JPS59161837A - 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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JPS59161837A
JPS59161837A JP58036960A JP3696083A JPS59161837A JP S59161837 A JPS59161837 A JP S59161837A JP 58036960 A JP58036960 A JP 58036960A JP 3696083 A JP3696083 A JP 3696083A JP S59161837 A JPS59161837 A JP S59161837A
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JP
Japan
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film
oxide film
layer
substrate
mask
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JP58036960A
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English (en)
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Hideto Goto
秀人 後藤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by NEC Corp, Nippon Electric Co Ltd filed Critical NEC Corp
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Publication of JPS59161837A publication Critical patent/JPS59161837A/ja
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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]
    • H10W10/0125Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS] comprising introducing electrical impurities in local oxidation regions, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics
    • H10W10/0126Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS] comprising introducing electrical impurities in local oxidation regions, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics introducing electrical active impurities in local oxidation regions to create channel stoppers
    • 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

  • Non-Volatile Memory (AREA)
  • 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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に高密度LS
Iにおける素子分離領域を小さくすると共に品質の向上
した半導体装置の製造方法に関する。
近年、半導体集積回路の高密度化が進むにしたがって素
子間の分離領域を小さくする必要が生じてきている。
シリコン基板上に半導体素子を形成する場合、一般に選
°択酸化法によって形成される酸化膜が素子分離に用い
られる。
まず、従来の半導体集積回路の素子分離の工程を第1図
に従って説明する。
第1図(5)に示すP型のシリコン基板1に熱酸化によ
りうすい酸化膜2を形成する。次に、例えばCVD法に
より窒化膜3を1ooo〜1200人の厚さに形成した
のち選択的にエツチングし窒化膜パターンとする〔第1
図(B)〕。次に、例えばボロン(B)をイオン注入し
て注入領域(チャンネルストッパ領域)4を形成する〔
第1図(C1]、次に、窒化膜3をマスクとしてシリコ
ン基板1が゛熱酸化し、例えば1μm厚の絶縁分離酸化
膜5を形成する〔第1図(D)〕。
この絶縁分離酸化膜5が素子分離領域6を形成し、窒化
膜3の下部が素子形成領域7となる。
この様にして系子形成領域7が分離されるが、シリコン
基板を加熱酸化した時、窒化膜3の両端に接する部分が
細長く酸化されいわゆるノく−ズビーク8が形成される
ためそれだけ素子形成領域7が狭められると共に、バー
ズビーク8下部のシリコン基板中に結晶欠陥が生じ素子
のリーク電流を増加させる欠点がある。
バーズビークの発生は主にマスクとしての徳化++j4
