JPS5990943A - 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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JPS5990943A
JPS5990943A JP58186661A JP18666183A JPS5990943A JP S5990943 A JPS5990943 A JP S5990943A JP 58186661 A JP58186661 A JP 58186661A JP 18666183 A JP18666183 A JP 18666183A JP S5990943 A JPS5990943 A JP S5990943A
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polysilicon
sro
silicon
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JP58186661A
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Dei Maasuton Aran
アラン・デイ・マ−ストン
Anne Renin
レニン・アンネ
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Hewlett Packard Japan Inc
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Yokogawa Hewlett Packard Ltd
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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1′−導体+、j *’lの耐化によって局部
絶縁層を形成するための半導体装置の製造方法に関する
一般にゝIL、導体装置vIの電気的絶縁層は、個別の
半導体装置および集積回路の両方に要求される。シリコ
ンの局部酸化(以下LOGO5という〕は実装密度を向
−1ニし、そして標準のLSIプロセスに適合するので
、大規模集1h回路(VLSI)に1ムく用いられてい
る。しかしながら、二酸化シリコンの絶縁層を形成する
ために用いられた従来のLo c o、 sプロセスで
は、二m化シリコン層の端にいわゆる鳥のくちばし′状
の部分が形成される。
この現象により、シリコンの酸化が起る領域の間に位置
するチャネルの有効幅が減少する。このチャネル幅の減
少は半導体装置がマイクロメータのレンジまたはサブマ
イクロメータのレンジにまでスケールダウンされるとき
、VLSIの製造に際して重大な障害となる。し、たが
って、“、(IIのくちばし°を作らない1144体装
置の製造は、多くの未来プロセスおよび縮小装置技術の
本質的な11標である。
従来公知のこの種)3法では、lVい酸化物を成長させ
ても鳥のくちばし゛′措造は小さいかまたは全く零であ
る。例えば、l5sacによるアイビーエム テクニカ
ル ディスクロージャ ビルティン(IBM Tcch
nica l Di 5closure Bul 1c
ti n、 )第n巻第11 ’: (1980年4月
)、第5148〜5151 頁ノr °“鳥のくちばし
°°のないフルボックス絶縁のための製造プロセスJ 
 (Fabr 1cat ion Process f
orイullBox l5olation witho
ut a Birds ’ Beak)および1」本の
特開11tζ54−115085号1半導体装置の製造
方法jにも開示されている。
これら開示された方法においては、シリコン窒化物の第
1マスキング層によってシリコン基板のシリコンの島を
形成するのに、標準プロセスが用い1)れる。それから
、シリコン窒化物の第2層で+Jij記!、−のエツジ
をシールし、続いて起るフィールド酸化1.稈でも、島
に直接隣接した場所での酸化が起らないようにし、そし
て島のエツジの持ち一トがりによる鳥のくちばし°°の
形成を妨げている。
ところが、シリコン窒化物およびシリコンは相性が悪い
ので、1111記文献Is sa cによって図示され
たように、各シリコン窒化物層の下に応力除去の二酸化
シリコン層(SRO)を(J加して、望ましくない欠陥
の発生を妨げる必要がある。しかしながら、このように
シリコン層をイq加することはプロセスの工程をイζJ
加することになり、したがってプロセスをより複雑にし
、そしてコストのにifをまねくことになる。
第1A図およびffllB図は望ましくない゛、(!+
のくちばし°′を(lう従来技術の製造プロセスを示す
工程断面図である。図示されたプロセスは、ノン・プレ
