JPH10256246A - 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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- JPH10256246A JPH10256246A JP5343397A JP5343397A JPH10256246A JP H10256246 A JPH10256246 A JP H10256246A JP 5343397 A JP5343397 A JP 5343397A JP 5343397 A JP5343397 A JP 5343397A JP H10256246 A JPH10256246 A JP H10256246A
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- film
- side wall
- oxide film
- oxynitride
- silicon substrate
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- Element Separation (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【解決手段】半導体装置の素子分離形成工程に関する。
シリコン基板１０１上にシリコン酸化膜１０２を成長さ
せ、その上にシリコン窒化膜１０３を堆積する。次にフ
ィールド酸化膜形成予定領域のシリコン窒化膜を開口す
る。それから、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣ
ＶＤ法によりオキシナイトライド膜１０５、１０６、１
０７を堆積する。この時、上層に堆積させる膜ほどＮＨ
3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を大きくし、オキシナイ
トライド膜の屈折率を小さくする。その後、ドライエッ
チング法によりシリコン窒化膜１０３の端に側壁１０８
を形成し、フィールド酸化膜として厚い酸化膜１０９を
形成する。 【効果】フォトリソグラフィー技術の限界以上のより狭
い領域で開口でき、微細化が可能となる。また側壁１０
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。
シリコン基板１０１上にシリコン酸化膜１０２を成長さ
せ、その上にシリコン窒化膜１０３を堆積する。次にフ
ィールド酸化膜形成予定領域のシリコン窒化膜を開口す
る。それから、ＮＨ3、Ｎ2Ｏ、ＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣ
ＶＤ法によりオキシナイトライド膜１０５、１０６、１
０７を堆積する。この時、上層に堆積させる膜ほどＮＨ
3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を大きくし、オキシナイ
トライド膜の屈折率を小さくする。その後、ドライエッ
チング法によりシリコン窒化膜１０３の端に側壁１０８
を形成し、フィールド酸化膜として厚い酸化膜１０９を
形成する。 【効果】フォトリソグラフィー技術の限界以上のより狭
い領域で開口でき、微細化が可能となる。また側壁１０
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。
Description
【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、特に素子分離形成工程に関する。
方法に関し、特に素子分離形成工程に関する。
【０００２】
【従来の技術】半導体装置の製造方法において、特に素
子分離形成工程に関しては公知方法としてパッド酸化膜
上の選択的に形成された酸化防止膜（シリコン窒化膜）
をマスクとして酸化処理を行い、素子分離膜としてフィ
ールド酸化膜（厚いシリコン酸化膜）を得るという技術
がある。
子分離形成工程に関しては公知方法としてパッド酸化膜
上の選択的に形成された酸化防止膜（シリコン窒化膜）
をマスクとして酸化処理を行い、素子分離膜としてフィ
ールド酸化膜（厚いシリコン酸化膜）を得るという技術
がある。
【０００３】それから、高集積化を図るため、酸化防止
膜に側壁を設けるという技術があった。例えば、特公平
２−０１４７８２では側壁として多結晶シリコン膜を用
い、特開平６−２９１１１３では側壁としてシリコン窒
化膜を用い、特開昭６１−２５６６５０では側壁として
シリコン酸化膜を用いる技術がある。
膜に側壁を設けるという技術があった。例えば、特公平
２−０１４７８２では側壁として多結晶シリコン膜を用
い、特開平６−２９１１１３では側壁としてシリコン窒
