JPS62112346A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPS62112346A
JPS62112346A JP25339785A JP25339785A JPS62112346A JP S62112346 A JPS62112346 A JP S62112346A JP 25339785 A JP25339785 A JP 25339785A JP 25339785 A JP25339785 A JP 25339785A JP S62112346 A JPS62112346 A JP S62112346A
Authority
JP
Japan
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groove
thin film
film
region
silicon substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP25339785A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kazushige Minegishi
峯岸 一茂
Takashi Morie
隆 森江
Ban Nakajima
中島 蕃
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Telegraph and Telephone Corp filed Critical Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication of JPS62112346A publication Critical patent/JPS62112346A/en
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Abstract

PURPOSE:To make pattern alignment of high precision unnecessary, and improve manufacturing yield, by forming a stopper region on only a part of the side wall of a groove and the bottom of the groove by applying self alignment, at the time of forming a channel stopper region to prevent the generation of parasitic channel in an element isolation region of the groove type. CONSTITUTION:SiO2 film 2, Si3N4 film 3 and SiO2 film 4 are laminated and stuck on a P-type silicon substrate 1. The film 4 of a region containing a groove 10 to form a channel stopper region is eliminated, and instead a Si3N4 film 7 is formed anew between two grooves 10. By applying this film to a mask, etching is performed to make two groves 10 which penetrate the films 3 and 2 and enter into the substrate 1. Using hydro-fluoric acid as the buffer solution, side etching regions 11 are made in the remaining film 4, and the width of the surface part of the grove 10 is widened. Then a P-type impurity ion is implanted into only the upper side wall and the bottom of the groove 10 to form channel stopper regions 13 and 14 respectively, and a polycrystalline Si film 17 is burried into the groove 10.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、とくに溝型素子
分離における寄生チャネルを防ぐためのチャネルストッ
パの形成方法に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for forming a channel stopper for preventing parasitic channels in trench type element isolation.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

溝型素子分離は、素子間の分離幅を極めて微細にできる
ため高密度集積回路における素子分離法として優れてい
る。しかし、溝側面に寄生チャネルが形成されるため、
素子間の分離が不完全となる欠点がある。これを改善す
るために、従来、溝側面および溝底面にチャネルストッ
パを形成する方法が用いられている。例えばT形シリコ
ン基板上に形成した相補型MO8電界効果型トランジス
タCCMO8FF:Tと略記する。)を溝型素子分離法
により分離するには、たとえば特開昭59−16185
9号公報(以下公知資料という。)に示されているよう
に、対向する溝側面にそれぞれ相反する導電型の高濃度
層をそれぞれのレジストマスクを用いてイオン注入する
方法がとられている。公知資料に開示されている製造工
程の要旨を第4図A乃至第4図Cに示す。まず第4図A
に示すように、形成すべき溝の幅よシ広い開口部30を
もつシリコン窒化膜3を形成したのち、開口部30の一
方の側面のみをレジスト51で覆い、硼素をイオン注入
し硼素イオン注入層52を形成する。1はシリコン基板
、2はシリコン酸化膜を示す。次いで、第4図Bに示す
ように開口部、50の他方の側面をレジスト33で覆い
、燐をイオン注入し燐イオン注入層34を形成する。第
4図Cに示すように、?J136は開口部30の側壁に
設けられたシリコン酸化膜の枠35およびシリコン者化
膜3をマスクにシリコン基板1をエツチングして得られ
る。なお溝底には、創ラッチアップ効果を向上させるた
め金等をドープしたキャリアキラ一層59が設けられて
いる。
Groove-type element isolation is an excellent element isolation method for high-density integrated circuits because the isolation width between elements can be made extremely fine. However, due to the formation of parasitic channels on the groove sides,
There is a drawback that isolation between elements is incomplete. In order to improve this, a method has conventionally been used in which channel stoppers are formed on the side surfaces and the bottom of the groove. For example, the complementary MO8 field effect transistor formed on a T-shaped silicon substrate is abbreviated as CCMO8FF:T. ) using the groove type element isolation method, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-16185
As shown in Publication No. 9 (hereinafter referred to as "publicly known material"), a method is used in which high concentration layers of opposite conductivity types are ion-implanted into opposing groove side surfaces using respective resist masks. The outline of the manufacturing process disclosed in the known materials is shown in FIGS. 4A to 4C. First, Figure 4A
As shown in the figure, after forming a silicon nitride film 3 having an opening 30 wider than the width of the groove to be formed, only one side of the opening 30 is covered with a resist 51, and boron ions are implanted. Form layer 52. 1 is a silicon substrate, and 2 is a silicon oxide film. Next, as shown in FIG. 4B, the other side of the opening 50 is covered with a resist 33, and phosphorus ions are implanted to form a phosphorus ion-implanted layer 34. As shown in Figure 4C, ? J136 is obtained by etching the silicon substrate 1 using the silicon oxide film frame 35 provided on the side wall of the opening 30 and the silicon oxide film 3 as a mask. A carrier killer layer 59 doped with gold or the like is provided at the bottom of the groove to improve the wound latch-up effect.

