JPS61220337A - 素子分離領域の形成方法 - Google Patents

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、光ビームを利用した素子分離領域の形成方法
に関する。

・［従来技術］ 半導体装置における従来の素子分離領域の形成方法とし
ては、選択酸化法が一般的である０選択酸化法には、　
ＬＯＧＯ８（Ｌｏｃａｌ　０ｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　
５ｉｌｉ　−ｃｏｎ）　　法の外に、界面を封じた選択
酸化（ＳＩＬＯ）法、溝をつくる方法（たとえばＤＴＩ
法）、多孔質シリコンを利用する方法、酸素イオンを打
ち込む方法等がある。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、上記いずれの方法も選択酸化をするため
にマスクを必要とし、工程が複雑化するという問題点を
有していた。

また、上記ＬＯＣＯ９法では、一般的にＳｉ３　Ｎ４を
マスクとして使用するために、いわゆる「ホワイトリボ
ン」が形成され、また横方向に酸化を進行するという問
題点を有していた。

溝をつくる方法では、その溝にＣＶＤ−５ｉ０２を埋込
み平坦化することで、横方向に酸化が進行することなく
素子間分離を行うことができるが、工程が外の方法より
複雑化するという問題点を有している。

また、従来の酸化方法では、酸化される基体の温度を高
温となるために、たとえばアモルファス半導体の素子分
離には用いることができないという問題点も有していた
。

ｃ問題点を解決するための手段］ 本発明による素子分離領域の形成方法は、反応室内に基
体を設置し、該基体に素子分離領域を形成する方法にお
いて。

前記反応室内に光エネルギを吸収して活性化するガスを
導入し、該ガス雰囲気中で前記素子分離領域を形成しよ
うとする場所に光ビームを照射し、活性化した前記ガス
によって前記基体に化学反応を生起させ絶縁領域を形成
することを特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に説明する。

第１図は１本発明による素子分離領域の形成方法を実施
するための形成装置の概略的構成図である。ただし、こ
こでは、素子分離領域の絶縁材料は酸化物とするが、も
ちろん窒化物、炭化物等でもよい。

同図において、反応室ｌ内には、基体ホルダ２が設置さ
れ、その上に基体３が固定されている。

基体ホルダ２には、基体加熱用ヒータ４が設けられ、基
体３を１００〜３００℃程度に加熱する。また、反応室
ｌには導入口５および排気口６が設けられている。導入
口５かも活性化ガスおよび酸化性ガスが導入される。活
性化ガスとしては、５ｉＣＩ４　、　ＩＣＩ　　、　０
１２　、　ＣＣＩ　４　、　ＳｉＦ　４　、　ＨＦ、Ｆ
２　、　ＣＦ４等が用いられ、酸化性ガスとしてはＮ２
０　、　Ｎ０１ＮＯ２，０２等が用いられる。

基体３の素子分離領域の形成部分には、反応室ｌの窓７
を通してビーム８が照射される。ビーム８は、光源３か
ら出射したビームによって形成される。まず、出射され
たビームは、光量を調整するためのスリット１０によっ
て正方形のビーム修正される。修正されたビームは、ミ
ラー１１およびシリンドリカルレンズｌｊａおよび１２
ｂから構成されるビーム走査系１３によって集光し、ビ
ーム８となる。ビーム８はビーム走査系１３によって基
体３上を移動し、後述するように、所望パターンの素子
分離領域を基体３に形成する。

光源９には、活性化ガスおよび酸性化ガスを励起、分解
できるビームを発生するものであればよく、たとえばエ
キシマレーザ、窒素レーザ、Ｈｅ−Ｃｄレーザ、Ａｒ高
調波レーザ等の紫外域のレーザが用いられる。

次に、このような形成装置を用いた本発明による素子分
離領域の形成方法の一実施例を第２図を参照しながら説
明する。

第２図（Ａ）およびＣＢ）は１本実施例における素子分
離領域の形成過程を説明する模式図である。

まず、活性化ガス２１および酸性化ガス３１の雰囲気中
で、基体３上の素子分離領域３３を形成しようとする部
分にビーム８を照射する。これによって、活性化ガス２
１が光エネルギを吸収し、活性な原子（又は活性なラジ
カル）２２が生成される　【第２図（Ａ）　］　ととも
に、酸性化ガス３１が光を吸収して分解し、活性な酸素
３２が生成される　１第２図（Ｂ）　］　。

