JPH09139382A

JPH09139382A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH09139382A
Application number: JP7319484A
Authority: JP
Inventors: Hiroyasu Yasuda; 広安保田
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1995-11-14
Filing date: 1995-11-14
Publication date: 1997-05-27

Abstract

(57)【要約】【課題】膜厚が異なる多種類のフィールド酸化膜が存
在する場合であっても、それぞれのフィールド酸化膜の
膜厚に適した位置にチャネルストッパを形成する。【解決手段】素子分離幅が異なることに起因して膜厚
が異なるフィールド酸化膜５ａ、５ｂを形成した後、フ
ォトレジスト６をマスクとして、ホウ素イオン７を加速
エネルギー１５０ｋｅＶと１９０ｋｅＶとで２回イオン
注入する。これにより形成されたホウ素注入領域８ａ、
９ｂは、後の熱処理によりそれぞれフィールド酸化膜５
ａ、５ｂの下端と隣接する領域のシリコン基板１に形成
されたチャネルストッパ１０ａ、１１となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に、フィールド酸化膜などの素子分離用
絶縁膜の下にチャネルストッパを有する半導体装置の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置に形成されるトランジスタな
どの多数の素子を電気的に分離するための技術として、
誘電体分離法が知られている。誘電体分離法とは、トラ
ンジスタなどの素子の周囲を囲む膜厚の大きな絶縁膜
（素子分離用絶縁膜）を形成することにより素子間分離
を行うものであり、代表的な方法としてＬＯＣＯＳ法や
トレンチ（溝）分離法などがある。

【０００３】しかし、この素子分離用絶縁膜上に配線な
どが存在すると、その電位の影響を受けて素子分離用絶
縁膜の下に寄生チャネルが形成され、隣接するトランジ
スタが導通してしまうことがある。そこで、素子分離用
絶縁膜の下にチャネルストッパといわれる半導体基板と
同一導電型で比較的高濃度の不純物拡散層を形成し、寄
生トランジスタのしきい値電圧を高くすることにより、
このような事態を防止するようにしている。

【０００４】このチャネルストッパを用いた素子分離構
造の形成方法について、ＬＯＣＯＳ法により素子分離を
行った場合を例にして図４を参照して説明する。まず、
図４（ａ）に示すように、Ｐ型のシリコン基板４１上に
シリコン酸化膜４２を介してシリコン窒化膜４３を形成
する。

【０００５】次に、図４（ｂ）に示すように、素子分離
領域とすべき領域のシリコン窒化膜４３を選択的にエッ
チング除去する。

【０００６】次に、図４（ｃ）に示すように、残存する
シリコン窒化膜４３をマスクとしてホウ素（Ｂ）４４を
イオン注入し、シリコン基板４１の表面部にホウ素注入
領域４５を形成する。

【０００７】次に、図４（ｄ）に示すように、シリコン
窒化膜４３を酸化防止膜として熱処理を行い、シリコン
窒化膜４３で被覆されていない領域のシリコン基板４１
を酸化して膜厚の大きなフィールド酸化膜（シリコン酸
化膜）４６にするとともに、ホウ素注入領域４５を活性
化してＰ型の不純物拡散層であるチャネルストッパ４７
とする。

【０００８】このように、フィールド酸化膜４６の下に
チャネルストッパ４７を形成することにより、フィール
ド酸化膜４６の下に寄生チャネルが形成され、寄生トラ
ンジスタが導通するのを確実に防止することができる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、トランジスタ
などの素子が微細化するにつれて隣接素子間の間隔が小
さくなった結果、寄生トランジスタのしきい値電圧が低
下するという現象が生じてきた。そのため、イオン注入
するホウ素などの不純物の量を増やして、チャネルスト
ッパの不純物濃度を高くし、寄生トランジスタのしきい
値電圧が低下しないようにしなければならなくなった。
このように、チャネルストッパ形成用の不純物のイオン
注入量を増やした場合、フィールド酸化膜形成時の熱処
理により不純物が横方向に拡散し、素子領域にまで広が
る。これにより、狭チャネル効果が生じ、トランジスタ
のソース・ドレイン拡散層の接合耐圧が低下したり、接
合容量が増大してトランジスタの動作速度が低下した
り、或いは、素子領域に形成されるトランジスタのチャ
ネル幅が減少してそのしきい値電圧が著しく上昇すると
いう問題が生じてしまう。

