JPH0883795A - 素子分離領域の形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 バッファードＬＯＣＯＳ法による素子分離領
域の形成で、用いるシリコン層にボイドが発生すること
なく、形成した素子分離領域の境界に凸凹が生じないよ
うにすることを目的とする。また、これらのことによっ
て、従来のポリバッファードＬＯＣＯＳ法に比較して、
形成工程があまり長くならないようすることを目的とす
る。 【構成】 ＣＶＤ法を用いて窒素ドープアモルファスシ
リコンを堆積することで、厚さ約５０ｎｍのシリコン層
３１を薄い酸化膜２１上に形成する。そして、このシリ
コン層３１を、窒化シリコンマスク４ａをマスクとした
選択酸化によるフィールド酸化膜形成のときのバッファ
層とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、半導体装置における
素子分離領域の形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】シリコン半導体集積回路において、素子
となるべき活性区域は、膜厚の比較的厚いフィールド酸
化膜によって覆われた素子分離領域によって囲われ、他
の活性区域と分離されている。このフィールド酸化膜を
形成する方法として、ポリバッファードＬＯＣＯＳ法が
ある。図１１〜１３は、このポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法を説明するための工程断面図および平面図である。
まず、図１１（ａ）に示すように、シリコン基板１表面
に薄い酸化膜２１を形成し、次いで、図１１（ｂ）に示
すように、薄い酸化膜２１上にノンドープのポリシリコ
ンからなるシリコン層３１ｂを形成する。

【０００３】そして、図１１（ｃ）に示すように、シリ
コン層３１ｂ上に窒化シリコン層４を形成する。次い
で、図１１（ｄ）に示すように、リソグラフィー技術を
用いてレジストパタン５を形成する。そして、図１１
（ｅ）に示すように、このレジストパタン５をエッチン
グマスクとし、エッチング技術を用いて、窒化シリコン
層４を選択的に除去して窒化シリコンマスク４ａを形成
する。

【０００４】次いで、図１１（ｆ）に示すように、レジ
ストパタン５を除去し、図１２（ｇ）に示すように、窒
化シリコンマスク４ａをマスクとした熱酸化により、バ
ッファ層としてのシリコン層３１ｂとシリコン基板１を
選択的に酸化し、厚い酸化膜２２ｃを形成する。ここ
で、シリコン層３１ｂの存在によりシリコン基板１に加
わる応力が緩和される。また、フィールド酸化膜を形成
する際にシリコン基板１の酸化量を少なくすることによ
っても基板に発生する応力は小さくなる。そして、窒化
シリコンマスク４ａを除去すれば、図１２（ｈ）に示す
ように、厚い酸化膜２２ｃに覆われた素子分離領域が形
成される。なお、図１２（ｉ）および図１３に関して
は、後述する。

【０００５】また、上述のポリバッファードＬＯＣＯＳ
法では、選択的に酸化される領域のシリコン層３１ｂを
エッチングすることなくそのまま酸化したが、これに限
るものではなく、以下に示すようにする場合もある。図
１４〜１６は、ポリバッファードＬＯＣＯＳ法の他の例
によってフィールド酸化膜を形成する工程を説明するた
めの断面図と平面図である。

【０００６】まず、図１４（ａ）に示すように、シリコ
ン基板１表面に薄い酸化膜２１を形成し、次いで、図１
４（ｂ）に示すように、薄い酸化膜２１上にノンドープ
のポリシリコンからなるシリコン層３１ｃを形成する。
このように、後述するように形成する窒化シリコンマス
ク４ａと薄い酸化膜２１との間にノンドープのポリシリ
コン膜を挿入することで、選択酸化の際にシリコン基板
１に加わる応力を緩和できる。

【０００７】そして、図１４（ｃ）に示すように、シリ
コン層３１ｃ上に窒化シリコン層４を形成する。次い
で、図１４（ｄ）に示すように、リソグラフィー技術を
用いてレジストパタン５を形成する。そして、図１４
（ｅ），（ｆ）に示すように、このレジストパタン５を
エッチングマスクとし、エッチング技術により、窒化シ
リコン層４，つづいて，シリコン層３１ｃのレジストパ
タン５の下以外の部分を除去する。

【０００８】次いで、図１４（ｇ）に示すように、レジ
ストパタン５を除去した後、薄い酸化膜２１を選択的に
除去する。続いて、図１５（ｈ）に示すように、窒化シ
リコンマスク４ａをマスクとした熱酸化により、シリコ
ン基板１上に選択的に厚い酸化膜２２ｃを形成する。こ
こで、シリコン層３１ｃの存在により、シリコン基板１
に加わる応力が緩和される。そして、窒化シリコンマス
ク４ａと、窒化シリコンマスク４ａの下に酸化されずに
残ったシリコン層３１ｃとを除去すれば、図１５（ｉ）
に示すように、厚い酸化膜２２ｃに覆われた素子分離領
域が形成される。なお、図１５（ｊ）および図１６に関
しては後述する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来は以上のように構
成されていたので、以下に示すような問題点があった。
上述した従来のポリバッファードＬＯＣＯＳ法では、図
１１（ｆ）および図１２（ｇ）からわかるように、厚い
窒化シリコンマスク４ａと薄い酸化膜２１との間に、ノ
ンドープのポリシリコンからなるシリコン層３１ｂを挿
入している。このため、シリコン層３１ｂとシリコン基
板１を、窒化シリコンマスク４ａを用いて選択的に酸化
すると、図１２（ｈ）に示すように、バーズビークと呼
ばれる酸化領域が、シリコン基板１とシリコン層３１ｂ
との間，および，シリコン層３１ｂと窒化シリコンマス
ク４ａとの間の２箇所に形成される。

【００１０】この結果、選択酸化直後の素子分離領域の
境界のフィールド酸化膜における断面は、オーバーハン
グ構造になり、この後のゲート電極形成等の工程で、段
部分での断線、あるいはエッチング残りの発生等の不具
合が生じる。さらに、このポリバッファードＬＯＣＯＳ
法では、シリコン基板１の選択酸化の後で、図１２に示
されるように、このシリコン層３１ｂの応力の集中する
部位に、ボイド（穴）９が生じる場合がある。このボイ
ド９が生じると、選択酸化後のシリコン層３１ｂを除去
する際に、ボイド９の底に露出している薄い酸化膜２１
がエッチングされてしまう。

【００１１】そして、図１３に示すように、この薄い酸
化膜２１がエッチングされてしまうと、形成された穴９
を介して露出したシリコン基板１自体がエッチングされ
る場合がある。このような状態になると、以下に示すよ
うな問題が発生する。引き続く工程の後、エッチングさ
れた部分を含む領域に拡散層が形成されると、エッチン
グされた部分が接合リークを引き起こす原因となる可能
性がある。また、もしこの上にＭＯＳゲート電極が形成
されると、正常なチャネルを形成できないばかりでな
く、ゲート酸化膜欠陥の原因となる。

