DE3837762A1 - Halbleitereinrichtung mit einem isolationsoxidfilm und herstellungsverfahren - Google Patents

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Halbleitereinrichtung, und im besonderen auf eine Halbleitereinrichtung mit einem Isolations­ oxidfilm neben Gräben, die in einem Halbleitersubstrat vorgesehen sind, und auf ein Herstellungsverfahren dafür.

In letzter Zeit verlief eine bemerkenswerte Entwicklung bei Halbleitereinrichtungen, und zur Schaffung einer höchsten Pac­ kungsdichte in dynamischen Speichern mit wahlfreiem Zugriff (DRAMs), ohne deren Speichereigenschaften zu verschlechtern, wur­ den verschiedene Vorschläge gemacht.

Fig. 1 zeigt in einem Blockdiagramm ein Beispiel eines Aufbaues eines allgemeinen DRAM. Ein Speicherzellenfeld 101 weist eine Mehrzahl von Wortleitungen und eine Mehrzahl von Bitleitungen auf, die so angeordnet sind, daß sie sich gegenseitig überschnei­ den, wobei bei den jeweiligen Schnittpunkten dieser Wortleitungen und Bitleitungen Speicherzellen vorgesehen sind. Eine Speicher­ zelle wird bei jedem Schnittpunkt einer Wortleitung, die durch einen X-Adreß-Pufferdekoder 102 ausgewählt wird, und einer Bitleitung, die durch einen Y-Adreß-Pufferdekoder 103 ausgewählt wird, ausgewählt. Daten werden in die ausgewählte Speicherzelle eingeschrieben oder die in der Speicherzelle gespeicherten Daten werden daraus ausgelesen. Ein Befehl zum Schreiben oder Lesen von Daten wird durch ein Lesen/Schreiben-(R/W)Steuersignal, das an eine R/W-Steuerschaltung 104 anliegt, vorgegeben. Beim Schreiben von Daten werden Eingangsdaten Dein über die R/W-Steuerschaltung 104 an eine ausgewählte Speicherzelle angelegt. Auf der anderen Seite werden beim Lesen von Daten die in der ausgewählten Speicherzelle gespeicherten Daten durch einen Leseverstärker 105 nachgewiesen und verstärkt, und die verstärkte Ausgabe wird als Ausgangsdaten Daus über einen Datenausgangspuffer 106 vorgesehen.

Fig. 2 ist ein äquivalentes Schaltungsdiagramm einer dynamischen Speicherzelle, die zur Erklärung des Schreib-/Lesebetriebes einer Speicherzelle gezeigt ist.

Gemäß Fig. 2 weist die dynamische Speicherzelle einen Feld­ effekttransistor 108 und einen Kondensator 109 auf. Die Gateelek­ trode des Feldeffekttransistors 108 ist mit einer Wortleitung 110 verbunden und dessen mit dem Kondensator 109 verbundene Source- Drain Elektrode ist mit einer Bitleitung 107 verbunden. Beim Schreiben von Daten ist der Feldeffekttransistor 108 durch Anlegen einer vorbestimmten Ladung an die Wortleitung 110 leitend und dementsprechend wird eine an die Bitleitung 107 angelegte Ladung in dem Kondensator 109 gespeichert. Auf der anderen Seite ist beim Lesen von Daten der Feldeffekttransistor 110 durch Anlegen einer vorbestimmten Ladung an die Wortleitung 110 leitend und dementsprechend wird die in dem Kondensator 109 gespeicherte Ladung über die Bitleitung 107 herausgenommen. Daher hängt eine Speicherkapazität der Speicherzelle von der Kapazität des Konden­ sators 109 ab. Um eine Packungsdichte eines Speicherzellenfeldes zu erhöhen, wurden folglich Grabenspeicherzellen entwickelt, bei denen Gräben auf einem Halbleitersubstrat gebildet sind, und ein Ladungsspeicherbereich auf den inneren Oberflächen von jedem Graben gebildet ist, wodurch es ermöglicht wurde, die Speicherka­ pazitäten der Speicherzellen zu erhalten oder zu erhöhen.

Fig. 3 stellt eine Draufsicht eines dynamischen RAM (im nachfol­ genden als DRAM bezeichnet) eines gefalteten Bitleitungssystems mit Grabenspeicherzellen dar, und Fig. 4 stellt eine Schnittan­ sicht, genommen entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3 dar.

