JPS60226136A - Complementary type metal insulated semiconductor device and manufacture of the same - Google Patents

Complementary type metal insulated semiconductor device and manufacture of the same

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JPS60226136A
JPS60226136A JP59081763A JP8176384A JPS60226136A JP S60226136 A JPS60226136 A JP S60226136A JP 59081763 A JP59081763 A JP 59081763A JP 8176384 A JP8176384 A JP 8176384A JP S60226136 A JPS60226136 A JP S60226136A
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JP
Japan
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well
conductivity type
isolation region
mask layer
mask
Prior art date
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Pending
Application number
JP59081763A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazuo Nojiri
野尻 一男
Kazuyuki Tsukuni
和之 津国
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60226136A publication Critical patent/JPS60226136A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • 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
    • H01L21/70Manufacture 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
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components

Abstract

PURPOSE:To improve integration density at the inside or outside of well through effective prevention of latchup and compression of space around well by employing the trench structure for both well isolation region and inter-element isolation region. CONSTITUTION:A silicon dioxide film 12 is formed on the surface of an N type silicon wafer 1 and a silicon nitride film 13 is formed thereon. A second mask layer 13 is patterned, after a photo resist pattern 14 as the mask for ion implantation is removed, another photo resist pattern 17 is formed to the surface of wafer 1. After removing the photo resist pattern 17 used for formation of a hole 12a, a vertically elongated deep groove 9 is formed at the surface of wafer 1. A shallow groove 10 is formed to the region 80 where the inter-element isolation region is to be formed, by etching the exposed surface of wafer 1. A burying material 11 consisting of SiO2 is deposited to the entire part of surface, excessively deposited burying material 11 is etched back by the dry etching method. Thereby, the isolation regions 7, 8 can be completed.

Description

【発明の詳細な説明】 し技術分野] この発明は、CM OS (Complementar
y MetalOxide Sem1conducto
r ) L S Iを代表とした相補型金属絶縁物半導
体装置に関するもので、特に高集積化およびラッチアッ
プ防止の上で有利な技術に関するものである。
[Detailed Description of the Invention] Technical Field] The present invention is directed to a CM OS (Complementary
y MetalOxide Sem1conducto
r) The present invention relates to complementary metal-insulator semiconductor devices such as LSI, and particularly relates to techniques advantageous in terms of high integration and prevention of latch-up.

〔背景技術〕[Background technology]

相補型金属絶縁物半導体装置では、第1導電型の半導体
基体の一面に、反対導電型のウェルを形成し、そのウェ
ルの内外に第1導電型の金属絶縁物半導体素子および第
2導電型の金属絶縁物半導体素子をそれぞれ複数形成す
る。このため、ウェルの内外および各素子間を電気的に
分離することか必要であり、従来一般には、LOCO8
(Loc−al 0xidation of 5ili
con)法が用いられていた。
In a complementary metal-insulator semiconductor device, a well of an opposite conductivity type is formed on one surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a metal-insulator semiconductor element of a first conductivity type and a metal-insulator semiconductor element of a second conductivity type are formed inside and outside the well. A plurality of metal-insulator semiconductor elements are each formed. Therefore, it is necessary to electrically isolate the inside and outside of the well and between each element.
(Loc-al Oxidation of 5ili
con) method was used.

しかし、LOCO8法による分離領域は、バーズビーク
が発生するという問題をはじめとし、特にウェル分離の
ためのウェル分離領域については、ラッチアップ防止の
ため、ウェルの周囲部分に光分な幅(たとえば、7〜8
μm程#)をもって形成せざるを得す、高集積化する上
で問題となっていた。
However, isolation regions using the LOCO8 method have problems such as the occurrence of bird's beaks, and in particular, for well isolation regions for well isolation, in order to prevent latch-up, the periphery of the well must be provided with an optical width (for example, 7 ~8
However, it has been necessary to form a semiconductor device with a thickness of about .mu.m (#), which poses a problem in achieving high integration.

そこで、ウェル分離領域を、トレンチと称する深い溝と
、その内部を埋める絶縁物とによって構成する技術が提
案された。これは、幅1μm、深さ5μm程度の溝を形
成した後、その溝を二酸化シリコン等で埋める方法であ
り、LOCO8法において平面的に光分な距離をもった
横長の分離領域に代えて、半導体基体の深さ方向に充分
な距離をとった縦長の分離領域を用いるものである(以
上、日経エレクトロニクス、1982年6月21日号、
第146〜151ページ参照)。
Therefore, a technique has been proposed in which the well isolation region is formed by a deep groove called a trench and an insulator filling the inside thereof. This is a method in which a groove with a width of about 1 μm and a depth of about 5 μm is formed, and then the groove is filled with silicon dioxide or the like. This method uses a vertically long separation region with a sufficient distance in the depth direction of the semiconductor substrate (see above, Nikkei Electronics, June 21, 1982 issue,
(See pages 146-151).

