JPH0428246A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPH0428246A JPH0428246A JP2132998A JP13299890A JPH0428246A JP H0428246 A JPH0428246 A JP H0428246A JP 2132998 A JP2132998 A JP 2132998A JP 13299890 A JP13299890 A JP 13299890A JP H0428246 A JPH0428246 A JP H0428246A
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- semiconductor substrate
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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。
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、半導体基板表面に形成される素子分離膜の
微細化構造の製造方法および素子分離特性を向上し得る
構造ならびにその製造方法に関するものである。
微細化構造の製造方法および素子分離特性を向上し得る
構造ならびにその製造方法に関するものである。
[従来の技術]
第6図は、半導体装置、たとえばメモリなどの半導体記
憶装置の断面構造を模式的に示した断面構造図である。
憶装置の断面構造を模式的に示した断面構造図である。
第6図を参照して、p型シリコン基板1表面にはMOS
)ランジスタ2が形成された素子形成領域L2と、フィ
ールド酸化膜7が形成された素子・分離領域L1とが形
成されている。
)ランジスタ2が形成された素子形成領域L2と、フィ
ールド酸化膜7が形成された素子・分離領域L1とが形
成されている。
MOS)ランジスタ2はp型シリコン基板1表面上にゲ
ート絶縁膜4を介して形成されたゲート電極3を備える
。ゲート電極3の上面および側面は、上部酸化膜18お
よび側壁酸化膜17に覆われている。また、シリコン基
板1表面には1対のソース・ドレイン領域5a、5bが
形成されている。
ート絶縁膜4を介して形成されたゲート電極3を備える
。ゲート電極3の上面および側面は、上部酸化膜18お
よび側壁酸化膜17に覆われている。また、シリコン基
板1表面には1対のソース・ドレイン領域5a、5bが
形成されている。
ソース・ドレイン領域は高濃度のn+不純物領域5aと
低濃度のn−不純物領域5bからなるいわゆるL D
D (Lightly Doped Drain )構
造を有している。
低濃度のn−不純物領域5bからなるいわゆるL D
D (Lightly Doped Drain )構
造を有している。
素子分離領域には膜厚の大きいフィールド酸化膜7が形
成されている。フィールド酸化膜7はいわゆるL OC
OS (Local 0xidation of’ 5
iljcon)法によって形成される。フィールド酸化
膜7の下面には基板1より高濃度のp中不純物領域から
なるチャネルストップ層8が形成されている。このチャ
ネルストップ層8はフィールド酸化膜7の下部領域の基
板濃度を高めることによって、この領域に反転層が形成
されるのを防止して素子分離能力を高めるためのもので
ある。
成されている。フィールド酸化膜7はいわゆるL OC
OS (Local 0xidation of’ 5
iljcon)法によって形成される。フィールド酸化
膜7の下面には基板1より高濃度のp中不純物領域から
なるチャネルストップ層8が形成されている。このチャ
ネルストップ層8はフィールド酸化膜7の下部領域の基
板濃度を高めることによって、この領域に反転層が形成
されるのを防止して素子分離能力を高めるためのもので
ある。
また、この第6図には、たとえばフィールド酸化膜7の
上部を通過する電極層6が示されている。
上部を通過する電極層6が示されている。
次に、第6図に示される半導体装置の製造方法について
第7A図ないし第7G図を用いて説明する。
第7A図ないし第7G図を用いて説明する。
まず、第7A図を参照して、p型シリコン基板1表面上
に順次下敷酸化膜14、窒化膜9およびレジスト10を
形成する。次に、リソグラフィ法およびエツチング法を
用いてレジスト10および窒化膜9をパターニングし、
所定の開口部を形成する。
に順次下敷酸化膜14、窒化膜9およびレジスト10を
形成する。次に、リソグラフィ法およびエツチング法を
用いてレジスト10および窒化膜9をパターニングし、
所定の開口部を形成する。
次に、第7B図を参照して、パターニングされたレジス
ト10および窒化膜9をマスクとしてシリコン基板1表
面にボロンなどのp型不純物イオン]2をイオン注入す
る。
ト10および窒化膜9をマスクとしてシリコン基板1表
面にボロンなどのp型不純物イオン]2をイオン注入す
る。
さらに、第7C図を参照して、シリコン基板1を水蒸気
酸化し、膜厚数千A程度のフィールド酸化膜7を形成す
る。このとき同時にボロンイオン12が基板中に拡散さ
れてチャネルストップ層8が形成される。
酸化し、膜厚数千A程度のフィールド酸化膜7を形成す
る。このとき同時にボロンイオン12が基板中に拡散さ
れてチャネルストップ層8が形成される。
さらに、第7D図を参照して、窒化膜9および下敷酸化
