JPS594046A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPS594046A
JPS594046A JP57112833A JP11283382A JPS594046A JP S594046 A JPS594046 A JP S594046A JP 57112833 A JP57112833 A JP 57112833A JP 11283382 A JP11283382 A JP 11283382A JP S594046 A JPS594046 A JP S594046A
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JP
Japan
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region
film
substrate
element isolation
inter
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JP57112833A
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Masao Kanazawa
金沢 政男
Takashi Yabu
薮 敬司
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Publication date
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    • 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
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    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
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    • 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

(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】 (a)  発明の技術分野 本発明は半導体装置及びその製造方法に係り、特に半導
体装置に於ける素子;1!]分離領域の構造及びその形
成方法に関する。
(b)  技術の背景 MOS  IC等に於ては素子間分離領域を形成する際
に、LOCO8法と称する選択酸化法が多く用いられる
。しかし、この方法は選択酸化膜即ち素子間分離酸化膜
の縁部に該酸化膜の厚さに相当する幅のバーズ・ピーク
が形成されるために、素子間分離領域幅を3〔μm)程
度以下に狭めることが14難であり、素子が高密度に形
成される領域には適さないという問題がある。
そこで高密度にセル・トランジスタが配設されるセル領
域と、それ程高密度でなく機能素子が配設される周辺回
路領域とを有するMC)Sメモリ素子等に於ては、従来
下記のような素子間分離領域の形成方法が用いられてい
た。
(c)  従来技術と問題点 即ち該従来方法に於ては、第1図(イ)に示すようにシ
リコン(Si )基板1の表面に、基板面に対して垂直
の方向性を有するリアクティブ・イオンエツチング(R
IE)等のエツチング手段を用い、狭い幅の素子間分離
領域に相当する例えば1〔l1M%〕程度の幅を有し、
深さ1〜1.5〔μ洞〕程度の第1のc(1; 2 a
 、及び広い幅のへ子間分(;、IA ’rU域に相当
する例えば3〔μm)程度の幅を有し、深さ1〜1.5
〔μm〕程度の第2の溝2bを形成する。
そして第1図(ロ)に示すよう(々六該基板の表面に厚
さ5oocA)程度の熱酸化11り3を形成した後、核
、J+1;根土に通常の化学気相成長(CVD)手段を
用いて例えば厚さ2〔μ第) 程Ikの二酸化シリコン
(SiO,)膜4ヲ成長サー4!−1該CVD  S 
