JPS63258040A - 素子分離領域の形成方法 - Google Patents

素子分離領域の形成方法

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JPS63258040A
JPS63258040A JP9365787A JP9365787A JPS63258040A JP S63258040 A JPS63258040 A JP S63258040A JP 9365787 A JP9365787 A JP 9365787A JP 9365787 A JP9365787 A JP 9365787A JP S63258040 A JPS63258040 A JP S63258040A
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JP
Japan
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film
groove
oxidation
forming
silicon
Prior art date
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JP9365787A
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English (en)
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Tadahiko Horiuchi
堀内 忠彦
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔厘業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置における素子間の分離領域の形成
方法に関するもので、特に微細な素子領域の形成を可能
とする素子分離領域の形成方法に関する。
〔従来の技術〕
従来、素子分離領域の形成方法としては、LO−CO8
法が用いられる事が多い。LOCO8法では、シリコン
単結晶基板に応力緩和のための熱酸化膜すべき領域のシ
リコン窒化膜をエツチングし、続いて熱酸化を行うと、
素子分離領域にのみ酸化膜が形成される。この熱酸化膜
が素子分離として作用する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、上述し[LOCO8法では、一般に1バ
ーズビーク”と呼ばれる素子分離領域から素子領域へ向
っての熱ば化膜の侵入層がある。これは酸化種が基板表
面に垂直゛な方向だけでなく横方向にも拡散し、シリコ
ン窒化膜下のシリコン基板を酸化することによる。特に
前述した応力緩和のtめの熱酸化膜の存在によってこの
現象が増速させられる。
従って、LOCO8法ではバーズビークの巾の2倍1度
の中以下の微細表素子領域の形成が困難であるという欠
点がある。しかも、素子分離に厚い酸化膜を必要とする
時には、上のバーズビークの巾も大きくなり、ますます
微細な素子領域の形成は困難となる。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の素子分離領域の形成方法は半導体基板の一重部
に半導体素子形成領域を囲む(直を形成する工程と、こ
の溝の側壁に耐酸化性を有する膜を形成する工程と、溝
内に酸化されて安定な酸化物となる物質層を選択的に形
成する工程と、溝内に形成され文物質層を酸化する工程
とを有している。
溝の側壁に耐酸化性を有する膜を形成する工程は、耐酸
化性を有する膜を半導体基板上の一重部及び前記溝内の
表面上に被着する工程と、耐酸化性を有する膜上に多結
晶半導体層を被着する工程と、多結晶半導体層を異方性
を有するエツチング方法によりエツチングし、溝の側壁
にのみ多結晶半導体層を残存させる工程と、多結晶半導
体層をマスクとして、耐酸化性を有する膜をエツチング
除去する工程とを有する工程とすることができる。
また、溝内に酸化されて安定な酸化物となる物質層を選
択的に形成する工程は、溝の側壁に前記耐酸化性を有す
る膜を選択的に形成し溝の底面を露呈させる工程と、露
呈した底面を樵として、酸化されて安定な酸化物となる
物質層を選択的にエピタキシャル成長させる工程とを有
する工程とすることもできる。
〔作用〕
本発明による素子分離の形成方法では、素子分離領域を
形成する熱酸化を行う際に溝内に成長され九半導体膜が
熱酸化されるので、素子領域の半導体基板は、溝側壁に
設けられ次例えばシリコン窒化膜などのマスク膜によっ
て、酸化に対して保護されていて、バーズビークの発生
がない。
〔実施例〕
次に、本発明について図面を参照して説明する。
第1図は本発明の第一の実施例の主な工程を示す断面図
である。
シリコン単結晶基板101の一重部を例えば300A熱
酸化することによシシリコン酸化膜102’i形成し、
次にシリコン窒化膜103、ンリコン酸化膜104t−
順に例えばそれぞれ500A、100OA気相成長技術
を用いて被着する(第1図(a))。
次にリングラフィ技術を用いて素子分離領域を形成すべ
き領域のシリコン酸化膜104.シリコン窒化膜103
.シリコン窒化膜102.シリコン基板101t−シリ
コン基板101の溝深さが例えば6000^となる様に
異方性ドライエツチングすると、第1図(b)の断面形
状を得る。
次に露出したシリコン基板を例えば200A熱酸化する
ことによりシリコン酸化膜105’i形成し。
次にシリコン窒化膜106.ポリシリコン膜107を例
えば200A 、 500A気相成長技術を用いてそれ
ぞれ被着する(第1図(C))。
次にポリシリコン膜107’e異万性ドライエツチング
し、/リコン゛窒化te106.シリコン酸化)換10
5を順に、例えばワエヴトエッチングすれば、第1図−
)の様な断面形状となる。この時シリコン酸化膜104
があるために%溝の肩部の7リコン窒化膜103と10
6がエツチングから保護されている。かつ、異方性ドラ
イエツチングをポリシリコン膜107に対して行うので
、溝側面の形状が基板表面に対して完全に垂直でない場
合ポリシリコン膜107を厚膜化することで、第1図ノ
リコン基板101のエツチングの加工精度がわるい場合
でもシリコン窒化膜106は酸化に対するマスク性を有
する限り例えば200Aの薄膜でもかまわない。このよ
うにシリコン窒化14%106が薄くてもよいため、後
工程での熱酸化の時の応力発生を抑制し、結晶欠陥の発
生を防ぐことができる。
次に第1図(e)に示す様にα与底部に露出したシリコ
ン基技101を(道として、溝内部にのみシリコンを選
択的にエピタキシャル成長させる。この時溝側壁にポリ
シリコン膜107があるので、エピタキシャル成長時の
7アセツトの発生が、抑制されている。エピタキシャル
成長層108の厚さは、ぶ。
次にポリシリコン膜107とシリコン酸化膜104をエ
ツチングして第1図げ)の断面形状を得る。
次にクリコンエビタキ7ヤルffj108を熱iツ化し
、シリコン窒化膜103とシリコン酸化膜102をエツ
チングで除去すれば第1図(g)の様な断面形状となり
、素子領域110が600OAの厚さめシリコン酸化B
A I O9で素子分離される。
第2図は、本発明の第2の実施例の主な工程を示す断面
図である。
第2の実施例は、溝分離の球に特に深い分離領域を必要
とする場合に本発明の方法全適用した列である。
第2の実施例では、第1の実施例と異なシ、シリコン基
板の溝のエツチングを例えば3μmの様に菌くし、索子
分離に必要なl#深さを確保する。
第2図(alはシリコン基板101(7)溝のエツチン
グを3μmとし、第1の実施例と同様の工程でエピタキ
シャル成長゛までを行った工8−i面図である。
友だしエピタキシャル成長層108の厚さは、エピタキ
シャル層表面とシリコン基板101の表面の段差が例え
ば300OAとなる様に選ぶ。
この後、第1 CD実施例と同様の工・1t−経ると第
2図(blの様な素子分離領域を得る。ここでエビタ 
 くキゾヤル層108μ、・列えば6000A熱酸化さ
れ、素子領域と素子分離領域はほぼ−P担となる。
〔発明の効果J 以上説明し比様に本発明は、溝側面に例えばシリコン窒
化膜の様な酸化に対しマスク性を有する薄膜を残す工程
と、溝内部にのみ例えばシリコンを選択的にエピタキシ
ャル成長させ、エピタキシャル成長層を熱酸化する工程
によって素子分離領域を得る。従ってLOCO8法の様
な素子分離領域から素子領域への熱酸化膜の侵入(バー
ズビーク)がなく、微細な素子領域の形成が可能である
しかも選択エピタキシャル成長は溝巾の大小にかかわら
ずほぼ同一の成長速度で行えるので、本発明の素子分離
領域の形成方法においては、素子分離領域の巾に制限が
ない。
さらにバーズビークがない事によってノリコン基板へ加
わる応力が少なく、結晶欠陥の発生が少ないという利点
もある。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の第1の実施例の主な工程を示す断面図
、第2図は本発明の第2の実施例の主な工程を示す断面
図である。 101・・・・・・ノリコン基板、102・・・・・・
シリコン酸化膜% 103・・・・・・シリコン窒化膜
、104・・・・・・シリコン酸化膜、105・・・・
・・シリコン酸化膜。 106・・・・・・7リコン窒化膜、107・・・・・
・ポリシリコン[,108・・・・・・シリコンエピタ
キシャル層、109・・・・・・シリコン酸化膜、11
0・・・・・・素子領域。 代理人 弁理士  内 原   晋“・・、・、、′−
j 茅 1rgJ 茅 1 図 茅 2 目

