JPS6076138A - 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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JPS6076138A
JPS6076138A JP58185290A JP18529083A JPS6076138A JP S6076138 A JPS6076138 A JP S6076138A JP 58185290 A JP58185290 A JP 58185290A JP 18529083 A JP18529083 A JP 18529083A JP S6076138 A JPS6076138 A JP S6076138A
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JP
Japan
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film
insulating film
oxide film
forming
parts
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JP58185290A
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Kunihiko Asahi
旭 国彦
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electronics Corp
Matsushita Electric Industrial 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】 産業上の利用分野 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、詳しくは、I
C,LSI、VLSIfiどの半導体装置の製造工程に
おける素子間分離技術の改良に係る。
従来例の構成とその問題点 従来、半導体装置、特にMO8LSIの製造工程での素
子間分離方法としては選択酸化法と呼ばれる酸化膜分離
技術が一般的に用いられている。
この方法t−n−チャンネルMO8LSIi例にして以
下工程順に説明する。
まず、第1図(a)に示すように、(100)結晶面を
もつP型シリコン(Si)基板1上に二酸化シリコン(
5iOz )膜2を熱酸化により成長させ、更に、この
SiO2膜2上に窒化シリコン(Si3N4)膜3を堆
積する。つづいて同図(b)のように、写真蝕刻法によ
り活性領域形成部にフォトレジスト膜4を形成し、これ
をマスクとして活性領域形成部の5isNa膜3をエツ
チング除去し、このマスク4と同形パターンの5lsN
a膜3′ヲ形成し、その後、例えばボロンのイオン注入
を行なって、フィールド部にチャンネルストッパー領域
としてのP+領域6を形成する。次に、同図(0)のよ
うに、フォトレジスト膜4を除去後、513N4膜パタ
ーン3′をマスクとして周知の選択酸化法に したがっ
てウェット酸化全施し、選択的に厚いフィールド酸化膜
6金成長させる。これらの過程で形成されるP+領域6
およびフィールド酸化膜6が素子間分離領域となる。O
・きつづき、同図(d)のように、Si3N4膜パター
ン3′ および5102膜2をエツチング除去してフィ
ールド酸化膜6で分離されたSi基板1の表面、すなわ
ち活性領域7全形成する。次いで、第1図(e)に示す
ように、この活性領域7にゲート酸化膜8を介して多結
晶シリコンからなるゲート電極9を形成し、さらに、セ
ルファライン法によって、例えば、砒素を拡散して、ソ
ース、ドレインとしてのn+領域10.11f6:形成
する。最後に、同図(f)のように、層間絶縁膜として
のSiO2膜12全12とえばCvDにより堆積し、さ
らに、n+領域10,11、および、ゲート電極9土を
おおうSiO2膜12部分にコンタクトホール13を開
孔した後、A/配線16を形成してnチャンネルMO3
素子および分離領域を製造する。
しかしながら、上述の従来方式では、次に示すような種
々の問題点があった。第2図は、前記第1図(C)に示
す活性領域形成用の5i5N4膜パターン3′ヲマスク
にして、フィールド酸化膜6全形成した時の隣接する2
つの活性領域との関係で詳しく描いたものである。一般
