JPH0766963B2 - Method of manufacturing isolation - Google Patents
Method of manufacturing isolationInfo
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- JPH0766963B2 JPH0766963B2 JP61273950A JP27395086A JPH0766963B2 JP H0766963 B2 JPH0766963 B2 JP H0766963B2 JP 61273950 A JP61273950 A JP 61273950A JP 27395086 A JP27395086 A JP 27395086A JP H0766963 B2 JPH0766963 B2 JP H0766963B2
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- nitride film
- polysilicon layer
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路において複数の半導体素子の
相互間を電気的に分離するためなどに設けられるアイソ
レーションの製造方法に関する。Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method of manufacturing an isolation provided for electrically isolating a plurality of semiconductor elements from each other in a semiconductor integrated circuit.
従来のアイソレーションの構造を第9図に示すCCD(電
荷転送デバイス)の場合について説明する。同図におい
て、斜線で示した櫛形状の部分1がアイソレーション領
域であり、半導体基板の表面から内部に向けて高濃度の
不純物を拡散などすることにより形成される。半導体基
板の上面には、ゲート酸化膜(図示せず)を介して複数
の転送電極2が形成され、アイソレーション領域1を除
く転送電極2の下に電荷転送チャンネル3が形成されて
いる。そして、夫々の転送電極2に転送駆動信号ΦV1〜
ΦV4を印加することにより信号電荷を転送し、又、相互
に隣接する転送チャンネル3の間はアイソレーションで
電気的に分離されているので常に信号電荷は所定の転送
チャンネル3を移動するようになっている。A conventional isolation structure will be described for a CCD (charge transfer device) shown in FIG. In the figure, the comb-shaped portion 1 shown by hatching is an isolation region, which is formed by diffusing a high-concentration impurity from the surface of the semiconductor substrate toward the inside. A plurality of transfer electrodes 2 are formed on the upper surface of the semiconductor substrate via a gate oxide film (not shown), and a charge transfer channel 3 is formed under the transfer electrodes 2 except the isolation region 1. Then, transfer drive signals Φ V1 ~
By applying Φ V4 , the signal charge is transferred, and since the transfer channels 3 adjacent to each other are electrically separated by isolation, the signal charge always moves in the predetermined transfer channel 3. Has become.
しかしながらこのような構造のアイソレーションにあっ
ては、フォトリングラフィー(Photo−lithography)に
よって形成されるため、最小幅l(第9図参照)は通常
の製造工程では1〜2μm、高密度の製造工程でも0.8
μm程度が限界であり、例えば、高密度・高画素化を図
ろうとする固体撮像素子その他の電子回路装置の開発を
困難にしていた。However, in the isolation of such a structure, since it is formed by photo-lithography, the minimum width 1 (see FIG. 9) is 1 to 2 μm in a normal manufacturing process, and a high density is manufactured. 0.8 in process
The limit is about μm, which makes it difficult to develop, for example, a solid-state image pickup device and other electronic circuit devices that aim to increase the density and the number of pixels.
本発明はこのような問題点に鑑みて成されたものであ
り、極めて幅の狭いアイソレーションを製造するための
方法を提供することを目的とする。The present invention has been made in view of such problems, and an object thereof is to provide a method for manufacturing an isolation having an extremely narrow width.