化膜を用い、特開昭６１−２５６６５０では側壁として
シリコン酸化膜を用いる技術がある。
【０００４】さらに、特開昭６０−０６５５４４では側
壁としてシリコン窒化膜、前記シリコン窒化膜上にシリ
コン酸化膜を用いる技術がある。
壁としてシリコン窒化膜、前記シリコン窒化膜上にシリ
コン酸化膜を用いる技術がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の素子分
離形成工程に関しては微細化が可能かつ、バーズビーク
を抑えること、更に基板へのストレスの軽減を同時に行
うことが困難であるという問題がある。
離形成工程に関しては微細化が可能かつ、バーズビーク
を抑えること、更に基板へのストレスの軽減を同時に行
うことが困難であるという問題がある。
【０００６】そこで本発明は上記問題点を解決するもの
であり、微細化が可能かつ、バーズビークを抑えるこ
と、更に基板へのストレスの軽減を同時に行うことが可
能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
であり、微細化が可能かつ、バーズビークを抑えるこ
と、更に基板へのストレスの軽減を同時に行うことが可
能な半導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、フィールド酸
化膜を形成する工程においてパッド酸化膜を介し、酸化
防止膜をシリコン基板上に選択的に設ける工程、基板全
面上に屈折率の異なるオキシナイトライド膜を２層以上
堆積する工程、オキシナイトライド膜を異方性エッチに
より前記酸化防止膜の側壁として形成する工程、前記酸
化防止膜および、前記酸化防止膜の側壁をマスクとして
酸化を行う工程を含むことを特徴とする。
化膜を形成する工程においてパッド酸化膜を介し、酸化
防止膜をシリコン基板上に選択的に設ける工程、基板全
面上に屈折率の異なるオキシナイトライド膜を２層以上
堆積する工程、オキシナイトライド膜を異方性エッチに
より前記酸化防止膜の側壁として形成する工程、前記酸
化防止膜および、前記酸化防止膜の側壁をマスクとして
酸化を行う工程を含むことを特徴とする。
【０００８】また、フィールド酸化膜を形成する工程に
おいてパッド酸化膜を介し、酸化防止膜をシリコン基板
上に選択的に設ける工程、基板全面上に屈折率の異なる
オキシナイトライド膜を２層以上堆積する工程、オキシ
ナイトライド膜を異方性エッチにより前記酸化防止膜の
側壁として形成する工程、更にシリコン基板をエッチン
グすることにより溝を形成する工程、前記酸化防止膜お
よび、前記酸化防止膜の側壁をマスクとして酸化を行う
工程を含むことを特徴とする。
おいてパッド酸化膜を介し、酸化防止膜をシリコン基板
上に選択的に設ける工程、基板全面上に屈折率の異なる
オキシナイトライド膜を２層以上堆積する工程、オキシ
ナイトライド膜を異方性エッチにより前記酸化防止膜の
側壁として形成する工程、更にシリコン基板をエッチン
グすることにより溝を形成する工程、前記酸化防止膜お
よび、前記酸化防止膜の側壁をマスクとして酸化を行う
工程を含むことを特徴とする。
【０００９】そして、前記側壁として設けるオキシナイ
トライド膜の屈折率が表層部からシリコン基板側に向か
う程、大きいこと特徴とする。あるいは、前記側壁とし
て設けるオキシナイトライド膜の屈折率が表層部からシ
リコン基板側に向かう程、小さいこと特徴とする。
トライド膜の屈折率が表層部からシリコン基板側に向か
う程、大きいこと特徴とする。あるいは、前記側壁とし
て設けるオキシナイトライド膜の屈折率が表層部からシ
リコン基板側に向かう程、小さいこと特徴とする。
【００１０】
【作用】本発明の半導体装置の製造方法によれば、フィ
ールド酸化時のマスク層に側壁としてオキシナイトライ
ド膜を付けることにより、フォトリソグラフィー技術を
用いて開口されるスペースに比べ側壁分だけ微細化が可
能となる。また、側壁部の屈折率の異なるオキシナイト
ライド膜を用いることにより、側壁中のＮ（窒素）の分
布が異なり、シリコン基板表面がフィールド酸化膜形成
時に酸化剤であるＯ（酸素）の進入を防ぐこととストレ
スを軽減させることが可能となる。
ールド酸化時のマスク層に側壁としてオキシナイトライ
ド膜を付けることにより、フォトリソグラフィー技術を
用いて開口されるスペースに比べ側壁分だけ微細化が可
能となる。また、側壁部の屈折率の異なるオキシナイト
ライド膜を用いることにより、側壁中のＮ（窒素）の分
布が異なり、シリコン基板表面がフィールド酸化膜形成
時に酸化剤であるＯ（酸素）の進入を防ぐこととストレ
スを軽減させることが可能となる。
【００１１】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態においては実
