JPS59108330A - 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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Publication number
JPS59108330A
JPS59108330A JP21901082A JP21901082A JPS59108330A JP S59108330 A JPS59108330 A JP S59108330A JP 21901082 A JP21901082 A JP 21901082A JP 21901082 A JP21901082 A JP 21901082A JP S59108330 A JPS59108330 A JP S59108330A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
nitride film
film
silicon
silicon nitride
etching
Prior art date
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Pending
Application number
JP21901082A
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English (en)
Inventor
Katsuyuki Takahashi
克幸 高橋
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 (al  発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法にかかり、特に窒化シリ
コン膜の形成並びに除去方法に関する。
(b)  従来技術と問題点 半導体集積回路(IC)においては、半導体基板上に多
数の半導体素子が設けられて、これらを電気的に分離絶
縁するための素子分離帯が必要になる。このような分離
帯の形成方法として、窒化シリコン膜を形成して素子領
域を選択的に被覆した後、露出したシリコン基板面に二
酸化シリコン膜(フィールド絶縁膜と言う)を形成し、
これを素子分離帯とする方法がLOCO3法と呼ばれて
特に著名である。
第1図はこのようなLOCO3法でフィールド絶縁膜を
形成する工程途中の断面図を示しており、1はシリコン
基板、2は二酸化シリコン膜(フィールド絶縁膜)、3
は膜厚数10人の二酸化シリコン(Si02)膜、4は
窒化シリコン(Si3 N4 )膜で、二酸化シリコン
膜3および窒化シリコン膜4によってマスクされた領域
が素子形成領域である。ここで、二酸化シリコン膜3は
直接硬い窒化シリコン膜4をシリコン基板1上に形成す
るとシリコン基板に歪を与えるから、それを避けるため
の緩衝層となるものである。
ところで、このようにしてフィールド絶縁膜を形成する
と、窒化シリコン膜マスクとフィールド絶縁膜との境界
部分に二酸化シリコン膜3とフィールド絶縁膜とに繋が
りができて、厚い膜厚の二酸化シリコン膜Bが生成され
る。これをバーズビーク(鳥の嘴)と呼んでおり、これ
は不必要に分難帯を広くして必要な素子領域を圧迫し、
ICの高集積化を阻害するものとして知られている。し
かしながら、直接窒化シリコン膜をシリコン基板上に被
着すると上記したようにシリコン基板に歪が加わって素
子特性が害されるから、止むなくバーズビークの生成を
黙認している状況である。
従って、最近、窒化シリコン膜によるストレス(歪)を
避け、バーズビークの生成をなくするための緩衝層とし
て、熱生成による窒化シリコン膜が提唱されている。こ
のような熱生成による窒化シリコン膜(以下、熱窒化膜
と呼ぶ)を用いれば、例えば上記第1図においてバーズ
ビークの幅りが従来の二酸化シリコン膜3の場合に0.
6μmであったのに比べ、熱窒化膜では0.2μm程度
になって、著しく改善され高集積化、高密度化に役立つ
ことができる。
しかし、かような熱窒化膜はアンモニアガス中でシリコ
ンを高温処理して形成するが、その成分は定かでな((
Six N Y ) 、エツチングが難しい材質である
。通常、このような熱窒化膜は弗酸でエツチングされて
いるが、除去され難くて例えば上記の例で二酸化シリコ
ン膜の代わりに熱窒化膜を用い、フィールド絶縁膜を形
成した後、それをエツチング除去して二酸化シリコン膜
からなるゲート絶縁膜を形成すると、安定した膜質のも
のかえられずに絶縁耐圧が低下する欠点がある。また、
そのため十分に時間をかけて弗酸でエツチングすると、
必要なフールド絶縁膜まで過度にエツチングされること
になり、その除去は至って難しい問題である。
一方、従来の化学気相成長(CVD)法で被着する窒化
シリコン膜の成分は一定しており、分子式はSi3N4
で示され、燐酸で容易にエツチングすることができる。
[01発明の目的 本発明はこのような窒化シリコン膜の緩衝層として有用
な熱窒化膜のエツチング除去を容易にする製造方法を提
案するものである。
fd)発明の構成 その目的は、高温度の窒化雰囲気中でシリコンを加熱し
て窒化シリコン膜を形成した後、該窒化シリコン膜を蓚
酸によって陽極酸化し、次いで弗酸で工・ハチング除去
する製造方法によって達成させることが出来る。
(el  発明の実施例 以下2図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第2図ないし第7図は本発明にかかる製造方法の工程順
断面図で、LOCO3法による素子分離帯の形成方法で
ある。
まづ、第2図に示すようにシリコン基板10上に膜厚3
0人程度の熱窒化膜11を生成する。それには、シリコ
ン基板10をアンモニア(N HFl)ガス中で120