i 02膜4によシ、溝2a及び2bを完全に埋めた後
、該基板上面のCVD−8in2膜4及び熱酸化膜3を
通rRI E等のエツチング手段にょシ除去して、第1
図(ハ)に示すように、前記?+’12 a及び2b内
に熱酸化膜3を介してCVD  S i 021必4が
埋込まれてなる狭い幅の素子間分離領域5a及び広い幅
の素子間分離領域5bを形成していた。
しかし、該従来方法に於ては、弧子間分I′jjf領域
の幅が3〔μ鱗〕程波を起える肩を完全に埋めるに必要
な厚さのCVD  S i 02膜の成長に3〔時間〕
程度以上(成長速度70〜9oC′Aηの極めて長時間
を侠し、更に、基板上面のCVD  S i Ox膜を
エラチンブト余去する際にも又30〔分〕イ“2度の長
時間を要して、作業能率が低下し、製造手i9が長くな
るという問題があった。
上記作業能率の低下を防止するために、狭い幅の溝2a
のみを完全に埋めるに充分な厚さ例えば0.5〔μ鯛〕
程度にCVD −S i O,膜を成長させる方法もあ
る。この場合成長時間は1〔時間〕程度に、エツチング
時間は10〔分〕程度にそれぞれ減少し得るが、この方
法を用いると第1図に)に示すように、広い幅の溝2b
が上面までCVD  S i Ox膜4で埋まらず溝2
bの縁部に段差部6を牛じ、該段差部6が該基板面上に
形成される配線品質を低下せしめ、断+1il/$+の
発生を招くという問題があった。
(d)  発明の目的 本発明は一半導体県板面に上記CVD絶縁膜埋込み方式
の狭い幅の素子間分離領域と選択酸化膜による広い幅の
素子間分離領域とが併設される構造の半導体装置及びそ
の製造方法を提供し、上記問題点を除去することを目的
とする。
(e)  発明の構成 即ち本発明I・よ、半導体是板にI+1(刻された海に
絶縁膜が埋込まれた素子量分)碓′ll1j域と、選択
順化膜からなるI子間分離領域とを・ト丁しなることを
特徴とする半導体装置及び半尋体基イか而に溝を蝕刻し
、該溝内に絶縁膜を哩込む工v4と、該半導体基板向」
二に前記溝の上部を含んで該半ilJ体基板面を選択的
に覆う1IIj酸化膜を設けて該半導体基板向を燻択的
に熱酸化するエイ♀とを有することf:特徴とする半導
体装置の製造方法に関するものである。
(f)  発明の実施例 以゛1六本発明を一実施例について、第2図に示す断面
構造図及び第3図(イ)乃至(ト)に示す工程断面図を
用いて詳細に説明する。
本発明の構造を:IN用したnチャネル間O8ICメモ
リ3子は、例えば第2図に示すように、p型シリコイS
i)基板11に蝕刻(エツチング)形成された例えば、
幅1〔μm〕、深さ1〜1,5〔μm)程jKのほぼ垂
値な素子間分離溝12に、500(’A)程度の薄い熱
酸化膜13を介して、例えば気相成長(CVD)二酸化
シリコン(SiO2)14が埋込まれてなる狭い幅の素
子量分1’Il#、領域15が主として高密度に能動素
子が配設される該基板11のメモリ・セル領域に形成式
れている。又、比較的低密〜6000(λ〕〕程度選択
熱酸化膜16からなる広い幅の素子間分離領域17が形
成されている。
そして、狭い幅の素子間分離領域15により画定分離さ
れた基板面には、ゲート酸化膜18.多結晶Stゲート
電極19.n 型ソース・ドレイン領域20a、20b
からなるセル・トランジスタTRsが、広い幅のG;子
間分離領域17によって画定分離された茫板面及び狭い
幅の:体子間分離領域15と広い幅の素子II=i1分
離領域17とによって画定分離された基板面には、例え
ばゲート酸化膜18、多結晶S1ゲート′峨極19.n
 型ソースドレイン領域20c、20d、20e、20
f等からなる周辺トランジスタT’Rtがそれぞれ形成
されてなっている。なお、核間に於て21はp 型チャ
ネルカット1:tv成ツ2は例えばシん]土酸ガラス(
PSG’)絶縁膜、23はアルミニウム沓からなる金属
配線ケ示している。
上記本発明の構造を有するnチャネルMO3ICメモリ
素子を形成するに際しては、19uえば用3図(イ)に
示すように、先ずp型St基叛11面に通常の熱酸化法
を用いて厚さ500〔人〕程バ〔の第1の5iO7膜2
