JPH0582516A - 半導体装置 - Google Patents

半導体装置

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JPH0582516A
JPH0582516A JP3272096A JP27209691A JPH0582516A JP H0582516 A JPH0582516 A JP H0582516A JP 3272096 A JP3272096 A JP 3272096A JP 27209691 A JP27209691 A JP 27209691A JP H0582516 A JPH0582516 A JP H0582516A
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JP
Japan
Prior art keywords
film
sio
region
element isolation
oxide film
Prior art date
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Pending
Application number
JP3272096A
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English (en)
Inventor
Katsushi Fujita
勝志 藤田
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】膜厚または断面形状の異なる素子分離用の酸化
膜を有することによって、デバイス特性の最適化と素子
分離能力の向上とを両立させる。 【構成】デザインルールの厳しい領域には、膜厚t1
薄いSiO2 膜14を用い、デザインルールの緩い領域
には、膜厚t2 の厚いSiO2 膜15を用いている。バ
ーズビークはSiO2 膜15よりもSiO2 膜14の方
が短く、デザインルールの厳しい領域でも、デバイス特
性に対するバーズビークの影響が少ない。一方、素子分
離能力はSiO2 膜14よりもSiO2 膜15の方が高
く、デザインルールの緩い領域では、高い素子分離能力
を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本願の発明は、酸化膜、特に選択
酸化法で形成された酸化膜で素子分離が行われている半
導体装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置における素子分離技術の一つ
に誘電体分離があり、誘電体分離のうちで最もよく用い
られている方式として選択酸化(LOCOS)法があ
る。この様な選択酸化法で素子分離が行われている従来
の半導体装置では、半導体装置の何れの領域において
も、同一の条件で形成された素子分離用の酸化膜が用い
られていた。
【0003】ところで、選択酸化法では酸化膜にバーズ
ビークが発生し、酸化膜を厚くするに連れて、素子分離
能力は高くなるが、バーズビークの長さの2倍の値であ
る変換差が大きくなる。逆に、酸化膜を薄くするに連れ
て、変換差は小さくなるが、素子分離能力が低くなる。
【0004】そして、デザインルールの厳しい領域で
は、酸化膜上の配線と半導体基板との間の容量や寄生M
OSトランジスタの閾値電圧や狭チャネル効果等の各種
のデバイス特性に与える変換差の影響が大きい。このた
め、素子分離能力の低下をある程度犠牲にして、酸化膜
を薄くしなければならない。
【0005】一方、デザインルールの緩い領域では、変
換差が多少大きくても、上述のデバイス特性に対してそ
れ程には影響がない。このため、酸化膜を厚くして、素
子分離能力を高めることができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】ところが、既述の様
に、従来の半導体装置では、半導体装置の何れの領域に
おいても、同一の条件で形成された素子分離用の酸化膜
が用いられていた。このため、デザインルールの厳しい
領域における条件で酸化膜を形成するとデザインルール
の緩い領域における酸化膜の素子分離能力が犠牲にな
り、逆に、デザインルールの緩い領域における条件で酸
化膜を形成するとデザインルールの厳しい領域における
デバイス特性が犠牲になっていた。つまり、従来の半導
体装置では、デバイス特性の最適化と素子分離能力の向
上とを両立させることができなかった。
【0007】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置で
は、膜厚t1 が相対的に薄い素子分離用の第1の酸化膜
14と、膜厚t2 が相対的に厚い素子分離用の第2の酸
化膜15とが半導体基板11に設けられている。
【0008】請求項2の半導体装置では、半導体基板1
1の表面よりも下方の部分の膜厚y1 が相対的に薄い素
子分離用の第1の酸化膜33と、前記下方の部分の膜厚
2 が相対的に厚い素子分離用の第2の酸化膜34とが
前記半導体基板11に設けられている。
【0009】
【作用】請求項1の半導体装置では、素子分離用の第1
及び第2の酸化膜14、15を選択酸化法で形成した場
合、バーズビークは第2の酸化膜15よりも第1の酸化
膜14の方が短い。一方、素子分離能力は第1の酸化膜
14よりも第2の酸化膜15の方が高い。
【0010】請求項2の半導体装置では、素子分離用の
第1及び第2の酸化膜33、34を選択酸化法で形成し
た場合、各々の全体的な膜厚が互いに等しくても、バー
ズビークは第2の酸化膜34よりも第1の酸化膜33の
方が短い。一方、素子分離能力は第1の酸化膜33より
