JPH10209263A - 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Info
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- JPH10209263A JPH10209263A JP964397A JP964397A JPH10209263A JP H10209263 A JPH10209263 A JP H10209263A JP 964397 A JP964397 A JP 964397A JP 964397 A JP964397 A JP 964397A JP H10209263 A JPH10209263 A JP H10209263A
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- silicon oxide
- film
- etching
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トレンチ素子分離領域形成工程において、埋
め込んだ絶縁膜の平坦化工程でのばらつきを緩和するこ
とができる半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明はトレンチ素子分離領域を有する
半導体装置の製造方法に関するものである。まず、シリ
コン基板59上にシリコン酸化膜60およびポリシリコ
ン膜を形成し、さらにトレンチ素子分離領域をパターン
ニングしたレジストを形成する。つぎに、ポリシリコン
膜、シリコン酸化膜60、およびシリコン基板59をエ
ッチングして溝を形成した後、レジストを除去する。つ
ぎに、溝の内側にシリコン酸化膜62を形成した後、C
VD法によりシリコン酸化膜を堆積して溝を埋め込む。
つぎに、埋め込んだシリコン酸化膜61をエッチングす
る。つぎに、埋め込んだシリコン酸化膜61上にシリコ
ン窒化膜を堆積する。つぎに、シリコン窒化膜を選択的
にエッチングしてサイドウォール63を形成する。つぎ
に、ポリシリコン膜を選択的にエッチングする。
め込んだ絶縁膜の平坦化工程でのばらつきを緩和するこ
とができる半導体装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 本発明はトレンチ素子分離領域を有する
半導体装置の製造方法に関するものである。まず、シリ
コン基板59上にシリコン酸化膜60およびポリシリコ
ン膜を形成し、さらにトレンチ素子分離領域をパターン
ニングしたレジストを形成する。つぎに、ポリシリコン
膜、シリコン酸化膜60、およびシリコン基板59をエ
ッチングして溝を形成した後、レジストを除去する。つ
ぎに、溝の内側にシリコン酸化膜62を形成した後、C
VD法によりシリコン酸化膜を堆積して溝を埋め込む。
つぎに、埋め込んだシリコン酸化膜61をエッチングす
る。つぎに、埋め込んだシリコン酸化膜61上にシリコ
ン窒化膜を堆積する。つぎに、シリコン窒化膜を選択的
にエッチングしてサイドウォール63を形成する。つぎ
に、ポリシリコン膜を選択的にエッチングする。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば超LSIな
どの集積回路に適用して好適な半導体装置及びその製造
方法に関し、特に、トレンチ素子分離領域形成工程にお
いて、埋め込んだ絶縁膜の平坦化工程でのばらつきを緩
和するために、埋め込み絶縁膜上にサイドウォールを形
成した半導体装置及びその製造方法に関する。
どの集積回路に適用して好適な半導体装置及びその製造
方法に関し、特に、トレンチ素子分離領域形成工程にお
いて、埋め込んだ絶縁膜の平坦化工程でのばらつきを緩
和するために、埋め込み絶縁膜上にサイドウォールを形
成した半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、
誘電体分離の方法としては、デバイスの側面のみを酸化
膜や高抵抗多結晶シリコンで囲む方法とデバイスの側面
及び底面を全て誘電体で囲む方法が知られている。
誘電体分離の方法としては、デバイスの側面のみを酸化
膜や高抵抗多結晶シリコンで囲む方法とデバイスの側面
及び底面を全て誘電体で囲む方法が知られている。
【0003】デバイスの側面のみを誘電体で囲む方法と
しては、シリコン窒化膜をマスクとして素子分離領域の
Si表面を選択的に酸化する技術が一般的である。
しては、シリコン窒化膜をマスクとして素子分離領域の
Si表面を選択的に酸化する技術が一般的である。
【0004】しかし、Si表面の選択的酸化において
は、酸化が深さ方向だけでなく横方向にもほぼ同じ寸法
だけ進むため、厚い酸化膜で分離する場合には分離領域
が広がる(バーズビーク)ことになる。1μmパターン
の超LSIでは、この等方的酸化の効果が無視し得なく
なってくる。
は、酸化が深さ方向だけでなく横方向にもほぼ同じ寸法
だけ進むため、厚い酸化膜で分離する場合には分離領域
が広がる(バーズビーク)ことになる。1μmパターン
の超LSIでは、この等方的酸化の効果が無視し得なく
なってくる。
【0005】選択酸化膜の横方向広がりを軽減するため
に、SIPOS、IPOSなどの異方性酸化を利用した
技術が試みられている。素子分離領域に溝を掘り、表面
平坦化のため溝中にCVD酸化膜や多結晶シリコンを埋
め込むいわゆる埋め込み素子分離(以下、「トレンチ素
子分離」という。)技術が開発されている。
に、SIPOS、IPOSなどの異方性酸化を利用した
技術が試みられている。素子分離領域に溝を掘り、表面
平坦化のため溝中にCVD酸化膜や多結晶シリコンを埋
め込むいわゆる埋め込み素子分離(以下、「トレンチ素
子分離」という。)技術が開発されている。
【0006】ここで、従来技術におけるトレンチ素子分
離形成工程を、図10及び11を参照しながら、説明す
る。まず、図10Aに示すように、シリコン基板4の表
