【事件の表示】
　特許第３１０２２２３号「シリコン基板の酸化方法」の請求項１、２に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。
【結　論】
　訂正を認める。
　特許第３１０２２２３号の請求項１、２に係る特許を維持する。
【理　由】
［１］手続の経緯
　特許第３１０２２２３号（平成５年９月２４日出願、平成１２年８月２５日設定登録）は、異議申立人高木　栄により特許異議の申立てがなされ、取消理由が通知され、その指定期間内である平成１４年３月８日に訂正請求がなされたものである。
　
［２］訂正の適否についての判断
（１）訂正事項
（１−１）訂正事項ａ
　請求項１において、「窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオン」とあるのを、「窒素イオンとシリコンイオン」と訂正する。
　
（１−２）訂正事項ｂ
　段落００１９において、「窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオン」とあるのを「窒素イオンとシリコンイオン」と訂正し、「このような本発明は、・・・特徴としている（１）」とあるのを削除する。
　
（１−３）訂正事項ｃ
　段落００２８において、「上記（１）記載の」とあるのを「窒素を注入する」と訂正し、段落００２９において、「上記（１）記載」とあるのを「本発明」と訂正し、段落００３０において、「また上記（２）記載の」とあるのを「アルゴンを注入する」と訂正する。
　
（１−４）訂正事項ｄ
　段落００３２の記載を削除する。
　
（１−５）訂正事項ｅ
　段落００５０において、「本発明にかかるシリコン基板の酸化方法（１）」とあるのを「窒素イオンを注入するシリコン基板の酸化方法（２）」と訂正し、段落００５２において、「本発明にかかるシリコン基板の酸化方法（２）」とあるのを「アルゴンイオンを注入するシリコン基板の酸化方法」と訂正し、段落００５５において、「酸化方法（３）によれば上記訂正（２）記載の方法による効果に加え」とあるのを「酸化方法によれば」と訂正する。
　
（２）訂正の目的の適否、新規事項の追加の有無、及び拡張・変更の存否
（２−１）訂正事項ａについて
　訂正事項ａは、請求項１の選択的記載の一部を削除するものであるから、特許請求の範囲の減縮に該当する。
　
（２−２）訂正事項ｂについて
　訂正事項ｂは、請求項１の訂正に整合させるために段落００１９の一部を訂正するとともに、他の一部を削除するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
（２−３）訂正事項ｃについて
　訂正事項ｃは、段落００２８〜段落００３０の一部をそれぞれ具体的な表現に訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
（２−４）訂正事項ｄについて
　訂正事項ｄは、文脈上意味不明瞭なために段落００３２を削除するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
（２−５）訂正事項ｅについて
　訂正事項ｅは、段落００５０、段落００５２の一部をそれぞれ具体的な表現に訂正するものであり、段落００５５のわかりにくい記載を訂正するものであるから、明りょうでない記載の釈明に該当する。
　
　そして、上記訂正事項ａ〜ｅについては、いずれも願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内においてした訂正であり、また実質上特許請求の範囲を拡張し、又は変更するものではない。
　
（３）まとめ
　以上のとおりであるから、上記訂正は、平成６年法律第１１６号附則第６条第１項の規定によりなお従前の例によるとされる、平成１１年改正前の特許法第１２０条の４第３項において準用する平成６年法律第１１６号による改正前の特許法第１２６条第１項ただし書き及び第２項の規定に適合するので、当該訂正を認める。
　
［３］特許異議の申立てについて
（１）異議申立ての理由の概要
　異議申立人高木　栄は、証拠として、
　
　甲第１号証：特開昭６３−２０５９４４号公報
　甲第２号証：特開昭５８−５４６３８号公報
　
