KR950009286B1 - 초고집적 회로의 소자 고립방법 - Google Patents
초고집적 회로의 소자 고립방법 Download PDFInfo
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Abstract
내용 없음.
Description
제1도는 종래의 소자 동작영역과 격리영역의 분리를 나타낸 단면도.
제2도는 본 발명의 제조공정 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
1 : 기판 2, 5 : 실리콘 산화막
3, 6 : P/R 4 : 트렌치
7 : 다결정 실리콘
본 발명은 초고집적 회로의 소자 고립방법에 관한 것으로, 특히 고립면적을 감소시켜 칩의 크기를 최소화시킴과 아울러 평탄화(Planarization)를 이루기에 적당하도록 한 것이다.
종래의 기억소자 집적회로에서는 셀(Cell)내 개별소자간의 고립(Isolation)을 위해 제1도에 도시한 바와 같이 각 소자의 동작영역 사이에 실리콘 질화막을 정의한 후 소자간의 고립을 위해 기판(1)과 같은 종류의 불순물을 많이 도핑시켰으며, 실리콘 질화막에서는 산화가 되지 않는 것을 이용해 실리콘 산화막(2)을 약 6000Å 정도 선택적으로 성장시켜 각 소자의 동작영역 사이를 고립시켰다.
그러나, 상기와 같은 종래 기술에 있어서는 선택적인 실리콘 산화막 성장시 실리콘 질화막 밑으로는 새부리(Bird's Beak) 같이 실리콘 산화막(2)이 성장되므로 최초 정의한 개별소자의 동작영역이 작아져 칩 크기가 커지게 되었다.
또한 선택적인 실리콘 산화막(2)의 높이로 인하여 동작영역과 고립영역사이에 굴곡이 생겨 후속공정시 처리가 어려워지게 되었다.
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래의 결점을 해결하기 위한 것으로 이를 첨부된 도면 제2도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
먼저 (a)와 같이 개별소자의 동작영역과 고립영역을 분리하기 위해 P형 기판(1) 위에 P/R(3)을 이용하여 각 영역을 정의한다.
그리고, (v)와 같이 기판(1)을 얕게 식각하여 3000-10000Å 깊이의 트렌치(4)를 형성한다.
이것은 기존의 깊은 트렌치 식각의 공정상 어려움을 감안하여 얕게 한 것이다.
다음에 (c)와 같이 P/R(3)을 제거하고 (d)와 같이 실리콘 산화막(5)을 전면에 200-1000Å 정도 성장시킨다.
이후 (e)와 같이 다시 P/R(6)을 입힌 후 선택적 식각하는데 여기서, 실리콘 산화막(5)은 후에 성장시킬 다결정 실리콘과 함께 동작영역과 고립영역을 분리하는 절연체의 역할을 하게 된다.
다음에 (f)와 같이 이방성 식각에 의해 수직적으로 실리콘 산화막(5)을 건식 식각한 후 동작영역 사이의 고립을 위해 (g)와 같이 기판(1)과 같은 형의 불순물을 이온주입한다.
그리고 (h)와 같이 P/R을 제거하고, (i)와 같이 다결정 실리콘이 실리콘 기판위에만 선택적으로 성장되는 기술을 이용하여 실리콘 산화막(5)과 일치되는 높이(선택적 다결정 실리콘의 높이가 실리콘 산화막 계면의 높이에서 ±1000Å)까지 다결정 실리콘(7)을 성장시킨다.
이때, 다결정 실리콘의 선택적 성장공정은 실리콘 소스로서 SiH4또는 Si2H6가스를 이용하여 800℃ 내외의 온도에서 0.3mTorr 이하의 압력하에서 단결정 또는 다결정 실리콘을 결정핵(Seed)으로 사용하여 행하는 것으로, 실리콘 기판이 노출된 부분에서는 기판의 실리콘 결정이 결정핵으로 사용되어 다결정 실리콘이 성장되는 반면, 산화막이 형성된 부분에서는 결정성장핵이 없으므로 다결정 실리콘의 성장이 일어나지 않게 되어 제2도(i)와 같이 노출된 실리콘 기판상에만 다결정 실리콘이 선택적으로 형성된다.
이때 형성된 다결정 실리콘(7)은 절연체로서 저항에 수백 GΩ/Sq 정도이며, 소자의 특성에 따라 추가로 이온주입을 하여 저항을 더 높일 수도 있다.
예를 들어, 본 발명의 방법을 MOS 소자에 적용하면, 고립영역에 상기와 같은 방법으로 다결정 실리콘을 형성하기 전에 반도체 기판과 동일 도전형의 불순물을 기판 보다 고농도로 주입하여 채널스톱(Channel Stop) 영역을 형성함으로써 격리된 MOS 소자의반도체 기판과 반대 도전형의 불순물 영역간의 캐리어 흐름을 차단하여 누설전류를 방지할 수 있다.
이때 고립영역의 다결정 실리콘에 기판과 동일한 도전형의 불순물을 이온주입하여 채널스톱영역의 농도를 높임으로써 소자와 소자간의 누설전류에 대한 저항을 높여서 더욱 효과적으로 누설전류를 방지할 수 있다.
이상과 같은 본 발명에 의하면 개별소자와 동작영역 사이의 고립을 위해 종래 기술(선택적 산화)에서 버즈빅(Bird's Beak) 현상으로 인해 자연적으로 발생되는 동작영역 축소현상을 줄일 수 있으므로 집적도가 향상되며, 선택적 다결정 실리콘의 높이조절에 의해 집적회로 제조시 초기 평탄화를 이룰 수 있는 장점이 있다.
Claims (3)
- 반도체 기판(1) 위헤 P/R을 이용하여 개별소자의 동작영역과 고립영역을 정의하는 공정; 상기 고립영역에 해당하는 반도체 기판 부위를 식각하여 트렌지(4)를 형성하는 공정; 상기 반도체 기판 전면에 실리콘 산화막(5)을 성장시키는 공정; 고립영역상의 상기 실리콘 산화막을 제거하는 공정, 상기 고립영역에 상기 반도체 기판과 같은 도전형의 불순물을 주입하는 공정, 고립영역의 상기 트랜치내에 다결정 실리콘(7)을 선택적으로 성장시키는 공정을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 초고집적 회로의 소자 고립방법.
- 제1항에 있어서, 상기 고립영역의 반도체 기판은 3000-10000Å 깊이로 식각함을 특징으로 하는 초고집적 회로의 소자 고립방법.
- 제1항에 있어서 실리콘 산화막의 두께는 200-1000Å으로 함을 특징으로 하는 초고집적 회로의 소자고립방법.
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