37はヴ一層、38はn一層である。37 is a V single layer, and 38 is an N single layer.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

公知資料に開示されているような従来の方法では、対向
する溝側面にそれぞれパターニングした別個のレジスト
マスクを用いてイオン注入をしなければならず、工程数
が増加する欠点がある。さらに、レジストパタンのエツ
ジは溝が形成されるべき領域に存在する必要があり、極
めて高精度なバタ7合わせが要求される。例えば、幅0
.5μ雷の溝を用いる場合には、パタンの合わせずれは
0.25μm以下に制御しなければならず、集積回路装
置の製造歩留りに重大な影響を及ぼす。
In conventional methods as disclosed in known documents, ions must be implanted using separate resist masks patterned on the side surfaces of opposing grooves, which has the disadvantage of increasing the number of steps. Furthermore, the edges of the resist pattern must be present in the region where the grooves are to be formed, and extremely high accuracy alignment of the butterflies 7 is required. For example, width 0
.. When using 5 μm grooves, pattern misalignment must be controlled to 0.25 μm or less, which has a significant impact on the manufacturing yield of integrated circuit devices.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は従来の問題点を解決するため、ウェル周辺に形
成された素子間分離用溝の一方の側面にチャネルストッ
パ層を簡略にかつセルファラインで製造する半導体装置
の製造方法であって、−導電形のシリコン基板の主面に
、該シリコン基板と異なる導電形のウェルを形成する領
域以外の領域に第1の薄膜および第2の薄膜を順次積層
する工程と、前記第2の薄膜をマスクに前記シリコン基
板と異なる導電形のイオンを該シリコン基板に注入して
ウェルを形成する工程と、前記第2の薄膜をマスクに前
記第1の薄膜をアンダエッチする工程と、前記ウェルを
形成する領域および前記第2の薄膜上に第3の薄膜を堆
積し、該第2の薄膜を除去することにより該第2の薄膜
上に堆積した該第3の薄膜をリフトオフする工程と、前
記アンダエッチした前記第1の薄膜および前記第3の薄
膜をマスクに前記シリコン基板の主面に溝を形成する工
程と、前記溝に接する前記第1の薄膜のパタンの端面を
エツチングして該端面を後退させる工程と、前記第1の
薄膜のパタンの端面をサイドエッチした領域の前記シリ
コン基板の主面および前記溝の底に該シリコン基板と同
じ導電形のイオンを注入する工程と、前記溝内に第4の
薄膜を埋め込む工程を含んでいることを特徴としている
。。
In order to solve the conventional problems, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device in which a channel stopper layer is simply manufactured on one side of an element isolation groove formed around a well using a self-line process, comprising: a step of sequentially laminating a first thin film and a second thin film on a main surface of a conductive type silicon substrate in a region other than a region where a well of a conductive type different from that of the silicon substrate is to be formed; and masking the second thin film. a step of implanting ions of a conductivity type different from that of the silicon substrate into the silicon substrate to form a well; a step of under-etching the first thin film using the second thin film as a mask; and forming the well. depositing a third thin film on the region and the second thin film, lifting off the third thin film deposited on the second thin film by removing the second thin film; and the step of lifting off the third thin film deposited on the second thin film; forming a groove in the main surface of the silicon substrate using the first thin film and the third thin film as masks, and etching the end face of the pattern of the first thin film in contact with the groove to retract the end face. a step of implanting ions of the same conductivity type as that of the silicon substrate into the main surface of the silicon substrate and the bottom of the groove in a region where the end face of the first thin film pattern is side-etched; It is characterized in that it includes a step of embedding a fourth thin film. .