し発明の目的〕 この発明は前記提案方法(トレンチ方式)をより一歩進
めたものであり、その目的は、ウェル分離と素子間分離
をともにトレンチ方式で行なうようにした新たな技術を
提供することにある。
OBJECT OF THE INVENTION This invention is a step further than the proposed method (trench method), and its purpose is to provide a new technology in which both well isolation and element isolation are performed using the trench method. It is in.

この発明の他の目的は、比較的簡単なプロセスによって
、ウェル分離領域と素子間分離領域をセルファラインで
形成することができる製造技術を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a manufacturing technique that can form well isolation regions and element isolation regions in self-alignment lines using a relatively simple process.

この発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、
この明細書の記述および添付図面から明らかになるであ
ろう。
The above and other objects and novel features of this invention include:
It will become clear from the description of this specification and the accompanying drawings.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

この出願において開示される発明のうち代表的なものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

すなわち、ウェル分離領域および素子間分離領域の各分
離領域をともにトレンチ方式で構成するが、ウェル分離
領域がウェルの深さと同程度あるいはそれよりも深いも
のとなっているのに対し、素子間分離領域はウェルの深
さよりも浅いものとなっている。
In other words, both the well isolation region and the element isolation region are constructed using the trench method, but while the well isolation region is as deep as or deeper than the well, the element isolation region The region is shallower than the depth of the well.

そして、そうした構成を得る方法として、ウェル分11
1!佃域および素子間分離領域の谷溝、つまり深い溝と
浅い溝とを同一のホトマスク上で規定する手法を用い、
両領域をセルファラインで形成している。
As a way to obtain such a configuration, 11 wells
1! Using a method of defining the valley grooves of the Tsukuda region and the element isolation region, that is, the deep grooves and the shallow grooves, on the same photomask,
Both areas are formed by Selfa Line.

〔実施例]〕〔Example]〕

第1図はこの発明の一実施例であるCMO8LSIの断
面構造を示している。
FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a CMO8LSI which is an embodiment of the present invention.

第1図において、第J導電型の半導体基体であるN型の
シリコンウェハ1の一面には、反対の導電型であるP型
のウェル2があり、ウェル2の内側にNチャネルのMO
8FET3、ウェル2の外側にPチャネルのMO8FE
T4がそれぞれ複数形成されている。これらの各MO8
FET3.4はN“型あるいはP“型のソース・ドレイ
ン領域30.40、ならびにゲート酸化膜5およびその
上に位置するポリシリコン等からなるゲート6とからな
る。なお、図示しないか、ウェハ1の表面にはさらにリ
ンシリケートグラス等の絶縁保護膜およびアルミニウム
配線が形成されている。
In FIG. 1, on one surface of an N-type silicon wafer 1, which is a semiconductor substrate of the J conductivity type, there is a P-type well 2, which is the opposite conductivity type, and inside the well 2 there is an N-channel MO.
8FET3, P channel MO8FE outside well 2
A plurality of T4s are each formed. Each of these MO8
The FET 3.4 consists of N" type or P" type source/drain regions 30, 40, a gate oxide film 5, and a gate 6 made of polysilicon or the like located thereon. Note that, although not shown, an insulating protective film such as phosphosilicate glass and aluminum wiring are further formed on the surface of the wafer 1.

