JPH01310537A - 半導体装置およびその製造方法 - 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 本発明は近年ますます素子の集積化が進む半導体集積回
路製造技術に関するものである。

従来の技術 半導体集積回路の高集積化に伴い、製造技術においても
ただ単に最小寸法の巖細化だけでなくさまざまな新しい
技術が導入されつつある。素子分離技術においても、従
来、半導体基板の選択酸化を利用し素子を分離するＬＯ
ＣＯ３法に変って、半導体基板に垂直な溝（トレンチ）
を形成し絶縁物を埋め込むことにより素子を分離するト
レンチ分贋法が採用されつつある。

第２図にそのトレンチ分離法による素子形成の一例を示
す。まず、半導体基板２ｏ上の素子領域となる部分にシ
リコン酸化膜２１のパターン出しを行ない、シリコン酸
化膜２１をマスクとして半導体基板２０にＲＩＥ（反応
性イオンエツチング）等の異方性の強いドライエッチに
よシ垂直な溝２２を形成する（第２図ａ）。こののち、
減圧ＣＶＤ法でシリコン酸化膜２３を溝２２内にも等友
釣に堆積し、レジスト２４を平坦に塗布してから（第２
図ｂ）、レジスト２４とシリコン酸化膜２３が１対１で
エツチングされるような条件でドライエッチを行ない平
坦化しく第２図ｃ）、素子を溝２２内に埋め込まれたシ
リコン酸化膜２３で分離する。

このトレンチ分離法によって、ＬＯＣＯＳ法では避ける
ことのできなかった選択酸化の際のフィールド酸化膜の
素子領域部への入シ込みによるパターンシフトをなくす
ことができた。しかし、この垂直な溝を形成し絶縁物を
埋め込むトレンチ分離法にも集積度の限界は存在する。

発明が解決しようとする課題 集積度を上げる為に、素子領域幅も他のさまざまなパタ
ーン同様、微細化が進んでいる訳であるが、通常第３図
で示すように、素子領域とアルミ配線とを結ぶため、素
子領域上の層間絶縁層３３にコンタクト穴３４を形成す
る必要がある。これらは写真食刻法によって行なわれる
が、写真食刻の際の位置合わせにおいてどうしてもずれ
が生じる為、あらかじめマスク作成の際にはマスク余裕
を考えておかなければならない。もし、コンタクト形成
の際にコンタクト穴が素子領域から踏みはずして形成さ
れてしまうと（第３図ａ）、素子領域の拡散層３３は現
在非常に浅く（〜数千人）なっているため、アルミ配線
３６が拡散層３３と基板２ｏにまたがって形成されてし
まい（第３図ｂ）、素子として動作しなくなってしまう
。

この例では素子領域幅、素子分離（溝）幅が共に１μｍ
、コンタクト径０．８μｍ、マスク合わせのずれ０．２
５μｍの場合を示しているが、この場合コンタクト穴が
素子領域を踏みはずさない為には、０．１μｍ以下のマ
スク合わせずれでなければいけない。

課題を解決するための手段 本発明は、素子領域を規定する為に、半導体基板に溝を
形成する際に、溝が逆テーパー状になるエツチング条件
を適応することを特徴とするものである。

すなわち、本発明は、素子領域の幅が、所定の深さまで
深きにつれて狭まる形状となるごとく溝が形成され、溝
に絶縁物が埋込まれ素子領域に反対導電型の不純物層が
形成され、この上の層間絶縁層に、素子領域と溝にまた
がってコンタクト穴が形成され、素子領域表面とこのコ
ンタクト穴にて金属配線が接合している構造を得るもの
である。

作　　　用 上記手段により、溝をシリコン酸化膜等の絶縁膜で埋め
込み、不純物拡散層を形成し層間絶縁膜にコンタクト穴
を形成した際、コンタクト穴が素子領域を踏みはずして
も、コンタクトエッチの際に活性領域横に溝に埋め込ん
だ絶縁膜のサイドウオールが形成され、アルミ等の金属
配線を形成したときに配線が不純物拡散層のみに接触し
基板とはサイドウオールにより短絡しない構造となる。