面を熱酸化し、シリコン酸化膜5を形成する。つぎに、
後の平坦化工程において埋め込み酸化膜に比べエッチン
グ速度の遅いシリコン窒化膜6を堆積し、ストッパー層
を形成する。
離形成工程を、図10及び11を参照しながら、説明す
る。まず、図10Aに示すように、シリコン基板4の表
面を熱酸化し、シリコン酸化膜5を形成する。つぎに、
後の平坦化工程において埋め込み酸化膜に比べエッチン
グ速度の遅いシリコン窒化膜6を堆積し、ストッパー層
を形成する。
【0007】つぎに、リソグラフィー技術によりレジス
ト7を用いて、トレンチ素子分離領域8をパターニング
する。つぎに、シリコン窒化膜6、シリコン酸化膜5を
反応性イオンエッチング(RIE)によりエッチングす
る。この後、レジスト7を除去する。
ト7を用いて、トレンチ素子分離領域8をパターニング
する。つぎに、シリコン窒化膜6、シリコン酸化膜5を
反応性イオンエッチング(RIE)によりエッチングす
る。この後、レジスト7を除去する。
【0008】つぎに、図10Bに示すように、シリコン
窒化膜11をマスクとしてRIEにより、シリコン基板
9をエッチングし、溝12を形成する。つぎに、熱酸化
法により、溝12の内側にシリコン酸化膜13を形成す
る。
窒化膜11をマスクとしてRIEにより、シリコン基板
9をエッチングし、溝12を形成する。つぎに、熱酸化
法により、溝12の内側にシリコン酸化膜13を形成す
る。
【0009】つぎに、図10Cに示すように、化学気相
成長法(CVD法)により、溝12にシリコン酸化膜1
7を埋め込む。つぎに、化学的機械的研磨(CMP)法
を用いて平坦化することにより、シリコン窒化膜16上
の埋め込みシリコン酸化膜17を除去する。
成長法(CVD法)により、溝12にシリコン酸化膜1
7を埋め込む。つぎに、化学的機械的研磨(CMP)法
を用いて平坦化することにより、シリコン窒化膜16上
の埋め込みシリコン酸化膜17を除去する。
【0010】つぎに、図11Aに示すように、シリコン
窒化膜20を燐酸処理により除去する。
窒化膜20を燐酸処理により除去する。
【0011】つぎに、図11Bに示すように、nウェル
24、pウェル25を形成した後、シリコン酸化膜19
をフッ化水素酸処理により除去する。つぎに、熱酸化法
により、ゲート酸化膜27を形成し、その上にゲート電
極23を堆積する。
24、pウェル25を形成した後、シリコン酸化膜19
をフッ化水素酸処理により除去する。つぎに、熱酸化法
により、ゲート酸化膜27を形成し、その上にゲート電
極23を堆積する。
【0012】上述した工程を用いた場合、化学的機械的
研磨(CMP)法を用いて平坦化することにより、シリ
コン窒化膜16上の埋め込みシリコン酸化膜17を除去
する工程、すなわち、埋め込みシリコン酸化膜の平坦化
工程において、シリコン窒化膜16がエッチング防止膜
として不十分であるため、平坦化工程のばらつきにより
トレンチ素子分離領域のシリコン基板面に対する高さが
ばらつく問題がある。
研磨(CMP)法を用いて平坦化することにより、シリ
コン窒化膜16上の埋め込みシリコン酸化膜17を除去
する工程、すなわち、埋め込みシリコン酸化膜の平坦化
工程において、シリコン窒化膜16がエッチング防止膜
として不十分であるため、平坦化工程のばらつきにより
トレンチ素子分離領域のシリコン基板面に対する高さが
ばらつく問題がある。
【0013】加えて、トレンチ素子分離領域形成後の、
nウェル24、pウェル25を形成した後に、シリコン
酸化膜19をフッ化水素酸処理によって除去する工程に
より、埋め込み酸化膜がエッチングされ、その結果十分
な凸量(シリコン酸化膜26の上面がシリコン基板の上
面より高い場合の、双方の上面の高さの差)が得られな
いという問題がある。
nウェル24、pウェル25を形成した後に、シリコン
酸化膜19をフッ化水素酸処理によって除去する工程に
より、埋め込み酸化膜がエッチングされ、その結果十分
な凸量(シリコン酸化膜26の上面がシリコン基板の上
面より高い場合の、双方の上面の高さの差)が得られな
いという問題がある。
【0014】そのため、トレンチ素子分離技術におい
て、図11Bに示すように、トレンチ素子分離領域に埋
め込んだ酸化膜26の上面がゲート酸化膜27と接する
シリコン基板22の上面(図11Bにおいては、ゲート
酸化膜と接するnウェル24またはpウェル25の上
面)に対して低くなる、もしくは十分高くできないた
め、トランジスタの素子分離領域近傍において電界が集
中し、そこでのしきい値電圧が低下する問題が生じてく
る。
て、図11Bに示すように、トレンチ素子分離領域に埋
め込んだ酸化膜26の上面がゲート酸化膜27と接する
シリコン基板22の上面(図11Bにおいては、ゲート
酸化膜と接するnウェル24またはpウェル25の上
面)に対して低くなる、もしくは十分高くできないた
め、トランジスタの素子分離領域近傍において電界が集
中し、そこでのしきい値電圧が低下する問題が生じてく
る。
【0015】本発明はこのような課題に鑑みてなされた
ものであり、トレンチ素子分離領域形成工程において、
埋め込んだ絶縁膜の平坦化工程でのばらつきを緩和する
ことができる半導体装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
ものであり、トレンチ素子分離領域形成工程において、
埋め込んだ絶縁膜の平坦化工程でのばらつきを緩和する
ことができる半導体装置及びその製造方法を提供するこ
とを目的とする。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
シリコン基板の上面に、絶縁膜を埋め込んだ溝を設ける
ことにより、トレンチ素子分離領域を形成した半導体装
置において、絶縁膜上にサイドウォールを設けたもので
ある。
シリコン基板の上面に、絶縁膜を埋め込んだ溝を設ける
ことにより、トレンチ素子分離領域を形成した半導体装
