JPS616840A - 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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JPS616840A
JPS616840A JP12784584A JP12784584A JPS616840A JP S616840 A JPS616840 A JP S616840A JP 12784584 A JP12784584 A JP 12784584A JP 12784584 A JP12784584 A JP 12784584A JP S616840 A JPS616840 A JP S616840A
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    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
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    • H01L21/76216Dielectric 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 introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose introducing electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、素子分離領域の形成に改良を加えた半導体装
置の製造方法に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
周知の如く、半導体集積回路の微細化は、デバイスの大
容量化、高速化への要求に伴なって増々進み、サブミク
ロン領域に入シつつある。
そして、微細化に伴なって素子分離領域の微細化の要求
も強く、1〜1.5μmの素子分離の実現にとどまらず
、?ブミクロン領域の素子分離の実現に向は開発が進め
られている。
従来、2μmnないし1.5μm程度まではシリコン窒
化膜(Si、N、股)をマスクとした選択酸化技術いわ
ゆるLOGO8(LOCaloxidation  o
f  5ilicon)技術が、最も秀れた累子分喘技
前として用いられてきた。
しかしながら、このLOCO8技附は、結晶欠陥の発生
をなくすために、Si3N4膜の下にバットオキサイド
と呼ばれる薄い酸化Mを形成する必要かめる。そのため
、酸化剤がこのバットオキ°才4+を通lして横方向に
拡散し、バーズビークと呼ばれる横方向酸化が著しく発
生し、素子分離領域を微細化することが難しい。ところ
で。
前記バースビークの長さは、バットオキサイドやS i
 s Nagの膜厚、及び素子分離領域(フィールド)
の酸化膜の膜厚に依存する。ここで、前者の膜厚は結晶
欠陥の発生との兼ね合いで決めざるを得ないが、バット
オキサイドの膜厚は薄くする方向が、またS r s 
N4膜の膜厚は厚くする方向がバーズビーク長を短くす
るのに有効である。一方、後者の素子分離領域の膜厚は
薄くすればそれに比例してバーズビーク長が短くなるが
、その後のプロセス工程においてフィールド酸化膜のエ
ツチングによる目減夛があるため。
寄生フィールドトランジスタの特性をデバイスの使用条
件で謂たすためにはあまシ薄くできない。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので。
素子特性を保ちつつバーズビークを抑えて微細な素子分
離領域を形成し得る半導体装置の製造方法を提供するこ
とを目的とする。
〔発明の微振〕
本発明は1通常のLOCO3法によ多素子分離領域を形
成した後、LOCQS法′で用いた耐酸化性膜パターン
を除去し、更にとの素子分離領域上に絶縁膜パターンを
素子領域に延在するように形成することによって、上記
素子分離領域と絶縁膜パターンを従来の素子分離領域の
代用とすることを特徴とし、これによりバースビークを
抑え微細な素子分離領域を形成することを図ったもので
ある。
〔発明の¥施例〕
以下1本発明の一火施例を第1図(a)〜(e)を参照
して説明する。
印 壕ず、例えばP型のシリコン基板J上に厚さ100
OA’の薄いシリコン酸化wA2.厚さ2500βの5
I8N4腹(耐酸化性膜)を形成した後、このS ’ 
s NJt’!上に写真蝕刻(PEP )法によりし・
シストパターン3を形成した。つついて、このレジスト
パターン3をマスクとして前記S’ s Ni1sk:
異方性エツチングし、Si、N4 膜パターン4を形成
した。次いで、同レジストパターン3をマスクとして前
記基板Jにフィールドインプラ用のホロンを加速電圧4
0KeV、  ドーズ貴I X I O’7” の条件
でイオン注入し、イオン注入層5を形成した(第1図(
a)図示)。
更に、レジストパターン3を剥離した後。
SL!N4膜パターン4をマスクとしてフィールド酸化
をウェット酸化雰囲気中でるない、素子分離領域として
のフィールド酸化膜6を形成した。
この際6前記イオン注入層5中のポロンイオンが拡散し
てP”型領域7が形成された(第1図(b)図示)。
〔0次に、  5isN、iパターン4をドライエツチ
ングし、更に薄いシリコン酸化膜2をウェットエッチン
