JPS60245145A - 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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JPS60245145A
JPS60245145A JP10041184A JP10041184A JPS60245145A JP S60245145 A JPS60245145 A JP S60245145A JP 10041184 A JP10041184 A JP 10041184A JP 10041184 A JP10041184 A JP 10041184A JP S60245145 A JPS60245145 A JP S60245145A
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JP
Japan
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film
substrate
mask
mask material
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP10041184A
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English (en)
Inventor
Ryozo Nakayama
中山 良三
Sunao Shibata
直 柴田
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Publication of JPS60245145A publication Critical patent/JPS60245145A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • H01L21/76232Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials of trenches having a shape other than rectangular or V-shape, e.g. rounded corners, oblique or rounded trench walls

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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】 〔発明の属する技術分野〕 本発明は,半導体装置に係わり、特に微細化が進んだ集
積回路の素子分離技術の改良に関する。
〔従来技術とその問題点〕
半導体装置の高集積化、素子の微細化が進むにつれ従来
の素子分離技術である選択酸化法(LO(DS)に代わ
り,基板の素子分離領域をエツチングして凹部を形成し
,との凹部に表面が平坦になるように絶縁膜を埋め込む
素子分離法(BOX)が提案されている。その1例を第
1図を用いて説明する。
まず、p(ioo)のSi基板01)上に選択的に50
OAの8i0雪0と8iN 膜Q1を1000A程度形
成する。次にs t ox膜a3をマスクにKOHを用
いて約0.6μm 程度、St基板αυをエツチングす
る。
その後、全面KCVD法によj)SiO,膜04)を0
.7μm程度形成する。その上に全面がほぼ平坦になる
ようにフォトレジスト01を形成する。(第1図a)そ
の後、 cp、ガスと02ガスを用いたRIE(リアク
ティブイオンエツチング)を用いて表面からエツチング
する事により凹部のみにSin、膜04)を残置する。
(第1図b)この時、5in1膜(財)の膜厚のバラツ
キや、RIEのバラツキのだめにRIEによるオーバー
エツチングを行なう必要がある。このためある一部分で
は■で示す様に8 + Ox膜(14)の表面が、オー
バーエツチングにより、8i基板凸部表面よりも低くな
り、Si基板凸部側壁部が露出してしまう。
この次にマスク材であるSiN膜C13)を除去するの
に5例えばCF4と02ガスを用いたCDE (ケミカ
ルドライエツチング)を用いて行なうと露出したSI 
基板凸部側壁部よりSi基板がエツチングされてしまう
という欠点があった。(第1図C)本来SiN膜(13
)は、エッチバックのRIEのオーバーエッチのバラツ
キとRIEからSi基板凸部表面を守る働きをするもの
であるが、8402膜Iのオーバーエツチングによt)
、Si基板凸部側壁表面が露出してこのためマスク材の
除去時にSi 基板もエツチングされて、半導体装置の
製造が出来なくなる。
また埋め込まれた5in1膜04)の篩さく膜厚)もバ
ラツキがあるため、Si基板凸部表面より低く形成され
た場合にはMOS )ランジスタのエツジ部での電界集
中による寄生チャネルの発生等があり、トランジスタ特
性の劣化と歩留りを低下させてしまう。
〔発明の目的〕
本発明は上述した従来法の欠点を改善したもので簡単な
工程で絶縁膜を平坦化埋め込みを可能とし、しかも素子
形成領域の基板表面にダメージを与える事なく、エツチ
ングのマージンを大きくする事を目的とする。
〔発明の概要〕
本発明の方法は、まず半導体基板のフィールド領域に凹
