JPS625654A - Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof

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JPS625654A
JPS625654A JP61064334A JP6433486A JPS625654A JP S625654 A JPS625654 A JP S625654A JP 61064334 A JP61064334 A JP 61064334A JP 6433486 A JP6433486 A JP 6433486A JP S625654 A JPS625654 A JP S625654A
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type
conductivity type
impurity
integrated circuit
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小松 理夫
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)

Abstract

PURPOSE:To obtain an MIS type semiconductor integrated circuit device having radiation resistance by forming a P-type high density impurity region separated from an active region by a thin insulating film buried partly in a substrate on an element separating region. CONSTITUTION:Thick silicon dioxide films 13a, 13b partly buried in a P-type semiconductor substrate are formed on the substrate, and thermal oxide films 14, 20 are formed on a region formed with an IGFET and a P<++> type region. Then, a mask material is bonded to the surface, patterned, and a region having a thin oxide film 20 is coated with a mask material 19a. Then, an N-type impurity is implanted to an active region to form N-type diffused layers 15a, 15b. Then, the material 19a is removed, a mask material 19b is formed to mask the active region formed with N<+> type diffused layers 15a, 15b and when a P-type impurity is implanted to an element separating region having a thin oxide film, a P<++> type diffused layer 18 is obtained. Then, the material 19b is removed, and an interlayer insulating film and a wiring pattern are formed. Thus, a high density leakage preventive layer can be placed on the element separating region to prevent a parasitic MOS leakage even if a radioactive ray is emitted.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路装置及びその製造方法に関し、
特に耐放射線性を有するMIS型牛型体導体集積回路装
置その製造方法に関する。
[Detailed Description of the Invention] [Industrial Application Field] The present invention relates to a semiconductor integrated circuit device and a manufacturing method thereof;
In particular, the present invention relates to a method for manufacturing an MIS type bovine conductor integrated circuit device having radiation resistance.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

一般にMIS型半導体集積回路装置の素子分離は第4図
に示すように選択的に形成された半導体基板に一部埋設
される厚いシリコン酸化膜13およびその下の高濃度の
P型のチャンネルストッパー領域12によって行なわれ
る。第4図においてllF′i例えばP型半導体基板、
12は高濃度のP型不純物層、13は厚いフィールド酸
化膜、14はゲートe化膜、15aと15bはそれぞれ
異なる素子に属するN+拡散層、16は層間絶縁膜であ
シ、その上に配線導体のパターン17が形成される。こ
のような構造において、能動領域15aおよび15bの
分離は配線導体17に適当な電圧が印加されている状態
において、フィールド酸化膜13下の基板表面が反転し
てチャンネルが形成されることのないようにしておくこ
とで行なわれる。
Generally, element isolation in a MIS type semiconductor integrated circuit device is performed by forming a thick silicon oxide film 13 partially buried in the semiconductor substrate and a heavily doped P-type channel stopper region thereunder, as shown in FIG. It is carried out by 12. In FIG. 4, llF'i, for example, a P-type semiconductor substrate,
12 is a high-concentration P-type impurity layer, 13 is a thick field oxide film, 14 is a gate oxide film, 15a and 15b are N+ diffusion layers belonging to different elements, 16 is an interlayer insulating film, and wiring is formed on top of it. A conductor pattern 17 is formed. In such a structure, the active regions 15a and 15b are separated to prevent the substrate surface under the field oxide film 13 from being inverted and forming a channel when an appropriate voltage is applied to the wiring conductor 17. This is done by keeping the

この条件は通常寄生MOSトランジスタのゲート絶縁膜
となる絶縁膜13.14が能動トランジスタのゲート酸
化膜14よりもずっと厚いこと。
This condition is that the insulating films 13 and 14, which are normally the gate insulating films of the parasitic MOS transistors, are much thicker than the gate oxide film 14 of the active transistor.

および寄生トランジスタのゲート絶縁膜となるフィール
ド絶縁膜13下のシリコン基板表面の不純物濃度が高濃
度領域12によυ高濃度でさることにより保証されてい
る。例えば、フィールド酸化膜13が1μm、、fi1
間絶間膜縁膜16μm、P”型のチャンネルストッパー
領域である高不純物領域12の濃度が〜10 ’!−”
程度の場合、チャンネル長2μm、チャンネル幅50μ
m程度の寄生M工Sトランジスタに流れる電流は配線導
体17に5■印加してもIQ−20A以下のレベルと見
積られる。しだがって通常の動作電圧範囲では第5図に
示したような寄生MO8)ランジスタによるリークは問
題にならない。すなわちこれは、第4図において半導体
基板11とN+型の153領域とをともにOVとし、N
+型の15b領域と配線導体(ゲート電極)17とに+
5V印加したとき15aと15b間を流れるリーク電流
である。
The impurity concentration on the surface of the silicon substrate under the field insulating film 13, which serves as the gate insulating film of the parasitic transistor, is guaranteed by being reduced to a high concentration υ by the high concentration region 12. For example, the field oxide film 13 is 1 μm thick, fi1
The interlayer film edge film is 16 μm thick, and the concentration of the high impurity region 12, which is a P" type channel stopper region, is ~10'!-"
channel length 2μm, channel width 50μm
The current flowing through the parasitic M/S transistor of about m is estimated to be at a level of IQ-20A or less even if 5μ is applied to the wiring conductor 17. Therefore, in a normal operating voltage range, leakage caused by a parasitic MO8 transistor as shown in FIG. 5 does not pose a problem. That is, in FIG. 4, both the semiconductor substrate 11 and the N+ type 153 region are OV, and the N
+ to the + type 15b region and the wiring conductor (gate electrode) 17
This is the leakage current flowing between 15a and 15b when 5V is applied.