4を形成した後、’)j(3常のCVD法を用い該第1
の8102膜24上に厚さ1000[^〕程度の多結晶
5iJIIK25を形成する。
次いで第3図(ロ)に示すように、通常のフォト・プロ
セスを用いて、該基板上に狭い幅の素子間分離領域に対
応する1〔μm)程度の幅の開孔26a。
26bを有するレジストJIM27を形成し、該レジス
ト膜27をマスクにして、基機面に対して垂直な方向性
を有するエツチング手L:z 、’I”lえば四塩化炭
素(CC4)によるリアクティブ・イオン・エツチング
(RIE)手段により開孔26a、26b尋内に表出し
ている多結晶5ili匍25を選択的に除去し、続いて
同開孔内に表i1+ 、\れたれも1のSin。
膜24を91]えば三ふっ化メタン(CHD’s ’)
によるR I E手段により選択的に除去し、仄いで、
同開孔内に表出せしめられたp型St基販11而を例え
ばCCt、によるRIE手段により選択エラチン(こ グして、該p型St基4反11面〃幅約1〔μm)程度
で、uミさ1〜1.5〔μ郷〕程度の素子間分離ン74
J2a、12bを形成する。
次いで前記レジスト膜27の開孔26 a、 26bカ
ラチヤネル・ストッパ用のほう素イオン(B+)を通常
の条沖で注入する(21′はB+注入領ψ)。
次いで前記レジストM27を除去した後 2+43図(
ハ)に示すように、通常の熱酸化法を用いて、A<子間
分離溝12a、12b内に表出しているp型Si基板1
1而に例えば厚さ500(X)程度の薄い熱酸化膜13
を形成する。この際、戎板面に表出する多結晶Si膜2
5の表面にも厚さ5oocA)程度の薄い熱酸化膜13
が形成される。次いで通常のCVD法を用い、該基板上
に前記素子間分離溝12a、12bを上面まで埋めるの
に充分の厚さ、例えば0.5〜1〔μ宵〕程度の厚さを
有するCVD−8iO++膜14を形成する。な3=−
1この除前記B+注入領域21′はp+〜チャネル・カ
ッ) 154域21となる。
次いで通常のCHF3を用いるl?、 I E手段によ
り該基板上のCVD  5t02膜14を選択的に除去
し、第3図に)に示すように、口1J記系子I!11分
篩γ1’1J12a。
12b内に薄い熱酸化膜13を介してCVD=SiO。
j模14が上面寸で埋込1れてなる”9’Eい11%の
、を子間分甑′山域1!5a、15bを形成する。この
除、基板上面には多結晶S1膜25が表出する。
次いで四ふっ化炭素(CF4)十酸累(o2’)等をエ
ツチング・ガスとして用いる通常のプラズマ・エツチン
グ手段等により該基板上面の多結晶Si膜25を除去し
た後、通常のCVD法により該基板上に耐酸化膜例えば
厚さ1ooocA)程度の窒化シリコン(SLtN、)
膜28を形成し、次いで通常のフォト・エツチング手段
により、該S jsNJig 28に広い幅の末子間分
随・P1域に苅尾、する開孔29a。
29bを形成する。なお、前記伏い11・苗の々ミ千間
分離領域15a、15bの上部は前記:313 N4膜
28で覆われる。
次いで前記Si3N4膜2Bの開孔29a、29bを介
して基叛面にB を通常の条件で注入し、p型St基板
11面に選択的に浅いB 注入領域21′を形成する。
次いで前ESi、N、膜28をマスクにして、通常通り
例えば加湿02中に於て1000[:℃)程度の温度で
選択熱酸化を行い、第3図(へ)に示すように、5hN
4膜28の開孔部に広い幅の素子間を仕置)卜する選択
熱酸化膜16 a、  16 bを形成する。なおこの
際前記B+注入領域21′ はp+型チャネルカット領
域21になり、広い幅の素子間分離領域17a、17b
等が形成される。
以上の工程によυ狭い幅の素子間分離領域15a、15
b及び広い幅の素子間分離領域17a。
17b等の形成が完了する。
上記本発明の方法を完了した前記半導体基鈑11上のS
 isN+&¥ 28を熱燐譚()is P 04 )
処理で、その下部の第1のS tow HtA24をふ
っ酸(H,F)処理等で除去した状態を示したのが第3
図(ト)である。
即ち、本発明によって形成されたnチャネル間O8IC
メモリ形成用のp型Si基叛11は、狭い幅の素子間分
