JP2003218037A

JP2003218037A - 半導体基板の製造方法

Info

Publication number: JP2003218037A
Application number: JP2002012172A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Tsuji; 信博辻; Motoi Ozawa; 基小澤; Kiyotaka Tanahashi; 清隆棚橋; Shoichi Yamauchi; 庄一山内
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2002-01-21
Filing date: 2002-01-21
Publication date: 2003-07-31

Abstract

(57)【要約】【課題】埋込エピ成膜工程においてより埋込性を向上さ
せることが可能となる半導体基板の製造方法を提供す
る。【解決手段】シリコン基板１にトレンチ３を形成し、エ
ピタキシャル成長法によりトレンチ３内を含めたシリコ
ン基板１上にエピタキシャル膜４を形成し、塩化水素を
含んだ雰囲気においてエピタキシャル膜４の形成の際の
処理圧力以上の雰囲気下にて塩化水素の気相エッチング
作用を用いたエピタキシャル膜４の一部のエッチング処
理と、エピタキシャル膜（５，６）の成膜処理とを複数
回行ってトレンチ３内を重ねたエピタキシャル膜（４，
５，６）にて埋め込む。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体素子形成用
の基板加工技術に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】トレンチ埋込エピ成長を行う上では、ト
レンチ深さによって側面での成長レートが異なる。具体
的には、トレンチ開口部に近いほど成長レートが大きい
ため、結果としてトレンチ底部が埋まる前に開口部がふ
さがりトレンチ内部に埋込不良が発生する。このような
埋込不良の発生を抑制する手段として、特開２００１−
１９６５７３号公報においてはＨＣｌエッチングによる
開口部の除去処理を行う埋込エピタキシャル成長工程が
提案されている。

【０００３】この技術を説明する。図１０（ａ）に示す
ように、半導体基板１００にトレンチ１０１を形成し、
図１０（ｂ）に示すように、エピタキシャル成長法によ
りトレンチ１０１内を含めた半導体基板１００上にエピ
タキシャル膜１０２を形成し、さらに、図１０（ｃ）に
示すように、塩化水素等のハロゲン化物を含んだ雰囲気
においてエピタキシャル膜１０２に対し塩化水素等のハ
ロゲン化物の気相エッチング作用を用いてエピタキシャ
ル膜１０２の一部をエッチングする。特に、減圧下での
ＨＣｌエッチング処理では、より高温の供給律速条件に
おいてエッチングすることによりトレンチ１０１の開口
部の選択的エッチングが可能となる特徴を用いて開口部
の除去処理を行う。これにより、トレンチ底面と側面と
でなす角度（テーパ角）θをより小さくすることができ
る。そして、図１１（ａ）に示すように、再度、エピタ
キシャル成長法によりトレンチ１０１内を含めた半導体
基板１００上にエピタキシャル膜１０３を形成してトレ
ンチ１０１内を、重ねたエピタキシャル膜１０２，１０
３にて埋め込む。さらに、スリット状の埋込不良を無く
すべく水素雰囲気下でのアニールを行うことにより、図
１１（ｂ）のようにすることができる。

【０００４】しかしながら、埋込トレンチが高アスペク
トになるほどエッチング温度や時間のみの制御で得られ
るテーパ角θには限界があり、結果として埋込不良がト
レンチ内に残存することがある。

【０００５】従って、従来のＨＣｌエッチング処理を付
加した埋込エピ成膜工程において、より埋込性向上が可
能となるＨＣｌエッチング技術が望まれている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような背
景の下になされたものであり、その目的は、埋込エピ成
膜工程においてより埋込性を向上させることが可能とな
る半導体基板の製造方法を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明に
よれば、半導体基板にトレンチを形成し、エピタキシャ
ル成長法によりトレンチ内を含めた半導体基板上にエピ
タキシャル膜を形成した後、ハロゲン化物を含んだ雰囲
気においてエピタキシャル膜の形成の際の処理圧力以上
の雰囲気下にてハロゲン化物による気相エッチング作用
を用いてエピタキシャル膜の一部をエッチングし、その
後において、再度、エピタキシャル成長法によりトレン
チ内を含めた半導体基板上にエピタキシャル膜を形成し
てトレンチ内を重ねたエピタキシャル膜にて埋め込むこ
とにより、埋込エピ成膜工程においてより埋込性が向上
する。