置において、絶縁膜上にサイドウォールを設けたもので
ある。
【0017】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
シリコン基板上にシリコン酸化膜およびポリシリコン膜
を形成し、さらにトレンチ素子分離領域をパターンニン
グしたレジストを形成する工程と、ポリシリコン膜、シ
リコン酸化膜、およびシリコン基板をエッチングして溝
を形成した後、レジストを除去する工程と、溝の内側に
シリコン酸化膜を形成した後、CVD法によりシリコン
酸化膜を堆積して溝を埋め込む工程と、埋め込んだシリ
コン酸化膜をエッチングする工程と、埋め込んだシリコ
ン酸化膜上に、シリコン窒化膜を堆積する工程と、シリ
コン窒化膜を選択的にエッチングしてサイドウォールを
形成する工程と、ポリシリコン膜を選択的にエッチング
する工程を有するものである。
シリコン基板上にシリコン酸化膜およびポリシリコン膜
を形成し、さらにトレンチ素子分離領域をパターンニン
グしたレジストを形成する工程と、ポリシリコン膜、シ
リコン酸化膜、およびシリコン基板をエッチングして溝
を形成した後、レジストを除去する工程と、溝の内側に
シリコン酸化膜を形成した後、CVD法によりシリコン
酸化膜を堆積して溝を埋め込む工程と、埋め込んだシリ
コン酸化膜をエッチングする工程と、埋め込んだシリコ
ン酸化膜上に、シリコン窒化膜を堆積する工程と、シリ
コン窒化膜を選択的にエッチングしてサイドウォールを
形成する工程と、ポリシリコン膜を選択的にエッチング
する工程を有するものである。
【0018】また、本発明の半導体装置の製造方法は、
シリコン基板上にシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜
を形成し、さらにトレンチ素子分離領域をパターンニン
グしたレジストを形成する工程と、シリコン窒化膜をエ
ッチングした後、レジストを除去する工程と、シリコン
酸化膜およびシリコン基板をエッチングして溝を形成す
る工程と、溝の内側にシリコン酸化膜を形成した後、C
VD法によりシリコン酸化膜を堆積して溝を埋め込む工
程と、埋め込んだシリコン酸化膜をエッチングする工程
と、埋め込んだシリコン酸化膜上に、ポリシリコン膜を
堆積する工程と、ポリシリコン膜を選択的にエッチング
してサイドウォールを形成する工程と、ポリシリコンを
熱酸化法により酸化して、シリコン酸化膜からなるサイ
ドォールを形成する工程と、シリコン窒化膜を選択的に
エッチングする工程を有するものである。
シリコン基板上にシリコン酸化膜およびシリコン窒化膜
を形成し、さらにトレンチ素子分離領域をパターンニン
グしたレジストを形成する工程と、シリコン窒化膜をエ
ッチングした後、レジストを除去する工程と、シリコン
酸化膜およびシリコン基板をエッチングして溝を形成す
る工程と、溝の内側にシリコン酸化膜を形成した後、C
VD法によりシリコン酸化膜を堆積して溝を埋め込む工
程と、埋め込んだシリコン酸化膜をエッチングする工程
と、埋め込んだシリコン酸化膜上に、ポリシリコン膜を
堆積する工程と、ポリシリコン膜を選択的にエッチング
してサイドウォールを形成する工程と、ポリシリコンを
熱酸化法により酸化して、シリコン酸化膜からなるサイ
ドォールを形成する工程と、シリコン窒化膜を選択的に
エッチングする工程を有するものである。
【0019】本発明の半導体装置によれば、シリコン基
板の上面に、絶縁膜を埋め込んだ溝を設けることによ
り、トレンチ素子分離領域を形成した半導体装置におい
て、絶縁膜上にサイドウォールを設けたことにより、ト
ランジスタの素子分離領域近傍において電界の集中を緩
和することができる。
板の上面に、絶縁膜を埋め込んだ溝を設けることによ
り、トレンチ素子分離領域を形成した半導体装置におい
て、絶縁膜上にサイドウォールを設けたことにより、ト
ランジスタの素子分離領域近傍において電界の集中を緩
和することができる。
【0020】
【発明の実施の形態】以下、本発明半導体装置及びその
製造方法の実施例について説明する。本発明はトレンチ
素子分離領域形成工程において、埋め込んだ絶縁膜の平
坦化工程でのばらつきを、埋め込み絶縁膜上にサイドウ
ォールを形成することにより緩和した半導体装置及びそ
の製造方法に関するものである。
製造方法の実施例について説明する。本発明はトレンチ
素子分離領域形成工程において、埋め込んだ絶縁膜の平
坦化工程でのばらつきを、埋め込み絶縁膜上にサイドウ
ォールを形成することにより緩和した半導体装置及びそ
の製造方法に関するものである。
【0021】加えて、埋め込みシリコン酸化膜に比べ、
フッ化水素酸に対するエッチング速度の遅い膜によりサ
イドウォールを形成することにより、前記問題点を解決
するものである。
フッ化水素酸に対するエッチング速度の遅い膜によりサ
イドウォールを形成することにより、前記問題点を解決
するものである。
【0022】まず、本発明の半導体装置の製造方法につ
いて、技術的思想の上位概念を、図1〜3を用いて説明
する。
いて、技術的思想の上位概念を、図1〜3を用いて説明
する。
【0023】まず、トレンチ素子分離形成工程におい
て、図1Aに示すように、シリコン基板28上に従来技
術を用いてシリコン酸化膜29を形成する。また、後の
平坦化工程でのストッパー層30を堆積し、その後、リ
ソグラフィーを用いてレジスト31をパターニングす
る。すなわち、ストッパー層30上に、トレンチ素子分
離領域32をパターンニングしたレジスト31を形成す
る。つぎに、従来技術を用いて、ストッパー層30をエ
ッチングした後、レジスト31を除去する。
て、図1Aに示すように、シリコン基板28上に従来技
術を用いてシリコン酸化膜29を形成する。また、後の
平坦化工程でのストッパー層30を堆積し、その後、リ
ソグラフィーを用いてレジスト31をパターニングす
る。すなわち、ストッパー層30上に、トレンチ素子分
離領域32をパターンニングしたレジスト31を形成す
