JPH0547921A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0547921A
JPH0547921A JP20280091A JP20280091A JPH0547921A JP H0547921 A JPH0547921 A JP H0547921A JP 20280091 A JP20280091 A JP 20280091A JP 20280091 A JP20280091 A JP 20280091A JP H0547921 A JPH0547921 A JP H0547921A
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JP
Japan
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insulating film
film pattern
forming
oxidation
etching
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JP20280091A
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Yoshiyuki Niwa
義幸 丹羽
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造において、シリコン半導体
基板での選択酸化を利用した絶縁物素子分離領域の形成
方法に関し、従来の選択酸化によって生じる段差および
バーズビークを招かないような選択酸化による素子分離
領域形成方法を提供する。 【構成】 (ア)シリコン半導体基板1上に耐酸化膜パ
ターン2を形成する工程;(イ)該シリコン半導体基板
を選択的にエッチング除去する工程;(ウ)該エッチン
グ除去域でのアイソレーション領域相当域にて素子形成
領域から所定距離(数μm)離れて絶縁膜パターン6を
形成する工程;(エ)該素子領域と該絶縁膜パターンと
の間にSOG7を埋め込む工程;(オ)熱酸化処理によ
って該SOGおよび該シリコン基板を選択酸化して酸化
絶縁膜8とし、該絶縁膜パターン6とで素子分離絶縁膜
9を形成する工程;および(カ)該耐酸化膜パターンを
除去する工程;を含んでなるように構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方
法、より詳しくは、シリコン半導体基板での選択酸化を
利用した絶縁物素子分離(アイソレーション)領域の形
成方法に関する。近年のICやVLSIでの高速化・高
集積化に伴うパターンスケールダウン(微細化)におい
ては、素子分離絶縁膜の平坦化、バーズビークに起因す
る寄生容量の低減などが要求されている。そのために、
素子分離絶縁膜とシリコン基板との段差の低減、バーズ
ビークの低減を図る必要がある。
【0002】
【従来の技術】従来の選択酸化による素子分離技術は、
LOCOSとして知られており、シリコン基板の上に耐
酸化膜パターンを形成しておき、熱酸化処理で耐酸化膜
パターンに覆われていないシリコンを酸化して酸化膜
(SiO2 膜)を形成するわけである。熱酸化の際に、
シリコンは酸化されて約二倍の体積のSiO2 となるだ
けでなく、酸化が耐酸化膜パターンの下へ(すなわち、
横方向へ)進行して、結果として耐酸化膜パターンの端
部を持ち上げるようにバーズビーク形状の酸化膜(Si
2 膜)が生じてしまう。さらに、通常は、この選択的
熱酸化時の結晶欠陥発生を抑制する欠陥緩衝用の薄いシ
リコン酸化膜(SiO2 膜)を耐酸化膜パターンの下に
予め形成しておくので、この薄いシリコン酸化膜がバー
ズビークの形成を促進してしまう。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従って、従来の選択酸
化法による素子分離では、今後更に進であろう集積回路
の高速・高集積化に伴うスケールダウンに対して、次の
ような問題がある。選択酸化によって生じる段差(酸
化膜とシリコン基板との段差)が上層層間絶縁膜および
上層配線層の信頼性低下を招く(すなわち、ステップカ
バーレッジトラブルを招く)。
【0004】バーズビークの発生(進行)が素子形成
領域を狭めることになり、加工(寸法)精度の低下とな
る。素子(トランジスタ)の動作速度に悪影響を与え
る寄生容量の全体からみて、バーズビークによる寄生容
量の占める割合の増加を招く。本発明の目的は、上述し
た欠点を招かないような選択酸化による素子分離領域形
成方法を提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上述の目的が、工程
(ア)〜(カ):(ア)シリコン半導体基板上に耐酸化
膜パターンを形成する工程;(イ)該耐酸化膜パターン
で覆われていない該シリコン半導体基板を選択的にエッ
チング除去する工程;(ウ)該エッチング除去域でのア