Diese Grabenspeicherzellen sind zum Beispiel bei einem Vortrag Nr. 9.6 des International Electron Device Meeting von 1984 (IEDM ′84) veröffentlicht.

Nach den Fig. 3 und 4 sind eine Mehrzahl von Speicherzellen 12 auf einer Oberfläche eines p-Typ Halbleitersubstrates 1 gebildet, und diese Speicherzellen 12 sind durch einen Isolationsoxidfilm 8 voneinander getrennt. Jede Speicherzelle 12 weist einen Ladungs­ speicherbereich 16 zum Speichern einer Ladung, ein Übertragungs­ gatter 18, und einen n-Typ Verunreinigungsbereich 20, der mit einer Bitleitung 22 verbunden ist, auf. Der Ladungsspeicherbe­ reich 16 weist einen in der Hauptoberfläche des Halbleitersub­ strates 1 gebildeten Graben 5 (entsprechend eines in Fig. 3 durch durchgezogene Linien umgebenes Gebiet), und einen auf einem Teil der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 gebildeten n⁺- Verunreinigungsbereich 30, der die inneren Wände des Grabens 5 einschließt, einen Oxidfilm 32 für den Kondensator, der die inneren Wände des Grabens 5 bedeckt, und eine aus Polysilizium oder ähnlichem gebildete Zellplatte 28 zum Auffüllen des Grabens 5 über den Oxidfilm 32 auf. Der Übertragungsgatterbereich 18 weist einen Kanalbereich 34 zwischen dem Verunreinigungsbereich 20 und dem n⁺-Verunreinigungsbereich 30, und eine aus Polysilizium oder ähnlichem gebildete Wortleitung 26 als Gateelektrode über dem Kanalbereich 34, auf. Der Verunreinigungsbereich 20, das Übertra­ gungsgatter 18 und der n+-Verunreinigungsbereich 30 bilden einen Schalttransistor. Der Daten-Schreib-/Lesebetrieb anhand Fig. 2 wird gemäß Fig. 4 beschrieben.

Wenn eine vorbestimmte Ladung an die Wortleitung 26 angelegt ist, wird beim Daten-Schreibbetrieb in dem Kanalbereich 34 eine Inversionsschicht gebildet und dementsprechend werden der Verun­ reinigungsbereich 20 und der n+Verunreinigungsbereich 30 lei­ tend. Folglich wird eine an die Bitleitung 22 angelegte Ladung über den invertierten Kanalbereich 34 auf den Ladungsspeicherbe­ reich 16 übertragen und in dem n+-Verunreinigungsbereich 30 gespeichert. Auf der anderen Seite wird beim Daten-Lesebetrieb eine vorbestimmte Ladung an die Wortleitung 26 angelegt, um die in der n+-Verunreinigung 30 gespeicherte Ladung zum Passieren über den invertierten Kanalbereich 34 und zum Herausnehmen nach außen über den Verunreinigungsbereich 20 und die Bitleitung 22 zu verursachen.

Der Betrag der so gespeicherten Ladung hängt von einer dem Graben 5 zugewandten Fläche der n+-Verunreinigung 30 ab, d.h. die Fläche der inneren Wände des Grabens 5, und dementsprechend trägt die Bildung des Grabens 5 im Vergleich mit der ebenen Fläche zu einer großen Ladungsspeicherkapazität durch den Ladungsspeicherbereich 16 bei. In besonderen macht es die Bildung des Grabens 5 und der den Graben 5 benutzende Grabenkondensator möglich, für den Konden­ sator eine relativ große Kapazität zum Speichern von Ladungen im Hinblick auf eine kleine Fläche, die durch eine winzige Speicher­ zelle besetzt ist, zu gewährleisten.

In solch einem DRAM mit Gräben, die aufgrund dem oben beschriebe­ nen Hintergrund entwickelt wurden, ist zur Isolation von benach­ barten Zellen ein Isolationsoxidfilm 8 wie in Fig. 4 gezeigt so vorgesehen, daß eine räumliche Beeinflussung der in den Kondensa­ toren der benachbarten Zellen gespeicherten Ladungen verhindert wird. Da die Zellen mikroskopisch klein gemacht sind, wird daher ein Abstand zwischen dem Isolationsoxidfilm 8 und dem betreffen­ den Graben 5 unvermeidbar verringert.