ここで、前記ウェル2の周囲部分にはウェル2の深さよ
りも深い縦長のウェル分離領域7、さらに前記各MO8
FET3.4の互いに隣り合う素子間にはウェル2より
も浅い素子間分離領域8が形成され又いる。両分離領域
7,8は互℃・に深さは異なっているが、その構造は共
通しており、いずれもウェハ1の一面に形成した溝9,
10と、それらの谷溝9,10を埋め込んだ二酸化シリ
コン、ポリシリコン等からなる埋込み材料11とによっ
て構成されている。埋込み材料】Jとしては、二酸化シ
リコン等の、j5に絶縁性の高いものが望ましいが、溝
の埋め込みを容易に行なうことができるポリシリコン等
も有用であり、ポリシリコンの場合には、埋込み前に溝
の内面に酸化膜を形成し、かつ埋め込んだものの表面を
酸化することな要する。こうした埋込み材料11は溝9
,10の内部に直続埋め込むこともできるか、溝に接す
るN”、P+領域、半導体基体1及びウェル2との界面
特性を艮くするため溝9,100表面に熱酸化法による
薄い酸化膜(Sin、)を形成するのが良い。
Here, a vertically long well isolation region 7 deeper than the depth of the well 2 is provided around the well 2, and each MO8
An inter-element isolation region 8 shallower than the well 2 is formed between adjacent elements of the FETs 3.4. Both isolation regions 7 and 8 have mutually different depths, but their structures are common;
10, and a filling material 11 made of silicon dioxide, polysilicon, etc., which fills the grooves 9 and 10. [Filling material] As J, it is desirable to use a material with high insulating properties for j5, such as silicon dioxide, but polysilicon, etc., which can easily fill the trench, is also useful. It is necessary to form an oxide film on the inner surface of the trench and to oxidize the surface of the buried material. Such embedded material 11 is the groove 9
, 10, or a thin oxide film formed by thermal oxidation on the surface of the trenches 9 and 100 in order to improve the interface characteristics with the N'', P+ region, semiconductor substrate 1, and well 2 in contact with the trench. It is preferable to form (Sin, ).

次に、上述した0MO8LSIを得るのに好適な製法に
ついて説明する。第2図〜第8図はプロ7 セスフローを示す断面図である。
Next, a manufacturing method suitable for obtaining the above-mentioned 0MO8LSI will be explained. FIGS. 2 to 8 are cross-sectional views showing the process flow.

(第2図を参照して) ます、N型のシリコンウェハ1の表面に1、熱酸什ある
いはCVD法によって第1のマスク層となる二酸化シリ
コン(s+0.)膜12を形成し、その膜J2上に第2
のマスク層である窒化シリコン(Si、N4)膜13を
形成する。窒化シリコン膜13はウェル分離領域を形成
すべき部分70および素子間分離領域を形成すべき部分
80以外を被う選択的なマスク層である。窒化シリコン
からなる第2のマスク層13は通常のホトエツチング技
術によって容易にバターニングできるか、この場合、部
分70と部分80とが同一のホトマスク上に規定されて
いることに留意されたい。これは、部分70と部分80
との間のマスク合わせ余裕をゼロにするという利点を生
んでいる。
(Refer to Figure 2) First, a silicon dioxide (s+0.) film 12, which will become a first mask layer, is formed on the surface of an N-type silicon wafer 1 by thermal oxidation or CVD. 2nd on J2
A silicon nitride (Si, N4) film 13 is formed as a mask layer. The silicon nitride film 13 is a selective mask layer that covers areas other than the portion 70 where the well isolation region is to be formed and the portion 80 where the element isolation region is to be formed. It is noted that the second mask layer 13 of silicon nitride can be readily patterned by conventional photoetching techniques, in which case portions 70 and 80 are defined on the same photomask. This is part 70 and part 80
This has the advantage of reducing the mask alignment margin between the two to zero.

(第3図を参照して) 第2のマスク層13のバターニング後、それに用いたホ
トレジストパターン(図示せず)を除去し、P型のウェ
ル2を形成するための新たなホトレジストパターン14
を形成する。ホト1/シストパターン】4はウェル2を
形成すべき部分以外を被っていることは勿論である。こ
うしたホトレジストパターン14をマスクとしてシリコ
ンウェハ】の表面にイオン打込みによってボロン等のP
型の不純物15を導入する。破線で示す領域16はP型
の不純物が導入された部分を示している。なお、不純物
15の導入はし実施例2〕で後述するようにSi、N、
膜13を形成する前に行なっても良い。
(See FIG. 3) After patterning the second mask layer 13, the photoresist pattern (not shown) used therein is removed, and a new photoresist pattern 14 is created for forming the P-type well 2.
form. It goes without saying that photo 1/cyst pattern 4 covers the area other than the area where well 2 is to be formed. Using this photoresist pattern 14 as a mask, ions are implanted into the surface of the silicon wafer to produce P such as boron.
A mold impurity 15 is introduced. A region 16 indicated by a broken line indicates a portion into which a P-type impurity is introduced. In addition, as described later in Example 2, the impurity 15 is introduced by Si, N,
It may be performed before forming the film 13.

