JPS6222266B2 - - Google Patents

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JPS6222266B2
JPS6222266B2 JP19727381A JP19727381A JPS6222266B2 JP S6222266 B2 JPS6222266 B2 JP S6222266B2 JP 19727381 A JP19727381 A JP 19727381A JP 19727381 A JP19727381 A JP 19727381A JP S6222266 B2 JPS6222266 B2 JP S6222266B2
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JP
Japan
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oxide film
silicon
region
forming
film
Prior art date
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JP19727381A
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English (en)
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JPS5897846A (ja
Inventor
Fujiki Tokuyoshi
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5897846A publication Critical patent/JPS5897846A/ja
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • 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

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法にかかり、特に
素子分離用の埋設シリコン酸化膜およびこれと同
時にチヤンネルストツパー領域および耐圧劣化防
止領域を形成する方法に関する。
集積回路等の半導体装置の製造方法において、
集積度の向上および製作工程の簡素化のため埋設
酸化膜による誘電体分離、さらには該埋設酸化膜
を用いた自己整合技術による素子形成がさかんに
行なわれている。この埋設酸化膜を形成する方法
としては、最も容易に使用できるシリコン窒化膜
を耐酸化膜とした熱酸化による選択酸化法が主に
用いられている。
この選択酸化と同時にチヤンネルストツパー領
域並びに耐圧劣化防止領域を形成することが実施
されている。
第1図a〜eおよび第2図a〜eは従来の選択
酸化法を示し、第1図a〜eはチヤンネルストツ
パーおよび耐圧劣化防止領域の不純物の導入に拡
散法を用いた例を示す。まず第1図aに示すとお
り、P型半導体素板1に埋込層2を形成しその上
にn型シリコン層3を形成させた基板を準備し、
該基板表面にシリコン酸化膜4およびシリコン窒
化膜5を順次形成する。
次にフオトプロセス法による選択エツチングに
より素子分離領域上のシリコン窒化膜5、シリコ
ン酸化膜4を除去し、露出したシリコン基板表面
をエツチングして溝6を形成する。(第1図b参
照) しかるのち熱拡散法によるボロンを拡散し溝の
内面にp型領域7を形成する。(第1図c参照) 次に熱酸化法を用いて埋設シリコン酸化膜8を
形成し溝6を埋める。この熱酸化により、さきに
導入した不純物により埋設酸化膜8の下側にチヤ
ンネルストツパー9および耐圧劣化防止領域7′
が形成される。(第1図d参照) こうして素子分離領域が形成され、チヤンネル
ストツパー等の形成されたあとそれぞれ分離され
た島状領域に所望の素子を形成することとなる。
第1図eは素子形成後の要部断面図で11はエミ
ツタ領域、10は耐圧劣化防止領域7′に接続形
成されたベース領域、3はn型シリコン層でトラ
ンジスタのコレクタ領域となる。
しかしながらこのような製造方法により埋設シ
リコン酸化膜ならびにチヤンネルストツパーおよ
び耐圧劣化防止領域を形成する場合は、厚い酸化
膜形成時は酸素が酸化膜中をシリコン窒化膜の下
にも拡散して行く為に横方向酸化が生じ、シリコ
ン窒化膜下のシリコン基板も少し酸化され、いわ
ゆるバーズ・ヘツド(bird head)が形成され
る。このためパターン幅の減少が生ずる。たとえ
ば、シリコン酸化膜約200Å、窒化膜約1000Å、
シリコンエツチング溝深さ約0.6μm、埋設シリ
コン酸化膜膜厚約1.2μmとすると、パターン幅
は約2μm減少することとなり、このような大き
なパターン幅の減少は集積度を向上する上で大き
な問題となる。その上、窒化膜下にシリコン酸化