【０００８】請求項２に記載の発明によれば、半導体基
板にトレンチを形成し、エピタキシャル成長法によりト
レンチ内を含めた半導体基板上にエピタキシャル膜を形
成した後、ハロゲン化物を含んだ雰囲気においてエピタ
キシャル膜の形成の際の処理圧力以上の雰囲気下にてハ
ロゲン化物による気相エッチング作用を用いたエピタキ
シャル膜の一部のエッチング処理と、エピタキシャル膜
の成膜処理とを複数回行ってトレンチ内を重ねたエピタ
キシャル膜にて埋め込むことにより、埋込エピ成膜工程
においてより埋込性が向上する。

【０００９】ここで、請求項３に記載のように、エピタ
キシャル膜の一部のエッチング工程の後に、熱処理にて
トレンチ内のエピタキシャル膜での角部の丸め加工を行
う工程を追加するようにしてもよい。

【００１０】また、請求項４に記載のように、エピタキ
シャル膜の一部のエッチング工程でのエピタキシャル膜
の形成の際の処理圧力以上の雰囲気下とは、常圧以下で
あるとしたり、請求項５に記載のように、エピタキシャ
ル膜の一部のエッチング工程でのエピタキシャル膜の形
成の際の処理圧力以上の雰囲気下とは、８０〜６００ｔ
ｏｒｒの範囲であるとよい。

【００１１】さらに、請求項６に記載のように、最初の
エピタキシャル膜の形成温度に対しその後に成膜される
エピタキシャル膜の形成温度が同等またはそれ以下であ
ると、実用上好ましいものとなる。

【００１２】また、請求項７に記載のように、最後のエ
ピタキシャル膜の形成温度を８００℃以上、特に、請求
項８に記載のように、最後のエピタキシャル膜の形成温
度を８３０〜８５０℃の範囲とすると、エピ膜の埋込性
に優れたものとなる。

【００１３】請求項９に記載のように、半導体基板にト
レンチを形成した後のエピタキシャル膜を形成する前に
おいて、半導体基板でのトレンチを形成した面とは反対
の面に基板に対し引っ張り応力を有する膜を形成する
と、基板を反らせてトレンチ開口部を広げることがで
き、エピ膜の埋込性に優れたものとなる。

【００１４】具体的には、請求項１０に記載のように、
半導体基板としてシリコン基板を用い、基板に対し引っ
張り応力を有する膜としてシリコン窒化膜を用いるとよ
い。

【００１５】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）以下、この
発明を具体化した実施の形態を図面に従って説明する。

【００１６】本実施形態における製造方法を、図１，
２，３を用いて説明する。図１，２は、各製造工程にお
ける断面ＳＥＭ像をスケッチしたものである。図３は、
エピタキシャル成長・気相エッチングの際の処理温度と
処理圧力についてのプロファイルである。

【００１７】まず、図１（ａ）に示すように、シリコン
基板１を用意し、上面にシリコン酸化膜２を全面に形成
し、トレンチ形成領域となる部位の当該酸化膜２を除去
する。そして、この酸化膜２をマスクにしてシリコン基
板１をエッチングしてトレンチ３を形成する。なお、マ
スクとして酸化膜２の代わりに、窒化膜あるいは酸化膜
と窒化膜を積層したものを用いてもよい。また、トレン
チエッチングはドライエッチングもしくは異方性のウェ
ットエッチングを用いる。

【００１８】その後に、反応生成物、およびマスクとし
て用いた酸化膜２の除去のための洗浄を行う。さらに、
図１（ｂ）に示すように、エピタキシャル成長法により
トレンチ３内を含めたシリコン基板１上にエピタキシャ
ル膜４を形成する。より詳しくはＬＰ−ＣＶＤ装置を用
いたエピタキシャル成長を行う。また、図３のごとく
（図中の埋込エピ成膜）、成長温度は８６０℃、成長圧
力は８０ｔｏｒｒとしている。

