JPS6310897B2 - - Google Patents

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JPS6310897B2
JPS6310897B2 JP557480A JP557480A JPS6310897B2 JP S6310897 B2 JPS6310897 B2 JP S6310897B2 JP 557480 A JP557480 A JP 557480A JP 557480 A JP557480 A JP 557480A JP S6310897 B2 JPS6310897 B2 JP S6310897B2
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silicon dioxide
silicon
dioxide film
mask
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Toshuki Ishijima
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NEC Corp
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Nippon Electric Co Ltd
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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
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • H01L21/76213Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose
    • H01L21/76216Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose introducing electrical active impurities in the local oxidation region for the sole purpose of creating channel stoppers
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法、特にその素子
分離構造の製造方法に関するものである。
第1図は、従来知られているシリコン基板と窒
化珪素膜との酸化膜の成長速度差を利用した選択
酸化法による素子分離構造の製造方法を示したも
のである。
第1図aはシリコン結晶11表面に熱酸化法に
より二酸化珪素膜12を形成し、その上に窒化珪
素膜13を形成しさらに熱酸化法により窒化珪素
膜13上に二酸化珪素膜14を形成した後素子領
域の形状を有するホトレジスト15を形成した状
態を示す。
第1図bはレジスト15を耐腐蝕マスクとして
二酸化珪素膜14を腐蝕除去して、素子領域の形
状を有する二酸化珪素膜14′を形成した後、レ
ジスト15を除去した状態を示す。
第1図cは二酸化珪素膜14′を耐腐蝕マスク
として窒化珪素膜13を腐蝕除去し、素子領域形
状を有する窒化珪素膜13′を形成した後、この
窒化珪素膜13′を耐拡散マスクとして、非素子
領域に基板と同一導電型の不純物16を拡散した
状態を示す。
第1図dは、窒化珪素膜13′を耐酸化マスク
として熱酸化を行ない非素子領域に厚い二酸化珪
素膜17を形成することにより素子分離を行なつ
た状態を示すものである。
しかしながら従来のこの選択酸化法による素子
分離構造の製造方法は、非素子領域上に厚い二酸
化珪素膜を形成する際に所謂バーズビークが生じ
て素子領域幅を狭めるという欠点を有している。
素子の集積化が進んでいる現在素子寸法は微細化
の一途をたどつている。このような中で、前述し
たような選択酸化による素子分離工程における素
子領域幅の狭ばまりは大きな問題である。つまり
バーズビーク量を初めから考えて、このくい込み
分をマスク寸法に入れておかなければならず、こ
のことが大容量の集積回路を製造する場合には、
チツプ寸法に大きな影響を及ぼすことになる。本
発明は、非素子領域に素子分離のための熱酸化膜
を成長させる際に生じる素子領域への酸化膜のく
い込み所謂バーズビークを防ぎ素子領域幅の狭ま
りをなくすことにより、高集積化に適した半導体
素子における素子分離構造の製造方法を提供する
ことを目的としている。
本発明によれば半導体結晶基板表面に二酸化珪
素膜を形成する工程、該二酸化珪素膜上に素子領
域形状を有するマスク被膜を形成する工程、該マ
スク被膜を耐エツチングマスクとして非素子領域
に位置する前記二酸化珪素膜および前記基板表層
部をエツチング除去する工程、前記マスク被膜を
耐イオン注入マスクとして非素子領域に該基板と
同一導電型不純物をイオン注入する工程、該マス
ク被膜を除去する工程、こうして得た基板表面上
