JP2000294625A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JP2000294625A
JP2000294625A JP11096281A JP9628199A JP2000294625A JP 2000294625 A JP2000294625 A JP 2000294625A JP 11096281 A JP11096281 A JP 11096281A JP 9628199 A JP9628199 A JP 9628199A JP 2000294625 A JP2000294625 A JP 2000294625A
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semiconductor device
film
substrate
active region
groove
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JP11096281A
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Japanese (ja)
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Tetsuo Gocho
哲雄 牛膓
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a semiconductor device which can suppress the occurrence of crystal defect in a semiconductor substrate even if heat treatment is conducted after a groove for isolating elements is formed in the semiconductor substrate and which can obtain a high reliability. SOLUTION: In a semiconductor substrate in which an Si substrate l with elements isolated by the STI method is used, in the case where it is provided with a part in which active areas cross each other at 90 deg. or less, the active area 4 adjacent to the crossing part is bent at 90 deg. or more. In addition, the crossing part in the active area 4 is removed, and the active areas 4 on both ends of the removed part may be connected with each other by an upper-layer wiring.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、半導体装置に関
し、特に、半導体基板における素子分離をトレンチ素子
分離法により行った高集積度の半導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device, and more particularly, to a highly integrated semiconductor device in which element isolation in a semiconductor substrate is performed by a trench element isolation method.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン(Si)基板の素子分離技術と
しては、従来より、Si基板上に選択的に耐酸化マスク
を形成し、その後、熱酸化を行うことにより選択的に素
子分離領域を形成するようにしたLOCOS(Local Oxi
dation of Silicon)法が知られている。
2. Description of the Related Art As an element isolation technique for a silicon (Si) substrate, conventionally, an oxidation resistant mask is selectively formed on a Si substrate, and then, an element isolation region is selectively formed by performing thermal oxidation. LOCOS (Local Oxi
dation of Silicon) method is known.

【0003】しかしながら、このLOCOS法では、S
i基板を熱酸化する際に横方向にも酸化反応が広がり、
いわゆるバーズビークと呼ばれるフィールド絶縁膜の横
方向への成長分が存在するため、半導体装置の微細化、
高集積化が進むにつれ活性領域の確保が難しくなってき
ている。
However, in this LOCOS method, S
When the i-substrate is thermally oxidized, the oxidation reaction spreads in the lateral direction,
Because of the so-called bird's beak, the growth of the field insulating film in the lateral direction exists, the semiconductor device can be miniaturized,
As the degree of integration increases, it becomes difficult to secure an active region.

【0004】そこで、この問題に対応する新たな素子分
離技術として、トレンチ素子分離(Shallow Trench Iso
lation,以下、STIと言う)法が注目されている。S
TI法は、図10〜図11に示すように、Si基板10
1の素子分離を行いたい領域に溝102を形成し、その
溝102の内部に二酸化シリコン(SiO2 )などの絶
縁膜を埋め込むことでフィールド絶縁膜103を形成
し、これによって素子分離領域を形成する技術である。
Therefore, as a new element isolation technique to cope with this problem, a trench element isolation (Shallow Trench Isolation) has been proposed.
lation, hereinafter referred to as STI) method. S
In the TI method, as shown in FIGS.
1. A groove 102 is formed in a region where element isolation is to be performed, and a field insulating film 103 is formed by embedding an insulating film such as silicon dioxide (SiO 2 ) in the groove 102, thereby forming an element isolation region. Technology.

【0005】このSTI法によるSi基板の素子分離方
法について具体的に説明する。まず、図10Aに示すよ
うに、熱酸化法により、Si基板101の一主面にSi
2からなるパッド酸化膜111を形成する。次に、減
圧化学気相成長(LPCVD)法により、パッド酸化膜
111上に窒化シリコン(Si3 4 )膜112を形成
する。
A method for separating an element from a Si substrate by the STI method will be specifically described. First, as shown in FIG. 10A, one main surface of a Si substrate 101 is formed by thermal oxidation.
A pad oxide film 111 made of O 2 is formed. Next, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 112 is formed on the pad oxide film 111 by a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.

【0006】次に、図10Bに示すように、リソグラフ
ィ法により、Si3 4 膜112上に、素子分離領域に
対応する部分に開口部を有するレジストパターン113
を形成した後、このレジストパターン113をマスクと
して、ドライエッチング法によりSi3 4 膜112お
よびパッド酸化膜111をエッチングする。これによ
り、素子分離領域に対応する部分におけるSi3 4
112およびパッド酸化膜111に開口部112aが形
成される。その後、エッチングマスクとして用いたレジ
ストパターン113を除去する。
Next, as shown in FIG. 10B, a resist pattern 113 having an opening at a portion corresponding to an element isolation region is formed on the Si 3 N 4 film 112 by lithography.
Is formed, the Si 3 N 4 film 112 and the pad oxide film 111 are etched by dry etching using the resist pattern 113 as a mask. As a result, an opening 112a is formed in the Si 3 N 4 film 112 and the pad oxide film 111 in a portion corresponding to the element isolation region. After that, the resist pattern 113 used as the etching mask is removed.

【0007】次に、図10Cに示すように、Si3 4
膜112およびパッド酸化膜111をマスクとして、ド
ライエッチング法によりSi基板101を所定の深さエ
ッチングする。これにより、Si基板101の素子分離
領域に対応する部分に溝102が形成される。
Next, as shown in FIG. 10C, Si 3 N 4
Using the film 112 and the pad oxide film 111 as a mask, the Si substrate 101 is etched to a predetermined depth by a dry etching method. As a result, a groove 102 is formed in a portion of the Si substrate 101 corresponding to the element isolation region.

【0008】次に、熱酸化法により、溝102の内壁に
SiO2 膜(熱酸化膜)を形成する。この熱酸化膜の形
成により溝102のコーナー部(トレンチコーナー)が
丸まり、この部分への電界集中を緩和することができ
る。次に、図11Aに示すように、高密度プラズマCV
D法により、溝102および開口部112aを埋めるよ
うにして、全面にSiO2 膜114を形成する。次に、
SiO2 膜114を酸素を含む雰囲気中または窒素を含
む雰囲気中で所定の条件で熱処理することにより、この
SiO2 膜114を緻密化する。次に、図11Bに示す
ように、溝102および開口部112aの内部のみにS
iO2 膜114を残すように、Si3 4膜112上に
存在するSiO2 膜114を化学機械研磨(CMP)法
により研磨、除去する。
Next, an SiO 2 film (thermal oxide film) is formed on the inner wall of the groove 102 by a thermal oxidation method. Due to the formation of the thermal oxide film, the corners (trench corners) of the trench 102 are rounded, and the concentration of the electric field on this corner can be reduced. Next, as shown in FIG.
By a method D, an SiO 2 film 114 is formed on the entire surface so as to fill the groove 102 and the opening 112a. next,
By heat treatment under a predetermined condition in an atmosphere containing atmosphere or a nitrogen containing oxygen of the SiO 2 film 114, to densify the SiO 2 film 114. Next, as shown in FIG. 11B, S is formed only inside the groove 102 and the opening 112a.
The SiO 2 film 114 existing on the Si 3 N 4 film 112 is polished and removed by a chemical mechanical polishing (CMP) method so as to leave the iO 2 film 114.

【0009】次に、ホットリン酸を用いたウエットエッ
チング法によりSi3 4 膜112を除去する。次に、
フッ酸を用いたウエットエッチング法によりパッド酸化
膜111を除去する。これにより、図11Cに示すよう
に、溝102の内部にSiO2 からなるフィールド絶縁
膜103が埋め込まれた構造の素子分離領域が形成され
る。符号104は、フィールド絶縁膜103によって囲
まれた活性領域を示す。
Next, the Si 3 N 4 film 112 is removed by a wet etching method using hot phosphoric acid. next,
The pad oxide film 111 is removed by a wet etching method using hydrofluoric acid. As a result, as shown in FIG. 11C, an element isolation region having a structure in which the field insulating film 103 made of SiO 2 is embedded inside the groove 102 is formed. Reference numeral 104 denotes an active region surrounded by the field insulating film 103.

【0010】上述したSTI法によれば、Si基板10
1に形成された溝102の内部にSiO2 膜114を埋
め込むことによってフィールド絶縁膜103を形成する
ようにしているため、LOCOS法のようにフィールド
絶縁膜にバーズビークが発生することがなく、また、溝
102の内部を埋めるようにSiO2 膜114を堆積し
た後、CMP法により表面を平坦化するようにしている
ため、高精度リソグラフィに必要な表面平坦性を確保す
ることができるという利点が得られる。
According to the above-mentioned STI method, the Si substrate 10
Since the field insulating film 103 is formed by burying the SiO 2 film 114 in the groove 102 formed in the first step, a bird's beak does not occur in the field insulating film unlike the LOCOS method. After the SiO 2 film 114 is deposited so as to fill the inside of the groove 102, the surface is flattened by the CMP method. Therefore, there is an advantage that the surface flatness required for high precision lithography can be secured. Can be

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、本発明
者の知見によれば、上述のSTI法によりSi基板10
1の素子分離を行うようにした場合、溝102の内壁に
熱酸化法によりSiO2膜を形成する際に、Si基板1
01に局所的に結晶欠陥が発生することが確認されてい
る。この結晶欠陥は、SiO2 膜が粘性流動性を持たな
い約900℃以下の温度で酸化を行った場合に発生し易
く、かつ、そのSiO2 膜の厚さが厚いほど発生し易
い。また、溝102にSiO2 膜114を埋め込んだ後
に熱処理を施した場合も同様にSi基板101に局所的
に結晶欠陥が発生し、特に、この熱処理を酸化性ガス雰
囲気中で行った場合に発生し易い。Si基板101にこ
のような結晶欠陥が存在すると、その欠陥部分に金属汚
染物が集まりリーク電流の増大をもたらし、出来上がっ
た半導体装置の信頼性低下を引き起こすという問題が生
じる。このため、溝102の内壁に熱酸化膜を形成する
ことによる利点が損なわれてしまう。
However, according to the knowledge of the present inventor, according to the knowledge of the present inventor, the Si substrate 10 is formed by the STI method described above.
In the case where the element isolation is performed, when the SiO 2 film is formed on the inner wall of the groove 102 by the thermal oxidation method, the Si substrate 1
It has been confirmed that a crystal defect occurs locally at No. 01. This crystal defect is likely to occur when the SiO 2 film is oxidized at a temperature of about 900 ° C. or less, at which the SiO 2 film does not have viscous fluidity, and tends to occur as the thickness of the SiO 2 film increases. Also, when heat treatment is performed after the SiO 2 film 114 is buried in the groove 102, crystal defects locally occur in the Si substrate 101, particularly when this heat treatment is performed in an oxidizing gas atmosphere. Easy to do. When such a crystal defect exists in the Si substrate 101, metal contaminants gather at the defective portion, causing an increase in leak current, and a problem that reliability of the completed semiconductor device is reduced. Therefore, the advantage of forming the thermal oxide film on the inner wall of the groove 102 is lost.