【００１０】このような狭チャネル効果を防止するため
に、フィールド酸化膜を形成するための選択酸化を行っ
てからチャネルストッパ形成用の不純物をイオン注入す
るという方法が考えられる。つまり、図５（ａ）に示す
ように、シリコン基板５１上にシリコン酸化膜５２を介
してシリコン窒化膜５３をパターン形成した後、図５
（ｂ）に示すように、シリコン窒化膜５３を酸化防止膜
としてシリコン基板５１を選択的に熱酸化してフィール
ド酸化膜５４を形成し、さらに、図５（ｃ）に示すよう
に、フィールド酸化膜５４上に開孔を有するようにパタ
ーニングされたフォトレジスト５５をマスクとしてホウ
素５６をイオン注入し、フィールド酸化膜５４の下にホ
ウ素注入領域５７を形成する。この後、熱処理を施して
ホウ素注入領域５７を活性化してチャネルストッパを形
成する。以上の工程によると、フィールド酸化膜５４を
形成した後にフィールド酸化膜５４の幅よりも狭い幅の
開孔を有するフォトレジスト５５をマスクとしてホウ素
５６をイオン注入するので、ホウ素が横方向に拡散する
ことによる狭チャネル効果が起こらず、上述のような問
題が生じない。

【００１１】しかしながら、ＬＯＣＯＳ法により形成さ
れるフィールド酸化膜の膜厚は、素子分離幅に依存し、
素子分離幅が１μｍ程度以上であれば一定となるが、素
子分離幅が１μｍ程度よりも小さくなると、それにつれ
て急激に小さくなる、いわゆるフィールド酸化膜シニン
グ効果（field oxide thinning effect ）が生じる。ま
た、トレンチ分離法により形成されるトレンチの深さも
素子分離幅に依存し、素子分離幅がある一定値よりも小
さくなると、それにつれて小さくなることが知られてい
る。一方で、トランジスタなどが集積された半導体装置
における素子分離幅は一般には均一ではなく、例えばＤ
ＲＡＭにおいては、メモリセルアレイ内のように分離幅
がきわめて小さい領域と周辺回路部や高耐圧用トランジ
スタ部のように比較的集積度が低く分離幅が大きい領域
とが混在している。

【００１２】従って、上述したように、フィールド酸化
膜を形成してからホウ素をイオン注入した場合、素子分
離幅の大小に応じてホウ素注入領域とフィールド酸化膜
の下端との上下位置関係が変化してしまう。この点につ
いて、図６を参照して具体的に説明する。

【００１３】図６（ａ）は、異なる２種類の素子分離幅
で形成された膜厚が異なる２種類のフィールド酸化膜の
うち、膜厚の小さいほうに良好なチャネルストッパを形
成する条件でイオン注入した場合の例を示す図である。
図６（ａ）では、シリコン基板６１上にシリコン酸化膜
６２を介して選択的に形成したシリコン窒化膜６３を酸
化防止膜としてシリコン基板６１を選択酸化し、分離幅
および膜厚が比較的大きいフィールド酸化膜６４ａと分
離幅および膜厚が比較的小さいフィールド酸化膜６４ｂ
とを形成した後、フィールド酸化膜６４ａ、６４ｂ上に
開孔６６ａ、６６ｂを有するフォトレジスト６５をマス
クとして、膜厚の小さいほうのフィールド酸化膜６４ｂ
の直下にホウ素注入領域６８ｂが形成される比較的小さ
な注入エネルギー（加速エネルギー）でホウ素６７をイ
オン注入する。すると、フィールド酸化膜６４ａの膜厚
がフィールド酸化膜６４ｂの膜厚よりも大きいため、フ
ィールド酸化膜６４ａ側では、フィールド酸化膜６４ａ
の内部にホウ素注入領域６８ａが形成されてしまう。こ
のように、フィールド酸化膜６４ａの内部にホウ素注入
領域６８ａが形成されると、後で熱処理を行ってもフィ
ールド酸化膜６４ａ側にはチャネルストッパが形成され
ない。

