JPS6310898B2 - - Google Patents
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- JPS6310898B2 JPS6310898B2 JP55033646A JP3364680A JPS6310898B2 JP S6310898 B2 JPS6310898 B2 JP S6310898B2 JP 55033646 A JP55033646 A JP 55033646A JP 3364680 A JP3364680 A JP 3364680A JP S6310898 B2 JPS6310898 B2 JP S6310898B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76202—Dielectric 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
- H01L21/76205—Dielectric 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 in a region being recessed from the surface, e.g. in a recess, groove, tub or trench region
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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、特にフイール
ド酸化膜の形成方法に関する。
ド酸化膜の形成方法に関する。
多数の半導体素子から構成するモノリシツク半
導体集積回路は各素子間を電気的に絶縁するため
に素子分離領域を必要とするが、集積回路の集積
度を向上するためには素子分離領域を出来る限り
小面積に形成すること換言すれば幅狭く形成する
ことが大切である。この様な素子分離領域として
フイールド酸化膜による分離法がPN接合分離と
比べて耐圧も高く、又配線容量が小さくなるので
好ましい方法とされているが、これを形成するに
は選択酸化方法が用いられており、第１図の断面
図にこれを示している。
導体集積回路は各素子間を電気的に絶縁するため
に素子分離領域を必要とするが、集積回路の集積
度を向上するためには素子分離領域を出来る限り
小面積に形成すること換言すれば幅狭く形成する
ことが大切である。この様な素子分離領域として
フイールド酸化膜による分離法がPN接合分離と
比べて耐圧も高く、又配線容量が小さくなるので
好ましい方法とされているが、これを形成するに
は選択酸化方法が用いられており、第１図の断面
図にこれを示している。
図において、半導体基板１上の素子形成領域に
薄い酸化膜２を介して選択的に窒化膜３を形成し
て遮蔽マスクとし、素子分離形成領域を露出させ
て、その部分を高温度で酸化して、フイールド酸
化膜４を生成せしめるのであるが、この様にして
形成すると図示のようにフイールド酸化膜４が基
板表面より盛り上つて形成されるために表面の凹
凸が著しくなり、その上面に導電配線層などを形
成すると、段差部分でうすくなつた配線層が形成
され断線を起こす恐れがある。
薄い酸化膜２を介して選択的に窒化膜３を形成し
て遮蔽マスクとし、素子分離形成領域を露出させ
て、その部分を高温度で酸化して、フイールド酸
化膜４を生成せしめるのであるが、この様にして
形成すると図示のようにフイールド酸化膜４が基
板表面より盛り上つて形成されるために表面の凹
凸が著しくなり、その上面に導電配線層などを形
成すると、段差部分でうすくなつた配線層が形成
され断線を起こす恐れがある。
従つて第２図の断面図に示す様に窒化膜３を選
択的に形成した後、素子分離形成領域（フイール
ド酸化膜形成領域）の表面をエツチングして、形
成せしめんとするフイールド酸化膜の膜厚の約半
分の深さをもつた凹部溝を形成し、しかる後に高
温度に酸化してフイールド酸化膜４を形成する方
法が採られている。この様にすれば、露出したシ
リコン（Si）面が酸化して、酸化シリコン
（SiO2）となる場合に、その体積が約２倍に膨張
するから、フイールド酸化膜４が形成されると、
