JPH03274730A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number
JPH03274730A
JPH03274730A JP7333090A JP7333090A JPH03274730A JP H03274730 A JPH03274730 A JP H03274730A JP 7333090 A JP7333090 A JP 7333090A JP 7333090 A JP7333090 A JP 7333090A JP H03274730 A JPH03274730 A JP H03274730A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
oxide film
silicon
silicon oxide
oxidized region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP7333090A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Ryoichi Ito
良一 伊藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kokusai Denki Electric Inc
Original Assignee
Hitachi Denshi KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Denshi KK filed Critical Hitachi Denshi KK
Priority to JP7333090A priority Critical patent/JPH03274730A/en
Publication of JPH03274730A publication Critical patent/JPH03274730A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

PURPOSE:To prevent in-crystal dislocation from generating in a substrate by etching an entire oxidized region to expose a silicon surface at the time of selective oxidation, and further forming an oxidized film at the periphery of the oxidized region via a coat for forming insulated film for baking formation (SOG) containing silicon oxides to reduce a bird's beak over a thin silicon oxide film 2 formed by thermal oxidation on a silicon substrate 1. CONSTITUTION:A silicon nitride film 3 is formed into a pattern by chemical vapor-phase epitaxy over a thin silicon oxide film 2 formed by thermal oxidation on a silicon substrate 1. Subsequently, a silicon nitride film 3 is made into a mask and the surfaces of the thin silicon oxide film 2 and the silicon substrate 1 are subjected to etching. Furthermore, the SOG is coated by the spinner, baked to form a silicon oxide film 20 which is subjected to thermal oxidation for selective oxidation, and a thick silicon oxide film 22 necessary for separation of elements is formed on the oxidized region. Formation of the thick oxidized film via the SOG in the periphery of the oxidized region in this manner can reduce penetration of the thick oxidized film 22 for separation of elements into the non-oxidized region.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、シリコン基板の選択酸化法の改良に関するも
ので、特に酸化領域と非酸化領域の境界に生じるいわゆ
る酸化シリコン膜のバーズビークの非酸化領域への侵入
を押えることに関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an improvement in a selective oxidation method for silicon substrates. Concerning preventing intrusion into territory.

〔発明の概要〕[Summary of the invention]

本発明は素子分離法のひとつとして一般に広く使用され
ているシリコン基板の選択酸化に関する。
The present invention relates to selective oxidation of silicon substrates, which is generally widely used as one of element isolation methods.

従来法による選択酸化においては1選択酸化により形成
された酸化シリコン膜が酸化防止膜としての窒化シリコ
ン膜の下にはいりこみ、酸化シリコン膜の断面形状は酸
化シリコン膜と選択酸化による酸化シリコン膜がなめら
かにつながった鳥のくちばし形状の、すなわちバーズビ
ークが形成される。そこで本発明は選択酸化の際に酸化
領域全体をエツチングしてシリコン面を露出させ、さら
に酸化領域の周辺端部にいわゆる5OG(SpinOn
 Glass)と呼ばれるシリコン酸化物を含んだ焼成
形成用の絶縁膜形成用塗布液による酸化膜を形成し、バ
ーズビークを減少したものである。
In selective oxidation using the conventional method, the silicon oxide film formed by one selective oxidation fits under the silicon nitride film as an oxidation prevention film, and the cross-sectional shape of the silicon oxide film is such that the silicon oxide film and the silicon oxide film formed by selective oxidation are separated. A smoothly connected bird's beak shape, or a bird's beak, is formed. Therefore, in the present invention, during selective oxidation, the entire oxidized region is etched to expose the silicon surface, and the peripheral edge of the oxidized region is etched with so-called 5OG (SpinOn).
The bird's beak is reduced by forming an oxide film using an insulating film forming coating liquid for baking formation that contains silicon oxide called Glass.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

シリコン基板の選択酸化は、MOSあるいはバイポーラ
トランジスタの素子分離法のひとつとして一般に広く使
用されている。
Selective oxidation of a silicon substrate is generally widely used as one of element isolation methods for MOS or bipolar transistors.

