JPS59211244A - 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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JPS59211244A
JPS59211244A JP8607983A JP8607983A JPS59211244A JP S59211244 A JPS59211244 A JP S59211244A JP 8607983 A JP8607983 A JP 8607983A JP 8607983 A JP8607983 A JP 8607983A JP S59211244 A JPS59211244 A JP S59211244A
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JP
Japan
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film
pattern
substrate
insulating film
etching
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Pending
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JP8607983A
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English (en)
Inventor
Yukio Takeuchi
幸雄 竹内
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
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Publication of JPS59211244A publication Critical patent/JPS59211244A/ja
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    • HELECTRICITY
    • 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
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials

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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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特に素子分離用
の絶縁膜の形成方法に係る。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
従来、半導体基板としてシリコン基板を用いたMO8半
導体装置では素子分離法として選択酸化灰が最もよく用
いられている。しかし、選択酸化法では素子分離膜の端
部に発生するバーズビークが素子領域の寸法を小さくす
る原因となシ、予めホトマスク上でこの寸法変換差を採
っておかなければならないため、素子の高集積化の妨げ
となっている。
そこで、最近では選択酸化法に代わる素子分離技術とし
て例えばBOX法が開発されている。
このBOX法はシリコン基板をエツチングして溝を形成
し、この溝内に酸化膜を埋設する方法であシ、バーズビ
ークの発生を考慮に入れる必要はない。しかし、この方
法ではシリコン基板を選択的にエツチングして溝を形成
する際、マスク材としてホトレジスト・ぐターンを用い
て転写されたシリコンに対して選択エツチング性を有す
る被膜パターン(例えばAt膜パターン)を用いるため
、写真蝕刻法の限界による制約を受ける。例えば、現在
の紫外線による写真蝕刻法ではホトレゾストパターン間
の間隔が1μm以下となるようにホトレジストをパター
ニングすることは非常に困難であるため、微細な素子分
離膜を形成することも困難となっている。
〔発明の目的〕
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであシ、従来の
素子分離技術では形成することが困難な1μm以下の微
細な素子分離膜を形成して素子の高集積化を達成し得る
半導体装置の製造方法を提供しようとするものである。
〔発明の概要〕
本発明の半導体装置の製造方法は、まず半導体基板上に
第1の絶縁膜(例えば酸化膜)を形成し、この上に被膜
(例えば多結晶シリコン膜)を堆積した後、この被膜上
にマスク材パターン(例えばホトレジストパターン)を
形成シ、これをマスクとして被膜を等方的にエツチング
