JPS59189634A - 絶縁皮膜の形成方法 - Google Patents
絶縁皮膜の形成方法Info
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- JPS59189634A JPS59189634A JP58065061A JP6506183A JPS59189634A JP S59189634 A JPS59189634 A JP S59189634A JP 58065061 A JP58065061 A JP 58065061A JP 6506183 A JP6506183 A JP 6506183A JP S59189634 A JPS59189634 A JP S59189634A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体集積回路の絶縁分離、もしくは多層配線
に好適な絶縁皮膜の形成方法に関す。
に好適な絶縁皮膜の形成方法に関す。
従来例の構成とその問題点
一般にＭＯＳ型集積回路の製作においては、素子間の分
離のために、８１３Ｎ４膜を用いて厚いフィールド酸化
膜を形成している。しかしこのような製法は、フィール
ド酸化膜を形成する際所定の絶縁分離領域以外に、素子
形成領域の端の部分にも酸化膜が鳥の口嘴状に生じ（こ
の現象を以後バーズビークと称す）、実質的には絶縁分
離領域の幅が広くな−でＭＯＳ型集積回路の高密度化？
阻害したり、５１３Ｎ４膜とＳ １０２膜、Ｓｉ−基板
間の歪みのために素子形成領域の端の部分に結晶欠陥が
発生し、電気的特性の低下、例えはリーク電流の増力１
才ねいたり、フィールド酸化膜を形成する前にあらかじ
め絶縁分離領域にイオン注入された不純物、例えばＢ等
がフィールド酸化膜を形成する際の熱処理によって、Ｍ
ＯＳ）ランジスタのチャンネル領域へ横方向拡散し、電
気的特性の低下、例えば閾電圧の上昇をもたらす、等の
欠点を有している。
離のために、８１３Ｎ４膜を用いて厚いフィールド酸化
膜を形成している。しかしこのような製法は、フィール
ド酸化膜を形成する際所定の絶縁分離領域以外に、素子
形成領域の端の部分にも酸化膜が鳥の口嘴状に生じ（こ
の現象を以後バーズビークと称す）、実質的には絶縁分
離領域の幅が広くな−でＭＯＳ型集積回路の高密度化？
阻害したり、５１３Ｎ４膜とＳ １０２膜、Ｓｉ−基板
間の歪みのために素子形成領域の端の部分に結晶欠陥が
発生し、電気的特性の低下、例えはリーク電流の増力１
才ねいたり、フィールド酸化膜を形成する前にあらかじ
め絶縁分離領域にイオン注入された不純物、例えばＢ等
がフィールド酸化膜を形成する際の熱処理によって、Ｍ
ＯＳ）ランジスタのチャンネル領域へ横方向拡散し、電
気的特性の低下、例えば閾電圧の上昇をもたらす、等の
欠点を有している。
発明の目的
本発明は従来の欠点をことごとく排除し、高密度で、且
つ電気的特性がすこぶる良好な半導体集積回路の製造に
好適な絶縁皮膜の形成方法の提供を目的とする。
つ電気的特性がすこぶる良好な半導体集積回路の製造に
好適な絶縁皮膜の形成方法の提供を目的とする。
全形成し、前記皮膜の一部を選択的に溶剤に対し不溶性
の皮膜に変質させる工程と、変質した皮膜を酸化膜に変
える工程とからなることを特徴としている。
の皮膜に変質させる工程と、変質した皮膜を酸化膜に変
える工程とからなることを特徴としている。
本発明のごとき絶縁皮膜の形成方法をとるとＭＯ３型集
積回路の製造において高温の熱処理を必要としないで、
絶縁分離領域の幅が広くならず、しかも素子形成領域に
結晶欠陥を発生させず、チャンネルストッパー用不純物
