(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活動領域（２１）を横方向に絶縁するためのシリコン酸化物の浅い溝（２６）におけるコーナー効果を低減する方法であって、 溝（２６）にシリコン酸化物の層（２３）を堆積した後、この堆積した層を200nm以下の波長で、cm2あたり1019を越えるフォトン数で、9eV以上のエネルギーの光で照射して高密度化することを特徴とする方法。
【請求項２】
請求項１の方法であって、光の波長が100nmである方法。
【請求項３】
請求項１または２に記載の方法であって、溝（２６）に堆積されたシリコン酸化物の層（２３）は、この層を堆積後すぐに、その平坦化前に高密度化されるようにした方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
この発明は、集積回路製造技術に関し、より具体的にはＭＯＳトランジスタの製造に関する。
【０００２】
既存の微細技術においては、活動領域の横方向の（側面の）絶縁、特にＭＯＳトランジスタの横方向の絶縁に浅い溝（trench）構造の絶縁（STIまたはBOX）が好んで使われている。これらの技術は、将来の活動領域の側面に溝をエッチングし、この溝に酸化シリコンのような絶縁材料を充填する。ＭＯＳトランジスタを製造する場合には、ゲートを堆積する前に絶縁層を平坦化する。溝は、先に形成された熱酸化層の上に絶縁材料を堆積することによって充填するのが一般的である。
【０００３】
ゲートの堆積に先立って行われる酸化および酸化膜の除去処理は、活動領域となるべき領域のいわゆる「コーナー」領域を露出させる傾向がある。「コーナー領域」は、絶縁領域と活動領域との間の急な遷移を意味する。溝を充填する絶縁層を平坦化する間に絶縁酸化物が消費されると、コーナー領域の露出が顕著になる。
【０００４】
コーナー領域が露出されると、活動領域の上部コーナーに電気力線（field line）が集中し、擬似（spurious）トランジスタが形成される。これによって、中央の主たるトランジスタと２つのコーナートランジスタの３つのトランジスタが形成される。コーナートランジスタは、主たるトランジスタよりも低いしきい電圧をもち、したがって主たるトランジスタより先に導通を始める。この現象は、トランジスタの実質的な動作の前に電流消費の増大をもたらす。
【０００５】
横方向の絶縁の電気的品質、特に活動領域の上部コーナーでの電気力線の集中を改善する一つの方法は、酸化物を活動領域と同レベルに維持することである。したがって、堆積される酸化物は、シリカのものに近い密度を持たねばならない。浅い溝を充填するのに使用するシリコン酸化物の構造（キセロゲル構造）が与えられると、それを非常に高い温度（1200℃超）でアニールするか、または非常に低い熱的平衡のなんらかの他の技術を用いて密度を高めなければならない。
【０００６】
したがって、この望まれないコーナー効果をなくするか少なくとも低減する方法を見つける必要がある。
【０００７】
この出願の発明者は、過去ＭＯＳトランジスタの電気特性を低下させたコーナー効果を、トランジスタの製造に新たな問題を生じさせることなく大きく低減させることが可能であることを発見した。
【０００８】
この発明の目的は、活動領域の側面の絶縁のためのシリコン酸化物の浅い溝におけるコーナー効果を低減する方法を提供することにある。この方法の本質的な機能は、側面溝に堆積されたシリコン酸化物層の密度を高めることである。
【０００９】
この発明において、シリコン酸化物は、絶縁物層を短波長の光で照射することによって高密度化される。この技術は、オペレーションの低い熱的平衡を維持する。この技術は、ＭＯＳトランジスタ製造プロセスで容易に使用することができるという利点を有する。
【００１０】
この発明の好ましい側面によると、絶縁酸化物層は、200nm以下の波長で、cm2あたり1019を越えるフォトン数で、9eV以上のエネルギーの光で照射される。より具体的には、使用する光は、約100nmの波長である。
【００１１】
絶縁溝に堆積される酸化物層は、絶縁層堆積のすぐ後に高密度化してもよく、平坦化後に高密度化してもよい。溝に堆積した絶縁酸化物の平坦化中にコーナー領域が露出するのを避けるために、酸化物を浅い溝に堆積したすぐ後に高密度化するのが好ましい。
【００１２】
この発明の他の利点および機能は次に例示するこの発明の実施形態から明らかになる。
【００１３】
図１は、コーナー効果を呈するＭＯＳトランジスタの概念的な断面図であり、活動領域１は、従来技術による側面絶縁を施され、その後に活動領域にゲート５が堆積されてＭＯＳトランジスタが形成されている。
【００１４】