膜14を除去する。そして熱酸化処理を行ない、再びシ
リコン基板1表面上に膜厚数十へ程度のゲート酸化膜4
を形成する。さらにその表面上にCVD (Chemi
cal Vapor Deposition )法を用
いて多結晶シリコン層3を数千人程度形成し、その表面
上に酸化膜18を形成する。
膜14を除去する。そして熱酸化処理を行ない、再びシ
リコン基板1表面上に膜厚数十へ程度のゲート酸化膜4
を形成する。さらにその表面上にCVD (Chemi
cal Vapor Deposition )法を用
いて多結晶シリコン層3を数千人程度形成し、その表面
上に酸化膜18を形成する。
さらに、第7E図を参照して、酸化膜18の表面上にレ
ジスト10を塗布した後、これをパターニングし、さら
にパターニングされたレジスト10をマスクとして酸化
膜18および多結晶シリコン層3を所定の形状にパター
ニングする。これによりゲート電極3あるいは電極層6
が形成される。
ジスト10を塗布した後、これをパターニングし、さら
にパターニングされたレジスト10をマスクとして酸化
膜18および多結晶シリコン層3を所定の形状にパター
ニングする。これによりゲート電極3あるいは電極層6
が形成される。
その後、第7F図を参照してゲート電極3などをマスク
としてシリコン基板1中に第1回目のn型不純物イオン
19をイオン注入し、低濃度のn不純物領域5bを形成
する。
としてシリコン基板1中に第1回目のn型不純物イオン
19をイオン注入し、低濃度のn不純物領域5bを形成
する。
さらに、第7G図を参照して、ゲート電極3の側壁に側
壁酸化膜17を形成した後、この側壁酸化膜17をマス
クとしてシリコン基板1表面に第2回目のn型不純物2
0のイオン注入を行ない高濃度のn+不純物領域5aを
形成する。以上の工程により第6図の半導体装置が製造
される。
壁酸化膜17を形成した後、この側壁酸化膜17をマス
クとしてシリコン基板1表面に第2回目のn型不純物2
0のイオン注入を行ない高濃度のn+不純物領域5aを
形成する。以上の工程により第6図の半導体装置が製造
される。
[発明が解決しようとする課題]
ところが、上記のような従来の素子分離構造では以下の
ような問題があった。
ような問題があった。
まず、従来のLOCO3法により形成されるフィールド
酸化膜7はその両端部にいわゆるバーズビークと呼ばれ
る領域が形成されることが問題となった。すなわち、第
6図において、バーズビーク領域廷が形成されると素子
分離領域り、の幅が大きくなり素子形成領域L2の面積
を縮小し、素子構造の微細化を阻害する。
酸化膜7はその両端部にいわゆるバーズビークと呼ばれ
る領域が形成されることが問題となった。すなわち、第
6図において、バーズビーク領域廷が形成されると素子
分離領域り、の幅が大きくなり素子形成領域L2の面積
を縮小し、素子構造の微細化を阻害する。
また、他の問題としては、フィールド酸化膜7の下部に
形成される高濃度のチャネルストップ層8とMOSトラ
ンジスタ2の高濃度のn+不純物領域5aとが直接接す
る接合領域を形成するため、この領域における接合耐圧
を高く維持することが困難であった。
形成される高濃度のチャネルストップ層8とMOSトラ
ンジスタ2の高濃度のn+不純物領域5aとが直接接す
る接合領域を形成するため、この領域における接合耐圧
を高く維持することが困難であった。
したがって、この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、バーズビーク領域を減少し得る
フィールド酸化膜の製造方法を提供することおよびフィ
ールド酸化膜端部での接合耐圧が向上し得る分離構造を
有する半導体装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。
ためになされたもので、バーズビーク領域を減少し得る
フィールド酸化膜の製造方法を提供することおよびフィ
ールド酸化膜端部での接合耐圧が向上し得る分離構造を
有する半導体装置およびその製造方法を提供することを
目的とする。
[課題を解決するための手段]
請求項1に係る半導体装置は、主表面上に半導体素子が
形成される素子形成領域と、この素子形成領域を取囲む
素子分離領域とを有する第1導電型の半導体基板と、素
子形成領域に位置する半導体基板表面上にゲート絶縁層
を介して形成されたゲート電極と、ゲート電極の両側の
半導体基板中に所定の距離を隔てて形成された1対の第
2導電型高濃度不純物領域と、第2導電型高濃度不純物
領域に連なり、ゲート電極直下の半導体基板領域に形成
された1対の第2導電型低濃度不純物領域と、素子分離
領域に位置する半導体基板表面に形成された素子分離絶
縁膜と、素子分離絶縁膜の下面に接して半導体基板中に
形成された第1導電型のチャネルストップ領域と、チャ
ネルストップ領域と第2導電型高濃度不純物領域との間
に接して形成された第1導電型低濃度不純物領域とを備
えている。
形成される素子形成領域と、この素子形成領域を取囲む
素子分離領域とを有する第1導電型の半導体基板と、素
子形成領域に位置する半導体基板表面上にゲート絶縁層
を介して形成されたゲート電極と、ゲート電極の両側の
半導体基板中に所定の距離を隔てて形成された1対の第
2導電型高濃度不純物領域と、第2導電型高濃度不純物
領域に連なり、ゲート電極直下の半導体基板領域に形成
された1対の第2導電型低濃度不純物領域と、素子分離
