JPS5817634A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS5817634A
JPS5817634A JP56115066A JP11506681A JPS5817634A JP S5817634 A JPS5817634 A JP S5817634A JP 56115066 A JP56115066 A JP 56115066A JP 11506681 A JP11506681 A JP 11506681A JP S5817634 A JPS5817634 A JP S5817634A
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JP
Japan
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film
insulating layer
field
photoetching
substrate
Prior art date
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Application number
JP56115066A
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English (en)
Inventor
Tatsu Ito
達 伊藤
Koichi Nagasawa
幸一 長沢
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS5817634A publication Critical patent/JPS5817634A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/01Manufacture or treatment
    • H10W10/011Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials
    • H10W10/012Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS]
    • H10W10/0121Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS] in regions recessed from the surface, e.g. in trenches or grooves
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/10Isolation regions comprising dielectric materials
    • H10W10/13Isolation regions comprising dielectric materials formed using local oxidation of silicon [LOCOS], e.g. sealed interface localised oxidation [SILO] or side-wall mask isolation [SWAMI]

Landscapes

  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体基体上に設けた絶縁層によっ【各素子
領域を分離するようにした半導体装置の製造方法に関す
るものである。
半導体技術における素子アイソレージ曹ン法の1つとし
て、L 0008 (Local 0xidat 1o
nof 8i1icon)と称される選択酸化技術忙よ
ってフィールド部に比較的厚い素子分離用のSiO,t
l(フィールド8i0.膜)を形成する方法が知られて
いる。この選択酸化法によれば、シリコン基板の表面に
形成した保饅用の薄い8i01膜上に窒化シリコンから
なる耐酸化マスクを所定パターンに設け、酸化性雰囲気
中での熱酸化によって耐酸化マスクが存在しない領域に
フィールド840.膜を選択的に形成している。
しかしながら、本発明者が検討を加えた結果、上記の選
択酸化法におかては、酸化の過程で耐酸化マスクの周縁
部下にフィールド8i01膜が食い込んでいわゆるバー
ドビーク部分が形成しれてしt5ために、耐酸化マスク
とフィールド8i0.膜との間に寸法差が生じ、その分
累子領域の有効面積が狭くなることが特にIOの超微細
パターン化にとって問題であることが確認されてAる。
即ち、例えば各素子領域間の間隔(フィールド8i0.
膜の幅)が2μm以下の超微細パターンを形成したい場
合、上記バードビーク部分が約1μmもあるために耐酸