【００１２】この穴９の発生を防ぐために、薄い酸化膜
２１を厚くすることも考えられる。しかし、薄い酸化膜
２１を厚くすると、本来縮小したかったバーズビーク領
域が拡大し、ポリバッファードＬＯＣＯＳ法を採用した
効果が減ってしまう。さらに、このポリバッファードＬ
ＯＣＯＳ法では、以上の問題のほかに、活性区域と厚い
酸化膜２２ｃによるフィールド酸化膜区域の境界（バー
ズビーク端）が、凸凹になるという問題があった。

【００１３】このポリバッファードＬＯＣＯＳ法では、
露出しているシリコン層３１ｂを選択的に酸化する際
に、酸化速度がポリシリコンからなるシリコン層３１ｂ
の結晶粒の面方位に依存するため、酸化マスクの端から
の横方向酸化が一様には進まない。このため、図１２
（ｉ）および図１３（ｋ）に示すように、活性区域と厚
い酸化膜２２ｃによるフィールド酸化膜区域の境界が凸
凹になる。そして、このことは、微細な活性区域を確定
することを困難にする。また、この境界の凸凹のため
に、活性区域に作られるゲート酸化膜の耐圧に、バラツ
キがでる可能性がある。さらに、０．２５μｍ以下の微
細なＭＯＳＦＥＴのゲート電極を形成する際には、この
不規則な凸凹がリソグラフィーによるパタン形成に悪影
響を及ぼすなど、種々の問題点を含んでいる。

【００１４】一方、前述したポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法の他の例においても、上述と同様に以下に示すよう
な問題点がある。その１つが、シリコン基板１の選択酸
化の後で、図１５に示すように、シリコン層３１ｃの応
力の集中する部位にボイド（穴）９が生じることであ
る。ボイド９が生じると、図１３にも示したように、選
択酸化後のシリコン層３１ｃ除去の際に、ボイド９の底
に露出している薄い酸化膜２１がエッチングされてしま
う。そして、図１６（ｋ）および図１６（ｌ）に示すよ
うに、シリコン基板１が露出してシリコン基板１自体が
エッチングされ、ここに穴９ａが形成されてしまう。

【００１５】このことを防ぐために、前述したように、
パッド酸化膜としての薄い酸化膜２１を厚くする方法も
ある。しかし、このようにすれば、本来縮小したかった
バーズビーク領域が拡大し、ポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法を採用した効果が減ってしまう。また、上述の図１
２（ｉ）および図１３（ｋ）にも示したように、この場
合においても、図１５（ｊ）および図１６（ｌ）に示す
ように、活性区域と厚い酸化膜２２ｃによるフィールド
酸化膜区域の境界（バーズビーク端）が凸凹になる。そ
して、前述と同様に、微細な活性区域を確定することを
困難にする。

【００１６】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたものであり、バッファードＬＯＣＯＳ
法による素子分離領域の形成で、用いるシリコン層にボ
イドが発生することなく、形成した素子分離領域の境界
に凸凹が生じないようにすることを目的とする。また、
これらのことによって、従来のポリバッファードＬＯＣ
ＯＳ法に比較して、形成工程があまり長くならないよう
にすることを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この発明の素子分離領域
の形成方法は、まず、半導体基板上に薄い酸化膜を形成
し、次いで、その薄い酸化膜上にシリコンの結晶化を阻
止する不純物を添加したシリコンからなるシリコン層を
形成する。次に、そのシリコン層上に耐酸化性を有する
耐酸化膜を形成した後、耐酸化膜の一部を選択的に除去
して耐酸化膜よりなる酸化マスクを形成する。そして、
この酸化マスクをマスクとしてシリコン層と半導体基板
を酸化して素子分離領域を形成するようにしたことを特
徴とする。また、シリコン層の酸化マスクの下以外の領
域の少なくとも一部を除去した後、酸化マスクをマスク
として素子分離領域を形成することを特徴とする。

【００１８】また、添加する不純物をシリコン層の膜厚
方向に変化させて添加することを特徴とする。また、シ
リコン層を、第１のシリコン膜とこの上に形成した第２
のシリコン膜とを少なくとも有する多層構造とし、この
第１と第２のシリコン膜の不純物の添加状態が異なるよ
うに形成することを特徴とする。また、その第２のシリ
コン膜より第１のシリコン膜の方が酸化速度が速い特性
を持った材料によって構成されていることを特徴とす
る。また、シリコン層には、シリコンの結晶化を阻止
し、かつ、シリコンの酸化速度を低下させる不純物が添
加されていることを特徴とする。そして、シリコン層に
は、シリコンの結晶化を阻止してシリコンの酸化速度を
低下させる不純物と、シリコンの結晶化を阻止してシリ
コンの酸化速度を増加させる不純物とが組み合わさって
添加されていることを特徴とする。

【００１９】

【作用】シリコン層は、これを構成するシリコン原子の
動きが抑えられ、再配列しにくい状態となる。また、シ
リコン層に添加する不純物の濃度と種類により、シリコ
ン層の酸化の速度が異なる。

【００２０】

【実施例】以下、この発明の１実施例を説明する前に、
この発明の概要について説明する。この発明は、フィー
ルド酸化膜形成のための選択酸化に用いる酸化マスクの
下に形成するシリコン層として、窒素，酸素，炭素の不
純物をドーピングした微結晶ポリシリコン、あるいはそ
れら不純物をドーピングしたアモルファスシリコンを用
いるようにしたものである。また、これら不純物をドー
ピングした層を組み合わせたり、これらとノンドープの
アモルファスシリコンを組み合わせた多層構造とするよ
うにしたものである。

【００２１】これら不純物をドーピングした微結晶ポリ
シリコンは、熱処理を施しても結晶粒の成長が著しく遅
くなる。また、これら不純物をドーピングしたアモルフ
ァスシリコンは、熱処理をしても通常の多結晶になり難
いため、微結晶化するという性質を有するようになる。
従って、熱酸化などの、応力が加わっている高温熱処理
下でも、シリコン膜を構成するシリコン原子が動きにく
い状態となっており、ボイドの発生が抑制できることに
なる。そして、結晶粒が小さく均一なので、酸化も均一
に進行することになり、境界部が凸凹になることもな
い。

【００２２】さらに、不純物として窒素あるいは炭素を
用いた場合、均一に酸化されるという特徴の他に、酸化
速度が遅くなるという特徴も生じる。このため、従来方
法で問題となったボイドの発生を抑制でき、フィールド
酸化膜の境界部分の凹凸状態を解消できるとともに、バ
ーズビーク領域も低減することができる。一方、シリコ
ン層として、上述したように異なる不純物をドーピング
した多層構造としたり、またドーピングする不純物濃度
を膜厚方向に変化させることにより、フィールド酸化膜
の断面形状を緩やかにしたりするなどの制御ができる。

