JPH02309639A - 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】 〔概　要〕 ＬＯＣＯ３法によりフィールド酸化膜を形成する工程を
有する半導体装置の製造方法に関し、フィールド酸化膜
のバーズビークを小さくして幅の狭い拡散層を形成する
際に、ステップカバレッジを良くできるフィールド酸化
膜を併存させることを目的とし、 半導体層の上に、第一の酸化膜及び第一の酸化防止膜を
該半導体層の一部の領域に形成する工程と、前記第一の
酸化膜よりも薄い第二の酸化膜と、前記第一の酸化防止
膜よりも厚い第二の酸化防止膜とを前記半導体層の他の
領域に形成する工程と、上記第一の酸化防止膜及び前記
第二の酸化防止膜から露出した上記半導体層を選択酸化
することにより、前記第一の酸化防止膜の周囲に比べて
前記第二の酸化防止膜周囲に形成されるフィールド酸化
膜のバーズビークを小さくする工程とを含み構成し、又
は、酸化防止用ｎりを半導体層上に形成する工程と、上
記酸化防止用膜から露出した上記半導体層を選択酸化し
−てフィールド酸化膜を形成する工程と、上記半導体層
のうち電極配線間を接続しない領域を囲む上記フィール
ド酸化膜のバーズビークをエツチングする工程とを含み
構成する。

〔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、より詳しくは
、ＬＯＣＯ３法によりフィールド酸化膜を形成する工程
を有する半導体装置の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置においては、第３図に例示するように、半導
体基板３０の上に酸化防止用のシリコン窒化膜３１を形
成した後に、半導体基板３０を熱酸化してその表面にフ
ィールド酸化膜３２を形成することがある。

この場合、半導体基板３０表面の酸化１１２３３の膜厚
を薄くすることにより、フィールド酸化膜３２のバーズ
ビーク３４を小さくして半導体装置の集積度を高めるよ
うにしている。

ところで、バーズビーク３４が小さい場合には、第３図
（ｂ）に示すように、フィールド酸化膜３２により囲ま
れる領域に自己整合的に不純物を注入すると、不純物濃
度差が紙面横方向に急峻となる幅の狭い拡散層３５を形
成することが可能になる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、バーズビーク３４を小さくすると、第４図に示
すように、フィールド酸化膜３２及びゲート電極引出し
部３９の段差が２峻になるため、不純物を拡散した拡散
層３５の上に積層する層間絶縁膜３６の段差も急峻にな
る。このため、拡散層３５の上の眉間絶縁膜３６をエツ
チングしてコンタクトホール３７を形成し、ここに電極
１１ｇ３８を積層すると、ステップカバレッジが悪くな
るといった問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであっ
て、バーズビークを小さくして幅の狭い拡散層を形成す
る場合に、ステップカバレッジを良くできるフィールド
酸化膜を併存させることができる半導体装置の製造方法
を堤供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記した課題は、第１図において、半導体層２の上に、
第一の酸化ＩＩＩＪ１ｂ及び第一の酸化防止膜４ｂを該
半導体層２の一部の領域に形成する工程と、前記第一の
酸化膜１ｂよりも薄い第二の酸化膜１ａと、前記第一の
酸化防止膜４ｂよりも厚い第二の酸化防止膜４ａとを前
記半導体層の他の領域に形成する工程と、前記第一の酸
化防止膜４ｂ及び前記第二の酸化防止膜４ａから露出し
た上記半導体Ｎ２を選択酸化することにより、前記第一
の酸化防止膜４ｂの周囲に比べて前記第二の酸化防止膜
４ａ周囲に形成されるフィールド酸化膜７のバーズビー
クを小さくする工程とを存することを特徴とする半導体
装置の製造方法、または、第２図において、酸化防止用
膜１５を半導体層２上に形成する工程と、上記酸化防止
用膜１５から露出した上記半導体層２を選択酸化してフ
ィールド酸化膜１６を形成する工程と、上記半導体ｊＦ
Ｊ２のうち電極配線間を接続しない領域Ｃを囲む上記フ
ィールド酸化膜Ｉ６のバーズビークをエツチングする工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法に
より解決する。

〔作　用〕

第１の本発明によれば、酸化防止膜４ａ、４ｂ及び酸化
膜１ａ、ｌｂの膜厚を異なるように形成しているために
、半導体層２を選択酸化した後には、膜厚の厚い酸化防
止膜４ａ及び膜厚の薄い酸化膜１ａの縁部に形成される
フィールド酸化膜７のバーズビークは小さくなる。これ
に対して、膜厚の薄い酸化防止膜４ｂ及び膜厚の厚いシ
リコン酸化１１！Ｊ１ｂの縁部にかかるフィールド酸化
膜９のバーズビークは大きくなる。

