JPS5994841A - 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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JPS5994841A
JPS5994841A JP57204755A JP20475582A JPS5994841A JP S5994841 A JPS5994841 A JP S5994841A JP 57204755 A JP57204755 A JP 57204755A JP 20475582 A JP20475582 A JP 20475582A JP S5994841 A JPS5994841 A JP S5994841A
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JP
Japan
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silicon oxide
oxide film
film
region
silicon
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JP57204755A
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English (en)
Inventor
Takeshi Okazawa
武 岡澤
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon 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
    • 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

  • 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】 この発明は半導体装置、特に高密度集積化を可能にする
ゲート巾の小さいMO8型半導体装置を精度良く製造す
ることを容易にする半導体装置の製造方法に関する。
MO8O8型半導体装置造工程において、従来素子間領
域には素子の分離・絶縁のために、例えば酸化シリコン
より成る絶縁膜全形成する。通常そのような、素子間の
酸化シリコン膜の形成法には、しばしば窒化シリコンを
マスクとして選択的に基板に埋設する絶縁膜を形成する
方法が用いられているが第1図1al〜(d)K従って
、まずそ:f’Lf説明する。
第1181に示すように、−導電型単結晶シリコン基板
11上全面に、例えば、璧化シリコンのようなシリコン
の高温熱酸化に際してS酸化性の物質を用いた被膜12
を形成する。その後所定のフォトマスクを用いて、公知
のフォトエッチング工程金経て、フォトレジストヲ、素
子形成領域上ICのみ残し、他を除去して、フォトレジ
ストによるパターン13全形成する。次いで、第1図(
blに示すように、前工程で形成した、フォトレジスト
13をマスクにして、公知のエツチング法tCよp1窒
化シリコン膜12を選択的に除去して%12at形成す
る。
なお、従来は、通常このフォトレジスト13及び窒化シ
リコン膜12aeマスクとして前記シリコン基板11の
素子形成予定領域を除く領域の表面近傍に、チャネルス
トッパーとよばれる、前記シリコン基板11より高濃度
の不純物領域全形成する。フォトレジスト13を除去し
た後、高温の酸化雰囲気中にさらすことにより、例えば
窒化シリコンより成る、難酸化性被膜に被われていない
領域にのみ酸化シリコン膜14が成長する(第1図(C
))。すなわち、素子形成予定領域11aを除く領域に
のみ素子分離絶縁膜を形成することが可能である。その
後、窒化シリコン膜のような雌酸化性被膜12aを除去
し、第1図(d)に示すように素子形成予定領域11a
の表面に、ゲート酸化膜15及び、ゲート電極16を形
成し、MO8型半導体装置の基本構造を得る。
ところで、上述したような#酸化性膜を用いてシリコン
基板の主表面上を選択的に(亥化する第1図の方法は、
素子全小型化しようとする場合いくつかの問題が生じて
くる。そのうちの最も大きなものは通常バーズビークと
呼ばれるものである。
第2図ta+は、基本的なMO8型トランジスタの平面
構造金示す。1及び2は、それぞれIVIO8型トラン