を提出して、本件請求項１、２に係る発明は、甲第１、２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものであるから、特許法第２９条第２項の規定に違反してされたものであり、取り消されるべきものである旨主張している。
　
（２）本件発明
　本件特許の請求項１、２に係る発明（以下、「本件発明１、２」という。）は、訂正明細書の特許請求の範囲の請求項１、２に記載された次のとおりのものである。
　
　「【請求項１】　シリコン基板表面の種々の領域に注入量を変化させて窒素イオンとシリコンイオンを注入した後、前記シリコン基板表面の熱酸化を行うことを特徴とするシリコン基板の酸化方法。
　　【請求項２】　シリコン基板の第１の領域に窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかを注入した後、前記第１の領域とは異なるシリコン酸化膜厚をもたせる第２の領域に、窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかのうち前記第１の領域に注入したイオンとは異なるイオンを注入し、次いで前記シリコン基板表面の熱酸化を行うことを特徴とするシリコン基板の酸化方法。」
　
（３）甲第１、２号証の記載事項
（３−１）甲第１号証
　甲第１号証の特開昭６３−２０５９４４号公報には、ゲートにかかる動作電圧の異なる２種類以上のＭＯＳトランジスタを同一半導体基板に形成するＭＯＳ集積回路の製造方法に関する発明が第１〜３図とともに開示され、さらに以下の事項が記載されている。
　「半導体基板上の低電圧で動作するＭＯＳトランジスタの形成領域に窒素イオンを加速注入した後、前記低電圧より高い高電圧で動作するＭＯＳトランジスタ形成領域と前記低電圧で動作するＭＯＳトランジスタ形成領域に同時に熱酸化処理を行い、膜厚の異なるゲート酸化膜を同時に形成することを特徴とするＭＯＳ集積回路の製造方法。」（特許請求の範囲）
　「窒素イオンをイオン注入装置を用いて注入し、注入した窒素イオンの量により熱酸化処理時の酸化速度を減速制御する」（２頁右上欄１６〜１９行）
　「ゲート酸化膜の膜厚に応じて窒素イオンの所定量をゲート酸化膜形成前にシリコン基板中に選択的にイオン注入しておくことにより、１回の酸化工程で２種以上の異なるゲート酸化膜を目的とする場所に形成することができる。」（３頁左上欄１４〜１８行）
　
（３−２）甲第２号証
　甲第２号証の特開昭５８−５４６３８号公報には、半導体装置に異なった膜厚の絶縁膜を同時に形成するための半導体装置の製造方法に関する発明が第１、２図とともに開示され、さらに以下の事項が記載されている。
　「窒素又は窒素を含むイオンを半導体基板に選択的に照射する工程、上記半導体基板を加熱し、上記半導体基板上に酸化絶縁膜を形成する工程を含む半導体装置の製造方法。」（特許請求の範囲）
　「窒素又は窒素を含むイオンをシリコン基板にイオン注入した後に熱酸化を行うことにより、異なる膜厚のＳｉＯ２を同時に形成することが可能となる。窒素イオン注入を異なるレジストパターンを用いて多数回行えば、多種類の膜厚のＳｉＯ２を同時に形成できることはいうまでもない。また、イオンの注入量、注入エネルギー、酸化雰囲気、酸化温度等を適当に組み合わせることによって、任意の酸化速度を実現できる。」（２頁右上欄４〜１３行）
　
（４）対比・判断
（４−１）本件発明１について
　本件発明１と甲第１、２号証に記載の方法とを対比すると、いずれも、「シリコン基板表面の種々の領域に注入量を変化させてイオンを注入した後、前記シリコン基板表面の熱酸化を行うシリコン基板の酸化方法」の点で一致するものの、注入するイオンとしては、本件発明１は「窒素イオンとシリコンイオン」の２種類であるのに対し、甲第１号証に記載のものは「窒素イオン」であり、甲第２号証に記載のものは「窒素を含むイオン」であり、いずれも１種類であって、２種類のイオンを注入することを示唆する記載は甲第１、２号証のいずれにも見当たらない。
　そして、本件発明１は、「窒素イオンとシリコンイオン」の２種類のイオンを注入することにより、窒素イオンの注入量を少なくすることができ、シリコン基板に欠陥をより生じさせにくくすることができる（公報５頁左欄２２〜２５行参照）という明細書に記載の顕著な作用効果を奏するものである。
　したがって、本件発明１は、甲第１、２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
