[go: up one dir, main page]

JPH07273188A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

Info

Publication number
JPH07273188A
JPH07273188A JP6328494A JP6328494A JPH07273188A JP H07273188 A JPH07273188 A JP H07273188A JP 6328494 A JP6328494 A JP 6328494A JP 6328494 A JP6328494 A JP 6328494A JP H07273188 A JPH07273188 A JP H07273188A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
semiconductor layer
film
semiconductor device
insulating
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP6328494A
Other languages
English (en)
Inventor
Masaru Sakamoto
勝 坂本
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP6328494A priority Critical patent/JPH07273188A/ja
Publication of JPH07273188A publication Critical patent/JPH07273188A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Element Separation (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 単結晶下のサイドエッチングを防止し、配線
間短絡を抑制する。 【構成】 絶縁体面上に設けられた、溝堀り分離により
電気的に分離を行った半導体層と、該半導体層上に設け
られた絶縁膜とを有する半導体装置において、前記半導
体層の主面上の絶縁膜の厚さAよりも側壁面上の絶縁膜
の厚さBを厚くした半導体装置及びその製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置及びその製造
方法に係わり、特に絶縁体面上に、溝堀り分離により電
気的に分離を行った半導体層を有する半導体装置及びそ
の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】絶縁物上に単結晶シリコン半導体層を形
成する技術は、SOI技術として広く知られている。そ
して、SOI基板を用いて半導体装置を形成することに
より、高集積化(微細化)、高速化(容量低減)、高耐
圧化、耐ラッチアップ(素子分離性)、耐宇宙線性等の
優れた特性が得られることも確認されている。一方、更
なる高集積化のために素子分離の方法も、選択酸化によ
る分離法からメサ分離やトレンチ分離等への検討がなさ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記SOI基板に例え
ばMOSトランジスタ等の半導体素子を作製すべく、絶
縁体上の半導体層をエッチングにより分離しようとした
場合、次のような課題を生ずる。
【0004】即ち、図12に示すように、絶縁基板20
1上に形成された半導体層202を、パターン化された
熱酸化膜203をマスクとしてエッチングを行った場
合、エッチング後にマスクたる熱酸化膜203を除去し
ようとすると、図13に示すように露出した絶縁基板2
01の表面もエッチングされてしまい、半導体層202
下側にサイドエッチ部205が生じ、図14に示すよう
に絶縁膜206上のゲート電極207、その他の配線形
成工程等によりサイドエッチ部に導体208が入り込ん
で短絡を生じさせる課題があった。
【0005】
【課題を解決するための手段 】本発明の半導体装置
は、絶縁体面上に設けられた、溝堀り分離により電気的
に分離を行った半導体層と、該半導体層上に設けられた
絶縁膜とを有する半導体装置において、前記半導体層の
主面上の絶縁膜の厚さよりも側壁面上の絶縁膜の厚さを
厚くしたことを特徴とする。
【0006】本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁体
面上に設けられた半導体層上にパターン化された第1の
絶縁膜を形成し、該第1の絶縁膜をマスクとして該半導
体層を部分的に除去する工程と、前記第1の絶縁膜及び
半導体層上に更に第2の絶縁膜を形成する工程と、少な
くとも前記半導体層の主面上の第1及び第2の絶縁膜を
異方性エッチングにより除去する工程と、を有すること
を特徴とする。
【0007】本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁体
面上に設けられた半導体層上にパターン化された第1の
酸化膜及び耐酸化性膜を形成し、該耐酸化性膜をマスク
として半導体層を部分的に除去する工程と、少なくとも
前記半導体層の側壁面に第2の酸化膜を形成する工程
と、少なくとも前記耐酸化性膜を除去する工程と、を有
することを特徴とする。
【0008】
【作用】本発明の半導体装置は、半導体層の主面上の絶
縁膜の厚さよりも側壁面上の絶縁膜の厚さを厚くするこ
とにより、単結晶層下のサイドエッチングを防止したも
のであり、絶縁膜上に配線を形成する場合に配線間の短
絡を抑制することを可能としたものである。
【0009】本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁体
面上に設けられた半導体層を、パターン化された第1の
絶縁膜をマスクとして部分的に除去した後、更に第2の
絶縁膜を形成することで半導体層の側壁部にも絶縁膜を
形成して半導体層下の絶縁面がその後のエッチングプロ
セスでエッチングされないようにし、その後に少なくと
も半導体層の主面上の第1及び第2の絶縁膜を異方性エ
ッチングにより除去するようにしたものである。
【0010】また本発明の半導体装置の製造方法は、絶
縁面上に設けられた半導体層を、パターン化された耐酸
化性膜をマスクとして部分的に除去した後、該耐酸化性
膜で覆われていない少なくとも前記半導体層の側壁面に
第2の酸化膜を形成することで半導体層の側壁部にも絶
縁膜を形成して半導体層下の絶縁面がその後のエッチン
グプロセスでエッチングされないようにし、その後に前
記耐酸化性膜を除去するようにしたものである。
【0011】上記本発明の製造方法は、従来技術である
トレンチ分離法や選択酸化法等を用いて、半導体層下の
絶縁体がサイドエッチングされないようにしたものであ
り、特に新規な装置を導入することなく、安価でバラツ
キの小さいSOI型半導体装置を提供することができ
る。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例について図面を用いて
詳細に説明する。なお、ここではSOI基板にMOSト
ランジスタを形成する場合を例にとって説明を行う。 (実施例1)図1は本発明によるSOI型MOSトラン
ジスタの模式的断面図である。同図において、101は
絶縁性基板、102は半導体層のMOSトランジスタの
チャネル部となる領域、103は厚い絶縁膜、104は
ゲート絶縁膜、105はMOSトランジスタのゲート電
極及び配線、106,107は半導体層内に形成された
MOSトランジスタのソース,ドレイン領域、108は
層間絶縁膜、109,110はソース及びドレイン領域
の引出し電極及び配線である。なお、絶縁性基板101
は基板自体が絶縁体であっても、非絶縁体基板上に絶縁
層が形成された基板であってもよい。なお、本発明では
貼合わせ基板、SIMOX、SOS等の種々のSOI基
板を用いることができる。
【0013】本発明の特徴となるのは、ゲート絶縁膜1
04の絶縁膜厚(A)と絶縁膜103の絶縁膜厚(B)
との関係がA<Bであることである。つまり、絶縁膜厚
Bを絶縁膜厚Aより大きくすることにより、半導体層下
の絶縁性基板101にサイドエッチングが生じないよう
にしたことである。このことにより、ゲート電極105