(第4図を参照して) イオン打込みに対するマスクとしてのホトレジストパタ
ーン14を除去した後、シリコンウェハ1の表面にさら
に別のホトレジストパターン17を形成する。ホトレジ
ストパターン17は、ウェル分離領域7を形成するため
、上層の第2のマスク層13にある穴13aに対応する
穴12aを下層の第1のマスク層】2に形成するものと
して用いられる。したがって、ホトレジストパターン1
7の開口端17aは、穴13aに隣接する第2のマスク
1@13上に位置している。ホトレジストパターン17
はウェル分離領域を形成すべき部分70を露出し、素子
間分離領域を形成すべき部分80を被っていれば良く、
ホトレジストパターン17形成のためのマスク合わせに
それほど厳密さは要さない。なお、第1のマスク層12
に対する穴12aの形成は、ウェットあるいはドライい
ずれのエツチングによっても可能である。
(See FIG. 4) After removing the photoresist pattern 14 as a mask for ion implantation, another photoresist pattern 17 is formed on the surface of the silicon wafer 1. The photoresist pattern 17 is used to form holes 12a in the lower first mask layer 2 corresponding to the holes 13a in the upper second mask layer 13 in order to form the well isolation region 7. Therefore, photoresist pattern 1
The open end 17a of No. 7 is located on the second mask 1@13 adjacent to the hole 13a. Photoresist pattern 17
need only expose the portion 70 where the well isolation region is to be formed and cover the portion 80 where the element isolation region is to be formed;
Mask alignment for forming the photoresist pattern 17 does not require much precision. Note that the first mask layer 12
The holes 12a can be formed by either wet or dry etching.

(第5図を参照して) 穴12aの形成に用〜・たホトレジストパターン17を
除去した後、第1および第2のマスク層12.13をエ
ツチングに対するマスクとして、シリコンウェハ1の表
面に縦長の深い溝9を形成する。この溝9の形成にはサ
イドエツチングがほとんどない異方性のエツチング、た
とえば反応性イオンエツチングを用いる。溝9形成のた
めのエツチングによって、第2のマスク層]3および素
子間分離領域を形成すべき部分80の第1のマスクIv
12も少しエツチングされるが、エツチング選択比の設
定によりエツチング後においても残すようにすることが
できる。
(Refer to FIG. 5) After removing the photoresist pattern 17 used for forming the hole 12a, a vertical pattern is formed on the surface of the silicon wafer 1 using the first and second mask layers 12.13 as masks for etching. A deep groove 9 is formed. To form this groove 9, anisotropic etching with almost no side etching, such as reactive ion etching, is used. By etching for forming the groove 9, the second mask layer]3 and the first mask Iv of the portion 80 where the element isolation region is to be formed are etched.
12 is also slightly etched, but it can be left even after etching by setting the etching selection ratio.

溝9を形成した後、前記表面に導入したP型の不純物を
引き伸はし拡散する・ことによって、たとえば深さ3μ
m程度のP型のウェル2を形成する。
After forming the groove 9, the P-type impurity introduced into the surface is stretched and diffused to a depth of, for example, 3 μm.
A P-type well 2 of about m is formed.

この場合、ウェル引き伸はし拡散処理に先立ち、深い溝
9を形成しであるので、P型のウェル2の側周は溝9に
よって確実に規定できる。なお上記引き伸ばし拡散時の
P型不純物の外向拡散が問題になる場合は、引き伸ばし
拡散前に溝9内面に薄いSiO2膜を形成しておけば良
い。
In this case, since the deep grooves 9 are formed prior to the well expansion and diffusion process, the side periphery of the P-type well 2 can be reliably defined by the grooves 9. If the outward diffusion of the P-type impurity during the stretching diffusion is a problem, a thin SiO2 film may be formed on the inner surface of the groove 9 before the stretching diffusion.

(第6図を参照して) 次に、素子間分離領域を形成すべき部分80に残存して
いる二酸化シリコンを、上層の第2のマスクWI113
をマスクとしてエツチングした後、シリコンウェハ1の
露出した表面をエツチングすることによって、素子間分
離領域を形成すべき部分80にたとえば深さ1μm程度
の浅い溝10を形成する。この浅(・@10のエツチン
グ時、既に形成されている深い溝9自体もさらにエツチ
ングされるが、別設問題は生じt(い。なお、浅い溝1
0のエツチングに先立って行なう二酸化シリコンのエツ
チングは、ウェットあるいはドライいずれのエツチング
も適用可能である。
(Refer to FIG. 6) Next, the silicon dioxide remaining in the portion 80 where the element isolation region is to be formed is removed using the upper second mask WI113.
After etching is performed using a mask as a mask, the exposed surface of the silicon wafer 1 is etched to form a shallow groove 10 having a depth of, for example, about 1 μm in a portion 80 where an element isolation region is to be formed. When etching this shallow (@10), the already formed deep groove 9 itself is also etched further, but an additional problem arises.
The silicon dioxide etching performed prior to the zero etching may be wet or dry etching.

