JPH10189571A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH10189571A JPH10189571A JP34186196A JP34186196A JPH10189571A JP H10189571 A JPH10189571 A JP H10189571A JP 34186196 A JP34186196 A JP 34186196A JP 34186196 A JP34186196 A JP 34186196A JP H10189571 A JPH10189571 A JP H10189571A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】選択酸化法におけるバーズビークの成長を抑制
できる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】シリコン基板１０面に酸化マスク２２を素
子分離形成予定領域が開口したパターンで形成するマス
ク工程、素子分離形成予定領域周囲領域であって酸化マ
スク２２で被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域１
１を形成する不活性化工程、不活性化工程後、素子分離
形成予定領域のシリコン基板１０面を酸化して素子分離
酸化膜２４を形成する酸化工程とでＬＯＣＯＳを形成す
る
できる半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】シリコン基板１０面に酸化マスク２２を素
子分離形成予定領域が開口したパターンで形成するマス
ク工程、素子分離形成予定領域周囲領域であって酸化マ
スク２２で被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域１
１を形成する不活性化工程、不活性化工程後、素子分離
形成予定領域のシリコン基板１０面を酸化して素子分離
酸化膜２４を形成する酸化工程とでＬＯＣＯＳを形成す
る
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、素子分離酸化膜
（ＬＯＣＯＳ）のバーズビークを短くした半導体装置の
製造方法に関する。
（ＬＯＣＯＳ）のバーズビークを短くした半導体装置の
製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に半導体デバイスの素子分離には、
窒化膜を酸化マスクとした選択酸化法（ＬＯＣＯＳ）が
主に用いられている。この方法はトレンチ分離に比べ工
程も簡略で、安定して素子分離形成が行える利点があ
る。
窒化膜を酸化マスクとした選択酸化法（ＬＯＣＯＳ）が
主に用いられている。この方法はトレンチ分離に比べ工
程も簡略で、安定して素子分離形成が行える利点があ
る。
【０００３】その反面、ＬＯＣＯＳ法では活性領域への
バーズビークの侵入が必ず現れる。デバイスの微細化に
伴いバーズビークの侵入により十分な活性領域を確保で
きなくなり、狭チャネル効果が顕著に現れる問題があ
る。
バーズビークの侵入が必ず現れる。デバイスの微細化に
伴いバーズビークの侵入により十分な活性領域を確保で
きなくなり、狭チャネル効果が顕著に現れる問題があ
る。
【０００４】従来の選択酸化法の工程を図４に示す。選
択酸化法は、図４（ａ）に示すように、シリコン基板１
０面に窒化膜の応力を緩和するパッド酸化膜２１と、パ
ッド酸化膜２１の上に酸素不透過性の酸化マスクとして
機能する窒化珪素膜２２を形成するのが一般的である。
このパッド酸化膜２１と窒化珪素膜２２の２層を成膜し
た後、図４（ａ）に示すように、窒化珪素膜２２を素子
分離酸化膜のパターンの開口部３０を形成するパターニ
ングを行い、次いで窒化珪素膜２２で覆われていない基
板面を熱酸化し、図４（ｂ）に示すような素子分離酸化
膜２３を形成する。このとき、酸化が窒化珪素膜２２の
端縁部の下に進行し、窒化珪素膜２２の端部を持ち上げ
てバーズビーク２３ａが生じる。
択酸化法は、図４（ａ）に示すように、シリコン基板１
０面に窒化膜の応力を緩和するパッド酸化膜２１と、パ