領域に位置する半導体基板表面に形成された素子分離絶
縁膜と、素子分離絶縁膜の下面に接して半導体基板中に
形成された第1導電型のチャネルストップ領域と、チャ
ネルストップ領域と第2導電型高濃度不純物領域との間
に接して形成された第1導電型低濃度不純物領域とを備
えている。
請求項2に係る発明は、第1導電型の半導体基板の主表
面上の素子分離膜に囲まれた領域にLDD構造のMOS
トランジスタを備えた半導体装置の製造方法であって以
下の工程を備えている。
面上の素子分離膜に囲まれた領域にLDD構造のMOS
トランジスタを備えた半導体装置の製造方法であって以
下の工程を備えている。
まず、半導体基板の主表面上に耐酸化性膜およびレジス
トを形成し、所定の形状にパターニングする。次に、パ
ターニングされたレジストおよび耐酸化性膜をマスクと
して半導体基板の中へ第1導電型の不純物をイオン注入
する。さらに、熱酸化処理を施して耐酸化性膜に覆われ
ていない半導体基板の表面に素子分離膜を形成し、同時
にその下面に連なる第1導電型のチャネルストップ層を
形成する。さらに、素子分離膜に囲まれた素子形成領域
に位置する半導体基板の表面領域を露出した後、素子形
成領域の半導体基板表面上にゲート絶縁膜およびゲート
電極を形成する。そして、ゲート電極をマスクとして半
導体基板の主表面に対して斜め方向に第2導電型の不純
物をイオン注入し、ゲート電極の側部端面近傍の半導体
基板中に相対的に低濃度の第1不純物領域を形成し、か
つ素子分離膜の端面近傍の半導体基板中にチャネルスト
ップ層に隣接する第1導電型の低濃度不純物領域を形成
する。そして、少なくともゲート電極の側壁に絶縁層を
形成した後、側壁絶縁層が形成されたゲート電極をマス
クとして半導体基板の主表面に対してほぼ鉛直に第2導
電型の不純物をイオン注入し、低濃度の第1不純物領域
および第1導電型の低濃度不純物領域に接する相対的に
高濃度の第2不純物領域を特徴する 請求項3に係る発明は素子分離酸化膜の製造力法であっ
て以下の工程を備えている。
トを形成し、所定の形状にパターニングする。次に、パ
ターニングされたレジストおよび耐酸化性膜をマスクと
して半導体基板の中へ第1導電型の不純物をイオン注入
する。さらに、熱酸化処理を施して耐酸化性膜に覆われ
ていない半導体基板の表面に素子分離膜を形成し、同時
にその下面に連なる第1導電型のチャネルストップ層を
形成する。さらに、素子分離膜に囲まれた素子形成領域
に位置する半導体基板の表面領域を露出した後、素子形
成領域の半導体基板表面上にゲート絶縁膜およびゲート
電極を形成する。そして、ゲート電極をマスクとして半
導体基板の主表面に対して斜め方向に第2導電型の不純
物をイオン注入し、ゲート電極の側部端面近傍の半導体
基板中に相対的に低濃度の第1不純物領域を形成し、か
つ素子分離膜の端面近傍の半導体基板中にチャネルスト
ップ層に隣接する第1導電型の低濃度不純物領域を形成
する。そして、少なくともゲート電極の側壁に絶縁層を
形成した後、側壁絶縁層が形成されたゲート電極をマス
クとして半導体基板の主表面に対してほぼ鉛直に第2導
電型の不純物をイオン注入し、低濃度の第1不純物領域
および第1導電型の低濃度不純物領域に接する相対的に
高濃度の第2不純物領域を特徴する 請求項3に係る発明は素子分離酸化膜の製造力法であっ
て以下の工程を備えている。
まず、半導体基板の主表面上に耐酸化性膜およびマスク
層を形成し、素子間分離領域となるべき領域に位置する
耐酸化性膜およびマスク層を選択的に除去することによ
って所定形状の開口部を形成する。次に、マスク層をイ
オン注入用マスクとして半導体基板を回転させながら開
口部内の半導体基板の主表面に対して斜め方向にイオン
注入し、半導体基板の開口部内中央にアモルファス領域
を形成する。さらに、熱酸化処理を施し耐酸化性膜の開
口部内の半導体基板の表面上にフィールド酸化膜を形成
する。
層を形成し、素子間分離領域となるべき領域に位置する
耐酸化性膜およびマスク層を選択的に除去することによ
って所定形状の開口部を形成する。次に、マスク層をイ
オン注入用マスクとして半導体基板を回転させながら開
口部内の半導体基板の主表面に対して斜め方向にイオン
注入し、半導体基板の開口部内中央にアモルファス領域
を形成する。さらに、熱酸化処理を施し耐酸化性膜の開
口部内の半導体基板の表面上にフィールド酸化膜を形成
する。
[作用]
請求項1に係る発明においては、MOSトランジスタの
第2導電型高濃度不純物領域と、第1導電型の高濃度の
チャネルストップ領域との間に低濃度の第1導電型不純
物領域を形成することにより、この領域で形成されるp
n接合の濃度分布を緩和し空乏層の形成領域を拡大する
ことにより接合耐圧の向上が図られる。
第2導電型高濃度不純物領域と、第1導電型の高濃度の
チャネルストップ領域との間に低濃度の第1導電型不純
物領域を形成することにより、この領域で形成されるp
n接合の濃度分布を緩和し空乏層の形成領域を拡大する
ことにより接合耐圧の向上が図られる。
また、請求項2に係る製造方法においては、上記の第1
導電型低濃度不純物領域はMOSトランジスタのLDD
構造の低濃度不純物領域を形成するためのイオン注入工
程を利用して形成される。
導電型低濃度不純物領域はMOSトランジスタのLDD
構造の低濃度不純物領域を形成するためのイオン注入工
程を利用して形成される。
したがって、新たな製造工程を追加する必要性がない。
また、請求項3に係る発明においては、斜めイオン注入