Die Fig. 5A bis 5E zeigen in schematischen Schnittansichten die Schritte eines Herstellungsverfahrens eines neben Gräben gebildeten Isolationsoxidfilmes.

Im folgenden wird dieses Herstellungsverfahren unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben.

Zuerst wird ein Oxidfilm 111 auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates 1 gebildet und ein Isolationsoxidfilm 8 wird unter Benutzen eines Nitridfilmes 112, der in einer vorbestimmten Form auf dem Oxidfilm 111 (wie in Fig. 5A gezeigt) strukturiert ist, als Maske, durch ein wohlbekanntes LOCOS-Verfahren gebildet.

Nachdem der Nitridfilm 112 und der Oxidfilm 111 entfernt worden sind, wird dann ein Oxidfilm 113 auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 gebildet, und ein Nitridfilm 114 wird ferner über die ganze Oberfläche sowohl des Oxidfilmes 113 als auch des Isolationsoxidfilmes 8 gebildet. Ein Oxidfilm 115, der als Maske zum Ätzen von Gräben im nachfolgenden Schritt benutzt wird, wird mit einer vorbestimmten Dicke auf dem Nitridfilm 114 durch ein CVD-Verfahren gebildet. Dann wird Fotolack auf dem Oxidfilm 115 gebildet und ein fotolithographischer Prozess darauf angewendet, wodurch der Fotolack 118 strukturiert wird, und Öffnungen 117 entsprechend den Abschnitten der zu bildenden Gräben aufweist (wie in Fig. 5B gezeigt).

Nachdem der Oxidfilm 115 durch Benutzen des Fotolackes 118 als Maske weggeätzt ist, wird der Fotolack 118 entfernt und das Ätzen zur Bildung von Gräben auf das Halbleitersubstrat 1 einschließlich des Nitridfilmes 114 und des Oxidfilmes 113 durch Benutzen des geätzten Oxidfilmes 115 als eine Maske angewendet, wodurch Gräben 5 einer vorbestimmten Gestalt gebildet werden (wie in Fig. 5C gezeigt).

Darauffolgend wird Naßätzen zur Entfernung des Oxidfilmes 115, der als Maske für das Ätzen für die Bildung der Gräben benutzt wurde, angewendet. An dieser Stelle wird der Nitridfilm 114 nicht geätzt; der Oxidfilm 113 und der als Puffermaterial dienende Isolationsoxidfilm 8 zwischen dem Nitridfilm 114 und dem Halblei­ tersubstrat 1 werden jedoch gleichzeitig teilweise entfernt, da diese Filme den Innenwänden der Gräben 5 zugewandt sind (wie in Fig. 5D gezeigt).

Nachdem der Nitridfilm 114 entfernt worden ist und der verblei­ bende Oxidfilm 113 entfernt worden ist, wird abschließend ein weiterer Oxidfilm 116 durch das CVD-Verfahren über der ganzen Fläche der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 einschließ­ lich der Innenwände der Gräben 5 gebildet, wodurch der Isolationsoxidfilm 8 zur Trennung der benachbarten Elemente zwischen den Gräben 5 gebildet wird (wie in Fig. 5E gezeigt).

Fig. 6 zeigt in einer vergrößerten Schnittansicht den Isolations­ oxidfilm 8 und den Oxidfilm 116 um einen wie in Fig. 5E gezeigten gebildeten Graben 5.

Gemäß Fig. 6 ist ein zwischen einer Seitenoberfläche eines Grabens 5 und der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 gebildete Winkel spitz auf der Seite des Isolationsoxidfilmes 8, verglichen mit dem Winkel (ungefähr 90°) auf der entgegengesetz­ ten Seite. Diese Tendenz ist besonders in dem Fall bemerkenswert, bei dem ein Ende des Isolationsoxidfilmes 8 und die seitliche Oberfläche des Grabens 5 aufgrund einer mikroskopischen Größe von jeder Zelle näher zusammenrücken und ein flacher Bereich der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 bei diesem Abschnitt nicht existiert, wie aus der Fig. 5C hervorgeht. Bei solch einem Fall ist eine Dicke des Oxidfilmes 116 bei einem Randbe­ reich "a" des Grabens 5 auf der Seite des Isolationsoxidfilmes 8 sehr klein. Da eine dielektrische Stärke des Oxidfilmes 118 durch die Filmdicke bei diesem Abschnitt definiert wird, werden damit verschiedene Nachteile verursacht, wie zum Beispiel Anstieg des Anfangsausfalles oder ähnlichem und Verringerung der Zuverlässig­ keit.

