KR930008540B1 - 반도체장치의 소자분리방법 - Google Patents
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Abstract
내용 없음.
Description
제 1a-d 도는 종래의 LOCOS제조 공정도.
제 2a-e 도는 본 발명에 의한 개량 LOCOS제조 공정도.
제 3 도는 개량 LOCOS를 이용하여 CMOS트랜지스터를 제작한 참조도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 산화막 2 : 질화막
3 : 포토레지스트 4 : 채널스토퍼
5 : 기판격리막 6 : 다결정 실리콘
7 : 실리콘기판 8 : 전극배선
본 발명은 반도체장치의 소자분리방법에 관한 것으로 특히 다결정 실리콘/실리콘 이중산화를 이용하여 버즈 비크(Bird's Beak)와 잔류응력을 삭감할 수 있도록 한 개량된 LOCOS방법에 관한 것이다.
종래의 LOCOS제조 공정을 첨부된 도면 제 1a-d 도를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 실리콘 기판(7 ; Silicon)의 상단전면에 응역이완을 위한 산화막(1 ; 실리콘 이산화물=Silicon Dioxide)을 형성한 후 그위에 질화막(2 ; 실리콘 질화물 ; Silicon Nitride)을 증착하고 (제 1a 도 참조), 포토레지스터(3 ; PhotoResist)를 이용한 사진식각공정에 의해 상기 질화막(2)과 산화막(1)을 선택적으로 식각한 다음 채널스톱이온을 주입하고(제 1b 도참조), 실리콘기판(7)과, 산화막(1)의 사이에 채널스토퍼(4)로서 정규의 콜렉터-베이스 접합의 바깥쪽을 환상의 P형 영역으로 둘러싸서 콜렉터에 채널이 생기지 않도록 하기 위하여 P형 영역을 매우 높은 농도를 확산시킨 후에 필드(Field)산화막(1)을 형성하고 (제 1c 도 참조), 질화막(2)을 제거하므로써 (제 1d 도 참조) 소자분리를 행한다.
그러나 종래의 LOCOS방법을 버즈 비크(제 1d 도의 〈가〉부 ; Bird's Beak)에 의하여 실리콘 기판(7)의 면적이 감소하게 되므로 소자를 높은 깁적도를 집적화할 수 없는 문제점이 있으며, 또한, 실리콘 기판(7)의 상단전면에 응력이완을 위한 산화막(1)을 형성시키므로(제 1a 도 참조) 실리콘 기판(7)에 결함이 발생하게 되는 문제점이 있었다.
따라서 본 발명의 개량 LOCOS방법은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로 첨부된 도면 제 2a-e 도를 참보하여 설명하면 다음과 같다. 실리콘 기판(7)의 표면에 기판격리막(5)으로서 후속공정의 다결정 실리콘의 습식식각시에 실리콘 기판의 손상을 방지할 수 있는 산화막이나 질화막을 100-1000Å두께로 형성한다.
이때 산화막인 경우에는 500℃이상에서 LPCVD에 의해 증착하거나 600℃이상에서 O2또는 H2O등의 산화성 분위기에서 열처리하여 성장시키며, 질화막인 경우에는 600℃이상에서 NH3나 N2와 O2를 포함하는 가스소오스를 이용한 LPCVD에 의해 증착한다.
이어서 상기 기판격리막(5)위에 다결정실리콘 혹은 비정질 실리콘막(6)을 0.5-10m torr의 압력에서 500℃-600℃온도로 500Å-2000Å의 두께가 되도록 LPCVD에 의하여 증착한다.
이후 후속공정이 필드(Field)산화막 형성시 응력을 이완시키기 위하여 800℃-950℃의 온도에서 산화성 분위기에서 열처리하여 다결정 실리콘막(6) 표면에 응력이완을 위한 산화막(1)을 100Å-1000Å의 두께로 성장시킨다(제 2a 도 참조).
이후 산화마스크층으로서 질화막(2)을 600℃이상에서 NH3나 N2와 Si을 포함하는 가스소오스를 이용하여 LPCVD에 의해 500Å-2000Å의 두께로 증착한 후 소정의 포토레지스트(감광막)패턴을 이용하여 질화막(2)과 응력이완을 위한 산화막(1)을 차례로 이방성식각하여 필드산화막 형성을 위한 윈도우를 형성한다. 이후 채널스토퍼(4) 형성을 위하여 기판과 타이프(type)의 불순물 이온을 기판농도보다 높게 이온주입한다(제 2b 도 참조).
이후 상기 감광막을 제거하고 O2또는 H2O를 포함하는 산화성분위기에서 열처리하여 3000Å-6000Å의 두께로 필드산화막(1)을 형성한다(제 2c 도 참조). 이후 질화막(2)을 H3PO4를 포함하는 용액을 이용하여 습식식각 제거한 후 이방성식각을 이용하여 상기 형성된 필드산화막의 일부와 응력이완을 위한 산화막(1)을 식각제거한다(제 2d 도 참조).
이때 하부의 다결정 실리콘막 또는 비정질 실리콘막(6)이 에치스토퍼(etchstopper)로서 작용한다.
이후 다결정 실리콘막(6)을 F이온이나 Cl이온을 이용한 이방성 식각 혹은 HNO3를 포함하는 용액을 이용한 습식식각으로 제거한 후 기판격리막(5)을 습식식각으로 제거하여(산화막일 경우는 HF용액, 질화막일 경우는 H3PO4용액을 이용하여 식각) 실리콘 소자사이의 격리영역을 형성한다(제 2e 도 참조).
이상과 같이 본 발명에 의한 개량 LOCOS방법은 다결정 실리콘(6)과 실리콘 기판(7)을 이중으로 산화하는 공정을 수행하여 필드산화막(1)을 형성한 다음(제 2c 도 참조) 기판격리막(5)의 위로 다결정 실리콘(6)과, 질화막(2), 필드산화막(1)의 일부 및 응력완화를 위한 산화막(1)을 차례로 식각 제거함으로써 버즈 비크가 없는 필드 산화막(1)만이 남게되며(제 2e 도 참조), 실리콘 기판(7)의 상단전면에 기판격리막(5)을 증착한 후 그위에 다결정 실리콘(6)을 적절한 두께로 증착하고 응력이온을 위한 산화막(1)을 형성한 후 질화막(2)을 증착하여 식각하므로써 실리콘기판(7)으로의 응력이 삭감됨으로 인하여 결함이 저하되고 LOCOS소자의 특성이 향상되는 효과를 갖게 된다.
또한, 상기 다결정 실리콘막(6)을 이용함으로써 필드산화막의 평탄도가 향상되는 효과도 얻을 수 있게 된다.
상기의 개량 LOCOS를 사용하여 CMOS트랜지스터를 제작한 형태는 첨부된 도면 제 3 도에 도시되어 있다.
Claims (1)
- 실리콘 기판(7)의 상단 전면에 기판격리막(5)과, 다결정 실리콘(6), 응력이완을 위한 산화막(1) 및 질화막(2)을 차례로 형성하는 공정과, 소정의 포토레지스트패턴(3)을 이용하여 상기 질화막(2)과 산화막(1)을 선택적으로 식각한 후, 채널스톱 이온을 주입하는 공정과, 필드산화막(1)을 형성하는 공정과, 상기 잔존하는 질화막(2)을 습식식각하여 제거하고 상기 필드 산화막(1)의 일부 및 상기 응력이완을 위한 산화막(1)을 이방성 식각하여 제거하는 공정과, 상기 다결정 실리콘막(6) 및 기판 격리막(5)을 습식식각하여 제거하는 공정을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분지방법.
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