3が薄い場合とその下の酸化1摸2が厚い場合に生ずる
。一方、結晶欠陥は窒化膜3とシリコン基板1の熱膨張
の差によって生ずるストレスに起因する。従って、バー
ズビークの形成を抑制するためには窒化膜3を厚くし、
酸化膜2を薄くする必要があるが、こうすると逆に結晶
欠陥が増加することになる。
本発明の目的は、上記欠点を除去し、バーズビークの形
成を抑制して素子分離領域を小ざくすると共に、シリコ
ン基板に発生する結晶欠陥を少くする半導体装置の製造
方法を提供することにある。
本発明の他の目的は、ゲート電極をセルファライン方式
で形成することによシ集槓度の向上した半導体装置の製
造方法を提供することにおる。
不発明の特徴は、半導体基板上に酸化膜な設は回路素子
を形成する領域上の該酸化膜上に多結晶シリコン層を選
択的に形成する工程と、前記多結晶シリコ/層の側面及
び上表面を耐酸化性の膜で覆う工程と、前記耐酸化性の
膜で覆われた多結晶シリコン層をマスクとして選択酸化
を行う工程とを含む半導体装置の製造方法にある。
本発明の他の特徴は、半導体基板上に酸化膜を設け、回
路素子を形成する領域上の該酸化膜上に多結晶シリコン
層を選択的に形成する工程と、前記多結晶シリコン層の
側面及び上表面を耐酸化性の膜で覆う工程と、前記耐酸
化性の膜で檜われた多結晶シリコン層をマスクとして選
択酸化を行う工程と、前記多結晶シリコン層を所定の形
状にエツチングしでゲート電極を形成する工程とを含む
半導体装置の製造方法にある。
不発【!11によれば、素子分離領域としての酸化膜を
形成するために、シリコン基板を熱酸化する時に用いる
マスクとして薄いシリコン窒化膜で側面及び上表面を覆
った厚い多結晶シリコン(以下ポリシリコンと記す)層
を用いる、ポリシリコン層は厚く形成されているために
、ツクーズピークの成長は抑制され、また、ポリシリコ
ン層とシリコン基板の熱膨張率はほとんど等しい几めに
シリコン基板にはポリシリコン層に起因する結晶欠陥の
発生は起らない。更に、このポリシリコン層をエツチン
グしてゲート電極を形成する場合は、新たにゲート電極
を形成するためのマスク合せマージンが不委となるので
集積度の向上した半導体装置を製造することができる。
次に本発明についで実施例を用いて詳細に説明する。
第2図(8)〜(0は、各々本発明の第1の実施例を説
明するための製造工程断面図である。
第2図(5)において、P型シリコン基板10表面に熱
酸化によりうすい酸化膜2を形成する。次でポリシリコ
ン層10を、例えばCVD法により成長させたのち、所
定の形状に選択エツチングする。
なお、ポリシリコン層10を第2の実施例の様にゲート
電極として用いる場合は、エツチング前にリン(P)を
拡散してポリシリコン層抵抗を下げておく。
次に、例えば、1200℃のアンモニア雰囲気中で約1
0OAのシリコン窒化膜11を成長させてポリシリコン
層10の側面及び上表面を覆ったのちポリシリコン層1
0周囲以外のシリコン窒イヒ膜11をエツチングして除
去する。次で、全面にボロン(B)をイオン注入し注入
領域(チャンネルストッパ領域)4を形成する〔第2図
(B)〕。
次に、シリコン基板1を熱酸化し、絶縁分離酸化膜5を
成長させる〔第2図(C))。
次に、シリコン窒化膜11、ポリシリコン層10及び酸
化膜2を順次除去したのち、素子形成領域12上にゲー
ト酸化膜13を形成する〔第2図(至)〕。
次に、シリコン基板1表面にポリシリコン層を成長させ
たのち、所定のパターンにエツチングしてゲート電極1
4を形成する。次で、例えばヒ素(As)をイオン注入
し、ソース領域15及びドレイン領域16を形成する〔
第2図(E)〕。
次に、CVD法により絶縁酸化膜17を形成したのちソ
ース領域14及びドレイン領域16上に開孔部を設ける
、次で、アルミニウム(A/)を蒸着したのちエツチン
グし、Al電極配線18を形成しMO8半導体装置を完
成させる〔第2図(F))。
この様に、薄いシリコン窒化膜11で覆わnた厚いポリ
シリコン層10をマスクとして形成した絶縁分離酸化膜
5には、第1図(D)に示されるようなバーズビークは
形成されない。従って、絶縁分離酸化膜5が形成する素
子分離領域は小さくなp必要最小限のものとすることが
でき、半導体装置の集積度は極めて高いものとなる。更
に、従来素子形成領域に発生していた結晶欠陥も抑制さ
れ、リーク電流が少い品質の向上した半導体装置が得ら
れる。
第3図(5)〜(至)は、本発明の第2の実施例として
の70一テイングゲート型EPf’LOMの製造工程断
面図である。
第3図(5)は第2図(Qとほぼ同じものである。すな
わち、第2図(5)、(B)と同様の処理によシ、P型
シリコン基板10表面に、酸化膜2を介して、Pを拡散
しシリコン窒化膜で覆われた第1のポリシリコン層20
を形成し、Bをイオン注入して注入領域4を形成したの
ち、熱酸化により絶縁分離酸化膜5を形成したものであ
る。この場合、薄い酸化膜2はゲート酸化膜となる。
次に、シリコン基板1の底面に第2のポリシリコン層と
ホトレジスト層を形成したのち、ホトレジスト層を所定
のパターン21にエツチングし、このホトレジストのパ
ターン21をマスクとじて第2のポリシリコン層をエツ
チングして、第2のゲート電極22を形成する〔第3図
(B)〕。
次に、第2のゲート電極22及びホトレジスト層のパタ
ーン21をマスクとしてシリコン窒化膜11及び第1の