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

ところが、このような構造に電離性放射線(γ線、α線
、電子線等)を照射すると酸化膜中に生成される電子−
正孔対の中に正孔がシリコン−酸化膜界面に移動し、界
面付近に多く分布する正孔トラップに捕獲されるため酸
化膜中は正の固定電荷が蓄積し、Nchデバイスの場合
シリコン基板を反転させる方向の1ヒ界を生ずる。その
結果寄生MO8)ランジスタのリーク電流は第5図に示
すように、吸収線量の増加と共に確実に増加し、例えば
先に記した構造の寄生MO8)ランジスタの場合にはリ
ーク電流t:t l X I O’ rad(Si)の
吸収線量で、上記と同じ条件下で、約10桁も増加する
。このようなリーク電流の増加は能動トランジスタの単
体特性劣化の原因となるばかシではなく、集積回路装置
の動作特性にも重大な影響を及ぼす。
However, when such a structure is irradiated with ionizing radiation (gamma rays, alpha rays, electron beams, etc.), electrons generated in the oxide film -
Holes in hole pairs move to the silicon-oxide film interface and are captured by hole traps distributed in large numbers near the interface, so positive fixed charges accumulate in the oxide film, and in the case of Nch devices, the silicon substrate A 1H field is generated in the direction that reverses the . As a result, the leakage current of the parasitic MO8) transistor steadily increases as the absorbed dose increases, as shown in Figure 5. For example, in the case of the parasitic MO8) transistor with the structure described above, the leakage current t:t The absorbed dose of I O' rad (Si) increases by about 10 orders of magnitude under the same conditions as above. Such an increase in leakage current does not simply cause deterioration of the individual characteristics of the active transistor, but also seriously affects the operating characteristics of the integrated circuit device.

この対策として考えられるのは第4図においてフィール
ド酸化M13下の不純物層12の濃度を高くし、表面反
転を起こシにくくする方法であるが、不純物#12はフ
ィールド酸化前に形成されねばならず、高温および長時
間のフィールド酸化は不純物層12の高濃度化に適して
いない。また、不純物層12の形成をイオン注入法によ
り行なう場合には高ドーズ量で行なうtなどフィールド
酸化後の表面欠陥発生が著しいため拡散層15a、15
bと不純物Wi 12の接合リークが増大する。さらに
、不純物層12を高濃度化できたとしても、拡散層15
a、15bと不純物層12の接合耐圧が低下するという
問題が生ずる。すなわち、第4図のような構造では不純
物層12の高濃度化には種種の制約があって、大体10
tscrrL−’弱の不純物濃度が上限となる。この程
度の濃度では放射線照射により生ずる寄生MOSトラン
ジスタのリー りを阻止できない。せいぜいリークレベ
ルにして1〜2桁の改善が望める程度である。すなわち
、従来の素子分離構造は放射線照射を受けた際に甚だし
くリーク電流が増加するという欠点を有していた。
A possible countermeasure to this problem is to increase the concentration of the impurity layer 12 under the field oxidation M13 in FIG. 4 to make surface inversion less likely to occur, but the impurity #12 must be formed before the field oxidation. Field oxidation at high temperatures and over long periods of time is not suitable for increasing the concentration of the impurity layer 12. Furthermore, when the impurity layer 12 is formed by ion implantation, surface defects occur significantly after field oxidation, such as when the impurity layer 12 is formed at a high dose.
Junction leakage between b and impurity Wi 12 increases. Furthermore, even if the impurity layer 12 can be made highly concentrated, the diffusion layer 15
A problem arises in that the junction breakdown voltage between a, 15b and the impurity layer 12 is reduced. In other words, in the structure shown in FIG. 4, there are various restrictions on increasing the concentration of the impurity layer 12, and in general,
The upper limit is an impurity concentration of tscrrL-'. At this level of concentration, leakage of the parasitic MOS transistor caused by radiation irradiation cannot be prevented. At most, an improvement of one to two orders of magnitude can be expected in terms of leakage level. That is, the conventional element isolation structure has the drawback that leakage current increases significantly when exposed to radiation.

本発明は以上の欠点を除去し、耐放射線性を有するMI
S型半導体集積回路装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
The present invention eliminates the above drawbacks and provides radiation-resistant MI
An object of the present invention is to provide an S-type semiconductor integrated circuit device and a method for manufacturing the same.

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

本発明の第1の発明の半導体集積回路装置は、第1種の
導電型(P型)を有する半導体基板上に素子分離領域に
より分離されて形成された複数個の第2種の導電型(N
型)を有するたとえば絶縁ゲート電界効果トランジスタ
(以下IGFgTという)のソース、ドレイン領域であ
る能動領域を備えた半導体集積回路装置において、前記
素子分離領域は基板に一部埋設に形成された厚い絶縁膜
によって前切能動領域と分離して形成された第1種の導
電型の高不純物濃度の不純物領域を有することによ)構
成される。
A semiconductor integrated circuit device according to a first aspect of the present invention has a plurality of second conductivity type (P type) formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type (P type) and separated by an element isolation region. N
In a semiconductor integrated circuit device that includes an active region that is the source and drain regions of an insulated gate field effect transistor (hereinafter referred to as IGFgT) having a type of (by having an impurity region of high impurity concentration of the first conductivity type formed separately from the pre-cut active region).

