JPS6129149A - 半導体集積回路装置 - Google Patents

半導体集積回路装置

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JPS6129149A
JPS6129149A JP14953284A JP14953284A JPS6129149A JP S6129149 A JPS6129149 A JP S6129149A JP 14953284 A JP14953284 A JP 14953284A JP 14953284 A JP14953284 A JP 14953284A JP S6129149 A JPS6129149 A JP S6129149A
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JP
Japan
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insulating film
integrated circuit
circuit device
semiconductor integrated
element isolation
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JP14953284A
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Kazuo Nojiri
野尻 一男
Kazuyuki Tsukuni
和之 津国
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Hitachi Ltd
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Hitachi Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
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    • 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
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    • 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
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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】 [技術分野] ゛本発明は、素子間分離技術に適用して有効な技術に関
するものであり、特に、細溝と素子間分離用絶縁膜とで
構成された素子間分離構造を有する半導体集積回路装置
に適用して有効な技術に関するものである。
[背景技術] 相補型のMISFET(以下、CMISという)を備え
た半導体集積回路装置は、その破壊を防止するために、
寄生バイポーラトランジスタによるラッチアップを防止
することが重要な技術的課題の一つとされている。
ラッチアップを防止するためには、pチャネルMISF
ETとnチャネルMISFETとを離隔し、寄生バイポ
ーラトランジスタの電流増幅率を小さくする必要がある
。しかしながら、素子分離領域の占有面積を増大し、半
導体集積回路装置の集積度の妨げになる。
そこで、ラッチアップの防止と集積度の向上を図ること
のできる素子分離技術が提案されている(V L S 
I  Symposium 1983、p ’16〜p
 27. Yamaguchi、 Morimoto 
and Kawamot、o、  rProcessa
nd Device performance of 
1 p m channel n −well CMO
8using Deep Trench l5olat
ionT ecnologyJ )。この素子分離技術
は、絶縁膜と多結晶シリコン膜とからなる埋込部材が埋
込まれた細溝(トレンチ)と、その上部に設けられた素
子分離用絶縁膜とで素子間分離構造を構成したものであ
る。すなわち、pチャネルMISFETとnチャネルM
 I S FETとの平面において必要とする離隔する
距離を、細溝によって半導体基板の深さ方向で形成する
ものである。前記素子分離用絶縁膜は、細溝部における
半導体基板主面部に形成される寄生チャネルを防止する
ために、チャネルストッパ領域を形成できるようにした
ものである。
しかしながら、かかる技術における検討の結果、本発明
者は、以下に述べる原因により、半導体集積回路装置の
電気的信頼性を低下するという問題点を見い出した。素
子分離用絶縁膜を形成する熱酸化工程で、埋込部材に酸
素が導入されるので、埋込材料が酸化され体積膨張を生
