAT (Turn Around Time) is also a problem that a long.

【0007】本発明は、上記事情に鑑みなされたもので、選択酸化法におけるバーズビークの成長を抑制できる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 [0007] The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can suppress the growth of the bird's beak in the selective oxidation method.

【0008】 [0008]

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達成するため、シリコン基板面に酸化マスクを素子分離形成予定領域が開口したパターンで形成するマスク工程と、該素子分離形成予定領域周囲領域であって該酸化マスクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域を形成する不活性化工程と、該不活性化工程後、該素子分離形成予定領域のシリコン基板面を酸化して素子分離酸化膜を形成する酸化工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, in order to achieve the above object, a mask process isolation formation region oxide mask on the silicon substrate surface is formed with an opening pattern, the element isolation formation region around and inactivating the step of forming the low oxidation rate region in the vicinity of the substrate surface which is an area covered by the oxidation mask, after said non activation step, element by oxidizing the silicon substrate surface of the device isolation formation region to provide a method of manufacturing a semiconductor device characterized by having an oxidation step of forming an isolation oxide film.

【0009】本発明は、素子分離形成予定領域の周囲領域における酸化マスクで被覆されている基板表面近傍、 The present invention, near the substrate surface being coated with an oxide mask in the peripheral region of the element isolation formation region,
言い換えれば酸化マスクの開口端縁部下方の基板表面近傍に低酸化速度領域を形成するものである。 In the vicinity of the substrate surface of the opening edge portion below the oxidation mask in other words those which form a low oxidation rate region. そのため、 for that reason,
素子分離形成予定領域の基板表面を酸化する際、酸化は、基板の横方向へは素子分離形成予定領域を包囲する低酸化速度領域のために進行するのが遅くなり、厚み方向に進行する。 When oxidizing the substrate surface of the isolation formation region, oxidation is the lateral direction of the substrate becomes slow to progress due to the low oxidation rate region surrounding the isolation formation region, traveling in the thickness direction. その結果、酸化は酸化マスクの下への侵入が抑制され、バーズビークの成長が抑制される。 As a result, oxidation is entering the bottom of the oxidation mask is suppressed, the growth of the bird's beak can be suppressed.

【0010】低酸化速度領域の形成は、例えば不活性ガスイオンを斜めにイオン注入して酸化マスクの開口端縁部の下の基板に不活性ガスを打ち込むことにより形成することができる。 [0010] low oxidation rate region formation can be formed by implanting an inert gas to the substrate under the opening edge portion of the oxidation mask by ion implantation of inert gas ions obliquely.

【0011】このような斜めイオン注入法によりイオン注入すると、本来厚く酸化されるべき素子分離領域にも不活性ガスが注入されることで酸化速度が低下し、素子分離酸化膜厚が薄膜化することになり素子分離能力の低下が起こるおそれがある。 [0011] When the ion implantation by such oblique ion implantation method, reduces the oxidation rate by nature thicker inert gas into the isolation region to be oxidized is injected, element isolation oxide film thickness is thin reduction of isolation capacity will be is likely to occur. そのため、不活性ガスイオン注入後に、素子分離形成予定領域に酸素をイオン注入することにより、素子分離形成予定領域の周囲の酸化マスク端縁部近傍の基板に低酸化速度領域を残しながら素子分離領域を活性化でき、その結果、厚い素子分離酸化膜を形成できると同時に、バーズビークを抑制することができる。 Therefore, after the inert gas ions are implanted by ion implantation of oxygen in the isolation formation region, the isolation region while leaving the low oxidation rate region to the oxidation mask edge vicinity of the substrate around the isolation formation region the possible activation simultaneously as a result, when it formed a thick isolation oxide film, it is possible to suppress the bird's beak.

【0012】 [0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態について具体的に説明するが、本発明は下記の実施の形態に限定されるものではない。 BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, will be specifically described embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the following embodiments.

