JPH03217019A - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、半導体装置の製造方法に関する。

さらに詳しくは、酸化膜形成工程の改良に関する。

（口）従来の技術 従来の半導体装置は、第２図（Ａ）に示すようにシリコ
ン基板１１の上にＳｉＯｙ膜ｌ２とＳｉＮ膜とを順に形
成し、ロコス法による酸化膜（素子分離領域）の形成を
意図する領域のＳｉＮ膜をエッチングし、次に第２図（
Ｂ）に示すように、この領域に素子分離領域下部のＰＮ
反転を防止（チャネルストッパー）するために不純物イ
オンＩ４を照射して半導体中にイオン注入し（この結果
、半導体基板中に損傷層ｌ５が形成される）、この後に
高温、長時間の酸化処理を行って、第２図（Ｃ）に示す
ように酸化膜（素子分離領域）＋６を形成して作製して
いる。ただし、１７はチャネルストッパー拡散層、ｌ８
は転位部、１９はＯＳＦ　（酸化性雰囲気で誘導される
積層欠陥）である。

（ハ）発明が解決しようとする課題 上記従来の半導体装置の製造方法は、微細化がすすむに
つれ、チャネルストッパーの２次元拡散による半導体基
板表面の不純物濃度の低下が無視できなくなり、必然的
にチャネルストッパーの不純物注入量を増加させること
になり、この注入量がある量を越えると、酸化工程にお
いて半導体基板表面に欠陥を発生させることになる。半
導体基板の表面欠陥中、特に転位は、半導体基板中で運
動、増殖、成長をくり返し、一度形成されると、除去す
ることは困難となり、デバイス特性に対して非常に大き
な影響を与えデバイス特性を低下さ仕るという問題があ
る。

この発明は、上記問題を解決するためになされた乙ので
あって、半導体基板の酸化工程において、半導体基板の
表面欠陥（結晶欠陥）の発生を抑えることができ、特性
の低下がなく信頼性に優れた半導体装置を製造すること
ができる半導体装置の製造方法を提供しようとするもの
である。

（二）課題を解決するための手段 この発明者は、イオン注入又はプラズマ処理によって加
工された半導体基板に、表面欠陥（結晶欠陥）を発生さ
せることなく、熱酸化による酸化膜を形成する方法につ
いて鋭意研究を行ったところ、イオン注入又はプラズマ
処理によって加工された半導体基板の表面及び内部に、
例えばリコイルＳｔ（シリコン結晶格子からずれて配置
されたシリコン原子）、空孔点等の点欠陥の集合体とし
ての損傷層が形成されるという事実、この損傷層を有す
るシリコン基板を減圧下又は不活性ガス雰囲気下で加熱
すると、この損傷層がある程度回復されるという事実、
及びこの損傷層がある程度回３ 復された基坂を酸化性ガス雰囲気下で加熱してもＯＳＦ
、転位等の欠陥が誘導されないという事実を見出してこ
の発明に至った。

この発明によれば、イオン注入又はプラズマ処理によっ
て損傷を受けた半導体基板に、減圧下又は不活性ガス雰
囲気下で予備加熱を施し、続いて酸化性ガス雰囲気下で
加熱することによって酸化膜を形成することを特徴とす
る半導体装置の製造方法が提供される。

上記予備加熱は、イオン注入又はプラズマ処理によって
受けた半導体基板の損傷を回復するためのものであって
、イオン注入又はプラズマ処理によって損傷を受けた半
導体基板を減圧下又は不活性ガス雰囲気下で、通常７０
０〜１０００℃に加熱して行うことができる。

上記イオン注入又はプラズマ処理は、半導体基板を加工
処理するためのものであって、例えば半導体基板への不
純物イオンの注入、ドライエッチング等の加工処理を挙
げることができる。

上記半導体基板の損傷（゛よ、イオン注入又はプラ４ ズマ処理によって半導体基板の表面及び内部に生じる結
晶の欠陥であって、例えばリコイルＳｔ，空孔点等の点
欠陥の集合体を挙げることができる。

