JPS6292450A - 半導体装置の製造方法 - 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】 〔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、特に溝型の絶縁
分離領域を有する半導体装置の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

一般に、半導体集積回路等の集積度の高い半導体装置を
構成する場合、素子間を絶縁するための絶縁領域の微細
化を図るために溝型の分１ｒｉＩｆ領域が利用される。

この溝型の分離領域は、半導体基板の表面に形成した溝
内を絶縁材料で埋設したものであり、溝の幅を狭く形成
する一方で溝を深く形成することにより、素子間寸法の
低減にかかわらず良好な絶縁効果を得ることができる。

そして、この種の溝型の分ｔｊｉｌ［領域を構成するた
めに従来から行われている方法は、半導体基板の不活性
領域、即ち分離領域相当箇所の表面に溝を形成した後に
、この溝の底面にのみチャネルストッパとしての不純物
をイオン注入し、その上で溝を酸化膜等の絶縁材で埋め
て分離領域を形成する方法が採用されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の溝型分離領域の形成方法では、溝を形成
した後に不純物をイオン注入しているために、チャネル
ストッパは溝の底面にのみ形成され溝の側面に形成され
ることはない。このため、この構成の溝型分離領域を用
いて例えばＭＯ３型電界効果トランジスタを構成した場
合、溝の側面に反転層が形成され、ソース・ドレイン間
にリーク電流が流れるという問題が生じ易い。

このため、溝の側面にチャネルストッパを形成すること
が要求されているが、このためには不純物のイオン注入
時に不純物が溝側面に注入されなければならない。これ
を満足させるためには、溝の側面をテーパ状に構成する
必要があるが、これでは溝の幅、即ち分離領域の幅が大
きくなり、溝型絶縁分離領域の本来の目的である集積度
の向上を達成する上での障害になる。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、溝型分離領域の側面
をテーパ状に形成することなく溝の側面にチャネルスト
ッパを形成することを可能とし、これにより集積度の向
上を図るものであり、溝を形成した後に溝の内面に高融
点金属シリサイド膜を形成し、その上からチャネルスト
ッパ用の不純物のイオン注入を行い、しかる後これを熱
処理して不純物を高融点金属シリサイド膜を通して溝側
面にまで拡散させる工程を有している。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図乃至第４図は本発明方法を工程順に示す断面図で
あり、特に溝型分離領域の部分のみを図示したものであ
る。

先ず、第１図のように、−ｉ電型、例えばＰ型シリコン
基板１を熱処理してその表面にシリコン酸化膜２を５０
０人成長し、更にその上にＣＶＤ法等により多結晶シリ
コン膜３を１μｍ程度成長させる。そして、図外のフォ
トレジスト等を用いたフォトリソグラフィ技術により、
不活性領域に側面がシリコン基板１の表面に対して略垂
直に向けられた断面がＵ字形状の溝４を１μ程度の深さ
にまで形成する。

次いで、第２図のように高融点金属の一つであるチタン
のシリサイド膜５をスパッタ法等により２０００人程度
０厚さで全面に被着する。このとき、チタンシリサイド
膜５は前記溝４の底面はもとより内側面にまで亘って被
着する。そして、このチタンシリサイド膜５の上からチ
ャネルストッパ用の不純物であるボロンを例えばＩ　Ｘ
　１０　Ｉ３ｃ　ｍ−２のドーズ量でイオン注入する。

しかる後、窒素雰囲気中で９５０℃、３０分の熱処理を
行い、溝４の底面にイオン注入されたボロンを拡散して
溝の底面にチャネルストッパ６を形成する。このとき、
チタンシリサイド膜５は不純物の拡散係数が大きいため
、溝の底面にイオン注入されたボロンはチタンシリサイ
ド膜５の溝側面部位にまで拡散され、更にこのチタンシ
リサイド膜５を通して溝４の側面に拡散される。これに
より、第３図のように溝４の底面乃至側面に亘ってボロ
ンが拡散され、Ｐ型のチャネルストッパ６が形成される
。

その後、第４図のようにチタンシリサイド膜５をエツチ
ング除去し、溝４内に酸化シリコン等の絶縁材７を埋設
し、更に前記多結晶シリコン膜３及びシリコン酸化膜２
をエツチング除去する。なお、酸化シリコンを絶縁材７
として埋設する際には所謂エッチパンク法が用いられる
が、このときのエツチングストソバとして前記多結晶シ
リコン膜３が利用される。

以下、活性領域にゲート絶縁膜としてのシリコン酸化膜
８を３００人成長し、更にその上に多結晶シリコン膜９
を５０００人成長する。その後、通常の工程に従ってゲ
ート電極やソース・ドレイン領域等を形成し、例えばＭ
Ｏ３型電界効果トランジスタを素子とする半導体集積回
路を完成する。

このようにして溝型分離領域を形成すると、溝４の底面
乃至側面に亘ってチャネルストッパ６が形成されるので
、溝側面に反転層が形成されることはなく、ソース・ド
レイン間のリーク電流を防止して素子間の絶縁分離効果
を向上できる。また、この溝型分離領域の製造方法にお
いては、不純物のイオン注入の前にチタンシリサイド膜
５を形成しておけば、このチタンシリサイド膜５の拡散
作用によって不純物を溝４の底面はもとより側面にまで
拡散させ、溝の底面乃至側面に亘って自動的にチャネル
ストッパ６を形成できるので、溝の側面にテーバを設け
る必要もなく溝の微細化を図り、半導体装置の集積度の
向−にを図ることができる。

なお、溝内を絶縁材で埋設する構造に代えて、溝内面に
絶縁膜を形成した上で内部を多結晶シリコンで埋設する
構造としてもよい。また、高融点金属シリサイドにはチ
タン以外のタングステンやモリブデン等を用いることも
できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明の製造方法は、溝を形成した
後に溝の内面に高融点金属シリサイド膜を形成し、その
上からチャネルストッパ用の不純物のイオン注入を行い
、しかる後これを熱処理して不純物を高融点金属シリサ
イド膜を通して溝側面にまで拡散させる工程を有してい
るので、溝の側面にテーパを形成しなくとも高融点金属
シリサイド膜の拡散作用によって溝側面にチャネルスト
ッパを形成することができ、これにより素子間の絶縁効
果を向上するとともに溝型分離領域の微細化及び半導体
装置の集積度の向上を達成することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第４図は本発明の製造方法を工程順に説明す
るだめの断面図である。 １・・・半可体基板、２・・・シリコン酸化膜、３・・
・多結晶シリコン膜、４・・・溝、５・・・高融点金属
シリサイド膜、６・・・チャネルストッパ、７・・・酸
化シリコン、８・・・シリコン酸化膜、９・・・多結晶
シリコン膜。 代理人　弁理士　　鈴　木　章　失 業１図 第２図 第３図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、半導体基板の絶縁分離領域に溝を形成する工程と、
   この溝の内面に高融点金属シリサイド膜を形成する工程
   と、この高融点金属シリサイド膜の上から前記溝内にチ
   ャネルストッパ用の不純物をイオン注入する工程と、そ
   の後熱処理を行って前記イオン注入した不純物を溝底面
   に拡散させるとともに前記高融点金属シリサイド膜を通
   して溝側面にまで拡散させ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。 ２、前記溝は側面を半導体基板表面に対して略垂直に向
   けたＵ字形状に形成してなる特許請求の範囲第１項記載
   の半導体装置の製造方法。