JPS61174738A - 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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JPS61174738A
JPS61174738A JP1588085A JP1588085A JPS61174738A JP S61174738 A JPS61174738 A JP S61174738A JP 1588085 A JP1588085 A JP 1588085A JP 1588085 A JP1588085 A JP 1588085A JP S61174738 A JPS61174738 A JP S61174738A
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JP
Japan
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groove
substrate
oxide film
film
layer
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JP1588085A
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English (en)
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Kunio Aomura
青村 國男
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は素子間分離に溝を用いた半導体装置の製造方法
に関し、特にこの溝を通して基板と電気的接続を得よう
とする半導体装置の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、素子間分離に溝を用いた半導体装置のこの溝−を
通して基板と電気的接続を得る方法には第2図の例に示
すものがある。第2図を用いて従来の方法を以下に説明
する。
まず、p型シリコン基板101の全面にn+型領領域1
02形成する。ここでn+型領領域全面でなく選択的に
形成しても良い、続いてエピタキシャル成長によりn−
型層103を形成し、その表面に第1酸化膜104、窒
化膜105、第2酸化膜106を順次形成する(2−A
)。
次に、素子間分離領域を形成するパターンを前記3暦の
絶縁M 104.105.108を順次エツチングして
形成し、n″″型層103の表面を露出させる。
次に、上記3層絶縁膜をマスクにしてフッ素化合物を含
むガスの反応性イオンエツチングによりn−型層103
及びn+型領領域102貫通し、p型シリコン基板10
1へ達する溝207を形成する(2−B)、この反応性
イオンエツチングでできる溝207の側面208は、マ
スクとして使用した絶縁膜の端部から垂直に切り立った
形状に形成できることが望ましい。
次に残っている第2の酸化膜106tを除去した後、熱
酸化によりtR20?の表面に第3の酸化膜209を形
成する(2−C)。
次に窒化膜 105をマスクにして反応性イオンエツチ
ングにより溝底部の第3の酸化膜209を除去し開孔部
210を形成する(2−D)。
次に残っている窒化膜105を除去した後、溝にシリコ
ン211を埋め込み、続いて溝のシリコンを通してポロ
ンを拡散し、シリコン基板101中にp++域212を
形成し埋込シリコン211とシリコン基板1(11と電
気的接続を完了する(2−E)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上従来技術について説明したが、実際にこの技術を応
用した場合不具合が生じることが判明した。第3図を用
いて詳細を説明する。
従来の方法において反応性イオンエツチングにより基体
101に達する溝207(第2図)を形成する際に、溝
が垂直に切り立った形状にならず溝の底部が開口部より
狭くなり、溝の側面が底部に向って内側に傾斜する溝3
07になる場合がしばしばある。こうした状態で溝の側
面を酸化した後の断面図が3−Aである。
次に窒化膜105をマスクにして、酸化膜308の溝の
底面の酸化膜部分を除去しようとすると、底部310が
窒化膜105の端部より中側に入っているため、底部の
みならず底部以外の側面部の一部の酸化膜も除去されて
しまう(3−B)。
このまま次工程に進み、シリコン311を埋め込みシリ
コン基板101にp4″領域312を形成した時に溝側
面の酸化膜の除去された部分313にも p++散領域
が形成される。一般に高濃度領域に高濃度の反対導電型
の不純物を入れてP−N接合を形成した場合、このP−
N接合は非常に信頼性の乏しい接合になり、オーミック
