JPH09213784A - 半導体集積回路装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体集積回路装置およびその製造方法Info
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- JPH09213784A JPH09213784A JP8017331A JP1733196A JPH09213784A JP H09213784 A JPH09213784 A JP H09213784A JP 8017331 A JP8017331 A JP 8017331A JP 1733196 A JP1733196 A JP 1733196A JP H09213784 A JPH09213784 A JP H09213784A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体集積回路装置の高集積化、高速化およ
び高信頼度化を実現することが可能な素子間分離領域を
提供する。 【解決手段】 半導体素子が形成される活性領域を包囲
する素子間分離領域は、半導体基板1の主面上に形成さ
れたフィールド絶縁膜9によって構成されており、窒化
シリコン膜3およびスペーサ窒化シリコン膜7をマスク
にして、熱酸化処理によってフィールド絶縁膜9を形成
し、続いて、フィールド絶縁膜9下の半導体基板1に半
導体基板1と同じ導電型の不純物イオンを打ち込むこと
によって、フィールド絶縁膜9のほぼ真下の半導体基板
1に高濃度のフィールドストッパ層10を形成する。
び高信頼度化を実現することが可能な素子間分離領域を
提供する。 【解決手段】 半導体素子が形成される活性領域を包囲
する素子間分離領域は、半導体基板1の主面上に形成さ
れたフィールド絶縁膜9によって構成されており、窒化
シリコン膜3およびスペーサ窒化シリコン膜7をマスク
にして、熱酸化処理によってフィールド絶縁膜9を形成
し、続いて、フィールド絶縁膜9下の半導体基板1に半
導体基板1と同じ導電型の不純物イオンを打ち込むこと
によって、フィールド絶縁膜9のほぼ真下の半導体基板
1に高濃度のフィールドストッパ層10を形成する。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置およびその製造方法に関し、特に、隣接する半導体素
子を互いに電気的に分離する素子間分離領域を有する半
導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもので
ある。
置およびその製造方法に関し、特に、隣接する半導体素
子を互いに電気的に分離する素子間分離領域を有する半
導体集積回路装置に適用して有効な技術に関するもので
ある。
【0002】
【従来の技術】隣接する半導体素子を互いに電気的に分
離するアイソレーションの一つにLOCOS(Local Ox
idation of Silicon)アイソレーションがある。このL
OCOSアイソレーションは、半導体基板の主面上に形
成された半導体基板の熱酸化膜(LOCOS酸化膜)に
よって半導体素子が形成される活性領域を囲む構造をし
ており、その製造方法が簡単であることから、アイソレ
ーションとして最も広く用いられている。
離するアイソレーションの一つにLOCOS(Local Ox
idation of Silicon)アイソレーションがある。このL
OCOSアイソレーションは、半導体基板の主面上に形
成された半導体基板の熱酸化膜(LOCOS酸化膜)に
よって半導体素子が形成される活性領域を囲む構造をし
ており、その製造方法が簡単であることから、アイソレ
ーションとして最も広く用いられている。
【0003】前記LOCOS酸化膜は、例えば、以下の
製造方法によって形成される。まず、半導体基板上にパ
ッド酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を順次形成す
る。次に、後にLOCOS酸化膜が形成される領域の窒
化シリコン膜を除去した後、例えば、p型の半導体基板
にはボロン(B)イオンを、n型の半導体基板にはリン
(P)イオンを導入し、次いで、半導体基板に熱酸化処
理を施すことによって、半導体基板の主面上にLOCO
S酸化膜が形成されると共に、LOCOS酸化膜の真下
の半導体基板にフィールドストッパ層が形成される。
製造方法によって形成される。まず、半導体基板上にパ
ッド酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を順次形成す
る。次に、後にLOCOS酸化膜が形成される領域の窒
化シリコン膜を除去した後、例えば、p型の半導体基板
にはボロン(B)イオンを、n型の半導体基板にはリン
(P)イオンを導入し、次いで、半導体基板に熱酸化処
理を施すことによって、半導体基板の主面上にLOCO
S酸化膜が形成されると共に、LOCOS酸化膜の真下
の半導体基板にフィールドストッパ層が形成される。
【0004】なお、LOCOSアイソレーションについ
ては、例えば、昭和60年6月20日、日経マグロウヒ
ル社発行、徳山巍(編著)「MOS LSI製造方法」
P30〜P31に記載されている。
ては、例えば、昭和60年6月20日、日経マグロウヒ
ル社発行、徳山巍(編著)「MOS LSI製造方法」
P30〜P31に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者は、LOCO