【００１９】なお、エピ膜成膜の前に、非酸化性・非窒
化性ガスの減圧雰囲気において熱処理を行うことにより
トレンチ内壁の平坦化処理を行うようにしてもよい。引
き続き、図１（ｃ）に示すように、塩化水素（ＨＣｌ）
を含んだ雰囲気において塩化水素の気相エッチング作用
を用いたエピタキシャル膜４の一部のエッチング処理を
行う。このとき、エピタキシャル膜４の形成の際の処理
圧力以上の雰囲気下とし、この条件下にて塩化水素の気
相エッチング作用を用いたエピタキシャル膜４の一部の
エッチング処理を行う。また、エッチング処理は非酸化
性・非窒化性ガスの減圧雰囲気（具体的には水素雰囲
気）にエッチングガスを導入することで行われる。

【００２０】この工程をより詳しく説明する。装置はＬ
Ｐ−ＣＶＤ装置を用い、エピ成膜処理と連続処理とする
（同一の真空装置内で連続して処理する）。図３のごと
く（図中のＨＣｌエッチング）、温度は、１１５０℃で
ある。また、圧力は図３のごとく６００ｔｏｒｒであ
り、エピ成膜圧力の８０ｔｏｒｒ以上とする。

【００２１】このようにしてエッチングを行うことによ
りトレンチ３内での加工形状として、ＨＣｌエッチング
後の加工エピ膜厚について、処理圧力の上昇（高水素分
圧化）により開口部と底部の差が増加する。また、トレ
ンチ３の開口部、中央部ともに処理圧力の上昇（高水素
分圧化）により順テーパ化が顕著になる。

【００２２】引き続き、図２（ａ）に示すように、同一
の真空装置内で連続して、再度、エピタキシャル成長法
によりトレンチ３内を含めたシリコン基板１上にエピタ
キシャル膜５を形成する。このとき、図３のごとく（図
中の再埋込エピ成膜）、成膜温度は８６０℃、成膜圧力
は８０ｔｏｒｒとしている。

【００２３】そして、図２（ｂ）に示すように、同一の
真空装置内で連続して、塩化水素を含んだ雰囲気におい
て塩化水素の気相エッチング作用を用いたエピタキシャ
ル膜４，５の一部のエッチング処理を行う。このとき
も、前回と同様に、エピタキシャル膜４，５の形成の際
の処理圧力以上の雰囲気下とし、この条件下にて塩化水
素の気相エッチング作用を用いたエピタキシャル膜４，
５の一部のエッチング処理を行う。

【００２４】このとき、一回目の、塩化水素ガスによる
エピタキシャル膜の一部のエッチング処理のときの圧力
（６００ｔｏｒｒ）に比べ、今回の塩化水素ガスによる
エピタキシャル膜の一部のエッチング処理のときの圧力
を小さくする。つまり、図３のごとく、一回目のエッチ
ング（図中のＨＣｌエッチング）を６００ｔｏｒｒで行
い、二回目のエッチング（図中の再ＨＣｌエッチング）
を８０ｔｏｒｒで行う。また、処理温度（再ＨＣｌエッ
チング）は前回と同様、１１５０℃とする。

【００２５】その後、図２（ｃ）に示すように、同一の
真空装置内で連続して、再度、エピタキシャル成長法に
よりトレンチ３内を含めたシリコン基板１上にエピタキ
シャル膜６を形成する。このとき、図３のごとく（図中
の再々埋込エピ成膜）、成膜温度は８４０℃、圧力は８
０ｔｏｒｒとしている。この一連のエピタキシャル膜の
成膜により、トレンチ３内が、重ねたエピタキシャル膜
４，５，６にて埋め込まれる。なお、各エピタキシャル
膜４，５，６は目的の導電型とすべく成膜時に必要なド
ーパントガスを導入する。

【００２６】このように、トレンチ３内の加工形状とし
て、エピ成膜とＨＣｌエッチングを繰り返すことによ
り、順テーパ化が顕著になる。その後、シリコン基板１
上のエピタキシャル膜４，５，６の表面を平坦化する。
これには、研磨処理、またはエッチバック、異方性ウェ
ットエッチングのいずれか、または、複数組み合わせて
行う。

【００２７】そのようにして形成された半導体基板にお
いて、つまり、埋込後に行う平坦化研磨後において、ト
レンチ内に「す」等の埋込不良が減少していることを確
認している。