【0012】この問題について図面を参照して具体的に
説明する。すなわち、図12は、STI法によりSi基
板の素子分離が行われた従来の半導体装置の平面図であ
る。ここで、図12Aは、活性領域104を直角に屈曲
させた活性領域の屈曲部(直角屈曲部)の近傍を示し、
図12Bおよび図12Cは、それぞれ活性領域104を
直角に交差させた活性領域の交差点(直角交差点)の近
傍を示す。本発明者の知見によれば、上述の結晶欠陥
は、Si基板101のうち、図12A〜図12Cに示す
ような活性領域の直角屈曲部や直角交差点の近傍に特に
発生しやすいことが確認されている。これは、これらの
図12A〜図12Cに示す部分は、いずれも、活性領域
104が互いに90°の角度で交差する部分であり、そ
の交差部分の周囲のトレンチコーナーの角度が90°と
なっているため、熱処理時に、その部分にストレスが集
中するため、結晶欠陥が発生しやすくなっていると考え
られる。
This problem will be specifically described with reference to the drawings. That is, FIG. 12 is a plan view of a conventional semiconductor device in which the element isolation of the Si substrate is performed by the STI method. Here, FIG. 12A shows the vicinity of a bent portion (right-angle bent portion) of the active region obtained by bending the active region 104 at a right angle,
FIG. 12B and FIG. 12C show the vicinity of the intersection (right-angle intersection) of the active regions in which the active regions 104 intersect at right angles. According to the findings of the present inventor, it has been confirmed that the above-described crystal defects are particularly likely to occur in the Si substrate 101 in the vicinity of a right-angle bent portion or a right-angle intersection of an active region as shown in FIGS. 12A to 12C. ing. 12A to 12C are regions where the active regions 104 intersect at an angle of 90 ° with each other, and the angle of the trench corner around the intersection is 90 °. Therefore, it is considered that stress is concentrated on that portion during the heat treatment, so that crystal defects are likely to occur.

【0013】上述の結晶欠陥は、溝102の内壁に熱酸
化膜を形成するための熱酸化工程や、埋め込み材料とな
るSiO2 膜114形成後の熱処理工程に限らず、Si
基板101に溝102を形成した後に熱処理を行った場
合に同様に発生しうる問題である。本発明者の知見によ
れば、Si基板101に導入された不純物を活性化する
ために行われる熱処理工程の際にも、Si基板101に
同様な結晶欠陥が発生することが確認されている。
The above-mentioned crystal defects are not limited to the thermal oxidation step for forming a thermal oxide film on the inner wall of the trench 102 and the heat treatment step after the formation of the SiO 2 film 114 serving as a filling material.
This is a problem that can also occur when heat treatment is performed after forming the groove 102 in the substrate 101. According to the findings of the present inventor, it has been confirmed that similar crystal defects occur in the Si substrate 101 even during the heat treatment step performed to activate the impurities introduced into the Si substrate 101.

【0014】したがって、この発明の目的は、半導体基
板に素子分離用の溝を形成した後に熱処理を行うように
しても、半導体基板に結晶欠陥が発生するのを抑制する
ことができ、高い信頼性を得ることができる半導体装置
を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to suppress generation of crystal defects in a semiconductor substrate even if heat treatment is performed after forming a groove for element isolation in a semiconductor substrate, and high reliability can be achieved. To provide a semiconductor device capable of obtaining the above.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、この発明の第1の発明は、一主面に素子分離用の溝
が設けられ、溝の内部に絶縁膜が埋め込まれた構造の素
子分離領域を有すると共に、素子分離領域によって囲ま
れた部分に活性領域を有する半導体基板を用いた半導体
装置において、活性領域が互いに90度以下の角度で交
差する部分を有する場合に、交差する部分の近傍におけ
る活性領域を90度より大きい角度で屈曲させたことを
特徴とするものである。
In order to achieve the above object, a first aspect of the present invention is directed to a structure in which a groove for element isolation is provided on one main surface, and an insulating film is buried inside the groove. In a semiconductor device using a semiconductor substrate having an element isolation region and having an active region in a portion surrounded by the element isolation region, if the active regions have portions that intersect at an angle of 90 degrees or less, they intersect The active region near the portion is bent at an angle larger than 90 degrees.

【0016】この発明の第1の発明においては、半導体
基板に結晶欠陥が発生するのをより効果的に抑制する観
点から、活性領域が互いに90度以下の角度で交差する
部分を有する場合に、交差する部分の近傍における活性
領域を好適には100度以上の角度で屈曲させ、より好
適には135度以上の角度で屈曲させる。
According to the first aspect of the present invention, from the viewpoint of more effectively suppressing the occurrence of crystal defects in the semiconductor substrate, when the active regions have portions that cross each other at an angle of 90 degrees or less, The active region near the intersection is preferably bent at an angle of 100 degrees or more, more preferably at an angle of 135 degrees or more.

【0017】この発明の第2の発明は、一主面に素子分
離用の溝が設けられ、溝の内部に絶縁膜が埋め込まれた
構造の素子分離領域を有すると共に、素子分離領域によ
って囲まれた部分に活性領域を有する半導体基板を用い
た半導体装置において、活性領域が互いに90度以下の
角度で交差する部分を有する場合に、活性領域のうちの
交差する部分を除去し、この除去部の両端の活性領域を
配線により相互に接続したことを特徴とするものであ
る。
According to a second aspect of the present invention, there is provided an element isolation region having a structure in which an element isolation groove is provided on one principal surface, and an insulating film is embedded in the groove, and is surrounded by the element isolation region. In a semiconductor device using a semiconductor substrate having an active region in a portion where the active region has a portion intersecting with each other at an angle of 90 degrees or less, the intersecting portion of the active region is removed. The active regions at both ends are interconnected by wiring.

【0018】この発明の第2の発明においては、活性領
域を相互に接続する配線は、典型的には、半導体基板上
に層間絶縁膜を介して設けられる。なお、層間絶縁膜上
に上層配線が設けられる場合は、活性領域を相互に接続
する配線をその上層配線と同一層の材料により構成する
ことが好ましい。
In the second aspect of the present invention, the wiring interconnecting the active regions is typically provided on the semiconductor substrate via an interlayer insulating film. When an upper layer wiring is provided on the interlayer insulating film, it is preferable that the wiring for connecting the active regions to each other be made of the same material as the upper layer wiring.

【0019】この発明において、半導体基板としては、
典型的にはシリコン基板が用いられる。この場合、シリ
コン基板は、シリコン基板そのものであってもよく、あ
るいは、シリコン基板などの基板上に例えばエピタキシ
ャル成長によるシリコン膜が設けられたものであっても
よい。この発明において、半導体基板としてシリコン基
板を用いる場合、溝の内部に埋め込む絶縁膜の材料とし
ては、典型的には酸化シリコンが用いられる。また、こ
の発明において、半導体基板としてシリコン基板を用い
る場合、素子分離用の溝は、典型的には、シリコン基板
上に酸化シリコン膜および窒化シリコン膜を順次形成
し、窒化シリコン膜および酸化シリコン膜を所定形状に
パターニングした後、窒化シリコン膜および酸化シリコ
ン膜をマスクとしてシリコン基板をエッチングすること
により形成される。
In the present invention, the semiconductor substrate includes:
Typically, a silicon substrate is used. In this case, the silicon substrate may be the silicon substrate itself, or may be a substrate such as a silicon substrate provided with a silicon film formed by epitaxial growth. In the present invention, when a silicon substrate is used as a semiconductor substrate, silicon oxide is typically used as a material of an insulating film embedded in the trench. In the present invention, when a silicon substrate is used as a semiconductor substrate, a trench for element isolation is typically formed by sequentially forming a silicon oxide film and a silicon nitride film on a silicon substrate, and forming a silicon nitride film and a silicon oxide film. Is patterned into a predetermined shape, and then formed by etching the silicon substrate using the silicon nitride film and the silicon oxide film as a mask.

【0020】この発明において、半導体装置は、典型的
には、半導体基板に溝を形成した後、熱処理工程を経て
製造される。このような熱処理工程としては、例えば、
半導体基板を熱酸化することにより溝の内壁に酸化膜を
形成するために行われる熱処理工程、半導体基板上に溝
の内部を埋めるように絶縁膜を形成した後、絶縁膜を緻
密化するために行われる熱処理工程、半導体基板に導入
された不純物を活性化するために行われる熱処理工程な
どがある。
In the present invention, a semiconductor device is typically manufactured through a heat treatment step after forming a groove in a semiconductor substrate. As such a heat treatment step, for example,
A heat treatment step performed to form an oxide film on the inner wall of the groove by thermally oxidizing the semiconductor substrate, and after forming an insulating film on the semiconductor substrate so as to fill the inside of the groove, to densify the insulating film. There are a heat treatment step performed, a heat treatment step performed to activate impurities introduced into the semiconductor substrate, and the like.

【0021】なお、この発明の第1の発明および第2の
発明は、適宜、組み合わせて用いることが可能である。
The first invention and the second invention of the present invention can be used in appropriate combinations.

【0022】上述のように構成されたこの発明の第1の
発明によれば、活性領域が互いに90度以下の角度で交
差する部分を有する場合に、その交差部分の近傍におけ
る活性領域を90度より大きい角度で屈曲させ、その交
差部分の周囲の溝のコーナー部を切除していることによ
り、溝形成後の熱処理時に、活性領域の交差部分の近傍
に加わるストレスを従来に比べて緩和することができ
る。そのため、半導体基板に溝を形成した後に熱処理を
行うようにしても、その熱処理によって半導体基板中に
結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
According to the first aspect of the present invention configured as described above, when the active regions have portions that cross each other at an angle of 90 degrees or less, the active regions in the vicinity of the crossing portions are shifted by 90 degrees. By bending at a larger angle and cutting off the corners of the groove around the intersection, the stress applied to the vicinity of the intersection of the active region during the heat treatment after the formation of the groove is reduced compared to the conventional method. Can be. Therefore, even if the heat treatment is performed after the groove is formed in the semiconductor substrate, generation of crystal defects in the semiconductor substrate due to the heat treatment can be suppressed.

【0023】上述のように構成されたこの発明の第2の
発明によれば、活性領域が互いに90度以下の角度で交
差する部分を有する場合に、活性領域のうちのその交差
部分を除去し、この除去部の両端の活性領域を配線によ
って相互に接続し、活性領域が互いに90度以下の角度
で交差する部分を半導体基板から取り除くようにしてい
ることにより、半導体基板に溝を形成した後に熱処理を
行うようにしても、その熱処理によって半導体基板中に
結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。
According to the second aspect of the present invention configured as described above, when the active regions have portions that cross each other at an angle of 90 degrees or less, the crossing portion of the active regions is removed. After the trenches are formed in the semiconductor substrate, the active regions at both ends of the removed portion are interconnected by wiring, and a portion where the active regions cross each other at an angle of 90 degrees or less is removed from the semiconductor substrate. Even if heat treatment is performed, generation of crystal defects in the semiconductor substrate due to the heat treatment can be suppressed.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態につい
て図面を参照しながら説明する。なお、実施形態の全図
において、同一または対応する部分には同一の符号を付
す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In all the drawings of the embodiments, the same or corresponding portions are denoted by the same reference numerals.