Da die Filmdicke des Oxidfilmes 116 bei diesem Randabschnitt durch das CVD-Verfahren besonders verringert wird, wird zur Vermeidung dieser Verringerung oft ein Verfahren zur Bildung eines Oxidfilmes durch Opferoxidation verwendet.

Entsprechend diesem Verfahren wird ein thermischer Oxidationsfilm einschließlich einem Randabschnitt eines Grabens in einer Atmosphäre bei einer hohen Temperatur von etwa 1050°C oder mehr gebildet, und dieser Film wird entfernt, und thermische Oxidation wird ferner angewendet zur Bildung eines Oxidfilmes, wodurch der Randabschnitt rund gemacht wird. Wenn die Filmdicke des Oxidfilmes bei dem Randabschnitt gleich wird mit dem des flachen Abschnittes durch Benutzen dieses Verfahrens, werden jedoch die dielektrische Stärke und die Zuverlässigkeit des Oxidfilmes im Vergleich mit denen bei einem flachen Aufbau nicht so viel verbessert. Der Grund liegt darin, daß eine große verbleibende mechanische Spannung, die durch die Bildung des Isolationsoxid­ filmes 8 verursacht wird, in einem Hauptoberflächenabschnitt (b) des Halbleitersubstrates 1 zwischen dem Randabschnitt (a) und dem Isolationsoxidfilm 8 existiert, wodurch eine Verschlechterung der Haftung mit dem Oxidfilm 116 verursacht wird.

Aufgabe dieser Erfindung ist es, eine Halbleitereinrichtung mit hoher Zuverlässigkeit vorzusehen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es insbesondere, eine Halbleiterein­ richtung mit einem Isolationsoxidfilm, der nahe Gräben gebildet ist, ohne die Zuverlässigkeit eines Oxidfilmes bei Randabschnit­ ten der Gräben zu verringern, vorzusehen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es ferner, eine Halbleiterein­ richtung mit einem Isolationsoxidfilm, der nahe Gräben gebildet ist, ohne die dielektrische Stärke eines Oxidfilmes bei Randab­ schnitten der Gräben zu verringern, vorzusehen.

Aufgabe dieser Erfindung ist es weiterhin, ein Herstellungsver­ fahren einer Halbleitereinrichtung vorzusehen, das keinen Einfluß auf umgebende Abschnitte eines Grabens aufgrund der Bildung des Grabens ausübt.

Aufgabe dieser Erfindung ist es ebenfalls, ein Herstellungsver­ fahren einer Halbleitereinrichtung vorzusehen, bei dem ein Rand eines Grabens keinen spitzen Winkel aufweist.

Aufgabe dieser Erfindung ist es auch, ein Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung vorzusehen, bei dem sich ein Ende eines Vogelschnabels eines Isolationsoxidfilmes auf einer Seiten­ oberfläche eines Grabens befindet.

Aufgabe dieser Erfindung ist es ferner, ein Herstellungsverfahren einer Halbleitereinrichtung vorzusehen, das es ermöglicht, einen ungünstigen Effekt einer verbleibenden mechanischen Spannung aufgrund der Bildung eines Isolationsoxidfilmes nahe von Gräben zu reduzieren.

Aufgabe dieser Erfindung ist es schließlich, ein Herstellungsver­ fahren einer Halbleitereinrichtung vorzusehen, das zum Schutz eines Oxidfilmes bei einem Randabschnitt von jedem Graben bei der Bildung eines Isolationsoxidfilmes nahe den Gräben eine Opfer­ oxidation nicht benötigt.

Diese Aufgabe wird durch eine Halbleitereinrichtung gelöst, die ein Halbleitersubstrat mit einer Hauptoberfläche, auf dem Gräben gebildet werden, eine Mehrzahl funktioneller Elemente, die auf dem Halbleitersubstrat gebildet sind, und einen Isolationsoxid­ film, der auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates nahe den entsprechenden Gräben zum Trennen der funktionellen Elemente gebildet ist, aufweist, wobei sich ein Vogelschnabel des Isola­ tionsoxidfilmes auf einer Seitenoberfläche des entsprechenden Grabens befindet.