(第7図を参照して) 深い溝9および浅い溝10を形成した後、シリコンウェ
ハ1の表面全体にCVD法によってS+0.からなる埋
込み材料】1を堆積する。溝の埋込みには少なくとも溝
幅の372以上の厚さのCVDを堆積する必要がある。
(See FIG. 7) After forming the deep grooves 9 and the shallow grooves 10, the entire surface of the silicon wafer 1 is coated with S+0. A buried material consisting of [1] is deposited. To fill the trench, it is necessary to deposit CVD to a thickness that is at least 372 times the width of the trench.

また各港9.10をほぼ同一の溝幅としておけばその深
さによらず一回の埋込み処理によって溝X9,10を埋
めることができる。各港9.10の埋め込みをより容易
に行なうため、埋込み材料11の堆積にはカバレッジの
良い条件、たとえば高温、低圧でのCVD法を用いるの
が良い。なお、このように−回の埋込み処理によって、
互いに異なる深さをもつ2種類の溝9,10を埋めるこ
とができるので、それだけプロセスも簡略什できる。
Moreover, if each port 9, 10 is made to have approximately the same groove width, the grooves X9, 10 can be filled in by one filling process regardless of the depth. In order to more easily embed each port 9.10, it is preferable to deposit the embedding material 11 under conditions with good coverage, such as CVD at high temperature and low pressure. In this way, by the − times of embedding processing,
Since two types of grooves 9 and 10 having different depths can be filled, the process can be simplified accordingly.

(第8図を参照して) 次に、余分に堆積した埋込み材料11をドライエツチン
グによりエッチパックする。この場合、窒化シリコンか
らなる第2のマスク層13かエツチングストッパとして
機能する。
(See FIG. 8) Next, the excess deposited material 11 is etch-packed by dry etching. In this case, the second mask layer 13 made of silicon nitride functions as an etching stopper.

これにより、各分離領域7,8が完成する。その後Si
3N4膜13+ 5lot膜]2を除去し、以後は通常
のCMOSプロセスによって、ゲート酸什膜5.ポリシ
リコン等からなるゲート6およびN+型あるいはP“型
のソース・ドレイン領域30.40、さらには図示しな
い絶縁保護膜およびアルミニウム配線を形成する。これ
によって、前記第1図に示したようなCMO8LSIを
完成する。
As a result, each separation region 7, 8 is completed. Then Si
3N4 film 13 + 5 lot film] 2 is removed, and then the gate oxide film 5. is removed by normal CMOS process. A gate 6 made of polysilicon or the like, N+ type or P" type source/drain regions 30, 40, and an insulating protective film and aluminum wiring (not shown) are formed. Thereby, a CMO8LSI as shown in FIG. 1 is formed. complete.

〔実施例2〕 第9図〜第11図はし実施例1〕におけるウェル形成用
不純物15の導入をSi3N4膜13を形成する前に行
なう場合のプロセスフローを示す断面図である。
[Example 2] FIGS. 9 to 11 are cross-sectional views showing a process flow when the well-forming impurity 15 in Example 1 is introduced before forming the Si3N4 film 13.

(第9図を参照して) ます、N型のシリコンウェハ・10表面に、熱酸化ある
いはCVD法によって第1のマスク島となる5102膜
12を形成し、その後P型のウェル2を形成するための
ホトレジストパターン14を形成する。
(Refer to Figure 9) First, a 5102 film 12, which will become a first mask island, is formed on the surface of an N-type silicon wafer 10 by thermal oxidation or CVD, and then a P-type well 2 is formed. A photoresist pattern 14 is formed for this purpose.

(第10図を参照して) ホトレジストパターン14をマスクとしてドライエツチ
ング法あるいはウェットエツチング法によりSin、膜
12を軽くエツチングし段差12bを形成する。これは
次のホトレジスト工程でマスク合せの弛めの信号を検出
し易くするためのものである。その後ホトレジストパタ
ーン14をマスクとしてシリコンウェハ1の表面にイオ
ン打込みによってボリン等のP型の不純物J5を導入す
る。
(See FIG. 10) Using the photoresist pattern 14 as a mask, the Sin film 12 is lightly etched by dry etching or wet etching to form a step 12b. This is to make it easier to detect a signal of loosening of mask alignment in the next photoresist process. Thereafter, using the photoresist pattern 14 as a mask, a P-type impurity J5 such as borine is introduced into the surface of the silicon wafer 1 by ion implantation.

