JP2001351865A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2001351865A JP2001351865A JP2000167822A JP2000167822A JP2001351865A JP 2001351865 A JP2001351865 A JP 2001351865A JP 2000167822 A JP2000167822 A JP 2000167822A JP 2000167822 A JP2000167822 A JP 2000167822A JP 2001351865 A JP2001351865 A JP 2001351865A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 トレンチ内を埋め込むエピタキシャル膜の結
晶性を良好にすると共に、「す」と呼ばれる空洞状の埋
め込み不良を抑制する。 【解決手段】 シリコン酸化膜２の所定領域に開口部を
形成したのち、開口部を通じてシリコン基板１をエッチ
ングし、シリコン基板１にトレンチ３を形成する。そし
て、トレンチ３を形成したのち、シリコン酸化膜２に形
成された開口部の開口幅がトレンチ３の開口幅よりも広
がり、シリコン酸化膜２の開口端がトレンチ３の内壁面
よりも後退するようにシリコン酸化膜２をエッチングす
る。この後、トレンチ３内を含み、シリコン基板１の上
にエピタキシャル膜を成長させ、さらにエピタキシャル
膜の表面を平坦化する。
晶性を良好にすると共に、「す」と呼ばれる空洞状の埋
め込み不良を抑制する。 【解決手段】 シリコン酸化膜２の所定領域に開口部を
形成したのち、開口部を通じてシリコン基板１をエッチ
ングし、シリコン基板１にトレンチ３を形成する。そし
て、トレンチ３を形成したのち、シリコン酸化膜２に形
成された開口部の開口幅がトレンチ３の開口幅よりも広
がり、シリコン酸化膜２の開口端がトレンチ３の内壁面
よりも後退するようにシリコン酸化膜２をエッチングす
る。この後、トレンチ３内を含み、シリコン基板１の上
にエピタキシャル膜を成長させ、さらにエピタキシャル
膜の表面を平坦化する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トレンチ内に拡散
層が備えられる半導体装置の製造方法に関する。
層が備えられる半導体装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、エピタキシャル成長技術によ
ってトレンチ内に拡散層を形成する方法がある。このよ
うな拡散層を有する半導体装置は図８に示す各工程を経
て製造される。以下、この図に基づいて従来の半導体装
置の製造方法を説明する。
ってトレンチ内に拡散層を形成する方法がある。このよ
うな拡散層を有する半導体装置は図８に示す各工程を経
て製造される。以下、この図に基づいて従来の半導体装
置の製造方法を説明する。
【０００３】まず、シリコン基板を用意し、図８（ａ）
に示すようにシリコン基板１０１上にシリコン酸化膜１
０２を形成する。続いて、フォトエッチングによってシ
リコン酸化膜１０２の所定領域を開口させた後、シリコ
ン酸化膜１０２をマスクとしたウェットエッチング若し
くはドライエッチングを施し、図８（ｂ）に示すように
シリコン基板１０１にトレンチ１０３を形成する。そし
て、図８（ｃ）に示すように、トレンチ１０３内に不純
物がドーピングされたエピタキシャル膜１０４を埋め込
んだのち、図８（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜１
０２をストッパーとした平坦化研磨を行い、シリコン酸
化膜１０２上に成膜されたポリシリコン膜１０５を平坦
化する。
に示すようにシリコン基板１０１上にシリコン酸化膜１
０２を形成する。続いて、フォトエッチングによってシ
リコン酸化膜１０２の所定領域を開口させた後、シリコ
ン酸化膜１０２をマスクとしたウェットエッチング若し
くはドライエッチングを施し、図８（ｂ）に示すように
シリコン基板１０１にトレンチ１０３を形成する。そし
て、図８（ｃ）に示すように、トレンチ１０３内に不純
物がドーピングされたエピタキシャル膜１０４を埋め込
んだのち、図８（ｄ）に示すように、シリコン酸化膜１
０２をストッパーとした平坦化研磨を行い、シリコン酸
化膜１０２上に成膜されたポリシリコン膜１０５を平坦
化する。
【０００４】このような工程を経て、トレンチ１０３内
に拡散層を形成した半導体装置が作成される。
に拡散層を形成した半導体装置が作成される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】図９（ａ）に、図８
（ｂ）に示したトレンチ形成後の様子の部分拡大図を示
し、図９（ｂ）に、図８（ｃ）に示すエピタキシャル膜
形成時の様子を示す。
（ｂ）に示したトレンチ形成後の様子の部分拡大図を示
し、図９（ｂ）に、図８（ｃ）に示すエピタキシャル膜
形成時の様子を示す。
【０００６】上記従来の方法では、トレンチ形成用マス
クと平坦化研磨時のストッパーとを兼用させているた
め、トレンチ形成時に用いたシリコン酸化膜１０２をそ
のまま用いて、シリコン酸化膜１０２上にエピタキシャ
ル成長を行うようにしている。
クと平坦化研磨時のストッパーとを兼用させているた
め、トレンチ形成時に用いたシリコン酸化膜１０２をそ
のまま用いて、シリコン酸化膜１０２上にエピタキシャ
ル成長を行うようにしている。
【０００７】しかしながら、図８（ｂ）に示す工程の際
にトレンチ１０３の開口幅がマスクとして用いたシリコ
ン酸化膜１０２の開口幅よりも広くなるために、図９
（ａ）に示されるようにシリコン酸化膜１０２がトレン
チ内壁面よりも突出し、ひさし１０２ａが形成されてし
まう。このため、図８（ｃ）に示す工程においてエピタ
キシャル成長を行うと、シリコン酸化膜１０２のうちの
ひさし１０２ａにポリシリコンが成長し、エピタキシャ
ル膜１０４の結晶性が低下すると共に、ポリシリコンの
成長レートが単結晶シリコンよりも大きいことから、図
９（ｂ）の斜線部で示すようにトレンチ１０３の入口が
ポリシリコン１０５で塞がってしまい、「す」と呼ばれ
る空洞状の埋め込み不良が発生する。
にトレンチ１０３の開口幅がマスクとして用いたシリコ
ン酸化膜１０２の開口幅よりも広くなるために、図９
（ａ）に示されるようにシリコン酸化膜１０２がトレン
チ内壁面よりも突出し、ひさし１０２ａが形成されてし
まう。このため、図８（ｃ）に示す工程においてエピタ
キシャル成長を行うと、シリコン酸化膜１０２のうちの
ひさし１０２ａにポリシリコンが成長し、エピタキシャ
ル膜１０４の結晶性が低下すると共に、ポリシリコンの
成長レートが単結晶シリコンよりも大きいことから、図
９（ｂ）の斜線部で示すようにトレンチ１０３の入口が
ポリシリコン１０５で塞がってしまい、「す」と呼ばれ
る空洞状の埋め込み不良が発生する。
【０００８】本発明は上記点に鑑みて、トレンチ内を埋
め込むエピタキシャル膜の結晶性を良好にすると共に、
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良を抑制すること
を目的とする。
め込むエピタキシャル膜の結晶性を良好にすると共に、
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良を抑制すること
を目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１乃至３に記載の発明では、半導体基板
（１）を用意する工程と、半導体基板の表面上にマスク
材（２）を配置する工程と、マスク材の所定領域に開口
部を形成したのち、開口部を通じて半導体基板をエッチ
ングし、半導体基板にトレンチ（３）を形成する工程
と、トレンチを形成したのち、マスク材に形成された開
口部の開口幅がトレンチの開口幅よりも広がり、マスク
材の開口端がトレンチの内壁面よりも後退するようにマ
スク材をエッチングする工程と、トレンチ内を含み、半
導体基板の上にエピタキシャル膜を成長させる工程と、
エピタキシャル膜の表面を平坦化する工程とを有するこ
とを特徴としている。
め、請求項１乃至３に記載の発明では、半導体基板
（１）を用意する工程と、半導体基板の表面上にマスク
材（２）を配置する工程と、マスク材の所定領域に開口
部を形成したのち、開口部を通じて半導体基板をエッチ
ングし、半導体基板にトレンチ（３）を形成する工程
と、トレンチを形成したのち、マスク材に形成された開
口部の開口幅がトレンチの開口幅よりも広がり、マスク
材の開口端がトレンチの内壁面よりも後退するようにマ
スク材をエッチングする工程と、トレンチ内を含み、半
導体基板の上にエピタキシャル膜を成長させる工程と、
エピタキシャル膜の表面を平坦化する工程とを有するこ
とを特徴としている。
【００１０】このように、トレンチを形成したのち、マ
スク材に形成された開口部の開口幅をトレンチの開口幅
よりも広げ、マスク材の開口端をトレンチの内壁面より
も後退させることにより、トレンチのエッジ部を露出さ
せることができる。このため、トレンチの入口付近にお
いても単結晶シリコンが形成されるようにでき、エピタ
キシャル膜の結晶性を向上することができると共に、ト
レンチ内に「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発
生することを抑制することができる。
スク材に形成された開口部の開口幅をトレンチの開口幅
よりも広げ、マスク材の開口端をトレンチの内壁面より
も後退させることにより、トレンチのエッジ部を露出さ
せることができる。このため、トレンチの入口付近にお
いても単結晶シリコンが形成されるようにでき、エピタ
キシャル膜の結晶性を向上することができると共に、ト
レンチ内に「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発
生することを抑制することができる。
【００１１】請求項４乃至１２に記載の発明において
は、半導体基板（１１、２１、３１、４１）を用意する
工程と、半導体基板の表面上に第１マスク材（１２、２
２、３２、４２）を配置する工程と、第１マスク材の上
に保護膜（１３、２３、３３、４３）を配置する工程
と、保護膜の所定領域に開口部を形成すると共に、第１
マスク材の所定領域に開口部を形成する工程と、保護膜
と第１マスク材に形成された各開口部を通じて半導体基
板をエッチングし、半導体基板にトレンチ（１４、２
５、３５、４５）を形成する工程と、トレンチを形成し
たのち保護膜で覆った状態で第１マスク材をエッチング
し、第１マスク材に形成された開口部の開口幅をトレン
チの開口幅よりも広げ、第１マスク材の開口端をトレン
チの内壁面よりも後退させる工程と、トレンチ内を含
み、半導体基板の上にエピタキシャル膜を成長させる工
程と、エピタキシャル膜の表面を平坦化する工程とを有