になり易い、即ち、完全な導通状態になる。それ故、3
−C図の状態になった時、本来p型シリコン基板101
とn1型領域102とはP−N接合で電気的に分離され
なければならないはずが、埋込シリコン領域311を通
して導通状態になり、それにより隣同志の素子領域10
3a、 103bが互に電気的に接続され、半導体装置
として働かなくなる。
本発明の目的は上記従来の欠点を取り除き、自己整合的
に確実に溝底部にのみ開孔部を設けた信頼性の高い半導
体装置を実現する製造方法を提供することにある。
〔問題点を解決するための手段〕
即ち、半導体基体の一生面上に選択的に薄膜を形成する
工程と、該薄膜をマスクにして、半導体基体に溝を形成
し、かつ線溝の側面は前記薄膜パターンの端より内側に
なる様に形成する工程と、前記溝の表面に絶縁膜を形成
する工程と、前記薄膜の端と自己整合になり、かつ半導
体基体表面に達する開孔部を溝の底面の少なくとも一部
に設ける工程と、該開孔部直下の半導体基体に不純物を
導入する工程と、前記溝を半導体物質で埋め込む工程と
を含むことを特徴としている。
〔実施例〕
本発明がより良く理解される為に実施例を用いて説明す
る。
実施例1 第1図は本発明の第1の実施例である。
従来と同様に、まずp型シリコン基板101の全面にn
+型領領域102形成する。ここでn“型領域102は
全面でなく、選択的に形成してもよい。
続いてエピタキシャル成長により、n−型層103を形
成し、その表面に第1酸化膜104.第1窒化膜105
、第2酸化膜106を順次形成する(1−A)。
次に素子間分離領域を形成するパターンを前記3層の絶
縁膜104.105.106を順次エツチングして形成
し、n″′型層103の表面を露出させる0次に上記3
層絶縁膜をマスクにして、フッ素化合物を含むガスの反
応性イオンエツチングにより n−型層103及びn“
型領域102を貫通してp型シリコン基板101へ達す
る溝を形成する。続いて前記マスクをそのまま用いてシ
リコンエツチング液。
又はプラズマエツチングにより0.3〜0.5 ミクロ
ン溝の表面をほぼ均一にエツチングし、溝の側面108
がマスク端部により0.3〜0.5 ミクロン覆われる
溝 +07を形成する0本発明で溝の側面は薄膜パター
ンの端より内側になる様に形成するとは、上述のごとく
溝の側面がマスクの端部によって覆われるように形成さ
れることを言う0次に弗酸により側面10日を覆う第一
酸化膜の端部を除去する(1−B)。
次に溝107表面に熱酸化により酸化膜109を形成す
る。酸化膜厚は0.2−0.5ミクロンが適当である(
1−C)。
次に3層絶縁膜(第2酸化膜108、第1窒化膜105
、第1酸化膜104)をマスクにして反応性イオンエツ
チングにより溝底部の酸化膜をエツチングし、3層絶縁
膜のマスクと自己整合的に開孔部110を設ける(1−
D)、ここで3層絶縁膜のマスク端部によって溝側面が
覆われるごとく形成されているため、開孔部110は溝
側面にあたることなく確実に溝底面のみに設けられる。
又、この時3層絶縁膜の表面にある第2の酸化膜10B
を除去する様にするとさらに良い、上記説明で明らかな
ごとく1本発明で薄膜とは、上記酸化膜及び又は窒化膜
であって溝形成の際マスクとして機能するものである。
次に従来技術と同様に第1の窒化膜105を除去し、溝
にシリコン111を埋め込み、続いて溝のシリコンを通
してポロンを拡散し、シリコン基板101中にp++域
112を形成し、埋込シリコン111 とシリコン基板
101と電気的接続を図る(1−E)。
その後従来良く知られた技術により各素子形成領域10
3a、 103bに回路素子を形成し、配線により素子
を接続して半導体装置を完成する。
実施例2 次に第4図を用いて第2の実施例を説明する。
従来と同様にまずp型シリコン基板101の全面にn1
型領域102を形成する。ここでn+型領領域102全
面でなく、選択的に形成してもよい、続いてエピタキシ
ャル成長によりn−型層103を形成し、その表面に第
1酸化膜104、第1窒化膜105、第2酸化膜10θ
を順次形成する0次に素子間分離領域を形成するパター
ンを前記3層の絶縁膜 104.105.108を順次
エツチングして形成し。
n−型層103の表面を露出させる0次に上記3層絶縁
膜をマスクにして、フッ素化合物を含むガスの反応性イ
オンエツチングによりn−型層103及びn+型領領域
102貫通してp型シリコン基板101へ達する溝を形
成する(4−A) 。
次に表面の第2酸化Ill 10Bを除去した後、続い
て熱酸化を行ない溝表面に酸化膜416を形成する(4
−B)、この酸化膜の厚さは0.6〜1.0  ミクロ
ンが適当である。
次に4−B工程で形成した溝表面の酸化膜41Bを除去
する。除去した後の溝側面は第1窒化膜405の端より
酸化15N41Bの約半分の距離内側になる。それ故、