【００１４】図６（ｂ）は、異なる２種類の素子分離幅
で形成された膜厚が異なる２種類のフィールド酸化膜の
うち、膜厚の大きいほうに良好なチャネルストッパを形
成する条件でイオン注入した場合の例を示す図である。
図６（ｂ）では、フィールド酸化膜６４ａ、６４ｂ上に
開孔６６ａ、６６ｂを有するフォトレジスト６５をマス
クとして、膜厚の大きいほうのフィールド酸化膜６４ａ
の直下にホウ素注入領域６８ａが形成される比較的大き
な注入エネルギーでホウ素６７をイオン注入する。する
と、膜厚の小さいほうのフィールド酸化膜６４ｂ側で
は、フィールド酸化膜６４ｂの下端から離隔した場所に
ホウ素注入領域６８ｂが形成されてしまう。このよう
に、フィールド酸化膜６４ｂの下端から離隔した場所に
ホウ素注入領域６８ｂが形成されると、後の熱処理によ
り形成されるチャネルストッパもフィールド酸化膜６４
ｂの下端から離隔した場所に形成されてしまい、寄生ト
ランジスタの導通を効果的に防止することができない。

【００１５】つまり、図５で説明したような、フィール
ド酸化膜を形成してからホウ素をイオン注入するという
方法を、膜厚が異なる２種類以上のフィールド酸化膜を
有する半導体装置に対して適用すると、イオン注入の注
入エネルギーをどのように制御しても、寄生トランジス
タの導通を高い信頼性で防止することができないことに
なる。

【００１６】そこで、本発明の目的は、膜厚が異なる少
なくとも２種類の素子分離用絶縁膜を有する半導体装置
に対して適用しても、いずれの領域でも良好なチャネル
ストッパが形成されて高い信頼性で素子分離を行うこと
ができる半導体装置の製造方法を提供することである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上に
膜厚が異なる少なくとも２種類の素子分離用絶縁膜を形
成した後、前記素子分離用絶縁膜の下端と隣接する領域
の前記半導体基板にチャネルストッパが形成されるよう
に、前記素子分離用絶縁膜の種類ごとに前記素子分離用
絶縁膜の膜厚に応じた注入エネルギーで不純物をイオン
注入する。

【００１８】また、別の観点では、本発明の半導体装置
の製造方法は、半導体基板上に膜厚が異なる少なくとも
２種類のフィールド酸化膜をＬＯＣＯＳ法により形成す
る工程と、前記フィールド酸化膜上に開孔を有する被覆
パターンを形成する工程と、前記被覆パターンをマスク
として、前記フィールド酸化膜の種類ごとに前記フィー
ルド酸化膜の膜厚に応じた注入エネルギーで、前記フィ
ールド酸化膜の下端と隣接する領域の前記半導体基板に
不純物をイオン注入する工程とを有する。

【００１９】また、別の観点では、本発明の半導体装置
の製造方法は、半導体基板に深さが異なる少なくとも２
種類のトレンチを形成する工程と、前記トレンチを埋め
込むように、膜厚が異なる少なくとも２種類の素子分離
用絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離用絶縁膜上に
開孔を有する被覆パターンを形成する工程と、前記被覆
パターンをマスクとして、前記素子分離用絶縁膜の種類
ごとに前記素子分離用絶縁膜の膜厚に応じた注入エネル
ギーで、前記素子分離用絶縁膜の下端と隣接する領域の
前記半導体基板に不純物をイオン注入する工程とを有す
る。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施形態につき図
面を参照して説明する。

【００２１】本発明の第１の実施形態は、ＬＯＣＯＳ法
により素子分離を行う場合の例であり、その製造工程を
図１に示す。まず、図１（ａ）に示すように、シリコン
基板１上に膜厚２０ｎｍ程度のシリコン酸化膜２を熱酸
化法により形成した後、シリコン酸化膜２上に膜厚１０
０〜３００ｎｍ程度のシリコン窒化膜３を化学気相成長
法（ＣＶＤ法）により形成する。

【００２２】次に、図１（ｂ）に示すように、パターニ
ングされたフォトレジスト（図示せず）をマスクとして
用いてシリコン窒化膜３を選択的にエッチング除去する
ことにより、シリコン窒化膜３に幅０．５μｍ程度の開
孔４ａと幅０．２５μｍ程度の開孔４ｂとを形成する。
なお、３種類以上の異なる幅の開孔を形成するようにし
てもよい。