【００２８】以下、各種の実験を行ったので、それを説
明する。本発明者らは図１０，１１を用いて説明した技
術におけるＨＣｌエッチング処理について各種の実験を
行い次のような結果を得た。図４は、エッチング時間と
埋込不良の発生状態を測定した結果を示し、横軸にはテ
ーパ角θおよびエッチング時間をとり、縦軸にはスリッ
ト状埋込不良の長さＬ（図１１（ａ）参照）をとってい
る。この図４から、エッチング時間が長いほどトレンチ
内に形成される埋込不良の大きさＬは縮小することか
ら、テーパ角θを小さくすること（順テーパ化するこ
と）が埋込不良の低減に有効であることが分かる。

【００２９】図５（ａ）は８０ｔｏｒｒでＨＣｌエッチ
ングを行った後の断面ＳＥＭ像であり、図５（ｂ）はそ
の後に再エピ成膜にてトレンチ内を埋め込んだ後の断面
ＳＣＭ像である。また、図６（ａ）は６００ｔｏｒｒで
ＨＣｌエッチングを行った後の断面ＳＥＭ像であり、図
６（ｂ）はその後に再エピ成膜にてトレンチ内を埋め込
んだ後の断面ＳＥＭ像である。この図５，６から、８０
ｔｏｒｒでＨＣｌエッチングを行う場合に比べ６００ｔ
ｏｒｒでＨＣｌエッチングを行う方がトレンチ側面のテ
ーパ角θが小さくなるとともに、スリット状埋込不良箇
所の長さＬが短くなることが分かった。即ち、ＨＣｌエ
ッチング処理におけるテーパ加工法として、処理圧力を
上昇させて（高水素分圧にて）ＨＣｌエッチングを行う
ことが有効である。

【００３０】これは、処理圧力の上昇（高水素分圧）に
よりＨＣｌガスの平均自由工程が減少し、トレンチの深
い部分でのエッチング量が減少し、一方、トレンチ開口
部でのエッチング量はほぼ同等であり、そのため、結果
として順テーパ化が進むためであると推定される。

【００３１】よって、本実施の形態のようにＨＣｌエッ
チングを６００ｔｏｒｒで行うことは、図１０，１１を
用いて説明した工程に比べ処理条件変更のみで対処でき
るため、追加処理や追加装置が不要である。また、処理
圧力を上昇させての処理（高水素分圧での処理）のため
に、トレンチ内のコーナ部（角部）でのシリコン原子の
移動が大きく、角部の丸め加工が進む。その結果、結晶
欠陥の抑制や応力集中の緩和が可能となる。

【００３２】さらに、本実施形態では、ＨＣｌエッチン
グ処理におけるテーパ加工法として、処理圧力の上昇
（高水素分圧）に加えて、複数回のＨＣｌエッチングを
行うようにしている。詳しくは、ＨＣｌエッチングとエ
ピ成膜を複数回繰り返すことにより、トレンチ内の側面
について順テーパ化が進み、結果的に埋込不良が低減さ
れる（順テーパ化の効果が大きくなり、埋込性が向上す
る）。またこの場合も、図１０，１１を用いて説明した
工程に比べ処理条件変更のみであるため、追加装置が不
要である。

【００３３】このとき、図３のごとく、一回目の、塩化
水素ガスによるエピタキシャル膜の一部のエッチング処
理のときの圧力（６００ｔｏｒｒ）に比べ、それ以降に
おける塩化水素ガスによるエピタキシャル膜の一部のエ
ッチング処理のときの圧力を小さく（８０ｔｏｒｒ）し
ており、この効果を、図７を用いて説明する。

【００３４】図７（ａ）が一回目のエッチングを６００
ｔｏｒｒで行い、二回目のエッチングも６００ｔｏｒｒ
で行った場合であり、図７（ｂ）が一回目のエッチング
を６００ｔｏｒｒで行い、二回目のエッチングは８０ｔ
ｏｒｒで行った場合である。図７（ａ）においてはトレ
ンチ開口部でのエピ膜のみがエッチングされトレンチの
中間の高さ部分のエピ膜はエッチングされず、トレンチ
内の全体において順テーパ化されにくい。これに対し、
図７（ｂ）では、トレンチの開口部、中間の高さ部分と
もにエピ膜がエッチングされ、トレンチ内の全体が順テ
ーパ形状になる。

