JPS6089940A - 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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JPS6089940A
JPS6089940A JP19867783A JP19867783A JPS6089940A JP S6089940 A JPS6089940 A JP S6089940A JP 19867783 A JP19867783 A JP 19867783A JP 19867783 A JP19867783 A JP 19867783A JP S6089940 A JPS6089940 A JP S6089940A
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film
pattern
space
substrate
oxidation
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JP19867783A
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English (en)
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Shizuo Sawada
沢田 静雄
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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
    • H01L21/76202Dielectric 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
    • H01L21/76213Dielectric 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 introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose
    • H01L21/76216Dielectric 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 introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose introducing electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、素子分離技術を改良した半導体装置の製造方
法に関する。
〔発明の技術的背景〕
周知の如く、半導体装置例えばMO8型トランジスタの
製造においては、素子分離法として耐酸化性マスクとし
てSi、N4を用いた方法が広く使用されている。
従来、MO8型トランジスタは、こうした素子分離法を
用いて例えば第1図(a)〜(、)に示すように製造さ
れている。まず、例えばP型のシリコン(Si)基板1
上に熱酸化によシ厚さ1000 Xの5I02B2を形
成した後、CVD法によシ厚さ1000Xの813N4
膜3を堆積した。つづいて、写真蝕刻(PEP )法に
よシ、径の大きい開口部41と径の小さい開口部42を
有するレジストハタ−ン5を形成する(第1図(、)図
示)。次いで、このレジストパターン5をマスクとして
前記813N4膜3を選択的にエツチング除去し、SI
3N4膜ノ9ターン6を形成する。更に、レジストパタ
ーン5k 剥離後、S 13N4Jliパターン6のス
ペース7.7から基板1にフィールド反転防止用のボロ
ンを、例えば加速エネルギ40keV、ドーズ量6×1
0 cIn の条件でイオン注入し、イオン注入層8,
8を形成する(第1図(b)図示)。
次に、513N4Hシ母ターン6をマスクとして、熱酸
化処理を施し、厚さ5ooolのフィールド酸化膜9を
形成するとともに、イオン注入層8゜8を拡散してP−
型のチャネル阻止領域10.10を形成した(第1図(
、)図示)。つづいて、513N4膜ノ9ターン6を除
去した後、素子形成領域の前記5tO2膜2をエツチン
グ除去する。次いで、熱酸化処理して素子形成領域に薄
い酸化膜11を形成する。次いで、全面に厚さ4000
Xの多結晶シリコン膜12を堆積した後、この多結晶シ
リコン膜12にN型不純物例えばPOCl2によシリン
を拡散する(第1図(d)図示)。更に、PEP法によ
り、前記多結晶シリコン膜12をパターニングしてr−
ト電極13を形成した抜、このケ゛−ト電極13をマス
クとして前記酸化膜11を選択的にエツチング除去しダ
ート絶縁膜14を形成する。しかる後、ダート電極13
をマスクとして基板1に、砒素を加速エネルギ40ke
V。
ドーズ量5×1015crrV2程度の条件でイオン注
入し、活性化してN+型のソース、ドレイン領域15゜
16を形成する(第1図(、)図示)。なお、第1図(
、)中の17.18d隣接するMOS)ランジスタのソ
ース(あるいはドレイン)領域となる1層である。
〔背景技術の問題点〕
しかしながら、前述した製造方法によれば、Si3N4
膜パターン6のスペース7が更に狭くなるにつれてフィ
ールド酸化膜9を形成する際、狭いス4−スフに対応す
るフィールド酸化膜9の膜厚が減小l〜、狭いスペース
7に対応するフィールド酸化膜9下のフィールド反転防
