JPH06252257A - 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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JPH06252257A
JPH06252257A JP5031847A JP3184793A JPH06252257A JP H06252257 A JPH06252257 A JP H06252257A JP 5031847 A JP5031847 A JP 5031847A JP 3184793 A JP3184793 A JP 3184793A JP H06252257 A JPH06252257 A JP H06252257A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
forming
oxidation resistant
silicon nitride
nitride film
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP5031847A
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English (en)
Inventor
Shinichi Imai
伸一 今井
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 素子の分離特性を劣化させることなく、素子
分離領域を形成するための選択酸化処理工程において活
性領域部分への酸化の侵入を抑制することができるよう
にする。 【構成】 シリコン基板11の表面に第1の緩衝シリコ
ン酸化膜層12を介して第1のシリコン窒化膜13を堆
積した後、ドライエッチング法により第1の緩衝シリコ
ン窒化膜13を選択除去する。シリコン基板11の表面
部における第1の緩衝シリコン酸化膜13の周辺部に凹
状溝15を形成した後、該凹状溝15の周壁部に第2の
緩衝シリコン酸化膜16を形成する。第2のシリコン窒
化膜17を全面に亘って形成した後、該第2のシリコン
窒化膜17を非選択エッチングして凹状溝15の内部に
第2のシリコン窒化膜を埋め込むことにより、該第2の
シリコン窒化膜からなるサイドウォール18を形成す
る。しかる後、シリコン基板11に選択酸化処理を施す
ことにより、露出部分に素子分離領域を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に素子分離の形成方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】半導体装置の素子分離の形成方法として
は従来から選択酸化法(LOCOS法)が広く用いられ
ている。
【0003】以下、図面を参照しながら、前記した従来
の半導体装置の製造方法の一例について説明する。
【0004】図8〜図11は従来の素子分離領域形成方
法の工程を示す断面図である。
【0005】まず、図8に示すように、シリコン基板3
1の表面を酸化することによって、選択酸化時に発生す
る応力を緩和するための緩衝シリコン酸化膜層32を形
成した後、該緩衝シリコン酸化膜層32の上に選択酸化
時の耐酸化マスク用の材料としてシリコン窒化膜33を
堆積する。
【0006】次に、図9に示すように、フォトリソグラ
フィーによりシリコン窒化膜33の上にレジスト34を
所望形状に形成し、このレジスト34を耐エッチングマ
スクとしてシリコン窒化膜33を選択除去する。その
後、レジスト34を灰化して除去する。
【0007】次に、図10に示すように、酸化処理を行
うと、シリコン窒化膜33の除去された部分が酸化さ
れ、素子分離用の酸化膜35が形成される。ここで、シ
リコン窒化膜33により覆われた部分は酸化されない。
【0008】次に、図11に示すように、シリコン窒化
膜33及び素子分離用の酸化膜35を順次エッチングに
より除去することによって、シリコン基板31の表面部
に素子分離領域37と活性領域36とが完成する。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ような従来の素子分離領域形成方法によると、選択酸化
時に素子分離領域37となる領域の境界線から活性領域
36となる領域へ酸化が入り込む、いわゆるバーズビー
クの侵入のために活性領域36が狭くなってしまうとい
う問題がある。
【0010】このバーズビークの侵入を抑制する方法と
して、緩衝シリコン酸化膜32の膜厚を小さくするか又
はシリコン窒化膜33の膜厚を大きくする方法がある
が、このような方法では、選択酸化工程で緩衝シリコン
酸化膜33が応力を緩和することができず、シリコン基
板31内に結晶欠陥が発生することになり、素子の分離
特性が劣化する。
【0011】従って、従来の選択酸化法によると、素子
の分離特性を劣化させずにバーズビークの侵入を抑制す
ることは困難であるという問題点を有していた。
【0012】本発明は、前記問題点に鑑み、素子の分離
特性を劣化させずにバーズビークの侵入を抑制すること
ができるようにすることを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
め、請求項1の発明は、半導体基板における活性領域と
なる部分の上側に形成された耐酸化性膜の側面に半導体
基板の表面部にまで至るサイドウォールを形成し、しか
る後、半導体基板に対して選択酸化処理を施すことによ