【0013】本発明の半導体装置の製造方法は、酸化マスクの開口部である素子分離形成予定領域周囲領域における酸化マスクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域を形成してバーズビークを抑制するものである。 [0013] The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention inhibit the bird's beak to form a low oxidation rate region in the vicinity of the substrate surface which is coated with an oxide mask in the isolation formation region surrounding area is an opening of the oxide mask it is intended.

【0014】酸化マスクとしては、通常窒化珪素膜を採用することができ、LP−CVD法により成膜することができる。 [0014] oxidation mask are typically can employ a silicon nitride film, can be deposited by the LP-CVD method. 膜厚は、通常50〜200nm程度である。 The film thickness is usually about 50~200nm.
この窒化珪素膜の成膜前に、窒化珪素膜と基板面との応力を緩和するため、パッド酸化膜を基板と窒化珪素膜の間に介在させることが好ましい。 The before forming the silicon nitride film, in order to alleviate the stress of the silicon nitride film and the substrate surface, it is preferable to interpose a pad oxide film between the substrate and the silicon nitride film. パッド酸化膜の膜厚は5〜50nm程度である。 The film thickness of the pad oxide film is about 5 to 50 nm. また、ポリバッファーローコスと呼ばれる素子分離の方法では、パッド酸化膜と窒化珪素膜との間に多結晶シリコン層を介在させ、これら3 Further, the isolation method, called poly-buffered low cost, is interposed a polycrystalline silicon layer between the pad oxide film and a silicon nitride film, these three
層を酸化防止膜としてLOCOSを形成することもできる。 It is also possible to form the LOCOS layers as an antioxidant film. この場合の多結晶シリコンの厚さは40nm程度である。 The thickness of the polycrystalline silicon in this case is about 40 nm.

【0015】酸化マスク形成後、フォトリソグラフィによりフォトレジストの成膜、露光、現像、RIE等のエッチングにより、酸化マスクに素子分離形成予定領域としての開口部を形成するパターニングを行う。 [0015] After the oxidation mask is formed by photolithography of a photoresist film formation, exposure, development, etching such as RIE, is patterned to form the opening of the isolation formation region on the oxidation mask.

【0016】次に、低酸化速度領域を酸化マスク開口端縁部下方の基板に形成する。 [0016] Then, a low oxidation rate region to the oxidation mask opening edge portion below the substrate. このような低酸化速度領域は、シリコン基板に不活性ガスのイオンを注入することにより形成することができる。 Such low oxidation rate region can be formed by injecting ions of an inert gas in a silicon substrate. シリコンの酸化速度を遅くするものとしては、不活性ガス以外にもあるが、このイオン注入は活性領域に照射するものであるため、トランジスタ等の特性に影響を与えない元素ということから不活性ガスが好ましく用いられる。 As to slow down the oxidation rate of silicon, although other than inert gas, the ion for implantation is to irradiate the active region, the inert gas from the fact that element does not affect the characteristics of the transistor such as It is preferably used.

【0017】不活性ガスとしては、例えば窒素、あるいはアルゴン等の希ガス類が挙げられる。 [0017] As the inert gas, for example nitrogen, or it includes rare gases such as argon. 例えば窒素をシリコン基板にドーズ量1×10 15 /cm 2でイオン注入した場合、酸化速度は注入しない場合の0.5倍になり、ドーズ量1×10 16 /cm 2の場合、酸化速度は通常の0.2倍になる。 For example, when nitrogen is ion-implanted at a dose of 1 × 10 15 / cm 2 into the silicon substrate, becomes 0.5 times when the oxidation rate is not injected, when a dose of 1 × 10 16 / cm 2, the oxidation rate It becomes normal 0.2 times. 従って、不活性ガスイオンのドーズ量は、5×10 15 〜5×10 16 /cm 2程度が適当である。 Therefore, the dose of the inert gas ions, 5 × 10 15 ~5 × 10 16 / cm 2 about are suitable.

