JPS5844736A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPS5844736A
JPS5844736A JP14348281A JP14348281A JPS5844736A JP S5844736 A JPS5844736 A JP S5844736A JP 14348281 A JP14348281 A JP 14348281A JP 14348281 A JP14348281 A JP 14348281A JP S5844736 A JPS5844736 A JP S5844736A
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JP
Japan
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oxidation
film
pattern
mask
oxide film
Prior art date
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Application number
JP14348281A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takehisa Kondou
近藤 健央
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPS5844736A publication Critical patent/JPS5844736A/en
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO

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Abstract

PURPOSE:To selectively oxidize a semiconductor substrate without pattern conversion difference by laminating SiO2, Si3N4 on the substrate, selectively oxidizing the superposed polysilicon with the SiO2 and Si3N4 as masks of two layers to form an SiO2 mask and etching and opening the lower layer. CONSTITUTION:SiO2 12, Si3N4 13, polysilicon 14, SiO2 15, Si3N4 are superposed on an Si substrate 1, a resist mask 17 of width W is coated, they are then plasme etched to form a film 16'. Then, a side etching alpha1 is produced. When the polysilicon 14 is converted to SiO2 18 via the mask 16', a bird beak beta1 is produced, and when the films 16, 15, 14' are etched by plasma and NH4F, a hole 19 is formed in size difference gamma1. When it is plasma etched via a mask 18 to form a film 13', a side etching alpha2 is produced, the film 18 is removed with NH4F, a hole is opened at the film 12, thereby forming an SiO2 20. When the films 13', 12 are then etched, the bird beak is retarded from beta2 by gamma2. When the thickness of the film and the wet oxidizing conditions are selected at alpha1=alpha2, beta1=beta2, then because gamma1, gamma2 are minute respectively, and the conversion difference can be entirely set to zero.

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に@し、4IK%素子領
域を形成するための選択酸化法に係る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and relates to a selective oxidation method for forming a 4IK% element region.

半導体装置、就中MO811集stIgl路における素
子の微細化および高集積化の進展はめざましく、そのな
かで選択酸化法が果たした役111は、平担性に優れた
表面が得られるという特徴故に極めて大きなものがある
。しかしながら、選択酸化法にはレジストパターンから
仕上りパターンまでの変換差が比較的大きいという性質
があ1、この性質が素子を更に微細化する上での障害に
なっている。これを説明すれば次の:A、vである・ 従来の選択酸化法は次のようKして行なわねゐ・ (i)  1ず、シリコン基板1表面金熱酸化してシリ
コン酸化*、1t−形成した彼、*にその上にCVD法
によりシリコン窒化層3f堆積する6綬いて、フォトエ
ンダレ−ピング1pセス(以下PIFという)Kより素
子領域予電部上をelうレジストパターン41−形成丁
ゐ(集l恥(11)図示)。
The progress in miniaturization and high integration of semiconductor devices, especially in MO811 stIgl circuits, has been remarkable, and the selective oxidation method has played an extremely important role111 in this process due to its ability to obtain surfaces with excellent flatness. There's something big. However, the selective oxidation method has a property that the difference in conversion from the resist pattern to the finished pattern is relatively large, and this property is an obstacle to further miniaturization of devices. This can be explained as follows: A, v. The conventional selective oxidation method is carried out as follows. - After forming, a silicon nitride layer 3f is deposited on it by the CVD method, and a resist pattern 41 is formed on the pre-electrode area of the element region from a photoender 1p process (hereinafter referred to as PIF). (Illustrated in Collection 11).

このときのレジストパターン4における開孔部の幅VW
とする。
Width VW of the opening in resist pattern 4 at this time
shall be.

(I  次に、レジストパターン4¥rマスクとしてシ
リコン窒化膜3fプラズマエツチングすることKより、
シリコン窒化膜パターン3′を形成する(同図(呻図示
)。
(I Next, the silicon nitride film 3f is plasma etched as a resist pattern 4\r mask.
A silicon nitride film pattern 3' is formed (shown in the same figure).

このときのエツチングには不可避的にサイドエツチング
を伴い、このサイドエツチングの大きさ會αとすれば、
シリコン窒化膜パターン3’に形成された開孔部の@け
W+2αとなる。
Etching at this time inevitably involves side etching, and if the size of this side etching is α, then
The angle of the opening formed in the silicon nitride film pattern 3' is W+2α.

(−次にルジストパターン4f除去した後、シリコン窒
化膜パターン3′會耐敵化性!スクとしてウェット酸化
全行なうことによシ厚いフィールド酸化に5t−形成す
る(同図(に)図示)。
(Next, after removing the resist pattern 4f, a thick field oxidation layer 5t is formed by performing wet oxidation as a silicon nitride film pattern 3' as a mask (as shown in the same figure)) .

このとき、酸素がシリコン窒化展パターン31下にも侵
入するため、フィールド酸化膜5にはシリコン窒化膜パ
ターン変換差に侵入したPFIRバーズビーク部分が形
成される。こf) /(−スヒーク部分の距離會βとす
わば、フィールド酸化膜5の幅にW+2(α+β)とな
る。
At this time, since oxygen also invades under the silicon nitride pattern 31, a PFIR bird's beak portion is formed in the field oxide film 5, which penetrates into the silicon nitride film pattern conversion difference. f) /(-The distance β of the leak portion and the width of the field oxide film 5 become W+2(α+β).