丁度半導体基板１の表面と同じ高さまで盛り上
り、全体として表面に凹凸が少なく平坦となる。
択的に形成した後、素子分離形成領域（フイール
ド酸化膜形成領域）の表面をエツチングして、形
成せしめんとするフイールド酸化膜の膜厚の約半
分の深さをもつた凹部溝を形成し、しかる後に高
温度に酸化してフイールド酸化膜４を形成する方
法が採られている。この様にすれば、露出したシ
リコン（Si）面が酸化して、酸化シリコン
（SiO2）となる場合に、その体積が約２倍に膨張
するから、フイールド酸化膜４が形成されると、
丁度半導体基板１の表面と同じ高さまで盛り上
り、全体として表面に凹凸が少なく平坦となる。
しかし、それでも尚窒化膜３の端縁であるフイ
ールド酸化膜との境界部分が盛り上るが、これは
凹部溝の底面より酸化が起こるばかりでなく、側
面よりも酸化が進んで、それが表面に押し上げら
れるためで、これはバーズビークおよびバーズヘ
ツドの原因でもあり、又集積回路が高密度となつ
て導電配線層も微細となると、表面のかような凹
凸部も微妙に配線層の膜厚に影響し、率いては断
線事故に関係することとなる。
ールド酸化膜との境界部分が盛り上るが、これは
凹部溝の底面より酸化が起こるばかりでなく、側
面よりも酸化が進んで、それが表面に押し上げら
れるためで、これはバーズビークおよびバーズヘ
ツドの原因でもあり、又集積回路が高密度となつ
て導電配線層も微細となると、表面のかような凹
凸部も微妙に配線層の膜厚に影響し、率いては断
線事故に関係することとなる。
本発明は半導体集積回路を高集積化せしめると
共に、上記の様な問題点を改善する素子分離領域
の形成方法を提案するもので、半導体層上に、選
択的に窓あけされたマスク膜を設け、該マスク膜
をマスクとしてリアクテイブスパツタエツチング
により該半導体層に溝部を形成し、該マスク膜を
設けたまま、該溝部の側面を選択的に酸化して該
溝部を酸化物で埋めることを特徴とする。
共に、上記の様な問題点を改善する素子分離領域
の形成方法を提案するもので、半導体層上に、選
択的に窓あけされたマスク膜を設け、該マスク膜
をマスクとしてリアクテイブスパツタエツチング
により該半導体層に溝部を形成し、該マスク膜を
設けたまま、該溝部の側面を選択的に酸化して該
溝部を酸化物で埋めることを特徴とする。
以下図面を参照して本発明を詳細に説明する。
第３図ａ〜ｄは本発明の一実施例の製造工程順
断面図を示し、先づ第３図ａに示す様に半導体基
板１１上に400〜500Åの膜厚の酸化膜１２を高温
度酸化して形成し、その上面に1000Åの膜厚の窒
化膜１３を化学気相成長（CVD）法により被着
し、更にその上面にCVD法により1000Åの膜厚
の酸化膜１２′を被着し、これにリソグラフイ技
術を適用して選択的にフイールド酸化膜形成領域
のみを露出せしめて、素子形成領域は酸化膜１
２，１２′と窒化膜１３とからなる遮蔽マスクで
保護する。こゝで適用するリングラフイ技術は遠
紫外露光法Ｘ線露光法、電子ビーム露光法又は
DSW方式（直接に半導体基板上へパターンを縮
少投影し、これを反復して繰り返えす露光方式）
などを用いた微細パターン形成法で、幅1μm程度
は精度よく形成できるものである。又、酸化膜１
２は半導体基板１１と窒化膜１３との間に発生す
る歪応力を少くする緩衡層として介在せしめてお
り、上面の酸化膜１２′はイオン衝撃に強くする
ために形成されるものである。
断面図を示し、先づ第３図ａに示す様に半導体基
板１１上に400〜500Åの膜厚の酸化膜１２を高温
度酸化して形成し、その上面に1000Åの膜厚の窒
化膜１３を化学気相成長（CVD）法により被着
し、更にその上面にCVD法により1000Åの膜厚
の酸化膜１２′を被着し、これにリソグラフイ技
術を適用して選択的にフイールド酸化膜形成領域
のみを露出せしめて、素子形成領域は酸化膜１
２，１２′と窒化膜１３とからなる遮蔽マスクで
保護する。こゝで適用するリングラフイ技術は遠
紫外露光法Ｘ線露光法、電子ビーム露光法又は
DSW方式（直接に半導体基板上へパターンを縮
少投影し、これを反復して繰り返えす露光方式）
などを用いた微細パターン形成法で、幅1μm程度
は精度よく形成できるものである。又、酸化膜１
２は半導体基板１１と窒化膜１３との間に発生す