【００３５】また、トレンチ埋め込みのための２回目の
エピ成長（図３の再埋込エピ成膜）は８６０℃で行うこ
ととし、３回目のエピ成長（図３の再々埋込エピ成膜）
は８４０℃で行うこととした。これは、以下の実験結果
によるものである。図８には、エピタキシャル成長温度
とスリット状埋込不良箇所の長さＬ（図１１（ａ）参
照）との関係を示す。つまり、横軸にエピタキシャル成
長温度をとり、縦軸にスリット状埋込不良箇所の長さＬ
をとっている。この図から、エピタキシャル成長温度を
８４０℃（低温）にすることで、埋め込み性が向上する
ことが分かる。８４０℃以下では結晶性が悪くなり、ト
レンチ側壁からの成長の接合部で埋め込み不良が発生し
やすい。また、図３のごとく、１回目の埋込エピ成膜は
８６０℃とし、結晶性を重視している。

【００３６】以上のごとく本実施形態は下記の特徴を有
する。（イ）図１（ａ）に示すように、シリコン基板１にトレ
ンチ３を形成する工程と、図１（ｂ）に示すように、エ
ピタキシャル成長法によりトレンチ３内を含めたシリコ
ン基板１上にエピタキシャル膜４を形成する工程と、図
１（ｃ）、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、
塩化水素を含んだ雰囲気においてエピタキシャル膜４の
形成の際の処理圧力以上の雰囲気下にて塩化水素の気相
エッチング作用を用いたエピタキシャル膜の一部のエッ
チング処理と、エピタキシャル膜（５，６）の成膜処理
とを複数回行ってトレンチ３内を、重ねたエピタキシャ
ル膜４，５，６にて埋め込む工程と、シリコン基板１上
のエピタキシャル膜４，５，６の表面を平坦化する工程
と、を備えている。よって、埋込エピ成膜工程において
より埋込性が向上する。（ロ）エピタキシャル膜の一部のエッチング工程でのエ
ピタキシャル膜の形成の際の処理圧力以上の雰囲気下
を、常圧以下とし、特に８０〜６００ｔｏｒｒの範囲と
するとよく、本実施形態では１回目のエッチングを６０
０ｔｏｒｒ、２回目のエッチングを８０ｔｏｒｒとし
た。（ホ）最初のエピタキシャル膜４の形成温度に対しその
後に成膜されるエピタキシャル膜５，６の形成温度が同
等またはそれ以下とするとよく、本実施形態では１回目
のエピ膜４では８６０℃、２回目のエピ膜５では８６０
℃、３回目のエピ膜６では８４０℃としている。また、
最後のエピタキシャル膜６の形成温度を８００℃以上と
し、特に、８３０〜８５０℃の範囲とするとよく、本実
施形態では８４０℃としており、このようにすると、エ
ピ膜の埋込性に優れたものとなる。

【００３７】以下、これまで説明してきた実施形態に対
する別例を説明する。塩化水素ガスによるエピ膜のエッ
チングを行った後において、水素雰囲気下での熱処理工
程を追加し、トレンチ３内でのエピ膜の角部を丸め加工
してトレンチ開口部での開口面積を大きくするようにし
てもよい。より具体的には、例えば、装置はＬＰ−ＣＶ
Ｄ装置を用い、エピ成膜処理と連続処理とし、温度は、
１１５０℃であり、圧力は８０〜６００ｔｏｒｒである
（エピ成膜圧力の８０ｔｏｒｒ以上とする）。このよう
にして、塩化水素ガスによるエッチングと、水素アニー
ルとを繰り返すことにより、トレンチ開口部と底部の丸
め加工を行い、トレンチ内をより順テーパ化するように
してもよい。

【００３８】この処理を追加して行う場合において、エ
ピ成膜工程と、エピ膜の一部エッチング工程と、トレン
チ内エピ膜角部の丸め工程と、エピ膜再成膜工程とを同
一の真空装置内で連続して処理すると、より好ましいも
のとなる。また、トレンチ３内でのエピ膜の角部を丸め
加工する工程は、非酸化性・非窒化性の減圧雰囲気にお
いて熱処理を行うものとするとよい。例えば、水素もし
くは希ガスを用いる。また、温度についてはエピ成膜温
度よりも高温とし、９００℃以上、好ましくは１１００
℃以上とするとよい。真空度はエピ成膜時よりも大き
く、好ましくは１０ｔｏｒｒ以上、より好ましくは３０
０ｔｏｒｒ以上とする。

