JPH11354626A - 半導体素子の素子分離方法及び半導体装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 埋め込み素子分離法において、所定のエッチ
ング工程の影響により、素子分離領域となる絶縁膜の形
状に揺らぎが生じる。この絶縁膜の形状の揺らぎによ
り、後の配線加工により、隣り合う配線同士がショート
してしまう問題が生じていた。 【解決手段】 シリコン基板４１の上面にシリコン窒化
膜４３を形成する工程と、シリコン窒化膜４３の上面に
シリコン酸化膜４４を介してシリコン窒化膜４５を形成
する工程と、シリコン窒化膜４３及びシリコン酸化膜４
４並びにシリコン窒化膜４５を所定の形状にエッチング
する工程とシリコン基板４１を所定の形状にエッチング
する工程と、全面にシリコン酸化膜４７を形成する工程
と、シリコン窒化膜４５の上面より上方に形成されてい
るシリコン酸化膜４７を除去する工程と、シリコン窒化
膜４５を除去する工程と、シリコン酸化膜４７を等方性
エッチングする工程とを具備することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本願発明は、半導体素子の製
造方法に係わり、特に素子の分離方法である埋め込み素
子分離方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の半導体素子の高集積化と半導体素
子表面の平坦化の要求に伴い、従来のＬＯＣＯＳ法に代
わる新たな素子分離方法の開発が重要となっている。例
えば、シリコン基板に形成した狭く深い溝の内部に絶縁
膜を充填することにより素子分離を行う、埋め込み素子
分離法がある。これは、従来のＬＯＣＯＳ法による素子
分離に比べて素子分離領域の面積を小さくすることがで
き、半導体素子の微細化、高集積化に有利である。

【０００３】以下、従来の埋め込み素子分離法の工程に
ついて、図面（図１〜図５）を参照して説明する。ま
ず、図１に示したように、半導体基板、例えばシリコン
基板１上にＣＶＤ法を用いてシリコン酸化膜２を形成す
る。次いで、ＣＶＤ法を用いてシリコン酸化膜２上にシ
リコン窒化膜３を形成する。さらに、ＣＶＤ法を用いて
シリコン窒化膜３上にシリコン酸化膜４を形成する。

【０００４】次に、図２に示したように、シリコン酸化
膜４の上面に所定の形状にパターニングされた図示せぬ
レジストをマスクとして異方性エッチング法、例えばＲ
ＩＥ法を用いてシリコン酸化膜４及びシリコン窒化膜３
並びにシリコン酸化膜２をエッチングする。そして、こ
の図示せぬレジストをアッシングにより除去する。次に
シリコン酸化膜４をマスクとして異方性エッチング法、
例えばＲＩＥ法を用いてシリコン基板１をエッチングし
て溝５を形成する。この溝５が素子分離溝となる。

【０００５】次に、図３に示したように、溝５の表面を
安定化するために、熱酸化法を用いてシリコン酸化膜６
を厚さ２０ｎｍ程度に形成する。そして、ＣＶＤ法を用
いて全面に絶縁膜、例えばシリコン酸化膜７を形成す
る。

【０００６】次に、図４に示したように、シリコン窒化
膜３をストッパーとして、ＣＭＰ法を用いてシリコン酸
化膜７の一部を除去する。これにより、シリコン酸化膜
７はシリコン窒化膜３の上面の高さまでだけが残る。

【０００７】次に、図５に示したように、燐酸系のウェ
ットエッチング法を用いてシリコン窒化膜３を除去す
る。ここで、シリコン酸化膜２は素子形成領域８を保護
するためのものである。以上のようにして素子分離領域
となるシリコン酸化膜７を形成し、素子分離を行う。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術では、上述
のようにして素子分離領域となるシリコン酸化膜７を形
成していた。このシリコン酸化膜７の形状は、素子分離
後の配線加工の工程に大きな影響を与える。ここで、こ
のシリコン酸化膜７の形状は、図２に示したエッチング
工程により大きく影響を受ける。この工程でエッチング
されるシリコン窒化膜３の形状がシリコン酸化膜７の形
状に直接反映するからである。通常は上記の通り、ＲＩ
Ｅ法などの加工精度の高いドライエッチング法を用いて
エッチング対象膜に対して垂直に加工する。しかし、実
際にはパターンの寸法、密度、半導体基板内のチップ位
置、処理する基板ごとの不均一性など、様々な要因で加
工角度に揺らぎが存在する。この加工角度の揺らぎによ
りシリコン窒化膜３の形状に揺らぎが生じる。そして、
このシリコン窒化膜３の形状がシリコン酸化膜７の形状
に揺らぎを与え、ひいては配線加工の工程に影響を与え
るのである。そこで、この加工角度の揺らぎによりシリ
コン窒化膜３の形状が順テーパー形状になった場合と逆
テーパー形状になった場合とについて、それぞれの影響
を説明する。ここで、順テーパー形状とは台形の形状を
いい、逆テーパー形状とは台形の上下逆の形状をいう。

【０００９】まず、シリコン窒化膜３の形状が順テーパ
ー形状である場合について説明する。図６に示したよう
に、シリコン窒化膜３が順テーパー形状だと、ＣＶＤ法
等を用いて全面にシリコン酸化膜７を形成する際に（図
３参照）、その形成が容易となる利点がある。しかし、
これにより形成されるシリコン酸化膜７の上部の形状は
逆テーパー形状となる。

【００１０】すると、図７に示したように、素子分離領
域となるシリコン酸化膜７の形成後に、ゲート電極等の
電極や配線を形成するときに以下の問題が生じる。ま
ず、素子分離後に全面に導電膜９を形成し、これをＲＩ
Ｅ法等により垂直加工することとなる。これにより、シ
リコン酸化膜７及び素子形成領域８を横切って導電膜９
が形成される。しかし、シリコン酸化膜７が逆テーパー
形状であることから、垂直方向に影となる部分ができて
いる。この影により、導電膜９のエッチング残り１０が
できてしまう。このエッチング残り１０により、電極や
配線がショートしてしまう問題が生じるのである。

【００１１】次に、シリコン窒化膜３の形状が逆テーパ
ー形状である場合について説明する。図８に示したよう
に、シリコン窒化膜３が逆テーパー形状である場合、Ｃ
ＶＤ法等を用いて全面にシリコン酸化膜７を形成する際
に（図３参照）、「す」と呼ばれる空洞１１ができてし
まう。そしてこの空洞１１がシリコン酸化膜７の上中央
部に溝として残ってしまう。