【００２３】次に、図１（ｃ）に示すように、残存する
シリコン窒化膜３をマスクとして、温度１０００℃で水
蒸気雰囲気にて１００分間の選択酸化を行い、シリコン
窒化膜３の開孔４ａ、４ｂ下のシリコン基板１を熱酸化
させて素子分離用のフィールド酸化膜５ａ、５ｂをそれ
ぞれ形成する。このとき、開孔４ａの部分に形成された
フィールド酸化膜５ａの膜厚は５００ｎｍ程度となり、
開孔４ｂの部分に形成されたフィールド酸化膜５ｂの膜
厚は４００ｎｍ程度となる。

【００２４】次に、図１（ｄ）に示すように、全面にフ
ォトレジスト６を塗布した後、フォトリソグラフィ技術
によりフォトレジスト６のフィールド酸化膜５ａ、５ｂ
上の部分に開孔を形成する。しかる後、フォトレジスト
６をマスクとして、ドーズ量１×１０¹²〜２×１０¹³(i
ons/cm²)程度のホウ素イオン７を加速エネルギー１９０
ｋｅＶで注入する。このイオン注入により、フィールド
酸化膜５ａの下端と隣接する領域のシリコン基板１にホ
ウ素注入領域８ａが形成されるとともに、フィールド酸
化膜５ｂの下端から１００ｎｍ程度離隔した領域のシリ
コン基板１にホウ素注入領域８ｂが形成される。なお、
フォトレジスト６以外にホウ素イオン７のマスク材とな
る材料からなる膜を用いることもできる。

【００２５】ここで、シリコン酸化膜（ＳｉＯ₂膜）中
における不純物（ホウ素、リン、砒素、アンチモン）の
飛程とイオン注入の加速エネルギーとの一般的な関係に
ついて、図２を参照して説明する。図２において、縦軸
はシリコン酸化膜中における不純物の飛程（単位μｍ）
を表しており、横軸はイオン注入の加速エネルギー（単
位ｋｅＶ）を表している。この図から明らかなように、
不純物の飛程は加速エネルギーの増加とともに一様に増
加し、加速エネルギーと飛程とは不純物の種類ごとに一
対一の関係を有している。従って、加速エネルギーを制
御することで不純物の注入深さを任意に制御することが
可能となる。なお、本実施形態において、ホウ素注入領
域８ｂ中のホウ素はシリコン酸化膜であるフィールド酸
化膜５ｂ中だけではなくシリコン基板１中をも通過した
ことになるが、シリコン酸化膜とシリコン基板とは不純
物の飛程の点では大きく相違するものではないため、ホ
ウ素注入領域８ｂが形成される位置もほぼ図２の関係だ
けから求めることができる。

【００２６】次に、フォトレジスト６をマスクとして、
ドーズ量１×１０¹²〜２×１０¹³(ions/cm²)程度のホウ
素イオン７を加速エネルギー１５０ｋｅＶで注入する。
このイオン注入により、フィールド酸化膜５ａの内部に
ホウ素注入領域９ａが形成されるとともに、フィールド
酸化膜５ｂの下端と隣接する領域のシリコン基板１にホ
ウ素注入領域９ｂが形成される。なお、膜厚が異なる３
種類以上のフィールド酸化膜を形成した場合には、さら
にそのフィールド酸化膜の下端と隣接する領域のシリコ
ン基板にホウ素注入領域が形成されるような加速エネル
ギーでホウ素をイオン注入すればよい。

【００２７】次に、図１（ｅ）に示すように、フォトレ
ジスト６をアッシングにより除去した後、さらにシリコ
ン窒化膜３を熱リン酸溶液にてウエットエッチングす
る。そして、シリコン酸化膜２をフッ酸溶液にてウエッ
トエッチングする。ここまでの工程により、素子分離領
域の構造が完成する。しかる後、素子領域のシリコン基
板１上にゲート酸化膜１２を形成してから、多結晶シリ
コン膜からなるゲート電極１３をパターン形成し、この
ゲート電極１３をマスクとしてイオン注入を行うことに
よりシリコン基板１とは逆導電型でソース・ドレインと
なる一対の不純物拡散層１４をゲート電極１３の両側の
シリコン基板１表面に形成する。ここまでの工程によ
り、素子領域にＭＯＳトランジスタが形成される。

