JPH05291395A - 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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JPH05291395A
JPH05291395A JP4118384A JP11838492A JPH05291395A JP H05291395 A JPH05291395 A JP H05291395A JP 4118384 A JP4118384 A JP 4118384A JP 11838492 A JP11838492 A JP 11838492A JP H05291395 A JPH05291395 A JP H05291395A
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JP
Japan
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oxide layer
groove
semiconductor device
sidewall
substrate
Prior art date
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Pending
Application number
JP4118384A
Other languages
English (en)
Inventor
Maiko Kobayashi
舞子 小林
Satoru Shimizu
悟 清水
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Publication of JPH05291395A publication Critical patent/JPH05291395A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の素子分離領域を、素子形成領域
が設計値どおりの寸法となるように、また基板内部にス
トレスを発生しないように形成する。 【構成】 素子分離を形成する溝3にサイドウォール1
1を形成し、該サイドウォール11をマスクとして、熱
酸化により基板内部に熱酸化層を形成し、この熱酸化層
をエッチング除去した後、再びサイドウォール11をマ
スクとして、熱酸化により基板内部に熱酸化層13を素
子形成領域が島状または島状に近い状態になるように形
成する。 【効果】 サイドウォールにより、熱酸化の際に溝の幅
が広がるのを防止でき、素子分離領域の幅を寸法通りに
制御性よく形成できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は半導体装置の製造方法
に関し、特に、素子形成領域を島状または島状に近い状
態に分離する素子分離領域を制御性良く、かつ基板内に
ストレスを含まないように形成できる半導体装置の製造
方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図13は増速酸化を用いて、素子形成領
域を島状または島状に近い状態に酸化層で分離する従来
の半導体装置の製造方法を示す断面工程図である。図に
おいて、1は単結晶よりなる半導体基板(以下、基板と
称す)、2は基板1中に形成された高濃度不純物層、3
は基板1に形成された凹部である溝、4はゲート絶縁
膜、5はゲート電極、6は熱酸化層、7は素子形成領域
である。
【0003】次に従来の製造方法について説明する。ま
ず、図13(a) に示すように、高濃度不純物層2が形成
された第1の導電型の半導体基板1上に、エッチングに
より少なくとも高濃度不純物層2の一部に達する溝3を
形成する。
【0004】次に、図13(b) に示すように、素子形成
領域7が島状、または島状に近い形になるように、熱拡
散法を用いて、熱酸化層6を形成する。この場合、高濃
度不純物層2は基板1に比べて酸化速度が速いため、熱
酸化層6は高濃度不純物層2にそって形成される。
【0005】その後、図13(c) に示すように、素子形
成領域7の表面が露出するまで、熱酸化層6をエッチン
グし、ゲート絶縁膜4とゲート電極5を形成する。
【0006】上記のような手順で、半導体装置の素子形
成領域7が島状あるいは島状に近い形状となるように素
子分離領域の形成を行っていた。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】以上のように、従来の
半導体装置の製造方法では、エッチングにより溝3を形
成した後、熱拡散法を用いて熱酸化層6を形成し、これ
により素子分離領域を形成していたので、例えば図13
(a) ,(b) に示すように、エッチングにより形成した溝
3の幅をa、溝3の側壁に熱拡散により形成した熱酸化
層の厚みをbとすると、最終的に形成された素子分離領
域の幅は(a+2b)となり、寸法制御が悪い熱酸化層