部を形成する際に、予め素子形成領域表面にRIEに対
して耐性を有する第1のマスク材を形成しておく。そし
てこの第1のマスク材を残したまま凹部が形成された基
板全面に第1の絶縁膜を堆積する。この後平坦化膜によ
り表面の平担化を行う。そしてRIEにより全国エツチ
ングして素子形成領域上の平坦化膜と第1の絶縁膜をエ
ツチングする事により、素子形成領域を露出させる。
このエツチングは第1のマスク材がストッパとなるので
、素子形成領域がダメージを受ける事はない。次に第1
のマスク材をマスクに半導体基板の露出した表面に第2
のマスクを形成する事により第1のマスク材を除去する
。この後必要ならば、第2のマスク材を選択的に除去す
る。
その後所望の素子形成工程に入る。
本発明において平坦化膜により表面の平坦化を行うには
、■絶縁膜を単層とした場合には、平坦化膜を二層とし
て、まず第1の膜を幅の広い凹部に写真食刻法を用いて
残置させて荒く平坦化し、次いで幅の狭い凹部および第
1の膜周辺の溝を埋込むように第2の膜で平坦化する方
法、■絶縁膜を二層として、第1の膜により幅の広い凹
部を埋めて荒く平坦化し、次いで第2の膜を全面に堆積
し、平担化膜を単層とする方法、のいずれかを採用する
ことが望ましい。
〔発明の効果〕
第1の絶縁膜のR,IEのバラツキにより、半導体基板
の一部が露出しても、第1のマスクで自己整合的にマス
クが形成出来るので半導体基板を損傷する事なく第1の
マスクを容易に除去できる。これKよって第1の絶縁膜
のRIEのマージンを大きくする事が出来るので歩留り
と信頼性が向上する。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第2図(a)〜(C)を用いて説明
する。まず(100)P型Si基板21を用い、その上
に熱酸化により8i02膜22を300A程度形成し、
更にその上に第1のマスク材としてアンモニアとジクロ
ルシランガスを用いたCVD法により8iN膜23を2
000A程度形成する。この後、写真食刻法によシフオ
ドレジスト膜(図示せず)を素子形成領域上に形成し、
これをマスクとしてCF4ガスと02ガスを用いたプラ
ズマエツチングによりSiN膜2膜管3ツチングし、続
いてSiN膜2膜管3スクとして810.膜22をエツ
チングしてフィールド領域を露出させる。その後、フォ
トレジスト膜をマスクとして例えばCF4ガスを含むR
IEにより基板21をエツチングして深さ0.5μm程
度の凹部を形成し、例えば40KeV 、 3 XI 
O/cdのB(ボロン)のイオン注入を行ってフィール
ド反転防止層となるイオン注入層24を形成する。
この後フォトレジストを除去した彼、必要なら例えば熱
酸化により300八程度のSin、膜(図示せず)を形
成した後全面にSiH,と02を含むガスを用いたCV
D法によりフィールド絶縁膜となる第1の絶縁膜として
厚さ0.7μm程度のSin、膜(ハ)を形成する。こ
の後、表面を平坦化する。まず例えば写真蝕刻法により
比較的幅の広い四部に選択的に第1の7オトレジス) 
(261)を形成して表面を荒く平坦化し、次いで第2
のフォトレジスト(26! )をスピンコード法によっ
て全面に形成してほぼ完全な平坦化を図る(第2図a)
このf&cF’。
ガスを用いたTLIE法により、全面エツチングを行々
い、少々くともSiN膜(23)の表面が露出させる。
この時オーバーエツチングによす、(ロ) HI3 図
す参照)で示す様に一部分S+ 基板(21)が露出さ
れる。
次に例えば、SiNM@3)をマスクにSi基板の露出
した表面(@の所)を選択酸化してSin、膜匈を約5
00A程度形成する。第2図(C)その後、Sin、膜
(27) 、 (25) ヲマ、(りK、例工’d C
F 4 トOx カxを用いたCDE (ケミカルドラ
イエツチング)により、露出したSiN膜(ハ)を除去
し、さらにNH,F’を用いてSin!1膜(2渇を除
去する。その時、Sin、膜(27)もエツチングされ
るので丸く形成される。(第2図d)その後通常の工程
で、半導体素子を形成する。
第2のマスク材(sio2膜27膜上7己整合的に形成
されるから、マスク合せずれのための余裕を必要とせず
工程も簡単である。また、素子形成領域の基板表面がR
IBによりダメージを受けることがなく、素子の信頼性
が向上する。
またフィールド領域のS i O,膜はエツチングされ
ないため、第2図(d)に示すようにわずかに盛り上っ
た状態に埋込むことができ、素子領域周辺での電界集中
が防止される。このことは例えば倣細MOSデバイスを
作った場合のサブスレッショルド電流の異常な増大を防
止する上で有効である。
また8i0.膜のRIEによるエツチングは、ストッパ
として働(8iN膜(ハ)があるためオーバエツチング
が許される。また実施例では素子形成領域の基板表面に
ある熱酸化8i01膜(2湯をNH4Fによりエツチン
グしており、これによりフィールド領域に残されるS1
0!膜匈の角が丸くなるので、電界集中防止に効果があ
り、また配線の断切れ防止にも有効となる。
本発明は上記実施例に限られない。例えば実施例では、
素子形成領域を保護する第1のマスク材料膜として熱酸
化Sin、膜を介してSiN膜を形成したが選択酸化が
可能な材料膜であれば良い。
