JPH0628281B2 - 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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JPH0628281B2
JPH0628281B2 JP58206247A JP20624783A JPH0628281B2 JP H0628281 B2 JPH0628281 B2 JP H0628281B2 JP 58206247 A JP58206247 A JP 58206247A JP 20624783 A JP20624783 A JP 20624783A JP H0628281 B2 JPH0628281 B2 JP H0628281B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、絶縁層を選択的に微細に形成するMOS ICの製
造に使用して好適な半導体装置の製造方法に関するもの
である。
背景技術とその問題点 従来、半導体集積回路例えばMOS ICにおいて、共通のシ
リコン基体に形成した複数の回路素子間を電気的に分離
する素子間分離技術としてはいわゆるCVD法によりシ
リコンナイトライドSi3N層をマスクとして用いる選択
酸化法が広く用いられていた。この選択酸化法ではシリ
コン基体に対して選択的に、熱酸化を行つて酸化物絶縁
層を形成する場合、半導体基体表面に酸化のマスクとな
るシリコン窒化物としてのSi3N層を形成し、これに穿
設した開口を通じて半導体基体に対する選択的酸化を行
うことが一般的になされていた。この場合、シリコン基
体上に直接的にSi3N層を酸化マスク層として形成する
と、このSi3N層中の真性応力によつてSi-SiN界面に
歪が生じ、これが爾後の熱処理において結晶欠陥の発生
原因となるなどを不安定性を招来した。
そのため、Si3N層による酸化マスクを用いる場合、ま
ず第1図に示すようにシリコン基体(1)の表面に数100Å
程度の薄いSiO膜によるパツド層(2)を形成し、これの
上に酸化マスクとしての窒化物Si3N層(3)を被着し
た。そしてこのSi3N層(3)にフォトエツチング等によ
つて熱酸化を施さんとする部分に開口(4)を形成し、こ
の開口(4)を通じてシリコン基体(1)の表面を熱酸化して
第2図に示すようにシリコン基体(1)に選択的に酸化物
層(5)を形成するようにしていた。ところが、このよう
に酸化のマスク効果がないSiOパツド層(2)が酸化用マ
スクとしてのSi3N層(3)下の基体(1)との間に介存され
るようにする場合、このSiO層(2)による実質的間隙に
よつて、得られた酸化物層(5)の周辺にはマスク層(3)の
開口(4)の縁部下に入り込んで延在する嘴状部いわゆる
バーズビーク部(6)が形成され、これがため酸化物層(5)
を充分幅狭に形成し得ず、例えば集積回路における回路
素子の集積度の向上が図り難かつた。
また、Si3N層を酸化マスクに使用する製法のもうひと
つの欠点として、熱酸化によつて消費されるSi層と形成
されるSiO層との膜厚の比率が約0.4:1のため、表面
に段差を生じ微細加工、多層配線を困難にした。この欠
点を解決するため、Si3N層をリソグラフイ技術により
加工エツチング後、さらにシリコン基体をエツチングし
てから酸化することが提案されたが、この場合には一層
バーズビーク部(6)が生じやすくなると共に突起状のバ
ーズヘツド部(7)を生じ表面は平坦にならなかつた。こ
れらバーズビーク部(6)、バーズヘツド部(7)が形成され
るので従来の半導体装置の製造方法では、チヤンネル幅
等の微細化したMOS ICの製造には適さなかつた。そのた
め微細化したMOS ICの製造に使用できる新しい選択酸化
法として最近SWAMI法が提案された。第4図を参照し
て、このSWAMI法の工程につき説明する。この第4図に
おいて、第1図、第2図及び第3図に対応する部分には
同一符号を付しそれらの詳細な説明は省略する。
シリコン基体(1)の表面に数100Å程度の薄いSiO層に
よるパツド層(2)を形成する。次に、このパツド層(2)の
上に例えばいわゆるCVD法により酸化マスクとしての
窒化物Si3N層(3)を被着する。次に、パツド層(2)、Si
3N層(3)及びシリコン基体(1)を反応性イオンエツチン
グ法で凹部(8a)及び(8b)を形成するようにした後、チヤ
ンネルストツパー層(9)を所定範囲にイオン注入により
形成し、その後使用したレジスト(図示せず)を剥離す
る。次に、第4図Cに示すように酸化した後Si3N層(1
0)、SiO層(11)を積層する。次に第4図Dに示すよう
に全面にわたり反応性イオンエツチング法でSiO層(1
1)Si3N層(10)を除去し、最下層のSiO層(11)のとこ
ろでエツチングを止めるようにする。次に、SiO層(1
1)をエツチングにより除去する(第4図E)。次に、Si
3N層(10)をマスクとした選択酸化法例えばLOCOS法に
より第4図Fに示すようにSiO層(12)を形成する。次
に、Si3N層(10)上にLOCOS法による選択酸化時に形成
されたSiO層、Si3N層(10)及びシリコン基体(1)のう
ち凹部(8a)と(8b)との間の凸部上にあるSiO層(12a)を
エツチングにより除去して第4図Gの最終形状を得るも
