JPH04105346A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04105346A
JPH04105346A JP22370290A JP22370290A JPH04105346A JP H04105346 A JPH04105346 A JP H04105346A JP 22370290 A JP22370290 A JP 22370290A JP 22370290 A JP22370290 A JP 22370290A JP H04105346 A JPH04105346 A JP H04105346A
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JP
Japan
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insulating film
film
silicon
semiconductor substrate
main surface
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JP22370290A
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English (en)
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Masahiro Hatanaka
畑中 正宏
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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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〕 この発明は半導体装置の製造方法に係り、特に素子分離
絶縁膜の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
近年、半導体集積回路装置は、高速化・高集積化に伴な
う微細化技術の確立が要求さnている。
この微細技術における重要な項目の1つとして、半導体
集積回路装置を構成する複数個のMO5型電界効果トラ
ンジスタ(以下、MQ5FETと略す)を分離する素子
分離領域の縮小がある。特に大容量メモリでは素子分離
領域の寸法がメモリセルサイズを決める大きな要因とな
り、論理L5Iではチップパターン全体を比例縮小して
いく上において素子分離領域の比例縮小が欠かせない。
素子分離技術としては、窒化膜をバターニングした後、
その窒化膜の周囲のシリコンだけを選択的に酸化するL
OCO5(Loell Qxidlton of 5i
1icon )法がある。
このLOCO5法による素子分離絶縁膜の製造方法を第
2図(a)〜(f)を用いて説明する。
まず、第2図(a)に示すように、濃度5X1014〜
5X 10” txt−3,比抵抗fll 〜80 !
l(’I (7) P 型シIJ ’:J ン半導体基
板(Wの一主直に熱酸化法により肥厚200〜500人
の下敷酸化@(2)を形成する。この下敷酸化膜@は後
の工程で形成さnるシリコン窒化膜の応力を緩和させ、
P型シリコン半導体基板(6)内での転位やスリップの
発生を抑制させるためのものである。
次に、第2図(b)に示すように、下敷酸化膜(6)の
設面上にCVD法により膜厚100o〜8000 Aの
シリコン窒化膜−を堆積する。
次に、第2図(C)に示すように、シリコン窒化膜(2
)の表面上にフォトレジスト(ロ)を途付し、素子分離
絶縁膜を形成する領域上のパターンを除去するようにフ
ォトレジスト(ロ)を写真蝕刻法によりバターニングす
る。続いて、フォトレジスト(ロ)をマスクとしてシリ
コン窒化膜−のエツチングを行なう。
次に、第2図(d)に示すように、シリコン窒化膜@及
びフォトレジスト(ロ)をマスクとして下敷酸化膜(ロ
)上からP型シリコン半導体基板(6)の−主面に、加
速電圧40〜70 KeV 、ドーズ量I X 101
3”−”(7) 条件でボロンのイオン注入を行ない、
濃度〜10”tll”−3のど型高濃度層(至)を形成
する。このt型高濃度層cIFjは後の工程で形成さn
るフィールド酸化膜下部での寄生チャネルの形成を防止
するチャネルストッパのためのものである。
次に、第2図(、)に示すように、フォトレジスト(ロ
)のパターンを除去した後、シリコン窒化膜(至)をマ
スクとして900〜1000℃の温度下で熱酸化を行な
う。この時、シリコン窒化膜@で被覆さnていない領域
のみが酸化さn、素子分Flip縁膜として膜享番、(
5000〜6000人)のフィールド酸化膜(ハ)が形
成される。
次に、第2図(f)に示すように、シリコン窒化膜μs
、下敷酸化膜@を順に除去すると、素子形成領域にのみ
P型シリコン半導体基板(6)の−主面が露出する。そ
の後、露出したP型シリコン半導体基板(ロ)の−主面