【0025】まず、この発明の第1の実施形態について
説明する。図1は、この発明の第1の実施形態による半
導体装置の平面図である。
First, a first embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a plan view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【0026】図1に示すように、この第1の実施形態に
よる半導体装置おいては、Si基板1の素子分離領域に
対応する部分に設けられた素子分離用の溝2の内部に、
例えばSiO2 からなるフィールド絶縁膜3が埋め込ま
れ、これによって素子分離が行われている。符号4は、
フィールド絶縁膜3によって囲まれた活性領域を示す。
ここで、この第1の実施形態による半導体装置において
は、活性領域4が互いに90°以下の角度で交差する部
分を有する場合に、その交差部分の近傍における活性領
域4を90°より大きい角度で屈曲させているの特徴的
である。
As shown in FIG. 1, in the semiconductor device according to the first embodiment, an element isolation groove 2 provided in a portion of an Si substrate 1 corresponding to an element isolation region has
For example, a field insulating film 3 made of SiO 2 is buried, thereby performing element isolation. Symbol 4 is
4 shows an active region surrounded by a field insulating film 3.
Here, in the semiconductor device according to the first embodiment, when the active regions 4 have portions that intersect with each other at an angle of 90 ° or less, the active regions 4 near the intersections are formed at an angle larger than 90 °. It is characteristic of being bent.

【0027】例えば、図1Aは、この第1の実施形態に
よる半導体装置のうち、従来の半導体装置の図12Aに
示す部分、すなわち、活性領域104を90°屈曲させ
た活性領域の直角屈曲部に相当する部分の近傍を示す。
図1A中、縦方向に延在する活性領域4aと横方向に延
在する活性領域4bとは互いに垂直な方向に延在し、活
性領域4a,4bの幅は例えば0.数μm〜数μm程度
である。
For example, FIG. 1A shows a portion of the semiconductor device according to the first embodiment shown in FIG. 12A of the conventional semiconductor device, that is, a right-angle bent portion of the active region 104 in which the active region 104 is bent by 90 °. The vicinity of the corresponding part is shown.
In FIG. 1A, an active region 4a extending in a vertical direction and an active region 4b extending in a horizontal direction extend in directions perpendicular to each other, and the widths of the active regions 4a and 4b are, for example, 0. It is about several μm to several μm.

【0028】図1Aに示すように、この第1の実施形態
による半導体装置のうち、L字形状の活性領域の直角屈
曲部に相当する部分においては、縦方向に延在する活性
領域4aの延長線と横方向に延在する活性領域4bの延
長線とが交差する部分の近傍で、活性領域4を90°よ
り大きい角度で、好適には100°以上の角度で、より
好適には135°以上の角度で2段階に渡って屈曲させ
ることにより、縦方向に延在する活性領域4aと横方向
に延在する活性領域4bとが繋げられている。図1Aに
示す例では、活性領域4をほぼ等角度で2段階に渡って
屈曲させている。この場合、各屈曲部における活性領域
4の屈曲角度は135°である。この第1の実施形態に
よる半導体装置と従来の半導体装置とを比較すると、図
12Aに示すように活性領域104を90°屈曲させた
従来の半導体装置では、屈曲部の周囲の溝102のコー
ナー部および活性領域104のコーナー部がそれぞれ直
角になっているのに対して、図1Aに示すように活性領
域4を90°より大きい角度で2段階に渡って屈曲させ
たこの第1の実施形態による半導体装置では、屈曲部の
周囲の溝2のコーナー部および活性領域4のコーナー部
がテーパー状に切除(面取り)された構造となってい
る。
As shown in FIG. 1A, in the semiconductor device according to the first embodiment, the portion corresponding to the right-angled bent portion of the L-shaped active region is formed by extending the active region 4a extending in the vertical direction. Near the intersection of the line and the extension of the laterally extending active region 4b, the active region 4 is oriented at an angle greater than 90 °, preferably at an angle of 100 ° or more, more preferably 135 °. The active region 4a extending in the vertical direction and the active region 4b extending in the horizontal direction are connected by bending at two angles at the above angle. In the example shown in FIG. 1A, the active region 4 is bent at substantially equal angles in two stages. In this case, the bending angle of the active region 4 at each bending portion is 135 °. Comparing the semiconductor device according to the first embodiment with the conventional semiconductor device, in the conventional semiconductor device in which the active region 104 is bent by 90 ° as shown in FIG. 12A, the corner portion of the groove 102 around the bent portion is obtained. 1A, the corners of the active region 104 are at right angles, while the active region 4 is bent at an angle greater than 90 ° in two stages as shown in FIG. 1A. The semiconductor device has a structure in which the corner of the groove 2 around the bent portion and the corner of the active region 4 are cut (chamfered) in a tapered shape.

【0029】また、図1Bおよび図1Cは、この第1の
実施形態による半導体装置のうち、従来の半導体装置の
図12Bおよび図12Cに示す部分、すなわち、活性領
域104を互いに90°の角度で交差させた活性領域の
直角交差点に相当する部分の近傍を示す。図1Bおよび
図1C中、縦方向に延在する活性領域4aと横方向に延
在する活性領域4bとは互いに垂直な方向に延在し、活
性領域4a,4bの幅は例えば0.数μm〜数μm程度
である。
FIGS. 1B and 1C show the semiconductor device according to the first embodiment in which the portion shown in FIGS. 12B and 12C of the conventional semiconductor device, that is, the active region 104 is formed at an angle of 90 ° with respect to each other. The vicinity of a portion corresponding to a right-angle intersection of the crossed active regions is shown. 1B and 1C, the active region 4a extending in the vertical direction and the active region 4b extending in the horizontal direction extend in a direction perpendicular to each other, and the width of the active regions 4a and 4b is, for example, 0.1 mm. It is about several μm to several μm.

【0030】図1Bおよび図1Cに示すように、この第
1の実施形態による半導体装置のうち、十字形状および
T字形状の活性領域の直角交差点に相当する部分におい
ては、縦方向に延在する活性領域4aと横方向に延在す
る活性領域4bとが交差する部分の近傍で、活性領域4
のエッジを90°より大きい角度で、好適には100°
以上の角度で、より好適には135°以上の角度で2段
階に渡って屈曲させている。図1Bおよび図1Cに示す
例では、活性領域4のエッジをほぼ等角度で2段階に渡
って屈曲させている。この場合、各屈曲部における活性
領域4のエッジの屈曲角度は135°である。また、図
1Bおよび図1Cに示す例では、活性領域4のエッジを
屈曲させる際に、両側のエッジを、活性領域4a,4b
の中心線に対してほぼ対称に屈曲させている。この第1
の実施形態による半導体装置と従来の半導体装置とを比
較すると、図12Bおよび図12Cに示すように活性領
域104のエッジを90°屈曲させた従来の半導体装置
では、交差点の周囲の溝102のコーナー部が直角にな
っているのに対して、図1Bおよび図1Cに示すように
活性領域4を90°より大きい角度で2段階に渡って屈
曲させたこの第1の実施形態による半導体装置では、交
差点の周囲の溝2のコーナー部がテーパー状に切除(面
取り)された構造となっている。
As shown in FIGS. 1B and 1C, in the semiconductor device according to the first embodiment, a portion corresponding to a right-angled intersection of the cross-shaped and T-shaped active regions extends in the vertical direction. In the vicinity of the intersection of the active region 4a and the laterally extending active region 4b, the active region 4
Of the edge at an angle greater than 90 °, preferably 100 °
At the above angle, more preferably at an angle of 135 ° or more, it is bent in two stages. In the example shown in FIGS. 1B and 1C, the edge of the active region 4 is bent at substantially equal angles in two stages. In this case, the bending angle of the edge of the active region 4 at each bending portion is 135 °. In the example shown in FIGS. 1B and 1C, when the edge of the active region 4 is bent, the edges on both sides are connected to the active regions 4a and 4b.
Are bent substantially symmetrically with respect to the center line of This first
When the semiconductor device according to the embodiment is compared with the conventional semiconductor device, in the conventional semiconductor device in which the edge of the active region 104 is bent by 90 ° as shown in FIGS. 12B and 12C, the corner of the groove 102 around the intersection is formed. In the semiconductor device according to the first embodiment, the active region 4 is bent at an angle larger than 90 ° in two stages as shown in FIGS. 1B and 1C, whereas the portion is a right angle. The corner portion of the groove 2 around the intersection is cut (chamfered) in a tapered shape.

【0031】ここで、図1A〜図1Cに示す例では、活
性領域4aと活性領域4bとが交差する部分の近傍で、
活性領域4またはそのエッジをほぼ等角度で屈曲させて
いるが、これは、活性領域4またはそのエッジは異なる
角度で屈曲させてもよい。また、図1A〜図1Cに示す
例では、活性領域4aと活性領域4bとが交差する部分
の近傍で、活性領域4またはそのエッジをほぼ2段階に
渡って屈曲させているが、これは、活性領域4またはそ
のエッジを3段階以上に渡って屈曲させてもよい。この
際、活性領域4またはそのエッジの屈曲の段数を多くす
ることにより、屈曲部および交差点の周囲の溝2のコー
ナー部にアールをつけるようにしてもよい。また、図1
Bおよび図1Cに示す例では、活性領域4のエッジを屈
曲させる際に、両側のエッジを、活性領域4の中心線に
対してほぼ対称に屈曲させているが、これは、必ずしも
対称とする必要はない。
Here, in the example shown in FIGS. 1A to 1C, the vicinity of a portion where the active region 4a and the active region 4b intersect,
Although the active region 4 or its edges are bent at substantially equal angles, this may mean that the active region 4 or its edges may be bent at different angles. In addition, in the example shown in FIGS. 1A to 1C, the active region 4 or the edge thereof is bent in almost two steps near the intersection of the active region 4 a and the active region 4 b. The active region 4 or its edge may be bent in three or more steps. At this time, by increasing the number of steps of bending of the active region 4 or the edge thereof, a radius may be formed at the corner of the groove 2 around the bent portion and the intersection. FIG.
In the example shown in FIG. 1B and FIG. 1C, when the edge of the active region 4 is bent, the edges on both sides are bent substantially symmetrically with respect to the center line of the active region 4, but this is not necessarily symmetric. No need.