(呻次に、シリコン窒化膜パターン31ケエツチング除
去し、続いてl!tll’ウェット酸化θバッファtと
して用いたシリコン酸化Ill 2 rエツチング除去
することにより、フィールド噸化!!a5で分離された
素子領域を形成する(同図(to図示)。
(Next, the silicon nitride film pattern 31 is removed by etching, and then the silicon oxide used as the wet oxidation θ buffer t is removed by etching to form a field. Form a region (same figure (to illustration)).

このときのエツチングによりフィールド酸化膜のバーズ
ビーク部分が若干稜退するから、その距離?虻とすわば
フィールド酸化膜5のSは、w+2(α十β−r)とな
る@ このように、従来の選択酸化法においてに、レジストパ
ターン4の開孔部とフィール、ド敵化@sとv間[2(
α+β−r ) c>変換差が生じとしたときの変換差
は約1.5μm程腹となるかう、モジレジストパターン
4の−およびその開孔部の′暢W會3.0μmで形成し
たとしても、フィールド酸化膜5の−は4.5μmとな
り、素子領域のII#Aは1.5声mになってしまう。
The etching at this time causes the bird's beak part of the field oxide film to recede a little, so what is the distance? S of the field oxide film 5 is w + 2 (α + β - r). In this way, in the conventional selective oxidation method, the openings of the resist pattern 4 and the field are oxidized. and v [2(
α+β-r) c> When a conversion difference occurs, the conversion difference will be about 1.5 μm, but assuming that the width of the mod resist pattern 4 and its opening is 3.0 μm. Also, - of the field oxide film 5 is 4.5 .mu.m, and II#A of the element region is 1.5 m.

更に、レジストパターン4ケその幅および開孔部の暢W
共に1.5μmで形成した場合には、フィールド酸化M
5の幅が3声−となり素子領域が全く形成されなくなっ
てしまう、従って、1.5μm幅の微細なレジストパタ
ーン4を形成できるPgP技術があったとしても、この
技術を選択酸化法に用いて素子の微細化管達成すること
はできないことになる。この結果、3.0μmルールの
装[までは従来の選択酸化法管用いることができるか、
2.0μmルール以下の鉄t*i−製造しようとする場
合には従来の選択酸化法におけるパターン変換差か1大
な障簀になるという問題があった。
Furthermore, the width of the four resist patterns and the width of the opening W
When both are formed with a thickness of 1.5 μm, field oxidation M
Therefore, even if there is a PgP technology that can form a fine resist pattern 4 with a width of 1.5 μm, this technology cannot be used in the selective oxidation method. It will not be possible to achieve miniaturization of the device. As a result, we found that it is possible to use conventional selective oxidation tubes up to the 3.0 μm rule.
When attempting to produce iron t*i below the 2.0 μm rule, there is a problem in that pattern conversion differences in conventional selective oxidation methods become a major obstacle.

本発明は上述の事情に鑑みてなされたもので、パターン
変換差の極めて小さい選択酸化法により素子の更なる微
細化と烏集積化管#tliL得る半導体装置の製造方法
t−提゛供するものである。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and provides a method for manufacturing a semiconductor device that achieves further miniaturization of elements and an integrated circuit #tliL by a selective oxidation method with extremely small pattern conversion differences. be.

即ち、本発#4Fi、l導亀温の生部体基珈上に順次重
1の酸化膜、第1の耐酸化性膜、多結晶半導体層、!@
2の酸化膜およびIF!2の耐酸化性膜管夫々形成する
工程と、前記第2の耐酸化性膜管パターンニングして素
子領域予定部上に開孔部を有する第2の耐酸化炸給縁膜
パターンを形成丁ゐ工程と、#第2の耐酸化性pパター
ン管マスクとして前記多結晶半導体層を酸化することに
より多結晶半導体層の非マスク部分Y選択的に厚い酸化
膜に転化する工程と、前記第20耐酸化性膜パターンお
よびその下の前記!20酸化膜會除去し、更に第2の耐
酸化性膜パターン下に残置された前記多結晶半導体層管
除去するととによp#記厚い酸化膜に囲まれた開孔部を
形成する工程と、該開孔部rip囲む前記厚い酸化膜管
マスクとして前記第1の耐酸化性膜をエツチングするこ
とにより第1の耐酸化性膜パターン會形成する工程と、
前記厚い鏡化換?除去すると共にsir lc第1+Z
)耐欧化性膜パターンで被績されていない部分の前記第
1の酸化膜を除去する工程と、前記第1の耐酸化i絶縁
膜パターンをマスクとして前記l導II[ilの半導体
基板1m化することにより非マスク部分に選択的に厚い
フィールド酸化#Is會形成する工程と、lll1配第
1の耐酸化性絶縁膜パターンおよびその下の前記wg1
の酸化11$1[?除去する工程と會具備したこと管特
徴とする半導体装置の製造方法である。
That is, #4Fi, a first oxide film, a first oxidation-resistant film, a polycrystalline semiconductor layer, and a polycrystalline semiconductor layer are sequentially formed on the raw material base of the #4 Fi, l-conducting temperature. @
2 oxide film and IF! forming the second oxidation-resistant membrane tubes, and patterning the second oxidation-resistant membrane tubes to form a second oxidation-resistant explosive-feeding membrane pattern having an opening on the intended element area. a step # of selectively converting the non-masked portion Y of the polycrystalline semiconductor layer into a thick oxide film by oxidizing the polycrystalline semiconductor layer as a second oxidation-resistant p-pattern tube mask; Oxidation-resistant film pattern and the above below! removing the 20 oxide film layer and further removing the polycrystalline semiconductor layer tube left under the second oxidation-resistant film pattern, and forming an opening surrounded by a thick oxide film; forming a first oxidation resistant film pattern by etching the first oxidation resistant film as the thick oxide film tube mask surrounding the opening rip;
Said thick mirror conversion? remove and sir lc 1st +Z
) removing the first oxide film in the portions not covered with the oxidation-resistant film pattern, and using the first oxidation-resistant insulating film pattern as a mask to reduce the thickness of the semiconductor substrate to 1 m. A step of selectively forming a thick field oxide #Is in the non-masked portion by forming the first oxidation-resistant insulating film pattern and the WG1 layer below it.
Oxidation of 11$1 [? This is a method for manufacturing a semiconductor device characterized by a removing step and equipment.

