DE10311314A1 - Halbleitervorrichtung mit Isolator und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

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Abstract

Es können eine Halbleitervorrichtung mit einer Elementtrennstruktur, die dadurch, daß das Innere eines winzigen Grabens mit einem hochwertigen Isolierfilm, der frei von einem Defekt wie etwa einem Hohlraum ist, gefüllt ist, eine gute Trenneigenschaft zeigt, und ein Herstellungsverfahren dafür erhalten werden. Die Halbleitervorrichtung enthält ein Halbleitersubstrat (1) und einen Trennisolator (2a bis 2c). An einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) ist ein Graben (17a bis 17c) ausgebildet. Der Trennisolator (2a bis 2c) wird im Innern des Grabens (17a bis 17c) unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet, um die Elementausbildungsgebiete an der Oberseite des Halbleitersubstrats (1) voneinander zu trennen. Der Trennisolator (2a bis 2c) ist ein Schichtkörper, der durch mehrere Oxidfilmschichten (3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b und 7b) ausgebildet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft das Gebiet der Halbleitervorrichtungen und der Verfahren zu ihrer Herstellung und insbesondere eine Halbleitervorrichtung, bei der die Erzeugung eines Defekts wie etwa eines Hohlraums in einem Isolierfilm unterdrückt werden kann, und ein Verfahren zu ihrer Herstellung.
  • In einer Halbleitervorrichtung, die durch eine Halbleiterspeichervorrichtung oder dergleichen repräsentiert wird, werden auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats ein Elementausbildungsgebiet zum Ausbilden eines Schaltungselements wie etwa eines Feldeffettransistors oder dergleichen und eine Elementtrennstruktur, die die Elementausbildungsgebiete gegeneinander trennt, ausgebildet. Als eine der Elementtrennstrukturen ist eine (STI Shallow Trench Isolation) verfügbar. Die 36 bis 39 sind schematische Schnittansichten zur Beschreibung eines Ausbildungsverfahrens für die STI in einer Halbleitervorrichtung. Anhand der 36 bis 39 wird ein Herstellungsverfahren für die STI in einer Halbleitervorrichtung beschrieben.
  • Zunächst wird auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 101 (siehe 36) gemäß einem thermischen Oxidationsverfahren ein Siliciumoxidfilm 115 (siehe 36) ausgebildet. Auf dem Siliciumoxidfilm 115 wird unter Verwendung einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren bei niedrigem Druck (LPCVD-Verfahren) oder dergleichen ein Siliciumnitridfilm 116 (siehe 36) ausgebildet. Auf dem Siliciumnitridfilm 116 wird unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens ein (nicht gezeigter) Resistfilm mit einem Muster ausgebildet. Mit dem Resistfilm, der ein Muster als Maske besitzt, werden unter Verwendung des üblichen anisotropen Ätzens die Gräben 117a bis 117c (siehe 36) ausgebildet. Auf diese Weise wird eine wie in 36 gezeigte Struktur erhalten.
  • Wie in 37 gezeigt ist, wird daraufhin ein Siliciumoxidfilm 150 ausgebildet, der aus dem Innern der Gräben 117a bis 117c bis nach oben auf die Oberseite des Siliciumnitridfilms 116 verläuft. Als Ausbildungsverfahren für den Siliciumoxidfilm 150 kann beispielsweise ein LPCVD-Verfahren unter Verwendung von Tetraethoxysilan (TEOS) angewendet werden.
  • Daraufhin werden diejenigen Abschnitte des Siliciumoxidfilms 150, die sich über dem Siliciumnitridfilm 116 befinden, unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens oder eines Trockenätzens (anisotropen Ätzens) entfernt. Daraufhin wird die Oberseite des Siliciumoxidfilms 150 unter Verwendung eines chemisch-mechanischen Polierverfahrens (CMP-Verfahrens) planarisiert. Wie in 38 gezeigt ist, wird im Ergebnis des Polierens eine Struktur erhalten, bei der das Innere der Gräben 117a bis 117c mit dem Siliciumoxidfilm 150a bis 150c gefüllt ist.
  • Daraufhin werden der Siliciumnitridfilm 116 (siehe 38) und der Siliciumoxidfilm 115 (siehe 38) mittels eines Ätzverfahrens oder dergleichen entfernt. Wie in 39 gezeigt ist, wird im Ergebnis des Entfernens eine Struktur erhalten werden, bei der im Innern der Gräben 117a bis 117c an der Hauptoberfläche des Siliciumsubstrats 101 ein Siliciumoxidfilm 150a bis 150c angeordnet ist, der als STI dient. In den Elementausbildungsgebieten, die durch den Siliciumoxidfilm 150a bis 150c, der als die jeweiligen Elementtrennstrukturen (STI) dient, getrennt sind, werden Schaltungselemente wie etwa Feldeffekttransistoren ausgebildet.
  • Eine Anforderung an die höhere Miniaturisierung und Integration einer Halbleitervorrichtung nimmt derzeit immer mehr zu. Zusammen mit dem Fortschritt bei der Miniaturisierung einer Halbleitervorrichtung wird außerdem gefordert, daß eine obenbeschriebene Elementtrennstruktur immer kleiner wird. Um eine wie in den 36 bis 39 gezeigte STI-Struktur zu verkleinern, müssen nicht nur die Gräben 117a bis 117c (siehe 37) jeweils mit einer Breite ausgebildet werden, die kleiner als in der erwähnten Praxis ist, sondern müssen diese Gräben 117a bis 117c mit einer Breite, die kleiner als in der erwähnten Praxis ist, auch mit dem Siliciumoxidfilm 150 gefüllt werden (siehe 37). Obgleich in einem in 37 gezeigten Schritt beim Ausbilden des Siliciumoxidfilms 150 ein LPCVD-Verfahren unter Verwendung von TEOS verwendet wurde, entstand dann, wenn die Gräben 117a bis 117c schmaler wurden, ein Fall, bei dem im Innern der Gräben 117a bis 117c, wie in 40 gezeigt ist, in dem Siliciumoxidfilm 150 ein Hohlraum 151 ausgebildet wurde.
  • Dies liegt an der schlechten Stufenbedeckung des Siliciumoxidfilms 150, der durch ein LPCVD-Verfahren unter Verwendung des obenbeschriebenen TEOS ausgebildet wird. Das heißt, falls der Siliciumoxidfilm 150 im Innern der Gräben 117a bis 117c mittels eines LPCVD-Verfahrens unter Verwendung von TEOS ausgebildet wird, ist eine Filmwachstumsgeschwindigkeit des Siliciumoxidfilms 150 in den oberen Abschnitten der Gräben 117a bis 117c höher als in deren unteren Abschnitten. Somit werden in den oberen Abschnitten der Gräben 117a und 117c Abschnitte des Siliciumoxidfilms 150, die an der Seitenwand gewachsen sind und die in jedem der Gräben 117a und 117c einander zugewandt sind, früher miteinander in Kontakt gebracht als die anderen Teile (mit anderen Worten, die oberen Abschnitte der Gräben 117a und 177c werden in einen gesperrten Zustand gebracht). Da eine Filmwachstumsgeschwindigkeit des Siliciumoxidfilms 150 in den unteren Abschnitten der Gräben 117a und 117c in dieser Situation wie oben beschrieben verhältnismäßig kleiner ist, werden in den jeweiligen Gräben 117a und 117c die Hohlräume 151 ausgebildet, wenn die oberen Abschnitte der Gräben 117a und 117c, wie in 40 gezeigt ist, durch das Siliciumoxid 150 gesperrt sind. 40 ist hier eine schematische Schnittansicht zur Beschreibung eines Problems einer Halbleitervorrichtung, die einen Zustand zeigt, in dem in dem Siliciumoxidfilm 150, der gemäß dem LPCVD-Verfahren ausgebildet worden ist, die Hohlräume entstanden sind.
  • Obgleich die Tatsache, ob ein Hohlraum 151 ausgebildet wird oder nicht, von einer Prozeßbedingung für ein LPCVD-Verfahren abhängt, wurde im Ergebnis einer Untersuchung zur Ausbildung eines Hohlraums durch den Erfinder festgestellt, daß eine Wahrscheinlichkeit, daß wie oben beschrieben ein Hohlraum ausgebildet wird, höher war, wenn die Breiten (Trennungsbreiten) der Gräben 117a und 117c kleiner als 0,2 μm waren. Wenn ein solcher Hohlraum 151 ausgebildet wurde, trat ein Fall auf, daß sich eine Trenneigenschaft einer Elementtrennstruktur mit einem Siliciumoxidfilm 150 als im Innern der Gräben 117a bis 117c ausgebildeter Bestandteil verschlechterte.
  • Als ein weiteres Verfahren zur Ausbildung des Siliciumoxidfilms 150 (siehe 37) in Innern der Gräben 117a und 117c mit kleinen Breiten wurde auch eine Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren mit hochdichtem Plasma (HDP-CVD-Verfahren) betrachtet. In einem HDP-CVD-Verfahren wird nicht nur im Innern eines Grabens ein Siliciumoxidfilm ausgebildet, sondern wird dieser Siliciumoxidfilm gleichzeitig im oberen Abschnitt des Grabens geätzt. Da die im oberen Abschnitt des Grabens ausgebildeten einander zugewandten Abschnitte eines an der Seitenwand des Grabens ausgebildeten Siliciumoxidfilms mit verringerter Wahrscheinlichkeit früher in Kontakt miteinander gebracht werden als in dem anderen Abschnitt, kann dadurch ein Risiko, daß im Innern des Grabens ein Hohlraum ausgebildet wird, verringert werden.
  • Auch dann, wenn ein HDP-CVD-Verfahren angewendet wird, muß aber eine Ätzaktion (eine Ätzgeschwindigkeit beim Ätzen des Siliciumoxidfilms 150 (siehe 41) im oberen Abschnitt der Gräben 117a bis 117c (siehe 41)) erhöht werden, um die Ausbildung eines Hohlraums, wenn die Gräben 117a bis 117c (siehe 41) schmaler werden, zu unterdrücken. Folglich entstand dann, wenn der Siliciumoxidfilm 150 (siehe 41) unter Verwendung eines HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet wurde, ein Fall, in dem, wie in 41 gezeigt ist, in den oberen Abschnitten der Gräben 117a bis 117c nicht nur der Siliciumoxidfilm 150, sondern auch der Siliciumnitridfilm 116, der Siliciumoxidfilm 115 und außerdem sogar das Halbleitersubstrat 101 geätzt wurden. 41 ist eine schematische Schnittansicht zur Beschreibung eines Problems einer Halbleitervorrichtung, wobei ein Fall gezeigt ist, in dem der Siliciumoxidfilm 150 unter Verwendung eines HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet worden ist.
  • In diesem Fall werden in den oberen Abschnitten der jeweiligen Gräben 117a bis 117c auf dem Halbleitersubstrat 101 die abgeschrägten Abschnitte 152 ausgebildet. Falls solche abgeschrägten Abschnitte 152 ausgebildet wurden, entstand ein Fall einer schlechten Trenneigenschaft der Elementtrennstrukturen mit dem Siliciumoxidfilm 150 als im Innern der jeweiligen Gräben 117a bis 117c ausgebildete Bestandteile. Im Ergebnis einer Untersuchung dessen durch den Erfinder gab es einen unteren Grenzwert in der Größenordnung von 0,12 μm für die Breiten der Gräben 117a bis 117c, bei der die Gräben 117a bis 117c mit dem Siliciumoxidfilm 150 gefüllt werden können, während das obenbeschriebene Auftreten der abgeschrägten Abschnitte 152 unterdrückt werden kann.
  • Außerdem enthält der Siliciumoxidfilm 150 (siehe 40 und 41), der unter Verwendung des obenbeschriebenen LPCVD-Verfahrens oder HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet worden ist, im Vergleich zu einem Siliciumoxidfilm, der gemäß einer thermischen Oxidation (einem Verfahren zum Ausbilden eines Siliciumoxidfilms durch thermisches Oxidieren einer Siliciumoxidschicht) erhalten wurde, mehr Störstellen in einem Siliciumoxidfilm, während eine chemische Zusammensetzung, was noch schwerwiegender ist, in vielen Fällen instabil ist. Da eine Qualität eines gemäß einem LPCVD-Verfahren oder einem HDP-CVD-Verfahren erhaltenen Siliciumoxidfilms niedriger als die eines mit einem thermischen Oxidationsverfahren erhaltenen Siliciumoxidfilms ist, war eine Trenneigenschaft einer unter Verwendung des obenbeschriebenen LPCVD-Verfahrens oder dergleichen ausgebildeten Elementtrennstruktur verschlechtert. Eine solche Verschlechterung der Trenneigenschaft wurde bei verringerter Breite des Grabens 117a bis 117c noch deutlicher sichtbar.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Halbleitervorrichtung mit einer Elementtrennstruktur, die eine gute Trenneigenschaft zeigt und dadurch erhalten wird, daß das Innere eines winzigen Grabens mit einem Isolierfilm mit guter Qualität gefüllt wird, der frei von einem Defekt wie etwa einem Hohlraum ist, sowie ein Herstellungsverfahren dafür zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1 oder 7 oder durch ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem Aspekt der Erfindung enthält ein Halbleitersubstrat und einen Trennisolator. Auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats ist ein Graben ausgebildet. Im Innern des Grabens ist unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens der Trennisolator ausgebildet, um die Elementausbildungsgebiete an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats voneinander zu trennen. Der Trennisolator ist ein Schichtkörper, der durch mehrere Oxidfilmschichten ausgebildet ist.
  • Wie aus einem später auch ausführlich beschriebenen Herstellungsverfahren verständlich wird, kann bei Anwendung einer solchen Struktur ein Isolator gemäß der Erfindung dadurch erhalten werden, daß ein Prozeß, in dem nach der Ausbildung eines Films daraus eine Oxidfilmschicht wie etwa ein Siliciumfilm mit einer Filmdicke, die ausreichend kleiner als eine Breite eines Grabens im Inneren des Grabens ist, erzeugt wird, wiederholt wird, wobei der Film wie etwa ein Siliciumfilm thermisch oxidiert wird. Da bei der Ausbildung des Siliciumoxidfilms oder dergleichen, aus dem die obenbeschriebene Oxidfilmschicht erzeugt wird, ein Filmausbildungsverfahren mit einer ausgezeichneten Stufenbedeckung verwendet werden kann, kann ein Risiko, daß durch Sperrung in einem oberen Abschnitt eines Grabens ein Defekt wie etwa ein Hohlraum ausgebildet wird, verringert werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung enthält ein Halbleitersubstrat und einen Isolator. Das Halbleitersubstrat besitzt eine Hauptoberfläche, an der ein Unebenheitsabschnitt ausgebildet ist. Der Isolator ist auf dem Unebenheitsabschnitt ausgebildet und aus einem Schichtkörper hergestellt, der durch mehrere Oxidfilmschichten ausgebildet ist, die ein n-Störstellenelement enthalten.