この目的を達成するため本発明は、半導体基板の上面に
第1のシリコン酸化膜及び第1の窒化膜を積層し、更に
該第1の窒化膜の上面に所定形状のポリシリコン層を堆
積させる第1の工程と、前記ポリシリコン層の上面及び
側面にポリ酸化膜を形成させる第2の工程と、前記ポリ
酸化膜の上面及び前記第1の窒化膜の露出部上面に第2
の窒化膜を堆積させる第3工程と、前記第2の窒化膜の
うち、前記ポリシリコン層の幅と同じ程度の該ポリシリ
コン層上の範囲をエッチングにより除去する第4の工程
と、前記ポリ酸化膜をエッチングにより除去し、前記ポ
リシリコン層の表面を露出させると共に該ポリシリコン
層及び前記第2の窒化膜の側端部の間に前記ポリ酸化膜
の厚さに相当する隙間を形成する工程と、前記第2の窒
化膜をエッチングにより除去し、第1の窒化膜の表面及
び前記隙間に対応した前記第1のシリコン酸化膜の表面
を露出させた後、前記ポリシリコン層をエッチングによ
り除去する第6の工程と、前記半導体基板内の前記第1
の窒化膜で覆われていない部分に熱酸化により第2のシ
リコン酸化膜を形成した後、前記第1の窒化膜及び前記
第1のシリコン酸化膜をエッチングにより除去し、前記
半導体基板内の表面を露出させる第7の工程とを備える
ことを特徴とする。To achieve this object, the present invention stacks a first silicon oxide film and a first nitride film on the upper surface of a semiconductor substrate, and further deposits a polysilicon layer of a predetermined shape on the upper surface of the first nitride film. A first step, a second step of forming a polyoxide film on the upper surface and side surfaces of the polysilicon layer, and a second step on the upper surface of the polyoxide film and the exposed surface of the first nitride film.
A third step of depositing a nitride film of the second nitride film, a fourth step of removing a region of the second nitride film on the polysilicon layer having a width substantially equal to the width of the polysilicon layer by etching, The oxide film is removed by etching to expose the surface of the polysilicon layer and form a gap corresponding to the thickness of the polyoxide film between the side edges of the polysilicon layer and the second nitride film. And a step of removing the second nitride film by etching to expose the surface of the first nitride film and the surface of the first silicon oxide film corresponding to the gap, and then etching the polysilicon layer. A sixth step of removing and the first step in the semiconductor substrate
Forming a second silicon oxide film on the portion not covered with the nitride film by thermal oxidation, and then removing the first nitride film and the first silicon oxide film by etching to form a surface in the semiconductor substrate. And a seventh step of exposing.
以下、本発明によるアイソレーションの製造方法の一実
施例を図面とともに説明する。第1図ないし第8図は一
連の製造工程を順番に示す要部縦断面図である。An embodiment of a method for manufacturing isolation according to the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 8 are longitudinal sectional views of a main part showing a series of manufacturing steps in order.
これらの図面に基づいて製造方法及び構造を説明する
と、まず第1の製造工程においては、第1図に示すよう
に、例えばP-型の半導体基板(サブストレート)4の表
面に第1のシリコン酸化膜(SiO2)5及び第1の窒化膜
(Si3N4)6を積層し、更に第1の酸化膜6の上面に適
宜の形状のポリシリコン層7を堆積させる。例えば、CC
Dを形成する場合、形成すべき転送チャンネルの形状に
合わせて長さ及び幅Wを設計する。The manufacturing method and structure will be described with reference to these drawings. First, in the first manufacturing step, as shown in FIG. 1, for example, the first silicon is formed on the surface of a P − type semiconductor substrate (substrate) 4. An oxide film (SiO 2 ) 5 and a first nitride film (Si 3 N 4 ) 6 are laminated, and a polysilicon layer 7 having an appropriate shape is further deposited on the upper surface of the first oxide film 6. For example, CC
When forming D, the length and width W are designed according to the shape of the transfer channel to be formed.
第2の製造工程においては、第2図に示すように、気相
成長(CVD)等によりポリシリコン層7の上面及び側面
にポリ酸化膜8を形成させる。ここで、一例として、第
1のシリコン酸化膜5の厚さを250Å、第1の窒化膜6
の厚さを1500Å、ポリシリコン層7の厚さを5000Åそし
てポリ酸化膜8の厚さを0.2μm程度に形成する。In the second manufacturing process, as shown in FIG. 2, the poly oxide film 8 is formed on the upper surface and the side surface of the polysilicon layer 7 by vapor phase growth (CVD) or the like. Here, as an example, the thickness of the first silicon oxide film 5 is 250 Å, the first nitride film 6 is
Is formed to a thickness of 1500 Å, the polysilicon layer 7 is formed to a thickness of 5000 Å, and the polyoxide film 8 is formed to a thickness of about 0.2 μm.
