JP2003324146A - Semiconductor device and manufacturing method of the same - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method of the same

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JP2003324146A
JP2003324146A JP2002131524A JP2002131524A JP2003324146A JP 2003324146 A JP2003324146 A JP 2003324146A JP 2002131524 A JP2002131524 A JP 2002131524A JP 2002131524 A JP2002131524 A JP 2002131524A JP 2003324146 A JP2003324146 A JP 2003324146A
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film
trench groove
insulating film
oxide film
semiconductor device
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JP2002131524A
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Inventor
Shuji Mizoguchi
修二 溝口
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a semiconductor device which can restrain stress applied to a semiconductor substrate in the upper part of a trench groove sidewall without forming a recess in the end of a trench embedding insulation film in forming a trench groove separation region separating an active region. <P>SOLUTION: A sidewall film 6 of a boron and phosphorus-containing silicon oxide film is formed in the sidewall of a lamination film of a silicon oxide film 2 and a silicon nitride film 3 on the active region of a silicon substrate 1. The silicon substrate 1 is subjected to wet etching and tapered by using the sidewall film 6 and the silicon nitride film 3 as a mask, and successively, it is subjected to anisotropic etching and a trench groove 8 is formed. After the sidewall film 6 is removed, a thermal oxide film is formed inside the trench groove 8, and the trench groove 8 is completely filled with the silicon oxide film. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

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、トレンチ溝によっ
て半導体基板上の活性領域を分離させている半導体装置
及びその製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which an active region on a semiconductor substrate is separated by a trench groove and a method for manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来から、半導体集積回路装置の活性領
域の素子分離においてはトレンチ溝によるものが用いら
れている。以下、従来のトレンチ溝によって活性領域が
分離され、かつトレンチ溝側壁上部のシリコン基板が順
テーパー形状となっている半導体装置の製造方法につい
て、図面を用いて説明する。図15〜図23に従来の製
造方法を示す。
2. Description of the Related Art Conventionally, trench isolation has been used for element isolation in an active region of a semiconductor integrated circuit device. Hereinafter, a conventional method of manufacturing a semiconductor device in which an active region is separated by a trench groove and a silicon substrate above a sidewall of the trench groove has a forward tapered shape will be described with reference to the drawings. 15 to 23 show a conventional manufacturing method.

【0003】まず、シリコン基板11上にシリコン酸化
膜12を形成し、続いてシリコン窒化膜13を堆積させ
る(図15)。次に分離領域が開口されるようにフォト
レジストパターン14を形成する(図16)。フォトレ
ジストパターン14をマスクとして、分離領域部分のシ
リコン窒化膜13、シリコン酸化膜12をエッチングし
てシリコン基板11を露出させる(図17)。レジスト
パターン14を除去した後に活性領域上に残ったシリコ
ン窒化膜13をマスクとして、露出したシリコン基板1
1を等方性エッチングでエッチングすると同時に、シリ
コン窒化膜13端部下のシリコン基板を横方向にもエッ
チングする(図18)。これにより、シリコン基板11
に順テーパー角形状15を有する浅いトレンチ溝を形成
させることが出来る。
First, a silicon oxide film 12 is formed on a silicon substrate 11, and then a silicon nitride film 13 is deposited (FIG. 15). Next, a photoresist pattern 14 is formed so that the isolation region is opened (FIG. 16). Using the photoresist pattern 14 as a mask, the silicon nitride film 13 and the silicon oxide film 12 in the isolation region are etched to expose the silicon substrate 11 (FIG. 17). Exposed silicon substrate 1 using silicon nitride film 13 remaining on the active region after removing resist pattern 14 as a mask
At the same time that 1 is etched by isotropic etching, the silicon substrate below the end of the silicon nitride film 13 is also etched laterally (FIG. 18). Thereby, the silicon substrate 11
It is possible to form a shallow trench groove having a forward tapered corner shape 15.

