JPH07201972A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH07201972A JPH07201972A JP33664593A JP33664593A JPH07201972A JP H07201972 A JPH07201972 A JP H07201972A JP 33664593 A JP33664593 A JP 33664593A JP 33664593 A JP33664593 A JP 33664593A JP H07201972 A JPH07201972 A JP H07201972A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】微細な素子分離領域と比較的広い素子分離領域
を均一平坦に製造する。 【構成】（ａ）に示す様に、通常用いられるシリコン基
板中に埋め込みシリコン酸化膜層１５が形成された構造
をとるＳＩＭＯＸ技術で形成されたシリコン−オン−イ
ンシュレイタ半導体基板１４上に、（ｂ）に示すフォト
レジストパターン８を形成し、このパターン８をマスク
にしてドライエッチングを用いてエッチングし、埋め込
みシリコン酸化膜層１５を露呈させ、この基板１４に表
面から酸化膜層１５まで貫通する溝１６を形成する。
（ｃ）に示すように、珪弗化水素酸に二酸化シリコンを
飽和溶解させた水溶液１２にこの基板１４を浸漬し、ほ
う酸水溶液を滴下する事により二酸化シリコンを溝１６
底部の酸化膜層１５上のみに選択的に堆積させ、少なく
ともこの基板１４の表面よりも上までシリコン酸化膜を
成長させ、シリコン酸化膜１７で溝１６を埋め込む。
を均一平坦に製造する。 【構成】（ａ）に示す様に、通常用いられるシリコン基
板中に埋め込みシリコン酸化膜層１５が形成された構造
をとるＳＩＭＯＸ技術で形成されたシリコン−オン−イ
ンシュレイタ半導体基板１４上に、（ｂ）に示すフォト
レジストパターン８を形成し、このパターン８をマスク
にしてドライエッチングを用いてエッチングし、埋め込
みシリコン酸化膜層１５を露呈させ、この基板１４に表
面から酸化膜層１５まで貫通する溝１６を形成する。
（ｃ）に示すように、珪弗化水素酸に二酸化シリコンを
飽和溶解させた水溶液１２にこの基板１４を浸漬し、ほ
う酸水溶液を滴下する事により二酸化シリコンを溝１６
底部の酸化膜層１５上のみに選択的に堆積させ、少なく
ともこの基板１４の表面よりも上までシリコン酸化膜を
成長させ、シリコン酸化膜１７で溝１６を埋め込む。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に素子分離領域の製造方法に関する。
関し、特に素子分離領域の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の技術として例えば〔特開平４−２
４５６６２号公報〕に記載された発明があり、以下にこ
の基本的な概念に基づいた従来の技術を、図３（ａ）乃
至（ｃ）を用いてまず説明する。
４５６６２号公報〕に記載された発明があり、以下にこ
の基本的な概念に基づいた従来の技術を、図３（ａ）乃
至（ｃ）を用いてまず説明する。
【０００３】まず、図３（ａ）に示す様に、半導体シリ
コン基板１上に部分的にレジストパターン２を形成し、
このレジストパターン２をマスクとして半導体シリコン
基板１をエッチングし、所望の深さの溝３を形成する。
次に図３（ｂ）に示す様に、珪弗化水素酸に二酸化シリ
コンを溶解した飽和水溶液４に（ＣＨ3 ）4 ＮＯＨを添
加し、この二酸化シリコンを析出させ、その結果析出し
た二酸化シリコンは溝３内に選択的に堆積し、溝３はシ
リコン酸化膜５で埋め込まれる。この場合、シリコン酸
化膜５はシリコン上にのみ堆積し、レジスト上には堆積
しない。次に図３（ｃ）に示す様に、レジストパターン
２を除去し、従来の技術による素子分離領域が形成され
る。
コン基板１上に部分的にレジストパターン２を形成し、
このレジストパターン２をマスクとして半導体シリコン
基板１をエッチングし、所望の深さの溝３を形成する。
次に図３（ｂ）に示す様に、珪弗化水素酸に二酸化シリ
コンを溶解した飽和水溶液４に（ＣＨ3 ）4 ＮＯＨを添
加し、この二酸化シリコンを析出させ、その結果析出し
た二酸化シリコンは溝３内に選択的に堆積し、溝３はシ