の横方向拡散を生せしめない。又、半導体基板上に生じ
たる凹部を除去することができるので１、配線間隔が狭
くできる０以上より電気的特性の低下を寸ねくことなし
に高密度な半導体集積回路全製造しつる。
積回路の製造において高温の熱処理を必要としないで、
絶縁分離領域の幅が広くならず、しかも素子形成領域に
結晶欠陥を発生させず、チャンネルストッパー用不純物
の横方向拡散を生せしめない。又、半導体基板上に生じ
たる凹部を除去することができるので１、配線間隔が狭
くできる０以上より電気的特性の低下を寸ねくことなし
に高密度な半導体集積回路全製造しつる。
実施例の説明
第１図は本発明の第１の実施例である。捷ずＰ型Ｓｉ基
板１上に厚さ約０．０５μｍの３１０２膜２を形成し、
次に厚さ約０．１の８１３Ｎ４膜３ｆ！：形成する（第
１図Ａ）。５１３Ｎ４膜３上にレジストを塗布しホトリ
ングラフィにより絶縁分離領域以外の領域のレジスト膜
４を残す。この時絶縁分離領域の 。
板１上に厚さ約０．０５μｍの３１０２膜２を形成し、
次に厚さ約０．１の８１３Ｎ４膜３ｆ！：形成する（第
１図Ａ）。５１３Ｎ４膜３上にレジストを塗布しホトリ
ングラフィにより絶縁分離領域以外の領域のレジスト膜
４を残す。この時絶縁分離領域の 。
幅を例えば１μｍとする（第１図Ｂ）。レジスト膜４を
マスクとして反応性イオンエツチングを行い５１３Ｎ４
膜３，５１０２膜２を部分的に除去する。
マスクとして反応性イオンエツチングを行い５１３Ｎ４
膜３，５１０２膜２を部分的に除去する。
エツチング条件は、例えば０４Ｆ８ガスをチャンバーに
導入し圧力０．０７ ｔｏｒｒ 、 ｌ’ｔ Ｆ出力２
００Ｗを用いる。Ｓｉ３Ｎ４膜３ 、 Ｓｉ○２膜２の
エツチングが終了後Ｓｉ 基板のエツチングを行う。エ
ツチング条件は、例えばＣＦ４ガスをチャンバーに導入
し、圧力０．０５ ｔｏｒｒ、ＲＦ出力３００Ｗ ｆ、
Ｈ用いる。反応性イオンエツチングを用いることにより
、Ｓｉ基板１の表面に対し側面が９０’の角＃をなす溝
５が形成される（第１図Ｃ）。ＨＮＯ３とＨＦの混液で
溝５の底面および側面を０．１μｍ程度エツチングし、
反応性イオンエツチングにより生じた結晶歪、および汚
染領域を除去したる後、加速電圧ｅ ｏ ＫＶにて３
Ｘ １０ ” ’ ａ ｔ ｏｍ ｓ Ａｌｉ 程度
のＢのイオン注入を行い、溝５の底部にイオン注入領域
６を形成しチャンネルストッパーとする（第１図Ｄ）。
導入し圧力０．０７ ｔｏｒｒ 、 ｌ’ｔ Ｆ出力２
００Ｗを用いる。Ｓｉ３Ｎ４膜３ 、 Ｓｉ○２膜２の
エツチングが終了後Ｓｉ 基板のエツチングを行う。エ
ツチング条件は、例えばＣＦ４ガスをチャンバーに導入
し、圧力０．０５ ｔｏｒｒ、ＲＦ出力３００Ｗ ｆ、
Ｈ用いる。反応性イオンエツチングを用いることにより
、Ｓｉ基板１の表面に対し側面が９０’の角＃をなす溝
５が形成される（第１図Ｃ）。ＨＮＯ３とＨＦの混液で
溝５の底面および側面を０．１μｍ程度エツチングし、
反応性イオンエツチングにより生じた結晶歪、および汚
染領域を除去したる後、加速電圧ｅ ｏ ＫＶにて３
Ｘ １０ ” ’ ａ ｔ ｏｍ ｓ Ａｌｉ 程度
のＢのイオン注入を行い、溝５の底部にイオン注入領域
６を形成しチャンネルストッパーとする（第１図Ｄ）。
レジスト膜４の表面に有機硅素化合物をアルコール等の
溶剤中に溶かした液をスピンナー等にて塗布し、有機硅
素化合物の皮膜を形成し、その後、溝５の部分に電子ビ
ーム８を照射する。すると上記有機硅素化合物の皮膜の
中で、電子ビーム８が照射された溝６の部分は溶剤に不
溶な状態に変化する。電子ビーム８の照射量は上記皮膜