膜が部分的に形成されることによりシリコン基板
内に大きな歪が加えられることとなり、ひいては
結晶欠陥の発生となる等、素子形成を行なう上で
の大きな欠点となつている。また厚い酸化膜形成
前に導入したp型不純物はチヤンネルストツパー
を形成するが、チヤンネルストツパーは埋込層に
接触して形成されているのでCCS容量が大きくな
つてしまう欠点がある。また溝の側面に導入した
不純物は耐圧劣化防止領域を形成するが第1図e
の7′に示すようにベース領域10に接続されて
いるのでCCB容量が大きくなるという欠点もあ
る。
また第2図a〜eは従来法によるチヤンネルス
トツパーを備えた埋設酸化膜分離半導体装置の製
造方法を示す工程別断面図である。図に示す番号
は第1図に準ずる。第2図a〜eにおいてはチヤ
ンネルストツパー用の不純物はイオン注入法によ
り行つた場合である。図において先ず第1図の場
合と同様p型素板の表面にn型不純物によりn型
の埋込層を形成、その上にn型の半導体層3を形
成その表面にシリコン酸化膜4およびシリコン窒
化膜5を形成する。(第2図a参照)但し第1図
a〜c図ではP型半導体素板および埋込層は都合
により図面より削除した。
次にフオトプロセス法による選択エツチングに
より素子分離領域上のシリコン窒化膜5、シリコ
ン酸化膜4を除去し、露出したシリコン基板表面
をエツチングして溝6を形成する。(第2図b参
照) しかるのちイオン注入法によりボロンを拡散す
る。イオン注入によるときは側面には不純物は拡
散されず底面のみにp型不純物層7が形成され
る。(第2図c参照) 次に熱酸化法を用いて埋設シリコン酸化膜8を
形成し溝6を埋める。この熱酸化によりさきに溝
の底部に導入した不純物は拡散して埋設酸化膜8
の下にチヤンネルストツパー9を形成する。この
ときは溝側面には不純物が導入されなかつたので
耐圧劣化防止領域は形成されていない。(第2図
d参照) その後分離された島状領域には所望の素子が形
成される(第2図e参照) このように形成された埋込酸化物分離領域を持
つ半導体装置においては前実施例と同様バーズ・
ヘツドが形成されパターン形成領域の幅が大幅に
減少する。それと同時にシリコン酸化膜の近傍の
シリコン結晶には大きな歪が発生しこれが素子の
特性の欠陥の原因となつている。
またチヤンネルストツパーは埋込領域にまたが
りそのためCCS容量が大きくなつてしまう。また
本実施例はイオン注入法により不純物を導入した
ため耐圧劣化防止領域は形成されていない従つて
コレクタ・エミツタ間はリークし易い状態となつ
ている。
従つて本発明は以上の問題点に対処してなされ
たもので、埋込酸化膜による素子分離をした半導
体装置において、横方向酸化をおさえ素子形成有
効面積を大きくすると共に酸化膜シリコン界面の
歪をすくなくし特性の安定化をはかると共に、埋
込酸化膜の形成と同時CSキヤパシタンスの小さ
いチヤンネルストツパーとCB容量を大きくしな
いで、かつCEリークを発生させることのない耐
圧劣化防止領域を形成する半導体装置の製造方法
を提供するにある。
本発明の半導体装置の製造方法は、一導電型半
導体基板表面に耐酸化性膜を設けたのちパターニ
ングしてマスクを形成する工程と、このマスクを
用いて前記半導体基板表面に溝を形成する工程
と、溝の側面のみに多結晶シリコン膜を形成する
工程と、前記半導体基板表面にイオン注入法によ
り逆導電型の不純物を導入して前記溝の底面部と
前記多結晶シリコン膜の上部に逆導電型領域を形
成する工程と、前記溝表面を熱酸化してシリコン
酸化膜を形成すると共にシリコン酸化膜の側面に
隣接する前記半導体基板に逆導電型領域を形成す
る工程とを含んで構成される。
以下図面を参照し本発明の詳細につき説明す
る。第3図a〜gは本発明の一実施例による半導
体装置の製造方法を示す工程別断面図である。以
下工程順に説明する。
(1) P型半導体素板1にn型不純物を拡散し埋込
層2を形成しその上にn型シリコン領域3を気
相成長法に形成し半導体基板を準備する。(第
3図f参照)ただし第3図a〜eではP型半導
体素板1および埋込層2は省略してある。次に
さきに形成したn型シリコン領域3の表面に熱
酸化法によりシリコン酸化膜4を約200Å形成
し、その上にシリコン窒化膜5をCVD法によ
り約1000Å被着させる。(第3図a参照) (2) 次にホトレジスト法を用いて選択的に埋設酸
化膜形成領域上のシリコン窒化膜5およびシリ
コン酸化膜4をエツチング除去し、シリコン基
板表面を露出させ、しかるのち露出表面を
CCl4ガス系を用いたプラズマエツチングで食
刻し、溝6を0.6μmの深さに形成する。(第3
図b参照) (3) しかるのち多結晶シリコン膜12を気相成長
法により5000〜6000Å形成する。(第3図c参
照)多結晶シリコン膜の膜厚は埋設シリコン酸
化膜の所望の膜厚により変化し、埋設シリコン
酸化膜の膜厚が約1.2μmであれば付着させる
多結晶シリコン膜の膜厚は0.5μm程度が適当
である。