施例をもとに以下に詳細に説明する。図１〜図２は本発
明の半導体装置の製造方法の工程順に沿ったウェーハの
断面図であり、図３は従来の半導体装置の製造方法の工
程順に沿ったウェーハの断面図である。
施例をもとに以下に詳細に説明する。図１〜図２は本発
明の半導体装置の製造方法の工程順に沿ったウェーハの
断面図であり、図３は従来の半導体装置の製造方法の工
程順に沿ったウェーハの断面図である。
【００１２】図中の１０１，２０１，３０１はシリコン
基板である。１０２，１１０，２０２，２１１，３０
２，３０５，３０８はシリコン酸化膜である。１０３，
２０３，３０３はシリコン窒化膜である。１０４，２０
４，３０４はレジストである。１０５〜１０７，２０５
〜２０７はオキシナイトライド膜である。１０８，２０
８はオキシナイトライド膜膜の側壁である。１０９，２
１０，３０７はフィールド酸化膜である。２０９はフィ
ールド酸化形成予定領域の溝である。３０６はシリコン
酸化膜の側壁である。
基板である。１０２，１１０，２０２，２１１，３０
２，３０５，３０８はシリコン酸化膜である。１０３，
２０３，３０３はシリコン窒化膜である。１０４，２０
４，３０４はレジストである。１０５〜１０７，２０５
〜２０７はオキシナイトライド膜である。１０８，２０
８はオキシナイトライド膜膜の側壁である。１０９，２
１０，３０７はフィールド酸化膜である。２０９はフィ
ールド酸化形成予定領域の溝である。３０６はシリコン
酸化膜の側壁である。
【００１３】まずは、従来技術を簡単に説明する。図３
（ａ）に示すように、シリコン基板３０１のウェーハ上
にストレス緩和用のパッド酸化膜３０２を形成する。
（ａ）に示すように、シリコン基板３０１のウェーハ上
にストレス緩和用のパッド酸化膜３０２を形成する。
【００１４】次に、ＣＶＤ法によりシリコン窒化膜３０
３を堆積した後、レジスト３０４を塗布し、素子分離形
成予定領域をフォトリソグラフィー技術により開口す
る。
３を堆積した後、レジスト３０４を塗布し、素子分離形
成予定領域をフォトリソグラフィー技術により開口す
る。
【００１５】そして、図３（ｂ）に示すように開口され
た領域の前記シリコン窒化膜３０３をドライエッチング
する。
た領域の前記シリコン窒化膜３０３をドライエッチング
する。
【００１６】次に、図３（ｃ）に示すようにシリコン基
板全面にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜３０５を堆積す
る。
板全面にＣＶＤ法によりシリコン酸化膜３０５を堆積す
る。
【００１７】ついで、図３（ｄ）に示すように異方性エ
ッチングにより、前記シリコン窒化膜３０３の側壁とし
てシリコン酸化膜３０６を残す。
ッチングにより、前記シリコン窒化膜３０３の側壁とし
てシリコン酸化膜３０６を残す。
【００１８】そして、図３（ｅ）に示すように前記シリ
コン窒化膜３０３と側壁３０６をマスクとして、熱酸化
を行うことによりフィールド酸化膜３０７を形成する。
コン窒化膜３０３と側壁３０６をマスクとして、熱酸化
を行うことによりフィールド酸化膜３０７を形成する。
【００１９】次に、前記シリコン窒化膜３０３上に薄く
付いたシリコン酸化膜をエッチング後、前記シリコン窒
化膜３０３を熱リン酸でエッチングした後、熱酸化によ
りシリコン酸化膜３０８を形成し、図３（ｆ）の構造を
得る。側壁として、他に多結晶シリコン膜、シリコン窒
化膜、シリコン窒化膜上にシリコン酸化膜と形成したも
のなどがある。
付いたシリコン酸化膜をエッチング後、前記シリコン窒
化膜３０３を熱リン酸でエッチングした後、熱酸化によ
りシリコン酸化膜３０８を形成し、図３（ｆ）の構造を
得る。側壁として、他に多結晶シリコン膜、シリコン窒
化膜、シリコン窒化膜上にシリコン酸化膜と形成したも
のなどがある。
【００２０】これから、本発明の実施例について説明す
る。まず、図１について説明する。図１（ａ）に示すよ
うに素子分離領域を形成するためにシリコン基板１０１
のウェーハ上にストレス緩和のためのパッド酸化膜を８
００℃〜１１００℃の酸素雰囲気中または、水蒸気雰囲
気中で熱酸化することにより数十Åから３００Åの厚さ
のシリコン酸化膜１０２を成長させる。
る。まず、図１について説明する。図１（ａ）に示すよ
うに素子分離領域を形成するためにシリコン基板１０１
のウェーハ上にストレス緩和のためのパッド酸化膜を８
００℃〜１１００℃の酸素雰囲気中または、水蒸気雰囲
気中で熱酸化することにより数十Åから３００Åの厚さ
のシリコン酸化膜１０２を成長させる。
【００２１】次にウェーハ全面にＣＶＤ法により５００
Åから１０００Åの厚さのシリコン窒化膜１０３を堆積
する。
Åから１０００Åの厚さのシリコン窒化膜１０３を堆積
する。