【0018】また、不活性ガスのイオン注入のエネルギーとしては、不活性ガスを打ち込む深さとの関係から、 [0018] The ion implantation energy of inert gas, the relationship between the depth of implanting an inert gas,
例えば窒素の場合、15〜40keV程度が好ましく、 For example, in the case of nitrogen, about 15~40keV is preferred,
これにより約0.03〜0.09μm程度の深さに不活性ガスが打ち込まれる。 This inert gas to a depth of about 0.03~0.09μm by is implanted.

【0019】また、低酸化速度領域を素子分離形成予定領域周囲領域であって酸化マスクで被覆された基板表面近傍に形成するには、第1実施形態に示すように、不活性ガスのイオンを酸化マスクの端縁部近傍に斜めイオン注入し、素子分離形成予定領域周囲の領域を低酸化速度領域とし、その後垂直に酸素イオンを注入して素子分離形成予定領域のシリコンを活性化して酸化速度を速くすると共に、酸素が注入されなかった低酸化速度領域を残す方法がある。 Further, in order to form in the vicinity of the substrate surface which is coated with an oxide mask a low oxidation rate region an element isolation formation region surrounding region, as shown in the first embodiment, the inert gas ions obliquely ion-implanted into the edge portion near the oxygen mask, a region around the element isolation formation region is set to a low oxidation rate region, the oxidation rate and then by vertically implanting oxygen ions activate silicon isolation formation region together with fast, there is a method to leave a low oxidation rate region of oxygen was not injected.

【0020】あるいは第2実施形態に示すように、不活性ガスイオンをシリコン基板に垂直に注入した後、酸化マスクの開口端部にサイドウオールを形成し、その後、 [0020] Alternatively, as shown in the second embodiment, the inert gas ions after injection perpendicular to a silicon substrate, forming a side wall at the open end of the oxidation mask, then,
酸素イオン注入して素子分離形成予定領域のシリコンを活性化して酸化速度を速くする方法があるが、これに限られるものではない。 And oxygen ion implantation to activate the silicon isolation formation region by a method to increase the oxidation rate, but is not limited to this.

【0021】基板を活性化するための酸素のイオン注入量は、不活性ガスによる低酸化速度領域を通常の酸化速度あるいはそれ以上の酸化速度に変換するための量であり、具体的には、例えばドーズ量が5×10 15 〜5×1 The ion implantation amount of oxygen to activate the substrate is the amount for converting the low oxidation rate region with an inert gas to normal oxidation rate or more oxidation rate, specifically, For example a dose of 5 × 10 15 ~5 × 1
16 /cm 2程度、エネルギーが10〜30keV程度であり、これにより、酸素は表面から0.02〜0.0 0 16 / cm 2 or so, the energy is about 10 to 30 keV, thereby, oxygen from the surface from 0.02 to 0.0
6μm程度まで打ち込まれる。 It is driven up to about 6μm.

【0022】その後は、通常の酸化工程により、酸化マスクで覆われていない開口部のシリコン基板面を酸化して素子分離酸化膜を形成する。 [0022] Thereafter, by a conventional oxidation process, by oxidizing the silicon substrate surface of the opening portion which is not covered by the oxidation mask to form an element isolation oxide film. この酸化の際に、酸化マスクで覆われている開口端縁の下方のシリコン基板表面は、低酸化速度領域となっているため、酸化は酸化マスクで覆われていない領域で厚み方向に進行し、基板の横方向への酸化は素子分離領域を包囲する低酸化速度領域のために進行するのが遅くなる。 During this oxidation, the silicon substrate surface under the opening edge which is covered with an oxide mask, since a low oxidation rate region, oxidation proceeds in the thickness direction in areas not covered by the oxidation mask , oxidation in the lateral direction of the substrate is to proceed due to the low oxidation rate region surrounding the element isolation region becomes slow. その結果、酸化は酸化マスクの下にはほとんど進行せず、酸化マスクの端縁部に侵入するバーズビークの成長が抑制される。 As a result, oxidation hardly proceeds under the oxidation mask, the growth of the bird's beak to penetrate the edge of the oxidation mask is suppressed.