してサイドエツチングによりマスク材パターンよシ寸法
の小さい被膜・2ターンを形成する。次に、マスク材ノ
4ターンを残存させた状態で全面に金属膜を蒸着し7だ
後、リフトオフ法によシマスフ膜パターンとその上の金
属膜を除去し、第1の絶縁膜上に金属膜パターンを形成
する。つづいて、前記被膜パターン及び金属膜ノRター
ンをマスクとして第1の絶縁膜及び基板を順次異方性エ
ツチングによシエッチングして基板内に溝を形成する。
つづいて、前記被膜パターン及び金属膜パターンを除去
し、全面に第2の被膜を堆積した後、エッチバック法に
よシ基板の溝内に第2の被膜を埋設する。
こうした方法によれば、被膜パターンと金属膜パターン
との間には被膜の等方性エツチング時のサイドエツチン
グ分の間隔があシ、これらをマスクとする異方性エツチ
ングにより基板内に前記サイドエツチングに対応する幅
の溝を形成することができる。したがって、この溝内に
第2の絶縁膜を埋設することによシ微細な素子分離膜を
形成することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明の実施例を第1図〜第8図を参照して説明
する。
(1)まず、P型シリコン基板1表面に厚さi 000
Xの熱酸化膜2を形成した後、この熱酸化膜2上にC’
/D法によシ厚さ5000Xの多結晶シリコン膜3を堆
積する。この多結晶シリコン膜3の膜厚は最終的に形成
される素子分離膜の幅とほぼ等しくなるので、重要な設
定条件となる。(第1図図示)。次に、この多結晶シリ
コン膜3上に写真蝕刻法によりホトレジストパターン4
を形成した後、プラズマエツチング法によυ多結晶シリ
コン膜3を等方的にエツチングする。この等方性エツチ
ングによシサイドエッチングが生じ、ホトレジストパタ
ーン4の端部から約0.5μm後退した、ホトレゾスト
パターン4よシ寸法の小さい多結晶シリコン膜パターン
3′が形成される(第2図図示)。
(ii)  次いで、ホトレジスト・クターン4を残存
させた状態で真空蒸着法によシ全面に厚さ1000Xの
At膜5を蒸着する。この際、ホトレジストパターン4
の厚さが1μm以上あるため、ホトレジストパターン4
上のa膜5と熱酸化膜2上のAt膜5とは分断されてい
る(第3図図示)。つづいて%02アッシングあるいは
化学薬品等でホトレジストパターン4を除去し、このホ
トレジストパターン4上のA/=膜5をリフトオフする
この結果、熱酸化膜2上にA/=膜パターン5′が形成
される(第4図図示)。
(iii)  次いで、多結晶シリコン膜ノfターン3
′及びAA膜・やターフ5′をマスクとして熱酸化膜2
を異方性エツチングによシエッチングし、更に基板1も
異方性エツチングによシ深さ約6000 iまでエツチ
ングする。この結果、基板1内に幅約05μmの溝6が
形成される。!た、多結晶シリコン膜パター゛73′は
基板1の異方性エツチングと同時にエツチング除去され
る(第5図図示)。
つづいて、硫酸と過酸化水素水との混合液あるいは王水
等によI) At膜パターン5′を除去した後、全面に
厚さ約5000XのBSG膜(Boron St l 
1cateGl as s膜)7を堆積する(第6図図
示)。つづいて、異方性エツチングによ、9 BSGS
2O2ッチパックして、基板1の溝6内にBSGS2O
2部を埋設し、幅約0.5μmの素子分離膜8を形成す
る。この異方性エツチングによシ前記熱酸化膜2も同時
に除去される(第7図図示)。つづいて、ドライ02中
1ooo℃で1時間熱処理を行ない、素子分離膜8から
ボロンを拡散させてP−型フィールド反転防止層9を形
成する。この際、基板1表面には熱酸化膜ノ。が形成さ
れる(第8図図示)。
以下、通常の工程に従い、素子分離膜8によって囲まれ
た素子領域に例えばMO8半導体装置を形成する。
しかして、上記方法によれば第2図図示の工程でホトレ
ソストノ母ターン4をマスクとして多結晶シリコン膜2
をプラズマエツチング法によシ等方的にエツチングする
際のサイドエツチングによシホトレソストパターン4の
端部から約0.5μm後退した寸法の小さい多結晶シリ
コン膜パターン3′を形成することができる。次いで、
第3図図示の工程においてA/、膜5を蒸着し、第4図
図示の工程においてリフトオフ法を用いてAt膜パター
ン5′を形成スると、Ati/母ターン5′と多結晶シ
リコン膜パターン3′との間には前述したサイドエツチ
ングによる約0.51trnの間隔ができる。次いで、
第5図図示の工程で多結晶シリコン膜パターン3′とA
Ja膜/fターンダをマスクとして異方性エツチングを
行なうと、基板lに幅約0.5μmの溝6ができる。次
いで、第6図図示の工程におけるBSGS2O2積と、
第7図図示の工程におけるエッチバッグ法によシ幅約0
.5μmの素子分離膜8を形成できる。このように従来
の選択酸化法やBOX法では達成できなかった幅1μm
