JPS598349A - 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
- JPS598349A JPS598349A JP57117521A JP11752182A JPS598349A JP S598349 A JPS598349 A JP S598349A JP 57117521 A JP57117521 A JP 57117521A JP 11752182 A JP11752182 A JP 11752182A JP S598349 A JPS598349 A JP S598349A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- silicon nitride
- nitride film
- silicon
- oxide film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P14/00—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars
- H10P14/60—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials
- H10P14/61—Formation of materials, e.g. in the shape of layers or pillars of insulating materials using masks
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】
本発明ｅよ半導体装置の製造方法Ｖこ関し特に半導体基
板内の集子間全分離する所論素子間分離法に関する〇 集積回路装置に於いては、半導体基板内に組み込まれ友
能動素子間全電気的に独立に保つために素子間に分離領
域を設ける必敦がある。例えばシリコン基板を用いたＭ
ＯＳ型集積回路装Ｗに於いては約１μの厚さのシリコン
酸化膜を能動素子間に設けておく事で、素子間分離を達
成している〇従来、この厚いシリコン酸化１１！ｊ！に
素子間に選択的に形成する為にはシリコン基板上ＶＣ選
択的にシリコン窒化膜を残し、そのシリコン窒化膜をマ
スクとしてシリコン基板全酸化し素子間に厚いがｒ開フ
ィールド酸化膜を形成していた。この際、厚いフィール
ド酸化膜を形成するためには１０００°Ｃ前後の高温度
で長時間の熱酸化が必要とされるためシリコン窒化膜を
シリコン基板上に直接被着してしまうとシリコンとシリ
コン窒化膜の熱膨張係数の違い等に起因してシリコン基
板内に歪が入り、後で形成される素子の特性を劣化させ
る。この現象ヲ避けるために一般的にシリコン基板とシ
リコン窒化膜の間に数百へ〜１０００Ａ程の薄いシリコ
ン酸化膜を介在させて歪を緩和させる方法がとられる。
板内の集子間全分離する所論素子間分離法に関する〇 集積回路装置に於いては、半導体基板内に組み込まれ友
能動素子間全電気的に独立に保つために素子間に分離領
域を設ける必敦がある。例えばシリコン基板を用いたＭ
ＯＳ型集積回路装Ｗに於いては約１μの厚さのシリコン
酸化膜を能動素子間に設けておく事で、素子間分離を達
成している〇従来、この厚いシリコン酸化１１！ｊ！に
素子間に選択的に形成する為にはシリコン基板上ＶＣ選
択的にシリコン窒化膜を残し、そのシリコン窒化膜をマ
スクとしてシリコン基板全酸化し素子間に厚いがｒ開フ
ィールド酸化膜を形成していた。この際、厚いフィール
ド酸化膜を形成するためには１０００°Ｃ前後の高温度
で長時間の熱酸化が必要とされるためシリコン窒化膜を
シリコン基板上に直接被着してしまうとシリコンとシリ
コン窒化膜の熱膨張係数の違い等に起因してシリコン基
板内に歪が入り、後で形成される素子の特性を劣化させ
る。この現象ヲ避けるために一般的にシリコン基板とシ