止用不純物が濃くなり、ソース領域15又はN層17と
基板1間の耐圧が劣化するという欠点があった。
これについて第2図のs + 3N41ftノ”ターン
6のスペースとフィールド酸化膜9の厚みとの関係を示
す特性図を参照して説明する。同図によシ、513N4
Ii/fターン6のスペースがほぼ1.5μmよ°り狭
くなると、フィールド酸化膜9の厚みが減少することが
明らかである。この理由は、S l 3N4qlパター
ン6のスペースよシ供給された酸化剤が横方向に拡散す
るため、813N4〜やターン6のスペース部に供給さ
れる酸化剤が見かけ上減少してしまい、その結果フィー
ルド酸化膜9の厚みが減少する(7)’ L)’ z’
漬る。
次に、フィールド酸化膜9の厚みとフィールド酸化膜9
下のボロンの量との関係について第3図を参照して考察
する。なお、同図は5IO2膜2の膜厚を900Xとし
、その後のボロンの加速電圧を40keVでイオン注入
したときのフィールド酸化膜9下のボロンの残量をフィ
ールド酸化膜9の膜厚の減少量をパラメータにとりプロ
ットした特性図である。また、この時フィールド酸化膜
9の膜厚は76001 (815N4#臂ター76のス
ペースの充分広いところで)をねらったものである。同
図よシ、フィールド酸化膜9の膜厚が、813X4番や
ター76のスペースカ狭くすることによシ減少すると、
基板1中のボロンの残量が増加することが明らかである
。この結果、N生型のソース、ドレイン領域14,15
とフィールド酸化膜9下の基板1中のP−型チャネル阻
止領域の耐圧が、S i 3N44fターン6のスペー
スが狭くなるにつれて劣化する。これは、通常のPNジ
ャンクションでP(又はN)領域の不純物量が増加する
につれて耐圧が劣化するのと同じ原理である。つまシ、
s+、N4++lパターン6の広いスペースと狭いスペ
ースを同じ様にイオン注入すると、狭いスペースではジ
ャンクション耐圧が低下するためによシ広いスペースが
必要となシ、結局s i 、N4ai+ターンのスペー
スを狭くして微細化することは困難と々る。
〔発明の目的〕
6一 本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、狭いSi
3N、4/fターンスペースを有する素子分離領域と広
いs t xN41’?ターンスペースを有する素子分
離領域のイオン注入量を変えることによって、狭い耐酸
化性膜パターンのスペースに対応する部分においても高
い耐圧を維持し、もって素子の微細化をなし得る半導体
装置の製造方法を提供することを目的とするものである
〔発明の概要〕
本発明は、半導体基板上に絶縁膜を介して広いスペース
と狭いスペースを有する耐酸化性膜パターンを形成した
後、これらスペースから前記基板に反転防止用の不純物
を夫々注入量が異なるようにイオンを注入し、しかる後
前記耐酸化性膜パターンをマスクとして熱酸化を行なっ
てフィールド酸化膜を形成することによって、狭いスペ
ースに対応する部分においても高い耐圧を維持し、素子
の微細化を図ったことを骨子とする。
〔発明の実施例〕
以下、本発明’1MO8型トランジスタに適用した揚台
について第4図(a)〜(d) k参照して説明する。
〔)〕 まず、半導体基板としてのP型のSt基板21
上に熱酸化により厚さ900Xの8102膜22を形成
した後、C■法により厚さ2500XのS 13N4膜
(図示せず)を堆積した。つづいて、PEP法によシ、
径の小さい開口部231と径の大きい開口部232′f
:有する第1のレジストパターン24を、それら開口部
2J1 + 232がフィールド酸化膜形成予定部に位
置するように形成した。
次いで、このレジストパターン24をマスクとして前記
513N4膜を選択的にエツチング除去し、狭いスペー
ス(間隔1.5μm)251と広いスペース252を有
する耐酸化性膜パターンとしての813N4膜パターン
26′(i−形成した。しかる後、このSI3N4膜パ
ターン26をマスクとして基板1にフィールド反転防止
用のポロンを、例えは加速エネルギ40 kaV、ドー
ズJi: 6 X 10 cIn の条件でイオン注入
し、イオン注入層271,272を形成した(第4図(
a)図示)。
〔11〕 次に、前記第1のレジストパターン24を除
去した後、S i 、N4膜パターン26の広いスペー
ス25!を露出するように第2のレジストパターン28
を形成した。つづいて、このレジストパターン28をマ
スクとしてボロンを基板21に再度イオン注入し、新た
にイオン注入層29を形成した(第4図(b)図示)。
なお、広いスペース252から注入された前記イオン注
入層272゜29中のボロン量は、前述した狭いスペー
ス25Kから注入されたイオン注入層271中のそれと
比べてかなル多い。次いで、第2のレジストパターン2
8を剥離彼、熱酸化処理を施し、厚さ5oool程度の
フィールド酸化膜30を形成した。この際、前記イオン
注入層J 71 + 272+ 29中のがロンイオン
が拡散し、不純物濃度が夫々等しいP−型のチャネル阻
止領域3ハ、’31g+が形成された。更に、前記81
.N4膜パターン26を除去した(第4図(、)図示)
。以下、従来と同様に、S io2膜2膜管2去し、素
子形成領域に薄い9− 酸化膜を形成した後、基板21にN型のソース、ドレイ
ン領域32.33を形成するとともに、基板21上にr
−ト絶縁膜34、ダート電極35を形成してMO8型ト