る。つぎに、従来技術を用いて、ストッパー層30をエ
ッチングした後、レジスト31を除去する。
【0024】つぎに、図1Bに示すように、シリコン酸
化膜34、シリコン基板33をエッチングして溝36を
形成する。
化膜34、シリコン基板33をエッチングして溝36を
形成する。
【0025】つぎに、図1Cに示すように、従来技術の
熱酸化法により溝36の内側に、シリコン酸化膜40を
形成した後、埋め込み絶縁膜(1)41を形成する。
熱酸化法により溝36の内側に、シリコン酸化膜40を
形成した後、埋め込み絶縁膜(1)41を形成する。
【0026】つぎに、図2Aに示すように、埋め込み絶
縁膜(1)46をストッパー層44と選択的にストッパ
ー層44上の埋め込み絶縁膜(1)46がなくなるまで
エッチングする。この場合、埋め込み絶縁膜(1)46
の上面はシリコン基板42の上面よりも低くなってい
る。
縁膜(1)46をストッパー層44と選択的にストッパ
ー層44上の埋め込み絶縁膜(1)46がなくなるまで
エッチングする。この場合、埋め込み絶縁膜(1)46
の上面はシリコン基板42の上面よりも低くなってい
る。
【0027】つぎに、図2Bに示すように、新たな絶縁
膜(2)52を堆積する。この後、ストッパー層49、
埋め込み絶縁膜(1)51と選択的に絶縁膜(2)52
をエッチングする
膜(2)52を堆積する。この後、ストッパー層49、
埋め込み絶縁膜(1)51と選択的に絶縁膜(2)52
をエッチングする
【0028】この結果、図2Cに示すように、絶縁膜
(2)からなるサイドウォール58を形成する。なお、
サイドウォール58の高さは、少なくともシリコン酸化
膜54と接するシリコン基板53の上面よりも高くする
必要がある。
(2)からなるサイドウォール58を形成する。なお、
サイドウォール58の高さは、少なくともシリコン酸化
膜54と接するシリコン基板53の上面よりも高くする
必要がある。
【0029】つぎに、図3に示すように、ストッパー層
を選択的にエッチングし、トレンチ素子分離構造を得る
ことができる。その後、従来技術を用いてトランジスタ
を形成する。
を選択的にエッチングし、トレンチ素子分離構造を得る
ことができる。その後、従来技術を用いてトランジスタ
を形成する。
【0030】本発明を用いることにより、平坦化時のば
らつきにより埋め込み絶縁膜(1)のシリコン基板の上
面に対する高さのばらつきは、サイドウォール63によ
り自己整合的に補正され、均一なシリコン基板上面に対
する高さを有するトレンチ素子分離が形成できる。
らつきにより埋め込み絶縁膜(1)のシリコン基板の上
面に対する高さのばらつきは、サイドウォール63によ
り自己整合的に補正され、均一なシリコン基板上面に対
する高さを有するトレンチ素子分離が形成できる。
【0031】つぎに、本発明の半導体装置の製造方法に
ついて具体的な実施例をもって、図1〜図9を参照しな
がら説明する。
ついて具体的な実施例をもって、図1〜図9を参照しな
がら説明する。
【0032】実施例1 トレンチ素子分離形成工程において、図4Aに示すよう
に、シリコン基板64上に従来技術を用いてシリコン酸
化膜65を例えば8nmの厚さで形成する。つぎに、後
の平坦化工程でのストッパー層として多結晶シリコン
(ポリシリコン)膜66を例えば100nmの厚さで堆
積する。つぎに、リソグラフィーを用いてレジスト67
をパターニングする。すなわち、ポリシリコン膜66上
に、トレンチ素子分離領域68をパターンニングしたレ
ジスト67を形成する。
に、シリコン基板64上に従来技術を用いてシリコン酸
化膜65を例えば8nmの厚さで形成する。つぎに、後
の平坦化工程でのストッパー層として多結晶シリコン
(ポリシリコン)膜66を例えば100nmの厚さで堆
積する。つぎに、リソグラフィーを用いてレジスト67
をパターニングする。すなわち、ポリシリコン膜66上
に、トレンチ素子分離領域68をパターンニングしたレ
ジスト67を形成する。
【0033】つぎに、図4Bに示すように、従来技術を
用いて、RIEによりポリシリコン膜71、シリコン酸
化膜70、シリコン基板69を例えば300nmをエッ
チングし、溝72を形成した後、レジスト67を除去す
る。
用いて、RIEによりポリシリコン膜71、シリコン酸
化膜70、シリコン基板69を例えば300nmをエッ
チングし、溝72を形成した後、レジスト67を除去す
る。
【0034】つぎに、図4Cに示すように、従来技術を
用いて、熱酸化法によりシリコン酸化膜76を溝の内側
に例えば20nm形成した後、CVD法によりシリコン
酸化膜77を例えば600nm堆積し、溝を埋め込む。
用いて、熱酸化法によりシリコン酸化膜76を溝の内側
に例えば20nm形成した後、CVD法によりシリコン
酸化膜77を例えば600nm堆積し、溝を埋め込む。
【0035】つぎに、従来技術によりシリコン酸化膜7
7をRIE法によりポリシリコン膜75と選択的にポリ
シリコン膜75上のシリコン酸化膜77がなくなるま
で、例えば600nmエッチングする。この結果、図5
Aに示す状態になる。
7をRIE法によりポリシリコン膜75と選択的にポリ
シリコン膜75上のシリコン酸化膜77がなくなるま
で、例えば600nmエッチングする。この結果、図5
Aに示す状態になる。
【0036】この場合、シリコン酸化膜82の上面はシ
リコン基板78の上面よりも低くなっている。なお、こ
のシリコン酸化膜77のエッチングは、上述のRIE法
ばかりでなく、ウェットエッチング法によっても行うこ
とができる。
リコン基板78の上面よりも低くなっている。なお、こ
のシリコン酸化膜77のエッチングは、上述のRIE法
ばかりでなく、ウェットエッチング法によっても行うこ
とができる。
【0037】つぎに、図5Bに示すように、シリコン窒
化膜88を例えば100nm堆積する。この後、ポリシ
リコン膜85、シリコン酸化膜87と選択的にRIE法
によりシリコン窒化膜88を例えば100nmエッチン
