JPS6017929A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6017929A JPS6017929A JP12530683A JP12530683A JPS6017929A JP S6017929 A JPS6017929 A JP S6017929A JP 12530683 A JP12530683 A JP 12530683A JP 12530683 A JP12530683 A JP 12530683A JP S6017929 A JPS6017929 A JP S6017929A
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- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
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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、半導体装置の製造方法に関し、特にIC,L
SIなどの素子間分離技術を改良した製造方法に係る。
SIなどの素子間分離技術を改良した製造方法に係る。
従来例の構成とその問題点
従来、半導体装置特にMO3LSIの製造工程での素子
間分離方法としては選択酸化法が一般的に用いられてい
る。この方法をn−チャンネルMO8LSIを例にして
以下に工程順に説明する。
間分離方法としては選択酸化法が一般的に用いられてい
る。この方法をn−チャンネルMO8LSIを例にして
以下に工程順に説明する。
1ず、第1図aに示すように、(100)結晶面をもつ
P型Si基板1上にS 102膜2を熱酸化により成長
させ、更にこの5102膜2上に513N4膜3を堆積
する。つづいて、同図(′b)のように、写真蝕刻法に
より活性領域形成部にレジスト膜4を形成し、これをマ
スクとして活性領域形成部の813N4膜3をエツチン
グ除去しSi3N4 膜3のノくターン3′を形成し、
その後、例えばボロンのイオン注入を行なってフィール
ド部にチへ・ネルスト、ツバ−領域としてのP4−領域
6を形成する。次に。
P型Si基板1上にS 102膜2を熱酸化により成長
させ、更にこの5102膜2上に513N4膜3を堆積
する。つづいて、同図(′b)のように、写真蝕刻法に
より活性領域形成部にレジスト膜4を形成し、これをマ
スクとして活性領域形成部の813N4膜3をエツチン
グ除去しSi3N4 膜3のノくターン3′を形成し、
その後、例えばボロンのイオン注入を行なってフィール
ド部にチへ・ネルスト、ツバ−領域としてのP4−領域
6を形成する。次に。
同図Cのように、レジスト膜4を除去後、Si3N4膜
パターン3′をマスクとして周知の選択酸化法にしたが
ってウェット酸化を施し1選択的に厚いフィールド酸化
膜6を成長させる。
パターン3′をマスクとして周知の選択酸化法にしたが
ってウェット酸化を施し1選択的に厚いフィールド酸化
膜6を成長させる。
ひきつづき、同図dのように、Si3N4 膜ノくター
ン3′および5102膜2を工、ンチング除去してフィ
ールド酸化膜6で分離された活性領域7を形成する。次
いで第1図eに示すように、活性領域7にゲート酸化膜
8を介して多結晶シリコンからなるゲート電極9を形成
した後、セルファライン法によって、例えば砒素を拡散
してソース、ドレインとしての層領域1Q、11を形成
する。最後に。
ン3′および5102膜2を工、ンチング除去してフィ
ールド酸化膜6で分離された活性領域7を形成する。次
いで第1図eに示すように、活性領域7にゲート酸化膜
8を介して多結晶シリコンからなるゲート電極9を形成
した後、セルファライン法によって、例えば砒素を拡散
してソース、ドレインとしての層領域1Q、11を形成
する。最後に。
同図fのように、層間絶縁膜としての8102膜12を
、たとえばCVDにより堆積し、さらに、n″−領域1
0,11およびゲート電極9に対応する5102 膜1
2部分にコンタクトホール13を開孔した後、At配線
14を形成してnチャネルMO3素子を製造する。
、たとえばCVDにより堆積し、さらに、n″−領域1
0,11およびゲート電極9に対応する5102 膜1
2部分にコンタクトホール13を開孔した後、At配線
14を形成してnチャネルMO3素子を製造する。
しかしながら−h述の従来方式では次に示すような種々