することを特徴としている。
は、半導体基板（１１、２１、３１、４１）を用意する
工程と、半導体基板の表面上に第１マスク材（１２、２
２、３２、４２）を配置する工程と、第１マスク材の上
に保護膜（１３、２３、３３、４３）を配置する工程
と、保護膜の所定領域に開口部を形成すると共に、第１
マスク材の所定領域に開口部を形成する工程と、保護膜
と第１マスク材に形成された各開口部を通じて半導体基
板をエッチングし、半導体基板にトレンチ（１４、２
５、３５、４５）を形成する工程と、トレンチを形成し
たのち保護膜で覆った状態で第１マスク材をエッチング
し、第１マスク材に形成された開口部の開口幅をトレン
チの開口幅よりも広げ、第１マスク材の開口端をトレン
チの内壁面よりも後退させる工程と、トレンチ内を含
み、半導体基板の上にエピタキシャル膜を成長させる工
程と、エピタキシャル膜の表面を平坦化する工程とを有
することを特徴としている。
【００１２】このように、保護膜で覆った状態で第１の
マスク材をエッチングすることにより、第１マスク材に
形成された開口部の開口幅をトレンチの開口幅よりも広
げ、第１マスク材の開口端をトレンチの内壁面よりも後
退させることができる。このため、トレンチのエッジ部
を露出させることができ、半導体基板上にエピタキシャ
ル膜を成長させてもトレンチの入口付近においても単結
晶が形成されるようにできる。これにより、第１マスク
材の膜厚を減らすことなく、請求項１と同様の効果を得
ることができる。
マスク材をエッチングすることにより、第１マスク材に
形成された開口部の開口幅をトレンチの開口幅よりも広
げ、第１マスク材の開口端をトレンチの内壁面よりも後
退させることができる。このため、トレンチのエッジ部
を露出させることができ、半導体基板上にエピタキシャ
ル膜を成長させてもトレンチの入口付近においても単結
晶が形成されるようにできる。これにより、第１マスク
材の膜厚を減らすことなく、請求項１と同様の効果を得
ることができる。
【００１３】例えば、請求項５に示すように、保護膜
（１３）と第１マスク材（１２）に開口部を形成する工
程では、保護膜と第１マスク材に各開口部の開口幅が同
等となるようにし、第１マスク材をエッチングする工程
では、第１マスク材に形成された開口部の開口端から第
１マスク材がエッチングされるようにすればよい。
（１３）と第１マスク材（１２）に開口部を形成する工
程では、保護膜と第１マスク材に各開口部の開口幅が同
等となるようにし、第１マスク材をエッチングする工程
では、第１マスク材に形成された開口部の開口端から第
１マスク材がエッチングされるようにすればよい。
【００１４】この場合、請求項６に示すように、第１マ
スク材（１２）をエッチングした後に、保護膜（１３）
を除去し、保護膜を除去した後に、エピタキシャル膜を
成長させることになる。
スク材（１２）をエッチングした後に、保護膜（１３）
を除去し、保護膜を除去した後に、エピタキシャル膜を
成長させることになる。
【００１５】請求項８に記載の発明においては、保護膜
（２３）と第１マスク材（２２）に開口部を形成する工
程では、第１マスク材に形成される開口部よりも保護膜
に形成される開口部の方が開口幅が大きくなり、保護膜
と第１マスク材によって段差が構成されるようにするこ
とを特徴としている。
（２３）と第１マスク材（２２）に開口部を形成する工
程では、第１マスク材に形成される開口部よりも保護膜
に形成される開口部の方が開口幅が大きくなり、保護膜
と第１マスク材によって段差が構成されるようにするこ
とを特徴としている。
【００１６】このように、保護膜の開口部が第１マスク
材の開口部よりも開口幅が大きくなるようにすること
で、第１マスク材の開口端を後退させたのち、保護膜を
除去しなくてもよい。
材の開口部よりも開口幅が大きくなるようにすること
で、第１マスク材の開口端を後退させたのち、保護膜を
除去しなくてもよい。
【００１７】例えば、保護膜にシリコン窒化膜を用いた
場合には、リン酸によってシリコン窒化膜を除去するこ
とになるが、本請求項のようにすればリン酸による処理
を行う必要がないため、半導体基板がリン酸に曝されな
いようにできる。
場合には、リン酸によってシリコン窒化膜を除去するこ
とになるが、本請求項のようにすればリン酸による処理
を行う必要がないため、半導体基板がリン酸に曝されな
いようにできる。
【００１８】具体的には、請求項９に示すように、保護
膜と第１マスク材に開口部を形成する工程において、第
２マスク材及び保護膜に対して保護膜の途中までエッチ
ングしたのち、第２マスク材をエッチングして第２マス
ク材に形成された開口部の開口幅を広げ、その後、第２
マスク材、保護膜及び第１マスク材をエッチングすれ
ば、第１マスク材に対して開口部を形成できると共に、
保護膜に対して第１マスク材の開口部よりも大きな開口
幅の開口部を形成できる。
膜と第１マスク材に開口部を形成する工程において、第
２マスク材及び保護膜に対して保護膜の途中までエッチ
ングしたのち、第２マスク材をエッチングして第２マス
ク材に形成された開口部の開口幅を広げ、その後、第２
マスク材、保護膜及び第１マスク材をエッチングすれ
ば、第１マスク材に対して開口部を形成できると共に、
保護膜に対して第１マスク材の開口部よりも大きな開口
幅の開口部を形成できる。
【００１９】請求項１０に記載の発明においては、第１
マスク材（３２）上に保護膜としてポリシリコン膜（３
３）を配置したのち、さらにポリシリコン膜上に第２マ
スク材（３４）を配置する工程を有し、保護膜と第１マ
スク材に開口部を形成する工程において、第２マスク
材、ポリシリコン膜及び第１マスク材それぞれに開口部
を形成し、トレンチ形成工程において、トレンチ（３
５）を形成すると共に、ポリシリコン膜を開口部の開口
端からエッチングすることを特徴としている。
マスク材（３２）上に保護膜としてポリシリコン膜（３
３）を配置したのち、さらにポリシリコン膜上に第２マ
スク材（３４）を配置する工程を有し、保護膜と第１マ
スク材に開口部を形成する工程において、第２マスク
材、ポリシリコン膜及び第１マスク材それぞれに開口部
を形成し、トレンチ形成工程において、トレンチ（３
５）を形成すると共に、ポリシリコン膜を開口部の開口
端からエッチングすることを特徴としている。
【００２０】このように、保護膜としてポリシリコン膜
を用いれば、トレンチ形成工程時にポリシリコン膜もエ
ッチングされ、ポリシリコン膜の開口端がトレンチの内
壁面よりも後退する。このため、ポリシリコン膜で覆わ
れた状態で第１マスク材をエッチングすれば、容易に第
１マスク材の開口端を後退させることができる。
を用いれば、トレンチ形成工程時にポリシリコン膜もエ
ッチングされ、ポリシリコン膜の開口端がトレンチの内
壁面よりも後退する。このため、ポリシリコン膜で覆わ
れた状態で第１マスク材をエッチングすれば、容易に第
１マスク材の開口端を後退させることができる。
【００２１】また、請求項１１に示すように、第２マス
ク材とポリシリコン膜それぞれに開口部を形成すると共
に、第１マスク材を途中までエッチングしたのち、熱処
理を行い、ポリシリコン膜を開口部の開口端から熱酸化
すれば、ポリシリコン膜の端部がトレンチの内壁面より
も後退するため、請求項１０と同様の効果を得ることが
できる。
ク材とポリシリコン膜それぞれに開口部を形成すると共
に、第１マスク材を途中までエッチングしたのち、熱処
理を行い、ポリシリコン膜を開口部の開口端から熱酸化
すれば、ポリシリコン膜の端部がトレンチの内壁面より
も後退するため、請求項１０と同様の効果を得ることが
できる。
【００２２】なお、第２マスク材としてシリコン酸化膜
を用いる場合には、ポリシリコン膜上にシリコン酸化膜
をデポジションしてもよいが、請求項１２に示すように
ポリシリコン膜を酸化することによって該シリコン酸化
膜を形成してもよい。
を用いる場合には、ポリシリコン膜上にシリコン酸化膜
をデポジションしてもよいが、請求項１２に示すように
ポリシリコン膜を酸化することによって該シリコン酸化
膜を形成してもよい。
【００２３】請求項１３に記載の発明においては、シリ
コン基板（５１）上に埋め込みシリコン酸化膜（５３）
とシリコンからなるＳＯＩ層（５２）が順に積層された
ＳＯＩ基板を用意する工程と、ＳＯＩ層の上にマスクシ
リコン酸化膜（５４）を配置する工程と、マスクシリコ
ン酸化膜、ＳＯＩ層及び埋め込みシリコン酸化膜を共に
エッチングすることにより、マスクシリコン酸化膜、Ｓ
ＯＩ層及び埋め込みシリコン酸化膜に開口部を形成する
工程と、開口部を通じてシリコン基板をエッチングし、
シリコン基板にトレンチ（５５）を形成すると共に、Ｓ
ＯＩ層を開口部の開口端からエッチングする工程と、マ
スクシリコン酸化膜及び埋め込みシリコン酸化膜をエッ
チングし、埋め込みシリコン酸化膜の開口部の開口端を
トレンチの内壁面よりも後退させる工程と、を有するこ
とを特徴としている。
コン基板（５１）上に埋め込みシリコン酸化膜（５３）
とシリコンからなるＳＯＩ層（５２）が順に積層された
ＳＯＩ基板を用意する工程と、ＳＯＩ層の上にマスクシ
リコン酸化膜（５４）を配置する工程と、マスクシリコ
ン酸化膜、ＳＯＩ層及び埋め込みシリコン酸化膜を共に
エッチングすることにより、マスクシリコン酸化膜、Ｓ
ＯＩ層及び埋め込みシリコン酸化膜に開口部を形成する
工程と、開口部を通じてシリコン基板をエッチングし、
シリコン基板にトレンチ（５５）を形成すると共に、Ｓ
ＯＩ層を開口部の開口端からエッチングする工程と、マ
スクシリコン酸化膜及び埋め込みシリコン酸化膜をエッ
チングし、埋め込みシリコン酸化膜の開口部の開口端を
トレンチの内壁面よりも後退させる工程と、を有するこ
とを特徴としている。
【００２４】このように、ＳＯＩ基板を用いた場合にお
いても、保護膜を構成するＳＯＩ層がトレンチエッチン
グ時にエッチングされるため、請求項１０と同様の効果
を得ることができる。
いても、保護膜を構成するＳＯＩ層がトレンチエッチン
グ時にエッチングされるため、請求項１０と同様の効果
を得ることができる。
【００２５】なお、この場合、請求項１４に示すように
面方位が（１１０）方向を有するシリコン基板によって
ＳＯＩ層を形成すれば、埋め込みシリコン酸化膜の後退
量を制御性良く調整することができる。
面方位が（１１０）方向を有するシリコン基板によって
ＳＯＩ層を形成すれば、埋め込みシリコン酸化膜の後退
量を制御性良く調整することができる。
【００２６】なお、上記各手段の括弧内の符号は、後述
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すも
のである。
【００２７】
【発明の実施の形態】（第１実施形態）図１に、本発明
の一実施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。
以下、図１に基づいて本実施形態における半導体装置の