【0032】また、図示は省略するが、この第1の実施
形態による半導体装置のうち、従来の半導体装置におい
て活性領域104が互いに90°より小さい角度で交差
する部分に相当する部分も、上述の図1A〜図1Cに示
すと同様に、その交差部分の近傍における活性領域4を
90°より大きい角度で屈曲させている。
Although not shown, in the semiconductor device according to the first embodiment, a portion corresponding to a portion where the active regions 104 cross each other at an angle smaller than 90 ° in the conventional semiconductor device also corresponds to the above-described portion. 1A to 1C, the active region 4 near the intersection is bent at an angle larger than 90 °.

【0033】次に、図1および図2を参照して、この第
1の実施形態による半導体装置の詳細な構造について説
明する。なお、図2は、この第1の実施形態による半導
体装置の構造を説明するための断面図である。
Next, the detailed structure of the semiconductor device according to the first embodiment will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a cross-sectional view for explaining the structure of the semiconductor device according to the first embodiment.

【0034】図1および図2に示すように、この第1の
実施形態による半導体装置おいては、Si基板1の一主
面に素子分離用の溝2が設けられている。溝2の一方向
における幅は、狭いもので例えば0.25μm程度、広
いもので例えば数μm程度であり、溝2の深さは例えば
400nm程度である。図示は省略するが、溝2の内壁
はSiO2 膜(熱酸化膜)によって覆われている。溝2
の内部に埋め込まれたフィールド絶縁膜3は、例えば熱
処理によって緻密化されている。フィールド絶縁膜3に
よって囲まれた活性領域4の一方向における幅は、狭い
もので例えば0.数μm程度、広いもので例えば数μm
程度である。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the semiconductor device according to the first embodiment, a trench 2 for element isolation is provided on one main surface of a Si substrate 1. The width of the groove 2 in one direction is, for example, about 0.25 μm for a narrow one and about several μm for a wide one, and the depth of the groove 2 is, for example, about 400 nm. Although not shown, the inner wall of the groove 2 is covered with a SiO 2 film (thermal oxide film). Groove 2
The field insulating film 3 buried in the inside is densified by, for example, heat treatment. The width in one direction of the active region 4 surrounded by the field insulating film 3 is narrow, for example, 0.1 mm. About several μm, for example, a few μm wide
It is about.

【0035】図示は省略するが、Si基板1のうち、例
えば、MOSFET形成領域においては、活性領域4中
にpウェルが設けられ、この活性領域4上にSiO2
らなるゲート絶縁膜を介して例えば多結晶Siからなる
ゲート電極(下層配線)が設けられている。ゲート電極
の側面には、例えばSiO2 からなるサイドウォールス
ペーサが設けられている。この活性領域4中には、ゲー
ト電極に対して自己整合的にn+ 型の拡散層からなるソ
ース領域およびドレイン領域が設けられている。ソース
領域およびドレイン領域は、それぞれサイドウォールス
ペーサの下側の部分にn- 型の低不純物濃度部を有す
る。ゲート絶縁膜、ゲート電極、n+ 型のソース領域お
よびn+ 型のドレイン領域によりLDD構造のnチャネ
ルMOSFETが構成されている。Si基板1には、こ
のようなMOSFETの他、キャパシタなどの各種の素
子が設けられている。なお、Si基板1(活性領域4)
中に導入された不純物は、熱処理によって活性化されて
いる。
Although not shown, in the Si substrate 1, for example, in a MOSFET formation region, a p-well is provided in the active region 4, and a gate insulating film made of SiO 2 is provided on the active region 4 via a gate insulating film. For example, a gate electrode (lower layer wiring) made of polycrystalline Si is provided. A sidewall spacer made of, for example, SiO 2 is provided on a side surface of the gate electrode. In the active region 4, a source region and a drain region composed of an n + type diffusion layer are provided in a self-aligned manner with respect to the gate electrode. Each of the source region and the drain region has an n -type low impurity concentration portion in a portion below the sidewall spacer. The gate insulating film, the gate electrode, the n + -type source region and the n + -type drain region constitute an n-channel MOSFET having an LDD structure. The Si substrate 1 is provided with various elements such as capacitors in addition to the MOSFET. The Si substrate 1 (active region 4)
The impurities introduced therein are activated by the heat treatment.

【0036】Si基板1上には、その表面に設けられた
MOSFETなどの素子を覆うように、例えばSiO2
からなる層間絶縁膜5が設けられている。図示は省略す
るが、層間絶縁膜5の所定部分には、Si基板1に設け
られた拡散層や下層配線に達する接続孔が設けられてい
る。この接続孔の内部には、例えばTiN/Ti膜を密
着層(下地バリアメタル)として例えばWプラグが埋め
込まれている。層間絶縁膜5上には、例えばAlまたは
Al合金からなる上層配線6が設けられている。この上
層配線6は、図1および図2では図示されない領域にお
いて、絶縁膜5の接続孔を介してSi基板1に設けられ
た拡散層や下層配線などと接続されている。なお、上層
配線6は溝配線としてもよい。また、層間絶縁膜5に設
けられた接続孔の内部を、Wプラグに代えて上層配線6
で埋め込んでもよい。また、上層配線6の材料として
は、AlまたはAl合金に代えてCuまたはCu合金を
用いてもよい。
On the Si substrate 1, for example, SiO 2 is formed so as to cover elements such as MOSFETs provided on the surface thereof.
Is provided. Although not shown, a predetermined portion of the interlayer insulating film 5 is provided with a connection hole which reaches a diffusion layer provided on the Si substrate 1 and a lower wiring. Inside the connection hole, for example, a W plug is buried using, for example, a TiN / Ti film as an adhesion layer (underlying barrier metal). An upper wiring 6 made of, for example, Al or an Al alloy is provided on the interlayer insulating film 5. The upper wiring 6 is connected to a diffusion layer, a lower wiring, and the like provided on the Si substrate 1 through a connection hole of the insulating film 5 in a region not shown in FIGS. The upper wiring 6 may be a groove wiring. Further, the inside of the connection hole provided in the interlayer insulating film 5 is replaced with a W plug to form an upper wiring 6.
May be embedded. Further, as the material of the upper wiring 6, Cu or Cu alloy may be used instead of Al or Al alloy.

【0037】次に、この第1の実施形態による半導体装
置の製造方法について説明する。図3〜図6は、この第
1の実施形態による半導体装置の製造方法を説明するた
めの断面図である。
Next, the method for fabricating the semiconductor device according to the first embodiment will be explained. 3 to 6 are sectional views for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.

【0038】この第1の実施形態による半導体装置を製
造するためには、まず、STI法によりSi基板1の素
子分離を行う。具体的には、図3Aに示すように、例え
ば熱酸化法により、Si基板1の一主面にSiO2 から
なるパッド酸化膜11を形成する。次に、例えば減圧化
学気相成長(LPCVD)法により、パッド酸化膜11
上にSi3 4 膜12を形成する。このLPCVD法に
よるSi3 4 膜12の形成条件の一例を挙げると、原
料ガスとして、ジクロロシラン(SiH2 Cl2 )、ア
ンモニア(NH3 )および窒素(N2 )の混合ガスを用
い、SiH2 Cl2 ガスの流量を50sccm、NH3
ガスの流量を200sccm、N2 ガスの流量を200
sccmとし、成長圧力を70Pa、基板温度を760
℃とする。
In order to manufacture the semiconductor device according to the first embodiment, first, the element isolation of the Si substrate 1 is performed by the STI method. Specifically, as shown in FIG. 3A, a pad oxide film 11 made of SiO 2 is formed on one main surface of the Si substrate 1 by, for example, a thermal oxidation method. Next, the pad oxide film 11 is formed by, for example, a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method.
An Si 3 N 4 film 12 is formed thereon. As an example of conditions for forming the Si 3 N 4 film 12 by the LPCVD method, a mixed gas of dichlorosilane (SiH 2 Cl 2 ), ammonia (NH 3 ), and nitrogen (N 2 ) is used as a raw material gas. 50sccm the flow rate of 2 Cl 2 gas, NH 3
The gas flow rate was 200 sccm and the N 2 gas flow rate was 200
sccm, the growth pressure is 70 Pa, and the substrate temperature is 760.
° C.

【0039】次に、図3Bに示すように、Si3 4
12上に、例えばリソグラフィ法により、素子分離領域
に対応する部分に開口部を有するレジストパターン13
を形成する。次に、このレジストパターン13をマスク
として、例えばドライエッチング法、具体的には、例え
ば平行平板プラズマエッチング装置を用いたドライエッ
チング法により、Si3 4 膜12およびパッド酸化膜
11をエッチングする。このときのエッチング条件の一
例を挙げると、プロセスガスとしてCF4 およびArの
混合ガスを用い、CF4 ガスの流量を75sccm、A
rガスの流量を25sccmとし、圧力を5.3Pa、
高周波出力を600Wとする。これにより、素子分離領
域に対応する部分におけるSi3 4 膜12およびパッ
ド酸化膜11に開口部12aが形成される。その後、エ
ッチングマスクとして用いたレジストパターン13を除
去する。なお、この第1の実施形態においては、Si基
板1に溝2を形成する際に、Si3 4 膜12およびパ
ッド酸化膜11をパターニングした後、エッチングマス
クとして用いたレジストパターン13を除去してからS
3 4 膜12をマスクとしてSi基板1をエッチング
するようにしているが、これは、Si3 4 膜12およ
びパッド酸化膜11をパターニングした後、エッチング
マスクとして用いたレジストパターン13を残したま
ま、このレジストパターン13をマスクとしてSi基板
1をエッチングするようにしてもよい。
Next, as shown in FIG. 3B, a resist pattern 13 having an opening at a portion corresponding to an element isolation region is formed on the Si 3 N 4 film 12 by, for example, lithography.
To form Next, using the resist pattern 13 as a mask, the Si 3 N 4 film 12 and the pad oxide film 11 are etched by, for example, a dry etching method, specifically, for example, a dry etching method using a parallel plate plasma etching apparatus. As an example of the etching conditions at this time, a mixed gas of CF 4 and Ar is used as the process gas, the flow rate of the CF 4 gas is 75 sccm, and A
The flow rate of the r gas was 25 sccm, the pressure was 5.3 Pa,
The high frequency output is set to 600W. Thereby, an opening 12a is formed in the Si 3 N 4 film 12 and the pad oxide film 11 in a portion corresponding to the element isolation region. After that, the resist pattern 13 used as the etching mask is removed. In the first embodiment, when forming the groove 2 in the Si substrate 1, after patterning the Si 3 N 4 film 12 and the pad oxide film 11, the resist pattern 13 used as an etching mask is removed. And then S
The Si substrate 1 is etched using the i 3 N 4 film 12 as a mask. This is performed by patterning the Si 3 N 4 film 12 and the pad oxide film 11 and leaving a resist pattern 13 used as an etching mask. The Si substrate 1 may be etched using the resist pattern 13 as a mask.

