JP2000068365A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2000068365A JP2000068365A JP10232133A JP23213398A JP2000068365A JP 2000068365 A JP2000068365 A JP 2000068365A JP 10232133 A JP10232133 A JP 10232133A JP 23213398 A JP23213398 A JP 23213398A JP 2000068365 A JP2000068365 A JP 2000068365A
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Abstract
坦化していたが、研磨のストッパ膜として用いるシリコ
ン窒化膜を除去した際に埋め込み用CVDシリコン酸化
膜はそのまま残り凸部となり段差を生じることと研磨の
バラツキによりシリコン窒化膜が薄くなり、後のシリコ
ン窒化膜を除去の際にシリコン基板がシリコン窒化膜除
去溶液さらされる可能性がある。 【解決手段】半導体基板101上に第1の酸化膜102
を厚く形成することにより、平坦化の研磨によるバラツ
キでシリコン基板がシリコン窒化膜除去溶液さらされな
いようにする。また、研磨により平坦化されたのち埋め
込み用酸化膜106’をエッチングして素子形成予定領
域上の酸化膜102との段差を軽減しておくことにより
ウェットエッチによるトレンチの端部のえぐれを軽減で
き、逆狭チャネル効果などのトランジスタ特性への悪影
響を防ぐことが可能となる。
Description
法に関し、特に半導体基板にトレンチを形成することに
より素子分離を行う方法に関する。
ことにより素子分離を行う方法においては、論文「Sy
mp.VLSI Tech. Digest P.87
〜P.88」に示されるように半導体基板にトレンチを
形成してそのトレンチの埋め込みをCVDシリコン酸化
膜で行ったのち、研磨により平坦化していた。さらに、
研磨のストッパ膜として用いるシリコン窒化膜を除去し
た際に埋め込み用CVDシリコン酸化膜はそのまま残り
凸部となり段差を生じていた。
大きなえぐれがトレンチ端部に形成された。
P.60」に示されるように素子分離予定領域を熱酸化
により熱酸化膜を形成した後、酸化膜を除去してトレン
チを形成するという方法があった。
のである。図中の201、301はシリコン基板であ
り、202、205、206、206’、207、20
9、302、304、305、304’、304’’、
306は、シリコン酸化膜であり、203、203’、
303は、シリコン窒化膜であり、204は、溝であ
り、208はシリコン酸化膜から成る側壁であり、21
0、307は、電極材である。
板201上にドライ酸化または、ウェット酸化により膜
厚100オングストローム程度の熱酸化膜202を形成
する。
203をCVD法によりシリコン酸化膜202上に堆積
する。
ソグラフィー法により素子分離予定領域のレジストをマ
スクとして素子分離予定領域のシリコン窒化膜203、
シリコン酸化膜202および、シリコン基板201をエ
ッチングして、溝204を形成する。次に熱酸化により
シリコン基板の側壁に酸化膜205を形成し(図2
(c)参照)、CVD法によりシリコン酸化膜206を
溝104を完全に埋め込むように堆積して図2(d)の
形状を得る。
つ化学的な研磨により、ウェハ表面上を平坦化する。
した後(図2(f)参照)、CVD法により、シリコン
酸化膜207を堆積し、図2(g)を得る。それから、
エッチングにより、シリコン酸化膜202および、20
7を除去する。エッチングを異方性で行うと図2(h)
に示すように側壁208が形成される。
酸化または、ウェット酸化によりゲート絶縁膜209を
形成する。さらに、図(j)に示すようにポリシリコン
などのゲート電極材210を形成する。ここで、図2
(h)に示すように溝の端部のシリコン酸化膜は素子形
成領域に比べ、厚いため溝の端部のシリコン酸化膜のえ
ぐれは少なくなるはずである。
術では、ウェハ表面を平坦化する工程において研磨のバ
ラツキが大きくなるため、図2(e)に対応する図3
(a)に示すようにシリコン窒化膜303が薄くなるこ
とがある。
後の埋め込み用のシリコン酸化膜304も薄くなり、図
2(g)に対応する図3(c)ではCVD法により堆積
されたシリコン酸化膜305は、溝の端部での膜厚は素
子形成領域とほぼ同じとなる。
3(d)参照)および、ゲート絶縁膜の形成前のライト
エッチ(図3(e)参照)により、素子分離領域のシリ
コン酸化膜のえぐれは大きくなり、ゲート絶縁膜306
形成(図3(f)参照)および、ゲート電極形成(図3
(g)参照)後においててもその段差は大きいままであ
る。
ンジスタ特性に悪影響を与えるという課題があった。
め、素子分離形成において段差が生じることを防ぎか
つ、トランジスタ特性に悪影響を与えない素子分離方法