製造方法を説明する。
の一実施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。
以下、図１に基づいて本実施形態における半導体装置の
製造方法を説明する。
【００２８】〔図１（ａ）に示す工程〕まず、面方位が
（１１０）方向を成すシリコン基板１を用意する。続い
て、パット酸化によってシリコン基板１上に約４２５Å
程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さらに、
約１７０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジシ
ョンすることでマスクとなるシリコン酸化膜２を形成す
る。その後、Ｎ2雰囲気中でアニール処理を行う。この
シリコン酸化膜２がマスク材に相当する。
（１１０）方向を成すシリコン基板１を用意する。続い
て、パット酸化によってシリコン基板１上に約４２５Å
程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さらに、
約１７０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジシ
ョンすることでマスクとなるシリコン酸化膜２を形成す
る。その後、Ｎ2雰囲気中でアニール処理を行う。この
シリコン酸化膜２がマスク材に相当する。
【００２９】〔図１（ｂ）に示す工程〕ドライエッチン
グによってシリコン酸化膜２をパターニングし、トレン
チ形成予定領域上においてシリコン酸化膜２を開口させ
る。
グによってシリコン酸化膜２をパターニングし、トレン
チ形成予定領域上においてシリコン酸化膜２を開口させ
る。
【００３０】〔図１（ｃ）に示す工程〕シリコン酸化膜
２をマスクとしたエッチングを施し、シリコン基板１に
深さ約３５μｍのトレンチ３を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％の水酸化テトラメチルアンモニウ
ム（ＴＭＡＨ）水溶液を用い、エッチングレートが１．
４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエッチングを２５ｍ
ｉｎの時間行う。
２をマスクとしたエッチングを施し、シリコン基板１に
深さ約３５μｍのトレンチ３を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％の水酸化テトラメチルアンモニウ
ム（ＴＭＡＨ）水溶液を用い、エッチングレートが１．
４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエッチングを２５ｍ
ｉｎの時間行う。
【００３１】これにより、トレンチ３が形成されると共
に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによっ
て、トレンチ３の開口幅がマスクとなるシリコン酸化膜
２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによっ
て、トレンチ３の開口幅がマスクとなるシリコン酸化膜
２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
【００３２】このときシリコン酸化膜２がトレンチ３の
内壁面よりも突出した量をひさし量Ｓと定義すると、本
実施形態のようにトレンチ３の深さを約３５μｍとした
場合、ひさし量Ｓは０．５３μｍ程度となった。
内壁面よりも突出した量をひさし量Ｓと定義すると、本
実施形態のようにトレンチ３の深さを約３５μｍとした
場合、ひさし量Ｓは０．５３μｍ程度となった。
【００３３】なお、この水酸化テトラメチルアンモニウ
ム水溶液はシリコンとシリコン酸化膜との選択比が高い
エッチング液である。例えば、マスク材料としてシリコ
ン酸化膜を用い、９０℃、濃度２２ｗｔ．％の水酸化テ
トラメチルアンモニウム水溶液を用いた場合、シリコン
とシリコン酸化膜の選択比が約１／２０００となる。
ム水溶液はシリコンとシリコン酸化膜との選択比が高い
エッチング液である。例えば、マスク材料としてシリコ
ン酸化膜を用い、９０℃、濃度２２ｗｔ．％の水酸化テ
トラメチルアンモニウム水溶液を用いた場合、シリコン
とシリコン酸化膜の選択比が約１／２０００となる。
【００３４】〔図１（ｄ）に示す工程〕シリコン酸化膜
２をエッチングし、シリコン酸化膜２の開口幅がトレン
チ３の開口幅よりも広くなるようにし、シリコン酸化膜
２の開口端をトレンチ３の内壁面よりも後退させる。
２をエッチングし、シリコン酸化膜２の開口幅がトレン
チ３の開口幅よりも広くなるようにし、シリコン酸化膜
２の開口端をトレンチ３の内壁面よりも後退させる。
【００３５】例えば、濃度が１／５０となるフッ酸（Ｈ
Ｆ）を用いて１６０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、
シリコン酸化膜２の開口端をトレンチ３の内壁面から
０．３７μｍ後退させることができる。
Ｆ）を用いて１６０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、
シリコン酸化膜２の開口端をトレンチ３の内壁面から
０．３７μｍ後退させることができる。
【００３６】この後、上述した従来方法と同様に、エピ
タキシャル成長によりトレンチ３内を不純物がドーピン
グされたエピタキシャル膜で埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
タキシャル成長によりトレンチ３内を不純物がドーピン
グされたエピタキシャル膜で埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
【００３７】このとき、本実施形態では、シリコン酸化
膜２の開口端をトレンチ３の内壁面よりも後退させ、ト
レンチ３のエッジ部を露出させているため、トレンチ３
の入口付近においても単結晶シリコンが形成されるよう
にできる。
膜２の開口端をトレンチ３の内壁面よりも後退させ、ト
レンチ３のエッジ部を露出させているため、トレンチ３
の入口付近においても単結晶シリコンが形成されるよう
にできる。
【００３８】これにより、トレンチ３の入口付近におけ
るエピタキシャル膜の結晶性を向上することができる。
るエピタキシャル膜の結晶性を向上することができる。
【００３９】また、単結晶シリコンの成長レートがポリ
シリコンの成長レートよりも遅く、トレンチ３の入口付
近に単結晶シリコンが形成されても、単結晶シリコンに
よってトレンチ３が塞がれないため、トレンチ３内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
シリコンの成長レートよりも遅く、トレンチ３の入口付
近に単結晶シリコンが形成されても、単結晶シリコンに
よってトレンチ３が塞がれないため、トレンチ３内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
【００４０】なお、この後、シリコン酸化膜２をストッ
パーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平坦
化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ３内
を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
パーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平坦
化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ３内
を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
【００４１】（第２実施形態）図２に、本発明の第２実
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図２に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図２に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
【００４２】〔図２（ａ）に示す工程〕まず、面方位が
（１１０）方向を成すシリコン基板１１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板１１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
１２を形成する。
（１１０）方向を成すシリコン基板１１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板１１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
１２を形成する。
【００４３】続いて、シリコン酸化膜１２上に、保護膜
としてのシリコン窒化膜１３を厚さ約１５００Å程度で
デポジションする。その後、Ｎ2雰囲気中でアニール処
理を行う。
としてのシリコン窒化膜１３を厚さ約１５００Å程度で
デポジションする。その後、Ｎ2雰囲気中でアニール処
理を行う。
【００４４】このように、シリコン酸化膜１２上にシリ
コン窒化膜１３を配置することにより、後工程でシリコ
ン酸化膜１２のひさしをエッチングにより後退させると
きに、シリコン酸化膜１２の膜厚は保護膜のシリコン窒
化膜１３により減少しないため、シリコン酸化膜１２の
膜厚を厚くする必要がなく、ウェハの反りを抑制でき
る。
コン窒化膜１３を配置することにより、後工程でシリコ
ン酸化膜１２のひさしをエッチングにより後退させると
きに、シリコン酸化膜１２の膜厚は保護膜のシリコン窒
化膜１３により減少しないため、シリコン酸化膜１２の
膜厚を厚くする必要がなく、ウェハの反りを抑制でき
る。
【００４５】〔図２（ｂ）に示す工程〕ドライエッチン
グによってシリコン酸化膜１２及びシリコン窒化膜１３
をパターニングし、トレンチ形成予定領域上においてシ
リコン酸化膜１２及びシリコン窒化膜１３を開口させ
る。
グによってシリコン酸化膜１２及びシリコン窒化膜１３
をパターニングし、トレンチ形成予定領域上においてシ
リコン酸化膜１２及びシリコン窒化膜１３を開口させ
る。
【００４６】〔図２（ｃ）に示す工程〕シリコン酸化膜
１２及びシリコン窒化膜１３をマスクとしたエッチング
を施し、シリコン基板１１に深さ約３５μｍのトレンチ
１４を形成する。例えば、９０℃、濃度２２ｗｔ．％の
ＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチングレートが１．４μｍ
／ｍｉｎ程度となるウェットエッチングを２５ｍｉｎの
時間行う。
１２及びシリコン窒化膜１３をマスクとしたエッチング