のである。このSWAMI法によれば、微細化したMOS ICの
製造にも対応できるが、半導体基体の製造工程数が通常
の選択酸化法に比べ増加する欠点があつた。
発明の目的 本発明半導体基体の製造方法は、上述の欠点を解消して
簡単な工程で微細な半導体装置を安定した品質で得られ
るようにすることを目的とするものである。
発明の概要 本発明半導体基体の製造方法は、シリコン基体の一主面
にシリコンを含有する非晶質層を形成する工程と、シリ
コン基体に非晶質層を介して窒素イオンを注入する工程
と、シリコン基体をアニールして非晶質層下にこの非晶
質層に接する厚さ200〜1000Åの窒化物層を所定パター
ンに形成する工程と、所定部分の窒化物層を残してシリ
コン基体に凹部を形成する工程と、この凹部にSiO
層を形成する工程とを有するので、また、上述のイオン
注入の際のエネルギーを▲N+ 2▼10〜50KeV(N5〜25K
eV)とすると共にそのドーズ量を5×1016〜3×1017cm
-2(N1×1017〜6×1017cm-2)とするようにしたも
ので、簡単な工程で微細な半導体装置を安定した品質で
得われるようにしたものである。
実施例 以下、第5図を参照して、本発明半導体装置の製造方法
の一実施例について説明しよう。この第5図において、
第1図、第2図、第3図及び第4図に対応する部分には
同一符号を付しそれらの詳細な説明は省略する。
まず、シリコン基体(1)として例えば〔100〕面方位のn
型で2〜3Ω−cmのものを用意する。そして、シリコン
基体(1)に非晶質層である熱酸化層(2′)を100Åをつ
け、Nイオンを例えば20KeV、1.0×1017cm-2のドーズ
量でイオン注入する(第5図A)。かかる注入後、窒素
雰囲気中で900℃20分間のアニールを施した後、酸素雰
囲気中で900℃60分間のアニールを施す事によつて、表
面に約200ÅのSiO層(2)とその下の約300Åの均質なSi
3N層(3)を形成する。次に、フオトリソグラフイ技術
により選択酸化する部分のSiO層及びSi3N層を溶液
エツチング或いは反応性イオンエツチングにより除去し
た後、さらにシリコン基体(1)約2500Åを反応性イオン
エツチングにより除去する(第5図C)。この場合、所
望の選択酸化物層の0.2〜0.5倍の厚みだけエツチング除
去するものとする。この後、反応性イオンエツチングに
より生じた化学的、物理的損傷を回復するための低温ア
ニールや化学処理を行つた後に5kg/cmの高圧下で90
0℃にし60分間の酸化を行い約6000ÅのSiO層(5)を成
長させる(第5図D)。この実施例により得られた選択
酸化後の半導体基体(1)においては要部の断面図(第5
図E)より明らかなように、バーズビーク部がなく、Si
Oの選択酸化層(5)6000Åに対し、バーズヘツド部の厚
さは1000Å以下にとどまり、表面が平坦であつた。この
実施例においては、Nイオン注入のエネルギーは▲N
+ 2▼10KeV(N5〜25KeV)の範囲に、ドーズ量は▲N+ 2
▼5×1016〜3.0×1017cm-2(N1×1017〜3.0×1017
cm-2)に選ぶ事ができる。また、アニール及び酸化温度
は800〜1100℃の範囲内に選ぶことができる。また、所
望の選択酸化層としてのSiO層(5)の0.5〜1.2倍の厚み
のSiO層が得られるような選択酸化を行なつた後にこ
のSiO層をエツチング除去するようにしてもよい。ま
た、この実施例で得られた選択酸化後の表面に突起状の
1000Åのバーズヘツドを生ずることがあつたが粘性の大
きいフオトレジスト等を塗布した後、反応性イオンエツ
チングにより平坦化するという周知の方法により除去す
ることができた。
以上述べたように本実施例に依れば、シリコン基体(1)
に窒素をイオン注入アニールする事によつてシリコン基
体(1)と密着したSi3N層(3)を形成し、選択酸化する部
分のSi3N層(3)をエツチング除去した後、さらにシリ
コン基体(1)を所望の選択酸化層の0.2〜0.5倍の厚みだ
けエツチング除去してから選択酸化を行なうのでウエハ
ー表面に段差のない或いは少ない平坦な素子間分離がで
きる利益がある。しかも従来のCVD法によりSi3N
と違つて、Si3N層とシリコン基体との密着が非常に良
いため、バーズビークが殆んど入らず、また同じ理由に
より、イオン注入エネルギーを▲N+ 2▼10KeV〜50KeV(N
5〜25KeV)に選ぶ事によつてSi3N層厚を200〜1000
Åと薄く選ぶ事ができ、従つて、選択酸化時に働く応力
を小さくでき、結晶欠陥の導入を招かない利益がある。
したがつて、簡単な工程により、微細な半導体装置例え
ばMOS ICを安定した品質で得られる利益がある。
また、第6図は本発明の他の実施例を示す。この第6図
において第5図に対応する部分には同一符号を付しそれ
らの詳細な説明は省略する。
写真技術により選択酸化する部分をフオトレジスト(14
a)(14b)で覆つて上記方法と同様の窒素イオン注入を行
ない(第6図B)、レジスト除去後、900℃20分間の窒
素雰囲気中アニールを行ない更に900℃5kg/cm2の高圧
下で約60分間酸化する事によつて6000ÅのSiO膜を成
長させる。この時、窒素イオン注入された部分は200Å
のSiO膜(2)と300ÅのSi3N層(3)になつている。NH