【００２８】また、この間、例えば不純物拡散層１４を
形成するために行う熱処理により、ホウ素注入領域８
ａ、８ｂ、９ｂが活性化され、これらの領域はそれぞれ
チャネルストッパ１０ａ、１０ｂ、１１となる。チャネ
ルストッパ１０ａは、フィールド酸化膜５ａの下端と隣
接する領域のシリコン基板１に形成されるとともに、チ
ャネルストッパ１０ｂ、１１は互いの領域がつながって
一体となり、フィールド酸化膜５ｂの下端と隣接する領
域のシリコン基板１に形成される。なお、フィールド酸
化膜５ａの内部に形成されたホウ素注入領域９ａは、熱
処理によってもチャネルストッパとなることがない。

【００２９】このように、本実施形態では、膜厚が異な
る２種類のフィールド酸化膜５ａ、５ｂのそれぞれに応
じた加速エネルギーでホウ素を２回イオン注入すること
により、両方のフィールド酸化膜５ａ、５ｂのそれぞれ
の下端と隣接する領域のシリコン基板１にチャネルスト
ッパ１０ａ、１０ｂ、１１を形成することができる。よ
って、上層に配線が存在した場合であっても、この配線
の電位によりフィールド酸化膜５ａ、５ｂの下に寄生チ
ャネルが形成されることがなく、寄生トランジスタが導
通するのを確実に防止することができる。また、フォト
レジスト６をマスクとしてホウ素７を注入しているの
で、ホウ素注入領域８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂをフィール
ド酸化膜５ａ、５ｂの中央部に形成できるため、後の熱
処理により注入されたホウ素が多少拡散しても、そのホ
ウ素が素子領域にまで広がることがなく、狭チャネル効
果が生じない。

【００３０】なお、本実施形態では、ホウ素注入領域８
ａ、８ｂを形成してからホウ素注入領域９ａ、９ｂを形
成したが、イオン注入の順序は逆であってもよい。ま
た、本実施形態のようなＬＯＣＯＳ法による素子分離の
変形例として、酸化防止膜としてのシリコン窒化膜下に
多結晶シリコン膜を形成するポリシリバッファＬＯＣＯ
Ｓ法により素子分離を行うようにしてもよい。また、イ
オン注入する不純物はホウ素に限らず、図２に示したよ
うな関係を利用することにより、シリコン基板１と同導
電型の不純物、例えばリン、砒素、アンチモンなどを用
いることもできる。

【００３１】次に、本発明の第２の実施形態について、
図３を参照して説明する。

【００３２】本発明の第２の実施形態は、トレンチ
（溝）分離法により素子分離を行う場合の例であり、そ
の製造工程を図３に示す。まず、図３（ａ）に示すよう
に、シリコン基板１上に膜厚１００〜３００ｎｍ程度の
シリコン窒化膜３をＣＶＤ法により形成する。しかる
後、パターニングされたフォトレジスト（図示せず）を
マスクとして用いてシリコン窒化膜３を選択的にエッチ
ング除去することにより、シリコン窒化膜３に幅０．５
μｍ程度の開孔４ａと幅０．２５μｍ程度の開孔４ｂと
を形成する。なお、シリコン基板１とシリコン窒化膜３
との間に膜厚２０ｎｍ程度のシリコン酸化膜２を熱酸化
法により形成してもよい。

【００３３】次に、図３（ｂ）に示すように、残存する
シリコン窒化膜３をマスクとして、ＳＦ₆ガスを用いた
異方性エッチングを行い、幅０．５μｍ程度のトレンチ
２１と、幅０．２５μｍ程度のトレンチ２２とをシリコ
ン基板１に形成する。このとき、トレンチ２１の深さが
５００ｎｍ程度となるようにエッチングを行うと、トレ
ンチ２２の深さは４００ｎｍ程度にしかならない。これ
は、トレンチ２２の幅が小さいために、トレンチ２２の
形成過程においてＳＦ₆ガスがトレンチ２２内に入り込
みにくいからであると考えられる。また、これと同じ理
由により、トレンチ２２は上側に開いたテーパー形状と
なる。