【００２２】それから、レジスト膜１０４をウェーハ全
面に塗布した後、フォトリソグラフィー技術によりフィ
ールド酸化膜の形成予定領域を選択的に開口する。
面に塗布した後、フォトリソグラフィー技術によりフィ
ールド酸化膜の形成予定領域を選択的に開口する。
【００２３】次に図１（ｂ）に示すようにドライエッチ
ング法により圧力数百ｍＴｏｒｒ下でＣＨ4またはＣＨ4
Ｏ2のエッチングガスを用いてレジスト開口部のシリコ
ン窒化膜をエッチングする。
ング法により圧力数百ｍＴｏｒｒ下でＣＨ4またはＣＨ4
Ｏ2のエッチングガスを用いてレジスト開口部のシリコ
ン窒化膜をエッチングする。
【００２４】それから、図１（ｃ）に示すようにＮ
Ｈ3、Ｎ2Ｏ、ＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣＶＤ法によりオキ
シナイトライド膜１０５〜１０７を堆積する。このと
き、ＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を増すことによ
り、屈折率の低いオキシナイトライド膜を形成する。
Ｈ3、Ｎ2Ｏ、ＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣＶＤ法によりオキ
シナイトライド膜１０５〜１０７を堆積する。このと
き、ＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を増すことによ
り、屈折率の低いオキシナイトライド膜を形成する。
【００２５】例えば、オキシナイトライド膜の屈折率を
表層部からシリコン基板側に向かうほど大きくしたい場
合、上層に堆積させる膜ほどＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガ
スの割合を大きくする。第１層目のオキシナイトライド
膜１０５をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を２〜４
倍の流量で堆積した後、第２層目のオキシナイトライド
膜１０６をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を８〜１
２倍の流量で堆積する。更に、第３層目のオキシナイト
ライド膜１０７をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を
１５〜２５倍の流量で堆積する。
表層部からシリコン基板側に向かうほど大きくしたい場
合、上層に堆積させる膜ほどＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガ
スの割合を大きくする。第１層目のオキシナイトライド
膜１０５をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を２〜４
倍の流量で堆積した後、第２層目のオキシナイトライド
膜１０６をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を８〜１
２倍の流量で堆積する。更に、第３層目のオキシナイト
ライド膜１０７をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を
１５〜２５倍の流量で堆積する。
【００２６】反対にオキシナイトライド膜の屈折率を表
層部からシリコン基板側に向かうほど小さくしたい場
合、上層に堆積させる膜ほどＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガ
スの割合を小さくする。第１層目のオキシナイトライド
膜１０５をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を１５〜
２５倍の流量で堆積した後、第２層目のオキシナイトラ
イド膜１０６をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を８
〜１２倍の流量で堆積する。更に、第３層目のオキシナ
イトライド膜１０７をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割
合を２〜４倍の流量で堆積する。
層部からシリコン基板側に向かうほど小さくしたい場
合、上層に堆積させる膜ほどＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガ
スの割合を小さくする。第１層目のオキシナイトライド
膜１０５をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を１５〜
２５倍の流量で堆積した後、第２層目のオキシナイトラ