4F:HF=100:12の液でSiO層(2)をエツチング除去
した後、再び900℃,5kg/cm2の高圧酸化を行つて6000
Åの選択酸化層(5a)(5b)を成長させる。この例において
も上述実施例同様の作用効果が得られることは容易に理
解できよう。
発明の効果 本発明半導体装置の製造方法に依れば、所定部分の窒化
物質を残してシリコン基体に凹部を形成し、凹部にSiO
層を形成する工程としたので、バーズビークがなく表
面が平坦な素子間分離を行なうことができ、簡単な工程
で微細な半導体装置を安定した品質で得られる利益があ
る。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の半導体装置の製造方法の例を
示す断面図、第3図は従来の半導体装置の製造方法の他
の例の要部を示す断面図、第4図は従来の半導体装置の
製造方法の更に他の例の製造工程を示す断面図、第5図
は本発明半導体装置の製造方法の一実施例の製造工程を
示す断面図、第6図は本発明半導体装置の製造方法の他
の実施例の製造工程を示す断面図である。 (1)はシリコン基体、(2)はSiO層、(3)はシリコンナイ
トライド層、(5a)(5b)はSiO層、(8a)(8b)は凹部であ
る。
フロントページの続き (72)発明者 島田 喬 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (56)参考文献 特開 昭57−54347(JP,A) 特開 昭58−151057(JP,A) 特開 昭51−53488(JP,A) 特開 昭55−162235(JP,A) 特開 昭59−191350(JP,A)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリコン基体の一主面にシリコンを含有す
    る非晶質層を形成する工程と、上記シリコン基体に上記
    非晶質層を介して窒素イオンをN2 +10keV以上50
    keV未満(N5keV以上25keV未満)のエネ
    ルギーにて注入する工程と、上記シリコン基体をアニー
    ルして上記非晶質層下のシリコン基体内に上記非晶質層
    に接する厚さ200〜1000Åの窒化物層を所定パタ
    ーンに形成する工程と、所定部分の窒化物層を残してシ
    リコン基体に凹部を形成する工程と、該凹部にSiO
    層を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】前記イオン注入の際のドーズ量を5x10
    16〜3x1017cm-2(N1x1017〜6x1017
    -2)とするようにした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. 【請求項3】前記シリコンを含有する非晶質層はシリコ
    ン酸化物層であ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。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08316223A (ja) * 1995-05-16 1996-11-29 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置およびその製造方法
US5846888A (en) * 1996-09-27 1998-12-08 Micron Technology, Inc. Method for in-situ incorporation of desirable impurities into high pressure oxides
US6610581B1 (en) 1999-06-01 2003-08-26 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of forming isolation film in semiconductor device

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5153488A (ja) * 1974-11-06 1976-05-11 Hitachi Ltd Handotaishusekikairoyokibanno seiho
JPS5519831A (en) * 1978-07-28 1980-02-12 Toshiba Corp Semiconductor device manufacturing method
JPS55162235A (en) * 1979-06-01 1980-12-17 Mitsubishi Electric Corp Forming nitride film
JPS5754347A (en) * 1980-09-19 1982-03-31 Matsushita Electric Ind Co Ltd Selective oxidation
JPS58151057A (ja) * 1982-03-02 1983-09-08 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法

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