JPS59132624A - 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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JPS59132624A
JPS59132624A JP699183A JP699183A JPS59132624A JP S59132624 A JPS59132624 A JP S59132624A JP 699183 A JP699183 A JP 699183A JP 699183 A JP699183 A JP 699183A JP S59132624 A JPS59132624 A JP S59132624A
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JP
Japan
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film
pattern
oxidation
cvd
mask
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Pending
Application number
JP699183A
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English (en)
Inventor
Masakazu Shiozaki
塩崎 雅一
Yuji Fukazawa
深澤 雄二
Kenji Hishioka
菱岡 賢二
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/30Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26
    • H01L21/302Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to change their surface-physical characteristics or shape, e.g. etching, polishing, cutting

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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】 〔発明の技術骨“野〕 本発明は、素子間分離を改良した半導体装置の製造方法
に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、半導体素子の代表的々分離法として、選択酸化法
が知られている。この選択酸化法は例えばシリコン基板
上のSl、N4パターンをマスクとして露出する基板表
面を選択的に酸化する方法である。しかしながら、選択
酸化法を用いた半導体装置の製造方法によれば、熱酸化
時、Sl、N4ハターン下に横方向から酸化する、いわ
ゆるバーズビーク等を生じ、パターン変換差が大きくな
る。その結果、素子領域が両側で短かくなり、素子の集
積度が低下するという欠点があった。
このようなことから、最近、SWAMIという方法が発
表されている( 1982 r Symposiumo
n VLSI Technology + p、28−
29 )o以下、この方法をMO8型半導体装置に適用
した場合にっいて第1図(、)〜0)を参照して説明す
る。
[1′]  まず、例えばp型のSl基板1上に5IO
2膜2、第1の513N4膜3を順次形成した後、第1
の813N4膜3上の素子形成予定部と対応する位置に
、写真蝕刻法によりレジストパターン4を形成する(第
1図(a)図示)。つづいて、この/fターン4をマス
クとして第1の513N4膜3、sio  膜2を選択
的に除去し、S I 、N4パターン、− 8IO2ノテター76を形成した後、レジストパターン
4を除去した(第1図(b)図示)。次いで、前記51
3N4/fターン5をマスクとして露出する基板1をプ
ラズマ法により所定深さ除去し、素子形成予定部に島状
部7を形成する(第1図(c)図示)。更に、露出する
基板1表面に熱酸化膜8を形成した後、全面に第2のS
I、N4膜9、CVD−8102膜10を順次形成した
(第1図(d)図示)。
〔11〕次に、前記CVD −5IO2膜10、第2の
813N4膜9を異方性エツチングし、前記5L3N4
パターン5.810□Aターン6の周囲側面にCVD−