（４−２）本件発明２について
　本件発明２と甲第１、２号証に記載の方法とを対比すると、いずれも、「シリコン基板の第１の領域に窒素イオンを注入した後、次いで前記シリコン基板表面の熱酸化を行うシリコン基板の酸化方法」の点で一致するものの、本件発明２は、「第１の領域とは異なるシリコン酸化膜厚をもたせる第２の領域に窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかのうち前記第１の領域に注入したイオンとは異なるイオンを注入」するのに対し、甲第１、２号証には、異なる領域に異なるイオンを注入することについて何も記載されていないし、示唆もされていない。
　そして、本件発明２は、異なる領域に異なるイオンを注入することにより、異なる領域に異なる膜厚の熱酸化膜を一度の熱酸化で形成することができ、複数回の熱酸化によるドーパントの拡散をなくしてドーパント分布の制御性を向上させることができる（公報５頁右欄１３〜１６行参照）という明細書に記載の顕著な効果を奏するものである。
　したがって、本件発明２は、甲第１、２号証に記載された発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものではない。
　
［４］むすび
　以上のとおりであるから、特許異議の申立ての理由及び証拠によっては、本件発明１、２の特許が拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものであるとすることはできない。
　また、他に本件発明１、２の特許が拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものであるとする理由を発見しない。
　したがって、平成６年法律第１１６号附則第１４条の規定に基づく、平成７年政令第２０５号第４条第２項の規定により、結論のとおり決定する。
【異議決定日】
平成１４年９月１７日（２００２．９．１７）
【訂正の要旨】
訂正の要旨
（１）訂正事項ａ
　特許請求の範囲の減縮を目的として、請求項１において、「窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオン」とあるのを、「窒素イオンとシリコンイオン」と訂正する。
（２）訂正事項ｂ
　明りょうでない記載の釈明を目的として、段落００１９において、「窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオン」とあるのを「窒素イオンとシリコンイオン」と訂正し、「このような本発明は、・・・特徴としている（１）」とあるのを削除する。
（３）訂正事項ｃ
　明りょうでない記載の釈明を目的として、段落００２８において、「上記（１）記載の」とあるのを「窒素を注入する」と訂正し、段落００２９において、「上記（１）記載」とあるのを「本発明」と訂正し、段落００３０において、「また上記（２）記載の」とあるのを「アルゴンを注入する」と訂正する。
（４）訂正事項ｄ
　明りょうでない記載の釈明を目的として、段落００３２の記載を削除する。
（５）訂正事項ｅ
　明りょうでない記載の釈明を目的として、段落００５０において、「本発明にかかるシリコン基板の酸化方法（１）」とあるのを「窒素イオンを注入するシリコン基板の酸化方法（２）」と訂正し、段落００５２において、「本発明にかかるシリコン基板の酸化方法（２）」とあるのを「アルゴンイオンを注入するシリコン基板の酸化方法」と訂正し、段落００５５において、「酸化方法（３）によれば上記訂正（２）記載の方法による効果に加え」とあるのを「酸化方法によれば」と訂正する。
（５４）【発明の名称】
シリコン基板の酸化方法
（５７）【特許請求の範囲】
　【請求項１】　シリコン基板表面の種々の領域に注入量を変化させて
窒素イオンとシリコンイオンを
　【請求項２】　シリコン基板の第１の領域に窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかを注入した後、前記第１の領域とは異なるシリコン酸化膜厚を持たせる第２の領域に、窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかのうち前記第１の領域に注入したイオンとは異なるイオンを注入し、次いで前記シリコン基板表面の熱酸化を行うことを特徴とするシリコン基板の酸化方法。