ーナ活性シリコン表面のためのものであるが、これと類
似した問題はプレーナプロセスにも存在する。まず、二
酸化シリコン層(SRO)の応力除去層10をシリコン
基板201−で熱的に成長させる。次にシリコン窒化物
のマスキング層3oを1)1ノ記SRO層lOの・番に
に被葆する。窒化物層30はパターン化され、活性領域
4oの輪郭を定める。窒化物がパターン化される間露出
されていたフィールド領域50内のS ROKtJは食
刻11丁能な状態となる。ノン・ブレーす横這のために
、活性ail 1tc40の表面および露出されたフィ
ールド領域50の表面は、第1A図に示したように同−
f +#i1、にある。これに反して、もし最終的にコ
ープレーナ措造が必要であれば、フィールド領域5oは
KOH化学食刻あるいはプラズマ食刻のどちらかのプロ
セスによってさらに削りとられる。どちらの場合でも、
フィールド領域5oは酸化され、その&、!4!第1B
図に示したような構造6oになる。
フィールド酸化6oは窒化物3oの端を持ち上げて鳥の
くちばし’70を形成する。したがって、活性領域40
の幅は両側のそれぞれで幅Dwだけ域中する。素I・の
大きさは1ミクロンまで小さくなってきているので、2
Xnwの狭搾部は活性領域40を完全に不粘性化するが
、あるいはトランジスタ、インクコネクタおよび電極装
置6の製造に不適格となる。
したがって、本発明は°゛鳥のくちばし°’ 411J
造のない厚いフィールド酸化物(FOX)層を成長させ
、同11チに欠陥を誘発するプロセスあるいは構造を導
入せずに、従来技術で要求されたプロセスの1.4ν数
を顛小眼にする新規の絶縁技術をjM供するものである
。最終#4造は1マイクロメ〜りあるいはそれ以下のプ
レーナまたはノン・プレーナ集積回路のどちらでもよく
、NチャネルおよびPチャネルのMOSトランジスタの
両方に適用できる。
本発明の〜実施例によれば、鳥のくちばし″゛椙造生じ
ないで半導体表面を酢化させることができる。応力除去
の二酸化シリコン層(SRO)およびシリコン窒化物層
の下の活性化シリコン領域が輪郭化された後、真性ポリ
シリコン層がウェーハ表面全体にわたって被覆される。
ポリシリコン層は異方的に食刻され、ウーハ表面に垂直
なポリシリコンjt’JがSROおよびシリコン窒化物
のエツジの周囲およびコルプレーナプロセスのシリコン
の島の垂aな111141AのjΔ11川に残る。この
ポリシリコン層は次のフィールド酸化の間SRO層に対
してエツジシールの役割を果し、そしてシリコン窒化物
のドでの酸化による望ましくない鳥のくちばし゛°影形
成妨げる。ポリシリコンはフィールド削化工稈の開削化
され、5RO−シリコンインターフェイスを保護する。
本発明の中心は、ポリシリコンを使用し、そしてSRO
を密閉して酸化から守ることと、集積回路の製造にポリ
シリコンが完全に適合しており、次のプロセスの間欠陥
を誘発させないことである。
さらに小汐な特(7Jiは(=J加的なマスキングが不
要であり、したがって(す加的なプロセス工程から生ず
る追加コストおよび欠陥をイ1′わないことである。
第2A図、第2B図および第2c図は本発明の一実施例
によるノン・ブレーナ集積回路の工程断面図である。第
1A図の従来技術に示したようにSRO層lOおよび窒
化物層3oを基板2o土に形成して、活性領域40およ
びフィールド領域50の輪郭を定める。fiWJ2A図
に示すように、低圧化学蒸着(LPGVD)によって真
に1ポリシリコン層100をウェーハ全体に被mする。
ポリシリコン層100は例えばプラズマエツチングによ
って六方的に食刻される。これにより第2B図に示ずよ
うにSRO層10および窒化物層3oのエツジの周囲に
ポリシリコン110の領域が残る・ポリシリコン領域1
10およびフィールド領域5゜は第2C図に示すように
酸化されて保護用フィールド醜化物層120を形成し、
SROシリコンインターフェイス領域130を保護する
。したがって、ポリシリコン層110はフィールド酸化
の間5ROAIIOのエツジシールとして機能し、そし
て窒化物層30の下でSRO層10の酸化が起るのを防
ぐと共に、望ましくない鳥のくちばしパの原因となる窒
化物層30の持ち1:がりを防止する。その後の集積回
路の1itt造に程は標準の方法で進められる。
例えば、6.000オングストロームのフィールド酷化
層120かプロセス内で用いられる場合、ポリシリコン
層100のIfさは公称1.5 o oオンタストロー
ムである。フィールド酸化物120に勾するポリシリコ
ン層100の厚み比率は16〜1.2の範囲内に保たれ
る。もし、更に薄いポリシリコン層100を用いると、
” 、Cilのくちばし°。
はもはや除去できない。また、1°2の割合を越えてよ
りI’7いポリシリコン層を用いると、酸化物は基板2
0に浸透しない。