【0004】次に活性領域上に残ったシリコン窒化膜1
3を同じくマスクとしてシリコン基板11を異方性エッ
チングすることにより深いトレンチ溝16を形成させ
る。これによりトレンチ溝16側壁上部のシリコン基板
に順テーパー角を有した形状を得ることが出来る。トレ
ンチ溝16を形成した後、熱酸化処理を行って、その内
壁にシリコン酸化膜17を形成させる(図19)。その
後トレンチ溝16内部及びシリコン窒化膜13上部にC
VD法によりトレンチ溝16が完全に埋まる程度の酸化
膜18を堆積させる(図20)。このとき、シリコン窒
化膜13端部下のシリコン基板11に形成された順テー
パー角形状の部分は、シリコン窒化膜13が突き出た形
となっているために、十分な酸化膜18が埋め込まれ
ず、空洞19が形成される。
Next, the silicon nitride film 1 remaining on the active region
The deep trench groove 16 is formed by anisotropically etching the silicon substrate 11 using 3 as a mask. As a result, it is possible to obtain a shape having a forward taper angle on the silicon substrate above the side wall of the trench groove 16. After forming the trench groove 16, a thermal oxidation process is performed to form a silicon oxide film 17 on the inner wall thereof (FIG. 19). After that, C is formed inside the trench groove 16 and above the silicon nitride film 13.
The oxide film 18 is deposited by the VD method so that the trench groove 16 is completely filled (FIG. 20). At this time, since the forward tapered angle-shaped portion formed on the silicon substrate 11 below the end portion of the silicon nitride film 13 has a shape in which the silicon nitride film 13 is protruded, the oxide film 18 is not sufficiently embedded and the cavity is not formed. 19 is formed.

【0005】CVD法によって堆積された酸化膜18
は、CMPによって研磨、平坦化される(図21)。こ
のときシリコン窒化膜13は、CMPによる研磨時のス
トッパー膜として機能する。CMPによる平坦化が終わ
った後に、活性領域上のシリコン窒化膜13は熱リン酸
で除去され(図22)、シリコン酸化膜12は弗酸溶液
で除去され、トレンチ溝16で分離された活性領域が形
成される(図23)。
Oxide film 18 deposited by the CVD method
Are polished and planarized by CMP (FIG. 21). At this time, the silicon nitride film 13 functions as a stopper film during polishing by CMP. After the planarization by CMP is finished, the silicon nitride film 13 on the active region is removed by hot phosphoric acid (FIG. 22), the silicon oxide film 12 is removed by hydrofluoric acid solution, and the active region separated by the trench groove 16 is removed. Are formed (FIG. 23).

【0006】前述のようにトレンチ溝側壁上部のシリコ
ン基板11に順テーパー角形状15を形成することによ
り、シリコン基板11とトレンチ溝16の埋め込み酸化
膜18との境界面でシリコン基板にかかる応力を緩和で
きるため、ゲート酸化膜形成時に活性領域端部のシリコ
ン基板11に形成される例えばゲート酸化膜の膜厚均一
性を改善することが出来る。
As described above, by forming the forward taper angle shape 15 on the silicon substrate 11 above the sidewall of the trench groove, the stress applied to the silicon substrate at the boundary surface between the silicon substrate 11 and the buried oxide film 18 of the trench groove 16 is reduced. Since it can be relaxed, the film thickness uniformity of, for example, the gate oxide film formed on the silicon substrate 11 at the end of the active region at the time of forming the gate oxide film can be improved.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来例の半導体装置の製造方法では、シリコン基
板11の順テーパー角を有した形状15の上にシリコン
窒化膜13が突き出た形となるため、内壁に熱酸化膜1
7が形成されたトレンチ溝16にCVDで埋め込み酸化
膜18を堆積させる工程において、上記順テーパー角形
状15部分に十分にトレンチ埋め込み酸化膜が堆積され
ず空洞19ができる。そのためトレンチ埋め込み酸化膜
18を堆積させた後のCMP平坦化、活性領域のシリコ
ン窒化膜13除去及び活性領域のシリコン酸化膜12除
去後に、活性化領域とトレンチ埋め込み酸化膜18の境
界で凹型のくぼみ20が出来る。
However, in the above-described conventional method for manufacturing a semiconductor device, the silicon nitride film 13 is projected on the shape 15 of the silicon substrate 11 having the forward taper angle. Therefore, the thermal oxide film 1 on the inner wall
In the step of depositing the buried oxide film 18 in the trench groove 16 in which the trenches 7 are formed by CVD, the trench buried oxide film is not sufficiently deposited in the portion 15 having the forward taper angle, and a cavity 19 is formed. Therefore, after the CMP planarization after depositing the trench filling oxide film 18, the removal of the silicon nitride film 13 in the active region and the removal of the silicon oxide film 12 in the active region, a concave recess is formed at the boundary between the activation region and the trench filling oxide film 18. You can do 20.

