KR20000065843A - 반도체 장치의 필드산화막 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 반도체 장치의 필드산화막 형성방법에 관한 것으로, 종래 필드산화막 형성방법은 그 필드산화막이 측면으로 성장하여 기판과 마스크인 질화막의 사이영역으로 성장하여 액티브영역의 면적을 줄여 반도체 장치의 집적도가 감소하는 문제점이 있었다. 이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 기판의 상부에 패드산화막과 질화막을 순차적으로 증착하고, 그 질화막과 패드산화막의 일부를 식각하여 기판의 특정영역을 노출시키는 마스크형성단계와; 상기 노출된 기판에 산화막을 성장시키는 산화막 성장단계로 이루어지는 반도체 장치의 필드산화막 형성방법에 있어서, 상기 마스크형성단계는 패드산화막을 기판의 상부에 증착한 후, 질소분위기의 열처리공정을 통해 상기 기판의 하부영역에 산화방지막을 형성한 후, 패드산화막의 상부에 질화막을 증착하도록 하여 상기 필드산화막의 소정깊이의 기판 하부영역으로 성장되는 것을 방지하고, 측면으로 성장하는 것을 방지하여 액티브영역의 면적이 감소되는 것을 방지함으로써, 반도체 장치의 집적도를 향상시키는 효과가 있다.

Description

반도체 장치의 필드산화막 형성방법{MANUFACTURING METHOD FOR FIELD OXIDE IN SEMICONDUCTOR DEVICE}

본 발명은 반도체 장치의 필드산화막 형성방법에 관한 것으로, 특히 버퍼산화막에 질소이온을 주입하여 필드산화막의 새부리영역(bird's beak)을 감소시키는데 적당하도록 한 반도체 장치의 필드산화막 형성방법에 관한 것이다.

도1a 내지 도1c는 종래 반도체 장치의 필드산화막 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 패드산화막(2)을 증착하는 단계(도1a)와; 상기 패드산화막(2)의 상부에 질화막(3)을 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 질화막(3)과 그 하부의 패드산화막(2)을 식각하여 기판(1)의 일부영역을 노출시키는 단계(도1b)와; 수증기를 이용하는 산화공정으로 상기 노출된 기판(1)에 필드산화막(4)을 형성하는 단계(도1c)로 이루어진다.

이하, 상기와 같은 종래 필드산화막 형성방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도1a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 패드산화막(2)을 증착한다. 이때, 패드산화막은 실리콘인 기판(1)에 직접 질화막이 증착되는 경우 원자간 거리 등의 차이로 인해 그 기판(1)이 손상되는 것을 방지하기 위한 것이다.

그 다음, 도1b에 도시한 바와 같이 상기 패드산화막(2)의 상부전면에 질화막(3)을 증착하고, 그 질화막(3)의 상부에 포토레지스트를 도포, 노광 및 현상하여 특정한 영역의 질화막(3)출시키는 패턴을 형성하고, 그 패턴이 형성된 포토레지스트를 식각마스크로 하는 식각공정으로 상기 노출된 질화막(3)을 식각하고, 그 질화막(2)의 식각으로 노출되는 패드산화막(2)의 특정영역 또한 식각하여 그 하부의 기판(1)을 노출시킨다.

그 다음, 도1c에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트 패턴을 제거하고, 상기 노출된 기판(1)을 수증기의 분위기에서 산화시켜, 그 기판(1)영역에 산화막을 성장시킨다.

이때, 기판(1)에 성장하는 산화막은 그 기판(1)의 상부측 뿐만아니라 기판(1)의 하부측으로도 성장이되며, 그 하부측 성장에 의해 집적소자의 소자간 절연을 가능하게 한다.

그러나, 이와 같이 필드산화막(4)이 성장하는 과정에서, 상기 질화막(3)과 기판(1)의 사이에 위치하는 패드산화막(2) 측으로도 그 필드산화막(4)이 성장하며, 그 질화막(3)과 기판(1)의 사이영역에 형성되는 필드산화막(4)의 일부를 그 형상을 비유하여 새부리영역이라고 칭하며, 이는 반도체 장치의 집적도를 저하시키는 요인이다.

상기한 바와 같이 종래 반도체 장치의 필드산화막 형성방법은 질화막에 의해 선택적으로 노출되는 기판에 성장하는 필드산화막이 그 기판과 질화막의 사이영역으로 침투하여 성장됨으로써, 소자형성영역인 액티브영역의 크기를 줄여 반도체 장치의 집적도를 감소시키는 문제점이 있었다.

