JP2001168186A - Semiconductor integrated circuit device, method for separating element thereof and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device, method for separating element thereof and manufacturing method thereof

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JP2001168186A
JP2001168186A JP35051499A JP35051499A JP2001168186A JP 2001168186 A JP2001168186 A JP 2001168186A JP 35051499 A JP35051499 A JP 35051499A JP 35051499 A JP35051499 A JP 35051499A JP 2001168186 A JP2001168186 A JP 2001168186A
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for separating elements of a semiconductor integrated circuit device capable of miniaturizing non-volatile memory and high breakdown voltage transistor without degradation in the performance of the non-volatile memory and a transistor for a logic circuit, without losing an existing design concept of the transistor for the logic circuit, and without missing the manufacturing margin. SOLUTION: The elements are separated in a semiconductor integrated circuit device where plural kinds of semiconductor elements different in level of applied voltage are mixedly mounted. High breakdown voltage semiconductor elements with comparatively high voltage level are separated with each other by means of an oxide film formed without using thermal oxidation method and a thermal oxidation film formed to a predetermined depth on the oxide film. Low breakdown voltage semiconductors with comparatively low voltage level are separated with each other by means of the thermal oxidation film. A polysilicone film is buried, and the thermal oxidation film is disposed thereon to a predetermined depth. A predetermined voltage is applied to the polysilicone film, and the semiconductor elements are separated with each other by means of the thermal oxidation film and the polysilicone film.

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】本発明は半導体集積回路装置
に搭載される各素子を分離するための素子分離方法に関
し、特に不揮発性メモリなどのように高電圧が印加され
る素子と論理回路のように通常の電圧が印加される素子
とが混載された半導体集積回路装置の素子分離方法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element isolation method for isolating elements mounted on a semiconductor integrated circuit device, and more particularly to an element to which a high voltage is applied such as a nonvolatile memory and a logic circuit. The present invention relates to an element isolation method for a semiconductor integrated circuit device in which an element to which a normal voltage is applied is mixed.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の半導体集積回路装置は、CPU、
論理回路、記憶装置などの機能をそれぞれ単体で有する
のではなく、それらを1つのチップ上に搭載して1つの
システムを構成するSOC(System On Chip)化が進ん
でいる。
2. Description of the Related Art Recent semiconductor integrated circuit devices include a CPU,
Rather than having functions of a logic circuit, a storage device, and the like each as a single unit, an SOC (System On Chip) that configures one system by mounting them on one chip has been developed.

【0003】このような半導体集積回路に搭載される記
憶装置として、例えば、不揮発性でありながら高集積化
が容易なフラッシュEEPROMが用いられる。
[0003] As a storage device mounted on such a semiconductor integrated circuit, for example, a flash EEPROM which is non-volatile and easily integrated is used.

【0004】電気的に情報の書込み/消去が可能な不揮
発性の半導体記憶装置であるフラッシュEEPROM
は、例えば、情報を記録するためのメモリセル部に浮遊
ゲート電極及び制御ゲート電極を備えた複数個のセルト
ランジスタと、セルトランジスタを制御/選択するため
の高耐圧トランジスタやセレクトトランジスタといった
制御用トランジスタを有する構造が知られている。
A flash EEPROM which is a nonvolatile semiconductor memory device capable of electrically writing / erasing information.
Are, for example, a plurality of cell transistors having a floating gate electrode and a control gate electrode in a memory cell portion for recording information, and a control transistor such as a high breakdown voltage transistor and a select transistor for controlling / selecting the cell transistor. Are known.

【0005】このようなセルトランジスタや制御用トラ
ンジスタには、情報の書込みや消去を行う際に10V〜
20Vの比較的高い電圧を印加するものがあるため、そ
のような構成では素子を分離するための素子分離領域に
形成するフィールド酸化膜を4000〜5000オング
ストロームの厚さにする必要がある。
When writing or erasing information, a voltage of 10 V to
Since some devices apply a relatively high voltage of 20 V, such a structure requires a field oxide film formed in an element isolation region for isolating elements to have a thickness of 4000 to 5000 angstroms.

【0006】一方、近年の半導体集積回路装置で用いら
れる論理回路用のトランジスタは、微細化に伴って耐圧
がより低下する傾向にあり、電源電圧が低くなってきて
いるためフィールド酸化膜の厚さは1000〜2000
オングストローム程度(電源電圧が2.5〜5.0V)
であればよい。
On the other hand, a transistor for a logic circuit used in a semiconductor integrated circuit device in recent years tends to have a lower breakdown voltage with miniaturization, and the power supply voltage has been reduced. Is 1000-2000
Angstrom (Power supply voltage is 2.5 to 5.0V)
Should be fine.

【0007】このように、印加電圧が異なる複数種類の
半導体素子が混載された半導体集積回路装置では、従
来、耐圧が異なっていてもフィールド酸化膜の厚さを一
様に形成する方法(以下、第1従来例と称す)や、フィ
ールド酸化膜をそれぞれの素子に適した膜厚にするため
に、高耐圧が要求される領域にのみ予め所定の厚さの酸
化膜を形成し、論理回路を形成する領域と共にさらに熱
酸化処理を行うことで高耐圧が要求される領域のフィー
ルド酸化膜を厚膜化する方法(以下、第2従来例)が採
用されている。
As described above, in a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixed, conventionally, a method of uniformly forming the thickness of a field oxide film even if the withstand voltage is different (hereinafter, referred to as a method). In order to make the field oxide film a film thickness suitable for each element, an oxide film of a predetermined thickness is formed only in a region where a high withstand voltage is required, and a logic circuit is formed. A method has been adopted in which a field oxide film in a region where a high withstand voltage is required is made thicker by further performing a thermal oxidation treatment together with a region to be formed (hereinafter, a second conventional example).

【0008】これら第1従来例及び第2従来例の素子分
離方法による半導体集積回路装置の製造手順について説
明する。なお、以下では、不揮発性メモリを形成する領
域を不揮発性メモリ領域と称し、高耐圧が要求されるト
ランジスタを形成する領域を高耐圧トランジスタ領域と
称し、論理回路用のトランジスタを形成する領域を論理
回路領域と称す。
A procedure for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the first conventional example and the second conventional example will be described. Hereinafter, a region where a nonvolatile memory is formed is referred to as a non-volatile memory region, a region where a transistor requiring high withstand voltage is formed is referred to as a high withstand voltage transistor region, and a region where a transistor for a logic circuit is formed is a logical region. It is called a circuit area.

【0009】まず、第1従来例の素子分離方法による半
導体集積回路装置の製造手順について図5を用いて説明
する。図5は第1従来例の半導体集積回路装置の素子分
離方法を示す図であり、半導体集積回路装置の製造工程
を示す側断面図である。
First, a procedure for manufacturing a semiconductor integrated circuit device by the element isolation method of the first conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 5 is a view showing the element isolation method of the semiconductor integrated circuit device of the first conventional example, and is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0010】図5において、第1従来例では、まず、S
i基板401上に厚さ200オングストローム程度のシ
リコン酸化膜(SiO2)402を成膜し、その上に厚
さ1500オングストローム程度のシリコン窒化膜(S
34)403を成膜する(図5(a))。続いて、フ
ォトリソグラフィー技術を用いてシリコン窒化膜403
上にフォトレジスト407を形成し、素子分離領域を形
成するためにフォトレジスト407のパターニングを行
う(図5(b))。
In FIG. 5, in the first conventional example, first, S
A silicon oxide film (SiO 2 ) 402 having a thickness of about 200 Å is formed on an i-substrate 401, and a silicon nitride film (S) having a thickness of about 1500 Å is formed thereon.
i 3 N 4 ) 403 is formed (FIG. 5A). Subsequently, the silicon nitride film 403 is formed using photolithography technology.
A photoresist 407 is formed thereon, and the photoresist 407 is patterned to form an element isolation region (FIG. 5B).

【0011】次に、プラズマエッチング法によりフォト
レジスト407開口部のシリコン窒化膜403及びシリ
コン酸化膜402をそれぞれ除去し、さらに、Si基板
401の表面近傍を数100オングストローム程度の厚
さでエッチング除去する(図5(c))。
Next, the silicon nitride film 403 and the silicon oxide film 402 at the openings of the photoresist 407 are removed by plasma etching, and the vicinity of the surface of the Si substrate 401 is removed by etching to a thickness of about several hundred angstroms. (FIG. 5 (c)).

【0012】続いて、図5(b)に示す工程で形成した
フォトレジスト407を除去し、熱酸化法により素子分
離領域に熱酸化膜からなるフィールド酸化膜408を形
成する(図5(d))。なお、ここでは後工程において
膜厚が低減することを考慮して、熱酸化膜を最終的に必
要な膜厚(1000〜2000オングストローム)より
も厚く形成する(3000オングストローム程度)。最
後に、ウェットエッチング法によりSi基板401上の
シリコン窒化膜403及びシリコン酸化膜402をそれ
ぞれ除去し(図5(e))、不揮発性メモリ領域、高耐
圧トランジスタ領域、及び論理回路領域の各素子分離領
域にそれぞれ等しい膜厚のフィールド酸化膜408を形
成する。
Subsequently, the photoresist 407 formed in the step shown in FIG. 5B is removed, and a field oxide film 408 made of a thermal oxide film is formed in the element isolation region by a thermal oxidation method (FIG. 5D). ). Here, the thermal oxide film is formed thicker (about 3000 Å) than the finally required film thickness (1000 to 2000 Å) in consideration of the reduction of the film thickness in a later step. Finally, the silicon nitride film 403 and the silicon oxide film 402 on the Si substrate 401 are respectively removed by the wet etching method (FIG. 5E), and each element of the nonvolatile memory area, the high breakdown voltage transistor area, and the logic circuit area is removed. A field oxide film 408 having the same thickness is formed in each of the isolation regions.

【0013】フィールド酸化膜408による素子分離が
終了したら、不揮発性メモリ領域に、セルトランジスタ
用のトンネリング酸化膜409、浮遊ゲート電極41
0、及び浮遊ゲート電極410と制御ゲート電極を絶縁
するための絶縁膜であるONO(Oxide Nitride Oxid
e)膜411をそれぞれ形成し、高耐圧トランジスタ領
域及び論理回路領域にそれぞれのトランジスタのゲート
酸化膜413を形成し、セルトランジスタの制御ゲート
電極412及びトランジスタのゲート電極414を形成
する(図5(f))。以降、各トランジスタのソース及
びドレインとなる不図示の不純物拡散層をそれぞれ形成
し、配線工程へと続く。
After the element isolation by the field oxide film 408 is completed, the tunneling oxide film 409 for the cell transistor and the floating gate electrode 41 are provided in the nonvolatile memory area.
ONO (Oxide Nitride Oxid) which is an insulating film for insulating the floating gate electrode 410 from the control gate electrode.
e) A film 411 is formed, a gate oxide film 413 of each transistor is formed in the high breakdown voltage transistor region and the logic circuit region, and a control gate electrode 412 of the cell transistor and a gate electrode 414 of the transistor are formed (FIG. f)). Thereafter, impurity diffusion layers (not shown) serving as a source and a drain of each transistor are respectively formed, and the process is continued to a wiring process.

【0014】なお、第1従来例では、フィールド酸化膜
408の厚さを論理回路領域の素子分離性能に合わせて
一様に形成しているため、高耐圧が要求される領域(不
揮発性メモリ領域、高耐圧トランジスタ領域)では素子
分離性能を確保するために素子分離幅(フィールド酸化
膜408の幅)を広げている。
In the first conventional example, since the thickness of the field oxide film 408 is uniformly formed in accordance with the element isolation performance of the logic circuit region, the region requiring a high withstand voltage (the nonvolatile memory region) , High breakdown voltage transistor region), the element isolation width (the width of the field oxide film 408) is increased in order to ensure element isolation performance.

【0015】次に、第2従来例の素子分離方法による半
導体集積回路装置の製造手順について図6を用いて説明
する。図6は第2従来例の半導体集積回路装置の素子分
離方法を示す図であり、半導体集積回路装置の製造工程
を示す側断面図である。
Next, a procedure for manufacturing a semiconductor integrated circuit device by the element isolation method of the second conventional example will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a diagram showing a device isolation method of a semiconductor integrated circuit device of a second conventional example, and is a sectional side view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0016】図6において、第2従来例では、まず第1
従来例と同様に、Si基板501上に厚さ200オング
ストローム程度のシリコン酸化膜502を成膜し、その
上に厚さ1500オングストローム程度のシリコン窒化
膜503を成膜する(図6(a))。
In FIG. 6, in the second conventional example, first,
As in the conventional example, a silicon oxide film 502 having a thickness of about 200 Å is formed on a Si substrate 501, and a silicon nitride film 503 having a thickness of about 1500 Å is formed thereon (FIG. 6A). .

【0017】次に、フォトリソグラフィー技術を用いて
シリコン窒化膜503上に第1のフォトレジスト505
を形成し、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ
領域の素子分離領域を形成するために第1のフォトレジ
スト505のパターニングを行う(図6(b))。
Next, a first photoresist 505 is formed on the silicon nitride film 503 by using a photolithography technique.
Is formed, and patterning of the first photoresist 505 is performed to form an element isolation region of the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region (FIG. 6B).