【0023】その後は、例えばイオン注入によりチャネルストッパを形成し、更にトランジスタ、メモリトランジスタ、配線層、絶縁層などの形成を経て最終的に半導体装置が得られる。 [0023] After that, for example, a channel stopper is formed by ion implantation, further transistor, the memory transistor, wiring layer, finally the semiconductor device can be obtained through the formation of an insulating layer. 本発明の半導体装置の製造方法は、 The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention,
上記の如くLOCOSを用いる素子分離を有するあらゆる半導体装置に適用できる。 It can be applied to any semiconductor device having an element isolation using the LOCOS as described above.

【0024】[第1実施形態]図1、図2を参照しながら本発明の第1実施形態について説明する。 [0024] [First Embodiment] FIG. 1, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. まず、図1 First, as shown in FIG. 1
(a)に至る工程を説明する。 The process is described leading to (a). シリコン基板10を例えば950℃のドライ酸化法により厚さ10nm程度のパッド酸化膜21を形成する。 By dry oxidation of the silicon substrate 10, for example 950 ° C. to form a thickness about 10nm of the pad oxide film 21. 次に、LP−CVD(低圧CVD)法により例えば下記の条件で窒化珪素膜を10 Next, LP-CVD silicon nitride film (low pressure CVD) method, for example, by the following conditions 10
0nm程度堆積する。 Deposited to about 0nm.

【0025】 [0025] 次に、図1(b)に示すように、フォトレジストR1をスピンコートなどで成膜し、露光、現像により素子分離酸化膜を形成する領域を開口するパターニングを行い、 Next, as shown in FIG. 1 (b), patterning is performed using the photoresist R1 deposited by spin coating, exposure, and exposing the region for forming the element isolation oxide film by development,
その後、例えば以下の条件のドライエッチングによりフォトレジストR1の開口部の窒化珪素膜をエッチングして開口部30を形成する。 Then, for example, by etching the silicon nitride film of the opening of photoresist R1 by dry etching under the following conditions to form an opening 30.

【0026】 [0026] そして、本発明の特徴である不活性ガスを例えば以下の条件で図1(c)に示すように斜めにイオン注入する。 Then, obliquely to a characteristic of an inert gas, for example, the following conditions are of the present invention shown in FIG. 1 (c) to ion implantation.

【0027】イオンの種類:窒素 注入角度:45° エネルギー:15keV ドーズ量:1×10 16 /cm 2このように斜めにイオン注入することにより、図1 [0027] Ion Type: Nitrogen implantation angle: 45 ° Energy: 15 keV dose of by ion implantation obliquely 1 × 10 16 / cm 2 above, FIG. 1
(c)に示すように、バーズビークが侵入する窒化珪素膜21端部の下のシリコン基板表面近傍にも窒素ガスが有効に注入される。 (C), the nitrogen gas in the vicinity of the silicon substrate surface under the silicon nitride film 21 ends the bird's beak to penetrate is effectively injected. イオン注入角度は特に制限されないが、有効に窒化珪素膜の下方の基板へイオン注入できるように、70〜20°程度が好ましい。 But not the ion implantation angle is particularly limited, so that it can effectively ion implantation below the substrate of the silicon nitride film is preferably about 70 to 20 °. 窒素のような不活性ガスイオンが注入されたシリコン基板は、酸化速度が遅くなり、低酸化速度領域11となる。 Silicon substrate inert gas ions have been implanted, such as nitrogen, oxidation rate becomes slow, the low oxidation rate region 11. しかし、素子分離領域となる開口部領域のシリコン基板にも窒素ガスが注入されるため、酸化速度が遅くなって素子分離酸化膜が薄くなり、素子分離能力の低下が懸念される。 However, since nitrogen gas is injected in the silicon substrate in the opening region to be the element isolation region, the isolation oxide film is oxidation rate becomes slow becomes thin, reduction of isolation capacity is concerned. そのため、次の酸素イオン注入を行い、素子分離形成予定領域の活性化を行う。 Therefore, perform the following oxygen ion implantation, the activation of the isolation formation region. この酸素イオン注入は、図2(d) The oxygen ion implantation, FIG. 2 (d)
に示すように、例えば以下の条件でシリコン基板に垂直に照射する。 As shown in, vertically irradiated to the silicon substrate, for example, by the following conditions.