〔作 用〕[For production]

本発明は、微細な溝の一方の側面および底面にセルファ
ラインでチャネルストッパ層を形成することを最も主要
な特徴とし、チャネストツパを形成するだめのレジスト
パターニングが不要となる。
The main feature of the present invention is that a channel stopper layer is formed by self-line on one side and the bottom of a fine groove, and no resist patterning is required to form a channel stopper.

また、微細な溝の一方の仲間および底面に同時にチャネ
ルストッパを形成でき、さらに、ウェル。
In addition, a channel stopper can be formed at the same time on one side of the fine groove and on the bottom of the well.

溝およびチャネルストッパをわずか1枚のバターニング
したレジストマスクを用いるだけでセル7アラインで形
成することができる。以下図面に基づき実施例について
説明する。
Grooves and channel stoppers can be formed in cell 7 alignment using just one patterned resist mask. Examples will be described below based on the drawings.

〔実施例〕〔Example〕

第1の実施例ではp形シリコン基板にn形つェルを形成
する場合について説明する。n形シリコン基板にp形つ
ェルを形成する場合には、チャネルストッパの導電形を
変更するのみで第1の実施例と同様に行うことができる
In the first embodiment, a case will be described in which an n-type well is formed on a p-type silicon substrate. When forming a p-type well on an n-type silicon substrate, it can be performed in the same manner as in the first embodiment by simply changing the conductivity type of the channel stopper.

第1図Aないし第1図Jは本発明の第1の実施例の工程
を説明する図でちり、以下詳細に説明する。
1A to 1J are diagrams for explaining the steps of the first embodiment of the present invention, which will be described in detail below.

第1図Aに示すように、例えば比抵抗3〜5Ω・閏のp
形シリコン基板1上に厚さ201mないし70−n仇の
シリコン酸化膜2.厚さ1100ftないし200mm
のシリコン窒化膜3および第1の薄膜として厚さ1声な
いし μmのシリコン酸化膜4をこの順序で積層し、第
2の薄膜としてバター二/グしたレジスト5を用いてウ
ェルが形成されるべきウェル領域6を画定する。
As shown in Figure 1A, for example, a specific resistance of 3 to 5 Ω/p
A silicon oxide film 2 with a thickness of 201 m to 70 nm is formed on a shaped silicon substrate 1. Thickness 1100ft to 200mm
A well should be formed by laminating in this order a silicon nitride film 3 and a silicon oxide film 4 with a thickness of 1 μm to 1 μm as the first thin film, and a butter-blackened resist 5 as the second thin film. A well region 6 is defined.

次ニ、バター二/グしたレジスト5をマスクにシリコン
酸化膜4をエツチングする。エツチングには、例えばC
F、と水素を用いた反応性イオンエツチング(以下RI
Eと略記する。)を用いる。
Next, the silicon oxide film 4 is etched using the butter-blackened resist 5 as a mask. For example, C
Reactive ion etching (hereinafter referred to as RI) using F, and hydrogen
It is abbreviated as E. ) is used.

次いで上記レジスト5をマスクに、ウェルを形成するた
めのn形不純物として、例えば燐イオンをシリコン基板
中にイオン注入する。(第1図B)第1図Cに示すよう
に、例えば緩衝弗酸液によりシリコン酸化膜4をアンダ
エッチする。アンダエッチtは、以下の工程でウェル領
域周辺に形成される溝の幅を規定するので、例えば04
5μmとする。
Next, using the resist 5 as a mask, for example, phosphorus ions are implanted into the silicon substrate as an n-type impurity for forming a well. (FIG. 1B) As shown in FIG. 1C, the silicon oxide film 4 is under-etched using, for example, a buffered hydrofluoric acid solution. The underetch t defines the width of the groove formed around the well region in the following process, so for example 04
It is set to 5 μm.

次に、第1図りに示すように、第3の薄il傷と1.2
て、例えばシリコン窒化!!!I7を電子サイクロトロ
?共鳴畦積法(以下ECR堆積法と略記する。)により
厚さ1μmないし2μm堆積する。ECR’@横積法室
温で行えるため、レジストパターンに熱変成を起こすこ
となくシリコン窒化膜を唯積できる。
Next, as shown in the first diagram, the third thin il scratch and 1.2
For example, silicon nitride! ! ! I7 as electronic cyclotro? The layer is deposited to a thickness of 1 μm to 2 μm by the resonance ridge deposition method (hereinafter abbreviated as ECR deposition method). Since the ECR'@horizontal deposition method can be performed at room temperature, a silicon nitride film can be deposited without causing thermal transformation to the resist pattern.