リコン窒化膜の間に数百へ〜１０００Ａ程の薄いシリコ
ン酸化膜を介在させて歪を緩和させる方法がとられる。
この方法に於いては確かに熱酸化時の歪を少くし・素子
特性の劣化を檎く少くする蓼が可能であるが他方、熱酸
化時に酸化因子である酸素や水酸基が、介在させた薄い
シリコン酸化膜中を拡散してゆき、垢子間分離のフィー
ルド酸化膜のエッヂがシリコン窒化膜の下側に入り込む
所謂バーズビークの問題が生じる。このバーズビークが
発生するとその巾だけフィールド歌化膜の巾が広くなり
、素子を形成する領域が狭くなシ集＃１度の向上の大き
な障害となっていた。
特性の劣化を檎く少くする蓼が可能であるが他方、熱酸
化時に酸化因子である酸素や水酸基が、介在させた薄い
シリコン酸化膜中を拡散してゆき、垢子間分離のフィー
ルド酸化膜のエッヂがシリコン窒化膜の下側に入り込む
所謂バーズビークの問題が生じる。このバーズビークが
発生するとその巾だけフィールド歌化膜の巾が広くなり
、素子を形成する領域が狭くなシ集＃１度の向上の大き
な障害となっていた。
従来このバーズビークの発生を抑える為に、一度薄いシ
リコン酸化膜シリコン窒化膜を選択的に形成し之故に全
面にわたりシリコン窒化膜を形成し、更にリアクティブ
イオンエツチング等で指向性のあるドライエッチ法で全
面エッチを行い、最初に形成されていた薄いシリコン酸
化膜とシリコン窒化膜の端の部分にＩｓいては新しく形
成さ九たシリコン窒化膜段差の為１′ｉ：厚くなシ至面
エッチ時に残り、この残ったシリコン窒化膜によりバー
ズビークの発生を抑うようという方法がある。
リコン酸化膜シリコン窒化膜を選択的に形成し之故に全
面にわたりシリコン窒化膜を形成し、更にリアクティブ
イオンエツチング等で指向性のあるドライエッチ法で全
面エッチを行い、最初に形成されていた薄いシリコン酸
化膜とシリコン窒化膜の端の部分にＩｓいては新しく形
成さ九たシリコン窒化膜段差の為１′ｉ：厚くなシ至面
エッチ時に残り、この残ったシリコン窒化膜によりバー
ズビークの発生を抑うようという方法がある。
しかしながらこの従来の方法では、全面エッチ的の条件
設定が非常に難しく再現性よくバーズビークを抑えるの
が非常ＶＣ難しいという困難がありｔｎ 従って、本発明の目的は上記の問題点を除去したバーズ
ビークの発生のない素子間分離方法を提供する事である
。
設定が非常に難しく再現性よくバーズビークを抑えるの
が非常ＶＣ難しいという困難がありｔｎ 従って、本発明の目的は上記の問題点を除去したバーズ
ビークの発生のない素子間分離方法を提供する事である
。
本発明は選択的に形成される薄いシリコン酸化膜とシリ
コン窒化膜に於いてシリコン窒化膜をひさし状態に下側
の薄いシリコン酸化膜より外部に張り出たぜ、次に成長
されるシリコン窒化膜をプラズマ気相成長や減圧気相成
長で行う事により、選択的に形成されたシリコン窒化膜
のひさしの下側に再現性より第２のシリコン窒化膜を残
す事が可能となるという知見に基〈。
１本発明の方法によれば、第２のシリコン
窒化膜は％第１のシリコン窒化膜のひさしの下にもぐり
込ンだ第２のシリコン窒化膜は全面シリコン窒化膜工、
チング時にオーバーエッチされても肌１のシリコン窒化
膜の下側に入り込んでいるために確実に残り再現性よく
、選択的に形成された薄いシリコン酸化膜及び第１のシ
リコン窒化膜の端に形成されるので、バーズビークの発
生も再現性よく抑えられるという大きな利点が生じる。
コン窒化膜に於いてシリコン窒化膜をひさし状態に下側
の薄いシリコン酸化膜より外部に張り出たぜ、次に成長
されるシリコン窒化膜をプラズマ気相成長や減圧気相成
長で行う事により、選択的に形成されたシリコン窒化膜
のひさしの下側に再現性より第２のシリコン窒化膜を残
す事が可能となるという知見に基〈。
１本発明の方法によれば、第２のシリコン
窒化膜は％第１のシリコン窒化膜のひさしの下にもぐり
込ンだ第２のシリコン窒化膜は全面シリコン窒化膜工、
