JPH0254657B2 - - Google Patents

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JPH0254657B2
JPH0254657B2 JP57169474A JP16947482A JPH0254657B2 JP H0254657 B2 JPH0254657 B2 JP H0254657B2 JP 57169474 A JP57169474 A JP 57169474A JP 16947482 A JP16947482 A JP 16947482A JP H0254657 B2 JPH0254657 B2 JP H0254657B2
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silicon dioxide
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General Electric Co
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  • Element Separation (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、集積回路の製造方法の改良に関す
る。
集積回路には共通の珪素基板上に電気的に隔離
された能動部品が多数設けられる。かゝる回路を
製造する場合、能動部品を形成する基板の活性領
域を二酸化珪素の薄い層でマスクし、二酸化珪素
層の上に窒化珪素の厚い層を形成する。窒化珪素
層は、二酸化珪素層の露出部分をエツチングしま
た珪素基板に凹所をエツチングするためのマスク
として働くだけでなく、その後凹所内の珪素を酸
化して、能動部品を電気的に隔離する厚いフイー
ルド酸化物を形成するためのマスクとして働く。
基板の活性領域を覆う二酸化珪素の薄層を設ける
のは、珪素基板と窒化珪素マスク層との間の熱膨
張の不整合を緩和するためである。
酸化工程では、酸化物の薄層を介して酸素が横
方向に拡散することにより、活性領域の表面の外
側部分に酸化物が成長し、当業界で「鳥のくちば
し」部と称される酸化物の横方向突出部が形成さ
れる。「くちばし」部は表面寸法の減少した活性
領域の縁部とフイールド酸化物領域の縁部との間
の二酸化珪素の遷移領域を意味する。「くちばし」
部ができると、活性領域の表面に曲面ができる。
したがつて「くちばし」部が生じると、その結果
活性領域の縁部が移行するだけでなく、能動部品
の形成に使用できる基板の表面が著しく減少す
る。
本発明の目的は、集積回路の製作時に「くちば
し」部を実質的になくす方法を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、集積回路に於いて平面性
（プレーナ性）が向上し密度が増大した活性領域
を形成する比較的簡単な方法を提供することにあ
る。
本発明の方法をその１実施例に従つて実施する
場合、まず主表面を有する一導電型の半導体材料
の基板を用意する。二酸化珪素の薄い層を主表面
上に形成する。窒化珪素の薄い層を二酸化珪素層
の上に形成する。窒化珪素層をパターン形成
（patterning）して、主表面の活性領域に重なり
かつ活性領域と整合する残留部分を形成する。窒
化珪素のパターン形成された層を利用して二酸化
珪素層を所定のパターンに形成して、主表面の活
性領域に重なりかつ活性領域と整合した残留部分
を形成する。窒化珪素のパターン形成された層を
利用して二酸化珪素層のパターンを形成して、主
表面の活性領域に重なりかつ活性領域と整合する
残留部分を形成することにより、活性領域を囲む
基板主表面を露出させる。珪素基板の主表面の露
出部分を第１の深さまでエツチングして活性領域
を囲む堀または溝を形成する。上記二酸化珪素層
の残留部分の周面領域をオキシ窒化珪素に転化す
る。次に基板を酸化性雰囲気中で適切な温度に十
分な時間加熱して、活性領域を囲む珪素半導体材
料を二酸化珪素に転化する。次に活性領域に重な
つている窒化珪素層の残留部分および二酸化珪素
層の残留部分を除去する。
本発明に特有と考えられる新規な特徴は特許請
求の範囲に記載されている。本発明の構成および
操作を、本発明の他の目的および利点ともども、
一層明瞭にするために、以下に図面を参照しなが
ら本発明を具体的に説明する。
第１図および第２図に、本発明に従つて製造し
た集積回路の一部を表わす複合体１０を示す。複
合体１０は主表面を有する珪素の基板１１を含
み、基板１１には、二酸化珪素の厚い絶縁隔離層
１４で囲まれた活性領域１３が設けられている。