イド膜１０６をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を８
〜１２倍の流量で堆積する。更に、第３層目のオキシナ
イトライド膜１０７をＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割
合を２〜４倍の流量で堆積する。
【００２７】その後、図１（ｄ）に示すようにドライエ
ッチング法により圧力数Ｔｏｒｒ下でＣＨＦ3のエッチ
ングガスを用いてオキシナイトライド膜をエッチング
し、シリコン窒化膜１０３の端に側壁１０８を形成す
る。
ッチング法により圧力数Ｔｏｒｒ下でＣＨＦ3のエッチ
ングガスを用いてオキシナイトライド膜をエッチング
し、シリコン窒化膜１０３の端に側壁１０８を形成す
る。
【００２８】それから、図１（ｅ）に示すように前記シ
リコン窒化膜１０３と側壁１０８をマスクとして、１０
００℃〜１１５０℃の条件下でウェット酸化、ドライ酸
化、またはウェット酸化とドライ酸化を併用することに
よりフィールド酸化膜として厚い酸化膜１０９を形成す
る。
リコン窒化膜１０３と側壁１０８をマスクとして、１０
００℃〜１１５０℃の条件下でウェット酸化、ドライ酸
化、またはウェット酸化とドライ酸化を併用することに
よりフィールド酸化膜として厚い酸化膜１０９を形成す
る。
【００２９】続いて、図１（ｆ）に示すようにシリコン
窒化膜を除去する前にシリコン窒化膜上に形成された薄
いシリコン酸化膜、フィールド酸化膜の上部と側壁１０
８をフッ酸を含む溶液にてエッチングする。エッチング
量は側壁１０８を完全に取り除く程度に行う。そして、
１４０±３０℃程度の熱リン酸にてシリコン窒化膜１０
３と側壁１０８をエッチングする。
窒化膜を除去する前にシリコン窒化膜上に形成された薄
いシリコン酸化膜、フィールド酸化膜の上部と側壁１０
８をフッ酸を含む溶液にてエッチングする。エッチング
量は側壁１０８を完全に取り除く程度に行う。そして、
１４０±３０℃程度の熱リン酸にてシリコン窒化膜１０
３と側壁１０８をエッチングする。
【００３０】それから後は通常の工程を行い、ＭＩＳト
ランジスタを形成する。
ランジスタを形成する。
【００３１】このように形成された素子分離領域は側壁
幅だけフォトリソグラフィー技術の限界以上のより狭い
領域で開口でき、微細化が可能となる。
幅だけフォトリソグラフィー技術の限界以上のより狭い
領域で開口でき、微細化が可能となる。
【００３２】また、フィールド酸化膜形成時、側壁１０
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。かつ、窒化膜に対してストレスがかかり
にくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を抑制でき
る。
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。かつ、窒化膜に対してストレスがかかり
にくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を抑制でき
る。
【００３３】そして、オキシナイトライド膜の屈折率を
表層部からシリコン基板側に向かうに従い大きくした場
合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折率が小
さくなる。つまり、酸化防止膜の端部に当たる位置の側
壁のシリコン基板に与えるストレスは軽減される効果が
大きい。
表層部からシリコン基板側に向かうに従い大きくした場
合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折率が小
さくなる。つまり、酸化防止膜の端部に当たる位置の側
壁のシリコン基板に与えるストレスは軽減される効果が
大きい。
【００３４】これに対して、オキシナイトライド膜の屈
折率を表層部からシリコン基板側に向かうに従い小さく
した場合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折
率が大きい為、シリコン基板に入り込む酸化種であるＯ
（酸素）の量を抑えられるのでバーズビークの伸びを抑
える効果が大きい。
折率を表層部からシリコン基板側に向かうに従い小さく
した場合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折
率が大きい為、シリコン基板に入り込む酸化種であるＯ
（酸素）の量を抑えられるのでバーズビークの伸びを抑
える効果が大きい。
【００３５】また、もうひとつの本発明の実施例につい
て説明する。まず、図２（ａ）に示すように素子分離領
域を形成するためにシリコン基板２０１のウェーハ上に
ストレス緩和のためのパッド酸化膜を８００℃〜１１０