【００２３】以下この発明の１実施例を図を参照して説
明する。 実施例１．図１，２は、この発明による１実施例を説明
するための工程を示す断面図である。なお、図２（ｊ）
は、平面図である。

【００２４】以下、この図１，２に従って、この実施例
を説明する。まず、図１（ａ）に示すように、ドライ酸
化雰囲気中で９００℃の熱処理を施すことによって、シ
リコン基板１上に厚さ６〜１２ｎｍの薄い酸化膜２１を
形成する。この、薄い酸化膜２１は、後述する工程にお
ける、シリコン基板１の応力緩和と、上層シリコン層除
去の際のエッチストッパとするために形成する。

【００２５】続いて、図１（ｂ）に示すように、ＣＶＤ
法を用いて窒素ドープアモルファスシリコンを堆積し
て、厚さ約５０ｎｍのシリコン層３１を薄い酸化膜２１
上に形成する。このＣＶＤ法による堆積では、堆積温度
を５００℃とし、原料ガスとしてＳｉＨ₄ またはＳｉ₂
Ｈ₆に加えてアンモニアガスを用い、アモルファスシリ
コンの堆積と同時に窒素のドーピングも行う。この不純
物としての窒素は、シリコンの結晶化を阻止し、加えて
酸化速度を低下させる機能を有している。

【００２６】なお、ここでシリコン層３１にドープする
不純物として、窒素を用いるようにしたが、炭素，酸素
などの不純物でもよい。また、本実施例および後述する
実施例において、シリコン層の堆積法および不純物のド
ーピング法としてＣＶＤ法を例として説明するが、シリ
コン層の堆積法はＣＶＤ法に限定するものではない。例
えば、スパッタ法によってシリコン層の堆積と不純物の
ドーピングを同時に行うようにしても良い。

【００２７】このシリコン層３１にドーピングされる窒
素，炭素，酸素などの不純物は、１×１０²¹ｃｍ^-3から
３×１０²²ｃｍ^-3の範囲の濃度であればよい。これらの
不純物のドーピング量は、１×１０²¹ｃｍ^-3より少ない
と、結晶粒の成長を抑制する作用があまり発揮されなく
なる。また、これらの不純物のドーピング量が３×１０
²²ｃｍ^-3を越えていくと、不純物がドーピングされてい
る状態ではなく、化合物が形成された状態となってしま
う。たとえば、窒素をドーピングした場合、ドーピング
量がこのように多いとシリコンが窒化膜となってしま
う。

【００２８】シリコン層は、フィールド酸化膜を形成す
る段階で、基板の応力を緩和する機能を有するけれど
も、このように窒化膜となってしまっては、全く酸化さ
れなくなり、また窒化膜は非常に堅いので、基板に発生
した応力を緩和できなくなる。これは炭素についても同
様である。また、酸素をドーピングした場合、あまりド
ーピング量が多いと、酸化膜となってしまい、必要でな
い部分にシリコン酸化膜が形成されることになる。

【００２９】続いて、図１（ｃ）に示すように、フィー
ルド酸化（選択酸化）のマスクとなる厚さ約２００ｎｍ
の窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）層４を形成する。次いで、
窒化シリコン層４上にフォトレジスト層を形成して図１
（ｄ）に示すようにパターニングし、これによりレジス
トパタン５を形成する。なお、フォトレジストの替わり
にＸ線に感光するレジストや電子線レジストを用い、Ｘ
線や電子線によるリソグラフィー技術によって、レジス
トパタン５を形成するようにしても良い。

【００３０】次に、図１（ｅ）に示すように、レジスト
パタン５をマスクとして窒化シリコン層４をエッチング
し、これにより窒化シリコンマスク４ａ（酸化マスク）
を形成する。このエッチングは、フッ化炭素系のガスを
用いたリアクティブイオンエッチング（ＲＩＥ）法によ
り行う。そして、このエッチングにより、下層のシリコ
ン層３１の窒化シリコンマスク４ａの下以外の部分を露
出させる。

【００３１】次に、図１（ｆ）に示すように、酸素ラジ
カルを用いた灰化（アッシング）処理でレジストパタン
５を除去した後、アンモニアと過酸化水素の混液による
液処理と、過酸化水素と塩酸の混液による液処理とによ
るＲＣＡ洗浄を行う。引き続いて、図２（ｇ）に示すよ
うに、窒化シリコンマスク４ａをマスクとして、水蒸気
を含んだ酸素雰囲気中で１０００℃の温度に加熱するこ
とにより熱酸化を行って、露出したシリコン層３１とシ
リコン基板１表面を酸化し、４５０ｎｍの膜厚の厚い酸
化膜２２を形成する。なお、１０００℃という酸化温度
は一実施例であり、それ以外の温度、例えば７００〜１
１５０℃程度の範囲であれば問題ない。

【００３２】そして、窒化シリコンマスク４ａ表面にで
きた薄い酸化膜を希フッ酸でエッチング除去し、ついで
熱リン酸で窒化シリコンマスク４ａを選択的に除去す
る。さらに、シリコン層３１を、塩素系のガスを用いた
ＲＩＥ法によって選択的に除去し、図２（ｈ）に示すよ
うに、厚い酸化膜２２に覆われた素子分離領域が形成さ
れたシリコン基板１を得る。最後に、図２（ｉ）に示す
ように、薄い酸化膜２１を除去して、厚い酸化膜２２に
囲われた領域のシリコン基板１の表面を露出させる。

【００３３】以上示したような方法を用いれば、従来の
ようにシリコン層３１にボイドが発生することなく、図
２（ｊ）の平面図に示すように、シリコン基板１に穴が
できてしまうこともない。また、厚い酸化膜２２の境界
部分が凸凹な状態となることもない。さらに、シリコン
層３１に対する不純物のドープをシリコン層３１の形成
時点で行うので、従来の方法と比較して、工程数を増や
すことなく、問題点を解消できる。

【００３４】実施例２．図３，４は、この発明による第
２の実施例を説明するための工程を示す断面図および平
面図である。以下、この図３，４に従って、実施例２を
説明する。まず、図３（ａ）に示すように、ドライ酸化
雰囲気中で９００℃の熱処理を施すことによって、シリ
コン基板１上に厚さ６〜１２ｎｍの薄い酸化膜２１を形
成する。次に、図３（ｂ）に示すように、ノンドープア
モルファスシリコンからなる膜厚約２５ｎｍのシリコン
膜３２を堆積形成し、引き続いてこの上に、不純物の添
加状態が異なる、窒素がドーピングされた膜厚約２５ｎ
ｍのシリコン膜３３を堆積形成する。