이와 같은 문제점을 감안한 본 발명은 필드산화막의 성장시 기판과 질화막의 사이에 그 필드산화막이 성장되는 것을 방지할 수 있는 반도체 장치의 필드산화막 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도1a 내지 도1c는 종래 반도체 장치의 필드산화막 제조공정 수순단면도.

도2a 내지 도2d는 본 발명 반도체 장치의 필드산화막 제조공정 수순단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

1:기판 2:패드산화막

3:질화막 4:필드산화막

5:질소확산영역

상기와 같은 목적은 기판의 하부에 산화방지영역을 형성하여 기판의 하부측으로 성장되는 필드산화막의 성장을 방지하여 그 측면 성장도 방지함으로써 달성되는 것으로, 이와 같은 본 발명을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설 명하면 다음과 같다.

도1a 내지 도1d는 본 발명 반도체 장치의 필드산화막 제조공정 수순단면도로서, 이에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 패드산화막(2)을 증착하는 단계(도2a)와; 상기 패드산화막(2)을 형성한 후, 질소분위기에서 열처리하여 상기 기판(1)의 하부영역에 질소확산영역(5)을 형성하는 단계(도2b)와; 상기 패드산화막(2)의 상부에 질화막(3)을 증착하고, 사진식각공정을 통해 상기 질화막(3)과 패드산화막(2)의 일부영역을 식각하여 그 하부의 기판(1)의 일부를 노출시키는 단계(도2c)와; 상기 노출된 기판(1)에 필드산화막(4)을 성장시키는 단계(도2d)로 구성된다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명 반도체 장치의 필드산화막 형성방법을 좀 더 상세히 설명한다.

먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 기판(1)의 상부에 패드산화막(2)을 증착한다.

그 다음, 도2b에 도시한 바와 같이 상기 패드산화막(2)이 증착된 기판(1)을 질소분위기에서 열처리(ANNEAL)하여 상기 기판(1)의 하부영역에 질소가 도핑된 분포를 갖는 질소확산영역(5)을 형성한다.

그 다음, 도2c에 도시한 바와 같이 상기 패드산화막(2)의 상부전면에 질화막(3)을 증착하고, 그 질화막(3)의 상부에 포토레지스트를 도포하고, 노광 및 현상하여 상기 질화막(3)의 일부를 노출시키는 패턴을 형성한 후, 그 노출된 질화막(3)을 식각하고, 그 질화막(3)의 식각으로 노출되는 패드산화막(2) 또한 식각하여 기판(1)의 일부영역을 노출시킨다.

그 다음, 도2d에 도시한 바와 같이 상기 포토레지스트를 제거하고, 상기 노출된 기판(1)에 필드산화막(4)을 성장시킨다.

상기 필드산화막(4)이 성장하는 과정에서 상기 형성된 질소확산영역(5)은 상기 필드산화막(4)의 형성을 목적으로 하는 수증기의 기판 내로 확산을 저지하여, 그 질소확산영역(5)의 상부측 기판영역에만 필드산화막(4)이 성장될 수 있도록 하며, 그 기판(1)의 하부측으로 성장하는 필드산화막(4)의 성장을 제한함에 의해 상기 질화막(3)과 기판(1)의 사이로 필드산화막(4)이 성장하는 것을 방지할 수 있게 된다. 즉, 기판(1)의 표면으로 부터 소정깊이에 주입되어 있는 질소이온에 의해 산화율이 감소하며, 이에 따라 새부리영역이 없는 필드산화막(4)이 형성된다.

상기한 바와 같이 본 발명 반도체 장치의 필드산화막 형성방법은 기판의 하부영역에 질소확산영역을 형성하여, 그 질소확산영역을 산화방지막으로 사용하여 필드산화막의 기판 하부측으로의 성장 및 측면성장을 저지함으로써, 필드산화막의 새부리영역의 형성을 방지하여 소자형성영역인 액티브영역의 면적을 넓혀 반도체 장치의 집적도를 향상시키는 효과가 있다.

Claims (1)

1. 기판의 상부에 패드산화막과 질화막을 순차적으로 증착하고, 그 질화막과 패드산화막의 일부를 식각하여 기판의 특정영역을 노출시키는 마스크형성단계와; 상기 노출된 기판에 산화막을 성장시키는 산화막 성장단계로 이루어지는 반도체 장치의 필드산화막 형성방법에 있어서, 상기 마스크형성단계는 패드산화막을 기판의 상부에 증착한 후, 질소분위기의 열처리공정을 통해 상기 기판의 하부영역에 산화방지막을 형성한 후, 패드산화막의 상부에 질화막을 증착하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 필드산화막 형성방법.