この為、コンタクト穴のマスクと素子領域のマスク間の
合わせ余裕をなくし、集積度を飛躍的に向上させること
ができる。

実施例 第１図に本発明の一実施例を示す工程断面図を示す。

まず、半導体シリコン基板１上の素子領域となる部分て
シリコン酸化膜２をマスクとして半導体基板１に若干の
逆テーパーがつくように溝３を形成する（第１図ａ）。

溝３の形成の為には平行平板型のプラズマエッチ、ある
いは工、チング条件によってはＲＩＥでも逆テーパー形
状の溝が得られる。第１図ａで示すように逆テーノく−
は溝全体につける必要はなく、後で形成する不純物拡散
層よシ若干深い深さまでつければよい。ここでは不純物
拡散層は２００Ｑ八程度であり、５０００人の深さまで
溝が１００Ｑ八程度の入り込みを持つ逆テーパー状にな
るようなエツチング条件を適当に選択している。ここで
は素子領域幅、溝幅共に１μｍの場合を示している。

この後、通常のトレンチ分離と同様に、減圧ＣＶＤ法て
よりシリコン酸化膜４を堆積し、レジストを用いた工、
チバノク法で溝３内にシリコン酸化膜４を埋め込む（第
１図ｂ）。

第１図Ｃは溝３内に埋め込まれたシリコン酸化膜４によ
って分離された素子領域に基板と反対導電型の不純物拡
散層６を形成した後、層間絶縁膜６を堆積し、写真食刻
法によシコンタクト穴７を形成したときの工程断面図で
あシ、コンタクト穴子が不純物拡散層６からずれて形成
されているときの一例を示したものである。コンタクリ
径は０．８μｍ角で、マスク合わせずれは０．２６μｍ
のときを図示している。コンタクト穴のエツチングは通
常ＲＩＥ等の異方性の強いドライエッチで層間絶縁膜６
とシリコン基板１の選択比の大きな条件で行なわれるが
、溝３の形状が逆テーパー状になっている為、不純物拡
散層５側面にシリコン酸化膜４の一部４Ａ（サイドウオ
ール）が残存することになる。

この為、次に層間絶縁膜６上てアルミ配線８を形成した
とき（第１図ｄ）、コンタクト穴７中ではアルミ配線８
は不純物拡散層６とのみ接触しシリコン基板１とはシリ
コン酸化膜のサイドウオール４Ａによって絶縁されるこ
とになる。

発明の効果 本発明による半導体装置の構造およびその製造方法は、
半導体基板に形成した溝によシ素子を分離するトレンチ
分離法においてコンタクト穴が素子領域からずれても素
子の完全な動作を保証するものである。

本発明により、極端に言えば、マスク作成時においてフ
ンタクト穴と素子領域の合わせ余裕は完全になくすこと
が可能になシ、素子の集積度を飛躍的に向上させること
が可能になる。本発明は、高集積化の進む半導体集積回
路技術において極めて工業的価値の高いものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明にかかる半導体装置の製造方法の一例を
示す工程断面図、第２図、第３図は従来のトレンチ分離
法による半導体装置の製造方法の一例を示す工程断面図
である。 １・・′・・シリコン基板、２　、４・・・・シリコン
酸化膜、３・・・・・溝、６・・・・・不純物拡散層、
６・・・層間絶縁膜、７・・・・・・コンタクト穴、８
・・・・・・アルミ配線。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図　　　３肴 （ＩＡ グイじブール 第１図 第２図　　　ＺＺ　２４

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）素子領域幅が半導体基板表面から所定の深さまで
   深さにつれて所定の幅狭まる形状に前記半導体基板に溝
   が形成され、前記溝に絶縁物が埋め込まれており、前記
   素子領域に基板導電型と異なる導電型の不純物層が形成
   され、層間絶縁層に前記素子領域と前記溝にまたがって
   コンタクト穴が形成され素子領域表面と金属配線がコン
   タクト穴により接合していることを特徴とする半導体装
   置。
2. （２）半導体基板に、半導体基板表面から所定の深さま
   で深さにつれ所定の幅拡がる形状を持つ溝を形成する工
   程と、前記溝に絶縁物を埋め込む工程と、前記素子領域
   に基板導電型と異なる導電型の不純物を形成する工程と
   、層間絶縁膜を全面に堆積する工程と、前記素子領域と
   前記溝にまたがって前記層間絶縁膜にコンタクト穴を形
   成する工程と、前記層間絶縁膜上に金属配線を形成する
   工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。