【００３９】また、前記（イ）では、図１（ｂ），
（ｃ）、図２（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、塩
化水素を含んだ雰囲気においてエピタキシャル膜４の形
成の際の処理圧力以上の雰囲気下にて塩化水素の気相エ
ッチング作用を用いたエピタキシャル膜の一部のエッチ
ング処理と、エピタキシャル膜（５，６）の成膜処理と
を複数回行ってトレンチ３内を重ねたエピタキシャル膜
４，５，６にて埋め込む工程としたが、これに代わり、
１回のエッチングと、その後の１回のエピ成長にてトレ
ンチ内を埋め込んでもよい。つまり、塩化水素を含んだ
雰囲気において、エピタキシャル膜４の形成の際の処理
圧力以上の雰囲気下にて塩化水素の気相エッチング作用
を用いてエピタキシャル膜４の一部をエッチングする工
程と、再度、エピタキシャル成長法によりトレンチ３内
を含めたシリコン基板１上にエピタキシャル膜５を形成
してトレンチ３内を重ねたエピタキシャル膜４，５にて
埋め込む工程と、を備えたものとしてもよい。

【００４０】他の手法として、図９に示すようにように
してもよい。まず、図９（ａ）に示すように、ウェハ状
のシリコン基板１０を用意し、図９（ｂ）に示すよう
に、ウェハ状シリコン基板１０の主表面（上面）にトレ
ンチ１１を形成する。そして、図９（ｃ）に示すよう
に、ウェハ状シリコン基板１０の裏面（下面）に対しシ
リコン窒化膜１２を全面に形成する。このシリコン窒化
膜１２はシリコン基板１０に対し引っ張り応力を有し、
これによりシリコン基板１０はその中央部において上が
凸となる状態で反る。その結果、トレンチ１１の開口部
が広がる。その後、図９（ｄ）に示すように、ウェハ状
シリコン基板１０の主表面（上面）にエピ膜１３を形成
するが、そのときウェハ状基板１０を反らすことにより
トレンチ開口部が広がっているのでエピ膜の埋込性に優
れており、「す」が形成されにくい。このようにしてト
レンチ１１内を含めた基板１０上にエピ膜１３を形成し
た後、前記実施形態で述べたように、エピ膜１３の形成
の際の処理圧力以上でＨＣｌエッチング作用を用いてエ
ピ膜１３の一部をエッチングし、さらに、再度、トレン
チ１１内を含めた基板１０上にエピ膜を形成してトレン
チ１１内を重ねたエピ膜にて埋め込む。そして、図９
（ｅ）に示すように、ウェハ状基板１０の裏面に形成し
たシリコン窒化膜１２を、リン酸によるエッチングにて
除去する。これにより反りが無くなる。次に、研磨等に
より基板１０上のエピ膜の表面を平坦化する。

【００４１】さらに他の手法として、エピ膜の再成膜の
後に非酸化性・非窒化性の減圧雰囲気において（例えば
水素雰囲気において）、熱処理を行うことにより埋込不
良を改善する（無くす）ようにしてもよい。この場合に
おいて、これらの処理を同一の真空装置内で連続して処
理すると、より好ましいものとなる。

【００４２】また、塩化水素以外のハロゲン化物を含ん
だ雰囲気においてエピタキシャル膜４の形成の際の処理
圧力以上の雰囲気下にて塩化水素以外のハロゲン化物に
よる気相エッチング作用を用いてエピタキシャル膜４の
一部をエッチングするようにしてもよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態における断面ＳＥＭ像（スケッチ
図）。

【図２】実施の形態における断面ＳＥＭ像（スケッチ
図）。

【図３】実施の形態における温度・圧力のプロファイ
ル。

【図４】埋込不良に関する実験結果を示す図。

【図５】実験の際の断面ＳＥＭ像（スケッチ図）。

【図６】実験の際の断面ＳＥＭ像（スケッチ図）。

【図７】エッチング工程を説明するための図。

【図８】埋込不良に関する実験結果を示す図。

【図９】別例の半導体基板の製造方法を説明するための
図。

【図１０】従来技術を説明するための断面ＳＥＭ像（ス
ケッチ図）。

【図１１】従来技術を説明するための断面ＳＥＭ像（ス
ケッチ図）。

【符号の説明】

１…シリコン基板、３…トレンチ、４…エピタキシャル
膜、５…エピタキシャル膜、６…エピタキシャル膜、１
０…シリコン基板、１１…トレンチ、１２…シリコン窒
化膜、１３…エピタキシャル膜。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者棚橋清隆愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地株式会社デンソー内 (72)発明者山内庄一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） 4K030 BA40 BB12 CA04 CA12 DA09 JA09 JA10 5F004 AA16 BA19 DA29 DB01 EA27 EA34 5F045 AA06 AB02 AF03 BB12 HA13