り素子分離領域を形成するものである。
【0014】具体的に請求項1の発明が講じた解決手段
は、半導体装置の製造方法を、半導体基板の主面上に第
1の絶縁膜を形成する工程と、該第1の絶縁膜上に第1
の耐酸化性膜を形成する工程と、該第1の耐酸化性膜の
上にフォトレジストパターンを形成する工程と、前記第
1の耐酸化性膜における前記フォトレジストパターンに
より被覆されていない部分を選択エッチングする工程
と、前記半導体基板の表面部と前記第1の絶縁膜とにお
ける前記フォトレジストパターンの周辺部に異方性ドラ
イエッチング法によって凹状溝を形成する工程と、前記
フォトレジストパターンを除去する工程と、前記半導体
基板における前記凹状溝の周壁部に第2の絶縁膜を形成
する工程と、前記第1の耐酸化性膜、第1の絶縁膜及び
第2の絶縁膜の上側の全面に亘って第2の耐酸化性膜を
形成する工程と、該第2の耐酸化性膜を非選択エッチン
グすることにより前記第1の耐酸化性膜の側面、前記第
1の絶縁膜における前記第1の耐酸化性膜の下側部分の
側面及び前記凹状溝の内部に前記第2の耐酸化性膜から
なるサイドウォールを形成する工程と、前記第1の耐酸
化性膜及び前記サイドウォールをマスクとして前記半導
体基板に選択酸化処理を施すことにより素子分離領域を
形成する工程とを有する構成とするものである。
【0015】請求項2の発明は、凹状溝を形成する工程
における異方性エッチング法を特定するものであって、
具体的には、請求項1の構成に、前記異方性ドライエッ
チング法は、臭化水素ガスと3フッ化塩素ガス、又は臭
化水素ガスと6フッ化硫黄ガスを用いた反応性イオンエ
ッチング法であるという構成を付加するものである。
【0016】
【作用】前記の構成により、第1の耐酸化性膜の側面、
第1の絶縁膜における第1の耐酸化性膜の下側部分の側
面及び凹状溝の内部に、第2の耐酸化性膜からなるサイ
ドウォールを形成した後、第1の耐酸化性膜及びサイド
ウォールをマスクとして半導体基板に選択酸化処理を施
すことにより素子分離領域を形成するため、素子分離領
域を形成するための選択酸化処理工程において活性領域
部分への酸化の侵入が抑制される。
【0017】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。
【0018】図1〜図6は本発明の一実施例に係る半導
体装置の製造方法の工程を示す断面図である。
【0019】まず、図1に示すように、シリコン基板1
1の表面を酸化することによって、選択酸化時に発生す
る応力を緩和するための第1の絶縁膜としての第1の緩
衝シリコン酸化膜12を形成した後、該第1の緩衝シリ
コン酸化膜12の上に選択酸化時の耐酸化マスク用材料
となる第1の耐酸化性膜としての第1のシリコン窒化膜
13を堆積する。
【0020】次に、図2に示すように、第1のシリコン
窒化膜13上にフォトリソグラフィーによりフォトレジ
ストパターン14を所望の形状に形成し、該フォトレジ
ストパターン14を耐エッチングマスクとして異方性ド
ライエッチング法により第1の緩衝シリコン窒化膜13
を選択除去する。
【0021】次に、シリコン基板11の表面部における
第1の緩衝シリコン酸化膜13の周辺部に凹状溝15を
形成した後、前述したフォトレジスト14を灰化して除
去する。
【0022】図7は前記凹状溝15の形成方法を示して
おり、同図に示すように、例えばSF6 (六フッ化硫
黄)とHBr(臭化水素)とからなるガス系を用いる反
応性イオンエッチングを行なうと、イオンがフォトレジ
ストパターン14によって反射される作用を利用するこ
とによって、フォトレジストパターン14の周辺部分つ
まり第1の緩衝シリコン酸化膜13の周辺部にのみエッ
チングを進行させることが可能となり、シリコン基板1
1の表面部における第1の緩衝シリコン酸化膜13の周
辺部に凹状溝15を形成することができる。尚、反応性
イオンエッチングに用いるガスとしては、SF6 とHB
rとの混合ガスに代えて、ClF3 (三フッ化塩素)と
HBrとの混合ガスを用いることもできる。
【0023】次に、図3に示すように、シリコン基板1
1における凹状溝15の周壁部を酸化することによって
該凹状溝15の周壁部に第2の絶縁膜としての第2の緩
衝シリコン酸化膜16を形成した後、さらに第1のシリ
コン窒化膜13、第1の緩衝シリコン酸化膜12及び第
2の緩衝シリコン酸化膜16の上側の全面に亘って第2
の耐酸化性膜としての第2のシリコン窒化膜17を形成
する。
【0024】次に、図4に示すように、第2のシリコン
窒化膜17を非選択エッチング処理して、第1のシリコ
ン窒化膜13の側面、第1の緩衝シリコン酸化膜12に
おける第1のシリコン窒化膜13の下側部分の側面及び
凹状溝15の内部に第2のシリコン窒化膜17からなる
サイドウォール18を形成する。
【0025】次に、図5に示すように、第1のシリコン
窒化膜13及び第2のシリコン窒化膜17を耐酸化マス
クとしてシリコン基板11に選択酸化処理を施すことに
より、シリコン基板11の表面部におけるシリコン窒化
膜の無い、つまり露出部分に、素子分離領域となる素子
分離用シリコン酸化膜19を形成する。この選択酸化処
理工程においては、凹状溝15の内部に形成されたサイ
ドウオール18によって第1のシリコン窒化膜13の下
に侵入する酸化(バーズビーク)を抑制することができ
る。
【0026】次に、図6に示すように、第1のシリコン
窒化膜13、サイドウオール18、第1の緩衝シリコン