やソース・ドレイン電極109,110形成時に生ずる
配線間短絡を抑制することができる。なお、絶縁膜
(A)のエッチングを行なう場合、工程の安定化を考え
ると50%のオーバーエッチングが行なわれるため、絶
縁膜厚はB>1.5Aであることが望ましい。又、MO
SトランジスタのVth変動を考えた場合、主表面側でV
thを決定させるためには1.5倍以上の良質の絶縁膜が
側壁面にあることが望ましい。
【0014】次に上記SOI型MOSトランジスタの製
造方法について説明する。先ず、図2に示すように、絶
縁性基板301上にシリコン単結晶層302を設けた基
体を熱酸化することによりマスク材としての熱酸化膜3
03を形成する。続いて、レジストパターンニングによ
り、素子(トランジスタ等)を形成する領域のみに酸化
膜を残すべく酸化膜エッチングを行い、その後レジスト
剥離を行う。この酸化膜をマスク材として、単結晶層3
02を部分的にエッチング除去する。エッチング時に注
意することは酸化膜とシリコン単結晶層との選択比であ
るが、塩素系ガス304を用い、RIEモードで異方的
にエッチングすると選択比は5〜10程度とれるため、
単結晶層の厚さが5000オングストローム程度なら
ば、マスク材としての熱酸化膜は〜1000オングスト
ロームで十分である。
【0015】次に図3に示すように、CVD法等を用い
ることで基体全面に絶縁膜305を形成する。続いて、
この絶縁膜305を再びRIEモードでエッチング除去
する。この場合のエッチングで注意することは、前述の
エッチングとは逆に半導体層より絶縁膜のエッチング速
度を大きくとることである。これには、CHF3 ,CF
4 ,SF6 等のフッ素系エッチャント306を用いるこ
とにより、〜30程度の選択比を得ることができる。こ
のようにして、図4に示すように本発明の特徴である半
導体層側壁に厚い絶縁膜307を残すことが可能とな
る。
【0016】この後、図5に示すように、ゲート酸化膜
308を形成し、ゲート電極309となる多結晶シリコ
ンを全面に形成しこれをパターンニングすることにより
所望の場合のみに多結晶シリコンを残すことが可能とな
る。続いて、この多結晶シリコンをマスクとしてセルフ
アライメントでソース・ドレインのイオン注入を行う。
イオン注入量は表面濃度として1E19cm-3以上にな
るようドーズ量と加速電圧をコントロールする。
【0017】次に図6に示すように、層間絶縁膜312
としてCVD法にBPSG膜を形成し、これを熱処理す
る。この熱処理によりイオン注入層(ソース・ドレイ
ン)が電気的に活性化されるとともに、BPSG膜が流
動(リフロー)し段差が軽減される。図中、310,3
11はソース・ドレイン領域である。続いて、この絶縁
膜に電極引出し用の窓あけを行う。最後にAl等の金属
をスパッタ法を用い全面に形成し、これをパターンニン
グして配線313,312を形成することによりMOS
トランジスタが形成される。この後400℃程度の熱処
理を加えることで、良好なオーミック接触を有し、且つ
配線間短絡のない特性が得られる。本実施例ではMOS
トランジスタについて説明したがバイポーラトランジス
タについても同様の効果が期待できる。 (実施例2)実施例1ではサイドウォール形成により本
発明を実現したが、本実施例では選択酸化法により本発
明を実現する。
【0018】図7に示すように、絶縁性基板401上に
シリコン単結晶402を設けた基体を熱酸化して酸化膜
403を形成し、続いてLP−CVD法を用いて窒化膜
404を形成する。次にレジストパターンニングにより
窒化膜404及び酸化膜403のエッチングを行う。続
いて、この窒化膜404をマスクにして単結晶層402
を塩素系のプラズマ405を用いてエッチング除去す
る。ここで、注意することは単結晶層402のエッチン
グが終了しても、窒化膜404が〜1000オングスト
ローム残るよう厚く窒化膜を形成しておくことがポイン
トである。
【0019】次に図8に示すように、これを熱酸化する
ことにより、窒化膜404のない部分が選択的に酸化さ
れ、単結晶層側壁にのみ厚い酸化膜406を形成するこ
とが可能となる。
【0020】この後図9に示すように、熱リン酸により
選択的に窒化膜404を除去することで側壁の酸化膜4
06を残したまま、窒化膜を除去することが可能とな
る。最後に窒化膜ストレス制御用に形成してあった酸化
膜(〜300オングストローム)403を除去すること
で、本発明の特徴である半導体層側壁に厚い絶縁膜を残
すことが可能となる。この後は、実施例1と同様にMO
Sトランジスタ等のトランジスタの形成が可能である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば半
導体層側壁の絶縁膜を主表面の絶縁膜より厚くすること
で、配線間短絡を抑制することができる。
【0022】更には、本発明により半導体素子を形成す
る場合の半導体層の側壁による影響も軽減できる。例え
ば、本発明によるMOSトランジスタでは側壁の影響を
大幅に軽減できた。本発明を利用した場合と従来法の場
合とにおける、MOSトランジスタのスレッシュホルド
電圧VthのW(ゲート幅)依存性を図10に示す。半導
体層の厚さにも影響するが、半導体層厚〜5000オン
グストロームにおいて、従来法ではW≦20μmでVth
の低下が認められるが本発明を用いた場合、W〜3μm
までVthは変動していないことがわかる。また本発明を
適用した500段シフトレジスタ歩留まりのW依存性を
図11に示す。本発明によれば歩留まりが改善され、特
にW<10μmで改善の効果が顕著である。このこと
は、回路計算等を行う上で、自由度が広がり、高集積、
高性能化する上で重要である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるSOI型MOSトランジスタの模
式的断面図である。
【図2】本発明による第1実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図3】本発明による第1実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図4】本発明による第1実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図5】本発明による第1実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図6】本発明による第1実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図7】本発明による第2実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図8】本発明による第2実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図9】本発明による第2実施例のSOI型MOSトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。
【図10】本発明を適用したMOSトランジスタのW依
存性を示す特性図である。
【図11】本発明を適用した500段シフトレジスタ歩
留まりのW依存性を示す特性図である。
【図12】SOI基板に溝堀り素子分離を適用した場合
の製造方法を示す断面図である。
【図13】SOI基板に溝堀り素子分離を適用した場合
の製造方法を示す断面図である。
【図14】SOI基板に溝堀り素子分離を適用した場合
の製造方法を示す断面図である。
【符号の説明】
101 絶縁性基板 102 MOSトランジスタのチャネル部となる領域 103 厚い絶縁膜 104 ゲート絶縁膜 105 ゲート電極及び配線 106,107 ソース,ドレイン領域 108 層間絶縁膜 109,110 ソース及びドレイン領域の引出し電極
及び配線 301 絶縁性基板 302 シリコン単結晶層 303 熱酸化膜 304 塩素系ガス 305 絶縁膜 306 フッ素系エッチャント 307 厚い絶縁膜 308 ゲート酸化膜 309 ゲート電極 310 ソース領域 311 ドレイン領域 312 層間絶縁膜(BPSG膜) 313 配線 314 配線 401 絶縁性基板 402 シリコン単結晶 403 酸化膜 404 窒化膜 405 プラズマエッチング(塩素系ガス) 406 厚い酸化膜