ッド酸化膜２１の上に酸素不透過性の酸化マスクとして
機能する窒化珪素膜２２を形成するのが一般的である。
このパッド酸化膜２１と窒化珪素膜２２の２層を成膜し
た後、図４（ａ）に示すように、窒化珪素膜２２を素子
分離酸化膜のパターンの開口部３０を形成するパターニ
ングを行い、次いで窒化珪素膜２２で覆われていない基
板面を熱酸化し、図４（ｂ）に示すような素子分離酸化
膜２３を形成する。このとき、酸化が窒化珪素膜２２の
端縁部の下に進行し、窒化珪素膜２２の端部を持ち上げ
てバーズビーク２３ａが生じる。
【０００５】バーズビーク２３ａを抑制するためには、
パッド酸化膜２１の薄膜化と窒化珪素膜２２の厚膜化で
パッド酸化膜２１に対する窒化珪素膜２２の膜厚比を大
きくすることによりある程度可能である。
パッド酸化膜２１の薄膜化と窒化珪素膜２２の厚膜化で
パッド酸化膜２１に対する窒化珪素膜２２の膜厚比を大
きくすることによりある程度可能である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この場合ＬＯ
ＣＯＳエッジ部分にバーズビーク２３ａを押さえ込むた
めの大きな応力集中が起こるため、接合リークの増大等
の問題が起こる。また、酸化マスク側壁にサイドウオー
ルを形成する等のバーズビーク抑制法があるが、工程数
が大幅に増大し、ＴＡＴ（Turn Around Time）も長くな
るという問題がある。
ＣＯＳエッジ部分にバーズビーク２３ａを押さえ込むた
めの大きな応力集中が起こるため、接合リークの増大等
の問題が起こる。また、酸化マスク側壁にサイドウオー
ルを形成する等のバーズビーク抑制法があるが、工程数
が大幅に増大し、ＴＡＴ（Turn Around Time）も長くな
るという問題がある。
【０００７】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、選択酸化法におけるバーズビークの成長を抑制でき
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
で、選択酸化法におけるバーズビークの成長を抑制でき
る半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、シリコン基板面に酸化マスクを素子分離形
成予定領域が開口したパターンで形成するマスク工程
と、該素子分離形成予定領域周囲領域であって該酸化マ
スクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域を形成
する不活性化工程と、該不活性化工程後、該素子分離形
成予定領域のシリコン基板面を酸化して素子分離酸化膜
を形成する酸化工程とを有することを特徴とする半導体
装置の製造方法を提供する。
成するため、シリコン基板面に酸化マスクを素子分離形
成予定領域が開口したパターンで形成するマスク工程
と、該素子分離形成予定領域周囲領域であって該酸化マ
スクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域を形成
する不活性化工程と、該不活性化工程後、該素子分離形
成予定領域のシリコン基板面を酸化して素子分離酸化膜
を形成する酸化工程とを有することを特徴とする半導体
装置の製造方法を提供する。
【０００９】本発明は、素子分離形成予定領域の周囲領
域における酸化マスクで被覆されている基板表面近傍、
言い換えれば酸化マスクの開口端縁部下方の基板表面近
傍に低酸化速度領域を形成するものである。そのため、
素子分離形成予定領域の基板表面を酸化する際、酸化
は、基板の横方向へは素子分離形成予定領域を包囲する
低酸化速度領域のために進行するのが遅くなり、厚み方
向に進行する。その結果、酸化は酸化マスクの下への侵
入が抑制され、バーズビークの成長が抑制される。
域における酸化マスクで被覆されている基板表面近傍、
言い換えれば酸化マスクの開口端縁部下方の基板表面近
傍に低酸化速度領域を形成するものである。そのため、
素子分離形成予定領域の基板表面を酸化する際、酸化
は、基板の横方向へは素子分離形成予定領域を包囲する