  • Da in diesem Fall Störstellenatome wie etwa eines Alkalimetalls von einem n-Störstellenelement eingefangen werden können, kann die Diffusion der Störstellenatome in einer Oxidfilmschicht unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann eine Verschlechterung der Eigenschaft einer Halbleitervorrichtung wegen Störstellenatomen wie etwa eines Alkalimetalls unterdrückt werden.
  • Ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren Aspekt der Erfindung umfaßt einen Schritt des Vorbereitens eines Halbleitersubstrats und einen Schritt des Ausbildens eines Isolators. In dem Schritt des Vorbereitens eines Halbleitersubstrats wird ein Halbleitersubstrat mit einer Hauptoberfläche vorbereitet, an der ein Unebenheitsabschnitt ausgebildet ist. In dem Schritt des Ausbildens eines Isolators werden ein Schritt des Ausbildens eines Siliciumfilms auf dem Unebenheitsabschnitt unter Verwendung einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren und ein Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms durch Oxidieren des Siliciumfilms abwechselnd mehrmals wiederholt.
  • Wenn ein solches Verfahren angewendet wird, kann eine Halbleitervorrichtung mit einem Isolator gemäß der Erfindung dadurch erhalten werden, daß ein Prozeß, in dem nach Ausbildung eines Siliciumfilms daraus eine Oxidfilmschicht wie etwa ein Siliciumfilm mit einer Filmdicke, die ausreichend kleiner als eine Breite einer Aussparung eines Unebenheitsabschnitts im Inneren eines Grabens ist, erzeugt wird, wiederholt wird, wobei der Film wie etwa ein Siliciumfilm thermisch oxidiert wird.
    •
  • Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
  • 1 eine schematische Schnittansicht einer ersten Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 2, 3 schematische Schnittansichten zur Beschreibung des ersten und des zweiten Schrittes in einem Herstellungsverfahren für die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung;
  • 4 ein schematisches Diagramm einer Halbleiterherstellungsvorrichtung, die zum Ausbilden eines Trennisolators verwendet wird;
  • 5 einen Ablaufplan eines Herstellungsverfahrens für eine Halbleitervorrichtung mit einem Trennisolator, der darin unter Verwendung der in 4 gezeigten Halbleiterherstellungsvorrichtung ausgebildet wird;
  • 6 einen Zeitablaufplan zur Beschreibung der Prozeßbedingungen in der in 4 gezeigten Halbleiterherstellungsvorrichtung beim Ausbilden eines Trennisolators in Übereinstimmung mit dem in 5 gezeigten Ablaufplan;
  • 7-13 schematische Schnittansichten zur Beschreibung des dritten bis neunten Schrittes in dem Herstellungsverfahren für die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung;
  • 14, 15 schematische vergrößerte Schnittansichten zur Beschreibung einer Wirkung der Erfindung;
  • 16 eine schematische Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 17 ein schematisches Diagramm einer Halbleiterherstellungsvorrichtung, die in einem Herstellungsprozeß für die in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung verwendet wird;
  • 18 einen Ablaufplan eines Prozesses, in dem unter Verwendung der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung ein Trennisolator der in 16 gezeigten Halbleitervorrichtung ausgebildet wird;
  • 19 einen Zeitablaufplan zur Beschreibung der Operationen in der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung bei der Ausbildung eines Trennisolators unter Verwendung der Filmausbildungsvorrichtung;
  • 20-23 schematische Schnittansichten zur Beschreibung des ersten bis vierten Schrittes in einem Herstellungsverfahren für die in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung;
  • 24 eine schematische vergrößerte Schnittansicht eines Zustands, in dem ein Oxidfilm ausgebildet ist;
  • 25 einen Ablaufplan zur Beschreibung eines weiteren Beispiels eines Fertigungsverfahrens für einen Trennisolator in einem Herstellungsverfahren für die in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung;
  • 26 einen Zeitablaufplan zur Beschreibung der Bedingungen für Operationen in der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung, falls das in 25 gezeigte Herstellungsverfahren für einen Trennisolator in der Filmausbildungsvorrichtung ausgeführt wird;
  • 27 eine schematische Schnittansicht einer dritten Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 28 einen Ablaufplan zur Beschreibung eines Prozesses, in dem ein Trennisolator der in 27 gezeigten Halbleitervorrichtung ausgebildet wird;
  • 29-31 schematische Schnittansichten zur Beschreibung des ersten bis dritten Schrittes in einem Herstellungsverfahren für die in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung;
  • 32 eine schematische Schnittansicht einer beispielhaften Abwandlung der dritten Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung;
  • 33-35 schematische Schnittansichten zur Beschreibung des ersten bis dritten Schrittes in einem Herstellungsverfahren für die in 32 gezeigte Halbleitervorrichtung;
  • 36-39 die bereits erwähnten schematischen Schnittansichten zur Beschreibung des ersten bis fünften Schrittes in einem Ausbildungsverfahren für eine STI in einer Halbleitervorrichtung; und
  • 40, 41 die bereits erwähnten schematischen Schnittansichten zur Beschreibung eines Problems in einer Halbleitervorrichtung.
  • Im folgenden werden anhand der beigefügten Zeichnung Ausführungsformen der Erfindung beschrieben. Es wird angemerkt, daß in der folgenden Zeichnung an den gleichen oder an einander entsprechenden Bestandteilen die gleichen Bezugszeichen angebracht sind, wobei keine ihrer Beschreibungen wiederholt wird.
  • Erste Ausführungsform
  • Anhand von 1 wird nun eine erste Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält eine Halbleitervorrichtung: die Trennisolatoren 2a bis 2c, die jeweils in der Weise ausgebildet sind, daß sie ein Elementausbildungsgebiet auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 1 umgeben; einen Feldeffekttransistor als Schaltungselement, der an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 in dem Elementausbildungsgebiet ausgebildet ist, das von den anderen Elementausbildungsgebieten jeweils durch die Trennisolatoren 2a bis 2c als Isolator getrennt ist; und die Verdrahtungen 14a und 14b, die elektrisch mit den Source/Drain-Gebieten 8a und 8b des Feldeffekttransistors verbunden sind. Konkret sind an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 die Trennisolatoren 2a bis 2c in der Weise ausgebildet, daß sie das Elementausbildungsgebiet wie oben beschrieben umgeben. Die Trennisola toren 2a, 2b und 2c besitzen jeweils eine STI (Shallow Trench Isolation) genannte Struktur.
  • Der Trennisolator 2a ist aus einem Schichtkörper hergestellt, der aus den Oxidfilmen 3a bis 5a als mehrere Oxidfilmschichten konstruiert ist, die in Schichten in einem Graben 17a geschichtet sind, der an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 ausgebildet ist. Die Oxidfilme 3a bis 5a sind in der Weise ausgebildet, daß sie in einer Richtung entlang der Innenwand des Grabens 17a verlaufen. Das heißt, der Oxidfilm 3a ist im Innern des Grabens 17a in der Weise ausgebildet, daß er die Seitenwand und den Boden des Grabens 17a bedeckt . Auf dem Oxidfilm 3a ist ein Oxidfilm 4a ausgebildet. Auf dem Oxidfilm 4a ist ein Oxidfilm 5a ausgebildet. Auf diese Weise ist das Innere des Grabens 17a in einem Zustand, in dem es mit einem Schichtkörper gefüllt ist, der aus den Oxidfilmen 3a bis 5a konstruiert ist, die in mehreren Schichten geschichtet sind.
  • Der Trennisolator 2b ist aus einem Schichtkörper hergestellt, der aus den Oxidfilmen 3b bis 7b in den Oxidfilmschichten konstruiert ist, die so angeordnet sind, daß sie das Innere des an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 ausgebildeten Grabens 17b füllen. Konkret ist der Oxidfilm 3b in der Weise ausgebildet, daß er die Seitenwand und den Boden des Grabens 17b bedeckt. Auf dem Oxidfilm 3b ist ein Oxidfilm 4b ausgebildet. Auf dem Oxidfilm 4b ist ein Oxidfilm 5b ausgebildet. Auf dem Oxidfilm 5b ist ein Oxidfilm 6b ausgebildet. Auf dem Oxidfilm 6b ist ein Oxidfilm 7b ausgebildet.
  • Außerdem ist auch der Trennisolator 2c aus einem Schichtkörper hergestellt, der aus den Oxidfilmen 3c bis 5c in den Oxidfilmschichten konstruiert ist, die so angeordnet sind, daß sie das Innere des an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 ausgebildeten Grabens 17c füllen. Konkret ist der Oxidfilm 3c so ausgebildet, daß er die Seitenwand und den Boden des Grabens 17c bedeckt. Auf dem Oxidfilm 3c ist ein Oxidfilm 4c ausgebildet. Auf dem Oxidfilm 4c ist ein Oxidfilm 5c ausgebildet.
  • In einem Elementausbildungsgebiet, das von dem Trennisolator 2a und 2b umgeben ist, ist an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 eine Gate-Elektrode 10 angeordnet, wobei ein Gate-Isolierfilm 9 dazwischenliegt. An der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 sind die Source/Drain-Gebiete 8a und 8b in der Weise ausgebildet, daß ein Kanalgebiet unter dem Gate-Isolierfilm 9 dazwischenliegt. Es ist ein Feldeffekttransistor mit der Gate-Elektrode 10, dem Gate-Isolierfilm 9 und den Source/Drain-Gebieten 8a und 8b ausgebildet.
  • An der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 ist ein Zwischenschicht-Isolierfilm 11 in der Weise ausgebildet, daß er den obenbeschriebenen Feldeffekttransistor bedeckt. In dem Zwischenschicht-Isolierfilm 11 sind in den Gebieten, die sich über den Source/Drain-Gebieten 8a und 8b befinden, die Kontaktlöcher 12a und 12b ausgebildet. Das Innere der Kontaktlöcher 12a und 12b ist mit den jeweiligen Halbleiterfilmen 13a und 13b gefüllt. Auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 11 sind in den Gebieten über dem jeweiligen Leiterfilm 13a und 13b die Verdrahtungen 14a und 14b angeordnet. Außerdem sind auf der Oberseite des Zwischenschicht-Isolierfilms 11 weitere Verdrahtungen 14c bis 14e angeordnet. Die Verdrahtungen 14a und 14b sind über die Leiterfilme 13a und 13b elektrisch mit den jeweiligen Source/Drain-Gebieten 8a und 8b verbunden.
  • Wie aus dem später ebenfalls beschriebenen Herstellungsverfahren verständlich wird, können bei Anwendung einer solchen Struktur die Trennisolatoren 2a bis 2c gemäß der Erfindung dadurch erhalten werden, daß ein Prozeß, in dem nach der Ausbildung eines polykristallinen Siliciumfilms mit einer Film dicke, die ausreichend kleiner als eine Breite der Gräben 17a bis 17c ist, der polykristalline Siliciumfilm im Innern der Gräben 17a bis 17c thermisch oxidiert wird, wiederholt wird. Da bei der Ausbildung des polykristallinen Siliciumfilms ein Filmausbildungsverfahren mit einer ausgezeichneten Stufenbedeckung verwendet werden kann, kann das Risiko, daß durch eine Sperrung im oberen Abschnitt der Gräben 17a bis 17c ein Defekt wie etwa ein Hohlraum ausgebildet wird, verringert werden.
  • Da eine Qualität der unter Verwendung des thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildeten Oxidfilme 3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b und 7b hervorragender als die eines unter Verwendung eines LPCVD-Verfahrens oder eines HDP-CVD-Verfahrens ist, können Trennisolatoren 2a bis 2c realisiert werden, die jeweils eine gute Trenneigenschaft besitzen.
  • Anhand der 2 bis 13 wird im folgenden ein Herstellungsverfahren für die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung beschrieben.
  • Zunächst wird an der Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats 1 (siehe 2) gemäß einem thermischen Oxidationsverfahren ein dünner Siliciumfilm 15 ausgebildet (siehe 2). Anschließend wird unter Verwendung eines Filmausbildungsverfahrens wie etwa einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren bei niedrigem Druck (das im folgenden als LPCVD-Verfahren bezeichnet wird) oder dergleichen ein Siliciumnitridfilm 16 ausgebildet (siehe 2). Auf diese Weise wird eine wie in 2 gezeigte Struktur erhalten.
  • Daraufhin wird ein Schritt ausgeführt, in dem unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens und Ätzens in den Gebieten, in denen die Trennisolatoren 2a bis 2c (siehe 1) des Halbleitersubstrats 1 vorhanden sind, die Gräben 17a bis 17c (siehe 3) ausgebildet werden. Durch Ausführen der Schritte des Vorbereitens eines Halbleitersubstrats kann eine wie in 3 gezeigte Struktur erhalten werden.
  • Daraufhin werden unter Verwendung einer wie in 4 gezeigten Halbleiterherstellungsvorrichtung die Oxidfilme 3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b und 7b (siehe 1) ausgebildet, aus denen die Trennisolatoren 2a bis 2c konstruiert sind. Im folgenden wird kurz die Konstruktion der in 4 gezeigten Halbleiterherstellungsvorrichtung beschrieben.
  • Wie in 4 gezeigt ist, enthält die Filmausbildungsvorrichtung 20, d. h. die Halbleiterherstellungsvorrichtung: eine Reaktionskammer 21, einen Gaskopf 23, der im Innern der Reaktionskammer 21 angeordnet ist; ein Heizgerät 22, das an einer Stelle im Innern der Reaktionskammer 21 angeordnet ist, an der es dem Gaskopf 23 zugewandt ist; und einen Reaktionsgas-Zufuhrmechanismus, der dem Innern der Reaktionskammer 21 über den Gaskopf 23 ein Reaktionsgas zuführt. Der Reaktionsgas-Zufuhrmechanismus enthält: mehrere Rohre, die wie in 4 gezeigt an den Gaskopf 23 angeschlossen sind; die Ventile 24a bis 24d, 26a bis 26d und 27a bis 27c; und die Mengendurchfluß-Steuereinheiten 25a bis 25d, die in den mehreren Rohren vorgesehen sind und die Zufuhrgeschwindigkeit, den Start und den Halt der jeweiligen Reaktionsgase steuern. Die Mengendurchfluß-Steuereinheiten 25a bis 25d werden dazu verwendet, die Strömungsgeschwindigkeiten des Silangases (SiH4-Gases), des Sauerstoffgases (O2-Gases), des Wasserstoffgases (H2-Gases) bzw. des Stickstoffgases (N2-Gases) zu steuern.
  • Ferner ist an die Reaktionskammer 21 ein Auslaßrohr angeschlossen, um ein Atmosphärengas aus dem Innern der Reaktionskammer 21 abzulassen. In dem Auslaßrohr ist ein Drucksteuerventil 28 vorgesehen. Es wird angemerkt, daß das obenbeschriebene Heizgerät 22 außerdem eine Funktion als Sub strathalter ausübt, um das Halbleitersubstrat 1, dessen Oberfläche zu behandeln ist, anzuordnen.
