JPH02116131A - 半導体装置の製造方法 - 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】 Ｃ産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に素子形成領
域の絶縁分離膜の形成方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体集積回路では共通基板上に多くの回路素子を形成
し、それらを電気的に絶縁分離する必要がある。その方
法の一つに酸化膜による絶縁分離方法がある。これは半
導体基板上４こ耐酸化膜を部分的に残し、半導体基板と
の酸化速度の差を利用して、いわゆる選択酸化を行ない
、基板内に埋設酸化膜を形成して絶縁分離膜とするもの
である。以下図面を用いて説明する。

第３図（ａ）〜（ｄ）は従来の埋設酸化膜の製造方法を
説明するための工程順に示した半導体チプの断面図であ
る。

まず第３図（ａ）に示すように、Ｓｉ基板１を熱酸化し
て厚さ５００Ａ程度のうすい第１のバッド５ｉ０２膜２
を形成し、その上に厚さ１０００Ａ程の第１のシリコン
窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）３をＣＶＤ法などにより被着し
、次でこの第１のＳｉ３Ｎ４膜３をフォトリソグラフィ
ー技術によりパターニングする。次に、この第１の５ｉ
５Ｎ４膜３をマスクとしてＳｉ基板ｌの表面を選択酸化
し、厚さ１２００ＯＡ程度の厚いＳ　ｉ　０２膜を形成
する。この厚い５ｉＣ）＋膜をバッフアート弗酸等によ
り除去し、再度厚さ５００Ａ程度の第２のパッドＳ　ｉ
　０２膜４を形成後、厚さ５００Ａ程度の第２のＳｉ３
Ｎ４膜５を被着する。

次に第３図（ｂ）に示すように、第２のＳｉ３Ｎ４膜５
が除去される程度までＳｉ基板１の全面を異方性エツチ
ングするとバーズビーク部分のＳｉ３Ｎ４膜５Ａ、５Ｂ
が残る。

次に第３図（Ｃ）に示すように、これらの５ＬＮ４膜５
Ａ、５Ｂをマスクに第２の選択酸化をすると、絶縁分離
用の厚さ１２００ＯＡ程度の厚い５ｉ０２膜６が形成さ
れる。第３図（ｃ）における７は、第２の選択酸化で形
成されたＳｉ３Ｎ４膜上の５ｉ０２である。

次に、第３図（ｄ）に示すように、Ｓｉ３Ｎ４膜上のＳ
　ｉ　０２膜７をバッフアート弗酸により除去後、Ｓｉ
３Ｎ４膜を熱リン酸等により除去する。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上述した従来の酸化膜絶縁分離方法は第３図（
ｃ）に示した様に、第２の選択酸化後、Ｓｉ３Ｎ４膜上
５ｉ０２膜７がはさまれた形で第２のＳｉ２Ｎ４膜５Ａ
と５Ｂがくっついてしまうという問題がある。

このＳｉ３Ｎ４膜がくっつくと、第３図（ｄ）に示す様
に、熱リン酸でウェットエツチングをした後も第２の５
ｉｑＮ４膜５Ｂの部分が残ってしまい、これが後工程に
なりひげ状にでてきて製造ラインにおけるごみの原因と
なり、半導体装置の歩留の低下および品質の低下を招く
という欠点があった。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、シリコン基板上に第
１のパッド酸化膜と第１の耐酸化膜とを順次形成する工
程と、前記第１の耐酸化膜をパターニングし素子分離領
域に開口部を形成したのち選択酸化を行ない該開口部内
に厚い第１の酸化膜を形成する工程と、前記第１の酸化
膜を除去したのち第２のパッド酸化膜と第２の耐酸化膜
とを順次形成する工程と、異方性エッイング法により第
２の耐酸化膜を除去したのち全面にポリシリコン膜を形
成する工程と、選択酸化法により前記開口部内の前記ポ
リシリコン膜と前記シリコン基板とを酸化し厚い第２の
酸化膜を形成する工程とを含んで構成される。

（実施例〕 次に、本発明について図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第１の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チップの断面図である。

まず第１図（ａ）、（ｂ）に示すように、従来の製造工
程と同様に処理する。すなわち、Ｓｉ基板１上に第１の
パッドＳ　ｉ　０２膜２と第１のＳｉ３Ｎ４膜３を形成
したのち、この第１のＳｉ２Ｎ４膜３をパターニングす
る。次でこの第１の≦ｉ３Ｎ４膜３をマスクとして選択
酸化を行ない厚いＳｉＯ２膜を形成したのち、この厚い
ＳｉＯ２膜をバッフアート弗酸により除去する。次で第
２のパッドＳｉＯ２膜４を形成したのち第２のＳｉ３Ｎ
４膜５を被着する。次で異方性エツチングにより第２の
Ｓｉ３Ｎ４膜５をエツチングし、バーズビーク部のみに
Ｓｉ３Ｎ４膜５Ａ、５Ｂを形成する。