【0018】続いて、プラズマエッチング法により不揮
発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域の第1のフ
ォトレジスト505開口部のシリコン窒化膜503及び
シリコン酸化膜502をそれぞれ除去し、さらに、Si
基板501の表面近傍を数100オングストローム程度
の厚さでエッチング除去する(図6(c))。
Subsequently, the silicon nitride film 503 and the silicon oxide film 502 in the opening of the first photoresist 505 in the nonvolatile memory region and the high-breakdown-voltage transistor region are removed by a plasma etching method.
The vicinity of the surface of the substrate 501 is removed by etching with a thickness of about several hundred angstroms (FIG. 6C).

【0019】続いて、図6(b)に示した工程で形成し
た第1のフォトレジスト505を除去し、熱酸化法によ
り不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域の素
子分離領域に厚さ数千オングストローム程度の第1の熱
酸化膜506を形成する(図6(d))。なお、このと
きに形成する第1の熱酸化膜506の厚さは、後工程の
熱酸化処理で形成される第2の熱酸化膜と合わせて40
00〜5000オングストロームになるようにする。
Subsequently, the first photoresist 505 formed in the step shown in FIG. 6B is removed, and several thousand thicknesses are formed in the nonvolatile memory region and the element isolation region of the high breakdown voltage transistor region by a thermal oxidation method. A first thermal oxide film 506 having a thickness of about Å is formed (FIG. 6D). Note that the thickness of the first thermal oxide film 506 formed at this time is 40 inclusive of the thickness of the second thermal oxide film formed in the subsequent thermal oxidation process.
It should be between 0.00 and 5000 angstroms.

【0020】次に、フォトリソグラフィー技術を用いて
シリコン窒化膜503上に第2のフォトレジスト507
を形成し、論理回路領域の素子分離領域を形成するため
に第2のフォトレジスト507のパターニングを行う
(図6(e))。
Next, a second photoresist 507 is formed on the silicon nitride film 503 by using a photolithography technique.
Is formed, and the second photoresist 507 is patterned to form an element isolation region in a logic circuit region (FIG. 6E).

【0021】続いて、プラズマエッチング法により論理
回路領域の第2のフォトレジスト507開口部のシリコ
ン窒化膜503及びシリコン酸化膜502をそれぞれ除
去し、さらに、Si基板501の表面近傍を数100オ
ングストローム程度の厚さでエッチング除去する(図6
(f))。
Subsequently, the silicon nitride film 503 and the silicon oxide film 502 in the openings of the second photoresist 507 in the logic circuit region are removed by plasma etching, and the vicinity of the surface of the Si substrate 501 is reduced to about several hundred angstroms. (FIG. 6)
(F)).

【0022】続いて、図6(e)に示す工程で形成した
第2のフォトレジスト507を除去し、論理回路領域の
素子分離領域に厚さ3000オングストローム程度の第
2の熱酸化膜508(論理回路領域のフィールド酸化膜
となる)が形成されるように熱酸化処理を行う。このと
き、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域の
素子分離領域も同時に熱酸化され、これらの素子分離領
域には、設定条件として、例えば、第1の熱酸化膜50
6の厚さを3500オングストローム、第2の熱酸化膜
508の厚さを3000オングストロームとすると、酸
化される膜の形成レートがだんだん遅くなるため、結果
として第1の熱酸化膜506と第2の熱酸化膜508を
合わせた4000〜5000オングストロームのフィー
ルド酸化膜が形成される(図6(g))。最後に、ウェ
ットエッチング法によりシリコン窒化膜503及びシリ
コン酸化膜502をそれぞれ除去する(図6(h))。
Subsequently, the second photoresist 507 formed in the step shown in FIG. 6E is removed, and a second thermal oxide film 508 (logic) having a thickness of about 3000 Å is formed in the element isolation region of the logic circuit region. The thermal oxidation process is performed so that a field oxide film of the circuit region is formed. At this time, the element isolation regions of the non-volatile memory region and the high-breakdown-voltage transistor region are also thermally oxidized at the same time.
6 is 3500 Å and the thickness of the second thermal oxide film 508 is 3000 Å, the rate of formation of the oxidized film becomes gradually slower. As a result, the first thermal oxide film 506 and the second A field oxide film of 4000 to 5000 angstroms including the thermal oxide film 508 is formed (FIG. 6G). Finally, the silicon nitride film 503 and the silicon oxide film 502 are respectively removed by a wet etching method (FIG. 6H).

【0023】以上の工程によって、不揮発性メモリ領域
及び高耐圧トランジスタ領域に第1の熱酸化膜506と
第2の熱酸化膜508とから成る所望の厚さのフィール
ド酸化膜が形成され、論理回路領域に第2の熱酸化膜5
08から成るフィールド酸化膜が形成される。
Through the above steps, a field oxide film having a desired thickness consisting of the first thermal oxide film 506 and the second thermal oxide film 508 is formed in the non-volatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. A second thermal oxide film 5 in the region
08 is formed.

【0024】フィールド酸化膜による素子分離が終了し
たら、不揮発性メモリ領域に、セルトランジスタ用のト
ンネリング酸化膜509、浮遊ゲート電極510、及び
ONO膜511をそれぞれ形成し、高耐圧トランジスタ
領域及び論理回路領域にそれぞれのトランジスタのゲー
ト酸化膜513を形成し、セルトランジスタの制御ゲー
ト電極512及びトランジスタのゲート電極514を形
成する(図6(i))。以降、各トランジスタのソース
及びドレインとなる不図示の不純物拡散層をそれぞれ形
成し、配線工程へと続く。
After the element isolation by the field oxide film is completed, a tunneling oxide film 509, a floating gate electrode 510, and an ONO film 511 for a cell transistor are formed in the non-volatile memory area, respectively. Then, a gate oxide film 513 of each transistor is formed, and a control gate electrode 512 of the cell transistor and a gate electrode 514 of the transistor are formed (FIG. 6 (i)). Thereafter, impurity diffusion layers (not shown) serving as a source and a drain of each transistor are respectively formed, and the process is continued to a wiring process.

【0025】[0025]

【発明が解決しようとする課題】上記したような従来の
半導体集積回路装置の素子分離方法のうち、第1従来例
の素子分離方法では、上述したように、フィールド酸化
膜の厚さを論理回路領域の素子分離性能に合わせて一様
に形成すると、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジ
スタ領域の素子分離幅を広げる必要があるため、不揮発
性メモリ領域や高耐圧トランジスタ領域の専有面積が増
大し、集積度が低下してしまう問題がある。
Among the element isolation methods of the conventional semiconductor integrated circuit device as described above, the element isolation method of the first prior art uses the thickness of the field oxide film as described above in the logic circuit. If formed uniformly in accordance with the element isolation performance of the region, it is necessary to increase the element isolation width of the non-volatile memory region and the high withstand voltage transistor region. There is a problem that the degree of integration is reduced.

【0026】逆に、フィールド酸化膜を不揮発性メモリ
領域や高耐圧トランジスタ領域の素子分離性能に合わせ
て一様に厚くすると、高集積化によって微細化された論
理回路領域ではバーズビークによりフィールド酸化膜ど
うしが繋がってしまうため、トランジスタを形成するこ
とができなくなってしまう。この場合、トランジスタの
形成を可能にするためには素子分離幅を広げなければな
らないため、論理回路領域の専有面積が増大して集積度
が低下してしまう。また、素子分離層を広げる場合、論
理回路の製造プロセスを既存のプロセスから変更して再
構築する必要があるため、これまでの設計資産を活かす
ことができなくなる。さらに、チップ面積も増加してし
まう。
Conversely, if the field oxide film is uniformly thickened in accordance with the element isolation performance of the non-volatile memory region and the high breakdown voltage transistor region, the field oxide film is formed by bird's beak in the logic circuit region miniaturized by high integration. Are connected, so that a transistor cannot be formed. In this case, the element isolation width must be increased in order to enable formation of the transistor, so that the occupied area of the logic circuit region increases and the degree of integration decreases. Further, when expanding the element isolation layer, it is necessary to change the manufacturing process of the logic circuit from the existing process and reconstruct it, so that it is impossible to utilize the design resources so far. Further, the chip area also increases.

【0027】また、不揮発性メモリや高耐圧トランジス
タへの印加電圧を下げて高耐圧性能を不要にすること
で、不揮発性メモリ領域や高耐圧トランジスタ領域のフ
ィールド酸化膜を薄くする方法も考えられる。しかしな
がら、この方法では、メモリセルに対する情報の書込み
時間や消去時間が増大してしまうため、不揮発性メモリ
の性能劣化が余儀なくされる。
It is also conceivable to reduce the voltage applied to the non-volatile memory or the high-breakdown-voltage transistor to eliminate the need for high-breakdown-voltage performance, thereby making the field oxide film in the non-volatile memory region or the high-breakdown-voltage transistor region thinner. However, in this method, the time for writing and erasing information to and from the memory cell increases, so that the performance of the nonvolatile memory is inevitably deteriorated.

【0028】一方、第2従来例の素子分離方法では、1
つのSi基板上に2つの下地を形成するため、露光用マ
スクの合わせずれが大きくなり、特に、上地(例えば、
配線パターンとトランジスタの電極を接続するためのコ
ンタクト)形成時の製造マージン(合わせずれ余裕)が
非常に小さくなってしまう問題がある。
On the other hand, in the element isolation method of the second conventional example, 1
Since two underlayers are formed on one Si substrate, the misalignment of the exposure mask becomes large.
There is a problem that a manufacturing margin (alignment margin) at the time of forming a contact for connecting a wiring pattern and an electrode of a transistor becomes extremely small.

【0029】すなわち、第1従来例の素子分離方法で
は、不揮発性メモリ領域、高耐圧トランジスタ領域、及
び論理回路領域のフィールド酸化膜を一度に形成できる
ため、図7に示すように、フィールド酸化膜408の位
置に対して、メモリセルの浮遊ゲート電極410、制御
ゲート電極412、論理回路用のトランジスタのゲート
電極414、及びコンタクト416がそれぞれ一様な誤
差内で形成される。なお、図の矢印は合わせずれによる
各構成要素の形成位置の誤差を示している。したがっ
て、通常の製造マージンであっても、メモリセルの浮遊
ゲート電極410、制御ゲート電極412、あるいは論
理回路用のトランジスタのゲート電極414とコンタク
ト416とが重なって形成されることがない。また、層
間絶縁膜415上に形成される配線である上部電極41
7とコンタクト416との接続も確実に行われる。
That is, according to the element isolation method of the first conventional example, the field oxide films of the nonvolatile memory region, the high breakdown voltage transistor region, and the logic circuit region can be formed at a time, and as shown in FIG. At the position 408, the floating gate electrode 410 of the memory cell, the control gate electrode 412, the gate electrode 414 of the transistor for the logic circuit, and the contact 416 are each formed within a uniform error. The arrows in the figure indicate errors in the formation position of each component due to misalignment. Therefore, the contact 416 and the floating gate electrode 410 of the memory cell, the control gate electrode 412, or the gate electrode 414 of the transistor for the logic circuit are not formed even with a normal manufacturing margin. The upper electrode 41 which is a wiring formed on the interlayer insulating film 415
7 and the contact 416 are also reliably connected.

【0030】しかしながら、第2従来例の素子分離方法
では、図8に示すように、不揮発性メモリ領域や高耐圧
トランジスタ領域のフィールド酸化膜(第2の熱酸化膜
508)の位置に対して論理回路領域のフィールド酸化
膜が所定の位置誤差を持って形成され、その論理回路領
域のフィールド酸化膜に対して論理回路用のトランジス
タのゲート電極514やコンタクト516が所定の位置
誤差を持って形成される。したがって、通常の製造マー
ジンでは、メモリセルの浮遊ゲート電極510や制御ゲ
ート電極512とコンタクト516とが重なって形成さ
れるおそれがある(図8の×部)。また、制御ゲート電
極512とコンタクト516の接触を避けるために2つ
の領域のコンタクトを作り分けた場合、層間絶縁膜51
5上に形成される配線である上部電極517とコンタク
ト516の接続不良が発生するおそれもあり、製造時に
おける製品の不良発生率が増加する。
However, according to the element isolation method of the second conventional example, as shown in FIG. 8, the position of a field oxide film (second thermal oxide film 508) in a nonvolatile memory region or a high breakdown voltage transistor region is logically adjusted. A field oxide film in a circuit region is formed with a predetermined positional error, and a gate electrode 514 and a contact 516 of a transistor for a logic circuit are formed with a predetermined positional error with respect to the field oxide film in the logical circuit region. You. Therefore, in a normal manufacturing margin, the floating gate electrode 510 or the control gate electrode 512 of the memory cell and the contact 516 may be formed so as to overlap with each other (the cross section in FIG. 8). Further, when the contacts in the two regions are separately formed in order to avoid the contact between the control gate electrode 512 and the contact 516, the interlayer insulating film 51 is formed.
There is a possibility that a connection failure between the upper electrode 517, which is a wiring formed on the wiring 5, and the contact 516 may occur, thereby increasing a product failure rate during manufacturing.