従来、この選択酸化は第2図(、)〜(C)に示す方法
により行なわれる。すなわち、第2図(a)に示すよう
にシリコン基板lをドライ02雰囲気に熱酸化して、厚
さ50nm程度の薄い酸化シリコン膜2を形成する。次
に、酸化防止膜として化学気相成長法により窒化シリコ
ン膜3を形成する。この第2図(b)において窒化シリ
コン膜3は、ホトエツチングにより非酸化領域上にパタ
ーン形成したものである。さらに、ウェット02雰囲気
の熱酸化を行って酸化領域に非酸化領域の酸化シリコン
膜2よりも厚い酸化シリコン膜22を形成する。この酸
化シリコン膜221士素子分離を目的とするため、その
厚さは通常800nm程度にする。
Conventionally, this selective oxidation is performed by the method shown in FIGS. 2(,) to (C). That is, as shown in FIG. 2(a), a silicon substrate 1 is thermally oxidized in a dry 02 atmosphere to form a thin silicon oxide film 2 with a thickness of about 50 nm. Next, a silicon nitride film 3 is formed as an oxidation prevention film by chemical vapor deposition. In FIG. 2(b), the silicon nitride film 3 is patterned on a non-oxidized region by photoetching. Further, thermal oxidation is performed in a wet 02 atmosphere to form a silicon oxide film 22 in the oxidized region which is thicker than the silicon oxide film 2 in the non-oxidized region. Since this silicon oxide film 221 is intended for device isolation, its thickness is usually about 800 nm.

この後、第2図(c)における窒化シリコン膜3は除去
されて次の工程に進むことになる。
After this, the silicon nitride film 3 in FIG. 2(c) is removed and the process proceeds to the next step.

ここに示した従来法による選択酸化においては、いわゆ
るバーズビークが形成される。これは、第2図(c)に
示すように選択酸化により形成された酸化シリコン膜2
2が酸化防止膜としての窒化シリコン膜3の下にはいり
こみ、酸化シリコン膜の断面形状は酸化シリコン膜2と
選択酸化による酸化シリコン膜22がなめらかにつなが
った鳥のくちばし形状の、すなわちバーズビークの形状
となるものである。
In the conventional selective oxidation shown here, so-called bird's beaks are formed. This is a silicon oxide film 2 formed by selective oxidation as shown in FIG. 2(c).
2 is inserted under the silicon nitride film 3 as an oxidation prevention film, and the cross-sectional shape of the silicon oxide film is a bird's beak shape in which the silicon oxide film 2 and the silicon oxide film 22 formed by selective oxidation are smoothly connected. It is the shape.

ここで、窒化シリコン膜3の下に薄い酸化シリコン膜2
を形成する目的は9選択酸化時に第2図(b)に示す酸
化領域上の酸化シリコン膜2がウェットO雰囲気の熱酸
化によりさらに酸化されてその膜厚が厚くなり酸化シリ
コン膜22に成長して、窒化シリコン膜3の端部下へは
いりこんでいくときに窒化シリコン膜3の端部から酸化
シリコン膜22に対して応力が加わるが、これを低減さ
せるためである。
Here, a thin silicon oxide film 2 is formed under the silicon nitride film 3.
The purpose of forming 9 is that during selective oxidation, the silicon oxide film 2 on the oxidized region shown in FIG. This is to reduce the stress that is applied to the silicon oxide film 22 from the end of the silicon nitride film 3 when it goes under the end of the silicon nitride film 3.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

さて、ここに示した従来方法による選択酸化には以下に
述べる欠点があることがわかる。まず。
Now, it can be seen that the selective oxidation by the conventional method shown here has the following drawbacks. first.

先に述べたように第2図(c)に示す酸化シリコン膜2
2によるバーズビークが発生してこれが窒化シリコン膜
3の端部の下へはいりこみ、このために素子を形成する
ための非酸化領域がバーズビークのはいりこんだ長さb
の分だけ狭くなる。
As mentioned earlier, the silicon oxide film 2 shown in FIG. 2(c)
2, a bird's beak is generated and the bird's beak penetrates under the edge of the silicon nitride film 3, so that the non-oxidized region for forming the element becomes the length b into which the bird's beak penetrates.
It becomes narrower by that amount.

また、バーズビークが窒化シリコン膜3の端部の下に生
じるため9選択酸化された酸化シリコン膜22は窒化シ
リコン膜3からの応力を受ける。
Further, since a bird's beak is generated under the edge of the silicon nitride film 3, the silicon oxide film 22 that has been selectively oxidized receives stress from the silicon nitride film 3.