る歪応力を少くする緩衡層として介在せしめてお
り、上面の酸化膜１２′はイオン衝撃に強くする
ために形成されるものである。
次に第３図ｂに示す様にフイールド酸化膜形成
領域にリアクテイブスパツタ（イオン）エツチン
グによつて幅Ｆ＝1μm、深さＤ＝2μmの凹部溝１
４を形成する。スパツタリングガスとしては例え
ばフレオン（CF4）を用いるが、この様なリアク
テイブスパツタエツチは10-1Torr程度の減圧中
でフレオンガスをイオン化して加速し、これを基
板に叩き付けてエツチングする方法で、精度よく
垂直にエツチングすることができる。
領域にリアクテイブスパツタ（イオン）エツチン
グによつて幅Ｆ＝1μm、深さＤ＝2μmの凹部溝１
４を形成する。スパツタリングガスとしては例え
ばフレオン（CF4）を用いるが、この様なリアク
テイブスパツタエツチは10-1Torr程度の減圧中
でフレオンガスをイオン化して加速し、これを基
板に叩き付けてエツチングする方法で、精度よく
垂直にエツチングすることができる。
次に第３図Ｃに示す様に約1000℃の高温度酸化
雰囲気中で酸化処理して凹部溝１４を酸化物で埋
める。酸化は凹部溝の片側側面で5000Åの厚さの
基板を酸化させ、酸化すると体積は２倍となるか
ら約1μmの幅の酸化膜となる。そうすると両側側
面より幅2F＝2μmの酸化膜が形成されて凹部溝
１４は埋まり、又底面も同じく500Åの厚さが酸
化されるのでＤ＋Ｆ／２＝2.5μmの深さとなつた
フイールド酸化膜１５が形成される。従来の高温
酸化では主体は凹部溝の底面よりの酸化であつた
が、本発明は側面よりの酸化が進行することを利
用したもので、かようにすると上記の例の様に深
さ2.5μmのフイールド酸化膜を形成する場合で
は、従来は1.25μmの深さの凹部溝を形成し、
2.5μmの膜厚の酸化膜としていたが、本発明では
上記の様に2μmの深さの凹部溝を形成し、1μmの
膜厚の酸化膜とすればよいので高温での酸化処理
時間は膜厚の二乗に比例するから、（１／2.5）2＝ １／6.25に短縮される。
雰囲気中で酸化処理して凹部溝１４を酸化物で埋
める。酸化は凹部溝の片側側面で5000Åの厚さの
基板を酸化させ、酸化すると体積は２倍となるか
ら約1μmの幅の酸化膜となる。そうすると両側側
面より幅2F＝2μmの酸化膜が形成されて凹部溝
１４は埋まり、又底面も同じく500Åの厚さが酸
化されるのでＤ＋Ｆ／２＝2.5μmの深さとなつた
フイールド酸化膜１５が形成される。従来の高温
酸化では主体は凹部溝の底面よりの酸化であつた
が、本発明は側面よりの酸化が進行することを利
用したもので、かようにすると上記の例の様に深
さ2.5μmのフイールド酸化膜を形成する場合で
は、従来は1.25μmの深さの凹部溝を形成し、
2.5μmの膜厚の酸化膜としていたが、本発明では
上記の様に2μmの深さの凹部溝を形成し、1μmの
膜厚の酸化膜とすればよいので高温での酸化処理
時間は膜厚の二乗に比例するから、（１／2.5）2＝ １／6.25に短縮される。
次に第３図ｄに示す様に素子形成領域を遮蔽保
護していた酸化膜１２′、窒化膜１３及び酸化膜
１２を熱燐酸又は弗酸で除去すると、従来より更
に平坦化された表面が形成される。
護していた酸化膜１２′、窒化膜１３及び酸化膜
１２を熱燐酸又は弗酸で除去すると、従来より更
に平坦化された表面が形成される。
以上の実施例の様に本発明は凹部溝を許容され
る限りに狭くして、凹部溝の側面より酸化を進行
させる方法で、酸化処理時間は短かく、したがつ
てバーズビークの形成も小さくなる。
る限りに狭くして、凹部溝の側面より酸化を進行
させる方法で、酸化処理時間は短かく、したがつ
てバーズビークの形成も小さくなる。
バーズビークは窒化膜の下にもぐつて酸化膜が
形成されて鳥のくちばしの様になるもので、半導
体素子の形成に際しその歩留や信頼度に悪影響を
与えるものであるが、本発明のフイールド酸化膜
の形成法では酸化量が少ないので、バーズビーク
の形成も少なく、歩留や信頼度の向上に役立つ。
形成されて鳥のくちばしの様になるもので、半導
体素子の形成に際しその歩留や信頼度に悪影響を
与えるものであるが、本発明のフイールド酸化膜
の形成法では酸化量が少ないので、バーズビーク
の形成も少なく、歩留や信頼度の向上に役立つ。