  • Im folgenden wird anhand eines in 5 gezeigten Ablaufplans kurz ein Verfahren zum Ausbilden der Trennisolatoren 2a bis 2c (siehe 1) unter Verwendung der in 4 gezeigten Vorrichtung beschrieben.
  • Wie in 5 gezeigt ist, wird in dem Verfahren zum Ausbilden der Trennisolatoren 2a bis 2c (siehe 1) zunächst ein Schritt S110 des Ausbildens eines Grabens an der Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats als Schritt des Vorbereitens des Halbleitersubstrats mit einer Hauptoberfläche, an der ein Unebenheitsabschnitt ausgebildet ist, ausgeführt. Dies entspricht einem in 3 gezeigten Schritt. Daraufhin wird ein Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms ausgeführt. Konkret wird der polykristalline Siliciumfilm unter Verwendung eines CVD-Verfahrens an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1, an der die Gräben ausgebildet sind, in der Weise ausgebildet, daß er aus dem Innern des Grabens bis nach oben auf die Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 verläuft. Daraufhin wird ein Oxidationsschritt S130 ausgeführt, in dem der in dem obigen Schritt ausgebildete polykristalline Siliciumfilm oxidiert wird. In dem Oxidationsschritt S130 wird die Oxidation solange ausgeführt, bis der gesamte in dem obigen Schritt S120 ausgebildete polykristalline Siliciumfilm zu einem Siliciumoxidfilm oxidiert ist.
  • Daraufhin wird ein Schritt 5140 ausgeführt, in dem bestimmt wird, ob das Füllen der Gräben mit einem in dem Oxidationsschritt S130 ausgebildeten Siliciumoxidfilm abgeschlossen ist. Wenn das Füllen des Grabens nicht abgeschlossen ist, werden der Schritt S120, in dem ein polykristalliner Siliciumfilm ausgebildet wird, und der Oxidationsschritt S130 noch einmal wiederholt. Im Ergebnis der Wiederholung wird ein Isolatorausbildungsprozeß ausgeführt, der die Wiederholung der beiden Schritte, des Schrittes S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und des Oxidationsschritts S130, umfaßt, wodurch in den Schichten im Innern der Gräben Siliciumoxidfilme ausgebildet werden. Wenn in dem Schritt 5140 des Bestimmens, ob das Füllen der Gräben abgeschlossen ist, bestimmt wird, daß das Füllen der Gräben abgeschlossen ist, wird ein Nachverarbeitungsschritt S150 ausgeführt, in dem eine Nachverarbeitung wie etwa ein Schritt des Entfernens eines überschüssigen Siliciumoxidfilms, der sich an der Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrats befindet, ausgeführt wird. Auf diese Weise wird ein Prozeß zum Ausbilden der Trennisolatoren 2a bis 2c abgeschlossen. Es wird angemerkt, daß in dem Schritt 5140 des Bestimmens, ob das Füllen der Gräben abgeschlossen ist, eine Operation ausgeführt werden kann, in der aus einer Beziehung zwischen einer Filmdicke eines ausgebildeten Oxidfilms und einer Breite der Gräben die Anzahl der Wiederholungen der beiden Schritte, des Schrittes S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und des Oxidationsschritts S130, im voraus bestimmt wird, wobei mit einer Steuervorrichtung oder dergleichen eine Nachprüfung ausgeführt wird, ob eine bestimme Anzahl von Wiederholungen des obigen Prozesses der beiden Schritte ausgeführt wurden, oder wobei in Echtzeit eine Erfassung des Zustands der Abschnitte ausgeführt wird, in denen die Gräben eines Halbleitersubstrats ausgebildet werden, wodurch die obige Bestimmung ausgeführt wird.
  • Im folgenden wird anhand eines in 6 gezeigten Zeitablaufplans und der in den 7 bis 13 gezeigten schematischen Schnittansichten ein Herstellungsverfahren für die Trennisolatoren 2a bis 2c in einem Herstellungsverfahren für die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung beschrieben. In dem Zeitablaufplan aus 6 zeigt die Ordinate einen Druck im Innern der Reaktionskammer 21 (siehe 4) sowie die Durchflußgeschwindigkeiten von Silangas, Sauerstoffgas, Wasserstoffgas und anderem. Die Abszisse zeigt die Zeit.
  • Wie in 3 gezeigt ist, wird das Halbleitersubstrat 1, auf dem die Gräben 17a bis 17c ausgebildet sind, zunächst auf dem Heizgerät 22 im Innern der Reaktionskammer 21 der in 4 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 angeordnet. Daraufhin wird das Innere der Reaktionskammer 21 in einen Unterdruckzustand abgesaugt oder mit einer Schutzgasatmosphäre wie etwa Stickstoff gefüllt. Falls beispielsweise Stickstoffgas als Schutzgas verwendet wird, werden nicht nur die Ventile 24d und 26d geöffnet sondern wird auch die Strömungsgeschwindigkeit des Stickstoffgases (N2-Gases) mit der Mengendurchfluß-Steuereinheit 25d gesteuert. Außerdem wird durch Steuern des Drucksteuerungsventils 28 gleichzeitig ein Druck im Innern der Reaktionskammer 21 auf einem vorgeschriebenen Wert gehalten. Anschließend wird eine Temperatur des Halbleitersubstrats 1 durch das Heizgerät 22 auf einem Wert in der Größenordnung von 620 °C gehalten. Es wird angemerkt, daß eine Temperatur des Halbleitersubstrats 1 vorzugsweise von wenigstens 520 °C bis höchstens 750 °C eingestellt wird.
  • Daraufhin werden zum Zeitpunkt t1 aus 6 nicht nur die Ventile 24a und 26a der in 4 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 geöffnet, sondern wird auch die Mengendurchfluß-Steuereinheit 25a gesteuert, wodurch über den Gaskopf 23 im Innern der Reaktionskammer 21 Silangas (SiH4) mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit zugeführt wird. Was eine Zufuhrgeschwindigkeit des Silans betrifft, kann ein Wert beispielsweise auf 0,05 l/min (50 Standard-cm3/min) eingestellt werden. Es wird angemerkt, daß ein Druck im Innern der Reaktionskammer 21 zu diesem Zeitpunkt durch Steuern des Drucksteuerventils 28 auf einem Wert in der Größenordnung von 30 Pa gehalten wird. Ein solcher Zustand wird bis zum Zeit punkt t2 aus 6 aufrechterhalten.
  • Zu dieser Zeit wird auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 mit einer Wachstumsgeschwindigkeit von 0,3 nm/s der polykristalline Siliciumfilm 18 (siehe 7) ausgebildet. Wenn zu einem Zeitpunkt t2 (siehe 6) eine Filmdicke T1 (siehe 7) des polykristallinen Siliciumfilms 18 (siehe 7) einen Wert in der Größenordnung von etwa 2 nm erreicht, werden die Ventile 24a und 26a (siehe 4) geschlossen, während das Ventil 27a (siehe 4) geöffnet wird. Im Ergebnis der Operation wird die Einführung des Silangases ins Innere der Reaktionskammer 21 (siehe 4) abgeschlossen. Anschließend wird das Silangas im Innern der Reaktionskammer 21 (siehe 4) von der Ausströmöffnung abgelassen, so daß das Innere der Reaktionskammer 21 in einen Unterdruckzustand versetzt wird. Es wird angemerkt, daß ein Zustand unter einem ausreichend niedrigen Druck (beispielsweise einem Druck von höchstens 13,3 Pa) im folgenden Unterdruckzustand genannt wird. Auf diese Weise wird die wie in 7 gezeigte Struktur erhalten. Es wird angemerkt, daß ein Schritt des Ausbildens des polykristallinen Siliciumfilms 18 aus Silangas, wie er oben beschrieben wurde, dem in 5 gezeigten Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms entspricht.
  • Daraufhin werden in der in 4 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 die Ventile 24b, 24c, 26b und 26c geöffnet und die Mengendurchfluß-Steuereinheiten 25b und 25c in der Weise gesteuert, daß ins Innere der Reaktionskammer 21 mit einer jeweils vorgeschriebenen Strömungsgeschwindigkeit Sauerstoffgas (O2-Gas) und Wasserstoffgas (H2-Gas) eingeleitet werden. Zu dieser Zeit wird ein Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis des Sauerstoffgases zum Wasserstoffgas in einem Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas, das ins Innere der Reaktionskammer 21 eingeleitet wird, auf 3 : 1 (O2 : H2 = 3 : 1) eingestellt. Es wird angemerkt, daß ein Volumenprozentsatz des Wasserstoffgases in dem Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas (ein Verhältnis der Strömungsgeschwindigkeit des Wasserstoffgases zur Strömungsgeschwindigkeit des Sauerstoffgases) vorzugsweise wenigstens 1 % und höchstens 30 beträgt, wobei beide Grenzwerte enthalten sind. Vorzugsweise wird ein Volumenprozentsatz des Wasserstoffgases in dem Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas von wenigstens 1 % bis höchstens 20 % eingestellt. Ferner wird ein Volumenprozentsatz des Wasserstoffgases in dem Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas noch bevorzugter von wenigstens 1 % bis höchstens 10 % eingestellt. Unter diesen angewendeten Bedingungen kann der polykristalline Siliciumfilm 18 sicher oxidiert werden.
  • Dadurch, daß ab dem Zeitpunkt t3 (siehe 6) Sauerstoffgas und Wasserstoffgas ins Innere der Reaktionskammer 21 (siehe 4) eingeleitet werden, steigt auf diese Weise, wie in 6 gezeigt ist, ein Druck im Innern der Reaktionskammer 21 (siehe 4), wenn auf diese Weise mit dem Einleiten des Sauerstoffgases und des Wasserstoffgases ins Innere der Reaktionskammer 21 begonnen wird. Es wird angemerkt, daß in 6 der Druck einen Druck im Innern der Reaktionskammer 21 (siehe 4) bedeutet, während die Strömungsgeschwindigkeit des SH4, die Strömungsgeschwindigkeit des O2 und die Strömungsgeschwindigkeit des H2 die Zufuhrströmungsgeschwindigkeiten von SH4-Gas, O2-Gas bzw. H2-Gas bedeuten. Wie in 8 gezeigt ist, wird der in 7 gezeigte polykristalline Siliciumfilm 18 in einem Zustand oxidiert, in dem das Innere der Reaktionskammer 21 (siehe 4) durch eine Mischgasatmosphäre aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas ersetzt ist, so daß er in den Oxidfilm 3 (Siliciumoxidfilm) umgewandelt wird. Es wird angemerkt, daß ein Druck im Innern der Reaktionskammer 21 (siehe 4) zu diesem Zeitpunkt im Bereich von 666 bis 2666 Pa eingestellt werden kann.
  • Dieser Oxidationsprozeß wird fortgesetzt, bis fast der gesamte in 7 gezeigte polykristalline Siliciumfilm 18 oxidiert ist. Unter den obigen Bedingungen dauert das vollständige Oxidieren des polykristallinen Siliciumfilms 18 (siehe 7) etwa 10 s. Eine auszubildende Filmdicke T2 (siehe 8) des Oxidfilms 3 (siehe 8) liegt in der Größenordnung von 3 nm. Dadurch kann ein Oxidfilm 3 ausgebildet werden, der aus dem Innern der Gräben 17a bis 17c des Halbleitersubstrats 1 bis nach oben auf den Siliciumnitridfilm 16 verläuft.
  • Zum Zeitpunkt t4 (siehe 6) wird nach einem Zeitpunkt, zu dem die Ausbildung des Oxidfilms 3 abgeschlossen ist, die Zufuhr von Sauerstoffgas und Wasserstoffgas in die Reaktionskammer 21 (siehe 4) abgeschlossen. Konkret werden in der in 4 gezeigte Filmausbildungsvorrichtung 20 die Ventile 24b, 24c, 26b und 26c geschlossen, während die Ventile 27b und 27c geöffnet werden. Das Atmosphärengas im Innern der Reaktionskammer 21 wird aus der Ausströmöffnung abgelassen, um dadurch das Innere der Reaktionskammer 21 auf den Unterdruckzustand zu entleeren.
  • Da das Innere der Gräben 17a bis 17c, wie auch aus 8 hervorgeht, nicht vollständig mit dem Oxidfilm 3 gefüllt ist, werden daraufhin die beiden in 5 gezeigten Schritte, der Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S130, noch einmal wiederholt. Konkret wird zum Zeitpunkt t5 aus 6 durch eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t1 Silangas ins Innere der Reaktionskammer 21 der in 4 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 eingeleitet. Im Ergebnis wird auf dem Oxidfilm 3 der polykristalline Siliciumfilm 30 (siehe 9) ausgebildet. Nachdem der Schritt des Ausbildens des polykristallinen Siliciumfilms 30 (siehe 9) bis zum Zeitpunkt t6 (siehe
  • 6) fortgesetzt worden ist, wird nicht nur die Zufuhr von Silangas ins Innere der Reaktionskammer 21 (siehe 4) durch eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t2 aus 6 abgeschlossen, sondern wird auch das Atmosphärengas im Innern der Reaktionskammer 21 abgelassen. Dadurch wird eine wie in 9 gezeigte Struktur erhalten.
  • Daraufhin werden zum Zeitpunkt t7 aus 6 durch eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t3 Sauerstoffgas und Wasserstoffgas ins Innere der Reaktionskammer 21 (siehe 4) eingeleitet. Im Ergebnis wird der polykristalline Siliciumfilm 30 (siehe 9) oxidiert. Dieser Oxidationsschritt wird bis zum Zeitpunkt t8 (siehe 6) fortgesetzt. Dadurch kann auf dem Oxidfilm 3 der wie in 10 gezeigte Oxidfilm 4 ausgebildet werden. Daraufhin wird zum Zeitpunkt t8 durch eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t4 die Zufuhr von Sauerstoffgas und Wasserstoffgas ins Innere der Kammer 21 abgeschlossen. Im Ergebnis kann eine wie in 10 gezeigte Struktur erhalten werden.
  • Die beiden Schritte, der Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S130 (siehe 5), werden auf diese Weise wiederholt, bis dadurch sämtliche Gräben 17a bis 17c mit Schichtkörpern gefüllt sind, die jeweils aus den wie in 1 gezeigten Oxidfilmen 3 bis 7 (Siliciumoxidfilmen) konstruiert sind. Im Ergebnis kann eine wie in 11 gezeigte Struktur erhalten werden. Um die in 11 gezeigten Oxidfilme 3 bis 7 auszubilden, werden die beiden Schritte, der Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S130 (siehe 5), hier fünfmal wiederholt. Dadurch, daß die beiden Schritte, der Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S130 (siehe 5), wiederholt werden, kann das Innere der Gräben 17a bis 17c, wie in 1 gezeigt ist, ohne Hohlräume oder dergleichen mit den Oxidfilmen 3 bis 7 gefüllt werden.
