JPS5846648A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5846648A
JPS5846648A JP14379981A JP14379981A JPS5846648A JP S5846648 A JPS5846648 A JP S5846648A JP 14379981 A JP14379981 A JP 14379981A JP 14379981 A JP14379981 A JP 14379981A JP S5846648 A JPS5846648 A JP S5846648A
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film
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implanted
impurity
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Sunao Shibata
直 柴田
Akira Kurosawa
黒沢 景
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Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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    • 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

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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法にかかわり、半導体基板
上の各素子間を電気的に絶縁分離するために、素子間の
領域に絶縁膜を埋め込む半導体装置の製造方法に関する
ものである。
半導体としてシリコンを用いた半導体装置、特にMOS
型半導体装置においては寄生チャネルによる給線不良を
なくし、かつ奇生容−を小さくするために素子間のいわ
ゆるフィールド領域に厚い、酸化膜を形成する事が行わ
れている。
従来このような酸化膜を用いる素子間分離法として、フ
ィールド領域のシリコン基板を一部エッチングして凹部
を形成し、ここにフィールド酸化膜を埋め込む方法とし
て例えばBOX法がある。
BOx法に代表される基板をエツチングした後、酸化膜
を埋め込む素子間分離法は素子分IL基板表面がほぼ平
坦になり、しかも分lIllfI4域の寸法は一度のマ
スク合せで決められる。そのため高集積化された集積回
路を製作する上で非常に有効な素子分離技術である。
BOX法を第1図を用いて簡単に説明する。
第1図(a)に示すように、比抵抗5〜500C一程度
のp (100)シリコン基板(1)を用意する。
次に熱酸化膜(2)を形成し、その上にマスク材となる
第一の膜、例えば/l膜(3)を堆積し、通常の写真食
刻工程によってレジストIII(4)で素子形成予定領
域上を覆いAt11(3)および熱酸化膜(2)をバタ
ーニングする。次に(b)図に示すように/II!A(
3)をマスクにしてシリコン基板(1)をエツチングし
フィールド領域に凹部をつくる。次に同じマスクを用い
てフィールド領域の凹部底面にボロンをイオン注入(5
)する。
次に(C)図に示すようにフィールド領域の溝を酸化I
I <6)で、はぼ平坦になるまで埋め込む。
酸化膜の埋め込み方法としては、次に述べるような2段
階の埋め込み技術を用いる。即ち第一段階においては、
AJII(3)を残したまま半導体表面全面に例えばプ
ラズマCVD5 i 02膜を堆積する。次に例えば、
緩衝弗酸で、ブラズv’CVDSiO2膜を一部エッチ
ングすると、上記凹部側面に堆積したプラズマCVD5
 i 0名膜はエツチング速度が速いため選択的に除去
されてしまう。
その後、AJIIを例えばH2804とH202の混液
で除去すると、AlIII上のプラズマCvDS I 
O2膜もリフトオフされ、結局フィールドの凹部は周辺
にのみ細いV字溝を残して上記プラズマS I 02 
mで埋め込まれる。次に全面にCVD5IO2111!
堆積し、CVD5 I 0211!(7)Slilミラ
レジスト平坦化し、レジストとCVD5 I 02 I
Iのエツチング速度が等しくなるようなエツチング条件
で、素子形成領域のシリコン基板が露出するまでエツチ
ングすると、上記周辺の細いV字溝はCVD5 i 0
2膜で埋め込まれ、結果として(C)図に示すように、
フィールド領域の凹部はほぼ平坦に酸化膜で埋め込まれ
る。その後は、素子形成領域に所望の素子を形成する。
例えばMOS型トランジスタを試作した場合を(d)図
に示す。(d)図においてはゲート酸化11(7)とゲ
ート電極材料であるpolys i躾(8)を示してい
る。図面とは垂直方向にそれぞれソースとドレインにな
る拡散■がある(図面では省略) (d)図はMOSト
ランジスタのトランジスタ幅W方向に切断した場合のl
i1図を示しでおり、フィールド酸化膜(6)の間隔が
トランジスタ幅Wを表わす事になる。
しかしながら、このような従来のBOXIによる素子分
離においてはフィールドに形成した凹部の側壁には反転
を防止するためのボロンのイオン注入(5)が行われて
いない。そのため、上記側壁においては、寄生チャネル
が形成されやすくなり、特にゲート電極(8)によって