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基板（１）にトレンチ（３）を形
成する工程と、エピタキシャル成長法により前記トレンチ（３）内を含
めた半導体基板（１）上にエピタキシャル膜（４）を形
成する工程と、ハロゲン化物を含んだ雰囲気において前記エピタキシャ
ル膜（４）の形成の際の処理圧力以上の雰囲気下にてハ
ロゲン化物による気相エッチング作用を用いて前記エピ
タキシャル膜（４）の一部をエッチングする工程と、再度、エピタキシャル成長法により前記トレンチ（３）
内を含めた半導体基板（１）上にエピタキシャル膜
（５）を形成して前記トレンチ（３）内を重ねたエピタ
キシャル膜（４，５）にて埋め込む工程と、前記半導体基板（１）上のエピタキシャル膜（４，５）
の表面を平坦化する工程と、を備えたことを特徴とする
半導体基板の製造方法。
【請求項２】半導体基板（１）にトレンチ（３）を形
成する工程と、エピタキシャル成長法により前記トレンチ（３）内を含
めた半導体基板（１）上にエピタキシャル膜（４）を形
成する工程と、ハロゲン化物を含んだ雰囲気において前記エピタキシャ
ル膜（４）の形成の際の処理圧力以上の雰囲気下にてハ
ロゲン化物による気相エッチング作用を用いたエピタキ
シャル膜の一部のエッチング処理と、エピタキシャル膜
（５，６）の成膜処理とを複数回行って前記トレンチ
（３）内を重ねたエピタキシャル膜（４，５，６）にて
埋め込む工程と、前記半導体基板（１）上のエピタキシャル膜（４，５，
６）の表面を平坦化する工程と、を備えたことを特徴と
する半導体基板の製造方法。
【請求項３】前記エピタキシャル膜の一部のエッチン
グ工程の後に、熱処理にてトレンチ（３）内のエピタキ
シャル膜での角部の丸め加工を行う工程を追加したこと
を特徴とする請求項１または２に記載の半導体基板の製
造方法。
【請求項４】前記エピタキシャル膜の一部のエッチン
グ工程でのエピタキシャル膜の形成の際の処理圧力以上
の雰囲気下とは、常圧以下であることを特徴とする請求
項１〜３のいずれか１項に記載の半導体基板の製造方
法。
【請求項５】前記エピタキシャル膜の一部のエッチン
グ工程でのエピタキシャル膜の形成の際の処理圧力以上
の雰囲気下とは、８０〜６００ｔｏｒｒの範囲であるこ
とを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半
導体基板の製造方法。
【請求項６】最初のエピタキシャル膜（４）の形成温
度に対しその後に成膜されるエピタキシャル膜（５，
６）の形成温度が同等またはそれ以下であることを特徴
とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の半導体基板
の製造方法。
【請求項７】最後のエピタキシャル膜（６）の形成温
度を８００℃以上としたことを特徴とする請求項１〜６
のいずれか１項に記載の半導体基板の製造方法。
【請求項８】最後のエピタキシャル膜（６）の形成温
度を８３０〜８５０℃の範囲としたことを特徴とする請
求項１〜６のいずれか１項に記載の半導体基板の製造方
法。
【請求項９】半導体基板（１０）にトレンチ（１１）
を形成した後のエピタキシャル膜（１３）を形成する前
において、半導体基板（１０）でのトレンチ（１１）を
形成した面とは反対の面に基板（１０）に対し引っ張り
応力を有する膜（１２）を形成するようにしたことを特
徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の半導体基
板の製造方法。
【請求項１０】半導体基板としてシリコン基板（１
０）を用い、基板（１０）に対し引っ張り応力を有する
膜としてシリコン窒化膜（１２）を用いたことを特徴と
する請求項９に記載の半導体基板の製造方法。