Die Aufgabe wird ebenfalls durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung gelöst, das die Schritte Vorbereiten eines Halbleitersubstrates mit einer Hauptoberfläche, Bilden von Gräben einer vorbestimmten Form auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates, und Bilden eines Isolationsoxidfilmes auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates durch thermisches Oxidieren eines jedem Graben benachbarten Bereiches aufweist.

Die Aufgabe wird ferner durch ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung gelöst, das die Schritte Vorbereiten eines Halbleitersubstrates mit einer Hauptoberfläche, Bilden von Gräben einer vorbestimmten Form auf der Hauptoberfläche des Halbleiter­ substrates, Bilden eines Isolationsfilmes auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates einschließlich Innenwänden der Gräben, Entfernen von lediglich Teilen des Isolationsfilmes auf einem ersten vorbestimmten Bereich der Hauptoberfläche des Halbleiter­ substrates, der jedem Graben zugewandt ist, und auf einem zweiten vorbestimmten Bereich einer Seitenoberfläche von jedem Graben, der den entsprechenden ersten vorbestimmten Bereich verbindet, und Bilden eines Isolationsoxidfilmes auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates und der Seitenoberfläche von jedem Graben, der durch die Entfernung der oben beschriebenen Abschnitte des isolierenden Filmes freiliegt, aufweist.

Die so hergestellte Halbleitereinrichtung weist eine hohe Zuver­ lässigkeit auf, da sich ein Ende eines Vogelschnabels des Isolationsoxidfilmes auf der Seitenoberfläche von jedem Graben befindet und dementsprechend ein Rand von jedem Graben nie einen spitzen Winkel aufweist.

In dem oben beschriebenen Herstellungsverfahren einer Halbleiter­ einrichtung wird ein Isolationsoxidfilm nach Bildung der Gräben gebildet und dementsprechend übt die Bildung der Gräben keinen nachteiligen Effekt auf die umgebenden Abschnitte aus.

Zusätzlich wird entsprechend einer Ausführung des oben beschrie­ benen Herstellungsverfahrens einer Halbleitereinrichtung der Oxi­ dationsschritt nach dem teilweisen Entfernen des isolierenden Filmes auf der Seitenoberfläche von jedem Graben ausgeführt, und dementsprechend ist ein Ende eines Vogelschnabels des Isolations­ oxidfilmes auf der Seitenoberfläche von jedem Graben gebildet.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten dieser Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 ein Blockdiagramm eines Beispieles einer Konfiguration eines allgemeinen DRAM,

Fig. 2 ein äquivalentes Schaltungsdiagramm einer Speicherzelle, die zur Erläuterung des Schreib-/Lesebetriebes einer in Fig. 1 gezeigten Speicherzelle gezeigt ist,

Fig. 3 eine Draufsicht eines DRAM eines gefalteten Bitleitungs­ systems, das Speicherzellen vom allgemeinen Grabentyp ver­ wendet,

Fig. 4 eine entlang der Linie IV-IV aus Fig. 3 genommene Schnittansicht, die einen geschnittenen Aufbau von Spei­ cherzellen von zwei Bits oder mehr zeigt,

Fig. 5A bis 5E schematische Schnittansichten von Schritten eines Herstellungsverfahrens eines Isolationsoxidfilmes, der nahe Gräben gebildet ist,

Fig. 6 eine vergrößerte Schnittansicht sowohl des Isolationsoxid­ filmes nach Fig. 5E, als auch eines Oxidfilmes um den Graben,

Fig. 7A bis 7E schematische Schnittansichten von Schritten eines Herstellungsverfahrens entsprechend eines Ausführungsbei­ spieles dieser Erfindung, und

Fig. 8 eine Schnittansicht eines Aufbaues von Speicherzellen eines DRAM entsprechend eines Ausführungsbeispieles dieser Erfindung.

Die Fig. 7A bis 7E zeigen in schematischen Schnittansichten Schritte eines Herstellungsverfahrens entsprechend eines Aus­ führungsbeispieles dieser Erfindung.

Entsprechend der Figuren wird das Herstellungsverfahren beschrie­ ben.