の厚さと溝６の深さに依存するが、通常１０〜５０ｔｔ
ｃ／ｃｎｉである。電子ビーム８ｔ・；照射されない
上記皮膜の個所ｋ ７ａ％照射された部分’Ｉ’ｙｂと
する（第１図Ｅ）。電子ビーム８の照射後、上記皮膜を
溶解除去できる溶剤、例えばメタノール等のアルコール
類、又はアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン
類による浸漬又はスプレーによる吹きつけ等を行う。こ
の工程によって、皮膜７ａは除去され、溝６の中に皮膜
７ｂが残る（第１図Ｆ）。
溶剤中に溶かした液をスピンナー等にて塗布し、有機硅
素化合物の皮膜を形成し、その後、溝５の部分に電子ビ
ーム８を照射する。すると上記有機硅素化合物の皮膜の
中で、電子ビーム８が照射された溝６の部分は溶剤に不
溶な状態に変化する。電子ビーム８の照射量は上記皮膜
の厚さと溝６の深さに依存するが、通常１０〜５０ｔｔ
ｃ／ｃｎｉである。電子ビーム８ｔ・；照射されない
上記皮膜の個所ｋ ７ａ％照射された部分’Ｉ’ｙｂと
する（第１図Ｅ）。電子ビーム８の照射後、上記皮膜を
溶解除去できる溶剤、例えばメタノール等のアルコール
類、又はアセトン、メチルイソブチルケトン等のケトン
類による浸漬又はスプレーによる吹きつけ等を行う。こ
の工程によって、皮膜７ａは除去され、溝６の中に皮膜
７ｂが残る（第１図Ｆ）。
レジスト膜４を酸素プラズマ等を用いて除去し、その後
５１３Ｎ４膜３をも除去する（第１図Ｇ）。しかる後低
温の加熱処理、例えば室温から７００膜丑で順次昇温し
、有機硅素化合物の皮膜７ｂヲＳｉＯ２膜９に変化させ
る。この処理によって溝６はＳ １０２膜９によって埋
められ、絶縁分離領域が形成される（第１図Ｈ）。
５１３Ｎ４膜３をも除去する（第１図Ｇ）。しかる後低
温の加熱処理、例えば室温から７００膜丑で順次昇温し
、有機硅素化合物の皮膜７ｂヲＳｉＯ２膜９に変化させ
る。この処理によって溝６はＳ １０２膜９によって埋
められ、絶縁分離領域が形成される（第１図Ｈ）。
第２図は本発明の別の実施例である。第２図へ〜Ｄに示
した工程は第１図Ａ〜Ｄにて示した工程と同一である。
した工程は第１図Ａ〜Ｄにて示した工程と同一である。
第１図Ｅの工程でレジスト膜４゜５１３Ｎ４膜３を除去
し、あらたにＳ １０２膜２上および溝５の底面および
側面にＣＶＤ法等によりＳ １０２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、
多結晶Ｓ１ 膜等の薄膜１０を形成する（第２図Ｅ）。
し、あらたにＳ １０２膜２上および溝５の底面および
側面にＣＶＤ法等によりＳ １０２膜、Ｓｉ３Ｎ４膜、
多結晶Ｓ１ 膜等の薄膜１０を形成する（第２図Ｅ）。
薄膜１０の表面に有機硅素化合物の皮膜を形成し、溝５
の部分に電子ビーム８を照射する。電子ビーム８が照射
されない上記皮膜の個所ｒ７ａ照射された個所ｉ７ｂと
する（第２図Ｆ）。
の部分に電子ビーム８を照射する。電子ビーム８が照射
されない上記皮膜の個所ｒ７ａ照射された個所ｉ７ｂと
する（第２図Ｆ）。
所定の溶剤にて洗浄すると皮膜７ａは除去され、溝６の
中に皮膜７ｂが残る（第２図Ｇ）。
中に皮膜７ｂが残る（第２図Ｇ）。
低温の加熱処理全力ｌえ皮膜７ ｂ ｆ Ｓ １０２膜
９に変化させる。この処理によって溝５は前記薄膜１０
と酸化膜９によって埋められる（第２図Ｈ）。
９に変化させる。この処理によって溝５は前記薄膜１０
と酸化膜９によって埋められる（第２図Ｈ）。
実施例１．２てもって説明したごとき工程をと−ること
によって高温の加熱処理を省略することができるので、