低酸化速度領域のために進行するのが遅くなり、厚み方
向に進行する。その結果、酸化は酸化マスクの下への侵
入が抑制され、バーズビークの成長が抑制される。
【００１０】低酸化速度領域の形成は、例えば不活性ガ
スイオンを斜めにイオン注入して酸化マスクの開口端縁
部の下の基板に不活性ガスを打ち込むことにより形成す
ることができる。
スイオンを斜めにイオン注入して酸化マスクの開口端縁
部の下の基板に不活性ガスを打ち込むことにより形成す
ることができる。
【００１１】このような斜めイオン注入法によりイオン
注入すると、本来厚く酸化されるべき素子分離領域にも
不活性ガスが注入されることで酸化速度が低下し、素子
分離酸化膜厚が薄膜化することになり素子分離能力の低
下が起こるおそれがある。そのため、不活性ガスイオン
注入後に、素子分離形成予定領域に酸素をイオン注入す
ることにより、素子分離形成予定領域の周囲の酸化マス
ク端縁部近傍の基板に低酸化速度領域を残しながら素子
分離領域を活性化でき、その結果、厚い素子分離酸化膜
を形成できると同時に、バーズビークを抑制することが
できる。
注入すると、本来厚く酸化されるべき素子分離領域にも
不活性ガスが注入されることで酸化速度が低下し、素子
分離酸化膜厚が薄膜化することになり素子分離能力の低
下が起こるおそれがある。そのため、不活性ガスイオン
注入後に、素子分離形成予定領域に酸素をイオン注入す
ることにより、素子分離形成予定領域の周囲の酸化マス
ク端縁部近傍の基板に低酸化速度領域を残しながら素子
分離領域を活性化でき、その結果、厚い素子分離酸化膜
を形成できると同時に、バーズビークを抑制することが
できる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て具体的に説明するが、本発明は下記の実施の形態に限
定されるものではない。
て具体的に説明するが、本発明は下記の実施の形態に限
定されるものではない。
【００１３】本発明の半導体装置の製造方法は、酸化マ
スクの開口部である素子分離形成予定領域周囲領域にお
ける酸化マスクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度
領域を形成してバーズビークを抑制するものである。
スクの開口部である素子分離形成予定領域周囲領域にお
ける酸化マスクで被覆された基板表面近傍に低酸化速度
領域を形成してバーズビークを抑制するものである。
【００１４】酸化マスクとしては、通常窒化珪素膜を採
用することができ、ＬＰ−ＣＶＤ法により成膜すること
ができる。膜厚は、通常５０〜２００ｎｍ程度である。
この窒化珪素膜の成膜前に、窒化珪素膜と基板面との応
力を緩和するため、パッド酸化膜を基板と窒化珪素膜の
間に介在させることが好ましい。パッド酸化膜の膜厚は
５〜５０ｎｍ程度である。また、ポリバッファーローコ
スと呼ばれる素子分離の方法では、パッド酸化膜と窒化
珪素膜との間に多結晶シリコン層を介在させ、これら３
層を酸化防止膜としてＬＯＣＯＳを形成することもでき
る。この場合の多結晶シリコンの厚さは４０ｎｍ程度で
ある。
用することができ、ＬＰ−ＣＶＤ法により成膜すること
ができる。膜厚は、通常５０〜２００ｎｍ程度である。
この窒化珪素膜の成膜前に、窒化珪素膜と基板面との応
力を緩和するため、パッド酸化膜を基板と窒化珪素膜の
間に介在させることが好ましい。パッド酸化膜の膜厚は
５〜５０ｎｍ程度である。また、ポリバッファーローコ
スと呼ばれる素子分離の方法では、パッド酸化膜と窒化
珪素膜との間に多結晶シリコン層を介在させ、これら３
層を酸化防止膜としてＬＯＣＯＳを形成することもでき
る。この場合の多結晶シリコンの厚さは４０ｎｍ程度で
ある。
【００１５】酸化マスク形成後、フォトリソグラフィに
よりフォトレジストの成膜、露光、現像、ＲＩＥ等のエ
ッチングにより、酸化マスクに素子分離形成予定領域と
しての開口部を形成するパターニングを行う。
よりフォトレジストの成膜、露光、現像、ＲＩＥ等のエ
ッチングにより、酸化マスクに素子分離形成予定領域と
しての開口部を形成するパターニングを行う。
【００１６】次に、低酸化速度領域を酸化マスク開口端
縁部下方の基板に形成する。このような低酸化速度領域