シリコン酸化膜4がサイドエッチされたアンダエッチ領
域8は、レジスト5によるレジストパターンの影となる
ため、シリコン窒化膜7はアンダエッチ領域8には唯積
されない。また、ECR准積法では、段差部の側面に付
着した段差部側面のシリコン窒化膜9は嘆質が極めて疎
であるため、緩衝弗酸液により容易に除去される。
The under-etched region 8 where the silicon oxide film 4 is side-etched becomes a shadow of the resist pattern formed by the resist 5, so the silicon nitride film 7 is not deposited solely in the under-etched region 8. Furthermore, in the ECR quasi-volume method, the silicon nitride film 9 attached to the side surface of the step portion has extremely sparse texture and is therefore easily removed by a buffered hydrofluoric acid solution.

緩衝弗酸液により段差部側面のシリコン窒化膜9を除去
したのち、例えば流酸と過酸化水素水の混合液によりレ
ジスト5を除去することにより、レジスト5上のシリコ
ン窒化膜7をリフトオフして第1図Eに示す断面形状を
得る。
After removing the silicon nitride film 9 on the side surface of the stepped portion with a buffered hydrofluoric acid solution, the silicon nitride film 7 on the resist 5 is lifted off by removing the resist 5 with a mixed solution of flowing acid and hydrogen peroxide, for example. A cross-sectional shape shown in FIG. 1E is obtained.

次いで、上述のRIEによりアンダエッチ領域8のシリ
コン窒化@5とシリコン酸化膜2をエツチングしたのち
、例えば塩素を用いたRIEによりシリコン基板1をエ
ツチングして、例えば約5〜5μ惰深さの溝10を形成
する(第1図F)。ウェル領域にイオン注入した隣を注
入層よりさらに深くまで拡散する場合には、窒素雰囲気
中で、例えば1000℃ないし1150℃の高温熱処理
を行う。溝形成後に高温熱処理を行う場合には、燐のア
ウトディヒユージョンを避けるため、溝内面に厚さ10
nm ないし30 nmのシリコン酸化膜を形成したの
ちに高温熱処理を行う。
Next, after etching the silicon nitride film 5 and the silicon oxide film 2 in the under-etched region 8 by the above-mentioned RIE, the silicon substrate 1 is etched by RIE using, for example, chlorine to form a groove with a depth of, for example, about 5 to 5 μm. 10 (FIG. 1F). When ions implanted into the well region are to be diffused deeper than the implanted layer, a high temperature heat treatment is performed at, for example, 1000° C. to 1150° C. in a nitrogen atmosphere. When performing high-temperature heat treatment after groove formation, a thickness of 10 mm is applied to the inner surface of the groove to avoid phosphorus outdiffusion.
After forming a silicon oxide film with a thickness of 30 nm to 30 nm, high temperature heat treatment is performed.

次に、シリコン酸化膜4をサイドエッチして溝10に接
するサイドエッチ領域11を画定する。サイドエッチ領
域11は、以下に述べるように溝10の側面にチャネル
ストッパ層を形成するためのイオン注入を行う領域であ
るだめ、その幅は0.1μmないし0.5μmである。
Next, the silicon oxide film 4 is side-etched to define a side-etched region 11 in contact with the groove 10. The side etched region 11 is a region where ions are implanted to form a channel stopper layer on the side surface of the groove 10, as described below, and its width is 0.1 μm to 0.5 μm.

上記サイドエツチングには、例えば緩衝弗酸液を用いる
。このエツチングでシリコン酸化膜4の主表面も同時て
エツチングされるため、シリコン酸化膜4は上記サイド
エツチング量と同程度だけ薄くなる。次いで、シリコン
酸化膜4およびシリコン窒化膜7をマスクに、p形不純
物として、例えば硼素をイオン注入する。溝10の側面
に后ってチャネルストッパ層を形成するために、イオン
注入は例えば70KeVおよび17CJKeVの加速エ
ネルギーで行う。イオン注入に対するマスク性を完全に
するために、イオン注入時におけるシリコン酸化膜4の
厚さは0.7μm以上必要である。
For the side etching, for example, a buffered hydrofluoric acid solution is used. Since the main surface of the silicon oxide film 4 is etched at the same time by this etching, the silicon oxide film 4 is thinned by the same amount as the side etching amount. Next, using the silicon oxide film 4 and the silicon nitride film 7 as masks, ions of, for example, boron are implanted as a p-type impurity. In order to form a channel stopper layer on the side surface of the trench 10, ion implantation is performed at an acceleration energy of, for example, 70 KeV and 17 CJKeV. In order to have perfect masking properties for ion implantation, the thickness of silicon oxide film 4 during ion implantation must be 0.7 μm or more.

