JPS62131536A - 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】 〔座業上の利用分野〕 本発明は、大規模集積回路における素子分離領域の形成
方法に関する。

〔従来の技術〕

従来の素子分離技術としてば［選択酸化法（ＬＯ−ＣＯ
Ｓ法月が広く用いらｎておジ、ま＊＃Ｌ，い索子分離技
術としては、単結晶基板に形成したｒｎ金何らかの方法
音用いて絶縁体で埋め込む方式のいわゆる「トレンチ分
離法」がある。

〔発明が解決しようとする一１題点〕 上述した従来０ｒＬＯＣＯ８法」で発生する、いわゆる
バーズφビークは、こｎ−ｆでの集積回路では大きな問
題にならな；う一つ７ζが、集積度が増大するにつれて
バーズ・ビークの長ぜが重大な欠点になるため、上述し
た「トレンチ分離法」？Ｉｌ−宮む各種索子分離法の開
発が多方面で行なわｎている０−また、「トレンチ分離
法」に、単結晶基板の素子分離領域となる部分にフ１々
当な嘱と深ぢの４勿形成する工程と、この清音絶縁体で
埋め込む工轡全含むが、集積度が増大するにつれて、こ
の両工程共に技術的禰度が増加するため、「トレンチ分
離法」にＬる素子分離領域の形成が困難になるという欠
点がある〇 また、従来の素子分離法を用いて相補型ＭＯ８半積回路
（０ＭＯ８）紫構ｂｋシた場合に形成ざ扛る’ｉｌＥバ
イポーラトランジスタの寸法が、集積度の増加に伴なっ
て縮小するためサイリスク−動作による［ラッチ・アッ
グ現象」が生じやすくなり、集積Ｂ」路の信頼性を低下
させてしまう、という欠点がある。

本発明の目的は、上記の工うな問題点金解決しようとす
るものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の素子分離領域の形成方法は、単結晶シリコン基
鈑に埋め込み絶縁体層全形成する工程と。

埋め込み絶縁体層上の単結晶シリコン層上に熱酸化膜を
形成する工程と、この熱酸化膜の上に窒化膜層を形成す
る工程と、この窒化膜の上にリンガラスｒ−全形成する
工程と、所望のパメーニングを行う工程と、単結晶シリ
コン層に埋め込み絶縁体層表面まｆｃはその近傍に達す
る閑さの溝を形成する工程と、この隣側壁の所望の厚さ
の熱酸化膜全形成する工程と、この溝を溝ｉ！Ｏ壁の熱
酸化膜金銭し埋め込み絶縁体層下部の＊ｇ晶シリコンが
露出する深さまでエツチングする工程と、この歳出した
単結晶シリコン紫檀として選択エビメキシャル成長を行
う工程と金行している。

本発明では、トランジスタ等を形成する活性領域と回等
の広さの開口面積？有する溝を形成し、そのｍ　１１１
１１面金熱酸化する事に工って素子分離領域全形成し、
さらに選択エピタキシャル成長によって、溝を単結晶シ
リコンで埋め込むため、従来技術では困難である様な狭
い素子分離領域を実規できる。

また５本発明では素子分離領域で分離さｆＬｆｃ活性領
域の一部は、熱酸化膜と埋め込み絶縁体で囲まｎている
ため、この活性領域を使って０ＭＯ８を横波した場合に
は寄生バイポーラトランジスタ間が完全に分離さｎ、ラ
ッチ・アップ現象全完全に抑制する事ができる。

〔実施例〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（ｈ）は本発明の一実施例の縦断面図で
ある〇 単結晶シリコ／基板１に、酸素イオン注入金用いて厚さ
０２〜０．３μｍ程度の埋め込み酸化膜層２會形成した
後、厚さ０３〜１０μｍ程展の単結晶シリコン層３を形
成する（第１図（ａ）　）　ｏこｎに↓す、埋め込＋絶
縁体層をＭする単結晶基板が出来る。次に、単結晶シリ
コン層３０衣面に厚さ５００Ａ程度の熱酸化膜４全形成
し、その上に厚さ１５００Ａ程度の窒化膜５、厚さ３０
００Ａ程度のリンガラス（ＰＳＧ）層６を形成する（同
図（ｂ））。

