JPS6358940A - 絶縁分離層の形成方法 - 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］ この発明は絶縁分離層の形成方法に関し、特にｐ形シリ
コン基板に設けられた溝の底部の所定部分に絶縁分離層
を形成する方法に関するものである。

ｆ従来の技術］ 第２Ａ図〜第２Ｄ図は、従来の、ｐ形シリコン基板に設
けられた溝の底部の所定部分に絶縁分離層を形成する方
法を示す工程断面図である。

この絶縁分離層の形成方法について説明すると、まず、
ｐ形シリコン基板１に溝２を設ける。ここで、１ａはｐ
形シリコン基板の表面、２ａは溝２の底部を示している
（第２Ａ図）。次に、溝２の表面およびｐ形シリコン基
板１の表面１ａに、ＣＶＤ法など反応ガスを用いる成膜
形成方法によって、たとえば窒化シリコン膜を形成し、
この後、周知の写真製版技術によって、溝２の底部２ａ
の絶縁分離層を形成しようとする部分２０ａのシリコン
窒化膜を選択的に除去して酸化阻止マスク３を形成する
（第２Ｂ図）。次に、酸化阻止マスク３と周知のシリコ
ン酸化方法のウェット酸化法とによって部分２０ａのｐ
形シリコン基板１を選択的に酸化して酸化シリコンから
なる絶縁分離層４を形成する（第２Ｃ図）。次に、周知
のエツチング技術によって酸化阻止マスク３を除去し、
このようにして溝２の底部２ａの所定部分に絶縁分離層
４を形成している（第２Ｄ図）。

［発明が解決しようとする問題点〕 ところで、従来の、ｐ形シリコン基板に設けられた溝の
底部の所定部分に絶縁分離層を形成する方法では、溝２
の深さが深い場合には、溝２の全表面に均一な膜厚の窒
化シリコン膜を形成することが困難であった。すなわち
、溝２の深さが深いと、溝２の表面において、窒化シリ
コン換を形成するための反応ガスの流れに淀みや渦を生
じ、窒化シリコン膜の膜厚が不均一になる。また、溝２
内部では、窒化シリコン膜に加わる熱的ストレスが複雑
な分布をするため、窒化シリコン膜にクラックが発生し
やすい。このため、窒化シリコン膜の薄くなりすぎたと
ころやクラックが発生したところでは、マスクとしての
機能を発揮できず、部分２０ａだけでなく不必要かつぎ
害な部分にも酸化シリコンからなる絶縁分離層が形成さ
れてしまうという欠点があった。

そして、この欠点は、深い溝構造によって半導体装置を
高集積化しようとする上での問題点となっていた。

この発明は上記のような間巧点を解消するためになされ
たもので、ｐ形シリコン基板に設けられた溝の底部の所
定部分だけに確実かつ簡単に絶縁分離層を形成できる、
絶縁分離層の形成方法を得ることを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ この発明に係る絶縁分離層の形成方法は、溝が設けられ
たｐ形シリコン基板の表面に対して所定斜め方向からブ
ロトンをイオン注入して、溝の底部の絶縁分離層を形成
しようとする所定部分を除いてこの溝の表面にドナー層
を形成し、絶縁分離層を形成しようとする上記所定部分
のｐ形シリコン基板を陽極化成して多孔質シリコン膜を
形成し、多孔質シリコン膜およびこの多孔質シリコン膜
下部のｐ形シリコン基板を酸化して酸化シリコンからな
る絶縁分離層を形成し、熱処理によってドナー層をｐ形
シリコンに戻す方法である。

［作用〕 この発明においては、溝が設けられたｐ形シリコン基板
の表面に対して所定斜め方向からブロトンをイオン注入
してこの溝の表面にドナー層を形成する場合、ｐ形シリ
コン基板の表面によってブロトンのイオン注入の一部が
遮られて溝の底部の一部分にドナー層が形成されない部
分ができる。

また、ドナー層は通電されない性質を有するので、これ
をマスク的に用いてｐ形シリコン基板を陽極化成する場
合、ドナー層のない部分は多孔質シリコン膜となる。

また、多孔質シリコン膜は、ドナー層よりも酸化速度が
大きいという性質がある。

また、ドナー層は熱処理によって元のｐ形シリコンに戻
る性質がある。

したがって、溝の底部のドナー層が形成されない部分を
陽極化成して多孔質シリコン膜に変え、酸化によって多
孔質シリコン膜およびこの多孔質シリコン膜下部のｐ形
シリコン基板を酸化シリコンからなる絶縁分離層にし、
熱処理でドナー層をｐ形シリコンに戻すことによって、
溝の底部の所定部分にシリコン酸化膜からなる絶縁分離
層を形成できる。