【0008】活性化領域とトレンチ埋め込み酸化膜18
の境界に凹型のくぼみ20が存在する状態でゲート電極
を形成した場合、凹型のくぼみ20にそってゲート材料
が残りやすくなるためにゲート電極間のリークが発生す
る。またゲート電極に電圧を印加した場合に凹型くぼみ
20部分のゲート電極へ電界集中するなどの問題が発生
する。
Active region and trench buried oxide film 18
When the gate electrode is formed in the state where the recessed dent 20 exists at the boundary of, the gate material is likely to remain along the recessed dent 20, resulting in leakage between the gate electrodes. In addition, when a voltage is applied to the gate electrode, there arises a problem that an electric field is concentrated on the gate electrode in the recess 20.

【0009】本発明は、上記のような従来の問題点を解
決するもので、活性領域とトレンチ埋め込み絶縁膜との
境界に凹型のくぼみを発生させること無く、またトレン
チ溝側壁上部の半導体基板(活性領域端部)にかかる応
力を抑えることが出来る半導体装置及びその製造方法を
提供することを目的とする。
The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and does not generate a concave depression at the boundary between the active region and the trench-filled insulating film, and the semiconductor substrate on the upper side wall of the trench groove ( An object of the present invention is to provide a semiconductor device capable of suppressing stress applied to the active region end portion) and a method for manufacturing the same.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の半導体装置は、半導体基板に活性領域を分
離するトレンチ溝が形成され、トレンチ溝に絶縁膜が埋
め込まれた半導体装置であって、トレンチ溝の側壁上部
の半導体基板が順テーパー角を有する形状となってトレ
ンチ溝の側壁上部に傾斜面が設けられ、絶縁膜がトレン
チ溝の傾斜面上にも埋め込まれたことを特徴とするもの
である。
In order to achieve the above object, a semiconductor device of the present invention is a semiconductor device in which a trench groove for separating an active region is formed in a semiconductor substrate and an insulating film is embedded in the trench groove. The semiconductor substrate on the upper side wall of the trench groove has a shape having a forward taper angle, the inclined surface is provided on the upper side wall of the trench groove, and the insulating film is also embedded on the inclined surface of the trench groove. To do.

【0011】この本発明の半導体装置によれば、トレン
チ溝側壁上部の半導体基板が順テーパー角形状であるた
め、活性領域端部の半導体基板にかかる応力を緩和させ
ることができ、この半導体基板に例えばMOSトランジ
スタを形成する場合、ゲート酸化膜形成時に活性領域端
部において、応力に依存するゲート酸化膜の膜厚を均一
に改善できる。また、トレンチ溝を埋め込む絶縁膜がト
レンチ溝の側壁上部に形成された傾斜面上にも埋め込ま
れているため、活性領域とトレンチ溝に埋め込まれた絶
縁膜との境界に従来のような凹型のくぼみが無く、前述
のようにMOSトランジスタを形成する場合、ゲート電
極形成時のゲート電極材料残りや、ゲート電極に電圧を
印加した場合の電界集中を抑えることが出来る。
According to the semiconductor device of the present invention, since the semiconductor substrate on the side wall of the trench groove has a forward taper angle shape, the stress applied to the semiconductor substrate at the end of the active region can be relieved. For example, when forming a MOS transistor, the film thickness of the gate oxide film, which depends on stress, can be uniformly improved at the end of the active region when the gate oxide film is formed. In addition, since the insulating film filling the trench groove is also buried on the inclined surface formed on the upper portion of the sidewall of the trench groove, the conventional concave type is formed at the boundary between the active region and the insulating film buried in the trench groove. When forming a MOS transistor as described above, there is no recess, and it is possible to suppress the remaining gate electrode material when forming the gate electrode and the electric field concentration when a voltage is applied to the gate electrode.