の問題点があった。第2図は、前記第1図Cに示す活性
領域形成用のSi3N4 膜パターン3′をマスクにし
てフィールド酸化膜6を形成した時の断面構造を隣接す
る2つの活性領域との関係で詳しく描いたものである。
の問題点があった。第2図は、前記第1図Cに示す活性
領域形成用のSi3N4 膜パターン3′をマスクにし
てフィールド酸化膜6を形成した時の断面構造を隣接す
る2つの活性領域との関係で詳しく描いたものである。
一般に選択酸化法ではフィールド酸化膜6がA−Fの分
布領域をもち。
布領域をもち。
特に813N4 膜パターン3′の下の領域に喰い込ん
で成長して、同図中のF領域を形成することが知られて
いる。これはフィールド酸化中に酸化剤がSi3N4膜
パターン3′下の薄いS z 02膜2を通して拡散し
ていくために酸化膜が形成される部分D、いわゆるバー
ズビークとフィールド酸化膜6の厚い部分が横方向にも
ぐり込んだ部分Eとからなる。
で成長して、同図中のF領域を形成することが知られて
いる。これはフィールド酸化中に酸化剤がSi3N4膜
パターン3′下の薄いS z 02膜2を通して拡散し
ていくために酸化膜が形成される部分D、いわゆるバー
ズビークとフィールド酸化膜6の厚い部分が横方向にも
ぐり込んだ部分Eとからなる。
前記F領域の長さは、たとえば513N4 膜パターン
3′の厚さが1200人、その下の8102膜2が50
0人の条件で1 pmの膜厚のフィールド酸化膜6を成
長させた場合、約1μmVC達する。このためフィール
ド領域Cは513N4 膜パターン3′間の距1!?[
[I Aを211mとすると、前記F領域が111mで
あるから4μm以下に小さくできずLSI素子の高集積
化にとって大きな妨げとなる。このようなことから最近
、Si3N4膜パターン3′の膜厚を厚くシ、この下の
Si○2膜2を薄くしてバーズヒ−りを抑制する方法が
試みられている。これは、Si3N4 膜厚を厚ぐする
ことによってSi3N4 膜端部が屈曲しにくくなり、
これによりバーズビークが小さくなるものである。寸だ
、Si3N4 膜下のSt○2膜厚を薄くすることによ
りS 102断面積を小さくし酸化剤の横方向への拡散
をおさえたものである。しかし、前者ではフィールド端
部にかけるSi3N4 膜のクラックを生じ、後者では
、活性領域の周辺を中心に、シリコン表面にストレスが
加わり、転位の発生があるなどの問題があった。
3′の厚さが1200人、その下の8102膜2が50
0人の条件で1 pmの膜厚のフィールド酸化膜6を成
長させた場合、約1μmVC達する。このためフィール
ド領域Cは513N4 膜パターン3′間の距1!?[
[I Aを211mとすると、前記F領域が111mで
あるから4μm以下に小さくできずLSI素子の高集積
化にとって大きな妨げとなる。このようなことから最近
、Si3N4膜パターン3′の膜厚を厚くシ、この下の
Si○2膜2を薄くしてバーズヒ−りを抑制する方法が
試みられている。これは、Si3N4 膜厚を厚ぐする
ことによってSi3N4 膜端部が屈曲しにくくなり、
これによりバーズビークが小さくなるものである。寸だ
、Si3N4 膜下のSt○2膜厚を薄くすることによ
りS 102断面積を小さくし酸化剤の横方向への拡散
をおさえたものである。しかし、前者ではフィールド端
部にかけるSi3N4 膜のクラックを生じ、後者では
、活性領域の周辺を中心に、シリコン表面にストレスが
加わり、転位の発生があるなどの問題があった。
発明の目的
本発明は」二連の従来例にみられた問題点を解消するも
のであり、選択酸化法による喰い込みを抑制することの
できる半導体装置の製造方法を提供するものである。
のであり、選択酸化法による喰い込みを抑制することの
できる半導体装置の製造方法を提供するものである。
発明の構成
本発明は、要約すると、半導体基板表面の所定の領域に
第一の絶縁膜を形成し、前記第一の絶縁膜のない半導体
基板表面を食刻する工程と、前記第一の絶縁膜をマスク
として前記半導体基板食刻領域を熱酸化し、少なくとも
前記絶縁膜マスク下に酸化膜と前記半導体基板の界面が
くるようにする工程と、前記熱酸化膜を除去する工程と
、その後、全面に第二の絶縁膜を少なくとも前記半導体
基板の食刻した領域の内壁全面ならびに第一の絶縁膜」
二をおおって形成する工程と、前記第二の絶縁膜に異方
性エッチを施して、前記半導体基板の食刻領域の側壁に
のみ前記第二の絶縁膜を残す工程と、前記第一の絶縁膜