法を用いてマスク層の開口領域内に位置する基板表面の
中央領域のみをアモルファス化している。そして、アモ
ルファス化されたシリコン層を熱酸化すると、増速酸化
されて他の単結晶領域に比べて短時間で厚い酸化膜が形
成される。したがって、基板平面方向にバーズビークが
延びるまでに所定膜厚のフィールド酸化膜を形成するこ
とができる。これによりバーズビーク領域の縮小化され
た微細な素子分離酸化膜を製造することができる。
法を用いてマスク層の開口領域内に位置する基板表面の
中央領域のみをアモルファス化している。そして、アモ
ルファス化されたシリコン層を熱酸化すると、増速酸化
されて他の単結晶領域に比べて短時間で厚い酸化膜が形
成される。したがって、基板平面方向にバーズビークが
延びるまでに所定膜厚のフィールド酸化膜を形成するこ
とができる。これによりバーズビーク領域の縮小化され
た微細な素子分離酸化膜を製造することができる。
[実施例]
以下、この発明の実施例について図を用いて説明する。
第1図は、請求項3に係る発明の一実施例を示す半導体
装置の断面構造図である。第1図を参照して、p型シリ
コン基板1表面上にはMOSトランジスタ2と、素子分
離用のフィールド酸化膜7が示されている。MOS)ラ
ンジスタ2は1対のn+不純物領域からな゛るソース・
ドレイン領域5.5とソース・ドレン領域5.5の間に
位置するシリコン基板1表面上にゲート絶縁膜4を介し
て形成されたゲート電極3とを有している。隣接するM
OSトランジスタ2.2の間にはフィールド酸化膜7が
形成されている。このフィールド酸化膜7は第6図に示
される従来のフィールド酸化膜7に比べてバーズビーク
領域悲が短く、かつ膜厚tが厚く形成されている。した
がって、従来のフィールド酸化膜7の膜厚と同じ膜厚に
設定した場合、フィールド酸化膜7の幅L1は従来のも
のに比べて小さく形成することができる。なお、フィー
ルド酸化膜7の上面には電極層6が配置されており、フ
ィールド酸化膜7の下面には基板と同じ導電型のより高
濃度のp+不純物領域からなるチャネルストップ層8が
形成されている。
装置の断面構造図である。第1図を参照して、p型シリ
コン基板1表面上にはMOSトランジスタ2と、素子分
離用のフィールド酸化膜7が示されている。MOS)ラ
ンジスタ2は1対のn+不純物領域からな゛るソース・
ドレイン領域5.5とソース・ドレン領域5.5の間に
位置するシリコン基板1表面上にゲート絶縁膜4を介し
て形成されたゲート電極3とを有している。隣接するM
OSトランジスタ2.2の間にはフィールド酸化膜7が
形成されている。このフィールド酸化膜7は第6図に示
される従来のフィールド酸化膜7に比べてバーズビーク
領域悲が短く、かつ膜厚tが厚く形成されている。した
がって、従来のフィールド酸化膜7の膜厚と同じ膜厚に
設定した場合、フィールド酸化膜7の幅L1は従来のも
のに比べて小さく形成することができる。なお、フィー
ルド酸化膜7の上面には電極層6が配置されており、フ
ィールド酸化膜7の下面には基板と同じ導電型のより高
濃度のp+不純物領域からなるチャネルストップ層8が
形成されている。
次に、第1図に示されるフィールド酸化膜の製造方法に
ついて第2A図ないし第2c図を用いて説明する。第2
A図ないし第2C図は第1図に示されるフィールド酸化
膜7の製造方法を順に示す製造工程断面図である。
ついて第2A図ないし第2c図を用いて説明する。第2
A図ないし第2C図は第1図に示されるフィールド酸化
膜7の製造方法を順に示す製造工程断面図である。
まず、第2A図を参照して、p型シリコン基板1表面上
に膜厚300〜500人の下敷酸化膜14および膜厚5
00〜1000人程度の窒化膜程度順次形成する。さら
に、窒化膜9の表面上にレジストを膜厚5000〜10
000μm程度塗布する。そして、リソグラフィ法およ
びエツチング法を用いてレジスト10を所定の形状にパ
ターニングし、さらにパーターニングされたレジスト1
0をマスクとして窒化膜9を選択的にエツチング除去す
る。これにより開口部11が形成される。
に膜厚300〜500人の下敷酸化膜14および膜厚5
00〜1000人程度の窒化膜程度順次形成する。さら
に、窒化膜9の表面上にレジストを膜厚5000〜10
000μm程度塗布する。そして、リソグラフィ法およ
びエツチング法を用いてレジスト10を所定の形状にパ
ターニングし、さらにパーターニングされたレジスト1
0をマスクとして窒化膜9を選択的にエツチング除去す
る。これにより開口部11が形成される。
この開口部11の幅はフィールド酸化膜7の分離幅を規
定する。
定する。
次に、第2B図を参照して、レジストパターン10をマ
スクとしてボロン(B)イオン12を斜め回転イオン注
入法を用いてシリコン基板1表面にイオン注入する。す
なわち、シリコン基板1を回転させながらボロンイオン
12をシリコン基板1の主表面に対して斜め方向がらイ
オン注入する。
スクとしてボロン(B)イオン12を斜め回転イオン注
入法を用いてシリコン基板1表面にイオン注入する。す
なわち、シリコン基板1を回転させながらボロンイオン
12をシリコン基板1の主表面に対して斜め方向がらイ
オン注入する。
これによってレジスト10の開口部11内に露出したシ
リコン基板1表面はその中央部において高濃度の不純物
注入領域13aが形成され、その周囲には低濃度不純物
注入領域13bが形成される。
リコン基板1表面はその中央部において高濃度の不純物