また、本発明の第2の発明の半導体集積回路装置は、第
1種の導電型を有する半導体基板上に島状に形成された
第2種の導電型の不純物領域の中に素子分離領域により
分離されて形成された複数個素子にそれぞれ属する第1
種の導電型を有するたとえばIGF’ETのソース、ド
レイン領域である能動領域を備えた半導体装置において
、前記素子分離領域には前記能動領域と厚い絶縁膜によ
り分離して形成された第2種の導電型の高い不純物濃度
を有する不純物領域を有することにより構成される。
Further, in the semiconductor integrated circuit device of the second aspect of the present invention, an element isolation region is provided in an island-like impurity region of a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type. A first element belonging to each of the plurality of elements formed separately.
In a semiconductor device having an active region, which is a source and drain region of an IGF'ET, for example, having a conductivity type of a second type, the element isolation region has a conductivity type of a second type, which is formed separated from the active region by a thick insulating film. It is configured by having an impurity region of a conductive type and having a high impurity concentration.

また、本発明の第3の発明のMIS型半導体集積回路装
置の製造方法は、第1棟の導電型を有する半導体基板上
に選択酸化法により選択的に酸化膜を形成しデバイスが
形成される能動領域と素子分離領域の一部を構成する領
域を区画し、この一部を構成する領域の半導体基板上に
薄い酸化膜を形成する工程と、素子分離のための前記薄
い酸化膜を有する領域の上にイオン注入用のマスク材を
被覆する工程と、該マスク材をマスクとして第2種の導
電型不純物を前記デバイスが形成される能動領域にイオ
ン注入し第2棉の導電型の拡散領域を形成する工程と、
前記マスク材を除去し前記デバイスが形成される領域を
マスク材で被覆する工程と、該マスク材をマスクとして
第1種の導電型不純物を素子分離のための薄い酸化膜を
有する領域にイオン注入し第1種の導電型の高い不純物
濃度の拡散領域を形成する工程とを含んで構成される0 また、本発明の第4の発明の半導体集積回路装置の製造
方法は、第1独の導電型の基板領域と島状の第2種の導
電型の不純物領域とを有する半導体基板の核島状領域の
表面に選択酸化法により選択的に厚い酸化膜を形成しデ
バイスが形成される能動領域と素子分離のための薄い酸
化膜を具備させる領域とを区画する工程と、素子分離の
ための薄い酸化膜を有する領域の上にイオン注入用のマ
スク材を被覆する工程と、該マスク材をマスクとして第
1棟の導電型不純物を前記デバイスが形成される能動領
域にイオン注入し第1種の導電型の拡散領域を形成する
工程と、前記マスク材を除去し前記デバイスが形成され
る領域をマスク材で被覆する工程と、該マスク材をマス
クとして第2株の導電型不純物を素子分離のための薄い
酸化膜を有する領域にイオン注入し第2種の導電型の極
めて高い不純物#度の拡散領域を形成する工程とを含ん
で構成される。
Further, in the method for manufacturing an MIS type semiconductor integrated circuit device according to the third aspect of the present invention, an oxide film is selectively formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type by a selective oxidation method to form a device. A step of dividing a region constituting a part of an active region and an element isolation region, and forming a thin oxide film on a semiconductor substrate in the region constituting the part, and a region having the thin oxide film for element isolation. A step of covering the top with a mask material for ion implantation, and using the mask material as a mask, ions of a second conductivity type impurity are implanted into the active region where the device is formed, and a diffusion region of the second conductivity type is formed. a step of forming;
a step of removing the mask material and covering the region where the device is to be formed with a mask material, and using the mask material as a mask, ion implantation of a first conductivity type impurity into a region having a thin oxide film for element isolation; and a step of forming a diffusion region of high impurity concentration of type 1 conductivity type. An active region in which a device is formed by selectively forming a thick oxide film by a selective oxidation method on the surface of a core island region of a semiconductor substrate having a semiconductor substrate region and an island-like second conductivity type impurity region. and a region provided with a thin oxide film for element isolation; a step of covering the region having the thin oxide film for element isolation with a mask material for ion implantation; A step of ion-implanting a first conductivity type impurity as a mask into the active region where the device is formed to form a first conductivity type diffusion region, and removing the mask material to form the region where the device is formed. A step of covering the substrate with a mask material, and using the mask material as a mask, ions of a second conductivity type impurity are implanted into a region having a thin oxide film for element isolation to form an extremely high impurity concentration of the second conductivity type. and forming a diffusion region.

なお、第4の発明の半導体集積回路装置の製造方法にお
いて、素子分離領域の中の極めて高い不純物濃度の拡散
領域を形成する工程を同一導電型の不純物を拡散する他
のたとえばトランジお夕のドレイン領域およびソース領
域の不純物拡散と同一工程で行うことにより効果的に本
発明を実施することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the fourth aspect of the invention, the step of forming a diffusion region with an extremely high impurity concentration in the element isolation region may be performed by using another method for diffusing impurities of the same conductivity type, such as the drain of a transistor. The present invention can be effectively carried out by performing the impurity diffusion in the region and the source region in the same step.