化マスク間の間隔を2βmK設定してもフィールド8f
O,膜の幅は実質的に約4μmjtcもなってしまう。
このことは、素子領域について言えば、耐酸化マスクを
所足幅に設けてもその直下の素子領域の幅が約2μmも
狭くなることを意味している。従って、目的とする幅の
フィールド部を形成できない上に、所定の素子領域を確
保するためには上記バードビーク部分の食い込み量を考
慮して耐酸化マスクの幅を大きめにしておく必要がある
が、いずれにしても高集積度が得られない。これは、例
えばRAMl0等のMIS(Metal In5ula
tor Sem1conductor)型L8Iの高集
積化にとって致命的な欠陥となる。
また、別の問題点として、フィールド8i0.腰下にチ
ャネルストッパを形成するに際して予めフィールド部に
不純物を導入した後に選択酸化を行なっているが、その
不純物導入時及び選択酸化時に別々のマスクを設ける必
要があって両マスク領斌の合せずれが生じ易いことも分
っている。しかも、選択酸化時にフィールド8i0.膜
中に上記の不純物が食われ、チャネルストッパを所望の
不純物濃度1tlJIiOすることが困離である。
従って、本発明の目的は、−上記の如き認識に基イー(
、フィールドsio、膜等の絶縁被膜でアイソレーショ
ンを行なうに際し微細パターン化を制御良くしかも容易
に実現でき、チャネルストッパもfff良く形成できる
方法を提供することにある。
以下、本発明をMI8fJのスタティックRAMl0c
適用した実施例を図面について述べる。
第1図及び第2図は本発明の第1の実施例によるメモリ
セルの製造工程を示している。
まず第1A図のように、P型シリコン基板lの一主面上
に公知の熱酸化技術によって厚さ500Aの8io、膜
2を全面に成長させ、しかる後にボロンのイオンビーム
3を30KeVのエネルギーで照射し、StO,膜2を
通して基板]の表[1liKイオン打込みを行なう。こ
れによって、SiO,J[2下にボロン打込み層4を1
00OA以下の深さに形成する。この打込み深さは打込
みエネルギーによって制御できる。
次いで第1B図のよ5に、化学的気相成長法(OVD)
、例えば高温低圧下でのOVD又は比較的低温でのOV
Dによって、Sin、膜2上に厚さ3000〜5000
Aの8i01膜5を気相成長させる。
この8i0.膜5は下地の8i0.膜2と一体化して、
フィールド8i0.膜に形成されるべきものである。
次V>で第1C図のように、公知のフォトエツチング法
によってStO,膜5及び2をパターニングし、例えば
記憶保持のための駆動用M18FETを設ける領域に開
口6.7を夫々形成する。
次いで第1D図のように、8i0.膜5及び2をマスク
にして開口6.7下の基板1の表面領域をエツチングす
る。このエツチング深さは、上記のボロン打込み層4を
除去するのに充分な深さく約100OA)とし、このた
めにKOH等をエッチャントするアルカリエツチングや
プラズマエツチング等のドライエツチングを施す。
次いで第1E図のようf、酸化性雰囲気中での熱酸化に
よって基板1の露出面を酸化し、厚さ400A[fのゲ
ート酸化膜8を形成する。このゲート酸化と同時に、8
i0.膜51f下のボロン打込み層4中のボロンが拡散
して、所定深さのp中型チャネルストッパ4を形成する
。このチヤ不ルス) ソバ4は、第1D図の工程で8i
0.膜5及び2をマスクに打込み層4が四−パターンに
エツチングされているために、8i0.膜5及び2とほ
ぼ同一パターン忙自己整合的(セルファライン方式)に
形成されることKなる。
次いで第1F図のように、CvDKよって全面&lt?
リシリコン層9を成長させ、fKこのポリシリコン層に
公知のリン処理を施す。
次いで第1G図のように、公知のフォトエツチングによ
ってポリシリコン層9をパターニングし、MI 8FE
Tのゲート電極又は配線となるポリシリコン層10,1
1.12を夫々残す。
次いで第1H図のように、各ポリシリコン層10.11
.12の表面を熱酸化して薄いSin。
膜13を形成した後、全面に砒素のイオンビーム14を
I X 10 ”cr”のドーズ量で打込む。この結果
、ポリシリコン層10〜12及び旧0.膜5をマスクと
して、これらが存在しない領域のゲート酸化膜8を通し
て基板lに砒素が打込まれ、アニールを経て各M18F
ETのN’型ソース領域15.25及びドレイン領域1
6.17を夫々形成する。なお、両MISFETのソー
ス領域15゜25は共通に形成されたものであってよい
次いで第1I図のように、OVDでリンシリケートガラ
ス膜18を全面に析出させた後、公知のフォトエツチン
グによってガラス膜18及び下地の8i0.IIをエン
チングし、各コンタクトホール、例えばコンタクトホー
ル19を形成する。