を施し、シリコン基板１１に深さ約３５μｍのトレンチ
１４を形成する。例えば、９０℃、濃度２２ｗｔ．％の
ＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチングレートが１．４μｍ
／ｍｉｎ程度となるウェットエッチングを２５ｍｉｎの
時間行う。
【００４７】これにより、トレンチ１４が形成されると
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ１４の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜１２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ１４の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜１２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
【００４８】本実施形態のようにトレンチ１４の深さを
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
【００４９】〔図２（ｄ）に示す工程〕シリコン窒化膜
１３をマスクとした状態で、シリコン酸化膜１２をエッ
チングする。これにより、シリコン酸化膜１２の開口端
からのみエッチングが行われ、シリコン酸化膜１２の開
口幅がトレンチ１４の開口幅よりも広くなって、シリコ
ン酸化膜１２の開口端がトレンチ１４の内壁面よりも後
退する。
１３をマスクとした状態で、シリコン酸化膜１２をエッ
チングする。これにより、シリコン酸化膜１２の開口端
からのみエッチングが行われ、シリコン酸化膜１２の開
口幅がトレンチ１４の開口幅よりも広くなって、シリコ
ン酸化膜１２の開口端がトレンチ１４の内壁面よりも後
退する。
【００５０】例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用
いて１７０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜１２の開口端をトレンチ１４の内壁面から０．４
μｍ後退させることができる。
いて１７０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜１２の開口端をトレンチ１４の内壁面から０．４
μｍ後退させることができる。
【００５１】〔図２（ｅ）に示す工程〕リン酸によりシ
リコン窒化膜１３を除去する。これにより、トレンチ１
４のエッジ部が露出する。
リコン窒化膜１３を除去する。これにより、トレンチ１
４のエッジ部が露出する。
【００５２】この後、上述した従来方法と同様に、エピ
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ１４内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ１４内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
【００５３】このとき、本実施形態では、シリコン酸化
膜１２の開口端をトレンチ１４の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ１４のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ１４の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
膜１２の開口端をトレンチ１４の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ１４のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ１４の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
【００５４】これにより、第１実施形態と同様に、トレ
ンチ１４の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ１４内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
ンチ１４の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ１４内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
【００５５】なお、この後、シリコン酸化膜１２をスト
ッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平
坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ１
４内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
ッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平
坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ１
４内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
【００５６】（第３実施形態）図３に、本発明の第３実
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図３に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図３に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
【００５７】〔図３（ａ）に示す工程〕まず、面方位が
（１１０）方向を成すシリコン基板２１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板２１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
２２を形成する。
（１１０）方向を成すシリコン基板２１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板２１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
２２を形成する。
【００５８】続いて、シリコン酸化膜２２上に、保護膜
としてのシリコン窒化膜２３を厚さ約１５００Å程度で
デポジションする。さらにシリコン窒化膜２３上に、第
２マスク材としてのシリコン酸化膜２４を厚さ１０００
０Å程度でデポジションしたのち、Ｎ2雰囲気でのアニ
ール処理を行う。
としてのシリコン窒化膜２３を厚さ約１５００Å程度で
デポジションする。さらにシリコン窒化膜２３上に、第
２マスク材としてのシリコン酸化膜２４を厚さ１０００
０Å程度でデポジションしたのち、Ｎ2雰囲気でのアニ
ール処理を行う。
【００５９】〔図３（ｂ）に示す工程〕ドライエッチン
グによってシリコン窒化膜２３及びシリコン酸化膜２４
をパターニングし、トレンチ形成予定領域上においてシ
リコン酸化膜２４を開口させると共に、シリコン窒化膜
２３を途中までエッチングする。
グによってシリコン窒化膜２３及びシリコン酸化膜２４
をパターニングし、トレンチ形成予定領域上においてシ
リコン酸化膜２４を開口させると共に、シリコン窒化膜
２３を途中までエッチングする。
【００６０】〔図３（ｃ）に示す工程〕シリコン酸化膜
２４をエッチングし、シリコン酸化膜２４の開口幅を広
げる。例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用いて１
８０ｍｉｎの時間エッチングする。
２４をエッチングし、シリコン酸化膜２４の開口幅を広
げる。例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用いて１
８０ｍｉｎの時間エッチングする。
【００６１】これにより、シリコン窒化膜２３の露出面
積が広がり、シリコン窒化膜２３エッチングされた領域
とシリコン酸化膜２４の開口部とによる段差が形成され
る。
積が広がり、シリコン窒化膜２３エッチングされた領域
とシリコン酸化膜２４の開口部とによる段差が形成され
る。
【００６２】〔図３（ｄ）に示す工程〕ドライエッチン
グを施し、シリコン酸化膜２４、シリコン窒化膜２３及
びシリコン酸化膜２２をエッチングする。
グを施し、シリコン酸化膜２４、シリコン窒化膜２３及
びシリコン酸化膜２２をエッチングする。
【００６３】このとき、図３（ｃ）に示す工程におい
て、シリコン酸化膜２４及びシリコン窒化膜２３による
段差が形成されるようにしているため、シリコン酸化膜
２２はトレンチ形成予定領域上において開口し、シリコ
ン窒化膜２３はシリコン酸化膜２２よりも幅広に開口す
る。
て、シリコン酸化膜２４及びシリコン窒化膜２３による
段差が形成されるようにしているため、シリコン酸化膜
２２はトレンチ形成予定領域上において開口し、シリコ
ン窒化膜２３はシリコン酸化膜２２よりも幅広に開口す
る。
【００６４】〔図３（ｅ）に示す工程〕シリコン酸化膜
２２及びシリコン窒化膜２３をマスクとしたエッチング
を施し、シリコン基板２１に深さ約３５μｍのトレンチ
２５を形成する。例えば、９０℃、濃度２２ｗｔ．％の
ＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチングレートが１．４μｍ
／ｍｉｎ程度となるウェットエッチングを２５ｍｉｎの
時間行う。
２２及びシリコン窒化膜２３をマスクとしたエッチング
を施し、シリコン基板２１に深さ約３５μｍのトレンチ
２５を形成する。例えば、９０℃、濃度２２ｗｔ．％の
ＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチングレートが１．４μｍ
／ｍｉｎ程度となるウェットエッチングを２５ｍｉｎの
時間行う。
【００６５】これにより、トレンチ２５が形成されると
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ２５の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜２２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ２５の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜２２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
【００６６】本実施形態のようにトレンチ２５の深さを
