JPS5950540A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 この発明は、シリコン基板内に分離領域となる溝を形成
した後、溝の側面、底面にチャンネルス↓ トップ層を形成し、溝部に稠密化（Ｄｅｎｓｆｉｃａｔ
ｉｏｎさせたリンを含む化学気相蒸着膜を残存させるこ
とにより、分離特性を向上させるとともに、平坦化を実
現するようにした半導体装置の製造方法に関する。

従来、半導体集積回路においては、素子分１ζＯ法とし
て、いわゆるＬＯＣＯ８法（Ｌｏｃａｌ　０ｘｉｄａｔ
ｉｐｎｏｆ　５ｉｌｉｃｏｎ　　選択酸化）が主であっ
た。しかし、このＬＯＣＯ８法ではバースビーク、チー
１′ンネルストツプ層の横方向への拡散により、・ぐタ
ーンの変換差（シリコンを酸化し−Ｃ８ｉＯ２に変換す
るとき、シリコン基板内に形成されるＳｉｎ、　　と表
面上に形成される５ｉｎ２の厚さの差）が大きいなど、
高集積化が困難でめった。

第１図に従来のＬＯＣＯ８法のイ既略をボす。斗ず、第
１図（ａ）に示すように、ンリコン基板１上の能動領域
となる部分に窒化膜３、酸化膜２を中２０−〇形成する
。

その後、第１図（ｂ）のごとく、シリコン基板１と同−
導電型のチャンネルストップ層４，５を形成する。

さらに、第１図（Ｃ）のように、窒化膜３をマスクとし
て、酸化処理を実施することによシ、厚いフィールド酸
化膜６，７で形成された分離頭載が得られる。

このとき、符号８，９で示すように、酸素の拡散によυ
、窒化膜３の端部が押し上げられ、フィールド酸化膜の
喰い込み領域が発生するとともに、酸化処理時の熱処理
でチャンネルストップ層４゜５も横方向へ拡散する。次
に、第１図（ｄ）のごとく、窒化膜３を除去し、能動領
域４，５を巾２１で得る。

以上のＬＯＣＯ８法によると、第１図に示したように、
酸化膜の喰い込みによυ最終的に得られる能動領域の巾
に大きい変換差が生じ、微細化が困難であるほか、ナヤ
ン不ルストップ層４，５の横方向の拡散による狭チャン
ネル効果もあり、尚密度が”４ｆＪ　Ｌい状況であった
。

この発明は、前述したＬＯＣＯ８法の欠点を除去するた
めになされたもので、変換差がｌよとんど発生せず、昼
集積化が達成されるほか、平用化が１月能となるととも
に、歪などの発生も少なく、良効な分離特性が得られる
半導体装ｌぽ（７）製造方法を提供することを目的とす
る。

以下、この発明の半導体装置の製迫方法の実施例につい
て図面に基づき説明する。第２図（ａ）ないし第２図（
ｊ）はその一実施例の製ｉホ工程を示す図である。

まず、第２図（ａ）に示すように、シリコｙ　Ｊ、ｉ　
＆　３（）上に薄い熱酸化［３１を形成する。その後、
公知のホトリソグラフィ技術により、素子分離領域３４
が開孔されるごとく、ホトレジスト３２　、３３ヲノぐ
ターニングする。

次いで、ホトレジスト３２．３３＋ｃマスクとして、熱
酸化膜３１をエツチングして除去し）こ俊、第２図（ｌ
〕）に示すように、酸化）俣３６．３７ケマスクとして
シリコン基板３０を反応性イン／エッチ法により、エツ
チングを行い、？ｆＩｆ３８を形成する。

次いで、第２図（ｃ）に示すように、イオン：ｌ］込み
法によシチャンネルストップ層４りを／リコン基板３０
の溝３８の底部に形成する。

その後、第２図（由のように、化学気相蒸気法により、
このシリコン基板３０の導電性を形成する不純物と同一
の不純物をドーパントする化学気相蒸気膜４１を形成す
る。

次いで、熱処理を実施し、同相拡散法によシ、シリコン
基板３０内の溝３８の側壁および底部にチャンネルスト
ップ層４２．４３．４４を形成する。

その後、酸化膜３６．３７、化学気相蒸着膜４１を全面
エツチング除去し、鵠２図（ｅ）のような構造を　イ：
す　る　。

さらに、第２図（ｆ）に示すように、前記シリコン基板
３０を酸化処理し、薄い酸化膜５０を形成する。

次いで、第２図（ｇ）に示すように、化学気相蒸着法に
より、リンガラス膜（ＳｉＯ，／Ｐ、Ｏ，）　５２を堆
λ貴させる。このとき、溝３８の中央にリンガラス膜５
２の四部５３が形成される。