も第2の酸化膜34の方が高い。
【0011】
【実施例】以下、本願の発明の第1及び第2実施例を、
図1〜18を参照しながら説明する。
【0012】図1が第1実施例を示しており、図2〜8
がその製造工程を示している。この第1実施例では、図
1に示す様に、Si基板11のうちで半導体メモリにお
けるメモリセル領域等の様にデザインルールの厳しい領
域12と周辺回路領域等の様にデザインルールの緩い領
域13とでは、選択酸化法で形成された素子分離用のS
iO2 膜14、15の膜厚t1 、t2 が互いに相違して
いる。即ち、SiO2 膜14の膜厚t1 は300nm程
度と相対的に薄く、SiO2 膜15の膜厚t2 は400
nm程度と相対的に厚い。
【0013】この様な第1実施例を製造するためには、
図2に示す様に、Si基板11をまず拡散炉で酸化し
て、その表面に膜厚が100Å程度のSiO2膜16を
形成する。そして、膜厚が500〜1000Å程度の多
結晶Si膜17をCVD法でSiO2 膜16上に形成
し、更に、膜厚が1000〜2000Å程度のSiN膜
21をCVD法で多結晶Si膜17上に形成する。
【0014】次に、レジスト22(図3)をSiN膜2
1上の全面に塗布し、図3に示す様に、領域13の素子
分離領域のパターンにレジスト22をパターニングす
る。そして、レジスト22をマスクにしたRIE等によ
って、図4に示す様に、SiN膜21と多結晶Si膜1
7の一部とを除去して、開口23を形成する。その後、
レジスト22をアッシング等で除去する。
【0015】次に、拡散炉で酸化を行って、図5に示す
様に、200nm程度の膜厚t3 のSiO2 膜15を開
口23に対応して形成する。この時、領域12は酸化防
止膜であるSiN膜21で覆っているので、領域12に
はまだSiO2 膜14が形成されない。
【0016】次に、再びレジスト24(図6)を全面に
塗布し、図6に示す様に、今度は領域12の素子分離領
域のパターンにレジスト24をパターニングする。そし
て、レジスト24をマスクにしたRIE等によって、図
7に示す様に、SiN膜21と多結晶Si膜17の一部
とを除去して、開口25を形成する。その後、レジスト
24をアッシング等で除去する。
【0017】次に、拡散炉で酸化を行って、図8に示す
様に、300nm程度の膜厚t1 のSiO2 膜14を開
口25に対応して形成する。この時、既に形成されてい
るSiO2 膜15も400nm程度の膜厚t2 になる。
その後、SiN膜21、多結晶Si膜17及びSiO2
膜16をウェットエッチングまたはドライエッチングで
除去して、図1に示した第1実施例を得る。
【0018】図9〜12は、第1実施例の別の製造工程
を示している。この製造工程は、上述の図8の工程で、
既に形成されているSiO2 膜15の膜厚がt3 からt
2 へ増加するのが適切でない場合のためのものである。
【0019】この製造工程でも、図2〜5までは上述の
製造工程と略同様の工程を実行するが、図5の製造工程
では、SiO2 膜15の膜厚を200nm程度であるt
3 ではなく、当初から400nm程度であるt2 にして
おく。その後、図9に示す様に、SiN膜21及び多結
晶Si膜17をウェットエッチングまたはドライエッチ
ングで除去する。
【0020】次に、図10に示す様に、再び多結晶Si
膜26とSiN膜27とをCVD法で順次に全面に形成
し、図11に示す様に、レジスト24と同様のパターン
のレジスト31をSiN膜27上に形成する。
【0021】次に、レジスト31をマスクにしたRIE
等によって、図12に示す様に、SiN膜27と多結晶
Si膜16の一部とを除去して、開口32を形成する。
その後、レジスト31をアッシング等で除去する。
【0022】次に、拡散炉で酸化を行って、図1に示し
た様に、300nm程度の膜厚t1 のSiO2 膜14を
開口32に対応して形成する。この時、既に形成されて
いるSiO2 膜15は酸化防止膜であるSiN膜27で
覆っているので、このSiO2 膜14の膜厚は400n
m程度であるt2 のままである。その後、SiN膜2
7、多結晶Si膜26及びSiO2 膜16をウェットエ
ッチングまたはドライエッチングで除去して、図1に示
した第1実施例を得る。
【0023】なお、第1実施例を製造するための上述の
何れの工程においても、SiO2 膜14、15のバーズ
ビークを短くするために、SiO2 膜16よりも酸素の
拡散係数が小さい多結晶Si膜17、26をSiO2
16とSiN膜21、27との間に用いているが、多結
晶Si膜17、26は必ずしも必要ではない。
【0024】図13は第2実施例を示しており、図14
〜18がその製造工程を示している。この第2実施例で
は、図13に示す様に、デザインルールの厳しい領域1
2とデザインルールの緩い領域13とでは、選択酸化法
で形成された素子分離用のSiO2 膜33、34の各々
の全体的な膜厚は互いに等しいが、SiO2 膜33のう
ちでSi基板11の表面よりも下方の部分の膜厚y1
SiO2 膜34のうちでSi基板11の表面よりも下方
の部分の膜厚y2 に比べて薄い。
【0025】この様な第2実施例を製造するためには、
図14に示す様に、図2の工程と同様にして、SiN膜
21までをSi基板11上に形成する。そして、レジス
ト35(図15)をSiN膜21上の全面に塗布し、図
15に示す様に、領域12の素子分離領域のパターンに
レジスト35をパターニングする。
【0026】次に、レジスト35をマスクにしたRIE
等によって、図16に示す様に、SiN膜21と多結晶
Si膜17の一部とを除去して、開口36を形成する。
この時の多結晶Si膜17のうちで開口36下の残りの