Zuerst wird ein Oxidfilm 2 einer vorbestimmten Dicke auf einer Hauptoberfläche eines Halbleitersubstrates 1 wie zum Beispiel Siliziumsubstrat durch ein CVD-Verfahren gebildet. Bei einem CMDS-Prozess wird dieser Oxidfilm 2 unmittelbar, nach dem Inselbe­ reich gebildet sind, gebildet. Bei einem NMOS-Prozess wird dieser Oxidfilm 2 zu Beginn des Prozesses gebildet. Bei der folgenden Beschreibung dieser Erfindung werden andere Schritte wie zum Beispiel ein Verunreinigungs-Implantationsschritt und ein Verun­ reinigungs-Diffussionsschritt zum deutlicheren Verständnis der charakteristischen Merkmale dieser Erfindung weggelassen. Es sei jedoch angemerkt, daß beide Schritte während der unten beschrie­ benen Schritte in geeigneter Weise ausgeführt werden. Ein Foto­ lack wird über die ganze Oberfläche auf den als Maske benutzten Oxidfilm 2 von vorbestimmter Dicke gebildet und ein fotolitho­ graphischer Prozess wird darauf angewendet, zur Bildung eines strukturierten Fotolackes 3, der Öffnungen entsprechend den Abschnitten, wo Gräben gebildet werden sollen, aufweist. Unter Benutzung des Fotolackes 3 als Maske wird der freigelegte Oxidfilm 2 geätzt und entfernt (wie in Fig. 7A gezeigt).

Dann wird der Fotolack 3 entfernt und, unter Benutzung des geätzten Oxidfilmes 2 als Maske wird Ätzen zur Bildung auf das Halbleitersubstrat 1 angewendet, wodurch Gräben 5 einer vorbe­ stimmten Form gebildet werden (wie in Fig. 7B gezeigt).

Nachdem der Oxidfilm 2 durch einen Naßätzprozess oder ähnlichem entfernt worden ist, wird darauffolgend die Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 einschließlich der Innenwänden der Gräben 5 thermisch oxidiert, so daß ein dünner Oxidfilm 6 gebildet wird. Ferner wird ein Nitridfilm 7 über die ganze Oberfläche davon unter Benutzung des CVD-Verfahrens oder ähnlichem gebildet. Foto­ lack wird auf der ganzen Oberfläche des Nitridfilmes 7 einschließ­ lich der Abschnitte des Nitridfilmes 7 in den Gräben 5 zum Auffül­ len der Gräben gebildet und dann, unter Benutzung eines fotoli­ thographischen Prozesses, wird der Fotolack strukturiert, so daß dieser Öffnungen 9 aufweist. Es ist wichtig, daß jede struktu­ rierte Öffnung 9 so gebildet ist, daß sie sich ein wenig in einen Bereich des Halbleitersubstrates 1 zwischen den benachbarten Gräben 5 erstreckt, d.h. die Öffnung 9 wird so gebildet, daß ein Teil des auf einer Seitenoberfläche von jedem Graben gebildeten Nitridfilmes 7 freigelegt wird(wie in Fig. 7C gezeigt).

Unter Benutzung des Fotolackes 38 als Maske wird der freiliegende Nitridfilm 7 geätzt und entfernt. Die Abschnitte des Nitridfilmes 7 auf den Seitenoberflächen der jeweiligen Gräben 5 können ein bißchen überätzt sein, da diese Abschnitte in der Tiefenrichtung der Gräben 5 geätzt werden. Als Ergebnis befindet sich der frei­ liegende Oxidfilm 6 nicht nur auf einem Bereich des Halbleiter­ substrates 1 zwischen den Gräben 5, sondern ebenso auf oberen Abschnitten der Seitenoberflächen der Gräben 5 (wie in Fig. 7D gezeigt).

Nachdem der Fotolack 38 entfernt ist, wird abschließend durch Benutzen des verbleibenden Nitridfilmes 7 als Maske Feldoxidation angewendet, wodurch ein Isolationsoxidfilm 8 auf dem Bereich des Halbleitersubstrates 1, der sich zwischen den Gräben befindet, gebildet, wobei sich die Vogelschnäbel 9 auf den Seitenoberflä­ chen der benachbarten Gräben 5, wie durch die gestrichelten Linien gezeigt, befinden (wie in Fig. 7E gezeigt).