【0031】また、熱酸化法によってフィールド酸化膜
を厚く形成すると、上述したように、バーズビークによ
りフィールド酸化膜どうしが繋がってしまうため、素子
分離性能を維持するためには素子分離幅を所定の値以上
に広げる必要がある。したがって、セルトランジスタや
高耐圧トランジスタの寸法に縮小限界が生じ、さらなる
高集積化が要求される次世代の半導体集積回路装置で、
このような素子分離方法を採用することは困難である。
If the field oxide film is formed thick by the thermal oxidation method, the field oxide films are connected to each other by bird's beaks as described above. It is necessary to spread more. Therefore, the dimensions of cell transistors and high-voltage transistors are reduced, and next-generation semiconductor integrated circuit devices that require higher integration are required.
It is difficult to adopt such an element isolation method.

【0032】本発明は上記したような従来の技術が有す
る問題点を解決するためになされたものであり、不揮発
性メモリや論理回路用トランジスタの性能低下を招くこ
となく、論理回路用トランジスタの既存の設計手法を維
持しつつ、製造マージンを損なわなずに不揮発性メモリ
や高耐圧トランジスタの微細化が可能な半導体集積回路
装置の素子分離方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and does not cause a decrease in the performance of a nonvolatile memory or a logic circuit transistor. It is an object of the present invention to provide an element isolation method of a semiconductor integrated circuit device capable of miniaturizing a nonvolatile memory and a high breakdown voltage transistor without deteriorating a manufacturing margin while maintaining the design method.

【0033】[0033]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明の半導体集積回路装置の素子分離方法は、印加電
圧の異なる複数種類の半導体素子が混載される半導体集
積回路装置の素子分離方法であって、前記印加電圧が比
較的高い高耐圧半導体素子間を、熱酸化法を用いずに形
成された酸化膜と、前記酸化膜上及びその周囲に熱酸化
法を用いて所定の厚さで形成された熱酸化膜とで分離
し、前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体素子間を、
前記熱酸化膜で分離する方法である。
In order to achieve the above object, the present invention provides an element isolation method for a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixed. An oxide film formed without using a thermal oxidation method and a predetermined thickness on and around the oxide film with a predetermined thickness using a thermal oxidation method. Separated by the formed thermal oxide film, the applied voltage is relatively low between the low breakdown voltage semiconductor elements,
This is a method of separating by the thermal oxide film.

【0034】このとき、前記高耐圧半導体素子に、不揮
発性メモリであるフラッシュEEPROMのメモリセル
トランジスタを含んでいてもよい。
At this time, the high withstand voltage semiconductor element may include a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory.

【0035】また、半導体素子間を所定の絶縁耐圧を有
して分離するための半導体集積回路装置の素子分離方法
であって、予め、電極となるポリシリコン膜が埋め込ま
れ、該ポリシリコン膜上に熱酸化法を用いて所定の厚さ
の熱酸化膜が形成された分離トレンチを備えておき、前
記ポリシリコン膜に所定の電圧を印加し、前記半導体素
子間を、前記熱酸化膜と該ポリシリコン膜とにより分離
する方法である。
Also, in the element isolation method of a semiconductor integrated circuit device for isolating semiconductor elements with a predetermined dielectric strength, a polysilicon film serving as an electrode is buried in advance, and Is provided with an isolation trench in which a thermal oxide film of a predetermined thickness is formed by using a thermal oxidation method, a predetermined voltage is applied to the polysilicon film, and the thermal oxide film and the This is a method of separating with a polysilicon film.

【0036】このとき、前記半導体素子は、印加電圧が
比較的高い高耐圧半導体素子であってもよく、前記高耐
圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッシュEE
PROMのメモリセルトランジスタを含んでいてもよ
い。
At this time, the semiconductor element may be a high withstand voltage semiconductor element to which a relatively high applied voltage is applied.
It may include a PROM memory cell transistor.

【0037】一方、本発明の半導体集積回路装置は、印
加電圧の異なる複数種類の半導体素子が混載される半導
体集積回路装置であって、前記印加電圧が比較的高い高
耐圧半導体素子が搭載される領域の素子分離領域に所定
の深さで形成された分離トレンチと、該分離トレンチ内
に熱酸化法を用いずに形成されて所定の厚さで埋め込ま
れた酸化膜と、前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体
素子が搭載される領域の素子分離領域及び前記酸化膜上
とその周囲に、熱酸化法を用いて所定の厚さでそれぞれ
形成された熱酸化膜と、を有する構成である。
On the other hand, a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixedly mounted, and a high withstand voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is mounted. The applied voltage is compared with an isolation trench formed at a predetermined depth in an element isolation region of the region, and an oxide film formed without using a thermal oxidation method in the isolation trench and embedded with a predetermined thickness. And a thermal oxide film formed on the oxide film and around the oxide film at a predetermined thickness using a thermal oxidation method. .

【0038】このとき、前記高耐圧半導体素子に、不揮
発性メモリであるフラッシュEEPROMのメモリセル
トランジスタを含んでいてもよい。
At this time, the high breakdown voltage semiconductor element may include a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory.

【0039】また、半導体素子間を所定の絶縁耐圧を有
して分離するための素子分離領域を有する半導体集積回
路装置であって、前記素子分離領域に所定の深さで形成
された分離トレンチと、該分離トレンチ内に所定の厚さ
で埋め込まれた、電極であるポリシリコン膜と、前記ポ
リシリコン膜上に熱酸化法を用いて所定の厚さで形成さ
れた熱酸化膜と、を有する構成である。
A semiconductor integrated circuit device having an element isolation region for isolating between semiconductor elements with a predetermined withstand voltage, comprising: an isolation trench formed at a predetermined depth in the element isolation region; A polysilicon film which is an electrode embedded in the isolation trench with a predetermined thickness, and a thermal oxide film formed with a predetermined thickness on the polysilicon film by using a thermal oxidation method. Configuration.

【0040】このとき、前記半導体素子は、印加電圧が
比較的高い高耐圧半導体素子であってもよく、前記高耐
圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッシュEE
PROMのメモリセルトランジスタを含んでいてもよ
い。
At this time, the semiconductor element may be a high withstand voltage semiconductor element to which a relatively high applied voltage is applied, and the high withstand voltage semiconductor element may include a flash EE which is a nonvolatile memory.
It may include a PROM memory cell transistor.

【0041】さらに、本発明の半導体集積回路装置の製
造方法は、印加電圧の異なる複数種類の半導体素子が混
載される半導体集積回路装置の製造方法であって、前記
印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子が搭載される領
域の素子分離領域に所定の深さの分離トレンチを形成
し、該分離トレンチ内に熱酸化法を用いずに形成した酸
化膜を埋め込み、前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導
体素子が搭載される領域の素子分離領域及び前記分離ト
レンチの周囲に、熱酸化法を用いて所定の厚さの熱酸化
膜をそれぞれ形成する方法であり、印加電圧の異なる複
数種類の半導体素子が混載される半導体集積回路装置の
製造方法であって、前記印加電圧が比較的高い高耐圧半
導体素子が搭載される領域の素子分離領域に所定の深さ
の分離トレンチを形成し、該分離トレンチ内に熱酸化法
を用いずに形成した酸化膜を所定の厚さで埋め込み、前
記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体素子が搭載される
領域の素子分離領域及び前記酸化膜上とその周囲に、熱
酸化法を用いて所定の厚さの熱酸化膜をそれぞれ形成す
る方法である。
Further, the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to the present invention is a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixedly mounted. An isolation trench having a predetermined depth is formed in an element isolation region where a semiconductor element is mounted, and an oxide film formed without using a thermal oxidation method is buried in the isolation trench, and the applied voltage is relatively low. A method in which a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed by using a thermal oxidation method around an element isolation region where a breakdown voltage semiconductor element is mounted and the isolation trench, and a plurality of types of semiconductors having different applied voltages. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which elements are mixed, wherein an isolation trench having a predetermined depth is formed in an element isolation region where a high withstand voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is mounted. An oxide film formed without using a thermal oxidation method is buried in the isolation trench to a predetermined thickness, and an element isolation region of a region where a low withstand voltage semiconductor element having a relatively low applied voltage is mounted and the oxide film. In this method, a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed on and around the upper surface by using a thermal oxidation method.

【0042】このとき、前記高耐圧半導体素子に、不揮
発性メモリであるフラッシュEEPROMのメモリセル
トランジスタを含んでいてもよい。
At this time, the high withstand voltage semiconductor element may include a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory.

【0043】また、半導体素子間を所定の絶縁耐圧を有
して分離するための素子分離領域を有する半導体集積回
路装置の製造方法であって、前記素子分離領域に所定の
深さの分離トレンチを形成し、該分離トレンチ内にポリ
シリコン膜を埋め込み、前記分離トレンチ内に所定の厚
さのポリシリコン膜を残しつつ、該ポリシリコン膜上に
熱酸化法を用いて所定の厚さの熱酸化膜を形成する方法
である。
Also, a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an element isolation region for isolating semiconductor elements with a predetermined dielectric strength voltage, wherein an isolation trench having a predetermined depth is formed in the element isolation region. Forming a polysilicon film in the isolation trench, leaving a polysilicon film of a predetermined thickness in the isolation trench, and thermally oxidizing the polysilicon film on the polysilicon film by a thermal oxidation method. This is a method of forming a film.

【0044】このとき、前記半導体素子は、印加電圧が
比較的高い高耐圧半導体素子であってもよく、前記高耐
圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッシュEE
PROMのメモリセルトランジスタを含んでいてもよ
い。
At this time, the semiconductor element may be a high withstand voltage semiconductor element to which a relatively high applied voltage is applied, and the high withstand voltage semiconductor element may include a flash EE which is a nonvolatile memory.
It may include a PROM memory cell transistor.

【0045】上記のような半導体集積回路装置の素子分
離方法では、印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子間
を熱酸化法を用いずに形成された酸化膜と酸化膜上に所
定の厚さで形成された熱酸化膜とで分離し、印加電圧が
比較的低い低耐圧半導体素子間を熱酸化膜で分離するこ
とで、高耐圧半導体素子の素子分離領域の分離性能を維
持することができる。特に、熱酸化法で形成する熱酸化
膜の厚さを低耐圧半導体素子と同じにすることができる
ため、バーズビークの大きさを低耐圧半導体素子と同等
に抑えることが可能であり、素子分離幅を低耐圧半導体
素子と同等にすることができる。
In the element isolation method for a semiconductor integrated circuit device as described above, an oxide film formed without using a thermal oxidation method between a high withstand voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage and a predetermined thickness on the oxide film. By separating the low-breakdown-voltage semiconductor elements to which the applied voltage is relatively low by the thermal oxide film, the isolation performance of the element isolation region of the high-breakdown-voltage semiconductor element can be maintained. . In particular, since the thickness of the thermal oxide film formed by the thermal oxidation method can be made the same as that of the low-breakdown-voltage semiconductor element, the size of the bird's beak can be suppressed to the same level as that of the low-breakdown-voltage semiconductor element. Can be made equivalent to a low breakdown voltage semiconductor element.

【0046】また、低耐圧半導体素子の素子分離領域の
熱酸化膜を既存の厚さにすることができるため、素子分
離工程の変更や素子分離幅を広げることによるチップ面
積の増加が防止される。
Further, since the thermal oxide film in the element isolation region of the low breakdown voltage semiconductor element can be made to have an existing thickness, an increase in the chip area due to a change in the element isolation step or an increase in the element isolation width can be prevented. .

【0047】さらに、複数の素子分離領域の位置が、同
一の露光用マスクによるパターニングと同一の熱酸化処
理によって決まるため、下地が増えることによる露光用
マスクの合わせずれの増大がない。
Further, since the positions of the plurality of element isolation regions are determined by the same thermal oxidation treatment as the patterning using the same exposure mask, the misalignment of the exposure mask due to the increase in the number of bases does not increase.

【0048】一方、電極となるポリシリコン膜が埋め込
まれ、該ポリシリコン膜上に所定の厚さの熱酸化膜が形
成された分離トレンチを備えておき、ポリシリコン膜に
所定の電圧を印加し、半導体素子間を熱酸化膜と該ポリ
シリコン膜とにより分離することで、半導体素子間の分
離耐圧を酸化膜のみを設ける場合よりも格段に高めるこ
とができる。
On the other hand, an isolation trench in which a polysilicon film serving as an electrode is buried and a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed on the polysilicon film is provided, and a predetermined voltage is applied to the polysilicon film. By separating the semiconductor elements with the thermal oxide film and the polysilicon film, the isolation breakdown voltage between the semiconductor elements can be significantly increased as compared with the case where only the oxide film is provided.

【0049】[0049]

【発明の実施の形態】次に本発明について図面を参照し
て説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, the present invention will be described with reference to the drawings.