8102膜10’、Si3N4膜9′を残存させる(第
1図(、)図示)。つづいて、前記S i 3N4パタ
ーン5及び残存813N4膜9′をマスクとしで残存C
VD −8I02膜10’を除去すると共に、熱酸化膜
8を選択的に除去して熱酸化膜ノfターン11を形成す
る(第1図(f)図示)。次いで、前記5t3N47々
ターン5及び残存S i 3N4膜9′をマスクとして
熱酸化処理を施してフィールド酸化膜12を形成する(
第1図(g)図示)。更に、前記513N4・ゼターン
5、残存S i 3N4膜9′を除去する(第1図(h
)図示)。最後に、5IO2/′?ターン6を除去した
後常法によ多素子領域にダート絶縁膜13、ケ8−ト電
1極14を形成し、更に島状部7にn型のソース、ドレ
イン領域15.16を形成してMO8型半導体装置を製
造する(第1図(1)図示)。
こうした製造方法によれば、5102パターン6の周囲
側面に第2の513N4膜9′を設けた状態で熱酸化処
理を行なうため、5in2パターン6の周囲側面から0
2が侵入して5102ハターン6下の基板1に達し、基
板I中のStと反応してバーズビークの原因となる5I
O2膜が形成されるのを軽減できる。したがって、前述
した選択酸化法と比ベパターン変換差を小さくできる。
しかしながら、第1図(a)〜(i)の半導体装置の製
造方法によれば、以下に示す欠点をもっていた。
(1)  CVD−8102膜10.第2ノ813N4
膜9を異方性エツチングする時、ウニノ・面内あるいは
多数載置されたウェハ間でエツチングのバラツキを生じ
、該第2のSi3N4膜9を制御性よくエツチングする
ことが困難でオーバーエツチングされ、しかも該第2の
515N4膜9はSi3N4パターン5上に直接形成さ
れているため、該Si3N4パターン9下のSi3N4
パターン5はダメージを受ける。この結果、Sl、N4
パターン5のピンホールを増大させるため、このS j
 、N4パターン5をマスクの一部として熱酸化を行な
う際、513N4パターン5のピンホール下に位置する
基板1表面に厚い酸化膜の島が形成される。
(2)  81基板1の段差は、5IO2パターン6の
周囲側面に精度よく残存5t3N4++IA 9’形成
用のマ5− スフとなるCVD −5in2膜10′を残存させるた
めに一般に大きくとることが必要である。しかしなから
、こうした段差の大きい状態で熱酸化処理を行なうと、
基板1の島状部7表面に対して陥没したフィールド酸化
膜が形成されてウニノーに凹凸が生じるため、基板10
段差を十分にとることができない。また、この方法では
、段差が斜めになっているため側面にCVD −5in
2膜10’をうまく残しにくい。逆に、段差を垂直にす
ると、Si基板に結晶欠陥が入いる。
したがって、CVD−8iO膜10′を5IO2パター
ン6の周囲側面に精度よく残存させることかできす、5
102パターン6の周囲側面にCVD −8iO□膜1
0′をマスクとして形成される第2のS i 3N4膜
9′を十分残存できない。その結果、選択酸化法で生ず
るバーズビークを十分に解消できす、パターン交換差を
十分小さくするには至らない。
(3)  81基板Iをプラズマ法によりエツチングす
る工程があるため、513N4パターン5が方位6一 に対して平行で々い場合、基板Iをエツチングしたあと
がなめらかにならず、耐圧不良になる可能性がある。し
たがって、Sl、N4パターン5の形成によってパター
ン変換差に悪影響を及ぼす9rイト明G日iす〕 本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、基板表面へ
の酸化膜による島等の欠陥を解消するとともに、バーズ
ビークの発生を少なくして/fターン変換差を小さくし
かつ耐酸化膜パターン形状の影響によるパターン変換差
の変動を防止し得る半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とするものである。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体基板上に絶縁膜を形成した後この絶縁
膜上の素子形成予定部に対応する位置に第1の耐酸化膜
パターン、保護膜パターンを順次形成し、全面に第2の
耐酸化膜、及び耐酸化膜に対して選択エツチング性を有
する被膜を順次形成し、更にこの被膜を異方性エツチン
グして前記第1の耐酸化膜パターンの周囲側面の前記第
2の耐酸化膜部分に被膜を残存させ、つづいてこの残存
被膜をマスクとして第2の耐酸化膜を選択的に除去して