Sアイソレーションを開発するにあたり、以下の問題点
を見いだした。
Sアイソレーションを開発するにあたり、以下の問題点
を見いだした。
【0006】通常、LOCOSアイソレーションにおい
ては、LOCOS酸化膜下の半導体基板に、半導体基板
と同じ導電型の不純物を高濃度で導入した不純物領域
(フィールドストッパ層)が形成される。このフィール
ドストッパ層は、LOCOS酸化膜下の半導体基板が反
転して、隣接する活性領域にそれぞれ形成された半導体
素子の一部を構成する半導体領域間が導通し、LOCO
S酸化膜の素子間分離特性が劣化するのを防ぐために設
けられている。
ては、LOCOS酸化膜下の半導体基板に、半導体基板
と同じ導電型の不純物を高濃度で導入した不純物領域
(フィールドストッパ層)が形成される。このフィール
ドストッパ層は、LOCOS酸化膜下の半導体基板が反
転して、隣接する活性領域にそれぞれ形成された半導体
素子の一部を構成する半導体領域間が導通し、LOCO
S酸化膜の素子間分離特性が劣化するのを防ぐために設
けられている。
【0007】特に、高集積の半導体集積回路装置におい
ては、半導体素子の微細化に伴ってLOCOS酸化膜の
厚さおよび幅が縮小されており、LOCOS酸化膜の良
好な素子間分離特性を得るには、LOCOS酸化膜下の
高濃度のフィールドストッパ層の形成は不可欠となって
いる。
ては、半導体素子の微細化に伴ってLOCOS酸化膜の
厚さおよび幅が縮小されており、LOCOS酸化膜の良
好な素子間分離特性を得るには、LOCOS酸化膜下の
高濃度のフィールドストッパ層の形成は不可欠となって
いる。
【0008】しかしながら、LOCOSアイソレーショ
ンの従来の製造方法では、フィールドストッパ層を形成
するための不純物を半導体基板に導入した後に、LOC
OS酸化膜を形成するための熱酸化処理を行っている。
ンの従来の製造方法では、フィールドストッパ層を形成
するための不純物を半導体基板に導入した後に、LOC
OS酸化膜を形成するための熱酸化処理を行っている。
【0009】このため、半導体素子が形成される活性領
域までフィールドストッパ層が広がり、活性領域の実効
面積を減少させるだけでなく、半導体素子の一部を構成
する半導体領域とフィールドストッパ層との間の寄生接
合容量が大きくなり、半導体集積回路装置の動作速度を
低下させてしまう。
域までフィールドストッパ層が広がり、活性領域の実効
面積を減少させるだけでなく、半導体素子の一部を構成
する半導体領域とフィールドストッパ層との間の寄生接
合容量が大きくなり、半導体集積回路装置の動作速度を
低下させてしまう。
【0010】さらに、フィールドストッパ層を形成する
ために半導体基板に導入した不純物が、前記熱酸化処理
時にLOCOS酸化膜に取り込まれるため、LOCOS
酸化膜とフィールドストッパ層界面の不純物濃度が低下
して、LOCOS酸化膜下の半導体基板に反転層が形成
されやすくなる。
ために半導体基板に導入した不純物が、前記熱酸化処理
時にLOCOS酸化膜に取り込まれるため、LOCOS
酸化膜とフィールドストッパ層界面の不純物濃度が低下
して、LOCOS酸化膜下の半導体基板に反転層が形成
されやすくなる。
【0011】本発明の目的は、半導体集積回路装置の高
集積化、高速化および高信頼度化を実現することができ
る素子間分離領域を提供することにある。
集積化、高速化および高信頼度化を実現することができ
る素子間分離領域を提供することにある。
【0012】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。
【0013】
【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置は、半導体基板の主
面上に形成されたフィールド絶縁膜を有しており、この
フィールド絶縁膜のほぼ真下の半導体基板に半導体基板
と同じ導電型のフィールドストッパ層が形成されてい
る。
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。すなわち、 (1)本発明の半導体集積回路装置は、半導体基板の主
面上に形成されたフィールド絶縁膜を有しており、この
フィールド絶縁膜のほぼ真下の半導体基板に半導体基板
と同じ導電型のフィールドストッパ層が形成されてい
る。
【0014】(2)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、まず、半導体基板上に第1の絶縁膜を堆
積した後、この第1の絶縁膜をパターニングし、次い
で、半導体基板上に第2の絶縁膜および第3の絶縁膜を
順次堆積する。次に、第1の絶縁膜の側壁に第2の絶縁
膜および第3の絶縁膜からなるサイドウォールスペーサ
を形成した後、第3の絶縁膜を除去し、次いで、熱酸化
処理によって半導体基板の主面上にフィールド絶縁膜を
形成する。次に、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマ
スクにして、半導体基板に不純物イオンを打ち込み、フ
ィールド絶縁膜下の半導体基板にフィールドストッパ層
を形成した後、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜を除去
するものである。
の製造方法は、まず、半導体基板上に第1の絶縁膜を堆
積した後、この第1の絶縁膜をパターニングし、次い
で、半導体基板上に第2の絶縁膜および第3の絶縁膜を
順次堆積する。次に、第1の絶縁膜の側壁に第2の絶縁