この応力は、前述の窒化シリコン膜3の下にあらかじめ
形成した薄い酸化シリコン膜2により弱められているが
、実際には非酸化領域の端部においてシリコン基板上中
に結晶内の転位を発生させる原因となっている。この転
位は素子のリーク電流等の原因となるものである。
Although this stress is weakened by the thin silicon oxide film 2 previously formed under the silicon nitride film 3, it actually causes intracrystal dislocations to occur on the silicon substrate at the ends of the non-oxidized regions. It is the cause. This dislocation causes leakage current in the device.

本発明の目的は2選択酸化において酸化領域が非酸化領
域に広がるのを防ぎ、さらに選択酸化時に非酸化領域上
にパターン形成した酸化防止膜としての窒化シリコン膜
から酸化領域の端部に加わる応力をより低減させ、この
非酸化領域の端部におけるシリコン基板中に結晶内転位
の発生を防ぐことにある。
The purpose of the present invention is to prevent the oxidized region from spreading into the non-oxidized region in two-selective oxidation, and to prevent the stress applied to the edge of the oxidized region from the silicon nitride film as an oxidation prevention film patterned on the non-oxidized region during selective oxidation. The objective is to further reduce the occurrence of intracrystalline dislocations in the silicon substrate at the ends of this non-oxidized region.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

本発明は上記の目的を遠戚するために2選択酸化の際に
酸化領域全体をエツチングしてシリコン面を露出させ、
さらに酸化領域の周辺端部にいわゆるS OG (S 
pin On  G 1ass)と呼ばれるシリコン酸
化物を含んだ焼成形成用の紛縁膜形成用塗布液による酸
化膜を形成するものである。
In order to achieve the above object, the present invention etches the entire oxidized region during two-selective oxidation to expose the silicon surface.
Furthermore, so-called SOG (S
An oxide film is formed using a coating liquid for forming a sintered film for baking formation, which contains silicon oxide and is called pin-on-G1ass.

〔作用〕[Effect]

次に9本発明の詳細な説明する。酸化シリコン膜は熱酸
化により形成する場合、その熱酸化時間と膜厚との間に
次の関係があることが知られている。これは、酸化時間
が短い間はその時間に比例して増加し、長くなるとその
平方に比例するというものである。ここで、酸化膜厚が
時間に比例するのは、その膜厚が20nm以下の領域で
あることが知られている。本発明ではこの関係を適用す
る。
Next, nine aspects of the present invention will be described in detail. When a silicon oxide film is formed by thermal oxidation, it is known that the following relationship exists between the thermal oxidation time and the film thickness. This means that when the oxidation time is short, it increases in proportion to the oxidation time, and as the oxidation time increases, it increases in proportion to the square of the oxidation time. Here, it is known that the oxide film thickness is proportional to time in a region where the film thickness is 20 nm or less. The present invention applies this relationship.

すなわち2選択酸化時に薄い酸化シリコン膜を形成した
シリコン基板上に化学気相成長法による酸化防止膜とし
ての窒化シリコン膜をホトエツチングによりパターン形
成した後、この窒化シリコン膜をマスクに薄い酸化シリ
コン膜をエツチングしてさらにシリコン基板の表面をあ
る深さまでエツチングする。さらに、このエツチングに
より露出したシリコン面、すなわち酸化領域の周端部と
窒化シリコン膜−薄い酸化シリコン膜−シリコンから成
る断面部による断差部分にSOGによる酸化シリコン膜
を形成する。そして9選択酸化としての熱酸化を行う。
That is, on a silicon substrate on which a thin silicon oxide film has been formed during two-selective oxidation, a silicon nitride film is patterned by photoetching as an oxidation prevention film by chemical vapor deposition, and then a thin silicon oxide film is formed using this silicon nitride film as a mask. Then, the surface of the silicon substrate is further etched to a certain depth. Further, a silicon oxide film is formed by SOG on the silicon surface exposed by this etching, that is, on the difference between the peripheral edge of the oxidized region and the cross-sectional area consisting of the silicon nitride film, thin silicon oxide film, and silicon. Then, thermal oxidation as 9 selective oxidation is performed.