ジスタのソース及びドレイン領域、3はゲート電極、4
及び5はそれぞれゲート電極幅、ゲート電極長、6は素
子間分離絶縁領域を示す。この累子間分nW絶縁領域6
は、前述したように、シリコン基板を用いた場合、主v
tc gli化シリコンより成る第2図(a)の8で示
した断面構造を第2図(b)に示す。第2図(b)にお
いて7で示した部分がいわゆるバーズビークで、これは
第1図の方法による素子間分離・絶縁領域6の形成時に
生じる酸化シリコン膜のくい込みである。第2図(C)
lL′iバーズビークの形成される工程を示している。
第2図(C)は第1図(C)と同じ製造工程をあられし
ているがバーズビークはこのように、第1図のような形
成方法による、素子間分離絶縁領域を形成する際に形成
される。すなわち、第21図(C)の22で示した例え
ば、窒化シリコンのような、難酸化性膜全マスクにして
、シリコン基板を高温熱酸化する際酸化シリコン膜24
が前記難酸化性膜22の側面から内部へ喰い込んで成長
することによる。
このような、素子間分離絶縁領域24が素子形成領域2
1aへ喰い込んで形成されてし1えば、必然的に素子形
成領域21aの寸法は、所定の1直よりも小さくならざ
るを得ない。バーズビークが成長することによって結果
的に得られた素子形成領域の寸法21J2とすると、1
1にあらかじめ設計された素子形成領域の寸法とした場
合、ノクーズビーク△lは △A! =(13t −!l 2 )/2であられされ
るが、△lの値は素子がより小型化すれば、相対的に大
きな割合を占めるようになる。
本発明は、そのようなノく−ズビークの形成に起因する
、従来の素子間分離杷縁膜形成法の欠点を完全に取り除
くものである。
本発明の特徴は、−導電型単結晶シリコン基板の一主表
面上の素子形成予定領域を除く領域上にシリコン基板の
高温熱酸化に際しての難酸化性膜を形成する工程と、そ
の後高温熱酸化法によりこの難酸化性膜tマスクとして
、素子形成予定領域上にのみシリコン酸化膜音形成する
工程と、−導電型単結晶シリコン基板と同−導電性を有
する不純物を素子形成予定領域及び素子形成予定領域を
除く、領域に導入することにより、この素子形成予定領
域では7リコン酸化膜中昏、また素子形成予定領域上除
く領域では一導電型単結晶シリコン基板中に不純物分子
を拡散せしめる工程と、高温熱岐化法により前記、難酸
化性膜を除去した。素子形成予定領域を除く領域にのみ
、シリコン酸化膜を形成する工程と前記、不純物を導入
した、シリコン酸化膜のみを選択的に除去することによ
り素子形成予定領域を除く領域に素子間分離の絶縁膜を
形成する工程とを含む半導体装置の製造方法にある。す
なわち、その要旨はバーズビークが、素子形成領域では
なく、素子間分離絶縁領域に形成されることを特徴とす
る。
その結果としてバーズビークは素子間分離絶縁領域に喰
い込んで形成されるので、素子形成領域は、精度良く、
また再現性良く形成することが可能になる。
第3図(a)〜(g)に1本発明の一実施例全、各工程
毎に順に示す。第3図(a)〜(g)に示したのは、M
O8型トランジスタのチャンネル領域に沿った断面囚で
、第2図(a)において、9で示した線に沿った構造を
あられしている。
まず第3図(a)で示すように、−導電型単結晶シリコ
ン基板31の一生表面上に、例えば、畳化シリコンのよ
うな、シリコン基板の高温熱酸化に際して難酸化性を有
する被膜32を形成する。そして、その後所定のフォト
マスクを用いて、公知のフォトエツチング工程kAして
、フォトレジストヲ、素子間分離絶縁領域上にのみ残し
、他を除去し、フォトレジストによるパターン33を形
成する。
次いで、第3図(b)に示すように前工程で形成した、
フォトレジスト33全マスクにして、公知のエツチング
法にょフ、窒化シリコン膜32を選択的に除去して難酸
化性被膜32a、32bを形成する。
フォトレジスト33を除去した後高温(1000’c)
の酸化雰囲気中にさらすことにより、窒化シリコンより
成る難酸化性被膜32a、32bに被われていない領域
にのみ約08μm の厚い酸化シリコン膜37が成長す
る(第3図(C))。すなわち素子間分離絶縁領域を除
く領域にのみ、酸化シリコン膜を形成することが可能で
ある。
その後、nl1l1難e難酸化膜32a、32b全除去
した後第3図(dK示すように、公知の熱拡散法もしく
は、イオン注入法などを用いることにより、素子形成領