は、シリコン基板に不活性ガスのイオンを注入すること
により形成することができる。シリコンの酸化速度を遅
くするものとしては、不活性ガス以外にもあるが、この
イオン注入は活性領域に照射するものであるため、トラ
ンジスタ等の特性に影響を与えない元素ということから
不活性ガスが好ましく用いられる。
縁部下方の基板に形成する。このような低酸化速度領域
は、シリコン基板に不活性ガスのイオンを注入すること
により形成することができる。シリコンの酸化速度を遅
くするものとしては、不活性ガス以外にもあるが、この
イオン注入は活性領域に照射するものであるため、トラ
ンジスタ等の特性に影響を与えない元素ということから
不活性ガスが好ましく用いられる。
【００１７】不活性ガスとしては、例えば窒素、あるい
はアルゴン等の希ガス類が挙げられる。例えば窒素をシ
リコン基板にドーズ量１×１０15／ｃｍ2 でイオン注入
した場合、酸化速度は注入しない場合の０．５倍にな
り、ドーズ量１×１０16／ｃｍ2 の場合、酸化速度は通
常の０．２倍になる。従って、不活性ガスイオンのドー
ズ量は、５×１０15〜５×１０16／ｃｍ2 程度が適当で
ある。
はアルゴン等の希ガス類が挙げられる。例えば窒素をシ
リコン基板にドーズ量１×１０15／ｃｍ2 でイオン注入
した場合、酸化速度は注入しない場合の０．５倍にな
り、ドーズ量１×１０16／ｃｍ2 の場合、酸化速度は通
常の０．２倍になる。従って、不活性ガスイオンのドー
ズ量は、５×１０15〜５×１０16／ｃｍ2 程度が適当で
ある。
【００１８】また、不活性ガスのイオン注入のエネルギ
ーとしては、不活性ガスを打ち込む深さとの関係から、
例えば窒素の場合、１５〜４０ｋｅＶ程度が好ましく、
これにより約０．０３〜０．０９μｍ程度の深さに不活
性ガスが打ち込まれる。
ーとしては、不活性ガスを打ち込む深さとの関係から、
例えば窒素の場合、１５〜４０ｋｅＶ程度が好ましく、
これにより約０．０３〜０．０９μｍ程度の深さに不活
性ガスが打ち込まれる。
【００１９】また、低酸化速度領域を素子分離形成予定
領域周囲領域であって酸化マスクで被覆された基板表面
近傍に形成するには、第１実施形態に示すように、不活
性ガスのイオンを酸化マスクの端縁部近傍に斜めイオン
注入し、素子分離形成予定領域周囲の領域を低酸化速度
領域とし、その後垂直に酸素イオンを注入して素子分離
形成予定領域のシリコンを活性化して酸化速度を速くす
ると共に、酸素が注入されなかった低酸化速度領域を残
す方法がある。
領域周囲領域であって酸化マスクで被覆された基板表面
近傍に形成するには、第１実施形態に示すように、不活
性ガスのイオンを酸化マスクの端縁部近傍に斜めイオン
注入し、素子分離形成予定領域周囲の領域を低酸化速度
領域とし、その後垂直に酸素イオンを注入して素子分離
形成予定領域のシリコンを活性化して酸化速度を速くす
ると共に、酸素が注入されなかった低酸化速度領域を残
す方法がある。
【００２０】あるいは第２実施形態に示すように、不活
性ガスイオンをシリコン基板に垂直に注入した後、酸化
マスクの開口端部にサイドウオールを形成し、その後、
酸素イオン注入して素子分離形成予定領域のシリコンを
活性化して酸化速度を速くする方法があるが、これに限
られるものではない。
性ガスイオンをシリコン基板に垂直に注入した後、酸化
マスクの開口端部にサイドウオールを形成し、その後、
酸素イオン注入して素子分離形成予定領域のシリコンを
活性化して酸化速度を速くする方法があるが、これに限
られるものではない。
【００２１】基板を活性化するための酸素のイオン注入
量は、不活性ガスによる低酸化速度領域を通常の酸化速
度あるいはそれ以上の酸化速度に変換するための量であ
り、具体的には、例えばドーズ量が５×１０15〜５×１
０16／ｃｍ2 程度、エネルギーが１０〜３０ｋｅＶ程度
であり、これにより、酸素は表面から０．０２〜０．０
６μｍ程度まで打ち込まれる。
量は、不活性ガスによる低酸化速度領域を通常の酸化速
度あるいはそれ以上の酸化速度に変換するための量であ
り、具体的には、例えばドーズ量が５×１０15〜５×１
