JPH0855845A - 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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JPH0855845A
JPH0855845A JP18917394A JP18917394A JPH0855845A JP H0855845 A JPH0855845 A JP H0855845A JP 18917394 A JP18917394 A JP 18917394A JP 18917394 A JP18917394 A JP 18917394A JP H0855845 A JPH0855845 A JP H0855845A
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JP
Japan
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selective oxidation
selective
oxide film
region
manufacturing
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JP18917394A
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English (en)
Inventor
Kenichi Kanazawa
賢一 金澤
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造方法に関し、従来の通常の
LOCOS法を用いながらバーズ・ビークを減少させ、
素子活性領域の面積占有比率を大きくすることによりコ
ンタクトホールと素子活性領域との位置合わせの余裕度
を確保する。 【構成】 一度の製造工程で形成した選択酸化用マスク
層3を、二度パターニングすることにより二度の選択酸
化を行い、内部回路領域には相対的に薄い素子間分離用
選択酸化膜10を形成し、周辺回路領域には内部回路領
域の選択酸化膜よりも厚い素子間分離用選択酸化膜11
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
関するものであり、特に、DRAM(ダイナミック・ラ
ンダム・アクセス・メモリ)やSRAM(スタティック
・ランダム・アクセス・メモリ)等のMOS型半導体集
積回路装置の素子間分離領域の形成方法に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】従来、半導体集積回路装置の集積度を向
上させていく場合に、コンタクトホールとトランジスタ
等の素子活性領域との位置合わせが問題になっていた。
集積度の向上に伴って、コンタクトホールの径も素子活
性領域及び配線層の線幅も共に縮小されるが、コンタク
トホールの縮率(縮尺率)の方が素子活性領域及び配線
層の線幅の縮率よりも小さくなる。
【0003】これは、コンタクトホール或いは配線パタ
ーンを形成するためのレジストの形状、即ち、残しパタ
ーンと抜きパターンとの精度の差によるものであり、精
度の良いパターンの形成が容易な残しパターン、即ち、
配線パターンの線幅の寸法は容易に小さくできるが、精
度の良いパターンの形成が難しい抜きパターン、即ち、
コンタクトホールの寸法は容易に小さくできないためで
ある。
【0004】また、素子動作からみて、未開口のコンタ
クトホールが存在した場合、素子の動作に与える影響が
大きいため、コンタクトホールにマージンをもたせる場
合もあり、この場合にもコンタクトホールの縮率の方が
素子活性領域及び配線層の線幅の縮率よりも小さくな
る。
【0005】したがって、集積度を向上させていった場
合には、コンタクトホールと素子活性領域との位置合わ
せの際に、コンタクトホールの径の縮率が素子活性領域
の縮率よりも小さくなり、そのしわ寄せが位置合わせに
きてしまい、位置合わせ余裕を十分にとれないという問
題があった。
【0006】このような問題は、特に、DRAMやSR
AM等のセル領域の位置合わせにおいて重要な問題とな
り、このコンタクトホールの位置ずれがDRAMやSR
AM等の製造歩留りに大きく影響している。
【0007】このような問題を解決するために、同じ面
積のセル領域の中においてトランジスタ等の素子活性領
域をなるべく大きく取るために素子間分離用絶縁膜、即
ち、LOCOS膜(選択酸化膜)のバーズ・ビークを減
少させることが試みられている。
【0008】その一つの解決方法として、従来の通常の
LOCOS法を改良したポリバッファLOCOS法があ
