JPS59121850A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
- Publication number
- JPS59121850A JPS59121850A JP57234047A JP23404782A JPS59121850A JP S59121850 A JPS59121850 A JP S59121850A JP 57234047 A JP57234047 A JP 57234047A JP 23404782 A JP23404782 A JP 23404782A JP S59121850 A JPS59121850 A JP S59121850A
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- JP
- Japan
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- oxidation
- layer
- film
- resistant material
- mask
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- Pending
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- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/01—Manufacture or treatment
- H10W10/011—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/012—Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS]
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10W—GENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10W10/00—Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
- H10W10/10—Isolation regions comprising dielectric materials
- H10W10/13—Isolation 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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
この発明は半導体装置の製造方法に係り、特に絶縁物に
よる素子分離技術に適用して好適な製法を得るものであ
る。
よる素子分離技術に適用して好適な製法を得るものであ
る。
従来の素子分離は、第１図ないし第７図に示す製法が一
般に実用されている。すなわち、Ｐ型の単結晶シリコン
基板Ｉ上に熱酸化処理を用いて熱酸化膜２を厚さ１００
０Ｘ成長させたのち、この熱酸化膜２上に多結晶シリコ
ン層３を厚さ４０００ｊ堆積する。次に、この多結晶シ
リコン層３上に窒化シリコン膜４を気相成長法を用いて
厚さ２０００Ｘ堆積して、第１図のように形成する。次
に、第２図に示すように、窒化シリコンＩｌ！Ｉ！４の
うち素子領域に対応する領域を耐酸化性−７スフ（！：
１．、て窒化シリコンパターン５を写真蝕刻法で形成
する。次に、この窒化シリコンパターン５をマスクとし
て、第３図に示すように、フィールド反転防止用として
、不純物例えばＢ＋１１を加速電圧１８０ＫｅＶ で半
導体基板１の内表面に濃度３ Ｘ １．０１３／ ｉ
でイオン注入した領域６．７を形成する。次いで、前
記パターン５をマスクとして、露出している前記多結晶
シリコン層３を熱酸化して、第４図のように厚い酸化膜
８にする。
般に実用されている。すなわち、Ｐ型の単結晶シリコン
基板Ｉ上に熱酸化処理を用いて熱酸化膜２を厚さ１００
０Ｘ成長させたのち、この熱酸化膜２上に多結晶シリコ
ン層３を厚さ４０００ｊ堆積する。次に、この多結晶シ
リコン層３上に窒化シリコン膜４を気相成長法を用いて
厚さ２０００Ｘ堆積して、第１図のように形成する。次
に、第２図に示すように、窒化シリコンＩｌ！Ｉ！４の
うち素子領域に対応する領域を耐酸化性−７スフ（！：