膜および第3の絶縁膜からなるサイドウォールスペーサ
を形成した後、第3の絶縁膜を除去し、次いで、熱酸化
処理によって半導体基板の主面上にフィールド絶縁膜を
形成する。次に、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマ
スクにして、半導体基板に不純物イオンを打ち込み、フ
ィールド絶縁膜下の半導体基板にフィールドストッパ層
を形成した後、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜を除去
するものである。
【0015】(3)また、本発明の半導体集積回路装置
の製造方法は、まず、半導体基板上に第1の絶縁膜およ
び第2の絶縁膜を順次堆積した後、第2の絶縁膜および
第1の絶縁膜を順次パターニングし、次いで、熱酸化処
理によって半導体基板の主面上にフィールド絶縁膜を形
成する。次に、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマス
クにして、半導体基板に不純物イオンを打ち込み、フィ
ールド絶縁膜下の半導体基板にフィールドストッパ層を
形成した後、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜を除去す
るものである。
の製造方法は、まず、半導体基板上に第1の絶縁膜およ
び第2の絶縁膜を順次堆積した後、第2の絶縁膜および
第1の絶縁膜を順次パターニングし、次いで、熱酸化処
理によって半導体基板の主面上にフィールド絶縁膜を形
成する。次に、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマス
クにして、半導体基板に不純物イオンを打ち込み、フィ
ールド絶縁膜下の半導体基板にフィールドストッパ層を
形成した後、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜を除去す
るものである。
【0016】上記した手段によれば、フィールド絶縁膜
のほぼ真下の半導体基板のみに高濃度のフィールドスト
ッパ層が形成されるので、半導体素子が形成される活性
領域の実効面積の減少を防ぐことができ、また、半導体
素子の一部を構成する半導体領域とフィールドストッパ
層との接合面積が減少するので、半導体領域の寄生接合
容量を小さく抑えることができる。さらに、高濃度のフ
ィールドストッパ層の形成により、フィールド絶縁膜下
の半導体基板は反転しにくくなるので、フィールド絶縁
膜の厚さを薄くすることが可能となる。
のほぼ真下の半導体基板のみに高濃度のフィールドスト
ッパ層が形成されるので、半導体素子が形成される活性
領域の実効面積の減少を防ぐことができ、また、半導体
素子の一部を構成する半導体領域とフィールドストッパ
層との接合面積が減少するので、半導体領域の寄生接合
容量を小さく抑えることができる。さらに、高濃度のフ
ィールドストッパ層の形成により、フィールド絶縁膜下
の半導体基板は反転しにくくなるので、フィールド絶縁
膜の厚さを薄くすることが可能となる。
【0017】また、上記した手段(2)および(3)に
よれば、フィールドストッパ層を形成するための不純物
が、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマスクにしたイ
オン打ち込みによって、活性領域に漏れることなくフィ
ールド絶縁膜下の半導体基板に導入されるので、フィー
ルド絶縁膜のほぼ真下の半導体基板のみに精度よくフィ
ールドストッパ層が形成されて半導体素子の動作特性の
ばらつきを抑えることができる。
よれば、フィールドストッパ層を形成するための不純物
が、第1の絶縁膜および第2の絶縁膜をマスクにしたイ
オン打ち込みによって、活性領域に漏れることなくフィ
ールド絶縁膜下の半導体基板に導入されるので、フィー
ルド絶縁膜のほぼ真下の半導体基板のみに精度よくフィ
ールドストッパ層が形成されて半導体素子の動作特性の
ばらつきを抑えることができる。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。
に基づいて詳細に説明する。
【0019】なお、実施の形態を説明するための全図に
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
おいて同一機能を有するものは同一の符号を付し、その
繰り返しの説明は省略する。
【0020】(実施の形態1)図1は、本発明の一実施
の形態である素子間分離領域を示す半導体基板の要部断
面図である。
の形態である素子間分離領域を示す半導体基板の要部断
面図である。
【0021】半導体素子が形成される活性領域12を包
囲する素子間分離領域は、半導体基板1の主面上に形成
されたフィールド絶縁膜9によって構成されており、こ
のフィールド絶縁膜9のほぼ真下の半導体基板1に、活
性領域12へ広がることなく、半導体基板1と同じ導電
型のフィールドストッパ層10が形成されている。
囲する素子間分離領域は、半導体基板1の主面上に形成
されたフィールド絶縁膜9によって構成されており、こ
のフィールド絶縁膜9のほぼ真下の半導体基板1に、活
性領域12へ広がることなく、半導体基板1と同じ導電
型のフィールドストッパ層10が形成されている。
【0022】図1に示した素子間分離領域の製造方法を
図2〜図6を用いて説明する。
図2〜図6を用いて説明する。
【0023】まず、図2に示すように、例えばn型のシ
