DE4444609C2 - Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltung mit Grabenbereichen und Feldoxidbereichen - Google Patents

Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltung mit Grabenbereichen und Feldoxidbereichen

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Description

Die Erfindung betrifft Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltung mit Grabenbereichen und Feldoxidbereichen, um Schaltungselemente in der Halbleiterschaltung elektrisch zu trennen.
Als Schaltungstrennverfahren für Halbleiterschaltungen ist allgemein die LOCOS- Technik bekannt, die Technik der lokalen Oxidation von Silizium. Während des LOCOS-Prozesses wird immer ein "Bird's beak" erzeugt. Bird's beak heißt die Erscheinung, daß ein Oxidmaterial in einen aktiven Bereich einer Halbleiterschal­ tung eindringt. Wegen eines solchen Bird's beak wird die Breite eines aktiven Bereichs in der Schaltung im Vergleich zu einem Maskenfuß zur Bildung eines Feldoxidfilms wesentlich vermindert. Das Auftreten eines solchen Bird's beak hat einen sehr ungünstigen Einfluß auf die Herstellung einer ULSI-Schaltung, einer Ultrahöchstintegrations-Schaltung, wie sie zur Integration von 64 Megabit oder mehr benötigt wird.
Um die Größe eines Bird's beak zu verringern, hat man in der letzten Zeit ein poly­ siliziumgepuffertes LOCOS-Verfahren oder kurz PBL-Verfahren entwickelt, das ein Polysilizium mit der Eigenschaft einer noch schnelleren thermischen Oxidation im Vergleich zu einem Einzelkristall verwendet.
Fig. 1 zeigt einen Teilaufbau einer nach dem oben beschriebenen PBL-Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung. In Fig. 1 bezeichnet ein Bezugszeichen 15 Polysilizium, das zwischen Feldoxidbereichen 19, 19 gebildet ist und das sich, mit einem Unterbau-Oxidfilm 13 dazwischen, auf einem Siliziumsubstrat 11 befindet. Da die Oxidationsgeschwindigkeit des Polysiliziums 15 größer als die des Silizium­ substrats 11 ist, dient das Polysilizium 15 während der Durchführung eines PBL- Prozesses als Schutzfilm, um ein Eindringen von Sauerstoff in einen aktiven Bereich des Siliziumsubstrats 11 zu verhindern, wodurch die Vergrößerung eines Bird's beak gehemmt werden kann.
Ein auf dem Polysilizium 15 gebildeter Nitridfilm 17 wird jedoch infolge einer auf die Durchführung der Oxidation des Polysiliziums 15 hin auftretenden Spannung verformt, und somit dringt durch eine Lücke zwischen dem verformten Nitridfilm 17 und dem Polysilizium 15 Sauerstoff ein. Als Folge davon wird ein Bird's beak mit einer Breite BB erzeugt, wie in Fig. 1 gezeigt.
Fig. 2 zeigt einen anderen Aufbau eines Teils einer durch ein verbessertes PBL-Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung. Der Aufbau von Fig. 2 weist in ähnlicher Weise zwischen Feldoxidbereichen 29, 29 Polysilizium 25 auf, das sich, mit einem Unterbau-Oxidfilm 23 dazwischen, auf einem Siliziumsubstrat 21 befindet. Um das Eindringen von Sauerstoff durch eine Seite des Polysiliziums 25 zu verhindern und die Breite eines Bird's beak zu vermindern, wird eine Oxidation nach Bildung eines seitlichen Nitridfilms 28 durchgeführt. Da es jedoch ebenso wie bei dem in Fig. 1 gezeigten PBL-Verfahren unmöglich ist, das Eindringen von Sauerstoff durch eine Grenzfläche zwischen dem seitlichen Nitridfilm 28 und dem Substrat 21 vollständig zu verhindern, tritt während der Oxidation unter dem seitlichen Nitridfilm 28 eine Spannung auf. Als Folge davon verbreitert sich eine Lücke in der Grenzfläche, und somit wird durch eine nachfolgende Oxidation ein Bird's beak erzeugt, wie in Fig. 2 durch BB gezeigt.
Fig. 3A und 3B zeigen den Aufbau eines Teils einer durch ein erst kürzlich entwickeltes PBL-Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung, wobei 3A eine Querschnittsansicht des Teilaufbaus der Halbleiterschaltung vor Durchführung eines thermischen Oxidationsprozesses ist und Fig. 3B eine Querschnittsansicht des Teilaufbaus nach Durchführung eines thermischen Oxidationsprozesses ist.