［実施例］ 以下、この発明の実施例を図について説明する。

第１Ａ図〜第１Ｄ図は、この発明の実施例である、ｐ形
シリコン基板に設けられた溝の底部の所定部分に絶縁分
離層を形成する方法を示す工程断面図である。

この絶縁分離層の形成方法について説明すると、ｐ形シ
リコン基板１に溝２を設けた後、ｐ形シリコン基板１の
表面１ａに対して右斜め方向および左斜め方向からブロ
トン５ａ、５ｂをイオン注入して？ｇ　２の表面および
ｐ形シリコン基板１の表面１ａにドナー層６を形成する
。このとき、表面１ａに対して適切な注入角θλ、θｂ
でブロトン５ａ、５ｂをイオン注入すると、表面１ａに
よってブロトン５ａ、５ｂのイオン注入の一部が遮られ
て、ブロトン５ａ、５ｂのイオン注入が行なわれない部
分、すなわち、溝２の底部２ａの一部分にドナー層６が
形成されない部分２０ａができる（第１Ａ図）。次に、
ドナー層６をマスク的に用いてｐ形シリコン基板１を陽
極化成すると、ドナー層６は通電されない性質を有する
ので、ドナー層６が形成されていない部分２０ａのとこ
ろだけが陽極化成されて多孔質シリコン膜７が形成され
る。このとき、ドナー層６のある部分はそのままで残さ
れる（第１Ｂ図）。次に、第１Ｂ図のものを、たとえば
０．、Ｈ２Ｏを含む雰囲気で酸化温度１０００℃のウェ
ット酸化を行なう。このとき、多孔質シリコン膜７はド
ナー層６よりも酸化速度が大きいので、多孔質シリコン
膜７はすぐすべて酸化シリコンに変わり、さらにこの多
孔質シリコン膜７下部のｐ形シリコン基板１も酸化シリ
コンに変わって絶縁分離層４が形成される。またこのと
きドナー層６表面に薄いシリコン酸化膜８が形成される
（第１Ｃ図）。次に、周知のシリコン酸化膜のエツチン
グ法によって薄いシリコン酸化膜８を除去し、この後、
たとえばｓ　ｏ　ｏ　’ｃで熱処理すると、ドナー層Ｓ
は熱処理によって元のｐ形シリコンに戻り、このように
して溝２の底部２ａの所定部分に絶縁分離層４を形成す
る（第１Ｄ図）。

［発明の効果コ 以上のようにこの発明によれば、溝が設けられたｐ形シ
リコン基板の表面に対して所定斜め方向からブロトンを
イオン注入して、溝の底部の絶縁分離層を形成しようと
する所定部分を除いてこの溝の表面にドナー層を形成し
、絶縁分ｔＩ！層を形成しようとする上記所定部分のｐ
形シリコン基板を陽極化成して多孔質シリコン膜を形成
し、多孔質シリコン膜およびこの多孔質シリコン膜下部
のｐ形シリコン基板を酸化して酸化シリコンからなる絶
縁分離層を形成し、熱処理によってドナー層をｐ形シリ
コンに戻すので、従来のような不必要かつ有害な部分に
も酸化シリコンからなる絶縁分離層ができてしまう欠点
は発生せず、溝の底部の所定部分だけに確実に絶縁分離
層を形成できる。

また、この発明においては酸化阻止マスクを形成しない
ので、絶縁分離層の形成が簡単となる。

また、これらの効果は、溝の深さが深いほど顕著となる
から、溝構造による半導体装置の高集積化に極めて有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１Ａ図〜第１Ｄ図は、この発明の実施例である、ｐ形
シリコン基板に設けられた溝の底部の所定部分に絶縁分
離層を形成する方法を示す工程断面図である。 第２Ａ図〜第２Ｄ図は、従来の、ｐ形シリコン基板に設
けられた溝の底部の所定部分に絶縁分離層を形成する方
法を示す工程断面図である。 図において、１はｐ形シリコン基板、１ａは表面、２は
溝、２ａは底部、２０ａは部分、４は絶縁分離層、５ａ
、５ｂはブロトン、６はドナー層、７は多孔質シリコン
膜、８は薄いシリコン酸化膜である。 なお、各図中同一符号は間−または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｐ形シリコン基板に設けられた溝の底部の所定部分に絶
   縁分離層を形成する方法であって、前記溝が設けられた
   前記ｐ形シリコン基板の表面に対して所定斜め方向から
   ブロトンをイオン注入して、前記底部の前記絶縁分離層
   を形成しようとする前記所定部分を除いて該溝の表面に
   ドナー層を形成する工程と、 前記絶縁分離層を形成しようとする前記所定部分の前記
   ｐ形シリコン基板を陽極化成して多孔質シリコン膜を形
   成する工程と、 前記多孔質シリコン膜および該多孔質シリコン膜下部の
   前記ｐ形シリコン基板を酸化して酸化シリコンからなる
   前記分離絶縁層を形成する工程と、熱処理によって前記
   ドナー層をｐ形シリコンに戻す工程とを備えた絶縁分離
   層の形成方法。