本発明における1導市型の半導体基板としては、87.
Ge、()aAs輯の半導体幣質からなるn型またes
tp型の半導体基板管用いることができる。
As the 1-type semiconductor substrate in the present invention, 87.
n-type or es consisting of semiconductor materials such as Ge, ()aAs, etc.
A TP type semiconductor substrate tube can be used.

本発明における酸化Mlは半導体基板および多結晶半導
体層會應択的罠酸化する際の緩衝膜として用−るもので
、前記半導体基板および多結晶半導体層表面を熱酸化し
て形成した生部体物質の熱酸化膜を用いることができる
The oxidized Ml in the present invention is used as a buffer film during selective trap oxidation of a semiconductor substrate and a polycrystalline semiconductor layer, and is a living body formed by thermally oxidizing the surfaces of the semiconductor substrate and polycrystalline semiconductor layer. A thermal oxide film of the material can be used.

本発制におけるllt酸化性膜としては例えはシリコン
窒化jII會用いることができる・以下本発明vm造方
法に用いる選択酸化法につきilF!2図(荀〜(坤を
参照して説明する。
For example, a silicon nitride film can be used as the llt oxidizing film in the present invention.Hereinafter, the selective oxidation method used in the VM manufacturing method of the present invention will be described. This will be explained with reference to Figure 2 (Xun).

(1)  まず、シリコン基板10表面1?熱酸化して
第1のシリコン酸化ll112を形成し、その上KCV
D法によりII!1のシリコン窒化膜13會堆積する。
(1) First, the silicon substrate 10 surface 1? thermal oxidation to form a first silicon oxide ll112;
II by method D! A silicon nitride film 13 of No. 1 is deposited.

続いて、シリコン窒化膜13上[CVD法によ〕多結晶
シリコン層14會堆積すゐ、j!に、該多結晶シリコン
層表mt熱酸化して纂2のシリコン酸化膜15f形放し
た後、その上Kcvn法により第2のシリフン窒化*1
6+堆積する6次いで、PIFによりフィールド酸化膜
の形成予ず部上f慢うレジストパターン17を形成する
(第2図(4図示)。
Subsequently, a polycrystalline silicon layer 14 is deposited on the silicon nitride film 13 [by CVD method]. Then, after thermally oxidizing the surface of the polycrystalline silicon layer to release the second silicon oxide film 15f, a second silicon oxide film 15f is formed using the Kcvn method.
Next, a resist pattern 17 is formed on the area where the field oxide film is to be formed by PIF (FIG. 2 (FIG. 4)).

このと1!!9レジストパターン17telAk皆とす
る。
This and 1! ! 9 resist patterns 17telAk all.

(1=・1 次に、レジストパターン11會マスクとし
て第20シリコン窒化換16會辿択的に7ラズiエツテ
ンダすることによシ、第20シリ;ン脅化−パターンJ
6’l形成す為(−図(−図示)。
(1=・1 Next, the 20th series is made threatening by selectively etching the 20th silicon nitride layer 16 as a mask for the 20th series.
To form 6'l (- figure (- figure shown).

このときのエツチングに伴うサイドエツチングの大きさ
をα1とすれば% * 20 V 17 :rン窒化膜
パターン16’の−はw−2αlとなる。
If the magnitude of side etching accompanying etching at this time is α1, then - of the nitride film pattern 16' becomes w-2αl.

(−次に、レジストパターン17會除去した後、第2の
シリコン9化膜パターン161ケマスクとして多結晶シ
リコン層15の選択的ウェット酸化を行ない、多結晶シ
リコン層15の非マスク部分管厚いシリコン酸化f11
8に転化する(同図(C)図示)。
(-Next, after removing the resist pattern 17, selective wet oxidation of the polycrystalline silicon layer 15 is performed as a mask for the second silicon 9 film pattern 161, and thick silicon oxidation is performed on the non-masked portions of the polycrystalline silicon layer 15. f11
8 (as shown in the same figure (C)).

このとき、第2のシリコン窒化膜パターン16’下に%
rIN累が侵入する仁とによp厚いシリコン酸化#18
Kuバーズビークが形成され、その結果、断面台形状の
多結晶シリプン層14’が形成される。前記バーズビー
ク部分V距離をβ1とすれけ、断向台形状の多結晶シリ
コン層74’[おける頂−〇輻Hw−2(α1+βl)
となる。
At this time, % is formed under the second silicon nitride film pattern 16'.
Thick silicon oxide #18 due to the intrusion of rIN
A Ku bird's beak is formed, resulting in the formation of a polycrystalline silicone layer 14' having a trapezoidal cross section. Letting the distance V of the bird's beak portion be β1, the top of the trapezoidal polycrystalline silicon layer 74' [-〇radius Hw-2 (α1+βl)]
becomes.