チング時にオーバーエッチされても肌１のシリコン窒化
膜の下側に入り込んでいるために確実に残り再現性よく
、選択的に形成された薄いシリコン酸化膜及び第１のシ
リコン窒化膜の端に形成されるので、バーズビークの発
生も再現性よく抑えられるという大きな利点が生じる。
次に本発明をよりよく理屏するために図面を用いて説明
しよう゛。
しよう゛。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は従来の選択酸化法と呼ばれ
る素子間分離法を説明する為の断面図である◎先づ第１
１図（ａ）ＶＣ示される様にシリコン基板１０１上に薄
いシリコン酸化膜１０２とシリコン窒化膜１０１形成す
る。次に第１図（ｂ）に示す如く、該シリコン酸化膜１
０１、シリコン窒化膜１０２’にマスクとしてシリコン
基板を１０００℃前後の高温で、通常はスチーム窒囲気
中に於いて長時間酸化し大 １μのフィールドシリコン
酸化膜１０１形成する０この従来の方法に於いてはフィ
ールド酸化膜１０４の酸化因子である水酸築や酸素がシ
リコン酸化膜１０２とシリコン窒化膜１０３の端ＩＷ１
０５からシリコン酸化膜１０２の内部に横方向に拡散す
るために、フィールド酸化膜１０４は前記シリコン酸化
膜１０２、シリコン窒化膜１０３の端１０５から横方向
にり、だけ拡がりこの分だけシリコン窒化膜１０３で被
われた部分のｌ槓が小さくなり、素子はこのシリコン窒
化膜１０３Ｖｃ被われた部分に形成されるから結果的に
集積度が向上しなくなるという大きな問題が生じ、特に
この問題は集積回路の設はルールが微細ＩＣなるに従い
非常に重要な問題となって米た。
る素子間分離法を説明する為の断面図である◎先づ第１
１図（ａ）ＶＣ示される様にシリコン基板１０１上に薄
いシリコン酸化膜１０２とシリコン窒化膜１０１形成す
る。次に第１図（ｂ）に示す如く、該シリコン酸化膜１
０１、シリコン窒化膜１０２’にマスクとしてシリコン
基板を１０００℃前後の高温で、通常はスチーム窒囲気
中に於いて長時間酸化し大 １μのフィールドシリコン
酸化膜１０１形成する０この従来の方法に於いてはフィ
ールド酸化膜１０４の酸化因子である水酸築や酸素がシ
リコン酸化膜１０２とシリコン窒化膜１０３の端ＩＷ１
０５からシリコン酸化膜１０２の内部に横方向に拡散す
るために、フィールド酸化膜１０４は前記シリコン酸化
膜１０２、シリコン窒化膜１０３の端１０５から横方向
にり、だけ拡がりこの分だけシリコン窒化膜１０３で被
われた部分のｌ槓が小さくなり、素子はこのシリコン窒
化膜１０３Ｖｃ被われた部分に形成されるから結果的に
集積度が向上しなくなるという大きな問題が生じ、特に
この問題は集積回路の設はルールが微細ＩＣなるに従い
非常に重要な問題となって米た。
第２図（ａ）〜（ｄ）は本発明の素子間分離法を説明す
るための断面図である。先づ第２図（ａ）に示す如く、
シリコン基板２０１の上に選択的に薄いシリコン酸化膜
２０２及び第１のシリコン窒化膜２０３ｔｌ−形成する
。この際シリコン酸化膜２０２は、シリコン窒化膜２０
３をマスクとしてエツチング除去するがこのシリコン酸
化膜２０２を少しオーバーエッチする事により、シリコ
ン窒化膜２０３の端はシリコン酸化膜２０２の端を後退
させてシリコン窒化膜２０３全オーバーハングにする。
るための断面図である。先づ第２図（ａ）に示す如く、
シリコン基板２０１の上に選択的に薄いシリコン酸化膜
２０２及び第１のシリコン窒化膜２０３ｔｌ−形成する
。この際シリコン酸化膜２０２は、シリコン窒化膜２０
３をマスクとしてエツチング除去するがこのシリコン酸
化膜２０２を少しオーバーエッチする事により、シリコ
ン窒化膜２０３の端はシリコン酸化膜２０２の端を後退
させてシリコン窒化膜２０３全オーバーハングにする。
典型的にはシリコン酸化膜２０２が１００ＯＡ、 シ
リコン輩１ヒ膜２０３力ｉ１５ＵＵＡとすると、このオ
ーバーハングの部分の長さは０．２μ前後でよい。この