【0028】注入角度:0° エネルギー:15keV ドーズ量:1×10 16 /cm 2このような酸素イオン注入を垂直に行うことにより、図2(d)に示すように、素子分離形成予定領域のシリコン基板10に酸素注入領域12が形成され、素子分離形成予定領域は活性化されて酸化速度が速くなる。 The implantation angle: 0 ° Energy: 15 keV dose: 1 × 10 16 / cm 2 by performing such oxygen ion implantation vertically, as shown in FIG. 2 (d), the isolation formation region oxygen implant region 12 in the silicon substrate 10 is formed, the oxidation speed increases the isolation formation region is activated. 一方、 on the other hand
酸素が注入されなかった低酸化速度領域11、つまり窒化珪素膜21の開口端縁部下方のシリコン基板の低酸化速度領域11はそのまま残存する。 Low oxidation rate region 11 oxygen is not injected, i.e. the low oxidation rate region 11 of the opening edge portion below the silicon substrate of the silicon nitride film 21 is left as it is. そのため、バーズビークが侵入するシリコン窒化膜端縁部下方のシリコン基板は酸化され難くなり、バーズビークが進入し難い構造となる。 Accordingly, the bird's beak silicon substrate of the silicon nitride film edges downward penetrating becomes difficult to be oxidized, it becomes difficult structure enters the bird's beak.

【0029】フォトレジストR1を除去した後、図2 [0029] After removing the photoresist R1, 2
(e)に示すように、例えば以下の条件で選択酸化を行い、素子分離酸化膜を例えば厚さ300〜400nmで形成する。 (E), the example subjected to selective oxidation under the following conditions to form an element isolation oxide film, for example a thickness of 300 to 400 nm.

【0030】ガス:Pyro1.8 温度:1000℃ この熱酸化で、通常は酸化が窒化珪素膜21の下のシリコン基板に進行し、バーズビークが進行するが、本形態では窒化珪素膜22の端縁部の下方のシリコン基板表面近傍は低酸化速度領域11となっているため、窒化珪素膜22の開口端縁部から横方向の酸化が抑制され、バーズビーク拡大が抑制される。 [0030] Gas: Pyro1.8 Temperature: 1000 ° C. In this thermal oxidation, usually oxidation progresses in the silicon substrate under the silicon nitride film 21, a bird's beak proceeds but, in this form of the silicon nitride film 22 edge since the silicon substrate near the surface of the lower part has a low oxidation rate region 11, lateral oxidation is suppressed from the open end edge portion of the silicon nitride film 22, a bird's beak expansion is suppressed.

【0031】その後、図2(f)に示すように、熱燐酸により窒化珪素膜22を除去し、希フッ酸によりパッド酸化膜21を除去して素子分離酸化膜23を形成する。 Thereafter, as shown in FIG. 2 (f), by hot phosphoric acid to remove the silicon nitride film 22, by removing the pad oxide film 21 to form an element isolation oxide film 23 by dilute hydrofluoric acid.

