JPS589336A - 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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JPS589336A
JPS589336A JP56107134A JP10713481A JPS589336A JP S589336 A JPS589336 A JP S589336A JP 56107134 A JP56107134 A JP 56107134A JP 10713481 A JP10713481 A JP 10713481A JP S589336 A JPS589336 A JP S589336A
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JP
Japan
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film
thin film
substrate
oxide film
silicon oxide
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JP56107134A
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JPH0221136B2 (ja
Inventor
Katsuya Okumura
勝弥 奥村
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
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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
    • 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

Landscapes

  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Element Separation (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、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳しく
は、例えばMOS  LSIの素子分離工程のように、
シリコン酸化膜を基板上部分的に形成する工程のある半
導体装置の製造方法に関する。
現在、MOS  LSIの素子分離のためにシリコン酸
化膜を部分的に形成する場合には、窒化シリコン膜(以
下SiN膜という)を用いた選択酸化方法が多用されて
いる。この方法を、第1〜3図により工程順に説明する
と、先ずP型シリコン基板1の全面に約0,1μm厚さ
のシリコン酸化膜2をひずみ防止の下地として形成し、
その上に約0.1μm厚さのSiN膜をCVD法によっ
て形成する。その後このSiN膜を選択酸化用マスクと
するために、ホトエツチング技術によp、MOS  L
SIの素子が形成されるべき領域(以下SDG領域とい
う)に残したレジスト膜4をマスクにして、他の領域(
壊下フィールド領域という)のSiN膜をエツチングし
、SiN膜マスク3を形成する。次の段階で、フィール
ド反転防止を目的として、ボロンイオンを注入する(矢
印で示す)。ボロ/イオンは、自己整合的にフィールド
領域5のみに注入され、SDG領域にはSiN膜3とレ
ジスト膜4に阻止されるので注入されない。
ボロンイオンの注入が終了した後は、第2図に示すよう
に、レジスト膜4を除去し、1000°Cの酸化性雰囲
気中にさらすと、SiN膜6は酸化されにくいので、フ
ィールド領域のみ酸化が進行し、酸化膜6に成長する。
Mo8  LSIの素子分離の場合、フィールド領域の
酸化膜6の厚さは約1μmに形成される。
このようにしてフィールド酸化が終ったのちに、第3図
に示すようにSDG領域7のSiN膜3と酸化膜2を除
去し、そこにソース領域、ドレイン領域及びゲート領域
を設ける。以上のようにSiN膜を用いる選択酸化方法
によりフィールド領域に厚い酸化膜を形成して、Mo8
 LSIの素子分離が行われている。
ところが、この方法では、第2図にみるように、シリコ
ン酸化膜6がSiN膜6の下部にまで食い込んでくる。
このような現象はバードビーク現象と一般にいわれてお
シ、前述の条件ではこの食い込み寸法(第2図に、IW
/2で示した)は約Q、87aに、両側を合計して1.
6−にも達し、微細化されたLSIにとって非常に大き
な問題となっている。
−また、この方法では、SDG領域のSiN膜6がフィ
ールド酸化時に高温の雰囲気にさらされるので、その後
SDG領域に形成させたゲート酸化膜にまで影響が及び
、その電気的耐圧を低下させることがしばしば経験され
る。
本発明は、従来のSiN膜を用いた選択酸化方法におけ
る上記欠点を解決した新規な半導体装置の製造方法を提
供するものである。即ち本発明は、シリコン基板上に、
リフラクトリメタル又はそのケイ化物の薄膜を形成した
後、酸化膜が形成されるべき領域における上記薄膜を選
択的に除去し、次いでシリコン酸化膜を堆積させた後、
残存薄膜と残存薄膜上の堆積シリコン酸化膜とを基板面
から剥離し、基板上シリコン酸化膜を部分的に形成する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法である。
本発明の製造方法を、Mo8  LSIのように素子分
離がされる半導体装置に適用するには、シリコン基板上
に、リフラクトリメタル又はそのケイ化物の薄膜を形成
した後、SDG領域に残されたホトレジスト膜をマスク
にして、フィールド領域の上記薄膜をエツチング除去し
、素子分離をすべき領域に、反転防止のための不純物を
イオンインブランターにより注入し、その後SDG領域
の上記薄膜を残存させたまま、基板上にシリコン酸化膜
を堆積させ2、次いで上記酸化膜を堆積させた温度以上
の温度の熱処理を行って、SDG領域の上記残存薄膜と
その上の上記堆積酸化膜とを剥離し、素子分離をしたM
o8  LSIのような半導体装置を製造する。
以下に実施例を示した第4〜6図により、本発明の詳細
な説明する。
先ず、第4図にみるように、P型シリコン基板′11の
全面に約0.5 /JF7i1厚さのモリブデン(Mo
)薄膜をスパッタリング法により形成する。スパッタリ
ングを行なう前の到達真空度は、油拡散ポンプによりI
 X 10 ’ 〜I X 10−’ Torrの範囲
とした。
次にMO薄膜上のSDG領域に残したレジスト16をマ
スクとして、プラズマエツチング技術を用いてMo薄膜
をエツチングし、酸化膜をリフトオフする薄膜としての
Mo膜12がSDG領域にのみ残される。