【0050】(第1の実施の形態)まず、本発明の半導
体集積回路装置の素子分離方法の第1の実施の形態につ
いて図1を用いて説明する。図1は本発明の半導体集積
回路装置の素子分離方法の第1の実施の形態を示す図で
あり、半導体集積回路装置の製造工程を示す側断面図で
ある。
(First Embodiment) First, a first embodiment of an element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a diagram showing a first embodiment of the element isolation method of a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0051】図1に示すように、第1の実施の形態で
は、まず、従来と同様に、Si基板1上に厚さ200オ
ングストローム程度のシリコン酸化膜2(SiO2)を
成膜し、その上に厚さ1500オングストローム程度の
シリコン窒化膜3(Si34)を成膜する。続いて、フ
ォトリソグラフィー技術を用いてシリコン窒化膜3上に
不図示のフォトレジストを形成し、不揮発性メモリ領域
及び高耐圧トランジスタ領域の後述する分離トレンチを
形成するためにフォトレジストのパターニングを行う。
As shown in FIG. 1, in the first embodiment, a silicon oxide film 2 (SiO 2 ) having a thickness of about 200 angstroms is formed on a Si substrate 1 as in the prior art. A silicon nitride film 3 (Si 3 N 4 ) having a thickness of about 1500 Å is formed thereon. Subsequently, a photoresist (not shown) is formed on the silicon nitride film 3 using a photolithography technique, and the photoresist is patterned to form a later-described isolation trench in a nonvolatile memory region and a high breakdown voltage transistor region.

【0052】そして、プラズマエッチング法により不揮
発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域のフォトレ
ジスト開口部のシリコン窒化膜3及びシリコン酸化膜2
をそれぞれ除去し、さらに、Si基板1をエッチングし
て不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域の素
子分離領域に深さ5000オングストローム程度の分離
トレンチ4を形成し、シリコン窒化膜3上に形成された
フォトレジストを除去する(図1(a))。
Then, the silicon nitride film 3 and the silicon oxide film 2 in the photoresist openings in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region are formed by the plasma etching method.
Are removed, and the Si substrate 1 is etched to form an isolation trench 4 having a depth of about 5,000 angstroms in the element isolation region of the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region, and formed on the silicon nitride film 3. The photoresist is removed (FIG. 1A).

【0053】次に、分離トレンチ4の底面及び内壁側面
をそれぞれ熱酸化させて厚さ200〜300オングスト
ロームの内壁熱酸化膜4aを形成し、さらに、プラズマ
CVD(Chemical Vapor Deposition)法によりSi基
板1上にプラズマ酸化膜5を堆積させて、分離トレンチ
4内にプラズマ酸化膜5を埋め込むようにする(図1
(b))。なお、分離トレンチ4内に埋め込まれる酸化
膜は必ずしもプラズマCVD法で形成する必要はなく、
例えば、CVD法によって形成してもよい。
Next, the bottom surface and the inner wall side surface of the isolation trench 4 are respectively thermally oxidized to form an inner wall thermal oxide film 4a having a thickness of 200 to 300 angstroms, and the Si substrate 1 is formed by plasma CVD (Chemical Vapor Deposition). A plasma oxide film 5 is deposited thereon so that the plasma oxide film 5 is embedded in the isolation trench 4 (FIG. 1).
(B)). Note that the oxide film embedded in the isolation trench 4 does not necessarily need to be formed by the plasma CVD method.
For example, it may be formed by a CVD method.

【0054】続いて、シリコン窒化膜3上に堆積された
プラズマ酸化膜5をプラズマエッチング法で除去し、パ
ターニングされたシリコン窒化膜3を露出させる。さら
に、ウェットエッチング法により分離トレンチ4内に埋
め込まれたプラズマ酸化膜5のうち、厚さ2000〜3
000オングストローム程度をエッチング除去する(図
1(c))。なお、このとき分離トレンチ4内に残すプ
ラズマ酸化膜5とSi基板1の表面との段差を、後工程
で形成する熱酸化膜8のSi基板1への食い込み量より
も小さくなるようにウェットエッチングを行う時間を調
整する。
Subsequently, the plasma oxide film 5 deposited on the silicon nitride film 3 is removed by a plasma etching method, so that the patterned silicon nitride film 3 is exposed. Further, of the plasma oxide film 5 embedded in the isolation trench 4 by the wet etching method,
About 000 angstroms are removed by etching (FIG. 1C). At this time, wet etching is performed so that the level difference between the plasma oxide film 5 left in the isolation trench 4 and the surface of the Si substrate 1 is smaller than the amount of the thermal oxide film 8 formed in the subsequent process biting into the Si substrate 1. Adjust the time to do.

【0055】次に、CVD法によってSi基板1上にポ
リシリコン膜6を堆積させ、分離トレンチ4内にポリシ
リコン膜6を埋め込むようにする(図1(d))。さら
に、分離トレンチ4内にポリシリコン膜6を残しつつ、
シリコン窒化膜3が露出するようにエッチバックする
(図1(e))。
Next, a polysilicon film 6 is deposited on the Si substrate 1 by the CVD method, and the polysilicon film 6 is buried in the isolation trench 4 (FIG. 1D). Further, while leaving the polysilicon film 6 in the isolation trench 4,
Etch back so that the silicon nitride film 3 is exposed (FIG. 1E).

【0056】続いて、フォトリソグラフィー技術を用い
てシリコン窒化膜3上にフォトレジスト7を形成し、不
揮発性メモリ領域、高耐圧トランジスタ領域、及び論理
回路領域の素子分離領域をそれぞれ形成するためにフォ
トレジスト7のパターニングを行う。なお、不揮発性メ
モリ領域及び高耐圧トランジスタ領域では、フォトレジ
スト7の開口を、分離トレンチ4の開口部の外周よりも
0.1μm程度大きくなるようにパターニングする(図
1(f))。さらに、フォトレジスト7開口部のシリコ
ン窒化膜3及びシリコン酸化膜2をそれぞれ除去し、S
i基板1、及び分離トレンチ4内に埋め込まれたポリシ
リコン膜6の表面近傍を数100オングストロームの厚
さでエッチング除去する(図1(g))。
Subsequently, a photoresist 7 is formed on the silicon nitride film 3 by using a photolithography technique, and a photo-resist 7 is formed to form a non-volatile memory region, a high breakdown voltage transistor region, and an element isolation region of a logic circuit region. The resist 7 is patterned. In the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region, the opening of the photoresist 7 is patterned so as to be about 0.1 μm larger than the outer periphery of the opening of the isolation trench 4 (FIG. 1F). Further, the silicon nitride film 3 and the silicon oxide film 2 in the opening of the photoresist 7 are removed respectively,
The vicinity of the surface of the polysilicon film 6 embedded in the i-substrate 1 and the isolation trench 4 is removed by etching to a thickness of several hundred angstroms (FIG. 1 (g)).

【0057】次に、シリコン窒化膜3上のフォトレジス
ト7を除去し、熱酸化法によりシリコン窒化膜3開口部
のSi基板1及びポリシリコン膜6をそれぞれ酸化さ
せ、厚さ3000オングストローム程度の熱酸化膜8を
形成する(図1(h))。なお、このとき分離トレンチ
4内にはポリシリコン膜が残らないようにする。最後
に、ウェットエッチング法によりSi基板1上のシリコ
ン窒化膜3及びシリコン酸化膜2をそれぞれ除去する
(図1(i))。
Next, the photoresist 7 on the silicon nitride film 3 is removed, and the Si substrate 1 and the polysilicon film 6 at the openings of the silicon nitride film 3 are oxidized by a thermal oxidation method, respectively. An oxide film 8 is formed (FIG. 1H). At this time, the polysilicon film is not left in the isolation trench 4. Finally, the silicon nitride film 3 and the silicon oxide film 2 on the Si substrate 1 are removed by wet etching (FIG. 1 (i)).

【0058】以上の工程によって、不揮発性メモリ領域
及び高耐圧トランジスタ領域に分離トレンチ4内に埋め
込まれたプラズマ酸化膜5と熱酸化膜8とから成る所望
の厚さのフィールド酸化膜が形成され、論理回路領域に
熱酸化膜8から成るフィールド酸化膜が形成される。
Through the above steps, a field oxide film having a desired thickness comprising the plasma oxide film 5 and the thermal oxide film 8 embedded in the isolation trench 4 is formed in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. A field oxide film composed of a thermal oxide film 8 is formed in the logic circuit region.

【0059】フィールド酸化膜による素子分離が終了し
たら、不揮発性メモリ領域に、セルトランジスタ用のト
ンネリング酸化膜9、浮遊ゲート電極10、及びONO
膜11をそれぞれ形成し、高耐圧トランジスタ領域及び
論理回路領域にそれぞれのトランジスタのゲート酸化膜
13を形成し、セルトランジスタの制御ゲート電極12
及びトランジスタのゲート電極14を形成する(図1
(j))。以降、各トランジスタのソース及びドレイン
となる不図示の不純物拡散層をそれぞれ形成し、配線工
程へと続く。
After the element isolation by the field oxide film is completed, the tunneling oxide film 9 for the cell transistor, the floating gate electrode 10, and the ONO
A film 11 is formed, a gate oxide film 13 of each transistor is formed in the high breakdown voltage transistor region and the logic circuit region, and a control gate electrode 12 of the cell transistor is formed.
And a gate electrode 14 of the transistor (FIG. 1)
(J)). Thereafter, impurity diffusion layers (not shown) serving as a source and a drain of each transistor are respectively formed, and the process is continued to a wiring process.

【0060】したがって、本実施形態の工程により半導
体集積回路装置を製造することで、不揮発性メモリ領域
及び高耐圧トランジスタ領域にそれぞれ所望の厚さの酸
化膜から成る素子分離領域を形成することができるた
め、高耐圧が要求される領域であっても素子分離性能を
維持することができる。特に、不揮発性メモリ領域及び
高耐圧トランジスタ領域は、熱酸化処理で形成する酸化
膜の厚さを論理回路領域と同じにすることができるた
め、バーズビークの大きさを論理回路領域と同等に抑え
ることが可能であり、素子分離幅を論理回路領域と同等
にすることができる。すなわち、不揮発性メモリ及び高
耐圧トランジスタの微細化が可能になる。
Therefore, by manufacturing the semiconductor integrated circuit device according to the steps of the present embodiment, it is possible to form element isolation regions each having a desired thickness in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. Therefore, element isolation performance can be maintained even in a region where high withstand voltage is required. In particular, since the thickness of the oxide film formed by the thermal oxidation process in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region can be made the same as that of the logic circuit region, the size of the bird's beak is suppressed to be equal to that of the logic circuit region. It is possible to make the element isolation width equal to the logic circuit area. That is, miniaturization of the nonvolatile memory and the high breakdown voltage transistor becomes possible.

【0061】また、論理回路用のトランジスタの素子分
離領域の酸化膜を既存の厚さにすることができるため、
素子分離工程の変更や素子分離幅を広げることによるチ
ップ面積の増加が防止される。
Further, since the oxide film in the element isolation region of the transistor for the logic circuit can be made to have an existing thickness,
An increase in the chip area due to a change in the element isolation step or an increase in the element isolation width is prevented.

【0062】さらに、不揮発性メモリ領域、高耐圧トラ
ンジスタ領域、及び論理回路領域の素子分離領域の位置
は、同一の露光用マスクによるパターニングと同一の熱
酸化処理によって決まるため、下地が増えることによる
露光用マスクの合わせずれの増大がなくなり、製造マー
ジンの低下が防止される。
Further, the positions of the element isolation regions in the nonvolatile memory region, the high breakdown voltage transistor region, and the logic circuit region are determined by the same thermal oxidation and patterning with the same exposure mask. The increase in misalignment of the mask for use is eliminated, and a decrease in the manufacturing margin is prevented.

【0063】(第2の実施の形態)半導体集積回路装置
内に不揮発性メモリであるフラッシュEEPROMが搭
載される場合、第1の実施の形態で示したように、セル
トランジスタの浮遊ゲート電極及び不純物拡散層と接す
る素子分離領域には熱酸化処理で形成される熱酸化膜を
設けることが望ましい。これは、熱酸化処理で形成され
る熱酸化膜の方がプラズマCVDで形成されるプラズマ
酸化膜よりも組成が緻密であり、浮遊ゲート電極に蓄積
された電子の漏れ出しをより確実に防止して、情報の保
持性能の低下を防ぐことができるからである。
(Second Embodiment) When a flash EEPROM as a nonvolatile memory is mounted in a semiconductor integrated circuit device, as shown in the first embodiment, a floating gate electrode of a cell transistor and an impurity It is desirable to provide a thermal oxide film formed by thermal oxidation in the element isolation region in contact with the diffusion layer. This is because the thermal oxide film formed by the thermal oxidation process has a denser composition than the plasma oxide film formed by the plasma CVD, and prevents the leakage of the electrons accumulated in the floating gate electrode more reliably. This is because it is possible to prevent a decrease in information retention performance.