リコン酸化膜５で埋め込まれる。この場合、シリコン酸
化膜５はシリコン上にのみ堆積し、レジスト上には堆積
しない。次に図３（ｃ）に示す様に、レジストパターン
２を除去し、従来の技術による素子分離領域が形成され
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この方
法では露呈したシリコンを核として等方的にシリコン酸
化膜５が堆積するため、約１ミクロンメートル以下の微
細な幅の溝（左側）とそれ以上の広い幅の溝（右側）が
混在する場合、微細な幅の溝では溝の側面から横方向に
堆積するシリコン酸化膜５の影響がでるため、微細な幅
の溝とそれ以上の広い幅の溝に埋め込まれるシリコン酸
化膜の膜厚が異なり、半導体シリコン基板表面が平坦に
なるように素子分離領域が形成されない。例えば、幅
０．５μｍ、深さ１μｍの微細な溝と、深さ１μｍで幅
が０．５μｍより広い溝を同時に埋め込む場合、微細の
幅の溝は０．２５μｍの厚さのシリコン酸化膜の堆積で
溝の側面から横方向に堆積するシリコン酸化膜が接触し
溝は完全に埋め込まれるが、広い幅の溝では横方向から
の堆積がないため０．２５μｍの厚さのシリコン酸化膜
が堆積しただけにすぎず、この時点で幅０．５μｍの幅
の溝とそれ以上の広い幅の溝で０．７５μｍの段差が生
じる結果となる。
法では露呈したシリコンを核として等方的にシリコン酸
化膜５が堆積するため、約１ミクロンメートル以下の微
細な幅の溝（左側）とそれ以上の広い幅の溝（右側）が
混在する場合、微細な幅の溝では溝の側面から横方向に
堆積するシリコン酸化膜５の影響がでるため、微細な幅
の溝とそれ以上の広い幅の溝に埋め込まれるシリコン酸
化膜の膜厚が異なり、半導体シリコン基板表面が平坦に
なるように素子分離領域が形成されない。例えば、幅
０．５μｍ、深さ１μｍの微細な溝と、深さ１μｍで幅
が０．５μｍより広い溝を同時に埋め込む場合、微細の
幅の溝は０．２５μｍの厚さのシリコン酸化膜の堆積で
溝の側面から横方向に堆積するシリコン酸化膜が接触し
溝は完全に埋め込まれるが、広い幅の溝では横方向から
の堆積がないため０．２５μｍの厚さのシリコン酸化膜
が堆積しただけにすぎず、この時点で幅０．５μｍの幅
の溝とそれ以上の広い幅の溝で０．７５μｍの段差が生
じる結果となる。
【０００５】また、微細な幅の溝では形成するシリコン
酸化膜のステップカバリッジが良好でないため、溝の側
面から横方向に堆積するシリコン酸化膜が溝の上部で接
触して蓋が出来てしまい、その結果図３（ｂ），（ｃ）
に示す様に溝の内部に空間１８ができ、完全に溝の埋め
込む事が不可能となる。
酸化膜のステップカバリッジが良好でないため、溝の側
面から横方向に堆積するシリコン酸化膜が溝の上部で接
触して蓋が出来てしまい、その結果図３（ｂ），（ｃ）
に示す様に溝の内部に空間１８ができ、完全に溝の埋め
込む事が不可能となる。
【０００６】従って、このような従来の方法では、目的
として掲げる「微細な幅の溝とそれ以上の広い幅の溝に
シリコン酸化膜を均一に埋め込むことができるため、平
坦化のために講ずる工程が必要でなくなり、工程が簡単
になり、均一な素子分離が形成できる」という主要な課
題は、未解決になっている。
として掲げる「微細な幅の溝とそれ以上の広い幅の溝に
シリコン酸化膜を均一に埋め込むことができるため、平
坦化のために講ずる工程が必要でなくなり、工程が簡単
になり、均一な素子分離が形成できる」という主要な課
題は、未解決になっている。
【０００７】本発明の目的は、このような未解決問題を
解決し、良好な素子分離領域が形成されるようにする半
導体装置の製造方法を提供することにある。
解決し、良好な素子分離領域が形成されるようにする半
導体装置の製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の第１の構成は、
半導体シリコン基板の主面上に、第１のシリコン酸化
膜、第１のシリコン窒化膜を順に形成する工程と、素子
分離領域となる部分の前記第１のシリコン窒化膜と前記
第１のシリコン酸化膜と前記半導体シリコン基板を選択
的にエッチングを行い溝を形成する工程と、前記エッチ
ングで用いたフォトレジストを除去した後、シリコンが
露呈した部分を前記第１のシリコン窒化膜をマスクとし
て熱酸化し第２のシリコン酸化膜を形成する工程と、前
記溝の側壁に前記第２のシリコン窒化膜サイドウォール