【００１２】すると、図９に示したように、素子分離領
域となるシリコン酸化膜７の形成後に、ゲート電極等の
電極や配線を形成するときに以下の問題が生じる。ま
ず、素子分離後にＣＶＤ法を用いて全面に導電膜９を形
成し、これをＲＩＥ法等により垂直加工することとな
る。これにより、シリコン酸化膜７及び素子形成領域８
を横切って導電膜９が形成される。しかし、全面に導電
膜９を形成したときに、空洞１１内にも導電膜９が形成
されてしまう。このため、ＲＩＥ法等により垂直加工し
た際に空洞１１内に導電膜９のエッチング残り１２がで
きてしまう。このエッチング残り１２により、電極や配
線がショートしてしまう問題が生じるのである。

【００１３】ここで、上記の問題を解決するために、ま
ずシリコン窒化膜３が順テーパー形状になるようにエッ
チングする、すると、シリコン酸化膜７の上部の形状は
逆テーパー形状となる。そして、このシリコン酸化膜７
の上部の形状を順テーパー形状に変化させることとす
る。そのための方法として、図１０に示したように、等
方性エッチング法を用いてシリコン酸化膜７をエッチン
グすることが考えられる。しかしこの場合、シリコン酸
化膜７をエッチングすると、溝５の側面のシリコン基板
１が露出してしまう。すると、図１１に示したように、
その後のゲート形成工程において、ゲート酸化膜１３が
溝５の側面に露出したシリコン基板１の表面にも形成さ
れてしまう。これにより、図示せぬゲート電極に電圧が
印加されたときに、ゲート酸化膜１３の角１４に電界が
集中してしまい、耐圧不良を起こすという欠点が生じ
る。また、溝５の側面に形成されるゲート酸化膜１３を
制御することは困難であるため、各製品間でゲート酸化
膜の均一性がとれず、信頼性を損なう欠点も生じる。

【００１４】このように、素子分離領域の加工形状は垂
直が好ましく、形状が素子領域側あるいは素子分離領域
側のいずれに傾いても上記のような欠点が生じる。しか
し、実際の加工においては、常に安定して垂直に加工す
ることは不可能である。そのため、従来の技術では素子
分離領域として用いる絶縁膜の形成工程や配線の加工工
程において非常に厳密な制御を強いられていた。

【００１５】本願発明は、上述の欠点に鑑みてなされた
ものであり、安定した絶縁膜の埋め込み及び配線加工を
可能とした埋め込み素子分離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】本願発明は、半導体基板
の上面にストッパー膜を形成する工程と、前記ストッパ
ー膜の断面形状が順テーパー状になるようにエッチング
して前記半導体基板の一部を露出させる工程と、前記半
導体基板の露出した部分に溝を形成する工程と、全面に
絶縁膜を形成する工程と、前記ストッパー膜の上面より
上方に形成されている前記絶縁膜を除去する工程と、前
記ストッパー膜を除去する工程と、前記絶縁膜を熱処理
して、前記絶縁膜の上部の形状を順テーパー状にする工
程とを具備することを特徴とする。

【００１７】また、本願発明は、半導体基板の上面に第
一のストッパー膜を形成する工程と、前記第一のストッ
パー膜の上面に第二のストッパー膜を形成する工程と、
前記第一のストッパー膜及び前記第二のストッパー膜の
形状が順テーパー状になるようにエッチングして前記半
導体基板の一部を露出させる工程と、前記半導体基板の
露出した部分に溝を形成する工程と、全面に絶縁膜を形
成する工程と、前記第二のストッパー膜の上面より上方
に形成されている前記絶縁膜を除去する工程と、前記第
二のストッパー膜を除去する工程と、前記絶縁膜を等方
性エッチングして、前記絶縁膜の上部の形状を順テーパ
ー状にする工程とを具備することを特徴とする。

【００１８】また、本願発明は、半導体基板の上面に第
一のストッパー膜を形成する工程と、前記第一のストッ
パー膜の上面に第二のストッパー膜を形成する工程と、
前記第一のストッパー膜及び前記第二のストッパー膜の
形状が台形になるようにエッチングして前記半導体基板
の一部を露出させる工程と、前記半導体基板の露出した
部分に溝を形成する工程と、全面に第一の絶縁膜を形成
する工程と、前記第二のストッパー膜の上面より上方に
形成されている前記第一の絶縁膜を除去する工程と、前
記第二のストッパー膜を除去する工程と、全面に第二の
絶縁膜を形成する工程と、前記第二の絶縁膜を前記第一
の絶縁膜の側面にのみ残し、前記第一の絶縁膜と前記第
二の絶縁膜を合わせた形状が順テーパー状になるように
前記第二の絶縁膜をエッチングする工程とを具備するこ
とを特徴とする。

【００１９】さらに、本願発明は、半導体基板の上面に
第一の絶縁膜を形成する工程と、前記第一の絶縁膜の上
面に第一の導電膜を形成する工程と、前記第一の導電膜
の上面にストッパー膜を形成する工程と、前記ストッパ
ー膜及び前記第一の導電膜並びに前記第一の絶縁膜の形
状が順テーパー状になるようにエッチングして前記半導
体基板の一部を露出させる工程と、前記半導体基板の露
出した部分に溝を形成する工程と、全面に第二の絶縁膜
を形成する工程と、前記ストッパー膜の上面より上方に
形成されている前記第二の絶縁膜を除去する工程と、前
記ストッパー膜を除去する工程と、前記第二の絶縁膜を
等方性エッチングして、前記第二の絶縁膜の形状を順テ
ーパー状にする工程と、全面に第二の導電膜を形成する
工程と、前記第二の導電膜を所定の形状にエッチングす
る工程とを具備することを特徴とする。本願発明は、上
記構成を採ることにより、安定した絶縁膜の埋め込み及
び配線加工を可能とした埋め込み素子分離法を提供する
ことを可能とした。

【００２０】

【発明の実施の形態】本願発明の第一の実施の形態につ
いて図面（図１２〜図１７）を参酌しながら説明する。
まず、図１２に示したように、熱酸化法を用いて、半導
体基板、例えばシリコン基板２１の上面にシリコン酸化
膜２２を厚さ８ｎｍ程度に形成する。そして、ＣＶＤ法
を用いてシリコン酸化膜２２の上面にシリコン窒化膜２
３を厚さ１５０ｎｍ程度に形成する。次いで、ＣＶＤ法
を用いてシリコン窒化膜２３の上面にシリコン酸化膜２
４を厚さ１００ｎｍ程度に形成する。

