(57)【要約】【課題】  工程数の増加を抑制しつつ、素子分離領域における不純物濃度の低下を回復させる。【解決手段】  開口部４を介して半導体基板１のウェット酸化を行うことにより、半導体基板１上に素子分離絶縁膜５を形成した後、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理をウェット酸化時の温度よりも高温で行うことにより、素子分離絶縁膜５下における不純物濃度の低下を回復させる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板上に形成された素子分離絶縁膜と、
前記半導体基板の深さ方向の不純物を表面側に拡散させることにより前記素子分離絶縁膜下に形成されたフィールド反転防止層とを備えることを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
酸化性雰囲気下にて半導体基板の選択酸化を行うことにより、前記半導体基板に素子分離絶縁膜を形成する工程と、
前記素子分離絶縁膜が形成された半導体基板の熱処理を非酸化性雰囲気下にて前記選択酸化時の温度よりも高温で行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
酸化性雰囲気下にて半導体基板の選択酸化を行うことにより、前記半導体基板に素子分離絶縁膜を形成する工程と、
前記素子分離絶縁膜が形成された半導体基板の熱処理を非酸化性雰囲気下にて前記選択酸化時の温度を昇温させて行う工程とを備えることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関し、特に、ＬＯＣＯＳ（Ｌｏｃａｌ  Ｏｘｉｄａｔｉｏｎ  ｏｆ  Ｓｉｌｉｃｏｎ）の形成工程に適用して好適なものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の半導体製造プロセスでは、ＬＯＣＯＳ形成前にチャンネルストッパとなるホウ素をイオン注入し、酸化膜界面近傍での不純物濃度を高めることにより、素子分離領域におけるフィールド反転を防止することが行われている。
また、例えば、特許文献１には、チャンネルストッパとなるホウ素注入領域の酸化膜界面での不純物濃度の低下を回復させるために、拡散層が形成された活性領域にホウ素をイオン注入してコンタクト補強注入領域を形成し、トランジスタ形成工程での熱処理の最高温度以上の温度にて、コンタクト補強注入領域の活性化アニールを行う方法が開示されている。
【特許文献１】特開平８−７８６３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、チャンネルストッパを素子分離領域に形成するためには、素子分離領域にホウ素を選択的にイオン注入する必要がある。このため、フォトリソグラフィー工程、イオン注入工程およびレジスト剥離工程が必要になり、工程数が増加するという問題があった。
また、特許文献１に開示された方法では、コンタクト補強注入領域を形成するためには、活性領域にホウ素をイオン注入する必要があるとともに、素子分離領域にもホウ素が選択的にイオン注入されるため、工程数が増加するという問題があった。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離領域における不純物濃度の低下を回復させることが可能な半導体装置および半導体装置の製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明の一態様に係る半導体装置によれば、半導体基板上に形成された素子分離絶縁膜と、前記半導体基板の深さ方向の不純物を表面側に拡散させることにより前記素子分離絶縁膜下に形成されたフィールド反転防止層とを備えることを特徴とする。
これにより、素子分離領域に不純物を選択的にイオン注入することなく、素子分離絶縁膜が形成された半導体基板の表面側の不純物濃度を増加させることが可能となる。このため、素子分離領域の形成時に半導体基板の表面側の不純物濃度が低下した場合においても、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離領域における不純物濃度の低下を回復させることが可能となり、素子分離絶縁膜下のフィールド反転を防止することができる。
【０００６】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、酸化性雰囲気下にて半導体基板の選択酸化を行うことにより、前記半導体基板に素子分離絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜が形成された半導体基板の熱処理を非酸化性雰囲気下にて前記選択酸化時の温度よりも高温で行う工程とを備えることを特徴とする。
これにより、素子分離絶縁膜に不純物が拡散することを抑制しつつ、半導体基板の深さ方向の不純物を表面側に拡散させることが可能となる。このため、素子分離領域に不純物を選択的にイオン注入することなく、素子分離絶縁膜が形成された半導体基板の表面側の不純物濃度を増加させることが可能となり、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離絶縁膜下のフィールド反転を防止することができる。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る半導体装置の製造方法によれば、酸化性雰囲気下にて半導体基板の選択酸化を行うことにより、前記半導体基板に素子分離絶縁膜を形成する工程と、前記素子分離絶縁膜が形成された半導体基板の熱処理を非酸化性雰囲気下にて前記選択酸化時の温度を昇温させて行う工程とを備えることを特徴とする。
これにより、選択酸化およびその後の熱処理を同一シーケンスにて連続的に行うことが可能となり、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離絶縁膜下のフィールド反転を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態に係る半導体装置およびその製造方法について図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図である。