  • Nachdem die Gräben 17a bis 17c, wie in 11 gezeigt ist, ideal mit den aus den Oxidfilmen 3 bis 7 konstruierten Schichtkörpern gefüllt sind, werden die Oxidfilme 3 bis 7, die sich über dem Siliciumnitrid 16 befinden, wie in 12 gezeigt ist, unter Verwendung eines Photolithographieverfahrens und Trockenätzens entfernt. Anschließend werden die Oberseiten der aus den Oxidfilmen 3 bis 7 konstruierten Schichtkörper unter Verwendung eines chemisch-mechanischen Polierverfahrens (CMP-Verfahrens) planarisiert. Im Ergebnis wird eine wie in 12 gezeigte Struktur erhalten.
  • Daraufhin werden der Siliciumnitridfilm 16 und der Siliciumoxidfilm 15 von der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 entfernt. Im Ergebnis wird eine wie in 13 gezeigte Struktur erhalten. Die in den 12 und 13 gezeigten Schritte entsprechen dem Nachverarbeitungsschritt 5150 aus 5. Dadurch können die Trennisolatoren 2a bis 2c erhalten werden.
  • Nach dem in 13 gezeigten Schritt wird gemäß einem ähnlichen Verfahren, wie es in der Einleitung geschildert wurde, ein Feldeffekttransistor ausgebildet, der den Gate-Isolierfilm 9 (siehe 1); die Gate-Elektrode 10 (siehe 1); und die Source/Drain-Gebiete 8a und 8b (siehe 1) umfaßt. Außerdem wird der Zwischenschicht-Isolierfilm 11 (siehe 1) ausgebildet, der den Feldeffekttransistor 11 bedeckt. Im Zwischenschicht-Isolierfilm 11 werden an den Stellen, die sich über den Source/Drain-Gebieten 8a und 8b befinden, die Kontaktlöcher 12a und 12b (siehe 1) ausgebildet. Im Innern der Kontaktlöcher 12a und 12b werden die Leiterfilme 13a und 13b (siehe 1) ausgebildet. In den Gebieten, die sich über den Leiterfilmen 13a und 13b befinden, werden die Ver drahtungen 14a und 14b (siehe 1) ausgebildet. Gleichzeitig werden auf der Oberseite des Zwischenschicht-Isolierfilms 11 weitere Verdrahtungen 14c und 14e (siehe 1) ausgebildet. Auf diese Weise kann eine wie in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung erhalten werden.
  • Gemäß der Erfahrung des Erfinder ist festgestellt worden, daß in dem in 7 bzw. 9 gezeigten Schritt des Ausbildens des polykristallinen Siliciumfilms 18 oder 30 (dem Schritt des Ausbildens eines polykristallinen Films) der unter Verwendung der obenbeschriebenen Prozeßbedingungen ausgebildete polykristalline Siliciumfilm 18 oder 30 (siehe 7 und 9) als ein unter Verwendung eines LPCVD-Verfahrens mit TEOS oder dergleichen ausgebildeter Oxidfilm eine hervorragendere Stufenbedeckung besitzt. Ferner wurde der auf diese Weise ausgebildete polykristalline Siliciumfilm 18 oder 30 (siehe 7 und 9) durch thermische Oxidation in einer Atmosphäre, die Sauerstoff und Wasserstoff enthält, oxidiert, wodurch hochreine Oxidfilme 3 und 4 (siehe 8 und 10) ermöglicht wurden, die keine Störstellen enthalten. Da der polykristalline Siliciumfilm 18 oder 30 (siehe 7 und 9) zur Ausbildung der Oxidfilme 3 und 4 außerdem mit einer Dicke ausgebildet wird, die ausreichend kleiner als eine Breite der Gräben 17a bis 17c ist, worauf dessen thermische Oxidation folgt, kann die Ausbildung eines Hohlraums im Unterschied zu einem Fall, in dem die Gräben 17a bis 17c in einer einzigen Operation mit einem Oxidfilm gefüllt werden, unterdrückt werden.
  • Es wird angemerkt, daß ein Verfahren bekannt ist, in dem der Reaktionskammer 21 (siehe 4) Silangas und ein Oxidationsgas wie etwa Sauerstoff gleichzeitig zugeführt werden, um einen Siliciumoxidfilm auszubilden. Allerdings ist dann, wenn Silangas und ein Oxidationsgas einer Reaktionskammer gleichzeitig zugeführt werden, um einen Siliciumoxidfilm auszubilden, eine Reaktion zwischen dem Silangas und dem Oxida tionsgas ein Schritt, der die Zufuhrgeschwindigkeit eines Reaktionsgases zur Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 bestimmt. Aus diesem Grund besitzt ein durch gleichzeitiges Einleiten von Silangas und Oxidationsgas in eine Reaktionskammer ausgebildeter Oxidfilm nicht genügend Stufenbedeckung. Außerdem entsteht im Fall des gleichzeitigen Einleitens von Silangas und Oxidationsgas in eine Reaktionskammer wie oben beschrieben ein Problem, da ein durch eine Reaktion in einer Gasphase zwischen dem Silangas und dem Oxidationsgas gebildeter Fremdstoff in einen ausgebildeten Oxidfilm gemischt wird. Aus diesem Grund ist es in einem Ausbildungsverfahren für einen Oxidfilm, in dem Silangas und Oxidationsgas gleichzeitig zugeführt werden, schwierig, wie in der Erfindung einen Oxidfilm zu erhalten, der fast keine Störstellen enthält (und somit eine hohe Reinheit besitzt) und bei dem gleichzeitig das Auftreten eines Defekts wie etwa eines Hohlraums unterdrückt ist.
  • Außerdem ist ein CVD-Verfahren bekannt, bei dem der Reaktionskammer 21 (siehe 4) abwechselnd verschiedene Arten von Gasen zugeführt werden. Allerdings wird die Wirkung, daß das Innere der Gräben 17a bis 17c (siehe 1) mit einer verhältnismäßig kleinen Breite mit einem Oxidfilm in einem Zustand gefüllt werden kann, in dem das Auftreten eines Hohlraums unterdrückt wird, durch einen starken Einfluß der Auswahl des Silangases als Gas zum Ausbilden eines polykristallinen Siliciumfilms und außerdem der Auswahl eines Mischgases, das Sauerstoff als Oxidationsgas und Wasserstoffgas erhält, die beide durch den Erfinder ausgeführt werden, realisiert. Das heißt, da die polykristallinen Siliciumfilme 18 und 30 (siehe 7 und 9) unter Verwendung von Silangas mit hervorragender Stufenbedeckung ausgebildet werden, können die polykristallinen Siliciumfilme 18 und 30 in der Weise ausgebildet werden, daß sie die Seitenwände und die Böden der Gräben 17a bis 17c jeweils mit einer verhältnismäßig niedrigen Breite sicher bedecken.
  • Außerdem gibt es, falls die beiden Schritte, der Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S130 (siehe 5), mehrmals wiederholt werden, eine Möglichkeit, daß auch dann, wenn Silangas verwendet wird, ein kleiner Hohlraum 32 erzeugt wird, falls ein polykristalliner Siliciumfilm 31 im Innern eines Grabens mit außerordentlich kleiner Breite ausgebildet wird. 14 zeigt einen Zustand, in dem auf dem Oxidfilm 4 der polykristalline Siliciumfilm 31 ausgebildet wird, nachdem die Oxidfilme 3 und 4 im Graben 17a ausgebildet worden sind.
  • Wie in 14 gezeigt ist, ist es, nachdem im oberen Abschnitt eines Grabens mit niedriger Breite, der über dem Graben 17a auf der Oberseite des Oxidfilms 4 ausgebildet worden ist, eine Sperrung mit dem polykristallinen Siliciumfilm 31 auftritt, schwer, einen Hohlraum 32 mit einem üblichen CVD-Verfahren zu füllen. In der Erfindung wird der ausgebildete polykristalline Siliciumfilm 31 allerdings unter Verwendung eines Mischgases aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas nach der Ausbildung des polykristallinen Siliciumfilms 31 oxidiert. Somit dringt ein Oxidationstyp, der durch ein obenbeschriebenes Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas verursacht wird, bis zu einem polykristallinen Siliciumabschnitt, der eine Wandfläche eines Hohlraums 32 bildet, ins Innere des polykristallinen Siliciumfilms 31 oder in einen durch Oxidation des polykristallinen Siliciumfilms 31 ausgebildeten Oxidfilm (Isolierfilm) ein. Da bei der Oxidation des polykristallinen Siliciumfilms 31 (der in einen Siliciumoxidfilm umgewandelt wird) eine Volumenausdehnung stattfindet, schrumpft daraufhin ein Hohlraum 32 (siehe 14) oder verschwindet er durch die Volumenausdehnung. Wie in 15 gezeigt ist, kann im Ergebnis ein hohlraumfreier Oxidfilm 5 ausgebildet werden. Eine solche Wirkung kann erstmalig durch Anwendung eines Verfahrens realisiert werden, in dem die beiden Schritte des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und des Oxidierens des polykristallinen Siliciumfilms wie in der Erfindung als einzelner unabhängiger Schritt wiederholt ausgeführt werden.
  • Es wird angemerkt, daß ein Hohlraum in einem Oxidationsschritt wahrscheinlich beseitigt werden kann, da dann, wenn eine Filmdicke T1 (siehe 7) eines zu einem Zeitpunkt ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilms dünner ist, eine Größe eines ausgebildeten Hohlraums 32 ebenfalls kleiner wird oder das Auftreten eines Hohlraums unterdrückt werden kann. Wenn eine Filmdicke des polykristallinen Siliciumfilms 18 oder 30 (siehe 8 und 9) allerdings übermäßig klein ist, ist eine Dicke eines zu einem Zeitpunkt ausgebildeten Oxidfilms ebenfalls klein. Aus diesem Grund könnte erwogen werden, die Anzahl der wiederholten Zyklen der beiden Schritte, des Schrittes S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und des Oxidationsschritts S130 (siehe 5), zum Füllen des Innern der Gräben 17a bis 17c zu erhöhen, was aber eine Herstellungseffizienz verringert. Somit wird eine außerordentlich dünne Filmdicke eines ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilms 18 oder 30 (siehe 7 und 9) nicht für sehr praktisch gehalten. Gemäß einem Ergebnis einer vom Erfinder durchgeführten Untersuchung konnte das Auftreten eines Hohlraums bisher unterdrückt werden, wenn die Filmdicke eines zu einem Zeitpunkt ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilms 18 oder 30 (siehe 7 und 9) höchstens 5 nm betrug, wobei die Filmdicke allerdings vom Neigungswinkel der Seitenwandabschnitte der Gräben 17a bis 17c abhing.
  • Natürlich sind eine Filmdicke des polykristallinen Siliciumfilms 18 oder 30, der in dem Schritt S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms ausgebildet wird (siehe 5), und die Filmdickenwerte der Oxidfilme 3 und 4 (siehe
  • 8 und 10) nicht auf die Werte in der obenbeschriebenen Ausführungsform beschränkt. Außerdem sind die Filmausbildungsbedingungen für die polykristallinen Siliciumfilme 18 und 30 und ein Strömungsgeschwindigkeitsverhältnis zwischen dem Sauerstoff und dem Wasserstoff in dem Oxidationsschritt ebenfalls nicht auf die Werte in der obenbeschriebenen Ausführungsform beschränkt.
  • Eine Zeitdauer (eine Zeitdauer zwischen dem Zeitpunkt t1 und dem Zeitpunkt t2 (siehe 6)), während der dem Innern der Reaktionskammer 21 (siehe 4) Silangas zugeführt wird, ist nicht auf die Bedingungen der obenbeschriebenen Ausführungsform beschränkt, sondern kann in jedem Schritt des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms, der in die Oxidfilme 3 bis 7 (siehe 1) umgewandelt wird, geändert werden.
  • Zweite Ausführungsform
  • Anhand von 16 wird nun eine zweite Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Abgesehen davon, daß in den Oxidfilmen 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b und 37b, aus denen die jeweiligen Trennisolatoren 2a bis 2c konstruiert sind, Phosphor, d. h. n-Störstellen, enthalten sind, besitzt die in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung grundsätzlich eine ähnliche Struktur wie die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung. Wie aus einem später beschriebenen Herstellungsverfahren hervorgeht, steigt in den Isolatoren 2a bis 2c eine in den Oxidfilmen 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b und 37b enthaltene Phosphorkonzentration in Richtung von den Oxidfilmen 33a bis 33c, die sich in der untersten Schicht befinden (ein Gebiet, das dem Halbleitersubstrat 1 am nächsten ist), bis zu den Oxidfilmen 35a bis 35c oder bis zu dem Oxidfilm 37b in der obersten Schicht an.
  • Bei einer solchen Änderung der Phosphorkonzentration wird nicht nur eine ähnliche Wirkung wie in der in 1 gezeigten Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung erhalten, sondern werden auch Gebiete ausgebildet, die in den jeweiligen Trennisolatoren 2a bis 2c schichtweise Phosphor enthalten. Der in den Trennisolatoren 2a bis 2c enthaltene Phosphor fängt Atome von Störstellen wie etwa von einem Alkalimetall ein, die sich nachteilig auf die Operationen in einer Halbleitervorrichtung auswirken. Somit entsteht eine Wirkung, daß die Diffusion von Störstellenatomen wie etwa von einem Alkalimetall in ein Halbleitersubstrat unterdrückt wird. Folglich wird das Auftreten eines Problems, daß sich eine Eigenschaft einer Halbleitervorrichtung durch die Anwesenheit von Störstellenatomen wie etwa eines Alkalimetalls verschlechtert, unterdrückt.
  • Da der Phosphor nicht gleichförmig in den Trennisolatoren 2a bis 2c verteilt ist, sondern seine Konzentration gemäß jedem Oxidfilm unter den Oxidfilmen 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b und 37b verschieden ist, besitzen die Trennisolatoren 2a bis 2c außerdem jeweils eine Schichtstruktur in Schichten, welche gemäß jeder Schicht eine verschiedene Phosphorkonzentrationen besitzen (wobei die Phosphoratome auf schichtweise konzentrierte Weise verteilt sind). Somit kann die wie obenbeschriebene Wirkung, welche Störstellenatome wie etwa ein Alkalimetall einfängt, verbessert werden.
  • Nachfolgend ist in 17 eine Halbleiterherstellungsvorrichtung gezeigt, die in einem Herstellungsprozeß für eine in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung verwendet wird.
  • Die Filmausbildungsvorrichtung 20 als eine in 17 gezeigte Halbleiterherstellungsvorrichtung ist eine Vorrichtung zur Verwendung bei der Ausbildung der Trennisolatoren 2a bis 2c einer in 16 gezeigten Halbleitervorrichtung, wobei ihre Konstruktion grundsätzlich ähnlich der der in 4 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 ist. Die in 17 gezeigte Filmausbildungsvorrichtung 20 enthält: einen Rohrkanal, um dem Innern der Reaktionskammer 21 Phosphin (PH3) zuzuführen; die Ventile 24e, 26e und 27e; und eine Mengendurchfluß-Steuereinheit 25e in einem Reaktionsgas-Zuführmechanismus. Anhand von 18 wird kurz ein Prozeß zum Ausbilden der Trennisolatoren 2a bis 2c einer in 16 gezeigten Halbleitervorrichtung unter Verwendung der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 beschrieben.