【００２１】次に、図１３に示したように、シリコン酸
化膜２４の上面に所定の形状にパターニングされた図示
せぬレジストをマスクとして、異方性エッチング法、例
えばＲＩＥ法を用いてシリコン酸化膜２４及びシリコン
窒化膜２３並びにシリコン酸化膜２２を所定の形状にエ
ッチングする。このとき、シリコン窒化膜２３が順テー
パー形状になるようにする。ここで、順テーパー形状と
は台形の形状をいう。これにより、シリコン基板２１の
上面の一部が露出される。そして、図示せぬレジストを
アッシングにより除去する。次に、シリコン酸化膜２４
をマスクとして、異方性エッチング法、例えばＲＩＥ法
を用いてシリコン基板２１に溝２５を深さ４００ｎｍ程
度に形成する。シリコン基板２１のうち、この溝２５が
形成されない部分が素子形成領域となる。さらに、例え
ばＮＨ４Ｆ（フッ化アンモニウム）を用いたフッ酸系の
ウェットエッチング法によりシリコン酸化膜２４を除去
する。

【００２２】次に、図１４に示したように、熱酸化法を
用いて、溝２５の表面にシリコン酸化膜２６を厚さ１０
ｎｍ程度に形成する。これにより溝２５の表面が安定化
される。そして、ＣＶＤ法を用いて絶縁膜、例えばシリ
コン酸化膜２７を全面に厚さ８００ｎｍ程度に形成す
る。このとき、シリコン窒化膜２３の形状が順テーパー
形状となっているため（図１３参照）、シリコン酸化膜
２７は溝２５内に安定して埋め込めることとなる。これ
により、溝２５内に形成されたシリコン酸化膜２７の中
央部に「す」といわれる空洞ができることを防止でき
る。ここで、シリコン酸化膜２７を形成するときＣＶＤ
法は、温度４５０℃程度で行われる。

【００２３】次に、図１５に示したように、平坦化プロ
セス、例えばＣＭＰ法を用いてシリコン窒化膜２３の上
面までシリコン酸化膜２７を除去する。このとき、シリ
コン窒化膜２３はストッパー膜として用いられる。

【００２４】次に、図１６に示したように、燐酸系のウ
ェットエッチング法を用いて、シリコン窒化膜２３を除
去する。このとき、燐酸系のウェットエッチング法でな
くても、ドライエッチングやダウンフローエッチング法
を用いても構わない。これにより、シリコン酸化膜２７
の上部が逆テーパー形状としてシリコン酸化膜２２の上
方に現れる。このシリコン酸化膜２７が素子分離領域と
なる。ここで、逆テーパー形状とは、台形の上下逆の形
状をいう。

【００２５】次に、図１７に示したように、熱処理をす
る。この熱処理の条件としては、例えば、窒素雰囲気中
で温度を１０５０℃程度として３０分間とする。このと
き、窒素雰囲気中でなくても、非酸化系の雰囲気中であ
れば構わない。ここで、シリコン酸化膜２７は、ＣＶＤ
法を用いて比較的低温の４５０℃程度で形成されたもの
である（図１４参照）。このため、成膜したままの状態
ではシリコン原子と酸素原子との結合が不完全である。
また、材料ガス中から混入するＣ（炭素）やＣＯ（一酸
化炭素）、Ｈ（水素）、ＯＨ、ＣＨｘなどの不純物を結
合中に含んでいる。そこで、この高熱での熱処理によ
り、結合中に含む不純物を放出し、結合の組み替えを行
いながら、シリコン原子や酸素原子が流動する。これに
より、シリコン酸化膜２７の上部の角が丸くなり、シリ
コン酸化膜２７の上部は順テーパー形状となる。以上の
ようにして、素子分離領域となる順テーパー形状のシリ
コン酸化膜２７を形成することにより、素子分離を行
う。

【００２６】ここで、従来の技術によると、素子分離領
域となるシリコン酸化膜７の形成後に、ゲート電極等の
電極や配線がショートするといった問題が生じていた
（図７参照）。これは、シリコン酸化膜７の上部が逆テ
ーパー形状であることから生じていたものである。しか
し、上述の通り、本願発明の第一の実施の形態によれ
ば、素子分離領域となるシリコン酸化膜２７は順テーパ
ー形状である。このため、後の工程で形成される電極や
配線がショートするといった従来の技術における問題は
生じない。また、シリコン酸化膜７の上部を順テーパー
形状にすべく、シリコン窒化膜３を逆テーパー形状にす
ると、シリコン酸化膜７を形成する際に、その中央上部
に「す」といわれる空洞１１が生じるといった問題が生
じていた（図９参照）。しかし、本願発明の第一の実施
の形態によれば、シリコン酸化膜２７を形成する工程に
おいては（図１４参照）、シリコン窒化膜２３が順テー
パー形状であるため、シリコン酸化膜２７の中央上部に
「す」といわれる空洞が生じるといった問題もない。

【００２７】さらに、シリコン酸化膜２４及びシリコン
窒化膜２３並びにシリコン酸化膜２２をエッチングする
工程（図１３参照）においても、シリコン窒化膜２３を
垂直にエッチングする難しい制御は必要なく、順テーパ
ー形状になるようすればよい。このため、加工角度の揺
らぎが少しあっても、全体として順テーパー形状となっ
ていればよく、加工角度の揺らぎの許容範囲を大きくと
れる利点がある。

【００２８】次に、本願発明の第二の実施の形態につい
て、図面（図１８〜図２４）を参酌して説明する。ま
ず、図１８に示したように、熱酸化法を用いて、半導体
基板、例えばシリコン基板４１の上面にシリコン酸化膜
４２を厚さ１０ｎｍ程度に形成する。そして、ＣＶＤ法
を用いて、シリコン酸化膜４２の上面にシリコン窒化膜
４３を厚さ４０ｎｍ程度に形成する。次いで、ＣＶＤ法
を用いて、シリコン窒化膜４３の上面にシリコン酸化膜
４４を厚さ１０ｎｍ程度に形成する。さらに、ＣＶＤ法
を用いて、シリコン酸化膜４４の上面にシリコン窒化膜
４５を厚さ１５０ｎｍ程度に形成する。ここで、シリコ
ン酸化膜４２は、シリコン基板４１の表面を保護した
り、シリコン窒化膜４３がシリコン基板４１から剥がれ
ないように間に入って接着力を強化する役割を果たす。

【００２９】次に、図１９に示したように、シリコン窒
化膜４５の上面に所定の形状にパターニングされた図示
せぬレジストをマスクとして、異方性エッチング法、例
えばＲＩＥ法を用いてシリコン窒化膜４５、シリコン酸
化膜４４、シリコン窒化膜４３、シリコン酸化膜４２を
それぞれ所定の形状にエッチングする。このとき、シリ
コン窒化膜４５及びシリコン窒化膜４３が順テーパー形
状になるようにする。ここで、順テーパー形状とは台形
の形状をいう。これにより、シリコン基板４１の上面の
一部が露出される。そして、図示せぬレジストをアッシ
ングにより除去する。次に、シリコン窒化膜４５をマス
クとして、異方性エッチング法、例えばＲＩＥ法を用い
てシリコン基板４１に溝４６を深さ４００ｎｍ程度に形
成する。シリコン基板４１のうち、この溝４６が形成さ
れない部分が素子形成領域となる。