を提供することを目的とする。
に第1の酸化膜を形成する工程、前記第1の酸化膜上に
シリコン窒化膜を堆積する工程、フォトリソグラフィー
法により素子分離予定領域を開口する工程、異方性エッ
チングにより開口された素子分離予定領域のシリコン窒
化膜と第1の酸化膜および、シリコン基板をエッチング
し、溝を形成する工程、前記溝に第2の酸化膜を埋め込
む工程、ウェハ表面上の前記第2の酸化膜を研磨し、ウ
ェハ表面上に前記シリコン窒化膜を露出させ且つウェハ
表面を平坦化する工程、エッチングにより前記第2の酸
化膜を後退させる工程を具備することを特徴とする。
酸化膜をシリコンオキシナイトライドにより形成するこ
とを特徴とする。
の酸化膜の膜厚を25nm以上とすることを特徴とする
特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
退させる工程においてエッチング量を制御して第1の酸
化膜とシリコン窒化膜の水平面が第2の酸化膜の表面と
シリコン基板面の間となるようにすることを特徴とす
る。
め込み、ウェハ表面上を研磨し、ウェハ表面上に露出さ
せた後、エッチングによりあるレベルまで埋め込んだ酸
化膜を後退させるため、後のシリコン窒化膜を除去した
時に残された埋め込んだ酸化膜はシリコン窒化膜下の酸
化膜との段差は軽減されている。
薄い場合には、研磨後のシリコン窒化膜の厚さが異なる
ため、後のウェットエッチングによりシリコン基板が露
出する可能性があり、シリコン窒化膜の除去の際に熱燐
酸溶液にシリコン基板が触れることが起きる。ここで、
本発明はシリコン窒化膜下の酸化膜を厚くしているた
め、シリコン基板が露出することはない。
実施例に基づき以下に詳細に説明する。図中の101は
シリコン基板であり、102はシリコン酸化膜または、
シリコンオキシナイトライドであり、105、106、
106’、106’’、106’’’、107は、シリ
コン酸化膜であり、103、103’は、シリコン窒化
膜であり、104は、溝であり、108は、電極材であ
る。
板101上にSiH2Cl2、NH3、N2Oのガスを用
い、0.2〜0.5Torr、温度750℃〜780℃
の条件下でCVD法により膜厚250オングストローム
以上のシリコンオキシナイトライド膜102を堆積す
る。
用い、0.4〜0.6Torr、温度750℃〜800
℃の条件下でCVD法により膜厚1000オングストロ
ーム〜2500オングストロームのシリコン窒化膜10
3をCVD法によりシリコン酸化膜102上に堆積す
る。
子分離予定領域のレジストをマスクとしてエッチングガ
ス CHF3、CF4、Arの混合ガスを0.4〜1To
rrの圧力下で素子分離予定領域のシリコン窒化膜10
3を除去し、素子分離予定領域のシリコン酸化膜また
は、シリコンオキシナイトライド膜102を露出させ
る。続いて、シリコン窒化膜103をマスクとしてエッ
チングガス CHF3、CF4、Arの混合ガスを0.4
〜1Torrの圧力下で素子分離予定領域のシリコン基
板101を3000オングストローム〜5000オング
ストロームの深さに達する溝104を形成するようにエ
ッチングして、図1(b)の形状を得る。
化膜103を酸化防止膜としてドライ酸化または、ウェ
ット酸化により素子分離領域に膜厚100オングストロ
ーム〜200オングストロームの熱酸化膜105を形成
した後、CVD法によりシリコン酸化膜106を溝10
4を完全に埋め込むように堆積する。
化膜106は、溝104を完全に埋め込むように堆積す
るため、溝の深さより少なくとも2000オングストロ
ーム以上の膜厚である。
つ化学的な研磨により、ウェハ表面上を平坦化する。
酸溶液に浸漬させ、埋め込み用CVD酸化膜106’を
予めエッチングして素子形成領域上のシリコン酸化膜ま
たは、シリコンオキシナイトライドとの段差を少なくし
ておく。
によりシリコン窒化膜を除去する。
酸溶液に浸漬させ、埋め込み用CVD酸化膜106’’
と素子形成予定領域上のシリコン酸化膜または、シリコ
ンオキシナイトライド膜をエッチングして素子形成予定
領域上のシリコン基板を露出させる。
酸化または8ウェット酸化により膜厚50オングストロ
ーム〜100オングストロームの熱酸化膜107を露出
したシリコン基板表面に形成したのち、ゲート電極材と
してCVD法によりポリシリコン108を堆積する。
ジスタの製造方法と同様に素子形成領域にトランジスタ
を形成していく。
を埋め込み、ウェハ表面上を研磨し、ウェハ表面上に露
出させた後、エッチングによりあるレベルまで埋め込ん
だ酸化膜を後退させるため、後のシリコン窒化膜を除去
した時に残された埋め込んだ酸化膜はシリコン窒化膜下
の酸化膜との段差は軽減されている。
薄い場合には、研磨後のシリコン窒化膜の厚さが異なる
ため、後のウェットエッチングによりシリコン基板が露
出する可能性があり、シリコン窒化膜の除去の際に熱燐
酸溶液にシリコン基板が触れることが起きる。ここで、
本発明はシリコン窒化膜下の酸化膜を厚くしているた
め、シリコン基板が露出することはない。