【0040】次に、図4Aに示すように、素子分離領域
に対応する部分に開口部12aが形成されたSi3 4
膜12およびパッド酸化膜11をマスクとして、例えば
ドライエッチング法、具体的には、例えばECRプラズ
マエッチング装置のような高密度プラズマエッチング装
置を用いたドライエッチング法により、Si基板1を所
定の深さエッチングする。このときのエッチング条件の
一例を挙げると、プロセスガスとしてCl2 およびO2
の混合ガスを用い、Cl2 ガスの流量を60sccm、
2 ガスの流量を10sccmとし、圧力を1.3P
a、マイクロ波電力を850W、高周波電力を150W
とする。これにより、Si基板1に素子分離用の溝2が
形成される。
Next, as shown in FIG. 4A, a Si 3 N 4 having an opening 12a formed in a portion corresponding to the element isolation region.
Using the film 12 and the pad oxide film 11 as a mask, the Si substrate 1 is brought to a predetermined depth by, for example, a dry etching method, specifically, a dry etching method using a high-density plasma etching apparatus such as an ECR plasma etching apparatus. Etch. As an example of etching conditions at this time, Cl 2 and O 2 are used as process gases.
Using a mixed gas of, the flow rate of Cl 2 gas is 60 sccm,
The flow rate of O 2 gas is 10 sccm, and the pressure is 1.3 P
a, microwave power 850 W, high frequency power 150 W
And As a result, a trench 2 for element isolation is formed in the Si substrate 1.

【0041】次に、図示は省略するが、熱酸化法によ
り、Si基板1に形成された溝2の内壁にSiO2
(熱酸化膜)を形成する。この熱酸化膜を形成する際に
は、結晶欠陥の発生を極力抑える観点から、例えば基板
温度を1000℃として熱酸化を行い、熱酸化膜の厚さ
は20nm程度とする。この熱酸化膜の形成により溝2
のコーナー部が丸まり、この部分への電界集中を緩和す
ることができる。また、このように溝2の内壁に熱酸化
膜を形成しておくことにより、溝2の内部に埋め込み材
料としてのSiO2 膜を直接埋め込む場合に比べて、S
i/SiO2 界面のトラップ密度を低減することがで
き、より特性の良好な半導体装置を製造することができ
る。
Next, although not shown, an SiO 2 film (thermal oxide film) is formed on the inner wall of the groove 2 formed in the Si substrate 1 by a thermal oxidation method. In forming this thermal oxide film, from the viewpoint of minimizing the occurrence of crystal defects, thermal oxidation is performed, for example, at a substrate temperature of 1000 ° C., and the thickness of the thermal oxide film is about 20 nm. The groove 2 is formed by the formation of this thermal oxide film.
Is rounded, and the electric field concentration on this portion can be reduced. Further, by forming the thermal oxide film on the inner wall of the groove 2 in this manner, compared with the case where the SiO 2 film as the filling material is directly buried in the groove 2,
The trap density at the i / SiO 2 interface can be reduced, and a semiconductor device with better characteristics can be manufactured.

【0042】次に、図4Bに示すように、例えばCVD
法、好適には埋め込み特性の良好な高密度プラズマCV
D法により、溝2および開口部12aの内部を埋めるよ
うにして、全面にSiO2 膜14を形成する。このとき
の高密度プラズマCVD法によるSiO2 膜14の成膜
条件の一例を挙げると、反応ガスとしてシラン(SiH
4 )、O2 およびArの混合ガスを用い、SiH4 ガス
の流量を300sccm、O2 ガスの流量を700sc
cm、Arガスの流量を300sccmとし、圧力を
0.1Pa、マイクロ波電力を3000W、高周波電力
を2000Wとする。この高密度プラズマCVD法によ
るSiO2 膜14の成膜の際には、エッチングと堆積と
が同時進行するため、溝2の上にはSiO2 膜14が平
坦に堆積し、Si3 4 膜12の上にはSiO2 膜14
がエッジ部分から内側に例えば45°傾斜した斜面を形
成しながら堆積してゆく。このとき、幅の狭い活性領域
に対応する部分では、Si3 4 膜12上に堆積したS
iO2 膜14の両側から延びる斜面が中央部で交差し、
幅の広い活性領域に対応する部分では、Si3 4 膜1
2上に堆積したSiO2 膜14の両側の斜面が交差せず
中央に平坦部が形成される。
Next, as shown in FIG.
Method, preferably high density plasma CV with good embedding characteristics
By the method D, an SiO 2 film 14 is formed on the entire surface so as to fill the inside of the groove 2 and the opening 12a. As an example of the conditions for forming the SiO 2 film 14 by the high-density plasma CVD method at this time, silane (SiH
4 ) Using a mixed gas of O 2 and Ar, the flow rate of SiH 4 gas is 300 sccm, and the flow rate of O 2 gas is 700 sc
cm, the flow rate of Ar gas is 300 sccm, the pressure is 0.1 Pa, the microwave power is 3000 W, and the high frequency power is 2000 W. When the SiO 2 film 14 is formed by the high-density plasma CVD method, since the etching and the deposition proceed simultaneously, the SiO 2 film 14 is deposited flat on the groove 2 and the Si 3 N 4 film is formed. On top of 12 is a SiO 2 film 14
Accumulate while forming a slope inclined at, for example, 45 ° inward from the edge portion. At this time, in the portion corresponding to the narrow active region, the S deposited on the Si 3 N 4
The slopes extending from both sides of the iO 2 film 14 intersect at the center,
In the portion corresponding to the wide active region, the Si 3 N 4 film 1
The slopes on both sides of the SiO 2 film 14 deposited on the substrate 2 do not intersect, and a flat portion is formed at the center.

【0043】次に、例えば酸素などの酸化性ガスを含む
雰囲気中でSiO2 膜14を熱処理することにより、こ
のSiO2 膜14を緻密化する。このときの熱処理は、
例えばO2 ガス雰囲気中で900℃以上の温度で行う。
なお、この熱処理は、N2 などの不活性ガス雰囲気中で
行ってもよい。
Next, the SiO 2 film 14 is densified by heat-treating the SiO 2 film 14 in an atmosphere containing an oxidizing gas such as oxygen. The heat treatment at this time is
For example, it is performed at a temperature of 900 ° C. or more in an O 2 gas atmosphere.
This heat treatment may be performed in an atmosphere of an inert gas such as N 2 .

【0044】次に、図5Aに示すように、リソグラフィ
法により、SiO2 膜14上に所定形状のレジストパタ
ーン15を形成する。このレジストパターン15には、
SiO2 膜14に形成された平坦部を囲むように開口部
15aが設けられている。
Next, as shown in FIG. 5A, a resist pattern 15 having a predetermined shape is formed on the SiO 2 film 14 by lithography. This resist pattern 15 includes
An opening 15a is provided so as to surround a flat portion formed in the SiO 2 film 14.

【0045】次に、図5Bに示すように、レジストパタ
ーン15をマスクとして、例えばドライエッチング法に
より、具体的には、例えばマグネトロンエッチング装置
を用いたドライエッチング法により、開口部15aにお
けるSiO2 膜14を、その下地のSi3 4 膜12の
表面が露出するまでエッチングする。このときのエッチ
ング条件の一例を挙げると、プロセスガスとしてC4
8 、COおよびArの混合ガスを用い、C4 8 ガスの
流量を5sccm、COガスの流量を4sccm、Ar
ガスの流量を100sccmとし、圧力を2.7Pa、
高周波電力を800Wとする。これにより、SiO2
14に形成された平坦部が除去され、その周囲に突起部
14aが形成される。その後、エッチングマスクとして
用いたレジストパターン15を除去する。
Next, as shown in FIG. 5B, using the resist pattern 15 as a mask, for example, by a dry etching method, specifically, for example, by a dry etching method using a magnetron etching apparatus, the SiO 2 film in the opening 15a is formed. 14 is etched until the surface of the underlying Si 3 N 4 film 12 is exposed. As an example of the etching conditions in this case, C 4 F as a process gas
8 , a mixed gas of CO and Ar, a flow rate of C 4 F 8 gas of 5 sccm, a flow rate of CO gas of 4 sccm, Ar
The gas flow rate was 100 sccm, the pressure was 2.7 Pa,
The high frequency power is 800 W. As a result, the flat portion formed on the SiO 2 film 14 is removed, and a protrusion 14a is formed around the flat portion. After that, the resist pattern 15 used as the etching mask is removed.

【0046】次に、図6Aに示すように、CMP法によ
り、Si3 4 膜12を研磨ストッパーとして、溝2お
よび開口部12aの内部のみにSiO2 膜14を残すよ
うに、Si3 4 膜12上に堆積したSiO2 膜14を
研磨、除去する。このときのCMP条件の一例を挙げる
と、KOH水溶液中に研磨材としてのシリカ粒子(14
wt%)を分散させたスラリーを用い、研磨プレートの
回転数を20rpm、ウェハ保持試料台の回転数を20
rpmとし、研磨圧力を500gf/cm2 とする。
Next, as shown in FIG. 6A, by CMP, as the polishing stopper and the Si 3 N 4 film 12, so as to leave the SiO 2 film 14 only in the trench 2 and the opening 12a, Si 3 N 4 The SiO 2 film 14 deposited on the film 12 is polished and removed. An example of the CMP conditions at this time is as follows. Silica particles (14
wt%), the polishing plate rotation speed was 20 rpm, and the wafer holding sample stage rotation speed was 20.
rpm and the polishing pressure is 500 gf / cm 2 .

【0047】次に、図6Bに示すように、ホットリン酸
を用いたウェットエッチング法によりSi3 4 膜12
を除去する。次に、フッ酸を用いたウエットエッチング
法によりパッド酸化膜11を除去する。これにより、S
i基板1に形成された溝2の内部に、SiO2 からなる
フィールド絶縁膜3が形成され、活性領域4が表面に露
出する。以上により、Si基板1の素子分離が行われ
る。
Next, as shown in FIG. 6B, the Si 3 N 4 film 12 is wet-etched using hot phosphoric acid.
Is removed. Next, the pad oxide film 11 is removed by a wet etching method using hydrofluoric acid. Thereby, S
A field insulating film 3 made of SiO 2 is formed inside a groove 2 formed in the i-substrate 1, and an active region 4 is exposed on the surface. As described above, element isolation of the Si substrate 1 is performed.

【0048】次に、従来公知の方法により、MOSFE
Tやキャパシタなどの各種の素子を形成する。ここで、
LDD構造のnチャネルMOSFETを形成する場合
は、活性領域4の表面を犠牲酸化した後、活性領域4中
に、例えばイオン注入法によりホウ素(B)のようなp
型不純物をドープすし、pウェルを形成する。次に、例
えばフッ酸を用いたウエットエッチング法により犠牲酸
化膜を除去する。例えば熱酸化法により活性領域4の表
面にSiO2 膜のようなゲート絶縁膜を形成する。次
に、例えばCVD法により、ゲート電極材料としての多
結晶Si膜を全面に形成した後、例えばRIE法により
この多結晶Si膜を所定形状にパターニングすることに
より、ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成する。
Next, the MOSFE is formed by a conventionally known method.
Various elements such as T and capacitors are formed. here,
In the case of forming an n-channel MOSFET having an LDD structure, after sacrifice oxidation of the surface of the active region 4, a p-type material such as boron (B) is formed in the active region 4 by, for example, ion implantation.
A p-type well is formed by doping a type impurity. Next, the sacrificial oxide film is removed by, for example, a wet etching method using hydrofluoric acid. For example, a gate insulating film such as a SiO 2 film is formed on the surface of the active region 4 by a thermal oxidation method. Next, after forming a polycrystalline Si film as a gate electrode material on the entire surface by, for example, the CVD method, the gate electrode is formed on the gate insulating film by patterning the polycrystalline Si film into a predetermined shape by, for example, the RIE method. Form.

