JPS61141151A - Cmos回路の能動領域間を分離する絶縁層の形成方法と製造方法 - Google Patents
Cmos回路の能動領域間を分離する絶縁層の形成方法と製造方法Info
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- JPS61141151A JPS61141151A JP60277795A JP27779585A JPS61141151A JP S61141151 A JPS61141151 A JP S61141151A JP 60277795 A JP60277795 A JP 60277795A JP 27779585 A JP27779585 A JP 27779585A JP S61141151 A JPS61141151 A JP S61141151A
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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〕
この発明は、VLSI技術によるCMOS回路を製作す
るシリコン基板に回路の能動領域を分離する絶縁層を形
成させる方法およびこの方法によりCMOS回路を製造
する方法に関するものである。
るシリコン基板に回路の能動領域を分離する絶縁層を形
成させる方法およびこの方法によりCMOS回路を製造
する方法に関するものである。
集積回路内に存在する能動領域例えばトランジスタ相互
間を絶縁分離する方法はいくつか提案されている。最も
良く知られているのはLOCO8法であって、例えば窒
化シリコンの酸化マスクを使用して分離区域を熱酸化す
る。その詳細は文献「フィリップス リナーチ レボー
ツJ (PhilipsResearch RePor
ts ) Vol、 26.43. 1971年6月、
157〜165ページ)に発表されている。
間を絶縁分離する方法はいくつか提案されている。最も
良く知られているのはLOCO8法であって、例えば窒
化シリコンの酸化マスクを使用して分離区域を熱酸化す
る。その詳細は文献「フィリップス リナーチ レボー
ツJ (PhilipsResearch RePor
ts ) Vol、 26.43. 1971年6月、
157〜165ページ)に発表されている。
標準的なLOGO8技術では強い横方向回り込み酸化に
より鳥のくちばしと呼ばれているものが形成され、又フ
ィールド注入イオンの横方向拡散が起るため15μ簿以
下の絶縁分離間隔を作ることは極めて困難である。上記
の文献にはこの1鳥のくちばし”と呼ばれているものの
形を拡散マスクに続いて酸化マスクとして使用される窒
化シリコン/ S i O□層の構造化に際して回り込
みエツチングを行うことによって決定する方法が記載さ
れている。しかしこのようにして作られたフィールド酸
化膜は多数の結晶格子欠陥を示し、それを使用するデバ
イスの電気的パラメータを著しく悪化させる。別の難点
はリソグラフィ過程と窒化シリコン層のエツチングに際
して生ずる。
より鳥のくちばしと呼ばれているものが形成され、又フ
ィールド注入イオンの横方向拡散が起るため15μ簿以
下の絶縁分離間隔を作ることは極めて困難である。上記
の文献にはこの1鳥のくちばし”と呼ばれているものの
形を拡散マスクに続いて酸化マスクとして使用される窒
化シリコン/ S i O□層の構造化に際して回り込
みエツチングを行うことによって決定する方法が記載さ
れている。しかしこのようにして作られたフィールド酸
化膜は多数の結晶格子欠陥を示し、それを使用するデバ
イスの電気的パラメータを著しく悪化させる。別の難点
はリソグラフィ過程と窒化シリコン層のエツチングに際
して生ずる。
LOCO8技術のこのような限界を除くため種々の変形
LOCO8過程が提案されている。例えば5ILO(!
ealcd jnttrface jocal 2xi
dation)技術(二よりプラズマ生成窒化シリコン
と低圧CVDによる酸化物と窒化物から成るナンドウィ
ッチ構造によって結晶欠陥を除き電気的パラメータを改
善することは文献「アイ・イー・ディー・エム テクニ
カル ダイジエス)J(IEDMTechnical
Digest ) 1982. 220〜223ベー
ジ)に発表され公知である。
LOCO8過程が提案されている。例えば5ILO(!