ランジスタを製造した(第4図(d)図示)。なお、第
4図(d)中の36 、.97ハ隣接する他のMOS 
)ランジスタのソース(あるいはドレイン)@埴となる
1層である。
しかして、本発明によれば、一旦第1のレジストパター
ン24をマスクとしてSi3N4膜zfターン26の狭
いスペース251と広いスペース25!とからポロンを
同量注入し、更に第2のレジストパターン28をマスク
として広いスペース252からポロンを再度イオン注入
することによって、狭いスペース251と広いスペース
252とから夫々異なる量のボロンをイオン注入するた
め、狭いスペース25Hに対応するフィールド酸化膜、
qO下のソース領域32又はN+層36と基板21間の
耐圧を従来と比べて向上できる。
なお、上記実施例ではN−ah MO8型トランジスタ
について述べたが、これに限らず、P−chMO810
− 型トランジスタについても同様な効果を期待できる。た
だし2、この場合S i 3N4膜ノ母ターンの狭いス
ペースへの不純物のイオン注入量を、広いスペースへの
不純物のそれに比べて増加させる心火がある。これは、
N型のSl基板を酸化すると、基板表面にN型不純物が
・母イルアッゾして濃度が高くなって酸化膜厚が厚い方
がパイルアップしやすく、5i5N4膜パターンの狭い
スーe−スでは酸化膜厚が減少しパイルアップがすくな
いために、N型不純物のイオン注入で広いスペースと同
じ濃度にする必要があることに基づく。
また、上記実施例では耐酸化性膜パターンとして813
N4膜パターンを用いたが、これに限定されない。
本発明の実施例において、フィールド反転防止用イオン
注入の加速電圧として40 keV としているのは0
MO8応用を考えて低く設定していることによる。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれば、狭い耐酸11− 35・・・ダート電極。
化性膜パターンのスイ−スのノイールド酸化膜において
も高い耐圧を維持し、素子の微細什をなし得る半導体装
置の製造方法全提供することを目的とするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a’)〜(、)は−従来のMO8型トランジス
タの製造方法を工程順に示す断面図、第2図FiS13
N4峰ノ千ターンのス被−スとフィールド酸化膜の膜厚
との関係を示す特性図、第3図1はフィールド酸化膜の
膜坤の減少率とフィールド酸化膜下のボロンピーク比と
の関係を示す特性図、第4図(8)〜(d)は本発明の
一実施例に係るMO8型トランジスタの製造方法を工程
順に示す断面図である。 2I・・・P型のS+基板(半導体基板)、22・・・
5IO2膜、2.?、 、 232・・・開口部、24
.28・・・レノヌトノ礪゛ター ン、251,252
・・・ス波−ス、26・・・513N411ル卆ターン
、27+ + 272 + 29・・イオン注入層、3
θ・・・フィールド酸化膜2.?J1 r312・・・
チャネル阻止領域、32・・・N型ソース領域、33・
・・N+型のドレイン値域、34・・・ダート絶縁膜、
=12− 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦13−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に絶縁膜を介して広いスペースと狭
    いスペースを有する耐酸化性膜パターンを形成する工程
    と、これらスペースから前記基板に反転防止用の不純物
    を夫々注入量が異なるようにイオン注入する工程と、前
    記耐酸化性膜ノ4ターンをマスクとして熱酸化を行なっ
    てフィールド酸化膜を形成する工程とを具備することを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)耐酸化性膜パター/の狭いスペースの間隔が1.
    5鵬以下であることを特徴とする特許請求の範囲第1項
    記載の半導体装置の製造方法。
  3. (3) フィールド酸化膜を形成した後の該フィールド
    酸化膜下の不純物量が、耐酸化性膜ノfターンの広いス
    ペースと狭いスペースに夫々対応する部分で同じである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装
    置の製造方法。 −1=
  4. (4) il 酸化性膜パターンがSl!lN4膜ノセ
    ターンであることを特徴とする特許請求の範囲第1項記
    載の半導体装置の製造方法。
JP19867783A 1983-10-24 1983-10-24 半導体装置の製造方法 Pending JPS6089940A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0223986A2 (en) * 1985-10-31 1987-06-03 International Business Machines Corporation Method for making self-aligned semiconductor structures
JP2018056241A (ja) * 2016-09-27 2018-04-05 東芝情報システム株式会社 固体撮像素子の製造方法

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