と前記第二の絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板の
食刻領域の底部を酸素もしくは水蒸気雰囲気中で選択酸
化する工程とを備えた半導体装置の製造方法であり、こ
れにより、所望の活性領域を凸状に形成し、かつ、との
活性領域への喰い込みの抑制されたフィールド酸化後を
形成するものである。
第一の絶縁膜を形成し、前記第一の絶縁膜のない半導体
基板表面を食刻する工程と、前記第一の絶縁膜をマスク
として前記半導体基板食刻領域を熱酸化し、少なくとも
前記絶縁膜マスク下に酸化膜と前記半導体基板の界面が
くるようにする工程と、前記熱酸化膜を除去する工程と
、その後、全面に第二の絶縁膜を少なくとも前記半導体
基板の食刻した領域の内壁全面ならびに第一の絶縁膜」
二をおおって形成する工程と、前記第二の絶縁膜に異方
性エッチを施して、前記半導体基板の食刻領域の側壁に
のみ前記第二の絶縁膜を残す工程と、前記第一の絶縁膜
と前記第二の絶縁膜をマスクとして、前記半導体基板の
食刻領域の底部を酸素もしくは水蒸気雰囲気中で選択酸
化する工程とを備えた半導体装置の製造方法であり、こ
れにより、所望の活性領域を凸状に形成し、かつ、との
活性領域への喰い込みの抑制されたフィールド酸化後を
形成するものである。
実施例の説明
以下、nチャネルMO3LSIの製造方法を例にあげて
本発明の詳細な説明する。
本発明の詳細な説明する。
捷ず第3図aに示すように、(100)結晶面をもつP
型Sj 基板1−4二にSt○2膜2を熱酸化により成
長させ、更に、この5IO2膜2−にKSi3N4膜3
を堆積する。つづいて第3図すのように、写真蝕刻?)
:、により活性領域部にレジスト膜4を形成し、これを
マスクとして活性領域以外のSi3N4膜3およびその
下層の熱酸化膜2をエツチング除去し、さらに、露呈し
たSt 基板1の面に、リアクティブイオンエツチング
技術を用いて異方性のエツチングを行ない、約3000
人の深さの溝16を形成する。この溝の深さは、後述の
分離領域の厚さを決定する要素であるため目標の分離領
域厚さに応じて任意に決定する。レジスト膜4を除去後
、第3図Cのように、活性領域部のSi3N4 膜パタ
ーン3′をマスクとして活性領域以外のSi 基板表面
、すなわち、分離領域形成用の溝面を熱酸化し、約20
00人の酸化膜16を形成する。その後、この酸化膜1
6をエツチング除去する。この時点の構造状態を第3図
dの要部拡大構造断面図により説明する。たとえば、上
記約2000人の酸化膜16を形成したのち、これを除
去すると、溝側壁は、第3図dの寸法tで表わされる幅
が約1000八だけSi3N4 膜パターン3′下に移
動し、813N4膜パターン3′はオーバーハング状態
と’zっている。このオーバ一ハングは後工程での第2
Si3N4 膜形成およびそのエツチングのとき、同溝
側壁に第2Si3N4 膜を残しやすくするためのもの
である。つづいて第3図eに示すように再度約200人
の熱酸化膜17を形成し、さらにこの上にステップカバ
レージの良い減圧CVDによる第2のSi3N4 膜1
8を、溝内壁をも含めて、全面に堆積する。この第2の
Si3N4 膜18の膜厚は、後工程での分離領域の平
担化の際に、屈曲しやすくする必要があり、約1000
Å以下、好寸しくけ数百人程度の薄膜が重重しい。つづ
いて第3図f[示すように、ボロンのイオン注入を全面
に行なってフィールド部分にヂャネルストソバ領域とし
てのP4−領域19を形成する。注入条件としては活性
領域には注入されずフィールド領域にのみ注入される比
較的低エネルギーの浅い注入条件とする。次にリアクテ
ィブイオンエツチング技術のような異方性エツチング方
法により、第2の513N4 膜18を選捩エツチング
し、第3図9のように溝の側壁にのみ第2の313N4
膜18′を残す。ここで第2のSi3N4 膜18を
エツチングする際、前工程で第1のSi3N4 膜パタ
ーン3′をオーバハング状態にしているため第2のSi
3N4 膜18も第3図eに示すように、オーバーハン
グ状態に堆積されており、この状態で、リアクティブイ
オンエツチング技術のような異方性エツチング方法で、
第2のSi3N4 膜18を膜厚分エツチングすれば、
確実に溝側壁に第2の513N4 膜18′を残せる。
型Sj 基板1−4二にSt○2膜2を熱酸化により成
長させ、更に、この5IO2膜2−にKSi3N4膜3
を堆積する。つづいて第3図すのように、写真蝕刻?)