ポリシリコン層20を順次エツチングし、セルファライ
ン方式で第1のゲート(フローティングゲート)電極2
0′を形成する。次で、Asをイオン注入し、ソース領
域15及びドレイン領域16を形成する〔第3図(C1
)。
なお、この工程で一部シリコン窒化膜を除去し新たに酸
化膜等を形成し、第1及び第2のゲート電極間の絶縁膜
とすることもできる。
次に、ホトレジストパターン21を除去したのち、絶縁
酸化膜17を全面に形成し、ソース領域15及びドレイ
ン領域16上に開孔部を設ける。
次で、全面にAIを蒸着したのち選択エツチングし、A
A電極配線18を形成してフローティングゲート型BF
ROMを完成させる〔第3図(IN)。
この様にして形成されたフローティングゲート型EP几
OMは、第1の実施例の場合と同様に、バーズビークが
形成されないために素子分離領域が小さくなり、それだ
け集積度が向上し、素子形成領域中の結晶欠陥の発生も
抑制されたものとなる。更に第1のゲート電極がセルフ
ァライン方式で形成されるため集積度をより一層向上さ
せることができる。次にその構造を説明する。
第4図は、第3図(Qにおける一部切欠き上面図、第5
図は、従来の70一テイングゲートmEP几OMにおけ
る第4図と同じ部分の上面図である。
第4図及び第5図において、従来のフローティングゲー
ト型EPROM では、素子形成領域12の上部に第1
のゲート酸化膜を介して形成される第1のゲート電極3
0(斜線部)は、マスク合せ精度を考慮してΔWだけ素
子形成領域12からはみ出して形成される。すなわち、
エツチングマージンa(L=tΔW’=i3μm)を考
慮すると、素子形成領域間隔は約9μmとなっている。
一方、本発明の方法によシ製造されるフローティングゲ
ート型BFROM の第1のゲート電極20’ はセル
ファライン方式で形成されるため、素子形成領域間隔は
エツチングマージンaの3μmだけでよく、素子形成領
域間隔は1/3 となりそれだけ集積度が向上する。
上記第2の実施例では、フローティングゲート型EPR
OM を用いて説明したが、これに限定されるものでは
なく、絶縁分離酸化膜を形成する時にマスクとして用い
るポリシリコン層を、通常のrVi08半導体のゲート
電極として利用するごとも可能であり、その場合も上記
と同様の効果を有する。
以上詳細に説明した様に、本発明によれば、バーズビー
クの成長が抑制されると共に、素子形成領域に発生する
結晶欠陥も抑制されるため、集積度の向上した品質の高
い半導体装置の製造方法が得られるのでその効果は犬で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1図(5)〜(均は従来の半導体装置の製造方法を説
明する製造工程断面図、第2図(A)〜(F′)は本発
明の第1の実施例を説明するための製造工程断面図、第
3図(8)〜(麹は本発明の第2の実施例を説明するた
めの製造工程断面図、第4図は第3図(C)における一
部切欠き上面図、第5図は従来の70一テイングゲート
型EP几OMの一部切欠き上面図である。 1・・・・・・P型のシリコン基板、2・・・・・・酸
化膜、3・・・・・・窒化膜、4・・・・・・注入領域
、5・・・・・・絶縁分離酸化膜、6・・・・・・素子
分離領域、7・・・・・・素子形成領域、8・・・・・
・バーズビーク、10・・・・・・ポリシリコン層、1
1・・・・・・シリコン窒化膜、12・・・・・・素子
形成領域、13・・・・・・ゲート酸化膜、14・・・
・・・ゲート電極、15・・・・・・ソース領域、16
・・・・・・ドレイン領域、17・・・・・・絶縁酸化
膜、18・・・・・・A!!電極配線、20・・・・・
・ポリシリコン層、20′・・・・・・第1のゲート電
極、21・・・・・・ホトレジスト層のパターン、22
・・・・・・第2のゲート電極、30・・・・・・第1
のゲート電極。 察1固 茅2田 際30 tk    、6 !−手図 20’ 療5回

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に酸化膜を設け、回路素子を形成す
    る領域上の該酸化膜上に多結晶シリコン層を選択的に形
    成する工程と、前記多結晶シリコン層の側面及び上表面
    を耐酸化性の膜で覆う工程と、前記耐酸化性の膜で覆わ
    れた多結晶シリコン層をマスクとして選択酸化を行う工
    程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)半導体基板上に酸化膜を設け、回路素子を形成す
    る領域上の該酸化膜上に多結晶シリコン層を選択的に形
    成する工程と、前記多結晶シリコン層の側面及び上表面
    を耐酸化性の膜で覆う工程と、前記耐酸化性の膜で覆わ
    れた多結晶シリコン層をマスクとして選択酸化を行う工
    程と、前記多結晶シリコン層を所定の形状にエツチング
    してゲート電極を形成する工程とを含むことを特徴とす
    る半導体装置の製造方法。
JP58036960A 1983-03-07 1983-03-07 半導体装置の製造方法 Pending JPS59161837A (ja)

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Cited By (6)

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