【0064】しかしながら、半導体集積回路装置に高耐
圧トランジスタと論理回路のみが搭載される場合、ある
いは不揮発性メモリの信頼性をそれほど重視しない場合
は、第1の実施の形態のように、不揮発性メモリ領域及
び高耐圧トランジスタ領域の素子分離領域を異なった製
造法による2種類の酸化膜で形成する必要はない。
However, when only a high-voltage transistor and a logic circuit are mounted on a semiconductor integrated circuit device, or when the reliability of the nonvolatile memory is not so important, as in the first embodiment, It is not necessary to form the element isolation region of the region and the high breakdown voltage transistor region with two types of oxide films by different manufacturing methods.

【0065】本実施形態では、このような場合の半導体
集積回路装置の素子分離方法について図2を用いて説明
する。図2は本発明の半導体集積回路装置の素子分離方
法の第2の実施の形態を示す図であり、半導体集積回路
装置の製造工程を示す側断面図である。
In the present embodiment, a method for element isolation of a semiconductor integrated circuit device in such a case will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0066】図2に示すように、第2の実施の形態の素
子分離方法は、まず、第1の実施の形態と同様に、Si
基板101上に厚さ200オングストローム程度のシリ
コン酸化膜102を成膜し、その上に厚さ1500オン
グストローム程度のシリコン窒化膜103を成膜する。
続いて、フォトリソグラフィー技術を用いてシリコン窒
化膜103上に不図示のフォトレジストを形成し、不揮
発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域の後述する
分離トレンチを形成するためにフォトレジストのパター
ニングを行う。
As shown in FIG. 2, the device isolation method according to the second embodiment first employs the same method as in the first embodiment.
A silicon oxide film 102 having a thickness of about 200 angstroms is formed on a substrate 101, and a silicon nitride film 103 having a thickness of about 1500 angstroms is formed thereon.
Subsequently, a photoresist (not shown) is formed on the silicon nitride film 103 using a photolithography technique, and the photoresist is patterned in order to form a later-described isolation trench in a nonvolatile memory region and a high breakdown voltage transistor region.

【0067】続いて、プラズマエッチング法により不揮
発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域のフォトレ
ジスト開口部のシリコン窒化膜103及びシリコン酸化
膜102をそれぞれ除去し、さらに、Si基板101を
エッチングして不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジ
スタ領域の素子分離領域に深さ5000オングストロー
ム程度の分離トレンチ104を形成し、シリコン窒化膜
103上に形成されたフォトレジストを除去する(図2
(a))。
Subsequently, the silicon nitride film 103 and the silicon oxide film 102 at the photoresist openings in the non-volatile memory region and the high-breakdown-voltage transistor region are removed by a plasma etching method. An isolation trench 104 having a depth of about 5000 angstroms is formed in the element isolation region of the memory region and the high breakdown voltage transistor region, and the photoresist formed on the silicon nitride film 103 is removed (FIG. 2).
(A)).

【0068】次に、分離トレンチ104の底面及び内壁
側面をそれぞれ熱酸化させて厚さ200〜300オング
ストロームの内壁熱酸化膜104aを形成し、さらに、
プラズマCVD法によりSi基板101上にプラズマ酸
化膜105を堆積させて、分離トレンチ104内にプラ
ズマ酸化膜105を埋め込むようにする(図2
(b))。なお、分離トレンチ104内に埋め込まれる
酸化膜は必ずしもプラズマCVDで形成する必要はな
く、例えば、CVD法によって形成してもよい。
Next, the bottom surface and the inner wall side surface of the isolation trench 104 are each thermally oxidized to form an inner wall thermal oxide film 104a having a thickness of 200 to 300 angstroms.
A plasma oxide film 105 is deposited on the Si substrate 101 by a plasma CVD method so that the plasma oxide film 105 is embedded in the isolation trench 104 (FIG. 2).
(B)). The oxide film embedded in the isolation trench 104 does not necessarily need to be formed by plasma CVD, and may be formed by, for example, a CVD method.

【0069】続いて、シリコン窒化膜103上に堆積さ
れたプラズマ酸化膜105をドライエッチング法とウェ
ットエッチング法、あるいはCMP(Chemical Mechani
calPolishing)法とウェットエッチング法によって平坦
化し、パターニングされたシリコン窒化膜103を露出
させる。
Subsequently, the plasma oxide film 105 deposited on the silicon nitride film 103 is dry-etched, wet-etched, or CMP (Chemical Mechanical).
CalPolishing) and wet etching are used to expose the patterned silicon nitride film 103.

【0070】次に、フォトリソグラフィー技術を用いて
シリコン窒化膜103上にフォトレジスト107を形成
し、不揮発性メモリ領域、高耐圧トランジスタ領域、及
び論理回路領域の素子分離領域を形成するためにフォト
レジスト107のパターニングを行う。なお、不揮発性
メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域では、フォトレ
ジスト107の開口を、分離トレンチ104の開口部の
外周よりも0.1μm程度大きくなるようにパターニン
グする(図2(d))。
Next, a photoresist 107 is formed on the silicon nitride film 103 by using a photolithography technique, and the photoresist 107 is formed in order to form a non-volatile memory region, a high breakdown voltage transistor region, and an element isolation region of a logic circuit region. Patterning 107 is performed. In the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region, the opening of the photoresist 107 is patterned so as to be larger than the outer periphery of the opening of the isolation trench 104 by about 0.1 μm (FIG. 2D).

【0071】続いて、フォトレジスト107開口部のシ
リコン窒化膜103及びシリコン酸化膜102をそれぞ
れ除去し、Si基板101、及び分離トレンチ104内
に埋め込まれたプラズマ酸化膜105の表面近傍を数1
00オングストロームの厚さでエッチング除去する(図
2(e)) さらに、シリコン窒化膜103上のフォトレジスト10
7を除去し、論理回路領域に厚さ3000オングストロ
ーム程度の熱酸化膜108が形成されるように、熱酸化
法によりシリコン窒化膜103の開口部のSi基板10
1を酸化させる(図2(f))。このとき、不揮発性メ
モリ領域及び高耐圧トランジスタ領域では、図に示すよ
うに分離トレンチ104の開口部の周辺に熱酸化膜10
8が形成される。最後に、ウェットエッチング法によっ
てSi基板101上のシリコン窒化膜103及びシリコ
ン酸化膜2をそれぞれ除去する(図2(g))。
Subsequently, the silicon nitride film 103 and the silicon oxide film 102 at the opening of the photoresist 107 are removed, respectively, and the vicinity of the surface of the Si substrate 101 and the plasma oxide film 105 buried in the isolation trench 104 is expressed by Formula 1
Etching is removed to a thickness of 00 angstroms (FIG. 2 (e)).
7 is removed and the Si substrate 10 in the opening of the silicon nitride film 103 is formed by thermal oxidation so that a thermal oxide film 108 having a thickness of about 3000 Å is formed in the logic circuit region.
1 is oxidized (FIG. 2 (f)). At this time, in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region, the thermal oxide film 10 is formed around the opening of the isolation trench 104 as shown in FIG.
8 are formed. Finally, the silicon nitride film 103 and the silicon oxide film 2 on the Si substrate 101 are removed by wet etching (FIG. 2G).

【0072】以上の工程によって、不揮発性メモリ領域
及び高耐圧トランジスタ領域に分離トレンチ104内に
埋め込まれたプラズマ酸化膜105及びその開口周辺に
形成された熱酸化膜108から成る所望の厚さのフィー
ルド酸化膜が形成され、論理回路領域に熱酸化膜108
から成るフィールド酸化膜が形成される。
Through the above steps, a field of a desired thickness comprising the plasma oxide film 105 buried in the isolation trench 104 and the thermal oxide film 108 formed around the opening in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. An oxide film is formed, and a thermal oxide film 108 is formed in the logic circuit region.
Is formed.

【0073】フィールド酸化膜による素子分離が終了し
たら、不揮発性メモリ領域に、セルトランジスタ用のト
ンネリング酸化膜109、浮遊ゲート電極110、及び
ONO膜111をそれぞれ形成し、高耐圧トランジスタ
領域及び論理回路領域にそれぞれのトランジスタのゲー
ト酸化膜113を形成し、セルトランジスタの制御ゲー
ト電極112及びトランジスタのゲート電極114を形
成する(図2(h))。以降、各トランジスタのソース
及びドレインとなる不図示の不純物拡散層をそれぞれ形
成し、配線工程へと続く。
After the element isolation by the field oxide film is completed, a tunneling oxide film 109 for cell transistors, a floating gate electrode 110, and an ONO film 111 are formed in the non-volatile memory region, respectively. Then, a gate oxide film 113 of each transistor is formed, and a control gate electrode 112 of the cell transistor and a gate electrode 114 of the transistor are formed (FIG. 2 (h)). Thereafter, impurity diffusion layers (not shown) serving as a source and a drain of each transistor are respectively formed, and the process is continued to a wiring process.

【0074】したがって、本実施形態の工程により半導
体集積回路装置を形成することで、第1の実施の形態と
同様に、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領
域にそれぞれ所望の厚さの酸化膜から成る素子分離領域
を形成することができるため、高耐圧が要求される領域
であっても素子分離性能を維持することができる。
Therefore, by forming the semiconductor integrated circuit device according to the process of the present embodiment, similarly to the first embodiment, the non-volatile memory region and the high-breakdown-voltage transistor region are each formed of an oxide film having a desired thickness. Therefore, the element isolation performance can be maintained even in a region where a high withstand voltage is required.

【0075】また、論理回路が混載される場合は、論理
回路用のトランジスタの素子分離領域の酸化膜を既存の
厚さにすることができるため、素子分離工程の変更や素
子分離幅を広げることによるチップ面積の増加が防止さ
れる。
When a logic circuit is mixedly mounted, the oxide film in the element isolation region of the transistor for the logic circuit can be made to have an existing thickness, so that the element isolation process is changed and the element isolation width is increased. This prevents the chip area from increasing.

【0076】さらに、不揮発性メモリ領域、高耐圧トラ
ンジスタ領域、及び論理回路領域の素子分離領域の位置
は、同一の露光用マスクによるパターニングと同一の熱
酸化処理によって決まるため、下地が増えることによる
露光用マスクの合わせずれの増大がなくなり、製造マー
ジンの低下が防止される。
Further, the positions of the element isolation regions in the nonvolatile memory region, the high breakdown voltage transistor region, and the logic circuit region are determined by patterning using the same exposure mask and the same thermal oxidation process. The increase in misalignment of the mask for use is eliminated, and a decrease in the manufacturing margin is prevented.

【0077】ところで、図2に示した製造方法では、不
揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域に、最初
に分離トレンチを形成し、その後、熱酸化法によって熱
酸化膜を形成することで素子分離領域を形成している
が、図3に示すように、最初に熱酸化膜を形成し、その
後、分離トレンチを形成してもよい。
In the manufacturing method shown in FIG. 2, an isolation trench is first formed in the non-volatile memory area and the high breakdown voltage transistor area, and then a thermal oxide film is formed by a thermal oxidation method to form an element isolation area. However, as shown in FIG. 3, a thermal oxide film may be formed first, and then an isolation trench may be formed.

【0078】以下では、本実施形態の変形例について図
3を用いて説明する。
Hereinafter, a modification of this embodiment will be described with reference to FIG.

【0079】図3は本発明の半導体集積回路装置の素子
分離方法の第2の実施の形態の変形例を示す図であり、
半導体集積回路装置の製造工程を示す側断面図である。
FIG. 3 is a diagram showing a modification of the second embodiment of the element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to the present invention.
FIG. 4 is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0080】図3において、まず、Si基板201上に
厚さ200オングストローム程度の第1のシリコン酸化
膜202を成膜し、その上に厚さ1500オングストロ
ーム程度の第1のシリコン窒化膜203を成膜する(図
3(a))。続いて、フォトリソグラフィー技術を用い
てシリコン窒化膜203上に第1のフォトレジスト20
7を形成し、不揮発性メモリ領域、高耐圧トランジスタ
領域、及び論理回路領域の素子分離領域を形成するため
に第1のフォトレジスト207のパターニングを行う
(図3(b))。
Referring to FIG. 3, first, a first silicon oxide film 202 having a thickness of about 200 angstroms is formed on a Si substrate 201, and a first silicon nitride film 203 having a thickness of about 1500 angstroms is formed thereon. The film is formed (FIG. 3A). Subsequently, the first photoresist 20 is formed on the silicon nitride film 203 by using a photolithography technique.
7 is formed, and the first photoresist 207 is patterned to form a non-volatile memory region, a high breakdown voltage transistor region, and an element isolation region of a logic circuit region (FIG. 3B).

【0081】次に、プラズマエッチング法により第1の
フォトレジスト207開口部の第1のシリコン窒化膜2
03及び第1のシリコン酸化膜202をそれぞれ除去
し、さらに、Si基板201の表面近傍を数100オン
グストローム程度の厚さでエッチング除去する(図3
(c))。
Next, the first silicon nitride film 2 at the opening of the first photoresist 207 is formed by plasma etching.
03 and the first silicon oxide film 202 are respectively removed, and the vicinity of the surface of the Si substrate 201 is further removed by etching to a thickness of about several hundred angstroms (FIG. 3).
(C)).

