JPS5897846A - 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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JPS5897846A
JPS5897846A JP19727381A JP19727381A JPS5897846A JP S5897846 A JPS5897846 A JP S5897846A JP 19727381 A JP19727381 A JP 19727381A JP 19727381 A JP19727381 A JP 19727381A JP S5897846 A JPS5897846 A JP S5897846A
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JP
Japan
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oxide film
region
buried
silicon
oxidation
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JP19727381A
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JPS6222266B2 (ja
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Fujiki Tokuyoshi
徳吉 藤樹
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NEC Corp
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NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers

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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かかシ、特に素子分離
用の埋設シリコン酸化層およびこれふ同上゛−域を形成
する方法に関する。
集積回路等の半導体装置の製造方法において、集積度の
向上および製作工程の簡累化のため埋設酸化膜による誘
電体分離、さらには該埋設酸イヒ膜を用いた自己整合技
術による素子形成がさカムんに行なわれているOこの埋
設酸化膜を形成する方法としては、最も容易に使用でき
るシリコン晋イヒ膜を耐酸化膜とした熱酸化による選択
瞭イヒ法力!主に用いられている。
この選択酸化と同時にチャンネルストツノ(−領域並び
に耐圧劣化防止領域を形成すること力X実施されている
第1図(a)〜(C)$?よび第2図(aト(叫ti[
来の選択酸化法を示し、gllg(a)〜(e)はチャ
ンネルストッパーおよび耐圧劣化防止領域の不純物の導
入に拡散法を用いた例を示す。まず第1図(aJに示す
とおp、P型半導体素板1に埋込層2を形成しその上に
れ型シリコン層3を形成させた基板を準備し、該基板表
面にシリコン酸化膜4およびシリコン鼠次にフォトプロ
セス法による選択エツチングによシ素子分*領域上のシ
リコン窒化膜5、シリコン酸化11[4を除去し、篇出
したシリコン基板表面をエツチングして#lI6を形成
する。(1g1図(b)参照) しかるのち熱拡散法によるボロンを拡散し害の内面にp
11v領域7を形成する。(第1図(C)参照)次に熱
酸化法を用いて埋設シリコン酸化y48を形成し溝6を
埋める。この熱酸化によ)、さきに導入した不純物によ
シ埋設酸化膜8の下側にチャンネルストッパー9および
耐圧劣化防止領域τが形成されるD(第1図(dJ参照
) こうして素子分離領域が形成され、チャンネルストッパ
ー等の形成されたあとそれぞれ分離された島状領域に所
望の素子を形成することとなる。
第1図(e)は素子形成後の要部断面図で11はエミ 
1ツタ領域、10Fi耐圧劣化防止領域τに接続形成さ
れたペース領域、3 Fin型シリコン層でトランジス
タのコレクタ領域となる。
しかしながらこのような製造方法によシ埋設シリコン酸
化膜ならびにチャンネルストッパーおよび耐圧劣化防止
領域を形成する場合は、厚い酸化膜形成時は酸素が酸化
膜中をシリコン窒化膜の下にも拡散して行く為に横方向
酸化が生じ、シリコン窒化膜下のシリコン基板も少し酸
化され、いわゆるバーズ・ヘッド(blrd head
)が形成される。
このためパターン幅の減少が生ずる。たとえば、リコン
エッチング解深さ約0.6μm、埋設シリコン酸化g!