グする。この結果、図5Cに示すような、シリコン窒化
膜からなるサイドウォール94が形成される。なお、サ
イドウォール94の高さは、少なくともシリコン酸化膜
90と接するシリコン基板89の上面よりも高くする必
要がある。
化膜88を例えば100nm堆積する。この後、ポリシ
リコン膜85、シリコン酸化膜87と選択的にRIE法
によりシリコン窒化膜88を例えば100nmエッチン
グする。この結果、図5Cに示すような、シリコン窒化
膜からなるサイドウォール94が形成される。なお、サ
イドウォール94の高さは、少なくともシリコン酸化膜
90と接するシリコン基板89の上面よりも高くする必
要がある。
【0038】つぎに、ポリシリコン膜91を選択的にエ
ッチングすることにより、図6に示すようなトレンチ素
子分離構造を得ることができる。
ッチングすることにより、図6に示すようなトレンチ素
子分離構造を得ることができる。
【0039】つぎに、nウェル、pウェルを形成した
後、シリコン酸化膜96をフッ化水素酸処理により除去
する。ここで、サイドウォール99はシリコン窒化膜か
らなっているので、CVD法により得られたシリコン酸
化膜97より、フッ化水素酸に対するエッチング速度を
遅くすることができるという特徴を有している。
後、シリコン酸化膜96をフッ化水素酸処理により除去
する。ここで、サイドウォール99はシリコン窒化膜か
らなっているので、CVD法により得られたシリコン酸
化膜97より、フッ化水素酸に対するエッチング速度を
遅くすることができるという特徴を有している。
【0040】つぎに、熱酸化法により、ゲート酸化膜を
形成し、その上にゲート電極を堆積する。
形成し、その上にゲート電極を堆積する。
【0041】実施例2 トレンチ素子分離形成工程において、図7Aに示すよう
に、シリコン基板100上に従来技術を用いてシリコン
酸化膜101を例えば8nmの厚さで形成する。つぎ
に、後の平坦化工程でのストッパー層としてシリコン窒
化膜102を例えば100nmの厚さで堆積する。つぎ
に、リソグラフィーを用いてレジスト103をパターニ
ングする。すなわち、シリコン窒化膜102上に、トレ
ンチ素子分離領域104をパターンニングしたレジスト
103を形成する。
に、シリコン基板100上に従来技術を用いてシリコン
酸化膜101を例えば8nmの厚さで形成する。つぎ
に、後の平坦化工程でのストッパー層としてシリコン窒
化膜102を例えば100nmの厚さで堆積する。つぎ
に、リソグラフィーを用いてレジスト103をパターニ
ングする。すなわち、シリコン窒化膜102上に、トレ
ンチ素子分離領域104をパターンニングしたレジスト
103を形成する。
【0042】つぎに、従来技術を用いて、RIEにより
シリコン窒化膜102をエッチングした後、レジスト1
03を除去する。
シリコン窒化膜102をエッチングした後、レジスト1
03を除去する。
【0043】つぎに、図7Bに示すように、シリコン酸
化膜107、シリコン基板105を例えば300nmエ
ッチングし、溝108を形成する。
化膜107、シリコン基板105を例えば300nmエ
ッチングし、溝108を形成する。
【0044】つぎに、図7Cに示すように、従来技術を
用いて、熱酸化法によりシリコン酸化膜112を溝の内
側に例えば20nm形成した後、CVD法によりシリコ
ン酸化膜113を例えば600nm堆積し、溝を埋め込
む。つぎに、従来技術を用いてシリコン酸化膜113を
RIE法によりシリコン窒化膜111と選択的にシリコ
ン窒化膜111上のシリコン酸化膜113がなくなるま
で、例えば600nmエッチングする。この結果、図8
Aに示す状態になる。
用いて、熱酸化法によりシリコン酸化膜112を溝の内
側に例えば20nm形成した後、CVD法によりシリコ
ン酸化膜113を例えば600nm堆積し、溝を埋め込
む。つぎに、従来技術を用いてシリコン酸化膜113を
RIE法によりシリコン窒化膜111と選択的にシリコ
ン窒化膜111上のシリコン酸化膜113がなくなるま
で、例えば600nmエッチングする。この結果、図8
Aに示す状態になる。
【0045】この場合、シリコン酸化膜118の上面は
シリコン基板114の上面よりも低くなっている。な
お、このシリコン酸化膜113のエッチングは、上述の
RIE法ばかりでなく、ウェットエッチング法によって
も行うことができる。
シリコン基板114の上面よりも低くなっている。な
お、このシリコン酸化膜113のエッチングは、上述の
RIE法ばかりでなく、ウェットエッチング法によって
も行うことができる。
【0046】つぎに、図8Bに示すように、ポリシリコ
ン膜124を例えば100nm堆積し、シリコン窒化膜
121、シリコン酸化膜123と選択的にRIE法によ
りポリシリコン膜124を例えば100nmエッチング
する。
ン膜124を例えば100nm堆積し、シリコン窒化膜
121、シリコン酸化膜123と選択的にRIE法によ
りポリシリコン膜124を例えば100nmエッチング
する。
【0047】このことにより、図8Cに示すような、ポ
リシリコン膜からなるサイドウォール130を形成する
ことができる。なお、サイドウォール130の高さは、
少なくともシリコン酸化膜126と接するシリコン基板
125の上面よりも高くする必要がある。
リシリコン膜からなるサイドウォール130を形成する
ことができる。なお、サイドウォール130の高さは、
少なくともシリコン酸化膜126と接するシリコン基板
125の上面よりも高くする必要がある。
【0048】つぎに、図9Aに示すように、従来技術の
熱酸化法を用いて、ポリシリコン130を酸化し、シリ
コン酸化膜からなるサイドォール136を形成する。
熱酸化法を用いて、ポリシリコン130を酸化し、シリ
コン酸化膜からなるサイドォール136を形成する。
【0049】つぎに、シリコン窒化膜133を選択的に
エッチングすることにより、図9Bに示すような、トレ
ンチ素子分離構造を得ることができる。
