JPH0555361A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH0555361A
JPH0555361A JP21700591A JP21700591A JPH0555361A JP H0555361 A JPH0555361 A JP H0555361A JP 21700591 A JP21700591 A JP 21700591A JP 21700591 A JP21700591 A JP 21700591A JP H0555361 A JPH0555361 A JP H0555361A
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JP
Japan
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oxide film
trench
film
silicon
semiconductor device
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JP21700591A
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English (en)
Inventor
Tatsuya Deguchi
達也 出口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 素子分離領域としてトレンチを備えた半導体
装置及びその製造方法に関し、容易に行うことが可能な
工程の変更により、素子を形成する基板のストレスを減
少させ、形成される段差を減少させることが可能となる
半導体装置及びその製造方法の提供を目的とする。 【構成】 素子分離領域としてトレンチ1aを備えた半導
体装置であって、半導体基板1に形成されているこのト
レンチ1a内に、シリコン熱酸化膜3,シリコン窒化膜
4,シリコン酸化膜5が順次積層して形成されており、
表面が熱酸化膜6aにて被覆されたポリシリコン膜6が、
このトレンチ1aの中心部を充填するように形成されてい
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、素子分離領域としてト
レンチを備えた半導体装置及びその製造方法に関するも
のである。
【0002】近年の半導体装置の高集積化に伴う微細化
に対応するためには、素子分離領域として用いる面積を
できる限り小さくすることが必要であり、また製品歩留
の低下を防止するためには素子を形成する基板のストレ
スを減少させ、形成される段差を減少させるようにする
ことが要求されている。
【0003】以上のような状況からできる限り小さな面
積内に素子を形成する基板のストレスを減少させ、形成
される段差を減少させることが可能な素子分離領域を備
えた半導体装置及びその製造方法が要望されている。
【0004】
【従来の技術】従来のトレンチを素子分離領域として用
いる半導体装置及びその製造方法について図5〜図8に
より詳細に説明する。
【0005】図5は従来の半導体装置のトレンチ部を示
す側断面図、図6〜図8は従来の半導体装置の製造方法
を工程順に示す側断面図である。従来のトレンチを素子
分離領域として用いている半導体装置は、図5に示すよ
うに、半導体基板11に形成されているトレンチ11a 内
に、シリコン熱酸化膜13,シリコン窒化膜14が順次積層
して形成されており、表面が熱酸化膜16a にて被覆され
たポリシリコン膜16が、このトレンチ11a の中心部を充
填するように形成されている。
【0006】このような半導体装置の製造方法を図6〜
図8により工程順に詳細に説明する。まず図6(a) に示
すように、半導体基板11の表面にレジストを塗布してレ
ジスト膜12を形成し、マスクを用いるフォトリソグラフ
ィ技術によりこのレジスト膜をパターニングしてトレン
チ11a 形成部に開口12a を形成し、ドライエッチング法
によりこの半導体基板11に幅1.0 μm , 深さ5.0 μm の
トレンチ11a を形成した後、レジスト膜12をマスクとし
てイオン注入法によりイオンを注入してチャンネルカッ
ト11b をトレンチ11a の底部に形成する。
【0007】つぎにレジスト膜12を除去し、半導体基板
11を1,000 °Cに加熱して半導体基板11の表面及びトレ
ンチ11a の側壁と底面に延在するシリコン熱酸化膜を形
成すると、図6(b) に示すようにトレンチ11a の側壁が
膜厚 3,000Åのシリコン熱酸化膜13になりトレンチ11a
の幅は約 7,000Åになる。
【0008】ついで図7(a) に示すようにこのシリコン
熱酸化膜13の全面に膜厚 500Åのシリコン窒化膜14をC
VD法により形成すると、トレンチ11a の幅は約 6,000
Åになる。
【0009】更に図7(b) に示すように、半導体基板11
の表面及びトレンチの側壁と底面に延在するこのシリコ
ン窒化膜14の表面に膜厚2μm のポリシリコン膜16をC
VD法により成長させると、トレンチの中心部はポリシ
リコン膜16にて充填される。
【0010】ここでこのポリシリコン膜16をドライエッ
チングにより全面エッチングすると、図8(a) に示すよ
うにトレンチ内にはポリシリコン膜16が残り、半導体基