１．、て窒化シリコンパターン５を写真蝕刻法で形成
する。次に、この窒化シリコンパターン５をマスクとし
て、第３図に示すように、フィールド反転防止用として
、不純物例えばＢ＋１１を加速電圧１８０ＫｅＶ で半
導体基板１の内表面に濃度３ Ｘ １．０１３／ ｉ
でイオン注入した領域６．７を形成する。次いで、前
記パターン５をマスクとして、露出している前記多結晶
シリコン層３を熱酸化して、第４図のように厚い酸化膜
８にする。
次に、残存１−でいる多結晶シリコン層３波び窒化シリ
コンパターン５を反応性スパッタエツチングにより第５
図に示す如く除去する。この時、熱酸化により形成した
厚い酸化膜８のくぼみの部分にくい込んだ部分の多結晶
シリコン層３はエツチングできず残存する。
コンパターン５を反応性スパッタエツチングにより第５
図に示す如く除去する。この時、熱酸化により形成した
厚い酸化膜８のくぼみの部分にくい込んだ部分の多結晶
シリコン層３はエツチングできず残存する。
この残存した多結晶シリコンｔＱ 、９を再び熱酸化し
て、第６図のようにして酸化膜９を形成する。しかるの
ち、この酸化膜９を劣７図に示すように、基板１の表面
が露出するように４０００Ｘ程度、例えばフッ化アンモ
ニウム水溶液等を用いてエツチングして素子分離を行っ
ていた。
て、第６図のようにして酸化膜９を形成する。しかるの
ち、この酸化膜９を劣７図に示すように、基板１の表面
が露出するように４０００Ｘ程度、例えばフッ化アンモ
ニウム水溶液等を用いてエツチングして素子分離を行っ
ていた。
■ フィールド反転防止用として不純物をイオン注入す
る際に、熱酸化Ｉｌｌ 、？ （１０００ｉ ）と多結
晶シリコン＠、？ （４０００Ｘ ）を通してイオン注
入するためには、高い加速電圧が必要となり、現在のイ
オン注入装置ではフィールド反転防雨効果を得ることが
困難である。即ち、加速電圧１８０ＫｅＶでイオン注入
していたが、安定したフィールド反転電圧を得るために
は加速電圧２５０ＫｅＶ以上必要であり、現在のイオン
注入装置では困難であった。
る際に、熱酸化Ｉｌｌ 、？ （１０００ｉ ）と多結
晶シリコン＠、？ （４０００Ｘ ）を通してイオン注
入するためには、高い加速電圧が必要となり、現在のイ
オン注入装置ではフィールド反転防雨効果を得ることが
困難である。即ち、加速電圧１８０ＫｅＶでイオン注入
していたが、安定したフィールド反転電圧を得るために
は加速電圧２５０ＫｅＶ以上必要であり、現在のイオン
注入装置では困難であった。
■ さらに、従来の製法では、第５図の工程のように酸
化膜８のくぼみ部に多結晶シリコン層３が残存するため
、これを除去するために酸化１７、さらに酸化膜８をシ
リコン基板Ｉの表面が露出するまでエツチングするため
、フィールド部分の酸化膜が薄くなる。例えばフィール
ド酸化工程（第４図）時、酸化膜８の厚さが８ｏｏ。
化膜８のくぼみ部に多結晶シリコン層３が残存するため
、これを除去するために酸化１７、さらに酸化膜８をシ
リコン基板Ｉの表面が露出するまでエツチングするため
、フィールド部分の酸化膜が薄くなる。例えばフィール
ド酸化工程（第４図）時、酸化膜８の厚さが８ｏｏ。
Ｘあったものが第７図の工程でのフィールド酸化膜８の
厚さは４０００スぐらいになってしまい、フィールドの
閾値電圧（ｖｔ ｈ ）が下がり、素子の性能が悪くな
るなどの欠点があった。
厚さは４０００スぐらいになってしまい、フィールドの
閾値電圧（ｖｔ ｈ ）が下がり、素子の性能が悪くな
るなどの欠点があった。
■ また、多結晶シリコン膜３を薄くしてもバードビー
クが発生するため、素子として利用できる基板面積が減
少し、微細化、高集積化の面から望ましくない欠点があ
った。
クが発生するため、素子として利用できる基板面積が減
少し、微細化、高集積化の面から望ましくない欠点があ
った。
こ゛の発明は上記欠点を改善したもので、製造工程にバ
ードビークが発生しないようにした製造方法を提供する
ものである。
ードビークが発生しないようにした製造方法を提供する
ものである。
即ち、半導体基板上に形成した比較的酸化速度の速い層
について選択的に厚い酸化膜にするための熱酸化処理す
るに対１〜、前記厚い酸化膜形成予定領域を第１の耐酸
化性物質層をマスクとして所望の深さまでエツチングし
、このマスク下の酸化速度の速い層の側壁に第２の耐酸
化性物質層を形成ｔ７、第１及び第２の耐酸化性物質層
をマスクとして熱酸化処理を行うことにより、バードビ