このため、？ｉｔ極配極層線層続する拡散ＷｉｌＯの周
囲に、バーズビークの小さなフィールド酸化膜７を形成
することが可能になるとともに、配線電極を接続しない
拡散層１１の周囲にはバーズビークの小さなフィールド
酸化膜７を形成し、その縁部を急峻にすることができる
。

したがって、バーズビークを小さくすることにより、不
純物濃度差が大きくて幅の狭い拡散層を形成することが
できる一方、バーズビークを大きくすることにより、そ
の上に形成する層間絶縁膜をなだらかにして拡散層１０
上方のステップカバレッジを良くすることができる。

また、第２の発明によれば、電極配線を接続しない領域
Ｃを囲むフィールド酸化膜１６のバーズビークをエツチ
ングするため、このエツチングした領域Ｃに形成する拡
散層の不純物濃度差を急峻にすることができ、この拡散
層の幅を狭くすることが可能になる。

この場合に、エツチングされないフィールド酸化膜１６
周縁のバーズビークはそのままであり、電極配線を接続
する拡散層上のステップカバレッジを良くすることがで
きる。

〔実施例］ （ａ）発明の一実施例の説明 第１図は、本発明の一実施例を断面で示す工程図である
。

まず、第１図（ａ）に示すように、シリコン基板２表面
に膜厚５００人のシリコン酸化（ＳｉＯｚ）膜１を形成
し、この上に第１のレジスト３を形成してこれを露光、
現像することにより拡散層形成領域Ａに窓１ａを開口す
る。

この後に、四フッ化炭素（ＣＦ４）に水素（Ｉｌｔ）を
含んだガスを使用して反応性イオンエツチング法により
窓３ａから露出したシリコン酸化膜１を一定ｆｆ１（例
えば２００人）エツチングする。ついで、レジスト３を
除去する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、シリコン基板２上で
薄層化されたシリコン酸化膜１ａと、それ以外のシリコ
ン酸化１１ｆｉｌｂにシリコン窒化膜（ＳｉＪａ膜）４
を１２００人堆積する。

その後、第１図（Ｃ）に示すように、第２のレジスト５
を塗布してこれを露光、現像し、拡散層形成領域Ａのシ
リコン窒化膜４をレジスト５によって覆う。

そして、レジスト５から露出したシリコン窒化膜３を反
応性イオンエツチング法により薄層化して１０００人程
度０厚さにする（第１図（ｄ））、この場合のエツチン
グガスには臭化水素（ｌ（Ｂｒ）を使用する。

次に、上記した拡散層形成領域Ａの中央寄りの部分とそ
の他の拡散１ｉＪＩ域Ｂのみを覆うように第３のレジス
ト６を形成し、これをマスクに使用してシリコン窒化Ｗ
ｉ４を選択的にエツチングする。この後に第３のレジス
ト６を有機溶剤によって除去する。（第１図（ｅ））。

以上の工程によって、拡散層形成領域へにおいては、薄
層化した二酸化シリコン膜１ａの上に、幅の狭いシリコ
ン窒化膜４ａが１２００人の厚さに形成されることにな
る。また、後述する電極が接続される拡散層形成領域Ｂ
においては、二酸化シリコンＩ＜ｌｌｂの上に膜ｒ￥１
０００人のシリコン窒化膜４ｂが堆積されることになる
。

この段階で、図示しない加熱炉にシリコン基板２を入れ
て熱酸化すると、２つの窒化′ｆＰｉ４ａ、４ｂから露
出したシリコン基板２の表面が選択的に酸化され、シリ
コン基板２表面にフィールド酸化膜７が形成されること
になる（第１図（「））。

この選択酸化においては、膜厚の厚い窒化１１９４ａ及
び膜厚の薄いシリコン酸化膜１ａの縁部で酸化が進みに
くく、窒化膜４ａの両側に形成されるフィールド酸化膜
のバーズビークの幅Ｗｌが小さくなる。このため、窒化
膜４ａ両側に形成されるフィールド酸化膜７はシリコン
基板２に対して急峻に立ち上がることになる。

一方、膜厚の薄い窒化膜４ｂ及び膜厚の厚いシリコン酸
化膜１ｂの縁部においては酸化が進み易く、その周囲に
形成されたフィールド酸化膜７のバーズビークの輻Ｗア
は大きくなり、フィールド酸化膜７はなだらかに立ち上
がることになる。

このような選択酸化工程を終えた後に、２つの窒化膜４
ａ、４ｂを燐酸により除去する。

次に、フィールド酸化膜７に囲まれたシリコン基板ｌの
表面にホウ素や燐等のイオンを注入して熱拡散を行い、
第１図（ｇ）に示すように拡散Ｎ１０．１１を形成する
。

これに続いて、ＰＳＧ等よりなる層間絶縁１２を成長さ
せ、フィールド酸化膜７及びシリコン酸化Ｍ２を覆うよ
うにする。

このため、バーズビークが大きいフィールド酸化膜９に
囲まれた拡り層ｉｏの上方では、眉間絶縁膜１２がなだ
らかとなり、拡散Ｊ！１０上のコンタクトホール１３に
沿って形成される電極配線間１４のステップカバレッジ
は良好になる。