  • Abgesehen davon, daß anstelle des Schrittes S120 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms, der in 5 gezeigt ist, ein Schritt 5220 des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms (siehe 18) realisiert ist, ist der Prozeß zum Ausbilden der in 16 gezeigten Trennisolatoren 2a bis 2c, wie in 18 gezeigt ist, grundsätzlich ähnlich dem (in 5 gezeigten) Prozeß zum Ausbilden der Trennisolatoren in der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die weiteren Schritte sind grundsätzlich ähnlich denen in dem in 5 gezeigten Ablaufplan.
  • Konkret entspricht ein Schritt S210 des Ausbildens eines Grabens aus 18 dem Schritt S110 des Ausbildens eines Grabens aus 5. Außerdem entspricht ein Oxidationsschritt S230 aus 18 dem Oxidationsschritt- S130 aus 5. Ein Schritt 5240 des Bestimmens, ob das Füllen des Grabens aus 18 abgeschlossen ist, entspricht dem Schritt 5140 des Bestimmens, ob das Füllen des Grabens aus 5 abgeschlossen ist. Ein Nachverarbeitungsschritt 5250 aus 18 entspricht dem Nachverarbeitungsschritt 5150 aus 5.
  • Im folgenden wird ein Herstellungsverfahren für die in
  • 16 gezeigte Halbleitervorrichtung beschrieben.
  • Zunächst werden ähnliche Schritte wie in den 2 und 3 ausgeführt, wodurch auf einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 (siehe 20) die Gräben 17a bis 17c (siehe 20) ausgebildet werden. Daraufhin wird das Halbleitersubstrat 1 ähnlich dem Herstellungsverfahren für die Halbleitervorrichtung in der ersten Ausführungsform der Erfindung auf dem Heizgerät 22 (siehe 17) in der Reaktionskammer 21 (siehe 17) der Filmausbildungsvorrichtung 20 (siehe 17) angeordnet, um das Halbleitersubstrat 1 auf eine vorgeschriebene Temperatur zu erwärmen.
  • Zum Zeitpunkt t1 aus 19 werden nicht nur die Ventile 24a, 24e, 26a und 26e der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 geöffnet, sondern werden auch durch Steuern der Mengendurchfluß-Steuereinheit 25a und 25e Silangas und Phosphingas (PH3) mit jeweiligen vorgeschriebenen Strömungsgeschwindigkeiten ins Innere der Reaktionskammer 21 eingeleitet. Als Strömungsgeschwindigkeit des Silangases kann hier ein Wert auf 0,05 l/min (50 Standard-cm3/min) eingestellt werden. Mit dem Stickstoff wird Phosphingas als Gas, das ein n-Störstellenelement enthält, gemischt, so daß es auf eine Phosphinkonzentration von 1 % verdünnt wird. Das verdünnte Gas wird mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 0,01 l/min (10 Standard-cm3/min) der Reaktionskammer 21 zugeführt. Wie in 20 gezeigt ist, kann im Ergebnis mittels eines CVD-Verfahrens leicht ein phosphorhaltiger polykristalliner Siliciumfilm 38 mit einer Filmdicke T3 ausgebildet werden, der aus dem Innern der Gräben 17a bis 17c bis nach oben auf die Oberseite des in 20 gezeigten Siliciumnitridfilms 16 verläuft.
  • Es wird angemerkt, daß ein Druck in der Reaktionskammer 21 zu diesem Zeitpunkt ähnlich der ersten Ausführungsform auf 30 Pa eingestellt werden kann. Außerdem kann eine Erwärmungstemperatur des Halbleitersubstrats 1 auf 620 °C eingestellt werden. Wenn zum Zeitpunkt t2 in 19 eine vorgeschriebene Zeit in diesem Zustand vergangen ist, werden nicht nur die Ventile 24a, 24e, 26a und 26e der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 geschlossen, sondern werden auch die Ventile 27a und 27e geöffnet, wodurch eine Zufuhr des Silangases und des Phosphingases ins Innere der Reaktionskammer 21 abgeschlossen wird. Auf diese Weise kann der Schritt 5220 des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms ausgeführt werden (siehe 18).
  • Daraufhin wird ein Atmosphärengas aus dem Innern der Reaktionskammer 21 abgelassen, um dadurch das Innere der Reaktionskammer nahezu auf einen Unterdruckzustand zu entleeren. Anschließend werden beginnend mit dem Zeitpunkt t3 aus 19 dem Innern der Reaktionskammer 21 der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 Sauerstoffgas und Wasserstoffgas zugeführt. Konkret werden in der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 nicht nur die Ventile 24b, 24c, 26b und 26c geöffnet, sondern durch Steuern der Mengendurchfluß-Steuereinheiten 25b und 25c auch dem Innern der Reaktionskammer 21 Sauerstoffgas und Wasserstoffgas mit den jeweiligen Strömungsgeschwindigkeiten zugeführt.
  • Die Zufuhrgeschwindigkeiten des Sauerstoffgases und des Wasserstoffgases sind grundsätzlich ähnlich jenen in dem Oxidationsschritt des Herstellungsverfahrens für die Halbleitervorrichtung in der ersten Ausführungsform der Erfindung. Im Ergebnis der Zufuhr der Gase findet eine Oxidation des auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 (siehe 20) ausgebildeten phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms 38 (siehe 20) statt. Der Oxidationsschritt wird fortgesetzt, bis fast der gesamte polykristalline Siliciumfilm 38 oxidiert ist. Wenn zum Zeitpunkt t4 (siehe 19) die Oxi dation des polykristallinen Siliciumfilms 38 (siehe 20) abgeschlossen ist, werden nicht nur die Ventile 24b, 24c, 26b und 26c der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 geschlossen, sondern werden auch die Ventile 27b und 27c geöffnet, um dadurch eine Zufuhr von Sauerstoffgas und Wasserstoffgas zur Reaktionskammer 21 abzuschließen. Dadurch wird der Oxidationsschritt S230(siehe 18) abgeschlossen. In dem Oxidationsschritt S230 wird der phosphorhaltige polykristalline Siliciumfilm 38 (siehe 20) oxidiert und somit zu dem phosphorhaltigen Oxidfilm 33 (siehe 21) mit einer Filmdicke T4. Dadurch wird eine wie in 21 gezeigte Struktur erhalten.
  • Es wird angemerkt, daß dadurch, daß der polykristalline Siliciumfilm 38 (siehe 20) Phosphor enthält, eine Wirkung erhalten werden kann, daß die Oxidation in dem Oxidationsschritt S230 (siehe 18) beschleunigt werden kann. Dementsprechend kann eine Zeitdauer des Oxidationsschritts S230 (siehe 18) des Oxidierens eines polykristallinen Siliciumfilms in der obenbeschriebenen zweiten Ausführungsform der Erfindung kürzer sein als die des Oxidationsschritts S130 (siehe 5) in der ersten Ausführungsform. Es wird angemerkt, daß eine solche Wirkung der Beschleunigung der Oxidation auch dadurch erhalten werden kann, daß andere n-Störstellen (beispielsweise Arsen) als Phosphor zu dem polykristallinen Siliciumfilm 38 (siehe 20) hinzugefügt werden.
  • Daraufhin wird zum Zeitpunkt t5 aus 19 in die Reaktionskammer 21 der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 ähnlich der Operation zum Zeitpunkt t1 Silangas und Phosphingas eingeleitet, um dadurch den Schritt 5220 (siehe 18) des Ausbildens des phosphorhaltigen polykristallinen Films 39 (siehe 22) auszuführen. Durch die Weiterführung dieses Filmausbildungsprozesses bis zum Zeitpunkt t6 (siehe 19) kann eine wie in 22 gezeigte Struktur erhalten werden.
  • Zum Zeitpunkt t6 aus 19 wird eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t2 ausgeführt, um eine Zufuhr des Silangases und des Phosphingases in die Reaktionskammer 21 abzuschließen. Daraufhin wird die Reaktionskammer 21 in einen Unterdruckzustand abgesaugt, worauf zum Zeitpunkt t9 eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t3 aus 19 folgt. Konkret werden in der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 die Ventile 24b, 24c, 26b und 26c sowie weitere betätigt, um ähnlich dem Betrieb zum Zeitpunkt t3 (siehe 19) dem Innern der Reaktionskammer 21 Sauerstoffgas und Wasserstoffgas als Oxidationsgas zuzuführen. Dadurch wird der Oxidationsschritt S230 (siehe 18) realisiert. Die Bedingungen der Zufuhrgeschwindigkeiten des Sauerstoffgases und des Wasserstoffgases, eine Erwärmungstemperatur des Halbleitersubstrats 1 und andere werden zu diesem Zeitpunkt ähnlich wie in dem in 21 beschriebenen Oxidationsschritt eingestellt. Im Ergebnis der Anwendung des Oxidationsschritts kann der phosphorhaltige polykristalline Siliciumfilm 39 (siehe 22) oxidiert werden. Der Oxidationsschritt wird fortgesetzt, bis der gesamte phosphorhaltige polykristalline Siliciumfilm 39 vollkommen oxidiert ist. Anschließend wird zu dem in 19 gezeigten Zeitpunkt t8 eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t4 ausgeführt, um dadurch eine Zufuhr des Sauerstoffgases und des Wasserstoffgases in die Reaktionskammer 21 der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 abzuschließen. Im Ergebnis einer Reihe der obigen Schritte kann der wie in 23 gezeigte phosphorhaltige Oxidfilm 34 ausgebildet werden.
  • Anschließend werden der obenbeschriebene Schritt 5220 (siehe 18) des Ausbildens des phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S230 (siehe 18) wiederholt, um die Gräben 17a bis 17c mit phosphorhaltigen Oxidfilmen zu füllen. Dadurch kann eine ähnliche Struktur wie in 11 gezeigt erhalten werden. Anschließend wird ähnlich dem in den 12 und 13 beschriebenen Prozeß ein Prozeß (mit einem Schritt, der dem Nachverarbeitungsschritt 5250 (siehe 18) entspricht, und einem Schritt des Ausbildens eines Feldeffekttransistors) ausgeführt, durch den die in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung erhalten werden kann.
  • In dem Prozeß des Füllens des Innern der Gräben 17a bis 17c mit den Oxidfilmen 33 bis 36 (siehe 24) zum Ausbilden der Trennisolatoren 2a bis 2c werden die beiden Schritte, der Schritt S220 (siehe 18) des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms und der Oxidationsschritt S230 (siehe 18) des Oxidierens des ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilms, wiederholt, um einen Schichtkörper auszubilden, der, wie in 24 gezeigt ist, aus den phosphorhaltigen Oxidfilmen 33 bis 36 konstruiert ist. Der in dem polykristallinen Siliciumfilm enthaltene Phosphor wandert wegen einer Differenz des Abscheidungskoeffizienten zwischen den Oxidfilmen (Siliciumoxidfilmen) und dem polykristallinen Siliciumfilm während des Oxidationsschritts in dem polykristallinen Siliciumfilm und in den Oxidfilmen. Schließlich zeigt eine Phosphorkonzentration im Oxidfilm 37, der sich in der obersten Schicht befindet, den höchsten Wert, während sich die niedrigste Phosphorkonzentration in dem Oxidfilm 33 in der untersten Schicht befindet. Im Ergebnis einer solchen Änderung der Verteilung der Phosphorkonzentration steigt eine Phosphorkonzentration allmählich von dem Oxidfilm 33 zu dem Oxidfilm 37 an (wobei eine Phosphorkonzentration im Oxidfilm 36 als einer Oxidfilmschicht höher ist als in den Oxidfilmen 35 bis 33 als den anderen Oxidfilmschichten, die an Stellen näher an dem Halbleitersubstrat 1 als ein Oxidfilm 36 angeordnet sind).
  • Es wird angemerkt, daß die Filmausbildungsbedingungen für die phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilme 38 und 39 nicht auf die obenbeschriebenen Bedingungen beschränkt sind, sondern andere Bedingungen angewendet werden können. Beispielsweise kann ein Prozeß zulässig sein, in dem ein phosphorhaltiger polykristalliner Siliciumfilm auf ähnliche Weise wie in der ersten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet wird, worauf ein Schritt des Einführens von Phosphor in den polykristallinen Siliciumfilm folgt. Konkret kann ein Trennisolator gemäß einem wie in 25 gezeigten Prozeß ausgebildet werden. Anhand von 25 wird ein weiteres Beispiel des Herstellungsverfahrens für die Trennisolatoren 2a bis 2c beschrieben.
  • Abgesehen davon, daß anstelle des Schrittes S220 des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms in 18 ein Schritt 5320 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und ein Schritt 5330 des Einführens von Phosphor in einen polykristallinen Siliciumfilm ausgeführt werden, ist das in 25 gezeigte Herstellungsverfahren für einen Trennisolator grundsätzlich ähnlich dem in 18 gezeigten Herstellungsverfahren. Die weiteren Schritte sind ähnlich den entsprechenden Schritten in dem in 18 gezeigten Herstellungsverfahren.
  • Konkret entspricht ein Schritt S310 des Ausbildens eines Grabens aus 25 dem Schritt S210 des Ausbildens eines Grabens aus 18. Außerdem entsprechen ein Oxidationsschritt S340 und ein Schritt S350 des Bestimmens, ob das Füllen des Grabens abgeschlossen ist, aus 25 dem Oxidationsschritt S230 bzw. dem Schritt 5240 des Bestimmens, ob das Füllen des Grabens abgeschlossen ist, aus 18. Außerdem entspricht ein Nachverarbeitungsschritt 5360 aus 25 dem Nachverarbeitungsschritt S250 aus 18. Auch wenn ein solcher Prozeß angewendet wird, können die Trennisolatoren 2a bis 2c der in 16 gezeigten Halbleitervorrichtung erhalten werden.
  • Im folgenden wird anhand von 26 kurz ein konkreter Prozeß der Anwendung des in 25 gezeigten Herstellungsverfahrens für die Trennisolatoren beschrieben.