に選択酸化法ではフィールド酸化膜6がA、Fの分布領
域をもち、特にSi sN a膜パターン3′下の周縁
部に喰い込んで成長して、同図中のF領域全形成するこ
とが知られている。これは、フィールド酸化中に酸化剤
がSi3N4膜パターン3′下周縁部の薄い5i02膜
2全通して拡散していくために酸化膜が形成される部分
り、いわゆる、バーズビークと、フィールド酸化膜6の
厚い部分が横方向に、もぐり込んだ部分Eとから成る。
前記F領域の長さは、たとえばSi 3N a膜パター
ン3′の厚さが1200人、その下のSiO2膜2が6
00人の条件で1μmの膜厚のフィールド酸化膜6を成
長させた場合、約1μmに達する。このためフィールド
領域の全幅距離CはSi sN a膜パターン3′間の
距離ムを2μmとすると、前記F領域が1μmであるか
ら4μm以下に小さくできずLSI素子の高集積化にと
って大きな妨げとなる。このようなことから最近、51
5Na膜パターン3′の膜厚を厚くシ、この下のSiO
2膜2’e薄<I、て、バーズビークを抑制する方法が
試みられている。これは、S i s II 4膜厚を
厚くすることによって5isN4膜端部が屈曲しKくく
なり、これによりバーズビークが小さくなるものである
。また、5i3Na膜下の5102膜厚を薄くすること
により5102膜断面積金小さくし酸化剤の横方向への
拡散を、おさえたものである。
しかし、曲名では、フィールド酸化膜の周縁部における
Si 3N a膜のクラックを生じ、後者では、活性領
域の周辺を中心に、シリコン表面に、ストレスが加わり
、転位の発生があるなどの問題があった。
発明の目的 本発明は、上述の従来例にみられた問題点を解消するも
のであり、選択酸化法による、フィールド領域の喰い込
みを抑制することのできる半導体装置の製造方法を提供
するものである。
発明の構成 本発明は、要約すると、半導体基板表面に酸化膜および
第1の絶縁膜全形成する工程、前記第1の絶縁膜および
前記酸化膜の所定領域に開口部を形成する工程、前記開
口部を通じて前記学導体基板を選択酸化して、バーズビ
ーク状の選択酸化膜を形成する工程、同選択酸化膜を前
記バーズビーク部に及んでエツチング除去して、前記第
1の絶縁膜開口部周縁部下にオーバーハング状開口を形
成する工程、前記開口に露出した半導体基板表面に薄い
酸化膜を形成する工程、全面をおおって、第2の絶縁膜
を形成する工程、前記第2の絶縁膜全異方性にエツチン
グして、前記第1の絶縁膜下周縁部の前記オーバーハン
グ状部分にのみ前記第2の絶縁膜金銭し、他部の前記第
2の絶縁膜を除去する工程、前記第1の絶縁膜開口部を
埋める選択的熱酸化工程をそなえた半導体装置の製造方
法であり、これにより、酸化剤の横方向拡散を抑制し、
バーズビークを小さくするものである。
実施例の説明 以下、nチャンネルMO8LSIの製造方法を例にあげ
て、本発明の詳細な説明する。
まず第3図(2L)に示すように、(100)結晶面を
もつP型Si基板1上に5iOz膜2を熱酸化により成
長させる。次に、このSiO2i2上に5j−3ea膜
3を堆積する。つづいて第3図fb)のように、写真蝕
刻法により活性領域予定部に、レジスト膜4を形成し、
これをマスクとして活性領域予定部用外のSi3N4膜
3ff:エツチング除去する。その後ボロンのイオン注
入を全面に行なってフィールド部分にチャネルス)ツバ
領域16を形成する。次にレジスト膜4を除去後、5i
sNa膜・くターン3′全マスクとして、活性領域以外
のSi基板表面すの熱酸化膜16をエツチング除去する
。この時、熱酸化膜16は、バーズビーク17を形成し
ていたため、5i5N4膜パターン3′の周縁部直下は
、オーバーハング状になる。次にフィールド形成領域1
BのSi表表面熟熱酸化100人程度の薄い熱酸化膜1
9を形成し、つづいて、減圧cvn法によpsi3N4
膜20を全膜面0成長する(同図(d))。この5is
Na膜20の膜厚は厚すぎるとフィールド選択酸化のと
きSi3N4膜20とSi 基板1との熱膨張率の差に
より発生する応力のためSi基板1に欠陥を発生させる
。このことから5i5N4膜20の膜厚としては100
0Å以下が望ましい。
次に、リアクティブイオンエツチング技術による異方性
エツチング方法により、第2の5isNa膜2Off:
選択エツチングし、第3図(el)のようにF3i、s
Na膜パターン3′ 周縁部オー/(−/1ング下方部