を考慮した不具合によるトランジスタ特性への悪影響を
防ぐことが可能となる。
膜を埋め込み、ウェハ表面上を研磨し、ウェハ表面上に
露出させた後、エッチングによりあるレベルまで埋め込
んだ酸化膜を後退させるため、後のシリコン窒化膜を除
去した時に残された埋め込んだ酸化膜はシリコン窒化膜
下の酸化膜との段差は軽減され、後のウェットエッチに
よるトレンチの端部のえぐれを軽減できる。
ャネル効果という悪影響を阻止できる。
薄い場合には、研磨後のシリコン窒化膜の厚さが異なる
ため、後のウェットエッチングによりシリコン基板が露
出する可能性があり、シリコン窒化膜の除去の際に熱燐
酸溶液にシリコン基板が触れることが起きる。すると、
ゲート絶縁膜の信頼性に悪影響を及ぼすことが考えられ
る。
膜を厚くしているため、シリコン基板が露出することは
ない。ここで、本発明はシリコン窒化膜下の酸化膜を厚
くしているため、シリコン基板が露出することはない。
を考慮した不具合によるトランジスタ特性への悪影響を
防ぐことが可能となる。
示した断面図。
した断面図。
した断面図。
トライド膜 105,106,106’,106’’,106’’’,1
07,202,205,206,206’,207,209,
302,304,305,304’,304’’,306・
・・シリコン酸化膜 103,103’,203,203’,303・・・シ
リコン窒化膜 104,204・・・溝 106,206・・・素子分離予定領域 106’,210,407・・・浅い溝 208・・・シリコン酸化膜から成る側壁 108,210,307・・・電極材
Claims (4)
- 【請求項1】半導体基板上に第1の酸化膜を形成する工
程、前記第1の酸化膜上にシリコン窒化膜を堆積する工
程、フォトリソグラフィー法により素子分離予定領域を
開口する工程、異方性エッチングにより開口された素子
分離予定領域のシリコン窒化膜と第1の酸化膜および、
シリコン基板をエッチングし、溝を形成する工程、前記
溝に第2の酸化膜を埋め込む工程、ウェハ表面上の前記
第2の酸化膜を研磨し、ウェハ表面上に前記シリコン窒
化膜を露出させ且つウェハ表面を平坦化する工程、エッ
チングにより前記第2の酸化膜を後退させる工程を具備
することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項2】半導体基板上に形成する第1の酸化膜をシ
リコンオキシナイトライドにより形成することを特徴と
する請求項1記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項3】半導体基板上に形成する第1の酸化膜の膜
厚を25nm以上とすることを特徴とする請求項1記載
の半導体装置の製造方法。 - 【請求項4】エッチングにより第2の酸化膜を後退させ
る工程においてエッチング量を制御して第1の酸化膜と
シリコン窒化膜の水平面が第2の酸化膜の表面とシリコ
ン基板面の間となるようにすることを特徴とする請求項
1記載の半導体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10232133A JP2000068365A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP10232133A JP2000068365A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2000068365A true JP2000068365A (ja) | 2000-03-03 |
Family
ID=16934522
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP10232133A Withdrawn JP2000068365A (ja) | 1998-08-18 | 1998-08-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2000068365A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6682985B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-01-27 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
-
1998
- 1998-08-18 JP JP10232133A patent/JP2000068365A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6682985B2 (en) | 2001-06-29 | 2004-01-27 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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