(4) 次に多結晶シリコン膜12のエツチングを行
う。このときエツチングはCCl4系ガスによる
異方性プラズマエツチング方法により実施し、
基板表面全面をエツチングガスにさらす。しか
るときはエツチングは基板表面に垂直な方向か
らしかエツチングされないために溝6の側面の
多結晶シリコン膜12はエツチングされないで
残る。(第3図d参照)プラズマエツチングの
あとシリコン基板をケミカルエツチングして表
面を整えてもよい。
(5) 次にp型不純物としてボロンをイオン注入法
により添加する。しかるときはボロンは多結晶
シリコンの側壁の上面と、ポリシリコンが除去
された溝の底面に注入されp型領域13および
14が形成される。(第3図e参照) (6) しかるのち熱酸化法を用いて埋設シリコン酸
化膜8′を形成する。熱酸化は例えば高圧酸化
により900〜1000℃で行えば容易に酸化膜を形
成することができる。この選択酸化時溝6の下
面は従来通り酸化されるが、側面は多結晶シリ
コン膜12が酸化されシリコン基板自体は酸化
されない。従つてシリコン窒化膜5の下にシリ
コン酸化膜が形成されることは無く、従つてバ
ーズ・ヘツドは形成されず選択酸化によるパタ
ーン形成領域の減少や結晶歪の発生を防止する
ことができる。従つて高密度化、小形化ができ
ると共に歪による特性の不安定を防ぐことがで
きる。また埋設シリコン酸化膜8′の形成と同
時にチヤンネルストツパー15および耐圧劣化
防止領域のp型領域7″が形成できる。チヤン
ネルストツパー15は埋込層2から離れ小さく
形成されているのでCCS容量を小さくすること
ができる。(第3図f参照) (7) 次に埋込酸化物層8′により形成された島状
領域に所望の素子を形成すれば半導体装置が得
られる(第3図g参照) 第3図gにおいて11はエミツタ領域、10
はベース領域、3はコレクタ領域、7″は耐圧
劣化防止用のp型領域である。耐圧劣化防止用
のp型領域は第1図eに示したように大きくな
いのでCCB容量を小さくすることができる。ま
たCEリークの最も起り易い部分に耐圧劣化防
止用p型領域が形成されているのでこのリーク
を減少させることができる。
以上説明したとおり本発明によれば選択酸化法
により埋設シリコン酸化膜を形成する時に、シリ
コンのエツチング溝形成後溝の側面のみに多結晶
シリコン層を形成することにより熱酸化時の横方
向酸化を防止することができ、そのためパターン
形成領域の減少や結晶歪の発生を防止することが
できる。従つて集積度の向上が出来ると共に歪の
発生による耐圧劣化を減少させることができる。
また同時にチヤンネルストツパーと耐圧劣化防止
領域が小さく形成できるのでCCS容量、CCB容量
を大きくすることなく機能を発揮することができ
る。従つて、高密度化、小形化、特性の安定化が
出来ると共に歩留の向上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜eおよび第2図a〜eは従来の半導
体装置の製造方法を示す工程別の要部断面図、第
3図a〜gは本発明の一実施例による半導体装置
の製造方法を示す工程別の要部断面図である。 1……半導体素板、2……埋込層、3……半導
体基板表面領域、4……シリコン酸化膜、5……
シリコン窒化膜、6……溝、7……溝部に形成し
たp型領域、7′,7″……耐圧劣化防止領域、
8,8′……埋設シリコン酸化膜、9……チヤン
ネルストツパー、10……ベース領域、11……
エミツタ領域、12……多結晶シリコン膜、1
3,14……p型領域、15……チヤンネルスト
ツパー。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 一導電型半導体基板表面に耐酸化性膜を設け
    たのちパターニングしてマスクを形成する工程
    と、該マスクを用いて前記半導体基板表面に溝を
    形成する工程と、該溝の側面のみに多結晶シリコ
    ン膜を形成する工程と、前記半導体基板表面にイ
    オン注入法により逆導電型の不純物を導入して前
    記溝の底面部と前記多結晶シリコン膜の上部に逆
    導電型領域を形成する工程と、前記溝表面を熱酸
    化してシリコン酸化膜を形成すると共に該シリコ
    ン酸化膜の側面に隣接する前記半導体基板に逆導
    電型領域を形成する工程とを含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP19727381A 1981-12-08 1981-12-08 半導体装置の製造方法 Granted JPS5897846A (ja)

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH0762944A (ja) * 1993-08-31 1995-03-07 Ota Seisakusho:Kk スライドヒンジ

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