【００３５】シリコン膜３２は、ＳｉＨ₄ またはＳｉ₂
Ｈ₆を原料ガスとしたＣＶＤ法により、温度約５００℃
で堆積形成する。また、シリコン膜３３は、シリコン膜
３２の堆積形成に引き続いて、原料ガスとしてＳｉＨ₄
またはＳｉ₂Ｈ₆に加えてアンモニアガスを用い、やはり
温度約５００℃の条件で堆積形成する。このシリコン膜
３３のドーピングされる窒素濃度は、１×１０²¹ｃｍ^-3
から３×１０²²ｃｍ^-3の範囲なら良い。なお、このシリ
コン膜３３は窒素がドーピングされているので、シリコ
ン膜３２より酸化速度が遅いことになる。

【００３６】次に、図３（ｃ）に示すように、フィール
ド酸化のマスクとなる厚さ約２００ｎｍの窒化シリコン
（Ｓｉ₃Ｎ₄）層４を形成する。次いで、窒化シリコン層
４上にフォトレジスト層を形成し、図３（ｄ）に示すよ
うに、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
ン５を形成する。なお、フォトレジストの替わりにＸ線
に感光するレジストや電子線レジストを用い、Ｘ線や電
子線によるリソグラフィー技術によって、レジストパタ
ン５を形成するようにしても良い。

【００３７】次いで、図３（ｅ）に示すように、レジス
トパタン５をマスクとして窒化シリコン層４をエッチン
グし、窒化シリコンマスク４ａを形成する。このエッチ
ングは、フッ化炭素系のガスを用いたＲＩＥ法により行
う。このエッチングにより、下層のシリコン膜３３の窒
化シリコンマスク４ａ下以外の部分が露出される。続い
て、図３（ｆ）に示すように、酸素ラジカルを用いた灰
化処理で、レジストパタン５を除去する。そして、ＲＣ
Ａ洗浄により洗浄する。

【００３８】次に、図４（ｇ）に示すように、窒化シリ
コンマスク４ａをマスクとして、水蒸気を含んだ酸素雰
囲気中で１０００℃の温度に加熱することによる熱酸化
を行って、露出したシリコン膜３２，３３とシリコン基
板１表面とを酸化し、４５０ｎｍの膜厚の厚い酸化膜２
２ａを形成する。なお、前述したように、１０００℃と
いう酸化温度は一実施例であり、それ以外の温度、例え
ば７００〜１１５０℃程度の範囲であれば問題ない。

【００３９】次に、この熱酸化によって形成された窒化
シリコンマスク４ａ表面の薄い酸化膜を希フッ酸で除去
し、熱リン酸で窒化シリコンマスク４ａを選択的にエッ
チング除去する。さらに、今度は塩素系のガスを用いた
ＲＩＥ法により、シリコン膜３２，３３を選択的にエッ
チング除去し（図４（ｈ））、厚い酸化膜２２ａに覆わ
れた素子分離領域を形成する。そして、図４（ｉ）に示
すように、薄い酸化膜２１を除去してシリコン基板１表
面を露出させる。

【００４０】以上のことにより、従来のように、シリコ
ン膜３２，３３からなるシリコン層にボイドが発生する
ことなく、図４（ｊ）の平面図に示すように、シリコン
基板１に穴ができてしまうこともない。また、厚い酸化
膜２２ａの境界部分が凸凹な状態となることもない。さ
らに、前記実施例とは異なり、酸化速度の異なるシリコ
ン膜３２，３３を用いるようにしたので、フィールド酸
化膜となる厚い酸化膜２２ａの断面形状が制御された状
態となっている。なお、前記実施例において、単層のシ
リコン層を形成するときに、ドーピングする窒素を上部
ほど高い濃度にするようにしても、この実施例２と同様
の効果が得られる。

【００４１】実施例３．なお、図３，４に示した実施例
では、シリコン膜３２としてノンドープアモルファスシ
リコンを用いるようにしたが、これに限るものではな
い。このシリコン膜３２として、酸化速度を増加させる
酸素がドーピングされたアモルファスシリコンを用い、
シリコン膜３３と不純物の添加状態が異なるようにして
も良い。

【００４２】このように、酸素がドーピングされたアモ
ルファスシリコンを用いることで、フィールド酸化膜と
しての厚い酸化膜２２ａを形成するときに、このシリコ
ン膜３２の多結晶粒の成長を抑えることができる。そし
て、酸素をドーピングするようにしたので、シリコン膜
３２の酸化の速度が増加され、窒素がドーピングされた
シリコン膜３３との酸化速度の差が、上記実施例に比較
してより大きくなる。これらのため、厚い酸化膜２２ａ
の境界部分の凸凹の発生を抑制しつつ、その断面形状の
傾斜をさらに穏やかにすることができる。

【００４３】ところで、上記実施例においては、シリコ
ン層にアモルファスシリコンを用いるようにしたが、微
結晶ポリシリコンを用いるようにしても同様の効果を有
する。低圧ＣＶＤ法では、堆積温度を５００℃程度とす
ることで、酸化シリコン層上にアモルファスシリコンを
堆積形成することができる。ここで、堆積温度を６５０
℃とし、原料ガスとしてＳｉＨ₄ またはＳｉ₂Ｈ₆を用
い、加えてアンモニアガスも導入し、不純物として窒素
をドーピングするようにすれば、窒素がドーピングされ
た微結晶ポリシリコンが堆積形成できる。

【００４４】なお、上記実施例では、１つのシリコン層
に１つの不純物をドーピングするようにしたが、これに
限るものではなく、２つ以上の不純物をドーピングする
ようにしても良い。たとえば、シリコン層として酸素と
窒素をドーピングしたアモルファスシリコンを用いるよ
うにすれば、酸化速度を多少増加させ、加えて、結晶粒
の成長をより抑えることができる。

【００４５】ここで、酸素のドーピングだけでは、酸化
速度をあまり上げない状態では結晶粒の成長をあまり抑
えられない。一方、結晶粒の成長をより抑えるようにす
れば、これは酸素のドーピング量を増やすことになり、
酸化速度が速くなりすぎてしまう。しかし、上述したよ
うに、酸素だけでなく、窒素や炭素を同時にドーピング
するようにすれば、酸化速度が速くなりすぎることはな
い。すなわち、酸化速度を増加する不純物と酸化速度を
低下させる不純物とをシリコン層にドーピングすること
で、選択酸化の際のシリコン層の端部からの酸化の状態
を精度良く制御できるようになり、フィールド酸化膜の
断面形状をより細かく制御できる。