素子形成領域の端におけるバーズビークの発生と結晶欠
陥の発生が防止でき、しかも絶縁分離領域におけるＢの
横方向拡散を押えることができる。
によって高温の加熱処理を省略することができるので、
素子形成領域の端におけるバーズビークの発生と結晶欠
陥の発生が防止でき、しかも絶縁分離領域におけるＢの
横方向拡散を押えることができる。
第３図は本発明の第３の実施例である。捷ず、Ｐ型Ｓｉ
基板１上に厚さ約０．１ μｍの３１０２膜１１全形成
し、次に厚さ約０．４μｍの多結晶ｓ１ 膜全形成し、
ホトリソグランイにより多結晶ｓ１ 膜全部分的に残す
。残った多結晶Ｓ１ 膜を１２とする（第３図Ａン。
基板１上に厚さ約０．１ μｍの３１０２膜１１全形成
し、次に厚さ約０．４μｍの多結晶ｓ１ 膜全形成し、
ホトリソグランイにより多結晶ｓ１ 膜全部分的に残す
。残った多結晶Ｓ１ 膜を１２とする（第３図Ａン。
ＣＶＤ法等により厚さ約０．７μｍのｂ ｚ０２膜１３
を付着せしめ、同Ｓ ｚ ０２膜１３上に厚さ約。、４
μｍの多結晶Ｓｉ 膜を形成し、ホトリングラフィによ
り、多結晶Ｓ１ 膜１２と同一の個所に多結晶Ｓｉ膜を
残す。残った同多結晶Ｓｉ 膜を１４とする（第３図Ｂ
）。
を付着せしめ、同Ｓ ｚ ０２膜１３上に厚さ約。、４
μｍの多結晶Ｓｉ 膜を形成し、ホトリングラフィによ
り、多結晶Ｓ１ 膜１２と同一の個所に多結晶Ｓｉ膜を
残す。残った同多結晶Ｓｉ 膜を１４とする（第３図Ｂ
）。
Ｓ １０２膜１３および多結晶Ｓ１ 膜１４の表面に有
機硅素化合物の皮膜を形成し、Ｓ １０２膜１３の表面
にのみ電子ビーム８を照射する。電子ビーム８が照射さ
れない上記皮膜の個所ｉ７ａ、照射された個所を７ｂと
する（第３図Ｃ）。
機硅素化合物の皮膜を形成し、Ｓ １０２膜１３の表面
にのみ電子ビーム８を照射する。電子ビーム８が照射さ
れない上記皮膜の個所ｉ７ａ、照射された個所を７ｂと
する（第３図Ｃ）。
所定の溶剤にて洗浄すると皮膜７ａは除去され皮膜７ｂ
が残る（第３図Ｄ）。
が残る（第３図Ｄ）。
低温の力目熱処理を加え皮膜７ｂをＳｉ○２膜９に変化
させる。この処理によって多結晶Ｓｉ １２゜１４に
よって３１０２膜１３０表面に生じた凹部ば、Ｓ １０
２膜９によって埋められる（第３図Ｅ）。
させる。この処理によって多結晶Ｓｉ １２゜１４に
よって３１０２膜１３０表面に生じた凹部ば、Ｓ １０
２膜９によって埋められる（第３図Ｅ）。
ＣＶＤ法によりＳ ｚ０２膜１５を形成し、更に薄膜を
蒸着等により形成し、ホトリングラフィにより部分的に
へ℃膜を残す。この八２ 膜を１６とする（第３図Ｆ）
。へ２膜１６は平坦なＳ １０２膜１５上でパターンを
形成するので、高密＃な配線が可能となジ、ＭＯ８型集
積回路の集積度を上げることができ、かつＡ℃ の断線
等の心配もなくなる。
蒸着等により形成し、ホトリングラフィにより部分的に
へ℃膜を残す。この八２ 膜を１６とする（第３図Ｆ）
。へ２膜１６は平坦なＳ １０２膜１５上でパターンを
形成するので、高密＃な配線が可能となジ、ＭＯ８型集
積回路の集積度を上げることができ、かつＡ℃ の断線
等の心配もなくなる。
￥施例１ ＋２＋３において皮膜７ｂ中に（はあらかじ
め不純物を導入しておくことができる。導入すべき不純
物の種類は、前後の工程において形成される酸化膜中の
不純物の種類と関連し、通常Ｐ。
め不純物を導入しておくことができる。導入すべき不純
物の種類は、前後の工程において形成される酸化膜中の
不純物の種類と関連し、通常Ｐ。
Ｂ 、 Ａｓ 、Ｇｅ 、 Ｐｂ等を用いる。
実施例１，２．３でもって説明したことき工程において