次いで例えば真空蒸着技術によって全面にアルミニウム
を付着させ、これに公知のフォトエツチングを施して各
アルミニウム配線、例えばソース領域15の接地用のア
ルミニウム配l1120及びデータ線としてのアルミニ
ウム配置1121..22を形成する。そして図示省略
はしたが、更にファイナルパッシベーション膜等を施し
てRAMl0(図面ではそのメモリセルを示した)を完
成させる。
以上説明した製造工程から明らかなよ5&C,本実施例
の方法によれば、従来の選択酸化法とは根本的に異なっ
てOVDで成長させた比較的厚い8i0.膜をフォトエ
ツチング(フォトリソグラフィー)でパターニングする
ことによってフィールド8i0.膜を形放しているので
、そのフォトエツチング技術で制御性良くフィールド8
i0.膜を形成でき、既述した如きバードビーク部分の
食い込みの問題は皆無となる。従〜て、フィールドSi
n。
膜はフォトエツチング時のマスク幅に対応して常に所定
の幅で形成できるから、第1J図の両MlSFET間の
間隔(即ちフィールド8i0.膜50幅)を2μm以下
と微小幅にすることが可能である。この績果、フィール
ドSin、膜の微細加工が可能となり、te素子領域も
第1D図の工程で自己整合的圧形成できるから、IO全
全体しての集積度を大いに向上させることができる。
しかも、従来の選択酸化法に比べて、第1D図及び第1
E図に示したようにチャネルストッパをフィールド5i
O1膜とほぼ同一パターンにセルファライン方式で形成
できるから、これも微細パターン化にとって有利であり
、またマスク合せが実質的に不要となって工程も簡単と
なる。またとのt&、フィールド5i01膜はOVDに
よってFIL長させているため、チャネルストッパ中の
不純物がフィールドSin、膜中に食われることはなく
、所望の不純物濃度のチャネルスト・ソックを精度良く
形成することができる。
なお、本実施例では、第1D図で示したようにフィール
ド8i01膜間の基板表面をエツチングしてボロン打込
み層を除去しているが、そのエツチング深さは100O
A程度でありしかも次の第1E図の工程で基板表面に酸
化膜を形成しているので、基板の表面−ヒとフィールド
Sin、膜上との間の段差は問題なく、電極又は配線の
段切れは生じることがなり0例えば、図示の8i0.膜
5の膜厚を4000A、8i0.膜2の膜厚を50OA
、基板lのエツチング深さを150OAとすれば、エツ
チング′0 直後の段差は6000Aとなるが、次に成長させる酸化
膜8が基板1表面から20OAの厚さに成長するため、
全体としての段差は実質的に580OA程度となる。し
かしながら、この段差は第1I図のリンシリケートガラ
ス膜析出後の熱処理によってずっとなだらかとなり、上
記の段切れの問題は光分に解消できる。
第2図は本発明の第2の実施例を示すものである。
この実施例では、まず第2A図のように、基板lの一4
mw0VDK よ、 て厚さ3000〜5000AのS
in、膜35を成長ζせる。しかる後に、この8i0.
[35の全体にボロンのイオンビーム30を照射してそ
の膜中にボロンを打込む。
次いで第2B図のように、公知のフォトエツチング法で
sio、膜35をパターニングしてフィールドSin、
膜形状に形放し、しかる後KH,中での熱処理によって
8i0.膜3−5中のボロンを基板1の表面にドープし
てP+型チャネルストッパ34を形成する。このチャネ
ルストッパ34は、8i0゜膜35からのドーピングに
よるためにセルファライン方式で形成される。
次いで第2C図のように、露出した基板1の表面を熱酸
化して薄いゲート酸化膜38を形成する。
そしてこの後の諸工程は上述の第1F図〜第1J図と同
様に行なわれるので、その説明は省略する。
この実施例によれば、チャネルストッパ34がsio2
g3sからのボロンのドーピングによって形成されるか
ら、上述の第1の実施例のよう忙基板1をエツチングし
なくても所定パターンのチャネルストッパを形成できる
。従って、上述した基板表面−フイールドSin、膜上
の段差は一層小さくなり、望ましい断面形状となる。
第3図は本発明の第3の実施例を示すものである。
この実施例では、上述の@ID図の工程までは第1の実
施例と全く同じであるが、その工程後に第3A図のよう
に%0VDKよって露出した基板lの表面上にのみP型
エピタキシャル層40ikllft長させる。このエピ
タキシャルJi140は、全面にシリコンを成長させた
後、8iO2膜5上のポリシリコン部分のみを選択的に
エツチングで除去し、更に810 !膜5間に残ったシ
リコン層に公知のレーザーアニールを施して充分に単結
晶化させることによって形成されたものである。この結
果、基板l上の上面は平坦化されることになる。