電界効果トランジスタのようなデバイスの能動部
品（図示せず）がこの活性領域内に形成され、基
板に形成された他の同様の能動部品から、二酸化
珪素の厚い絶縁隔離層１４により隔離される。こ
の構造の特徴は、活性領域１３の表面部分が、本
発明に従つて絶縁隔離層を形成する基板の加工処
理以前に指定したほゞその通りの寸法および基板
上の位置を、該基板加工処理による減縮をほとん
どこうむらずに維持することにある。「くちばし」
の形成を最小に抑えることにより、活性領域の平
面性（プレーナ性）を所望通りに維持することが
できる。第２図に示す厚い酸化物層の隆起部１５
ａおよび１５ｂは、「くちばし」の形成に付随す
る頭部形成を表わしている。
第１および２図の複合構造を本発明に従つて製
造する方法を第３Ａ〜３Ｆ図に従つて説明する。
第３Ａ〜３Ｆ図において、第１および２図の要素
と同じ要素には同一符号を付してある。抵抗率４
Ω−cm、Ｐ導電型の珪素半導体材料の基板１１を
用意し、基板の（100）面に平行な主表面１２を
有する。珪素基板を約1000℃の温度で酸素雰囲気
に30分間露呈することにより、第３Ａ図に示すよ
うに、厚さ約300オングストロームの二酸化珪素
の薄い層１７を主表面１２上に形成する。次に化
学的蒸着により窒化珪素の層を二酸化珪素の薄い
層の表面に付着する。このプロセスでは、容積比
１対200のシランおよびアンモニアの蒸気を水素
キヤリアガスで運び、1000℃の温度で20分間加熱
することにより、厚さ約2000オングストロームの
窒化珪素の層を形成する。次に窒化珪素の層をパ
ターン形成して残留部分１８を得る。この残留部
分１８は基板の活性領域１３に重なりかつ縦方向
に活性領域と整合している。窒化珪素層のパター
ン形成は当業界で周知の技術で行うことができ、
例えば適当なホトレジストのパターン形成された
層１９を窒化珪素上に設け、４％酸素含有四フツ
化炭素を用いてプラズマエツチングにより、ホト
レジストで保護されていない窒化珪素層の部分を
除去する。こうして第３Ｂ図に示す構造を得る。
次に、窒化珪素の残留部分でマスクされていない
二酸化珪素の薄い層を、フツ化水素酸緩衝液のよ
うな適当なエツチ液でエツチングして、二酸化珪
素の残留部分１７ａを得る。二酸化珪素の薄い層
のマスクされていない部分の下側にあつた基板の
表面部分を、四塩化炭素のような適当なエツチ液
を用いて、第３Ｃ図に示すように所定の深さまで
反応性イオンエツチングにより除去する。珪素基
板のエツチング深さは、後で、堀すなわちエツチ
ングにより除去された部分に二酸化珪素を再成長
させたときに、得られた二酸化珪素の厚さがその
表面が活性領域の表面とほゞ同一平面になるよう
な厚さになるように選択する。このような条件を
満たすためには、エツチング深さを最終的に得ら
れる二酸化珪素層の厚さの約57％に設定する。ホ
トレジストパターン層１９を除去した後、基板に
対し窒素キヤリア中の乾燥アンモニア中で高温ア
ニールを施す。アニール処理は1000℃の温度で１
時間行つて、第３Ｄ図に示すように、二酸化珪素
層１７の残留部分１７ａの周面部分をオキシ窒化
珪素に、即ち二酸化珪素と窒化珪素の二成分系
（binary system）に十分に転化する。オキシ窒
化珪素はそこを通る酸素の拡散に対する障壁とし
て二酸化珪素より良好である。そのような部分を
十分に厚く、例えば500オングストロームにする
ことにより、そこを通ろうとする酸素（拡散）の
ほとんど大部分を阻止し、これにより基板の活性
領域の表面部分の二酸化珪素への転化を抑制し、
「くしばし」の形成を防ぐ。二酸化珪素層１７の
周面部分にオキシ窒化物を形成する間に珪素基板
の露出表面が窒化珪素の薄層に転化するが、その
ような窒化珪素層は非常に薄く、例えば50オング
ストローム程度である。次の工程として、基板を
酸化性雰囲気中で適当な温度に十分時間加熱し、
その上に形成された窒化珪素の薄層を含み、かつ
活性領域を囲む、即ちエツチングにより除去され
た部分の珪素半導体材料を、第３Ｅ図に示すよう
に、二酸化珪素１４に変える。しかる後、窒化珪
素の残留部分および層１７上に残つているオキシ
窒化珪素の部分を沸とう燐酸中で除去する。その
下側にある二酸化珪素層１７の残留部分をフツ化
水素酸緩衝液のような適当なエツチ液で除去し、
第３Ｆ図に示す構造を得る。この時点で、能動デ
バイスまたは部品、例えば電界効果トランジスタ
を活性領域にすぐに形成することができる。
二酸化珪素の薄層の残留部分１７ａおよび窒化
珪素層の残留部分１８でマスクされていない珪素
基板の部分を基板の酸化に先立つてエツチングし
ておき、酸化により厚いフイールド酸化物１４を