第2の耐酸化膜ノ4ターンを形成し、ひきつづき残存被
膜の除去及び保臘膜パターンの除去とともに絶縁膜を選
択的に除去し、しかる後第1、第2の耐酸化膜パターン
をマスクとして熱酸化処理を施すことによって、基板表
面への酸化膜による島等の欠陥を解消するとともに、パ
ターン変換差の最小化、耐酸化膜パターン形状の影響に
よるパターン変換差の変動の防止が図れるものである。
本発明に係る保護膜パターンとしては、CVD−8iO
□パターン、多結晶シリコンパターン等が挙げられる。
本発明に係る被膜としては、多結晶シリコン層、非晶質
シリコン層、金属層、金属間半導体化合物層、窒化シリ
コン層、CVD −81021m等を挙げることができ
る。
〔発明の実施例〕
以下、本発明をMO8型半導体装置に適用した場合につ
いて第2図(&)〜(h)を参照して説明する。
〔1〕まず、p型の81基板21上に熱酸化処理によシ
厚さ約1oooXO熱酸化膜22を形成した。々お、こ
の熱酸化膜22の膜厚は500〜1000Xが最適であ
る。その理由は、500X未満の場合基板21に点状欠
陥や結晶欠陥が急増し、100OXを越えるとパターン
変換差が急増するからである。つづいて、熱酸化膜22
上に常圧CVD法によシ夫々厚さ約3000Xの第1の
Si、N4膜(第1の耐酸化膜胎3、CVD−8jO□
膜(保護膜)24を形成した。次いで、写真蝕刻法によ
シ前記5102膜24上の素子形成予定部に対応する位
置に幅2μmのレタストノ9ターン25を形成した(第
2図(、)図示)。
[:l11 次に、前記レジストパターン25をマスク
として露出するCVD −5in2膜22をフッ化アン
モニウム液でエツチングし、CVD −5in2パター
ン(保護膜パターン)26を形成した。なお、このとき
のCVD −5in2膜22のエツチングレートは約3
000X/minであった。つづいて、前−9= 記レジストパターン25を除去後、CF4と02の混合
ガス雰囲気で前記CVD −5in2パターン26をマ
スクとして前記第1の81 、N4膜23をプラズマエ
ツチングによりエツチングし、第1のSt、N4パター
ン21を形成した(第2図(b)図示)。次いで、前記
CVD −5in2パターン26をマスクとして全面に
チャネルストッパ用不純物例えばがロンを加速電圧10
0keV、  ドーズ量lXl0  cmの条件下でイ
オン注入した。更に、常圧CVD法によシ全面に厚さ約
1000Xの第2の5i5N4膜(第2の耐酸化膜)2
8、厚さ約50001の多結晶シリコン層29を形成し
た(第2図(c)図示)。
(ili)次に、反応性イオンエツチング(RIE )
法により、真空度の0.05 Torr X電界0.2
 W/cm2、周波数13.56 MHz XCF3B
rとCl3の混合ガスの条件下で前記多結晶シリコン層
29を異方性エツチングし、前記S i 、N4パター
ン27、CVD −8lO□パターン26の周囲側面に
多結晶シリコン層29′を残存させた(第2図(d)図
示)。つづいて、残存多結晶シリコン層29′をマスク
として10− 第2のS i 3N4膜28を約150℃リン酸によっ
て選択的にエツチングし、第2のSi 3N4 ノ?タ
ーン30を形成した(第2図(、)図示)。なお、踊t
ie CVD−5in2/f ター ンz eと第2 
(7) 5i3N411i428のエツチング速度の比
は50:1以上であり、エツチングは第2のS i3N
4膜28をエツチングし終った点で完全に止まる。次い
で、プラズマエツチング法により残存多結晶シリコン層
29′を除去した。更に、前記第2の813N4/fタ
ーン30をマスクとして露出するCVD−5in2ハタ
ーン26をフッ化アンモニウム液により除去すると共に
、熱酸化膜22を選択的に除去し、熱酸化膜パターン3
1を形成した(第2図(f)図示)。
Ov)次に、前記第1、第2 ノSi5N4iSi3N
4i、30をマスクとして1000℃、酸化速度約18
00V時の条件下でウェット酸化を行ない、フィールド
酸化膜32を形成した(第2図(g)図示)。
なお、この時のパターン変換差はフィールド酸化膜32
0片側で0.2μmであった。つづいて、第1、第2の
5t3N4Aターフ27 、30を除去した後、素子領
域の熱酸化膜パターン31を除去した。ひきつづき、常
法により素子領域にダート絶縁膜33、デート電極34
を形成し、更に層型のソース、ドレイン領域35.36
を形成してMO8型半導体装置を製造した(第2図(1
1)図示)。
しかして、本発明によれば以下に示す効果を有する。
■ 多結晶シリコン層29を異方性エツチングし?’ 