グした後、全面にCVD法により厚さ30007のシリ
コン酸化膜8を形成した(第1図(C)図示)。つづい
て、PEP法によりこの酸化膜8を選択的にエツチング
除去し酸化膜パターン9を形成した。この際1合せ精度
を考慮して酸化膜パターン9のエツジlOa、10b1
”−yイールド酸化膜6のエツジlla、llbに対し
て素子領域J2に延在するように形成した。なお、フィ
ールド酸化膜6のエツジlノに対してオンラインとなっ
てもよい。次いて、素子領域J2の基板1表面に酸化膜
13を形成した(第1図((1)図示)。更に、この酸
化膜13上にゲート[極14を形成した後、このゲート
’を極14をマスクとして酸化膜)3を選択的に除去し
、ゲート酸化膜15を形成した。以下、ゲート%極14
をマスクとして基板1にn型不純物を導入し、N1型の
ソース、ドレイン領・域J6,17を形成した後、全面
1に層間絶縁膜J8を形成し、この層間絶縁膜ノ8にコ
ンタクトホール19.取出し亀& 20 e形むして半
導体装置を製造した(第1図(e)図示)。
しかして1本発明によれば1通常のLOCO8法により
フイールド酸化膜6を形成した後。
s r s N4 kパターン4を除去し、更にこのフ
ィールド酸化膜6上に素子領域12に延在するように酸
化膜パターン9を形成す乙ことによって。
フィールド酸化膜6と酸化膜パターン9を従来のフィー
ルド酸化膜の代シとするため、従来と比べ微細な素子分
離領域を形成することができる。ここで、第2図にバー
ズビーク長(ΔW〕とフィールド酸化j臭厚(10×)
との関係を示した。なお、バーズビーク長(ΔW)は、
第1図(d)においてフィールド酸化膜6のエツジIl
aからエツジllbまでの距離を示すものとする。
また、フィールド酸化&犀は、第1図(b)における選
択酸化後のフィールド酸化膜6の膜厚を示すものとする
。第2図よシフイールド酸化膜厚が薄くなるにつれてバ
ーズビーク長が減少していくことか堆層できる。
今、最初のSi、N4膜パタ一ン幅(W)を1μmと仮
定して従来及び本発明におけるフィールド幅について考
察する。従来のLOCO3法の場合、フィールド酸化膜
の膜厚を5ooo&とすると、バーズビークは約0.9
μm発生し、出来上シのフィールド幅は約19μmとな
る。また。
例えはl 000°C1で8000βのフィールド酸化
膜を成長させるために1.約200分酸化する必要があ
り、これによりフイールドイオン注入したボロンが再分
布して大きく仏かる。その結果、フィールド酸化膜のエ
ツジよシセルファラインで形成される高濃度のソース、
ドレイン領域がフィールド酸化膜下のPl 型領域と接
触し、耐圧の低下や接合容量の増大を招く。
これに対し1本発明の場合、フィールド酸化膜厚を5 
(1(10にとすると、バーズビークは第2図から明ら
かのように約05μm発生し、全体として15μmのフ
ィールド幅となる。更に。
フィールド酸化膜6上は厚さ約30 (+ (l kの
シリコン酸化膜8を堆積し1合せ粘度±0.2μmで選
択的に除去して酸化膜パターン9を形成したとすると、
エツジからエツジ址で全体で約17μmとなる。これに
より、本発明法によれば従来法と比ベフィールド幅を若
干短くできることが明らかである。なお1合せ精度の改
善により更に良くなるのは勿論のことである。また。
酸化時間は約110分で、従来法の約]/2で済むこと
が確認キれた。これによりフイールドイオン注入のボロ
ンの再分布か抑制されるとともに、ソース、ドレイン領
域15.16かフィールドエツジよシ離れた所に形成さ
れるため耐圧の向上、接合谷iの低減効果を廟すること
ができる。
なお、f記実施例では、基板上に薄いシリコン酸化膜を
形成した直後に81.N、膜を形成したか、これに限ら
す、第3図に示す如く薄いシリコン酸化膜2を形成後、
  Si、N、膜を形成するnilに多結晶シリコン層
3ノを形成してもよい。しかるに、多結晶シリコン層3
ノを介在することにより、微細な5i8N、膜の加工に
必須なRIEのストッパとして有効に働かせることかで
きる。
また、多結晶シリコン層3ノはSi、N4膜と密着する
ため、バーズビークを抑制する効果を有するとともに、
シリコン酸化膜2を更に薄膜化して微細化に有効である
上記実施例ではTh  Si8N4膜パターンを除去後
CVD法により全面にシリコン酸化膜を形成したが、こ
の酸化膜をセリえは第4図(a) l (b)に示すよ
うに形成してもよい。月1」ち−s r S N4 j
lパターンを除去した後、LPCVD法により全面に厚
さ1500βの多結晶シリコン層32を形成しく第4図
(a1図示)、更にこの多結晶シリコン層32を熱酸化
してシリコン酸化膜33を形成した(第4図(b)図示
)。こうした方法によれは。
シリコン酸化膜の堆積時に発生しやすいフレークによる
該酸化膜の欠陥や突起を取シ除くことができ5歩留シを
改善できる。
上記実施例では、レジストパターンをマスクとしてS’
5N4kを選択的に除去することンこよりS’ + s
 N4膜パターンを形成したか、これに限らす。
例えは第5図(a)〜(C)に示すように形成してもよ
い。まず、基板ノ上に薄いシリコン酸化膜2−多結晶シ
リコン層34. S 1BNa膜35を順次形成した後
、このSi、N、膜35上に幅W(D開口部36を有し
た浮石tの多結晶シリコンパターン37を形成した(第