【００３４】次に、図３（ｃ）に示すように、シリコン
窒化膜３を除去した後、トレンチ２１、２２を完全に埋
め込むように、ＣＶＤ法によりシリコン基板１上の全面
に膜厚６００〜８００ｎｍ程度のシリコン酸化膜２３を
形成する。

【００３５】次に、図３（ｄ）に示すように、全面にフ
ォトレジスト（図示せず）を塗布した後に、シリコン基
板１が露出するまでエッチバックを施すことにより、ト
レンチ２１、２２内に素子分離用のシリコン酸化膜２３
ａ、２３ｂがそれぞれ残存するように基板表面を平坦化
する。これにより、トレンチ２１内に形成されたシリコ
ン酸化膜２３ａの膜厚は５００ｎｍ程度となり、トレン
チ２２内に形成されたシリコン酸化膜２３ｂの膜厚は４
００ｎｍ程度となる。なお、平坦化は、化学的機械的研
磨法（ＣＭＰ法）などの他の方法で行ってもよい。

【００３６】次に、図３（ｅ）に示すように、全面にフ
ォトレジスト２４を塗布した後、フォトリソグラフィ技
術によりフォトレジスト２４のシリコン酸化膜２３ａ、
２３ｂ上の部分に開孔を形成する。しかる後、フォトレ
ジスト２４をマスクとして、ドーズ量１×１０¹²〜２×
１０¹³(ions/cm²)程度のホウ素イオン７を加速エネルギ
ー１９０ｋｅＶで注入する。このイオン注入により、シ
リコン酸化膜２３ａの下端と隣接する領域のシリコン基
板１にホウ素注入領域８ａが形成されるとともに、シリ
コン酸化膜２３ｂの下端から１００ｎｍ程度離隔した領
域のシリコン基板１にホウ素注入領域８ｂが形成され
る。

【００３７】次に、フォトレジスト２４をマスクとし
て、ドーズ量１×１０¹²〜２×１０¹³(ions/cm²)程度の
ホウ素イオン７を加速エネルギー１５０ｋｅＶで注入す
る。このイオン注入により、シリコン酸化膜２３ａの内
部にホウ素注入領域９ａが形成されるとともに、シリコ
ン酸化膜２３ｂの下端と隣接する領域のシリコン基板１
にホウ素注入領域９ｂが形成される。

【００３８】次に、図３（ｆ）に示すように、フォトレ
ジスト６をアッシングにより除去した後、さらにシリコ
ン窒化膜３を熱リン酸溶液にてウエットエッチングす
る。ここまでの工程により、素子分離領域の構造が完成
する。しかる後、素子領域のシリコン基板１上にゲート
酸化膜１２を形成してから、多結晶シリコン膜からなる
ゲート電極１３をパターン形成し、このゲート電極１３
をマスクとしてイオン注入を行うことによりシリコン基
板１とは逆導電型でソース・ドレインとなる一対の不純
物拡散層１４をゲート電極１３の両側のシリコン基板１
表面に形成する。ここまでの工程により、素子領域にＭ
ＯＳトランジスタが形成される。

【００３９】また、この間、例えば不純物拡散層１４を
形成するために行う熱処理により、ホウ素注入領域８
ａ、８ｂ、９ｂが活性化され、これらの領域はそれぞれ
チャネルストッパ１０ａ、１０ｂ、１１となる。チャネ
ルストッパ１０ａは、シリコン酸化膜５ａの下端と隣接
する領域のシリコン基板１に形成されるとともに、チャ
ネルストッパ１０ｂ、１１は互いの領域がつながって一
体となり、シリコン酸化膜５ｂの下端と隣接する領域の
シリコン基板１に形成される。なお、シリコン酸化膜５
ａの内部に形成されたホウ素注入領域９ａは、熱処理に
よってもチャネルストッパとなることがない。