(−次vC1プラズマエツチングにより鯖lのシリコン
窒化勝パターン161Y除去した後、7ツ化アンモニウ
i液によりウェット酸化の際のバッファーとして用いた
シリコン顔化験Iji管エツチング除去し、更にプラズ
マエツチングにより多結晶シリコン層14′管除去して
1孔部19會形成する(同図(d)図示)。
(After removing the silicon nitride pattern 161Y of the mackerel by vC1 plasma etching, the silicon face pattern 161Y used as a buffer during wet oxidation was removed by ammonium heptoxide solution, and then the pattern 161Y was removed by plasma etching. The crystalline silicon layer 14' is removed to form one hole 19 (as shown in FIG. 4(d)).

この翔孔部19は断面台形状の多結晶シリコン層14′
が除去されて形成されたものであるから、多結晶シリコ
ン層14′における頂面−°部と底面端との間の水平距
離f 11 とすれば、開孔部19底面の幅はW−2(
α凰十βs−i、)となる。
This hole portion 19 is a polycrystalline silicon layer 14' having a trapezoidal cross section.
Therefore, if the horizontal distance between the top -° part and the bottom end of the polycrystalline silicon layer 14' is f11, then the width of the bottom of the opening 19 is W-2. (
α凰Juβs−i,).

(−次に、残置された厚いシリコン識化膜18?!スタ
として第1のシリコン窒化膜1.3tプラズマエツチン
グすることにより、第10シリコン値化膜パターン13
′管形成する(−図(−1示)。
(-Next, the remaining thick silicon marking film 18??! By plasma etching the first silicon nitride film 1.3t as a star, the tenth silicon marking film pattern 13
'tubes are formed (- figure (-1 shown)).

このときに生じるサイドエツチングの大きさYra−と
すれ汀、シリコン窒化膜パターン13′における開孔部
の−は、W−2(α鳳 十βt−rt−α倉)となる。
The magnitude of the side etching Yra- which occurs at this time and the width of the opening in the silicon nitride film pattern 13' are W-2 (α + βt - rt - α).

(M  ′eK、に、フッ化了ンモニウム液により岸い
シリコン酸化fill &fエツチング除去する。これ
Kより第1のシリコン酸化!112のうち島lのシリコ
ン窒化膜パターン1B’で被検ざわていない部分も同時
にエツ′テング除去される(同図(0図示)。
(In M'eK, the silicon oxide fill &f etching is removed using ammonium fluoride solution. From this, the silicon nitride film pattern 1B' of the island l of the first silicon oxide!112 is not inspected. The etching portion is also removed at the same time (see figure 0).

M  次に、IIpJlのシリコン9化膜パターン13
′會耐酸化性マスクとしてシリコン基鈑11f)選択的
つェット酸化管行なう仁とによシ犀いフィーにド酸化輪
20f形成する(同図(−図示)。
M Next, the silicon 9ide film pattern 13 of IIpJl
1) A silicon base plate 11f is used as an oxidation-resistant mask to form a doped oxide ring 20f on the surface of the selectively etched oxidation tube (FIG. 1 (-)).

このとき第1のシ1シコン窒化膜パターン13′下に侵
入し、て形成されるバーズビーク部分の距l11rβ2
とよれば、フィールド酸化膜20の幅はW−2(α1+
β* −rt )+2(α1+β重 )となる。
At this time, the distance l11rβ2 of the bird's beak portion that is formed by penetrating under the first silicon nitride film pattern 13'
According to the above, the width of the field oxide film 20 is W-2(α1+
β*−rt)+2(α1+βweight).

〜・ 次に、1ラズマエツチングによりIf!112)
シリコン窒化膜パターン1B’vr#去し、貴にフッ化
了ンモニウム1likKより謝lのシ′リコン酸化膜1
2管エツチング除去する仁とにより、フィールド酸化M
9420により分離された素子餉域艷形成する(同I!
l!!、l(呻(2)示)。
~・ Next, if! by 1 lasma etching. 112)
Remove the silicon nitride film pattern 1B'vr# and remove the silicon oxide film 1 from the ammonium fluoride film 1likK.
Field oxidation M is removed by etching two tubes.
9420 to form an element region separated by 9420 (I!
l! ! , l (showing groan (2)).

このときのエツチングによりバーズビークの先端部分が
後退し、この後退距離t r *とすれば、フィールド
酸化膜20の幅はW−2(α重子β1 −rl  )+
2(α嘗+β雪−r! )となる。
Due to the etching at this time, the tip of the bird's beak retreats, and if this retreat distance is tr*, then the width of the field oxide film 20 is W-2 (α molecule β1 − rl )+
It becomes 2 (α嘗+β snow-r!).

上述のように、本発明に用いる新しい選択酸化法によれ
ば、レジストパターン11からフィールド酸化膜20を
形成する際に生じる萱徘差は 2 (α、 +β5−rs)−2(α1 +β雲 −r
諺 )となり、同種の工程による38@の変換差が夫々
逆方向K11ljJづつ生じるξととなる。従って、変
換差2(α1+βs−rl)と変換差2(αs +Is
 −rt )とt同じ大きさとすることにより全体とし
てのパターン変換差を全くなくすることが可能である。
As mentioned above, according to the new selective oxidation method used in the present invention, the wandering difference that occurs when forming the field oxide film 20 from the resist pattern 11 is 2 (α, +β5−rs)−2(α1 +βcloud − r
), and the conversion difference of 38@ due to the same type of process is ξ, which is generated in each opposite direction K11ljJ. Therefore, the conversion difference 2 (α1 + βs - rl) and the conversion difference 2 (αs + Is
-rt) and t, it is possible to completely eliminate the overall pattern conversion difference.