、有機硅素化合物の皮膜に電子ビームを照射すると浴剤
に不溶となる理由は明確てはないが、本発明者らの実験
によると、上記皮膜ば１５Ｑ℃程度の力ｌ熱でもって溶
剤に不溶となることがわかっている。表１は上記皮膜を
形成したＳｉ 基板を加熱した後、溶剤に浸漬した時の
溶は具合を示したものであり、１００℃〜１５０℃の間
で、平置化現象が始っている。表１の結果がらみで、電
子ビームが照射されると部分的に加熱され、この熱のた
めに上記皮膜は部文的に溶剤に不溶化するものと推測さ
れる。
、有機硅素化合物の皮膜に電子ビームを照射すると浴剤
に不溶となる理由は明確てはないが、本発明者らの実験
によると、上記皮膜ば１５Ｑ℃程度の力ｌ熱でもって溶
剤に不溶となることがわかっている。表１は上記皮膜を
形成したＳｉ 基板を加熱した後、溶剤に浸漬した時の
溶は具合を示したものであり、１００℃〜１５０℃の間
で、平置化現象が始っている。表１の結果がらみで、電
子ビームが照射されると部分的に加熱され、この熱のた
めに上記皮膜は部文的に溶剤に不溶化するものと推測さ
れる。
（以下余白ン
表１．有機硅素化合物の不溶化
※メチルイソブチルケトン
発明の効果
以上、本発明によれば幅が狭く、段差の少ない絶縁分離
領域および平坦化された配線領域を形成しつるので素子
形成領域に結晶欠陥が発生せず、不純物の横方向拡散も
なく、配線密度が向上する。
領域および平坦化された配線領域を形成しつるので素子
形成領域に結晶欠陥が発生せず、不純物の横方向拡散も
なく、配線密度が向上する。
したがって、高密度で電気特性ρ良い半導体集積回路を
製造することができる。
製造することができる。
尚、本発明においては電子ビームを照射することにより
有機硅素化合物を変質させたが、電子ビームの代りに、
光ビーム、レーザービー、！、、（オンビーム等を用い
てもよいことはいうまでもない。
有機硅素化合物を変質させたが、電子ビームの代りに、
光ビーム、レーザービー、！、、（オンビーム等を用い
てもよいことはいうまでもない。
又、本発明においては溶剤に溶解した有機硅素化合物に
より皮膜を形成せしめたが、プラズマ重合、蒸着等によ
り形成した皮膜を用いてもよく、そして不用頭載に形成
された上記皮膜を除去するのにブラスマ反応を用いても
よいことは容易に推移しつる。
より皮膜を形成せしめたが、プラズマ重合、蒸着等によ
り形成した皮膜を用いてもよく、そして不用頭載に形成
された上記皮膜を除去するのにブラスマ反応を用いても
よいことは容易に推移しつる。
更に、本発明においてはＭＯ３型集積回路を例にとった
が、バイポーラ型集積回路等に適用しうろことは明白で
ある。
が、バイポーラ型集積回路等に適用しうろことは明白で
ある。
以上の説明から明らかなごとく、本発明による絶縁皮膜
の形成方法は、半導体装置の電気特性を損うことなく、
簡便な方法で絶縁皮膜か形成されるので、高密度集積回
路の製造に極めて有用である。
の形成方法は、半導体装置の電気特性を損うことなく、
簡便な方法で絶縁皮膜か形成されるので、高密度集積回
路の製造に極めて有用である。
第１図へ〜Ｈは本発明による第１の実施例を示す工程断
面図、第２図人〜Ｈは第２の実施例ケ示す工程断面図、
第３図Ａ〜Ｆは第３の実施例の工程略断面図である。 １・・・・・半導体基板、２，９，１１．１３．１５・
・・・・Ｓ １０２膜、３・・・・・Ｓｉ３Ｎ４膜、４
・・ レジスト膜、６・・・・・・溝、６・・・・・・
イオン注入領域、７ａ、７ｂ・有機硅素化合物の皮膜、
１０・・・・−・薄膜、１２゜１４ ・・多結晶Ｓｉ
膜、１６・・・・・Ａ２膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