酸化膜12及び第2の緩衝シリコン酸化膜13を順次エ
ッチングにより除去すると、シリコン基板11の表面部
に活性領域20及び素子分離領域21が完成する。
【0027】
【発明の効果】以上説明したように、請求項1の発明に
係る半導体装置の製造方法によると、第1の耐酸化性膜
の側面、第1の絶縁膜における第1の耐酸化性膜の下側
部分の側面及び凹状溝の内部に、第2の耐酸化性膜から
なるサイドウォールを形成し、しかる後、第1の耐酸化
性膜及びサイドウォールをマスクとして半導体基板に選
択酸化処理を施すことにより素子分離領域を形成するた
め、素子の分離特性を劣化させることなく、選択酸化処
理時の活性領域部分への酸化の侵入を抑制することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る半導体装置の製造方法
の工程を示す断面図である。
【図2】前記半導体装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
【図3】前記半導体装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
【図4】前記半導体装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
【図5】前記半導体装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
【図6】前記半導体装置の製造方法の工程を示す断面図
である。
【図7】前記半導体装置の製造方法におけるドライエッ
チング法のメカニズムを示す断面図である。
【図8】従来の半導体装置の製造方法の工程を示す断面
図である。
【図9】従来の半導体装置の製造方法の工程を示す断面
図である。
【図10】従来の半導体装置の製造方法の工程を示す断
面図である。
【図11】従来の半導体装置の製造方法の工程を示す断
面図である。
【符号の説明】
11 シリコン基板(半導体基板) 12 第1の緩衝シリコン酸化膜(第1の絶縁膜) 13 第1のシリコン窒化膜(第1の耐酸化性膜) 14 フォトレジスト 15 凹状溝 16 第2の緩衝シリコン酸化膜(第2の絶縁膜) 17 第2のシリコン窒化膜(第1の耐酸化性膜) 18 サイドウォール 19 素子分離用シリコン酸化膜 20 活性領域 21 素子分離領域

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板の主面上に第1の絶縁膜を形
    成する工程と、該第1の絶縁膜上に第1の耐酸化性膜を
    形成する工程と、該第1の耐酸化性膜の上にフォトレジ
    ストパターンを形成する工程と、前記第1の耐酸化性膜
    における前記フォトレジストパターンにより被覆されて
    いない部分を選択エッチングする工程と、前記半導体基
    板の表面部と前記第1の絶縁膜とにおける前記フォトレ
    ジストパターンの周辺部に異方性ドライエッチング法に
    よって凹状溝を形成する工程と、前記フォトレジストパ
    ターンを除去する工程と、前記半導体基板における前記
    凹状溝の周壁部に第2の絶縁膜を形成する工程と、前記
    第1の耐酸化性膜、第1の絶縁膜及び第2の絶縁膜の上
    側の全面に亘って第2の耐酸化性膜を形成する工程と、
    該第2の耐酸化性膜を非選択エッチングすることにより
    前記第1の耐酸化性膜の側面、前記第1の絶縁膜におけ
    る前記第1の耐酸化性膜の下側部分の側面及び前記凹状
    溝の内部に前記第2の耐酸化性膜からなるサイドウォー
    ルを形成する工程と、前記第1の耐酸化性膜及び前記サ
    イドウォールをマスクとして前記半導体基板に選択酸化
    処理を施すことにより素子分離領域を形成する工程とを
    有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記異方性ドライエッチング法は、臭化
    水素ガスと3フッ化塩素ガス、又は臭化水素ガスと6フ
    ッ化硫黄ガスを用いた反応性イオンエッチング法である
    ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
    法。
JP5031847A 1993-02-22 1993-02-22 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH06252257A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5972776A (en) * 1995-12-22 1999-10-26 Stmicroelectronics, Inc. Method of forming a planar isolation structure in an integrated circuit

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5972776A (en) * 1995-12-22 1999-10-26 Stmicroelectronics, Inc. Method of forming a planar isolation structure in an integrated circuit

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