内に、通常のMQ5Ffil:T製造技術を用いてnチ
ャネルMO5FETを形成する。
〔発明が解決しようとする課題〕
上記のような従来のフィールド酸化膜(至)の製造方法
では、シリコン窒化膜(至)両端の下部にフィールド駿
化腺叫がもぐり込み、パース・ピークと呼ばれる鳥のく
ちばし状の酸化膜@が形成さnる。
ここではフィールド酸化膜(至)の膜厚にほぼ等しい長
さt3 (5000〜6000人)のパース・ビーク亜
が形成され、フィールド酸化膜(至)の領域を拡大して
素子形成領域を減少させることになり、微細化を妨げろ
という問題点があった。
この発明は上記ような問題点を解消するためになさnた
もので、パース・ピークの形成を抑制して微細化に適し
た半導体装置を得ることを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
この発明に係る半導体装置の製造方法は、シリコン半導
体基板上に形成されたシリコン膜上に選択的に形成した
第1の絶縁膜をマスクとして用いてシリコン膜とシリコ
ン半導体基板の一主面を酸化し素子分離絶縁膜を形成し
た後、この素子分離絶縁膜の表面をエツチングして素子
分離絶縁膜の側面と向かい合うシリコン膜の側面と素子
分離絶縁膜の外周部番こおけるシリコン半導体基板の一
王面を露出させ、このシリコン膜の側1とシリコン半導
体基板の一王面に形成した第2の絶縁膜及び第1の絶縁
膜をマスクとして用いて素子分1!絶縁膜を酸化成長さ
せるものである。
〔作用〕
上記のような半導体装置の製造方法においては、露出し
たシリコン膜の側面と露出したシリコン半導体基板の一
七面に形成さnた絶縁膜が素子分離絶縁膜の横方向への
成長酸化を抑制し、パース・ピークの形成を抑制せしめ
る。
〔実施例〕
第1図(a)〜(j)はこの発明の一実施例による製造
方法を示す断面図である。
まず、第1図(a)に示すように、濃度5X10”〜5
X10”Cl11−3.比抵抗8〜+10 fiのP型
シリコン半導体基板(1)の−主面上に熱酸化法によゆ
膜季too〜500人の下敷酸化膜(2)を形成する。
次に、第1図(b)に示すように、下敷酸化膜(2)の
表面上にCVD法により膜厚500〜1000人のシリ
コン!l(3八第1の絶縁膜として膜厚5oo〜200
0Aの第1の絶縁膜となるシリコン窒化A(4)を順に
積層する。後の工程でシリコン窒化膜側壁を形成するた
めには、P型ンリコン半導体基板(1)の−主面からの
段差を大きくする必要がある。ここでは、シリコン膜(
3)を設けることにより段差を得ている。
次に、第1図(、)に示すように、ンリコン窒化膜(4
)の表面上にフォトレジスト(6)を塗付し、素子分離
絶縁膜を形成する領域上のパターンを除去するようにフ
ォトレジスト(5)を写真蝕刻法によりパターニングす
る。続いて、フォトレジスト(5)をマスクとしてシリ
コン窒化膜(4ンのエツチングを行なう。
次に、第1図(d)に示すように、シリコン窒化膜(4
)及びフォトレジスト(5)をマスクとしてシリコン膜
(3)上からP型シリコン半導体基板(1)の−主面に
、加速電圧40〜70 KeV 、  ドース量I X
 1 g13〜5 X 10IacII−”の条件でボ
ロンのfオン注入を行ない、濃度〜10”cIll−”
のP+型高濃度層(6)を形成する。このP+型高濃度
層(6)は後の工程で形成さnるフィールド顔化膜下部
での寄生チャネルの形成を防止するチャネルストッパの
ためのものである。
次に第11’3 is)に示すように、フォトレジスト
(5)のパターンを除去した後、シリコン窒化PA(4
)をマスクとして900〜1000℃の温度下で熱酸化
を行なう。この時、シリコン窒化膜(4)で被覆さnて
いない領域に位置するシリコン族(3)及びこのシリコ
ン族(3)の下部に位置するP型シリコン半導座基板(
1)が酸化さn、素子分離絶縁膜としてフィールド酸化
&14(7)が形成される。
次に、第1図(f)に示すように、フッ化アンモニウム
(NH,F )とフッ酸(HF)の混合液を用いてフィ
ールド酸化膜(7)の表面をエツチングし、フィールド
酸化膜(7)の側面と対向するシリコン膜(3>の側面
、P+型高濃度層(6)の外周に位置するP型シリコン
半導体基板(1)の−主面及びフィールド酸化膜(7)
の側面と対向するP+型高濃度層(6)の内周面を露出
させる。
次に、第1図−)に示すように、P型シリコン半導体基
板(1)の−主面上全面にシリコン窒化膜(8)を形成
する。
次に、第1図(h)に示すように、シリコン窒化膜(8
)に反応性イオンエツチング(異方主)を施すと、フィ
ールド酸化膜(7)の側面と対手するシリコン窒化膜(
4)の側面、フィールド酸化@(7)の側面と対向する
シリコン膜(3)の側面、P”aAi濃度層(6)の外
周に位置するP型シリコン半導体基板(1)の−主面及
びフィールド酸化@(7)の側面と対向するP+型高濃
度層(6)の内周面を被覆してシリコン窒化膜(8)が
残り、第2の絶縁膜としてシリコン窒化膜側壁(旬が形