板11の表面ではシリコン窒化膜14が露出する。
【0011】そして半導体基板11を900〜1,000°Cに加
熱すると、図8(b) に示すようにポリシリコン膜16の表
面が熱酸化されて熱酸化膜16aが形成されるが、トレン
チ11aの境界部の膜厚が中央部の膜厚よりも薄く形成さ
れる。
【0012】最後にドライエッチングを行うと、表面の
膜厚約 500Åのシリコン窒化膜14が除去され、図5に示
すようにトレンチ11a の境界部の熱酸化膜16a の膜厚が
中央部の膜厚よりも薄くなっている。
【0013】
【発明が解決しようとする課題】以上説明した製造方法
により製造した半導体装置においては、図5に示すよう
にトレンチ11a 内に充填したポリシリコン膜16を熱酸化
して表面をシリコンの熱酸化膜16a にした場合に、シリ
コン窒化膜14と接している部分においては酸素の供給不
足のために、形成される熱酸化膜16a の膜厚が中央部に
比して薄くなるので、この部分の膜厚を必要な厚さにす
ると、中央部の膜厚が必要以上に厚くなって半導体基板
1のストレスが大きくなり、この熱酸化膜16a とシリコ
ン熱酸化膜13との段差も大きくなるという問題点があっ
た。
【0014】本発明は以上のような状況から、容易に行
うことが可能な工程の変更により、素子を形成する基板
のストレスを減少させ、形成される段差を減少させるこ
とが可能となる半導体装置及びその製造方法の提供を目
的としたものである。
【0015】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
素子分離領域としてトレンチを備えた半導体装置であっ
て、半導体基板に形成されているこのトレンチ内に、シ
リコン熱酸化膜, シリコン窒化膜, シリコン酸化膜が順
次積層して形成されており、表面が熱酸化膜にて被覆さ
れたポリシリコン膜が、このトレンチの中心部を充填す
るように構成される。
【0016】本発明の半導体装置の製造方法は、上記の
半導体装置の製造方法であって、底部にチャンネルカッ
トが形成され、この半導体基板に形成されているトレン
チの側壁と底面及びこの半導体基板の表面に延在するシ
リコン熱酸化膜を形成し、このシリコン熱酸化膜の全面
にシリコン窒化膜とシリコン酸化膜とを順次形成する工
程と、このトレンチの中心部及びこのシリコン酸化膜の
表面に延在するポリシリコン膜を形成する工程と、この
ポリシリコン膜を全面エッチングし、前記シリコン酸化
膜の表面を露出させる工程と、このポリシリコン膜の表
面を熱酸化して熱酸化膜を形成する工程と、この半導体
基板の表面のこのシリコン酸化膜及びこのシリコン窒化
膜を除去する工程とを含むように構成する。
【0017】
【作用】即ち本発明においては、トレンチ内に形成した
シリコン窒化膜の全面にシリコン酸化膜を形成した後、
ポリシリコン膜を充填し、このポリシリコン膜を熱酸化
して熱酸化膜を形成するので、この酸化工程においてト
レンチ1aの境界部の酸化膜が中央部よりも厚くなるの
で、中央部において必要とする膜厚の熱酸化膜を形成す
るだけで良いから、熱酸化膜全体の膜厚を薄くすること
が可能となり、素子を形成する半導体基板のストレスを
減少させ、形成される段差を減少させるようにすること
が可能となる。
【0018】
【実施例】以下図1〜図4 により本発明の一実施例のト
レンチを素子分離領域として用いる半導体装置及びその
製造方法について詳細に説明する。
【0019】図1は本発明による一実施例の半導体装置
のトレンチ部を示す側断面図、図2〜図4は本発明によ
る一実施例の半導体装置の製造方法を工程順に示す側断
面図である。
【0020】本発明の一実施例のトレンチを素子分離領
域として用いている半導体装置は、図1に示すように半
導体基板1に形成されているトレンチ1a内に、シリコン
熱酸化膜3, シリコン窒化膜4, シリコン酸化膜5が順
次積層して形成されており、表面が熱酸化膜6aにて被覆
されたポリシリコン膜6がこのトレンチ1aの中心部に充
填されている。
【0021】このような半導体装置の製造方法を図2〜
図4により工程順に詳細に説明する。まず図2(a) に示
すように、半導体基板1の表面にレジストを塗布してレ
ジスト膜2を形成し、マスクを用いるフォトリソグラフ
ィ技術によりこのレジスト膜をパターニングしてトレン
チ1a形成部に開口2aを形成し、ドライエッチング法によ
りこの半導体基板1に幅1.0 μm , 深さ5.0 μm のトレ
ンチ1aを形成した後、レジスト膜2をマスクとして下記
条件のイオン注入法によりイオンを注入してチャンネル
カット1bをトレンチ1aの底部に形成する。
【0022】 イオン種──────ボロン(B+),注入エネルギー─
──────20 keV ドーズ量──────5×1012cm-2 つぎにレジスト膜2を除去し、半導体基板1を1,000 °
Cに加熱して半導体基板1の表面及びトレンチ1aの側壁
と底面に延在するシリコン熱酸化膜を形成すると、図2
(b) に示すようにトレンチ1aの側壁が膜厚 3,000Åのシ
リコン熱酸化膜3になりトレンチ1aの幅は約 7,000Åに
なる。
【0023】ついで図3(a) に示すようにこのシリコン
熱酸化膜3の全面に膜厚 500Åのシリコン窒化膜4をC
VD法により形成し、続いてこのシリコン窒化膜4の全
面に膜厚 500Åのシリコン酸化膜5をCVD法により形