【００３０】次に、図２０に示したように、ＣＶＤ法を
用いて絶縁膜、例えばシリコン酸化膜４７を全面に厚さ
８００ｎｍ程度に形成する。このとき、シリコン窒化膜
４５及びシリコン窒化膜４３の形状が順テーパー形状と
なっているため（図１９参照）、シリコン酸化膜４７は
溝４６内に安定して埋め込めることとなる。これによ
り、溝４６内に形成されたシリコン酸化膜４７の中央部
に「す」といわれる空洞ができることを防止できる。

【００３１】次に、図２１に示したように、平坦化プロ
セス、例えばＣＭＰ法を用いてシリコン窒化膜４５の上
面までシリコン酸化膜４７を除去する。このとき、シリ
コン窒化膜４５はストッパー膜として用いられる。

【００３２】次に、図２２に示したように、燐酸系のウ
ェットエッチング法を用いて、シリコン窒化膜４５を除
去する。このとき、燐酸系のウェットエッチング法でな
くても、ドライエッチングやダウンフローエッチング法
を用いても構わない。ここで、シリコン酸化膜４４は、
シリコン窒化膜４３が除去されるのを防止するためのも
のである。これにより、シリコン酸化膜４７の上部が逆
テーパー形状としてシリコン酸化膜４４の上方に現れ
る。このシリコン酸化膜４７が素子分離領域となる。こ
こで、逆テーパー形状とは、台形の上下逆の形状をい
う。

【００３３】次に、図２３に示したように、等方性エッ
チング法、例えばＮＨ４Ｆを用いたフッ酸系のウェット
エッチング法により、シリコン窒化膜４３に対して選択
的にシリコン酸化膜４７をエッチングする。この際、シ
リコン酸化膜４４はエッチング除去される。このとき、
シリコン窒化膜４３はシリコン酸化膜４２がエッチング
され、シリコン基板４１が露出するのを防止するための
ストッパー膜として使用される。すなわち、シリコン窒
化膜４３の存在により、シリコン酸化膜４７の上部を順
テーパー形状になるまでエッチングしても、シリコン基
板４１が露出することを防止できる。これにより、シリ
コン酸化膜４７の上部の角が丸くなり、シリコン酸化膜
４７の上部は順テーパー形状となる。ここで、シリコン
酸化膜４７をエッチングする方法としては、ダウンフロ
ーエッチング法など、等方性エッチング法であれば構わ
ない。

【００３４】次に、図２４に示したように、燐酸系のウ
ェットエッチング法を用いてシリコン窒化膜４３を除去
する。以上のようにして、素子分離領域となる順テーパ
ー形状のシリコン酸化膜４７を形成することにより、素
子分離を行う。

【００３５】ここで、図１０及び図１１に示したような
従来の技術によると、シリコン酸化膜７をエッチングす
ると、溝５の側面のシリコン基板１が露出してしまう。
すると、図１１に示したように、その後のゲート形成工
程において、ゲート酸化膜１３が溝５の側面に露出した
シリコン基板１の表面にも形成されてしまう。これによ
り、前述したように様々な問題が生じる。これに対し、
本願発明によると、ストッパー膜としてシリコン窒化膜
４３が存在することから、シリコン基板４１が露出しな
い。これにより、従来の技術において生じていた問題点
が解消されることとなる。

【００３６】また、従来の技術によると、素子分離領域
となるシリコン酸化膜７の形成後に、ゲート電極等の電
極や配線がショートするといった問題が生じていた（図
７参照）。これは、シリコン酸化膜７の上部が逆テーパ
ー形状であることから生じていたものである。しかし、
上述の通り、本願発明の第二の実施の形態によれば、素
子分離領域となるシリコン酸化膜４７は順テーパー形状
である。このため、後の工程で形成される電極や配線が
ショートするといった従来の技術における問題は生じな
い。また、シリコン酸化膜７の上部を順テーパー形状に
すべく、シリコン窒化膜３を逆テーパー形状にすると、
シリコン酸化膜７を形成する際に、その中央上部に
「す」といわれる空洞１１が生じるといった問題が生じ
ていた（図９参照）。しかし、本願発明の第二の実施の
形態によれば、シリコン酸化膜４７を形成する工程にお
いては（図２０参照）、シリコン窒化膜４５及びシリコ
ン窒化膜４３が順テーパー形状であるため、シリコン酸
化膜４７の中央上部に「す」といわれる空洞が生じると
いった問題もない。

【００３７】さらに、シリコン窒化膜４５、シリコン酸
化膜４４及びシリコン窒化膜４３並びにシリコン酸化膜
４２をエッチングする工程（図１９参照）においても、
シリコン窒化膜４５及びシリコン窒化膜４３を垂直にエ
ッチングする難しい制御をする必要はなく、順テーパー
形状になるようすればよい。このため、加工角度の揺ら
ぎが少しあっても、全体として順テーパー形状となって
いればよく、加工角度の揺らぎの許容範囲を大きくとれ
る利点がある。

【００３８】次に、本願発明の第三の実施の形態につい
て、図面（図２５〜図３０）を参酌して説明する。ま
ず、図２５に示したように、ＣＶＤ法を用いて半導体基
板、例えばシリコン基板６１上にシリコン窒化膜６２を
厚さ１０ｎｍ程度に形成する。次に、ＣＶＤ法を用い
て、シリコン窒化膜６２の上面にポリシリコン膜６３を
厚さ１５０ｎｍ程度に形成する。さらに、ＣＶＤ法を用
いて、ポリシリコン膜６３の上面にシリコン酸化膜６４
を厚さ１５０ｎｍ程度に形成する。ここで、熱酸化法を
用いて、シリコン基板６１とシリコン窒化膜６２の間に
厚さ１０ｎｍ程度の図示せぬシリコン酸化膜を形成して
もよい。このシリコン酸化膜は、シリコン窒化膜６２が
シリコン基板６１から剥がれないように、間に入って接
着力を強化する役割を果たすこととなる。ただし、この
実施の形態のように、シリコン窒化膜６２が薄い場合に
は、シリコン酸化膜がシリコン基板との間に入っていな
くても、シリコン窒化膜６２が剥がれるという問題は生
じない。