部分の膜厚をt4 とする。その後、レジスト35をアッ
シング等で除去する。
【0027】次に、再びレジスト37(図17)を全面
に塗布し、図17に示す様に、今度は領域13の素子分
離領域のパターンにレジスト37をパターニングする。
そして、レジスト37をマスクにしたRIE等によっ
て、図18に示す様に、SiN膜21と多結晶Si膜1
7の一部とを除去して、開口38を形成する。この時の
多結晶Si膜17のうちで開口38下の残りの部分の膜
厚をt5とすると、膜厚t5 は膜厚t4 よりも薄くす
る。その後、レジスト24をアッシング等で除去する。
【0028】次に、拡散炉で酸化を行い、開口36、3
8に対応して、図13に示したSiO2 膜33、34を
形成する。この時、多結晶Si膜17のうちで開口3
6、38下の残りの部分の膜厚t4 、t5 が互いに相違
しているので、SiO2 膜33、34のうちでSi基板
11が酸化されて形成された部分の膜厚y1 、y2 が互
いに相違し、その結果、SiO2 膜33、34の変換差
も相違する。
【0029】その後、SiN膜21、多結晶Si膜17
及びSiO2 膜16をウェットエッチングまたはドライ
エッチングで除去して、図13に示した第2実施例を得
る。以上の様な第2実施例のための製造工程を、第1実
施例のための既述の製造工程と比較すると、選択酸化が
1回でよいので、その分だけ工程が少ない。
【0030】
【発明の効果】本願の発明による半導体装置では、バー
ズビークは第2の酸化膜よりも第1の酸化膜の方が短
く、素子分離能力は第1の酸化膜よりも第2の酸化膜の
方が高いので、デザインルールの厳しい領域に第1の酸
化膜を用い、デザインルールの緩い領域に第2の酸化膜
を用いることによって、デバイス特性の最適化と素子分
離能力の向上とを両立させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本願の発明の第1実施例の側断面図である。
【図2】第1実施例を製造するための最初の工程を示す
側断面図である。
【図3】図2に続く工程を示す側断面図である。
【図4】図3に続く工程を示す側断面図である。
【図5】図4に続く工程を示す側断面図である。
【図6】図5に続く工程を示す側断面図である。
【図7】図6に続く工程を示す側断面図である。
【図8】図7に続く工程を示す側断面図である。
【図9】第1実施例を別の方法で製造するための最初の
工程を示す側断面図である。
【図10】図9に続く工程を示す側断面図である。
【図11】図10に続く工程を示す側断面図である。
【図12】図11に続く工程を示す側断面図である。
【図13】第2実施例の側断面図である。
【図14】第2実施例を製造するための最初の工程を示
す側断面図である。
【図15】図14に続く工程を示す側断面図である。
【図16】図15に続く工程を示す側断面図である。
【図17】図16に続く工程を示す側断面図である。
【図18】図17に続く工程を示す側断面図である。
【符号の説明】
11 Si基板 14 SiO2 膜 15 SiO2 膜 33 SiO2 膜 34 SiO2

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】膜厚が相対的に薄い素子分離用の第1の酸
    化膜と、 膜厚が相対的に厚い素子分離用の第2の酸化膜とが半導
    体基板に設けられている半導体装置。
  2. 【請求項2】半導体基板の表面よりも下方の部分の膜厚
    が相対的に薄い素子分離用の第1の酸化膜と、 前記下方の部分の膜厚が相対的に厚い素子分離用の第2
    の酸化膜とが前記半導体基板に設けられている半導体装
    置。
JP3272096A 1991-09-24 1991-09-24 半導体装置 Pending JPH0582516A (ja)

Priority Applications (1)

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JP3272096A JPH0582516A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 半導体装置

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JP3272096A JPH0582516A (ja) 1991-09-24 1991-09-24 半導体装置

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ID=17509025

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JP (1) JPH0582516A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998008252A1 (en) * 1996-08-22 1998-02-26 Advanced Micro Devices, Inc. Method for differential fieldox growth

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO1998008252A1 (en) * 1996-08-22 1998-02-26 Advanced Micro Devices, Inc. Method for differential fieldox growth

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