に二酸化珪素膜を形成する工程、該二酸化珪素膜
上に窒化珪素膜を被着する工程、該窒化珪素膜上
に多結晶シリコンを被着する工程、該多結晶シリ
コン上に二酸化珪素膜を形成する工程、該二酸化
珪素膜上に非素子領域形状を有するマスク被膜を
形成する工程、該マスク被膜を耐腐蝕マスクとし
て該二酸化珪素膜を腐蝕除去する工程、該マスク
被膜を除去する工程、こうして形成した非素子領
域の形状を有する二酸化珪素膜を耐腐蝕マスクと
して前記多結晶シリコンを腐蝕除去する工程こう
して非素子領域に位置することとなつた多結晶シ
リコンおよび素子領域に位置することとなつた窒
化珪素膜を耐腐蝕マスクとして非素子領域の形状
を有する該二酸化珪素膜を腐蝕除去する工程、該
窒化珪素膜を耐酸化マスクとして非素子領域に位
置する多結晶シリコンを完全に酸化する工程、を
含むことを特徴とする半導体装置における素子分
離構造の製造方法を得る。
以下本発明の典型的な一実施例及び本発明を絶
縁ゲート電界効果トランジスタと拡散層配線に応
用した例について第2図、第3図を用いて詳述す
る。第2図aは、第1導電型の半導体結晶基板と
してP型シリコン結晶基板21を用いその表面に
熱酸化法により二酸化珪素膜22を形成しさらに
その上に素子領域の形状を有するレジスト23を
形成した状態である。
第2図bは、前記レジスト23を耐エツチング
マスクとして非素子領域の二酸化珪素膜および基
板シリコン表層部を例えばスパツタエツチング
等々の手法でエツチング除去し、さらに前記レジ
スト23を耐イオン注入マスクとして非素子領域
に基板と同じ第1導電型不純物として硼素をイオ
ン注入して硼素イオン注入層24を形成した状態
である。第2図cは前記レジスト23を除去した
後熱酸化法により薄い二酸化珪素膜25を形成
し、その表面に化学蒸着法により窒化珪素膜26
を成長し、さらにその表面に化学蒸着法により多
結晶シリコン27を成長させた後、熱酸化法によ
り、多結晶シリコン27上に二酸化珪素膜28を
成長させ、さらにその上に非素子領域の形状を有
するレジスト29を形成した状態を示す。
第2図dは前記レジスト29を耐腐蝕マスクと
して素子領域上に露出している二酸化珪素膜を腐
蝕除去しレジスト29を除去した後非素子領域の
形状を有する二酸化珪素膜28′および窒化珪素
膜26を耐腐蝕マスクとして多結晶シリコン27
を腐蝕除去した状態である。
この製造工程における多結晶シリコン27の腐
蝕除去は、多結晶シリコン面が非素子領域におけ
る多結晶シリコン面にくる程度に腐蝕除去して図
示の状態に近くするが、あまりにも過度に除去し
て多結晶シリコンが薄すくならないようにする。
第2図eは非素子領域上の多結晶シリコン27′
と窒化珪素膜26を耐腐蝕マスクとして前記非素
子領域上の二酸化珪素膜28′を腐蝕除去した後、
窒化珪素膜26を耐酸化マスクとして素子領域上
の多結晶シリコン27′を熱酸化法により完全に
酸化し厚い二酸化珪素膜30を非素子領域に形成
することにより素子領域と非素子領域とを分離し
た状態を示す。
以上説明した本発明による素子分離法を実際の
半導体装置に応用した態様について、絶縁ゲート
電界効果トランジスタ及びそれに附属する拡散層
配線を例に、以下更に説明する。
第3図aは、第2図eで得た本発明による素子
分離構造を形成した後、素子領域上の窒化珪素膜
と二酸化珪素膜を腐蝕除去し、熱酸化法によりゲ
ート酸化膜となる二酸化珪素膜31を形成し、さ
らに化学蒸着法により多結晶シリコン32を成長
させ、その上に熱酸化法により薄い二酸化珪素膜
33を形成し、次に素子領域上にゲート電極の形
状を有するレジスト34を形成した状態である。
第3図bは前記レジスト34を耐腐蝕マスクと
して二酸化珪素膜33を腐蝕除去しゲート電極の
形状を有する二酸化珪素膜33′を形成してから
前記レジスト34を除去し、次にこの二酸化珪素
膜33′を耐腐蝕マスクとして多結晶シリコン3
2を腐蝕除去してゲート電極32′を形成した状
態である。第3図cは、ゲート電極の多結晶シリ
コン32′を耐イオン注入マスクとしてゲート酸
化膜31を通して第二導電型不純物として砒素又
は燐をイオン注入し、熱処理をして低抵抗ドレイ
ン35、ソース36および拡散層37を形成し図
の左側に絶縁ゲート電界効果トランジスタの、ま
た図の右側に拡散層配線の基本的断面構造が完成
した状態を示す。以上述べた通り本発明によれば
素子間分離構造を形成する際にバーズビークが形
成されないためマスク寸法に近い素子領域が形成
できるので、マスク寸法にバーズビーク分の寸法
余裕を見込む必要はない。また素子領域と非素子
領域との段差が小さいために配線金属の段差が緩
和され配線金属の断線が起こりにくくなる。さら
に実施例からもわかるように、非素子領域におけ
るチヤンネルストツパとしての第1導電型不純物
と、素子領域における第二導電型不純物との間に
大きな段差があるため浮遊容量が小さくなる。従
つて本発明によつて素子分離すれば、結果とし
て、表面がフラツトで高集積化、高速化に適した