α線等の放射線は二酸化シリコン、シリコンに対して強
い透過性があシ、又、二酸化シリコンが厚ければ、より
多くのイオン化現象が発生し、従ってより多くの固定正
電荷が発生する。うすい二酸化シリコンの場合も固定正
電荷は発生するが厚い二酸化シリコン膜の場合よりも少
い。このことと、先に述べたようにうすいシリコン酸化
膜下にはより高濃度の不純物濃度が形成できることを考
えると、本発明のりすい絶縁膜とその下の高不純物濃度
領域との組み合せは、α線等の放射線が照射されたとき
の有効な分離領域となる。又、この場合、固定正電荷が
問題であるから、高不純物濃度領域はP型で異なる素子
にそれぞれ属するN型の領域たとえばN型のンース、ド
レイン領域を分離するのに有効である。一方、この高不
純物濃度領域は厚い絶縁膜により素子領域により分離さ
れるから耐圧の低下の問題はなくなる。この耐圧の問題
のみを考えれば、上記高不純物濃度領域をP型に限定し
なくてもよい。基板に一部埋設せる厚い絶縁膜は素子領
域や上記高不純物領域領域を区画するために用いられ、
かつその下の不純物領域すなわち従来からのチャンネル
ストッパ領域とともにα線が照射されるときの分離作用
も行う。一方、本発明の高不純物領域上の薄い絶縁膜は
その上の層間絶縁膜の膜厚に左右されずに所定のしきい
値電圧を同るためや高不純物領域をイオン注入等で形成
するときに半導体基板を損傷を与えないためにも必要で
ある。以上の事項を考慮すると本発明の高不純物濃度領
域の濃度は5X10”〜1 oo。
Radiation such as alpha rays is highly transparent to silicon dioxide and silicon, and the thicker the silicon dioxide, the more ionization phenomena occur, and therefore the more fixed positive charges are generated. Although fixed positive charges are generated in the case of thin silicon dioxide films, they are smaller than in the case of thick silicon dioxide films. Considering this and the fact that a higher impurity concentration can be formed under a thin silicon oxide film as mentioned above, the combination of the thin insulating film of the present invention and the high impurity concentration region below it is α It becomes an effective separation area when radiation such as a line is irradiated. Furthermore, in this case, since fixed positive charges are a problem, the high impurity concentration region is effective for separating P-type and N-type regions, such as N-type source and drain regions, which belong to different elements. On the other hand, since this high impurity concentration region is separated from the element region by a thick insulating film, the problem of a decrease in breakdown voltage is eliminated. If only this problem of breakdown voltage is considered, the high impurity concentration region need not be limited to P type. A thick insulating film partially buried in the substrate is used to partition the element region and the above-mentioned high impurity region.
In addition, together with the impurity region thereunder, that is, the conventional channel stopper region, it also performs a separating action when irradiated with alpha rays. On the other hand, the thin insulating film on the high impurity region of the present invention maintains the same predetermined threshold voltage regardless of the thickness of the interlayer insulating film above it, and when forming the high impurity region by ion implantation, etc. This is also necessary to prevent damage to the semiconductor substrate. Considering the above matters, the concentration of the high impurity concentration region of the present invention is 5×10” to 1 oo.

、1torns/α3、その上の薄いシリコン酸化膜の
膜厚はl OOA 〜100OA、その両側の厚い絶縁
膜の膜厚ido、5〜1.0μmその下の不純物領域す
なわち従来のチャンネルス)−yバー領域に相当する領
域の濃度は5×1016〜1xlO!″d t oms
/cy*”が好ましい範囲となる。
, 1torns/α3, the thickness of the thin silicon oxide film on it is l OOA ~ 100OA, the thickness of the thick insulating film on both sides ido, 5 ~ 1.0 μm, the impurity region below it (i.e. conventional channels) -y The concentration of the area corresponding to the bar area is 5×1016 to 1×1O! ″d t oms
/cy*” is a preferable range.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明について図面を参照して説明する。 Next, the present invention will be explained with reference to the drawings.

第1図(A)は本発明の一実施例の構造を示す面面図で
あシ、第1図(B)は第1図(A)の部分B−B’にお
ける断面図である。尚、第1図(5)では第1図(B)
の配線導体17.層間絶縁膜16を図示することを省略
している。この第1図において、第4図と同一部分に対
応するところは同一の符号で足口ている。
FIG. 1(A) is a plan view showing the structure of an embodiment of the present invention, and FIG. 1(B) is a sectional view taken along the line BB' in FIG. 1(A). In addition, in Figure 1 (5), Figure 1 (B)
Wiring conductor 17. Illustration of the interlayer insulating film 16 is omitted. In FIG. 1, parts corresponding to the same parts as in FIG. 4 are designated by the same reference numerals.

第1図において、P型の半導体基板11に、n+型のン
ース、ドレイン領域15a、15aおよびゲート電極2
1aを有するNチャンネル型の第1のIGFETloo
が形成され、又、n十型のンース、ドレイン領域15b
、15bおよびゲート電極21bを有するNチャンネル
型の第2のIGFET200が形成されている。尚、こ
れらIGF’ETにおいてソース、ドレイン領域への電
極配線。
In FIG. 1, a P-type semiconductor substrate 11 is provided with an n+ type source, drain regions 15a, 15a, and a gate electrode 2.
N-channel type first IGFETloo with 1a
is formed, and n-type source and drain regions 15b are formed.
, 15b and a gate electrode 21b. In addition, electrode wiring to the source and drain regions in these IGF'ETs.