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 絶縁体面上に設けられた、溝堀り分離に
    より電気的に分離を行った半導体層と、該半導体層上に
    設けられた絶縁膜とを有する半導体装置において、 前記半導体層の主面上の絶縁膜の厚さよりも側壁面上の
    絶縁膜の厚さを厚くしたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記側壁面上の絶縁膜は熱酸化膜である
    請求項1記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 前記側壁面上の絶縁膜の厚さは主面上の
    絶縁膜の厚さの1.5倍以上である請求項1記載の半導
    体装置。
  4. 【請求項4】 前記半導体層にソース,ドレイン領域を
    設け、前記半導体層の主面上の絶縁膜上にゲート電極を
    設けて絶縁ゲート型トランジスタを構成した請求項1記
    載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 絶縁体面上に設けられた半導体層上にパ
    ターン化された第1の絶縁膜を形成し、該第1の絶縁膜
    をマスクとして該半導体層を部分的に除去する工程と、 前記第1の絶縁膜及び半導体層上に更に第2の絶縁膜を
    形成する工程と、 少なくとも前記半導体層の主面上の第1及び第2の絶縁
    膜を異方性エッチングにより除去する工程と、 を有する半導体装置の製造方法。
  6. 【請求項6】 絶縁体面上に設けられた半導体層上にパ
    ターン化された第1の酸化膜及び耐酸化性膜を形成し、
    該耐酸化性膜をマスクとして半導体層を部分的に除去す
    る工程と、 少なくとも前記半導体層の側壁面に第2の酸化膜を形成
    する工程と、 少なくとも前記耐酸化性膜を除去する工程と、 を有する半導体装置の製造方法。
JP6328494A 1994-03-31 1994-03-31 半導体装置及びその製造方法 Pending JPH07273188A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6328494A JPH07273188A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 半導体装置及びその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP6328494A JPH07273188A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 半導体装置及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07273188A true JPH07273188A (ja) 1995-10-20