次いで第3B図のように、エピタキシャル層240の表
面を熱酸化して薄いゲート酸化膜48を形成する。
次いで第30図のように、OV I)で成長させたポリ
シリコンをエツチングでパターニングして、各ポリシリ
コン層10,11.12を夫々残す。
次いで第3D図のように、表面を熱酸化してポリシリコ
ン層10.11.12に表面8i0.膜13を形成した
後、砒素又はリンのイオンビーム41を照射し、エピタ
キシャル層40にソース又はドレイン領域となるN+型
領領域1516,17゜20を夫々形成する。
次いで第3E図のように、OVDで全面にリンシリケー
トガラス膜18を被潰し、このガラス膜及び下地の8i
0.膜をエツチングして各コンタクトホールを形成した
後、アルミニウムを例えば真空蒸着し、 l![パター
ニングして各アルミニウム配線又は電極を形成する。
この実施例では特に1第3A図の工程でエピタキシャル
層によって表面を平坦化し、このエピタキシャル層自体
にMISFETを設けているために、アルミニウム配線
を形成する際の段差が著しく小さくなり、その段切れを
更に確実に防止することができる。
以上、本発明を例示したが、上述の各実施例は本発明の
技術的思想に基いて更に変形が可能である。例えば、−
F述のフィールド8i0.膜の代りに他の絶縁被膜、例
えば窒化シリコン膜を形成することもできる。また、第
10図の工程で、8401喚に続いて基板を順次エツチ
ングしてもよい。この場合はドライエツチングを適用す
ればよく、第1D図の工程は省略できる。また、上述の
各半導体領域の導電型を逆導電型に変換して、Pチャネ
ルMI8FETを作成することもできる。なお、本発明
は、上述の例ではスタティックRAMのメモリセルにつ
いて例示されたが、ダイナミックRAMやその他のMI
S型の半導体IC等の種々のデバイスに広く適用可能で
ある。
本発明は、上述した如く、全[IK設けた絶縁被膜を加
工して素子分離用の絶縁層に形成しているので、エツチ
ング法によって常に所定寸法の絶縁層を微細パターンに
形成でき、従来の選択酸化法で回避し得なかったバード
ビーク部分の食込みによるパターンのずれをほぼ完全に
解消でき、高集積化されたデバイスが作成0T能となる
。また、絶縁層下の高濃度領域を自己整合的に形成して
いるから、この点でも従来の選択酸化法を経た場合に比
べて工程が簡単となる。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の実施例を示すものであって、第1A図〜
第1J図は第1の実施例によるMIS型メセメモリ造方
法を工程順に示す各断面図、第2A図〜第2C図は第2
の実施例によるMIS型メセメモリ造方法の主要工程を
順次示す各断面図、第3A図〜第3E図は第3の実施例
によるMlS型メモリの製造方法の主要工程を順次示す
各断面図である。 なお、図面に用いられている符号において、2゜5及び
35は8i0.膜、4及び34はチャネルストIパ、1
0及び11はポリシリコンゲート電極、12はポリシリ
コン配線、15及び25はソース頭載、16及び17は
ドレイン領斌、2oは接地用アルミニウム配線、21及
び22はデータ線、40はエピタキシャル層である。 第1A図 、9 第1D図 第2C図 第3A図 第36図 第3C図 第3D図 第3E図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、半導体基体上に所定パターンに絶縁層を形成し、仁
    の絶縁層によ〜て各半導体素子領域を互いに分離するよ
    う圧した半導体装置の製造方法において、前記絶縁層に
    加工されるべき絶縁被膜を前記半導体基体上の全面に設
    ける工程と、前記絶縁被膜を加工して前記絶縁層を形成
    する工程と、前記半導体基体と同一導電型であってそれ
    より高不純物濃度の半導体領域を前記の加工された絶縁
    被膜下にのみ自己整合的に形成する工程とを夫々有する
    ことを**とする半導体装置の製造方法。
JP56115066A 1981-07-24 1981-07-24 半導体装置の製造方法 Pending JPS5817634A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5061189A (ja) * 1973-09-28 1975-05-26
JPS51126083A (en) * 1975-04-25 1976-11-02 Hitachi Ltd Manufacturing method of semi-conductor equpment

Patent Citations (2)

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