LOCOSの意味・役割・構造とは？【半導体プロセス】（アイソレーション）

ハナハナ

LOCOSについて解説します！

今回は、「半導体プロセスのLOCOS」について解説していきます。

LOCOSについて全く知らない方、異分野から半導体製造工程に関わることになった方など、初心者向けの記事になります。

この記事は、こんな人にオススメ！

・半導体の LOCOSについて知りたい

・LOCOS について調べたけどよくわからない

・半導体製造工程に関わっている

半導体のLOCOSとは？

半導体プロセスにおけるLOCOS構造の意味・役割について説明します。

LOCOS構造とは、アイソレーション(ISO:素子分離)の一つです。

半導体デバイスは、シリコンウエハ上に数多くのチップ・素子を作り込んでいきますが、素子同士を絶縁して分離するためにアイソレーション(素子分離)を行います。

通常、アイソレーションは序盤の工程で、素子分離して絶縁を確保した後に、デバイスを作り込んでいきます。

LOCOS構造は上図のように、局所的に酸化膜を形成することで、活性領域Aと活性領域Bを電気的に分離して絶縁します。

次項では、LOCOSの形成方法について説明します。

LOCOSの形成方法として、まずは上図のようにシリコンウエハ表面を酸化して、酸化膜を形成します。

次に、酸化膜上の任意の箇所に窒化膜を形成して、ウエハ表面を熱酸化させます。

熱酸化させると、上図のように表面に露出している酸化膜は成長しますが、耐熱化性を持った窒化膜がマスクとなり、窒化膜下の酸化膜は成長しないため、酸化膜を局所的に成長させることができます。

最後に、エッチングで窒化膜を取り除けばLOCOS構造が完成します。

補足として、バーズビークについて簡単に説明します。

バーズビーク(bird's beak:鳥のくちばし)とは、上図のようにLOCOS構造の酸化膜の先端部分です。

LOCOS構造を形成する際に、窒化膜下の酸化膜が山のすそ野のように先端が成長していくため、このような構造になります。

微細化デバイスでは、活性領域のバーズビークが平坦化などの関係で歩留まりに悪影響を与えることがあります。

バーズビークを防止するために、酸化膜・窒化膜の膜厚最適化、酸化条件の適正化など、メーカー独自のノウハウで制御されています。

以上、半導体プロセスのLOCOS についての説明でした。

最後まで読んで頂き、ありがとうございました。