図１（ａ）において、半導体基板１の熱酸化により半導体基板１上の全面にパッド酸化膜２を形成する。そして、ＣＶＤなどの方法により、パッド酸化膜２上の全面に酸化防止膜３を形成する。なお、パッド酸化膜２としては、例えば、シリコン酸化膜、酸化防止膜３としては、例えば、シリコン窒化膜を用いることができる。
【０００９】
そして、フォトリソグラフィー技術およびエッチング技術を用いてパッド酸化膜２および酸化防止膜３のパターニングを行うことにより、半導体基板１の表面を露出させる開口部４を形成する。
次に、図１（ｂ）に示すように、開口部４を介して半導体基板１のウェット酸化を行うことにより、半導体基板１上に素子分離絶縁膜５を形成する。なお、半導体基板１のウェット酸化時の温度は、例えば、１０５０℃とすることができる。
【００１０】
ここで、半導体基板１のウェット酸化により半導体基板１に素子分離絶縁膜５が形成されると、半導体基板１に含まれるホウ素などの不純物が素子分離絶縁膜５に取り込まれ、素子分離絶縁膜５下の半導体基板１の不純物の濃度が低下する。
次に、図１（ｃ）に示すように、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理をウェット酸化時の温度よりも高温で行う。ここで、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理を行う場合、Ｎ2などの非酸化性雰囲気下にて行うことができる。また、ウェット酸化後の半導体基板１の熱処理時の温度は、例えば、１１００℃とすることができる。
【００１１】
ここで、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理を非酸化性雰囲気下にて行うことにより、半導体基板１に含まれるホウ素などの不純物が素子分離絶縁膜５に拡散することを抑制しつつ、半導体基板１の深さ方向の不純物を表面側に拡散させることが可能となる。このため、素子分離絶縁膜５下に不純物を選択的にイオン注入することなく、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の表面側の不純物濃度を増加させることが可能となり、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離絶縁膜５下における不純物濃度の低下を回復させることを可能として、素子分離絶縁膜５下のフィールド反転を防止することができる。
【００１２】
図２（ａ）は、酸化後における不純物濃度の深さ方向のプロファイルを示す図、図２（ｂ）は、熱処理後における不純物濃度の深さ方向のプロファイルを示す図である。
図２（ａ）において、半導体基板１がＳｉで構成され、素子分離絶縁膜５がＳｉＯ2で構成されているものとし、半導体基板１には不純物としてホウ素が含まれているものとする。そして、ホウ素はＳｉよりもＳｉＯ2に取り込まれる傾向があるので、素子分離絶縁膜５形成時に半導体基板１に含まれるホウ素が素子分離絶縁膜５に拡散し、素子分離絶縁膜５下の半導体基板１の不純物の濃度が低下する。
【００１３】
そして、図２（ｂ）に示すように、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理を非酸化性雰囲気下にて行うことにより、半導体基板１の深さ方向の不純物を表面側に拡散させる。ここで、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理を非酸化性雰囲気下にて行うことにより、ホウ素がＳｉＯ2に取り込まれることを抑制することができ、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の表面側の不純物濃度を増加させることが可能となる。
【００１４】
図３は、本発明の一実施形態に係るＬＯＣＯＳ形成工程における温度プロファイルの第１の例を示す図である。
図３において、例えば、Ｏ2雰囲気中にて半導体基板１の選択酸化を１０５０℃で行うことにより、素子分離絶縁膜５を半導体基板１に形成する。そして、素子分離絶縁膜５が半導体基板１に形成されると、同一チャンバ内で熱処理温度を１０５０℃から１１００℃に昇温させるとともに、熱処理の雰囲気をＯ2からＮ2に変更し、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の熱処理を行う。
【００１５】
これにより、選択酸化およびその後の熱処理を同一シーケンスにて連続的に行うことが可能となり、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離絶縁膜５下における不純物濃度の低下を回復させることを可能として、素子分離絶縁膜５下のフィールド反転を防止することができる。
図４は、本発明の一実施形態に係るＬＯＣＯＳ形成工程における温度プロファイルの第２の例を示す図である。
【００１６】
図４において、例えば、Ｏ2雰囲気中にて半導体基板１の選択酸化を１０５０℃で行うことにより、素子分離絶縁膜５を半導体基板１に形成する。そして、素子分離絶縁膜５が半導体基板１に形成されると、Ｎ2雰囲気中にて半導体基板１の熱処理を１１００℃で行う。
これにより、素子分離絶縁膜５下に不純物を選択的にイオン注入することなく、素子分離絶縁膜５が形成された半導体基板１の表面側の不純物濃度を増加させることが可能となり、工程数の増加を抑制しつつ、素子分離絶縁膜５下における不純物濃度の低下を回復させることを可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】一実施形態に係る半導体装置の製造方法を示す断面図。
【図２】一実施形態に係る不純物濃度の深さ方向のプロファイルを示す図。
【図３】ＬＯＣＯＳ形成工程における温度プロファイルの第１の例を示す図。
【図４】ＬＯＣＯＳ形成工程における温度プロファイルの第２の例を示す図。
【符号の説明】
【００１８】
１  半導体基板、２  パッド酸化膜、３  酸化防止膜、４  開口部、５  素子分離絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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