【発明の詳細な説明】
　【０００１】
　【産業上の利用分野】
　本発明はシリコン基板の酸化方法に関し、より詳細にはシリコン基板表面の熱酸化を行う際に酸化速度を制御することができるシリコン基板の酸化方法に関する。
　【０００２】
　【従来の技術】
　半導体装置の製造において、シリコン酸化膜の果たしている役割は大きく、該シリコン酸化膜は個々の能動素子や受動素子等の素子間を電気的に分離する素子間分離領域のフィールド酸化膜や、ＭＯＳトランジスタのゲート酸化膜等として広く利用されている。したがって、前記シリコン酸化膜を形成する技術は重要な技術となっており、該シリコン酸化膜を形成する技術としては、シリコン基板表面を直接酸化する熱酸化法がある。
　【０００３】
　従来の一般的な熱酸化法を用いたシリコン基板の酸化方法では、シリコン基板にＯ２やＨ２＋Ｏ２等の酸化雰囲気中で高温の熱処理を施すことにより前記シリコン基板表面をシリコン酸化膜に変化させている。
　【０００４】
　このようなシリコン基板の酸化方法においては、形成される前記シリコン酸化膜の膜厚の制御を、通常、熱処理時における温度、時間、酸素分圧等の値を変化させることによって行っている。
　【０００５】
　また、前記シリコン基板中の原子空孔濃度によって酸化速度は制御される。すなわち、該シリコン基板中の原子空孔濃度が高くなると、小さなエネルギーでＳｉ−Ｓｉ結合が切れるため、酸化速度が増大する。例えば、該シリコン基板中のドーパント（Ａｓ、Ｐ、Ｂ等）濃度が高くなると、フェルミレベルの位置がずれ、原子空孔の濃度が高くなり、酸化速度が増加することが知られている（Ｃ．Ｐ．Ｈｏ　ａｎｄ　Ｊ．Ｄ．ｐｌｕｍｍｅｒ．Ｊ．Ｅｌｅｃｔｒｏｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，１２６（１９７９）１５２３）。また、ドーパントの導入にイオン注入法を用いた場合、誘起される欠陥のうち、原子空孔は基板表面近傍に多く分布し、このため基板表面の酸化速度が増大することが知られている（Ｓ．Ｓｏｌｍｉｅｔ　ａｌ，Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，５１（１９８７）３３１）。したがって、ドーパントの導入をイオン注入法を用いて行い、またイオンの種類、イオン注入時の加速電圧及び注入量等を制御することにより基板表面の原子空孔の分布が制御され、酸化速度が制御される。
　【０００６】
　また、例えばゲート酸化膜のように素子の微細化に伴って薄くなってきた前記シリコン酸化膜を形成する場合には、酸化速度を減少させる方法として、通常、熱処理時における温度を下げる方法や雰囲気中の酸素分圧を小さくする方法等が採用されている。
　【０００７】
　ところで、同一シリコン基板上に酸化膜厚の異なる領域を作成するには、通常複数回の熱酸化を組み合わせて行う方法が用いられており、例えば、半導体装置の素子分離領域及び素子領域を形成する場合に用いられる方法としてＬＯＣＯＳ法（Ｌｏｃａｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）が知られている。
　【０００８】
　図５は従来のＬＯＣＯＳ法（Ｌｏｃａｌ　Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｓｉｌｉｃｏｎ）により素子分離領域を形成する場合における各工程を示した模式的断面図である。
　【０００９】
　まず、ｐウエルを形成しておいたシリコン基板４１表面の一回目の熱酸化を行ってシリコン酸化膜４３を形成し、このシリコン酸化膜４３上の全面にＣＶＤによりシリコン窒化膜４２を形成する（図５（ａ））。
　【００１０】
　この後、フォトリソグラフィによるレジストパターン（図示せず）を形成し、すなわち後の工程で厚いシリコン酸化膜４５（図５（ｄ））を形成する素子分離領域上のシリコン窒化膜４２に選択的エッチングを施し、後のイオン注入工程でマスクとなるシリコン窒化膜パターン４２ａを形成する（図５（ｂ））。
　【００１１】
　次に、前記選択的エッチングにより露出させたシリコン酸化膜４３に、シリコン窒化膜パターン４２ａをマスクとしてセルフアライメント的に高濃度のｐ型イオンを素子分離用イオンとして注入し、素子分離領域４７を形成する（図５（ｃ））。
　【００１２】