を形成する工程と、前記第１のシリコン窒化膜と前記第
２のシリコン窒化膜サイドウォールとをマスクとして前
記溝の底面を選択的に熱酸化し前記溝の底面に第３のシ
リコン酸化膜を形成する工程と、前記第１のシリコン窒
化膜と前記第２のシリコン窒化膜サイドウォールとを除
去する工程と、前記第１のシリコン酸化膜と前記第２の
シリコン酸化膜を除去する工程と、前記第３のシリコン
酸化膜を核としてこの上に第４のシリコン酸化膜を液相
成長させ前記溝を前記第４のシリコン酸化膜により埋め
込む工程とを含むことを特徴とする。
半導体シリコン基板の主面上に、第１のシリコン酸化
膜、第１のシリコン窒化膜を順に形成する工程と、素子
分離領域となる部分の前記第１のシリコン窒化膜と前記
第１のシリコン酸化膜と前記半導体シリコン基板を選択
的にエッチングを行い溝を形成する工程と、前記エッチ
ングで用いたフォトレジストを除去した後、シリコンが
露呈した部分を前記第１のシリコン窒化膜をマスクとし
て熱酸化し第２のシリコン酸化膜を形成する工程と、前
記溝の側壁に前記第２のシリコン窒化膜サイドウォール
を形成する工程と、前記第１のシリコン窒化膜と前記第
２のシリコン窒化膜サイドウォールとをマスクとして前
記溝の底面を選択的に熱酸化し前記溝の底面に第３のシ
リコン酸化膜を形成する工程と、前記第１のシリコン窒
化膜と前記第２のシリコン窒化膜サイドウォールとを除
去する工程と、前記第１のシリコン酸化膜と前記第２の
シリコン酸化膜を除去する工程と、前記第３のシリコン
酸化膜を核としてこの上に第４のシリコン酸化膜を液相
成長させ前記溝を前記第４のシリコン酸化膜により埋め
込む工程とを含むことを特徴とする。
【０００９】本発明の第２の構成は、第１のシリコン酸
化膜上にシリコン単結晶あるいはシリコン多結晶が形成
されたシリコン−オン−インシュレイター半導体基板の
一主面上に、写真食刻法を用いてフォトレジストパター
ンを形成する工程と、前記パターンをマスクとしてシリ
コン基板をエッチングし、前記第１のシリコン酸化膜を
露呈させ、表面から前記第１のシリコン酸化膜まで貫通
する溝を構成する工程と、前記溝を前記露呈した第１の
シリコン酸化膜を核として第２のシリコン酸化膜を液相
成長させ前記溝を埋め込む工程と、前記フォトレジスト
パターンを除去する工程とを含むことを特徴とする。
化膜上にシリコン単結晶あるいはシリコン多結晶が形成
されたシリコン−オン−インシュレイター半導体基板の
一主面上に、写真食刻法を用いてフォトレジストパター
ンを形成する工程と、前記パターンをマスクとしてシリ
コン基板をエッチングし、前記第１のシリコン酸化膜を
露呈させ、表面から前記第１のシリコン酸化膜まで貫通
する溝を構成する工程と、前記溝を前記露呈した第１の
シリコン酸化膜を核として第２のシリコン酸化膜を液相
成長させ前記溝を埋め込む工程と、前記フォトレジスト
パターンを除去する工程とを含むことを特徴とする。
【００１０】
【実施例】図１（ａ）乃至（ｄ）は、本発明の第１の実
施例の半導体装置の製造方法の主要な工程を順に示した
半導体基板の断面図である。この実施例は、まず図１
（ａ）に示す様に、半導体シリコン基板１上の全面に膜
厚１乃至１００ｎｍの第１のシリコン酸化膜６を熱酸化
法で形成し、次にこの表面に膜厚５０乃至５００ｎｍの
第１のシリコン窒化膜７を化学気相成長法により形成し
た後、フォトレジストパターン８を形成し、フォトレジ
ストパターン８をマスクとして第１のシリコン窒化膜
７、第１のシリコン酸化膜６、半導体シリコン基板１を
順次エッチングし、半導体シリコン基板１上に半導体シ
リコン基板１の表面からの深さ約１乃至２００ｎｍの溝
３を形成する。
施例の半導体装置の製造方法の主要な工程を順に示した
半導体基板の断面図である。この実施例は、まず図１
（ａ）に示す様に、半導体シリコン基板１上の全面に膜
厚１乃至１００ｎｍの第１のシリコン酸化膜６を熱酸化
法で形成し、次にこの表面に膜厚５０乃至５００ｎｍの
第１のシリコン窒化膜７を化学気相成長法により形成し
た後、フォトレジストパターン８を形成し、フォトレジ
ストパターン８をマスクとして第１のシリコン窒化膜
７、第１のシリコン酸化膜６、半導体シリコン基板１を
順次エッチングし、半導体シリコン基板１上に半導体シ
リコン基板１の表面からの深さ約１乃至２００ｎｍの溝
３を形成する。