じる。このため、細溝近傍における半導体基板内部に応
力を生じ、結晶欠陥を発生するので、p−n接合が破壊
される゛からである。
[発明の目的] 本発明の目的は、半導体集積回路装置の電気的信頼性を
向上することが可能な技術手段を提供することにある。
本発明の他の目的は、半導体集積回路装置の電気的信頼
性を向上し、かつ、その集積度を向上することが可能な
技術手段を提供することにある。
本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。
[発明の概要コ 本願において開示される発明のうち、代表的な、ものの
概要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、埋込部材が埋込まれた細溝と素子間分離用絶
縁膜とで構成される素子間分離構造を有する半導体集積
回路装置において、前記素子間分離用絶縁膜と埋込部材
とを、それらの端部で適度に接触するか又は離隔する。
これによって、素子間分離用絶縁膜を形成する熱酸化工
程で蝋込部材に酸素が導入されないので、埋込部材が酸
化され体積膨張することによる結晶欠陥の発生を防止す
ることができる。
従って、半導体集積回路装置の電気的信頼性を向上する
ことができる。
以下、本発明の構成について、本発明を、CMISを備
えた半導体集積回路装置に適用した実施例とともに説明
する。
[実施例Iコ 第1図乃至第7図は、本発明の実施例Iを説明するため
の各製造工程におけるCMISを備えた半導体集積回路
装置の要部断面図である。
なお、実施例の全回において、同一・機能を有するもの
は同一符号を付け、そのくり返しの説明は省略する。
まず、単結晶シリコンからなるn″型の半導体基板1を
用意する。
そして、細溝を形成するために、半導体基板1の主面上
部に絶縁膜を形成し、該絶縁膜に所定のパターンニンク
を施してエツチング用マスク2を形成する。このマスク
2は、例えば、熱酸化技術又は化学的気相析出(以下、
CVDという)技術による酸化シリコン膜を用いる。
この後、マスク2を用いて異方性エツチング技術を施し
、第1図に示すように、半導体基板1主面部に細溝3を
形成する。この細溝3は、異なるチャネル型の半導体素
子間を電気的に分離するためのものである。
第1図に示す工程の後に、マスク2を除去する。
そして、半導体基板1主面上部及び細溝3にそった半導
体基板1主面上部に絶縁膜4A、4Bを形成する。この
絶縁膜4A、4Bは、例えば、熱酸化技術による酸化シ
リコン膜を用いる。
この後、第2図に示すように、細溝3に埋込むように、
絶縁膜4B上部に多結晶シリコン膜5を形成する。この
多結晶シリコン膜5は、その上面が平担化されるように
、CVD技術によって絶縁膜4A、4B上部に多結晶シ
リコン膜を形成し、異方性エツチング技術によって絶縁
膜4A上部の多結晶シリコン膜を除去して形成する。
細溝3に埋込まれる埋込部材は、絶縁膜4Aと多結晶シ
リコン膜5とによって構成されている。
また、埋込部材は、絶縁膜のみ、例えば、CVD技術に
よる酸化シリコン膜で形成してもよい。
第2図に示す工程の後に、第3図に示すように、多結晶
シリコン膜5上部に絶縁膜4Cを形成する。
この絶縁膜4Cは、例えば、熱酸化技術による酸化シリ
コン膜を用いる。
第3図に示す工程の後に、p型のウェル領域形成領域の
半導体基板1主面部に、p型の不純物を導入する。この
不純物は、例えば、イオン注入技術を用いて、絶縁膜4
Aを通して半導体基板1に導入する。
そして、導入された不純物に引き伸し拡散を施し、第4
図に示すように、P−型のウェル領域6を形成する。
第4図に示す工程の後に、素子間分離用絶縁膜を形成す
るために、絶縁膜4A、4Cの所定上部に熱酸化用マス
ク7を形成する。このマスク7は、例えば、CVD技術
による窒化シリコン膜を用い、素子間分離用絶縁膜を形
成した時に、その端部が埋込部材に適度に接触するか又
は離隔するように形成する。これは、素子間分離用絶縁
膜の熱酸化工程において、酸素が埋込部材に導入されな
いようにするためである。
そして、第5図に示すように、半導体素子間となるウェ
ル領域6主面部に、チャネルストッパ領域を形成するた
めのp型の不純物8Aを導入する。
この不純物は、イオン注入技術を用い、絶縁膜4Aを通
してウェル領域6主面部に導入する。
第5図に示す工程の後に、熱酸化工程を施し、第6図に
示すように、マスク7以外の半導体基板1主面上部及び
ウェル領域6主面上部に、素子間分離用絶縁膜9を形成
し、素子間分離用絶縁膜9下部のウェル領域6主面部に
、p型のチャネルストッパ領域8を形成する。素子間分
離用絶縁膜9は、その端部が、埋込部材に適度に接触す
るか又は離隔するように形成される。チャネルストッパ
領域8°は、この熱酸化工程で、不純物8Aに引き伸し
拡散が施されて形成される。
第6図に示す工程の後に、マスク7を除去する。