　この後、シリコン酸化膜４３に二回目の熱酸化処理を施し、厚いシリコン酸化膜４５を形成し（図５（ｄ））、その後シリコン窒化膜パターン４２ａと、素子分離領域４７上以外のシリコン酸化膜４３とをエッチングにより除去する。
　【００１３】
　次に、温度、時間、雰囲気中の酸素分圧等を制御しながら三回目の熱酸化を行い、薄いシリコン酸化膜４６を形成する。その後、薄いシリコン酸化膜４６にセルフアライメント的にしきい値制御用のｐ型イオンを注入し、素子領域４８を形成する（図５（ｅ））。
　【００１４】
　【発明が解決しようとする課題】
　上記した従来の一般的な熱酸化法によるシリコン基板の酸化方法において、熱処理時における温度、時間、酸素分圧等により酸化膜厚を制御する場合、シリコン基板表面全体が制御されるため、部分的に酸化膜厚を制御することができないという課題があり、したがって一度の熱酸化では１種類の膜厚しか形成できないという課題があった。
　【００１５】
　また、図５に示した従来のＬＯＣＯＳ法を用いたシリコン基板の酸化方法においては、半導体装置の素子分離領域４７及び素子領域４８を形成する際、同一シリコン基板４１上に酸化膜厚の異なる領域を形成する。その際、通常、３回の熱酸化を行う。
　【００１６】
　しかしながら、熱酸化の回数が多いと、ドーパントイオンが不要に拡散し、ドーパント分布の制御性が低下するという課題があり、このため半導体製造工程上利用できない箇所があるという課題があった。また、複数回の熱酸化工程、シリコン窒化膜の形成工程及びエッチング工程が必要であるため、工程を簡略化することができず、製造コストが高くつくという課題があった。
　【００１７】
　このような問題に対処するため、イオン注入法を利用してドーパントを注入し、しかもイオンの種類、イオン注入時の加速電圧及び注入量を制御することにより部分的に酸化速度を制御する方法も考えられるが、この方法では酸化速度を増加させる方向にしか制御することができないという課題があり、また、酸化速度を増加させたい部分のドーパンド濃度を不要に高くしてしまうため、抵抗率等の制御性が低下するという課題があり、半導体製造工程上利用できない場合があり、したがって酸化膜厚の異なる領域を一度の熱酸化で形成することは困難であるという課題があった。
　【００１８】
　本発明はこのような課題に鑑みなされたものであって、シリコン基板の酸化速度を部分的に減少させることができ、シリコン基板中のドーパント濃度を変化させることなく酸化速度を部分的に増大させることができ、しかもイオン注入量等を調節することにより酸化速度を制御して所望の厚さのシリコン酸化膜を容易に部分的に形成することができ、従って酸化膜厚の異なる領域を一度の熱酸化で形成することができ、ドーパントの拡散の防止、抵抗率の制御性の向上及び製造コストの削減を図ることができ、半導体製造の広い範囲で用いることができるシリコン基板の酸化方法を提供することを目的としている。
　【００１９】
　【課題を解決するための手段】
　上記目的を達成するために、本発明は、シリコン基板表面の種々の領域に注入量を変化させて
窒素イオンとシリコンイオン
　さらに、別の面から本発明は、シリコン基板の第１の領域に窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかを注入した後、前記第１の領域とは異なるシリコン酸化膜厚を持たせる第２の領域に、窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンのいずれかのうち前記第１の領域に注入したイオンとは異なるイオンを注入し、次いで前記シリコン基板表面の熱酸化を行うことを特徴とするシリコン基板の酸化方法である
。
　【００２０】
　【００２１】
　【００２２】
　【作用】
　図１は窒素イオン、窒素イオン及びシリコンイオン、アルゴンイオン、ひ素イオンを注入した各シリコン基板と、イオンを注入しないシリコン基板とに酸化温度を９００℃から９５０℃に変化させて乾燥酸素雰囲気中で６０分間の熱酸化処理を施し、得られた各シリコン酸化膜の厚みを比較したグラフである。
　【００２３】
　図１から明らかなように、イオンを注入しない場合、９００℃における前記シリコン酸化膜の膜厚は約１８ｎｍであり、酸化速度は約０．３ｎｍ／ｍｉｎであった。また、ドーパントであるひ素（Ａｓ）イオンを注入した場合、９００℃における膜厚は約５６ｎｍであり、酸化速度は約０．９５ｎｍ／ｍｉｎである。