ゲート電極への引出し配線は図示するのを省略している
。これらのIGFgTは第1図の)に示すような構造に
よυ分離されている。そして、この絶縁分離構造は、第
1図(Nに示すように各IGFHTを取り囲んでいる。
The drawing of the lead wiring to the gate electrode is omitted. These IGFgTs are separated by a structure as shown in ) in FIG. This insulation isolation structure surrounds each IGFHT as shown in FIG. 1 (N).

第1図(Blを参照するに、この分離構造は、各輪が2
μm、厚さが1μmの基板に一部埋設せる厚゛い二酸化
シリコン膜13b、13bと、8X10”atoms/
α3の濃度を有し厚い二酸化シリコン膜下に位置してい
るP+型領域12.12と、この厚い二酸化シリコン膜
間の半導体基板に設けられかつ該P生型領域12よりも
高不純物濃度であるI X I O” atoms /
 an”を有するP+1領域18とその上の約80OA
の厚さの薄い二酸化シリコン膜20から成りている。こ
のp+ +型領域18は幅2μmを有し第1回置に示す
ように各素子(IGPET)を取υ囲いている。ここで
厚い絶縁膜13a下のP+領域12すなわち従来のチャ
ンネルストッパー領域は省略することもできる。p++
拡散層18の濃度はフィールド酸化膜下のp+層12の
濃度よ92〜3桁高くできるため照射時に酸化膜中に正
電荷が蓄積しても反転層は形成されず、寄生リークは効
果的に阻止される。またp′拡散層18と能動領域のn
+拡散N(ソース、ドレイン)15aおよび15bとは
直接接していないのもしp+〜域18が直接接している
と耐圧は5V以下となってしまい動作上問題を生じる。
Referring to Figure 1 (Bl), this separation structure has two rings in each ring.
thick silicon dioxide films 13b, 13b partially embedded in a substrate with a thickness of 1 μm and 8×10” atoms/
A P+ type region 12.12 having a concentration of α3 and located under a thick silicon dioxide film, and a P + type region 12.12 provided in the semiconductor substrate between this thick silicon dioxide film and having a higher impurity concentration than the P type region 12. IXIO” atoms /
P+1 region 18 with “an” and about 80OA above it
The silicon dioxide film 20 is made of a thin silicon dioxide film 20 having a thickness of . This p++ type region 18 has a width of 2 μm and surrounds each element (IGPET) as shown in the first row. Here, the P+ region 12 under the thick insulating film 13a, that is, the conventional channel stopper region can be omitted. p++
Since the concentration of the diffusion layer 18 can be 92 to 3 orders of magnitude higher than the concentration of the p+ layer 12 under the field oxide film, an inversion layer is not formed even if positive charges accumulate in the oxide film during irradiation, and parasitic leakage is effectively prevented. thwarted. In addition, the p' diffusion layer 18 and the active region n
If the p+ region 18 is not in direct contact with the + diffusion N (source, drain) 15a and 15b, but is in direct contact with it, the withstand voltage will be 5 V or less, causing an operational problem.

しかしながらこの実施例のよりにp+十領領域18離れ
ていて、その代如にI X 1017 atoms /
 c!rL”のP+領域12が接しているから耐圧は2
0Vとなυ動作上何らの支障もない。
However, in this embodiment, the p+ region is 18 apart, and as a result, I x 1017 atoms /
c! Since the P+ region 12 of "rL" is in contact with it, the withstand voltage is 2
Since it is 0V, there is no problem in υ operation.

第2図(N〜(C)t:を本発明の一実施例の製造方法
を説明するために工程順に示した断面図である。
FIGS. 2(N-(C)t) are cross-sectional views showing the steps in order to explain a manufacturing method according to an embodiment of the present invention.

まず、第2図tA)に示すように、p型半導体基板の一
主面に通常のシリコン窒化膜をマスクとして、熱酸化に
より、基板に一部埋設する厚い二酸化シリコン膜(フィ
ールド酸化膜)13a、13bを形成する。尚、この熱
酸化工程前に、酸膜13a。
First, as shown in FIG. 2 (tA), a thick silicon dioxide film (field oxide film) 13a is partially buried in the substrate by thermal oxidation using an ordinary silicon nitride film as a mask on one main surface of the p-type semiconductor substrate. , 13b. Note that before this thermal oxidation step, the acid film 13a is formed.

13bが形成される基板部分にボタンを導入しておくこ
とによル、膜13a、13b下にP+領域12が形成さ
れる。そしてこの厚い二酸化シリコン膜が形成されない
、素子領域すなわちIGFETを形成する領域上および
後からp+十梨型領域形成する領域上の半導体基板上に
、前記シリコン窒化膜を除去した後、熱酸化膜14.2
0をそれぞれ形成する。この膜14と20(!−は別工
程で異なる厚さにすることもできる。次いでアルミニウ
ム等のマスク材を表面に付着し、次いでパターンニング
しイオン注入マスク材19aにより素子分離のための薄
い酸化膜20を有する領域を被覆する。
By introducing a button in the substrate portion where 13b is formed, a P+ region 12 is formed under the films 13a and 13b. After removing the silicon nitride film, a thermal oxide film 14 is formed on the semiconductor substrate on which the thick silicon dioxide film is not formed, on the element region, that is, the region where the IGFET is to be formed, and on the region where the p+ type region will be formed later. .2
0 respectively. These films 14 and 20 (!-) can be made to have different thicknesses in separate steps. Next, a mask material such as aluminum is attached to the surface, and then patterned and a thin oxide film for element isolation is formed using an ion implantation mask material 19a. Coat the area with membrane 20.

