JPS61136241A - 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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JPS61136241A
JPS61136241A JP25741884A JP25741884A JPS61136241A JP S61136241 A JPS61136241 A JP S61136241A JP 25741884 A JP25741884 A JP 25741884A JP 25741884 A JP25741884 A JP 25741884A JP S61136241 A JPS61136241 A JP S61136241A
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JP
Japan
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film
mask
oxidation
bird
resistant
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Pending
Application number
JP25741884A
Other languages
English (en)
Inventor
Kazunobu Mishima
三島 和展
Akira Kurosawa
黒沢 景
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 JPS61136241A publication Critical patent/JPS61136241A/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

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、素子間の分離領域に比較的厚い絶縁模をほぼ
マスク寸法通りに形成する半導体装置の製造方法に°関
する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、MO8型の#?導導体横積回路は素子分離の方法
として半導体基板の素子形成領域上に耐酸化性マスクを
形成して、素子間のいわゆるフィールド領域を選択的に
酸化する方法が広く用いられてきた。し乃)t、、、a
択酸化をりなつと、フィールド領域に形成された絶縁酸
化膜が耐酸化性マスクの下で横方向に約0.5μm程[
入り込むという、いわゆるバーズビークが発生し素子領
域の寸法が正確にマスク寸法通りに形成されず、トラン
ジスタのチャンネル幅が横くなりしきい1[が増大した
り。
メモリー素子に2ける記1キャパシターの面積が縮少し
容量の低下をもたら丁等の欠点を有していた。そこで最
近になりで、バーズビークによる菓子領域寸法の縮少を
防ぐ方法として第3図に示したような方法が用いられる
ようになった。@3図(A)に示す如く、シリコン4F
fL1の表面に讃化シリコン1112約100ONを熱
罐化法により杉成し、そのヒに多結晶シリコン弾3約1
000人を堆積し更にその上に耐酸化性の窒化シリコン
II4約2000人を堆積する。次に窒化114の素子
形成領域上に多結晶シリコンマスク5約400OAを形
成する。次にQl!3.W(B)に示す如く多結晶シリ
コンマスク5を嘴化し膜厚的1.0μmの酸化シリコン
マスク6を形成する。このとき、酸化シリコンマスク6
は多結晶シリコンマスク5に対して横方向に約0.1μ
mの寸法だけ広がる。仄に@3図(qにボす如<、酸化
シリコンマスク6を中いてRIB技術により窒化シリコ
ン膜4を異方性エツチングし、更に反転防止のために基
板と同導伝微の不純物7をイオン注入する。このとき形
成された窒化シリコンマスク4の寸法は第3図(〜で示
した素子領域上に形成した多結晶シリコンマスク5より
も横方向に約0.1μm人がっている。次(こ嘉3図簡
に示す如く賀化シリコン勝6をエツチング除去したのち
、4化シリコンマスク4を用いてシリコン基板lのフィ
ールド絶縁膜を選択酸化し、フィールド絶縁膜8を形成
する。このと青、バーズビーク9が素子形成領域方向に
約0.5μm人いるが、窒化シリコンマスク4に約0.
1μmの寸法変換差があるため、バーズビークによる素
子形成領域の寸法の縮少は約0.4μmに抑えることか
で赤る。しかし、@3図に示した従来方法では、素子領
域上の多結晶シリコンマスクを酸化することによる、酸
化膜の横方向への広がりは片111で0.1μm程度ま
でにしか伸ばせず、その染の選択酸化によるバーズビー
ク分を十分に抽うには不十分である。しかも多結晶シリ
コンマスクツ酸化による横方向の鈑化暎厚のコントロー
ルが矯かしく、バーズビーク量を一定に渫つことがで青
ない間雄がありた。
〔発明の目的〕
この発明は上述した従来方法の欠点を改良したもので、
MQS型集撰集積回路子分離工程において1選択酸化法
を用いたと青のバーズビークによる素子領域の寸法の縮
少をほぼ完全になくTことので傘る半導体装置の装造方
法を提供することを目的とする。
〔発明の概要〕
本発明に2いては、まず半導体基板の表面全面に緩衝材
となる比較的薄い絶縁Ipl[を形成する。その上に嘉
−の耐酸化性膜を堆積し、更にその上に、硬化され易い
膜を堆積する。その上のフィールド領域上ζこ第二の耐
酸化性膜を用いたマスクを形成し、そのマスクを用いて
その下の酸化され易い―を酸化し、第二の耐暖化性マス
クの下に約0.5μmのバーズビークを袖先させる。次
に第二の耐酸化性マスクをエツチング除去し、上記の酸
化され易い膜を1腫化して形成したバーズビークのある
酸化Sをマスクに用いて、゛残ったHzJl化され易い
マスクSよびその下の嘉−の耐酸化性膜をCDE技術あ
るいは反応性イオンエツチング技術を用いてエツチング
して半導体基数のフィールド領域表面をd出させる。こ
のとき露出した半導体基数のフィールド領域の寸法は、
前記の酸化膜のバーズビーク分だけ縮少されている。こ
のf&、基板フィールド領域に反転防止のための基板と
導同伝型の不純物をイオン注入し、#記の酸化Ill!