従来のプロセスは、半導体デバイスの活動領域１を形成すべき予め定めた領域１に関してその側面に浅い溝を形成する。ついで熱酸化物の薄い層２が溝の側面および底に形成され活動領域の基板と絶縁との間のインターフェイスを構成する。次のステップでシリコン酸化物の層３が溝に堆積されて溝を充填する。このプロセスの間、活動領域は、その表面に堆積されたマスクによって保護されている。これが、酸化物層を平坦化し、活動領域を保護するマスクを除去した後に、横の溝に堆積された酸化物層３の高さが活動領域１の高さよりもわずかに高い理由である。
【００１５】
半導体デバイスを製造するこのようなステップは、活動領域の上部コーナーを露出する。半導体デバイス上に薄い酸化物ゲート層４が形成され、その上に絶縁領域と重なるゲート５が堆積される。ＭＯＳトランジスタを製造するプロセスが従来の態様で継続される。こうして得られたトランジスタが駆動されると、コーナー領域への電気力線の集中が観察され、ゲートの両端で２つの擬似トランジスタが形成される。
【００１６】
図２は、ゲート酸化物を形成しゲートを堆積するすぐ前のステップにおいてこの発明の方法によって得られた半導体デバイスを示す。図１の場合と比べてコーナー領域が露出されていないことに注意されたい。
【００１７】
従来のプロセスを使って将来の活動領域２１（その１つだけが図に示されている）の横に溝２６をエッチした後、溝の壁および底ならびに活動領域２１の表面に熱酸化物が形成される。ついで従来の態様、たとえばＣＶＤによって、溝２６に少なくとも１つの絶縁性シリコン酸化物層２３が堆積される。この層の厚さは、ウェーハのすべての溝が完全に充填されるような厚さとする。
【００１８】
将来の活動領域は、通常、この絶縁プロセスの間、その表面に損傷を生じないように保護マスクによって覆われている。この溝に堆積される絶縁層の厚さは、熱酸化物および保護マスクによって覆われた活動領域の高さ（溝の深さ）に等しい。
【００１９】
この発明の一実施例では、その次のステップがこの発明の本質的な特徴である。このステップは、溝２６に堆積したシリコン酸化物の層２３を高密度化する。
【００２０】
この発明の別の実施例では、シリコン酸化物の絶縁層２３は、高密度化の前に、たとえば機械的・化学的研磨によって従来通り平坦化される。ついで平坦化された酸化物層に対して高密度化ステップが実行される。
【００２１】
どちらにしろ、シリコン酸化物の絶縁層２３は、高密度化され、この発明によると、高密度化は、絶縁層２３を短波長の光（たとえば、レーザビームまたは水銀ランプからの光）で照射することによって行わうことができる。
【００２２】
この照射に使用される光は、200nm以下の波長で、cm2あたりフォトン数が1019で、9eV以上のエネルギーをもつ。波長が約100nmのとき最適の高密度化が得られる。溝２６に堆積されるシリコン酸化物層２３は、こうして純粋のシリカに似た構造を持つ密度の高い絶縁層に変換される。
【００２３】
高密度化ステップの後、絶縁層およびＭＯＳトランジスタ製造プロセスは、従来の態様で続けられる。図２は、酸化物層を平坦化し、将来の活動領域から保護マスクを取り除き、その表面から酸化物を取り除いた後に得られるデバイスの状態を概念的に示す。将来の活動領域２１は、それぞれの側面を浅い溝２６によって横方向に絶縁されている。溝は、熱酸化物層２２で被覆され、熱酸化物に近い密度をもつ高密度化されたシリコン酸化物の平坦化された少なくとも一つの絶縁層２３で充填されている。ついでトランジスタ製造プロセスが従来どおり進められる。
【００２４】
溝を充填する絶縁層を平坦化し、保護マスクを取り除き、将来の活動領域の表面から酸化物を取り除くなどの連続的なステップの攻撃的な影響は、これによって最小にすることができる。将来の活動領域のコーナー領域は、従来のものと異なりもはや露出されることはない。この発明によって浅い溝絶縁領域が高密度化されたトランジスタが駆動されるとき、もはやコーナー領域に電気力線の集中はない。コーナー効果として触れた擬似効果が最小にされ、このようにして作られたＭＯＳトランジスタの電気特性は、製造されたデバイスに他の欠陥または欠点を生じることなく大きく改善された。
【００２５】
この発明の方法は、従来の工場を使用してＭＯＳトランジスタ製造ラインで容易に実施することができるという利点をも持つ。
【図面の簡単な説明】
【図１】コーナー効果を示すＭＯＳトランジスタの断面図。
【図２】ゲートを堆積する前のこの発明によるデバイスを示す図。
【図１】
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【図２】
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