そして、半導体素子間の絶縁膜4Aを除去して半導体基
板1主面及びウェル領域6主面を露出させ、該露出され
た部分にM I S FETのゲート絶縁膜10を形成
する。この絶縁膜10は、例えば、熱酸化技術による酸
化シリコン膜を用いる。
この後、絶縁膜10の所定上部に、ゲート電極11を形
成し、その両側部の半導体基板1主面部及びウェル領域
6主面部に、p+型の半導体領域12、n+型の半導体
領域13を形成する。
これによって、半導体基板l、絶縁膜lO、ゲート電極
11及びソース領域又はトレイン領域として使用される
半導体領域12によって構成されるPチャネルMI 5
FETQpが形成される。さらに、ウェル領域6、絶縁
膜10、ゲート電極11及びソース領域又はトレイン領
域として使用される半導体領域13によって構成される
nチャネルMISFETQnが形成される。
この後、MISFETQp、Qn上部に絶縁膜14を形
成し、半導体領域12.13所定−に部の絶縁膜14を
除去して接続孔15を形成する。
そして、第7図に示すように、接続孔15を通して半導
体領域12.13と接続するように、絶縁膜14の上部
に導電層16を形成する1゜これら一連の製造工程によ
り、PチャネルMISFETQpとnチャネルM I 
S F E T Q nとによって構成されるCMIS
を備えた半導体集積回路装置が完成する。なお、この後
に、保護膜等の処理工程を施してもよい。
以上説明したように、本実施例Iによれは、素子間分離
構造を構成する素子間分離用絶縁膜と細溝に埋込まれる
埋込部材とを、それらの端部で適度に接触するか又は離
隔させることにより、素子間分離用絶縁膜を形成する熱
酸化工程で埋込部材に酸素が恋人さ九ないので、埋込部
材が酸化されず体積膨張が起こらないため結晶欠陥の発
生を防止することができる。従って、半導体集積回路装
置の電気的信頼性を向上することができる。
また、細溝を用いて素子間分離構造を構成することによ
り、平面において必要とする離隔する距離を半導体基板
の深さ方向で形成することができるので、それに要する
面積を縮小することができる。従って、半導体集積回路
装置の集積度を向上することができる。
[実施例■] 本実施例■は、前記実施例Iに比べてさらに集積度を向
上させた例である。
第8図は、本発明の実施例■を説明するためのCMIS
を備えた半導体集積回路装置の要部断面図である。
第8図における半導体集積回路装置は、pチャネルMI
SFETQPと細溝3との間の素子間分離用絶縁膜9を
設けないものである。
これは、絶縁膜4Bは一般的に正電荷を持ぢ、n型の寄
生チャネルが形成されやすいので、ウェル領域6側には
、チャネルストッパ領域8を形成する必要があるが、半
導体基板l側には、チャネルストッパ領域を形成する必
要がないからである。
以上説明したように、本実施例Hによれば、前記実施例
■と略同様の効果を得ることができ、さらに、以下に述
べるような効果を得ることができる。
PチャネルMISFET形成領域において、pチャネル
MISFETと細溝との間の素子間分離用絶縁膜を設け
ないことにより、素子分割構造に要する面積を縮小する
ことができるので、半導体集積回路装置の集積度を向上
することができる。
[実施例■] 本実施例■は、前記実施例■、Hに比べて、ラッチアッ
プ現象をさらに低減させるための構造である。
第9図は、本発明の本実施例■を説明するためのCMI
Sを備えた半導体集積回路装置の要部断面図である。
第9図において、IAは単結晶シリコンからなるn+型
の半導体基板、IBは半導体基板IA上部に積層された
単結晶シリコンからなるn−型のエピタキシャル層であ
る。
半導体基板IAは、少数キャリアのライフタイムを短く
するためのものである。
そして、細溝3は、その底部が少なくとも半導体基板I
Aに接触して形成される。
実質的な半導体基体は、半導体基板lAとエピタキシャ
ル層IBとによって構成されている。
6Aはエピタキシャル層IBの所定主面部に設けられた
p−型のウェル領域である。
以上説明したように、本実施例■によれば、前記実施例
■、■と略同様の効果を得ることができ、さらに、以下
に述べるような効果を得ることができる。
高濃度の不純物を有する半導体基板とエピタキシャル層
とで半導体基体を構成し、前記半導体基板と細溝の底部
とを接触させることにより、少数キャリアが高濃度半導
体領域を通るようにし・たものである。高濃度半導体領
域は、少数キャリアのライフタイムを著しく短くするめ
ラッチアップ現象がほとんど起こらないようにすること
ができる。
[効果] 以上説明したように、本願において開示された新規な技
術手段によれば、以下に述べるような効果を得ることか
できる。
(1)素子間分離構造を構成する素子間分離用絶縁膜と
細溝に埋込まれる埋込部材とを、それらの端部で適度に
接触するか又は離隔させることにより、素子間分離用絶
縁膜を形成する熱酸化]二程で埋込部材に酸素が導入さ