:、により活性領域部にレジスト膜4を形成し、これを
マスクとして活性領域以外のSi3N4膜3およびその
下層の熱酸化膜2をエツチング除去し、さらに、露呈し
たSt 基板1の面に、リアクティブイオンエツチング
技術を用いて異方性のエツチングを行ない、約3000
人の深さの溝16を形成する。この溝の深さは、後述の
分離領域の厚さを決定する要素であるため目標の分離領
域厚さに応じて任意に決定する。レジスト膜4を除去後
、第3図Cのように、活性領域部のSi3N4 膜パタ
ーン3′をマスクとして活性領域以外のSi 基板表面
、すなわち、分離領域形成用の溝面を熱酸化し、約20
00人の酸化膜16を形成する。その後、この酸化膜1
6をエツチング除去する。この時点の構造状態を第3図
dの要部拡大構造断面図により説明する。たとえば、上
記約2000人の酸化膜16を形成したのち、これを除
去すると、溝側壁は、第3図dの寸法tで表わされる幅
が約1000八だけSi3N4 膜パターン3′下に移
動し、813N4膜パターン3′はオーバーハング状態
と’zっている。このオーバ一ハングは後工程での第2
Si3N4 膜形成およびそのエツチングのとき、同溝
側壁に第2Si3N4 膜を残しやすくするためのもの
である。つづいて第3図eに示すように再度約200人
の熱酸化膜17を形成し、さらにこの上にステップカバ
レージの良い減圧CVDによる第2のSi3N4 膜1
8を、溝内壁をも含めて、全面に堆積する。この第2の
Si3N4 膜18の膜厚は、後工程での分離領域の平
担化の際に、屈曲しやすくする必要があり、約1000
Å以下、好寸しくけ数百人程度の薄膜が重重しい。つづ
いて第3図f[示すように、ボロンのイオン注入を全面
に行なってフィールド部分にヂャネルストソバ領域とし
てのP4−領域19を形成する。注入条件としては活性
領域には注入されずフィールド領域にのみ注入される比
較的低エネルギーの浅い注入条件とする。次にリアクテ
ィブイオンエツチング技術のような異方性エツチング方
法により、第2の513N4 膜18を選捩エツチング
し、第3図9のように溝の側壁にのみ第2の313N4
膜18′を残す。ここで第2のSi3N4 膜18を
エツチングする際、前工程で第1のSi3N4 膜パタ
ーン3′をオーバハング状態にしているため第2のSi
3N4 膜18も第3図eに示すように、オーバーハン
グ状態に堆積されており、この状態で、リアクティブイ
オンエツチング技術のような異方性エツチング方法で、
第2のSi3N4 膜18を膜厚分エツチングすれば、
確実に溝側壁に第2の513N4 膜18′を残せる。
次に第3図11のように、第1のSi3N4膜パターン
3′および第2の513N4 膜18′をマス1゜ りとしてウェント酸化を施し、溝の部分に、選択的て厚
い酸化膜を成長させることにより、均質なフィールド酸
化膜20が形成される。このときのフィールド酸化膜2
0の膜厚はSi 基板蝕刻深さの約2倍とすることによ
り、フィールド領域表面と活性領域Si 表面が同−表
面高さとなる。寸だ溝側壁の第2のSi3N4 膜18
′は、屈曲しゃすい膜厚にしているためフィールド酸化
時酸化膜の応力により持ち上げられ、フィールド領域と
活性領域の境界付近は、はとんど平担な形状となる。フ
ィールド酸化後、第3図iのように、第1の813N4
膜パターン3′および第2のSi3N4 膜18′を除
去する。その後フィールド領域で分離された活性領域[
MOS、バイポーラ等の能動素子を形成して半導体装置
を製造する。
3′および第2の513N4 膜18′をマス1゜ りとしてウェント酸化を施し、溝の部分に、選択的て厚
い酸化膜を成長させることにより、均質なフィールド酸
化膜20が形成される。このときのフィールド酸化膜2
0の膜厚はSi 基板蝕刻深さの約2倍とすることによ
り、フィールド領域表面と活性領域Si 表面が同−表
面高さとなる。寸だ溝側壁の第2のSi3N4 膜18
′は、屈曲しゃすい膜厚にしているためフィールド酸化
時酸化膜の応力により持ち上げられ、フィールド領域と
活性領域の境界付近は、はとんど平担な形状となる。フ
ィールド酸化後、第3図iのように、第1の813N4
膜パターン3′および第2のSi3N4 膜18′を除
去する。その後フィールド領域で分離された活性領域[
MOS、バイポーラ等の能動素子を形成して半導体装置
を製造する。
発明の効果
以上のように本発明によれば、第1Si3N4 膜パタ
ーン3′のオーバーハング幅をSl基板の酸化量により
高精度にコントロールできるため、フィールド領域の横
広がりは抑制でき、忠実度の高い11′ ・ 微細外絶縁分隨領域を形成できる。したがって、本発明
は高集積度の半導体装置の製造に大きく寄−t5する0
ーン3′のオーバーハング幅をSl基板の酸化量により
高精度にコントロールできるため、フィールド領域の横
広がりは抑制でき、忠実度の高い11′ ・ 微細外絶縁分隨領域を形成できる。したがって、本発明
は高集積度の半導体装置の製造に大きく寄−t5する0
第1図a −fは従来の選択酸化法を用いたnチャネル