【００３９】次に、図２６に示したように、シリコン酸
化膜６４の上面に所定の形状にパターニングして形成さ
れた図示せぬレジストをマスクとして、異方性エッチン
グ法、例えばＲＩＥ法を用いてシリコン酸化膜６４及び
ポリシリコン膜６３並びにシリコン窒化膜６２を所定の
形状にエッチングする。このとき、ポリシリコン膜６３
が順テーパー形状になるようにする。ここで、順テーパ
ー形状とは台形の形状をいう。これにより、シリコン基
板６１の上面の一部が露出される。ここで、図示せぬレ
ジストをアッシングにより除去する。次いで、シリコン
酸化膜６４をマスクとして、異方性エッチング法、例え
ばＲＩＥ法を用いてシリコン基板６１をエッチングす
る。これにより、深さ４００ｎｍ程度の溝６５を形成す
る。シリコン基板６１のうち、この溝６５が形成されな
い部分が素子形成領域となる。そして、例えばＮＨ４Ｆ
（フッ化アンモニウム）を用いたフッ酸系のウェットエ
ッチング法により、シリコン酸化膜６４を除去する。

【００４０】次に、図２７に示したように、熱酸化法を
用いて、溝６５の表面にシリコン酸化膜６６を厚さ１０
ｎｍ程度に形成する。これにより溝６５の表面が安定化
される。そして、ＣＶＤ法を用いて絶縁膜、例えばシリ
コン酸化膜６７を全面に厚さ８００ｎｍ程度に形成す
る。このとき、ポリシリコン膜６３の形状が順テーパー
形状となっているため（図１３参照）、シリコン酸化膜
６７は溝６５内に安定して埋め込めることとなる。これ
により、溝６５内に形成されたシリコン酸化膜６７の中
央部に「す」といわれる空洞ができることを防止でき
る。

【００４１】次に、図２８に示したように、平坦化プロ
セス、例えばＣＭＰ法を用いてポリシリコン膜６３の上
面までシリコン酸化膜６７を除去する。このとき、ポリ
シリコン膜６３はストッパー膜として用いられる。ここ
で、ポリシリコン膜６３の代わりに、タングステン膜、
チタン膜、窒化チタン膜等のシリコン酸化膜よりもエッ
チング速度の遅いメタル膜やシリコン金属化合物膜でも
同様の効果を得ることができる。

【００４２】次に、図２９に示したように、ドライエッ
チング法、例えばダウンフローエッチング法を用いて、
ポリシリコン膜６３を除去する。これにより、シリコン
酸化膜６７の上部が逆テーパー形状としてシリコン窒化
膜６２の上方に現れる。このシリコン酸化膜６７が素子
分離領域となる。ここで、逆テーパー形状とは、台形の
上下逆の形状をいう。

【００４３】次に、図３０に示したように、等方性エッ
チング法、例えばＮＨ４Ｆを用いたフッ酸系のウェット
エッチング法により、シリコン窒化膜６２に対して選択
的にシリコン酸化膜６７をエッチングする。このとき、
シリコン窒化膜６２はシリコン酸化膜６６がエッチング
され、シリコン基板６１が露出するのを防止するための
ストッパー膜として使用される。すなわち、シリコン窒
化膜６２の存在により、シリコン酸化膜６７の上部を順
テーパー形状になるまでエッチングしても、シリコン酸
化膜６６がエッチングされず、シリコン基板６１が露出
することを防止できる。これにより、シリコン酸化膜６
７の上部の角が丸くなり、シリコン酸化膜６７の上部は
順テーパー形状とすることが可能となる。ここで、シリ
コン酸化膜６７をエッチングする方法としては、ダウン
フローエッチング法など、等方性エッチング法であれば
構わない。

【００４４】以上のようにして、素子分離領域となる順
テーパー形状のシリコン酸化膜６７を形成することによ
り、素子分離を行う。ここで、図１０及び図１１に示し
たような従来の技術によると、シリコン酸化膜７をエッ
チングすると、溝５の側面のシリコン基板１が露出して
しまう。すると、図１１に示したように、その後のゲー
ト形成工程において、ゲート酸化膜１３が溝５の側面に
露出したシリコン基板１の表面にも形成されてしまう。
これにより、前述したように様々な欠点が生じる。これ
に対し、本願発明の第三の実施の形態によると、ストッ
パー膜としてシリコン窒化膜６２が存在することから、
シリコン基板６１が露出しない。そのため、従来の技術
における欠点を解消することができる。

【００４５】また、従来の技術によると、素子分離領域
となるシリコン酸化膜７の形成後に、ゲート電極等の電
極や配線がショートするといった問題が生じていた（図
７参照）。これは、シリコン酸化膜７の上部が逆テーパ
ー形状であることから生じていたものである。しかし、
上述の通り、本願発明の第三の実施の形態によれば、素
子分離領域となるシリコン酸化膜６７は順テーパー形状
である。このため、後の工程で形成される電極や配線が
ショートするといった従来の技術における問題は生じな
い。また、シリコン酸化膜７の上部を順テーパー形状に
すべく、シリコン窒化膜３を逆テーパー形状にすると、
シリコン酸化膜７を形成する際に、その中央上部に
「す」といわれる空洞１１が生じるといった問題が生じ
ていた（図９参照）。しかし、上述の通り、本願発明の
第三の実施の形態によれば、シリコン酸化膜６７を形成
する工程においては（図２７参照）、ポリシリコン膜６
３が順テーパー形状であるため、シリコン酸化膜６７の
中央上部に「す」といわれる空洞が生じるといった問題
もない。

【００４６】さらに、ポリシリコン膜６３、シリコン窒
化膜６２をエッチングする工程（図２６参照）において
も、ポリシリコン膜６３及びシリコン窒化膜６２を垂直
にエッチングする難しい制御をする必要はなく、順テー
パー形状になるようすればよい。このため、加工角度の
揺らぎが少しあっても、全体として順テーパー形状とな
っていればよく、加工角度の揺らぎの許容範囲を大きく
とれる利点がある。

【００４７】次に、本願発明の第四の実施の形態につい
て、図面（図３１〜図３３）を参酌して説明する。ま
ず、図２５から図２９に示したような本願発明の第二の
実施の形態と同様の工程を行う。これにより、図３１に
示したように、シリコン酸化膜６７の上部が逆テーパー
形状としてシリコン窒化膜６２の上方に現れる。このシ
リコン酸化膜６７が素子分離領域となる。ここで、逆テ
ーパー形状とは、台形の上下逆の形状をいう。