【００１１】次に、このフォトレジストパターン８を除
去した後に、図１（ｂ）に示す様に、第１のシリコン窒
化膜７をマスクとして、溝３の内壁に露呈した半導体シ
リコン基板１に熱酸化を行い膜厚約１乃至５０ｎｍの第
２のシリコン酸化膜９を形成した後、シリコン半導体基
板１上の全表面に膜厚約１０〜２００ｎｍの第２のシリ
コン窒化膜を化学気相成長法により形成し、次に異方性
のドライエッチングを用いてこの第２のシリコン窒化膜
をエッチバックし、溝３の側壁にシリコン窒化膜サイド
ウォール１０を形成することにより、シリコン半導体基
板１の表面と溝３の側壁とがすべてシリコン窒化膜で覆
われ、溝３の底面のみ第２のシリコン酸化膜９が露呈し
た構造になる。
去した後に、図１（ｂ）に示す様に、第１のシリコン窒
化膜７をマスクとして、溝３の内壁に露呈した半導体シ
リコン基板１に熱酸化を行い膜厚約１乃至５０ｎｍの第
２のシリコン酸化膜９を形成した後、シリコン半導体基
板１上の全表面に膜厚約１０〜２００ｎｍの第２のシリ
コン窒化膜を化学気相成長法により形成し、次に異方性
のドライエッチングを用いてこの第２のシリコン窒化膜
をエッチバックし、溝３の側壁にシリコン窒化膜サイド
ウォール１０を形成することにより、シリコン半導体基
板１の表面と溝３の側壁とがすべてシリコン窒化膜で覆
われ、溝３の底面のみ第２のシリコン酸化膜９が露呈し
た構造になる。
【００１２】尚、この時、溝３の底部の半導体シリコン
基板１が露呈するまでエッチングしても良い。
基板１が露呈するまでエッチングしても良い。
【００１３】次に図１（ｃ）に示す様に、第１のシリコ
ン窒化膜７とシリコン窒化膜サイドウォール１０とをマ
スクとして溝３の底面のみに露呈した半導体シリコン基
板１を、温度約１０００℃のＨ2 −Ｏ2 雰囲気中で熱酸
化を行い、選択的に膜厚約５乃至１００ｎｍ程度の第３
のシリコン酸化膜１１を形成し、第１のシリコン窒化膜
７とシリコン窒化膜サイドウォール１０とを燐酸でエッ
チングし除去した後、第１のシリコン酸化膜６と第２の
シリコン酸化膜９をバッファード弗酸でエッチング除去
し、溝３の底面のみに第３のシリコン酸化膜１１を残留
させ、半導体シリコン基板１と溝３の側壁のシリコンを
露呈させる。この工程で第１のシリコン酸化膜６と第２
のシリコン酸化膜９をバッファード弗酸でエッチング除
去し、溝３の底面のみに第３のシリコン酸化膜１１を残
留させるためには第３のシリコン酸化膜１１の膜厚は、
少なくとも第１のシリコン酸化膜６と第２のシリコン酸
化膜９の膜厚の２倍以上に設定することが望ましい。
ン窒化膜７とシリコン窒化膜サイドウォール１０とをマ
スクとして溝３の底面のみに露呈した半導体シリコン基
板１を、温度約１０００℃のＨ2 −Ｏ2 雰囲気中で熱酸
化を行い、選択的に膜厚約５乃至１００ｎｍ程度の第３
のシリコン酸化膜１１を形成し、第１のシリコン窒化膜
７とシリコン窒化膜サイドウォール１０とを燐酸でエッ
チングし除去した後、第１のシリコン酸化膜６と第２の
シリコン酸化膜９をバッファード弗酸でエッチング除去
し、溝３の底面のみに第３のシリコン酸化膜１１を残留
させ、半導体シリコン基板１と溝３の側壁のシリコンを
露呈させる。この工程で第１のシリコン酸化膜６と第２
のシリコン酸化膜９をバッファード弗酸でエッチング除
去し、溝３の底面のみに第３のシリコン酸化膜１１を残
留させるためには第３のシリコン酸化膜１１の膜厚は、
少なくとも第１のシリコン酸化膜６と第２のシリコン酸
化膜９の膜厚の２倍以上に設定することが望ましい。
【００１４】次に図１（ｄ）に示すように、温度を例え
ば３５℃に設定した珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に二
酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液１２
に、半導体シリコン基板１を浸漬し、ほう酸（Ｈ3 ＢＯ
3 ）水溶液を滴下する事により二酸化シリコンを溝３底
部の第３のシリコン酸化膜１１上のみに選択的に堆積さ
せ、少なくとも半導体シリコン基板１の表面よりも上ま
でシリコン酸化膜を成長させ、第４のシリコン酸化膜１
３を形成する。この場合、第４のシリコン酸化膜１３は
半導体シリコン基板１の表面から約１０乃至５０ｎｍ上
方に突出している。