次に第１図（ｃ）に示すように、厚さ１０００Ａ程度の
ポリシリコン膜１８を被着する。当然ながらＳｉ３Ｎ４
膜５Ａ、５Ｂの間にもポリシリコン膜が被着される。

次に第１図（ｄ）に示すように、第２の選択酸化を行な
い溝部のトータルＳｉＯ□膜厚が１４０００Ａ程度にな
る様にする。この時の表面の厚さ約２００　ＯＡのＳ　
ｉ　０２膜１９はポリシリコン膜１８によるものとなる
。ここで５ｉｌＮ４膜上にも厚さ約２０００Ａ程度のポ
リシリコンによる５ｉ０２膜１９が形成され当然ながら
Ｓｉ３Ｎ４膜５Ａ、５Ｂの間にもＳ　ｉ　０２膜１９が
形成されることになり、Ｓｉ３Ｎ４膜５，５Ｂがくっつ
くのが防止される。

次に第１図（ｅ）に示すように、このＳｉ３Ｎ、膜５Ａ
、５Ｂ上の厚さ２０００人の５ｉ０２膜１９をバッフア
ート弗酸等によりウェットエツチングし、更にＳｉ３Ｎ
４膜５Ａ、５Ｂを熱リン酸により除去する。

この操作によりＳｉ３Ｎ４膜残りのない理想的な埋設酸
化膜による絶縁分離が可能となる。又、第１の実施例に
よれば、第２の選択酸化でのＳｉＯ２の膜厚と第１の選
択酸化でのＳｉＯ□の膜厚を配慮する必要はなく、第２
の選択酸化を任意に設定することが可能である。

第２図（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２の実施例を説明す
るための工程順に示した半導体チプの断面図である。

まず第２図（ａ）に示すように、従来と同様の操作によ
りＳｉ基板１上に第のパッドＳ　ｉ　０２膜２、第１の
Ｓｉ３Ｎ４膜４を形成しパターニングしたのち選択酸化
する。次で選択酸化により形成された厚いＳ　ｉ　０２
膜を除去したのち厚さ５００八程度の薄い第２のパッド
Ｓ　ｉ　Ｏ２Ｍ３　、厚さ１０００Ａ程度の第２のＳｉ
３Ｎ４膜５を被着する。

次に第２図（ｂ）に示すように、厚さ約１０００Ａのポ
リシリコン膜２８を被着させる。

次に第２図（Ｃ）に示す様にポリシリコン膜２８および
第２のＳｉ３Ｎ、膜５を異方性エツチングする。

次に第２図（ｄ）に示す様に、第２の選択酸化を行い厚
さ１４０００Ａ程度のＳ　ｉ　０２膜２６を形成する。

この時もＳｉ３Ｎ４膜５Ａと５Ｂの間には厚さ２００Ｏ
Ａ程度のポリシリコンにより形成された５ｉ０２膜２９
が形成されるため、Ｓｉ３Ｎ４膜同志がくっつくという
ことはない 次に第２図（ｅ）に示す様に、５ｉ０２膜２９をバッフ
アート弗酸でエツチング後熱リン酸で５ｉｌＮ４膜をエ
ツチングすることにより厚いＳ　ｉ　０２膜２６による
素子分離膜が形成される。

この第２の実施例では、第１の実施例と比較して、第２
の選択酸化前にパッドＳ　ｉ　０２膜上にポリシリコン
がないため、深い方向に絶縁酸化膜を形成でき、寄生容
量を少なくできるという利点がある。又、ポリシリコン
膜、Ｓｉ３Ｎ４Ｍをイオンエツチングした時、ポリシリ
コンの膜厚分のみＳｉ３Ｎ４膜５Ｂが長くなり、第２の
選択酸化後のくいこみ量をへらすという利点もある。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、従来の製造方法と比較し
、第２の耐酸化膜を成長後にポリシリコン膜を成長させ
、第２の選択酸化時にこれを酸化膜に変換することによ
りＳｉ３Ｎ４膜同志のくっつきを防止できるなめ、Ｓｉ
３Ｎ４Ｍの残りのない絶縁分離膜が形成できる。従って
Ｓｉ３Ｎａｍによるごみの発生がなくなるため歩留及び
信頼性の高い半導体装置を製造できる効果がある。

第１図（ａ）〜（ｅ）及び第２図（ａ）〜（ｅ）は本発
明の第１及び第２の実施例を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図、第３図（ａ）〜（ｄ）は従
来の半導体装置の製造方法を説明するための工程順に示
した半導体チップの断面図である。

１・・・Ｓｉ基板、２・・・第１のパッド５ｉ０２膜、
３・・・第１のＳｉ３Ｎ４膜、４・・・第２のパッドＳ
ｉＯ□膜、５・・・第２のＳｉ３Ｎ４膜、５Ａ、５Ｂ・
・・Ｓｉ３Ｎ４膜、６，１６．２６−８　ｉ０２膜、７
．２７・・・５ｉ０２膜、１８．２８・・・ポリシリコ
ン膜、１９．２９・・・５ｉ０２膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリコン基板上に第１のパッド酸化膜と第１の耐酸化膜
   とを順次形成する工程と、前記第１の耐酸化膜をパター
   ニングし素子分離領域に開口部を形成したのち選択酸化
   を行ない該開口部内に厚い第１の酸化膜を形成する工程
   と、前記第１の酸化膜を除去したのち第２のパッド酸化
   膜と第２の耐酸化膜とを順次形成する工程と、異方性エ
   ッイング法により第２の耐酸化膜を除去したのち全面に
   ポリシリコン膜を形成する工程と、選択酸化法により前
   記開口部内の前記ポリシリコン膜と前記シリコン基板と
   を酸化し厚い第２の酸化膜を形成する工程とを含むこと
   を特徴とする半導体装置の製造方法。