加速エネルギーを変えた上記2回のイオン注入後、例え
ば窒素中1050℃、30分の熱処理により、溝10の
一方の側面の上部および溝10の底部にそれぞれ深さ0
.5μmないし0.8μmのチャネルストッパ層16お
よび14を形成する(第1図σ)。
After the above-mentioned two ion implantations with different acceleration energies, a heat treatment of 30 minutes at 1050° C. in nitrogen, for example, is performed to form a groove with a depth of 0 at the top of one side of the groove 10 and at the bottom of the groove 10.
.. Channel stopper layers 16 and 14 with a thickness of 5 μm to 0.8 μm are formed (σ in FIG. 1).

次に緩衝弁aiによりシリコン酸化膜4を除去し、約1
60℃に加熱した燐酸によりシリコン窒化膜7および3
を除去し、再度緩衝弗酸液によりシリコン酸化膜2を除
去する。次いで、溝10の内壁を含むシリコン基板1の
表面を酸化して10?tWLないし5071mのシリコ
ン酸化膜15を形成し、CVD法によりシリコン窒化膜
16を堆積し、溝10内に第4の薄膜として、例えば多
結晶シリコン嗅17をCVD法により埋め込む(第1図
H)。
Next, the silicon oxide film 4 is removed using the buffer valve ai, and approximately 1
Silicon nitride films 7 and 3 are removed using phosphoric acid heated to 60°C.
is removed, and the silicon oxide film 2 is removed again using a buffered hydrofluoric acid solution. Next, the surface of the silicon substrate 1 including the inner wall of the groove 10 is oxidized to 10? A silicon oxide film 15 with a thickness of tWL to 5071 m is formed, a silicon nitride film 16 is deposited by the CVD method, and a fourth thin film, for example, a polycrystalline silicon film 17 is buried in the trench 10 by the CVD method (FIG. 1H). .

多結晶シリコン膜17を、例えばCF、および酸素でド
ライエツチングして溝10以外の領域から除去し、溝1
0内にほぼ完全に残す。次いで、溝10内に残された多
結晶シリコン襖17の表面を900cないし1100℃
で酸化してシリコン酸化膜18を得る(第1図り。
The polycrystalline silicon film 17 is removed from the region other than the trench 10 by dry etching with, for example, CF and oxygen, and the trench 1 is removed.
Leave it almost completely within 0. Next, the surface of the polycrystalline silicon sliding door 17 left in the groove 10 is heated to 900°C to 1100°C.
to obtain a silicon oxide film 18 (first diagram).

次に、溝10以外の領域のシリコン窒化膜16およびシ
リコン酸化膜15をそれぞれ約160℃に加熱した燐酸
および緩衝弗酸液で除去したのち、通常の工程によりゲ
ート酸化II$19を形成し、例えば噂をドープした多
結晶シリコンを用いてゲート電極20を形成する。続い
てn形つェル領域をレジストで被ったのち(図示省略)
、n形不純物として例えば砒素をイオン注入してガ、形
M(M;:FETのソースおよびドレインとなる?拡散
層21を形成する。
Next, after removing the silicon nitride film 16 and silicon oxide film 15 in the area other than the groove 10 with phosphoric acid and buffered hydrofluoric acid solution heated to about 160° C., a gate oxide II $19 is formed by a normal process, For example, the gate electrode 20 is formed using doped polycrystalline silicon. Next, after covering the n-type well region with resist (not shown)
For example, arsenic is ion-implanted as an n-type impurity to form a diffusion layer 21 which will become the source and drain of the FET.