【００４６】実施例４．上記実施例で、酸化時間の短縮
およびフィールド酸化膜の断面形状を制御する方法とし
て、選択酸化前に選択酸化される領域のシリコン層の上
層部分、すなわち酸化速度を遅くする不純物がドーピン
グされた部分をエッチングにより除去する方法がある。
この方法によれば、フィールド酸化されるシリコン層中
には、酸化を遅らせる不純物が存在しないため、上記実
施例よりも酸化が速く進む。一方、酸化マスクの下に
は、酸化を遅らせかつ再結晶化を阻害する不純物がドー
プされた層が残っている。このため、バーズビークの先
端が凸凹になる現象、および、酸化マスクの下のシリコ
ン層にボイドが発生するという問題は、上記実施例と同
様に防止される。

【００４７】図５，６は、この発明による第４の実施例
を説明するための工程を示す断面図および平面図であ
る。以下、この図５，６に従って、実施例４を説明す
る。まず、図５（ａ）に示すように、ドライ酸化雰囲気
中で９００℃の熱処理を施すことによって、シリコン基
板１上に厚さ６〜１２ｎｍの薄い酸化膜２１を形成す
る。次に、図５（ｂ）に示すように、ノンドープアモル
ファスシリコンあるいは酸素をドープしたアモルファス
シリコンからなる膜厚約２５ｎｍのシリコン膜３２を堆
積形成し、引き続いてこの上に、不純物の添加状態が異
なり、窒素がドーピングされた膜厚約２５ｎｍのシリコ
ン膜３３を堆積形成する。

【００４８】シリコン膜３２は、ＳｉＨ₄ またはＳｉ₂
Ｈ₆を原料ガスとしたＣＶＤ法により、温度約５００℃
で堆積形成する。また、シリコン膜３３は、シリコン膜
３２の堆積形成に引き続いて、原料ガスをＳｉＨ₄ また
はＳｉ₂Ｈ₆に加えてアンモニアガスを用い、やはり温度
約５００℃の条件で堆積形成する。このシリコン膜３３
のドーピングされる窒素濃度は、１×１０²¹ｃｍ^-3から
３×１０²²ｃｍ^-3の範囲なら良い。なお、このシリコン
膜３３は窒素がドーピングされているので、シリコン膜
３２より酸化速度が遅い。

【００４９】次に、図５（ｃ）に示すように、フィール
ド酸化のマスクとなる厚さ約２００ｎｍの窒化シリコン
（Ｓｉ₃Ｎ₄）層４を形成する。次いで、窒化シリコン層
４上にフォトレジスト層を形成し、図５（ｄ）に示すよ
うに、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
ン５を形成する。なお、フォトレジストの替わりに、Ｘ
線に感光するレジストや電子線レジストを用い、Ｘ線や
電子線によるリソグラフィー技術によって、レジストパ
タン５を形成するようにしても良い。

【００５０】次いで、図５（ｅ）に示すように、レジス
トパタン５をマスクとし、窒化シリコン層４をエッチン
グして窒化シリコンマスク４ａを形成する。このエッチ
ングは、フッ化炭素系のガスを用いたＲＩＥ法により行
う。そして、このエッチングにより、シリコン膜３３の
うち窒化シリコンマスク４ａ下以外の部分を露出させ
る。続いて、図５（ｆ）に示すように、塩素系のガスを
用いたＲＩＥ法により、レジストパタン５をマスクとし
て上層のシリコン膜３３をエッチング除去する。このと
き、下層のシリコン膜３２はエッチング除去しない。次
いで、図５（ｇ）に示すように、酸素ラジカルを用いた
灰化処理で、レジストパタン５を除去する。次に、ＲＣ
Ａ洗浄により洗浄する。

【００５１】そして、図６（ｈ）に示すように、窒化シ
リコンマスク４ａをマスクとして、水蒸気を含んだ酸素
雰囲気中で１０００℃の温度に加熱することによる熱酸
化を行う。この熱酸化により、露出したシリコン膜３２
およびシリコン膜３３端部、そして窒化シリコンマスク
４ａ下以外の領域のシリコン基板１表面を酸化し、４５
０ｎｍの膜厚の厚い酸化膜２２ａを形成する。なお、こ
の熱酸化における１０００℃という酸化温度は一実施例
であり、それ以外の温度、例えば７００〜１１５０℃程
度の範囲であれば問題ない。

【００５２】次に、この熱酸化によって形成された窒化
シリコンマスク４ａ表面の薄い酸化膜を希フッ酸で除去
し、熱リン酸で窒化シリコンマスク４ａを選択的にエッ
チング除去する。さらに、今度は塩素系のガスを用いた
ＲＩＥ法により、シリコン膜３２，３３を選択的にエッ
チング除去し（図６（ｉ））、厚い酸化膜２２ａに覆わ
れた素子分離領域を形成する。そして、図６（ｊ）に示
すように、薄い酸化膜２１を除去してシリコン基板１表
面を露出させる。

【００５３】以上述べた方法を用いると、従来とは異な
りシリコン膜３２，３３からなるシリコン層にボイドが
発生しない。したがって、図６（ｋ）の平面図に示すよ
うに、シリコン基板１に穴ができてしまうこともない。
さらに、厚い酸化膜２２ａの境界部分が凸凹な状態とな
ることもない。また、前記実施例とは異なり、酸化速度
の異なるシリコン膜３２，３３を用いるようにしたの
で、フィールド酸化膜となる厚い酸化膜２２ａの断面形
状が制御された状態となっている。なお、前記実施例１
において、単層のシリコン層を形成するときに、ドーピ
ングする窒素を上部ほど高い濃度にするようにし、その
高濃度領域をエッチング除去しても、この実施例と同様
の効果が得られる。

【００５４】ところで、上記実施例１においては、シリ
コン層３１を加工せずに熱酸化を行うようにしているが
（図１（ｆ）〜図１（ｇ）など）、これに限るものでは
ない。以下の実施例に示すように、素子形成領域を覆う
ように形成したレジストパタンをマスクとして酸化のマ
スクとなる窒化膜をエッチングした後、引き続いてシリ
コン層を選択的に除去するようにしても良い。この選択
除去においては、酸化マスクの下以外の領域のシリコン
層を全部除去するようにしても良い。また、ある程度の
膜厚を残すように、すなわち、酸化マスクの下以外の領
域のシリコン層を薄くするようにしてもよい。

【００５５】このようにすることで、熱酸化による素子
分離領域を形成した際に、その素子分離領域の酸化膜表
面と、活性領域のシリコン表面との段差を低減すること
ができる。このことによって、引き続くゲート電極配線
工程でのパタン形成の精度および歩留りを向上させるこ
とができる。