且つ半導体基板の表面が平坦となり、導電配線
層の断線もなくなり、更に出来る限りに狭い幅の
フイールド酸化膜を形成するために集積回路の高
集積化に著しく貢献する方法で、その価値は極め
て高い発明である。
層の断線もなくなり、更に出来る限りに狭い幅の
フイールド酸化膜を形成するために集積回路の高
集積化に著しく貢献する方法で、その価値は極め
て高い発明である。
第１図及び第２図は従来の製造方法を示す断面
図で、第３図ａ〜ｄは本発明の製造方法を示す断
面図である。 図中、１，１１は半導体基板、４，１５はフイ
ールド酸化膜、１４は凹部溝、Ｄは凹部溝の深
さ、Ｆは凹部溝の幅を示している。
図で、第３図ａ〜ｄは本発明の製造方法を示す断
面図である。 図中、１，１１は半導体基板、４，１５はフイ
ールド酸化膜、１４は凹部溝、Ｄは凹部溝の深
さ、Ｆは凹部溝の幅を示している。
Claims (1)
- １ 半導体層上に、耐酸化性の第１の膜と、該第
１の膜上に形成され、イオン衝撃に対して強くす
るための第２の膜とを有して選択的に窓あけされ
たマスク膜を設け、該マスク膜をマスクとしてリ
アクテイブスパツタエツチングにより該半導体層
に溝部を形成し、該マスク膜を設けたまま、該溝
部の側面を選択的に酸化して該溝部を酸化物で埋
めることを特徴とする半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3364680A JPS56130940A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3364680A JPS56130940A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56130940A JPS56130940A (en) | 1981-10-14 |
| JPS6310898B2 true JPS6310898B2 (ja) | 1988-03-10 |
Family
ID=12392201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3364680A Granted JPS56130940A (en) | 1980-03-17 | 1980-03-17 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56130940A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58127344A (ja) * | 1982-01-26 | 1983-07-29 | Seiko Epson Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS58145145A (ja) * | 1982-02-22 | 1983-08-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の素子間分離絶縁膜の形成方法 |
| JPH02119137A (ja) * | 1988-10-27 | 1990-05-07 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5429573A (en) * | 1977-08-10 | 1979-03-05 | Hitachi Ltd | Fine machining method of semiconductor |
-
1980
- 1980-03-17 JP JP3364680A patent/JPS56130940A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5429573A (en) * | 1977-08-10 | 1979-03-05 | Hitachi Ltd | Fine machining method of semiconductor |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56130940A (en) | 1981-10-14 |
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