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の一主面に半導体素子形成領域を囲む
    溝を形成する工程と、該溝の側壁に耐酸化性を有する膜
    を形成する工程と、前記溝内に酸化されて安定な酸化物
    となる物質層を選択的に形成する工程と、前記溝内に形
    成された物質層を酸化する工程とを有することを特徴と
    する素子分離領域の形成方法。
  2. (2)前記溝の側壁に耐酸化性を有する膜を形成する工
    程は、前記耐酸化性を有する膜を前記半導体基板上の前
    記一主面及び前記溝内の表面上に被着する工程と、前記
    耐酸化性を有する膜上に多結晶半導体層を被着する工程
    と、前記多結晶半導体層を異方性を有するエッチング方
    法によりエッチングし、前記溝の側壁にのみ前記多結晶
    半導体層を残存させる工程と、前記多結晶半導体層をマ
    スクとして、前記耐酸化性を有する膜をエッチング除去
    する工程とを有する工程であることを特徴とする特許請
    求の範囲第1項記載の素子分離領域の形成方法。
  3. (3)前記溝内に酸化されて安定な酸化物となる物質層
    を選択的に形成する工程は、前記溝の側壁に前記耐酸化
    性を有する膜を選択的に形成し前記溝の底面を露呈させ
    る工程と、前記露呈した底面を種として、前記酸化され
    て安定な酸化物となる物質層を選択的にエピタキシャル
    成長させる工程とを有する工程であることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の素子分離領域の形成方法。
  4. (4)前記耐酸化性を有する膜はシリコン窒化膜である
    ことを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2項又は第
    3項記載の素子分離領域の形成方法。
  5. (5)前記酸化されて安定な酸化物となる物質はシリコ
    ンであることを特徴とする特許請求の範囲第1項、第2
    項又は第3項記載の素子分離領域の形成方法。
  6. (6)前記多結晶半導体層は多結晶シリコンであること
    を特徴とする特許請求の範囲第2項記載の素子分離領域
    の形成方法。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5410176A (en) * 1991-04-05 1995-04-25 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Integrated circuit with planarized shallow trench isolation
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5943547A (ja) * 1982-09-03 1984-03-10 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPS60171737A (ja) * 1984-02-17 1985-09-05 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法

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