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
【００６７】〔図３（ｆ）に示す工程〕シリコン窒化膜
２３をマスクとした状態で、シリコン酸化膜２２をエッ
チングする。これにより、シリコン酸化膜２２がシリコ
ン窒化膜２３の開口端近傍まで後退し、シリコン酸化膜
２２の開口幅がトレンチ２５の開口幅よりも広くなる。
２３をマスクとした状態で、シリコン酸化膜２２をエッ
チングする。これにより、シリコン酸化膜２２がシリコ
ン窒化膜２３の開口端近傍まで後退し、シリコン酸化膜
２２の開口幅がトレンチ２５の開口幅よりも広くなる。
【００６８】例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜２２の開口端をトレンチ２５の内壁面から０．３
７μｍ後退させることができる。
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜２２の開口端をトレンチ２５の内壁面から０．３
７μｍ後退させることができる。
【００６９】この後、上述した従来方法と同様に、エピ
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ２５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ２５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
【００７０】このとき、本実施形態では、シリコン酸化
膜２２の開口端をトレンチ２５の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ２５のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ２５の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
膜２２の開口端をトレンチ２５の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ２５のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ２５の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
【００７１】これにより、第１実施形態と同様に、トレ
ンチ２５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ２５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
ンチ２５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ２５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
【００７２】また、第２実施形態では、図２（ｅ）に示
す工程のようにリン酸によってシリコン窒化膜１３を除
去する必要があるためシリコン基板１１の表面がリン酸
に曝されることになるが、本実施形態ではそのような必
要ないため、シリコン基板２１の表面がリン酸に曝され
ることはない。
す工程のようにリン酸によってシリコン窒化膜１３を除
去する必要があるためシリコン基板１１の表面がリン酸
に曝されることになるが、本実施形態ではそのような必
要ないため、シリコン基板２１の表面がリン酸に曝され
ることはない。
【００７３】なお、この後、シリコン酸化膜２２及びシ
リコン窒化膜２３をストッパーとした平坦化研磨を行
い、エピタキシャル膜を平坦化する（図８（ｄ）参照）
ことによって、トレンチ２５内を拡散層で埋め込んだ半
導体装置が形成される。
リコン窒化膜２３をストッパーとした平坦化研磨を行
い、エピタキシャル膜を平坦化する（図８（ｄ）参照）
ことによって、トレンチ２５内を拡散層で埋め込んだ半
導体装置が形成される。
【００７４】このとき、シリコン窒化膜２３をストッパ
ーとして用いることができるため、平坦化研磨時におけ
るストッパー機能を向上させることも可能となる。
ーとして用いることができるため、平坦化研磨時におけ
るストッパー機能を向上させることも可能となる。
【００７５】（第４実施形態）図４に、本発明の第４実
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図４に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図４に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
【００７６】〔図４（ａ）に示す工程〕まず、面方位が
（１１０）方向を成すシリコン基板３１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板３１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
３２を形成する。
（１１０）方向を成すシリコン基板３１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板３１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
３２を形成する。
【００７７】続いて、シリコン酸化膜３２上に、保護膜
としてのポリシリコン膜３３を厚さ約１５００Å程度で
デポジションする。さらにポリシリコン膜３３上に、第
２マスク材としてのシリコン酸化膜３４を厚さ３０００
Å程度でデポジションしたのち、Ｎ2雰囲気でのアニー
ル処理を行う。
としてのポリシリコン膜３３を厚さ約１５００Å程度で
デポジションする。さらにポリシリコン膜３３上に、第
２マスク材としてのシリコン酸化膜３４を厚さ３０００
Å程度でデポジションしたのち、Ｎ2雰囲気でのアニー
ル処理を行う。
【００７８】〔図４（ｂ）に示す工程〕ドライエッチン
グによってシリコン酸化膜３２、ポリシリコン膜３３及
びシリコン酸化膜３４をパターニングし、トレンチ形成
予定領域上において各膜３２〜３４を開口させる。
グによってシリコン酸化膜３２、ポリシリコン膜３３及
びシリコン酸化膜３４をパターニングし、トレンチ形成
予定領域上において各膜３２〜３４を開口させる。
【００７９】〔図４（ｃ）に示す工程〕シリコン酸化膜
３２、ポリシリコン膜３３及びシリコン酸化膜３４をマ
スクとしたエッチングを施し、シリコン基板３１に深さ
約３５μｍのトレンチ３５を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％のＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチ
ングレートが１．４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエ
ッチングを２５ｍｉｎの時間行う。
３２、ポリシリコン膜３３及びシリコン酸化膜３４をマ
スクとしたエッチングを施し、シリコン基板３１に深さ
約３５μｍのトレンチ３５を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％のＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチ
ングレートが１．４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエ
ッチングを２５ｍｉｎの時間行う。
【００８０】これにより、トレンチ３５が形成されると
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ３５の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜３２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ３５の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜３２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
【００８１】本実施形態のようにトレンチ３５の深さを
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
【００８２】さらに、シリコン酸化膜３２とシリコン酸
化膜３４との間に挟まれたポリシリコン膜３３も開口端
からエッチングされ、ポリシリコン膜３３の開口幅がト
レンチ３５の開口幅より広がる。
化膜３４との間に挟まれたポリシリコン膜３３も開口端
からエッチングされ、ポリシリコン膜３３の開口幅がト
レンチ３５の開口幅より広がる。
【００８３】〔図４（ｄ）に示す工程〕ポリシリコン膜
３３をマスクとした状態で、シリコン酸化膜３４及びシ
リコン酸化膜３２をエッチングする。これにより、シリ
コン酸化膜３４が除去されると共に、シリコン酸化膜３
２がポリシリコン膜３３の開口端近傍まで後退し、シリ
コン酸化膜３２の開口幅がトレンチ３５の開口幅よりも
広くなる。
３３をマスクとした状態で、シリコン酸化膜３４及びシ
リコン酸化膜３２をエッチングする。これにより、シリ
コン酸化膜３４が除去されると共に、シリコン酸化膜３
２がポリシリコン膜３３の開口端近傍まで後退し、シリ
コン酸化膜３２の開口幅がトレンチ３５の開口幅よりも
広くなる。
【００８４】例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜３２の開口端をトレンチ２５の内壁面から０．４
μｍ後退させることができる。
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜３２の開口端をトレンチ２５の内壁面から０．４
μｍ後退させることができる。
【００８５】この後、上述した従来方法と同様に、エピ
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ２５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ２５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
【００８６】このとき、本実施形態では、シリコン酸化
膜３２の開口端をトレンチ３５の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ３５のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ３５の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