次いで、第2図(B)に示すように、ヒ素等のn型不純
物をイオン注入法により能動領域に打ち込んでIGFE
Tのソース、ドレイン領域となるn拡散層15a 、1
5bを形成する。勿論この場合、シリコンゲート電極や
フィールド絶縁膜13a。
Next, as shown in FIG. 2(B), an n-type impurity such as arsenic is implanted into the active region by ion implantation to form the IGFE.
n diffusion layer 15a, 1 which becomes the source and drain region of T
Form 5b. Of course, in this case, the silicon gate electrode and the field insulating film 13a.

13bの他の部分もマスクとする。しかる後にマスク材
19aを除去し、今度はn十拡散層15a。
Other parts of 13b are also used as masks. After that, the mask material 19a is removed, and this time the n+ diffusion layer 15a is formed.

15bを形成した能動領域をマスクするように、アルミ
ニウム等の付着およびバターニングを行なってからイオ
ン注入マスク材19bを形成し、ホウ素等のp型不純物
をイオン注入法により薄い酸化膜を有する素子分離領域
に打ち込むと第2図fc)K示すよりなp++拡散層1
8が得られる。その後アルミニウム等のマスク材19b
を除去すると第2図C)が得られ、これに眉間絶縁膜お
よび配線パターンを形成すると第1図に示した本実施例
の構造が得られる。
An ion implantation mask material 19b is formed after depositing aluminum or the like and patterning so as to mask the active region 15b formed thereon, and a p-type impurity such as boron is implanted into an element isolation layer having a thin oxide film by ion implantation. Fig. 2 fc) K shows a more p++ diffusion layer 1
8 is obtained. After that, a mask material 19b such as aluminum
2C) is obtained, and when a glabella insulating film and a wiring pattern are formed on this, the structure of this embodiment shown in FIG. 1 is obtained.

この製造方法によればp+十拡散4(p++分離層)は
フィールド酸化前には形成されず、フィールド酸化時の
積層欠陥発生も、高温、長時間のフィールド酸化時の熱
拡散によるp++度低下も心配する必要がなく、また本
発明を相補型のMIS型半導体集積回路装置に用いた場
合には、ウェルを形成した後に同様方法で行えはよく、
またNch)ランジスタ及びPch )ランジスタのソ
ース−ドレイン拡散層形成時に素子分離のための拡散層
をつくれば良いから、拡散層形成の工程を新たに増やす
必要もない。
According to this manufacturing method, p+1 diffusion 4 (p++ separation layer) is not formed before field oxidation, stacking faults occur during field oxidation, and p++ degrees decrease due to thermal diffusion during high temperature and long field oxidation. There is no need to worry, and when the present invention is used in a complementary MIS type semiconductor integrated circuit device, the same method can be used after forming the well.
Further, since it is sufficient to create a diffusion layer for element isolation when forming the source-drain diffusion layer of the Nch) transistor and the Pch) transistor, there is no need to add a new process for forming the diffusion layer.

また、上記の製造方法においてn十拡散層の形成をp十
拡散層の形成に先立って行なうようにしたが、これは逆
にしても何等差しつかえなく、従来のプロセスを変化さ
せずに、本発明を用いることが可能である。
Furthermore, in the above manufacturing method, the formation of the n0 diffusion layer was performed before the formation of the p10 diffusion layer, but there is no harm in doing the opposite. It is possible to use the invention.

第3図(A)には本発明の他の実施例の平面図を、第3
図向は第3図へのB−B/における断面図を示している
FIG. 3(A) shows a plan view of another embodiment of the present invention.
The drawing direction shows a sectional view taken along line B-B/ in FIG.