リコン単結晶からなる半導体基板1の表面に熱酸化処理
によって約30nmの厚さのパッド酸化シリコン膜2を
形成した後、半導体基板1上にCVD(Chemical Vapor
Deposition)法によって約350nmの厚さの窒化シリ
コン膜3を堆積する。次いで、パターニングされたフォ
トレジストをマスクにして、後にフィールド絶縁膜9が
形成される領域の窒化シリコン膜3を除去する。
リコン単結晶からなる半導体基板1の表面に熱酸化処理
によって約30nmの厚さのパッド酸化シリコン膜2を
形成した後、半導体基板1上にCVD(Chemical Vapor
Deposition)法によって約350nmの厚さの窒化シリ
コン膜3を堆積する。次いで、パターニングされたフォ
トレジストをマスクにして、後にフィールド絶縁膜9が
形成される領域の窒化シリコン膜3を除去する。
【0024】次に、図3に示すように、露出したパッド
酸化シリコン膜2をウエットエッチングで除去した後、
半導体基板1上に約30nmの厚さの窒化シリコン膜4
を、続いて、約100nmの厚さの酸化シリコン膜5を
CVD法によって堆積する。
酸化シリコン膜2をウエットエッチングで除去した後、
半導体基板1上に約30nmの厚さの窒化シリコン膜4
を、続いて、約100nmの厚さの酸化シリコン膜5を
CVD法によって堆積する。
【0025】なお、上記パッド酸化シリコン膜2をウエ
ットエッチングで除去する際に、窒化シリコン膜3の下
に位置するパッド酸化シリコン膜2の一部も除去される
ので、窒化シリコン膜4は半導体基板1と窒化シリコン
膜3との間の一部にも堆積する。
ットエッチングで除去する際に、窒化シリコン膜3の下
に位置するパッド酸化シリコン膜2の一部も除去される
ので、窒化シリコン膜4は半導体基板1と窒化シリコン
膜3との間の一部にも堆積する。
【0026】次に、図4に示すように、上記酸化シリコ
ン膜5および窒化シリコン膜4を順次RIE(Reactive
Ion Etching)法でエッチングして、窒化シリコン膜3
の側壁にスペーサ酸化シリコン膜6およびスペーサ窒化
シリコン膜7からなるサイドウォールスペーサを形成す
る。次いで、このサイドウォールスペーサをマスクにし
て、露出した半導体基板1に約0.15μmの深さの溝8
を形成する。なお、この溝8は必ずしも形成する必要は
ない。
ン膜5および窒化シリコン膜4を順次RIE(Reactive
Ion Etching)法でエッチングして、窒化シリコン膜3
の側壁にスペーサ酸化シリコン膜6およびスペーサ窒化
シリコン膜7からなるサイドウォールスペーサを形成す
る。次いで、このサイドウォールスペーサをマスクにし
て、露出した半導体基板1に約0.15μmの深さの溝8
を形成する。なお、この溝8は必ずしも形成する必要は
ない。
【0027】次に、図5に示すように、スペーサ酸化シ
リコン膜6をウエットエッチングで除去した後、半導体
基板1に約1100℃の温度の熱酸化処理を施して、窒
化シリコン膜3が除去されている半導体基板1の表面
に、素子間分離領域となる約200nmの厚さのフィー
ルド絶縁膜9を形成する。
リコン膜6をウエットエッチングで除去した後、半導体
基板1に約1100℃の温度の熱酸化処理を施して、窒
化シリコン膜3が除去されている半導体基板1の表面
に、素子間分離領域となる約200nmの厚さのフィー
ルド絶縁膜9を形成する。
【0028】次いで、図6に示すように、窒化シリコン
膜3およびスペーサ窒化シリコン膜7をマスクにして、
半導体基板1に半導体基板1と同じ導電型(n型)の不
純物イオン(リンまたはヒ素)を打ち込み、フィールド
絶縁膜9のほぼ真下の半導体基板1に高濃度のフィール
ドストッパ層10を形成する。なお、窒化シリコン膜3
下の半導体基板1に上記不純物イオンが打ち込まれない
ように、不純物イオンの打ち込みエネルギーは設定され
る。
膜3およびスペーサ窒化シリコン膜7をマスクにして、
半導体基板1に半導体基板1と同じ導電型(n型)の不
純物イオン(リンまたはヒ素)を打ち込み、フィールド
絶縁膜9のほぼ真下の半導体基板1に高濃度のフィール
ドストッパ層10を形成する。なお、窒化シリコン膜3
下の半導体基板1に上記不純物イオンが打ち込まれない
ように、不純物イオンの打ち込みエネルギーは設定され
る。
【0029】その後、窒化シリコン膜3、スペーサ窒化
シリコン膜7およびパッド酸化シリコン膜2を順次除去
した後、半導体基板1の表面に熱酸化処理により犠牲酸
化シリコン膜11を形成することによって、図1に示し
た本実施の形態1の素子間分離領域が完成する。
シリコン膜7およびパッド酸化シリコン膜2を順次除去
した後、半導体基板1の表面に熱酸化処理により犠牲酸
化シリコン膜11を形成することによって、図1に示し
た本実施の形態1の素子間分離領域が完成する。
【0030】このように、本実施の形態1によれば、高
温の熱酸化処理によってフィールド絶縁膜9を形成した
後に、フィールド絶縁膜9下の半導体基板1へ不純物イ
オンを打ち込みフィールドストッパ層10を形成してい
るので、フィールドストッパ層10は活性領域12へ広
がることなく、フィールド絶縁膜9のほぼ真下の半導体
基板1のみに形成される。従って、活性領域12の実効
面積が減少するのを防ぐことができ、また、半導体素子
の一部を構成する半導体領域とフィールドストッパ層1
0との接合面積の減少により、半導体領域の寄生接合容
量を小さく抑えることができる。
温の熱酸化処理によってフィールド絶縁膜9を形成した