側面の上部にはMOS t−ランジスタの1lIII電
圧より低いゲート電圧で寄生チャネルが形成されてしま
う。この楊子を示したのが第2図である。第2図は試作
したトランジスタのサブ・スレシホールド特性(I09
ID−VG特性)を示したもので、本来の特性■に上記
溝部@面でできる寄生トランジスタの特性■が加算され
るため、実線で示すようなキンクを持った特性が現われ
る。このように従来BOXIにおいて上記溝部側面にで
きる寄生トランジスタはOFF状態でのリーク電流の原
因となり素子特性を劣化させる事になる。
本発明は、かかる従来法の欠点に鑑みなされたもので凹
部形成前に、素子形成領域表面に設けた被膜をマスクに
基体と同導伝型不純物のイオン注入を行って凹部側壁に
も基体と同導伝型不純物の添加を行い、このイオン注入
工程中、注入深さ及びドーズlを変えることにより所望
の不純物分布を得ることによって高集積化を計りながら
素子特性を向上させた素子間分離法を実現する半導体装
置の報造方法を提供するものである。
以下本発明の一実施例を第3図(a)〜(f)を用いて
説明する。
第3図(a)に於て示された様に半導体基体、例えばP
型シリコン基板(31)上に熱酸化II(32)及びA
J躾(33)から成る被膜を素子形成部を覆う如くに形
成する。次にこのAt1111(33)をマスクに基板
と同導伝型不純物、例えばボロンを例えば、50K e
 V (F)加速11圧r I X 1013 /Cl
−2イ:t ン注入する。次に加速電圧を例えば180
K e Vに変え、ドーズ@ 1x 1012 /as
−2で再びボロンをイオン注入する。以上都合2回のイ
オン注入を行うと、第3図(b)に示した様なボロンの
イオン注入層(34)が形成される。次いで同じ/11
111(33)をマスクとして、基板シリコンを例えば
リアクティブイオンエツチングを用いて約0.6μ−の
深さにエツチングを行いフィールド部(素子間分離領域
)に凹部を形成する。更にこの凹部の底にボロンをイオ
ン注入する(第3図(C))。以下は例えば従来のBO
X法と同様の2段階の酸化躾埋め込みにより、この四部
を例えばシリコン酸化物(SiO2)で埋め込み第3図
(d)の如くフィールド酸化膜(35)が埋め込まれた
構造を得る。
更に例えばゲート酸化I!(36)、ポリシリコンゲー
ト(37)を形成し、このポリシリコンゲート(37)
をマスクにAsをイオン注入してソース。
ドレイン(38)が順次形成されMOSトランジスタが
完成される。尚、第3図(e)(f)はそれぞれMOS
トランジスタのチャネルに垂直な方向及びチャネルに平
行な方向に沿っての断面図である。以上の方法によると
、フィールド酸化膜の側壁部(39)にボロンが導入さ
れている為、従来の方法の様に、この部分に寄生トラン
ジスタが形成されトランジスタのリーク電流を増加させ
ることが全くなくなった。又、ボロンのイオン注入を加
速電圧及びドーズ畿を変えて2回11つだ為、最終的に
は第3図(e)に示した様に浅い位置で濃度が高く、深
い位置で濃度の低い状態が実現されている。この様に本
発明によれば凹部側壁が急峻であっても、又、凹部形成
時にマスク下にサイドエツチングが入っても不純物が有
効に添加でき、又、第3図(e)の様な分布を実現する
ことによりリーク電流発生を有効におさえつつ且つソー
ス、トレインの接合容−を小さくし、素子の動作速度も
向上することが出来た。
次に本発明の第2の実施例を第4図に示す。
この実施例では、シリコンエツチング前のイオン注入を
3回行っており、第1の実施例と同様の2回のイオン注
入に加えて更に250K Vで1X1014/C「2の
ボロンのイオン注入を行ったものである。
即ち、側壁部のボロンの分布は、深い部分で更に濃度が
^く、且つ素子形成領域につき出した形になっている。
こうすることにより、ドレイン近傍でのインパクトアイ
オニゼーションにより発生した電子が他の領域へ侵入す
るのを防ぐことが出来、例えばダイナミックRAMの製
造に用いた場合などは回路の信頼性を太き(向上させる
ことが出来た。
以上、述べた如く、本発明の方法は従来法にない数々の
すぐれた特徴をもっていることが判る。
尚、1配寅施例ぐG、L、シリ1ン″lツ°fング前の
JICLlンのイオン注入を211!l〜311!■i
′5−合につい(のみ述べたがこれは2回以上ならいか
なる条件の組合せで行ってもよい。例えば不純物の種類
を夫々変えても良い。加速電圧、ドーズ量を連続的に変
えながらイオン注入する事も可能である。又、Slの凹
部にSiO2を埋め込む手法として2段階で埋め込むい
わ庚るBOX法の場合についてのみ述べたが、例えば基
板3i自身を選択酸化することにより酸化膜を形成して
フィールド部の凹部を埋め込んでもよい。又基板として
P型基板の場合のみを述べたがN型基板でもよく、又P
、N両方の存在するいわゆる0MO8のプロセスに用い
てもよい。又SO8やその他、絶縁膜上に形成された半
導体膜に素子を形成する場合に用いてもよい。そして、
この様な場合、基板のエツチングを下の絶縁膜表面にま
で達する如く行ってもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は従来法を説明する為の工程断面
図、第2図は従来法で得られるfD−Va特性図、第3
図(a)〜(f)は本発明の一実施例を示す工程断面図
、第4図は本発明の第2の実施例で得られたMOSFE
Tの断面図である。 図に於て 1.31 シリコン基板 3.33AJ躾 5.34 ボロン、イオン注入層 8.37 ポリシリコンゲート