次に、第3図に示す第3の製造工程において、約1500Å
の厚さの第2の窒化膜9を気相成長法により堆積させ
る。Next, in the third manufacturing process shown in FIG. 3, about 1500Å
The second nitride film 9 having a thickness of 1 is deposited by vapor phase epitaxy.
次の第4図に示す第4の製造工程では、第2の室化膜9
のうちポリシリコン層7上に対応し、かつ該ポリシリコ
ン層7の幅Wと略同じ程度の範囲をエッチングにより除
去し、ポリ酸化膜8の上端面を露出させる。In the next fourth manufacturing step shown in FIG. 4, the second chamber film 9
Of the above, a region corresponding to the polysilicon layer 7 and having substantially the same width W as the polysilicon layer 7 is removed by etching to expose the upper end surface of the polyoxide film 8.
第5図に示す第5の製造工程においては、ポリ酸化膜8
をエッチングにより除去し、ポリシリコン層7の表面を
露出させる。これによりポリシリコン層7及び第2の窒
化膜9の側端部の間にポリ酸化膜8の厚さ(Δl0.2
μm)に相当する隙間10が形成される。In the fifth manufacturing process shown in FIG. 5, the poly oxide film 8 is
Are removed by etching to expose the surface of the polysilicon layer 7. As a result, the thickness of the polyoxide film 8 (Δl0.2) between the side edges of the polysilicon layer 7 and the second nitride film 9 is increased.
A gap 10 corresponding to (μm) is formed.
次に、第6図に示す第6の製造工程では、更に、第2の
窒化膜9をエッチングにより除去し、第1の窒化膜6の
表面を露出させる。この時、隙間10に露出していた第1
の窒化膜6の一部分も同時にエッチングされ、第6図に
示すように、第1のシリコン酸化膜5の一部分が隙間10
の幅Δlで露出する。その後、ポリシリコン層7をエッ
チングにより除去する。Next, in a sixth manufacturing step shown in FIG. 6, the second nitride film 9 is further removed by etching to expose the surface of the first nitride film 6. At this time, the first exposed in the gap 10
Part of the nitride film 6 is also etched at the same time, and as shown in FIG.
Exposed with a width Δl. Then, the polysilicon layer 7 is removed by etching.
次に、第7の工程においては、熱酸化例えばウエット酸
化により、第7図に示すように半導体基板4内に、第2
のシリコン酸化膜となる二酸化シリコン(SiO2)の絶縁
層11を形成する。これらの絶縁層11は第1の窒化膜6で
覆われていない部分すなわち上記隙間10を通して形成さ
れるので、深さΔhを0.4〜0.5μmに設計したとき、幅
Δwを0.2μm程度にすることができる。Next, in a seventh step, a second step is performed in the semiconductor substrate 4 by thermal oxidation, for example, wet oxidation, as shown in FIG.
An insulating layer 11 of silicon dioxide (SiO 2 ) to be a silicon oxide film of is formed. Since these insulating layers 11 are formed through the portions not covered with the first nitride film 6, that is, the gaps 10, the width Δw should be about 0.2 μm when the depth Δh is designed to be 0.4 to 0.5 μm. You can
第8図に示すアイソレーション製造のための最終工程で
は、第1の窒化膜6及び第1のシリコン酸化膜5をエッ
チングにより除去し、半導体基板4の表面を露出させ
る。In the final step for manufacturing the isolation shown in FIG. 8, the first nitride film 6 and the first silicon oxide film 5 are removed by etching to expose the surface of the semiconductor substrate 4.
以上の製造工程を経た後、CCD等の製造を行なう。例え
ばCCDを形成する場合、熱拡散あるいはイオン注入技術
により半導体基板4の表面部にn-形の不純物層を形成
し、次にゲート酸化膜を形成した後、ポリシリコン等に
よる転送電極を形成する。これにより、絶縁層11をアイ
ソレーション領域とし上記不純物層を転送チャネルとす
るCCDが形成されることとなる。After passing through the above manufacturing process, a CCD or the like is manufactured. For example, when forming a CCD, an n − -type impurity layer is formed on the surface portion of the semiconductor substrate 4 by a thermal diffusion or ion implantation technique, and then a gate oxide film is formed and then a transfer electrode made of polysilicon or the like is formed. . As a result, a CCD having the insulating layer 11 as an isolation region and the impurity layer as a transfer channel is formed.