シリコン酸化膜をリフトオフする薄膜の種類はMOに限
らず、リフラクトリメタル又はそのケイ化物が使用でき
る。そのなかで、MoやWの膜が最も好ましく、次いで
Taやそれらのケイ化物の膜が好ましい。またシリコン
基板に直接接触する層をリフラクトリメタル又はそのケ
イ化物の層とすれば、薄膜は多層構造の膜であってもよ
い。
MO等の薄膜は、スパッタリング法のほか、真空蒸着法
、イオンブレーティング法、或はcvD法によって形成
した薄膜であっても容易に剥離することができる。
次に、このMO#JI112とレジストM13をマスク
にして、フィールド領域にボロンイオン14ヲ120k
eVの加速電圧テL5 x 10” cyx41m W
 注入L、フィールド反転防止を行う。このように本発
明の薄膜はイオン注入等の拡散マスクとして自己整合的
に利用することができる。
この後、レジスト膜13を除去し、MO薄膜12を残し
たまま、第5図に示すように、cVD法(例えばSiH
,+01系・基板温度300〜500”C)にょリシリ
コン酸化膜15を約1μmの厚さに堆積する。
この場合の堆積温度は比較的低温にするのがよい。
またCVD法のほか、スパッタリング法(例えばSiO
□ターゲットを用いる)、イオンブレーティング法(S
iや5in2をE−ビーム蒸着させる)などによって堆
積させることもでき、それらの堆積膜であっても発明の
効果に変わりがない。
次に、Mo薄膜12の上にシリコン酸化膜15を堆積さ
せた基板を、堆積温度以上の熱処理、最適には900〜
1000°Cの熱処理を加えると、Mo薄膜12が基板
11から剥離する。このときMo薄膜上に堆積したシリ
コン酸化膜にクラックが発生し、Mo薄膜とともに剥離
し、第6図のようにシリコン酸化膜18が部分的に形成
される。また、Mo薄膜とシリコン酸化膜とを剥離する
のに、高圧ジェット・スクラバーのような機械的手段に
よっても可能である。そしてまた、MO酸化物の蒸気圧
が高いため、その除去にO電界囲気中の熱処理を利用し
て除去することもできる。
以上説明したように、本発明の製造方法によれば、シリ
コン基板上、部分的に形成しようとするシリコン酸化膜
は、リフラクトリメタル又はそのケイ化物の薄膜を利用
したリフトオフの方法によって形成できるから、従来の
選択酸化法にみられたようなバードビーク現象がない。
即ち第2図に示した従来例の△v2が0.7〜1.Q/
aであるのに比較して、実施例の6W/2は0.1μm
以下であシ、本発明においては0≦ヘメ今≦0.2(こ
こにTはシリコン酸化膜厚)という範囲に収めることが
できる。
また、本発明の製造方法は、SiN膜を利用したもので
ないため高温雰囲気にさらされても、特性上悪影響が生
じない。第7図は、Mo8 LSIのゲート酸化膜につ
いて電界強度と電気的耐圧累積不良率との関係を示した
グラフであって、本発明の方法(曲線a)と選択酸化法
(曲線b)とを比較した。選択酸化法すによれば、電圧
強度IMV/3では電気的耐圧累積不良率が6チみられ
、6Mv、/llでは10チみられるが、本発明の方法
aによれば、IMV/3では0.1−以下であり、6M
V/ffでは2チに過ぎず、極めて良好な結果が得られ
た。
本発明の製造方法を素子分離に適用したときは、上述の
微細化や電気的耐圧の不良率低下がはかれるほか、イオ
ン注入による反転防止が自己整合的になし得、またイオ
ン注入後高温にさらされる時間が短いから、注入された
イオンがSDG領域にしみ出す現象も無視できる程度の
ものであることも確認できた。
【図面の簡単な説明】
第1〜3図は、従来の選択酸化法の工程図、第4〜6図
は、本発明の酸化膜形成を示す工程図、第7図は、ゲー
ト酸化膜の電界強度と電気的耐圧累積不良率との関係を
示すグラフである。 11・・・シリコン基板、12・・・薄膜、15・・・
堆積させたシリコン酸化膜、18・・・部分的に形成さ
せたシリコン酸化膜。 第1図       第4図 第2図        第5図 2 第3図        第。図 1日

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 シリコン基板上に、リフラクトリメタル又はそのケ
    イ化物の薄膜を形成した後、酸化膜が形成されるべき領
    域における上記薄膜を選択的に除去し、次いでシリコン
    酸化膜を堆積させた後、残存薄膜と残存薄膜上の堆積シ
    リコン酸化膜とを基板面から剥離し、基板上シリコン酸
    化膜を部分的に形成することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP56107134A 1981-07-10 1981-07-10 半導体装置の製造方法 Granted JPS589336A (ja)

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JPS589336A true JPS589336A (ja) 1983-01-19
JPH0221136B2 JPH0221136B2 (ja) 1990-05-11

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382566A (en) * 1992-05-29 1995-01-17 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Josephson junction device formed of oxide superconductor and process for preparing the same

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5259589A (en) * 1975-11-11 1977-05-17 Matsushita Electric Ind Co Ltd Production of semiconductor device
JPS5368080A (en) * 1976-11-29 1978-06-17 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (2)

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US5525582A (en) * 1992-05-29 1996-06-11 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Josephson junction device formed of oxide superconductor and process for preparing the same

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