例えd%第1および第2のシリコン窒化膜13゜16の
5JILtsしくすることによりサイドエツチングによ
るt挨差2ai と2−1金相殺し、また多結晶シリコ
ン層14のa犀および該多結晶シリコンN14のウェッ
ト酸化条件を選択することによりバーズビークの発生に
よる変換差2βlと:lIm’lr相殺することができ
る。その結果、変換差211 とIT、が相殺されると
すれば1紀選択酸化法による全体のパターン変換差はゼ
aとなり、レジストパターン11と同寸法のフィールド
酸化膜20f形成することができる。もし、α=α1、
β1露β婁となる条件ではrt ’artになってし管
うとして%srt*r、は比較的小さいからシリコン窒
化膜13゜16および多結晶シリコン層140膜厚、並
びにウェット酸化の条件勢會適宜変更することにより全
体としてのパターンf換差管ゼ四とすることは可能であ
る。
For example, by making the d% first and second silicon nitride films 13°16 5JILts, the t difference 2ai due to side etching and the 2-1 gold are canceled out, and the acronym of the polycrystalline silicon layer 14 and the polycrystalline silicon By selecting wet oxidation conditions for N14, the conversion difference 2βl and :lIm'lr due to the occurrence of bird's beak can be canceled out. As a result, if the conversion difference 211 and IT are canceled out, the overall pattern conversion difference by the primary selective oxidation method becomes zea, and the field oxide film 20f having the same dimensions as the resist pattern 11 can be formed. If α=α1,
Since %srt*r is relatively small, the thickness of the silicon nitride film 13°16 and the polycrystalline silicon layer 140, as well as the wet oxidation conditions and the By making appropriate changes, it is possible to make the overall pattern F into the same pattern.

本発明による生部体装置の製造方法は、上記新しい選択
酸化法を用いることによa、を子のjl!なる微細化お
よび為集積化を可能としたもOである。
The method for manufacturing a living body device according to the present invention uses the new selective oxidation method described above. It is O that has made possible miniaturization and integration.

以下WA3図(1)〜(り會参照して本発明fnチャン
ネルMO8fi牛生部装置の製造方法に適用したl実施
例?貌明する。
An embodiment of the present invention applied to the method of manufacturing the fn channel MO8fi cow genitalia device will be explained below with reference to FIG.

秀施例 に)  壇ず(100)結晶面含有するシリコン基板2
1flFjjJt熱酸化して膜厚900Aを有する舅1
のシリコン酸化膜22v形成し、その上にCVD法に!
!+1!厚約100OA?有fるl”、1のシリコン窒
化膜23管形成すゐ0次いて、CVD法により膜厚20
00人の多結晶シリコン層14)形成する。続いて、該
多結晶シリコン層240表1tie熱酸化することによ
りψj1600At有する第20シリコン酸化#25會
形成し7t*%CVD法によりその上に膜厚100GA
V有する第2のシリコン窒化膜26を形成する。
Excellent example) Silicon substrate 2 containing Danzu (100) crystal planes
1flFjjJt thermally oxidized film thickness 900A
22V of silicon oxide film is formed and CVD method is applied on top of it!
! +1! Thickness about 100OA? 23 tubes of silicon nitride film 1 are formed using the CVD method.
00 polycrystalline silicon layer 14) is formed. Subsequently, the polycrystalline silicon layer 240 is thermally oxidized to form a 20th silicon oxide #25 having ψj 1600 At, and a film thickness of 100 GA is formed thereon by a 7t*% CVD method.
A second silicon nitride film 26 having V is formed.

次いで、PMPKより素子領域予足部および拡散配線層
予電部上に開孔部1有するレジストパターン17Yr形
成する(jl!!3図(膳)図示)。
Next, a resist pattern 17Yr having an opening 1 is formed using PMPK on the element region preliminary portion and the diffusion wiring layer preliminary charging portion (as shown in FIG. 3).

(1)  RK、レジストパターン27tマスクとして
第2のシリコン窒化膜261r選択的にプラズマエツチ
ングすることにより第2のシリコン9化膜パターン26
′?影成した後、レジストパターン27Yr除去する(
同図(b)図示)・(il−次に、@2のシリコン窒化
膜パターン26′ケ耐酸化性マスクとしたウェット酸化
により多結晶シリコンF424 iその全膜厚に亘って
酸化し、膜厚2000人程度の厚いシリコン酸化H2B
?形成する。このとき、第2のシリ”/窒化IIパター
ン26′下には多結晶シリコン層24′が残在するが、
ウェット酸化の際に酸素が腓2のシリコン金化膜パター
ン26′下にも一部侵入丁ゐため、該窒化膜パターン2
6′下にも厚いシリコン酸化膜28が喰い込んで形成さ
れる(同図(C)図示)。
(1) RK, the second silicon 9ide film pattern 26 is formed by selectively plasma etching the second silicon nitride film 261r as a mask for the resist pattern 27t.
′? After forming the shadow, remove the resist pattern 27Yr (
(Il-Next, the silicon nitride film pattern 26' of @2 is wet oxidized using an oxidation-resistant mask to oxidize the polycrystalline silicon F424i over its entire film thickness. About 2000 thick silicon oxide H2B
? Form. At this time, the polycrystalline silicon layer 24' remains under the second silicon/nitride II pattern 26';
During wet oxidation, oxygen partially penetrates under the silicon gold film pattern 26' on the bottom 2, so that the nitride film pattern 2
A thick silicon oxide film 28 is also formed under the silicon oxide film 6' (as shown in FIG. 6C).