Wie in Fig. 3A und 3B gezeigt, werden auf einem Siliziumsubstrat 31 aufeinanderfolgend ein erster und ein zweiter Unterbau-Oxidfilm 33, 34 gebildet, und danach wird der zweite Unterbau-Oxidfilm 34 unter Verwendung eines gemusterten Nitridfilms 37 darauf als Maske übergeätzt, um eine seitliche Nut zu bilden. Als nächstes wird über dem Nitridfilm 37 einschließlich der seitlichen Nut Polysilizium 35 abgelagert und thermisch oxidiert, um zu verhindern, daß der Nitridfilm 37 verformt wird, und zu verhindern, daß während der Oxidation durch die seitliche Nut Sauerstoff eindringt.
Wie oben beschrieben, hat man in der Technik Verfahren vorgeschlagen, um die Größe eines Bird's beak zu minimieren, jedoch kann dessen Auftreten durch die bis jetzt entwickelten, bekannten Verfahren nicht verhindert werden.
Aus US-4,994,406 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterstruktur bekannt, das eine thermische Oxidschicht, eine Polysiliziumschicht und eine erste dielektrische Schicht auf einem Substrat umfaßt, sowie eine Maske zur Bildung mindestens einer Öffnung darin. Elektrische Abstandhalter werden dann in der Öffnung gebildet, und ein Graben mit einer selbstjustierten Verringerung der Breite aufgrund der Abstandhalter wird in das Substrat nächst der Öffnung geätzt. Ein dielektrischer Grabenpfahl wird dann vor Füllung des Grabens mit Polysilizium gebildet. Eine zweite Maske wird dann dazu verwendet, Isolationselementöffnun­ gen in der ersten dielektrischen Schicht zu bilden, in der flache Isolationselemente gebildet werden.
Aus US-4,630,356 ist ein Verfahren zur Bildung einer Oxidisolation mit verringerter Steilheit des bird's neck bekannt. Auf einem einkristallinen Siliziumsubstrat wird dazu eine Schichtsstruktur aus erstem Siliziumdioxid, polykristallinem Silizium, zweitem Siliziumdioxid und Siliziumnitrid in dieser Reihenfolge gebildet. Die Schichten werden gemustert, um Öffnungen in der Struktur auf dem Bereich zu bilden, wo das Oxidisolationsmuster innerhalb des Siliziumsubstrats gebildet wer­ den soll. Die freigelegten Bereiche des Siliziumsubstrats werden bis zur ge­ wünschten Tiefe geätzt, um so einen Graben mit im wesentlichen vertikalen Wän­ den zu bilden. Durch chemisches Ätzen wird der abschließende Teil des Grabens mit Wänden gebildet, deren Steigung nach innen gerichtet ist. Das Substrat wird dann thermisch oxidiert, bis die Oxidisolation zur gewünschten Tiefe innerhalb des gewünschten Siliziumsubstrats durchdringt.
Aus US-4,868,136 ist ein Verfahren zur Bildung einer Isolatorstruktur bekannt. Die Isolatorstruktur umfaßt Fortsätze in Form von Keilen aus Siliziumoxid, die im we­ sentlichen fortgesetzt entlang der und von den Ecken des Oberflächenteils der Isolatorstruktur aus Siliziumoxid in das Substrat eindringen, und zwar mit einer Tiefe, die ausreicht, den Kontakt und die Bildung einer Verbindung zwischen einem Bereich aus Silizium direkt unter der Oberfläche der Isolatorstruktur mit einem Dotierungsgrad höher als der Dotierungsgrad des Hauptsubstrats und einem Bereich, der mit entgegengesetzter Polarität dotiert ist, zu verhindern. Diese keilförmigen Fortsätze sind im wesentlichen senkrecht zur Ebene des Substrats und haben vorzugsweise eine Dicke zwischen 10 und 300 mm.