以下の素子分離膜8を形成することができ。
しかもこの素子分離膜80幅を多結晶シリコン膜3の膜
厚で制御することができるので、素子の高集積化にとっ
て多大の効果を得ることができる。
また、従来のBOX法ではフィールド反転防止層を形成
するために、基板に設けられた溝の領域にイオン注入を
行なっていたので、溝の側壁へのイオン注入が困難であ
ったが、上記方法では第8図図示の工程で熱処理により
BSG膜からなる素子分離膜8からゼロンを拡散させる
ので。
自己整合的にフィールド反転防止層9を形成することが
できる。
なお、上記実施例では被膜として多結晶シリコン膜3を
用いたが、これに限らず例えばシリコン窒化膜を用いて
もよい。シリコン窒化膜を用いた場合、第5図図示の工
程に対応する異方性エツチングの工程の後、熱リン酸等
のエツチング液によりシリコン窒化膜パターンを除去す
ればよい。
また、上記実施例では金属膜としてA/、膜5を用いた
が、これに限らず高融点金属、例えばTi。
Mo、W等を用いてもよい。
また、第7図図示の工程におけるエツチノ々ツク法では
上記実施例のように88G膜7を直接エッチバックする
方法に限らず、 BSG膜7上に例えば?リメチルメタ
クリレートとフェノール樹脂からなるレゾスト膜を塗布
した後、異方性エツチングを行なうことにより、素子分
離膜8の上面をより平坦化する方法もある。
また、第8図図示の工程における熱処理は温度、界囲気
ガスの種類を任意に設定できることはいうまでもない。
更に、本発明方法はMO8半導体装置に限らずバイポー
ラ半導体装置にも同様に適用できることは勿論である。
〔発明の効果〕
以上詳述した如く、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、1μm以下の幅を有する微細な素子分離膜を形成
することができ、素子の高集積化を達成できる等顕著な
効果を奏するものである0
【図面の簡単な説明】
第1図〜第8図は本発明の実施例における素子分離膜を
形成する方法を示す断面図である。 1・・・P型シリコン基板、2・・・熱酸化膜、3・・
・多結晶シリコン膜、3′・・・多結晶シリコン膜・ぞ
ターン、4・・・ホトレソストパターン、5・・・ht
 Hz、5′・・・At、Hパターン、6・・・溝、7
・・・BsG膜、8・・・素子分離膜、9・・・フィー
ルド反転防止層、10・・・熱酸化膜。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦デー    
               で−、−寸     
          の              
qフ琺       悸       恍 区      区 ト             Oり 派      法

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、該第1の
    絶縁膜上に被膜を堆績する工程と、該被膜上にマスク材
    ・母ターンを形成し、これをマスクとして該被膜を等方
    性工、チングにょシエッチングしてマスク材ノソターン
    より寸法の小さい被膜パターンを形成する工程と、該マ
    スク材ノ(り〜ンを残存させた状態で全面に金属膜を蒸
    着する工程と、前記マスク材ツクターンを除去し、マス
    ク材)等ターン上の金属膜をり7トオフして前記第1の
    絶縁膜上に金属膜パターンを形成する工程と、前記被膜
    ・母ターン及び金属膜・母ターンをマスクとして前記第
    1の絶縁膜及び基板の一部を異方性工、チングによシ順
    次エツチングして基板内に溝を形成する工程と、前記被
    膜ノゼターン及び金属膜パターンを除去した後、全面に
    第2の絶縁膜を堆積する工程と、エッチバック法により
    前記基板の溝内に第2の絶縁膜を埋設する工程とを具備
    したことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)第2の絶縁膜が基板と同導電型の不純物を含み、
    基板の溝内に該第2の絶縁膜を埋設した後、熱処理によ
    シ基板中に不純物を拡散させ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。
JP8607983A 1983-05-17 1983-05-17 半導体装置の製造方法 Pending JPS59211244A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057318A (ja) * 2000-08-07 2002-02-22 Sony Corp 固体撮像素子及びその製造方法

Cited By (1)

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