面図、第２図人〜Ｈは第２の実施例ケ示す工程断面図、
第３図Ａ〜Ｆは第３の実施例の工程略断面図である。 １・・・・・半導体基板、２，９，１１．１３．１５・
・・・・Ｓ １０２膜、３・・・・・Ｓｉ３Ｎ４膜、４
・・ レジスト膜、６・・・・・・溝、６・・・・・・
イオン注入領域、７ａ、７ｂ・有機硅素化合物の皮膜、
１０・・・・−・薄膜、１２゜１４ ・・多結晶Ｓｉ
膜、１６・・・・・Ａ２膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第２
図
Claims (3)
- （１）半導体基板上に、有機硅素化合物の皮膜を形成し
、同皮膜の一部を選択的に溶剤に不溶性の皮膜へ変質さ
せる工程と、変質した前記皮膜を酸化膜に変える工程と
からなることを特徴とする絶縁皮膜の形成方法。 - （２） 有機硅素化合物の皮膜を選択的に溶剤に不溶
性の皮膜に変質させる手段として、電子光、レーノ ザ、イオンビーム等を使用することを特徴とする特許請
求の範囲第１項に記載の絶縁皮膜の形成方法。 - （３）変質した皮膜中に、少なくとも、リン、ホウ素、
ヒ素、ゲルマニウム、鉛のうちの一つの不純物を含有す
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の絶縁
皮膜の形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065061A JPS59189634A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 絶縁皮膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58065061A JPS59189634A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 絶縁皮膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59189634A true JPS59189634A (ja) | 1984-10-27 |
Family
ID=13276060
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58065061A Pending JPS59189634A (ja) | 1983-04-13 | 1983-04-13 | 絶縁皮膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59189634A (ja) |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5640261A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Ibm | Process for separating oxides |
-
1983
- 1983-04-13 JP JP58065061A patent/JPS59189634A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5640261A (en) * | 1979-09-10 | 1981-04-16 | Ibm | Process for separating oxides |
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