イソレーション領域相当域にて素子形成領域から所定距
離だけ離れて該素子領域を囲むように絶縁膜パターンを
形成する工程;(エ)該素子領域と該絶縁膜パターンと
の間にSOGを埋め込む工程;(オ)熱酸化処理によっ
て該SOGおよび該シリコン基板を選択酸化して酸化絶
縁膜とし、該絶縁膜パターンとで素子分離絶縁膜を形成
する工程;および(カ)該耐酸化膜パターンを除去する
工程;を含んでなることを特徴とする半導体装置の製造
方法によって達成される。
【0006】該絶縁膜パターンは、エッチング深さと同
程度の厚さで全面に堆積形成した絶縁膜を選択エッチン
グして得られることが望ましく、表面の平坦化に寄与す
る。SOGを埋め込むことになる該素子領域と該絶縁膜
パターンとの距離(間隔)は2〜4μmであることが好
ましく、2μmより狭いと絶縁膜パターニングの工程の
際に、加工精度が要求され、一方4μmより広いと隣接
する素子との加工精度が要求される。
【0007】
【作用】本発明では、素子分離(アイソレーション)領
域を予めエッチングして、シリコン基板の表面より低く
しておいて、SOGおよびシリコン基板の選択酸化での
体積膨張で素子分離絶縁膜と素子形成領域シリコン基板
との段差をほぼなくして、平坦な表面とすることができ
る。選択酸化によって先ずSOGが酸化され、そしてシ
リコン基板が少し酸化されるのでバーズビークが発生し
ても小さいものである。
【0008】
【実施例】以下、添付図面を参照して、本発明の実施態
様例によって本発明を詳細に説明する。図1〜図6は、
本発明に係る半導体装置の製造方法にしたがって素子分
離絶縁膜を形成する工程を説明する概略断面図および平
面図である。
【0009】図1に示すように、シリコン基板(例え
ば、P型(100)Si、10〜20Ωcm)1を用意
し、熱酸化処理して薄い酸化(SiO2)膜2を全面に形
成する。この薄い酸化膜2は、例えば、厚さ10nmであ
り、シリコン基板に直接に窒化シリコン膜(耐酸化膜)
を形成して選択熱酸化処理すると、シリコンと窒化シリ
コンとの熱ストレスに起因した結晶欠陥が発生するのを
抑制する。この酸化膜2の上にCVD法(化学的気相成
長法)によって耐酸化膜である窒化シリコン(Si 3
4)膜3を全面に形成する。この耐酸化膜3の厚さは、例
えば、150nmである。さらに、耐酸化膜3の全面にC
VD法によって酸化(SiO2)膜4(厚さ200nmで)
を形成する。
【0010】次に、図2に示すように、所定パターン形
状にしたがって酸化膜4、耐酸化膜3、薄い酸化膜2お
よびシリコン基板1を選択エッチングする。そのために
は、酸化膜4の上にレジストを塗布し、露光・現像し
て、所定のレジストパターン(図示せず)を通常のリソ
グラフィ技術によって形成し、異方性ドライエッチング
法によって、酸化膜4、耐酸化膜3および薄い酸化膜2
をエッチングする。さらに、エッチングガスをシリコン
用に代えた異方性ドライエッチング法によってシリコン
基板1を深さ、例えば、200〜400nmまでエッチン
グして凹所を形成する。このエッチング箇所(凹所)は
少なくとも素子分離領域5Aに対応し、バイポーラトラ
ンジスタではコレクタとベースとの間の絶縁領域5Bを
も含んでいる。この状態での平面図が図3である。な
お、酸化膜4を形成しないでレジスト膜で代用すること
も可能ではあるが、耐酸化膜4の窒化シリコンを高精度
に加工(エッチング)してエッチング工程全体として高
精度の選択エッチングを行うには酸化膜4があった方が
良い。
【0011】図4に示すように、酸化膜4をウェットエ
ッチング法によってエッチング除去する。次に、表出し
ている全面にCVD法によって酸化膜(SiO2 、厚さ
200〜400nm)を形成し、レジストの塗布・露光・
現像で所定のレジストパターン(図示せず)を形成し、
ウエットエッチング法によって酸化膜を選択エッチング
して絶縁膜パターン6を、図4に示すように、形成す
る。この絶縁膜パターン6は素子分離領域5Aであって
素子形成領域となるシリコン基板凸部1Bおよび1Cか
ら数μm(2〜4μm)離れた所に位置する。このよう
にして絶縁膜パターン6とシリコン基板凸部1Bおよび
1Cとの間には空間がある。また、シリコン基板凸部1
Bおよび1Cの間の絶縁領域5Bも空間となっている。
そして、SOG(スピンオングラス、例えば、東京応化
の「OCD(商品名)」)を回転塗布法で全面に塗布し
て、これら空間(凹所)内をSOG7で埋める。SOG
7の厚さは、例えば、75〜150nmであり、側壁にも
付着している。このSOG7を800℃、30分、水蒸
気添加の酸素(Wet O2) 雰囲気下でキュアする。この状
態での平面図が図5である。
【0012】図6に示すように、熱酸化処理(例えば、
1000℃、100分、Wet O2雰囲気)を施して、キュ
アしたSOG7を酸化し、さらにその周囲にあるシリコ
ンを多少酸化して酸化絶縁膜8(厚さ400〜600n
m)を形成し、先に形成した絶縁膜パターン6とで素子