に) 次に、フッ化アンモニウム液により30秒l!度
エツチング管行なって142のシリコン窒化膜パターン
26′上に生長した薄い酸化膜【除去した後、フ゛ラズ
マエッチングにより第2のシリコン賭化換パターン!6
’t#去し。
) Next, use ammonium fluoride solution for 30 seconds! After repeated etching, a thin oxide film grew on the silicon nitride film pattern 26' of 142 [After removing it, a second silicon nitride pattern was formed by plasma etching! 6
't# leave.

更に第2のシリ;ン酸化@2517フツ化アンモニウム
液によりエツチング除土する。続いて、プラス1エツチ
ングにより残存した多結晶シリコン層24′管エツチン
グ除去して開孔部29t−形成すると同時に、厚いシリ
コン酸化膜18t−マスクとしてwJlのシリコン9化
II!23にバI−ンニングし、素子領域予足部および
拡散配線層予定部上1r債う夢1のシリコン書化膜パタ
ーン23’vr形成す今。次いで、厚いシリコン酸化膜
28および第2のシリコン窒化膜パターン23′をマス
クとし、加速111王4QKeV、  ドーズ量7.9
×lQ”7fWの条件でボay4−イオン注入すること
により、フィールド領域に反転防止用の不純物ドープ【
行なう(同図(4図示)。
Further, soil is removed by etching with a second silica oxide@2517 ammonium fluoride solution. Subsequently, the remaining polycrystalline silicon layer 24' is removed by plus 1 etching to form an opening 29t, and at the same time, a thick silicon oxide film 18t is used as a mask of silicon 9 oxide II! 23, and the silicon writing film pattern 23'vr of Dream 1 is now formed on the element area preliminary portion and the diffusion wiring layer planned portion. Next, using the thick silicon oxide film 28 and the second silicon nitride film pattern 23' as a mask, the acceleration is 111Ω4QKeV and the dose is 7.9.
By implanting ray4- ions under the condition of ×lQ”7fW, the field region is doped with impurities to prevent inversion.
(Same figure (4 diagrams shown)).

(埴 次に、フッ化アンモニウム液により厚いシリコン
酸化lA28會エツチング除去する・このとき第1のシ
リコン電化展パターン23′で被偵されていない部分で
に謝1のシリコン緻化膜22%lエツチング除去される
(同IV (e)図示)。
(Next, the thick silicon oxide layer 28 is etched away using an ammonium fluoride solution.At this time, 22% of the silicon densified film 28 is etched in the area not covered by the first silicon electrification pattern 23'. (Id. IV (e) shown).

(ψ 次に、$1のシリコン窒化膜パターン23′管耐
酸化性1スクとしてウェット酸化1行ない、膜厚900
0Aのフィールド酸化膜SOW形成する。このときの熱
処fMKより先にフィールド部分にイオン注入されたボ
諺ンが活性化され、フィールド酸化$30下にチャンネ
ルストッパーとしてのり 型不純物領竣S1が形成され
る(同図(0図示)。
(ψ Next, one step of wet oxidation is performed as one screen of $1 silicon nitride film pattern 23' tube oxidation resistance, and the film thickness is 900.
A field oxide film SOW of 0A is formed. At this time, the ions implanted into the field part before the heat treatment fMK are activated, and a glue-type impurity region S1 is formed as a channel stopper under the field oxidation (Fig. 0). .

(vO次に、フッ化アンモニウム液で30秒間エツチン
グした後、プラズマエツチングにより第1のシリコン窒
化膜パターンxs’を除去し、更に7ツ化アンモニウム
液により第1のシリコン酸化膜22會エツチング除去し
て素子領域および拡散配線層領域のp型シリコン基11
12 J I11出させる。
(vO Next, after etching with ammonium fluoride solution for 30 seconds, the first silicon nitride film pattern xs' was removed by plasma etching, and the first silicon oxide film 22 was further etched and removed with ammonium heptadide solution. p-type silicon base 11 in the element region and diffusion wiring layer region.
12 J I11 will be released.

絖iて、露出したpmシリーン基板21表面に膜厚70
0 Ao熱酸化膜を成長させ1iこれ會7ツ化アンモニ
ウム液にてエッチング除去することにより露出表向の清
浄化1行なう(即ち、ウェット酸化により基板表ii]
に形成された電化物Vr酸化して除去する)。
Then, a film thickness of 70 mm is applied to the exposed surface of the PM silicon substrate 21.
The exposed surface is cleaned by growing a thermal oxide film and removing it by etching with an ammonium chloride solution (i.e., cleaning the substrate surface by wet oxidation).
oxidize and remove the electrified material Vr formed in the process).