エッチングすることにより、図9Bに示すような、トレ
ンチ素子分離構造を得ることができる。
【0050】つぎに、nウェル、pウェルを形成した
後、シリコン酸化膜138をフッ化水素酸処理により除
去する。ここで、サイドウォール141は熱酸化法によ
るシリコン酸化膜からなっているので、CVD法により
得られたシリコン酸化膜140よりも、フッ化水素酸に
対するエッチング速度を遅くすることができるという特
徴を有している。
後、シリコン酸化膜138をフッ化水素酸処理により除
去する。ここで、サイドウォール141は熱酸化法によ
るシリコン酸化膜からなっているので、CVD法により
得られたシリコン酸化膜140よりも、フッ化水素酸に
対するエッチング速度を遅くすることができるという特
徴を有している。
【0051】つぎに、熱酸化法により、ゲート酸化膜を
形成し、その上にゲート電極を堆積する。
形成し、その上にゲート電極を堆積する。
【0052】以上のことから、本例によれば、トレンチ
素子分離形成工程において埋め込んだ絶縁膜の平坦化
が、従来技術のみを用いることによって、容易に可能と
なる。
素子分離形成工程において埋め込んだ絶縁膜の平坦化
が、従来技術のみを用いることによって、容易に可能と
なる。
【0053】また、前述の平坦化工程でのばらつきを、
本発明のサイドウォール構造を用いることにより、自己
整合的になくすことができる。
本発明のサイドウォール構造を用いることにより、自己
整合的になくすことができる。
【0054】また、本発明のサイドウォール構造を用い
ることにより、トレンチ素子分離領域上面をシリコン基
板面に対して十分高くでき、またゲート酸化前のフッ化
水素酸処理により埋め込み絶縁膜がエッチングされるこ
とがないため、トランジスタの素子分離領域近傍におい
て電界の集中を緩和できる。
ることにより、トレンチ素子分離領域上面をシリコン基
板面に対して十分高くでき、またゲート酸化前のフッ化
水素酸処理により埋め込み絶縁膜がエッチングされるこ
とがないため、トランジスタの素子分離領域近傍におい
て電界の集中を緩和できる。
【0055】なお、本発明は上述の実施例に限らず本発
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採り得
ることはもちろんである。
【0056】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
次のような効果を容易に達成することができる。
次のような効果を容易に達成することができる。
【0057】平坦化工程でのばらつきを、サイドウォー
ル構造を用いることにより、自己整合的になくすことが
できる。
ル構造を用いることにより、自己整合的になくすことが
できる。
【0058】また、サイドウォール構造を用いることに
より、トレンチ素子分離領域上面をシリコン基板面に対
して十分高くでき、またゲート酸化前のフッ化水素酸処
理により埋め込み絶縁膜がエッチングされることがない
ため、トランジスタの素子分離領域近傍において電界の
集中を緩和できる。
より、トレンチ素子分離領域上面をシリコン基板面に対
して十分高くでき、またゲート酸化前のフッ化水素酸処
理により埋め込み絶縁膜がエッチングされることがない
ため、トランジスタの素子分離領域近傍において電界の
集中を緩和できる。
【図1】上位概念における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その1)。
す断面図である(その1)。
【図2】上位概念における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その2)。
す断面図である(その2)。
【図3】上位概念における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その3)。
す断面図である(その3)。
【図4】実施例1における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その1)。
す断面図である(その1)。
【図5】実施例1における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その2)。
す断面図である(その2)。
【図6】実施例1における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その3)。
す断面図である(その3)。
【図7】実施例2における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その1)。
す断面図である(その1)。
【図8】実施例2における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その2)。
す断面図である(その2)。
【図9】実施例2における半導体装置の製造の工程を示
す断面図である(その3)。
す断面図である(その3)。
【図10】従来における半導体装置の製造の工程を示す
断面図である(その1)。
断面図である(その1)。
【図11】従来における半導体装置の製造の工程を示す
断面図である(その2)。
断面図である(その2)。
28,33,37,42,47,53,59 シリコン
基板、29,34,38,43,48,54,60 シ
リコン酸化膜、30,35,39,44,49,55
ストッパー層、31 レジスト、32 トレンチ素子分
離領域、36 溝、40,45,50,56,62 シ
リコン酸化膜、41,46,51,57,61 埋め込
み絶縁層(1)、52,58,63 絶縁膜(2)
基板、29,34,38,43,48,54,60 シ
リコン酸化膜、30,35,39,44,49,55
ストッパー層、31 レジスト、32 トレンチ素子分
離領域、36 溝、40,45,50,56,62 シ
リコン酸化膜、41,46,51,57,61 埋め込