【００４０】このように、本実施形態では、膜厚が異な
る２種類の素子分離用のシリコン酸化膜２３ａ、２３ｂ
のそれぞれに応じた加速エネルギーでホウ素を２回イオ
ン注入することにより、両方のシリコン酸化膜２３ａ、
２３ｂのそれぞれの下端と隣接する領域のシリコン基板
１にチャネルストッパ１０ａ、１０ｂ、１１を形成する
ことができる。よって、上層に配線が存在した場合であ
っても、この配線の電位によりシリコン酸化膜２３ａ、
２３ｂの下に寄生チャネルが形成されることがなく、寄
生トランジスタが導通するのを確実に防止することがで
きる。また、フォトレジスト６をマスクとしてホウ素７
を注入しているので、ホウ素注入領域８ａ、８ｂ、９
ａ、９ｂをシリコン酸化膜２３ａ、２３ｂの中央部に形
成できるため、後の熱処理により注入されたホウ素が多
少拡散しても、そのホウ素が素子領域にまで広がること
がなく、狭チャネル効果が生じない。

【００４１】また、上記第１、第２の実施形態では、Ｌ
ＯＣＯＳ法およびトレンチ分離法についてそれぞれ本発
明を適用したが、本発明は、ＬＯＣＯＳ法とトレンチ分
離法との両方で素子分離された半導体装置の製造にも適
用することが可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
膜厚が異なる少なくとも２種類の素子分離用絶縁膜のそ
れぞれに応じた注入エネルギーで不純物を複数回イオン
注入することにより、素子分離用絶縁膜のそれぞれの下
端と隣接する領域の半導体基板にチャネルストッパを形
成することができる。従って、上層に配線が存在した場
合であっても、この配線の電位により素子分離用絶縁膜
の下に寄生チャネルが形成されることがなく、寄生トラ
ンジスタが導通するのを確実に防止することができる。
よって、いずれの領域でも良好なチャネルストッパが形
成されて、高い信頼性で素子分離を行うことが可能とな
る。

【００４３】また、被覆パターンをマスクとして不純物
を注入しているので、不純物を素子分離用絶縁膜の中央
部に形成できるため、後の熱処理により注入された不純
物が多少拡散しても、その不純物が素子領域にまで広が
ることがなく、狭チャネル効果が生じない。従って、半
導体素子をより一層微細化することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造方
法を工程順に説明するための断面図である。

【図２】シリコン酸化膜中での不純物の飛程と加速エネ
ルギーとの関係を表すグラフである。

【図３】本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造方
法を工程順に説明するための断面図である。

【図４】従来の半導体装置の製造方法を工程順に説明す
るための断面図である。

【図５】従来の別の半導体装置の製造方法を工程順に説
明するための断面図である。

【図６】図５で示した方法の問題点を説明するための断
面図である。

【符号の説明】

１シリコン基板２シリコン酸化膜３シリコン窒化膜５ａ、５ｂフィールド酸化膜（素子分離用絶縁膜）６フォトレジスト（被覆パターン）７ホウ素イオン８ａ、８ｂ、９ａ、９ｂホウ素注入領域１０ａ、１０ｂ、１１チャネルストッパ２３ａ、２３ｂシリコン酸化膜（素子分離用絶縁膜）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板上に膜厚が異なる少なくとも
２種類の素子分離用絶縁膜を形成した後、前記素子分離
用絶縁膜の下端と隣接する領域の前記半導体基板にチャ
ネルストッパが形成されるように、前記素子分離用絶縁
膜の種類ごとに前記素子分離用絶縁膜の膜厚に応じた注
入エネルギーで不純物をイオン注入することを特徴とす
る半導体装置の製造方法。
【請求項２】半導体基板上に膜厚が異なる少なくとも
２種類のフィールド酸化膜をＬＯＣＯＳ法により形成す
る工程と、前記フィールド酸化膜上に開孔を有する被覆パターンを
形成する工程と、前記被覆パターンをマスクとして、前記フィールド酸化
膜の種類ごとに前記フィールド酸化膜の膜厚に応じた注
入エネルギーで、前記フィールド酸化膜の下端と隣接す
る領域の前記半導体基板に不純物をイオン注入する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】半導体基板に深さが異なる少なくとも２
種類のトレンチを形成する工程と、前記トレンチを埋め込むように、膜厚が異なる少なくと
も２種類の素子分離用絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離用絶縁膜上に開孔を有する被覆パターンを
形成する工程と、前記被覆パターンをマスクとして、前記素子分離用絶縁
膜の種類ごとに前記素子分離用絶縁膜の膜厚に応じた注
入エネルギーで、前記素子分離用絶縁膜の下端と隣接す
る領域の前記半導体基板に不純物をイオン注入する工程
とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。