  • Zunächst wird das Halbleitersubstrat 1 (siehe 17) nach ähnlichen Schritten (dem Schritt S310 des Ausbildens eines Grabens) (siehe 25), wie sie in den 2 und 3 gezeigt sind, im Innern der Reaktionskammer 21 der Filmausbildungsvorrichtung 20 (siehe 17) angeordnet. Daraufhin wird der Reaktionskammer 21 der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 zum Zeitpunkt t1 aus 26 Silangas zugeführt. Konkret werden die Ventile 24a und 26a der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 geöffnet, um der Reaktionskammer 21 unter Verwendung der Mengendurchfluß-Steuereinheit 25a Silangas mit einer vorgeschriebenen Geschwindigkeit zuzuführen. Dadurch kann ein polykristalliner Siliciumfilm ausgebildet werden, der kein Phosphor enthält und aus dem Innern der Gräben 17a bis 17c auf dem Halbleitersubstrat 1 bis nach oben auf den Siliciumnitridfilm 16 (20) verläuft. Auf diese Weise wird der Schritt S320 (siehe 25) des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms ausgeführt. Im Ergebnis kann eine ähnliche Struktur wie die in 7 gezeigte erhalten werden. Anschließend wird zum Zeitpunkt t2 aus 26 eine Zufuhr von Silangas in die Reaktionskammer 21 (siehe 17) abgeschlossen. Ausführlich werden nicht nur die Ventile 24a und 26a in der Filmausbildungsvorrichtung 20 aus 17 geschlossen, sondern wird auch das Ventil 27a geöffnet. Daraufhin wird ein Atmosphärengas in der Reaktionskammer 21 (siehe 17) abgelassen.
  • Daraufhin werden zum Zeitpunkt t3 aus 26 die Ventile 24e und 26e der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 geöffnet, um dadurch der Reaktionskammer 21 Phosphingas zuzuführen. Das Phosphingas wurde wie oben beschrieben auf eine Konzentration von 1 % mit Stickstoffgas verdünnt. Da das Phosphingas, da es auf diese Weise als Atmosphärengas eingeleitet wird, mit dem zuvor ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilm in Kontakt gebracht werden kann, kann in den polykristallinen Siliciumfilm Phosphor eingeführt werden. Dadurch wird der Schritt 5330 (siehe 25) des Einführens von Phosphor in einen polykristallinen Siliciumfilm ausgeführt. Daraufhin werden zum Zeitpunkt t4 aus 26 nicht nur die Ventile 24e und 26e in der Filmausbildungsvorrichtung 20 aus 17 geschlossen, sondern wird auch das Ventil 27e geöffnet. Dadurch wird eine Zufuhr von Phosphingas in die Reaktionskammer 21 abgeschlossen. Anschließend wird ein Atmosphärengas in der Reaktionskammer 21 (siehe 17) abgelassen.
  • Anschließend wird zum Zeitpunkt t5 aus 26 eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t3 in 19 ausgeführt, um dadurch der Reaktionskammer 21 der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 Wasserstoffgas und Sauerstoffgas zuzuführen. Im Ergebnis einer Zuführung des Gases wird der phosphorhaltige polykristalline Siliciumfilm oxidiert. Wenn zum Zeitpunkt t6 eine vorgeschriebene Zeitdauer vergangen ist, wird eine ähnliche Operation wie zum Zeitpunkt t4 in 19 ausgeführt, um dadurch eine Zufuhr des Wasserstoffgases und des Sauerstoffgases in die Reaktionskammer 21 der in 17 gezeigten Filmausbildungsvorrichtung 20 abzuschließen. Auf diese Weise wird der Oxidationsschritt S340 (siehe 25) abgeschlossen.
  • Eine Menge der Schritte, die den Schritt S320 des Ausführens eines polykristallinen Siliciumfilms und den Schritt 5330 des Einleitens von Phosphor in den polykristallinen Siliciumfilm sowie den Oxidationsschritt S340 (siehe 25) umfaßt, werden wiederholt, wodurch die Gräben 17a bis 17c (siehe 16) mit den in Schichten geschichteten Oxidfilmen ge füllt werden können. Anschließend werden die in den 12 und 13 gezeigten Schritte ausgeführt, d. h. wird der Nachverarbeitungsschritt S360 (siehe 25) ausgeführt, wodurch die in 16 gezeigten Trennisolatoren 2a bis 2c ausgebildet werden können. Außerdem kann dadurch, daß ein Schritt des Ausbildens eines Feldeffekttransistors an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 (siehe 16) ausgeführt wird, eine in 16 gezeigte Halbleitervorrichtung 1 erhalten werden.
  • Dadurch, daß der Schritt 5320 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und der Schritt 5330 des Einführens von Phosphor in den polykristallinen Siliciumfilm (siehe 25) getrennt ausgeführt werden, kann eine bestimmte Unterdrückung des Auftretens eines Hohlraums oder eines ähnlichen Defekts im Innern der Gräben 17a bis 17c erreicht werden. Dies liegt daran, daß die Stufenbedeckung eines in dem Schritt S320 des Ausbildens des polykristallinen Siliciumfilms ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilms hervorragender als in dem Schritt des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms in einem einzelnen Schritt wie etwa dem in 18 gezeigten Schritt ist. Es wird angemerkt, daß dann, wenn in einen zuvor ausgebildeten polykristallinen Siliciumfilm Phosphor eingeführt wird, eine Menge des einzuführenden Phosphors kleiner ist als dann, wenn wie oben beschrieben verdünntes Phosphingas und Silangas gleichzeitig in die Reaktionskammer 21 (siehe 17) eingeleitet werden, wobei aber eine ausreichende Wirkung der Beschleunigung der Oxidation, die eine Oxidationsgeschwindigkeit bei der Oxidation des polykristallinen Siliciumfilms erhöht, erreicht werden kann.
  • Dritte Ausführungsform
  • Anhand von 27 wird eine dritte Ausführungsform einer Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung beschrieben.
  • Abgesehen von einer Struktur der Trennisolatoren 2a bis 2c besitzt die in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung grundsätzlich eine ähnliche Struktur wie die in 1 gezeigte Halbleitervorrichtung. Das heißt, in der in 27 gezeigten Halbleitervorrichtung sind in einer Schichtstruktur der Oxidfilme 40a bis 40c, 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35b und 36b, aus denen die Trennisolatoren 2a bis 2c konstruiert sind, die Oxidfilme 40a bis 40c, die in der untersten Schicht (den Gebieten, die am nächsten an dem Halbleitersubstrat 1 sind) liegen, Basisoxidfilme, die gemäß einem Herstellungsverfahren und mit einer Filmqualität ausgebildet sind, die sich von denen der anderen Oxidfilme in den oberen Schichten unterscheiden.
  • Konkret sind die Siliciumoxidfilme 40a bis 40c in der untersten Schicht in der in 27 gezeigten Halbleitervorrichtung Siliciumoxidfilme, die gemäß einem LPCVD-Verfahren ausgebildet sind. Die phosphorhaltigen Oxidfilme 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35b und 36b, die als Barriereschichten in den oberen Schichten der Siliciumoxidfilme 40a bis 40c liegen, sind grundsätzlich mit einem ähnlichen Verfahren wie die Oxidfilme 33a bis 33c ausgebildet, aus denen die Trennisolatoren einer Halbleitervorrichtung der zweiten Ausführungsform mit dem in den Oxidfilmen 33a bis 33c enthaltenen Phosphor konstruiert sind.
  • Da die Oxidfilme 40a bis 40c als Barrierefilme als Barriere gegen die Diffusion eines Störstellenelements (Phosphor) in die Trennisolatoren 2a bis 2c dienen, kann auch in einer solchen Halbleitervorrichtung nicht nur eine ähnliche Wirkung wie in der zweiten Ausführungsform der Erfindung erreicht werden, sondern auch die Diffusion des Phosphors in die Masse des Halbleitersubstrats 1 unterdrückt werden.
  • Außerdem gibt es einen Fall, in dem in den Oxidfilmen 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35b und 36b bei der Ausbildung der Oxidfilme 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35b und 36b als Oxidfilmschichten unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens eine Verspannung auftritt. Da die Oxidfilme 40a bis 40c in einer in 27 gezeigten Halbleitervorrichtung aber jeweils als Relaxationsschicht für Verspannungen in den Oxidfilmen 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35b und 36b wirken, kann ein. Risiko, daß sich die Verspannungen in das Halbleitersubstrat 1 ausbreiten und im Halbleitersubstrat 1 eine Ursache für einen Defekt erzeugen, verringert werden.
  • Anhand der 28 bis 31 wird kurz ein Herstellungsprozeß für die in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung beschrieben.
  • Abgesehen davon, daß vor einem Schritt 5430 des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms ein Schritt 5420 des Ausbildens eines Basisoxidfilms als Schritt des Ausbildens eines Barrierefilms vorgesehen ist, ist ein in 28 gezeigtes Herstellungsverfahren für einen Trennisolator grundsätzlich ähnlich dem Herstellungsverfahren für die Halbleitervorrichtung der ersten Ausführungsform der Erfindung. Die von dem Schritt S420 des Ausbildens eines Basisoxidfilms verschiedenen Schritte sind grundsätzlich ähnlich den in 18 gezeigten Schritten des Ausbildens eines Trennisolators in einer Halbleitervorrichtung der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Das heißt, der Schritt S410 des Ausbildens eines Grabens aus 28 entspricht dem Schritt S210 des Ausbildens eines Gra bens aus 18. Ferner entsprechen der Schritt. S430 des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms aus 28, ein Oxidationsschritt S440, ein Schritt 5450 des Bestimmens, ob das Füllen eines Grabens abgeschlossen ist, und ein Nachverarbeitungsschritt S460 aus 28 jeweils dem Schritt 5220 des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms, dem Oxidationsschritt S230, dem Schritt 5240 des Bestimmens, ob das Füllen eines Grabens abgeschlossen ist, und dem Nachverarbeitungsschritt S250.
  • Im folgenden wird kurz ein Herstellungsverfahren für die in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung beschrieben.
  • Zunächst wird ein ähnlicher Schritt (ein Schritt des Ausbildens eines Grabens S410)(siehe 28) wie die in den 2 und 3 gezeigten Schritte ausgeführt, wodurch an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 die Gräben 17a bis 17c (siehe 27) ausgebildet werden. Daraufhin wird als der Schritt 5420 des Ausbildens eines Basisoxidfilms (siehe 28) ein polykristalliner Siliciumfilm 40 (siehe 29) ausgebildet, der aus dem Innern der Gräben 17a bis 17c bis nach oben auf die Oberseite des Siliciumnitridfilms 16 (siehe 29) verläuft. Dadurch wird eine wie in 29 gezeigte Struktur erhalten. Es wird angemerkt, daß eine Dicke des Siliciumoxidfilms 40 beispielsweise auf 10 nm eingestellt werden kann. Der Siliciumoxidfilm 40 wird unter Verwendung eines LPCVD-Verfahrens ausgebildet.
  • Dadurch, daß der Siliciumoxidfilms 40 als Basisoxidfilm ausgebildet wird, kann eine Verspannung, die durch den auf dem Siliciumoxidfilm 40 ausgebildeten Oxidfilm 33 (siehe 31) oder dergleichen erzeugt wird, entspannt werden, um die Einführung eines Defekts in das Halbleitersubstrat 1 durch die Verspannung zu unterdrücken. Außerdem besitzt der Silicium oxidfilm 40 als Basisoxidfilm eine Funktion als Barriere, die die Diffusion von Phosphor, das in den Oxidfilmen 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35b und 36b enthalten ist, aus denen die Trennisolatoren 2a bis 2c konstruiert sind, in das Halbleitersubstrat 1 verhindert. Es wird angemerkt, daß eine Filmdicke des Siliciumoxidfilms 40 nicht auf den obenbeschriebenen Wert beschränkt ist.
  • Daraufhin wird auf dem Siliciumoxidfilm 40 als ein dem Schritt S430 (siehe 28) entsprechender Schritt des Ausbildens eines phosphorhaltigen polykristallinen Siliciumfilms der phosphorhaltige polykristalline Siliciumfilm 38 ausgebildet. Ein Ausbildungsverfahren für den polykristallinen Siliciumfilm 38 ist grundsätzlich ähnlich dem in 20 gezeigten Schritt in der zweiten Ausführungsform der Erfindung.
  • Daraufhin wird ein Schritt des Ausbildens des Oxidfilms 33 (siehe 31) durch Oxidation des polykristallinen Siliciumfilms 38 (siehe 30) als der Oxidationsschritt S440 (siehe 28) ausgeführt. Als der Oxidationsschritt S440 kann ein ähnlicher Schritt wie der in 21 beschriebene verwendet werden. Im Ergebnis des obigen Prozesses kann eine wie in 31 gezeigte Struktur erhalten werden.
  • Im folgenden kann durch Ausführen ähnlicher Schritte, wie sie in den 22 und 23 und in den 11 bis 13 beschrieben wurden, eine in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung mit den Trennisolatoren 2a bis 2c erhalten werden.
  • Anhand von 32 wird eine beispielhafte Abwandlung der dritten Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
  • Abgesehen davon, daß die Siliciumoxidfilme 41a bis 41c, die sich als Barrierefilme in der untersten Schicht unter den Oxidfilmen, aus denen die Trennisolatoren 2a bis 2c kon struiert sind, befinden, mittels eines HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet sind, besitzt eine Halbleitervorrichtung, wie sie in 32 gezeigt ist, grundsätzlich eine ähnliche Struktur wie die in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung.
  • Anhand der 33 bis 35 wird im folgenden ein Herstellungsverfahren für eine in 32 gezeigte Halbleitervorrichtung beschrieben.
  • Zunächst werden ähnliche Schritte wie in den 2 und 3 ausgeführt, um dadurch an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 die Gräben 17a bis 17c auszubilden (siehe 33). Anschließend wird unter Verwendung eines HDP-CVD-Verfahrens der Siliciumoxidfilm 41 (siehe 33) ausgebildet. Dadurch wird eine wie in 33 gezeigte Struktur erhalten.
  • Daraufhin wird auf dem Siliciumoxidfilm 41 ähnlich dem in 30 gezeigten Schritt der phosphorhaltige polykristalline Siliciumfilm 38 (34) ausgebildet. Dadurch kann eine wie in 34 gezeigte Struktur erhalten werden.
  • Daraufhin wird der polykristalline Siliciumfilm 38 ähnlich dem in 31 gezeigten Schritt oxidiert, um dadurch den phosphorhaltigen Oxidfilm 33 (siehe 35) auszubilden. Im Ergebnis der Ausbildung des Oxidfilms 33 wird eine wie in 35 gezeigte Struktur erhalten.
  • Anschließend werden die Ausbildung eines polykristallinen Siliciumfilms und die Oxidation ähnlich einem Herstellungsverfahren für die in 27 gezeigte Halbleitervorrichtung wiederholt, um das Innere der Gräben 17a und 17c (siehe 32) mit Oxidfilmen zu füllen. Nachdem die einem in den 11 bis 13 gezeigten Nachverarbeitungsschritt S460 (siehe 28) entsprechenden Schritte ausgeführt worden sind, wer den ein Feldeffekttransistor und ein Zwischenschicht-Isolierfilm 11 (siehe 32) oder dergleichen ausgebildet, wodurch die in 32 gezeigte Halbleitervorrichtung erhalten werden kann.