０16／ｃｍ2 程度、エネルギーが１０〜３０ｋｅＶ程度
であり、これにより、酸素は表面から０．０２〜０．０
６μｍ程度まで打ち込まれる。
【００２２】その後は、通常の酸化工程により、酸化マ
スクで覆われていない開口部のシリコン基板面を酸化し
て素子分離酸化膜を形成する。この酸化の際に、酸化マ
スクで覆われている開口端縁の下方のシリコン基板表面
は、低酸化速度領域となっているため、酸化は酸化マス
クで覆われていない領域で厚み方向に進行し、基板の横
方向への酸化は素子分離領域を包囲する低酸化速度領域
のために進行するのが遅くなる。その結果、酸化は酸化
マスクの下にはほとんど進行せず、酸化マスクの端縁部
に侵入するバーズビークの成長が抑制される。
スクで覆われていない開口部のシリコン基板面を酸化し
て素子分離酸化膜を形成する。この酸化の際に、酸化マ
スクで覆われている開口端縁の下方のシリコン基板表面
は、低酸化速度領域となっているため、酸化は酸化マス
クで覆われていない領域で厚み方向に進行し、基板の横
方向への酸化は素子分離領域を包囲する低酸化速度領域
のために進行するのが遅くなる。その結果、酸化は酸化
マスクの下にはほとんど進行せず、酸化マスクの端縁部
に侵入するバーズビークの成長が抑制される。
【００２３】その後は、例えばイオン注入によりチャネ
ルストッパを形成し、更にトランジスタ、メモリトラン
ジスタ、配線層、絶縁層などの形成を経て最終的に半導
体装置が得られる。本発明の半導体装置の製造方法は、
上記の如くＬＯＣＯＳを用いる素子分離を有するあらゆ
る半導体装置に適用できる。
ルストッパを形成し、更にトランジスタ、メモリトラン
ジスタ、配線層、絶縁層などの形成を経て最終的に半導
体装置が得られる。本発明の半導体装置の製造方法は、
上記の如くＬＯＣＯＳを用いる素子分離を有するあらゆ
る半導体装置に適用できる。
【００２４】［第１実施形態］図１、図２を参照しなが
ら本発明の第１実施形態について説明する。まず、図１
（ａ）に至る工程を説明する。シリコン基板１０を例え
ば９５０℃のドライ酸化法により厚さ１０ｎｍ程度のパ
ッド酸化膜２１を形成する。次に、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧
ＣＶＤ）法により例えば下記の条件で窒化珪素膜を１０
０ｎｍ程度堆積する。
ら本発明の第１実施形態について説明する。まず、図１
（ａ）に至る工程を説明する。シリコン基板１０を例え
ば９５０℃のドライ酸化法により厚さ１０ｎｍ程度のパ
ッド酸化膜２１を形成する。次に、ＬＰ−ＣＶＤ（低圧
ＣＶＤ）法により例えば下記の条件で窒化珪素膜を１０
０ｎｍ程度堆積する。
【００２５】 次に、図１（ｂ）に示すように、フォトレジストＲ１を
スピンコートなどで成膜し、露光、現像により素子分離
酸化膜を形成する領域を開口するパターニングを行い、
その後、例えば以下の条件のドライエッチングによりフ
ォトレジストＲ１の開口部の窒化珪素膜をエッチングし
て開口部３０を形成する。
スピンコートなどで成膜し、露光、現像により素子分離
酸化膜を形成する領域を開口するパターニングを行い、
その後、例えば以下の条件のドライエッチングによりフ
ォトレジストＲ１の開口部の窒化珪素膜をエッチングし
て開口部３０を形成する。
【００２６】 そして、本発明の特徴である不活性ガスを例えば以下の
条件で図１（ｃ）に示すように斜めにイオン注入する。
条件で図１（ｃ）に示すように斜めにイオン注入する。
【００２７】イオンの種類：窒素 注入角度：４５° エネルギー：１５ｋｅＶ ドーズ量：１×１０16／ｃｍ2 このように斜めにイオン注入することにより、図１
（ｃ）に示すように、バーズビークが侵入する窒化珪素
膜２１端部の下のシリコン基板表面近傍にも窒素ガスが
有効に注入される。イオン注入角度は特に制限されない
が、有効に窒化珪素膜の下方の基板へイオン注入できる
ように、７０〜２０°程度が好ましい。窒素のような不
活性ガスイオンが注入されたシリコン基板は、酸化速度
が遅くなり、低酸化速度領域１１となる。しかし、素子
分離領域となる開口部領域のシリコン基板にも窒素ガス
が注入されるため、酸化速度が遅くなって素子分離酸化