すると、SOGによる酸化シリコン膜のある酸化領域の
周端部は熱酸化時の最初から厚い酸化膜になっているた
め、前述の酸化シリコン膜の熱酸化時間と膜厚の関係に
より酸化シリコン膜の成長速度は周端部以外の酸化領域
に比べてはるかに遅くなる。
Then, since the peripheral edge of the oxidized region where the silicon oxide film is formed by SOG is a thick oxide film from the beginning during thermal oxidation, the thickness of the silicon oxide film is The growth rate is much slower than in oxidized regions other than the peripheral edge.

ここで、酸化領域をシリコンの表面以下までエツチング
する目的は非酸化領域と酸化領域の境界に2選択酸化時
に酸化領域の周端部の酸化シリコン膜の成長が遅くなる
ように充分なSOG膜厚を得るための断差を形成するた
めである。通常、酸化防止膜としての窒化シリコン膜は
膜厚工00nm程度であるので、この窒化シリコン膜を
エツチングしてその断差部にSOGを形成しても、その
厚さは最大1100n程度と充分な厚さが得られない。
Here, the purpose of etching the oxidized region to below the surface of the silicon is to create a sufficient SOG film thickness at the boundary between the non-oxidized region and the oxidized region so that the growth of the silicon oxide film at the peripheral edge of the oxidized region is slowed down during two-selective oxidation. This is to form a difference to obtain . Normally, a silicon nitride film as an oxidation prevention film has a thickness of about 00 nm, so even if this silicon nitride film is etched and SOG is formed at the gap, the maximum thickness is about 1100 nm, which is sufficient. Thickness cannot be obtained.

そこで、シリコンの表面以下までエツチングをする必要
がある。
Therefore, it is necessary to perform etching below the surface of the silicon.

本発明では、さらに以下の利点があることがわかる。シ
リコン表面のエツチング深さを選択酸化終了時の酸化シ
リコン膜の厚さになるようにすれば、最終的に全体とし
て非酸領域と酸化領域を平坦化することができる。
It can be seen that the present invention further has the following advantages. By etching the silicon surface to a depth equal to the thickness of the silicon oxide film at the end of selective oxidation, the non-oxidized region and the oxidized region can finally be planarized as a whole.

〔実施例〕〔Example〕

以下に本発明による実施例を第1図により説明する。第
1図(a)、(b)は従来例の第2図(a)。
An embodiment according to the present invention will be described below with reference to FIG. FIGS. 1(a) and 1(b) are FIG. 2(a) of a conventional example.

(b)と同じ工程を経たものであり、シリコン基板1を
熱酸化により形成した薄い酸化シリコン膜2の上に化学
気相成長法による窒化シリコン膜3をパターン形成した
ものである。
The same process as in (b) was performed, in which a silicon nitride film 3 was patterned by chemical vapor deposition on a thin silicon oxide film 2 formed by thermally oxidizing a silicon substrate 1.

続いて、窒化シリコン膜3をマスクにして薄い酸化シリ
コン膜2およびシリコン基板1の表面をエツチングする
。この様子を第2図(C)に示す。
Subsequently, the thin silicon oxide film 2 and the surfaces of the silicon substrate 1 are etched using the silicon nitride film 3 as a mask. This situation is shown in FIG. 2(C).

このシリコン基板1をエツチングする深さは選択酸化後
の酸化シリコン膜22の厚さ以下にする必要がある。さ
らに、スピンナによりSOGを塗布。
The depth to which this silicon substrate 1 is etched must be equal to or less than the thickness of the silicon oxide film 22 after selective oxidation. Furthermore, apply SOG using a spinner.

焼成して酸化シリコン膜20を形成しく第2図(d )
)。
The silicon oxide film 20 is formed by firing as shown in FIG. 2(d).
).

そして選択酸化用の熱酸化を行い、酸化領域に素子分離
に必要な厚い酸化シリコン膜22を形成する。
Then, thermal oxidation for selective oxidation is performed to form a thick silicon oxide film 22 necessary for element isolation in the oxidized region.