フォト・レジスＨ−用いて所望のパターニング全行なっ
た後１反応性イオンエツチングにニジ、ＰＳＧ層６．窒
化膜Ｎ５、熱酸化膜４及び単結晶シリコン層３をエツチ
ングする（同図（Ｃ）　）　Ｏ上記工程１［て露出した
単結晶シリコン層側壁７を熱酸化する事に工り、厚さ０
．３〜１μｍ程度の素子分離領域８（酸化膜）全形成す
る（同図（山）。

次に、反応性イオンエツチングにより、埋め込め酸化膜
１ｍ　２　ｋエツチングして、単結晶シリコン基板１の
表面９會露出させる。同時にＰＳＧ層６に、はとんど除
去される（同図（ｅ））。

上記エツチング後に残ったＰＳＧ６及び窒化膜５全湿式
エツチングにより除去する（同図げ））。

第１図（ｅ）に示す工程で露出した。単結晶シリコン基
板１の表面９全棟として１選択エピタキシャル成長を行
ない、上記第１図（ｄ）に示す工程で形成した素子分離
領域８を単結晶シリコンで埋め込む（同図（ｇ）　）　
ｏそして、表面の熱酸化膜４“を湿式エツチングにニジ
除去する（同図（ｈ）　）　０以上の工程に工り、素子
分離領域形成工程が終了する。

なお、上記「埋め込みｆＰ２縁体層金層をる単結晶シリ
コン基板」は、レーザー照射、電子＋−）ｆれ射。

ランプアニールなどによる「再結晶法」や「窒素イオン
注入」に工って作す、Ｖする事がでさる０〔発明の効果
〕 以上説明したように本発明では、トランジスタ等を形成
する活性領域と同等の広さの開口面積を有する清音形成
し、その溝側面を熱融化する事に工って素子分離領域を
形成し、さらに選択エピタキシャル成長によって、ｔｓ
ｋ単結晶シリコンで埋め幼ひため、従来技術でｒＪ困難
でめる様な狭い素子分離゛頭載を実現できる。

また、本発明でぼ素子分離領域で分Ｉ４Ｗさ扛た活性領
域の片方は、熱酸化膜と埋め込み絶縁体層で囲まｎてい
るため、０ＭＯ３を構成した場曾には、寄生バイポーラ
トランジスタ間が完全に分離さ１１、ラッ千〇アップ視
象を完全に抑制する吊ができる。

４、　図面の１ノ、ｊ中、な説明 第１図（ａ）〜ｔｈ）は、本発明の一実施例の縦断面白
である。

１・・・・・・単結晶シリコン基杓、２・・・・・・埋
め込み酸化Ｍｒｃ４．　３・・・・・・単結晶シリコン
薄１μ、４・・・・・・熱酸化＃、５・・・・・・窒化
膜、６・・・・・・リンガラス（Ｐ　Ｓ　Ｇ　）層、７
・・・・・・単結晶シリコンノＷＩ側壁、８・・・・・
・素子分離領域、９・・・・・・単結晶シリコン基板の
表面。

代理人　弁理士　　内　　原　　　　晋、′−＄　／　
圓 ｆ；ｌ　　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）単結晶シリコン基板に埋め込み絶縁体層を形成す
   る工程と、前記埋め込み絶縁体層上の単結晶シリコン層
   上に熱酸化膜を形成する工程と、前記熱酸化膜の上に窒
   化膜層を形成する工程と、前記窒化膜層の上にリンガラ
   ス（ＰＳＧ）層を形成する工程と、所望のパターニング
   を行なう工程と、前記単結晶シリコン層に埋め込み絶縁
   体層表面またはその近傍に達する深さの溝を形成する工
   程と、前記溝側壁に所望の厚さの熱酸化膜を形成する工
   程と、前記溝を前記溝側壁の前記熱酸化膜を残し前記埋
   め込み絶縁体層下部の単結晶シリコンが露出する深さま
   でエッチングする工程と、前記露出した単結晶シリコン
   を種として選択エピタキシャル成長を行なう工程とを有
   する事を特徴とする素子分離領域の形成方法。
2. （２）前記埋め込み絶縁体層を形成する工程が酸素イオ
   ン圧入あるいは窒素イオン注入を含む工程である事を特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の素子分離領域の形
   成方法。
3. （３）前記埋め込み絶縁体層を形成する工程がレーザー
   照射あるいは電子線照射などによる再結晶法を含む工程
   である事を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の素子
   分離領域の形成方法。