【0082】続いて、第1のシリコン窒化膜203上の
第1のフォトレジスト207を除去し、熱酸化法により
各素子分離領域に熱酸化膜208を形成する(図3
(d))。なお、ここでは、後工程において膜厚が低減
することを考慮して熱酸化膜208を最終的に必要な膜
厚(1000〜2000オングストローム)よりも厚く
形成する(3000オングストローム程度)。
Subsequently, the first photoresist 207 on the first silicon nitride film 203 is removed, and a thermal oxide film 208 is formed in each element isolation region by a thermal oxidation method (FIG. 3).
(D)). Here, the thermal oxide film 208 is formed to be thicker (about 3000 Å) than the finally required film thickness (1000 to 2000 Å) in consideration of the decrease in film thickness in a later step.

【0083】次に、ウェットエッチング法によりSi基
板201上の第1のシリコン窒化膜203及び第1のシ
リコン酸化膜202をそれぞれ除去した後(図3
(e))、厚さ200オングストローム程度の第2のシ
リコン酸化膜216、及び厚さ1500オングストロー
ム程度の第2のシリコン窒化膜217を再び成膜する
(図3(f))。
Next, after the first silicon nitride film 203 and the first silicon oxide film 202 on the Si substrate 201 are removed by wet etching (FIG.
(E)), a second silicon oxide film 216 having a thickness of about 200 angstroms and a second silicon nitride film 217 having a thickness of about 1500 angstroms are formed again (FIG. 3F).

【0084】続いて、フォトリソグラフィー技術を用い
て第2のシリコン窒化膜217上に第2のフォトレジス
ト215を形成し、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トラ
ンジスタ領域に後述する分離トレンチを形成するために
第2のフォトレジスト215のパターニングを行う(図
3(g))。
Subsequently, a second photoresist 215 is formed on the second silicon nitride film 217 by using the photolithography technique, and an isolation trench described later is formed in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. The second photoresist 215 is patterned (FIG. 3G).

【0085】続いて、プラズマエッチング法により不揮
発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域の第2のフ
ォトレジスト215開口部の第2のシリコン窒化膜21
7及び第2のシリコン酸化膜216をそれぞれ除去し、
さらに、Si基板201をエッチングして不揮発性メモ
リ領域及び高耐圧トランジスタ領域の素子分離領域に深
さ5000オングストローム程度の分離トレンチ204
を形成し(図3(h))、第2のシリコン窒化膜217
上に形成された第2のフォトレジスト215を除去する
(図3(i))。
Subsequently, the second silicon nitride film 21 in the opening of the second photoresist 215 in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region is formed by the plasma etching method.
7 and the second silicon oxide film 216 are respectively removed,
Further, the Si substrate 201 is etched to form an isolation trench 204 having a depth of about 5,000 angstroms in the element isolation region of the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region.
(FIG. 3H), and a second silicon nitride film 217 is formed.
The second photoresist 215 formed thereon is removed (FIG. 3I).

【0086】次に、分離トレンチ204の底面及び内壁
側面をそれぞれ熱酸化させて厚さ200〜300オング
ストロームの内壁熱酸化膜204aを形成し、さらに、
プラズマCVD法によりSi基板201上にプラズマ酸
化膜205を堆積させて、分離トレンチ204内にプラ
ズマ酸化膜205を埋め込むようにする(図3
(j))。なお、分離トレンチ204内に埋め込まれる
酸化膜は必ずしもプラズマCVDで形成する必要はな
く、例えば、CVD法によって形成してもよい。
Next, the bottom surface and the inner wall side surface of the isolation trench 204 are each thermally oxidized to form an inner wall thermal oxide film 204a having a thickness of 200 to 300 angstroms.
A plasma oxide film 205 is deposited on the Si substrate 201 by a plasma CVD method so that the plasma oxide film 205 is embedded in the isolation trench 204 (FIG. 3).
(J)). The oxide film embedded in the isolation trench 204 does not necessarily need to be formed by plasma CVD, and may be formed by, for example, a CVD method.

【0087】続いて、第2のシリコン窒化膜217上に
堆積されたプラズマ酸化膜205をドライエッチング法
とウェットエッチング法、あるいはCMP法とウェット
エッチング法によって平坦化し、パターニングされた第
2のシリコン窒化膜217を露出させる(図3
(k))。最後に、ウェットエッチング法によりSi基
板201上の第2のシリコン窒化膜217及び第2のシ
リコン酸化膜216をそれぞれ除去する(図3
(l))。
Subsequently, the plasma oxide film 205 deposited on the second silicon nitride film 217 is flattened by a dry etching method and a wet etching method, or a CMP method and a wet etching method, and the patterned second silicon nitride film 217 is formed. The film 217 is exposed (FIG. 3
(K)). Finally, the second silicon nitride film 217 and the second silicon oxide film 216 on the Si substrate 201 are removed by wet etching (FIG. 3).
(L)).

【0088】以上の工程によって、不揮発性メモリ領域
及び高耐圧トランジスタ領域に分離トレンチ204内に
埋め込まれたプラズマ酸化膜205及びその開口周辺に
形成された熱酸化膜208から成る所望の厚さのフィー
ルド酸化膜が形成され、論理回路領域に熱酸化膜208
から成るフィールド酸化膜が形成される。
Through the above steps, a field of a desired thickness comprising the plasma oxide film 205 buried in the isolation trench 204 and the thermal oxide film 208 formed around the opening in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. An oxide film is formed, and a thermal oxide film 208 is formed in the logic circuit region.
Is formed.

【0089】フィールド酸化膜による素子分離が終了し
たら、不揮発性メモリ領域に、セルトランジスタ用のト
ンネリング酸化膜209、浮遊ゲート電極210、及び
ONO膜211をそれぞれ形成し、高耐圧トランジスタ
領域及び論理回路領域にそれぞれのトランジスタのゲー
ト酸化膜213を形成し、セルトランジスタの制御ゲー
ト電極212及びトランジスタのゲート電極214を形
成する(図3(m))。以降、各トランジスタのソース
及びドレインとなる不図示の不純物拡散層をそれぞれ形
成し、配線工程へと続く。
After the element isolation by the field oxide film is completed, a tunneling oxide film 209 for a cell transistor, a floating gate electrode 210, and an ONO film 211 are formed in the non-volatile memory area, respectively. Then, a gate oxide film 213 of each transistor is formed, and a control gate electrode 212 of the cell transistor and a gate electrode 214 of the transistor are formed (FIG. 3 (m)). Thereafter, impurity diffusion layers (not shown) serving as a source and a drain of each transistor are respectively formed, and the process is continued to a wiring process.

【0090】(第3の実施の形態)次に、本発明の半導
体集積回路装置の素子分離方法の第3の実施の形態につ
いて図4を用いて説明する。図4は本発明の半導体集積
回路装置の素子分離方法の第3の実施の形態を示す図で
あり、半導体集積回路装置の製造工程を示す側断面図で
ある。
(Third Embodiment) Next, a third embodiment of the element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a diagram showing a third embodiment of the element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【0091】本実施形態の半導体集積回路装置の素子分
離方法は、高耐圧が要求される不揮発性メモリ領域及び
高耐圧トランジスタ領域の素子分離に用いて好適な手法
であり、素子分離領域に設けた分離トレンチ内に電極で
あるポリシリコン膜を埋め込み、該ポリシリコン膜に所
定の電位を印加して素子分離性能を向上させる方法であ
る。なお、本実施形態の素子分離方法を通常の電源電圧
が印加される論理回路領域に用いてもよい。
The element isolation method of the semiconductor integrated circuit device according to the present embodiment is a method suitable for use in element isolation of a non-volatile memory area and a high-voltage transistor area which require a high breakdown voltage, and is provided in the element isolation area. In this method, a polysilicon film serving as an electrode is buried in an isolation trench, and a predetermined potential is applied to the polysilicon film to improve element isolation performance. Note that the element isolation method of this embodiment may be used in a logic circuit region to which a normal power supply voltage is applied.

【0092】図4において、第3の実施の形態では、ま
ず、Si基板301上に厚さ200オングストローム程
度のシリコン酸化膜(SiO2)302を成膜し、その
上にフォトリソグラフィー技術を用いて第1のフォトレ
ジスト307を形成して、不揮発性メモリ領域及び高耐
圧トランジスタ領域の後述する分離トレンチを形成する
ために第1のフォトレジスト307のパターニングを行
う。続いて、プラズマエッチング法により第1のフォト
レジスト307開口部のシリコン酸化膜302を除去
し、さらに、Si基板301をエッチングして、不揮発
性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域に深さ500
0オングストローム程度の分離トレンチ304を形成す
る(図4(a))。
Referring to FIG. 4, in the third embodiment, first, a silicon oxide film (SiO 2 ) 302 having a thickness of about 200 Å is formed on a Si substrate 301, and a photolithography technique is used thereon. A first photoresist 307 is formed, and the first photoresist 307 is patterned to form a later-described isolation trench in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. Subsequently, the silicon oxide film 302 at the opening of the first photoresist 307 is removed by a plasma etching method, and the Si substrate 301 is etched to a depth of 500 in the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region.
An isolation trench 304 of about 0 Å is formed (FIG. 4A).

【0093】次に、第1のフォトレジスト307を除去
し、熱酸化法により分離トレンチ304の底面及び内壁
側面に厚さ200〜300オングストロームの内壁熱酸
化膜304aを成膜する(図4(b))。さらに、CV
D法によりSi基板301上にポリシリコン膜306を
堆積させ、分離トレンチ304内にポリシリコン膜30
6を埋め込むようにする(図4(c))。続いて、分離
トレンチ304内にポリシリコン膜306を残しつつ、
シリコン酸化膜302が露出するようにエッチバックす
る(図4(d))。
Next, the first photoresist 307 is removed, and an inner wall thermal oxide film 304a having a thickness of 200 to 300 Å is formed on the bottom surface and the inner wall side surface of the isolation trench 304 by thermal oxidation (FIG. 4B). )). Furthermore, CV
A polysilicon film 306 is deposited on the Si substrate 301 by the method D, and the polysilicon film 30 is
6 is embedded (FIG. 4C). Subsequently, while leaving the polysilicon film 306 in the isolation trench 304,
Etchback is performed so that the silicon oxide film 302 is exposed (FIG. 4D).

【0094】次に、分離トレンチ304内に埋め込まれ
たポリシリコン膜306を覆うようにしてシリコン酸化
膜302をさらに成膜し、その上にシリコン窒化膜30
3を成膜する(図4(e))。
Next, a silicon oxide film 302 is further formed so as to cover the polysilicon film 306 buried in the isolation trench 304, and the silicon nitride film 30 is formed thereon.
3 is formed (FIG. 4E).

【0095】続いて、シリコン窒化膜303上にフォト
リソグラフィー技術を用いて第2のフォトレジスト31
5を形成し、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジス
タ領域の素子分離領域を形成するために第2のフォトレ
ジスト315のパターニングを行う。このとき、分離ト
レンチ304内に埋め込まれたポリシリコン膜306と
後工程で層間絶縁膜上に形成される上部配線とを接続す
るためのコンタクトの形成部位(以下、コンタクトの形
成部位を含む領域をコンタクト領域と称す)も第2のフ
ォトレジスト315で覆うようにする。なお、不揮発性
メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域では、第2のフ
ォトレジスト315の開口を、分離トレンチ304の開
口部の外周よりも0.1μm程度大きくなるようにパタ
ーニングする(図4(f))。
Subsequently, the second photoresist 31 is formed on the silicon nitride film 303 by using the photolithography technique.
5 is formed, and patterning of the second photoresist 315 is performed to form element isolation regions of the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region. At this time, a contact formation site (hereinafter, a region including the contact formation site) for connecting the polysilicon film 306 buried in the isolation trench 304 and the upper wiring formed on the interlayer insulating film in a later step is formed. The contact region is also covered with the second photoresist 315. In the nonvolatile memory region and the high breakdown voltage transistor region, the opening of the second photoresist 315 is patterned so as to be larger than the outer periphery of the opening of the isolation trench 304 by about 0.1 μm (FIG. 4F). .

【0096】次に、第2のフォトレジスト315開口部
のシリコン窒化膜303及びシリコン酸化膜302をそ
れぞれ除去し、さらに、分離トレンチ304内に埋め込
まれだポリシリコン膜306の表面近傍を数100オン
グストロームの厚さでエッチング除去する(図4
(g))。
Next, the silicon nitride film 303 and the silicon oxide film 302 at the opening of the second photoresist 315 are removed, and the vicinity of the surface of the polysilicon film 306 buried in the isolation trench 304 is several hundred angstroms. (FIG. 4)
(G)).

【0097】続いて、第2のフォトレジスト315を除
去し、熱酸化法によりシリコン窒化膜303開口部のS
i基板301及びポリシリコン膜306をそれぞれ熱酸
化させ、厚さ3000オングストローム程度の熱酸化膜
308を形成する(図4(h))。さらに、ウェットエ
ッチング法によりSi基板301上のシリコン窒化膜3
03及びシリコン酸化膜302をそれぞれ除去する(図
4(i))。
Subsequently, the second photoresist 315 is removed, and the S at the opening of the silicon nitride film 303 is removed by thermal oxidation.
The i-substrate 301 and the polysilicon film 306 are each thermally oxidized to form a thermal oxide film 308 having a thickness of about 3000 Å (FIG. 4H). Further, the silicon nitride film 3 on the Si substrate 301 is wet-etched.
03 and the silicon oxide film 302 are respectively removed (FIG. 4I).