０℃の酸素雰囲気中または、水蒸気雰囲気中で熱酸化す
ることにより数十Åから３００Åの厚さのシリコン酸化
膜２０２を成長させる。
て説明する。まず、図２（ａ）に示すように素子分離領
域を形成するためにシリコン基板２０１のウェーハ上に
ストレス緩和のためのパッド酸化膜を８００℃〜１１０
０℃の酸素雰囲気中または、水蒸気雰囲気中で熱酸化す
ることにより数十Åから３００Åの厚さのシリコン酸化
膜２０２を成長させる。
【００３６】次にウェーハ全面にＣＶＤ法により５００
Åから１０００Åの厚さのシリコン窒化膜２０３を堆積
する。
Åから１０００Åの厚さのシリコン窒化膜２０３を堆積
する。
【００３７】それから、レジスト膜２０４をウェーハ全
面に塗布した後、フォトリソグラフィー技術によりフィ
ールド酸化膜の形成予定領域を選択的に開口する。
面に塗布した後、フォトリソグラフィー技術によりフィ
ールド酸化膜の形成予定領域を選択的に開口する。
【００３８】次に図２（ｂ）に示すようにドライエッチ
ング法により圧力数百ｍＴｏｒｒ下でＣＨ4またはＣＨ4
Ｏ2のエッチングガスを用いてレジスト開口部のシリコ
ン窒化膜をエッチングする。
ング法により圧力数百ｍＴｏｒｒ下でＣＨ4またはＣＨ4
Ｏ2のエッチングガスを用いてレジスト開口部のシリコ
ン窒化膜をエッチングする。
【００３９】それから、図２（ｃ）に示すようにＮ
Ｈ3、Ｎ2Ｏ、ＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣＶＤ法によりオキ
シナイトライド膜１０５〜１０７を堆積する。このと
き、ＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を増すことによ
り、屈折率の低いオキシナイトライド膜を形成する。オ
キシナイトライド膜の屈折率の大きさの調整は図１に示
した前記実施例と同様である。
Ｈ3、Ｎ2Ｏ、ＳｉＨ2Ｃｌ2を用いたＣＶＤ法によりオキ
シナイトライド膜１０５〜１０７を堆積する。このと
き、ＮＨ3ガスに対してＮ2Ｏガスの割合を増すことによ
り、屈折率の低いオキシナイトライド膜を形成する。オ
キシナイトライド膜の屈折率の大きさの調整は図１に示
した前記実施例と同様である。
【００４０】その後、図２（ｄ）に示すようにドライエ
ッチング法により圧力数Ｔｏｒｒ下でＣＨＦ3のエッチ
ングガスを用いてオキシナイトライド膜をエッチング
し、シリコン窒化膜２０３の端に側壁２０８を形成す
る。
ッチング法により圧力数Ｔｏｒｒ下でＣＨＦ3のエッチ
ングガスを用いてオキシナイトライド膜をエッチング
し、シリコン窒化膜２０３の端に側壁２０８を形成す
る。
【００４１】さらに、図２（ｅ）に示すようにドライエ
ッチング法により圧力数Ｔｏｒｒ下でＣＨＦ3のエッチ
ングガスを用いてシリコン酸化膜をエッチングした後、
ドライエッチング法により、圧力数百ｍＴｏｒｒ下でＣ
Ｆ4のエッチングガスを数１０ｃｃ／分の流量、ＲＦパ
ワー２００〜３００Ｗでプラズマを発生させ、レジスト
開口部のシリコン基板をエッチングし、浅い溝２０９を
形成する。
ッチング法により圧力数Ｔｏｒｒ下でＣＨＦ3のエッチ
ングガスを用いてシリコン酸化膜をエッチングした後、
ドライエッチング法により、圧力数百ｍＴｏｒｒ下でＣ
Ｆ4のエッチングガスを数１０ｃｃ／分の流量、ＲＦパ
ワー２００〜３００Ｗでプラズマを発生させ、レジスト
開口部のシリコン基板をエッチングし、浅い溝２０９を
形成する。
【００４２】それから、図２（ｆ）に示すように前記シ
リコン窒化膜２０３と側壁２０８をマスクとして、１０
００℃〜１１５０℃の条件下でウェット酸化、ドライ酸
化、またはウェット酸化とドライ酸化を併用することに
よりフィールド酸化膜として厚い酸化膜２１０を形成す
る。
リコン窒化膜２０３と側壁２０８をマスクとして、１０
００℃〜１１５０℃の条件下でウェット酸化、ドライ酸
化、またはウェット酸化とドライ酸化を併用することに
よりフィールド酸化膜として厚い酸化膜２１０を形成す
る。
【００４３】続いて、図２（ｇ）に示すようにシリコン
窒化膜を除去する前にシリコン窒化膜上に形成された薄
いシリコン酸化膜、フィールド酸化膜の上部と側壁２０
８をフッ酸を含む溶液にてエッチングする。エッチング
量は側壁２０８を完全に取り除く程度に行う。そして、
１００数十℃程度の熱リン酸にてシリコン窒化膜２０３
と側壁２０８をエッチングする。
窒化膜を除去する前にシリコン窒化膜上に形成された薄
いシリコン酸化膜、フィールド酸化膜の上部と側壁２０
８をフッ酸を含む溶液にてエッチングする。エッチング
量は側壁２０８を完全に取り除く程度に行う。そして、
１００数十℃程度の熱リン酸にてシリコン窒化膜２０３
と側壁２０８をエッチングする。
【００４４】それから後は通常の工程を行い、ＭＩＳト
ランジスタを形成する。