　【００２４】
　これに対して窒素イオンを注入した場合および窒素イオンとシリコンイオンとを注入した場合は、９００℃における膜厚は約５ｎｍであり、酸化速度は約０．０８ｎｍ／ｍｉｎとイオンを注入しない場合の約１／４に減少している。このような現象は、注入された窒素イオンが基板中のシリコン原子と反応して窒化物を形成し、酸素の拡散と、シリコン原子と酸素との反応とを抑制することに起因して生じる。また、窒素イオンとシリコンイオンとを注入する場合には、注入されたシリコンイオンが基板中のＳｉ−Ｓｉ結合を切断して窒素イオンと結びつきやすくなること、および注入されたシリコンイオン自身も窒素イオンと結合することから注入した窒素イオンが有効に利用されるので、窒素イオンだけを注入する場合に比べて窒素イオンの注入量が少なくてすむ。
　【００２５】
　一方、アルゴン（Ａｒ）イオンを注入した場合は、９００℃における膜厚は約２６ｎｍであり、酸化速度は約０．４３ｎｍ／ｍｉｎとイオンを注入しなかった場合の約１．４倍に増加している。このような現象は、注入されたアルゴンイオンによりシリコン基板表面に原子空孔が増加することに起因して生じ、また酸化温度が高くなるにしたがって酸化速度が増加している。
　【００２６】
　また、図２は乾燥酸素雰囲気中で９５０℃、６０分間の熱酸化を行った場合における窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、及びアルゴンイオンの注入量に対するシリコン酸化膜の膜厚の変化を示したグラフである。図２からわかるように、熱酸化時における温度等の条件とは独立して窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、及びアルゴンイオンの注入量を変化させることにより前記シリコン酸化膜の膜厚を制御することが可能である。したがって、熱酸化前に前記シリコン基板表面の種々の領域に注入量を変化させて窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、あるいはアルゴンイオンを注入しておけば、１回の熱酸化で異なる膜厚の前記シリコン酸化膜を形成することが可能となる。
　【００２７】
　なお、シリコンイオンの注入は窒素イオン注入の前後いずれに行ってもよく、また同時に行ってもよい。
　【００２８】
　
窒素イオンを注入する
　【００２９】
　また、窒素イオンの注入量等を調節することにより熱酸化時の条件とは独立して酸化速度が制御されるため、所望箇所に所望厚さのシリコン酸化膜を容易に形成することが可能となる。窒素イオンの注入量が多すぎると前記シリコン基板に欠陥が生じることがあるが、
本発明
　【００３０】
　
アルゴンイオンを注入する
　【００３１】
　また、例えばシリコン基板に素子分離領域を形成する場合や異なるゲート酸化膜厚を有するＭＯＳトランジスタを形成する場合において、熱酸化前の前記シリコン基板に窒素イオン注入領域とアルゴンイオン注入領域とを形成しておくことにより、酸化速度の速い部分と遅い部分とが形成され、酸化膜厚の異なる領域が１度の熱酸化で容易に形成される。このため、複数回の熱酸化によるドーパントの拡散がなくなり、ドーパント分布の制御性が向上し、また熱酸化工程やシリコン窒化膜の形成工程及びエッチング工程等の省略化が図られ、製造コストが大幅に削減される。
　
【００３２】
　【００３３】
　【実施例】
　以下、本発明に係るシリコン基板の酸化方法の実施例を図面に基づいて説明する。
　【００３４】
　図３は実施例に係るシリコン基板の酸化方法を工程順に示した模式的断面図である。なお、ここでは素子分離領域を形成する場合について説明する。まず、シリコン基板１１上にレジスト（図示せず）を塗布した後、後の工程で厚いシリコン酸化膜１５（図３（ｄ））を形成する素子分離領域上にフォトリソグラフィによりレジストパターン１２ａを形成する（図３（ａ））。
　【００３５】
　次に、このレジストパターン１２ａをマスクとして窒素イオンを例えば２５ｋＶ、５×１０１５ｃｍ−２の条件で注入し、窒素イオン注入領域１３を形成する（図３（ｂ））。
　【００３６】