【0049】次に、ゲート電極をマスクとして、活性領
域4中に、例えばイオン注入法により例えばリン(P)
のようなn型不純物を低濃度にドープする。これによっ
て、活性領域4に、ゲート電極に対して自己整合的にn
- 型領域が形成される。次に、例えばCVD法により、
所定の厚さのSiO2 膜を全面に形成した後、このSi
2 膜を例えばRIE法により、Si基板1の表面と垂
直方向にエッチバックして、ゲート電極の側面にサイド
ウォールスペーサを形成する。次に、ゲート電極および
サイドウォールスペーサをマスクとして、活性領域4中
に、例えばイオン注入法により例えば砒素(As)のよ
うなn型不純物を高濃度にドープする。次に、必要に応
じて注入不純物の電気的活性化のため熱処理を行う。こ
の熱処理は、例えば800℃で10分間行う。これによ
って、活性領域4中に、サイドウォールスペーサに対し
て自己整合的にn+ 型のソース領域およびドレイン領域
が形成される。これにより、LDD構造のnチャネルM
OSFETが形成される。
Next, using the gate electrode as a mask, for example, phosphorus (P)
Is doped at a low concentration. As a result, in the active region 4, n is self-aligned with respect to the gate electrode.
-A mold region is formed. Next, for example, by a CVD method,
After forming a SiO 2 film of a predetermined thickness on the entire surface,
The O 2 film is etched back in a direction perpendicular to the surface of the Si substrate 1 by, eg, RIE to form a sidewall spacer on the side surface of the gate electrode. Next, an n-type impurity such as arsenic (As) is heavily doped into the active region 4 by, for example, an ion implantation method using the gate electrode and the sidewall spacer as a mask. Next, heat treatment is performed as necessary to electrically activate the implanted impurities. This heat treatment is performed, for example, at 800 ° C. for 10 minutes. Thus, n + -type source and drain regions are formed in the active region 4 in a self-aligned manner with respect to the sidewall spacer. Thereby, the n-channel M having the LDD structure
An OSFET is formed.

【0050】上述のようにSi基板1に各種の素子を形
成した後、図2に示すように、Si基板1に形成された
素子を覆うように、例えばCVD法により、Si基板1
上にSiO2 膜のような層間絶縁膜5を形成する。次
に、例えばCMP法により、層間絶縁膜5の表面を平坦
化する。次に、層間絶縁膜5上に、リソグラフィ法によ
り所定形状のレジストパターン(図示せず)を形成した
後、このレジストパターンをマスクとして、例えばRI
E法により層間絶縁膜5をエッチングすることにより、
接続孔を形成する。次に、例えばスパッタリング法によ
り、接続孔の内壁を含む全面にTi膜およびTiN膜を
順次形成して、TiN/Ti膜を形成する。次に、例え
ばCVD法により、全面にW膜を形成して接続孔を埋め
る。次に、例えばRIE法により、接続孔の内部以外の
部分に形成されたW膜およびTiN/Ti膜をエッチン
グ除去する。これにより、接続孔内にTiN/Ti膜を
密着層としてWプラグが形成される。次に、例えばスパ
ッタリング法によりAl合金膜を全面に形成し、このA
l膜上に所定形状のレジストパターン(図示せず)を形
成した後、このレジストパターンをマスクとして、例え
ばドライエッチング法により、Al膜の所定部分をエッ
チング除去してパターニングする。これにより、Al合
金からなる上層配線6が形成される。この後、このエッ
チングマスクに用いたレジストパターンを除去する。
After the various elements are formed on the Si substrate 1 as described above, as shown in FIG. 2, the Si substrate 1 is covered by, for example, a CVD method so as to cover the elements formed on the Si substrate 1.
An interlayer insulating film 5 such as a SiO 2 film is formed thereon. Next, the surface of the interlayer insulating film 5 is planarized by, for example, a CMP method. Next, a resist pattern (not shown) having a predetermined shape is formed on the interlayer insulating film 5 by a lithography method.
By etching the interlayer insulating film 5 by the E method,
Form a connection hole. Next, a Ti film and a TiN film are sequentially formed on the entire surface including the inner wall of the connection hole by, for example, a sputtering method to form a TiN / Ti film. Next, a W film is formed on the entire surface by, for example, a CVD method to fill the connection holes. Next, the W film and the TiN / Ti film formed in portions other than the insides of the connection holes are removed by, for example, RIE. As a result, a W plug is formed in the connection hole using the TiN / Ti film as an adhesion layer. Next, an Al alloy film is formed on the entire surface by, for example, a sputtering method.
After a resist pattern (not shown) having a predetermined shape is formed on the l film, a predetermined portion of the Al film is etched and patterned by using the resist pattern as a mask, for example, by a dry etching method. Thus, the upper wiring 6 made of the Al alloy is formed. Thereafter, the resist pattern used for the etching mask is removed.

【0051】以上により、目的とする半導体装置を完成
させる。
As described above, the intended semiconductor device is completed.

【0052】上述のように構成されたこの第1の実施形
態によれば、活性領域4が互いに90°の角度で交差す
る部分を有する場合に、その交差部分の近傍における活
性領域4を90°より大きい角度で屈曲させ、その交差
部分の周囲の溝2のコーナー部を切除していることによ
り、溝2の内壁に熱酸化膜を形成するための熱酸化工
程、フィールド絶縁膜3となるSiO2 膜14を緻密化
するための熱処理工程、Si基板1中に導入された不純
物を活性化するための熱処理工程など、Si基板1に溝
2を形成した後に行われる熱処理時に、活性領域4の交
差部分の近傍に加わるストレスを従来に比べて緩和する
ことができる。そのため、Si基板1に溝2を形成した
後に熱処理を行うようにしても、その熱処理によって、
Si基板1中にリーク電流を増大させる原因となる結晶
欠陥が発生するのを抑制することができるので、信頼性
の高い半導体装置を得ることができる。
According to the first embodiment configured as described above, when the active regions 4 have portions that intersect at an angle of 90 ° with each other, the active regions 4 near the intersections are shifted by 90 °. Since it is bent at a larger angle and the corners of the groove 2 around the intersection are cut off, a thermal oxidation step for forming a thermal oxide film on the inner wall of the groove 2, and SiO as the field insulating film 3 2 During the heat treatment performed after forming the groove 2 in the Si substrate 1, such as a heat treatment step for densifying the film 14 and a heat treatment step for activating impurities introduced into the Si substrate 1, Stress applied to the vicinity of the intersection can be reduced as compared with the related art. Therefore, even if the heat treatment is performed after forming the groove 2 in the Si substrate 1, the heat treatment
Since it is possible to suppress the occurrence of crystal defects that cause an increase in leakage current in the Si substrate 1, a highly reliable semiconductor device can be obtained.

【0053】次に、この発明の第2の実施形態について
説明する。図7は、この発明の第1の実施形態による半
導体装置の平面図である。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 7 is a plan view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention.

【0054】この第2の実施形態による半導体装置にお
いては、活性領域4が互いに90°以下の角度で交差す
る部分を有する場合に、活性領域4のうちのその交差部
分を除去し、この除去部の両端の活性領域4を上層配線
6によって相互に接続している。
In the semiconductor device according to the second embodiment, when the active regions 4 have portions that cross each other at an angle of 90 ° or less, the crossing portions of the active regions 4 are removed, and the removed portions are removed. Are connected to each other by an upper wiring 6.

【0055】例えば、図7Aは、この第2の実施形態に
よる半導体装置のうち、従来の半導体装置の図12Aに
示す部分、すなわち、活性領域104を90°屈曲させ
た活性領域の直角屈曲部に相当する部分の近傍を示す。
図7A中、縦方向に延在する活性領域4aと横方向に延
在する活性領域4bとは互いに垂直な方向に延在するも
のであり、活性領域4a,4bの幅は例えば0.数μm
〜数μm程度である。
For example, FIG. 7A shows a portion of the semiconductor device according to the second embodiment shown in FIG. 12A of the conventional semiconductor device, that is, a right angle bent portion of the active region 104 in which the active region 104 is bent by 90 °. The vicinity of the corresponding part is shown.
In FIG. 7A, the active region 4a extending in the vertical direction and the active region 4b extending in the horizontal direction extend in the directions perpendicular to each other, and the width of the active regions 4a and 4b is, for example, 0.1 mm. Several μm
〜About several μm.

【0056】図7Aに示すように、この第2の実施形態
による半導体装置のうち、活性領域の直角屈曲部に相当
する部分においては、活性領域4のうち、縦方向に延在
する活性領域4aと横方向に延在する活性領域4bとが
交差する部分の近傍が除去され、この除去部にフィール
ド絶縁膜3が設けられている。図7Aに示す例では、丁
度、活性領域4のL字形状のコーナー部に相当する部分
の近傍が除去され、本来L字形状に交差(屈曲)すべき
部分が、フィールド絶縁膜3によって分断された活性領
域4aと活性領域4bとにより構成されている。そし
て、活性領域4の除去部に設けられたフィールド絶縁膜
3によって分断された活性領域4aと活性領域4bと
が、層間絶縁膜5(図7Aにおいては図示せず)上に設
けられた上層配線6によって相互に接続されている。図
7A中、符号7は、層間絶縁膜5に設けられた接続孔を
示す。
As shown in FIG. 7A, in the semiconductor device according to the second embodiment, in the portion corresponding to the right-angle bent portion of the active region, the active region 4a extending in the vertical direction in the active region 4 is used. The vicinity of the intersection between the active region 4b and the laterally extending active region 4b is removed, and the field insulating film 3 is provided in the removed portion. In the example illustrated in FIG. 7A, the vicinity of the portion corresponding to the L-shaped corner of the active region 4 is removed, and the portion that should originally intersect (bend) into the L-shape is divided by the field insulating film 3. Active region 4a and active region 4b. An active region 4a and an active region 4b separated by a field insulating film 3 provided in a removed portion of the active region 4 are connected to an upper wiring provided on an interlayer insulating film 5 (not shown in FIG. 7A). 6 are interconnected. 7A, reference numeral 7 denotes a connection hole provided in the interlayer insulating film 5.