エツジシールとしてポリシリコンを使用することの第2
の利、(1Jは、窒化物PIJ30およびSRO層10
のJVみ比率がもはや従来技術におけるように、クリテ
ィカルてはないことである。従来からシリコン窄化物お
よび二酸化シリコンの機械的不整合によって引き起され
る曲げ応力を防ぐために、SROに対する窒化物の11
み比率は3:1あるいは4.1の間に保たれてきた。例
えばSRO層が500オンクストロームのとき、窒化物
層30は1゜500オンゲスl〜ロームである。ポリシ
リコンおよびシリコンは物理的特性がよく似ているため
、SROに対する窒化物のlvみ比率はクリティカルで
はなく、したがって集積回路の!1itf造における柔
軟性を可能にする。
第3A〜30図および第4A〜40図は、それぞれ本発
明の能の実施例によるコーブレーナ集植回路の構造を示
すJ二程断面図である。第3A図において、SRO層1
0および窒化物層30を基板20にに形成して活性領域
40の輪郭を定めた後、例えばKOHでフィールド領域
50を化学的に食刻することにより、傾斜面205をも
ったシリコンメサ200が作られる。第4A図に示すよ
うに、プラズマ食刻の使用により、はとんど重直な側面
305をもったシリコンメサ300を作ることができる
。その後、第2A図におけるように、ポリシリコン層1
00を被覆し、そして曲と同様にプロセスが進行する。
」二記いずれのコープレーナプロセスにおいても、ポリ
シリコン・エツジシール210および310はSRO層
10および窒化物層30の端を密閉するはかりでなく、
メサ200および300のそれ  〜ぞれのシリコンO
II壁205および305をも密閉する。したがって、
SROとシリコンとのインターフェイス領域230およ
び330はフィールド酸化物220および230の形成
の間保謁され、111)述のノン・ブレーナ構造におけ
るのと同様に°°鳥のくちばし°は防ILされる。
【図面の簡単な説明】
第1A図および第1B図は望ましくない°、!、!lの
くちばし°をf’t’う従来技術の’MTiプロ士スを
示す工程断面図、ff12A図、第2B図および第20
図は本発明の 実施IIIによるノン・プレーす凍積回
路のL程断面図、第3A〜30図および第4A〜4C図
は、本発明の他の実施例によるコープレーナ集積回路の
構造を示す工程断面図である。 lO−醇化シリコン層、20・シリコン基板、30、シ
リコン窒化物、40.活性領域、50:フィールF ?
il’を域、60:フイールト酌化物、100.110
  ポリシリコン層、120:保護用フr−ルド酌化物
、210.310:エツジシール、200.300  
シリコンメサ、220.320・フィール1〜酢化物、
230.330  インターフェイス911域。 1′10頭人 横11す・ヒユーレット・バッカード株式会社代理人 
弁理ト  長 谷 川 次 男!          

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 次の1.程より成る半導体装置の1JII造方法、(イ
    )  ”I′4体基板基板に二酸化シリコンの被覆層を
    形成する、 (ロ)  l+iJ記ノλ板トの露光すべき所定の領域
    上にある1)IJ記被覆層を除去する、 (ハ)  +Jiノ述の全体をポリシリコン層で被着せ
    しめる、 (ニ)  1Itl記w板にV−11な平面で1lil
    記ポリシリコンを除去jるために、ポリシリコン層を異
    方性食刻する、 (ホ)ノ、(板の露光された領域および残ったポリシリ
    コン層の酸化で削化層の領域を形成させ、これにより“
    鳥のくちばし°を除去する。
JP58186661A 1982-11-15 1983-10-05 半導体装置の製造方法 Pending JPS5990943A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

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US06/441,593 US4435446A (en) 1982-11-15 1982-11-15 Edge seal with polysilicon in LOCOS process
US441593 1982-11-15

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JPS5990943A true JPS5990943A (ja) 1984-05-25

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ID=23753503

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