破線で示す領域16はP型の不純物が導入された部分を
示している。
A region 16 indicated by a broken line indicates a portion into which a P-type impurity is introduced.

(第11図を参照して) Sin、膜12上に第2のマスク層であるSi3N4膜
13を形成し、ホトエツチング技術によりウェル分離領
域を形成すべき部分70および素子間分離領域を形成す
べき部分80の8i、N4膜をエツチング除去する。
(Referring to FIG. 11) A Si3N4 film 13, which is a second mask layer, is formed on the Si film 12, and a portion 70 where a well isolation region is to be formed and an isolation region between elements are formed by photoetching. 8i of the portion 80, the N4 film is removed by etching.

以後はし実施例j〕の第4図〜第8図と同様なプロセス
により前記第1図に示したような0MO8LSIを完成
する。
Thereafter, the 0MO8LSI as shown in FIG. 1 is completed by the same process as shown in FIGS. 4 to 8 of Example J].

〔実施例3〕 電気的な分離をより完全なものとするためNチャンネル
MO8FETの素子間分離絶縁膜の下には濃度の高いP
型の領域、いわゆるチャネルストッパーの領域を形成す
ることが必要な場合がある。
[Example 3] In order to make the electrical isolation more complete, a high concentration of P was added under the element isolation insulating film of the N-channel MO8FET.
It may be necessary to form regions of the mold, so-called channel stopper regions.

第12図はチャネルストッパーを導入する一方法を示す
ものである。〔実施例1〕における第8図の工程が完了
した後ホトレジスト18等でP型ウェルを形成する部分
以外の部分をマスクする。次にボロン等のP型の不純物
19を高エネルギーでイオン打込みする。この時不純物
分布のピークが素子間分離絶縁膜8の直下にくる様に打
込みエネルギーを設定することにより濃度の高いボロン
よりなるチャネルストッパー領域20aを形成できる。
FIG. 12 shows one method of introducing a channel stopper. After completing the process shown in FIG. 8 in [Embodiment 1], parts other than the part where the P-type well is to be formed are masked with photoresist 18 or the like. Next, P-type impurity 19 such as boron is ion-implanted with high energy. At this time, by setting the implantation energy so that the peak of the impurity distribution is directly under the element isolation insulating film 8, a channel stopper region 20a made of boron with a high concentration can be formed.

分離領域8以外の部分では打込まれたボロンイオンはさ
ら忙深い部分20bに分布するが、素子特性上特に間鴎
にはならない。この後ホトレジスト18を除去し、以下
し実施例1〕と同様なプロセスで0MO8LSIを完成
する。なお、ホトレジスト18は不純物イオン19を阻
止するのに充分な厚さに設定しておく必要がある。
In areas other than the isolation region 8, the implanted boron ions are distributed in the busier area 20b, but this does not occur particularly in terms of device characteristics. Thereafter, the photoresist 18 is removed, and an 0MO8LSI is completed using the same process as in Example 1. Note that the photoresist 18 must be set to have a thickness sufficient to block the impurity ions 19.

〔効果〕〔effect〕

(1) ウェル分離領域および素子間分離領域をともに
トレンチ構造としているので、ランチアップを有効に防
止できるとともに、ウェル周りのスペースを縮小するこ
とができ、しかもウェル内外の素子の集積度を向上する
ことかできる。
(1) Since both the well isolation region and the element isolation region have a trench structure, launch-up can be effectively prevented, the space around the well can be reduced, and the degree of integration of elements inside and outside the well can be improved. I can do it.

(2)素子間分離領域なウェル分離領域よりも浅くして
いるので、各素子の基板は共通になっており、基板バイ
アスを容易にかけることができる。
(2) Since the element isolation region is shallower than the well isolation region, the substrate of each element is common, and a substrate bias can be easily applied.

(31ウェル分離領域および素子間分離領域の谷溝、つ
まり深い溝と浅い溝とを同一のホトマスク上で規定する
ようにしているので、両領域をセルファラインで形成す
ることができる。
(Since the valley grooves of the 31-well isolation region and the element isolation region, that is, the deep grooves and the shallow grooves, are defined on the same photomask, both regions can be formed by self-line.

(4) 深い溝と浅い溝とを同一工程で埋め込むように
しているので、埋込み工程が簡略化され、プロセス全体
もそれだけ簡単である。
(4) Since the deep trench and the shallow trench are filled in the same process, the filling process is simplified and the entire process is that much simpler.