後に、フィールド絶縁膜9下の半導体基板1へ不純物イ
オンを打ち込みフィールドストッパ層10を形成してい
るので、フィールドストッパ層10は活性領域12へ広
がることなく、フィールド絶縁膜9のほぼ真下の半導体
基板1のみに形成される。従って、活性領域12の実効
面積が減少するのを防ぐことができ、また、半導体素子
の一部を構成する半導体領域とフィールドストッパ層1
0との接合面積の減少により、半導体領域の寄生接合容
量を小さく抑えることができる。
【0031】さらに、フィールドストッパ層10を形成
するために半導体基板1へ導入された不純物は、フィー
ルド絶縁膜9に取り込まれにくい。従って、フィールド
絶縁膜9下の半導体基板1には高濃度のフィールドスト
ッパ層10が形成されて、フィールド絶縁膜9下の半導
体基板1は反転しにくくなるので、フィールド絶縁膜9
の厚さを薄くすることが可能となる。
するために半導体基板1へ導入された不純物は、フィー
ルド絶縁膜9に取り込まれにくい。従って、フィールド
絶縁膜9下の半導体基板1には高濃度のフィールドスト
ッパ層10が形成されて、フィールド絶縁膜9下の半導
体基板1は反転しにくくなるので、フィールド絶縁膜9
の厚さを薄くすることが可能となる。
【0032】さらに、窒化シリコン膜3およびスペーサ
窒化シリコン膜7をマスクにして、活性領域12に漏れ
ることなくフィールドストッパ層10を形成するための
不純物イオンを打ち込んでいるので、フィールド絶縁膜
9のほぼ真下の半導体基板1のみに精度よくフィールド
ストッパ層10が形成される。これによって、フィール
ドストッパ層10の広がりに起因する半導体素子の動作
特性のばらつきを抑えることができる。
窒化シリコン膜7をマスクにして、活性領域12に漏れ
ることなくフィールドストッパ層10を形成するための
不純物イオンを打ち込んでいるので、フィールド絶縁膜
9のほぼ真下の半導体基板1のみに精度よくフィールド
ストッパ層10が形成される。これによって、フィール
ドストッパ層10の広がりに起因する半導体素子の動作
特性のばらつきを抑えることができる。
【0033】さらに、高温の熱酸化処理によってフィー
ルド絶縁膜9を形成する際、マスクの端部に薄いスペー
サ窒化シリコン膜7を用いているので、フィールド絶縁
膜9の端部に発生する応力を低減することができ、活性
領域12に形成される半導体素子の応力起因のリーク電
流の増大を抑えることができる。
ルド絶縁膜9を形成する際、マスクの端部に薄いスペー
サ窒化シリコン膜7を用いているので、フィールド絶縁
膜9の端部に発生する応力を低減することができ、活性
領域12に形成される半導体素子の応力起因のリーク電
流の増大を抑えることができる。
【0034】(実施の形態2)図7は、本発明の他の実
施の形態である素子間分離領域を示す半導体基板の要部
断面図である。
施の形態である素子間分離領域を示す半導体基板の要部
断面図である。
【0035】半導体素子が形成される活性領域12を包
囲する素子間分離領域は、半導体基板1の主面上に形成
されたフィールド絶縁膜19によって構成されており、
このフィールド絶縁膜19のほぼ真下の半導体基板1
に、活性領域12へ広がることなく、半導体基板1と同
じ導電型のフィールドストッパ層16が形成されてい
る。
囲する素子間分離領域は、半導体基板1の主面上に形成
されたフィールド絶縁膜19によって構成されており、
このフィールド絶縁膜19のほぼ真下の半導体基板1
に、活性領域12へ広がることなく、半導体基板1と同
じ導電型のフィールドストッパ層16が形成されてい
る。
【0036】図7に示した素子間分離領域の製造方法を
図8〜図11を用いて説明する。
図8〜図11を用いて説明する。
【0037】まず、図8に示すように、例えばn型のシ
リコン単結晶からなる半導体基板1の表面に熱酸化処理
によって約20nmの厚さのパッド酸化シリコン膜2を
形成した後、半導体基板1上にCVD法によって100
〜150nmの厚さの窒化シリコン膜13および100
〜200nmの厚さの酸化シリコン膜14を順次堆積す
る。次いで、パターニングされたフォトレジストをマス
クにして、後にフィールド絶縁膜19が形成される領域
の酸化シリコン膜14および窒化シリコン膜13を順次
除去する。
リコン単結晶からなる半導体基板1の表面に熱酸化処理
によって約20nmの厚さのパッド酸化シリコン膜2を
形成した後、半導体基板1上にCVD法によって100
〜150nmの厚さの窒化シリコン膜13および100
〜200nmの厚さの酸化シリコン膜14を順次堆積す
る。次いで、パターニングされたフォトレジストをマス
クにして、後にフィールド絶縁膜19が形成される領域
の酸化シリコン膜14および窒化シリコン膜13を順次
除去する。
【0038】次に、図9に示すように、半導体基板1に
約1100℃の温度の熱酸化処理を施して、酸化シリコ
ン膜14および窒化シリコン膜13が除去されている半
導体基板1の表面に、約200nmの厚さのフィールド
酸化シリコン膜15を形成する。
約1100℃の温度の熱酸化処理を施して、酸化シリコ
ン膜14および窒化シリコン膜13が除去されている半
導体基板1の表面に、約200nmの厚さのフィールド
酸化シリコン膜15を形成する。
【0039】次に、図10に示すように、酸化シリコン
膜14および窒化シリコン膜13をマスクにして、半導
体基板1に半導体基板1と同じ導電型(n型)の不純物
イオン(リンまたはヒ素)を打ち込み、フィールド酸化
シリコン膜15のほぼ真下の半導体基板1に高濃度のフ