注入領域13aが形成され、その周囲には低濃度不純物
注入領域13bが形成される。
このボロンイオン12のイオン注入工程によって高濃度
不純物注入領域13aではシリ、コン基板1がアモルフ
ァス化したアモルファス領域が形成される。また、低濃
度不純物注入領域13bではアモルファス化の程度も低
くボロンイオン濃度も低い。なお、このボロンイオン1
2をイオン注入する場合にはドーズ量2X10”’am
−2程度の条件でアモルファス領域を形成することがで
きる。
不純物注入領域13aではシリ、コン基板1がアモルフ
ァス化したアモルファス領域が形成される。また、低濃
度不純物注入領域13bではアモルファス化の程度も低
くボロンイオン濃度も低い。なお、このボロンイオン1
2をイオン注入する場合にはドーズ量2X10”’am
−2程度の条件でアモルファス領域を形成することがで
きる。
このボロンイオン注入は同時に2つの目的を達成する。
第1はチャネルストップ層を形成するための不純物(ボ
ロン)を注入することであり、他の1つはシリコン基板
1の開口部内の中央付近にアモルファス領域を形成する
ためである。
ロン)を注入することであり、他の1つはシリコン基板
1の開口部内の中央付近にアモルファス領域を形成する
ためである。
その後、第2C図に示すように、レジスト10を除去し
た後、温度800℃で約30分間水蒸気酸化を行ない窒
化膜9に形成された開口部11内に露出したシリコン基
板1表面にフィールド酸化膜7を形成する。ところで、
シリコンの酸化速度は結晶領域よりアモルファス領域の
方が早いことが知られている。このために、ボロンイオ
ン注入によってアモルファス化されたシリコン基板1の
アモルファス領域13aではその周辺の不純物注入領域
13bに比べて酸化速度が早い。したがって、所定の酸
化膜厚に達する時間が従来に比べて短縮される。このた
めにシリコン基板1の平面方向に進行するバーズビーク
の形成時間は従来に比べて抑制される。その結果バーズ
ビークは小さくなる。また、この酸化処理によってボロ
ンイオンも基板中に拡散するがボロンイオンは開口部の
中央部で高濃度に周辺部で低濃度に注入されているため
、従来に比べてボロンの拡散領域が狭い。したがって、
ボロンの拡散によって形成されるチャネルストップ層8
はフィールド酸化膜7の下部に形成され素子形成領域側
へはみ出す量が抑制される。
た後、温度800℃で約30分間水蒸気酸化を行ない窒
化膜9に形成された開口部11内に露出したシリコン基
板1表面にフィールド酸化膜7を形成する。ところで、
シリコンの酸化速度は結晶領域よりアモルファス領域の
方が早いことが知られている。このために、ボロンイオ
ン注入によってアモルファス化されたシリコン基板1の
アモルファス領域13aではその周辺の不純物注入領域
13bに比べて酸化速度が早い。したがって、所定の酸
化膜厚に達する時間が従来に比べて短縮される。このた
めにシリコン基板1の平面方向に進行するバーズビーク
の形成時間は従来に比べて抑制される。その結果バーズ
ビークは小さくなる。また、この酸化処理によってボロ
ンイオンも基板中に拡散するがボロンイオンは開口部の
中央部で高濃度に周辺部で低濃度に注入されているため
、従来に比べてボロンの拡散領域が狭い。したがって、
ボロンの拡散によって形成されるチャネルストップ層8
はフィールド酸化膜7の下部に形成され素子形成領域側
へはみ出す量が抑制される。
なお、第2B図に示すイオン注入工程では以下のイオン
注入工程によって同等の効果を奏することができる。す
なわち、まずシリコン基板表面をアモルファス化するた
めにシリコン(Si)、アルゴン(A)および酸素(o
2)イオンをイオン注入してアモルファス領域を形成し
た後、チャネルストップ層としてのp型不純物、たとえ
ばボロンをイオン注入してもよい。また、基板がn型シ
リコン基板の場合にはn型不純物、たとえばリン(P)
や砒素(A、)を用いて斜めイオン注入によりアモルフ
ァス領域を形成してもよい。これらの不純物イオンによ
ってシリコン基板をアモルファス化するのに必要なドー
ズ量は、たとえばシリコンの場合6X1014am−2
、リンの場合には1×1015cm−2、また砒素の場
合には3X1014c+T+−2程度テヨイ。
注入工程によって同等の効果を奏することができる。す
なわち、まずシリコン基板表面をアモルファス化するた
めにシリコン(Si)、アルゴン(A)および酸素(o
2)イオンをイオン注入してアモルファス領域を形成し
た後、チャネルストップ層としてのp型不純物、たとえ
ばボロンをイオン注入してもよい。また、基板がn型シ
リコン基板の場合にはn型不純物、たとえばリン(P)
や砒素(A、)を用いて斜めイオン注入によりアモルフ
ァス領域を形成してもよい。これらの不純物イオンによ
ってシリコン基板をアモルファス化するのに必要なドー
ズ量は、たとえばシリコンの場合6X1014am−2
、リンの場合には1×1015cm−2、また砒素の場
合には3X1014c+T+−2程度テヨイ。
次に、請求項1および2にかかる発明の実施例について
説明する。第3図は、実施例による半導体装置の平面構
造図であり、第4図は、第3図中の切断線IV−IVに
沿った方向からの断面構造図である。この実施例の特徴
点は、LDD構造を有するMOS)ランジスタの高濃度
のn+不純物領域5aと高濃度のチャネルストップ層8
との間に低濃度のp−不純物領域15を形成したことで
ある。