次に、上記レジストを除去したのちn形つェル領域以外
をレジストで被い(図示省略)、p形不純物として、例
えば硼素をイオン注入してp形〜(O8FETのソース
およびドレインとなる?拡散層22を形成する。続いて
、層間絶榛模23として、例えば噂ドープシリコン酸化
Illを(体積し、コンタクトホールを開孔し、配線2
4として例えばアルミニウムをパターニングする(第1
図J)。
Next, after removing the resist, areas other than the n-type well region are covered with a resist (not shown), and p-type impurities, such as boron, are ion-implanted to form the p-type (which will become the source and drain of the O8 FET). A diffusion layer 22 is formed. Next, as an interlayer layer 23, for example, doped silicon oxide Ill is deposited, a contact hole is opened, and a wiring 2 is formed.
4, for example, patterning aluminum (first
Figure J).

本実施例では、溝10を埋め込む第4の薄膜として多結
晶シリコン膜17を用いたが、CVD法により堆積した
シリコン酸化膜を用いることもできる。、また本実施例
は、高濃度基板上にエピタキシャルシリコンを形成した
基板にも適用できることは言うまでもない。その際注意
すべきことは、溝は高遭度基板に達するまで深く掘るこ
とである。
In this embodiment, the polycrystalline silicon film 17 is used as the fourth thin film to fill the trench 10, but a silicon oxide film deposited by CVD may also be used. It goes without saying that this embodiment can also be applied to a substrate in which epitaxial silicon is formed on a highly doped substrate. In doing so, care should be taken to dig the trench deep enough to reach the high exposure substrate.

第2図A乃至第2図Cに本発明の第2の実施例の要部工
程における半導体装置の断面図を示す。
FIGS. 2A to 2C are cross-sectional views of a semiconductor device at main steps in a second embodiment of the present invention.

コン酸化膜を形成する場合について述べる。The case of forming a silicon oxide film will be described.

第1の実施例で説明した方法に従い、第1図Hで示す構
造を得たのち、溝以外の領域の多結晶シリコン模を除去
し、溝内には多結晶シリコン模をほぼ完全に残す。次に
、パターニングしたレジスト25をマスクにシリコン窒
化膜16およびシリコン酸化膜15をエツチングする(
第2図A)。
After obtaining the structure shown in FIG. 1H according to the method described in the first embodiment, the polycrystalline silicon pattern in areas other than the grooves is removed, leaving almost completely the polycrystalline silicon pattern in the grooves. Next, the silicon nitride film 16 and silicon oxide film 15 are etched using the patterned resist 25 as a mask (
Figure 2A).

次いでn形つェル領域をレジスト26で被ったのち、p
形不純物として、例えば硼素イオンをシリコン基板1の
表面に注入し、チャネルストッパ層27を形成する(第
2図B)。
Next, after covering the n-type well region with a resist 26,
For example, boron ions are implanted as a type impurity into the surface of the silicon substrate 1 to form a channel stopper layer 27 (FIG. 2B).

次にシリコン窒化膜16をマスクに酸化を行い、溝内の
多結晶シリコン模表面およびシリコン基板表面にシリコ
ン酸化膜28を形成する(第2図C)。
Next, oxidation is performed using the silicon nitride film 16 as a mask to form a silicon oxide film 28 on the surface of the polycrystalline silicon model in the trench and on the surface of the silicon substrate (FIG. 2C).

以下、実施例1で述べた方法により第1図Jに対応する
構造で溝の上部及び周辺に分離用シリ:lン酸化1嗅を
有する構造を得る。
Hereinafter, by the method described in Example 1, a structure corresponding to FIG.

第3図に本発明の第6の実施例の要部工程における半導
体装置の断面図を示す。
FIG. 3 shows a cross-sectional view of a semiconductor device at the main steps of a sixth embodiment of the present invention.

第1の実施例では、n形つェル領域を被う第3の薄膜と
して、ECR堆積法によるシリコン窒化膜を用いたが、
これに代えてアルミニウムあるいはモリブデン等の金属
薄膜を用いることもできる。
In the first embodiment, a silicon nitride film formed by ECR deposition was used as the third thin film covering the n-type well region.
Instead of this, a metal thin film such as aluminum or molybdenum can also be used.

第1の実施例で述べた方法に従い、第1図Cで示した構
造を得たのち、アルミニウムあるいはモリブデン等の金
属薄に29を蒸着法あるいはスパッタ法で堆積する。第
3図に示すように、シリコン基板1に対してほぼ垂直に
金属原子を飛来させることにより、段差側面にはほぼ付
着しないようにすることができる。
After obtaining the structure shown in FIG. 1C according to the method described in the first embodiment, 29 is deposited on a thin metal such as aluminum or molybdenum by vapor deposition or sputtering. As shown in FIG. 3, by making the metal atoms fly almost perpendicularly to the silicon substrate 1, it is possible to prevent them from adhering to the side surfaces of the steps.