MO8LSIの製造工程を示す構造断面図、第2図は前
記工程の選択酸化後の基板状態を示す拡大断面図、第3
図a〜1d]本発明の一実施例を説明するためのnチャ
ネルMO3LSIの製造工程を示す構造断面図である。 1・・・・・P型シリコン基板、2・・・・S 102
膜、3・・・・・513N4膜、4・・・・・フォトレ
ジスト、6.19・・・・・・チャネルストッパ、6・
・・・・・フィールド酸化(S 102 )膜、17・
・・・・SiO2膜、18・・・・・第2Si3N4膜
、2o・・・・・フィールド領域(S 102 )。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 oatt (f) tg) −145− (二ljン (・i、ン
MO8LSIの製造工程を示す構造断面図、第2図は前
記工程の選択酸化後の基板状態を示す拡大断面図、第3
図a〜1d]本発明の一実施例を説明するためのnチャ
ネルMO3LSIの製造工程を示す構造断面図である。 1・・・・・P型シリコン基板、2・・・・S 102
膜、3・・・・・513N4膜、4・・・・・フォトレ
ジスト、6.19・・・・・・チャネルストッパ、6・
・・・・・フィールド酸化(S 102 )膜、17・
・・・・SiO2膜、18・・・・・第2Si3N4膜
、2o・・・・・フィールド領域(S 102 )。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図 oatt (f) tg) −145− (二ljン (・i、ン
Claims (4)
- (1)半導体基板表面に酸化膜および第1の絶縁膜を形
成する工程、前記第1の絶縁膜および前記酸化膜に選択
的開口部を形成する工程、前記開口部を通じて、前記半
導体基板に食刻溝部を形成する工程、前記溝部に酸化膜
を形成する熱酸化工程、前記酸化膜を除去して、前記第
1の絶縁膜を前記溝部でオーバーハング状態にする工程
、前記溝部に薄い酸化膜を形成する工程、全面をおおっ
て、第2の絶縁膜を形成する工程、前記第2の絶縁膜を
異方性エツチングして、前記溝部の側壁部を残し、同溝
部底面の同絶縁膜を除去する工程、前記溝部を酸化膜で
埋める熱酸化工程をそなえた半導体装置の製造方法。 - (2)第1の絶縁膜および第2の絶縁膜が窒化シリコン
でなる特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造
方法。 - (3)第2の絶縁膜が第1の絶縁膜によるオーバーハン
グ幅をこえない厚さに形成される特許請求の範囲第1項
(C記載の半導体装置の製造方法。 - (4)第2の絶縁膜が1000A以下でなる特許請υv
″小請ゝ−フ 求の範囲第1項、第2項捷たは扉工碩7稲載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12530683A JPS6017929A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12530683A JPS6017929A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6017929A true JPS6017929A (ja) | 1985-01-29 |
Family
ID=14906826
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12530683A Pending JPS6017929A (ja) | 1983-07-08 | 1983-07-08 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6017929A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03229419A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH07302836A (ja) * | 1992-10-13 | 1995-11-14 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体装置のフィールド酸化膜形成方法 |
-
1983
- 1983-07-08 JP JP12530683A patent/JPS6017929A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH03229419A (ja) * | 1990-02-02 | 1991-10-11 | Sharp Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPH07302836A (ja) * | 1992-10-13 | 1995-11-14 | Hyundai Electron Ind Co Ltd | 半導体装置のフィールド酸化膜形成方法 |
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