説明する。第3図は、実施例による半導体装置の平面構
造図であり、第4図は、第3図中の切断線IV−IVに
沿った方向からの断面構造図である。この実施例の特徴
点は、LDD構造を有するMOS)ランジスタの高濃度
のn+不純物領域5aと高濃度のチャネルストップ層8
との間に低濃度のp−不純物領域15を形成したことで
ある。
このp−不純物領域15は、n+不純物領域5aとの接
合に逆方向の電圧が印加された場合に接合領域に形成さ
れる空乏層の広がりを従来のものに比べて大きくする作
用をなす。これによって接合面にかかる電界を緩和し接
合耐圧を向上させる。
合に逆方向の電圧が印加された場合に接合領域に形成さ
れる空乏層の広がりを従来のものに比べて大きくする作
用をなす。これによって接合面にかかる電界を緩和し接
合耐圧を向上させる。
次に、第4図に示す半導体装置の製造方法について説明
する。第5A図ないし第5D図はその製造工程断面図で
ある。
する。第5A図ないし第5D図はその製造工程断面図で
ある。
まず第5A図を参照して、p型シリコン基板1表面には
LOCO8法によるフィールド酸化膜7、チャネルスト
ップ層8および所定の形状にパターニングされたゲート
電極3あるいは電極層6が、製造される。
LOCO8法によるフィールド酸化膜7、チャネルスト
ップ層8および所定の形状にパターニングされたゲート
電極3あるいは電極層6が、製造される。
次に、第5B図を参照して、ゲート電極3およびフィー
ルド酸化膜7をマスクとしてリンイオン16を斜め回転
注入し、シリコン基板1表面に低濃度のn−不純物領域
5bを形成する。このn不純物領域5bはMOSトラン
ジスタのチャネル領域にその一部が潜り込むように形成
される。また、フィールド酸化膜7側ではこのイオン注
入によってp+不純物領域からなるチャネルストップ層
8の端部に低濃度(1016〜10110l8”)のp
−不純物領域15が形成される。
ルド酸化膜7をマスクとしてリンイオン16を斜め回転
注入し、シリコン基板1表面に低濃度のn−不純物領域
5bを形成する。このn不純物領域5bはMOSトラン
ジスタのチャネル領域にその一部が潜り込むように形成
される。また、フィールド酸化膜7側ではこのイオン注
入によってp+不純物領域からなるチャネルストップ層
8の端部に低濃度(1016〜10110l8”)のp
−不純物領域15が形成される。
さらに、第5C図を参照して、シリコン基板1表面上の
全面に酸化膜を堆積した後、この酸化膜を異方性エツチ
ングにより選択的に除去する。このエツチング工程によ
ってゲート電極3あるいは電極層6の側壁に側壁酸化膜
17が形成される。
全面に酸化膜を堆積した後、この酸化膜を異方性エツチ
ングにより選択的に除去する。このエツチング工程によ
ってゲート電極3あるいは電極層6の側壁に側壁酸化膜
17が形成される。
さらに、第5D図を参照して、側壁酸化膜17が形成さ
れたゲート電極3およびフィールド酸化膜7をマスクと
してシリコン基板1表面に砒素イオン19を基板表面に
対してほぼ垂直方向にイオン注入し、その後活性化処理
を行なう。これによって高濃度のn+不純物領域5aが
形成され、ソース・ドレイン領域のLDD構造が完成す
る。以上の工程により、フィールド酸化膜7の端部にお
いてはチャネルストップ層8とLDD MOSトラン
ジスタの高濃度n+不純物領域5aとの間に低濃度のp
−不純物領域15が形成される。
れたゲート電極3およびフィールド酸化膜7をマスクと
してシリコン基板1表面に砒素イオン19を基板表面に
対してほぼ垂直方向にイオン注入し、その後活性化処理
を行なう。これによって高濃度のn+不純物領域5aが
形成され、ソース・ドレイン領域のLDD構造が完成す
る。以上の工程により、フィールド酸化膜7の端部にお
いてはチャネルストップ層8とLDD MOSトラン
ジスタの高濃度n+不純物領域5aとの間に低濃度のp
−不純物領域15が形成される。
このように、上記の方法においては、p−不純物領域1
5はMOSトランジスタの低濃度不純物領域5bのイオ
ン注入工程を利用して同時に形成することができる。し
たがって、製造工程の増加を伴うことがない。
5はMOSトランジスタの低濃度不純物領域5bのイオ
ン注入工程を利用して同時に形成することができる。し
たがって、製造工程の増加を伴うことがない。
なお、この第2の実施例は、上記第1の実施例によって
製造されたフィールド酸化膜7の工程に引続いて適用す
ることができる。この場合には分離幅の微細化が可能な
フィールド酸化膜7と、チャネルストップ層8とMOS
)ランジスタのソース・ドレイン領域との間の接合耐圧
が向上した構造とを併せ持つ半導体装置を実現できる。
製造されたフィールド酸化膜7の工程に引続いて適用す
ることができる。この場合には分離幅の微細化が可能な
フィールド酸化膜7と、チャネルストップ層8とMOS
)ランジスタのソース・ドレイン領域との間の接合耐圧
が向上した構造とを併せ持つ半導体装置を実現できる。
なお、上記実施例においては、ゲート電極3の側壁酸化
膜17を形成する前に斜め回転イオン注人を行なう例に
ついて説明したが、このイオン注入工程は側壁酸化膜1
7を形成した後に行っても構わない。
膜17を形成する前に斜め回転イオン注人を行なう例に
ついて説明したが、このイオン注入工程は側壁酸化膜1
7を形成した後に行っても構わない。
また、同様に上記実施例についてp型シリコン基板1を
用いた例について説明したが、n型シリコン基板1であ