み絶縁層(1)、52,58,63 絶縁膜(2)
Claims (26)
- 【請求項1】 シリコン基板の上面に、絶縁膜を埋め込
んだ溝を設けることにより、トレンチ素子分離領域を形
成した半導体装置において、 上記絶縁膜上にサイドウォールを設けたことを特徴とす
る半導体装置。 - 【請求項2】 サイドウォールの高さは、少なくともシ
リコン基板の上面よりも高いことを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。 - 【請求項3】 絶縁膜とサイドウォールは、互いに組成
または組織が異なることを特徴とする請求項1記載の半
導体装置。 - 【請求項4】 絶縁膜とサイドウォールは、互いに組成
または組織が異り、 サイドウォールの高さは、少なくともシリコン基板の上
面よりも高いことを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項5】 サイドウォールは、フッ化水素酸に対す
るエッチング速度が、絶縁膜のそれよりも遅いことを特
徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項6】 サイドウォールは、フッ化水素酸に対す
るエッチング速度が、絶縁膜のそれよりも遅く、 サイドウォールの高さは、少なくともシリコン基板の上
面よりも高いことを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項7】 絶縁膜は、CVD法によるシリコン酸化
膜からなり、 サイドウォールは、シリコン窒化膜からなることを特徴
とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項8】 絶縁膜は、CVD法によるシリコン酸化
膜からなり、 サイドウォールは、シリコン窒化膜からなり、 サイドウォールの高さは、少なくともシリコン基板の上
面よりも高いことを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項9】 絶縁膜は、CVD法によるシリコン酸化
膜からなり、 サイドウォールは、熱酸化法によるシリコン酸化膜から
なることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。 - 【請求項10】 絶縁膜は、CVD法によるシリコン酸
化膜からなり、 サイドウォールは、熱酸化法によるシリコン酸化膜から
なり、 サイドウォールの高さは、少なくともシリコン基板の上
面よりも高いことを特徴とする請求項1記載の半導体装
置。 - 【請求項11】 シリコン基板上にシリコン酸化膜およ
びポリシリコン膜を形成し、さらにトレンチ素子分離領
域をパターンニングしたレジストを形成する工程と、 上記ポリシリコン膜、上記シリコン酸化膜、および上記
シリコン基板をエッチングして溝を形成した後、上記レ
ジストを除去する工程と、 上記溝の内側にシリコン酸化膜を形成した後、CVD法
によりシリコン酸化膜を堆積して溝を埋め込む工程と、 埋め込んだ上記シリコン酸化膜をエッチングする工程
と、 埋め込んだ上記シリコン酸化膜上に、シリコン窒化膜を
堆積する工程と、 上記シリコン窒化膜を選択的にエッチングしてサイドウ
ォールを形成する工程と、 上記ポリシリコン膜を選択的にエッチングする工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項12】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をRIE法に
よりエッチングすることを特徴とする請求項11記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項13】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をRIE法に
より、ポリシリコン膜と選択的にポリシリコン膜上の上
記シリコン酸化膜がなくなるまでエッチングすることを
特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項14】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をウェットエ
ッチング法によりエッチングすることを特徴とする請求
項11記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項15】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をウェットエ
ッチング法により、ポリシリコン膜と選択的にポリシリ
コン膜上の上記シリコン酸化膜がなくなるまでエッチン
グすることを特徴とする請求項11記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項16】 シリコン窒化膜を選択的にエッチング
してサイドウォールを形成する工程は、シリコン窒化膜
を選択的にRIE法によりエッチングして、サイドウォ
ールを形成することを特徴とする請求項11記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項17】 シリコン窒化膜を選択的にエッチング
してサイドウォールを形成する工程は、シリコン窒化膜
を選択的にRIE法によりエッチングして、その高さが
少なくともシリコン基板の上面よりも高いサイドウォー
ルを形成することを特徴とする請求項11記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項18】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をRIE法に
よりエッチングし、 シリコン窒化膜を選択的にエッチングしてサイドウォー
ルを形成する工程は、シリコン窒化膜を選択的にRIE