ークの発生を防雨した半導体装置の製造方法を得るもの
である。すなわち、酸化速度の速い層の側壁のみに耐酸
化性物質膜を設けて、酸化処理を行うことが特徴である
。
について選択的に厚い酸化膜にするための熱酸化処理す
るに対１〜、前記厚い酸化膜形成予定領域を第１の耐酸
化性物質層をマスクとして所望の深さまでエツチングし
、このマスク下の酸化速度の速い層の側壁に第２の耐酸
化性物質層を形成ｔ７、第１及び第２の耐酸化性物質層
をマスクとして熱酸化処理を行うことにより、バードビ
ークの発生を防雨した半導体装置の製造方法を得るもの
である。すなわち、酸化速度の速い層の側壁のみに耐酸
化性物質膜を設けて、酸化処理を行うことが特徴である
。
次に、この発明製造方法の実施例を第８図々いし第１４
図を参照して具体的に説明する。−導電型半導体基板例
えばＰ型の単結晶シリコン基板２Ｉ上に、比較的酸化速
度の速い層例えば１０００°Ｃのドライ酸素ガス（０□
）酸化法で厚さ１ｎｏｏｉの熱酸化膜２２を成長させた
後、この熱酸化膜２２上に多結晶シリコン層２３を気相
成長法（低温ＣＶＤ） で厚さ４ｏｏｏ１堆積する。
図を参照して具体的に説明する。−導電型半導体基板例
えばＰ型の単結晶シリコン基板２Ｉ上に、比較的酸化速
度の速い層例えば１０００°Ｃのドライ酸素ガス（０□
）酸化法で厚さ１ｎｏｏｉの熱酸化膜２２を成長させた
後、この熱酸化膜２２上に多結晶シリコン層２３を気相
成長法（低温ＣＶＤ） で厚さ４ｏｏｏ１堆積する。
次に、第１の耐酸性物質膜を形成する。例えば前記多結
晶シリコン層２３上に窒化シリコン膜２４を気相成長法
（低温ＣＶＤ ） で厚さ２０００Ｘ堆積して第８図
のように形成する。次いで、この窒化シリコン膜２４上
にレジスト膜を形成して素子領域２なる部分のパターン
２５を第９図のように写真蝕刻法で形成する。さらに、
このパターン２５をマスクとして前記窒化シリコン膜２
４を反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）にン ｘ程度）エツチングする。このエツチング深さは次工程
のイオン注入のためであり、適宜選択できる。次いで、
フィールド反転防止用として不純物例えばポロン（Ｂ＋
Ｉ＋） を加速電圧１分ＯＫ ｅ Ｖで、ドーズ量Ｉ
Ｘ １０１３／ ｃｒｌのイオン注入をシリコン基板
２Ｉ内表面に行い、第１ａ図に示すようにイオン注入領
域２６を形成する。このとき、多結晶シリコン層２３が
ある程度の深さまでエツチングされているので、反転防
１Ｆ効果を得るのに充分なイオン注入が可能である。
晶シリコン層２３上に窒化シリコン膜２４を気相成長法
（低温ＣＶＤ ） で厚さ２０００Ｘ堆積して第８図
のように形成する。次いで、この窒化シリコン膜２４上
にレジスト膜を形成して素子領域２なる部分のパターン
２５を第９図のように写真蝕刻法で形成する。さらに、
このパターン２５をマスクとして前記窒化シリコン膜２
４を反応性イオンエツチング（ＲＩＥ）にン ｘ程度）エツチングする。このエツチング深さは次工程
のイオン注入のためであり、適宜選択できる。次いで、
フィールド反転防止用として不純物例えばポロン（Ｂ＋
Ｉ＋） を加速電圧１分ＯＫ ｅ Ｖで、ドーズ量Ｉ
Ｘ １０１３／ ｃｒｌのイオン注入をシリコン基板
２Ｉ内表面に行い、第１ａ図に示すようにイオン注入領
域２６を形成する。このとき、多結晶シリコン層２３が
ある程度の深さまでエツチングされているので、反転防
１Ｆ効果を得るのに充分なイオン注入が可能である。
次に、表面に第２の耐酸化性物質膜を形成する。
例えば窒化シリコン膜２７を気相成長法（低温ＣＶＤ
） で１００ＯＸ堆積して第１１図の如く形成する。
） で１００ＯＸ堆積して第１１図の如く形成する。
次に、この形成した窒化シリコン膜２７を例えばＲＩＢ
法で全面エツチングする。
法で全面エツチングする。
このエラキング工程により、窒化シリコン膜２７は窒化
シリコン膜２４および多結晶シリコン層２３の側壁のみ
に第１２図のように残存する。次に、このようにして形
成された窒化シリコン膜２４．２７をマスクとＬ７て、
露出１．た前記多結晶シリコン層２３を酸化処理する。
シリコン膜２４および多結晶シリコン層２３の側壁のみ
に第１２図のように残存する。次に、このようにして形
成された窒化シリコン膜２４．２７をマスクとＬ７て、
露出１．た前記多結晶シリコン層２３を酸化処理する。
例えば１０００℃のドライ酸素ガス（０２）酸化法を用