膜３２の開口端をトレンチ３５の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ３５のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ３５の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
【００８７】これにより、第１実施形態と同様に、トレ
ンチ３５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ３５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
ンチ３５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ３５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
【００８８】また、本実施形態においてもポリシリコン
膜３３を除去する必要がないため、シリコン基板２１の
表面がリン酸に曝されることはない。
膜３３を除去する必要がないため、シリコン基板２１の
表面がリン酸に曝されることはない。
【００８９】なお、この後、シリコン酸化膜３２をスト
ッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平
坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ３
５内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
ッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平
坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ３
５内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
【００９０】（第５実施形態）図５に、本発明の第５実
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図５に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図５に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
【００９１】〔図５（ａ）に示す工程〕まず、面方位が
（１１０）方向を成すシリコン基板４１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板４１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
４２を形成する。
（１１０）方向を成すシリコン基板４１を用意する。続
いて、パット酸化によってシリコン基板４１上に約４２
５Å程度の膜厚のシリコン酸化膜を形成したのち、さら
に、約８０００Å程度の厚さのシリコン酸化膜をデポジ
ションすることで第１マスク材としてのシリコン酸化膜
４２を形成する。
【００９２】続いて、シリコン酸化膜４２上に、保護膜
としてのポリシリコン４３を厚さ約１５００Å程度でデ
ポジションする。さらにポリシリコン膜４３を熱酸化し
たり、若しくはポリシリコン膜４３上にデポジションす
ることによって第２マスク材としてのシリコン酸化膜４
４を厚さ約３０００Å程度形成したのち、Ｎ2雰囲気で
のアニール処理を行う。
としてのポリシリコン４３を厚さ約１５００Å程度でデ
ポジションする。さらにポリシリコン膜４３を熱酸化し
たり、若しくはポリシリコン膜４３上にデポジションす
ることによって第２マスク材としてのシリコン酸化膜４
４を厚さ約３０００Å程度形成したのち、Ｎ2雰囲気で
のアニール処理を行う。
【００９３】〔図５（ｂ）に示す工程〕ドライエッチン
グによってシリコン酸化膜４２、ポリシリコン膜４３及
びシリコン酸化膜４４をパターニングし、トレンチ形成
予定領域上においてポリシリコン膜４３及びシリコン酸
化膜４４を開口させると共に、シリコン酸化膜４２を途
中まで除去する。
グによってシリコン酸化膜４２、ポリシリコン膜４３及
びシリコン酸化膜４４をパターニングし、トレンチ形成
予定領域上においてポリシリコン膜４３及びシリコン酸
化膜４４を開口させると共に、シリコン酸化膜４２を途
中まで除去する。
【００９４】〔図５（ｃ）に示す工程〕熱処理を施し、
ポリシリコン膜４３の開口端を熱酸化させる。これによ
り、ポリシリコン膜４３の端部の幅が広がる。
ポリシリコン膜４３の開口端を熱酸化させる。これによ
り、ポリシリコン膜４３の端部の幅が広がる。
【００９５】〔図５（ｄ）に示す工程〕ドライエッチン
グにより、シリコン基板４１が露出するまでシリコン酸
化膜４２をエッチングし、トレンチ形成予定領域上にお
いてシリコン酸化膜４２を開口させる。
グにより、シリコン基板４１が露出するまでシリコン酸
化膜４２をエッチングし、トレンチ形成予定領域上にお
いてシリコン酸化膜４２を開口させる。
【００９６】〔図５（ｅ）に示す工程〕シリコン酸化膜
４２、ポリシリコン膜４３及びシリコン酸化膜４４をマ
スクとしたエッチングを施し、シリコン基板４１に深さ
約３５μｍのトレンチ４５を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％のＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチ
ングレートが１．４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエ
ッチングを２５ｍｉｎの時間行う。
４２、ポリシリコン膜４３及びシリコン酸化膜４４をマ
スクとしたエッチングを施し、シリコン基板４１に深さ
約３５μｍのトレンチ４５を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％のＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチ
ングレートが１．４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエ
ッチングを２５ｍｉｎの時間行う。
【００９７】これにより、トレンチ４５が形成されると
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ４５の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜４２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ４５の開口幅がマスクとなるシリコン酸
化膜４２の開口幅よりも広くなってひさしができる。
【００９８】本実施形態のようにトレンチ４５の深さを
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
【００９９】〔図５（ｆ）に示す工程〕シリコン酸化膜
４４及びシリコン酸化膜４２をエッチングする。これに
より、シリコン酸化膜４４が除去されると共に、シリコ
ン酸化膜４２がポリシリコン膜４３の開口端近傍まで後
退し、シリコン酸化膜４２の開口幅がトレンチ４５の開
口幅よりも広くなる。
４４及びシリコン酸化膜４２をエッチングする。これに
より、シリコン酸化膜４４が除去されると共に、シリコ
ン酸化膜４２がポリシリコン膜４３の開口端近傍まで後
退し、シリコン酸化膜４２の開口幅がトレンチ４５の開
口幅よりも広くなる。
【０１００】例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜４２の開口端をトレンチ２５の内壁面から０．４
μｍ後退させることができる。
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、シリコン
酸化膜４２の開口端をトレンチ２５の内壁面から０．４
μｍ後退させることができる。
【０１０１】この後、上述した従来方法と同様に、エピ
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ２５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ２５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
【０１０２】このとき、本実施形態では、シリコン酸化
膜４２の開口端をトレンチ４５の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ４５のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ４５の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
膜４２の開口端をトレンチ４５の内壁面よりも後退さ
せ、トレンチ４５のエッジ部を露出させているため、ト
レンチ４５の入口付近においても単結晶シリコンが形成
されるようにできる。
【０１０３】これにより、第１実施形態と同様に、トレ
ンチ４５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ４５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
ンチ４５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ４５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
【０１０４】また、ポリシリコン膜４３のうち熱酸化さ
れた領域のみが図５（ｆ）に示す工程で除去されること
になるため、熱酸化に応じてポリシリコン膜４３の後退
量を制御することが可能である。
れた領域のみが図５（ｆ）に示す工程で除去されること
になるため、熱酸化に応じてポリシリコン膜４３の後退
量を制御することが可能である。
【０１０５】なお、この後、シリコン酸化膜４２をスト
ッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平
坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ４
５内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
ッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャル膜を平
坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、トレンチ４
５内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成される。