っても同様の方法を適用することができる。
用いた例について説明したが、n型シリコン基板1であ
っても同様の方法を適用することができる。
[発明の効果コ
このように、請求項1に係る発明においては、素子分離
酸化膜の下部に形成されるチャネルストップ層とトラン
ジスタのソース・ドレイン領域との間に低濃度不純物層
を形成したので、この両者の間の接合耐圧を向上するこ
とができる。また、請求項2に係る発明においては、こ
の低濃度不純物領域は、トランジスタのLDD構造を形
成する低濃度不純物領域の形成のための斜め回転イオン
注入工程を利用して同時に形成するようにしたので、新
たな製造工程を増加することなく製造することができる
。
酸化膜の下部に形成されるチャネルストップ層とトラン
ジスタのソース・ドレイン領域との間に低濃度不純物層
を形成したので、この両者の間の接合耐圧を向上するこ
とができる。また、請求項2に係る発明においては、こ
の低濃度不純物領域は、トランジスタのLDD構造を形
成する低濃度不純物領域の形成のための斜め回転イオン
注入工程を利用して同時に形成するようにしたので、新
たな製造工程を増加することなく製造することができる
。
また、請求項3に係る発明においては、素子分離領域と
なるべき基板表面の中央部のみを斜め回転イオン注入法
を用いてアモルファス化した後、熱酸化処理を施して分
離酸化膜を形成するように構成したので、アモルファス
化による増速酸化により分離酸化膜の形成時間が短縮化
し、バーズビークの形成を抑制し微細構造の素子分離膜
を製造することが可能となった。
なるべき基板表面の中央部のみを斜め回転イオン注入法
を用いてアモルファス化した後、熱酸化処理を施して分
離酸化膜を形成するように構成したので、アモルファス
化による増速酸化により分離酸化膜の形成時間が短縮化
し、バーズビークの形成を抑制し微細構造の素子分離膜
を製造することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
第1図は、請求項3に係る実施例による半導体装置の断
面構造図である。第2A図、第2B図、第2C図は、第
1図に示される半導体装置の製造工程断面図である。 第3図は、請求項1および2に係る発明の実施例による
半導体装置の平面構造図であり、第4図は第3図中の接
断線IV−IVに沿った方向からの断面構造図である。 第5A図、第5B図、第5C図および第5D図は、第4
図に示される半導体装置の製造工程断面図である。 第6図は、従来の半導体装置の断面構造図である。第7
A図、第7B図、第7C図、第7D図、第7E図、第7
F図および第7G図は、第6図に示される半導体装置の
製造工程断面図である。 図において、1はp型シリコン基板、2はMOSトラン
ジスタ、3はゲート電極、5はソース・ドレイン領域、
5aはソース・ドレイン領域5のn+不純物領域、また
5bはソース・ドレイン領域5のn−不純物領域、7は
フィールド酸化膜、8はチャネルストップ層、9は窒化
膜、10はレジスト、12はp型不純物イオン、13a
は高濃度不純物注入領域、13bは低濃度不純物注入領
域、15はp−不純物領域を示している。 なお、図中同一符号は、同一または相当の部分を示す。
面構造図である。第2A図、第2B図、第2C図は、第
1図に示される半導体装置の製造工程断面図である。 第3図は、請求項1および2に係る発明の実施例による
半導体装置の平面構造図であり、第4図は第3図中の接
断線IV−IVに沿った方向からの断面構造図である。 第5A図、第5B図、第5C図および第5D図は、第4
図に示される半導体装置の製造工程断面図である。 第6図は、従来の半導体装置の断面構造図である。第7
A図、第7B図、第7C図、第7D図、第7E図、第7
F図および第7G図は、第6図に示される半導体装置の
製造工程断面図である。 図において、1はp型シリコン基板、2はMOSトラン
ジスタ、3はゲート電極、5はソース・ドレイン領域、
5aはソース・ドレイン領域5のn+不純物領域、また
5bはソース・ドレイン領域5のn−不純物領域、7は
フィールド酸化膜、8はチャネルストップ層、9は窒化
膜、10はレジスト、12はp型不純物イオン、13a
は高濃度不純物注入領域、13bは低濃度不純物注入領
域、15はp−不純物領域を示している。 なお、図中同一符号は、同一または相当の部分を示す。
Claims (3)
- (1)主表面上に半導体素子が形成される素子形成領域
と、この素子形成領域をとり囲む素子分離領域とを有す
る第1導電型の半導体基板と、前記素子形成領域に位置
する前記半導体基板表面上にゲート絶縁層を介して形成
されたゲート電極と、 前記ゲート電極の側壁を覆う側壁酸化膜と、前記ゲート
電極の両側の前記半導体基板中に所定の距離を隔てて形
成された1対の第2導電型高濃度不純物領域と、 前記第2導電型高濃度不純物領域に連なり前記ゲート電
極直下の前記半導体基板領域に形成された1対の第2導
電型低濃度不純物領域と、 前記素子分離領域に位置する前記半導体基板表面に形成
された素子分離絶縁膜と、 前記素子分離絶縁膜の下面に接して前記半導体基板の中
に形成された第1導電型のチャネルストップ領域と、 前記チャネルストップ領域と前記第2導電型高濃度不純
物領域との間に接して形成された第1導電型低濃度不純
物領域とを備えた、半導体装置。 - (2)第1導電型の半導体基板の主表面上の素子分離膜
に囲まれた領域にLDD構造のMOSトランジスタを備