また、第2のマスク材を100OA程以上、選択酸化に
より形成しても良い。この場合、St基板凸部のエツジ
は丸くなるとともに、第2のマスク材がSi 基板凸部
よりも盛り上がって形成きれる。
これは、電界集中防止の効果がさらに上がり、サブスレ
ッショルド電流特性の寄生チャネルも完全に発生しなく
々シ、Tr特性の劣化を防止出来る。
さらに8i基板凸部周辺がRIEやHF系のエツチング
液に対して、エツチングレートが遅いS i O。
膜で囲まれるので、この後の工程での膜べりが少々くて
済むため、後の段差も少なく金属配線の段切れ防止にも
なる。また四部に埋め込む絶縁膜Qつの膜厚もうすく形
成出来るので、素子分離幅も小さくする事が出来る。又
、第2のマスク材の5in2膜(27)の代わりにWや
kl等の金属膜やシリサイド膜(WSi 、PtSi、
TiSi 、Taxi等)を用いても良い。
WやAt等はCVD法によりSi基板表面のみに形成出
来る。Wの場合、WF6と)%ガスを用いれは良い。
シリサイド膜は、全面にW、Pt、Ti等の材料膜を形
成した後、550℃、30分の熱処理やイオン注入によ
りSi基板のみと反応させて形成する。
第1のマスク材除去後は硫酸と過酸化水素の混合液で、
容易に除去できる。この場合は第1のマスク材としてS
iかで周囲を囲こ壕れたPo1y −S lも使用出来
る。
この方法を用いると低1(600℃以下)で第2のマス
ク材が形成出来るため、第1のマスク材の温度に対する
マージンが広がね、不純物分布に悪影響を及はさなくな
る。フィールドに埋め込む絶縁膜としてCVDKよるs
tow膜を用いたが、SiN、AtxOs 、Tags
 、PSG、BSG、BPSG。
As5Gなどを用いてもよく、又これらの組合せを用い
てもよい。
また平坦化膜としても、フォトレジスト膜の他、CVD
法による各種絶縁膜やポリイミド膜、スピンオングラス
等を用いることができる。
更に実施例では、凹部を側壁が垂直となるようにエツチ
ングしたがテーバ付き凹部としてもよい。
凹部側壁が80〜45°程度のテーノくを有する場合に
社、チャネルストッパを形成するイオン注入工程が1回
で済む利点が得られる。また、四部(11tl壁が垂直
状又はテーパーがついており、かつその際に凹部底面の
角が曲線状に九′まっていてもよい。
この様にすれば四部に埋め込んだCVD −8i 02
と基板間との歪により凹部角から基板に結晶欠陥が発生
ずるのを防止できる。又n−chMO8で説明したが、
P−c bMO8、CM’O8、バイポーラ、3次元、
IC等に応用出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(C)は従来例の断面図、第2図(a)
 〜(d)は本発明の一実施例の工程の断面図である。 図において、 11.21・・・Si 基板、 12.14,22,25.27・・・sio、膜。 13 、23・・・SiN 膜、 24・・・チャネルストツバF1 15 、26+ 、26g ・・・フォトレジスト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1)半導体基板上に選択的に少なくとも一層以上の第1
    のマスク材を形成し、前記半導体基板上に前記第1のマ
    スク材をマスクに凹部を形成する工程と前記第1のマス
    ク材を残置させたまま、全面に少なくとも一層以上の第
    1の絶縁膜を形成する工程と選択的に前記凹部に前記第
    1の絶縁膜を残置させる工程と少なくとも前記マスク材
    をマスクに前記半導体基板の露出した表面に第2のマス
    ク材を形成する工程と少なくとも前記第2のマスク材を
    マスクに前記マスク材を除去する工程を具備1−九事を
    特徴とする半導体装置の製造方法。 2)前記第2のマスク材として、第1のマスク材をマス
    クとして半導体基板の露出した表面を選択酸化により、
    酸化膜を形成する事を特徴とする特許 方法。 3)前記第2のマスク材として、第1のマスク材をマス
    クとして半導体基板表面の露出した表面をタングステン
    ,At等の金属、又はWSi,PtSj−等のシリサイ
    ド膜を形成する事を特徴とする前記特許請求の範囲第1
    項記載の半導体装置の製造方法。
JP10041184A 1984-05-21 1984-05-21 半導体装置の製造方法 Pending JPS60245145A (ja)

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JPS60245145A true JPS60245145A (ja) 1985-12-04

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253948A (ja) * 1985-05-07 1986-11-11 Canon Inc 網制御方式

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61253948A (ja) * 1985-05-07 1986-11-11 Canon Inc 網制御方式

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