域、及び素子間分離絶縁領域のすべてに、前記−導電型
単結晶シリコン基板31と同一導電性を有する不純物を
導入する。本実施例ではボロンイオンを打込エネルギー
1501ぐeVで導入する。不純物濃度は1017〜1
o18/cm3 となる。
それによって素子形成領域では、前記酸化シリコン膜3
7に、また素子間分離絶縁領域では、前記−導電型単結
晶シリコン基板31に前記不純物が拡散され、それぞれ
高濃度で不純物を含んだ酸化シリコン膜37a 及び−
導電型単結晶シリコン基板の表面領域31a、31bが
形成される。
その後、装置全高温酸化性雰囲気中にさらすことにより
、前記難酸化性被膜32a、32bを除去したあとの領
域、すなわち、前記−導電型単結晶シリコン基板31と
同一導電性を有する不純物がよ、り高濃度で拡散された
前記31a、 31bL7)領域にのみ酸化シリコン膜
を成長する。この場合、高温嶋化雰囲気の条件を最適に
設定すれば、前記不純物を含んだ酸化シリコン被膜37
aVC被われた領域は、新たに、(突化膜が成長するこ
とがないようにする事が出来る。本実施例では1000
°Cの酸素雰囲気中でドライ酸化を行なった。これによ
って第3図(e)で示した構造を得る。
次に、公知のエツチング技術を用いる事により、酸化シ
リコン膜をエツチング除去するのであるが、不純物を含
んだ酸化シリコン膜が、不純物を含まない酸化シリコン
膜よりもエツチング速度が大きい選択エツチング方法を
用いる事にょシ、第3図(e)で示した不純6吻を宮ま
ない波化シリコン膜34a。
34b  を十分に残しfcま1、不況物を含んだ酸化
シ1 ニア y膜37aのみを完全に除去する事が出来
る。
つまり、第3図(f)で示した構造が得られるが、この
図で不純物を含んだ酸化シリコン膜が除去された領域は
、本来半導体装置として、素子形成領域であったので、
余子間分陥絶縁領域にのみ酸化シリコン被膜を形成した
構造になる。
その後第3図(glに示すようにゲート絶縁膜38を形
成した後、ゲート電極35を形成して、f+40s型半
導体装置の基本構造を得る。
不発明によれば、従来素子形成領域の内部に向って形成
されたバーズビークが、逆に素子間分離絶縁領域に向っ
て形成される。したがって素子形成領域の寸法が減少す
る事がなく、その結果ゲート巾の小さい1j、40 S
皇半導体装1rデに最・穐な構造が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)は各々MUS型半導体装置の素子
形成領域を従来の製造方法に従って製造した場合の各工
程を順に示した断面図、第2図(a)〜(C)はMO8
型半導体装置の構造図であって第2図(a)はその平面
構造を、第2図(b)、 (C)は各々製造工程での断
面図、第3図(a)〜(g)は各々本発明に基づく製造
方法を各工程順に示した断面図、である。 なお図において、 11.21,31・・・・・・−導電型単結晶シリコン
基板、12,22.32・・・・・・難1′ν化性膜、
13゜33・・・・・・フォトレジスト、i4.24,
34a。 34b・・・・・・素子間分離絶縁膜、37・・・・・
・1i化シリコン膜、31a、31b・・・・・・不純
物を含んだ基板領域、15,38・・・・・・ゲート絶
縁潤、16.35・・・・・・ゲート電極、である。 代理人 弁理士  内 原   音

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型単結晶シリコン基板の一生表面上に選択的に難
    酸化性膜全形成する工程と、前記、難酸化性膜をマスク
    として素子形成領域上に第1のシリコンミJ化膜を形成
    する工程と、−導電型不純物全前記素子形成領域では前
    記第1のシリコン酸化膜中に、また前記素子形成領域を
    除く領域では、前記−′導電型単結晶シリコン基板中に
    導入する工程と、しかる後に前記素子形成領域を除く領
    域に第2のシリコン酸化膜を形成する工程と、前記第1
    のシリコン酸化膜を選択的に除去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。
JP57204755A 1982-11-22 1982-11-22 半導体装置の製造方法 Pending JPS5994841A (ja)

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