このように、この実施例によれば、絶縁層11は従来の不
純物拡散層によるアイソレーション領域1(第9図参
照)よりも極めて狭い幅にすることができるため、集積
度の向上に効果がある。又、絶縁層11はそれ自体が導電
性を有しないので、空乏層を利用してアイソレーション
を行なう場合のような配線が不要であり、更に高集積化
を図ることができる。As described above, according to this embodiment, the insulating layer 11 can be made extremely narrower than the isolation region 1 (see FIG. 9) of the conventional impurity diffusion layer, which is effective in improving the degree of integration. is there. Moreover, since the insulating layer 11 itself does not have conductivity, no wiring is required as in the case of performing isolation using a depletion layer, and higher integration can be achieved.
以上説明したように本発明によれば、半導体基板の上面
に第1のシリコン酸化膜及び第1の窒化膜を積層し、更
に該第1の窒化膜の上面に所定形状のポリシリコン層を
堆積させる第1の工程と、前記ポリシリコン層の上面及
び側面にポリ酸化膜を形成させる第2の工程と、前記ポ
リ酸化膜の上面及び前記第1の窒化膜の露出部上面に第
2の窒化膜を堆積させる第3工程と、前記第2の窒化膜
のうち、前記ポリシリコン層の幅と同じ程度の該ポリシ
リコン層上の範囲をエッチングにより除去する第4の工
程と、前記ポリ酸化膜をエッチングにより除去し、前記
ポリシリコン層の表面を露出させると共に該ポリシリコ
ン層及び前記第2の窒化膜の側端部の間に前記ポリ酸化
膜の厚さに相当する隙間を形成する工程と、前記第2の
窒化膜をエッチングにより除去し、第1の窒化膜の表面
及び前記隙間に対応した前記第1のシリコン酸化膜の表
面を露出させた後、前記ポリシリコン層をエッチングに
より除去する第6の工程と、前記半導体基板内の前記第
1の窒化膜で覆われていない部分に熱酸化により第2の
シリコン酸化膜を形成した後、前記第1の窒化膜及び前
記第1のシリコン酸化膜をエッチングにより除去し、前
記半導体基板内の表面を露出させる第7の工程とを備
え、半導体基板内に前記ポリ酸化膜の厚さに略相当する
絶縁層をアイソレーション領域として形成するようにし
たので、極めて幅の狭いアイソレーション領域を実現す
ることができ、半導体集積回路を更に高集積度化するこ
とができる。As described above, according to the present invention, the first silicon oxide film and the first nitride film are laminated on the upper surface of the semiconductor substrate, and the polysilicon layer having a predetermined shape is further deposited on the upper surface of the first nitride film. And a second step of forming a poly oxide film on the upper surface and the side surface of the polysilicon layer, and a second nitriding process on the upper surface of the poly oxide film and the exposed surface of the first nitride film. A third step of depositing a film; a fourth step of removing a region of the second nitride film on the polysilicon layer having a width substantially equal to the width of the polysilicon layer by etching; and the polyoxide film. Are removed by etching to expose the surface of the polysilicon layer and form a gap corresponding to the thickness of the polysilicon oxide film between the polysilicon layer and the side end portion of the second nitride film. Etching the second nitride film And exposing the surface of the first nitride film and the surface of the first silicon oxide film corresponding to the gap, and then removing the polysilicon layer by etching. A second silicon oxide film is formed on a portion of the inside not covered with the first nitride film by thermal oxidation, and then the first nitride film and the first silicon oxide film are removed by etching; A seventh step of exposing the surface in the semiconductor substrate, and an insulating layer approximately corresponding to the thickness of the poly oxide film is formed as an isolation region in the semiconductor substrate, so that the isolation layer having an extremely narrow width is formed. The semiconductor integrated circuit can be highly integrated.