り、これは、半導体基板の全面に多結晶シリコン膜を堆
積させたのち、シリコン窒化膜パターンをマスクとして
ウエット酸化(Wet酸化)することにより多結晶シリ
コンを酸化して素子間分離用絶縁膜を形成するものであ
る。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のような
ポリバッファLOCOS法を用いた場合にも、未だ十分
にバーズ・ビークを減少させることができず、また、得
られた素子分離形状が良好でないという問題もあり、集
積度を十分向上させることが困難であった。
【0010】したがって、本発明は、従来の通常のLO
COS法を用いながらバーズ・ビークを減少させ、素子
活性領域の面積占有比率を大きくすることによりコンタ
クトホールと素子活性領域との位置合わせの余裕度を確
保することを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明は、半導体装置の
製造方法において、一度の製造工程で形成した選択酸化
用マスク層(図2の3)を、二度パターニングすること
により二度の選択酸化を行い、内部回路領域には相対的
に薄い素子間分離用選択酸化膜(図2の10)を形成
し、周辺回路領域には内部回路領域の選択酸化膜(図2
の10)よりも厚い素子間分離用選択酸化膜(図2の1
1)を形成したことを特徴とするものである。
【0012】
【作用】内部回路用素子領域における素子間分離用選択
酸化膜は一度の選択酸化工程で形成されるので、二度の
選択酸化工程で形成される周辺回路用素子領域における
素子間分離用選択酸化膜より薄くすることができるの
で、内部回路用素子領域においてバーズ・ビークが減少
し、周辺回路用素子領域においては相対的に厚い素子間
分離用選択酸化膜によって高い絶縁耐圧を維持する。
【0013】
【実施例】図1及び図2は本発明の第1実施例である第
1の選択酸化工程で周辺回路用素子領域(周辺部)に厚
い選択酸化膜を形成する素子間分離領域の製造工程を説
明する図である。なお、図においては、便宜上、内部回
路領域(セル部)及び周辺回路領域(周辺部)とを一領
域ずつ近接させて表すものである。
【0014】図1(a)参照 まず、シリコン半導体基板1の温度を900℃にした状
態で塩酸酸化法により初期酸化して100Åの厚さのパ
ッド酸化膜2を形成した後、その上にCVD法により1
500Åの厚さのシリコン窒化膜3を堆積する。 図1(b)参照 次いで、周辺回路領域の選択酸化領域に対応するパター
ンが、抜けパターンになるようにフォトレジストをエッ
チングすることにより、フォトレジストパターン4を形
成する。
【0015】図1(c)参照 次いで、フォトレジストパターン4をマスクとしてシリ
コン窒化膜3の露出部をエッチング除去した後、フォト
レジストパターン4を除去する。 図1(d)参照 次いで、基板温度を900℃にした状態でWet酸化す
ることにより2500Åの厚の選択酸化膜6を形成す
る。
【0016】図2(e)参照 次いで、新たなフォトレジストを塗布したのち、内部回
路領域(セル部)の選択酸化領域、即ち、ウエル酸化領
域8に対応するパターンが、抜けパターンになるように
フォトレジストをエッチングすることにより、第2のフ
ォトレジストパターン7を形成する。
【0017】図2(f)参照 次いで、フォトレジストパターン7をマスクとしてシリ
コン窒化膜3の露出部をエッチング除去したのち、フォ
トレジストパターン7を除去し、ウエル形成用のボロン
(B)を180KeVの加速エネルギーで1×1013
-2のドーズ量をイオン注入することにより約0.6μ
mの深さにイオン注入領域9を形成する。
【0018】図2(g)参照 次いで、基板温度を900℃にした状態で塩酸酸化する
ことにより約500Åのウエル酸化膜10を形成する
が、このウエル酸化の際に、選択酸化領域5もさらに酸
化されて厚さの増大した選択酸化膜11が形成される。
なお、ウエル酸化とは、窒素雰囲気中でのウエル領域の
活性化アニールの際に、シリコン半導体基板1の表面に
シリコン窒化膜或いはシリコンオキシナイトライド膜が
形成され、ゲート酸化膜の膜質に悪影響を及ぼすのを防
止するために、アニールに先立って形成する500Å程
度の酸化膜を形成するための酸化である。
【0019】ついで、基板温度を約1100℃にした状
態で、窒素雰囲気中で300分アニールすることによ
り、注入したイオンを拡散・活性化することにより深さ
約3.0μmのウエル領域12を形成したのち、ボロン
を180KeVの加速エネルギーで5×1013cm-2
ドーズ量をイオン注入することにより増大した選択酸化
膜11に接するようにチャネルカット領域13を形成す