ィールドストッパ層16を形成する。次いで、酸化シリ
コン膜14および窒化シリコン膜13を順次除去する。
なお、窒化シリコン膜13下の半導体基板1に上記不純
物イオンが打ち込まれないように、不純物イオンの打ち
込みエネルギーは設定される。
膜14および窒化シリコン膜13をマスクにして、半導
体基板1に半導体基板1と同じ導電型(n型)の不純物
イオン(リンまたはヒ素)を打ち込み、フィールド酸化
シリコン膜15のほぼ真下の半導体基板1に高濃度のフ
ィールドストッパ層16を形成する。次いで、酸化シリ
コン膜14および窒化シリコン膜13を順次除去する。
なお、窒化シリコン膜13下の半導体基板1に上記不純
物イオンが打ち込まれないように、不純物イオンの打ち
込みエネルギーは設定される。
【0040】ところで、酸化シリコン膜14を除去する
際には、図11に示すように、上記フィールド酸化シリ
コン膜15も除去されて溝17が形成される。
際には、図11に示すように、上記フィールド酸化シリ
コン膜15も除去されて溝17が形成される。
【0041】そこで、次に、半導体基板1上にCVD法
によって酸化シリコン膜18を堆積し、続いて、CMP
(Chemical Mechanical Polishing ;化学的機械研磨)
法によって半導体基板1の表面を平坦化して、酸化シリ
コン膜18を溝17に埋め込み、素子間分離領域となる
フィールド絶縁膜19(図7参照)を半導体基板1の主
面上に形成する。
によって酸化シリコン膜18を堆積し、続いて、CMP
(Chemical Mechanical Polishing ;化学的機械研磨)
法によって半導体基板1の表面を平坦化して、酸化シリ
コン膜18を溝17に埋め込み、素子間分離領域となる
フィールド絶縁膜19(図7参照)を半導体基板1の主
面上に形成する。
【0042】その後、半導体基板1の表面に熱酸化処理
により犠牲酸化シリコン膜20を形成することによっ
て、図7に示した本実施の形態2の素子間分離領域が完
成する。
により犠牲酸化シリコン膜20を形成することによっ
て、図7に示した本実施の形態2の素子間分離領域が完
成する。
【0043】このように、本実施の形態2によれば、高
温の熱酸化処理によってフィールド酸化シリコン膜15
を形成した後に、フィールド酸化シリコン膜15下の半
導体基板1へ不純物イオンを打ち込みフィールドストッ
パ層16を形成し、続いて、上記フィールド酸化シリコ
ン膜15を除去した溝17内に酸化シリコン膜18を埋
め込むことによって、フィールド絶縁膜19を形成して
いるので、フィールドストッパ層16は活性領域12へ
広がることなく、フィールド酸化シリコン膜15、すな
わちフィールド絶縁膜19のほぼ真下の半導体基板1の
みに形成される。従って、活性領域12の実効面積が減
少するのを防ぐことができ、また、半導体素子の一部を
構成する半導体領域とフィールドストッパ層16との接
合面積の減少により、半導体領域の寄生接合容量を小さ
く抑えることができる。
温の熱酸化処理によってフィールド酸化シリコン膜15
を形成した後に、フィールド酸化シリコン膜15下の半
導体基板1へ不純物イオンを打ち込みフィールドストッ
パ層16を形成し、続いて、上記フィールド酸化シリコ
ン膜15を除去した溝17内に酸化シリコン膜18を埋
め込むことによって、フィールド絶縁膜19を形成して
いるので、フィールドストッパ層16は活性領域12へ
広がることなく、フィールド酸化シリコン膜15、すな
わちフィールド絶縁膜19のほぼ真下の半導体基板1の
みに形成される。従って、活性領域12の実効面積が減
少するのを防ぐことができ、また、半導体素子の一部を
構成する半導体領域とフィールドストッパ層16との接
合面積の減少により、半導体領域の寄生接合容量を小さ
く抑えることができる。
【0044】さらに、フィールドストッパ層16を形成
するために半導体基板1へ導入された不純物は、フィー
ルド絶縁膜19に取り込まれにくい。従って、フィール
ド絶縁膜19下の半導体基板1には高濃度のフィールド
ストッパ層16が形成されて、フィールド絶縁膜19下
の半導体基板1は反転しにくくなるので、フィールド絶
縁膜19の厚さを薄くすることが可能となる。
するために半導体基板1へ導入された不純物は、フィー
ルド絶縁膜19に取り込まれにくい。従って、フィール
ド絶縁膜19下の半導体基板1には高濃度のフィールド
ストッパ層16が形成されて、フィールド絶縁膜19下
の半導体基板1は反転しにくくなるので、フィールド絶
縁膜19の厚さを薄くすることが可能となる。
【0045】さらに、溝17内に酸化シリコン膜18を
埋め込んだ後に半導体基板1の表面を平坦化しているの
で、半導体素子が有する段差が低くなり、半導体素子お
よび配線層などの微細加工が容易となる。
埋め込んだ後に半導体基板1の表面を平坦化しているの
で、半導体素子が有する段差が低くなり、半導体素子お
よび配線層などの微細加工が容易となる。
【0046】さらに、窒化シリコン膜13と酸化シリコ
ン膜14の重ね膜をマスクにして、活性領域12に漏れ
ることなくフィールドストッパ層16を形成するための
不純物イオンを打ち込んでいるので、フィールド酸化シ
リコン膜15、すなわち、フィールド絶縁膜19のほぼ
真下の半導体基板1のみに精度よくフィールドストッパ
層16が形成される。これによって、半導体素子の動作
特性のばらつきを抑えることができる。
ン膜14の重ね膜をマスクにして、活性領域12に漏れ
ることなくフィールドストッパ層16を形成するための