第1図ないし第8図は本発明によるアイソレーションの
製造方法の一実施例における製造工程を示す要部縦断面
図、第9図は従来のアイソレーションの構造をCCDの場
合について示す要部平面図である。 4……半導体基板、5……第1のシリコン酸化膜、6…
…第1の窒化膜、7……ポリシリコン層、8……ポリ酸
化膜、9……第2の窒化膜、10……隙間、11……絶縁層
(第2のシリコン酸化膜)。1 to 8 are longitudinal sectional views of a main part showing a manufacturing process in an embodiment of a method for manufacturing an isolation according to the present invention, and FIG. 9 is a plan view of a main part showing a conventional isolation structure for a CCD. It is a figure. 4 ... Semiconductor substrate, 5 ... First silicon oxide film, 6 ...
... first nitride film, 7 ... polysilicon layer, 8 ... polyoxide film, 9 ... second nitride film, 10 ... gap, 11 ... insulating layer (second silicon oxide film).
Claims (1)
及び第1の窒化膜を積層し、更に該第1の窒化膜の上面
に所定形状のポリシリコン層を堆積させる第1の工程
と、前記ポリシリコン層の上面及び側面にポリ酸化膜を
形成させる第2の工程と、前記ポリ酸化膜の上面及び前
記第1の窒化膜の露出部上面に第2の窒化膜を堆積させ
る第3工程と、前記第2の窒化膜のうち、前記ポリシリ
コン層の幅と同じ程度の該ポリシリコン層上の範囲をエ
ッチングにより除去する第4の工程と、前記ポリ酸化膜
をエッチングにより除去し、前記ポリシリコン層の表面
を露出させると共に該ポリシリコン層及び前記第2の窒
化膜の側端部の間に前記ポリ酸化膜の厚さに相当する隙
間を形成する工程と、前記第2の窒化膜をエッチングに
より除去し、第1の窒化膜の表面及び前記隙間に対応し
た前記第1のシリコン酸化膜の表面を露出させた後、前
記ポリシリコン層をエッチングにより除去する第6の工
程と、前記半導体基板内の前記第1の窒化膜で覆われて
いない部分に熱酸化により第2のシリコン酸化膜を形成
した後、前記第1の窒化膜及び前記第1のシリコン酸化
膜をエッチングにより除去し、前記半導体基板内の表面
を露出させる第7の工程とを備えることを特徴とするア
イソレーションの製造方法。1. A first step of stacking a first silicon oxide film and a first nitride film on an upper surface of a semiconductor substrate, and further depositing a polysilicon layer of a predetermined shape on the upper surface of the first nitride film. A second step of forming a poly oxide film on the upper surface and the side surface of the polysilicon layer, and a third step of depositing a second nitride film on the upper surface of the poly oxide film and the exposed surface of the first nitride film. A fourth step of removing a portion of the second nitride film on the polysilicon layer, which is approximately the same width as the polysilicon layer, by etching; and a step of removing the polyoxide film by etching. Exposing the surface of the polysilicon layer and forming a gap between the polysilicon layer and a side end of the second nitride film, the gap corresponding to the thickness of the polysilicon oxide film; The film is removed by etching and the first A sixth step of exposing the surface of the first silicon oxide film corresponding to the surface of the oxide film and the gap, and then removing the polysilicon layer by etching; and the first nitriding in the semiconductor substrate. A second silicon oxide film is formed on a portion not covered with the film by thermal oxidation, and then the first nitride film and the first silicon oxide film are removed by etching to expose the surface in the semiconductor substrate. And a seventh step of:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273950A JPH0766963B2 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Method of manufacturing isolation |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61273950A JPH0766963B2 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Method of manufacturing isolation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63128670A JPS63128670A (en) | 1988-06-01 |
| JPH0766963B2 true JPH0766963B2 (en) | 1995-07-19 |
Family
ID=17534828
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61273950A Expired - Fee Related JPH0766963B2 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Method of manufacturing isolation |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0766963B2 (en) |
-
1986
- 1986-11-19 JP JP61273950A patent/JPH0766963B2/en not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63128670A (en) | 1988-06-01 |
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