また、バーズビークが小さいフィールド酸化膜９に囲ま
れた領域Ａに不純物を注入拡散すると、その拡散層１１
は、拡散部分の界面の不純物濃度が２、峻に変化するこ
とになり、その幅を狭くすることが可能になる。

（ｂ）本発明の第２の実施例の説明 上記した実施例では、フィールド酸化膜９を形成する際
に、電極配線Ｗ３１４を接続しない拡散層形成領域Ｂに
おける窒化膜４ａを厚く、シリコン酸化１９１１ｂを薄
くすることにより、バーズビークを小さくして拡散層１
１の幅を狭くするようにしたが、第２図に示すように、
シリコン基板２上に形成するシリコン窒化膜１５の厚さ
を１０００人程度０均一にし、バーズビークの大きなフ
ィールド酸化膜１６を形成した後に、電極配線を接続し
ない拡散層形成領域Ｃ上のバーズビークをエツチングし
てフィールド酸化膜１６の縁部を急峻にすることができ
る。

バーズビークをエツチングして急峻にする方法としては
、第２図（ｂ）　、　（ｃ）に示すように、電極配線を
接続しない拡散層領域Ｃ以外の領域をレジスト１７によ
って覆い、この後に、シリコン基板２に対する選択比の
高いガス、例えばｃｕｐ、を使用して拡散層形成領域Ｃ
上のバーズビークを垂直方向にエツチングし、ついで、
その表面を僅かに熱酸化して酸化膜１８を形成する。

この後にレジスト１７を除去し、不純物を自己整合的に
注入して拡散すれば、バーズビークをエツチングした領
域Ｃに囲まれた部分に、不純物濃度の変化が急峻となる
幅の狭い拡散１１１９を形成することが可能になる（第
２図（ｄ））。

〔発明の効果〕

以上述べたように第１の本発明によれば、配線電極を接
続する拡散層の形成領域に、薄い酸化防止膜及び厚いシ
リコン酸化膜を設ける一方、その他の領域にはそれよれ
も膜厚が厚い酸化防止膜及び薄いシリコン酸化物を設け
るようにしたので、拡散層を形成する領域のうち、配線
電極を接続する領域の周囲にバーズビークの大きなフィ
ールド酸化膜を形成することができ、その上に形成する
層間絶縁膜をなだらかにしてステップカバレッジを良く
することができる。しかも、配線電極を接続しない領域
では、フィールド酸化膜のバーズビークを小さくして縁
部を急峻にすることができ、幅の狭い拡散層を形成する
ことができる。

また、第２の発明によれば、電極を接続しない拡散層形
成領域の周囲に形成されるフィールド酸化膜のバーズビ
ークをエツチングするようにしたので、配線電極を接続
しない拡散層の不純物濃度を高くして幅を狭く形成する
ことができ、その他の拡散層上では層間絶縁膜の上下の
変化を抑えてその谷に形成されるコンタクトホールのス
テップカバレッジを良くすることが可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｇ）は、本発明の第１の実施例を断
面で示す工程図、 第２図（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第２の実施例を断
面で示す工程図、 第３図（ａ）　、　（ｂ）は、従来方法の一例を示す断
面図、 第４図は、従来方法を使用して形成した装置の一例を示
す断面図である。 （符号の説明） ｌ・・・シリコン酸化膜、 ２・・・シリコン基板（半導体層）、 ４・・・シリコン窒化ＩＦＪ（酸化防止膜）、７・・・
フィールド酸化膜、 １０．１１・・・拡散層、 １２・・・層間絶縁膜、 １３・・・コンタクトホール、 １４・・・電極配線間、 １５・・・シリコン窒化膜（酸化防止膜）、１６・・・
フィールド酸化膜、 １８・・・酸化膜。 出　願　人　　富士通株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体層の上に、第一の酸化膜及び第一の酸化防
   止膜を該半導体層の一部の領域に形成する工程と、 前記第一の酸化膜よりも薄い第二の酸化膜と、前記第一
   の酸化防止膜よりも厚い第二の酸化防止膜とを前記半導
   体層の他の領域に形成する工程と、上記第一の酸化防止
   膜及び前記第二の酸化防止膜から露出した上記半導体層
   を選択酸化することにより、前記第一の酸化防止膜の周
   囲に比べて前記第二の酸化防止膜周囲に形成されるフィ
   ールド酸化膜のバーズビークを小さくする工程とを有す
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）酸化防止用膜を半導体層上に形成する工程と、上
   記酸化防止用膜から露出した上記半導体層を選択酸化し
   てフィールド酸化膜を形成する工程と、上記半導体層の
   うち電極配線間を接続しない領域を囲む上記フィールド
   酸化膜のバーズビークをエッチングする工程とを有する
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。