【0032】得られた素子分離酸化膜23のバーズビーク23aは従来より短くなり、従来の素子分離酸化膜のバーズビークの長さはパッド酸化膜の厚さにもよるが、 The resulting bird's beak 23a of the element isolation oxide film 23 is shorter than the prior art, although the length of the bird's beak of the conventional element isolation oxide film depends on the thickness of the pad oxide film,
概ねが0.2μm程度であったのに対し、本実施形態による素子分離酸化膜のバーズビークの長さは約0.05 To approximately the was about 0.2 [mu] m, the length of the bird's beak of the isolation oxide film according to the present embodiment about 0.05
〜0.1μm程度に抑制することが可能である。 It can be suppressed to about ~0.1Myuemu. その結果、トランジスタ寸法の変動や短チャネル効果を抑制することが可能であり、集積度の向上に寄与できる。 As a result, it is possible to suppress the fluctuation or short-channel effect of the transistor dimensions, it can contribute to improvement in integration degree.

【0033】[第2実施形態]本実施形態を図3を参照しながら説明する。 [0033] be described with reference to FIG. 3 the second Embodiment In this embodiment. 図3(a)に至る工程は、図1 Process leading to FIG. 3 (a), FIG. 1
(b)とほぼ同じであるが、窒化珪素膜22の開口部3 (B) to be approximately the same, the opening 3 of the silicon nitride film 22
0は、後に形成するサイドウオールの分だけ素子分離形成領域よりやや大きく形成しておく。 0, keep slightly larger than an amount corresponding isolation formation region of the side wall to be formed later. そして、窒化珪素膜22をマスクとして不活性ガスとして窒素ガスを例えば上記の条件で基板に今度は垂直に照射する。 And now irradiated perpendicularly nitrogen gas as an inert gas, a silicon nitride film 22 as a mask substrate, for example under the above conditions.

【0034】これにより、開口部のシリコン基板には窒素が注入された低酸化速度領域11が形成される。 [0034] Thus, the silicon substrate of opening the low oxidation rate region 11 which nitrogen is injected is formed. 次に、フォトレジストを除去した後、図3(c)に示すように、窒化珪素膜をCVDで堆積した後、エッチバックすることにより、耐酸化膜としての窒化珪素膜22の開口端部の側部に窒化珪素で構成されるサイドウオール2 Next, after removing the photoresist, as shown in FIG. 3 (c), after depositing a silicon nitride film by CVD, by etching back, the open end of the silicon nitride film 22 as the oxidation film composed of silicon nitride on the side sidewall 2
2aを形成する。 2a to the formation. その後、酸素を垂直にイオン注入することにより、シリコン窒化膜22、22aで覆われていない基板に酸素を注入し、素子分離形成予定領域に酸素注入領域12を形成し、低酸化速度領域を活性化して通常程度の酸化速度を有する領域に変える。 Thereafter, by oxygen vertically ion implantation, oxygen is implanted into the substrate not covered by the silicon nitride film 22, 22a, to form an oxygen-implanted region 12 in the isolation formation region, active low oxidation rate region It turned into by changing the region with the oxidation rate of usually about. 一方、サイドウオール22aで覆われている部分には酸素が注入されないので、サイドウオール22a下方の基板は低酸化速度領域11として残る。 On the other hand, the portion covered by the side wall 22a so oxygen is not injected, the substrate of the lower side wall 22a remains as low oxidation rate region 11.

【0035】その後は、第1実施形態と同様に酸化して素子分離酸化膜を形成する。 [0035] After that, by oxidizing like the first embodiment to form the isolation oxide film. この場合も、サイドウオール22a下方の基板に存する低酸化速度領域11のために横方向の酸化が進行し難いため、バーズビークの進行が抑制される。 Again, since the lateral oxidation hardly proceeds due to the low oxidation rate region 11 existing in the substrate below the side wall 22a, the progress of the bird's beak can be suppressed.