酸化膜の厚さが0.e〜1.0 ミクロンの場合は、溝
側面は0.3〜0.5ミクロン内側に形成されることに
なる。酸化膜416を除去した後再び溝表面に酸化膜4
09を形成し、続いて全面に第2窒化膜414を形成す
る。この第2窒化fi 414の厚さは第1窒化膜10
5の厚さ以下にした方が後工程でのコントロールが容易
になる(4−C)。
次に反応性イオンエツチング技術を用いてほぼ前の工程
(4−C)で形成した第2窒化膜414の厚さ分だけ全
面エツチングをする。これにより溝内に形成された第2
窒化膜のうち、第1窒化膜105で陰になった部分のみ
が残ることになる。それ故、溝底部に第1窒化膜105
のパターンと自己整合的に第2窒化llI414の除去
された第2窒化膜開孔部415が形成され、酸化膜40
9が露出する(4−D)。
次に第1窒化膜105及び第2窒化膜414をマスクに
して開孔部415の露出酸化膜を除去してシリコン基板
101の表面を露出して開孔部110を形成し、その後
周囲表面の第1窒化膜105、第2窒化膜414を除去
する(4−E)、なお、シリコン基板101の表面の露
出は必要に応じ上記開孔部110内のより狭い望域を選
択することができる。
その後は実施例1で述べたと同じ工程を経て半導体装置
を完成させる。
〔発明の効果〕
以上詳細に説明したように1本発明によればシリコン基
体に形成した溝の底部にのみ電気接続用の開孔部を設け
、これにより埋込シリコンを通じて基板と電気的接続を
実現できるため、P−N接合の信頼性のきわめて高い半
導体装置を効率よく得ることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図および第4図は本発明を説明するための半導体装
置の断面図、第2〜3図は従来の方法を説明するための
半導体装置の断面図である。 101・・・p型シリコン基板 102・・・n+型領
領域103・・n−型層     IQ3a、 IQ3
b・・・回路素子104・・・第1酸化Wl     
to5・・・窒化膜10G・・・第2酸化膜    1
07・・・溝10日・・・溝側面      109・
・・酸化膜110・・・開孔部      111・・
・埋込シリコン112・・・p+領領域    207
゛・・・溝208・・・溝側面      209−・
・酸化膜210・・・開孔部      241・・・
埋込シリコン212・・・p+領領域    307・
・・溝309・・・酸化膜      310・・・底
部311、・・・埋込シリコン   312・・・p”
領域313・・・酸化膜の除去された部分 408・・・酸化膜      414・・・第2窒化
膜415・・・第2窒化膜開孔部 416・・・酸化膜
特許出願人  日本電気株式会社 第1図 菟1図 M3図 M4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  半導体基体の一主面上に選択的に薄膜を形成する工程
    と、該薄膜をマスクにして半導体基体に溝を形成しかつ
    該溝の側面は前記薄膜パターンの端より内側になる様に
    形成する工程と、前記溝の表面に絶縁膜を形成する工程
    と、前記薄膜の端と自己整合になりかつ半導体基体表面
    に達する開孔部を溝の底面の少なくとも一部に設ける工
    程と、該開孔部直下の半導体基体に不純物を導入する工
    程と、前記溝を半導体物質で埋め込む工程とを含むこと
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
JP1588085A 1985-01-30 1985-01-30 半導体装置の製造方法 Pending JPS61174738A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4900692A (en) * 1989-04-24 1990-02-13 Motorola, Inc. Method of forming an oxide liner and active area mask for selective epitaxial growth in an isolation trench

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4900692A (en) * 1989-04-24 1990-02-13 Motorola, Inc. Method of forming an oxide liner and active area mask for selective epitaxial growth in an isolation trench

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