第3図において第1図と同一の機能のところは同一の符
号で示している。又、第1図と同様に接続電極配線は省
略している。又、風量絶縁層とその上の金属導体との関
係も第1図と同様であるから省略している。この実施例
ではN−型半導体基板に島状のP型ウェル31を形成し
、ここに複数のNチャンネル型工GFETを形成し、こ
の複数のNチャンネル型IGFET間の絶縁分離に本発
明の分離領域を設けている。すなわちP型ウェル31が
第1図のP型基板11と考えればよい。一方、N型ウェ
ル32内には、P型のソース、ドレイン領域40,40
、ゲート絶縁膜42上のシリコンゲート電極41を有す
る複数のPチャンネル型のIGFETが形成される。た
だしこのうち1つのみを図示している。このPチャンネ
ル型のIGFETは基板に埋設せる厚い二酸化シリコン
膜13のみで絶縁分離している。この実施例において、
Nチャンネル型IGFETを分離するp←型領領域18
第2図に示すような方法で形成するときに、同時に、P
チャンネル型IGFETのソース、ドレイン領域40.
40を形成することができる。このときは通常のシリー
ンゲートプロセスにより、ゲート電極41と周囲のフィ
ールド絶縁膜13をマスクとして行う。この方法により
、Pチャンネル型のソース、ドレイン領域40.40と
本発明のp→型領領域18は同一濃度、同−深さに同時
に形成される。尚、この実施例でN型ウェル32t/′
i省略することもできる。
In FIG. 3, the same functions as in FIG. 1 are indicated by the same reference numerals. Further, as in FIG. 1, connection electrode wiring is omitted. Furthermore, the relationship between the air volume insulating layer and the metal conductor thereon is also the same as that in FIG. 1, so it is omitted. In this embodiment, an island-shaped P-type well 31 is formed in an N-type semiconductor substrate, a plurality of N-channel type IGFETs are formed therein, and the isolation method of the present invention is used to provide insulation isolation between the plurality of N-channel type IGFETs. An area has been established. That is, the P-type well 31 can be considered as the P-type substrate 11 in FIG. On the other hand, in the N-type well 32, P-type source and drain regions 40 and 40 are provided.
, a plurality of P-channel type IGFETs having silicon gate electrodes 41 on gate insulating films 42 are formed. However, only one of them is illustrated. This P-channel type IGFET is insulated and isolated only by a thick silicon dioxide film 13 buried in the substrate. In this example,
p← type region 18 separating the N-channel type IGFET
When forming by the method shown in Fig. 2, at the same time, P
Source and drain regions 40 of channel type IGFET.
40 can be formed. At this time, a normal silicon gate process is performed using the gate electrode 41 and the surrounding field insulating film 13 as a mask. By this method, the P channel type source and drain regions 40, 40 and the p→ type region 18 of the present invention are simultaneously formed at the same concentration and the same depth. In this embodiment, the N-type well 32t/'
i can also be omitted.

〔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素子分離領域に極め
て高濃度の寄生MO8IJ−り阻止層を置くことが可能
であり、放射線照射を受けても寄生MO8IJ−りが生
じないMIS型半導体集積回路装置を製造することが可
能となる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to place an extremely highly concentrated parasitic MO8IJ-reduction prevention layer in the element isolation region, and an MIS type semiconductor integrated circuit in which parasitic MO8IJ-reduction does not occur even when exposed to radiation. It becomes possible to manufacture the device.

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

第1図(A)および(B)は本発明の一実施例の平面図
および一部構造断面図、第2図四〜(qは本発明の一実
施例の製造方法を説明するために工程順に示した断面図
、第3図(5)およびfBl は本発明の他の実施例を
示す平面図および断面図、第4図は従来の素子分離構造
の半導体集積回路装置の断面図、第5図は従来構造の寄
生MO8のリーク電流の吸収線量依存性を示す図である
。 11・・・・・・p型半導体基板、12・・・・・・砕
型不純物層%  13 # 13 a * l 3 b
・・・・・・フィールド酸化膜、14,42・・・・・
・ゲート酸化膜、15a 、15b・・・・・・計拡散
層、16・・・・・・層間絶縁膜、17・・・・・・配
線導体、18・・・・・・p++拡散層(分離層)、1
9a、19b・・・・・・イオン注入マスク材、30・
・・・・・N−型半導体基板、31・・・・・・P型ウ
ェル、32・・・・・N型ウェル、40・・・・・・p
十拡散層、21a。 21b、41・・・・・・シリコンゲート電極。 第 1 図
1A and 1B are plan views and partial structural cross-sectional views of an embodiment of the present invention, and FIGS. 3(5) and fBl are plan views and sectional views showing other embodiments of the present invention, FIG. 4 is a sectional view of a semiconductor integrated circuit device with a conventional element isolation structure, and FIG. The figure shows the absorption dose dependence of the leakage current of parasitic MO8 in a conventional structure. 11...p-type semiconductor substrate, 12... crushed type impurity layer % 13 # 13 a * l 3 b
...Field oxide film, 14,42...
・Gate oxide film, 15a, 15b... Total diffusion layer, 16... Interlayer insulating film, 17... Wiring conductor, 18... P++ diffusion layer ( separation layer), 1
9a, 19b...Ion implantation mask material, 30.
...N-type semiconductor substrate, 31...P type well, 32...N type well, 40...p
10 diffusion layer, 21a. 21b, 41...Silicon gate electrode. Figure 1