0℃の高温度に60分間加熱する。次いで、第3図に示
すようにその上面に膜厚100人の窒化シリコン膜12
をCVD法で被着し、更にその上に選択的にレジスト膜
13をパターンニングする。レジスト膜13は素子形成
領域をマスクするパターンである。
次いで、第4図に示すようにレジスト膜13をマスクに
して窒化シリコン膜12を燐酸でエツチング除去し、つ
ぎに弗酸でエツチングして熱窒化11i11を除去し、
フィールド絶縁膜形成領域を露出させる。この時の熱窒
化膜除去には弗酸で長時間エツチングしても他への悪影
響がない。次いで、レジストM¥413を除去した後に
第5図に示すように高湿酸化気流中で900℃に加熱し
て膜厚7000Aのフィールド絶縁膜14を形成する。
次いで、燐酸で10分間エツチングして素子形成領域上
の窒化シリコン膜12を除去する。
次いで、本発明にかかる陽極酸化法を行うが、それは白
金電極を陰極、シリコン基板を陽極として例えば3.4
%(重量%)の蓚酸溶液中で電圧160v、電流150
mAを加えて、熱窒化膜11を酸化する(第6図参照)
。しかる後、弗酸で約3分間エツチングすると、第7図
に示すように熱窒化膜11が完全に除去される。
以降の工程は公知の方法で半導体素子を形成すればよい
が、とりあえず第8図に示すように温度1050℃で塩
酸酸化して膜厚300人のゲート絶縁膜15を形成し、
その絶縁耐圧を測定した結果を説明する。
第9図(blに示す図表が上記の形成方法でゲート絶縁
膜15を作成し、その測定結果で、同図(alは陽極酸
化せずに弗酸でのみ熱窒化膜11を除去し、同じくゲー
ト絶縁膜を作成して、それを測定した結果である。縦軸
は測定した素子数、横軸は絶縁耐圧の数値を示し、これ
から判るように陽極酸化して熱窒化膜を除去すれば耐圧
が25V付近に集まって、顕著に改善されることを示し
ている。
上記はLOCO3法による素子分離帯領域の形成法の例
であるが、半導体装置の製造方法においては窒化シリコ
ン膜が絶縁膜として優れているために、その伯にもこの
ような窒化シリコン膜を形成する工程は良く用いられて
おり、その場合に二酸化シリコン膜が同様に緩衝層とし
て使用されており、その場合にも本発明の方法を適用し
て絶縁耐圧を改善することができる。
(fl  発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば窒化シ
リコン膜を用いた半導体装置の製造方法においてバーズ
ビークの発生を抑制し、絶縁耐圧を向上させることがで
きるため、ICなど半導体装置の高性能化に極めて貢献
するところの大きいものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の製造工程途中の断面図とその問題点を示
す図、第2図ないし第8図は本発明にがかる一実施例の
製造工程順断面図、第9図は従来法と本発明による方法
との絶縁耐圧の比較図表である。 図中、1.10はシリコン基板、2.14はフィールド
絶縁膜(二酸化シリコン膜)、3は二酸化シリコン膜、
4.12は窒化シリコン膜、11は熱窒化膜、13はレ
ジスト膜、15はゲート絶第1図 第2図 該喀j’EJ′f−縁線で氏

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 高温度の窒化雰囲気中でシリコンを加熱して窒化シリコ
    ン膜を形成した後、該窒化シリコン膜を蓚酸によって陽
    極酸化し、次いで弗酸でエツチング除去する工程が含ま
    れてなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP21901082A 1982-12-13 1982-12-13 半導体装置の製造方法 Pending JPS59108330A (ja)

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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61131467A (ja) * 1984-11-27 1986-06-19 インテル・コ−ポレ−シヨン シリコン基板上で半導体素子を分離する方法
JPS6415946A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
US7301258B2 (en) 2004-02-05 2007-11-27 Seiko Epson Corporation Piezoelectric resonator element, piezoelectric resonator, and piezoelectric oscillator
US7368857B2 (en) 2004-03-02 2008-05-06 Seiko Epson Corporation Piezoelectric resonator element, piezoelectric, resonator, and piezoelectric oscillator

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JPS6415946A (en) * 1987-07-10 1989-01-19 Hitachi Ltd Manufacture of semiconductor device
US7301258B2 (en) 2004-02-05 2007-11-27 Seiko Epson Corporation Piezoelectric resonator element, piezoelectric resonator, and piezoelectric oscillator
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