さらに、上記リンガラス膜５２が不純物としてリンを含
むことを利用して、高温算囲気で流動を生じさせる。な
お、このとさ、同時にリンガラス膜５２は熱処理によシ
、稠簡化烙れ、Ｒ密性のすぐれた絶縁膜となるほか、リ
ンを含むことによシ、イオン不純物のゲッタリング効果
も期待される。

また、この流動により、リンガラス膜５２が平坦化され
、第２図（ｈ）に示すように、リンガラス膜５２上に樹
脂系の材料５８をスピン塗布し、ｉＡ　２図（ｉ）のよ
うに表向を完全平坦化する。

その後、樹脂系の材料５８とソー／ガラス膜５２におい
て、等速のエツチング特性をイＪｆるエツチング材料に
よシリコン基板３ｏの上面にいたるまで、全面エツチン
グを実施し、第２１’Ｊ（ｊ）にボすように、平坦化素
子分離構造を１ネる。

以上説明した第１の実施例では−Ｆ記に列挙するごとき
利点を有する。

（１）ＬＯＣＯ８法のごとき選択酸化法を用いないため
、変換差が小さい素子分ＮＪ＋ｔが達成みれ、半導体装
置を製作するうえで、高力１積化が内部となあ。

（２）チャンネルストップ層を形成できる不純物を含む
化学気相蒸着膜よシの同相拡散を用いるため、シリコン
基板の溝の側壁へのチャンネルストップ層の形ル３ｃか
り能となり、分離特性が向上する。

（３）シリコン基板３０の溝３８への埋込み方法として
、化学気相蒸着法によυ形成されるリンガラス膜５２の
流動を利用するため、パッシベーション効果などにすぐ
れ、緻密性のよい膜が埋込みＯｆ能となり、素子分離特
性が大幅に向上する。

（４）桐脂系材料とリンガラス膜の等速エツチング法を
用いて、平坦化を実施するため、素子分離領域と能動領
域面がほぼ同一面となり、集積度が大幅に向上される。

また、上記第１の実施例では、チャンネルストップ層と
なる不純物を含む化学気相蒸着膜を堆積した後、同相拡
散を実施し、その後化学気相蒸着法を全面除去したが、
化学気相蒸着膜を形成ｆ茨、連続してリンガラス膜を堆
積し、高温の熱処理を行うことにより、流動し、チャン
ネルストップ層形成のための同相拡散な同時に実施して
も同等の効果が得られるものである。

以上のように、この発明の半導体４６）　Ｉｄ　（１）
！１造方法によれば、シリコン基板に素子分離′１頁域
となる溝を形成し、この溝の側面および底部にチャンネ
ルストップ層を形成した後、リンを含む化学気相蒸着膜
を形成して平坦化した裳、シリコン基板の溝内にのみ化
学気相蒸着膜を残存させるよりにしたので、変換差がほ
とんと発生せＪ゛、ｉ１′］弔積化が達成できるばかり
か、歪の発生も少なく、良好な分離特性が得られるもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）ないし第１図（ｄ）はそれぞれ従来の半２
Ｊ・６体装置の製造方法を説明するだめの図、第２図（
ａ）ないし第２図（ｊ）はそれぞれこの発明の半導体、
４．、６ｚの製造方法の一実施例を説明するための図で
りる。 ３０・・・シリコン基板、３８・・・ｒ／り、４０．４
２〜４４・・・チャンネルストップ層、５０・・・酸化
膜、５２・・・リンガラス膜。 第１図 第２図 ４°４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ＋ＩＪシリコン基板に素子分離領域となる溝を形成する
   第１の工程と、上記シリコン基板の溝の底部および側面
   にチャンネルストップ層を形成する第２の工程と、上記
   ナヤンネルストップ層の形成後上記シリコン基板上にリ
   ンを含む化学気相蒸着膜を形成して熱処理により平坦化
   する第３の工程と、上記化学気相蒸着膜をさらに平坦化
   する処」」を行った故上記シリコン基板の上記溝内にの
   み上記化学気相蒸着膜を残存させる第４の工程とよシな
   る半導体装置の製造方法。 （２）チャンネルストップ層を形成づ−る第２の工程は
   化学気相蒸着膜の堆積および同相拡散によることを特徴
   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。