ランジスタを形成する。
【００４５】このように形成された素子分離領域は側壁
幅だけフォトリソグラフィー技術の限界以上のより狭い
領域で開口でき、微細化が可能となる。
幅だけフォトリソグラフィー技術の限界以上のより狭い
領域で開口でき、微細化が可能となる。
【００４６】また、フィールド酸化膜形成時、側壁２０
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。かつ、窒化膜に対してストレスがかかり
にくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を抑制でき
る。さらに、シリコン基板をエッチングし浅い溝２０９
を形成しているため、フィールド酸化膜形成時の最上部
の位置は浅い溝の深さに対応して低くなるため、平坦化
が可能となる。
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。かつ、窒化膜に対してストレスがかかり
にくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を抑制でき
る。さらに、シリコン基板をエッチングし浅い溝２０９
を形成しているため、フィールド酸化膜形成時の最上部
の位置は浅い溝の深さに対応して低くなるため、平坦化
が可能となる。
【００４７】なお、本発明の実施例は、異なった屈折率
をもつオキシナイトライド膜を３層分、堆積したものを
挙げたが、２層または、３層以上のものを用いても同様
の効果が得られる。
をもつオキシナイトライド膜を３層分、堆積したものを
挙げたが、２層または、３層以上のものを用いても同様
の効果が得られる。
【００４８】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば以下
の効果を有する。このように形成された素子分離領域は
側壁幅だけフォトリソグラフィー技術の限界以上のより
狭い領域で開口でき、微細化が可能となる。
の効果を有する。このように形成された素子分離領域は
側壁幅だけフォトリソグラフィー技術の限界以上のより
狭い領域で開口でき、微細化が可能となる。
【００４９】また、フィールド酸化膜形成時、側壁１０
８,２０８のオキシナイトライド膜により、酸化種であ
る酸素が拡散されにくくなるため、バーズビークの伸び
を抑えることができる。かつ、窒化膜に対してストレス
がかかりにくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を
抑制できる。
８,２０８のオキシナイトライド膜により、酸化種であ
る酸素が拡散されにくくなるため、バーズビークの伸び
を抑えることができる。かつ、窒化膜に対してストレス
がかかりにくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を
抑制できる。
【００５０】そして、オキシナイトライド膜の屈折率を
表層部からシリコン基板側に向かうに従い大きくした場
合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折率が小
さくなる。つまり、酸化防止膜の端部に当たる位置の側
壁のシリコン基板に与えるストレスは軽減される効果が
大きい。
表層部からシリコン基板側に向かうに従い大きくした場
合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折率が小
さくなる。つまり、酸化防止膜の端部に当たる位置の側
壁のシリコン基板に与えるストレスは軽減される効果が
大きい。
【００５１】これに対して、オキシナイトライド膜の屈
折率を表層部からシリコン基板側に向かうに従い小さく
した場合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折
率が大きい為、シリコン基板に入り込む酸化種であるＯ
（酸素）の量を抑えられるのでバーズビークの伸びを抑
える効果が大きい。
折率を表層部からシリコン基板側に向かうに従い小さく
した場合、酸化防止膜の端部に当たる位置の側壁の屈折
率が大きい為、シリコン基板に入り込む酸化種であるＯ
（酸素）の量を抑えられるのでバーズビークの伸びを抑
える効果が大きい。
【００５２】また、フィールド酸化膜形成時、側壁２０
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。かつ、窒化膜に対してストレスがかかり
にくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を抑制でき
る。さらに、シリコン基板をエッチングし浅い溝２０９
を形成しているため、フィールド酸化膜形成時の最上部
の位置は浅い溝の深さに対応して低くなるため、平坦化