生成した活性な原子２２は基体３を構成する原子と反応
し、反応生成物２３が放出される。このために、基体３
を構成する原子の一部（ビーム８が照射された部分）に
活性なポイント２４が生成される。

続いて、第２図（Ｂ）に示すように、光ビーム８によっ
て生成された活性な酸素３２が基体３の活性なポイント
２４に次々に拡散されて行き、基体３に酸化物の素子分
離領域３３を形成する。このように、ビーム８が照射さ
れた部分だけを選択的に醸化することができる０反応後
のガスは、排気口６を通して排気される。

ビーム８はビーム走査系１３によって自由し移動するこ
とができるために、基体３に所望パターンの素子分離領
域を形成することができる。

次に１本実施例の具体的な実施態様を示す。

まず、基体３として、シリコンウェハ上に透明電極（１
丁０等）を形成し、その上にアモルファスシリコン層（
ｉ層）を８００人、さらにその上にｎ型アモルファスシ
リコンを積層したものを用意した。

次に、上記基体３を基体ホルダ２上に固定し、反応室ｌ
内を排気して５　Ｘ１０６　Ｔｏｒｒ以下に減圧すると
ともに、ヒータ４に通電して基体３の温度を２５０℃に
維持した。

次に、活性化ガスとしてＭＣＩガスを２０９ＣＣＭ、酸
性化ガスとして８２０ガスを１１００５ＣＣの流量で反
応室１内に導入し、反応室！内の圧力を１０Ｔｏｒｒに
維持した。続いて、１５ＷのＡｒＦエキシマレーザ８を
駆動し、基体３上にビーム８を照射した。ビーム８の系
は、基体３上で５μｍまで絞ったが、将来的にはサブミ
クロンまで絞ることも可能である。

このようにして、ｎ層およびｉ暦のアモルファスシリコ
ン層が酸化され、輻約フルｍの素子分離領域３３が形成
された。この素子分離領域３３の両側の素子に１５Ｖの
電位差が存在する場合でも、リーク電流はＩＱ−１３以
下であった。また、本実施例では、低温状態で素子分離
領域が形成されるために、従来の選択酸化法に比べてア
モルファスシリコン等の素゛子に与えるダメージは皆無
に近い。

また、本実施例では、スリット１０の幅を変えることで
ビーム８の光量を変えることができるために、素子分離
領域３３の深さを容易に制御することができる。

なお、上記実施例では酸化性ガスを用いたが、これに限
定されるものではなく、ＮＨ３、Ｎ２　ＣＩ４等の窒化
性ガスを用いることで、窒化物の素子分離領域を形成す
ることもできる。

［発明の効果］ 以上詳細に説明したように、本発明による素子分離領域
の形成方法は、低温で素子分離領域を形成できるために
、アモルファス半導体等の特性を劣化させることなく、
確実に素子間を絶縁できる。さらに、絶縁領域が横方向
に広がらないために、素子への影響も少なくなる。

また、ビームを走査させることで、マスクを用いること
なく所望の部分に又は所望のパターンで素子分離領域を
形成でき、工程が従来に比べて極めて簡略化される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による素子分離領域の形成方法を実施
するための形成装置の概略的構成図、第２図（Ａ）およ
び（Ｂ）は、本実施例における素子分離領域の形成過程
を説明する模式図である。 １・・φ反応室　　　２・・・基体ホルダ３−・・基体
　　　　８・・・ビーム ８・・・光源　　　　１３・・・ビーム走査系代理人　
　弁理士　山　下　積　子 弟１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）反応室内に基体を設置し、該基体に素子分離領域
   を形成する方法において、 前記反応室内に光エネルギを吸収して活 性化するガスを導入し、該ガス雰囲気中で前記素子分離
   領域を形成しようとする場所に光ビームを照射し、活性
   化した前記ガスによって前記基体に化学反応を生起させ
   絶縁領域を形成することを特徴とする素子分離領域の形
   成方法。