の厚みに大きく左右され、寸法通りに制御できず、ま
た、素子形成領域7が小さくなってしまい、高集積半導
体装置には適応できないという問題点があった。
【0008】また、高濃度不純物層2が熱酸化された領
域はその体積の増加により基板内部にストレスを発生さ
せ、素子特性に悪影響を及ぼすという問題点があった。
【0009】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、基板内部にストレスを発生させ
ないように素子分離領域を形成できるとともに、素子分
離幅を寸法通りに制御でき、高集積半導体装置に十分に
適応できる半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
【0010】
【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、素子分離領域に半導体基板中に形成し
た高濃度不純物層に達する溝を形成した後、溝の底部に
第1の酸化層を設け、その後、溝の両側壁にサイドウォ
ールを設け、このサイドウォールをマスクとして熱酸化
により溝の底部に第2の酸化層を形成し、この第2の酸
化層をエッチング除去した後、該第2の酸化層の除去部
に、再度熱酸化により第3の酸化層を形成して素子形成
領域を島状あるいは島状に近い形状に形成し、その後サ
イドウォールを取り除くようにしたものである。
【0011】また、この発明に係る半導体装置の製造方
法は、素子分離領域に半導体基板中に形成した高濃度不
純物層に達する溝を形成した後、溝の底部に第1の酸化
層を設け、その後、溝の両側壁にサイドウォールを設
け、このサイドウォールをマスクとして熱酸化により溝
の底部に第2の酸化層を形成し、この第2の酸化層をエ
ッチング除去した後、該第2の酸化層の除去部に、再度
熱酸化により第3の酸化層を形成して素子形成領域を島
状あるいは島状に近い形状に形成し、その後サイドウォ
ールを取り除き、上記溝の途中まで第4の酸化層を設け
た後、素子形成領域の側面の一部に食い込むような形に
トランジスタを形成するようにしたものである。
【0012】
【作用】この発明の半導体装置の製造方法によれば、素
子分離を形成する溝の底部に第1の酸化層を形成後、該
溝の側壁にサイドウォールを形成し、その後、熱酸化に
より第2,第3の酸化層を形成するようにしたので、基
板内部のストレスを除去でき、また該熱酸化の際に素子
分離領域の幅が広がることはなく、素子分離領域の素子
分離幅は寸法通りに制御よく形成できる。
【0013】また、この発明の半導体装置の製造方法に
よれば、素子分離を形成する溝の底部に第1の酸化層を
形成後、該溝の側壁にサイドウォールを形成し、その
後、熱酸化により第2,第3の酸化層を形成し、素子形
成領域を島状、あるいは島状に近い形状に形成し、サイ
ドウォールの除去後、溝の途中まで第4の酸化層を設け
た後、素子形成領域の側面の一部に食い込むような形に
トランジスタを形成するようにしたので、基板内部のス
トレスを除去でき、また熱酸化の際に素子分離領域の幅
が広がることはなく、素子分離領域の素子分離幅を寸法
通りに制御よく形成でき、さらに、トランジスタのチャ
ネル形成領域が素子分離領域の溝の側面の一部にまで及
び、実効チャネル幅が広くなる上、チャネル形成領域の
形状が折れ曲がるため、空乏層が広がりにくくなり、ナ
ロウチャネル効果を抑制できる。
【0014】
【実施例】以下、この発明の一実施例を図について説明
する。図1ないし図11はこの発明の一実施例による半
導体装置の製造方法を示す各主要工程の断面図である。
【0015】これらの図において、1は半導体基板、2
は基板1中に形成された高濃度不純物層、3は基板1に
形成された凹部である溝、4はゲート絶縁膜、5はゲー
ト電極、7は素子形成領域、10は第1の酸化層、11
はサイドウォール、12は第2の熱酸化層、13は第3
の熱酸化層、14は第4の酸化層である。
【0016】以下、本実施例の製造方法を図1ないし図
11に従って説明する。まず、図1において、従来例と
同様に高濃度不純物層2が形成された第1の導電型の半
導体基板1上に、エッチングにより少なくとも高濃度不
純物層2の一部に達する幅aの溝3を形成する。
【0017】次に、図2に示すように、CVD法により
溝3を埋めるように第1の酸化層10を形成する。
【0018】そして、図3に示すように、ドライエッチ
ングにより第1の酸化層10を溝3の底部のみを残すよ
うにエッチングする。
【0019】次に、基板1の酸化を防止するために、C
VD法により全面に窒化膜を形成し、異方性エッチング
により、図4に示すように溝3の側壁にのみサイドウォ
ール11を形成する。
【0020】その後、図5に示すように熱拡散法により
第2の熱酸化層12を形成する。このとき、第2の熱酸
化層12はサイドウォール11の形成部には形成されな
い。ここで、熱拡散法を用いて厚い第2の熱酸化層12