5図(a1図示)。つついて。
多結晶シリコンパターン37を完全に酸化した。
この結果2幅か約w−zx0;45tの開口部38を有
した厚さが約21のシリコン酸化膜39が形成された(
第5図(b)図示)。次いで、このシリコン酸化膜39
をマスクとしてS i、N4膜35を選択的に除去しS
’3N4膜パターン40を形成した後、前記シリコン酸
化膜39を除去した(第5図(C)図7F:、)。しか
るに、こうした方法によれは、Si、N、股パターン4
0の一ロ音64ノの幅を上記実施例のそれと比べ著しく
狭くでき。
もって微細なフィールド酸化膜を形成できる。
上記実施例では、耐酸化性膜としてシリコン窒化膜を用
いたが、これに限定されるものではない。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く本発明によれは、バーズビークを抑え
て微細なフィールド酊:化膜を形成し得る素子特性の良
好な半導体装置の製造方法を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(e)は本発明の一夾施例に係る半導体
装置の製造方法を工程順に示す断面図、第2図は本発明
に係るバースビーク長とフィールド酸化膜厚との関係を
示す特性図。第3図はSi、N。 膜の選択的除去の際下部に多結晶シリコン膜を介在して
行なうことを示すだめの半導体装置の断面図、第4図(
a) 、 (b)及び第5図(a) −(C)は大々本
発明の他の実施例に係る半導体装置の製造方法の一部を
工程順に示す断面図である。 1・・・P型のシリコン基板、2・・・薄いシリコン酸
化に、4 + ”・・・S’5Nakパターン、5・・
・イオン注入層、6・・・フィールド酸化膜、7・・・
P+型領域、8,33.39・・・シリコン酸化膜。 9・・・酸化膜パターン、ノ2・・・素子領域、ノ4・
・・ゲート電極、15・・・ゲート酸化膜、16・・・
N+型のソース領域、ノア・・・N+型のドレイン領域
。 ノ8・・・NNtJ」絶kFIA、  79・・・コン
タクトホール。 20・・・取出し電極、31,32.34・・・多結晶
シリコン層、35・・・Si、N、膜、36.38゜4
ノ・・・開口部、37・・・多結晶シリコンパターン。 出願人代理人 弁理士 鈴 江 武 彦第1図 第1図(e) 第2図 フンーノムド廼gξイヒ #費、ハG  (tox)第
3図

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に薄い絶縁膜、耐酸化性膜を順次形
    成する工程と、素子分離領域形成予定部に対応する耐酸
    化性膜を選択的に除去し耐酸化性膜パターンを形成する
    工程と、この耐酸化性膜パターンをマスクとして前記基
    板を選択的に酸化し素子分離領域を形成する工程と、前
    記耐酸化性膜パターンを除去した後、全面に絶縁膜を形
    成する工程と、この絶縁膜を選択的に除去し、前記素子
    分離領域を覆いかつ一部が素子領域上に延在するような
    絶縁膜パターンを形成する工程とを具備することを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)半導体基板上に薄い絶縁膜を形成した後、耐酸化
    性膜を形成する前に多結晶シリコン層を形成することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製
    造方法。
  3. (3)耐酸化性膜パターンを除去した後、全面に形成す
    る絶縁膜を、多結晶シリコン層の熱酸化により形成する
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装
    置の製造方法。
  4. (4)半導体基板上に薄い絶縁膜、耐酸化性膜を順次形
    成した後、耐酸化性膜上にフィールド酸化膜形成予定部
    に対応する部分が開口した多結晶シリコンパターンを形
    成し、更にこのパターンを酸化して酸化膜を形成し、し
    かる後この酸化膜をマスクとして耐酸化膜を選択的に除
    去し耐酸化性膜パターンを形成することを特徴とする特
    許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
  5. (5)耐酸化性膜としてシリコン窒化膜を用いることを
    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
JPS63305562A (ja) * 1987-06-05 1988-12-13 Sony Corp 半導体装置
US5567645A (en) * 1993-04-24 1996-10-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Device isolation method in integrated circuits

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5835928A (ja) * 1981-08-28 1983-03-02 Hitachi Ltd 半導体装置の製造法

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