【0098】以上の工程によって、不揮発性メモリ領域
または高耐圧トランジスタ領域に、分離トレンチ304
内に埋め込まれたポリシリコン膜306及び熱酸化膜3
08から成るフィールド酸化膜が形成される。
Through the above steps, the isolation trench 304 is formed in the nonvolatile memory region or the high breakdown voltage transistor region.
Polysilicon film 306 and thermal oxide film 3 embedded inside
08 is formed.

【0099】フィールド酸化膜による素子分離が終了し
たら、不揮発性メモリ領域に、セルトランジスタ用のト
ンネリング酸化膜309、浮遊ゲート電極310、及び
ONO膜311をそれぞれ形成し、高耐圧トランジスタ
領域及び論理回路領域にそれぞれのトランジスタのゲー
ト酸化膜313を形成し、セルトランジスタの制御ゲー
ト電極312及びトランジスタのゲート電極314を形
成する(図4(j))。
After the element isolation by the field oxide film is completed, a tunneling oxide film 309 for the cell transistor, a floating gate electrode 310, and an ONO film 311 are formed in the nonvolatile memory area, respectively, and the high breakdown voltage transistor area and the logic circuit area are formed. Then, a gate oxide film 313 of each transistor is formed, and a control gate electrode 312 of the cell transistor and a gate electrode 314 of the transistor are formed (FIG. 4 (j)).

【0100】続いて、各トランジスタのソース及びドレ
インとなる不純物拡散層319をそれぞれ形成し、それ
らを覆うようにして層間絶縁膜316を成膜し、各トラ
ンジスタの不純物拡散層319、あるいは分離トレンチ
304に埋め込まれたポリシリコン膜306と層間絶縁
膜316の表面を連通するためのコンタクト317を形
成し、最後に、上部電極318を形成する(図4
(k))。
Subsequently, an impurity diffusion layer 319 serving as a source and a drain of each transistor is formed, and an interlayer insulating film 316 is formed so as to cover them, and the impurity diffusion layer 319 or the isolation trench 304 of each transistor is formed. A contact 317 for communicating the surface of the polysilicon film 306 buried with the surface of the interlayer insulating film 316 is formed, and finally, an upper electrode 318 is formed (FIG. 4).
(K)).

【0101】なお、図4では不揮発性メモリ領域とコン
タクトが形成されるコンタクト領域の製造手順のみを示
しているが、高耐圧トランジスタ領域も不揮発性メモリ
領域と同様に形成できる。
Although FIG. 4 shows only the procedure for manufacturing the nonvolatile memory region and the contact region where the contact is formed, the high breakdown voltage transistor region can be formed in the same manner as the nonvolatile memory region.

【0102】また、図4ではポリシリコン膜306上に
熱酸化膜308を形成する例を示しているが、熱酸化膜
に限らず他の方法で形成した酸化膜(例えば、プラズマ
CVD法で形成したプラズマ酸化膜)であってもよい。
FIG. 4 shows an example in which the thermal oxide film 308 is formed on the polysilicon film 306. However, the thermal oxide film is not limited to the thermal oxide film. Plasma oxide film).

【0103】本実施形態のように、素子分離領域に設け
た分離トレンチ304内にポリシリコン膜306を埋め
込み、電極である該ポリシリコン膜306に接地電位あ
るいは負電圧を印加することで(Pウェル内に高耐圧の
Nチャネルトランジスタを形成する場合)、素子間の分
離耐圧を酸化膜のみを設ける場合よりも格段に高めるこ
とができる。なお、Nウェル内に高耐圧のPチャネルト
ランジスタを形成する場合は、分離トレンチ304内に
埋め込んだポリシリコン膜306に正電圧を印加すると
よい。
As in this embodiment, a polysilicon film 306 is buried in an isolation trench 304 provided in an element isolation region, and a ground potential or a negative voltage is applied to the polysilicon film 306 as an electrode (P well). In the case where an N-channel transistor with a high breakdown voltage is formed therein), the isolation breakdown voltage between the elements can be significantly increased as compared with the case where only an oxide film is provided. When a high-breakdown-voltage P-channel transistor is formed in the N-well, a positive voltage may be applied to the polysilicon film 306 embedded in the isolation trench 304.

【0104】一般に、素子分離領域に形成する酸化膜の
厚さによって所望の分離耐圧を得る方法では、半導体素
子に印加する電圧が高くなるにしたがって分離トレンチ
を深く形成する必要がある。分離トレンチの開口幅は酸
化膜の埋め込み性により決まり、分離トレンチの深さに
比例して大きくなるため、分離耐圧を高めるためには素
子分離幅を広げなければならず、その結果素子の集積度
が低下する。
In general, in a method of obtaining a desired isolation breakdown voltage by the thickness of an oxide film formed in an element isolation region, it is necessary to deepen an isolation trench as a voltage applied to a semiconductor element increases. Since the opening width of the isolation trench is determined by the burying property of the oxide film and increases in proportion to the depth of the isolation trench, the isolation width must be increased in order to increase the isolation withstand voltage. Decrease.

【0105】本実施形態のように、分離トレンチ304
内にポリシリコン膜306を埋め込む構造では、半導体
素子に印加する電圧の高さに応じてポリシリコン膜30
6に印加する電圧を調整するだけで所望の分離耐圧を得
ることができる。
As in the present embodiment, the isolation trench 304
In the structure in which the polysilicon film 306 is embedded in the inside, the polysilicon film 30
A desired separation withstand voltage can be obtained only by adjusting the voltage applied to 6.

【0106】したがって、素子分離領域に形成する酸化
膜を薄くしても所定の素子分離性能を得ることができる
ため、不揮発性メモリ領域及び高耐圧トランジスタ領域
の素子分離領域の熱酸化膜の厚さを論理回路領域と同じ
にすることができる。
Therefore, even if the oxide film formed in the element isolation region is made thinner, a predetermined element isolation performance can be obtained. Therefore, the thickness of the thermal oxide film in the nonvolatile memory region and the element isolation region in the high breakdown voltage transistor region can be improved. Can be the same as the logic circuit area.

【0107】よって、第1の実施の形態と同様に、バー
ズビークの大きさを論理回路領域と同等に抑えることが
可能であり、素子分離幅を論理回路領域と同等にするこ
とができる。すなわち、不揮発性メモリ及び高耐圧トラ
ンジスタの微細化が可能になる。
Therefore, as in the first embodiment, the size of the bird's beak can be suppressed to be equal to that of the logic circuit area, and the element isolation width can be equal to that of the logic circuit area. That is, miniaturization of the nonvolatile memory and the high breakdown voltage transistor becomes possible.

【0108】また、論理回路が混載される場合は、論理
回路用のトランジスタの素子分離領域の酸化膜を既存の
厚さにすることができるため、素子分離工程の変更や素
子分離幅を広げることによるチップ面積の増加が防止さ
れる。
Further, when a logic circuit is mixedly mounted, the oxide film in the element isolation region of the transistor for the logic circuit can be made to have an existing thickness, so that the element isolation step is changed and the element isolation width is increased. This prevents the chip area from increasing.

【0109】さらに、不揮発性メモリ領域、高耐圧トラ
ンジスタ領域、及び論理回路領域の素子分離領域の位置
は、同一の露光用マスクによるパターニングと同一の熱
酸化処理によって決まるため、下地が増えることによる
露光用マスクの合わせずれの増大がなくなり、製造マー
ジンの低下が防止される。
Furthermore, the positions of the element isolation regions in the nonvolatile memory region, the high breakdown voltage transistor region, and the logic circuit region are determined by the same thermal oxidation and patterning with the same exposure mask. The increase in misalignment of the mask for use is eliminated, and a decrease in the manufacturing margin is prevented.

【0110】[0110]

【発明の効果】本発明は以上説明したように構成されて
いるので、以下に記載する効果を奏する。
Since the present invention is configured as described above, the following effects can be obtained.

【0111】印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子間
を熱酸化法を用いずに形成された酸化膜と酸化膜上に所
定の厚さで形成された熱酸化膜とで分離し、印加電圧が
比較的低い低耐圧半導体素子間を熱酸化膜で分離するこ
とで、高耐圧半導体素子の素子分離領域の分離性能を維
持することができる。特に、熱酸化法で形成する熱酸化
膜の厚さを低耐圧半導体素子と同じにすることができる
ため、バーズビークの大きさを低耐圧半導体素子と同等
に抑えることが可能であり、素子分離幅を低耐圧半導体
素子と同等にすることができる。
A high voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is separated by an oxide film formed without using a thermal oxidation method and a thermal oxide film formed on the oxide film with a predetermined thickness. By isolating the low-breakdown-voltage semiconductor elements having a relatively low breakdown voltage using a thermal oxide film, the isolation performance of the element isolation region of the high-breakdown-voltage semiconductor element can be maintained. In particular, since the thickness of the thermal oxide film formed by the thermal oxidation method can be made the same as that of the low-breakdown-voltage semiconductor element, the size of the bird's beak can be suppressed to the same level as that of the low-breakdown-voltage semiconductor element. Can be made equivalent to a low breakdown voltage semiconductor element.

【0112】また、低耐圧半導体素子の素子分離領域の
熱酸化膜を既存の厚さにすることができるため、素子分
離工程の変更や素子分離幅を広げることによるチップ面
積の増加が防止される。
Since the thermal oxide film in the element isolation region of the low-breakdown-voltage semiconductor element can be made to have an existing thickness, an increase in the chip area due to a change in the element isolation step and an increase in the element isolation width can be prevented. .

【0113】さらに、各素子分離領域の位置は、同一の
露光用マスクによるパターニングと同一の熱酸化処理に
よって決まるため、下地が増えることによる露光用マス
クの合わせずれの増大がなくなり、製造マージンの低下
が防止される。
Further, since the position of each element isolation region is determined by the same thermal oxidation treatment as the patterning with the same exposure mask, the misalignment of the exposure mask due to the increase in the number of bases does not increase, and the manufacturing margin decreases. Is prevented.

【0114】一方、電極となるポリシリコン膜が埋め込
まれ、該ポリシリコン膜上に所定の厚さの熱酸化膜が形
成された分離トレンチを備えておき、ポリシリコン膜に
所定の電圧を印加し、半導体素子間を熱酸化膜と該ポリ
シリコン膜とにより分離することで、半導体素子間の分
離耐圧を酸化膜のみを設ける場合よりも格段に高めるこ
とができる。よって、素子分離領域に形成する酸化膜を
薄くしても所定の素子分離性能を得ることができる。
On the other hand, an isolation trench in which a polysilicon film to be an electrode is buried and a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed on the polysilicon film is provided, and a predetermined voltage is applied to the polysilicon film. By separating the semiconductor elements with the thermal oxide film and the polysilicon film, the isolation breakdown voltage between the semiconductor elements can be significantly increased as compared with the case where only the oxide film is provided. Therefore, a predetermined element isolation performance can be obtained even when the oxide film formed in the element isolation region is made thin.

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

【図1】本発明の半導体集積回路装置の素子分離方法の
第1の実施の形態を示す図であり、半導体集積回路装置
の製造工程を示す側断面図である。
FIG. 1 is a view showing a first embodiment of an element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【図2】本発明の半導体集積回路装置の素子分離方法の
第2の実施の形態を示す図であり、半導体集積回路装置
の製造工程を示す側断面図である。
FIG. 2 is a diagram showing a second embodiment of the element isolation method of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a cross-sectional side view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【図3】本発明の半導体集積回路装置の素子分離方法の
第2の実施の形態の変形例を示す図であり、半導体集積
回路装置の製造工程を示す側断面図である。
FIG. 3 is a view showing a modification of the second embodiment of the element isolation method of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a side sectional view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【図4】本発明の半導体集積回路装置の素子分離方法の
第3の実施の形態を示す図であり、半導体集積回路装置
の製造工程を示す側断面図である。
FIG. 4 is a view showing a third embodiment of the element isolation method of the semiconductor integrated circuit device according to the present invention, and is a cross-sectional side view showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【図5】第1従来例の半導体集積回路装置の素子分離方
法を示す図であり、半導体集積回路装置の製造工程を示
す側断面図である。
FIG. 5 is a side sectional view showing a method of isolating a semiconductor integrated circuit device according to a first conventional example, showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device;

【図6】第2従来例の半導体集積回路装置の素子分離方
法を示す図であり、半導体集積回路装置の製造工程を示
す側断面図である。
FIG. 6 is a side sectional view showing a method of isolating a semiconductor integrated circuit device according to a second conventional example, showing a manufacturing process of the semiconductor integrated circuit device.

【図7】従来例の半導体集積回路の素子分離方法の問題
点を説明する図であり、第1従来例の半導体集積回路装
置の要部を拡大した側断面図である。
FIG. 7 is a diagram illustrating a problem of the element isolation method of the semiconductor integrated circuit of the conventional example, and is an enlarged side sectional view of a main part of the semiconductor integrated circuit device of the first conventional example.