る。
【0020】この場合、内部回路領域においては、深い
領域にチャネルカット用のイオンが注入されチャネルカ
ット領域としてはあまり機能しないものの、内部回路領
域において必要とされる絶縁耐圧はあまり高くないの
で、格別の問題は生じない。
【0021】図2(h)参照 最後に、選択酸化の際のマスクとなったシリコン窒化膜
3を除去することにより、ウエル酸化膜10、即ち、薄
い選択酸化膜で分離された内部回路用素子活性領域と厚
い選択酸化膜11で分離された周辺回路素子用活性領域
とが画定される。
【0022】なお、上記実施例における各製造条件は、
記載されている具体的数値に限定されるものではなく、
例えば、初期酸化膜2の厚さは50〜100Åの範囲
で、窒化膜3の厚さは1000〜1500Åの範囲で、
選択酸化膜6の厚さは2000〜4000Åの範囲で、
ウエル酸化膜10の厚さは300〜600Åの範囲であ
れば良い。また、ウエル形成用のイオン注入も、シリコ
ン窒化膜3や選択酸化膜6を透過する加速エネルギーで
イオンを打ち込む必要があり、シリコン窒化膜3や選択
酸化膜6の厚さに応じて、加速エネルギーを適宜決定す
るものである。
【0023】図3及び図4は本発明の第2実施例である
第1の選択酸化工程で周辺回路領域(周辺部)に薄いウ
エル酸化膜を形成する素子間分離領域の製造工程を説明
する図である。なお、図においては、便宜上、内部回路
領域(セル部)及び周辺回路領域(周辺部)とを一領域
ずつ近接させて表すものである。
【0024】図3(a)乃至(c)参照 第2の実施例における図3(a)乃至(c)の工程のシ
リコン窒化膜3パターンを形成する目的はウエル酸化膜
形成用であり、第1の実施例における選択酸化膜形成用
という目的と相違しているものの、工程自体は第1の実
施例における図1(a)乃至(c)の工程と全く同一で
あるので説明を省略する。
【0025】図3(d)参照 図3(c)に示すシリコン窒化膜3にウエル酸化領域8
に相当する開口部を形成したのち、ウエル形成用のボロ
ンを180KeVの加速エネルギーで1×10 13cm-2
のドーズ量をイオン注入することにより約0.6μmの
深さにイオン注入領域を形成する。次いで、基板温度を
900℃にした状態で塩酸酸化することにより約500
Åのウエル酸化膜10を形成したのち、基板温度を約1
100℃の温度にした状態で窒素雰囲気中で300分ア
ニールすることにより注入した不純物を拡散・活性化し
てウエル領域12を形成する。
【0026】図4(e)参照 次いで、新たなフォトレジストを塗布したのち、内部回
路領域(セル部)の選択酸化領域5に対応するパターン
が、抜けパターンになるようにフォトレジストをエッチ
ングすることにより、第2のフォトレジストパターン7
を形成する。
【0027】図4(f)参照 次いで、フォトレジストパターン7をマスクとしてシリ
コン窒化膜3の露出部をエッチング除去したのち、フォ
トレジストパターン7を除去し、チャネルカット領域形
成用のボロンをシリコン窒化膜3を透過しない程度の2
0KeVの加速エネルギーで5×1013cm-2のドーズ
量をイオン注入することにより浅いチャネルカット領域
13を形成する。
【0028】図4(g)参照 次いで、基板温度を900℃にした状態でWet酸化す
ることにより約2500Åの選択酸化膜6を形成する
が、この選択酸化の際に、ウエル酸化領域8もさらに酸
化されて厚さの増大した選択酸化膜11が形成される。
【0029】図4(h)参照 最後に、選択酸化の際のマスクとなったシリコン窒化膜
3を除去することにより、選択酸化膜6で分離された内
部回路用素子活性領域と厚い増大した選択酸化膜11で
分離された周辺回路素子用活性領域とが画定される。
【0030】第2の実施例においては、内部回路領域の
素子間分離用の選択酸化膜は第1の実施例と比べて厚く
なっているものの、従来の一度の選択酸化工程により内
部回路領域及び周辺回路領域の素子間分離用選択酸化膜
を形成した場合と比べて、集積度が向上する。
【0031】なお、上記第2の実施例における各製造条
件は、記載されている具体的数値に限定されるものでは
なく、上記の第1の実施例と同様工程においては第1の
実施例と同様の範囲で行っても良いものである。
【0032】また、上記の各実施例においては、シリコ
ン半導体基板の導電型については言及されていないもの
の、DRAM等においては、一般的にはnチャネル型M
OSFETを形成するものであるので、p型不純物であ
るボロンのイオン注入によりp型ウエルが形成されれば
良く、n型基板でもp型基板でも良いものである。
【0033】また、上記各実施例においては、各領域に
設ける具体的素子構造は示していないものの、本発明