&― 次に1塩#1酸化によりp型シリコン基板21の
露出表面に膜岸700Aのゲート酸化膜32を形成する
。続いてPIIPKよりデイプリージ曹ン型MO8)ラ
ンジスタ形成予定部に開孔部管有するレジストパターン
33fftpHし、該レジストパターン13Vrnスク
として燐をイオン注入すゐことにより閾値電圧を制御す
る(同図(−図示)。
&- Next, the gate oxide film 32 of the film bank 700A is formed on the exposed surface of the p-type silicon substrate 21 by 1-salt #1 oxidation. Subsequently, a resist pattern 33fftpH having an opening tube in the area where the transistor is to be formed is made from PIIPK, and the threshold voltage is controlled by ion-implanting phosphorus as a mask in the resist pattern 13Vrn. ).

(y4  次に、JiftjエンハンスメントfiMO
8)ランジスタ形成予足部に開孔【有すゐレジストパタ
ーン管形成した後、該レジストパターン管マスクとして
ボay會イオン注入する仁とにより閾値電圧を制御する
(y4 Next, Jiftj enhancement fiMO
8) After forming a resist pattern tube with an opening in the pre-forming portion of the transistor, the threshold voltage is controlled by using a hole in which ions are implanted as a mask for the resist pattern tube.

(ig)  次IcCVD法に!Il!厚4GOOAの
多結晶シリコン層管堆積し、燐拡散によpそのシート抵
抗vtzoル4程度とした後、仁れを/< J−ンエン
ダしてゲート電極34f形成する。
(ig) Next IcCVD method! Il! A polycrystalline silicon layer having a thickness of 4 GOOA is deposited, and after the sheet resistance of the polycrystalline silicon layer is made to be about 4 by diffusion of phosphorus, the ridges are endered to form a gate electrode 34f.

続いて、該ゲート電極34會マスクとしてゲート酸化$
31?エツチングし、j!にゲート電極34tマスクと
して加速電圧40に@V。
Subsequently, gate oxidation is applied as a mask for the gate electrode 34.
31? Etching and j! The gate electrode 34t is used as a mask and the acceleration voltage is set to 40@V.

ドーズ量3xlO”/fm”の条件riit*t(ty
注入した彼、1000℃のドライ酸票雰囲気下で30分
間の酸化処N會行なう、このときO熱処理によりイオン
注入された砒票が活性化されてa〜のソース領域J5お
よびドレイン領域36が形成される(同図(糾図示)。
Condition riit*t(ty
After the implantation, an oxidation treatment is performed for 30 minutes in a dry acid atmosphere at 1000° C. At this time, the implanted ions are activated by the O heat treatment and the source region J5 and drain region 36 of a~ are formed. (same figure (illustration)).

(2) 次に、常法に従ってCVD810mgからなる
層間絶縁$37を堆積した後、;ンタ!トホールの開孔
、並びにアルζニウムの蒸着およびパターンユングによ
りアルtlLウム配線38r形成してnチャンネルのM
Oa型半導体af管得る(同図(り図示)。
(2) Next, after depositing interlayer insulation $37 consisting of 810 mg of CVD according to a conventional method, ; Al tlL aluminum wiring 38r is formed by opening holes, vapor deposition and patterning of aluminum ζ nium, and an n-channel M
Obtain an Oa type semiconductor AF tube (see the same figure).

上記東施例によれば、素子領域を形成するための選択遇
化法におけるパターン変換差がほとんどないため、例え
ば分解能1.5戸−のPIP技術があれ#i1.5μm
ルールの半導体装置管製造することができる・従って、
MOjl[半導体装置における素子の良なる微細化およ
び高集積化を達成することができる・しかも、厚いフィ
ールド酸化膜がシリコン基板のなかに填め込まれている
という従来の選択選化法による製造方法の利点はその會
ま具備されている。
According to the above example, since there is almost no pattern conversion difference in the selective treatment method for forming the element region, for example, if PIP technology with a resolution of 1.5 μm is used, #i1.5 μm
According to the rules, semiconductor device tubes can be manufactured.
MOjl [It is possible to achieve better miniaturization and higher integration of elements in semiconductor devices, and it is possible to achieve better miniaturization and higher integration of elements in semiconductor devices.Moreover, it is a manufacturing method using the conventional selective selection method in which a thick field oxide film is embedded in a silicon substrate. Advantages are provided in that meeting.

なお、本発明はnチャンネルのMO83半導体装置のみ
ならず、pチャンネルのMOa型半導体装置、相補型M
O8半導体装置IKFiバイポーラ型半導体装置の製造
方法にも同様に適用できる仁とは言うまでもない。
Note that the present invention applies not only to n-channel MO83 semiconductor devices, but also to p-channel MOa-type semiconductor devices and complementary M
Needless to say, the present invention can be similarly applied to the manufacturing method of the O8 semiconductor device IKFi bipolar semiconductor device.

以上詳述し良ように、本発明によればパターン変換差の
ほとんどない選択酸化法により、素子の微細化と高集積
化管達成し得る半導体装置の製造方法管提供できるもの
である・ 、
As described in detail above, according to the present invention, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device that can achieve miniaturization of elements and high integration by using a selective oxidation method with almost no difference in pattern conversion.