膜が薄くなり、素子分離能力の低下が懸念される。その
ため、次の酸素イオン注入を行い、素子分離形成予定領
域の活性化を行う。この酸素イオン注入は、図２（ｄ）
に示すように、例えば以下の条件でシリコン基板に垂直
に照射する。
（ｃ）に示すように、バーズビークが侵入する窒化珪素
膜２１端部の下のシリコン基板表面近傍にも窒素ガスが
有効に注入される。イオン注入角度は特に制限されない
が、有効に窒化珪素膜の下方の基板へイオン注入できる
ように、７０〜２０°程度が好ましい。窒素のような不
活性ガスイオンが注入されたシリコン基板は、酸化速度
が遅くなり、低酸化速度領域１１となる。しかし、素子
分離領域となる開口部領域のシリコン基板にも窒素ガス
が注入されるため、酸化速度が遅くなって素子分離酸化
膜が薄くなり、素子分離能力の低下が懸念される。その
ため、次の酸素イオン注入を行い、素子分離形成予定領
域の活性化を行う。この酸素イオン注入は、図２（ｄ）
に示すように、例えば以下の条件でシリコン基板に垂直
に照射する。
【００２８】注入角度：０° エネルギー：１５ｋｅＶ ドーズ量：１×１０16／ｃｍ2 このような酸素イオン注入を垂直に行うことにより、図
２（ｄ）に示すように、素子分離形成予定領域のシリコ
ン基板１０に酸素注入領域１２が形成され、素子分離形
成予定領域は活性化されて酸化速度が速くなる。一方、
酸素が注入されなかった低酸化速度領域１１、つまり窒
化珪素膜２１の開口端縁部下方のシリコン基板の低酸化
速度領域１１はそのまま残存する。そのため、バーズビ
ークが侵入するシリコン窒化膜端縁部下方のシリコン基
板は酸化され難くなり、バーズビークが進入し難い構造
となる。
２（ｄ）に示すように、素子分離形成予定領域のシリコ
ン基板１０に酸素注入領域１２が形成され、素子分離形
成予定領域は活性化されて酸化速度が速くなる。一方、
酸素が注入されなかった低酸化速度領域１１、つまり窒
化珪素膜２１の開口端縁部下方のシリコン基板の低酸化
速度領域１１はそのまま残存する。そのため、バーズビ
ークが侵入するシリコン窒化膜端縁部下方のシリコン基
板は酸化され難くなり、バーズビークが進入し難い構造
となる。
【００２９】フォトレジストＲ１を除去した後、図２
（ｅ）に示すように、例えば以下の条件で選択酸化を行
い、素子分離酸化膜を例えば厚さ３００〜４００ｎｍで
形成する。
（ｅ）に示すように、例えば以下の条件で選択酸化を行
い、素子分離酸化膜を例えば厚さ３００〜４００ｎｍで
形成する。
【００３０】ガス：Ｐｙｒｏ１．８ 温度：１０００℃ この熱酸化で、通常は酸化が窒化珪素膜２１の下のシリ
コン基板に進行し、バーズビークが進行するが、本形態
では窒化珪素膜２２の端縁部の下方のシリコン基板表面
近傍は低酸化速度領域１１となっているため、窒化珪素
膜２２の開口端縁部から横方向の酸化が抑制され、バー
ズビーク拡大が抑制される。
コン基板に進行し、バーズビークが進行するが、本形態
では窒化珪素膜２２の端縁部の下方のシリコン基板表面
近傍は低酸化速度領域１１となっているため、窒化珪素
膜２２の開口端縁部から横方向の酸化が抑制され、バー
ズビーク拡大が抑制される。
【００３１】その後、図２（ｆ）に示すように、熱燐酸
により窒化珪素膜２２を除去し、希フッ酸によりパッド
酸化膜２１を除去して素子分離酸化膜２３を形成する。
により窒化珪素膜２２を除去し、希フッ酸によりパッド
酸化膜２１を除去して素子分離酸化膜２３を形成する。
【００３２】得られた素子分離酸化膜２３のバーズビー
ク２３ａは従来より短くなり、従来の素子分離酸化膜の
バーズビークの長さはパッド酸化膜の厚さにもよるが、
概ねが０．２μｍ程度であったのに対し、本実施形態に
よる素子分離酸化膜のバーズビークの長さは約０．０５
〜０．１μｍ程度に抑制することが可能である。その結
果、トランジスタ寸法の変動や短チャネル効果を抑制す
ることが可能であり、集積度の向上に寄与できる。
ク２３ａは従来より短くなり、従来の素子分離酸化膜の
バーズビークの長さはパッド酸化膜の厚さにもよるが、
概ねが０．２μｍ程度であったのに対し、本実施形態に
よる素子分離酸化膜のバーズビークの長さは約０．０５
〜０．１μｍ程度に抑制することが可能である。その結