法によりエッチングして、サイドウォールを形成するこ
とを特徴とする請求項11記載の半導体装置の製造方
法。 - 【請求項19】 シリコン基板上にシリコン酸化膜およ
びシリコン窒化膜を形成し、さらにトレンチ素子分離領
域をパターンニングしたレジストを形成する工程と、 上記シリコン窒化膜をエッチングした後、上記レジスト
を除去する工程と、 上記シリコン酸化膜および上記シリコン基板をエッチン
グして溝を形成する工程と、 上記溝の内側にシリコン酸化膜を形成した後、CVD法
によりシリコン酸化膜を堆積して溝を埋め込む工程と、 埋め込んだ上記シリコン酸化膜をエッチングする工程
と、 埋め込んだ上記シリコン酸化膜上に、ポリシリコン膜を
堆積する工程と、 上記ポリシリコン膜を選択的にエッチングしてサイドウ
ォールを形成する工程と、 上記ポリシリコンを熱酸化法により酸化して、シリコン
酸化膜からなるサイドォールを形成する工程と、 上記シリコン窒化膜を選択的にエッチングする工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項20】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をRIE法に
よりエッチングすることを特徴とする請求項19記載の
半導体装置の製造方法。 - 【請求項21】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をRIE法に
より、シリコン窒化膜と選択的にシリコン窒化膜上の上
記シリコン酸化膜がなくなるまでエッチングすることを
特徴とする請求項19記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項22】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をウェットエ
ッチング法によりエッチングすることを特徴とする請求
項19記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項23】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をウェットエ
ッチング法により、シリコン窒化膜と選択的にシリコン
窒化膜上の上記シリコン酸化膜がなくなるまでエッチン
グすることを特徴とする請求項19記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項24】 ポリシリコン膜を選択的にエッチング
してサイドウォールを形成する工程は、ポリシリコン膜
を選択的にRIE法によりエッチングして、サイドウォ
ールを形成することを特徴とする請求項19記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項25】 ポリシリコン膜を選択的にエッチング
してサイドウォールを形成する工程は、ポリシリコン膜
を選択的にRIE法によりエッチングして、その高さが
少なくともシリコン基板の上面よりも高いサイドウォー
ルを形成することを特徴とする請求項19記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項26】 埋め込んだシリコン酸化膜をエッチン
グする工程は、埋め込んだシリコン酸化膜をRIE法に
よりエッチングし、 ポリシリコン膜を選択的にエッチングしてサイドウォー
ルを形成する工程は、ポリシリコン膜を選択的にRIE
法によりエッチングして、サイドウォールを形成するこ
とを特徴とする請求項19記載の半導体装置の製造方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP964397A JPH10209263A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 半導体装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP964397A JPH10209263A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 半導体装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10209263A true JPH10209263A (ja) | 1998-08-07 |
Family
ID=11725911
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP964397A Pending JPH10209263A (ja) | 1997-01-22 | 1997-01-22 | 半導体装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10209263A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100480918B1 (ko) * | 2003-06-27 | 2005-04-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 소자분리막 형성방법 |
-
1997
- 1997-01-22 JP JP964397A patent/JPH10209263A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100480918B1 (ko) * | 2003-06-27 | 2005-04-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | 반도체 소자의 소자분리막 형성방법 |
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