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

第1図(呻〜(轡は従来の選択酸化法の工程【示す断I
L第2−(→〜(ロ)扛本発明の製造方法に用いる選択
酸化法の工1管示すl1riki!IIU、第3図(→
〜(ム)は本発−fmチャンネルMOa型半導体装置の
製造に適用し良l笑施例の灸造工@【示す断面い士ある
。 11・・・シリコン基板、12・・・謝1のシリコン酸
化M、J s・・・第1のシリコン窒化膜、13′・・
・I!1のシリコン窒化膜パターン、14・・・多結晶
シリコン層、15・・・島2のシリコン酸化膜、16・
・・p、2のシリコン窒化膜、16′・・・l1lIl
!2のシリコン窒化膜パターン、17・・・レジストノ
(ターン、18・・・厚いシリコン駿化膜、19・・・
開孔部、20・・・フィールド酸化膜。 出願人代理人 弁理士 鈴 江武 彦 99− ヘ 一 ^          ^         へり 、Ω                       
        °0リ          9   
      %JΦ              シ ーI                   −〆蔵 N             戯 C)          へ            
  八“0            0 −    −       − II−σ
Figure 1 shows the process of the conventional selective oxidation method.
L2-(→~(b)) Figure 3 shows the selective oxidation method used in the production method of the present invention.
~ (mu) is applied to the production of the present invention-fm channel MOa type semiconductor device, and there is a cross section shown in the figure below. DESCRIPTION OF SYMBOLS 11...Silicon substrate, 12...Silicone oxide M, Js...1st silicon nitride film, 13'...
・I! 1 silicon nitride film pattern, 14... polycrystalline silicon layer, 15... silicon oxide film of island 2, 16...
...p,2 silicon nitride film, 16'...l1lIl
! 2 silicon nitride film pattern, 17... resist no (turn), 18... thick silicon nitride film, 19...
Opening portion, 20...field oxide film. Applicant's agent Patent attorney Suzu Etake Hiko 99- Heichi ^ ^ Heri, Ω
°0ri 9
%JΦ C I −〆Kura N GI C) to
8"0 0 - - - II-σ

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)l導電型の半導体基板上に順次第1 f)酸化膜
、駆1の耐酸化性膜、多結晶牛導体層、島2の酸化膜お
よびm2の耐直化性St夫々形成する工程と、前記第2
の耐酸化性膜ケバターンユングして業子領竣予定部上に
開孔部を有する82の耐酸化性膜パターンを形成する工
程と、該第2の耐酸化性膜パターンをマスクとして前記
多結晶半導体層1酸化することにより多結晶牛導体層の
非マスタ部分管選択的KJILい酸化lIK転化する工
程と、前記か2の耐酸化性膜パターンおよびその下のf
fa k 第2の酸化膜を除去し、更に第2の耐は化性
績パターン下に残置された前記多結晶半導体)kl【除
去することにより前記厚い酸化膜に囲まれた陶孔部管形
成する工程と、この釦孔部全権り囲む前記厚い酸化膜を
マスクとして前記第1の耐酸化性腺tエツチングするこ
とによりIKIO耐酸化性験パターン會形成すゐ工程と
、前記厚い液化m’*−除去すると共に前記第lの耐酸
化性膜パターンで被讃されていない部分の前記第1の酸
化膜?除去する工程と、前に第1の耐酸化性膜パターン
會マスクとして前記半導体基板?酸化することにより非
マスク部分に厚いフィールド酸化mt形成する工程と、
前記第1の耐酸化性膜パターンを一除去する工程と?具
備したことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (り 一孔部が形成さtlり厚い酸化muffスクとし
てl!l′I配第1の耐酸化性膜をエツチングすること
により島1の耐酸化性膜パターン管形成する工iの後、
前記厚い改化験およびII!1の1販化性絶縁膜rマス
クとして半導体基板と同導電型の不純Qlk1オン注入
することにより反転防止処理管?Tなうことに特徴とす
る特許請求の範囲第α)項記載の半導体装置の簑遣方法
(1) Step of sequentially forming 1 f) oxide film, oxidation resistant film 1, polycrystalline conductor layer, oxide film 2 and straightening resistance St 2 on conductivity type semiconductor substrate. and the second
a step of forming 82 oxidation-resistant film patterns having openings on the planned completion area of the oxidation-resistant film; and using the second oxidation-resistant film pattern as a mask, A step of selectively converting the non-master portion of the polycrystalline conductor layer into KJIL oxidation lIK by oxidizing the crystalline semiconductor layer 1, and the oxidation-resistant film pattern of Part 2 above and the f below it.
The second oxide film is removed, and the polycrystalline semiconductor (the polycrystalline semiconductor remaining under the pattern) is removed to form a hole tube surrounded by the thick oxide film. forming an IKIO oxidation resistance test pattern by etching the first oxidation resistance gland t using the thick oxide film surrounding the button hole as a mask; ?A portion of the first oxide film that is removed and not covered by the first oxidation-resistant film pattern? Before removing the first oxidation-resistant film pattern, the semiconductor substrate is used as a mask. forming a thick field oxide mt in the non-mask portion by oxidation;
A step of removing the first oxidation-resistant film pattern? A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: After forming the oxidation-resistant film pattern tube of island 1 by etching the first oxidation-resistant film as a thick oxidation muff mask, one hole is formed.
Said thick revision experience and II! 1. Inversion prevention treatment tube by injecting impurity Qlk1 of the same conductivity type as the semiconductor substrate as a mask for the insulating film r? A method for sorting a semiconductor device according to claim α), characterized in that: T.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63306638A (en) * 1987-06-08 1988-12-14 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63306638A (en) * 1987-06-08 1988-12-14 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device
JPH063811B2 (en) * 1987-06-08 1994-01-12 株式会社東芝 Method for manufacturing semiconductor device

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