レジスト5はアセトン等の有機溶剤によって除去し、金
属薄膜29をリフトオフすることにより第1図Eに示し
た構造を得る。
The resist 5 is removed using an organic solvent such as acetone, and the metal thin film 29 is lifted off to obtain the structure shown in FIG. 1E.

次に、第1の実施例で述べた方法により溝10を形成し
たのち、シリコン酸化膜4をサイドエッチして、硼素を
イオン注入し、溝の一方の側面上部および溝底にチャネ
ルストッパ層13および14を形成し、シリコン酸化膜
4および金属薄膜29を除去する。金属薄膜29として
アルミニウムあるいはモリブデンを用いた場合には、硫
酸および過酸化水素水の混合液により、金属薄膜29は
容易に除去できる。ウェル領域に注入したイオンをさら
に深く拡散するための高温熱処理は、上記金属薄膜29
を除去したのちに行う。
Next, after forming the groove 10 by the method described in the first embodiment, the silicon oxide film 4 is side-etched, boron ions are implanted, and a channel stopper layer 13 is formed at the top of one side of the groove and at the bottom of the groove. and 14 are formed, and the silicon oxide film 4 and metal thin film 29 are removed. When aluminum or molybdenum is used as the metal thin film 29, the metal thin film 29 can be easily removed using a mixed solution of sulfuric acid and hydrogen peroxide. High-temperature heat treatment to further diffuse the ions implanted into the well region is performed on the metal thin film 29.
This is done after removing the .

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によればウェル領域周辺の
溝の一方の側面にセルファラインでチャネルストッパ層
を形成することができるので、簡略な工程で、高精度に
かつ歩留り良く半導体装置を製造できる利点がある。
As explained above, according to the present invention, a channel stopper layer can be formed on one side of a trench around a well region using a self-alignment line, so semiconductor devices can be manufactured with high precision and high yield through a simple process. There are advantages that can be achieved.

また本発明によれば、溝側面の極めて限られた領域にの
みチャネルストッパ層を形成するため、MOSFETの
アクティブ領域に書影を及ぼさない。
Further, according to the present invention, since the channel stopper layer is formed only in a very limited region on the side surface of the groove, no shadow is exerted on the active region of the MOSFET.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A乃至第1図Jは本発明の第1の実施列の工程図
、第2図A乃至第2図Cは本発明の第2の実施例の要部
工程における半導体装置の断面構造図、第3図は本発明
の第3の実施例の要部工程における半導体装置の断面構
造図、第4図A乃至第4図Cは従来の製造方法による工
程図である。 1・・・シリコン基板、  2・・・シリコン酸化膜、
3・・・シリコン窒化嗅、4・・・第1の薄膜としての
シリコン酸化膜、5・・・第2の薄膜としてのレジスト
、6・・・ウェル領域、  7・・・第3の薄膜として
のシリコン窒化模、  8・・・アンダエッチ領域、9
・・・Il、@ Wが疎な段差部側面シリコン窒化喚、
10・・・溝、11・・・サイドエッチ領域、12・・
・溝底、15・・・溝側面のチャネルストッパ層、14
・・・溝底のチャネルストッパ層、15・・・シリコン
酸化膜、16・・・シリコン窒化嘆、17・・・溝を埋
め込む第4の薄膜としての多結晶シリコン膜、18・・
・シリコン酸化膜、19・・・ゲート酸化襖、20・・
・ゲート電極、 21・・・?拡散層、22・・・p+
拡散層、 23・・・層間絶縁膜、 24・・・アルミ
ニウム配線、25.26・・・レジスト、27・・・チ
ャネルストッパ層、28・・・シリコンe化W、29・
・・第6の薄膜としての金属薄膜、 50・・・開口部
、31・・・レジストパタン、!+2・・・ホウ素イオ
ン注入層、33・・・レジストパタン、34・・・リン
イオン注入層、35・:・シリコン酸化膜の枠、36・
・・溝、37・・・p一層、38・・・n一層、39・
・・キャリアキラ一層。 特許出願人  日本電信電話株式会社 代理人 弁理士 玉1久五部 (外2名)本発明の第3
の実施例の!J部工程1こおける断面構造図第3図 32硼素イオン注入層 34jlイオンS土入層 3了p一層 80−A− 39キヤリアキラ一層 従来の裂進万;大による工程口 第4図
1A to 1J are process diagrams of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2A to 2C are cross-sectional structures of a semiconductor device in main steps of the second embodiment of the present invention. 3 are cross-sectional structural diagrams of a semiconductor device in essential steps of a third embodiment of the present invention, and FIGS. 4A to 4C are process diagrams according to a conventional manufacturing method. 1... Silicon substrate, 2... Silicon oxide film,
3... Silicon nitride film, 4... Silicon oxide film as the first thin film, 5... Resist as the second thin film, 6... Well region, 7... As the third thin film silicon nitride pattern, 8... under-etched region, 9
...Il, @ silicon nitride on the side surface of the step where W is sparse,
10...Groove, 11...Side etched region, 12...
・Groove bottom, 15...Channel stopper layer on the groove side surface, 14
...Channel stopper layer at the bottom of the trench, 15...Silicon oxide film, 16...Silicon nitride film, 17...Polycrystalline silicon film as the fourth thin film filling the trench, 18...
・Silicon oxide film, 19... Gate oxide sliding door, 20...
・Gate electrode, 21...? Diffusion layer, 22...p+
Diffusion layer, 23... Interlayer insulating film, 24... Aluminum wiring, 25.26... Resist, 27... Channel stopper layer, 28... Silicon e-W, 29...
...metal thin film as the sixth thin film, 50...opening, 31...resist pattern,! +2: Boron ion implantation layer, 33: Resist pattern, 34: Phosphorus ion implantation layer, 35: Silicon oxide film frame, 36:
・Groove, 37...p single layer, 38...n single layer, 39・
...A career killer. Patent applicant Nippon Telegraph and Telephone Corporation agent Patent attorney Gobe Tamaichi (2 others) Third aspect of the present invention
Example of! Cross-sectional structural diagram of J part process 1 Fig. 3 32 Boron ion implantation layer 34jl ion S soil injection layer 3 1 layer 80-A- 39 Carrier killer 1 layer conventional cracking;