【００４８】次に、図３２に示したように、ＣＶＤ法を
用いて絶縁膜、例えばシリコン酸化膜７１を全面に厚さ
１０ｎｍ程度に形成する。このとき、シリコン酸化膜６
７は逆テーパー形状であり、垂直方向に影となる部分が
できている。しかし、シリコン酸化膜７１の形成にＣＶ
Ｄ法を用いるため、材料ガスが回り込み、シリコン酸化
膜６７の側面の垂直方向に影となる部分にもシリコン酸
化膜７１は形成される。

【００４９】次に、図３３に示したように、異方性エッ
チング法、例えばＲＩＥ法を用いて、シリコン酸化膜７
１をエッチングする。このとき、垂直方向のエッチング
速度が大きい異方性の強いＲＩＥ法を用いることによ
り、シリコン酸化膜６７の側面にのみシリコン酸化膜７
１を残すことができる。これにより、シリコン酸化膜６
７の側面の垂直方向に影となる部分を埋めて、この影を
解消することが可能となる。ここで、シリコン窒化膜６
２はエッチングに対するストッパー膜として利用され、
シリコン基板６１がエッチングされるのを防ぐ役割を果
たす。

【００５０】以上のようにして、シリコン酸化膜６７及
びシリコン酸化膜７１からなる素子分離領域を形成する
ことにより、素子分離を行う。ここで、従来の技術によ
ると、素子分離領域となるシリコン酸化膜７の形成後
に、ゲート電極等の電極や配線がショートするといった
問題が生じていた（図７参照）。これは、シリコン酸化
膜７の上部が逆テーパー形状であることから生じていた
ものである。しかし、上述の通り、本願発明の第四の実
施の形態によれば、シリコン酸化膜６７及びシリコン酸
化膜７１からなる素子分離領域はほぼ垂直なものであ
る。このため、後の工程で形成される電極や配線がショ
ートするといった従来の技術における問題は生じない。
また、シリコン酸化膜７の上部を順テーパー形状にすべ
く、シリコン窒化膜３を逆テーパー形状にすると、シリ
コン酸化膜７を形成する際に、その中央上部に「す」と
いわれる空洞１１が生じるといった問題が生じていた
（図９参照）。しかし、上述の通り、本願発明の第四の
実施の形態によれば、シリコン酸化膜６７を形成する工
程においては（図２７参照）、ポリシリコン膜６３が順
テーパー形状であるため、シリコン酸化膜６７の中央上
部に「す」といわれる空洞が生じるといった問題もな
い。

【００５１】さらに、ポリシリコン膜６３、シリコン窒
化膜６２をエッチングする工程（図２６参照）において
も、ポリシリコン膜６３及びシリコン窒化膜６２を垂直
にエッチングする難しい制御をする必要はなく、順テー
パー形状になるようすればよい。このため、加工角度の
揺らぎが少しあっても、全体として順テーパー形状とな
っていればよく、加工角度の揺らぎの許容範囲を大きく
とれる利点がある。

【００５２】次に、本願発明の第五の実施の形態につい
て、図面（図３４〜図４０）を参酌して説明する。第一
の実施の形態から第四の実施の形態まででは、素子形成
領域の上方に平坦化プロセスに対するストッパー膜を形
成し（図１５、図２１、図２８参照）、まずは素子分離
領域のみを先に形成する場合を説明した（図１６、図２
２、図２９、図３１参照）。これらの実施の形態では、
素子分離領域を形成した後、改めて素子形成領域上にゲ
ート絶縁膜やゲート電極などの素子形成を行うこととな
る。しかし、例えばフラッシュ・メモリーのように、半
導体素子の構造や回路構成によっては、素子形成領域上
にあらかじめゲート絶縁膜やゲート電極を形成してから
素子分離領域を形成する場合や、予めゲート電極層の不
純物注入を行ってから素子分離領域を形成する場合があ
る。この場合にも、異なる種類の積層膜を垂直に加工す
ることが必要となる。これは一般的に困難であり、積層
膜の種類によって順テーパー形状、逆テーパー形状にな
るため、所望の素子分離領域を安定して形成することは
不可能であった。そこで、本願発明の第五の実施の形態
においては、ゲート電極を先に形成し、積層膜の加工を
行い素子分離領域を形成する場合を説明する。

【００５３】まず、図３４に示したように、熱酸化法を
用いて、半導体基板、例えばシリコン基板８１の上面に
絶縁膜であるシリコン酸化膜８２を厚さ８ｎｍ程度に形
成する。このシリコン酸化膜８２はゲート酸化膜とな
る。そして、ＣＶＤ法を用いて、シリコン酸化膜８２の
上面に不純物、例えばＰ（リン）を含んだドープト多結
晶シリコン膜８３を厚さ６０ｎｍ程度に形成する。この
ドープト多結晶シリコン膜８３はゲート電極の一部とな
る。次いで、ＣＶＤ法を用いて、ドープト多結晶シリコ
ン膜８３の上面にシリコン窒化膜８４を厚さ１５０ｎｍ
程度に形成する。さらに、ＣＶＤ法を用いて、シリコン
窒化膜８４の上面にシリコン酸化膜８５を厚さ１５０ｎ
ｍ程度に形成する。

【００５４】次に、図３５に示したように、シリコン酸
化膜８５の上面に所定の形状にパターニングして形成さ
れた図示せぬレジストをマスクとして、異方性エッチン
グ法、例えばＲＩＥ法を用いてシリコン酸化膜８５、シ
リコン窒化膜８４及びドープト多結晶シリコン膜８３並
びにシリコン酸化膜８２を所定の形状にエッチングす
る。このとき、シリコン酸化膜８５及びドープト多結晶
シリコン膜８３並びにシリコン酸化膜８２はほぼ垂直に
なるようにエッチングし、シリコン窒化膜８４は順テー
パー形状になるようにする。ここで、順テーパー形状と
は台形の形状をいう。これにより、シリコン基板８１の
上面の一部が露出される。ここで、図示せぬレジストを
アッシングにより除去する。次いで、シリコン酸化膜８
５をマスクとして、異方性エッチング法、例えばＲＩＥ
法を用いてシリコン基板８１をエッチングする。これに
より、深さ４００ｎｍ程度の溝８６を形成する。シリコ
ン基板８１のうち、この溝８６が形成されない部分が素
子形成領域となる。そして、例えばＮＨ４Ｆ（フッ化ア
ンモニウム）を用いたフッ酸系のウェットエッチング法
により、シリコン酸化膜８５を除去する。