【００５６】実施例５．図７，８は、この発明による第
５の実施例を説明するための工程を示す断面図である。
なお、図８（ｋ）は、平面図である。以下、この図７，
８に従って、この実施例を説明する。まず、図７（ａ）
に示すように、ドライ酸化雰囲気中で９００℃の熱処理
を施すことによって、シリコン基板１上に厚さ６〜１２
ｎｍの薄い酸化膜２１を形成する。この、薄い酸化膜２
１は、後述する選択酸化の工程において、以下に示すこ
とを目的として形成する。まず、シリコン基板１の中に
生じる応力を緩和するために形成する。そして、バッフ
ァ層としてのシリコン層を選択酸化後に除去する際の、
エッチングストッパとするために形成する。

【００５７】続いて、図７（ｂ）に示すように、ＣＶＤ
法を用いて窒素ドープアモルファスシリコンを堆積し
て、厚さ約５０ｎｍのシリコン層３１ａを薄い酸化膜２
１上に形成する。このＣＶＤ法による堆積では、堆積温
度を５００℃とし、原料ガスにはＳｉＨ₄ またはＳｉ₂
Ｈ₆に加えてアンモニアガスを用い、アモルファスシリ
コンの堆積と同時に窒素のドーピングも行う。この窒素
は、シリコンの結晶化を阻止し、加えて酸化速度を低下
させる不純物である。

【００５８】ここで、このドーピングされる窒素濃度
は、１×１０²¹ｃｍ^-3から３×１０²²ｃｍ^-3の範囲なら
良い。窒素，炭素，酸素などの不純物のドーピング量が
１×１０²¹ｃｍ^-3より少ないと、結晶粒の成長を抑制す
る作用があまり発揮されなくなる。また、それらドーピ
ング量が３×１０²²ｃｍ^-3を越えていくと、不純物がド
ーピングされている状態ではなく、化合物が形成された
状態となってしまう。たとえば、窒素をドーピングした
場合、ドーピング量がこのように多いと、シリコンが窒
化膜となってしまう。

【００５９】シリコン層（バッファ層）は、フィールド
酸化膜を形成する段階で、一部が酸化されることで基板
の応力を緩和するようにしている。また、アモルファス
シリコン，微結晶ポリシリコンの状態であることによ
り、あまり堅い状態ではなく、応力を吸収できるように
している。しかし、上述したように窒化膜となってしま
っては、全く酸化されなくなり、また窒化膜は非常に堅
いので、基板に発生した応力を緩和できなくなる。これ
は炭素についても同様である。また、酸素をドーピング
した場合、あまりドーピング量が多いと、酸化膜となっ
てしまい、必要でない部分にシリコン酸化膜が形成され
ることになる。

【００６０】続いて、図７（ｃ）に示すように、フィー
ルド酸化（選択酸化）のマスクとなる厚さ約２００ｎｍ
の窒化シリコン（Ｓｉ₃Ｎ₄）層４を形成する。次いで、
窒化シリコン層４上にフォトレジスト層を形成し、図７
（ｄ）に示すように、フォトリソグラフィー技術を用い
てレジストパタン５を形成する。なお、フォトレジスト
の替わりにＸ線に感光するレジストや電子線レジストを
用い、Ｘ線や電子線によるリソグラフィー技術によっ
て、レジストパタン５を形成するようにしても良い。

【００６１】次に、図７（ｅ）に示すように、レジスト
パタン５をマスクとして窒化シリコン層４をエッチング
し、窒化シリコンマスク４ａを形成する。このエッチン
グでは、フッ化炭素系のガスを用いたリアクティブイオ
ンエッチング（ＲＩＥ）法により行う。そして、このエ
ッチングにより、下層のシリコン層３１ａの窒化シリコ
ンマスク４ａ下以外の部分を露出させる。

【００６２】続いて、図７（ｆ）に示すように、塩素系
のガスを用いたＲＩＥ法により、レジストパタン５をマ
スクとしてシリコン層３１ａの露出した部分をエッチン
グ除去する。次いで、図７（ｇ）に示すように、酸素ラ
ジカルを用いた灰化（アッシング）処理でレジストパタ
ン５を除去する。そして、シリコン基板１上の露出して
いる薄い酸化膜２１をフッ酸系のエッチング液によるエ
ッチングで除去し、窒化シリコンマスク４ａの下以外の
領域のシリコン基板１表面を露出させる。

【００６３】次に、アンモニアと過酸化水素の混液によ
る液処理と、過酸化水素と塩酸の混液による液処理とに
よる、シリコン基板１のＲＣＡ洗浄を行う。引き続い
て、図８（ｈ）に示すように、窒化シリコンマスク４ａ
をマスクとして、水蒸気を含んだ酸素雰囲気中で１００
０℃の温度に加熱することにより熱酸化を行う。このこ
とにより、露出したシリコン層３１ａの側面とシリコン
基板１表面を酸化し、４５０ｎｍの膜厚の厚い酸化膜２
２ｂを形成する。そして、窒化シリコンマスク４ａ表面
にできた薄い酸化膜を希フッ酸でエッチング除去し、熱
リン酸で窒化シリコンマスク４ａを選択的に除去する。

【００６４】さらに、シリコン層３１ａを、塩素系のガ
スを用いたＲＩＥ法によって選択的に除去し、図８
（ｉ）に示すように、厚い酸化膜２２ｂに覆われた素子
分離領域が形成されたシリコン基板１を得る。最後に、
図８（ｊ）に示すように、薄い酸化膜２１を除去して、
厚い酸化膜２２ｂに囲われた領域のシリコン基板１表面
を露出させる。

【００６５】以上の方法を用いることにより、従来とは
異なり、シリコン層３１ａにボイドは発生しない。した
がって、図８（ｋ）の平面図に示すように、シリコン基
板１に穴ができてしまうこともない。さらに、厚い酸化
膜２２ｂの境界部分が凸凹な状態となることもない。ま
た、シリコン層３１ａに対する不純物のドープをシリコ
ン層３１ａの形成時点で行うので、従来の方法と比較し
て、工程数が増えることが無く、問題点を解消できる。
そして、この実施例では、シリコン層３１ａに窒素をド
ーピングするようにしたので、酸化速度が遅くなり、バ
ーズビークを短くすることもできる。

【００６６】実施例６．図９，１０は、この発明による
第６の実施例を説明するための工程を示す断面図および
平面図である。以下、この図９，１０に従って、実施例
６を説明する。まず、図９（ａ）に示すように、ドライ
酸化雰囲気中で９００℃の熱処理を施すことによって、
シリコン基板１上に厚さ６〜１２ｎｍの薄い酸化膜２１
を形成する。次に、図９（ｂ）に示すように、ノンドー
プアモルファスシリコンからなる膜厚約２５ｎｍのシリ
コン膜３２ａを堆積形成し、引き続いてこの上に、窒素
がドーピングされた膜厚約２５ｎｍのシリコン膜３３ａ
を堆積形成する。