不純物イオンを打ち込んでいるので、フィールド酸化シ
リコン膜15、すなわち、フィールド絶縁膜19のほぼ
真下の半導体基板1のみに精度よくフィールドストッパ
層16が形成される。これによって、半導体素子の動作
特性のばらつきを抑えることができる。
【0047】なお、本実施の形態2においては、酸化シ
リコン膜14を除去する際に、半導体基板1の主面上に
形成されたフィールド酸化シリコン膜15も同時に除去
されて溝17が形成されるので、酸化シリコン膜18を
半導体基板1上に堆積して、これを溝17に埋め込み、
続いて、平坦化することによってフィールド絶縁膜19
は形成される。
リコン膜14を除去する際に、半導体基板1の主面上に
形成されたフィールド酸化シリコン膜15も同時に除去
されて溝17が形成されるので、酸化シリコン膜18を
半導体基板1上に堆積して、これを溝17に埋め込み、
続いて、平坦化することによってフィールド絶縁膜19
は形成される。
【0048】しかし、酸化シリコン膜14に代わって、
フィールド酸化シリコン膜15のエッチング速度よりも
著しく速いエッチング速度を有する薄膜を用いれば、こ
の薄膜を除去する際にフィールド酸化シリコン膜15は
除去されにくくなり、フィールド酸化シリコン膜15を
そのままフィールド絶縁膜として使用することができ
る。従って、上記溝17内の埋め込みおよび平坦化を行
う必要はなく、本実施の形態2で示した製造方法よりも
工程数を減少させることができる。
フィールド酸化シリコン膜15のエッチング速度よりも
著しく速いエッチング速度を有する薄膜を用いれば、こ
の薄膜を除去する際にフィールド酸化シリコン膜15は
除去されにくくなり、フィールド酸化シリコン膜15を
そのままフィールド絶縁膜として使用することができ
る。従って、上記溝17内の埋め込みおよび平坦化を行
う必要はなく、本実施の形態2で示した製造方法よりも
工程数を減少させることができる。
【0049】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。
【0050】
【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。
【0051】本発明によれば、半導体素子が形成される
活性領域の実効面積の減少が防げ、また、フィールド絶
縁膜の厚さを薄くすることができるので、半導体集積回
路装置の高集積化を実現することができる。
活性領域の実効面積の減少が防げ、また、フィールド絶
縁膜の厚さを薄くすることができるので、半導体集積回
路装置の高集積化を実現することができる。
【0052】また、本発明によれば、半導体素子に寄生
する接合容量を小さく抑えることができるので、半導体
集積回路装置の高速化を実現することができる。
する接合容量を小さく抑えることができるので、半導体
集積回路装置の高速化を実現することができる。
【0053】また、本発明によれば、半導体素子の動作
特性のばらつきを抑えることができるので、半導体集積
回路装置の高信頼度化を実現することができる。
特性のばらつきを抑えることができるので、半導体集積
回路装置の高信頼度化を実現することができる。
【図1】本発明の一実施の形態である素子間分離領域を
示す半導体基板の要部断面図である。
示す半導体基板の要部断面図である。
【図2】本発明の一実施の形態である素子間分離領域の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図3】本発明の一実施の形態である素子間分離領域の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図4】本発明の一実施の形態である素子間分離領域の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図5】本発明の一実施の形態である素子間分離領域の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図6】本発明の一実施の形態である素子間分離領域の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図7】本発明の他の実施の形態である素子間分離領域
を示す半導体基板の要部断面図である。
を示す半導体基板の要部断面図である。
【図8】本発明の他の実施の形態である素子間分離領域
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図9】本発明の他の実施の形態である素子間分離領域
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図10】本発明の他の実施の形態である素子間分離領
域の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
域の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【図11】本発明の他の実施の形態である素子間分離領
域の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
域の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。