　この後、レジストパターン１２ａをエッチングにより除去した後、後の工程で薄いシリコン酸化膜１６（図３（ｄ））を形成する素子領域上にフォトリソグラフィによりレジストパターン１２ｂを形成し、このレジストパターン１２ｂをマスクとしてドーパントではないアルゴンイオンを例えば５８．８ｋＶ、５×１０１５ｃｍ−２の条件で注入し、アルゴンイオン注入領域１４を形成する（図３（ｃ））。なおこの時、同時に素子分離用のドーパントイオンの注入を行うことができる。
　【００３７】
　次に、レジストパターン１２ｂを除去した後、酸素ガスを用い、１０５０℃で４時間の熱酸化を行うと、図１に示したように窒素イオン注入領域１３では酸化速度が減少し、膜厚が約７ｎｍの薄いシリコン酸化膜１６が形成されるとともに、アルゴンイオン注入領域１４では酸化速度が増大し、膜厚が約１７０ｎｍの厚いシリコン酸化膜１５が形成される（図３（ｄ））。なお、ここで形成された薄いシリコン酸化膜１６が素子領域、厚いシリコン酸化膜１５が素子分離領域となる。
　【００３８】
　上記したように本実施例に係るシリコン基板１１の酸化方法にあっては、シリコン基板１１に窒素イオン及びアルゴンイオンを注入した後、シリコン基板１１表面の熱酸化を行うので、窒素イオンがシリコン基板１１中のシリコン原子と反応することにより窒化物が形成され、窒素イオン注入領域１３ではＳｉ−Ｎ結合を切るために大きなエネルギーが必要となり、また酸素の拡散も抑制されるため、部分的に酸化速度を減少させることができる。しかも、窒素はドーパントではないため、抵抗率の制御性が低下することはない。
　【００３９】
　また、アルゴンイオンを注入することによりシリコン基板１１表面における原子空孔濃度が高まり、アルゴンイオン注入領域１４では小さなエネルギーでＳｉ−Ｓｉ結合が切れ、しかもアルゴンはドーパントではないため、シリコン基板１１中のドーパント濃度が変化することなく部分的に酸化速度が増大し、抵抗率の制御性が向上し、半導体製造における利用範囲を広げることができる。
　【００４０】
　さらに、イオン注入量等を調節することにより熱酸化時の条件とは独立して酸化速度を制御することができ、所望箇所に所望厚さのシリコン酸化膜を容易に形成することができる。
　【００４１】
　したがって、例えばシリコン基板１１に素子分離領域を形成する場合において、熱酸化前のシリコン基板１１に窒素イオン注入領域１３とアルゴンイオン注入領域１４とを形成しておくことにより酸化速度の速い部分と遅い部分とを形成することができ、一度の熱酸化であっても厚いシリコン酸化膜１５からなる前記素子分離領域と薄いシリコン酸化膜１６からなる前記素子領域とを同時に形成することができる。このため、複数回の熱酸化によるドーパントの拡散をなくしてドーパント分布の制御性を向上させることができ、また熱酸化工程やシリコン窒化膜の形成工程及びエッチング工程等を省略して製造コストを大幅に削減することができる。
　【００４２】
　また、上記した方法により前記素子分離領域を形成した後にＭＯＳトランジスタを製造する場合、薄いシリコン酸化膜１６をチャネル用イオン注入時の保護酸化膜として用いることができ、通常のＬＯＣＯＳ法における再酸化を省略することができ、製造コストの削減をより一層図ることができる。
　【００４３】
　なお本実施例においては、窒素イオンを単独で注入した場合を例にとって説明したが、別の実施例において、窒素イオンとともにシリコンイオンも注入した場合には、窒素イオンの注入量を少なくしてもよく、この場合にはシリコン基板に欠陥をより生じさせにくくすることができる。
　【００４４】
　また、図４は別の実施例に係るシリコン基板の酸化方法を工程順に示した模式的断面図である。ここでは、膜厚の異なるゲート酸化膜を有するＭＯＳトランジスタを製造する場合について説明する。まず、フィールド酸化膜２５が形成されたシリコン基板２１上にレジスト（図示せず）を塗布した後、後の工程で厚いシリコン酸化膜２７を形成する領域（図４（ｃ）参照）上及びその両側のフィールド酸化膜２５上にフォトリソグラフィによりレジストパターン２２ａを形成し、このレジストパターン２２ａをマスクとして窒素イオンを例えば２５ｋＶ、５×１０１５ｃｍ−２の条件で注入する（図４（ａ））。
　【００４５】
　次に、レジストパターン２２ａをエッチングにより除去した後、後の工程で薄いシリコン酸化膜２６を形成する領域（図４（ｃ）参照）のシリコン基板２１上及びその両側のフィールド酸化膜２５上にフォトリソグラフィによりレジストパターン２２ｂを形成し、このレジストパターン２２ｂをマスクとしてドーパントではないアルゴンイオンを例えば５８．８ｋＶ、５×１０１５ｃｍ−２の条件で注入する（図４（ｂ））。これらの注入の時、同時にそれぞれのトランジスタのしきい値制御用のドーパントイオンの注入を行うことができる。