果、トランジスタ寸法の変動や短チャネル効果を抑制す
ることが可能であり、集積度の向上に寄与できる。
【００３３】［第２実施形態］本実施形態を図３を参照
しながら説明する。図３（ａ）に至る工程は、図１
（ｂ）とほぼ同じであるが、窒化珪素膜２２の開口部３
０は、後に形成するサイドウオールの分だけ素子分離形
成領域よりやや大きく形成しておく。そして、窒化珪素
膜２２をマスクとして不活性ガスとして窒素ガスを例え
ば上記の条件で基板に今度は垂直に照射する。
しながら説明する。図３（ａ）に至る工程は、図１
（ｂ）とほぼ同じであるが、窒化珪素膜２２の開口部３
０は、後に形成するサイドウオールの分だけ素子分離形
成領域よりやや大きく形成しておく。そして、窒化珪素
膜２２をマスクとして不活性ガスとして窒素ガスを例え
ば上記の条件で基板に今度は垂直に照射する。
【００３４】これにより、開口部のシリコン基板には窒
素が注入された低酸化速度領域１１が形成される。次
に、フォトレジストを除去した後、図３（ｃ）に示すよ
うに、窒化珪素膜をＣＶＤで堆積した後、エッチバック
することにより、耐酸化膜としての窒化珪素膜２２の開
口端部の側部に窒化珪素で構成されるサイドウオール２
２ａを形成する。その後、酸素を垂直にイオン注入する
ことにより、シリコン窒化膜２２、２２ａで覆われてい
ない基板に酸素を注入し、素子分離形成予定領域に酸素
注入領域１２を形成し、低酸化速度領域を活性化して通
常程度の酸化速度を有する領域に変える。一方、サイド
ウオール２２ａで覆われている部分には酸素が注入され
ないので、サイドウオール２２ａ下方の基板は低酸化速
度領域１１として残る。
素が注入された低酸化速度領域１１が形成される。次
に、フォトレジストを除去した後、図３（ｃ）に示すよ
うに、窒化珪素膜をＣＶＤで堆積した後、エッチバック
することにより、耐酸化膜としての窒化珪素膜２２の開
口端部の側部に窒化珪素で構成されるサイドウオール２
２ａを形成する。その後、酸素を垂直にイオン注入する
ことにより、シリコン窒化膜２２、２２ａで覆われてい
ない基板に酸素を注入し、素子分離形成予定領域に酸素
注入領域１２を形成し、低酸化速度領域を活性化して通
常程度の酸化速度を有する領域に変える。一方、サイド
ウオール２２ａで覆われている部分には酸素が注入され
ないので、サイドウオール２２ａ下方の基板は低酸化速
度領域１１として残る。
【００３５】その後は、第１実施形態と同様に酸化して
素子分離酸化膜を形成する。この場合も、サイドウオー
ル２２ａ下方の基板に存する低酸化速度領域１１のため
に横方向の酸化が進行し難いため、バーズビークの進行
が抑制される。
素子分離酸化膜を形成する。この場合も、サイドウオー
ル２２ａ下方の基板に存する低酸化速度領域１１のため
に横方向の酸化が進行し難いため、バーズビークの進行
が抑制される。
【００３６】このサイドウオールを用いる方法は、第１
実施形態の斜めイオン注入法に比べると工程数は増える
が、例えば素子分離幅が小さく、斜めイオン注入がシリ
コン窒化膜の高さに阻まれて困難な場合、あるいは低酸
化速度領域の幅を制御したい場合に有効である。
実施形態の斜めイオン注入法に比べると工程数は増える
が、例えば素子分離幅が小さく、斜めイオン注入がシリ
コン窒化膜の高さに阻まれて困難な場合、あるいは低酸
化速度領域の幅を制御したい場合に有効である。
【００３７】
【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、バーズビークを可及的に抑制することができ、集積
度の向上に有効である。
ば、バーズビークを可及的に抑制することができ、集積
度の向上に有効である。
【図１】（ａ）〜（ｃ）は、本発明の第１実施形態の工
程を説明するそれぞれ断面図である。
程を説明するそれぞれ断面図である。
【図２】（ｄ）〜（ｆ）は、図１に続く第１実施形態の
工程を説明するそれぞれ断面図である。
工程を説明するそれぞれ断面図である。
【図３】（ａ）〜（ｃ）は、それぞれ本発明の第２実施
形態の工程を説明する断面図である。
形態の工程を説明する断面図である。
【図４】（ａ）、（ｂ）は従来の素子分離酸化膜の形成