Claims (1)

【特許請求の範囲】 半導体装置の製造方法において、 一導電形のシリコン基板の主面に、該シリコン基板と異
なる導電形のウェルを形成する領域以外の領域に第1の
薄膜および第2の薄膜を順次積層する工程と、 前記第2の薄膜をマスクに前記シリコン基板と異なる導
電形のイオンを該シリコン基板に注入してウェルを形成
する工程と、 前記第2の薄膜をマスクに前記第1の薄膜をアンダエッ
チする工程と、 前記ウェルを形成する領域および前記第2の薄膜上に第
3の薄膜を堆積し、該第2の薄膜を除去することにより
該第2の薄膜上に堆積した該第3の薄膜をリフトオフす
る工程と、 前記アンダエッチした前記第1の薄膜および前記第3の
薄膜をマスクに前記シリコン基板の主面に溝を形成する
工程と、 前記溝に接する前記第1の薄膜のパタンの端面をエッチ
ングして該端面を後退させる工程と、前記第1の薄膜の
パタンの端面をサイドエッチした領域の前記シリコン基
板の主面および前記溝の底に該シリコン基板と同じ導電
形のイオンを注入する工程と、 前記溝内に第4の薄膜を埋め込む工程 を含んでなることを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] In a method for manufacturing a semiconductor device, a first thin film and a second thin film are formed on a main surface of a silicon substrate of one conductivity type in a region other than a region where a well of a conductivity type different from that of the silicon substrate is to be formed. forming a well by implanting ions of a conductivity type different from that of the silicon substrate into the silicon substrate using the second thin film as a mask; and forming a well using the second thin film as a mask. depositing a third thin film on the area where the well is to be formed and on the second thin film, and removing the second thin film to deposit a third thin film on the second thin film; Lifting off the third thin film; Forming a groove in the main surface of the silicon substrate using the under-etched first thin film and the third thin film as masks; etching the end face of the first thin film pattern and recessing the end face, and etching the same silicon substrate on the main surface of the silicon substrate and the bottom of the groove in the area where the end face of the first thin film pattern is side-etched. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: implanting conductive type ions; and burying a fourth thin film in the trench.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100439110B1 (en) * 1997-12-31 2004-07-16 주식회사 하이닉스반도체 Isolation method of semiconductor device to improve separation characteristic and reliability

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