Keines der obengenannten Verfahren ist dazu geeignet, das Auftreten eines bird's beak zu verhindern.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltung zu schaffen, bei dem ein Feldoxidfilm gebildet werden kann, ohne daß ein Bird's beak auftritt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß einerseits durch ein Verfahren zur Her­ stellung einer Halbleiterschaltung gelöst, welches folgendes umfaßt: aufeinander­ folgendes Bilden eines Unterbau-Oxidfilms, eines Polysiliziumfilms und einer Isolierschicht auf einem Siliziumsubstrat, wobei die Isolierschicht aus einem ersten Siliziumoxidfilm, einem Nitridfilm und einem zweiten Siliziumoxidfilm besteht, die aufeinanderfolgend auf dem Polysiliziumfilm gebildet werden; Abgrenzen von aktiven und inaktiven Bereichen unter Verwendung einer gemusterten Fotomaske; Entfernen der Isolierschicht nur auf dem inaktiven Bereich, um eine Oberfläche des Polysiliziumfilms freizulegen; Bilden einer Seitenwand an beiden Rändern der Isolierschicht auf dem aktiven Bereich, wobei die Seitenwand aus einem Nitridfilm besteht; Bilden eines dritten Siliziumoxidfilms nur auf einer freiliegenden Oberfläche des Polysiliziumfilms; Entfernen der Seitenwand und Ätzen des Siliziumsubstrats bis zu einer vorbestimmten Tiefe, um einen Graben zu bilden; Füllen eines Isoliermaterials in den Graben und Ablagern des Isoliermaterials bis zum zweiten Siliziumoxidfilm, um einen Isolierfilm zu bilden; simultanes Entfernen des zweiten Siliziumoxidfilms und des dritten Siliziumoxidfilms; Entfernen des Polysiliziumfilms nur auf dem inaktiven Bereich; Durchführen einer thermischen Oxidation, um einen Feldoxidfilm auf dem inaktiven Bereich zu bilden; und aufeinanderfolgendes Entfernen der Isolierschicht und des Polysiliziumfilms auf dem aktiven Bereich.
In einer Ausführungsform umfaßt das Verfahren ferner, einen Polysiliziumfilm auf dem Nitridfilm, dem Isolierfilm und dem Unterbau-Oxidfilm abzulagern, bevor die thermische Oxidation durchgeführt wird.
In einer Ausführungsform wird die Tiefe des Grabens im Bereich von 5 µm oder weniger eingestellt und wird seine Breite auf 3 µm oder weniger eingestellt.
In einer Ausführungsform wird das in den Graben gefüllte Isoliermaterial durch BPSG, Siliziumnitrid oder Polyimid gebildet.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß andererseits durch ein Verfahren zur Her­ stellung einer Halbleiterschaltung gelöst, welches folgendes umfaßt: aufeinander­ folgendes Bilden eines Unterbau-Oxidfilms, eines ersten Polysiliziumfilms, eines Siliziumoxidfilms, eines Nitridfilms und eines zweiten Polysiliziumfilms auf einem Siliziumsubstrat; Abgrenzen von aktiven und inaktiven Bereichen unter Verwen­ dung einer Grabenmaske und Bilden eines Grabens auf beiden Seiten des aktiven Bereichs durch Ätzen; Füllen eines Isoliermaterials in den Graben und Ablagern des Isoliermaterials auf dem zweiten Polysiliziumfilm, um einen Isolierfilm zu bilden; Polieren des Isolierfilms unter Verwendung des zweiten Polysiliziumfilms als erstes Polierhindernis; Entfernen des zweiten Polysiliziumfilms und Polieren des Isolierfilms unter Verwendung des Nitridfilms als zweites Polierhindernis; Entfernen des Nitridfilms und des Siliziumoxidfilms; Bilden eines Schutz-Isolierfilms nur auf dem aktiven Bereich und den Grabenbereichen; Entfernen des ersten Polysiliziumfilms, um eine Oberfläche des Unterbau-Oxidfilms freizulegen; Durchführen einer thermischen Oxidation, um einen Feldoxidfilm nur auf dem inaktiven Bereich zu bilden; und Entfernen der auf dem Unterbau-Oxidfilm des aktiven Bereichs gebildeten Filme.
In einer Ausführungsform wird die Tiefe des Grabens im Bereich von 5 µm oder weniger eingestellt und wird seine Breite auf 3 µm oder weniger eingestellt.
In einer Ausführungsform werden die Dicken des zweiten Polysiliziumfilms und des Nitridfilms beide in Übereinstimmung mit der Tiefe des Grabens und der Geschwin­ digkeit des Polierens des Isolierfilms bestimmt, wobei der erste Polysiliziumfilm eine Dicke von etwa 200 nm aufweist und der Unterbau- Oxidfilm eine Dicke von 30 bis 50 nm aufweist.