膜厚約1.2μmとすると、パターン幅は約2#m減少
することとなシ、このような大きなパターン幅の減少は
集8を度を向上する上で大きな間聴となる。その上、輩
化膜下にシリコン酸化膜が部分的に形成されることによ
りシリコン基板内に大きな歪が加えられることとなり、
ザいて社結晶欠陥の発生となる等、素子形成を行なう上
での大きな欠点となっている。また厚い酸化膜形成前に
導入したp型不純物はチャンネルストッパーを形成する
が、チャンネルストッパーFi糊込層に接触して形成さ
れてhるのでCca 容量が大きくなってしまう欠点が
ある。また溝の側面に導入した不純物は耐圧劣化防止領
域を形成するが第1図(elの1に示すようにペース領
域10に接続されているのでCCB容葉が大きくなると
いう欠点もある。
また第2図(1)〜(elは従来法によるヅーヤンネル
ストッパーを備えた埋設酸化膜分離半導体装置の製造方
法を示す工程別断面図である。図に示す番号は第1図に
準する。第2図(al〜(e)においてはチャンネルス
トッパー用の不純物はイオン注入法により行りた場合で
ある。図において先ず第1図の場合と同様p型累板の表
面にn型不純物によシn型の埋込層を形成、その上にn
型の半導体層3を形成その表面にシリコン酸化膜4およ
びシリコン窒化膜5を形成する。(第2図(a)参照)
但し第1図(Jl)〜IC)図では)’!!!!半導体
素板および埋込層は都合により図面よシ削除した。
次にフォトプロセス法による選択エツチングによシ素子
分離領域上のシリコン窒化膜5、シリコン酸化膜4を除
去し、k出したシリコン基板表面をエツチングして溝6
を形成する。(騙2図(b)参照) しかるのちイオン注入法によシボロンを拡散す    
 :る。イオン注入によるときFi側面には不純物は拡
     :散されず底面のみにp型不純物層7が形成
される。    :(t/g2図(C)参照) 次に熱酸化法を用いて埋設シリコン酸化膜8を    
 □形成しtll16を埋める。この熱酸化によシさき
に#I     :の底部に導入した不純物は拡散して
埋設酸化a8     :の下にチャンネルストッパー
9を形成する。このときは溝側面には不純物が導入され
なかったので耐圧劣化防止領域は形成されていない。(
第2図(dl#fi)               
 ’その後分離された島状領域には所望の素子が形成さ
れる(第2図(el参照) このように形成された埋込酸化物分離領域を持つ半導体
装置においては前実施例と同様バーズ・ヘッドが形成さ
れパターン形成領域の−が大幅に減少する。七nと同時
にシリコン酸化膜の近傍のシリコン結晶には大きな歪が
発生しこれが素子の特性の欠陥の原因となっている。
またチャンネルストッパーは埋込領域Ktたがりそのた
めCcs谷量が大きくなってしまう0また本寮施例はイ
オン注入法によシネ続物を導入したため耐圧劣化防止領
域は形成されていない従ってコレクタ・工電ツタ間はリ
ークし易い状態となっている。
従って本発明は以上の問題点に対処してなされたもので
、埋込酸化膜による素子分離をした半導体装置において
、横方向酸化をおさえ素子形成有効面積を大きくすると
共に酸化膜シリコン界面の虫をすくなくシ特性の安定化
をはかると共に、埋込酸化膜の形成と同時CSキャパシ
タンスの小さいチャンネルストッパーとCH答jiを大
きくしないで、かつCEリークを発生させることのない
耐圧劣化防止領域を形成する半導体装置の製造方法を提
供するにある0 すなわち本発明の賛旨は、半導体基板表面に耐鈑化性膜
のパターンを形成する工程と、該ノ(ターン以外の基板
表面を食刻し溝を形成する工程と、眩溝の側面のみに多
結晶シリコン族を形成する工程と、イオン注入法により
基板表面領域と逆411[型の不純物を添加する工程と
、熱酸化法によシ埋設シリコン酸化膜を形成するととも
に埋設酸化膜に隣接して基板表面領域と逆導電型領域を
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
造方法にある。
以下図面を参照し本発明の詳細な説明 第3図(al〜U》は本開明の一実施例による牛瑯体装
置の製造方法を示す工程別断面図である。以下工程順に
説明する。
(1)p型半導体木板1にn型不純物を拡散し埋込〜2
t−形成しその上にn型シリコン領域3を気相成長法に
形成し半導体基板を準備する。(第3図(f)参照)だ
’NLM1図では省略、次にさきに形成したn型シリコ
ン領域30表面に熱酸化法によ9シリコン鈑化膜4を約
20OA形成し、その上にシリコン鼠化膜5をCVD法
によシ約100OA被看させるo  ( M 31fl
(aJ参照)(2)  次にホトレジスト法を用いて選
択的に埋股飲化膜形成領域上のシリコン鼠化腺5および
シリコン酸化1[41にエツチング除去し、シリコン基
板表面t−m出させ、しかるのち慧出表回t−CCl。
ガス系を用いたプラズマエツチングで食刻し、溝6を0
6μmの深さに形成する。(第3図(b)参照) +s>  lJhるのち多結晶シリコンM!I4I 2
t−気相成長法によ,95000 〜6000A形成す
るn(a,s図<C)参照)多結晶シリコン膜の膜厚は
埋設シリコン酸化膜の所望の膜厚によシ変化し、埋設シ
リコン酸化膜の膜厚が約1.2μmでろれば付層させる