が可能となる。
８のオキシナイトライド膜により、酸化種である酸素が
拡散されにくくなるため、バーズビークの伸びを抑える
ことができる。かつ、窒化膜に対してストレスがかかり
にくいため、シリコン基板の結晶欠陥の発生を抑制でき
る。さらに、シリコン基板をエッチングし浅い溝２０９
を形成しているため、フィールド酸化膜形成時の最上部
の位置は浅い溝の深さに対応して低くなるため、平坦化
が可能となる。
【００５３】よって、半導体装置の製造において精度が
高く、高品質かつ微細化が可能な半導体装置の製造方法
を提供することができる。
高く、高品質かつ微細化が可能な半導体装置の製造方法
を提供することができる。
【図１】本発明による半導体装置の製造方法の工程順に
沿ったウェーハの断面図である。
沿ったウェーハの断面図である。
【図２】本発明による半導体装置の製造方法の工程順に
沿ったウェーハの断面図である。
沿ったウェーハの断面図である。
【図３】従来の半導体装置の製造方法の工程順に沿った
ウェーハの断面図である。
ウェーハの断面図である。
１０１，２０１，３０１ シリコン基板 １０２，１１０，２０２，２１１，３０２，３０５，３
０８ シリコン酸化膜 １０３、２０３、３０３ シリコン窒化膜 １０４、２０４、３０４ レジスト １０５〜１０７，２０５〜２０７ オキシナイトライ
ド膜 １０８，２０８ オキシナイトライド膜膜の側壁 １０９，２１０，３０７ フィールド酸化膜 ２０９ フィールド酸化形成予定領域の溝 ３０６ シリコン酸化膜の側壁
０８ シリコン酸化膜 １０３、２０３、３０３ シリコン窒化膜 １０４、２０４、３０４ レジスト １０５〜１０７，２０５〜２０７ オキシナイトライ
ド膜 １０８，２０８ オキシナイトライド膜膜の側壁 １０９，２１０，３０７ フィールド酸化膜 ２０９ フィールド酸化形成予定領域の溝 ３０６ シリコン酸化膜の側壁
Claims (4)
- 【請求項１】フィールド酸化膜を形成する工程において
パッド酸化膜を介し、酸化防止膜をシリコン基板上に選
択的に設ける工程、基板全面上に屈折率の異なるオキシ
ナイトライド膜を２層以上堆積する工程、オキシナイト
ライド膜を異方性エッチにより前記酸化防止膜の側壁と
して形成する工程、前記酸化防止膜および、前記酸化防
止膜の側壁をマスクとして酸化を行う工程を含むことを
特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】フィールド酸化膜を形成する工程において
パッド酸化膜を介し、酸化防止膜をシリコン基板上に選
択的に設ける工程、基板全面上に屈折率の異なるオキシ
ナイトライド膜を２層以上堆積する工程、オキシナイト
ライド膜を異方性エッチにより前記酸化防止膜の側壁と
して形成する工程、更にシリコン基板をエッチングする
ことにより溝を形成する工程、前記酸化防止膜および、
前記酸化防止膜の側壁をマスクとして酸化を行う工程を
含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】前記側壁として設けるオキシナイトライド
膜の屈折率が表層部からシリコン基板側に向かう程、大
きいこと特徴とする請求項１項又は２項記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項４】前記側壁として設けるオキシナイトライド
膜の屈折率が表層部からシリコン基板側に向かう程、小
さいこと特徴とする請求項１項又は２項記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343397A JPH10256246A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5343397A JPH10256246A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10256246A true JPH10256246A (ja) | 1998-09-25 |
Family
ID=12942719
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5343397A Withdrawn JPH10256246A (ja) | 1997-03-07 | 1997-03-07 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10256246A (ja) |
-
1997
- 1997-03-07 JP JP5343397A patent/JPH10256246A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20040511 |