In einer Ausführungsform wird das in den Graben gefüllte Isoliermaterial durch BPSG, Siliziumnitrid oder Polyimid gebildet.
Da gemäß dem Schaltungstrennverfahren der Erfindung vor Durchführung einer thermischen Oxidation ein aktiver Bereich unter Verwendung eines isolatorgefüll­ ten flachen Grabens abgegrenzt wird, dringt während der thermischen Oxidation kein Sauerstoff in den aktiven Bereich ein. Daher kann ein Feldoxidfilm gebildet werden, ohne daß ein Bird's beak auftritt.
Weitere Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen und aus der Zeichnung, auf die Bezug genommen wird. In der Zeichnung sind:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht, die einen Teilaufbau einer durch ein bekanntes PBL-Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung zeigt;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht, die einen Teilaufbau einer durch ein anderes bekanntes PBL-Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung zeigt;
Fig. 3A und 3B Querschnittsansichten, die einen Teilaufbau einer durch ein weiteres bekanntes, verbessertes PBL-Verfahren hergestellten Halbleiterschaltung zeigen, wobei Fig. 3A eine Querschnittsansicht des Teilaufbaus vor Durchführung eines thermischen Oxidationsprozesses ist und Fig. 3B eine Querschnittsansicht des Teilaufbaus nach Durchführung eines thermischen Oxidationsprozesses ist;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht ist, die den Aufbau eines Teils einer durch ein Schaltungstrennverfahren der Erfindung hergestellten Halbleiterschaltung zeigt;
Fig. 5A bis 5J Querschnittsansichten sind, die das Schaltungstrennverfahren gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
Fig. 6A bis 6H Querschnittsansichten sind, die das Schaltungstrennverfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Fig. 4 zeigt den Aufbau eines Teils einer durch das Schaltungstrennverfahren der Erfindung hergestellten Halbleiterschaltung, und Fig. 5A bis 5J zeigen die Prozesse des Schaltungstrennverfahrens der Erfindung.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5A werden auf einem Siliziumsubstrat 51 aufeinander­ folgend mehrere Filme gebildet. Zuerst wird durch Oxidation ein Unterbau-Oxidfilm 52 mit einer Dicke von 30 nm bis 50 nm auf einer Hauptober­ fläche des Siliziumsubstrats 51 gebildet und dann ein Polysiliziumfilm 53 mit einer Dicke von etwa 200 nm auf dem Unterbau-Oxidfilm 52 abgelagert. Als nächstes werden mehrere Isolierfilme, d. h. ein erster Siliziumoxidfilm 54, ein Nitridfilm 55 und ein zweiter Siliziumoxidfilm 56 aufeinanderfolgend auf dem Polysiliziumfilm 53 gebildet.
In Fig. 5B wird auf dem zweiten Siliziumoxidfilm 56 ein (nicht gezeigter) gemuster­ ter Fotolackfilm gebildet, um aktive und inaktive Bereiche abzugrenzen, und dann ein bekannter Ätzprozeß durchgeführt, um die Isolierfilme 56, 55, 54 nur auf dem inaktiven Bereich zu entfernen. Nach Ablagerung eines Nitridfilms darauf wird an beiden Rändern der auf dem aktiven Bereich gebildeten Isolierfilme 54, 55, 56 durch anisotropes Ätzen eine Seitenwand 57 gebildet. Danach wird ein dritter Siliziumoxidfilm 58 selektiv nur auf einer freiliegenden Oberfläche des Polysilizium­ films 53 auf dem inaktiven Bereich gebildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5C wird ein Grabenbildungsprozeß durchgeführt, wodurch ein Graben gebildet wird. Zuerst wird nach Entfernen der Seitenwand 57 unter Verwendung des dritten Siliziumoxidfilms 58 und des zweiten Siliziumoxid­ films 56 als Ätzmaske ein Ätzprozeß durchgeführt, wodurch im Siliziumsubstrat 50 ein Graben mit einer vorbestimmten Tiefe gebildet wird. In dieser Ausführungsform wird die Breite des Grabens im wesentlichen durch die Breite der Seitenwand bestimmt. Außerdem kann in diesem Ätzprozeß die Tiefe des Grabens genau genug gesteuert werden, um zu verhindern, daß im nachfolgenden Prozeß der Feldoxidbildung ein Bird's beak erzeugt wird. Die Tiefe des Grabens wird vorzugsweise im Bereich von 5 µm oder weniger eingestellt, und seine Breite wird vorzugsweise auf 3 µm oder weniger eingestellt.