シリコン膜の膜I!I.は0.5μm程度が適当でろる
0(4)次に多結晶7リコン膜12のエツチングを行う
。このときエツチングはCCI,系ガスによる異方性プ
ラズマエツチング方法によシ実施し、基板表面全面をエ
ツチングガスにさらす。しかるときはエツチングは基板
表面に垂直な方向からしかエツチングされないためにエ
ツチング溝の側面の多結晶シリコンはエツチングされな
いで残ζる。(第3図(di参照)プラズマエツチング
のあとシリコン基板をケミカルエツチングして表面を整
えてもよい。
(6)次にp型不純物としてボロンをイオン注入法によ
シ添加する。しかるときはボロンはポリシリコンの側壁
の上面と、ポリシリコンが除去された溝の底面に注入さ
れp型領域13および14が形成される。(第3図(e
l参照) (6)シかるのち熱酸化法を用いて埋設シリコン酸化M
l 8/を形成する。熱酸化は例えば高圧酸化により9
00〜1000″Cで行えば容易に酸化膜を形成するこ
とができる。この選択酸化時$6の下面は従来通力酸化
されるが、@面は多結晶シリコン膜12が酸化されシリ
コン基板自体は酸化されない。従ってシリコン室化牌5
0下にシリコン酸化膜が形成されることは無く、従って
/《一ズ・ヘッドは形成されず選択酸化によるパターン
形成領域の減少や結晶歪の発生を防止することができる
。従って高密度化.小形化ができると共に歪による特性
の不安定を防ぐことができる。また埋設シリコン酸化膜
8′の形成と同時にチャンネルストッパー15および耐
圧劣化防正領域のpmlml領域形成できる。チャンネ
ルストッパ−15Fi埋込層2から離れ小さく形成され
ているのでCcs容量を小さくすることができる。(第
3図げ)参照) (7)次に埋込酸化物層ぎによシ形成された島状領域に
所望の素子を形成すれは半導体装置が得られる(第3図
(、?+参照) 第3図U)において11はエミッタ領域、12はベース
領域、3はコレクタ領域、7“は耐圧劣化防止用のp型
領域である。耐圧劣化防止用のp型領域は第1図(eJ
に示したように大きくないのでCCB容′1kを小さく
することができる。またCEII−りの最も起シ易い部
分に1圧劣化防止用p型領域が形成されているのでこの
リークを減少させることができる。
以上説明したとおシ本発明によれi″t′選択敢化法に
より埋設シリコン酸化膜を形成する時に、シリコンのエ
ツチング溝形hX、彼爬の側面のみに多結晶シリコン層
を形成することにより熱酸化時の横方向酸化を防止する
ことができ、そのためパターン形成領域の減少や結晶歪
の発生を防止することができる。従って集f*Uの向上
が出来ると共に歪の発生による耐圧劣化を減少させるこ
とができる。
また同時にチャンネルストッパーと耐圧劣化防止領域が
小さく形成できるのでCcs容量、CCB容菫を大きぐ
することなく機能を発揮することができる。従って、高
密度化、小形化9%性の安定化が出来ると共に歩留の向
上をはかることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(Jll〜telおよび第2図(a)〜(eJけ
従来の半導体装置の製造方法を示す工程別の要部断lt
I図、第3図(a)〜叡ノは本発明の一笑施例にょる手
専体装置の製造方法を示す工程別の狭部断面図である。 1・・・・・・半導体素板、2・・・用埋込層、3・・
・・・・半導体基板表面領域、4・・・・・・シリコン
酸化膜、5・・印・シリコン蟹化膜、6・・・・・・牌
、7・・・・・・tpI部に形成したp型領域、7/ 
、 7//叫,、耐圧劣化防止領域、8。 8′・・・・・・埋設シリコン醒化膜、9・・団・チャ
ンネルストッパー、10・・・・・・ベースM域、ll
・・団・エミッタ領域、12・・・・・・ポリシリコン
、13・・・・・・ポリシリコン不純物導入領域、14
・・・・・・害の底面不純物導入領域、15・・・・・
・チャンネルストッパー。 74 第3図 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板表面Kjt酸化性換パターンを形成する工程
    と、蚊パターン以外の基&表面を食刻し溝を形成する工
    程と、該擲の@面のみに多結晶シリコン膜を形成する工
    程と、イオン注入法によシ基板表面領域と逆導電型の不
    純物を添加する工程と、熱酸化法によシ埋設シリーン飯
    化膜を形成するとともに埋設酸化膜に隣接して基板表面
    領域と逆導電型領域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。
JP19727381A 1981-12-08 1981-12-08 半導体装置の製造方法 Granted JPS5897846A (ja)

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JPS63289830A (ja) * 1987-05-21 1988-11-28 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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