をエツチング除去下る。次に、残った前記第一の耐酸化
性マスクを用いて基板フィールド領域を選択酸化する。
このとき、嘉−の耐酸化性マスクの下には約0.5μm
のバーズビーク力5発生するが%咀−の耐酸化性マスク
はあらかじめ約0.5μmのバーズビーク分だけ寸  
・法カS縮少されているため、ここでバーズビークの寸
法が相殺され、はじめにフィールド領域上に形成した第
二の耐酸化性マスクの寸法と一致した寸法で基板上にフ
ィールド絶縁膜を形成することができる。
〔発明の効果〕
本殆明により、a択酸化を行なったときに生じるバーズ
ビークによるパターン変換差をなく丁ことがで青るため
、半導体基板上に正確な寸法で素子形成領域を形成する
ことがで寺るようtこなり。
従ってMO8型集積回路のトランジスタのチャネル幅の
ばらつ青を11<l、、更lこメモリーキャパシタの面
積の減少を抑えて記憶内容の減少をなくすことかで傘る
ようになった。
〔発明の実施例〕
本発明をMO8型半導体装置に適用した実施例につ去図
面を参照して説明する。講1図(7!に示す如く面方位
(100) 、比抵抗5−5−20QのP型シリコン基
数1を用意しその表面全面に熱酸化によって厚さ約10
0ONの程度の重化シリコン嗅2を形成する。その後C
VD法により第1蝋化シリコン膜3を約2000A#よ
び多結晶シリコン膜4を約400OA順次堆積させる。
次に上記多結晶シリコン[!4を酸化し、約1000人
の酸化シリコン膜を形成したのち、CVD法により第2
望化膜を約200(l堆積させ更に写真食刻工株によっ
て多結晶シリコン膜4のフィールド領域上に第2菫化シ
リコンマスク5および酸化シリコンマスク6をパターニ
ングする。次に第1図(Elに示す如く、第2窒化g1
5をマスクに用いて多結晶シリコン膜4を1沢的に熱酸
化し、膜厚約8000人の酸化シリコン婁7を形成する
。このとき同時に横方向に約0,1μmのバーズビーク
8が形成される。次に嘉1図(qに示す如(、CDB技
術を用いて第二窒化膜マスク5.弗化Tンモニウム醇液
を用いて4化シリコンマスク6を、およびCDI技術を
用いて多結晶シリコン膜4を等方的にエツチング除去す
る。
次に第1図のに示す如く酸化シリコンl[7およびバー
ズビーク8をマスクに用いて第一窒化膜3および酸化シ
リコン膜2を反応性イオンエツチング技術を用いて異方
性エツチングし、更に反転防止のために蟇改と同導伝型
の不MAVJ8.Mえば+9+tをイオン注入する。そ
の後列えば弗化アンモニウムfI液を用いて酸化シリコ
ン[7をエツチング除去したのち、嘉1図に)に示す如
く、嬉l−化膜3をマスクに用いてシリコン基板1を選
択的に熱酸1ヒし、−4約800(lのフィールド酸化
@10を形成する。このときバーズビーク11が横方向
に片側で約0.5μm伸びる7が、第1図(B)で示し
たバーズビーク8と第1図(均に示したバースビーク1
1が相殺され、第1図(A)で示した第2望化シリコン
膜マスク5と同じ寸法のフィールド領域上Iこ17i2
化19110が形成されたことになる。その後@1図n
に示す如(CDE技術を用いて第1窒化膜マスク3をエ
ツチング除去し、シリコン基板の素子形成領域12を露
出しその上に所望の素子を形成するものである。前記の
実施例では、第1図(qlこおいてODHによって多結
晶シリコン膜4をエツチング除去したが、酸化シリコン
膜7をマスクに用いて反7aイオンエツチング技術を用
いてもよい。
すなわち@2+1(A)に示した如<、 #R1ヒシリ
コン膜7をマスクに用いて反応性イオンエツチング技術
により多結晶シリコン1114を異方性エツチングし。
バーズビーク8の下部に多結晶シリコン4を残す。
その後@2図(Bitこ示す如く熱酸化lζよりバーズ
ビーク下部に残った多結晶シリコンを暖化することによ
り、酸化シリコンII!13の分だけ酸化シリコン便マ
スク7の寸法が横方向に広がる。その後第2図(qに示
す如く酸化シリコンI[7をマスク1こ窮1窒化81!