Als nächstes wird ein Isoliermaterial in den Graben gefüllt und bis zum zweiten Siliziumoxidfilm 56 aufgeschichtet, wodurch ein Isolierfilm 59 erhalten wird, wie in Fig. 5D gezeigt. Als Isoliermaterial kann BPSG (Borphosphorsilikatglas), Siliziumnitrid (Si3N4) oder Polyimid verwendet werden.
Wie in Fig. 5E gezeigt, werden die Siliziumoxidfilme 56, 58 durch einen bekannten Ätzprozeß simultan entfernt, und gleichzeitig wird der Isolierfilm 59 bis zu einem gewissen Grade entfernt, d. h. bis zur gleichen Dicke wie der Siliziumoxidfilm 56. In diesem Ätzprozeß wird der Nitridfilm 55 als Ätzhindernis verwendet.
Danach wird der Polysiliziumfilm 53 auf dem inaktiven Bereich selektiv entfernt, wie in Fig. 5F gezeigt.
In Fig. 5G wird ein thermischer Oxidationsprozeß durchgeführt, wodurch im inaktiven Bereich ein thermischer Oxidfilm gebildet wird. Da der aktive Bereich von dem Graben und dem Nitridfilm 55 darauf eingeschlossen wird, wird kein Sauerstoff in den aktiven Bereich eingeleitet. Als Folge davon wird in dem inaktiven Bereich ein Feldoxidfilm 50 ohne einen Bird's beak gebildet.
Um zusätzlich die Eigenschaft einer schnellen Oxidation des Polysiliziums auszunutzen und zu verhindern, daß der Nitridfilm 55 verformt wird, umfaßt die Ausführungsform des Verfahrens ferner, einen Polysiliziumfilm 55' auf dem Aufbau von Fig. 5F abzulagern, wie in Fig. 5G-1 gezeigt, bevor der thermische Oxidationsprozeß durchgeführt wird. Mit der zusätzlichen Ablagerung des Polysiliziumfilms 55' ist es möglich, eine während der thermischen Oxidation auftretende Deformation des Nitridfilms 55 zu verhindern, wie in Fig. 5G-2 gezeigt.
Unter Bezugnahme auf Fig. 5H bis 5J werden alle auf dem Unterbau-Oxidfilm 52 des aktiven Bereichs zurückbleibenden Filme 55, 54, 53 aufeinanderfolgend entfernt, und der aktive Bereich wird durch den in den Graben gefüllten Isolierfilm 59 vollständig von dem Feldoxidfilm 50 getrennt.
Wie oben beschrieben, wird in der Ausführungsform des Schaltungstrennverfah­ rens der aktive Bereich unter Verwendung des in den Graben gefüllten Isolierfilms 59 abgegrenzt.
Nachstehend wird unter Bezugnahme auf Fig. 6A bis 6H das Schaltungstrenn­ verfahren gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung beschrieben.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6A werden auf einem Siliziumsubstrat 61 aufeinander­ folgend mehrere Filme gebildet. Zuerst wird durch Oxidation ein Unterbau-Oxidfilm 62 mit einer Dicke von 30 nm bis 50 nm auf einer Hauptober­ fläche des Siliziumsubstrats 61 gebildet und dann ein erster Polysiliziumfilm 63 mit einer Dicke von etwa 200 nm auf dem Unterbau-Oxidfilm 62 abgelagert. Als nächstes werden mehrere Filme, d. h. ein Siliziumoxidfilm 64, ein Nitridfilm 65 und ein zweiter Polysiliziumfilm 66 aufeinanderfolgend auf dem Polysiliziumfilm 63 gebildet. Der zweite Polysiliziumfilm 66 und der Nitridfilm 65 werden beide als Polierhindernis verwendet. Die Dicken des zweiten Polysiliziumfilms 66 und des Nitridfilms 65 werden beide unter Berücksichtigung der Tiefe des Grabens und der Geschwindigkeit der Polierselektion eines Isolierfilms zum Trennen bestimmt.