ealcd jnttrface jocal 2xi
dation)技術(二よりプラズマ生成窒化シリコン
と低圧CVDによる酸化物と窒化物から成るナンドウィ
ッチ構造によって結晶欠陥を除き電気的パラメータを改
善することは文献「アイ・イー・ディー・エム テクニ
カル ダイジエス)J(IEDMTechnical
Digest ) 1982. 220〜223ベー
ジ)に発表され公知である。
別の同種方法が同じ文献の224〜227ページに記載
されている。そこでは側壁マスキング絶縁分離と呼んで
いる技術が利用されているうζこれはマスキング層内に
生ずる応力が斜めエツチングとそれに続くマスク層被覆
によって打消されることに基くものである。この方法に
よってもサブミクロン領域の絶縁分離は達成不可能であ
る。
されている。そこでは側壁マスキング絶縁分離と呼んで
いる技術が利用されているうζこれはマスキング層内に
生ずる応力が斜めエツチングとそれに続くマスク層被覆
によって打消されることに基くものである。この方法に
よってもサブミクロン領域の絶縁分離は達成不可能であ
る。
原理的にはこのような絶縁分離に対しては”溝技術”と
呼ばれているものが有効であるが(米国特許第4139
442号参照)、この技術は実施。
呼ばれているものが有効であるが(米国特許第4139
442号参照)、この技術は実施。
が困難で補助のマスキング工程が必要となり高価となる
。
。
VL8 I回路の絶縁分離に対する1溝技術”は文献[
アイ・イー・イー・イー トランサクションオン エレ
クトロン デバイセスJ (IEEBTransact
ion on Electron Devices )
ED−29、(4)、1982.541へ547ペー
ジにより公知である。この場合回路の能動領域は全面的
に設けられた絶縁層の一部をエツチングにより除去する
ことによって画定される。
アイ・イー・イー・イー トランサクションオン エレ
クトロン デバイセスJ (IEEBTransact
ion on Electron Devices )
ED−29、(4)、1982.541へ547ペー
ジにより公知である。この場合回路の能動領域は全面的
に設けられた絶縁層の一部をエツチングにより除去する
ことによって画定される。
この発明は、VLSI技術によるCMOS回路の製作に
際して著しく狭い絶縁分離間隔を与える直接モート技術
と呼ばれている技術を改良することにある。
際して著しく狭い絶縁分離間隔を与える直接モート技術
と呼ばれている技術を改良することにある。
この発明は、最小絶縁分離間隔を必要とする回路区域に
おいて能動区域を溝の形で絶縁分離層にエツチングによ
って作り、残りの回路区域においては能動領域間を分離
するフィーr酸化膜区域の形成にLOC(J8技術を利
用することを特徴とする。溝エツチングに対してp型皿
状領域へのイオン注入のマスキング)二値用されたn型
皿状領域上の酸化膜をフィールド酸化膜として使用する
こともこの発明の枠内にある。
おいて能動区域を溝の形で絶縁分離層にエツチングによ
って作り、残りの回路区域においては能動領域間を分離
するフィーr酸化膜区域の形成にLOC(J8技術を利
用することを特徴とする。溝エツチングに対してp型皿
状領域へのイオン注入のマスキング)二値用されたn型
皿状領域上の酸化膜をフィールド酸化膜として使用する
こともこの発明の枠内にある。
この発明の方法の長所は次の通りである。
(1)溝エツチングは原理的にLOGO8技術によるよ
りも狭い絶縁分離間隔を与えるから、最小の絶縁間隔を
必要とする個所例えばダイナミックRAMのメモリセル
フイールドにおいて利用される。製作過程中のりソグラ
フイとエツチングに対する許容誤差例えば過剰照射又は
回込みエツチングによるものはLOCO8法の場合能動
領域を縮小するが、溝エツチングの場合能動領域を拡げ
る。この効果がこの発明の基礎となっている。
りも狭い絶縁分離間隔を与えるから、最小の絶縁間隔を
必要とする個所例えばダイナミックRAMのメモリセル
フイールドにおいて利用される。製作過程中のりソグラ
フイとエツチングに対する許容誤差例えば過剰照射又は
回込みエツチングによるものはLOCO8法の場合能動
領域を縮小するが、溝エツチングの場合能動領域を拡げ
る。この効果がこの発明の基礎となっている。
(21溝エツチングによる絶縁分離はn型皿状領域だけ
で利用されているから、そこでは著しく薄いフィールド
酸化膜で足りる(自己絶縁分離効果)。このことから製
作過程において二つの異ったフィールド酸化膜厚さが実
現する。n型皿状領域において絶縁層縁端の形状形成の
問題は酸化膜の厚さの減少によって著しく緩和される。
で利用されているから、そこでは著しく薄いフィールド
酸化膜で足りる(自己絶縁分離効果)。このことから製
作過程において二つの異ったフィールド酸化膜厚さが実
現する。n型皿状領域において絶縁層縁端の形状形成の
問題は酸化膜の厚さの減少によって著しく緩和される。
(31追加マスクを必要としない。
溝エツチング区域において絶縁分離層縁端の角を緩やか
にすることは数種類のエツチング法によって可能である
が、特に効果的なものとして乾式エツチングと湿式エツ
チングの刊合せが挙げられる。この場合最初に例えばト