前にも述べたように、選択酸化時に酸化領域のシリコン
基板面をエツチングして、SOGによる厚い酸化シリコ
ン膜を酸化領域の周端部に形成することにより、第2図
(e)に示すように素子分離用の厚い酸化膜22の非酸
化領域へのはいりこみを低減させることができる。
As mentioned before, by etching the silicon substrate surface in the oxidized region during selective oxidation and forming a thick silicon oxide film by SOG on the peripheral edge of the oxidized region, as shown in FIG. 2(e), In addition, it is possible to reduce the intrusion of the thick oxide film 22 for element isolation into the non-oxidized region.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように、本発明によればシリコン基板の選
択酸化の際に酸化領域と非酸化領域との境界に形成され
る酸化シリコン膜のバーズビークが非酸化領域内に侵入
するのを押えることができる。
As explained above, according to the present invention, it is possible to prevent the bird's beak of the silicon oxide film formed at the boundary between the oxidized region and the non-oxidized region from penetrating into the non-oxidized region during selective oxidation of the silicon substrate. can.

その結果、選択酸化における酸化領域の非酸化領域への
広がりを防ぎ、さらに非酸化領域にパターン形成した酸
化防止膜としての窒化シリコン膜から酸化領域の端部に
加わる力を低減させることができる。
As a result, it is possible to prevent the oxidized region from spreading into the non-oxidized region during selective oxidation, and further to reduce the force applied to the edge of the oxidized region from the silicon nitride film as an oxidation prevention film patterned in the non-oxidized region.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(、)〜(e)は本発明によるシリコン基板の選
択酸化工程の断面図。第2図(a)〜(c)は従来方法
によるシリコン基板の選択酸化工程の断面図である。 工:シリコン基板、2,22:酸化シリコン膜。 3:窒化シリコン膜、20:SOGによる酸化シリコン
膜、b、b’ :窒化シリコン膜の下へはいりこむベー
ズビークの長さ。
FIGS. 1(a) to 1(e) are cross-sectional views of the selective oxidation process of a silicon substrate according to the present invention. FIGS. 2(a) to 2(c) are cross-sectional views of a selective oxidation process of a silicon substrate according to a conventional method. Engineering: silicon substrate, 2, 22: silicon oxide film. 3: silicon nitride film, 20: silicon oxide film by SOG, b, b': length of baize beak that goes under the silicon nitride film.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、半導体基板上に熱酸化防止膜を形成し、ホトレジス
ト等のエッチング用マスク材を用いて前記熱酸化防止膜
を選択エッチングして前記マスク材を除去後、前記半導
体基板を熱酸化するにあたり、前記熱酸化防止膜をマス
クとして前記半導体基板の表面をエッチングして続いて
焼成形成用の絶縁膜形成用塗布液を塗布することを特徴
とする半導体装置の製造方法。
1. Forming a thermal oxidation prevention film on a semiconductor substrate, selectively etching the thermal oxidation prevention film using an etching mask material such as photoresist to remove the mask material, and then thermally oxidizing the semiconductor substrate, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising etching the surface of the semiconductor substrate using the thermal oxidation prevention film as a mask, and then applying a coating liquid for forming an insulating film for baking formation.
JP7333090A 1990-03-26 1990-03-26 Manufacturing method of semiconductor device Pending JPH03274730A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7333090A JPH03274730A (en) 1990-03-26 1990-03-26 Manufacturing method of semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7333090A JPH03274730A (en) 1990-03-26 1990-03-26 Manufacturing method of semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH03274730A true JPH03274730A (en) 1991-12-05

Family

ID=13515050

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP7333090A Pending JPH03274730A (en) 1990-03-26 1990-03-26 Manufacturing method of semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH03274730A (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4292156A (en) Method of manufacturing semiconductor devices
KR100187678B1 (en) Method of forming device isolation film in semiconductor device
US4897365A (en) Reduced-beak planox process for the formation of integrated electronic components
JPS62290146A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH03274730A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPS6387741A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6213047A (en) Manufacture of semiconductor device
KR0135031B1 (en) Method of isolation on the semiconductor device
JPH1050691A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS6250979B2 (en)
JP2570729B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPS62232143A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS583244A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH113886A (en) Method for manufacturing semiconductor device
JPH01136349A (en) Formation of inter-element isolation film of semiconductor device
JPS6339103B2 (en)
JPS61219148A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH03280429A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS59175135A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS63275137A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH0427692B2 (en)
JPH0148652B2 (en)
JPS61102751A (en) Manufacture of semiconductor device
JPS6165447A (en) Manufacture of semiconductor device
JPH03101249A (en) Manufacture of semiconductor device