上記減圧下は、通常１〜１０Ｔｏｒｒ以下を用いること
ができる。

上記不活性ガス雰囲気は、例えば窒素、ガス、アルゴン
ガス等の雰囲気を用いることができる。

この発明においては、上記半導体基板に、この後に酸化
性ガス雰囲気下で加熱することによって酸化膜を形成す
る。

上記酸化性ガス雰囲気は、例えば、酸素ガス、空気、二
酸化窒素ガス等の雰囲気を用いることができる。上記加
熱は、通常８００〜１２００℃で行うことができる。

上記酸化膜は、例えばロコス法による素子分離領域形成
用酸化膜、ゲート酸化膜等が挙げられる。

また、この酸化膜の形成は、上記予備加熱に続いて同一
ンーケンスで行うことにより工程を短縮することができ
る。

（ホ）作用 減圧下又は不活性ガス雰囲気下の予備加熱が、イオン注
入又はプラズマ処理で受けた半導体基板の損傷を回復さ
せ、その後の酸化膜形成工程におけるＯＳＦ、転位等の
結晶欠陥の発生を防ぐ。

（へ）実施例 この発明の実施例を図面を用いて説明する。

まず、第１図（Ａ）に示すように、シリコン基板１の上
に熱酸化法によって膜厚６００人のＳｉｎｓ膜２を形成
し、この上にＣＶＤ法によって膜厚２５００人のＳｉＮ
膜を積層する。次にロコス法による酸化膜（素子分離領
域）の形成を意図する領域のＳｉＮ膜３及びＳｉＯｚ膜
２の表層を除去する。

次に、第Ｉ図（Ｂ）に示すようにボロンイオン４を照射
してシリコン基板ｌ中にイオン注入を行う。

この時、注入イオンの導入に伴い、シリコン基板ｌ中に
リコイルＳｔ，空孔点などの点欠陥の集合体としてのダ
メージ層５が形成される。

次に、このシリコン基板をＮ，雰囲気下、拡散炉によっ
て９００℃で６０分間予備アニール処理を行う。この結
果損傷層５は、ある程度回復され損償回復層６に変換さ
れる。

次に、このシリコン基板に１１００℃で１００分間口コ
ス法による酸化処理を施し、第１図（Ｄ）に示すように
膜厚９０００．ｔの酸化膜８を形成する。なお７はチャ
ネルストッパー拡散層であり、酸化膜８の下部に結晶欠
陥は認められなかった。

この後に、このシリコン基板ｌの上に素子を形成し、半
導体装置を作製する。

得られた半導体装置は、前記予備加熱処理を行わないで
この他はこの実施例と同様にして作製した半導体装置が
接合リーク不良を起こしたのに比べ、特性の低下がなく
信頼性に優れていた。

（ト）発明の効果 この発明によれば、イオン注入又はプラズマ処理によっ
て発生した半導体基板表面の欠陥を除去し、この後に行
う酸化工程での結晶欠陥の発生を抑えることができ特性
の低下がなく信頼性に優れた半導体装置を製造すること
ができる半導体装置の製造方法を樟供することができる
。

【図面の簡単な説明】

７ 第１図はこの発明の実施例で作製した半導体装置の製造
工程説明図、第２図は従来の半導体装置の製造工程説明
図である。 ｌ・・・・・シリコン基板、２・・・・・・ＳｉＯｚ膜
、３・・・・・・ＳｉＮ膜、４・・・・・ボロンイオン
、５・・・・・・損傷層、６・・・・・・損傷回復層、
７・・・・・チャネルストッパーの拡散層、８・・・・
・・ロコス法による酸化膜。 一８ー μ）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、イオン注入又はプラズマ処理によって損傷を受けた
   半導体基板に、減圧下又は不活性ガス雰囲気下で予備加
   熱を施し、続いて酸化性ガス雰囲気下で加熱することに
   よって酸化膜を形成することを特徴とする半導体装置の
   製造方法。