JPS63299361A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS63299361A
JPS63299361A JP13553187A JP13553187A JPS63299361A JP S63299361 A JPS63299361 A JP S63299361A JP 13553187 A JP13553187 A JP 13553187A JP 13553187 A JP13553187 A JP 13553187A JP S63299361 A JPS63299361 A JP S63299361A
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film
element isolation
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si3n4
isolation region
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Koji Otsu
大津 孝二
Hiroyuki Moriya
博之 守屋
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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、特に半導体集積回路
における微小幅の素子分離領域の形成法に関する。
〔発明の概要〕
本発明は、半導体領域上に素子分離領域を形成する半導
体装置の製造方法において、半導体領域上に形成した段
差部を覆って耐酸化膜を形成するコニ程、この耐酸化膜
を異方性エツチングにて段差部の上部と側壁部を残すよ
うに選択的に除去する工程、この耐酸化膜をマスクに半
導体領域をエツチングして素子分離用に係わる溝を形成
する工程、この溝内を選択的に酸化する工程を採用する
ことによって、リソグラフィ技術の最小線幅より小さい
微小幅の素子分離領域を形成できるようにしたものであ
る。
〔従来の技術〕
従来、半導体集積回路において、素子間を分離するため
の領域即ち素子分離領域の形成には、例えば選択酸化(
LOGO5)法、或いは溝を形成した後、この溝内を絶
縁層で埋める所謂ボックス法等が知られている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし乍ら、上述の選択酸化法では、バーズビーク等に
より耐酸化マスクとなる窒化シリコン膜の開口部と実際
に選択酸化された酸化シリコン層とのパターン変換差が
大きい為に、トランジスタ、拡11々j―などの素子形
成領域が少なくなる。又、ボックス法では、素子分離領
域の最小線幅がリソグラフィー技術の最小線幅によって
決まってしまい、それ以下の幅で素子分離領域を形成す
ることができなかった。
本発明は、上述の点に鑑み、半導体集積回路の高密度化
のために微小幅の素子分離領域の形成を可能にした半導
体装置の製造方法を提供するものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、半導体領域上に素子分離領域を形成する半導
体装置の製造方法において、半導体領域上に上部が耐酸
化膜(4)で覆われた段差部(6)を形成する工程と、
段差部(6)を覆って更に耐酸化膜(4)を形成する工
程と、耐酸化膜(4)を異方性エツチングにより段差部
(6)の上部と側壁部を残して選択的に除去する工程と
、耐酸化lI9 (41をマスクに半導体領域(1)を
エツチングして溝(8)を形成する工程と、溝(8)内
を選択的に酸化する工程を有してなる。
〔作用〕
段差部(6)をリソグラフィ技術の最小線幅で形成して
後、段差部(6)に耐酸化膜(4)の側壁部を形成し、
−この側壁部をもマスクとして半導体領域(1)に溝(
8)を形成するので、溝幅はリソグラフィ技術の最小線
幅より小さい幅となる。しかる後、段差部の上部及び側
壁部に設けられた耐酸化膜(4)を利用して溝(8)内
を選択的に酸化することにより、リソグラフィ技術の最
小線幅より小さい幅の素子分離領域が形成される。その
結果、半導体集積回路のより高密度化が可能となる。
〔実施例〕
以下、本発明による半導体装置の製造方法の実施例を説
明する。
第1図は本発明の一実施例である。本例においては、先
ず第1図Aに示すように第1導電形例えばp形のシリコ
ン基板(1)を用意し、この基板(11の一主面を酸化
して膜厚50〜500人程度の5to2BH2)を形成
する。次に5iOJ!J(21上に厚さ3000人程度