形成したが、希望に応じてこのエツチング工程を
省略できる。但し、その場合、活性領域１３の表
面とフイールド酸化物１４の外表面とはやゝ平坦
（プレーナ）でなくなる。
本発明の特定の実施例について詳述したが、当
業者であれば上述したような種々の変更を行うこ
とができることを理解すべきであり、本発明は本
発明の要旨の範囲内に入るかゝる変形、変更すべ
てを包含する。
【図面の簡単な説明】
第１図は集積回路の一部であつて、二酸化珪素
の厚い隔離層で囲まれた単一の活性領域が形成さ
れた珪素基板を示す複合体の平面図、第２図は第
１図の基板を２−２線方向に見た断面図、および
第３Ａ〜３Ｆ図は本発明に従つて第１図の複合構
造を製造する方法における一連の工程を示す断面
図である。 １０……複合体、１１……珪素基板、１２……
主表面、１３……活性領域、１４……厚い二酸化
珪素の層、１７……薄い二酸化珪素の層、１７ａ
……残留部分、１８……窒化珪素層の残留部分、
１９……ホトレジスト。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 主表面を有する一導電型の半導体材料の基板
    に二酸化珪素の厚い層で囲まれた活性領域を設け
    る方法であつて、 (イ)活性領域を含む主表面を有する一導電型の珪
    素半導体材料の基板を設け、(ロ)上記主表面に二酸
    化珪素の薄い層を形成し、該二酸化珪素層上に窒
    化珪素の厚い層を形成し、(ハ)上記窒化珪素層をパ
    ターン形成して上記主表面の上記活性領域に重な
    りかつ該活性領域と整合した残留部分を形成し、
    (ニ)上記二酸化珪素層をパターン形成して上記主表
    面の上記活性領域に重なりかつ該活性領域と整合
    した残留部分を形成し、かくして上記活性領域を
    囲む上記主表面を露出させ、(ホ)上記二酸化珪素層
    の残留部分の周面部分をオキシ窒化珪素に転化
    し、(ヘ)上記基板を酸化性雰囲気中で加熱して上記
    活性領域を囲む珪素半導体材料を二酸化珪素に転
    化し、(ト)上記活性領域に重なる上記窒化珪素層の
    残留部分および上記二酸化珪素層の残留部分を除
    去することを特徴とする方法。 ２ 上記基板を酸化性雰囲気中で加熱する前に、
    上記珪素基板の露出部分を第１の深さまでエツチ
    ングして上記活性領域を囲む堀を基板に形成する
    特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 上記第１の深さが上記加熱工程によりその上
    に形成すべき酸化珪素の厚さの約57％であり、こ
    れにより上記活性領域の表面と熱成長二酸化珪素
    層の表面とがほゞ同一平面となるようにした特許
    請求の範囲第２項記載の方法。 ４ 上記基板および上記二酸化珪素層の残留部分
    を窒素キヤリア中の乾燥アンモニアの雰囲気に約
    1000℃の温度で十分な時間露呈して、上記二酸化
    珪素層の残留部分の周面部分をオキシ窒化珪素に
    転化する特許請求の範囲第１項記載の方法。 ５ 上記転化した周面部分の横方向厚さを約500
    オングストローム以上とする特許請求の範囲第４
    項記載の方法。
JP57169474A 1981-09-28 1982-09-28 集積回路を作る方法 Granted JPS5874051A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
US30588381A 1981-09-28 1981-09-28
US305883 1981-09-28

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JPS5874051A JPS5874051A (ja) 1983-05-04
JPH0254657B2 true JPH0254657B2 (ja) 1990-11-22

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JP (1) JPS5874051A (ja)

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Publication number Publication date
JPS5874051A (ja) 1983-05-04
EP0075875A2 (en) 1983-04-06
EP0075875A3 (en) 1986-07-02

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