  • Dadurch, daß ein Oxidfilm als Basisoxidfilm gemäß einer HDP-CVD ausgebildet wird, und dadurch, daß ferner die beiden Schritte des Ausbildens eines polykristallinen Siliciumfilms und dessen Oxidation in den anderen Abschnitten in den Trennisolatoren 2a bis 2c (siehe 32) wiederholt werden, um dadurch geschichtete Oxidschichten zu erhalten, kann ein Defekt, daß die Oberfläche des Halbleitersubstrats 1 teilweise abgeschrägt und problematisch ist, während die Gräben 17a bis 17c (siehe 32) lediglich mittels des HDP-CVD-Verfahrens gefüllt werden, verhindert werden.
  • Außerdem kann, falls ein anderes Verfahren als Ausbildungsverfahren für einen Oxidfilm wie oben beschrieben kombiniert wird, beispielsweise in dem Schritt 5420 (siehe 28) des Ausbildens eines Basisoxidfilms eine existierende CVD-Technik mit verhältnismäßig hoher Geschwindigkeit der Filmausbildung angewendet werden. Dabei kann eine Zeit, die das Füllen der Gräben 17a bis 17c (siehe 32) dauert, verkürzt werden.
  • Es wird angemerkt, daß in einem Schritt des Ausbildens der Siliciumoxidfilme 40a bis 40c als Basisoxidfilme beliebige Filmausbildungsverfahren verwendet werden können.
  • Wie in der obenbeschriebenen ersten bis dritten Ausführungsform gezeigt wurde, enthält eine Halbleitervorrichtung gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung: ein Halbleitersubstrat 1; und Trennisolatoren 2a bis 2c. An der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 sind die Gräben 17a bis 17c ausgebildet. Im Innern der Gräben 17a bis 17c sind unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens die Trennisolatoren 2a bis 2c ausgebildet, die die Elementausbildungsgebiete an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats 1 voneinander trennen. Die Trennisolatoren 2a bis 2c sind Schichtkörper, die aus mehreren Oxidfilmschichten wie etwa aus den Oxidfilmen 3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b und 7b konstruiert sind.
  • Wie auch aus dem Herstellungsverfahren verständlich ist, kann bei Anwendung einer solchen Struktur ein Isolator gemäß der Erfindung dadurch erhalten werden, daß ein Prozeß, in dem nach Ausbildung eines Films, aus dem eine Oxidfilmschicht erzeugt wird, wie etwa eines Siliciumfilms mit einer Filmdicke, die ausreichend kleiner als eine Breite eines Grabens ist, im Innern des Grabens, der Film wie etwa ein Siliciumfilm thermisch oxidiert wird, wiederholt wird. Da bei der Ausbildung des Siliciumfilms oder dergleichen, aus dem die obenbeschriebene Oxidfilmschicht erzeugt wird, ein Filmausbildungsverfahren mit einer ausgezeichneten Stufenbedeckung verwendet werden kann, kann ein Risiko verringert werden, daß durch Sperrung in einem oberen Abschnitt eines Grabens ein Defekt wie etwa ein Hohlraum ausgebildet wird.
  • Außerdem kann auch dann, wenn im Innern eines Grabens beim Ausbilden eines Films, aus dem eine Oxidfilmschicht erzeugt wird, ein Hohlraum oder dergleichen ausgebildet wird, ein Abschnitt, der dem Hohlraum zugewandt ist, oxidiert werden, da dem Abschnitt, der dem Hohlraum zugewandt ist, in dem Film durch Diffusion des Sauerstoffs in dem Film bei der thermischen Oxidation des Films Sauerstoff zugeführt wird. Da sich bei der Oxidation des Films wie etwa eines Siliciumfilms sein Volumen ausdehnt, kann ein Hohlraum mit fortschreitender Volumenausdehnung beseitigt werden. Im Ergebnis der Oxidation eines Abschnitts, der einem Hohlraum zugewandt ist, und der Volumenausdehnung kann ein Isolator ohne Defekt wie etwa ohne einen Hohlraum erhalten werden.
  • Da eine Filmqualität einer Oxidfilmschicht, die unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet worden ist, hervorragender als die eines Oxidfilms ist, der unter Verwendung eines LPCVD-Verfahrens oder eines HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet worden ist, kann ein Trennisolator mit einer ausgezeichneten Trenneigenschaft realisiert werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt kann außerdem Barrierefilme besitzen, die wie etwa die Siliciumoxidfilme 40a bis 40c und 41a bis 41c jeweils zwischen der Innenwand eines Grabens und einem Trennisolator liegen.
  • Da ein Barrierefilm in diesem Fall als Barriere gegen die Diffusion des Störstellenelements und andere in einem Trennisolator enthaltene Elemente dient, kann unterdrückt werden, daß das Störstellenelement und andere in dem Trennisolator enthaltene Elemente ins Innere eines Halbleitersubstrats diffundieren.
  • Es gibt einen Fall, in dem in den Oxidfilmschichten eine Verspannung erzeugt wird, wenn die Oxidfilmschichten, aus denen der Trennisolator konstruiert ist, unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet werden. Da ein Barrierefilm in der Erfindung aber als Relaxationsfilm für die Verspannung in den Oxidfilmschichten wirkt, breitet sich die Verspannung in einem Halbleitersubstrat aus, wodurch ein Risiko, daß die Verspannung zu einem Defekt in dem Halbleitersubstrat führt, gesenkt werden kann.
  • In einer Halbleitervorrichtung wie der oben in 16 beschriebenen können die Oxidschichtfilme wie etwa die Oxidfilme 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b und 37b gemäß dem ersten Aspekt ein n-Störstellenelement enthalten.
  • Da in diesem Fall ein Störstellenelement wie etwa ein Alkali metall durch ein n-Störstellenelement eingefangen werden kann, kann die Diffusion eines Störstellenelements in den Oxidfilmschichten unterdrückt werden. Somit kann die Verschlechterung einer Trenneigenschaft eines Trennisolators wegen eines Störstellenelements wie etwa eines Alkalimetalls unterdrückt werden.
  • Außerdem kann in einem thermischen Oxidationsschritt des Ausbildens von Oxidfilmschichten eine Oxidationsgeschwindigkeit bei der Oxidation zum Ausbilden der Oxidfilmschichten dadurch verbessert werden, daß in einen Film, aus dem eine Oxidfilmschicht ausgebildet wird, n-Störstellen integriert werden. Somit kann die Zeit, die der thermische Oxidationsschritt des Ausbildens der Oxidfilmschichten dauert, verkürzt werden.
  • Außerdem besitzt eine Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wie eine in der zweiten und dritten Ausführungsform gezeigte Halbleitervorrichtung das Halbleitersubstrat 1 und die Isolatoren 2a bis 2c. Das Halbleitersubstrat 1 besitzt eine Hauptoberfläche, an der Unebenheitsabschnitte wie etwa die Gräben 17a bis 17c ausgebildet sind. Auf dem Unebenheitsabschnitt ist ein Isolator ausgebildet, der aus einem Schichtkörper konstruiert ist, der aus mehreren Oxidfilmschichten konstruiert ist, die ein n-Störstellenelement enthalten.
  • Da in diesem Fall ein Störstellenelement wie etwa ein Alkalimetall von einem n-Störstellenelement eingefangen werden kann, kann die Diffusion von Störstellenatomen in den Oxidfilmschichten unterdrückt werden. Aus diesem Grund kann eine Verschlechterung einer Eigenschaft einer Halbleitervorrichtung, die durch die Diffusion von Störstellenatomen wie etwa eines Alkalimetalls in den Bausteinen eines Halbleiterelements wie etwa eines auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten Feldeffekttransistors verursacht wird, unterdrückt wer den.
  • In einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren obenbeschriebenen Aspekt können die Oxidfilmschichten unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet werden.
  • In diesem Fall können die Trennisolatoren gemäß der Erfindung, wie ebenfalls aus einem Herstellungsverfahren für die Halbleitervorrichtung verständlich wird, dadurch erhalten werden, daß ein Prozeß der thermischen Oxidation eines Films wie etwa eines Siliciumfilms, aus dem die Oxidfilmschichten ausgebildet werden, nach Ausbildung des Films als Siliciumfilm mit einer Dicke, die ausreichend kleiner als eine Breite einer Aussparung (beispielsweise eines Grabens) eines Unebenheitsabschnitts im Innern der Aussparung ist, wiederholt wird. Da bei der Ausbildung eines Siliciumfilms, aus dem die obenbeschriebenen Oxidfilmschichten ausgebildet werden, ein Filmausbildungsverfahren mit einer ausgezeichneten Stufenbedeckung verwendet werden kann, kann ein Risiko, daß durch Sperrung im oberen Abschnitt ein Defekt wie etwa ein Hohlraum ausgebildet wird, verringert werden.
  • Außerdem kann auch dann, wenn im Innern einer Aussparung beim Ausbilden eines Films, aus dem die obenbeschriebenen Oxidfilmschichten ausgebildet werden, ein Hohlraum oder dergleichen ausgebildet wird, ein Abschnitt, der dem Hohlraum zugewandt ist, oxidiert werden, da dem Abschnitt, der dem Hohlraum in dem Film zugewandt ist, durch Diffusion von Sauerstoff in dem Film bei der thermischen Oxidation des Films Sauerstoff zugeführt wird. Da sich bei der Oxidation des Films wie etwa eines Siliciumfilms sein Volumen ausdehnt, kann ein Hohlraum mit fortschreitender Volumenausdehnung beseitigt werden. Im Ergebnis der Oxidation eines Abschnitts, der einem Hohlraum zugewandt ist, und der Volumenausdehnung kann ein Isolator ohne Defekt wie etwa ohne einen Hohlraum erhalten werden.
  • Da eine Filmqualität einer Oxidfilmschicht, die unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet wird, hervorragender als die einer Oxidfilmschicht ist, die unter Verwendung eines LPCVD-Verfahrens oder eines HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet wird, kann ein Trennisolator mit einer ausgezeichneten Trenneigenschaft realisiert werden. Somit kann ein Trennisolator mit hervorragender Trenneigenschaft realisiert werden, wenn ein Isolator gemäß der Erfindung als Trennisolator zum Trennen von Elementausbildungsgebieten verwendet wird.
  • Außerdem kann in einem thermischen Oxidationsschritt des Ausbildens von Oxidfilmschichten eine Oxidationsgeschwindigkeit bei der Oxidation zum Ausbilden der Oxidfilmschichten dadurch verbessert werden, daß in einem Film, aus dem die Oxidfilmschichten ausgebildet werden, n-Störstellen integriert werden. Somit kann die Zeit, die der thermische Oxidationsschritt des Ausbildens der Oxidfilmschichten dauert, verkürzt werden.
  • In einer Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann ein Unebenheitsabschnitt einen Graben enthalten, der auf einer Hauptoberfläche der Halbleitervorrichtung ausgebildet ist. Ein Isolator kann in der Weise ausgebildet sein, daß er einen Graben füllt.
  • In diesem Fall kann ein Isolator gemäß der Erfindung als Grabentrennstruktur verwendet werden.
  • Eine Halbleitervorrichtung gemäß einem weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann ferner eine Barriere wie etwa eine Barriere aus den Siliciumoxidfilmen 40a bis 40c und 41a bis 41c ent halten, die zwischen der Innenwand des Grabens und einem Isolator liegt.
  • Da in diesem Fall ein Barrierefilm als Barriere gegen die Diffusion eines Störstellenelements und anderer Elemente in einem Isolator wirkt, kann die Diffusion eines Störstellenelements und anderer in einem Isolator enthaltener Elemente ins Innere eines Halbleitersubstrats unterdrückt werden.
  • Es gibt einen Fall, in dem in den Oxidfilmschichten, wenn die Oxidfilmschichten, aus denen ein Trennisolator konstruiert wird, unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet werden, eine Verspannung erzeugt wird. Da ein Barrierefilm in der Erfindung aber. als Relaxationsfilm für die Verspannung in den Oxidfilmschichten wirkt, breitet sich die Verspannung in einem Halbleitersubstrat aus, wodurch ein Risiko, daß die Verspannung einen Defekt in dem Halbleitersubstrat bewirkt, verringert wird.
  • In einer Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einem weiteren Aspekt kann ein n-Störstellenelement Phosphor sein.
  • In diesem Fall kann in einem thermischen Oxidationsprozeß zum Ausbilden von Oxidfilmschichten nicht nur eine Oxidationsgeschwindigkeit sicher erhöht werden, sondern können auch Störstellenatome wie etwa ein Alkalimetall durch Phosphor eingefangen werden.
  • In der Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einem weiteren Aspekt kann eine Konzentration eines n-Störstellenelements in einer Oxidfilmschicht unter mehreren Oxidfilmschichten, wie in der obenbeschriebenen zweiten Ausführungsform gezeigt ist, höher als eine Konzentration des n-Störstellenelements in einer weiteren Oxidfilmschicht, die sich näher an einem Halbleitersubstrat als die eine Oxidfilmschicht befindet, sein.
  • Da eine Konzentration eines n-Störstellenelements in der Nähe der obersten Oxidfilmschicht steigt, kann auf diese Weise ein Störstellenelement wie etwa ein Alkalimetall in einer oberen Schicht der Oxidfilmschichten mit höherer Sicherheit eingefangen werden.
  • In einer Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einem weiteren Aspekt kann ein Barrierefilm ein Siliciumoxidfilm sein, der mittels Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren mit hochdichtem Plasma oder mittels Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren bei niedrigem Druck ausgebildet wird. Ferner können die Oxidfilmschichten in einer Halbleitervorrichtung gemäß dem ersten Aspekt oder einem weiteren Aspekt durch thermische Oxidation von Silicium erhalten werden.
  • Da in diesem Fall als Ausbildungsverfahren für einen Barrierefilm, der einen Graben oder eine Aussparung einer Aussparung/eines Vorsprungs füllt, ein HDP-CVD-Verfahren und ein LPCVD-Verfahren verwendet werden, kann in dem Herstellungsprozeß für eine Halbleitervorrichtung gemäß der Erfindung eine herkömmliche Halbleiterherstellungsvorrichtung verwendet werden. Außerdem kann bei der Filmausbildung eines Barrierefilms unter Verwendung eines HDP-CVD-Verfahrens, eines LPCVD-Verfahrens oder dergleichen, die bei herkömmlichen Ausbildungsverfahren eine höhere Filmausbildungsgeschwindigkeit besitzen, eine zum Füllen eines Grabens oder dergleichen erforderliche Arbeitszeit in der Erfindung kürzer sein als in dem Fall, daß sämtliche Gräben oder Aussparungen von Unebenheitsabschnitten mit Oxidfilmschichten gefüllt werden.