離溝12a、12b内に熱酸化膜13を介してCVD 
 510s膜14が埋込まれてなる狭い幅のr子間分自
訃・目減15a、15b(本実施例に於ては外側にp+
型チャネル・カット領域21が形成された)によって、
高密度に配設されるセル・トランジスタ形成領域30が
分離表出されており、選択熱酸化膜lea、16bから
なる広い幅の素子間分離酸化膜16a、16b(本実施
例では下部にp 型チャネル・カット領域が形成された
)からなる広い幅の素子間分離領域17aと17b、及
び前記狭い幅の素子間分離領域15bと広い幅の素子間
分離領域17aとによって、比較的低密度に配設される
周辺トランジスタ形成領域31 a、  3 l bが
分離表出されてなっている。
以後、通常のIA OS )ランジスタの形成方法に従
って、例えば第3図(ト)に示すように、セル・トラン
ジスタ形成領域30に、ゲート酸化膜18゜多結晶St
ゲート電極19.ソース・ドレイン領域20a、20b
からなるセル・トランジスタTR1が、周辺トランジス
タ形成領域31a、31bにセル・トランジスタTR+
同様ゲート醸化膜18゜多結晶Siゲート電極19.ソ
ース・ドレイン領域20c、 20d、 20e、 2
0fからなる周辺トランジスタTR2が形成され、以後
繻縁膜の杉成、配線形成等がなされで、第2図に示すよ
う々nチャネルMO8ICメモリ素子が提供される。
(g)  発明の効果 上記実施180に示したように、本発明に於ては一半4
体基叛面に狭い11−の素子間分離領域と広い幅の素子
間分離領域が作り分けられる。
そして狭い幅の¥子間分離領域の幅は、従来の1/3程
度、即ち1〔μm)程贋まで縮小することがUJ能であ
る。
従って本発明によれば、半導体メモリ′≠子のセル領域
のように小電力トランジスタ等の機能素子を多数個並設
する領域に於ける素子間分離領域の丘 幅lll従来に比べ大幅に縮小することができるので、
半導体ICの高密度、高集積化が図れる。
児に勾発明に於ては、狭い幅の、内子1′11分離領域
は埋込み構造で上面が平坦に形成され、又広い幅の君子
間分離領域は選択酸化法により上面がなだらかに形成さ
れる。
従って、本発明によれば、配線品質は確保され半導体I
Cの製造歩留まりや信頼性も向上する。
【図面の簡単な説明】
第1図(イ)乃至に)は従来の素子間分離頭載形成方法
の工、1帽祈面図、第2図は本発明の構造に於ける一実
施例の断面図で、第3図(イ)乃至(イ)は本発明の方
法に於ける一実施例の工程断面口である。 図に於て、11はp型シリコン基板、12+ 12a。 12bは素子間分離溝、13は薄い熱酸化膜、14は気
相成長二酸化シリコン膜、15,15a15bは狭い幅
の素子間分離領域、16は選択熱酸化膜、17.17a
、17bは広い幅の素子間分離領域、24は第1の二酸
化シリコン膜、25は多結晶シリコン膜、26a、 2
6b+ 29a+ 29bは開孔、27はレジスト膜、
28は窒化シリコン膜、30はセル・トランジスタ形成
領域、31a+  31bは周辺トランジスク形成・唄
城を示す。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半畳体栽機に蝕刻されたr+’jに絶縁膜が埋込
    まれた素子間分離領域と、選択酸化膜からなる素子間分
    離領域とを有してなることを特徴とする半導体装If0
  2. (2)半導体基板面に溝を蝕刻し、該溝内に絶縁物を埋
    込む工程、及び該半纏体基鈑面上に前記溝の上部を含ん
    で該半導体基板面を選択的に榎う耐酸化膜を設けて該半
    導体面を選択的に熱「j化する工程を有することを特徴
    とする半1jIL体装置の製造方法。
JP57112833A 1982-06-30 1982-06-30 半導体装置及びその製造方法 Pending JPS594046A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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