いて、熱酸化膜２８を′第１３図に示すように形成する
。この酸化工程ではバードビークは発生しない。次に、
前記窒化シリコン膜ｚＢ；ｐｒをエツチングにより除去
し、さらに多結晶シリコン層２３もＲＩＢ 法でエツチ
ング除去した後、熱酸化膜２８をシリコン基板２Ｉの表
面が露出するまでエツチング例えば１００ＯＸエツチン
グして、第１４図に示すようなフィールド酸化膜が形成
される。
いて、熱酸化膜２８を′第１３図に示すように形成する
。この酸化工程ではバードビークは発生しない。次に、
前記窒化シリコン膜ｚＢ；ｐｒをエツチングにより除去
し、さらに多結晶シリコン層２３もＲＩＢ 法でエツチ
ング除去した後、熱酸化膜２８をシリコン基板２Ｉの表
面が露出するまでエツチング例えば１００ＯＸエツチン
グして、第１４図に示すようなフィールド酸化膜が形成
される。
以上説明１．たように、逆捩的に厚い熱酸化膜を形成す
る時のマスクとして耐酸化性物質膜で側壁まで被覆して
形成することにより、バードビークの発生し々い半導体
装置の製造方法を得ることができる。
る時のマスクとして耐酸化性物質膜で側壁まで被覆して
形成することにより、バードビークの発生し々い半導体
装置の製造方法を得ることができる。
このように、この発明によれば次のような効果を得るこ
とかでざる。
とかでざる。
■ 耐酸化性物質１１＠で表面および側壁も被覆１−で
熱酸化膜を形成するので従来のようなバードビークが製
造工程に発生しない。
熱酸化膜を形成するので従来のようなバードビークが製
造工程に発生しない。
■ バードビークが発生しないので、従来の残存する多
結晶シリコンの酸化工程が不要となり、微細化、高集積
化に寄与する効果がある。
結晶シリコンの酸化工程が不要となり、微細化、高集積
化に寄与する効果がある。
■ さらに反転防雨領域を形成したい場合、多結晶シリ
コン層の厚い熱酸化膜形成領域を所望の深さまでエツチ
ングしたのちイオン注入工程を実姉できるので、現在の
イオン注入装置で充分反転防１ヒ用領域を形成できる。
コン層の厚い熱酸化膜形成領域を所望の深さまでエツチ
ングしたのちイオン注入工程を実姉できるので、現在の
イオン注入装置で充分反転防１ヒ用領域を形成できる。
４４１図ないし第７図は従来の半導体装１６′の製造方
法を工程順に説明するための断面図、第８図ないし第１
４図は不発明製造方法の実姉例を製造工程順に説明する
ための断面図である。 ２Ｉ・・・Ｐ型シリコン法板、２２・・熱酸化膜、２３
・・・多結晶シリコンＩＱ；、２（・・・窒化シリコン
層、２５・・・パターン、２６・・フィールド反転防止
イオン注入工程、２７・・・蓋化シリコン膜、２８・・
・熱酸化膜。 出願入代ｔｑ）人 弁Ｊ！ｅ士 鈴 江 武 彦昭和
年 月 日 特許庁長官 若 杉 和 失敗 １、事件の表示 特願昭５７−２３４０４７号 ２、発明の名称 半導体装置の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 ％ 許田Ｎ 人 （３０７）束兜芝γＩＨ電気株式会社 ４、代理人 ６、補正の対象
法を工程順に説明するための断面図、第８図ないし第１
４図は不発明製造方法の実姉例を製造工程順に説明する
ための断面図である。 ２Ｉ・・・Ｐ型シリコン法板、２２・・熱酸化膜、２３
・・・多結晶シリコンＩＱ；、２（・・・窒化シリコン
層、２５・・・パターン、２６・・フィールド反転防止
イオン注入工程、２７・・・蓋化シリコン膜、２８・・
・熱酸化膜。 出願入代ｔｑ）人 弁Ｊ！ｅ士 鈴 江 武 彦昭和
年 月 日 特許庁長官 若 杉 和 失敗 １、事件の表示 特願昭５７−２３４０４７号 ２、発明の名称 半導体装置の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係 ％ 許田Ｎ 人 （３０７）束兜芝γＩＨ電気株式会社 ４、代理人 ６、補正の対象
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）半導体基板上に形成した比較的酸化速度の速い層
について選択的に厚い酸化膜にするための熱酸化処理す
るに際１−１前記厚い酸化膜形成予定領域を第１の耐酸
化性物質層をマスクとして所望の深さまでエツチングす
る工程と、前記マスク下の前記酸化速度の速い層の側壁
に第２の耐酸化性物質層を形成する工程と、前記第１及
び第２の耐酸化性物質層をマスクとして熱酸化する工程