  • Ein Herstellungsverfahren für eine in den Ausführungsformen der Erfindung gezeigte Halbleitervorrichtung enthält gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung: einen Schritt des Vorbereitens des Halbleitersubstrats; und einen Schritt des Ausbildens eines Isolators. In dem Halbleitersubstrat-Vorbereitungsschritt wird ein Halbleitersubstrat mit einer Hauptoberfläche, an der Unebenheitsabschnitte ausgebildet sind, vorbereitet. In dem Isolatorausbildungsschritt werden ein Schritt des Ausbildens eines Siliciumfilms unter Verwendung einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren auf den Unebenheitsabschnitten (Aussparungs-/Vorsprungsabschnitten) und ein Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms durch Oxidation des Siliciumoxidfilms abwechselnd mehrmals wiederholt.
  • Bei Anwendung eines solchen Herstellungsverfahrens kann durch Wiederholen eines Prozesses der thermischen Oxidation eines Siliciumfilms oder dergleichen, aus dem die Oxidfilmschichten ausgebildet werden, nach Ausbildung des Siliciumfilms mit einer Dicke, die ausreichend kleiner als eine Breite einer Aussparung eines Unebenheitsabschnitts im Innern der Aussparung ist, eine Halbleitervorrichtung mit einem Isolator gemäß der Erfindung erhalten werden. Da bei der Ausbildung des Siliciumfilms ein Filmausbildungsverfahren mit einer ausgezeichneten Stufenbedeckung verwendet werden kann, kann ein Risiko, daß durch Sperrung in dem oberen Abschnitt Defekte wie etwa ein Hohlraum ausgebildet werden, verringert werden.
  • Außerdem kann auch dann, wenn im Innern einer Aussparung beim Ausbilden des Siliciumfilms ein Hohlraum oder dergleichen ausgebildet wird, ein Siliciumfilmabschnitt, der dem Hohlraum zugewandt ist, oxidiert werden, da dem Siliciumabschnitt, der dem Hohlraum zugewandt ist, durch Diffusion von Sauerstoff in den Siliciumfilm bei der thermischen Oxidation des Siliciumfilms ebenfalls Sauerstoff zugeführt wird. Da sich bei der Oxidation des Siliciumfilms dessen Volumen vergrößert, kann ein Hohlraum mit fortschreitender Volumenausdehnung beseitigt werden. Im Ergebnis der Oxidation eines Siliciumfilmabschnitts, der einem Hohlraum zugewandt ist, und der Volumenausdehnung kann ein Isolator ohne Defekt wie etwa ohne einen Hohlraum erhalten werden.
  • Außerdem kann in dem Siliciumfilm-Oxidationsschritt eine thermische Oxidation verwendet werden. Dabei ist eine Filmqualität eines Siliciumoxidfilms, der unter Verwendung des thermischen Oxidationsverfahrens ausgebildet wird, hervorragender als die eines Siliciumoxidfilms, der unter Verwendung eines LPCVD-Verfahrens oder eines HDP-CVD-Verfahrens ausgebildet wird. Somit kann dadurch, daß ein Isolator verwendet wird, der in dem obenbeschriebenen Isolatorausbildungsprozeß als Trennisolator ausgebildet wird, ein Trennisolator mit einer ausgezeichneten Trenneigenschaft erhalten werden.
  • In einem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann ein Reaktionsgas, das in einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren verwendet wird, ein Gas enthalten, das n-Störstellen enthält.
  • In einem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann in dem Isolatorausbildungsschritt außerdem ein Schritt des Einführens eines n-Störstellenelements in einen Siliciumfilm nach einem Schritt des Ausbildens eines Siliciumfilms und vor einem Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms ausgeführt werden. In dem Schritt des Einführens eines n-Störstellenelements in einem Siliciumfilm kann ein Gas, das das n-Störstellenelement enthält, auch mit dem Siliciumfilm in Kontakt gebracht werden, um dadurch das n-Störstellenelement in ihn einzuführen.
  • In einem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann ein n-Störstellenelement Phosphor sein.
  • In diesem Fall kann ein n-Störstellenelement wie etwa Phosphor leicht in einem ausgebildeten Siliciumfilm eingeführt werden.
  • Außerdem kann in dem Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms eine Oxidationsgeschwindigkeit des Siliciumfilms dadurch verbessert werden, daß in einen Siliciumfilm im voraus n-Störstellen wie etwa Phosphor integriert werden. Aus diesem Grund kann eine Zeit, die das Ausbilden eines Siliciumoxidfilms dauert, verkürzt werden.
  • In einem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann ein Gas, das ein n-Störstellenelement enthält, Phosphingas sein.
  • In diesem Fall kann dadurch, daß in eine Reaktionskammer einer Vorrichtung, in der eine Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren (CVD-Verfahren) ausgeführt wird, um darin einen Siliciumfilm auszubilden, während der Ausbildung eines Siliciumfilms oder nach der Ausbildung des Siliciumfilms Phosphingas eingeführt wird, Phosphor leicht in den Siliciumfilm eingeführt werden.
  • In dem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt können in dem Schritt des Ausbildens eines Isolators außerdem die folgenden Prozeßbedingungen angewendet werden. Das heißt, in dem Schritt des Ausbildens eines Isolators kann eine Temperatur eines Halbleitersubstrats im Bereich von 520 °C bis 750 °C eingestellt werden, wobei beide Grenzwerte enthalten sind. Ein Reaktionsgas, das in einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren in dem Schritt des Ausbildens eines Siliciumfilms verwendet wird, kann Silangas enthalten. Ein Reaktionsgas, das in dem Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms mit dem Siliciumoxidfilm in Kontakt gebracht wird, um den Siliciumfilm zu oxidieren, kann in dem Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms ein Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas enthalten. Ein Volumenprozentsatz des Wasserstoffgases in dem Mischgas kann im Bereich von 1 % bis 30 % liegen, wobei beide Grenzwerte enthalten sind.
  • In diesem Fall können die Ausbildung eines Siliciumfilms auf einem Halbleitersubstrat und die thermische Oxidation des Siliciumfilms sicher ausgeführt werden.
  • Ein Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann außerdem vor dem Isolatorausbildungsprozeß einen Schritt des Ausbildens eines Barrierefilms in einem Unebenheitsabschnitt eines Halbleitersubstrats enthalten.
  • Da in diesem Fall der Barrierefilm als Barriere gegen die Diffusion von n-Störstellen und andere Störstellen in einem Isolator in ein Halbleitersubstrat arbeitet, kann eine Diffusion eines n-Störstellenelements und anderer in dem Isolator enthaltene Elemente in das Halbleitersubstrat unterdrückt werden.
  • Außerdem gibt es in dem Schritt des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms einen Fall, in dem in einem Siliciumoxidfilm eine Verspannung erzeugt wird. Da in der Erfindung ein Barrierefilm als Relaxationsschicht für die Verspannung in dem Siliciumoxidfilm arbeitet, breitet sich die Verspannung über ein Halbleitersubstrat aus, wodurch ein Risiko eines Defekts in dem Halbleitersubstrat verringert werden kann.
  • In einem Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung gemäß einem nochmals weiteren obenbeschriebenen Aspekt kann der Schritt des Vorbereitens eines Halbleitersubstrats einen Schritt des Ausbildens eines Grabens als Bestandteil eines Unebenheitsabschnitts an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats enthalten. Außerdem kann der Siliciumfilm in dem Schritt des Ausbildens eines Siliciumfilms im Innern eines Grabens ausgebildet werden.
  • In diesem Fall kann ein in dem Isolatorausbildungsprozeß erhaltener Schichtkörper von Siliciumoxidfilmen als Grabentrenn-Isolationsfilm verwendet werden.
  • Da ein Trennisolator gemäß der Erfindung auf diese Weise eine Schichtstruktur enthält und die Oxidfilmschichten, aus denen die Schichtstruktur konstruiert ist, durch einen Prozeß des Oxidierens von polykristallinem Silicium ausgebildet werden, aus dem nach Ausbildung des polykristallinem Siliciumfilms ein Oxidfilm ausgebildet wird, kann das Auftreten eines Defekts wie etwa eines Hohlraums in einem Trennisolator unterdrückt werden. Folglich kann die Verschlechterung der Trenneigenschaft in einem Trennisolator unterdrückt werden.
  • Obgleich die Erfindung beispielhaft beschrieben und gezeigt wurde, dient dies selbstverständlich lediglich zur Erläuterung und als Beispiel und soll nicht als Beschränkung verstanden werden, wobei der Erfindungsgedanke und der Umfang der Erfindung lediglich durch die beigefügten Ansprüche beschränkt sind.

Claims (20)

  1. Halbleitervorrichtung, mit: einem Halbleitersubstrat (1) mit einer Hauptoberfläche, an der ein Graben (17a bis 17c) ausgebildet ist; und einem Trennisolator (2a bis 2c), der unter Verwendung eines thermischen Oxidationsverfahrens im Innern des Grabens (17a bis 17c) ausgebildet ist, um die Elementausbildungsgebiete an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) voneinander zu trennen, wobei der Trennisolator (2a bis 2c) ein Schichtkörper ist, der durch mehrere Oxidfilmschichten (3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b, 7b, 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b, 37b) ausgebildet ist.
  2. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Barrierefilm (40a bis 40c, 41a bis 41c), der zwischen einer Innenwand eines Grabens (17a bis 17c) und dem Trennisolator (2a bis 2c) liegt.
  3. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Barrierefilm (40a bis 40c, 41a bis 41c) ein Siliciumoxidfilm ist, der mittels Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren mit hochdichtem Plasma oder mittels Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren bei niedrigem Druck ausgebildet worden ist.
  4. Halbleitervorrichtung nach einem vorangehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Oxidfilmschichten (3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b, 7b, 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b, 37b) ein n-Störstellenelement enthalten.
  5. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das n-Störstellenelement Phosphor ist.
  6. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration des n-Störstellenelements in einer Oxidfilmschicht unter den mehreren Oxidfilmschichten (3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b, 7b, 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b, 37b) höher als eine Konzentration des n-Störstellenelements in einer weiteren Oxidfilmschicht ist, die sich näher an dem Halbleitersubstrat (1) als die eine Oxidfilmschicht befindet.
  7. Halbleitervorrichtung, mit: einem Halbleitersubstrat (1) mit einer Hauptoberfläche, an der ein Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) ausgebildet ist; und einem Isolator (2a bis 2c), der auf dem Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) ausgebildet ist und einen Schichtkörper enthält, der durch mehrere Oxidfilmschichten (3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b, 7b, 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b, 37b) ausgebildet ist, die ein n-Störstellenelement enthalten.
  8. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) einen Graben (17a bis 17c) enthält, der an der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) ausgebildet ist, und der Isolator (2a bis 2c) in der Weise ausgebildet ist, daß er den Graben (17a bis 17c) füllt.
  9. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch einen Barrierefilm (40a bis 40c, 41a bis 41c), der zwischen einer Innenwand des Grabens (17a bis 17c) und dem Isolator (2a bis 2c) liegt.
  10. Halbleitervorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Barrierefilm (40a bis 40c, 41a bis 41c) ein Siliciumoxidfilm ist, der mittels Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren mit hochdichtem Plasma oder mittels Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren bei niedrigem Druck ausgebildet worden ist.
  11. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das n-Störstellenelement Phosphor ist.
  12. Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine Konzentration des n-Störstellenelements in einer Oxidfilmschicht unter den mehreren Oxidfilmschichten (3a bis 3c, 4a bis 4c, 5a bis 5c, 6b, 7b, 33a bis 33c, 34a bis 34c, 35a bis 35c, 36b, 37b) höher als eine Konzentration des n-Störstellenelements in einer weiteren Oxidfilmschicht ist, die sich näher an dem Halbleitersubstrat als die eine Oxidfilmschicht befindet.
  13. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten: Vorbereiten eines Halbleitersubstrats (1) mit einer Hauptoberfläche, an der ein Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) ausgebildet ist; und abwechselndes mehrmaliges Wiederholen eines Schrittes (S120, S220, S320, S430) des Ausbildens eines Siliciumfilms (18, 30, 31, 38, 39) auf dem Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) unter Verwendung einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren und eines Schrittes (S130, S230, S340, S440) des Ausbildens eines Siliciumoxidfilms (3 bis 7, 33 bis 37) durch Oxidieren des Siliciumfilms (18, 30, 31, 38, 39).
  14. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt des Ausbildens des Siliciumfilms (18, 30, 31, 38, 39) ein Reaktionsgas, das in einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren verwendet wird, ein Gas enthält, das ein n-Störstellenelement enthält.
  15. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß das n-Störstellenelement Phosphor ist.
  16. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Gas, das das n-Störstellenelement enthält, Phosphingas ist.
  17. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Schritt (S130, S230, S340, S440) des Ausbildens des Isolators (3 bis 7, 33 bis 37) ein Schritt (5330) ausgeführt wird, in dem das n-Störstellenelement dadurch in den Siliciumfilm (18, 30, 31, 38, 39) eingeführt wird, daß ein Gas, das das n-Störstellenelement enthält, nach dem Schritt (S120, S220, S320, S430) des Ausbildens des Siliciumfilms (18, 30, 31, 38, 39) und vor dem Schritt (S130, S230, S340, S440) des Ausbildens des Siliciumoxidfilms (3 bis 7, 33 bis 37) mit dem Siliciumfilm (18, 30, 31, 38, 39) in Kontakt gebracht wird.
  18. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Temperatur des Halbleitersubstrats (1) in dem Schritt (S130, S230, S340, S440) des Ausbildens des Isolators (3 bis 7, 33 bis 37) von wenigstens 520 °C bis höchstens 750 °C eingestellt wird, ein Reaktionsgas, das in einer Gasphasenabscheidung nach chemischem Verfahren in dem Schritt (S120, S220, S320, S430) des Ausbildens des Siliciumfilms (18, 30, 31, 38, 39) verwendet wird, Silangas enthält, ein Reaktionsgas, das in dem Schritt (S130, S230, S340, S440) des Ausbildens des Siliciumoxidfilms (3 bis 7, 33 bis 37) mit dem Siliciumfilm (18, 30, 31, 38, 39) in Kontakt gebracht wird, um ihn zu oxidieren, ein Mischgas aus Sauerstoffgas und Wasserstoffgas enthält, und ein Volumenprozentsatz des Wasserstoffgases in dem Mischgas von wenigstens 1 % bis höchstens 30 % beträgt.
  19. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 18, gekennzeichnet durch einen weiteren Schritt (S420) des Ausbildens eines Barrierefilms auf dem Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) des Halbleitersubstrats (1) vor dem Schritt (S130, S230, S340, S440) des Ausbildens des Isolators (3 bis 7, 33 bis 37).
  20. Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 13 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Vorbereitens des Halbleitersubstrats (1) umfaßt: einen Schritt (S110, S210, S310, S410) des Ausbildens eines Grabens (17a bis 17c), der in dem Unebenheitsabschnitt (17a bis 17c) an einer Hauptoberfläche des Halbleitersubstrats (1) enthalten ist, und der Siliciumfilm (18, 30, 31, 38, 39) in dem Schritt (S120, S220, S320, S430) des Ausbildens des Siliciumfilms (18, 30, 31, 38, 39) im Innern des Grabens (17a bis 17c) ausgebildet wird.
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