成すると、トレンチ1aの幅は約 5,000Åになる。
【0024】更に図3(b) に示すように、半導体基板1
の表面及びトレンチの側壁と底面に延在するこのシリコ
ン窒化膜4の表面に膜厚2μm のポリシリコン膜6をC
VD法により成長させると、トレンチの中心部はポリシ
リコン膜6にて充填される。
【0025】ここでこのポリシリコン膜6をドライエッ
チングにより全面エッチングすると図4(a) に示すよう
にトレンチ内にはポリシリコン膜6が残り、半導体基板
1の表面にはシリコン酸化膜5が露出する。
【0026】そして半導体基板1を900〜1,000°Cに加
熱すると、図4(b) に示すようにポリシリコン膜6の表
面が熱酸化されて約4,000Åの熱酸化膜6aが形成され
る。最後にドライエッチングを行うと、表面の膜厚約 5
00Åのシリコン酸化膜5とその下の膜厚約 500Åのシリ
コン窒化膜4が除去され、図1に示すようなトレンチ1a
の境界部の酸化膜厚が厚い熱酸化膜6aを備えた半導体装
置を製造することが可能となる。
【0027】上記の実施例では図2(b) の工程において
半導体基板1の表面のシリコン熱酸化膜3とトレンチ1a
内側壁のシリコン熱酸化膜3とを同時に形成している
が、予め半導体基板1の表面にシリコン熱酸化膜を形成
しておき、その後トレンチ1a内のシリコン熱酸化膜3を
形成することも可能である。
【0028】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば極めて簡単な構造の変更により、素子を形成す
る基板のストレスを減少させ、形成される段差を減少さ
せることが可能となる等の利点があり、著しい経済的及
び、信頼性向上の効果が期待できる半導体装置及びその
製造方法の提供が可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明による一実施例の半導体装置のトレン
チ部を示す側断面図、
【図2】 本発明による一実施例の半導体装置の製造方
法を工程順に示す側断面図(1) 、
【図3】 本発明による一実施例の半導体装置の製造方
法を工程順に示す側断面図(2) 、
【図4】 本発明による一実施例の半導体装置の製造方
法を工程順に示す側断面図(3) 、
【図5】 従来の半導体装置のトレンチ部を示す側断面
図、
【図6】 従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す
側断面図(1) 、
【図7】 従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す
側断面図(2) 、
【図8】 従来の半導体装置の製造方法を工程順に示す
側断面図(3) 、
【符号の説明】
1は半導体基板、 1aはトレンチ、 1b
はチャンネルカット、2はレジスト膜、 2aは開
口、 3はシリコン熱酸化膜、4はシリコ
ン窒化膜、 5はシリコン酸化膜、 6はポリシリ
コン膜、6aは熱酸化膜、

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 素子分離領域としてトレンチ(1a)を備え
    た半導体装置であって、 半導体基板(1) に形成されている該トレンチ(1a)内に、
    シリコン熱酸化膜(3),シリコン窒化膜(4),シリコン酸化
    膜(5) が順次積層して形成されており、表面が熱酸化膜
    (6a)にて被覆されたポリシリコン膜(6) が、前記トレン
    チ(1a)の中心部を充填するように形成されていることを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の半導体装置の製造方法で
    あって、 底部にチャンネルカット(1b)が形成され、前記半導体基
    板(1) に形成されているトレンチ(1a)の側壁と底面及び
    前記半導体基板(1) の表面に延在するシリコン熱酸化膜
    (3) を形成し、該シリコン熱酸化膜(3) の全面にシリコ
    ン窒化膜(4) とシリコン酸化膜(5) とを順次形成する工
    程と、 前記トレンチ(1a)の中心部及び前記シリコン酸化膜(5)
    の表面に延在するポリシリコン膜(6) を形成する工程
    と、 該ポリシリコン膜(6) を全面エッチングし、前記シリコ
    ン酸化膜(5) の表面を露出させる工程と、 前記ポリシリコン膜(6) の表面を熱酸化して熱酸化膜(6
    a)を形成する工程と、 前記半導体基板(1) の表面の前記シリコン酸化膜(5) 及
    び前記シリコン窒化膜(4) を除去する工程と、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP21700591A 1991-08-28 1991-08-28 半導体装置及びその製造方法 Withdrawn JPH0555361A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH08335627A (ja) * 1995-06-07 1996-12-17 Nittetsu Semiconductor Kk 半導体装置およびその製造方法
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