Nachdem der Nitridfilm 7 und der Oxidfilm 6 entfernt worden sind, wird die Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates 1 einschließ­ lich der Innenwänden der Gräben 5 thermisch oxidiert, wodurch ein mit dem Isolationsoxidfilm 8 gekoppelter Kondensatoroxidfilm über der ganzen Oberfläche gebildet wird. Die nachfolgenden Schritte wie zum Beispiel der Zellplatten-Bildungsschritt sind wohlbekannt und im Umfang dieser Erfindung nicht enthalten. Daher wird deren Beschreibung weggelassen.

Fig. 8 zeigt eine strukturelle Schnittansicht der Speicherzellen eines DRAM entsprechend eines Ausführungsbeispieles dieser Erfin­ dung.

Diese Figur entspricht der Fig. 4 und der darin gezeigten Einrichtung, wobei die gleichen Bezugszeichen übernommen worden sind.

Gemäß Fig. 8 sind Speicherzellen für 2 Bits gezeigt, und der Isolationsoxidfilm 8 zur Trennung der Zellen ist durch das oben beschriebene Verfahren gebildet. Ein Rand von jedem Graben 30 auf der Seite des Isolationsoxidfilmes 8 ist glatt gemacht worden, und, wie aus der Figur ersichtlich, die Enden der Vogelschnäbel des Isolationsoxidfilmes 8 befinden sich auf den Seitenoberflä­ chen der Gräben 30 a und 30 b.

Bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel sind zwei Gräben vorgesehen, wobei der Isolationsoxidfilm auf einem Bereich zwischen den Gräben gebildet ist. Jedoch kann ein einzelner Graben gebildet sein, wobei sich in diesem Fall ein Ende des Vogelschnabels des Isolationsfilmes auf einer Seitenoberfläche des Grabens befindet und dessen anderes Ende auf der Haupt­ oberfläche des Halbleitersubstrates gebildet ist.

Desweiteren befinden sich bei dem oben beschriebenen Ausführungs­ beispiel die Vogelschnäbel des Isolationsoxidfilmes auf den Seitenoberflächen der Gräben. Wenn die Integrationsdichte der Zellen relativ klein ist und einen beträchtlich großen Abstand zwischen den Gräben erlaubt, kann jedoch ein Isolationsoxidfilm mit Vogelschnäbel auf den glatten Abschnitten der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates zwischen den Gräben gebildet sein. Auch in solch einen Fall weisen die Randabschnitte von jedem Graben nie einen spitzen Winkel auf, was unterschiedlich zu vorhandenen Lösungen ist, da die Gräben bereits gebildet sind und daher eine höhere Zuverlässigkeit als bei den vorhandenen Lösungen gewähr­ leistet ist.

Desweiteren ist bei dem oben beschriebenen Ausführungsbeispiel der Isolationsoxidfilm auf einem Ende von jedem Graben zur Lösung der Schwierigkeit bei dem Randabschnitt gebildet. Jedoch kann Opferoxidation auf den Randabschnitt bei dem anderen Ende von jedem Graben angewendet werden, um die Schwierigkeit bei den bisherigen Lösungen zu beheben.

Wie im vorhergehenden beschrieben, befinden sich in der Halblei­ tereinrichtung entsprechend dieser Erfindung die Enden der Vogelschnäbel des Isolationsoxidfilmes auf den Seitenoberflächen der benachbarten Gräben, und dementsprechend ist ein spitzer Randabschnitt nie auf der Seite des Isolationsoxidfilmes gebil­ det, und die dielektrische Stärke des auf den Innenwänden von jedem Graben gebildeten Oxidfilmes wird nicht verringert. Daher weist die Halbleitereinrichtung eine hohe Zuverlässigkeit auf.

Zusätzlich wird bei dem Herstellungsverfahren entsprechend dieser Erfindung der Isolationsoxidfilm durch Benutzen als Maske so gebildet, daß Seitenoberflächen der Gräben nach der Bildung der Gräben freiliegen, und daher befinden sich die Enden der Vogel­ schnäbel des Isolationsoxidfilmes auf den Seitenoberflächen der Gräben.