ば３５℃に設定した珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に二
酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液１２
に、半導体シリコン基板１を浸漬し、ほう酸（Ｈ3 ＢＯ
3 ）水溶液を滴下する事により二酸化シリコンを溝３底
部の第３のシリコン酸化膜１１上のみに選択的に堆積さ
せ、少なくとも半導体シリコン基板１の表面よりも上ま
でシリコン酸化膜を成長させ、第４のシリコン酸化膜１
３を形成する。この場合、第４のシリコン酸化膜１３は
半導体シリコン基板１の表面から約１０乃至５０ｎｍ上
方に突出している。
【００１５】また、この場合、二酸化シリコンの堆積は
シリコン酸化膜１１上のみで起こり、シリコン表面では
起こらないため、第４のシリコン酸化膜１３は溝３の底
面の第３のシリコン酸化膜１１をいわゆる核にして順次
上方に向かって成長し、従って溝３の幅に依存すること
がなく溝３を均一、平坦に埋め込むことができる。以上
により、本発明の第１の実施例による半導体装置の製造
方法が示された。
シリコン酸化膜１１上のみで起こり、シリコン表面では
起こらないため、第４のシリコン酸化膜１３は溝３の底
面の第３のシリコン酸化膜１１をいわゆる核にして順次
上方に向かって成長し、従って溝３の幅に依存すること
がなく溝３を均一、平坦に埋め込むことができる。以上
により、本発明の第１の実施例による半導体装置の製造
方法が示された。
【００１６】次に本発明の第２の実施例を図２（ａ）乃
至（ｄ）の断面図を参照して説明する。この第２の実施
例は、一例としてＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｂｙＩｍｐｌａｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）技術を用いて
形成したシリコン−オン−インシュレイター半導体基板
を用いる。
至（ｄ）の断面図を参照して説明する。この第２の実施
例は、一例としてＳＩＭＯＸ（Ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ
ｂｙＩｍｐｌａｎｔｅｄ Ｏｘｙｇｅｎ）技術を用いて
形成したシリコン−オン−インシュレイター半導体基板
を用いる。
【００１７】まずこの実施例では、ＳＩＭＯＸ技術で形
成したシリコン基板は、図２（ａ）に示す様に、通常用
いられるシリコン基板中に埋め込み、シリコン酸化膜層
１５が形成された構造をとる。この実施例は一例として
シリコン基板表面から深さ約０．３μｍの所に、厚さ約
０．５μｍの埋め込みシリコン酸化膜層１５が形成され
た構造を持つシリコン−オン−インシュレイター半導体
基板１４を用いることとする。
成したシリコン基板は、図２（ａ）に示す様に、通常用
いられるシリコン基板中に埋め込み、シリコン酸化膜層
１５が形成された構造をとる。この実施例は一例として
シリコン基板表面から深さ約０．３μｍの所に、厚さ約
０．５μｍの埋め込みシリコン酸化膜層１５が形成され
た構造を持つシリコン−オン−インシュレイター半導体
基板１４を用いることとする。
【００１８】次に図２（ｂ）に示す様に、シリコン−オ
ン−インシュレイター半導体基板１４上にフォトレジス
トパターン８を形成し、このパターン８をマスクにして
シリコン−オン−インシュレイター半導体基板１４をド
ライエッチングを用いてエッチングし、埋め込みシリコ
ン酸化膜層１５を部分的に露呈させ、シリコン−オン−
インシュレイター半導体基板１４に、この半導体基板１
４表面から埋め込み、シリコン酸化膜層１５まで貫通す
る溝１６を形成する。
ン−インシュレイター半導体基板１４上にフォトレジス
トパターン８を形成し、このパターン８をマスクにして
シリコン−オン−インシュレイター半導体基板１４をド
ライエッチングを用いてエッチングし、埋め込みシリコ
ン酸化膜層１５を部分的に露呈させ、シリコン−オン−
インシュレイター半導体基板１４に、この半導体基板１
４表面から埋め込み、シリコン酸化膜層１５まで貫通す
る溝１６を形成する。
【００１９】次に図２（ｃ）に示すように、温度を例え
ば３５℃に設定した珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に二
酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液１２
にこの半導体基板１４を浸漬し、ほう酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）
水溶液を滴下する事により二酸化シリコンを溝１６底部
の埋め込みシリコン酸化膜層１５上のみに選択的に堆積
させ、少なくともこの半導体基板１４の表面よりも上ま
でシリコン酸化膜を成長させ、シリコン酸化膜１７で溝
１６を埋め込む。この場合、シリコン酸化膜１７は半導
体基板１４の表面から約１０〜５０ｎｍ上方に突出して
いる。また、この場合、二酸化シリコンの堆積は、シリ
コン酸化膜上のみで起こり、シリコン表面とフォトレジ
ストパターン８との表面では起こらないため、シリコン
酸化膜１７は溝１６の底面の埋め込みシリコン酸化膜層
１５をいわゆる核にして順次上方に向かって成長し、従
って溝１６の幅、または深さに依存することがなく溝１
６を均一、平坦に埋め込むことができる。
ば３５℃に設定した珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に二
酸化シリコン（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液１２
にこの半導体基板１４を浸漬し、ほう酸（Ｈ3 ＢＯ3 ）
水溶液を滴下する事により二酸化シリコンを溝１６底部
の埋め込みシリコン酸化膜層１５上のみに選択的に堆積
させ、少なくともこの半導体基板１４の表面よりも上ま
でシリコン酸化膜を成長させ、シリコン酸化膜１７で溝
１６を埋め込む。この場合、シリコン酸化膜１７は半導
体基板１４の表面から約１０〜５０ｎｍ上方に突出して
いる。また、この場合、二酸化シリコンの堆積は、シリ
コン酸化膜上のみで起こり、シリコン表面とフォトレジ
ストパターン８との表面では起こらないため、シリコン
酸化膜１７は溝１６の底面の埋め込みシリコン酸化膜層
１５をいわゆる核にして順次上方に向かって成長し、従
って溝１６の幅、または深さに依存することがなく溝１
６を均一、平坦に埋め込むことができる。
【００２０】次に図２（ｄ）に示す様に、フォトレジス
トパターン８を除去する。以上により、本発明の第２の
実施例による半導体装置の製造方法が示された。
トパターン８を除去する。以上により、本発明の第２の
実施例による半導体装置の製造方法が示された。
【００２１】
【発明の効果】以上のように、本発明によれば、溝を埋
め込むシリコン酸化膜は、シリコン表面あるいはレジス
トパターン表面では成長せず、溝の底部に形成されたシ
リコン酸化膜を核にしてシリコン酸化膜上のみに選択的
に順次上方に向かって成長するため、従来の技術の様
に、微細な幅の溝と広い幅の溝との違いにより溝に埋め
込まれるシリコン酸化膜の膜厚が異なり、シリコン基板
表面が平坦にならなかったり、溝の側面から横方向に成
長するシリコン酸化膜が溝の上部で接触して蓋が出来て
しまい、その結果溝の内部に空間ができ、完全に溝を埋
め込む事が不可能となるという現象が起きることはな
く、簡略な工程で、微細な幅の溝と広い幅の溝のどちら
も、また溝の深さによらず、溝の内部に空間が出来るこ
となく良好に、均一，平坦にシリコン酸化膜で埋め込む
ことが出来る。
め込むシリコン酸化膜は、シリコン表面あるいはレジス
トパターン表面では成長せず、溝の底部に形成されたシ
リコン酸化膜を核にしてシリコン酸化膜上のみに選択的
に順次上方に向かって成長するため、従来の技術の様
に、微細な幅の溝と広い幅の溝との違いにより溝に埋め
込まれるシリコン酸化膜の膜厚が異なり、シリコン基板
表面が平坦にならなかったり、溝の側面から横方向に成
長するシリコン酸化膜が溝の上部で接触して蓋が出来て
しまい、その結果溝の内部に空間ができ、完全に溝を埋
め込む事が不可能となるという現象が起きることはな
く、簡略な工程で、微細な幅の溝と広い幅の溝のどちら
も、また溝の深さによらず、溝の内部に空間が出来るこ
となく良好に、均一，平坦にシリコン酸化膜で埋め込む
ことが出来る。
【００２２】すなわち、本発明は、工程が簡略であり、
微細な素子分離領域の形成に用いて好適であるため、超
高密度半導体集積回路の製造に適し、もってその製造の
低コスト化、高歩留まりに寄与するという効果を持つ。
微細な素子分離領域の形成に用いて好適であるため、超