【００６７】シリコン膜３２ａは、ＳｉＨ₄ またはＳｉ
₂Ｈ₆を原料ガスとしたＣＶＤ法により、温度約５００℃
で堆積形成する。また、シリコン膜３３ａは、シリコン
膜３２ａの堆積形成に引き続いて、原料ガスとしてＳｉ
Ｈ₄ またはＳｉ₂Ｈ₆に加えてアンモニアガスを用い、や
はり温度約５００℃の条件で堆積形成する。このシリコ
ン膜３３ａにドーピングされる窒素濃度は、１×１０²¹
ｃｍ^-3から３×１０²²ｃｍ^-3の範囲なら良い。なお、こ
のシリコン膜３３ａは窒素がドーピングされているの
で、シリコン膜３２ａより酸化速度が遅い。

【００６８】次に、図９（ｃ）に示すように、フィール
ド酸化のマスクとなる厚さ約２００ｎｍの窒化シリコン
（Ｓｉ₃Ｎ₄）層４を形成する。次いで、窒化シリコン層
４上にフォトレジスト層を形成し、図９（ｄ）に示すよ
うに、フォトリソグラフィー技術を用いてレジストパタ
ン５を形成する。なお、フォトレジストの替わりにＸ線
に感光するレジストや電子線レジストを用い、Ｘ線や電
子線によるリソグラフィー技術によって、レジストパタ
ン５を形成するようにしても良い。

【００６９】次いで、図９（ｅ）に示すように、レジス
トパタン５をマスクとし、窒化シリコン層４をエッチン
グして窒化シリコンマスク４ａを形成する。このエッチ
ングでは、フッ化炭素系のガスを用いたＲＩＥ法により
行う。そして、このエッチングにより、下層のシリコン
膜３３ａの窒化シリコンマスク４ａ下以外の部分を露出
させる。

【００７０】続いて、この状態で、今度は、塩素ガスを
用いたＲＩＥ法により、図９（ｆ）に示すように、シリ
コン膜３２ａ，３３ａを選択的に除去して、レジストパ
タン５の下以外の領域の薄い酸化膜２１表面を露出させ
る。次いで、図９（ｇ）に示すように、酸素ラジカルを
用いた灰化処理で、レジストパタン５を除去する。

【００７１】次に、露出している薄い酸化膜２１をフッ
酸系のエッチング液によるウエットエッチングで除去
し、次いで、シリコン基板１をＲＣＡ洗浄により洗浄す
る。そして、図１０（ｈ）に示すように、窒化シリコン
マスク４ａをマスクとして、水蒸気を含んだ酸素雰囲気
中で１０００℃の温度に加熱することによる熱酸化を行
う。このことにより、露出したシリコン膜３２ａ，３３
ａの側面とシリコン基板１表面とを酸化し、４５０ｎｍ
の膜厚の厚い酸化膜２２ｂを形成する。

【００７２】次に、この熱酸化によって形成された窒化
シリコンマスク４ａ表面の薄い酸化膜を希フッ酸で除去
し、熱リン酸で窒化シリコンマスク４ａを選択的にエッ
チング除去する。さらに、今度は塩素系のガスを用いた
ＲＩＥ法により、シリコン膜３２ａ，３３ａを選択的に
エッチング除去し（図１０（ｉ））、厚い酸化膜２２ｂ
に覆われた素子分離領域を形成する。そして、図１０
（ｊ）に示すように、薄い酸化膜２１を除去してシリコ
ン基板１表面を露出させる。

【００７３】以上の方法を用いることにより、従来とは
異なりシリコン膜３２ａ，３３ａにボイドは発生しな
い。したがって、図１０（ｋ）の平面図に示すように、
シリコン基板１に穴ができてしまうこともない。さら
に、厚い酸化膜２２ｂの境界部分が凸凹な状態となるこ
ともない。また、前記実施例５とは異なり、酸化速度の
異なるシリコン膜３２ａ，３３ａを用いるようにした。
この結果、フィールド酸化膜となる厚い酸化膜２２ｂの
断面形状が、よりなだらかな形状に制御された状態とな
っている。なお、前記実施例において、シリコン層を単
層とし、この層を形成するときに、ドーピングする窒素
を上部ほど高い濃度にするようにしても、同様の効果が
得られる。

【００７４】実施例７．なお、上記実施例６では、シリ
コン膜３２ａとしてノンドープアモルファスシリコンを
用いるようにしたが、これに限るものではない。このシ
リコン膜３２ａとして、酸化速度を増加させる酸素がド
ーピングされたアモルファスシリコンを用い、シリコン
膜３３ａと不純物の添加状態が異なるようにしても良
い。

【００７５】酸素がドーピングされたアモルファスシリ
コンを用いることで、フィールド酸化膜としての厚い酸
化膜２２ｂを形成するときに、このシリコン膜３２ａの
多結晶粒の成長を抑えることができる。そして、酸素を
ドーピングするようにすれば、窒化シリコンマスク４ａ
の端部下部分からのシリコン膜３２ａの酸化速度が増加
され、窒素がドーピングされたシリコン膜３３ａとの酸
化速度の差が、上記実施例に比較してより大きくなる。
これらのため、この実施例によれば、厚い酸化膜２２ｂ
の境界部分の凸凹の発生を抑制しつつ、その断面形状の
傾斜をさらに穏やかにすることができる。

【００７６】ところで、上記実施例４〜７においては、
バッファ層としてのシリコン層にアモルファスシリコン
を用いるようにしたが、微結晶ポリシリコンを用いるよ
うにしても同様の効果を有する。低圧ＣＶＤ法では、堆
積温度を５００℃程度とすることで、酸化シリコン層上
にアモルファスシリコンを堆積形成することができる。
ここで、堆積温度を６５０℃とし、原料ガスとしてＳｉ
Ｈ₄ またはＳｉ₂Ｈ₆を用い、加えてアンモニアガスも導
入して不純物として窒素をドーピングするようにすれ
ば、窒素がドーピングされた微結晶ポリシリコンが堆積
形成できる。

【００７７】なお、上記実施例４〜７では、１つのシリ
コン層に１つの不純物をドーピングするようにしたが、
これに限るものではなく、２つ以上の不純物をドーピン
グするようにしても良い。たとえば、シリコン層として
酸素と窒素をドーピングしたアモルファスシリコンを用
いるようにすれば、酸化速度を多少増加させ、加えて、
結晶粒の成長をより抑えることができる。