リフルオルメタンと酸素の混合気体(CHF、 十〇、
)中の乾式エツチングが実施され、続いて緩衝フッ化水
素酸中の湿式エツチングが実施される。
にすることは数種類のエツチング法によって可能である
が、特に効果的なものとして乾式エツチングと湿式エツ
チングの刊合せが挙げられる。この場合最初に例えばト
リフルオルメタンと酸素の混合気体(CHF、 十〇、
)中の乾式エツチングが実施され、続いて緩衝フッ化水
素酸中の湿式エツチングが実施される。
実施例についてこの発明を更に詳細に説明する。
この実施例はCMOS過程においてnH11皿状領域内
に溝エツチングを行うものであって、第11iJ乃至第
7図にその経過と結果が詳細に示されている。
に溝エツチングを行うものであって、第11iJ乃至第
7図にその経過と結果が詳細に示されている。
第1図はn型皿状領域上とp型皿状領域2をシリコン基
板3に作り、n型皿状領域1の上に酸化膜4を作った後
のデバイスを示す。n型皿状領域上は、基板の一部を除
いて残りの部分をマスクした後リンをイオン注入し注入
イオンを例えば3μmだけ拡散させることによって作ら
れ、p型皿状領域2は例えばホウ素イオンの注入によっ
て作られる。
板3に作り、n型皿状領域1の上に酸化膜4を作った後
のデバイスを示す。n型皿状領域上は、基板の一部を除
いて残りの部分をマスクした後リンをイオン注入し注入
イオンを例えば3μmだけ拡散させることによって作ら
れ、p型皿状領域2は例えばホウ素イオンの注入によっ
て作られる。
第2図に示すように全面的に設けられた窒化シリコン析
出層5が構造化され、溝エツチングを実施するn型皿状
領域上は被覆され、p型皿状領域2に対しては6として
示されているホウ素イオン注入が可能となる。n型領域
lの縁端部の上方にある被覆層部分も露出している。
出層5が構造化され、溝エツチングを実施するn型皿状
領域上は被覆され、p型皿状領域2に対しては6として
示されているホウ素イオン注入が可能となる。n型領域
lの縁端部の上方にある被覆層部分も露出している。
第3図に示すようにp型皿状領域2には、窒化シリコン
層5をマスクとして局所酸化(二よりフィールド酸化膜
区域7が作られる。
層5をマスクとして局所酸化(二よりフィールド酸化膜
区域7が作られる。
第4図に示すように例えば熱リン酸を使用して窒化シリ
コンマスク5を除去した後、n型領域l内に溝エツチン
グ10によって能動領域が画定される。その際p型領域
2と絶縁分離間隔8となる酸化膜4の部分はフォトレジ
ストマスク9によって覆われている。このエツチングは
次の2段階にに分けて実施される。
コンマスク5を除去した後、n型領域l内に溝エツチン
グ10によって能動領域が画定される。その際p型領域
2と絶縁分離間隔8となる酸化膜4の部分はフォトレジ
ストマスク9によって覆われている。このエツチングは
次の2段階にに分けて実施される。
fal N方性乾式エツチング;これで8i0.層の
厚さが約30へ50nmとなる。
厚さが約30へ50nmとなる。
fbl 例えば緩衝フッ化水素酸中の湿式エツチング
により3i0.層が除かれる。後でメモリセル等の能動
素子が設けられるシリコン基板部分はこれによって乾式
エツチングの作用を受けない。
により3i0.層が除かれる。後でメモリセル等の能動
素子が設けられるシリコン基板部分はこれによって乾式
エツチングの作用を受けない。
第5因にフォトレジストマスク9を除去した後のデバイ
スの断面を示す。各番号は第4図のものに対応している
。この製造過程の要点は皿状領域の適当なドーピングに
よりn型皿状領域】に対するフィールド・イオン注入(
例えばリンを使用する)が不要になるという事実である
。これはフィールド・イオン注入中のパイル・アップ効
果により寄生nチャネル・トランジスタに必要な表面ド
ーピングが実現することによるものである。このように
して作られた構造は続いて公知のCMOS技術による工
程に従って処理される。
スの断面を示す。各番号は第4図のものに対応している
。この製造過程の要点は皿状領域の適当なドーピングに
よりn型皿状領域】に対するフィールド・イオン注入(
例えばリンを使用する)が不要になるという事実である
。これはフィールド・イオン注入中のパイル・アップ効
果により寄生nチャネル・トランジスタに必要な表面ド
ーピングが実現することによるものである。このように
して作られた構造は続いて公知のCMOS技術による工
程に従って処理される。
第6肉に最初に乾式エツチング、続いて湿式エツチング
が実施された構造を示す。この形態は乾式エツチングに
際して時として生ずる基板の損傷が避けられるという利
点がある。
が実施された構造を示す。この形態は乾式エツチングに
際して時として生ずる基板の損傷が避けられるという利
点がある。
第7図は逆の順序で行われたエツチングの結果を示す。
この方法には絶縁分離間隔の幅に対する許容誤差が第6
因の場合よりも小さくなるという利点がある。しかし基
板の損傷の問題のため第7図の場合には工程が複雑とな
り、例えば補助的の酸化処理が必要となる。両方の方法
を組合わせて使用することも可能である。
因の場合よりも小さくなるという利点がある。しかし基
板の損傷の問題のため第7図の場合には工程が複雑とな