にのみ第2の5i−3N4膜20’ を残す。ここで第
2の5isNa膜20のエツチング過程において、前工
程で第1の5isN4膜)(ターン3′の周縁部は、オ
ーバーハング状態にしであるため、第2のSi sea
膜20も第3図(el)に示すように、オーツ(−/)
ング状態に堆積されておシ、この状態で、異方性エツチ
ングにより、第2の5isN4膜20をその膜厚分たけ
エツチングすれば、第18i3N4ノくターフ3′周縁
部のオーバI・ンダ下方部に第2の5i5N4膜20”
i確実に残せる6次に、第3図(幻のように、第1の5
13Na膜パターン3′および第2の513N4膜20
′をマスクとしてウェット酸化をき、第1のS i ’
3 N a膜パターン3′ 周縁部は、第2のSi s
N a膜20’の膜厚に対する下層の熱酸化膜19の膜
厚の比率が小さいため、熱酸化膜19を通しての酸化剤
の横拡散が抑制され、したがって、バーズビークが小さ
くなるものである。こうして、フィールド酸化膜を形成
した後、第3図(q)のように、第1の5isN4膜パ
ターン3′および、第2のSi 5N 4膜20′ヲ除
去し、ついで、活性領域予定部の薄い熱酸化膜2を除去
する。その後、フィールド領域で分離された活性領域に
MOS。
バイポーラ等の能動素子を形成して半導体装置を製造す
る。第3図では、この能動素子の形成工程全省略したが
、これは、従来の形成工程に準じて行なえばよい。
発明の効果 以上のように、本発明によれば、第15isNa膜パタ
一ン周縁部に第2のS工sN4膜を選択的に形成するこ
とによって、高精度確実に・く−ズビーク抑制領域を形
成できるため、微細な絶縁分離領度の半導体装置の製造
に大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(0は、従来の選択酸化法を用いたnチ
ャンネルMO8LSIの製造工程を示す構造断面図、第
2図は、前記工程の選択酸化後の基板状Tμを示す拡大
断面図、第3図(a)〜(q)は、本発明の一実施例全
説明するための、nチャンネルMO8LSIの製造工程
の一部を示す構造断面図である。 1・・・・・・P型シリコン基板、2・・・・・・Si
O2膜、3・・・・・・5isNa膜、4・・・・・・
フォトレジスト、6゜16・・・・・・チャンネルスト
ッパ、6.21・・・・・・フィールド酸化膜、17・
・・・・・オーバーハンダ、18・・・・・・フィール
ド形成領域、19・・・・・・SiO2膜、20・・・
・・・5isNa膜(第2)。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名3図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)半導体基板表面に酸化膜および第1の絶縁膜を形
    成する工程、前記第1の絶縁膜および前記酸化膜の所定
    領域に開口部を形成する工程、前記開口部を通じて前記
    半導体基板を選択酸化して、バーズビーク状の選択酸化
    膜を形成する工程、同選択酸化膜を前記バーズビーク部
    に及んでエツチング除去して、前記第1の絶縁膜開口部
    周縁部下にオーバハング状開口を形成する工程、前記開
    口に露出した半導体基板表面に薄い酸化膜全形成する工
    程、全面をおおって、第2の絶縁膜を形成する工程、前
    記第2の絶縁膜を異方性にエツチングして、前記第1の
    絶縁膜下周縁部の前記オーバーハンダ部分にのみ前記第
    2の絶縁膜を残し、他部の前記第2の絶縁膜を除去する
    工程、前記第1の絶縁膜開口部を酸化膜で埋める選択的
    熱酸化工程をそなえた半導体装置の製造方法。 に))第1の絶縁膜および第2の絶縁膜が窒化シリコン
    でなる特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置の製造
    方法。 (3)第1の絶縁膜下部周縁部のバーズビークの長さを
    第2の絶縁膜および同膜下部の薄い酸化膜のトータル膜
    厚よりも大きく形成される特許請求の範囲第1項に記載
    の半導体装置の製造方法。 (4)第2の絶縁膜が1000A以下でなる特許請求の
    範囲第1項、第2項、寸たけ第3項いずれかに記載の半
    導体装置の製造方法。
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