【0057】また、図7Bおよび図7Cは、この第2の
実施形態による半導体装置のうち、従来の半導体装置の
図12Bおよび図12Cに示す部分、すなわち、活性領
域104を互いに90°の角度で交差させた活性領域の
直角交差点に相当する部分の近傍を示す。図7Bおよび
図7C中、縦方向に延在する活性領域4a´の中心線と
活性領域4a´´の中心線とは互いに一致し、横方向に
延在する活性領域4b´の中心線と活性領域4b´´の
中心線とは互いに一致する。また、活性領域4a´,4
a´´の中心線と活性領域4b´,4b´´の中心線と
は互いに直交する。活性領域4a´,4a´´,4b
´,4b´´の幅は例えば0.数μm〜数μm程度であ
る。
FIGS. 7B and 7C show a portion of the semiconductor device according to the second embodiment shown in FIGS. 12B and 12C of the conventional semiconductor device, that is, the active region 104 at an angle of 90 ° to each other. The vicinity of a portion corresponding to a right-angle intersection of the crossed active regions is shown. 7B and 7C, the center line of the active region 4a 'extending in the vertical direction coincides with the center line of the active region 4a'', and the center line of the active region 4b' extending in the horizontal direction corresponds to the active line. The center line of the region 4b ″ coincides with the center line. Further, the active regions 4a ', 4
The center line of a ″ is orthogonal to the center lines of the active regions 4b ′ and 4b ″. Active regions 4a ', 4a ", 4b
, 4b '' have a width of, for example, 0. It is about several μm to several μm.

【0058】図7Bおよび図7Cに示すように、この第
2の実施形態による半導体装置のうち、活性領域の直角
屈曲部に相当する部分においても同様に、活性領域4の
うち、縦方向に延在する活性領域4aと横方向に延在す
る活性領域4bとが交差する部分の近傍が除去され、こ
の除去部にフィールド絶縁膜3が設けられている。図7
Bに示す例では、丁度、活性領域4の十字形状の交差点
に相当する部分の近傍が除去され、本来十字形状に交差
すべき部分がフィールド絶縁膜3によって分断された活
性領域4a´,4a´´と活性領域4b´,4b´´と
により構成されている。図7Cに示す例では、丁度、活
性領域4のT字形状の交差点に相当する部分の近傍が除
去され、本来T字形状に交差すべき部分が、フィールド
絶縁膜3によって分断された活性領域4aと活性領域4
b´,4b´´とに構成されている。そして、活性領域
4の除去部に設けられたフィールド絶縁膜3によって分
断された活性領域4a´,4a´´,4b´,4b´´
および活性領域4a,4b´,4b´´が、それぞれ、
層間絶縁膜5(図7Bおよび図7Cにおいては図示せ
ず)上に設けられた上層配線6によって相互に接続され
ている。
As shown in FIGS. 7B and 7C, in the semiconductor device according to the second embodiment, the portion corresponding to the right-angled bent portion of the active region similarly extends in the vertical direction of the active region 4. The vicinity of a portion where the existing active region 4a intersects with the laterally extending active region 4b is removed, and the field insulating film 3 is provided in the removed portion. FIG.
In the example shown in FIG. 3B, the active region 4a ', 4a' in which the vicinity of the portion corresponding to the cross-shaped intersection of the active region 4 is removed, and the portion that should originally cross the cross-shaped portion is separated by the field insulating film 3 is shown. ′ And active regions 4b ′, 4b ″. In the example shown in FIG. 7C, the vicinity of the portion corresponding to the T-shaped intersection of the active region 4 is removed, and the portion that should originally intersect the T-shape is separated from the active region 4a by the field insulating film 3. And active area 4
b ′ and 4b ″. Then, the active regions 4 a ′, 4 a ″, 4 b ′, and 4 b ″ separated by the field insulating film 3 provided in the removed portion of the active region 4.
And the active regions 4a, 4b ', 4b''
They are interconnected by an upper wiring 6 provided on an interlayer insulating film 5 (not shown in FIGS. 7B and 7C).

【0059】分断された活性領域4同士を相互に接続す
る上層配線6は、図8に示すように、層間絶縁膜5に設
けられた接続孔7の部分で、Wプラグ9およびTiN/
Ti膜8を介して活性領域4とコンタクトしている。
As shown in FIG. 8, the upper wiring 6 for connecting the divided active regions 4 to each other has a W plug 9 and a TiN /
The active region 4 is in contact via the Ti film 8.

【0060】ここで、図9に、この発明の第2の実施形
態の変形例を示す。ここで、図9A〜図9Cは、それぞ
れ、図7A〜図7Cに対応する部分を示している。図7
に示す例と図9に示す変形例とを比較すると、図7に示
す例では、活性領域4のコーナー部に相当する部分また
は活性領域4の交差点に相当する部分が除去されている
のに対して、図9に示す変形例では、活性領域4のコー
ナー部に隣接する部分または活性領域4の交差点に隣接
する部分が除去されている。具体的には、図9Aに示す
例では、活性領域4のL字形状のコーナー部に隣接する
部分のうち、横方向に延在する活性領域4b側の部分が
除去され、本来L字形状に屈曲すべき部分が、フィール
ド絶縁膜3によって分断された活性領域4aと活性領域
4bとに構成されている。また、図9Bに示す例では、
活性領域4の十字形状の交差点に隣接する部分のうち、
活性領域4b側の部分が除去され、本来十字形状に交差
すべき部分が、フィールド絶縁膜3によって分断された
活性領域4aと活性領域4b´,4b´´とに構成され
ている。図9Cに示す例では、活性領域4のT字形状の
交差点に隣接する部分のうち、活性領域4a側の部分が
除去され、本来T字形状に交差すべき部分が、フィール
ド絶縁膜3によって分断された活性領域4aと活性領域
4bとに構成されている。
FIG. 9 shows a modification of the second embodiment of the present invention. Here, FIGS. 9A to 9C show portions corresponding to FIGS. 7A to 7C, respectively. FIG.
9 is compared with the modified example shown in FIG. 9, in the example shown in FIG. 7, a portion corresponding to a corner portion of the active region 4 or a portion corresponding to an intersection of the active region 4 is removed. In the modification shown in FIG. 9, a portion adjacent to the corner of the active region 4 or a portion adjacent to the intersection of the active region 4 is removed. Specifically, in the example shown in FIG. 9A, a portion of the active region 4 adjacent to the L-shaped corner portion on the side of the active region 4b extending in the lateral direction is removed, and the portion is originally L-shaped. The portion to be bent is formed into an active region 4a and an active region 4b separated by the field insulating film 3. In the example shown in FIG. 9B,
Of the portion of the active region 4 adjacent to the cross-shaped intersection,
The portion on the side of the active region 4b is removed, and the portion that should originally cross in a cross shape is constituted by the active region 4a separated by the field insulating film 3 and the active regions 4b 'and 4b ". In the example shown in FIG. 9C, of the portion adjacent to the T-shaped intersection of the active region 4, the portion on the active region 4 a side is removed, and the portion that should originally cross the T-shape is divided by the field insulating film 3. The active region 4a and the active region 4b are formed.

【0061】また、図示は省略するが、この第2の実施
形態による半導体装置のうち、従来の半導体装置におい
て活性領域104が互いに90°より小さい角度で交差
する部分に相当する部分も、上述の図7A〜図7Cまた
は図9A〜図9Cに示すと同様に、活性領域4のうちの
その交差部分が除去され、この除去部の両端の活性領域
4が上層配線6によって相互に接続されている。
Although not shown, in the semiconductor device according to the second embodiment, a portion corresponding to a portion where the active regions 104 cross each other at an angle smaller than 90 ° in the conventional semiconductor device also corresponds to the above-described portion. 7A to 7C or 9A to 9C, the crossing portion of the active region 4 is removed, and the active regions 4 at both ends of the removed portion are connected to each other by the upper wiring 6. .

【0062】この第2の実施形態による半導体装置の上
記以外の構成は、第1の実施形態による半導体装置と同
様であるので、説明を省略する。
The configuration of the semiconductor device according to the second embodiment other than the above is the same as that of the semiconductor device according to the first embodiment, and a description thereof will be omitted.

【0063】この第2の実施形態による半導体装置の製
造方法は、図8に示すように、交差部分を除去すること
によって分断された活性領域4が相互に接続されるよう
に、層間絶縁膜5に接続孔7を形成し、かつ、層間絶縁
膜5上に上層配線6を形成すること以外は、第1の実施
形態による半導体装置の製造方法と同様であるので、説
明を省略する。
In the method for fabricating a semiconductor device according to the second embodiment, as shown in FIG. 8, an interlayer insulating film 5 is formed so that active regions 4 separated by removing intersections are connected to each other. The method is the same as the method of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, except that a connection hole 7 is formed in the semiconductor device 1 and the upper wiring 6 is formed on the interlayer insulating film 5, and thus the description is omitted.

【0064】上述のように構成されたこの第2の実施形
態によれば、活性領域4が互いに90°以下の角度で交
差する部分を有する場合に、活性領域4のうちのその交
差部分を除去し、この除去部の両端の活性領域4を上層
配線6によって相互に接続して、活性領域4が互いに9
0°以下の角度で交差する部分をSi基板1から取り除
くようにしていることにより、第1の実施形態と同様な
利点を得ることができる。なお、この第2の実施形態で
は、層間絶縁膜5上に上層配線6を形成する際に、この
上層配線6の材料を用いて分断された活性領域4を相互
に接続するようにしているため、半導体装置を製造する
際の工程数は増加しない。
According to the second embodiment configured as described above, when the active regions 4 have portions that cross each other at an angle of 90 ° or less, the crossing portions of the active regions 4 are removed. Then, the active regions 4 at both ends of the removed portion are connected to each other by an upper wiring 6, so that the active regions 4
By removing a portion that intersects at an angle of 0 ° or less from the Si substrate 1, the same advantage as in the first embodiment can be obtained. In the second embodiment, when the upper wiring 6 is formed on the interlayer insulating film 5, the active regions 4 separated by using the material of the upper wiring 6 are connected to each other. However, the number of steps for manufacturing a semiconductor device does not increase.

【0065】以上この発明の実施形態について具体的に
説明したが、この発明は、上述の実施形態に限定される
ものではなく、この発明の技術的思想に基づく各種の変
形が可能である。例えば、上述の第1および第2の実施
形態において挙げた形状、数値、構造、材料、プロセス
などはあくまで例にすぎず、必要に応じて、これらと異
なる形状、数値、構造、材料、プロセスなどを用いても
よい。
Although the embodiments of the present invention have been specifically described above, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications based on the technical concept of the present invention are possible. For example, the shapes, numerical values, structures, materials, processes, and the like described in the first and second embodiments are merely examples, and different shapes, numerical values, structures, materials, processes, and the like may be used as necessary. May be used.