【００７８】ここで、酸素のドーピングだけの場合、酸
化速度をあまり上げない状態とすれば、これはドーピン
グ量を少なくすることであり、結晶粒の成長をあまり抑
えられない。一方、結晶粒の成長をより抑えるようにす
れば、これは酸素のドーピング量を増やすことになり、
酸化速度が速くなりすぎてしまう。しかし、上述したよ
うに、酸素だけでなく、窒素や炭素を同時にドーピング
するようにすれば、酸化速度が速くなりすぎることはな
い。すなわち、酸化速度を増加する不純物と酸化速度を
低下させる不純物とをシリコン層にドーピングすること
で、選択酸化の際のシリコン層の端部からの酸化の状態
を精度良く制御できるようになり、フィールド酸化膜の
断面形状をより細かく制御できる。

【００７９】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、ＬＯＣＯＳ法により局所酸化領域（フィールド酸化
膜）を形成するとき、半導体基板上の薄い酸化膜（パッ
ド酸化膜）上に形成するシリコン層に、窒素，炭素，あ
るいは酸素などの不純物をドーピングした微結晶ポリシ
リコンあるいはアモルファスシリコンを用いるようにし
た。このため、フィールド酸化膜区域（素子分離領域）
の境界（バーズビーク端）が凸凹になることもなく、ボ
イドの発生が抑制できるという効果がある。また、シリ
コン層を不純物の添加状態が異なる多層構造とすること
により、フィールド酸化膜の断面形状を制御できるとい
う効果がある。

【００８０】同様に、シリコン層の不純物添加量を膜厚
方向に変化させるようにしたので、フィールド酸化膜の
断面形状を制御できるという効果がある。そして、２つ
以上の不純物を組み合わせて添加するようにしたので、
シリコン層端部からの酸化速度を微妙に制御し、かつ結
晶の成長を抑えるようにできる。このため、フィールド
酸化膜の断面形状をより細かく制御できるという効果が
ある。

【図面の簡単な説明】

【図１】 この発明の１実施例における素子分離領域の
形成方法を説明するための工程を示す断面図である。

【図２】 図１に続く、素子分離領域の形成方法を説明
するための工程を示す断面図および平面図である。

【図３】 この発明の他の実施例における素子分離領域
の形成方法を説明するための工程を示す断面図である。

【図４】 図３に続く、素子分離領域の形成方法を説明
するための工程を示す断面図および平面図である。

【図５】 この発明の他の実施例における素子分離領域
の形成方法を説明するための工程を示す断面図である。

【図６】 図５に続く、素子分離領域の形成方法を説明
するための工程を示す断面図および平面図である。

【図７】 この発明の他の実施例における素子分離領域
の形成方法を説明するための工程を示す断面図である。

【図８】 図７に続く、素子分離領域の形成方法を説明
するための工程を示す断面図および平面図である。

【図９】 この発明の他の実施例における素子分離領域
の形成方法を説明するための工程を示す断面図である。

【図１０】 図９に続く、素子分離領域の形成方法を説
明するための工程を示す断面図および平面図である。

【図１１】 従来のポリバッファードＬＯＣＯＳ法を説
明するための工程を示す断面図である。

【図１２】 図１１に続く、ポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法を説明するための工程を示す断面図および平面図で
ある。

【図１３】 図１２に続く、ポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法を説明するための工程を示す断面図および平面図で
ある。

【図１４】 従来の他のポリバッファードＬＯＣＯＳ法
を説明するための工程を示す断面図である。

【図１５】 図１４に続く、ポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法を説明するための工程を示す断面図および平面図で
ある。

【図１６】 図１６に続く、ポリバッファードＬＯＣＯ
Ｓ法を説明するための工程を示す断面図および平面図で
ある。

【符号の説明】

１…シリコン基板、４、…窒化シリコン層、４ａ…窒化
シリコンマスク（酸化マスク）、５…レジストパタン、
２１…薄い酸化膜、２２…厚い酸化膜、３１…シリコン
層。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に薄い酸化膜を形成する工
   程と、 前記薄い酸化膜上にシリコンの結晶化を阻止する不純物
   を添加したシリコンからなるシリコン層を形成する工程
   と、 前記シリコン層上に耐酸化性を有する耐酸化膜を形成す
   る工程と、 前記耐酸化膜の一部を選択的に除去して前記耐酸化膜よ
   りなる酸化マスクを形成する工程と、 前記酸化マスクをマスクとして前記シリコン層と半導体
   基板を酸化して素子分離領域を形成する工程とを有する
   ことを特徴とする素子分離領域の形成方法。
2. 【請求項２】 請求項１記載の素子分離領域の形成方法
   において、 前記シリコン層の前記酸化マスクの下以外の領域の少な
   くとも一部を除去した後、 前記酸化マスクをマスクとして素子分離領域を形成する
   ことを特徴とする素子分離領域の形成方法。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の素子分離領域の
   形成方法において、 前記不純物を前記シリコン層の膜厚方向に変化させて添
   加することを特徴とする素子分離領域の形成方法。
4. 【請求項４】 請求項１または２記載の素子分離領域の
   形成方法において、 前記シリコン層を、第１のシリコン膜とこの上に形成し
   た第２のシリコン膜とを少なくとも有する多層構造と
   し、 前記第１と第２のシリコン膜の不純物の添加状態が異な
   るように形成することを特徴とする素子分離領域の形成
   方法。
5. 【請求項５】 請求項４記載の素子分離領域の形成方法
   において、 前記第２のシリコン膜より前記第１のシリコン膜の方が
   酸化速度が速い特性を持った材料によって構成されてい
   ることを特徴とする素子分離領域の形成方法。
6. 【請求項６】 請求項１〜５いずれか１項記載の素子分
   離領域の形成方法において、 前記シリコン層は、シリコンの結晶化を阻止し、かつ、
   シリコンの酸化速度を低下させる不純物が添加されてい
   ることを特徴とする素子分離領域の形成方法。
7. 【請求項７】 請求項１〜５いずれか１項記載の素子分
   離領域の形成方法において、 前記シリコン層は、シリコンの結晶化を阻止してシリコ
   ンの酸化速度を低下させる不純物と、シリコンの結晶化
   を阻止してシリコンの酸化速度を増加させる不純物とが
   組み合わさって添加されていることを特徴とする素子分
   離領域の形成方法。
8. 【請求項８】 請求項１〜７いずれか１項記載の素子分
   離領域の形成方法において、 前記不純物として、窒素，炭素，酸素のうち少なくとも
   １つ以上の元素を含有することを特徴とする素子分離領
   域の形成方法。
9. 【請求項９】 請求項１〜８いずれか１項記載の素子分
   離領域の形成方法において、 ＣＶＤ法を用いて前記シリコン層を形成することを特徴
   とする素子分離領域の形成方法。
10. 【請求項１０】 請求項１〜８いずれか１項記載の素子
    分離領域の形成方法において、 スパッタ法を用いて前記シリコン層を形成することを特
    徴とする素子分離領域の形成方法。