　【００４６】
　次に、レジストパターン２２ｂをエッチングにより除去した後、酸素ガスを用い、９５０℃で１時間の熱酸化を行うと、図１に示したように窒素イオン注入領域２３では酸化速度が減少し、膜厚が約６ｎｍの薄いシリコン酸化膜２６が形成されるとともに、アルゴンイオン注入領域２４では酸化速度が増大し、膜厚が約３９ｎｍの厚いシリコン酸化膜２７が形成される（図４（ｃ））。ここで形成された薄いシリコン酸化膜２６及び厚いシリコン酸化膜２７が膜厚の異なるゲート酸化膜となる。
　【００４７】
　このような膜厚の異なる前記ゲート酸化膜を形成した後に、ゲート電極３０、３１、ソース・ドレイン領域２８、２９を形成すれば、膜厚の異なる前記ゲート酸化膜を有するＭＯＳトランジスタが製造される。
　【００４８】
　以上説明したように本実施例に係るシリコン基板２１の酸化方法によれば、膜厚の異なる前記ゲート酸化膜を有するＭＯＳトランジスタを形成する場合において、上記した実施例に係るシリコン基板１１の酸化方法の場合に得られた効果と略同様の効果を得ることができる。
　【００４９】
　なお、本実施例では２種類の異なる厚さの前記ゲート酸化膜を形成する場合について説明したが、別の実施例では窒素イオン及びアルゴンイオンの注入量や注入領域等の条件を変化させることにより、同一シリコン基板上に２種類以上の異なる厚さのゲート酸化膜を有するＭＯＳトランジスタを製造することができる。また、窒素イオンとともにシリコンイオンも注入した場合には、窒素イオンの注入量を少なくしてもよく、この場合にはシリコン基板に欠陥をより生じさせにくくすることができる。
　【００５０】
　【発明の効果】
　以上詳述したように
窒素イオンを注入する
法に
　【００５１】
　また、窒素イオンの注入量等を調節することにより熱酸化時の条件とは独立して酸化速度を制御することができるため、所望箇所に所望厚さのシリコン酸化膜を容易に形成することができる。また、窒素イオンとともにシリコンイオンも注入するので、注入した窒素イオンがより有効に利用され、窒素イオンの注入量を減らして、シリコン基板に欠陥を生じにくくさせることができる。
　【００５２】
　また、
アルゴンイオンを注入する
法に
　【００５３】
　また、アルゴンイオンの注入量等を調節することにより熱酸化時の条件とは独立して酸化速度を制御することができ、所望箇所に所望厚さのシリコン酸化膜を容易に形成することができる。
　【００５４】
　また、シリコン基板に素子分離領域を形成する場合や異なるゲート酸化膜厚を有するＭＯＳトランジスタを形成する場合において、熱酸化前の前記シリコン基板に窒素イオン注入領域とアルゴンイオン注入領域とを形成しておくことにより、酸化速度の速い部分と遅い部分とを形成することができ、酸化膜厚の異なる領域を一度の熱酸化で形成することができる。このため、複数回の熱酸化によるドーパントの拡散をなくしてドーパント分布の制御性を向上させることができ、また、熱酸化工程やシリコン窒化膜の形成工程及びエッチング工程等を省略して製造コストを大幅に削減することができる。
　【００５５】
　さらに本発明にかかるシリコン基板の酸化方
法に
【図面の簡単な説明】
　【図１】
　窒素イオン、窒素イオン及びシリコンイオン、アルゴンイオン、ひ素イオンを注入した各シリコン基板と、イオンを注入しないシリコン基板とに酸化温度を９００℃から９５０℃に変化させて乾燥酸素雰囲気中で６０分間の熱酸化処理を施し、得られた各シリコン酸化膜の厚みを比較したグラフである。
　【図２】
　乾燥酸素雰囲気中で９５０℃、６０分間の熱酸化を行った場合における窒素イオン、窒素イオンとシリコンイオン、及びアルゴンイオンの注入量に対するシリコン酸化膜の膜厚の変化を示したグラフである。
　【図３】
　本発明に係るシリコン基板の酸化方法の実施例を工程順に示した模式的断面図である。
　【図４】
　別の実施例に係るシリコン基板の酸化方法を工程順に示した模式的断面図である。
　【図５】
　従来のＬＯＣＯＳ法を用いたシリコン基板の酸化方法を工程順に示した模式的断面図である。
　【符号の説明】
　１１、２１　シリコン基板