【符号の説明】 1 半導体基板 2 パッド酸化シリコン膜 3 窒化シリコン膜 4 窒化シリコン膜 5 酸化シリコン膜 6 スペーサ酸化シリコン膜 7 スペーサ窒化シリコン膜 8 溝 9 フィールド絶縁膜 10 フィールドストッパ層 11 犠牲酸化シリコン膜 12 活性領域 13 窒化シリコン膜 14 酸化シリコン膜 15 フィールド酸化シリコン膜 16 フィールドストッパ層 17 溝 18 酸化シリコン膜 19 フィールド絶縁膜 20 犠牲酸化シリコン膜
Claims (9)
- 【請求項1】 半導体基板の主面上に形成されたフィー
ルド絶縁膜を有する半導体集積回路装置であって、前記
フィールド絶縁膜のほぼ真下の前記半導体基板に前記半
導体基板と同じ導電型のフィールドストッパ層が形成さ
れていることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 半導体基板上に第1の絶縁膜を堆積した
後、前記第1の絶縁膜をパターニングし、次いで、前記
半導体基板上に第2の絶縁膜および第3の絶縁膜を順次
堆積する工程と、前記第1の絶縁膜の側壁に前記第2の
絶縁膜および前記第3の絶縁膜からなるサイドウォール
スペーサを形成した後、前記第3の絶縁膜を除去し、次
いで、前記半導体基板の主面上にフィールド絶縁膜を形
成する工程と、前記半導体基板に不純物イオンを打ち込
み、前記フィールド絶縁膜下の前記半導体基板にフィー
ルドストッパ層を形成する工程と、前記第1の絶縁膜お
よび前記第2の絶縁膜を除去する工程とを有することを
特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項3】 半導体基板上に第1の絶縁膜および第2
の絶縁膜を順次堆積した後、前記第2の絶縁膜および前
記第1の絶縁膜を順次パターニングし、次いで、前記半
導体基板の主面上にフィールド絶縁膜を形成する工程
と、前記半導体基板に不純物イオンを打ち込み、前記フ
ィールド絶縁膜下の前記半導体基板にフィールドストッ
パ層を形成する工程と、前記第1の絶縁膜および前記第
2の絶縁膜を除去する工程とを有することを特徴とする
半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項4】 半導体基板上に第1の絶縁膜および第2
の絶縁膜を順次堆積した後、前記第2の絶縁膜および前
記第1の絶縁膜を順次パターニングし、次いで、前記半
導体基板の主面上に第3の絶縁膜を形成する工程と、前
記半導体基板に不純物イオンを打ち込み、前記第3の絶
縁膜下の前記半導体基板にフィールドストッパ層を形成
する工程と、前記第1の絶縁膜、前記第2の絶縁膜およ
び前記第3の絶縁膜を除去する工程と、前記半導体基板
上に第4の絶縁膜を堆積した後、前記半導体基板の表面
を平坦化して、前記半導体基板の主面上に前記第4の絶
縁膜からなるフィールド絶縁膜を形成する工程とを有す
ることを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。 - 【請求項5】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記第1の絶縁膜の厚さは、前記不純
物イオンの飛程よりも厚いことを特徴とする半導体集積
回路装置の製造方法。 - 【請求項6】 請求項2記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記第1の絶縁膜および前記第2の絶
縁膜は、窒化シリコン膜であることを特徴とする半導体
集積回路装置の製造方法。 - 【請求項7】 請求項3または4記載の半導体集積回路
装置の製造方法であって、前記第1の絶縁膜と前記第2
の絶縁膜の重ね膜の厚さは、前記不純物イオンの飛程よ
りも厚いことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方
法。 - 【請求項8】 請求項3または4記載の半導体集積回路
装置の製造方法であって、前記第1の絶縁膜は、窒化シ
リコン膜であることを特徴とする半導体集積回路装置の
製造方法。 - 【請求項9】 請求項4記載の半導体集積回路装置の製
造方法であって、前記半導体基板の表面の平坦化は、化
学的機械研磨法によって行われることを特徴とする半導
体集積回路装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8017331A JPH09213784A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8017331A JPH09213784A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09213784A true JPH09213784A (ja) | 1997-08-15 |
Family
ID=11941081
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8017331A Pending JPH09213784A (ja) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | 半導体集積回路装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09213784A (ja) |
-
1996
- 1996-02-02 JP JP8017331A patent/JPH09213784A/ja active Pending
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