3をエツチングすると、酸化膜13の横方向の膜厚外だ
け寸法の広がった嘉1窒化膜マスク3が形成されるこさ
になり、その後の基板フィールド部の選択酸化の際に生
じるバーズビークによる素子領域寸法の縮少を更に補う
ことができる。
第1図に示した実施例では、シリコン基板の上に〔窒化
シリコン/酸化シリコン〕の2鳴@壇の耐酸化性膜を形
成したが、かわりに〔窒1ヒシリコン/多結晶シリコン
/酸化シリコン〕の31iil構造にしてもよい。中間
の多結晶シリコン膜は、第1図0においてWcl窒化シ
リコン@3を反応性イオンエッチング技術を用いて轟方
性エツチングすると去に、エツチングのストッパーとし
ての役割を持っており、これによってシリコン基板表面
がエツチングイオンにさらされずダメージを受けずに済
むことができ、更に、その後の酸化膜7を弗化アンモニ
ウム溶液でエツチング除去する工程で。
上記多結晶シリコン膜があることで、その下の酸化シリ
コン膜2がサイドエッチされるのを防−ぐことができる
。上記の3層構造膜を用いた場合は。
構1図(A)に示した酸化され易い膜4の上のマスクも
〔窒化シリコン/多結晶シリコン/#l化シリコン〕の
311構造にしてi3傘、その後の2度の選択a化で生
じるバーズビーク8と11の寸法が同じになるようにし
てもよい。更に上記の方法に第2図で示した実施例を組
合わせてもよい。
最9klζ、本発明の′i!施例ではP型半導体基板を
用いた場合について説明した力1、N型半導体基板でも
全く同様の方法で本発明を実施で舎ることは言うまでも
ない。
【図面の簡単な説明】
81図は本発明の実施例の断面図、第2図は本発明の他
の実施例を示す断面j凶、槙3図は従来方法の断面図で
ある。 代理人弁理士 則 近 驚 佑(他1名)第  1 @ 第1図 (F) 第2図 第  3 図 (B> (C) IR3−

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の表面上に第一の耐酸化性膜、酸化さ
    れ易い膜および第二の耐酸化性膜を順次堆積する工程と
    、写真食刻工程によりフィールド領域上に第二の耐酸化
    性膜からなるマスクを形成する工程と、次いで前記第二
    の耐酸化性膜をマスクに前記酸化され易い膜を選択的に
    酸化する工程と、次いで前記第二の耐酸化性マスクをエ
    ッチング除去し、形成した酸化膜をマスクにして前記半
    導体基板上の酸化され易い膜と第一の耐酸化性膜をエッ
    チングする工程と、次いで素子領域上に残した前記第一
    の耐酸化性膜をマスクにして前記半導体基板のフィール
    ド領域を選択的に酸化する工程と、次いで前記第一の耐
    酸化性マスクをエッチング除去しこの領域に所望の素子
    を形成することを具備したことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. (2)酸化され易い膜を選択酸化したのち、形成した酸
    化膜をマスクにして上記の酸化され易い膜を異方性エッ
    チングしたのち、前記酸化膜のバーズビーク下にエッチ
    ングされずに残置した前記酸化され易い膜を酸化するこ
    とを特徴とした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。
  3. (3)第1および第2の耐酸化性膜に窒化シリコンを、
    酸化され易い膜に多結晶シリコンを用いることを特徴と
    した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。
  4. (4)第1および第2の耐酸化性膜に窒化シリコン/多
    結晶シリコン/酸化シリコンの三層構造の膜を使用する
    ことを特徴とした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。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63306638A (ja) * 1987-06-08 1988-12-14 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
US4978827A (en) * 1988-12-16 1990-12-18 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Machining tank with decomposed gas removal

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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