成さnる。
次に、第1図(i)に示すように、シリコン窒化膜(4
)及びシリコン窒化膜側壁(9)をマスクとして900
〜tooo℃の温度下で熱酸化を行なう。この時、フィ
ールド酸化誤(7)は[卓to(5000〜6000人
)まで成長する。
次に、第1図U)に示すように、シリコン窒化膜(4)
とシリコン窒化膜側壁(j) 、シリコン膜(3)及び
下敷酸化膜(2)を順に除去すると、素子形成領域にの
みP型シリコン半導体基板(1)の−主面が露出する。
その後、露出したP型シリコン半導体基板(1)の−主
面内に、通常のMOSFET 製造技術を用いてnチャ
ネルMO5FETを形成する。
上記のような素子分離絶縁膜であるフィールド酸化膜(
7)の製造方法では、フィールド酸化膜(7)の表面を
エツチングした後、シリコン窒化膜(4)からフィール
ド酸化膜(7)に向かってシリコン窒化m側!! (9
)を形成し、このシリコン窒化膜側壁(9)とシリコン
窒化膜(4)をマスクとして熱酸化を施すので、rII
素がシリコン窒化膜(4)の下部に拡散しにくくなり、
横方向への酸化膜は抑制さnる。したがって、膜厚to
(5000〜6000人)のフィールド酸化膜(7)の
形成では、シリコン窒化膜側壁(9)の下部にもぐり込
むフィールド酸化膜(7)の長さは11 (tooo版
下)に抑制さn1フイールド酸化映(7)の領域拡大を
抑制して素子形成領域を増大させる。ゆえに、微細化に
適した半導体装置を得ることができる。
なお、上記実施例においては、寄生チャネルの形成防止
用としてP型シリコン半導体基板(1)の−主面にボロ
ンを注入したものを示したが、ボロンの代わりにアルミ
ニウムやガリウム等の■族原fを注入したとしても、上
記実施例と同様の効果を得らnるものである。
また、上記実施例に8いては、P型シリコン半導座基板
(1)にフィールド置化膜(7)を形成したものを示し
たが、P型シリコン半導体基板(1)の代わりにn型シ
リコン半導体基板を用いて、n型シリコン半導体基板に
フィールド酸化膜を形成したものとしても、上記実施例
と同様の効果を得らnるものである。
〔発明の効果〕
この発明は以上述べたように、シリコン半導体基板上に
形成さnたシリコン膜上に選択的に形成した第1の絶縁
膜をマスクとして用いてシリコン膜とシリコン半導体基
板の一生面を酸化し素子分離絶縁膜を形成した後、この
素子分離絶縁膜の表面をエツチングして素子分離絶縁膜
の側面と向い合うシリコン膜の側面と素子分離絶縁膜の
外周部におけるシリコン半導体基板の一生面を露出させ
、このシリコン膜の側面とシリコン半導体基板の一生面
に形成した第2の絶縁膜及び第1の絶縁膜をマスクとし
て用いて素子分離絶縁膜を酸化成長させたので、絶縁膜
端部の下部での#+1ヒに起因するバーズ・ピークの形
成を抑制でさ、微細化に適した半導体装置が得らnると
いう効果を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)ないし第1図(j)はこの発明の一実施例
を工程順に順次示す断面図、第2図(a)ないし第2図
(f)は従来の素子分離絶縁膜の製造工程を順次示す断
面図である。 図において、(1)はP型シリコン半導体基板、(3)
はシリコン膜、(4)はシリコン窒化膜、(y)はフィ
ールド酸化膜、(9月よシリコン窒化膜側壁、α1はバ
ーズ・ピークである。 なお、各図中、同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  シリコン半導体基板の一主面上にシリコン膜を形成す
    る工程、このシリコン膜上に選択的に第1の絶縁膜を形
    成する工程、この第1の絶縁膜をマスクとして前記シリ
    コン膜を酸化するとともに前記シリコン半導体基板の一
    主面を酸化し素子分離絶縁膜を形成する工程、この素子
    分離絶縁膜の表面をエッチングし前記素子分離絶縁膜の
    側面と対向する前記シリコン膜の側面を露出するととも
    に前記素子分離絶縁膜の外周における前記シリコン半導
    体基板の一主面を露出する工程、前記露出したシリコン
    膜の側面と前記露出したシリコン半導体基板の一主面上
    に第2の絶縁膜を形成する工程、前記第1の絶縁膜及び
    前記第2の絶縁膜をマスクとして前記素子分離絶縁膜を
    酸化成長させる工程を備えた半導体装置の製造方法。
JP22370290A 1990-08-23 1990-08-23 半導体装置の製造方法 Pending JPH04105346A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5923994A (en) * 1997-04-07 1999-07-13 Oki Electric Co., Ltd. Selective oxidation process

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