Claims (13)

1. Halbleitereinrichtung mit einem Isolationsoxidfilm, einem Halbleitersubstrat (1) mit einer Hauptoberfläche und mit auf der Hauptoberfläche gebildeten Gräben (5), einer Mehrzahl von auf dem Halbleitersubstrat (1) gebildeten funktionellen Elementen (12), gekennzeichnet durch einen Isolationsfilm (8) zum Trennen der funktionellen Elemente (12), der auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1) nahe den Gräben (5) gebildet ist, wobei sich ein Ende eines Vogelschnabels des Isolationsoxidfilmes (8) auf einer Seitenoberfläche von jedem Graben (5) befindet.

2. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Gräben (5) bei zwei Abschnitten auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1) gebildet sind, und sich die Enden der Vogelschnäbel (9) des Isolationsoxidfilmes (8), der auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1) zwischen den Gräben (5) gebildet ist, auf inneren Abschnitten der beiden Gräben (5) befinden.

3. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß ein Oxidfilm (6), der den Vogelschnabel (9) des Isolationsoxidfilmes (8) verbindet, auf inneren Oberflächen der Gräben (5) gebildet ist.

4. Halbleitereinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halbleitereinrichtung ein DRAM mit einer Mehrzahl von Transistoren (18, 20, 26) und einer Mehrzahl von Kapazitäten (28, 30 a, 30 b, 32) aufweist, und der Oxidfilm (6) ein kapazitätsiso­ lierender Film ist, der das DRAM bildet.

5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit einem Isolationsoxidfilm, mit den Schritten:
Vorbereiten eines Halbleitersubstrates (1) mit einer Hauptober­ fläche,
Bilden von Gräben (5) einer vorbestimmten Form auf der Haupt­ oberfläche des Halbleitersubstrates (1), gekennzeichnet durch:. Bilden eines Isolationsoxidfilmes (8) durch thermisches Oxidieren eines Bereiches nahe den Gräben (5) auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1).

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gräben (5) bei zwei in einem vorbestimmten Abstand voneinander angeordneten Abschnitten gebildet sind, und der Isolationsoxid­ film (8) auf einem zwischen den Gräben (5) angeordneten Bereich des Halbleitersubstrates (1) gebildet ist.

7. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit einem Isolationsoxidfilm, mit den Schritten:
Vorbereiten eines Halbleitersubstrates (1) mit einer Hauptober­ fläche,
Bilden von Gräben (5) einer vorbestimmten Form auf der Hauptober­ fläche des Halbleitersubstrates (1),
Bilden eines isolierenden Filmes (7) auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1) einschließlich innerer Oberflächen der Gräben (5), gekennzeichnet durch:
teilweises Entfernen von Abschnitten des isolierenden Filmes (7) auf einem ersten vorbestimmten Bereich auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1), der die Gräben (5) verbindet und auf einem zweiten vorbestimmten Abschnitt von Seitenoberflächen der Gräben (5), die mit dem ersten vorbestimmten Abschnitt verbunden sind, und
Bilden eines Isolationsoxidfilmes (8) auf der Hauptoberfläche des Halbleitersubstrates (1) und auf den Seitenoberflächen der Gräben (5), die durch das teilweise Entfernen des isolierenden Filmes (7) freiliegen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens des isolierenden Filmes (7) die Schritte aufweist:
Bilden eines Oxidfilmes (6) auf der Hauptoberfläche des Halblei­ tersubstrates (1) einschließlich der inneren Oberfläche der Gräben (5), und
Bilden eines Nitridfilmes (7) auf dem Oxidfilm (6).

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Oxidfilm (6) durch ein thermisches Oxidationsverfahren gebildet ist.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Nitridfilm (7) durch ein CVD-Verfahren gebildet ist.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des teilweisen Entfernens von Abschnitten des isolierenden Filmes (7) die Schritte aufweist:
Bilden eines Fotolackes (38) auf dem Nitridfilm (7),
Strukturieren des Fotolackes (38) in einer vorbestimmten Form, und
Entfernen des Nitridfilmes (7), der durch Benutzen des struktu­ rierten Fotolackes (38) als Maske freiliegt.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Fotolack (38) durch einen fotolithographischen Prozess struktu­ riert wird.

13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens des Isolationsoxidfilmes (8) die Schritte aufweist:
Entfernen des strukturierten Fotolackes (38),
thermisches Oxidieren des Oxidfilmes (6), der durch Benutzen als Maske des Nitridfilmes (7), der nach dessen teilweisem Entfernen verbleibt, freiliegt, und
Entfernen des als Maske benutzten Nitridfilmes (7).