以上この発明を実施例に基つき具体的に説明したが、こ
の発明し1前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲で糧々変更可能であることはいう
までもない。たとえば、周辺回路等で配線の走るような
面積の広い部分(フィールドSin、の部分)として通
常のLOCO8法で形成した酸化膜を合せ持つ構造とし
ても艮(4゜また、半導体基体1としては、シリコンウ
ェハのほか基板上にエピタキシャル層を有するエピタキ
シャルウェハなどを用いることができ、さらに、半導体
基体1をP型とし、ウェル2をN型としても艮い。また
、P型ウェル2のみを形成する、いわゆる片ウェル方式
のほか、NチャンネルMO8FETとPチャンネyMO
8FETの各特性をそれぞれ独立に最適化しうる、いわ
ゆる両つェル万式を採ることもできる。
Although this invention has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that this invention is not limited to the above-mentioned Examples and can be modified as much as possible without departing from the gist thereof. . For example, a structure having an oxide film formed by the usual LOCO8 method as a wide area area (field Sin) where wiring runs in peripheral circuits etc. may also be used (4°). In addition to a silicon wafer, an epitaxial wafer having an epitaxial layer on the substrate can be used. Furthermore, the semiconductor substrate 1 can be of P type and the well 2 can be of N type. Also, only the P type well 2 can be formed. , in addition to the so-called single-well method, N-channel MO8FET and P-channel MO8FET
It is also possible to adopt a so-called double-well system in which each characteristic of the 8FETs can be optimized independently.

〔利用分野〕[Application field]

この発明は、0MO8LSIを代表とした相補型の金属
絶縁物半導体装置、特に高集積かつ高性能のデバイスに
適用して大きな効果を得ることができる。
The present invention can be applied to complementary metal-insulator semiconductor devices such as 0MO8LSI, particularly highly integrated and high-performance devices, to obtain great effects.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの発明の一実施例を示す断面構造図、第2図
〜第8図、第2図〜第8図図および第12図は第1図の
0MO8LSIのプロセスフローを示す断面図である。 J・・・半導体基体(シリコンウェハ)、2・・・ウェ
ル、3・・・NチャネルMO8FET、4・・・Pチャ
ネルIVIO8FET、30.40・・・ンース・ドレ
イン領域、5・・・ゲート酸化膜、6・・・ゲート、7
・・・ウェル分離領域、70・・・ウェル分離領域を形
成すべき部分、8・・・素子間分離領域、80・・・素
子間分離領域を形成すべき部分、9・・・深い溝、10
・・・浅い溝、11・・・埋込み材料、12・・・第1
のマスク層(S iOJ、12b・・・マスク合わせ信
号検出用の段差、13・・・第2のマスク層(Si3N
4 )、14・・・ホトレジストパターン、】5・・・
P型不純物、16・・・不純物導入部分、17.18・
・・ホトレジストパターン、】9・・・P型不純物、2
0a・・・チャネルストッパー領域。 第 1 図 第 2 図 〉・ 第31¥1 第 41;1 第 5 図 鳥 / 第 6 図 第 7 図 ゾ ン 第 8U9′l / / 第 9 図 /4 / 第10図 第 11 図 第12Lイ1
FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of the present invention, and FIGS. 2 to 8, 8, and 12 are sectional views showing the process flow of the 0MO8LSI shown in FIG. be. J...Semiconductor substrate (silicon wafer), 2...Well, 3...N channel MO8FET, 4...P channel IVIO8FET, 30.40...Nose/drain region, 5...Gate oxidation Membrane, 6... Gate, 7
... well isolation region, 70... portion where well isolation region is to be formed, 8... element isolation region, 80... portion where element isolation region is to be formed, 9... deep groove, 10
...shallow groove, 11...embedding material, 12...first
mask layer (SiOJ, 12b... level difference for mask alignment signal detection, 13... second mask layer (Si3N
4), 14... Photoresist pattern, ]5...
P-type impurity, 16... Impurity introduction part, 17.18.
... Photoresist pattern, ]9... P-type impurity, 2
0a...Channel stopper area. Fig. 1 Fig. 2〉/ Fig. 31¥1 No. 41; 1 Fig. 5 Bird / Fig. 6 Fig. 7 Zone No. 8U9'l / / Fig. 9 / 4 / Fig. 10 Fig. 11 Fig. 12L I 1