高密度半導体集積回路の製造に適し、もってその製造の
低コスト化、高歩留まりに寄与するという効果を持つ。
【図１】（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第１の実施例の半
導体装置の製造方法の主要な工程を順に示した基板の断
面図である。
導体装置の製造方法の主要な工程を順に示した基板の断
面図である。
【図２】（ａ）乃至（ｄ）は本発明の第２の実施例の半
導体装置の製造方法の主要な工程を順に示した基板の断
面図である。
導体装置の製造方法の主要な工程を順に示した基板の断
面図である。
【図３】（ａ）乃至（ｃ）は従来の技術による半導体装
置の製造方法の主要な工程を順に示した基板の断面図で
ある。
置の製造方法の主要な工程を順に示した基板の断面図で
ある。
１ 半導体シリコン基板 ２ レジストパターン ３，１６ 溝 ４ 珪弗化水素酸に二酸化シリコンを溶解した飽和水
溶液 ５，１７ シリコン酸化膜 ６ 第１のシリコン酸化膜 ７ 第１のシリコン窒化膜 ８ フォトレジストパターン ９ 第２のシリコン酸化膜 １０ シリコン窒化膜サイドウォール １１ 第３のシリコン酸化膜 １２ 珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に二酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液 １３ 第４のシリコン酸化膜 １４ シリコン−オン−インシュレイター半導体基板 １５ 埋め込みシリコン酸化膜 １８ 空間
溶液 ５，１７ シリコン酸化膜 ６ 第１のシリコン酸化膜 ７ 第１のシリコン窒化膜 ８ フォトレジストパターン ９ 第２のシリコン酸化膜 １０ シリコン窒化膜サイドウォール １１ 第３のシリコン酸化膜 １２ 珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に二酸化シリコ
ン（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液 １３ 第４のシリコン酸化膜 １４ シリコン−オン−インシュレイター半導体基板 １５ 埋め込みシリコン酸化膜 １８ 空間
Claims (5)
- 【請求項１】 半導体シリコン基板の主面上に、第１の
シリコン酸化膜、第１のシリコン窒化膜を順に形成する
工程と、素子分離領域となる部分の前記第１のシリコン
窒化膜と前記第１のシリコン酸化膜と前記半導体シリコ
ン基板を選択的にエッチングを行い溝を形成する工程
と、前記エッチングで用いたフォトレジストを除去した
後、シリコンが露呈した部分を前記第１のシリコン窒化
膜をマスクとして熱酸化し第２のシリコン酸化膜を形成
する工程と、前記溝の側壁に前記第２のシリコン窒化膜
サイドウォールを形成する工程と、前記第１のシリコン
窒化膜と前記第２のシリコン窒化膜サイドウォールとを
マスクとして前記溝の底面を選択的に熱酸化し前記溝の
底面に第３のシリコン酸化膜を形成する工程と、前記第
１のシリコン窒化膜と前記第２のシリコン窒化膜サイド
ウォールとを除去する工程と、前記第１のシリコン酸化
膜と前記第２のシリコン酸化膜を除去する工程と、前記
第３のシリコン酸化膜を核としてこの上に第４のシリコ
ン酸化膜を液相成長させ前記溝を前記第４のシリコン酸
化膜により埋め込む工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。 - 【請求項２】 第１のシリコン酸化膜上にシリコン単結
晶あるいはシリコン多結晶が形成されたシリコン−オン
−インシュレイター半導体基板の一主面上に、写真食刻
法を用いてフォトレジストパターンを形成する工程と、
前記パターンをマスクとしてシリコン基板をエッチング
し、前記第１のシリコン酸化膜を露呈させ、表面から前
記第１のシリコン酸化膜まで貫通する溝を構成する工程
と、前記溝を前記露呈した第１のシリコン酸化膜を核と
して第２のシリコン酸化膜を液相成長させ前記溝を埋め
込む工程と、前記フォトレジストパターンを除去する工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記第３のシリコン酸化膜は前記第１の
シリコン酸化膜または前記第２のシリコン酸化膜の膜厚
の２倍以上の膜厚に形成する請求項１記載の半導体装置