【図8】従来例の半導体集積回路の素子分離方法の問題
点を説明する図であり、第2従来例の半導体集積回路装
置の要部を拡大した側断面図である。
FIG. 8 is a diagram illustrating a problem of the element isolation method of the semiconductor integrated circuit of the conventional example, and is an enlarged side sectional view of a main part of the semiconductor integrated circuit device of the second conventional example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101、201、301 Si基板 2、102、302 シリコン酸化膜 3、103、303 シリコン窒化膜 4、104、204、304 分離トレンチ 5、105、205 プラズマ酸化膜 6、306 ポリシリコン膜 7、107 フォトレジスト 8、108、208、308 熱酸化膜 9、109、209、309 トンネリング酸化膜 10、110、210、310 浮遊ゲート電極 11、111、211、311 ONO膜 12、112、212、312 制御ゲート電極 13、113、213 ゲート酸化膜 14、114、214 ゲート電極 202 第1のシリコン酸化膜 203 第1のシリコン酸化膜 207、307 第1のフォトレジスト 215、315 第2のフォトレジスト 216 第2のシリコン酸化膜 217 第2のシリコン酸化膜 316 層間絶縁膜 317 コンタクト 318 上部電極 319 不純物拡散層 1, 101, 201, 301 Si substrate 2, 102, 302 Silicon oxide film 3, 103, 303 Silicon nitride film 4, 104, 204, 304 Isolation trench 5, 105, 205 Plasma oxide film 6, 306 Polysilicon film 7, 107 Photoresist 8, 108, 208, 308 Thermal oxide film 9, 109, 209, 309 Tunneling oxide film 10, 110, 210, 310 Floating gate electrode 11, 111, 211, 311 ONO film 12, 112, 212, 312 Control Gate electrode 13, 113, 213 Gate oxide film 14, 114, 214 Gate electrode 202 First silicon oxide film 203 First silicon oxide film 207, 307 First photoresist 215, 315 Second photoresist 216 Second Silicon oxide film 217 second silicon Oxide film 316 interlayer insulating film 317 contact 318 upper electrode 319 impurity diffusion layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01L 21/8247 29/788 29/792 Fターム(参考) 5F001 AA25 AA43 AB02 AC01 AD60 AD62 AE08 AG02 5F032 AA13 AA34 AA44 AA45 AA47 AA63 AA70 AA75 BA01 BA02 BA03 BB01 CA23 CA24 CA25 DA02 DA04 DA23 DA24 DA33 DA34 DA53 DA78 5F038 DF04 DF05 EZ16 5F083 EP02 EP22 EP55 EP56 ER22 GA01 GA09 GA24 GA27 GA30 JA04 JA32 NA01 NA02 NA05 PR03 PR05 PR12 PR21 PR40 ZA03 ZA08 ZA12 5F101 BA07 BA28 BB02 BC01 BD35 BD37 BE07 BH03 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI theme coat ゛ (Reference) H01L 21/8247 29/788 29/792 F term (Reference) 5F001 AA25 AA43 AB02 AC01 AD60 AD62 AE08 AG02 5F032 AA13 AA34 AA44 AA45 AA47 AA63 AA70 AA75 BA01 BA02 BA03 BB01 CA23 CA24 CA25 DA02 DA04 DA23 DA24 DA33 DA34 DA53 DA78 5F038 DF04 DF05 EZ16 5F083 EP02 EP22 EP55 EP56 ER22 GA01 GA09 GA24 GA27 GA30 JA04 JA32 NA03 PR01 Z03 PR03 BA07 BA28 BB02 BC01 BD35 BD37 BE07 BH03

Claims (16)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 印加電圧の異なる複数種類の半導体素子
が混載される半導体集積回路装置の素子分離方法であっ
て、 前記印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子間を、熱酸
化法を用いずに形成された酸化膜と、前記酸化膜上及び
その周囲に熱酸化法を用いて所定の厚さで形成された熱
酸化膜とで分離し、 前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体素子間を、前記
熱酸化膜で分離する半導体集積回路装置の素子分離方
法。
1. An element isolation method for a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixedly mounted, wherein a high-voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is separated without using a thermal oxidation method. Between the low-breakdown-voltage semiconductor element having a relatively low applied voltage and a thermal oxide film formed on the oxide film at a predetermined thickness on and around the oxide film using a thermal oxidation method. Is separated by the thermal oxide film.
【請求項2】 請求項1に記載の半導体集積回路装置の
素子分離方法であって、 前記高耐圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッ
シュEEPROMのメモリセルトランジスタを含む半導
体集積回路装置の素子分離方法。
2. The element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein said high breakdown voltage semiconductor element includes a memory cell transistor of a flash EEPROM as a nonvolatile memory. Method.
【請求項3】 半導体素子間を所定の絶縁耐圧を有して
分離するための半導体集積回路装置の素子分離方法であ
って、 予め、電極となるポリシリコン膜が埋め込まれ、該ポリ
シリコン膜上に熱酸化法を用いて所定の厚さの熱酸化膜
が形成された分離トレンチを備えておき、 前記ポリシリコン膜に所定の電圧を印加し、 前記半導体素子間を、前記熱酸化膜と該ポリシリコン膜
とにより分離する半導体集積回路装置の素子分離方法。
3. An element isolation method for a semiconductor integrated circuit device for isolating semiconductor elements with a predetermined dielectric strength voltage, wherein a polysilicon film serving as an electrode is embedded in advance, and An isolation trench in which a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed by using a thermal oxidation method, a predetermined voltage is applied to the polysilicon film, and the thermal oxide film is formed between the semiconductor elements. An element isolation method for a semiconductor integrated circuit device, which is separated by a polysilicon film.
【請求項4】 請求項3に記載の半導体集積回路装置の
素子分離方法であって、 前記半導体素子は、印加電圧が比較的高い高耐圧半導体
素子である半導体集積回路装置の素子分離方法。
4. The element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to claim 3, wherein the semiconductor element is a high breakdown voltage semiconductor element to which a relatively high applied voltage is applied.
【請求項5】 請求項4に記載の半導体集積回路装置の
素子分離方法であって、 前記高耐圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッ
シュEEPROMのメモリセルトランジスタを含む半導
体集積回路装置の素子分離方法。
5. The element isolation method for a semiconductor integrated circuit device according to claim 4, wherein said high breakdown voltage semiconductor element includes a memory cell transistor of a flash EEPROM as a nonvolatile memory. Method.
【請求項6】 印加電圧の異なる複数種類の半導体素子
が混載される半導体集積回路装置であって、 前記印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子が搭載され
る領域の素子分離領域に所定の深さで形成された分離ト
レンチと、 該分離トレンチ内に熱酸化法を用いずに形成されて所定
の厚さで埋め込まれた酸化膜と、 前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体素子が搭載され
る領域の素子分離領域及び前記酸化膜上とその周囲に、
熱酸化法を用いて所定の厚さでそれぞれ形成された熱酸
化膜と、を有する半導体集積回路装置。
6. A semiconductor integrated circuit device on which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixedly mounted, wherein a predetermined depth is formed in an element isolation region of a region where a high breakdown voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is mounted. An oxide film formed in the isolation trench without using a thermal oxidation method and embedded with a predetermined thickness, and a low-breakdown-voltage semiconductor element to which the applied voltage is relatively low is mounted. On and around the element isolation region and the oxide film,
A semiconductor integrated circuit device having a thermal oxide film formed to a predetermined thickness by a thermal oxidation method.
【請求項7】 請求項6に記載の半導体集積回路装置で
あって、 前記高耐圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッ
シュEEPROMのメモリセルトランジスタを含む半導
体集積回路装置。
7. The semiconductor integrated circuit device according to claim 6, wherein said high breakdown voltage semiconductor element includes a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory.
【請求項8】 半導体素子間を所定の絶縁耐圧を有して
分離するための素子分離領域を有する半導体集積回路装
置であって、 前記素子分離領域に所定の深さで形成された分離トレン
チと、 該分離トレンチ内に所定の厚さで埋め込まれた、電極で
あるポリシリコン膜と、 前記ポリシリコン膜上に熱酸化法を用いて所定の厚さで
形成された熱酸化膜と、を有する半導体集積回路装置。
8. A semiconductor integrated circuit device having an element isolation region for isolating semiconductor elements with a predetermined withstand voltage, comprising: an isolation trench formed at a predetermined depth in the element isolation region; A polysilicon film, which is an electrode, embedded in the isolation trench at a predetermined thickness, and a thermal oxide film formed at a predetermined thickness on the polysilicon film by using a thermal oxidation method. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項9】 請求項8に記載の半導体集積回路装置で
あって、 前記半導体素子は、印加電圧が比較的高い高耐圧半導体
素子である半導体集積回路装置。
9. The semiconductor integrated circuit device according to claim 8, wherein said semiconductor element is a high withstand voltage semiconductor element to which a relatively high applied voltage is applied.
【請求項10】 請求項9に記載の半導体集積回路装置
であって、 前記高耐圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッ
シュEEPROMのメモリセルトランジスタを含む半導
体集積回路装置。
10. The semiconductor integrated circuit device according to claim 9, wherein said high breakdown voltage semiconductor element includes a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory.
【請求項11】 印加電圧の異なる複数種類の半導体素
子が混載される半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 前記印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子が搭載され
る領域の素子分離領域に所定の深さの分離トレンチを形
成し、 該分離トレンチ内に熱酸化法を用いずに形成した酸化膜
を埋め込み、 前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体素子が搭載され
る領域の素子分離領域及び前記分離トレンチの周囲に、
熱酸化法を用いて所定の厚さの熱酸化膜をそれぞれ形成
する半導体集積回路装置の製造方法。
11. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixedly mounted, wherein a high withstand voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is mounted in an element isolation region. An isolation trench having a predetermined depth is formed, and an oxide film formed without using a thermal oxidation method is buried in the isolation trench. And around the isolation trench,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed by using a thermal oxidation method.
【請求項12】 印加電圧の異なる複数種類の半導体素
子が混載される半導体集積回路装置の製造方法であっ
て、 前記印加電圧が比較的高い高耐圧半導体素子が搭載され
る領域の素子分離領域に所定の深さの分離トレンチを形
成し、 該分離トレンチ内に熱酸化法を用いずに形成した酸化膜
を所定の厚さで埋め込み、 前記印加電圧が比較的低い低耐圧半導体素子が搭載され
る領域の素子分離領域及び前記酸化膜上とその周囲に、
熱酸化法を用いて所定の厚さの熱酸化膜をそれぞれ形成
する半導体集積回路装置の製造方法。
12. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device in which a plurality of types of semiconductor elements having different applied voltages are mixedly mounted, wherein a high withstand voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage is mounted in an element isolation region. An isolation trench having a predetermined depth is formed, an oxide film formed without using a thermal oxidation method is buried in the isolation trench with a predetermined thickness, and a low breakdown voltage semiconductor element having a relatively low applied voltage is mounted. On and around the element isolation region and the oxide film of the region,
A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device, wherein a thermal oxide film having a predetermined thickness is formed by using a thermal oxidation method.
【請求項13】 請求項11または12に記載の半導体
集積回路装置の製造方法であって、 前記高耐圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッ
シュEEPROMのメモリセルトランジスタを含む半導
体集積回路装置の製造方法。
13. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 11, wherein the high breakdown voltage semiconductor element includes a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory. Method.
【請求項14】 半導体素子間を所定の絶縁耐圧を有し
て分離するための素子分離領域を有する半導体集積回路
装置の製造方法であって、 前記素子分離領域に所定の深さの分離トレンチを形成
し、 該分離トレンチ内にポリシリコン膜を埋め込み、 前記分離トレンチ内に所定の厚さのポリシリコン膜を残
しつつ、該ポリシリコン膜上に熱酸化法を用いて所定の
厚さの熱酸化膜を形成する半導体集積回路装置の製造方
法。
14. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having an element isolation region for isolating between semiconductor elements with a predetermined dielectric strength, comprising: forming an isolation trench having a predetermined depth in the element isolation region. Forming a polysilicon film in the isolation trench, leaving a polysilicon film of a predetermined thickness in the isolation trench, and thermally oxidizing the polysilicon film on the polysilicon film by a thermal oxidation method. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device for forming a film.
【請求項15】 請求項14に記載の半導体集積回路装
置の製造方法であって、 前記半導体素子は、印加電圧が比較的高い高耐圧半導体
素子である半導体集積回路装置の製造方法。
15. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 14, wherein the semiconductor element is a high-voltage semiconductor element having a relatively high applied voltage.
【請求項16】 請求項15に記載の半導体集積回路装
置の製造方法であって、 前記高耐圧半導体素子に、不揮発性メモリであるフラッ
シュEEPROMのメモリセルトランジスタを含む半導
体集積回路装置の製造方法。
16. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 15, wherein the high breakdown voltage semiconductor element includes a memory cell transistor of a flash EEPROM which is a nonvolatile memory.
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