CVD −5in2パター726、第1の513N4パ
ターン27の周囲側面に対応する第2のSi3N4膜2
8部分に多結晶シリコン層29′を残存させるに際して
第1のS 13N4パターン27上K CVD−810
2/4’ ター y 26を設けた状態で行なうため、
第1の813N474′ターン27の表面へのタメーシ
ノ発生をCvD−8102)J?ターン26により阻止
できる。したがって、第1のS I 3N4パターン2
7にピンホール等の欠陥が生ずるのを阻止し、もって第
2図(g)の如く513N4ノ9ターン27を耐酸化性
膜の一部としてフィールド酸化膜32を形成するための
熱酸化時において素子形成予定部の基板21表面に厚い
酸化膜の島が形成されるのを防止できる。
■ 素子領域の熱酸化膜22上に第1の513N4パタ
ーン27を介してCVD−8in2パターン26が設け
られているため、熱酸化膜220表面に対し十分な段差
を形成できる。その結果、全面に第2のS 13N4膜
28、多結晶シリコン層29を形成した後に多結晶シリ
コン層29を異方性エツチングすることによりCVD 
−S lo2パターン26.813N4zfターン27
の周囲側面に対応する第2の513N4膜28部分に精
度よく多結晶シリコン層29′を残存することができる
。したがって、残存多結晶シリコン層29′をマスクと
した第2の513N4膜28のエツチングにより第1の
S i 3N4 t’?ターン270周辺に所定の第2
の513N4パターン30を制御性よく形成でき、ひい
ては第1、第2の513N4パターン27 、3013
− をマスクとした熱酸化においてバーズビークの発生が極
めて少ないフィールド酸化膜32を形成でき、・母タ 
ン変換差を小さくすることができる。事実、1000℃
、酸化速度約1800X/時でウェット酸化を行なって
フィールド酸化膜32を形成したときのパターン変換差
はフィールド酸化膜320片側で0.2μmであった。
■ 従来の如く基板をプラズマ法によりエツチングする
工程がないため、Sl、N4パターンの形成によってパ
ターン変換差に悪影響を及ぼすことはない。
なお、上記実施例ではレジストハターンを除去後、CV
D−8in2膜、第1ノ513N4膜を除去し、しかる
後全面にチャネルストツ・9用不純物を注入したが、こ
れに限定されない。例えば、し・シス) ノfターンを
マスクとしてCVD−8ly2膜、第1の81 、N4
膜を順次除去し、しかる後回・ぐターンをマスクとして
全面にチャネルストッパ用不純物をイオン注入し、この
後レジストハターンを除去してもよい。
−14= また、上記実施例では残存多結晶シリコン層を除去した
後、第2の513N4パターンをマスクドL −CCV
D −5102パターンの除去、熱酸化膜の選択的除去
を行々つたが、これに限らず、例えば残存多結晶シリコ
ン層の除去の前にCVD −8iO□パターンの除去と
熱酸化膜の選択的除去を行なってもよい。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、基板表面への酸化膜
による島等の欠陥を解消するとともに、パターン変換を
著しく小さくしかつ耐酸化膜パターン形状の影響による
パターン変換差の変動を防止し得る半導体装置の製造方
法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(、)〜0)は従来のMO8型半導体装置の製造
方法を工程順に示す断面図・、第2図(a)〜(h)は
本発明高施例におけるMO8型半導体装置の製造工程を
示す断面図でおる。 2I・・・si基板、22・・・熱酸化膜、23・・・
第1のSi3N4膜(第1の耐酸化膜)、24・・・C
VD −s so2膜(保護膜)、25・・・レジスト
パターン、26・・・CVD−810□パターン(保護
膜パターン)、27・・・第1の513N4ノ母ターン
、28・・・第2のS 13N4膜(第2の耐酸化膜)
、29・・・多結晶シリコン層、29′・・・残存多結
晶シリコン層、3゜・・・第2のSi、N4/#ターン
、31・・・熱酸化膜パターン、32・・・フィールド
酸化膜、33・・・ダート絶縁膜、34・・・ダート電
極、35・・・n+型のソース領域、36・・・n 型
のドレイン領域。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦糧     
 − U              ′。 ()                       
 −ノ城 1

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板上に絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜上
    の素子形成予定部に対応する位置に第1の耐酸化膜パタ
    ーン、保護膜tRパターン順次形成する工程と、全面に
    第2の耐酸化膜、及び耐酸化膜に対して選択エツチング
    性を有する被膜を順次形成する工程と、この被膜を異方
    性エツチングして前記第1の耐酸化膜A?ターンの周囲
    側面に対応する前記第2の耐酸化膜部分に被膜を残存さ
    せる工程と、この残存被膜をマスクとして第2の耐酸化
    膜を選択的に除去して第2の耐酸化膜ツヤターンを形成
    する工程と、残存被膜の除去及び保護膜パターンの除去
    とともに、絶縁膜を選択的に除去する工程と、前記第1
    、第2の耐酸化膜パターンをマスクとして熱酸化処理を
    施す工程とを具備することを特徴とする半導体装置の製
    造方法。
JP699183A 1983-01-19 1983-01-19 半導体装置の製造方法 Pending JPS59132624A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6184023A (ja) * 1984-09-29 1986-04-28 Mitsubishi Electric Corp パタ−ン形成方法
JPS62150826A (ja) * 1985-12-25 1987-07-04 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (3)

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