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基体上に選択的に被膜を形成する工程と、
    この被膜をマスクとして基体と同導伝型不純物をイオン
    注入する工程と、前記被膜をエツチングマスクとして基
    体をエツチングし、側壁に前記不純物が添加された凹部
    を形成する。工程と、この凹部を絶縁物で埋め込む工程
    とを備え、前記イオン注入工程中、注入深さ及びドーズ
    饅を変化させることにより凹部側壁に所望の不純物分布
    を得るようにした事を特徴とする半導体装置の製造方法
  2. (2)加速電圧を変えて複数回イオン注入する事により
    注入深さを変化させるようにした事を特徴とする特許 置の製造方法。
JP14379981A 1981-06-10 1981-09-14 半導体装置の製造方法 Granted JPS5846648A (ja)

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US06/384,648 US4472874A (en) 1981-06-10 1982-06-03 Method of forming planar isolation regions having field inversion regions
DE8282105074T DE3279916D1 (en) 1981-06-10 1982-06-09 Method of manufacturing integrated circuit devices using dielectric isolation
EP82105074A EP0067419B1 (en) 1981-06-10 1982-06-09 Method of manufacturing integrated circuit devices using dielectric isolation
CA000404883A CA1191280A (en) 1981-06-10 1982-06-10 Method of forming plunar isolation regions having field inversion regions

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6269532A (ja) * 1985-09-21 1987-03-30 Mitsubishi Electric Corp 半導体集積回路装置およびその製造方法
US4883768A (en) * 1989-02-28 1989-11-28 United Technologies Corporation Mesa fabrication in semiconductor structures
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JP2008149738A (ja) * 2006-12-14 2008-07-03 Mitsubishi Agricult Mach Co Ltd トラクタの油圧装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5423230A (en) * 1977-07-22 1979-02-21 Mitsubishi Rayon Eng Kk Controlling system of sulfur oxide discharge amount contained in the combustion gas

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