の製造方法。 - 【請求項４】 前記シリコン酸化膜の選択液相成長で
は、珪弗化水素酸（Ｈ2 ＳｉＦ4 ）に、二酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）を飽和溶解させた水溶液に、ほう酸（Ｈ3
ＢＯ3 ）水溶液を添加し、二酸化シリコンの過飽和状態
を作り、前記水溶液にシリコン基板を浸漬する事により
二酸化シリコンがシリコン基板上に形成されたシリコン
酸化膜上のみに選択的に堆積する現象を利用する請求項
１または請求項２に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記核となるシリコン酸化膜の選択液相
成長では、前記溝を一様に埋め込み、更に基板の表面よ
りも上まで成長させる請求項１または請求項２に記載の
半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33664593A JPH07201972A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33664593A JPH07201972A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07201972A true JPH07201972A (ja) | 1995-08-04 |
Family
ID=18301312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33664593A Pending JPH07201972A (ja) | 1993-12-28 | 1993-12-28 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07201972A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191008B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-02-20 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming SOI substrate which includes forming trenches during etching of top semiconductor layer |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661343A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-04 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06204332A (ja) * | 1993-01-05 | 1994-07-22 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1993
- 1993-12-28 JP JP33664593A patent/JPH07201972A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0661343A (ja) * | 1992-08-04 | 1994-03-04 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
| JPH06204332A (ja) * | 1993-01-05 | 1994-07-22 | Nec Corp | 半導体装置の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6191008B1 (en) | 1998-06-30 | 2001-02-20 | Hyundai Electronics Industries Co., Ltd. | Method of forming SOI substrate which includes forming trenches during etching of top semiconductor layer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19971209 |