は、DRAM或いはSRAM等のMOS型半導体集積回
路装置に限られるものでなく、バイポーラ型半導体集積
回路装置或いはBI−MOS型半導体集積回路装置も対
象とするものである。
【0034】
【発明の効果】本発明によれば、従来の通常のLOCO
S法を用いながら二度選択酸化を行うことにより、周辺
回路領域においては、素子間分離用の選択酸化膜を厚く
形成して絶縁耐圧を高くすると共に、高集積化が要求さ
れる内部回路領域においては、素子間分離用の選択酸化
膜を薄く形成してバーズ・ビークを減少させることがで
きる。したがって、素子活性領域の面積占有比率を大き
くすることによりコンタクトホールと素子活性領域との
位置合わせの余裕度を確保することができるので、製造
歩留りを向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施例の途中までの製造工程を
説明する図である。
【図2】本発明の第1の実施例の図1以降の製造工程を
説明する図である。
【図3】本発明の第2の実施例の途中までの製造工程を
説明する図である。
【図4】本発明の第2の実施例の図3以降の製造工程を
説明する図である。
【符号の説明】
1 シリコン半導体基板 2 パッド酸化膜 3 シリコン窒化膜 4 フォトレジストパターン 5 選択酸化領域 6 選択酸化膜 7 第2のフォトレジストパターン 8 ウエル酸化領域 9 イオン注入領域 10 ウエル酸化膜 11 増大した選択酸化膜 12 ウエル領域 13 チャネルカット領域

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一度の製造工程で形成した選択酸化用マ
    スク層を、二度パターニングすることにより二度の選択
    酸化を行い、内部回路領域には相対的に薄い素子間分離
    用選択酸化膜を形成し、周辺回路領域には内部回路領域
    の選択酸化膜よりも厚い素子間分離用選択酸化膜を形成
    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】 上記周辺回路領域に設ける上記選択酸化
    膜は、二度の選択酸化工程で形成されることを特徴とす
    る請求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 上記二度の選択酸化工程のうちの二度目
    の選択酸化工程がウエル酸化工程であることを特徴とす
    る請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  4. 【請求項4】 上記二度の選択酸化工程における二度目
    の選択酸化工程の後に、チャネルカット領域を形成する
    ためにイオン注入を行うことを特徴とする請求項3記載
    の半導体装置の製造方法。
  5. 【請求項5】 上記二度の選択酸化工程のうちの一度目
    の選択酸化工程がウエル酸化工程であることを特徴とす
    る請求項2記載の半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 上記二度の選択酸化工程における一度目
    の選択酸化工程の後で、且つ、二度目の選択酸化工程の
    前にチャネルカット領域を形成するためにイオン注入を
    行うことを特徴とする請求項5記載の半導体装置の製造
    方法。
  7. 【請求項7】 上記内部回路領域に設ける上記選択酸化
    膜は、二度目の選択酸化工程により形成されることを特
    徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の半導体
    装置の製造方法。
  8. 【請求項8】 上記二度の選択酸化工程における一度目
    の選択酸化工程の後に、ウエル領域を形成するための不
    純物を半導体基板にイオン注入することを特徴とする請
    求項1乃至7のいずれか1項に記載の半導体装置の製造
    方法。
JP18917394A 1994-08-11 1994-08-11 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0855845A (ja)

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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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Effective date: 20011106