【0066】また、上述の第1の実施形態と第2の実施
形態とを適宜組み合わせてもよい。具体的には、例え
ば、半導体装置のうち、活性領域の直角屈曲部に相当す
る部分を第1の実施形態におけると同様に構成し、活性
領域の直角交差点に相当する部分を第2の実施形態にお
けると同様に構成してもよい。また、半導体装置のう
ち、活性領域の直角屈曲部(または直角交差点)に相当
する部分の一部を第1の実施形態におけると同様に構成
し、残りを第2の実施形態におけると同様に構成しても
よい。
Further, the above-described first embodiment and second embodiment may be appropriately combined. Specifically, for example, in the semiconductor device, a portion corresponding to a right-angle bent portion of the active region is configured in the same manner as in the first embodiment, and a portion corresponding to a right-angle intersection of the active region is defined in the second embodiment. The configuration may be the same as in the above. Further, in the semiconductor device, part of a portion corresponding to a right-angle bent portion (or right-angle intersection) of the active region is configured in the same manner as in the first embodiment, and the rest is configured in the same manner as in the second embodiment. May be.

【0067】[0067]

【発明の効果】以上説明したように、この発明の第1の
発明によれば、活性領域が互いに90度以下の角度で交
差する部分を有する場合に、その交差部分の近傍におけ
る活性領域を90度より大きい角度で屈曲させ、その交
差部分の周囲における溝のコーナー部を切除しているこ
とにより、溝形成後の熱処理時に、活性領域の交差部分
の近傍に加わるストレスを従来に比べて緩和することが
できる。そのため、半導体基板に溝を形成した後に熱処
理を行うようにしても、その熱処理によって半導体基板
中に結晶欠陥が発生するのを抑制することができる。こ
れにより、リーク電流が低減された信頼性の高い半導体
装置を得ることができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, when the active regions have portions which cross each other at an angle of 90 degrees or less, the active regions in the vicinity of the crossing portions are reduced by 90%. By bending at an angle greater than the degree and cutting off the corners of the groove around the intersection, the stress applied to the vicinity of the intersection of the active region during the heat treatment after the formation of the groove is reduced as compared with the conventional method be able to. Therefore, even if the heat treatment is performed after the groove is formed in the semiconductor substrate, generation of crystal defects in the semiconductor substrate due to the heat treatment can be suppressed. Thus, a highly reliable semiconductor device with reduced leakage current can be obtained.

【0068】この発明の第2の発明によれば、活性領域
が互いに90度以下の角度で交差する部分を有する場合
に、活性領域のうちのその交差部分を除去し、この除去
部の両端の活性領域を配線によって相互に接続し、活性
領域が互いに90度以下の角度で交差する部分を半導体
基板から取り除くようにしていることにより、半導体基
板に溝を形成した後に熱処理を行うようにしても、その
熱処理によって半導体基板中に結晶欠陥が発生するのを
抑制することができる。これにより、リーク電流が低減
された信頼性の高い半導体装置を得ることができる。
According to the second aspect of the present invention, when the active regions have portions crossing each other at an angle of 90 degrees or less, the crossing portion of the active region is removed, and both ends of the removed portion are removed. Since the active regions are connected to each other by wiring, and a portion where the active regions cross each other at an angle of 90 degrees or less is removed from the semiconductor substrate, heat treatment may be performed after forming a groove in the semiconductor substrate. Further, generation of crystal defects in the semiconductor substrate due to the heat treatment can be suppressed. Thus, a highly reliable semiconductor device with reduced leakage current can be obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の平面図である。
FIG. 1 is a plan view of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の断面図である。
FIG. 2 is a sectional view of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図3】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 3 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図4】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 4 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図5】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 5 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図6】 この発明の第1の実施形態による半導体装置
の製造方法を説明するための断面図である。
FIG. 6 is a sectional view for explaining the method for manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;

【図7】 この発明の第2の実施形態による半導体装置
の平面図である。
FIG. 7 is a plan view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図8】 この発明の第2の実施形態による半導体装置
の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.

【図9】 この発明の第2の実施形態の変形例による半
導体装置の平面図である。
FIG. 9 is a plan view of a semiconductor device according to a modification of the second embodiment of the present invention.

【図10】 STI法によるSi基板の素子分離方法を
説明するための断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view for explaining an element isolation method for a Si substrate by the STI method.

【図11】 STI法によるSi基板の素子分離方法を
説明するための断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view for describing a method of isolating a Si substrate by an STI method.

【図12】 従来の半導体装置の平面図である。FIG. 12 is a plan view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1・・・Si基板、2・・・溝、3・・・フィールド絶
縁膜、4,4a,4a´,4a´´,4b,4b´,4
b´´・・・活性領域、11・・・パッド酸化膜、12
・・・Si3 4 膜、14・・・SiO2
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Si substrate, 2 ... groove, 3 ... field insulating film, 4, 4a, 4a ', 4a ", 4b, 4b', 4
b ″: active region, 11: pad oxide film, 12
... Si 3 N 4 film, 14 ... SiO 2 film

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一主面に素子分離用の溝が設けられ、上
記溝の内部に絶縁膜が埋め込まれた構造の素子分離領域
を有すると共に、上記素子分離領域によって囲まれた部
分に活性領域を有する半導体基板を用いた半導体装置に
おいて、 上記活性領域が互いに90度以下の角度で交差する部分
を有する場合に、上記交差する部分の近傍における上記
活性領域を90度より大きい角度で屈曲させたことを特
徴とする半導体装置。
An element isolation groove having a structure in which an element isolation groove is provided on one main surface and an insulating film is buried inside the groove, and an active region is formed in a portion surrounded by the element isolation region. In the semiconductor device using the semiconductor substrate having the above, when the active regions have portions crossing each other at an angle of 90 degrees or less, the active region near the crossing portions is bent at an angle larger than 90 degrees. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
【請求項2】 上記半導体装置は、上記半導体基板に上
記溝を形成した後、熱処理工程を経て製造されたもので
あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor device is manufactured through a heat treatment step after forming said groove in said semiconductor substrate.
【請求項3】 上記溝の内壁に上記半導体基板を熱酸化
することによって形成された酸化膜が設けられているこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein an oxide film formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate is provided on an inner wall of the groove.
【請求項4】 上記絶縁膜は熱処理によって緻密化され
ていることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said insulating film is densified by a heat treatment.
【請求項5】 上記半導体基板に不純物が導入されてい
ると共に、上記不純物が熱処理によって活性化されてい
ることを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein impurities are introduced into said semiconductor substrate and said impurities are activated by heat treatment.
【請求項6】 上記半導体基板はシリコン基板であるこ
とを特徴とする請求項1記載の半導体装置。
6. The semiconductor device according to claim 1, wherein said semiconductor substrate is a silicon substrate.
【請求項7】 上記絶縁膜は酸化シリコンからなること
を特徴とする請求項6記載の半導体装置。
7. The semiconductor device according to claim 6, wherein said insulating film is made of silicon oxide.
【請求項8】 上記溝は、上記シリコン基板上に酸化シ
リコン膜および窒化シリコン膜を順次形成し、上記窒化
シリコン膜および上記酸化シリコン膜を所定形状にパタ
ーニングした後、上記窒化シリコン膜および上記酸化シ
リコン膜をマスクとして上記シリコン基板をエッチング
することにより形成されたものであることを特徴とする
請求項6記載の半導体装置。
8. The groove is formed by sequentially forming a silicon oxide film and a silicon nitride film on the silicon substrate, patterning the silicon nitride film and the silicon oxide film into a predetermined shape, and then forming the silicon nitride film and the oxide film on the silicon substrate. 7. The semiconductor device according to claim 6, wherein the semiconductor device is formed by etching the silicon substrate using a silicon film as a mask.
【請求項9】 一主面に素子分離用の溝が設けられ、上
記溝の内部に絶縁膜が埋め込まれた構造の素子分離領域
を有すると共に、上記素子分離領域によって囲まれた部
分に活性領域を有する半導体基板を用いた半導体装置に
おいて、 上記活性領域が互いに90度以下の角度で交差する部分
を有する場合に、上記活性領域のうちの上記交差する部
分を除去し、この除去部の両端の上記活性領域を配線に
より相互に接続したことを特徴とする半導体装置。
9. An element isolation region having a structure in which an element isolation groove is provided on one main surface and an insulating film is buried inside the groove, and an active region is formed in a portion surrounded by the element isolation region. In the semiconductor device using the semiconductor substrate having the above, when the active regions have portions crossing each other at an angle of 90 degrees or less, the crossing portions of the active region are removed, and both ends of the removed portion are removed. A semiconductor device, wherein the active regions are interconnected by wiring.
【請求項10】 上記配線は上記半導体基板上に層間絶
縁膜を介して設けられていることを特徴とする請求項9
記載の半導体装置。
10. The semiconductor device according to claim 9, wherein the wiring is provided on the semiconductor substrate via an interlayer insulating film.
13. The semiconductor device according to claim 1.
【請求項11】 上記半導体装置は、上記半導体基板に
上記溝を形成した後、熱処理工程を経て製造されたもの
であることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。
11. The semiconductor device according to claim 9, wherein said semiconductor device is manufactured through a heat treatment step after forming said groove in said semiconductor substrate.
【請求項12】 上記溝の内壁に上記半導体基板を熱酸
化することによって形成された酸化膜が設けられている
ことを特徴とする請求項9記載の半導体装置。
12. The semiconductor device according to claim 9, wherein an oxide film formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate is provided on an inner wall of the groove.
【請求項13】 上記絶縁膜は熱処理によって緻密化さ
れていることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。
13. The semiconductor device according to claim 9, wherein said insulating film is densified by heat treatment.
【請求項14】 上記半導体基板に不純物が導入されて
いると共に、上記不純物が熱処理によって活性化されて
いることを特徴とする請求項9記載の半導体装置。
14. The semiconductor device according to claim 9, wherein impurities are introduced into said semiconductor substrate and said impurities are activated by heat treatment.
【請求項15】 上記半導体基板はシリコン基板である
ことを特徴とする請求項9記載の半導体装置。
15. The semiconductor device according to claim 9, wherein said semiconductor substrate is a silicon substrate.
【請求項16】 上記絶縁膜は酸化シリコンからなるこ
とを特徴とする請求項15記載の半導体装置。
16. The semiconductor device according to claim 15, wherein said insulating film is made of silicon oxide.
【請求項17】 上記溝は、上記シリコン基板上に酸化
シリコン膜および窒化シリコン膜を順次形成し、上記窒
化シリコン膜および上記酸化シリコン膜を所定形状にパ
ターニングした後、上記窒化シリコン膜および上記酸化
シリコン膜をマスクとして上記シリコン基板をエッチン
グすることにより形成されたものであることを特徴とす
る請求項15記載の半導体装置。
17. The groove is formed by sequentially forming a silicon oxide film and a silicon nitride film on the silicon substrate, patterning the silicon nitride film and the silicon oxide film into a predetermined shape, and then forming the silicon nitride film and the oxide 16. The semiconductor device according to claim 15, wherein the semiconductor device is formed by etching the silicon substrate using a silicon film as a mask.
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