えた、半導体装置の製造方法であって、 前記半導体基板の主表面上に耐酸化性膜およびレジスト
を形成し、所定の形状にパターニングする工程と、 前記パターニングされたレジストおよび耐酸化性膜をマ
スクとして前記半導体基板の中へ第1導電型の不純物を
イオン注入する工程と、 熱酸化処理を施して前記耐酸化性膜に覆われていない前
記半導体基板の表面に素子分離膜を形成し、同時にその
下面に連なる第1導電型のチャネルストップ層を形成す
る工程と、 前記素子分離膜に囲まれた素子形成領域に位置する前記
半導体基板の表面領域を露出した後、前記素子形成領域
の前記半導体基板表面上にゲート絶縁膜およびゲート電
極を形成する工程と、前記ゲート電極をマスクとして前
記半導体基板の主表面に対して斜め方向に第2導電型の
不純物をイオン注入し、前記ゲート電極の側部端面近傍
の前記半導体基板の中に相対的に低濃度の第1不純物領
域を形成し、かつ前記素子分離膜の端面近傍の前記半導
体基板の中に前記チャネルストップ層に隣接する第1導
電型の低濃度不純物領域を形成する工程と、 少なくとも前記ゲート電極の側壁に絶縁層を形成する工
程と、 前記側壁絶縁層が形成された前記ゲート電極をマスクと
して、前記半導体基板の主表面に対してほぼ鉛直に第2
導電型の不純物をイオン注入し、前記低濃度の第1不純
物領域および前記第1導電型の低濃度不純物領域に接す
る相対的に高濃度の第2不純物領域を形成する工程とを
備えた、半導体装置の製造方法。 - (3)半導体基板の主表面上に耐酸化性膜およびマスク
層を形成し、素子間分離領域となるべき領域に位置する
前記耐酸化性膜および前記マスク層を選択的に除去する
ことによって所定形状の開口部を形成する工程と、 前記マスク層をイオン注入用マスクとして前記半導体基
板を回転させながら前記開口部内の前記半導体基板の主
表面に対して斜め方向にイオン注入し、前記半導体基板
の前記開口部内の中央部分にアモルファス領域を形成す
る工程と、 熱酸化処理を施し、前記耐酸化性膜の前記開口部内の前
記半導体基板の主表面にフィールド酸化膜を形成する工
程とを備えた、素子分離酸化膜の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132998A JPH0428246A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置およびその製造方法 |
| US07/698,690 US5164806A (en) | 1990-05-23 | 1991-05-13 | Element isolating structure of semiconductor device suitable for high density integration |
| DE4116690A DE4116690C2 (de) | 1990-05-23 | 1991-05-22 | Elementisolationsaufbau einer Halbleitereinrichtung und Verfahren zur Herstellung derselben |
| KR1019910008323A KR950014112B1 (ko) | 1990-05-23 | 1991-05-23 | 고밀도 집적에 적합한 반도체장치의 소자분리구조와 그의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2132998A JPH0428246A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0428246A true JPH0428246A (ja) | 1992-01-30 |
Family
ID=15094398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2132998A Pending JPH0428246A (ja) | 1990-05-23 | 1990-05-23 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0428246A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258302A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2013258288A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 半導体装置の製造方法及びレーザアニール装置 |
-
1990
- 1990-05-23 JP JP2132998A patent/JPH0428246A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007258302A (ja) * | 2006-03-22 | 2007-10-04 | Toyota Motor Corp | 半導体装置の製造方法および半導体装置 |
| JP2013258288A (ja) * | 2012-06-13 | 2013-12-26 | Sumitomo Heavy Ind Ltd | 半導体装置の製造方法及びレーザアニール装置 |
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