In Fig. 6B wird ein Grabenbildungsprozeß durchgeführt, wodurch ein Graben gebil­ det wird. Zuerst wird nach Abgrenzen eines aktiven Bereichs unter Verwendung einer (nicht gezeigten) Grabentrennmaske ein selektiver Ätzprozeß durchgeführt, wodurch im Siliziumsubstrat 60 ein Graben gebildet wird. Die Tiefe des Grabens wird durch die Dicke der auf dem Substrat 60 gebildeten Filme und die Tiefe eines geätzten Teils des Siliziumsubstrats 60 bestimmt. Vorzugsweise wird die Tiefe des Grabens im Bereich von 5 µm oder weniger eingestellt und wird seine Breite auf 3 µm oder weniger eingestellt. Als nächstes wird ein Isoliermaterial in den Graben gefüllt und bis zum zweiten Siliziumoxidfilm 66 abgelagert, wodurch ein Isolierflim 67 zum Trennen erhalten wird, wie in Fig. 6B gezeigt.
Wie in Fig. 6C gezeigt, wird der Isolierfilm 67 anschließend durch ein chemisch­ mechanisches Polierverfahren poliert, bis eine Oberfläche des zweiten Poly­ siliziumfilms 66 freiliegt. Der zweite Polysiliziumfilm 66 wird dann ein erstes Polierhindernis verwendet.
Wie in Fig. 6D gezeigt, wird nach Entfernung des zweiten Polysiliziumfilms 66 unter Verwendung von Trockenätzen oder Naßätzen die Isolierschicht 67 zum Trennen ebenfalls durch das Polierverfahren poliert, wobei der Nitridfilm 65 als zweites Polierhindernis verwendet wird. Als nächstes wird auch der Nitridfilm 65 entfernt.
Um den durch den Graben abgegrenzten aktiven Bereich vor einer nachfolgenden thermischen Oxidation zu schützen, wird, wie in Fig. 6E und 6F gezeigt, ein Nitridfilm darauf abgelagert und gemustert, wodurch ein gemusterter Nitridfilm 65' nur auf dem aktiven Bereich gebildet wird, wie in Fig. 6E gezeigt. Außerdem wird ein Ätzprozeß durchgeführt, um den Siliziumoxidfilm 64 nur auf dem inaktiven Bereich zu entfernen. Als Folge davon wird eine Oberfläche des ersten Polysiliziumfilms 63 freigelegt.
Wie in Fig. 6G gezeigt, wird nach Entfernung des so freigelegten ersten Polysiliziumfilms 63 ein thermischer Oxidationsprozeß durchgeführt, wodurch im inaktiven Bereich ein thermischer Oxidfilm gebildet wird. Da der aktive Bereich von dem Graben und dem Nitridfilm 65' darauf eingeschlossen wird, wird wie in der ersten Ausführungsform während der thermischen Oxidation kein Sauerstoff in den aktiven Bereich eingeleitet. Als Folge davon wird in dem inaktiven Bereich ein Feldoxidfilm 60 ohne einen Bird's beak gebildet.
Unter Bezugnahme auf Fig. 6H werden alle auf dem Unterbau-Oxidfilm 62 des aktiven Bereichs zurückbleibenden Filme 65', 64, 63 aufeinanderfolgend entfernt, und die aktiven Bereiche werden durch den in den Graben gefüllten Isolierfilm 67 vollständig von dem Feldoxidfilm 60 getrennt.
Da gemäß dem Schaltungstrennverfahren der Erfindung vor Durchführung einer thermischen Oxidation ein aktiver Bereich unter Verwendung eines isolatorgefüll­ ten flachen Grabens abgegrenzt wird, wie oben beschrieben, dringt während der thermischen Oxidation kein Sauerstoff in den aktiven Bereich ein. Daher kann ein Feldoxidfilm gebildet werden, ohne daß ein Bird's beak auftritt.
Um die Integration von IC's (Integrierten Schaltungen) zu verbessern, ist es außer­ dem notwendig, das Auftreten von Bird's beaks zu minimieren. Das Verfahren der Erfindung ist bei der Herstellung von Halbleiterschaltungen anwendbar, die zur Integration von einem Gigabit oder mehr nötig sind.