り、例えば補助的の酸化処理が必要となる。両方の方法
を組合わせて使用することも可能である。
第1図乃至第5図はこの発明による方法の種々の段階に
おいてのデバイスの断面構成を示し。 第6図と!’r7rI!Jはこの発明の方法によって作
られるエツチング構造の二側を示す。q!r図面におい
てl・・・ n型皿状領域、 2・・・ pfjl1
皿状領域。 3・・・ シリコン基板、 4・・・酸化物層、 5
・・・窒化シリコンマスク層% 7・・・フィールド
酸化膜区域、 8・・・絶縁分離間隔、 10・・
・エツチング溝。
おいてのデバイスの断面構成を示し。 第6図と!’r7rI!Jはこの発明の方法によって作
られるエツチング構造の二側を示す。q!r図面におい
てl・・・ n型皿状領域、 2・・・ pfjl1
皿状領域。 3・・・ シリコン基板、 4・・・酸化物層、 5
・・・窒化シリコンマスク層% 7・・・フィールド
酸化膜区域、 8・・・絶縁分離間隔、 10・・
・エツチング溝。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1)最小の絶縁分離間隔(8)を必要とする回路区域に
おいて能動領域の区域を溝(10)の形でエッチングに
よつて作り、その他の回路区域に対しては能動領域を分
離するフィールド酸化膜区域(7)の形成がLOCOS
法によることを特徴とするVLSI型CMOS回路用の
シリコン基板に回路の能動領域間を分離する絶縁層を形
成させる方法。 2)溝(10)のエッチングに対してp型皿状領域(2
)においてのイオン注入(6)のマスキングに使用され
たn型皿状領域(1)上の酸化膜(4)がフィールド酸
化膜として使用されることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の方法。 3)フィールド酸化膜として作用する絶縁層(4)にフ
ォトリソグラフィにより溝(10)を形成させる際乾式
エッチングと湿式エッチングが組合せて使用されること
を特徴とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
方法。 4)最初にトリフルオルメタンと酸素の混合気体(CH
F_2+O_2)中の乾式エッチングが実施され、続い
て緩衝フッ化水素酸中の湿式エッチングが実施されるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第3項記載の方法。 5)次の工程段: (a)p型にドープされた基板(3)のn型皿状領域と
なる区域を除く残りの区域をマスクした後リン又はヒ素
のイオン注入と注入されたイオンの拡散によつてn型皿
状領域(1)を形成させる、 (b)イオン注入マスクを除去した後酸化処理(4)を
実施する、 (c)ホウ素イオン注入の量とエネルギーを調整してn
型皿状領域(1)よりも小さい侵入深さをもつてp型皿
状領域(2)を形成させる: (d)窒化シリコン層(5)を析出させそれに構造を作
つてn型皿状領域(1)が被覆され、p型皿状領域(2
)ではフィールド・イオン注入(6)を行う区域だけが
露出して能動領域が画定されるようにする、 (e)ホウ素によるフィールド・イオン注入(6)を実
施する、 (f)窒化シリコン層(5)をマスクとして局部的の酸
化によりp型皿状領域(2)内にフィールド酸化膜区域
(7)を作る、 (g)窒化シリコン・マスク(5)を除去する、(h)
p型皿状領域(2)と残りの区域を予めフォトレジスト
層(9)でマスクした後溝エッチングによりn型皿状領
域(1)内に能動領域を画定する、 によることを特徴とする基板内に導電型を異にする皿状
領域を備えるCMOS回路の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE3445527 | 1984-12-13 | ||
DE3445527.2 | 1984-12-13 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61141151A true JPS61141151A (ja) | 1986-06-28 |
Family
ID=6252709
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP60277795A Pending JPS61141151A (ja) | 1984-12-13 | 1985-12-09 | Cmos回路の能動領域間を分離する絶縁層の形成方法と製造方法 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
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EP (1) | EP0197198B1 (ja) |
JP (1) | JPS61141151A (ja) |
AT (1) | ATE45248T1 (ja) |
DE (1) | DE3572086D1 (ja) |
Cited By (4)
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US6603173B1 (en) | 1991-07-26 | 2003-08-05 | Denso Corporation | Vertical type MOSFET |