半導体装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図a,b,c,dの各図は従来知られてい
る選択酸化法を用いることによつて素子間分離を
行なつた製造プロセスの模式的断面図であり第2
図a,b,c,d,eの各図は本発明の一実施例
をプロセスを追つて示した模式的断面図である。
第3図a,b,cは本発明によつて得た第2図e
の素子分離構造を出発点として、絶縁ゲート電界
効果トランジスタおよび拡散層配線を製造するプ
ロセスを説明する模式的断面図である。 図において各記号はそれぞれ次のものを示す。
11:シリコン基板、12:二酸化珪素膜、1
3:窒化珪素膜、13′:素子領域の形状を有す
る窒化珪素膜、14:二酸化珪素膜、14′:素
子領域形状を有する二酸化珪素膜、15:素子領
域形状を有するレジスト、16:チヤンネルスト
ツパとしての不純物添加層、17:二酸化珪素
膜、21:シリコン基板、22:二酸化珪素膜、
23:素子領域形状を有するレジスト、22′:
素子領域形状を有する二酸化珪素膜、24:チヤ
ンネルストツパとしての不純物添加層、25:二
酸化珪素膜、26:窒化珪素膜、27:多結晶シ
リコン、28:二酸化珪素膜、29:非素子領域
形状を有するレジスト、27′:非素子領域上の
多結晶シリコン、28′:非素子領域形状を有す
る二酸化珪素膜、30:二酸化珪素膜、25′:
非素子領域上の二酸化珪素膜、26′:非素子領
域上の窒化珪素膜、31:二酸化珪素膜、32:
多結晶シリコン、33:二酸化珪素膜、34:ゲ
ート電極形状を有するレジスト、32′:ゲート
電極形状を有する多結晶シリコン、33′:ゲー
ト電極形状を有する二酸珪素膜、35:ドレイン
領域、36:ソース領域、37:不純物による配
線層。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 半導体結晶基板表面に二酸化珪素膜を形成す
    る工程、該二酸化珪素膜上に素子領域形状を有す
    るマスク被膜を形成する工程、該マスク被膜を耐
    エツチングマスクとして非素子領域に位置する前
    記二酸化珪素膜および前記基板表層部をエツチン
    グ除去する工程、前記マスク被膜を耐イオン注入
    マスクとして非素子領域に該基板と同一導電型不
    純物をイオン注入する工程、該マスク被膜を除去
    する工程、こうして得た基板表面上に二酸化珪素
    膜を形成する工程、該二酸化珪素膜上に窒化珪素
    膜を被着する工程、該窒化珪素膜上に多結晶シリ
    コンを被着する工程、該多結晶シリコン上に二酸
    化珪素膜を形成する工程、該二酸化珪素膜上に非
    素子領域形状を有するマスク被膜を形成する工
    程、該マスク被膜を耐腐蝕マスクとして該二酸化
    珪素膜を腐蝕除去する工程、該マスク被膜を除去
    する工程、こうして形成した非素子領域の形状を
    有する二酸化珪素膜を耐腐蝕マスクとして前記多
    結晶シリコンを腐蝕除去する工程、こうして非素
    子領域に位置することとなつた多結晶シリコンお
    よび素子領域に位置することとなつた窒化珪素膜
    を耐腐蝕マスクとして非素子領域の形状を有する
    該二酸化珪素膜を腐蝕除去する工程、該窒化珪素
    膜を耐酸化マスクとして非素子領域に位置する多
    結晶シリコンを完全に酸化する工程、を含むこと
    を特徴とする半導体装置における素子分離構造の
    製造方法。
JP557480A 1980-01-21 1980-01-21 Production of element isolation structure for semiconductor device Granted JPS56103444A (en)

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JPS56103444A JPS56103444A (en) 1981-08-18
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US4818235A (en) * 1987-02-10 1989-04-04 Industry Technology Research Institute Isolation structures for integrated circuits
US4980311A (en) * 1987-05-05 1990-12-25 Seiko Epson Corporation Method of fabricating a semiconductor device
US5385861A (en) * 1994-03-15 1995-01-31 National Semiconductor Corporation Planarized trench and field oxide and poly isolation scheme

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