【００５５】次に、図３６に示したように、ＣＶＤ法を
用いて絶縁膜、例えばシリコン酸化膜８７を全面に厚さ
８００ｎｍ程度に形成する。このとき、シリコン窒化膜
８４が順テーパー形状となっているため（図３５参
照）、シリコン酸化膜８７は溝８６内に安定して埋め込
めることとなる。これにより、溝８６内に形成されたシ
リコン酸化膜８７の中央部に「す」といわれる空洞がで
きることを防止できる。さらに、平坦化プロセス、例え
ばＣＭＰ法を用いてシリコン窒化膜８４の上面までシリ
コン酸化膜８７を除去する。このとき、シリコン窒化膜
８４はストッパー膜として用いられる。

【００５６】次に、図３７に示したように、燐酸系のウ
ェットエッチング法を用いて、シリコン窒化膜８４を除
去する。このとき、燐酸系のウェットエッチング法でな
くても、ドライエッチングやダウンフローエッチング法
を用いても構わない。これにより、シリコン酸化膜８７
の上部が逆テーパー形状としてドープト多結晶シリコン
膜８３の上方に現れる。このシリコン酸化膜８７が素子
分離領域となる。ここで、逆テーパー形状とは、台形の
上下逆の形状をいう。

【００５７】次に、図３８に示したように、等方性エッ
チング法、例えばＮＨ４Ｆを用いたフッ酸系のウェット
エッチング法により、ドープト多結晶シリコン膜８３に
対して選択的にシリコン酸化膜８７をエッチングする。
このとき、ドープト多結晶シリコン膜８３はシリコン基
板８１が露出するのを防止するためのストッパー膜とな
る。すなわち、ドープト多結晶シリコン膜８３の存在に
より、シリコン酸化膜８７の上部を順テーパー形状にな
るまでエッチングしても、シリコン基板８１が露出する
ことを防止できる。これにより、シリコン酸化膜８７の
上部の角が丸くなり、シリコン酸化膜８７の上部は順テ
ーパー形状となる。ここで、シリコン酸化膜８７をエッ
チングする方法としては、ダウンフローエッチング法な
ど、等方性エッチング法であれば構わない。また、図１
７に示したのと同様に、等方性エッチング法を用いる代
わりに、熱処理することによりシリコン酸化膜８７の上
部を順テーパー形状にしても構わない。

【００５８】次に、図３９に示したように、ＣＶＤ法を
用いて、全面に多結晶シリコン膜８８を厚さ数百ｎｍ程
度に形成する。この多結晶シリコン膜８８は、不純物を
ドープすることにより、ドープト多結晶シリコン膜８３
とともに、ゲート電極の一部として用いられることとな
る。ただし、この工程で不純物をドープしながら多結晶
シリコン膜を形成することにより、ドープト多結晶シリ
コン膜を形成してしまえば、後に不純物をドープする必
要はなくなる。

【００５９】次に、図４０に示したように、多結晶シリ
コン膜８８の上面に所定の形状にパターニングして形成
された図示せぬレジストをマスクとして、異方性エッチ
ング法、例えばＲＩＥ法を用いて多結晶シリコン膜８８
を所定の形状にエッチングする。その後、多結晶シリコ
ン膜８８に不純物をドープすることにより、ドープト多
結晶シリコン膜８３とともに、ゲート電極が形成される
こととなる。

【００６０】以上のようにして、シリコン酸化膜８７か
らなる素子分離領域を形成することにより、素子分離を
行う。ここで、図１０及び図１１に示したような従来の
技術によると、シリコン酸化膜７をエッチングすると、
溝５の側面のシリコン基板１が露出してしまう。する
と、図１１に示したように、その後のゲート形成工程に
おいて、ゲート酸化膜１３が溝５の側面に露出したシリ
コン基板１の表面にも形成されてしまう。これにより、
前述したように様々な欠点が生じる。これに対し、本願
発明によると、ストッパー膜としてドープト多結晶シリ
コン膜８３が存在することから、シリコン基板８１が露
出しない。このため、従来の技術において生じていた欠
点を解消することが可能となる。

【００６１】また、従来の技術によると、素子分離領域
となるシリコン酸化膜７の形成後に、ゲート電極等の電
極や配線がショートするといった問題が生じていた（図
７参照）。これは、シリコン酸化膜７の上部が逆テーパ
ー形状であることから生じていたものである。しかし、
上述の通り、本願発明の第五の実施の形態によれば、素
子分離領域となるシリコン酸化膜８７は順テーパー形状
である。このため、後の工程で形成される電極や配線が
ショートするといった従来の技術における問題は生じな
い。また、シリコン酸化膜７の上部を順テーパー形状に
すべく、シリコン窒化膜３を逆テーパー形状にすると、
シリコン酸化膜７を形成する際に、その中央上部に
「す」といわれる空洞１１が生じるといった問題が生じ
ていた（図９参照）。しかし、上述の通り、本願発明の
第五の実施の形態によれば、シリコン酸化膜８７を形成
する工程においては（図３６参照）、シリコン窒化膜８
４が順テーパー形状であるため、シリコン酸化膜８７の
中央上部に「す」といわれる空洞が生じるといった問題
もない。

【００６２】さらに、シリコン酸化膜８５、シリコン窒
化膜８４及びドープト多結晶シリコン膜８３並びにシリ
コン酸化膜８２をエッチングする工程（図３５参照）に
おいても、上記すべての膜を垂直にエッチングするとい
う難しい制御をする必要はない。シリコン酸化膜８５及
びドープト多結晶シリコン膜８３並びにシリコン酸化膜
８２をほぼ垂直にしておけば、シリコン窒化膜８４は順
テーパー形状で十分であり、これは比較的容易な加工で
あるという利点がある。このため、シリコン窒化膜８４
に関しては、加工角度の揺らぎの許容範囲を大きくとれ
る利点がある。

【００６３】

【発明の効果】本願発明は、安定した絶縁膜の埋め込み
及び配線加工を可能とした埋め込み素子分離法を提供す
ることを可能とする。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の埋め込み素子分離法による素子分離の工
程断面図。

【図２】従来の埋め込み素子分離法による素子分離の工
程断面図。

【図３】従来の埋め込み素子分離法による素子分離の工
程断面図。

【図４】従来の埋め込み素子分離法による素子分離の工
程断面図。

【図５】従来の埋め込み素子分離法による素子分離の工
程断面図。

【図６】従来の埋め込み素子分離法による素子分離にお
ける欠点を示した斜視図。

【図７】従来の埋め込み素子分離法による素子分離にお
ける欠点を示した斜視図。

【図８】従来の埋め込み素子分離法による素子分離にお
ける欠点を示した斜視図。

【図９】従来の埋め込み素子分離法による素子分離にお
ける欠点を示した斜視図。

【図１０】従来の埋め込み素子分離法による素子分離の
工程断面図。

【図１１】従来の埋め込み素子分離法による素子分離に
おける欠点を示した工程断面図。

【図１２】本願発明の第一の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１３】本願発明の第一の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１４】本願発明の第一の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１５】本願発明の第一の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１６】本願発明の第一の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１７】本願発明の第一の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１８】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図１９】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２０】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２１】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２２】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２３】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２４】本願発明の第二の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２５】本願発明の第三の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２６】本願発明の第三の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２７】本願発明の第三の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２８】本願発明の第三の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図２９】本願発明の第三の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３０】本願発明の第三の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３１】本願発明の第四の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３２】本願発明の第四の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３３】本願発明の第四の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３４】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３５】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３６】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３７】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３８】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図３９】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【図４０】本願発明の第五の実施の形態にかかる素子分
離法の工程断面図。