とを具備してなることを特徴とする半導体装置の製造方
法。 （２）酸化速度の速い層として多結晶シリコン層を用い
、耐酸化性物質層として窒化シリコン層を用いることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製
造方法。 ＋３）第１の耐酸化性物質層をマスクとしてエツチング
したことにより露出したマスク下の酸化速度の速い層側
壁への第２の耐酸化性物質層の形成は、第１の耐酸化性
物質層をマスクと１−て酸化速度の速い層をエツチング
した後、表面に第２の耐酸化性物質層を形成［７、この
第２の耐酸化性物質層をエツチングすることにより形成
したものである特許請求の範囲第１項記載の半導体装置
の製造方法。 （４） フィールド反転防１トのためのイオン注入は
、第１の耐酸化性物質層をマスクとして酸化速度の速い
層をエツチングした後に、前記マスクを用いて半導体基
板内表面にイオン注入することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半導体装置の製造方法。 （５）第１及び第２の耐酸化性物質層と酸化速度の速い
層は低温で気相成長したものである特許請求の範囲第１
項記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57234047A JPS59121850A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57234047A JPS59121850A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59121850A true JPS59121850A (ja) | 1984-07-14 |
Family
ID=16964733
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57234047A Pending JPS59121850A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59121850A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257230A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63204746A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63217639A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の素子分離形成方法 |
| JPH01137645A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-30 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体装置の製造方法 |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP57234047A patent/JPS59121850A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6257230A (ja) * | 1985-09-06 | 1987-03-12 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63204746A (ja) * | 1987-02-20 | 1988-08-24 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPS63217639A (ja) * | 1987-03-06 | 1988-09-09 | Seiko Instr & Electronics Ltd | 半導体装置の素子分離形成方法 |
| JPH01137645A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-30 | Internatl Business Mach Corp <Ibm> | 半導体装置の製造方法 |
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