０．２μの加工性は弗酸を含むエッチング液によるシリ
コン敵化膜のエッチがよく知られた技術であり、拘現注
のよいものでるる。
リコン輩１ヒ膜２０３力ｉ１５ＵＵＡとすると、このオ
ーバーハングの部分の長さは０．２μ前後でよい。この
０．２μの加工性は弗酸を含むエッチング液によるシリ
コン敵化膜のエッチがよく知られた技術であり、拘現注
のよいものでるる。
しかる後に、第２図（ｂ）Ｋ示すようにプラズマ気相成
長、もしくＵ減圧気相成長法によって、シリコン基板全
面に第２のシリコン窒化膜２０４を形成する。この第２
のシリコン窒化膜２０４は減圧気相は成長かもしくはプ
ラズマ気相成長で行うと、第１のシリコン窒化膜の下側
にもよくまわり込む。欠Ｖｃ第２図（ｃ）Ｋ示す如く、
リアクティブイオンエッチ等の指向性をもったエツチン
グ方法で第２のシリコン窒化膜２０４を全面エッチする
と、飛来するエツチングガスにさらされる頭載のＷ、２
のシリコン窒化膜２０４がエツチング除去される櫟な条
件に設定すると、第１のシリコン窒化膜２０３のオーバ
ーハングの下の部分のみに第２のシリコン窒化膜２０４
の一部２０５が残される口この第のシリコン磁化膜２０
４の下のみＩｃ第２のシリコン窒化膜の一部２０５を残
す事はこの部分は第１のシリコン窒化膜２０４がエツチ
ングのマスクとなっているので非常に容易に行え、第２
のシリコン窒化膜２０４のうち不用は部分のみをエツチ
ングするのに充分な酌量をかけても安定に再現性よくシ
リコン窒化膜２０５は残される。その後第２図の（ｄ）
の様に１０００℃前後の温度で通常スチーム雰囲気中に
於いて１μ程度の厚さのフィールド酸化膜２０６に形成
する。この時、フィールド酸化膜２０６と薄いシリコン
酸化Ｍ２Ｏ２の間には第２のシリコン窒化膜の一部２０
５が存在しているため、上記フィールド酸化膜２０６形
成の為の酸化中に酸化因子はシリコン酸化膜２０２中に
拡散してゆかず従って、フィールド酸化膜２０６は端は
シリコン窒化膜２０５で止まり、バーズビークは殆んど
生じない。
長、もしくＵ減圧気相成長法によって、シリコン基板全
面に第２のシリコン窒化膜２０４を形成する。この第２
のシリコン窒化膜２０４は減圧気相は成長かもしくはプ
ラズマ気相成長で行うと、第１のシリコン窒化膜の下側
にもよくまわり込む。欠Ｖｃ第２図（ｃ）Ｋ示す如く、
リアクティブイオンエッチ等の指向性をもったエツチン
グ方法で第２のシリコン窒化膜２０４を全面エッチする
と、飛来するエツチングガスにさらされる頭載のＷ、２
のシリコン窒化膜２０４がエツチング除去される櫟な条
件に設定すると、第１のシリコン窒化膜２０３のオーバ
ーハングの下の部分のみに第２のシリコン窒化膜２０４
の一部２０５が残される口この第のシリコン磁化膜２０
４の下のみＩｃ第２のシリコン窒化膜の一部２０５を残
す事はこの部分は第１のシリコン窒化膜２０４がエツチ
ングのマスクとなっているので非常に容易に行え、第２
のシリコン窒化膜２０４のうち不用は部分のみをエツチ
ングするのに充分な酌量をかけても安定に再現性よくシ
リコン窒化膜２０５は残される。その後第２図の（ｄ）
の様に１０００℃前後の温度で通常スチーム雰囲気中に
於いて１μ程度の厚さのフィールド酸化膜２０６に形成
する。この時、フィールド酸化膜２０６と薄いシリコン
酸化Ｍ２Ｏ２の間には第２のシリコン窒化膜の一部２０
５が存在しているため、上記フィールド酸化膜２０６形
成の為の酸化中に酸化因子はシリコン酸化膜２０２中に
拡散してゆかず従って、フィールド酸化膜２０６は端は
シリコン窒化膜２０５で止まり、バーズビークは殆んど
生じない。
不発明の素子間分離法に依ればバーズビークが殆んど生
じない為に集積度の大巾な向上が図れるという利点があ
る。更に本発明の方法によれば、シリコン窒化膜２０５
Ｖｉ、シリコン窒化膜２０３のひさし部分に入り込んで
いる之め、リアクティブエツチング法等の方向性のめる
エツチング法でシリコン窒化膜２０４を全面エッチする