0多結晶シリコン層(3)及び厚さ1000人程度人程
 ixN 4膜(4)をCVD (化学気相成長)法に
て順次被着形成し、次いで、ホトレジスト層(5)をマ
スクにしてFfl&形成すべき素子分離領域と対応する
部分のSi3N4膜(4)及び多結晶シリコン層(5)
をRIE (反応性イオンエツチング)法により選択的
に除去して段差部(6)を形成する。(7)はエツチン
グ除去された開口部を示す。
次に、第1図Bに示すように段差部(6)を覆うように
更に全面に厚さ0.1〜0.3μのS i3N4膿(4
)をCVD法にて被着形成する。
次に、第1図Cに示すように5i3Nn膜(4)をRI
E法によりエツチングする。これにより多結晶シリコン
Iii (3)による段差部(6)の上部と側壁部には
S iJ 4膜(4)が残る。
次に、第1図りに示すようにSi3N4膜(4)をマス
クにシリコン基板(1)を深さ0.2〜1.0μ程度に
選択エツチングして溝(8)を形成する。その後、i 
(81内に例えはボロンをドープしてp十層になるチャ
ン不ルスl−、l/ツブ領域(9)を形成する。
次に、第1図已に示すように溝(8)内を選択的に酸化
して5102F−(10)にて埋める。これによって素
子分離領域(11)が形成される。
次に、第1図Fに示すようにS i3N 4膜(4)及
び多結晶シリコン屓(3)をエツチング除去する。これ
により表布が平坦で且つ素子分離領域幅の狭い集積回路
基板(12)が得られる。これ以後、素子分離領域(1
1)間の素子形成領域部に所望の半導体素子を形成する
第2図は本発明の他の実施例である。ここで、第2図A
 ” Dまでの工程は第1図A−Dの工程と同様なので
重複説明は省略する。本例においては、第2図りのシリ
コン基板(1)にfi (81を形成し、溝(8)内に
p+層によるチャンネルストップ領域(9)を形成した
後、溝(8)内を選択的に熱酸化して厚さ1000人程
度O5i02膜(15)を形成し、次で溝(8)内を埋
める如く多結晶シリコン(16)をCVD法にて被着形
成する。そして多結晶シリコン(16)をRI E法に
てエッチバックし溝(8)内のみに残して後、多結晶シ
リコン(16)を酸化する(第2図E参照)。この場合
溝(8)内の中央の多結晶シリコン(16)は一部酸化
されずに残る。これにより素子分離領域(11)が形成
される。
次いで、段差部(6)のSi3N4膜(4)及び多結晶
シリコン層(3)を除去し、第2図Fに示す表面が平坦
で素子分離領域幅の狭い集積回路基板(17)を得る。
これ以後は素子分離領域(11)間の素子形成領域部に
所望の半導体素子を形成する。
第1図及び第2図の製法では、段差部(6)間の開口部
(7)の幅をリソグラフィ技術の最小線幅で形成し、次
いで段差部(6)の側壁にSi3N4膜(4)による側
壁部を形成して、この5iJ4膜(4)をもマスクとし
てシリコン基板+11に溝(8)を形成することにより
、このtI(8)はりソグラフィ技術の最小線幅より小
さい幅の微細溝となる。その後、溝(8)内を選択的に
酸化し、また第2図ではさらに多結晶シリコン(16)
にて溝内を埋めて後、酸化することにより、リソグラフ
ィ技術の最小線幅より小さい幅の素子分離領域を形成す
ることができ、しかも、基板表面を平坦とすることがで
きる。この結果、より高密度化された半導体集積回路を
製造することが可能となる。
第3図は本発明の更に他の実施例を示すものである。こ
れは、狭い幅の素子分離領域と比較的広い幅の素子分離
領域を同時に形成する場合である。
本例においては、第3図Aに示すように第1導電形例え
ばp形のシリコン基板(1)の−主面を酸化して膜厚5
0〜500人程度のS i02膜(2)を形成する。
次にS i(h膜(2)上に厚さ3000人程度0多結
晶シリコン層(3)及び厚さ1000人程度O5)Si
J<膜(4)をCVD法にて順次形成し、次でホトレジ
スト層(5)をマクスに爾後形成すべき素子分離領域に
対応する部分のSi3N4膜(4)及び多結晶シリコン
屓(5)をRIE法により選択的に除去して段差部(6
)を形成する。(7)は狭い幅の素子分離領域に対応す
る開口部、(18)は広い幅の素子分離領域に対応する
開口部である。
次に、第3図Bに示すように段差部(6)を覆うように
更に全面に厚さ0.1〜0.3μの5iaNn膜(4)
をCVD法にて被着形成する。
次に、第3図Cに示すようにSi3N+膜(4)をRI
E法によりエッチバックし、多結晶シリコン層(3)に
よる段差部(6)の上部と側壁部に513N4膜(4)
を残す。
次に、第3図りに示すようにS ixN 4膜(4)を
マスクにシリコン基板(1)を例えば深さ0.2〜1.