工程を示す断面図である。
工程を示す断面図である。
１０…シリコン基板、１１…低酸化速度領域、１２…酸
素注入領域、２１…パッド酸化膜、２２…窒化珪素膜
（酸化マスク）、２２ａ…サイドウオール
素注入領域、２１…パッド酸化膜、２２…窒化珪素膜
（酸化マスク）、２２ａ…サイドウオール
Claims (4)
- 【請求項１】シリコン基板面に酸化マスクを素子分離形
成予定領域が開口したパターンで形成するマスク工程
と、 該素子分離形成予定領域周囲領域であって該酸化マスク
で被覆された基板表面近傍に低酸化速度領域を形成する
不活性化工程と、 該不活性化工程後、該素子分離形成予定領域のシリコン
基板面を酸化して素子分離酸化膜を形成する酸化工程と
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２】不活性化工程が、シリコン基板に対して不
活性ガスのイオンを斜めに注入するものである請求項１
記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】不活性ガスが窒素である請求項２記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】不活性化工程後、素子分離形成予定領域に
酸素をイオン注入する活性化工程を有する請求項２記載
の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34186196A JPH10189571A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34186196A JPH10189571A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189571A true JPH10189571A (ja) | 1998-07-21 |
Family
ID=18349319
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34186196A Pending JPH10189571A (ja) | 1996-12-20 | 1996-12-20 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189571A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006237612A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Seiko Epson Corp | 半導体基板内に分離領域を形成する方法および絶縁体集積回路上にシリコンを形成する方法 |
| US7192840B2 (en) | 2002-10-30 | 2007-03-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor device fabrication method using oxygen ion implantation |
-
1996
- 1996-12-20 JP JP34186196A patent/JPH10189571A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7192840B2 (en) | 2002-10-30 | 2007-03-20 | Oki Electric Industry Co., Ltd. | Semiconductor device fabrication method using oxygen ion implantation |
| JP2006237612A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | Seiko Epson Corp | 半導体基板内に分離領域を形成する方法および絶縁体集積回路上にシリコンを形成する方法 |
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