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)第1種の導電型を有する半導体基板上に素子分離
領域により分離されて形成された複数個の第2種の導電
型を有する能動領域を備えた半導体集積回路装置におい
て、前記素子分離領域は厚い絶縁膜と、該厚い絶縁膜間
に設けられた薄い絶縁膜と、該薄い絶縁膜下に位置し、
該能動領域より分離しかつ該半導体基板より高濃度の不
純物領域とを有して構成されていることを特徴とする半
導体集積回路装置。
(1) In a semiconductor integrated circuit device comprising a plurality of active regions having a second conductivity type formed on a semiconductor substrate having a first conductivity type and separated by an element isolation region, the element isolation The region includes a thick insulating film, a thin insulating film provided between the thick insulating films, and a region located under the thin insulating film,
A semiconductor integrated circuit device comprising an impurity region separated from the active region and having a higher concentration than the semiconductor substrate.
(2)第1種の導電型はP型であり、第2種の導電型は
N型であ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。
(2) The semiconductor integrated circuit device according to claim (1), wherein the first conductivity type is P type, and the second conductivity type is N type.
(3)第1種の導電型を有する半導体基板上に島状に形
成された第2種の導電型の不純物領域の中に素子分離領
域により分離されて形成された複数個の第1種の導電型
を有する能動領域を備えた半導体集積回路装置において
、前記素子分離領域は前記能動領域と分離して形成され
た該不純物領域よりも高い不純物濃度を有する第2種の
導電型高濃度領域と、該高濃度領域上の第1の絶縁膜と
、該第1の絶縁膜と、該能動領域間に位置する厚い絶縁
膜とを有することを特徴とする半導体集積回路装置。
(3) A plurality of impurity regions of the first type are formed in an island-like impurity region of the second conductivity type on a semiconductor substrate having the first conductivity type, separated by an element isolation region. In a semiconductor integrated circuit device including an active region having a conductivity type, the element isolation region is a high concentration region of a second conductivity type having a higher impurity concentration than the impurity region formed separately from the active region. A semiconductor integrated circuit device comprising: a first insulating film on the high concentration region; a thick insulating film located between the first insulating film and the active region.
(4)第1種の導電型はN型であり、第2種の導電型は
P型であることを特徴とする特許請求の範囲第(3)項
記載の半導体集積回路装置。
(4) The semiconductor integrated circuit device according to claim (3), wherein the first conductivity type is N type, and the second conductivity type is P type.
(5)第1種の導電型を有する半導体基板上に選択酸化
法により選択的に厚い酸化膜を形成し、これによりデバ
イスが形成される活性領域および素子分離領域の一部を
構成する領域を区画し、かつ該一部を構成する領域の半
導体基板上に薄い絶縁膜を形成する工程と、前記薄い絶
縁膜上をイオン注入用のマスク材を被覆する工程と、該
マスク材をマスクとして第2種の導電型不純物を前記デ
バイスが形成される活性領域中の所定部分にイオン注入
し第2種の導電型の拡散領域を形成する工程と、前記マ
スク材を除去し前記デバイスが形成される活性領域をマ
スク材で被覆する工程と、該マスク材をマスクとして第
1種の導電型不純物を素子分離のための前記薄い絶縁膜
を有する領域にイオン注入し第1種の導電型の高不純物
濃度の拡散領域を形成する工程とを含むことを特徴とす
る半導体集積回路装置の製造方法。
(5) A thick oxide film is selectively formed on a semiconductor substrate having the first conductivity type by a selective oxidation method, thereby forming a region constituting an active region where a device is formed and a part of an element isolation region. a step of forming a thin insulating film on the semiconductor substrate in a region constituting a part of the divided region; a step of covering the thin insulating film with a mask material for ion implantation; a step of ion-implanting impurities of two types of conductivity into a predetermined portion of the active region where the device is to be formed to form a diffusion region of the second type of conductivity; and removing the mask material to form the device. A step of covering the active region with a mask material, and using the mask material as a mask, ions of a first conductivity type impurity are implanted into the region having the thin insulating film for element isolation to form a high impurity of the first conductivity type. 1. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the step of forming a concentration diffusion region.
(6)第1種の導電型を有する半導体基板に島状の第2
種の導電型の不純物領域を形成した該半導体基板の該島
状領域の表面に選択酸化法により選択的に厚い酸化膜を
形成しデバイスが形成される能動領域と素子分離領域の
一部を構成する部分を区画し、かつ該一部を構成する部
分の半導体基板上に薄い酸化膜を形成する工程と、前記
薄い酸化膜を有する領域の上にイオン注入用のマスク材
を被覆する工程と、該マスク材をマスクとして第1種の
導電型不純物を前記デバイスが形成される能動領域の所
定部にイオン注入し第1種の導電型の拡散領域を形成す
る工程と、前記マスク材を除去し前記デバイスが形成さ
れる領域をマスク材で被覆する工程と、該マスク材をマ
スクとして第2種の導電型不純物を素子分離のための前
記薄い酸化膜を有する領域にイオン注入し第2種の導電
型の高い不純物濃度の拡散領域を形成する工程とを含む
ことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
(6) An island-shaped second
A thick oxide film is selectively formed by a selective oxidation method on the surface of the island-like region of the semiconductor substrate in which an impurity region of a specific conductivity type is formed, forming part of an active region in which a device is formed and an element isolation region. a step of forming a thin oxide film on a portion of the semiconductor substrate constituting the part; and a step of covering the region having the thin oxide film with a mask material for ion implantation; using the mask material as a mask to implant impurities of the first conductivity type into a predetermined portion of the active region where the device is formed to form a diffusion region of the first conductivity type; and removing the mask material. A step of covering the region where the device is to be formed with a mask material, and using the mask material as a mask, ions of a second conductivity type impurity are implanted into the region having the thin oxide film for element isolation. 1. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising the step of forming a diffusion region of high conductivity type and high impurity concentration.
(7)前記素子分離領域の中第2種の導電型の高い不純
物濃度の拡散領域を形成する工程を半導体基板の島状領
域が形成されていない第1種の導電型の部分における能
動領域の所定部分中に第2種の導電型の不純物領域を形
成する工程とを同時に行うことを特徴とする特許請求の
範囲第(6)項記載の半導体集積回路装置の製造方法。
(7) Forming a diffusion region with a high impurity concentration of type 2 conductivity in the element isolation region in the active region in the portion of type 1 conductivity where the island region of the semiconductor substrate is not formed. 7. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein the step of forming an impurity region of the second conductivity type in a predetermined portion is performed at the same time.
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