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EP0511877A1 (en) * | 1991-05-01 | 1992-11-04 | STMicroelectronics, Inc. | Manufacture of CMOS devices |
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US4139442A (en) * | 1977-09-13 | 1979-02-13 | International Business Machines Corporation | Reactive ion etching method for producing deep dielectric isolation in silicon |
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US4490736A (en) * | 1979-04-23 | 1984-12-25 | Texas Instruments Incorporated | Semiconductor device and method of making |
JPS55156366A (en) * | 1979-05-24 | 1980-12-05 | Toshiba Corp | Semiconductor device |
US4325169A (en) * | 1979-10-11 | 1982-04-20 | Texas Instruments Incorporated | Method of making CMOS device allowing three-level interconnects |
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US4454648A (en) * | 1982-03-08 | 1984-06-19 | Mcdonnell Douglas Corporation | Method of making integrated MNOS and CMOS devices in a bulk silicon wafer |
JPS5955054A (ja) * | 1982-09-24 | 1984-03-29 | Hitachi Ltd | 半導体装置の製造方法 |
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DE3340560A1 (de) * | 1983-11-09 | 1985-05-15 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Verfahren zum gleichzeitigen herstellen von schnellen kurzkanal- und spannungsfesten mos-transistoren in vlsi-schaltungen |
US4484979A (en) * | 1984-04-16 | 1984-11-27 | At&T Bell Laboratories | Two-step anisotropic etching process for patterning a layer without penetrating through an underlying thinner layer |
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-
1985
- 1985-12-05 DE DE8585115481T patent/DE3572086D1/de not_active Expired
- 1985-12-05 AT AT85115481T patent/ATE45248T1/de not_active IP Right Cessation
- 1985-12-05 EP EP85115481A patent/EP0197198B1/de not_active Expired
- 1985-12-09 JP JP60277795A patent/JPS61141151A/ja active Pending
-
1987
- 1987-07-31 US US07/080,197 patent/US4731343A/en not_active Expired - Fee Related
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---|---|
US4731343A (en) | 1988-03-15 |
EP0197198B1 (de) | 1989-08-02 |
ATE45248T1 (de) | 1989-08-15 |
DE3572086D1 (en) | 1989-09-07 |
EP0197198A1 (de) | 1986-10-15 |
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