【符号の説明】

１・・・・シリコン基板 ２・・・・シリコン酸化膜 ３・・・・シリコン窒化膜 ４・・・・シリコン酸化膜 ５・・・・溝 ６・・・・シリコン酸化膜 ７・・・・シリコン酸化膜 ８・・・・素子形成領域 ９・・・・導電膜 １０・・・・エッチング残り １１・・・・空洞 １２・・・・エッチング残り １３・・・・ゲート酸化膜 １４・・・・ゲート酸化膜１３の角 ２１・・・・シリコン基板 ２２・・・・シリコン酸化膜 ２３・・・・シリコン窒化膜 ２４・・・・シリコン酸化膜 ２５・・・・溝 ２６・・・・シリコン酸化膜 ２７・・・・シリコン酸化膜 ４１・・・・シリコン基板 ４２・・・・シリコン酸化膜 ４３・・・・シリコン窒化膜 ４４・・・・シリコン酸化膜 ４５・・・・シリコン窒化膜 ４６・・・・溝 ４７・・・・シリコン酸化膜 ６１・・・・シリコン基板 ６２・・・・シリコン窒化膜 ６３・・・・ポリシリコン膜 ６４・・・・シリコン酸化膜 ６５・・・・溝 ６６・・・・シリコン酸化膜 ６７・・・・シリコン酸化膜 ７１・・・・シリコン酸化膜 ８１・・・・シリコン基板 ８２・・・・シリコン酸化膜 ８３・・・・ドープト多結晶シリコン膜 ８４・・・・シリコン窒化膜 ８５・・・・シリコン酸化膜 ８６・・・・溝 ８７・・・・シリコン酸化膜 ８８・・・・多結晶シリコン膜

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 角田 弘昭 神奈川県横浜市磯子区新杉田町８番地 株 式会社東芝横浜事業所内

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板の上面にストッパー膜を形成
   する工程と、 前記ストッパー膜の断面形状が順テーパー状になるよう
   にエッチングして前記半導体基板の一部を露出させる工
   程と、 前記半導体基板の露出した部分に溝を形成する工程と、 全面に絶縁膜を形成する工程と、 前記ストッパー膜の上面より上方に形成されている前記
   絶縁膜を除去する工程と、 前記ストッパー膜を除去する工程と、 前記絶縁膜を熱処理して、前記絶縁膜の上部の形状を順
   テーパー状にする工程とを具備することを特徴とする素
   子分離方法。
2. 【請求項２】 半導体基板の上面に第一のストッパー膜
   を形成する工程と、 前記第一のストッパー膜の上面に第二のストッパー膜を
   形成する工程と、 前記第一のストッパー膜及び前記第二のストッパー膜の
   形状が順テーパー状になるようにエッチングして前記半
   導体基板の一部を露出させる工程と、 前記半導体基板の露出した部分に溝を形成する工程と、 全面に絶縁膜を形成する工程と、 前記第二のストッパー膜の上面より上方に形成されてい
   る前記絶縁膜を除去する工程と、 前記第二のストッパー膜を除去する工程と、 前記絶縁膜を等方性エッチングして、前記絶縁膜の上部
   の形状を順テーパー状にする工程とを具備することを特
   徴とする素子分離方法。
3. 【請求項３】 前記第一のストッパー膜がシリコン窒化
   膜であり、前記第二のストッパー膜がポリシリコン膜で
   あることを特徴とする請求項２記載の素子分離方法。
4. 【請求項４】 半導体基板の上面に第一のストッパー膜
   を形成する工程と、 前記第一のストッパー膜の上面に第二のストッパー膜を
   形成する工程と、 前記第一のストッパー膜及び前記第二のストッパー膜の
   形状が順テーパー状になるようにエッチングして前記半
   導体基板の一部を露出させる工程と、 前記半導体基板の露出した部分に溝を形成する工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 前記第二のストッパー膜の上面より上方に形成されてい
   る前記第一の絶縁膜を除去する工程と、 前記第二のストッパー膜を除去する工程と、 全面に第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記第二の絶縁膜を前記第一の絶縁膜の側面にのみ残
   し、前記第一の絶縁膜と前記第二の絶縁膜を合わせた形
   状が順テーパー状になるように前記第二の絶縁膜をエッ
   チングする工程とを具備することを特徴とする素子分離
   方法。
5. 【請求項５】 半導体基板の上面に第一の絶縁膜を形成
   する工程と、 前記第一の絶縁膜の上面に第一の導電膜を形成する工程
   と、 前記第一の導電膜の上面にストッパー膜を形成する工程
   と、 前記ストッパー膜及び前記第一の導電膜並びに前記第一
   の絶縁膜の形状が順テーパー状になるようにエッチング
   して前記半導体基板の一部を露出させる工程と、 前記半導体基板の露出した部分に溝を形成する工程と、 全面に第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記ストッパー膜の上面より上方に形成されている前記
   第二の絶縁膜を除去する工程と、 前記ストッパー膜を除去する工程と、 前記第二の絶縁膜を等方性エッチングして、前記第二の
   絶縁膜の形状を順テーパー状にする工程と、 全面に第二の導電膜を形成する工程と、 前記第二の導電膜を所定の形状にエッチングする工程と
   を具備することを特徴とする素子分離方法。
6. 【請求項６】 上面の所定の位置に溝を有する半導体基
   板と、 前記溝に埋め込まれた第一の絶縁膜と、 前記第一の絶縁膜の上面に形成された順テーパー形状の
   第二の絶縁膜とを具備することを特徴とする半導体装
   置。
7. 【請求項７】 上面の所定の位置に溝を有する半導体基
   板と、 前記溝に埋め込まれた第一の絶縁膜と、 前記第一の絶縁膜及び前記半導体基板の上面であって、
   前記第一の絶縁膜の上面よりも広く形成された第二の絶
   縁膜とを具備することを特徴とする半導体装置。