【０１０６】（第６実施形態）図６に、本発明の第６実
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図６に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
施形態を適用した半導体装置の製造工程を示す。以下、
図６に基づいて本実施形態における半導体装置の製造方
法を説明する。
【０１０７】〔図６（ａ）に示す工程〕まず、面方位が
（１１０）方向を成す２枚のシリコン基板５１、５２を
用意し、埋め込みシリコン酸化膜５３を介して２枚のシ
リコン基板５１、５２を貼り合わせ、ＳＯＩ基板を構成
する。このＳＯＩ基板のうちの埋め込みシリコン酸化膜
５３が第１マスク材に相当し、シリコン基板５２が保護
膜に相当する。
（１１０）方向を成す２枚のシリコン基板５１、５２を
用意し、埋め込みシリコン酸化膜５３を介して２枚のシ
リコン基板５１、５２を貼り合わせ、ＳＯＩ基板を構成
する。このＳＯＩ基板のうちの埋め込みシリコン酸化膜
５３が第１マスク材に相当し、シリコン基板５２が保護
膜に相当する。
【０１０８】そして、一方のシリコン基板５２を研磨等
によって薄肉化させ、ＳＯＩ層を構成する。以下、シリ
コン基板５２をＳＯＩ層という。
によって薄肉化させ、ＳＯＩ層を構成する。以下、シリ
コン基板５２をＳＯＩ層という。
【０１０９】なお、ＳＯＩ層５２を構成するシリコン基
板も面方位が（１１０）方向となるようにしているが、
このようなシリコン基板は、後述するトレンチエッチン
グ時に用いる水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に
よって制御性良くエッチングされるため、ＳＯＩ層５２
の後退量を制御性良く調整することが可能となる。
板も面方位が（１１０）方向となるようにしているが、
このようなシリコン基板は、後述するトレンチエッチン
グ時に用いる水酸化テトラメチルアンモニウム水溶液に
よって制御性良くエッチングされるため、ＳＯＩ層５２
の後退量を制御性良く調整することが可能となる。
【０１１０】〔図６（ｂ）に示す工程〕続いて、ＳＯＩ
層５２の表面を熱酸化する。これにより、第２マスク材
としてのシリコン酸化膜５４と埋め込みシリコン酸化膜
５３によってＳＯＩ層５２が挟まれた状態になる。
層５２の表面を熱酸化する。これにより、第２マスク材
としてのシリコン酸化膜５４と埋め込みシリコン酸化膜
５３によってＳＯＩ層５２が挟まれた状態になる。
【０１１１】〔図６（ｃ）に示す工程〕シリコン酸化膜
５４、ＳＯＩ層５２及び埋め込みシリコン酸化膜５３を
パターニングし、トレンチ形成予定領域上において各膜
５２〜５４を開口させる。
５４、ＳＯＩ層５２及び埋め込みシリコン酸化膜５３を
パターニングし、トレンチ形成予定領域上において各膜
５２〜５４を開口させる。
【０１１２】〔図６（ｄ）に示す工程〕シリコン酸化膜
５４、ＳＯＩ層５２及び埋め込みシリコン酸化膜５３を
マスクとしたエッチングを施し、シリコン基板５１に深
さ約３５μｍのトレンチ５５を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％のＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチ
ングレートが１．４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエ
ッチングを２５ｍｉｎの時間行う。
５４、ＳＯＩ層５２及び埋め込みシリコン酸化膜５３を
マスクとしたエッチングを施し、シリコン基板５１に深
さ約３５μｍのトレンチ５５を形成する。例えば、９０
℃、濃度２２ｗｔ．％のＴＭＡＨ水溶液を用い、エッチ
ングレートが１．４μｍ／ｍｉｎ程度となるウェットエ
ッチングを２５ｍｉｎの時間行う。
【０１１３】これにより、トレンチ５５が形成されると
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ５５の開口幅がマスクとなる埋め込みシ
リコン酸化膜５３の開口幅よりも広くなってひさしがで
きる。
共に、ウェットエッチングによる横方向エッチングによ
って、トレンチ５５の開口幅がマスクとなる埋め込みシ
リコン酸化膜５３の開口幅よりも広くなってひさしがで
きる。
【０１１４】本実施形態のようにトレンチ５５の深さを
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
約３５μｍとした場合、第１実施形態と同様にひさし量
Ｓは０．５３μｍ程度となった。
【０１１５】さらに、埋め込みシリコン酸化膜５３とシ
リコン酸化膜５４との間に挟まれたＳＯＩ層５２も開口
端からエッチングされる。
リコン酸化膜５４との間に挟まれたＳＯＩ層５２も開口
端からエッチングされる。
【０１１６】〔図６（ｅ）に示す工程〕シリコン酸化膜
５４及び埋め込みシリコン酸化膜５３をエッチングす
る。これにより、シリコン酸化膜５４が除去されると共
に、埋め込みシリコン酸化膜５３が開口端からエッチン
グされ、埋め込みシリコン酸化膜５３の開口幅がトレン
チ５５の開口幅よりも広くなる。
５４及び埋め込みシリコン酸化膜５３をエッチングす
る。これにより、シリコン酸化膜５４が除去されると共
に、埋め込みシリコン酸化膜５３が開口端からエッチン
グされ、埋め込みシリコン酸化膜５３の開口幅がトレン
チ５５の開口幅よりも広くなる。
【０１１７】例えば、濃度が１／５０となるフッ酸を用
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、埋め込み
シリコン酸化膜５３の開口端をトレンチ５５の内壁面か
ら０．４μｍ後退させることができる。
いて１８０ｍｉｎの時間エッチングを行うと、埋め込み
シリコン酸化膜５３の開口端をトレンチ５５の内壁面か
ら０．４μｍ後退させることができる。
【０１１８】この後、上述した従来方法と同様に、エピ
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ５５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
タキシャル成長により不純物がドーピングされたエピタ
キシャル膜でトレンチ５５内を埋め込む（図８（ｃ）参
照）。
【０１１９】このとき、本実施形態では、埋め込みシリ
コン酸化膜５３の開口端をトレンチ５５の内壁面よりも
後退させ、トレンチ５５のエッジ部を露出させているた
め、トレンチ５５の入口付近においても単結晶シリコン
が形成されるようにできる。
コン酸化膜５３の開口端をトレンチ５５の内壁面よりも
後退させ、トレンチ５５のエッジ部を露出させているた
め、トレンチ５５の入口付近においても単結晶シリコン
が形成されるようにできる。
【０１２０】これにより、第１実施形態と同様に、トレ
ンチ５５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ５５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
ンチ５５の入口付近におけるエピタキシャル膜の結晶性
を向上することができると共に、トレンチ５５内に
「す」と呼ばれる空洞状の埋め込み不良が発生すること
を抑制できる。
【０１２１】なお、この後、埋め込みシリコン酸化膜５
３をストッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャ
ル膜を平坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、ト
レンチ５５内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成さ
れる。
３をストッパーとした平坦化研磨を行い、エピタキシャ
ル膜を平坦化する（図８（ｄ）参照）ことによって、ト
レンチ５５内を拡散層で埋め込んだ半導体装置が形成さ
れる。
【０１２２】（他の実施形態）上記各実施形態では、ト
レンチの深さが３５μｍとなる場合を例に挙げて説明し
たが、トレンチ深さはシリコン基板上に作成するデバイ
スに応じて設定すればよく、どのような深さであっても
本実施形態を適用することが可能である。
レンチの深さが３５μｍとなる場合を例に挙げて説明し
たが、トレンチ深さはシリコン基板上に作成するデバイ
スに応じて設定すればよく、どのような深さであっても
本実施形態を適用することが可能である。
【０１２３】例えば、第１実施形態の場合には、トレン
チ深さとひさし量の関係が図７のように表される。この
図に示されるように、トレンチの深さが深くなるほどひ
さし量が大きくなるが、ひさし量を考慮してマスクとな
るシリコン酸化膜の後退量を適宜設定すればよい。
チ深さとひさし量の関係が図７のように表される。この
図に示されるように、トレンチの深さが深くなるほどひ
さし量が大きくなるが、ひさし量を考慮してマスクとな
るシリコン酸化膜の後退量を適宜設定すればよい。
【０１２４】また、上記各実施形態では、シリコン酸化
膜２、１２、２２、３２、４２、５２が残された状態で
エピタキシャル膜を成長させるようにしているが、シリ
コン酸化膜２等を完全に除去するようにしてもよい。
膜２、１２、２２、３２、４２、５２が残された状態で
エピタキシャル膜を成長させるようにしているが、シリ
コン酸化膜２等を完全に除去するようにしてもよい。
【０１２５】但し、この場合には、エピタキシャル膜を
平坦化する際のストッパーがなくなるため、平坦化工程
の研磨時間等を適宜調整することによってエピタキシャ
ル膜の膜厚等を制御する必要がある。
平坦化する際のストッパーがなくなるため、平坦化工程
の研磨時間等を適宜調整することによってエピタキシャ
ル膜の膜厚等を制御する必要がある。
【０１２６】なお、トレンチを複数配置する場合には、
複数配置されるトレンチの間の間隔に基づいて、シリコ
ン酸化膜の開口端がトレンチの内壁面よりも後退する量
を設定し、トレンチの間においてはシリコン酸化膜がす
べてエッチングされるようにし、トレンチが形成されな
い領域にシリコン酸化膜が残るようにしてもよい。
複数配置されるトレンチの間の間隔に基づいて、シリコ
ン酸化膜の開口端がトレンチの内壁面よりも後退する量
を設定し、トレンチの間においてはシリコン酸化膜がす
べてエッチングされるようにし、トレンチが形成されな
い領域にシリコン酸化膜が残るようにしてもよい。
【０１２７】また、第３実施形態では、シリコン窒化膜
２３上にシリコン酸化膜２４を配置し、シリコン窒化膜
２３を途中までエッチングすることで段差を形成してい
るが、シリコン酸化膜２４に代えて、開口幅の異なるマ
スクを２枚用いることによって段差を形成することも可
能である。
２３上にシリコン酸化膜２４を配置し、シリコン窒化膜
２３を途中までエッチングすることで段差を形成してい