Claims (8)

1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltung, mit folgenden Schritten:
aufeinanderfolgendes Bilden eines Unterbau-Oxidfilms (52), eines Polysiliziumfilms (53) und einer Isolierschicht auf einem Siliziumsubstrat (51), wobei die Isolierschicht aus einem ersten Siliziumoxidfilm (54), einem Nitridfilm (55) und einem zweiten Siliziumoxidfilm (56) besteht, die aufeinanderfolgend auf dem Polysiliziumfilm (53) gebildet werden;
Abgrenzen von aktiven und inaktiven Bereichen unter Verwendung einer gemusterten Fotomaske;
Entfernen der Isolierschicht nur auf dem inaktiven Bereich, um eine Oberfläche des Polysiliziumfilms (53) freizulegen;
Bilden einer Seitenwand (57) an beiden Rändern der Isolierschicht auf dem aktiven Bereich, wobei die Seitenwand (57) aus einem Nitridfilm besteht;
Bilden eines dritten Siliziumoxidfilms (58) nur auf einer freiliegenden Oberfläche des Polysiliziumfilms (53);
Entfernen der Seitenwand (57) und Ätzen des Siliziumsubstrats (51) bis zu einer vorbestimmten Tiefe, um einen Graben zu bilden;
Füllen eines Isoliermaterials in den Graben und Ablagern des Isoliermaterials bis zum zweiten Siliziumoxidfilm (56), um einen Isolierfilm (59) zu bilden;
simultanes Entfernen des zweiten Siliziumoxidfilms (56) und des dritten Siliziumoxidfilms (58);
Entfernen des Polysiliziumfilms (53) nur auf dem inaktiven Bereich;
Durchführen einer thermischen Oxidation, um einen Feldoxidfilm (50) auf dem inaktiven Bereich zu bilden; und
aufeinanderfolgendes Entfernen der Isolierschicht und des Polysiliziumfilms (53) auf dem aktiven Bereich.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es ferner umfasst, einen Polysiliziumfilm (55') auf dem Nitridfilm (55), dem Isolierfilm (59) und dem Unterbau- Oxidfilm (52) abzulagern, bevor die thermische Oxidation durchgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Grabens im Bereich von 5 µm oder weniger eingestellt wird und seine Breite auf 3 µm oder weniger eingestellt wird.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Graben gefüllte Isoliermaterial durch BPSG, Siliziumnitrid oder Polyimid gebildet wird.
5. Verfahren zur Herstellung einer Halbleiterschaltung, mit folgenden Schritten:
aufeinanderfolgendes Bilden eines Unterbau-Oxidfilms (62), eines ersten Polysiliziumfilms (63), eines Siliziumoxidfilms (64), eines Nitridfilms (65) und eines zweiten Polysiliziumfilms (66) auf einem Siliziumsubstrat (61);
Abgrenzen von aktiven und inaktiven Bereichen unter Verwendung einer Grabenmaske und Bilden eines Grabens auf beiden Seiten des aktiven Bereichs durch Ätzen;
Füllen eines Isoliermaterials in den Gaben und Ablagern des Isoliermaterials auf dem zweiten Polysiliziumfilm (66), um einen Isolierfilm (67) zu bilden;
Polieren des Isolierfilms (67) unter Verwendung des zweiten Polysiliziumfilms (66) als erstes Polierhindernis;
Entfernen des zweiten Polysiliziumfilms (66) und Polieren des Isolierfilms (67) unter Verwendung des Nitridfilms (65) als zweites Polierhindernis;
Entfernen des Nitridfilms (65) und des Siliziumoxidfilms (64); Bilden eines Schutz-Isolierfilms (65') nur auf dem aktiven Bereich und den Grabenbereichen;
Entfernen des ersten Polysiliziumfilms (63), um eine Oberfläche des Unterbau-Oxidfilms (62) freizulegen;
Durchführen einer thermischen Oxidation, um einen Feldoxidfilm (60) nur auf dem inaktiven Bereich zu bilden; und
Entfernen der auf dem Unterbau-Oxidfilm (62) des aktiven Bereichs gebildeten Filme (63, 64, 65').
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefe des Grabens im Bereich von 5 µm oder weniger eingestellt wird und seine Breite auf 3 µm oder weniger eingestellt wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicken des zweiten Polysiliziumfilms (66) und des Nitridfilms (65) beide in Übereinstimmung mit der Tiefe des Grabens und der Geschwindigkeit des Polierens des Isolierfilms (67) bestimmt werden, wobei der erste Polysiliziumfilm (63) eine Dicke von etwa 200 nm aufweist und der Unterbau-Oxidfilm (62) eine Dicke von 30 bis 50 nm aufweist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das in den Graben gefüllte Isoliermaterial durch BPSG, Siliziumnitrid oder Polyimid gebildet wird.
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