場合に多少のオーバーエッチをしても再現性よく残シ、
試料間のバラツキが非常に少いという大きな利点も併せ
もつものである。
じない為に集積度の大巾な向上が図れるという利点があ
る。更に本発明の方法によれば、シリコン窒化膜２０５
Ｖｉ、シリコン窒化膜２０３のひさし部分に入り込んで
いる之め、リアクティブエツチング法等の方向性のめる
エツチング法でシリコン窒化膜２０４を全面エッチする
場合に多少のオーバーエッチをしても再現性よく残シ、
試料間のバラツキが非常に少いという大きな利点も併せ
もつものである。
第１図（ａ） 、 （ｂ）は従来の半導体装置の製造方
法を工程順に説明するための断面図、第２図（ａ）〜（
よ）は本発明の半導体装置、製造法を説明するための断
面図、である。 尚、図に於いて、１０１．２０１・・・・・・シリコン
基板、１０２，１０４，２０２，２０６・・・・・・酸
化膜、１０３．２０３，２０４，２０５はシリコン窒化
膜、１０５はシリコン窒化膜の端部、である。 （３） 〜 ／θ５ （α） キー 図
法を工程順に説明するための断面図、第２図（ａ）〜（
よ）は本発明の半導体装置、製造法を説明するための断
面図、である。 尚、図に於いて、１０１．２０１・・・・・・シリコン
基板、１０２，１０４，２０２，２０６・・・・・・酸
化膜、１０３．２０３，２０４，２０５はシリコン窒化
膜、１０５はシリコン窒化膜の端部、である。 （３） 〜 ／θ５ （α） キー 図
Claims (1)
- シリコン基板上にシリコン酸化膜全形成する工程と、該
シリコン酸化膜上１ｃ第１のシリコン窒化膜を形成する
工程と、該第１のシリコン窒化膜と該シリコン酸化風と
を同じパターンとなる庫にエツチングする工程と、更に
該シリコン酸化膜をオーバーにエツチングする工程と、
次に第２のシリコン窒化膜を成長する工程と、方向性の
あるエツチング法により該第２のシリコン窒化膜を全面
エツチングする工程と、該エツチング工程後に熱酸化に
よって選択的にシリコン基板を酸化する工程と？含む事
を特徴と゛する半導体装置の製造方法０
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117521A JPS598349A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57117521A JPS598349A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS598349A true JPS598349A (ja) | 1984-01-17 |
Family
ID=14713827
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57117521A Pending JPS598349A (ja) | 1982-07-06 | 1982-07-06 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS598349A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415946A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1982
- 1982-07-06 JP JP57117521A patent/JPS598349A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6415946A (en) * | 1987-07-10 | 1989-01-19 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
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