【0036】このサイドウオールを用いる方法は、第1 [0036] The method of using the side wall, the first
実施形態の斜めイオン注入法に比べると工程数は増えるが、例えば素子分離幅が小さく、斜めイオン注入がシリコン窒化膜の高さに阻まれて困難な場合、あるいは低酸化速度領域の幅を制御したい場合に有効である。 Although increasing the number of steps compared to the oblique ion implantation method embodiment, for example, the element isolation width is small, if the oblique ion implantation is difficult blocked by the height of the silicon nitride film, or control the width of the low oxidation rate region it is effective when you want to.

【0037】 [0037]

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれば、バーズビークを可及的に抑制することができ、集積度の向上に有効である。 According to the manufacturing method of the semiconductor device of the present invention, it is possible to suppressed as much as possible the bird's beak, it is effective in improving the degree of integration.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】(a)〜(c)は、本発明の第1実施形態の工程を説明するそれぞれ断面図である。 [1] (a) ~ (c) are respectively cross-sectional views illustrating a process of a first embodiment of the present invention.

【図2】(d)〜(f)は、図1に続く第1実施形態の工程を説明するそれぞれ断面図である。 Figure 2 (d) ~ (f) are respectively cross-sectional views illustrating a process of the first embodiment following FIG.

【図3】(a)〜(c)は、それぞれ本発明の第2実施形態の工程を説明する断面図である。 [3] (a) ~ (c) are cross-sectional views illustrating a second embodiment of the process of the present invention, respectively.

【図4】(a)、(b)は従来の素子分離酸化膜の形成工程を示す断面図である。 [4] (a), it is a sectional view showing a (b) is formed of a conventional element isolation oxide film process.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

10…シリコン基板、11…低酸化速度領域、12…酸素注入領域、21…パッド酸化膜、22…窒化珪素膜(酸化マスク)、22a…サイドウオール 10 ... silicon substrate, 11 ... low oxidation rate region, 12 ... oxygen injection region, 21 ... pad oxide layer, 22 ... silicon nitride film (oxidation mask), 22a ... side wall

Claims (4)

    【特許請求の範囲】 [The claims]
  1. 【請求項1】シリコン基板面に酸化マスクを素子分離形成予定領域が開口したパターンで形成するマスク工程と、 該素子分離形成予定領域周囲領域であって該酸化マスクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域を形成する不活性化工程と、 該不活性化工程後、該素子分離形成予定領域のシリコン基板面を酸化して素子分離酸化膜を形成する酸化工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 A mask process 1. A silicon substrate surface isolation formation region an oxide mask to form an opening pattern, in the vicinity of the substrate surface coated with the oxidation mask a the element isolation formation region surrounding region and inactivating the step of forming the low oxidation rate region, after inert step, and characterized in that it has an oxidation step of forming an element isolation oxide film by oxidizing the silicon substrate surface of the device isolation formation region the method of manufacturing a semiconductor device to be.
  2. 【請求項2】不活性化工程が、シリコン基板に対して不活性ガスのイオンを斜めに注入するものである請求項1 Wherein inactivation step is for implanting ions of an inert gas obliquely to the silicon substrate according to claim 1
    記載の半導体装置の製造方法。 The method of manufacturing a semiconductor device according.
  3. 【請求項3】不活性ガスが窒素である請求項2記載の半導体装置の製造方法。 3. A method according to claim 2, wherein the inert gas is nitrogen.
  4. 【請求項4】不活性化工程後、素子分離形成予定領域に酸素をイオン注入する活性化工程を有する請求項2記載の半導体装置の製造方法。 4. After inactivation step, the manufacturing method of a semiconductor device according to claim 2, further comprising an activation step of ion-implanting oxygen into the isolation formation region.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2006237612A (en) * 2005-02-25 2006-09-07 Seiko Epson Corp Method for forming separation region in semiconductor substrate and method for forming silicon on insulator integrated circuit
US7192840B2 (en) 2002-10-30 2007-03-20 Oki Electric Industry Co., Ltd. Semiconductor device fabrication method using oxygen ion implantation

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