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、第1導電型の半導体基体の一面に、反対導電型の第
2導電型のウェルがあり、このウェルの内外に第】導電
型の金属絶縁物半導体素子および第2導電型の金属絶縁
物半導体素子をそれぞれ複数有し、かつ、ウェルの周囲
部分にウェルの深さと同程度あるいはそれよりも深い縦
長のウェル分離のためのウェル分離領域、さらに前記複
数の各素子間に隣り合う素子間を分離するための浅い素
子間分離領域をそれぞれ備え、これら各分離領域が前記
半導体基体の一面に形成した溝、およびその溝を埋め込
む埋込み材料によって構成さねて℃・ることを特徴とす
る相補型金属絶縁物半導体装置。 2、W、1導電型の半導体基体の一面に、反対導電型の
第2導電型のウェルかあり、このウェルの内外に第1導
電型の金属絶縁物半導体素子および第2導電型の金属絶
縁物半導体素子をそれぞれ複数有し、かつ、ウェルの周
囲部分にウェルの深さと同程度あるいはそれよりも深い
縦長のウェル分離のためのウェル分離領域、さらに前記
複数の各素子間に隣り合う素子間を分離するための浅い
素子間分離領域をそれぞれ備えた相補型金属絶縁物半導
体装置を製造1−るて際し、次の各工程を少なくとも含
むことを特徴とする相補型金属絶縁物半導体装置の製法
。 (Al 第1導電型の半導体基体の一面を第1のマスク
層で被い、この第1のマスク層の上に、前記各分離領域
を形成すべき部分以外を被う第2のマスク層を形成する
工程。 (Bl 前記第2のマスク層の一部をエツチングに対す
るマスクの一部として、前記第1のマスク層のうち前記
ウェル分離領域を形成すべき部分を穴あけし、ついで、
穴あけした第1のマスク層およびその上を部分的に被う
第2のマスク層をエツチングに対するマスクとして、前
記ウェル分離領域を形ffjべき部分に縦長の深い溝を
形成する工程。 (Q 前記半導体基体の一面に、■)工8より前に選択
的に導入したウェル形成のための不純物を、[F])工
程後に引き伸ばし拡散し第2導電型のウェルを形成する
工程。 〕 前記第2のマスク層をマスクとして前記半導体基体
をエツチングすることによって、前記素子間分離領域を
形成する部分に浅い溝を形成するJ程。 fEI OD+工程後、前記浅い溝および深い溝内に埋
込み材料を充填する工程。
[Claims] 1. A well of a second conductivity type, which is an opposite conductivity type, is provided on one surface of a semiconductor substrate of a first conductivity type, and a metal-insulator semiconductor element of a conductivity type [ ] and a second conductivity type are provided inside and outside the well. Each has a plurality of metal-insulator semiconductor elements of a conductive type, and a well isolation region for vertically separating the wells, which is about the same depth as the well or deeper than the well, in the peripheral part of the well, and further between each of the plurality of elements. Each of the semiconductor substrates is provided with shallow inter-element isolation regions for isolating adjacent elements, and each of these isolation regions is constituted by a trench formed on one surface of the semiconductor substrate and a embedding material for filling the trench. A complementary metal-insulator semiconductor device characterized by: 2, W, On one side of the semiconductor substrate of the 1 conductivity type, there is a well of the second conductivity type of the opposite conductivity type, and inside and outside of this well there is a metal insulator semiconductor element of the first conductivity type and a metal insulator of the second conductivity type. Each of the plurality of semiconductor elements has a plurality of semiconductor elements, and a well isolation region for vertically separating the wells having a depth equal to or deeper than the depth of the well in the peripheral portion of the well, and further between adjacent elements between each of the plurality of elements. A complementary metal-insulator semiconductor device comprising at least the following steps in manufacturing a complementary metal-insulator semiconductor device each having a shallow inter-element isolation region for isolating the elements. Manufacturing method. (One surface of the Al semiconductor substrate of the first conductivity type is covered with a first mask layer, and a second mask layer is formed on the first mask layer to cover the area other than the portion where each isolation region is to be formed. (Bl) Using a part of the second mask layer as part of a mask for etching, a hole is formed in a part of the first mask layer where the well isolation region is to be formed, and then,
A step of forming a vertically deep groove in a portion where the well isolation region should be shaped by using the first mask layer having the hole and the second mask layer partially covering the hole as a mask for etching. (Q) A step of stretching and diffusing impurities for forming a well, which were selectively introduced before step (■) step 8, into one surface of the semiconductor substrate after step [F]) to form a well of the second conductivity type. ] A shallow groove is formed in a portion where the element isolation region is to be formed by etching the semiconductor substrate using the second mask layer as a mask. After the fEI OD+ step, a step of filling the shallow trench and deep trench with a filling material.
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