を形成すると、体積の増加により基板内部にストレスが
発生する。本実施例ではこのストレスを取り除くため
に、図6に示すように、ウエットエッチングにより第2
の熱酸化層12のみを選択除去する。
【0021】そして、さらに熱拡散法を用いて図7に示
すような素子形成領域7が島状に近い形状になるまで第
3の熱酸化層13を形成する。この際には、第2の熱酸
化層12の除去により基板内部に空間が形成されている
ので、熱酸化層13の形成による体積増加はこの空間に
吸収され、基板内部のストレスは発生しない。
【0022】次に、図8に示すように、選択エッチング
によりサイドウォール11のみを取り除く。
【0023】そして、図9に示すように、溝3を埋める
ような第4の酸化層14をCVD法により形成し、図1
0に示すように素子形成領域7の表面が現れるまでエッ
チングする。ここで、本実施例では、さらに酸化層14
を分離溝の途中まで食い込むようにエッチング除去して
いる。
【0024】最後に、図11に示すようにゲート絶縁膜
4およびゲート電極5を形成する。ここでは、酸化層1
4が分離溝の途中まで食い込むようにエッチングされて
いるため、ゲート絶縁膜4及びゲート電極5は分離溝3
の側面に回り込んだ形で形成される。
【0025】このような本実施例によれば、素子分離を
形成する溝3にサイドウォール11を形成し、これをマ
スクとして第2の熱酸化層12の形成、および第3の熱
酸化層13の形成を行うようにしたので、これらの熱酸
化層の形成時に素子分離領域が溝3の幅aより広がるこ
とはなく、従って、素子形成領域7を寸法通りに制御性
よく形成することができる。
【0026】また、本実施例ではトランジスタのチャネ
ル形成領域が素子分離領域の溝の側面の一部にまで及ぶ
ように形成するので、実効チャネル幅が広くなり、ナロ
ウチャネル効果を抑えることができる。
【0027】また、トランジスタのチャネル形成領域の
形状が折れ曲がるように形成するので、トランジスタの
空乏層は広がりにくくなり、これによっても、ナロウチ
ャネル効果を抑えることができる。
【0028】次に、この発明の他の実施例を図について
説明する。なお、従来の技術の説明及び第1の実施例と
重複する部分は適宜その説明を省略する。
【0029】図12はこの発明の他の実施例による半導
体装置の製造方法の要部断面図を示したものである。従
来例及び上記実施例と同様に、図において、1は半導体
基板、2は基板1中に形成された高濃度不純物層、3は
基板1に形成された凹部である溝、4はゲート絶縁膜、
5はゲート電極、7は素子形成領域、11はサイドウォ
ール、13は第3の熱酸化層、14は第4の酸化層であ
る。
【0030】以下、本実施例の製造方法を図12(a),
(b) について説明する。図12(a) は、上記実施例の図
7の工程において、素子形成領域7が島状に近い形状に
なるようになるまで第3の熱酸化層13を形成したの
ち、さらに、素子形成領域7が完全に島状になるまで熱
酸化し、第3の熱酸化層13を形成したものである。
【0031】次に、上記実施例と同様な方法で、選択エ
ッチングによりサイドウォール11のみを取り除き、溝
3を埋めるような第4の酸化層14をCVD法により形
成し、これを素子形成領域7の表面が現れるまでエッチ
バックし、最後に、ゲート絶縁膜4およびゲート電極5
を形成すると、図12(b) に示すような素子形成領域7
が島状に素子分離された半導体装置が製造される。
【0032】このような本実施例においても素子分離を
形成する溝3にサイドウォール11を形成後、第2の熱
酸化層12,および第3の熱酸化層13の形成を行うよ
うにしたので、熱酸化層の形成時に素子分離領域が溝3
の幅aより広がることはなく、島状の素子形成領域7を
寸法通りに制御性よく形成することができる。
【0033】また、本実施例においてもトランジスタの
チャネル形成領域が素子分離領域の溝の側面の一部にま
で及ぶように形成するので、実効チャネル幅が広くな
り、ナロウチャネル効果を抑えることができる。
【0034】また、トランジスタのチャネル形成領域の
形状が折れ曲がるように形成するので、トランジスタの
空乏層は広がりにくくなり、これによっても、ナロウチ
ャネル効果を抑えることができる。
【0035】
【発明の効果】以上のように、この発明によれば、半導
体装置は素子分離を形成する溝にサイドウォールを形成
し、素子分離領域が広がらないようにしたので、島状ま
たは島状に近い状態になるように形成した素子形成領域
が寸法通りに制御よく仕上がるという効果がある。
【0036】また、トランジスタのチャネル形成領域が
素子分離領域の溝の側面の一部にまで及ぶようにしたの
で、実効チャネル幅が広くなり、ナロウチャネル効果が
抑えられるという効果がある。
【0037】また、トランジスタのチャネル形成領域の
形状が折れ曲がるようにしたので、トランジスタの空乏
層が広がりにくくなり、これによってもナロウチャネル