れないので、埋込部材が酸化されず体積膨張が起こらな
いため、結晶欠陥の発生を防止することができp−n接
合の破壊を防止することができる。
(2)前記(1)により、半導体集積回路装置の電気的
信頼性を向上することができる。
(3)細溝を用いて素子間分離構造を構成することによ
り、平面において必要とする離隔する距離を半導体基板
の深さ方向で形成することができるので、素子分離領域
に要する面積を縮小することができる。
(4)前記(3)により、半導体集積回路装置の集積度
を向上することができる。
(5)前記(2)及び(4)により、半導体集積回路装
置の電気的信頼性を向上し、かつ、その集積度を向上す
ることができる。
以上、本発明者によってなされた発明を、前記実施例に
もとすき具体的に説明したが、本発明は、前記実施例に
限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲に
おいて、種々変形し得ることは勿論である。
例えば、前記実施例は、本発明を、片ウェル方式のCM
ISを備えた半導体集積回路装置に適用した例について
説明したが、両ウェル方式のCMISを備えた半導体集
積回路装置に適用してもよい。
また、前記実施例は、本発明を、CMISを備えた半導
体集積回路装置の素子間分離技術に適用した例について
説明したが、それ以外、例えば、バイポーラトランジス
タを備えた半導体集積回路装置の素子間分離技術に適用
してもよい。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第7図は、本発明の実施例Iを説明するため
の各製造工程におけるCMISを備えた半導体集積回路
装置の要部断面図、 第8図は、本発明の実施例■を説明するためのCMIS
を備えた半導体集積回路装置の要部断面図、 第9図は、本発明の実施例■を説明するためのCMIS
を備えた半導体集積回路装置の要部断面図である。 図中、1.IA・・・半導体基板、IB・・・エピタキ
シャル層、2,7・・・マスク、3・・・細溝、4A、
4B、4C110,14・・・絶縁膜、5・・・多結晶
シリコン膜、6.6A・・・ウェル領域、8・・・チャ
ネルストッパ領域、8A・・・不純物、9・・・素子間
分離用絶縁膜、11・・・ゲート電極、12.13・・
・半導体領域、15・・・接続孔、16・・・導電層、
Qp、Qn・・・MISFETである。 第  2  回 第  3  図 第  4  図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基板主面部に設けられた細溝と、該細溝の内
    部に設けられた埋込部材と、該埋込部材上部に設けられ
    た素子間分離用絶縁膜とによって構成された素子間分離
    構造を有する半導体集積回路装置であって、前記素子間
    分離用絶縁膜と前記埋込部材とを、それらの端部で適度
    に接触するか又は離隔して設けてなることを特徴とする
    半導体集積回路装置。 2、前記埋込部材は、細溝にそって設けられた絶縁膜と
    、該絶縁膜上部に設けられた多結晶シリコン膜とによっ
    て構成されていることを特徴とする特許請求の範囲第1
    項記載の半導体集積回路装置。 3、前記埋込部材は、絶縁膜によって構成されているこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体集積
    回路装置。 4、前記素子間分離構造は、相補型のMISFETにお
    ける半導体素子間を電気的に分離するためのものである
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至第3項に記
    載のそれぞれの半導体集積回路装置。
JP14953284A 1984-07-20 1984-07-20 半導体集積回路装置 Pending JPS6129149A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6103373A (en) * 1995-11-01 2000-08-15 Showa Denko K.K. Carbon fiber material and electrode materials and method of manufacture therefor
US6528211B1 (en) 1998-03-31 2003-03-04 Showa Denko K.K. Carbon fiber material and electrode materials for batteries
JP2004228305A (ja) * 2003-01-22 2004-08-12 Asahi Kasei Microsystems Kk 半導体装置の製造方法

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