0μ程度に選択エツチングして溝(81((8a)及び
(8b))を形成する。
溝(8a)は狭い素子分離領域に対応し、溝(8b)は
広い素子分離領域に対応する。その後、溝(8)内に例
えばボロンをドープしてp十層によるチャンネルストッ
プ領域(9)を形成する。
次に、第3図Eに示すようにfi (8)内を選択的に
熱酸化して厚さ1000人程度O5i02膜(12)を
形成し、次で溝(8)内を含んで多結晶シリコン(13
)をCVD法にて被着形成し、多結晶シリコン(13)
をRIE法にてエッチバックした後酸化する。この場合
、狭い溝(8a)は熱酸化膜及び多結晶シリコン(I3
)にて埋まり平坦化するが、広い溝(8b)では溝側壁
にのみ多結晶シリコン(13)が残存する。
次に、第3図Fに示すように、厚さ500〜1000人
程度のSi3N4膜(19)をCVD法にて被着形成し
て後、SiJ4M5!(19)をパターニングし、即ち
広い溝(8b)に対応した部分の5iJ4膜(19)を
選択的に除去する。
次に、このSi3N4M! (19)をマスクとして広
いdR(8b) を、1−−4M1’ll化シテ5i0
2rFi(20)で埋め平坦化する。しかる後、Si3
N4膜(19)。
(4)及び多結晶シリコン屓(3)を夫々エツチング除
去する。かくして、第3図Gに示すように微小幅の素子
分離領域(11^)と広い幅の素子分離領域(11B)
を形成してなる集積回路基板(21)を得る。
第3図の製法ではりソグラフィ技術で決まる最小線幅よ
り小さい幅の素子分!i!It領域(IIA)と、広い
幅の素子分離領域(11B)が同時に且つ夫々平坦に形
成でき、前述と同様により高密度化された半導体築積回
路の製造が可能となる。特に本例は例えばメモリ回路部
では狭い幅の素子分離領域とし、周辺回路部では比較的
広い幅の素子分離領域とするメモリ装置の製造に通用し
て好適である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、素子分離領域をリソグラフィ技術の最
小線幅よりも小さい微小幅とすることができ、且つ素子
分離領域が形成された状態で基板表面を平坦とすること
ができる。又、微小幅と比較的広い幅の素子分離領域を
同時に形成すること、が可能である。従って、より高密
度化した半導体!j!ff1回路を製造することができ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図A−Fは本発明による半導体装置の製造方法の一
実施例を示す工程図、第2図A−Fは本発明のイカの実
施例を示す工程図、第3図A−Gは本発明のさらに他の
実施例を示す工程図である。 (1)はシリコン基板、(2)はS t02膜、(3)
は多結晶シリコンIf、(4) 、  (19)はS 
iiN 4膜、(6)は段差部、(81,(8a) 、
  (8b)は溝、(11) 、  (11A) 。 (IIB)は素子分離領域、(15)はSiO2膜、(
16)は多結晶シリコン、(20)は5to2層である

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 半導体領域上に素子分離領域を形成する半導体装置の製
    造方法において、 半導体領域上に上部が耐酸化膜で覆われた段差部を形成
    する工程と、 上記段差部を覆って更に耐酸化膜を形成する工程と、 上記耐酸化膜を異方性エッチングにより上記段差部の上
    部と側壁部を残して選択的に除去する工程と、 上記耐酸化膜をマスクに上記半導体領域をエッチングし
    て溝を形成する工程と、 上記溝内を選択的に酸化する工程を有することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
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