効果が抑えられるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図2】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図3】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図4】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図5】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図6】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図7】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図8】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図9】本発明の一実施例による半導体装置の製造方法
を示す主要工程の断面図である。
【図10】本発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す主要工程の断面図である。
【図11】本発明の一実施例による半導体装置の製造方
法を示す主要工程の断面図である。
【図12】本発明の他の実施例による半導体装置の製造
方法を示す各主要工程の断面図である。
【図13】従来例による半導体装置の製造方法を示す断
面図である。
【符号の説明】
1 半導体基板 2 基板中に形成された高濃度不純物層 3 基板に形成された凹部である溝 4 ゲート絶縁膜 5 ゲート電極 6 熱酸化層 7 素子形成領域 10 第1の酸化層 11 サイドウォール 12 第2の熱酸化層 13 第3の熱酸化層 14 第4の酸化層

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子分離領域に、半導体基板中に形成し
    た高濃度不純物層に達する溝を形成する工程と、 該溝の底部に第1の酸化層を設ける工程と、 前記溝の両側壁にサイドウォールを設ける工程と、 熱酸化により前記溝の底部に第2の酸化層を形成し、こ
    れを除去する工程と、 該第2の酸化層の除去部に、再度、熱酸化により第3の
    酸化層を形成し、素子形成領域を島状、あるいは島状に
    近い形状に形成する工程と、 前記サイドウォールを取り除く工程とを含むことを特徴
    とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 素子分離領域に、半導体基板中に形成し
    た高濃度不純物層に達する溝を形成する工程と、 該溝の底部に第1の酸化層を設ける工程と、 前記溝の両側壁にサイドウォールを設ける工程と、 熱酸化により前記溝の底部に第2の酸化層を形成し、こ
    れを除去する工程と、 該第2の酸化層の除去部に、再度、熱酸化により第3の
    酸化層を形成し、素子形成領域を島状、あるいは島状に
    近い形状に形成する工程と、 前記サイドウォールを取り除く工程と、 前記溝の途中まで第4の酸化層を設ける工程と、 その素子形成領域の側面の一部に食い込むような形にト
    ランジスタを形成する工程とを含むことを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
JP4118384A 1992-04-10 1992-04-10 半導体装置の製造方法 Pending JPH05291395A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100336568B1 (ko) * 1998-06-25 2002-09-05 주식회사 하이닉스반도체 반도체소자의소자분리막형성방법
JP2008118084A (ja) * 2006-10-31 2008-05-22 Hynix Semiconductor Inc 半導体素子の素子分離膜形成方法
KR100877003B1 (ko) * 2006-12-27 2009-01-08 주식회사 하이닉스반도체 비휘발성 메모리 소자 제조방법
US7687368B2 (en) 2004-06-18 2010-03-30 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor device manufacturing method
JP2010153598A (ja) * 2008-12-25 2010-07-08 Sharp Corp 半導体装置及びその製造方法
JP2012028420A (ja) * 2010-07-20 2012-02-09 Toshiba Corp 半導体装置およびその製造方法

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