Family

ID=13224880

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP6328494A Pending JPH07273188A (ja) 1994-03-31 1994-03-31 半導体装置及びその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH07273188A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002061846A1 (en) * 2001-02-01 2002-08-08 Sony Corporation Semiconductor device and fabrication method therefor

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2002061846A1 (en) * 2001-02-01 2002-08-08 Sony Corporation Semiconductor device and fabrication method therefor
JP2002231957A (ja) * 2001-02-01 2002-08-16 Sony Corp 半導体装置及びその製造方法
US6664165B2 (en) 2001-02-01 2003-12-16 Sony Corporation Semiconductor device and fabrication method therefor
KR100839894B1 (ko) * 2001-02-01 2008-06-20 소니 가부시끼 가이샤 반도체 장치 및 그 제조 방법

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6091120A (en) Integrated circuit field effect transisters including multilayer gate electrodes having narrow and wide conductive layers
KR100317219B1 (ko) 기생용량이감소되는반도체장치제조방법
JP3665426B2 (ja) 半導体装置の製造方法
US6225163B1 (en) Process for forming high quality gate silicon dioxide layers of multiple thicknesses
US5739574A (en) SOI semiconductor device with low concentration of electric field around the mesa type silicon
JP2001284466A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH1093093A (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP4411677B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR20010051263A (ko) Mosfet 스페이서를 위한 다층 구조물
JP2002237602A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH098135A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH07273188A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JP2838938B2 (ja) 半導体集積回路装置の製造方法
JPH0645614A (ja) 読出し専用半導体メモリの製造方法
KR100250353B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조방법
JP3469616B2 (ja) 半導体装置製造方法
JP3373772B2 (ja) 半導体装置
US6521517B1 (en) Method of fabricating a gate electrode using a second conductive layer as a mask in the formation of an insulating layer by oxidation of a first conductive layer
JP3632565B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP3277957B2 (ja) Soi半導体装置の製造方法
KR100446860B1 (ko) 반도체소자의 제조방법
JP2002368211A (ja) 半導体装置
JPH07226502A (ja) Mosトランジスタ及びその製造方法
JPH10200096A (ja) Mos型電界効果トランジスタ及びその製造方法
JPH06232394A (ja) 半導体装置の製造方法