るが、シリコン酸化膜２４に代えて、開口幅の異なるマ
スクを２枚用いることによって段差を形成することも可
能である。
【図１】本発明の第１実施形態における半導体装置の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図２】本発明の第２実施形態における半導体装置の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図３】本発明の第３実施形態における半導体装置の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図４】本発明の第４実施形態における半導体装置の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図５】本発明の第５実施形態における半導体装置の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図６】本発明の第６実施形態における半導体装置の製
造工程を示す図である。
造工程を示す図である。
【図７】トレンチ深さとひさし量の関係を示す図表であ
る。
る。
【図８】従来における半導体装置の製造工程を示す図で
ある。
ある。
【図９】（ａ）は、図８（ｂ）に示したトレンチ形成後
の様子の部分拡大図を示し、（ｂ）は、図８（ｃ）に示
すエピタキシャル膜形成時の様子を示す図である。
の様子の部分拡大図を示し、（ｂ）は、図８（ｃ）に示
すエピタキシャル膜形成時の様子を示す図である。
１…シリコン基板、２…シリコン酸化膜、３…トレン
チ、１１…シリコン基板、１２…シリコン酸化膜、１３
…シリコン窒化膜、１４…トレンチ。
チ、１１…シリコン基板、１２…シリコン酸化膜、１３
…シリコン窒化膜、１４…トレンチ。
フロントページの続き (72)発明者 榊原 利夫 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 株式会 社デンソー内 Ｆターム(参考） 5F004 AA04 DB02 DB03 DB07 EA06 EA07 5F043 AA02 BB02 BB03 BB22 BB23 FF01 5F045 AB02 AB03 AB32 AB33 AF03 AF13 BB12 CB06 GH09 HA13 HA14 HA16 5F052 DA01 FA21 GC03 JB10 KA05
Claims (14)
- 【請求項１】 半導体基板（１）を用意する工程と、 前記半導体基板の表面上にマスク材（２）を配置する工
程と、 前記マスク材の所定領域に開口部を形成したのち、前記
開口部を通じて前記半導体基板をエッチングし、前記半
導体基板にトレンチ（３）を形成する工程と、 前記トレンチを形成したのち、前記マスク材に形成され
た開口部の開口幅が前記トレンチの開口幅よりも広が
り、前記マスク材の開口端が前記トレンチの内壁面より
も後退するように前記マスク材をエッチングする工程
と、 前記トレンチ内を含み、前記半導体基板の上にエピタキ
シャル膜を成長させる工程と、 前記エピタキシャル膜の表面を平坦化する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 前記エピタキシャル膜を成長させる工程
では、前記マスク材上を含んで前記エピタキシャル膜を
成長させ、 前記平坦化工程では、前記マスク材をストッパーとした
平坦化を行うことを特徴とする請求項１に記載の半導体
装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記マスク材をエッチングする工程で
は、複数配置される前記トレンチの間の間隔に基づい
て、前記マスク材の開口端が前記トレンチの内壁面より
も後退する量を設定し、複数配置される前記トレンチの
間においては前記マスク材料がすべてエッチングされる
ようにすることを特徴とする請求項１又は２に記載の半
導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 半導体基板（１１、２１、３１、４１）
を用意する工程と、 前記半導体基板の表面上に第１マスク材（１２、２２、
３２、４２）を配置する工程と、 前記第１マスク材の上に保護膜（１３、２３、３３、４
３）を配置する工程と、 前記保護膜の所定領域に開口部を形成すると共に、前記
第１マスク材の所定領域に開口部を形成する工程と、 前記保護膜と前記第１マスク材に形成された各開口部を
通じて前記半導体基板をエッチングし、前記半導体基板
にトレンチ（１４、２５、３５、４５）を形成する工程
と、 前記トレンチを形成したのち、前記保護膜で覆った状態
で前記第１マスク材をエッチングし、前記第１マスク材
に形成された開口部の開口幅を前記トレンチの開口幅よ
りも広げ、前記第１マスク材の開口端を前記トレンチの
内壁面よりも後退させる工程と、 前記トレンチ内を含み、前記半導体基板の上にエピタキ
シャル膜を成長させる工程と、 前記エピタキシャル膜の表面を平坦化する工程とを有す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項５】 前記保護膜（１３）と前記第１マスク材
（１２）に開口部を形成する工程では、前記保護膜と前
記第１マスク材に各開口部の開口幅が同等となるように
し、 前記第１マスク材をエッチングする工程では、前記第１
マスク材に形成された開口部の開口端から前記第１マス
ク材がエッチングされるようにすることを特徴とする請
求項４に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項６】 前記第１マスク材（１２）をエッチング
した後に、前記保護膜（１３）を除去する工程を有し、
前記保護膜を除去した後に、前記エピタキシャル膜を成
長させることを特徴とする請求項４又は５に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項７】 前記第１マスク材としてシリコン酸化膜
（１２）を用い、前記保護膜としてシリコン窒化膜（１
３）を用いることを特徴とする請求項４乃至６のいずれ
か１つに記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記保護膜（２３）と前記第１マスク材
（２２）に開口部を形成する工程では、前記第１マスク
材に形成される開口部よりも前記保護膜に形成される開
口部の方が開口幅が大きくなり、前記保護膜と前記第１
マスク材によって段差が構成されるようにすることを特
徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記第１マスク材（２２）上に前記保護
膜（２３）を配置したのち、さらに前記保護膜上に第２
マスク材（２４）を配置する工程を有し、 前記保護膜と前記第１マスク材に開口部を形成する工程
は、 前記第２マスク材及び前記保護膜をエッチングし、前記
第２マスク材の所定領域に開口部を形成すると共に、前
記保護膜の途中までエッチングする工程と、 前記第２マスク材をエッチングし、前記保護膜のうちエ
ッチングされた領域よりも前記第２マスク材に形成され
た開口部の開口幅が広がるようにする工程と、 前記第２マスク材、前記保護膜及び前記第１マスク材を
エッチングし、前記第１マスク材に対して開口部を形成
すると共に、前記保護膜に対して前記第１マスク材の開
口部よりも大きな開口幅を有する開口部を形成する工程
とを有することを特徴とする請求項４に記載の半導体装
置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記第１マスク材（３２）上に前記保
護膜としてポリシリコン膜（３３）を配置したのち、さ
らに前記ポリシリコン膜上に第２マスク材（３４）を配
置する工程を有し、 前記保護膜と前記第１マスク材に開口部を形成する工程
において、前記第２マスク材、前記ポリシリコン膜及び
前記第１マスク材の所定領域を共にエッチングすること
で、前記第２マスク材、前記ポリシリコン膜及び前記第
１マスク材それぞれに開口部を形成し、 前記トレンチ形成工程において、前記トレンチ（３５）
を形成すると共に、前記第１、第２マスク材に挟まれた
前記ポリシリコン膜を前記開口部の開口端からエッチン
グすることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の
製造方法。 - 【請求項１１】 前記第１マスク材（４２）上に前記保
護膜としてポリシリコン膜（４３）を配置したのち、さ
らに前記ポリシリコン膜上に第２マスク材（４４）を配
置する工程を有し、 前記ポリシリコン膜と前記第１マスク材に開口部を形成
する工程は、 前記第２マスク材、前記ポリシリコン膜及び前記第１マ
スク材の所定領域を共にエッチングし、前記第２マスク
材と前記ポリシリコン膜それぞれに開口部を形成すると
共に、前記第１マスク材を途中までエッチングする工程
と、 熱処理を行い、前記ポリシリコン膜を前記開口部の開口
端から熱酸化する工程と、 前記第１マスク材を前記シリコン基板が露出するまでエ
ッチングし、前記第１マスク材に開口部を形成する工程
とを有していることを特徴とする請求項４に記載の半導
体装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記第２マスク材はシリコン酸化膜で
あり、前記ポリシリコン膜を酸化することによって該シ
リコン酸化膜を形成することを特徴とする請求項１０又
は１１に記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項１３】 シリコン基板（５１）上に埋め込みシ
リコン酸化膜（５３）とシリコンからなるＳＯＩ層（５
２）が順に積層されたＳＯＩ基板を用意する工程と、 前記ＳＯＩ層の上にマスクシリコン酸化膜（５４）を配
置する工程と、 前記マスクシリコン酸化膜、前記ＳＯＩ層及び前記埋め
込みシリコン酸化膜を共にエッチングすることにより、
前記マスクシリコン酸化膜、前記ＳＯＩ層及び前記埋め
込みシリコン酸化膜に開口部を形成する工程と、 前記開口部を通じて前記シリコン基板をエッチングし、
前記シリコン基板にトレンチ（５５）を形成すると共
に、前記ＳＯＩ層を前記開口部の開口端からエッチング
する工程と、 前記マスクシリコン酸化膜及び前記埋め込みシリコン酸
化膜をエッチングし、前記埋め込みシリコン酸化膜の開
口部の開口端を前記トレンチの内壁面よりも後退させる
工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方
法。 - 【請求項１４】 面方位が（１１０）方向を有するシリ
コン基板によって前記ＳＯＩ層を形成することを特徴と
する請求項１３に記載の半導体装置の製造方法。
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