分離絶縁膜9を構成する。この選択熱酸化ではシリコン
基板1のシリコン酸化は従来よりも大幅に減って、バー
ズビークは殆ど発生しない。なお、このように形成した
素子分離絶縁膜9の表面がほぼ平坦となるようにSOG
7の塗布量及び熱酸化処理時間を設定する。次に、耐酸
化膜4をウェットエッチング法によってエッチング除去
し、さらにその下の薄い酸化膜2をエッチング液を代え
てエッチング除去する。この状態で、シリコン基板1の
凸部1Bおよび1Cと素子分離絶縁膜9とがほぼ平坦と
なる。それから、表出したシリコン基板1の凸部1Bお
よび1Cに通常の工程で不純物をドープするなどして、
バイポーラトランジスタ(あるいはMOSFET)を製
造する。
【0013】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る半導
体装置の製造方法によれば、バーズビークの殆どなしに
かつ段差のない素子分離絶縁膜を形成することができ
る。従って、バーズビークがないだけにそれだけバーズ
ビークに起因した寄生容量もないわけで、寄生容量の低
減ができ、素子の動作速度が向上し、さらに素子形成領
域も精度良く形成できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る製造方法でのシリコン基板上に膜
を形成したときの半導体装置の概略断面図である。
【図2】本発明に係る製造方法でのシリコン基板を選択
エッチングしたときの半導体装置の概略断面図である。
【図3】図2の半導体装置の概略平面図である。
【図4】本発明に係る製造方法でのSOGを塗布形成し
たときの半導体装置の概略断面図である。
【図5】図4の半導体装置の概略平面図である。
【図6】本発明に係る製造方法での素子分離絶縁膜を形
成したときの半導体装置の概略断面図である。
【符号の説明】
1…シリコン基板 3…耐酸化膜 4…酸化膜 5A…素子分離領域 5B…絶縁領域 6…酸化膜パターン 7…SOG 8…酸化絶縁膜 9…素子分離絶縁膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記工程(ア)〜(カ): (ア)シリコン半導体基板(1)上に耐酸化膜パターン
    を形成する工程; (イ)前記耐酸化膜パターンで覆われていない前記シリ
    コン半導体基板(1)を選択的にエッチング除去する工
    程; (ウ)前記エッチング除去域でのアイソレーション領域
    相当域にて素子形成領域から所定の距離だけ離れて絶縁
    膜パターン(6)を形成する工程; (エ)前記素子領域(1B、1C)と前記絶縁膜パター
    ン(6)との間にSOG(7)を埋め込む工程; (オ)熱酸化処理によって前記SOGおよび前記シリコ
    ン基板を選択酸化して酸化絶縁膜(8)とし、前記絶縁
    膜パターン(6)とで素子分離絶縁膜(9)を形成する
    工程;および (カ)前記耐酸化膜パターンを除去する工程;を含んで
    なることを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記絶縁膜パターン(6)は、エッチン
    グ深さと同程度の厚さで全面に堆積形成した絶縁膜を選
    択エッチングして得られることを特徴とする請求項1記
    載の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記素子領域(1B、1C)と前記絶縁
    膜パターン(6)との間隔は2〜4μmであることを特
    徴とする請求項1記載の製造方法。
JP20280091A 1991-08-13 1991-08-13 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0547921A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5456952A (en) * 1994-05-17 1995-10-10 Lsi Logic Corporation Process of curing hydrogen silsesquioxane coating to form silicon oxide layer
US7275851B2 (en) 2002-04-04 2007-10-02 Seiko Epson Corporation Radiating member, illuminating device, electro-optical device, and electronic device
KR101107704B1 (ko) * 2005-02-28 2012-01-25 엘지디스플레이 주식회사 방열판 및 그를 포함하는 액정표시소자

Cited By (4)

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Effective date: 19981112