【0012】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基板上に第1の絶縁膜を堆積する工程と、半導体基板の
分離領域が開口されるように第1の絶縁膜を選択的に除
去する工程と、開口された第1の絶縁膜の側壁に第2の
絶縁膜を形成する工程と、第1および第2の絶縁膜をマ
スクとして半導体基板を等方性エッチングし、次いで異
方性エッチングすることにより、トレンチ溝を形成する
工程と、第2の絶縁膜を除去した後、少なくともトレン
チ溝内部を第3の絶縁膜で埋める工程とを含むものであ
る。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of depositing a first insulating film on a semiconductor substrate and a step of selectively removing the first insulating film so that an isolation region of the semiconductor substrate is opened. A step of forming a second insulating film on the side wall of the opened first insulating film, isotropic etching of the semiconductor substrate using the first and second insulating films as a mask, and then anisotropic etching By doing so, the method includes the step of forming the trench groove and the step of filling at least the inside of the trench groove with the third insulating film after removing the second insulating film.

【0013】この本発明の半導体装置の製造方法によれ
ば、半導体基板の等方性エッチングによりトレンチ溝側
壁上部の半導体基板が順テーパー角形状を有したものに
することができるため、活性領域端部の半導体基板にか
かる応力を緩和させることができ、このあと半導体基板
に例えばMOSトランジスタを形成する場合、ゲート酸
化膜形成時に活性領域端部において、応力に依存するゲ
ート酸化膜の膜厚を均一に改善できる。また、半導体基
板の等方性エッチングに共した第2の絶縁膜を除去した
後、トレンチ溝を絶縁膜で埋め込むので、半導体基板の
順テーパー角形状部分(トレンチ側壁上部の傾斜面上)
にも完全に絶縁膜を埋め込むことができ、活性領域と埋
め込み絶縁膜との境界に従来のような凹型のくぼみが発
生せず、前述のようにMOSトランジスタを形成する場
合、ゲート電極形成時のゲート電極材料残りや、ゲート
電極に電圧を印加した場合の電界集中を抑えることが出
来る。
According to this method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the semiconductor substrate on the upper side wall of the trench groove can be made to have a forward taper angle shape by isotropic etching of the semiconductor substrate. When the gate oxide film is formed, the film thickness of the gate oxide film depending on the stress can be made uniform at the end of the active region when the gate oxide film is formed. Can be improved. In addition, since the trench groove is filled with the insulating film after the second insulating film that has been subjected to the isotropic etching of the semiconductor substrate is removed, the forward taper square portion of the semiconductor substrate (on the inclined surface of the upper portion of the trench sidewall).
In addition, the insulating film can be completely embedded, and the conventional concave depression is not formed at the boundary between the active region and the embedded insulating film. When forming a MOS transistor as described above, when forming a gate electrode, It is possible to suppress the rest of the gate electrode material and the electric field concentration when a voltage is applied to the gate electrode.

【0014】そして、第1の絶縁膜は下層と上層の2層
の絶縁膜からなり、下層の絶縁膜はシリコン酸化膜、上
層の絶縁膜はシリコン窒化膜、第2の絶縁膜はボロン・
リンなどのような不純物を含むシリコン酸化膜とするこ
とができる。
The first insulating film is composed of two lower and upper insulating films, the lower insulating film is a silicon oxide film, the upper insulating film is a silicon nitride film, and the second insulating film is boron.
A silicon oxide film containing impurities such as phosphorus can be used.

【0015】また、トレンチ溝を形成する工程で半導体
基板を等方性エッチングする際、等方性エッチングの横
方向へのエッチング量は、第2の絶縁膜の膜厚以下とす
ることが望ましい。
When the semiconductor substrate is isotropically etched in the step of forming the trench groove, it is desirable that the lateral etching amount of the isotropic etching be equal to or less than the film thickness of the second insulating film.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図面を用いて詳細に説明する。図1〜図14は、本
発明の半導体装置の製造工程の断面図を示すものであ
る。シリコン基板1上に15nmのシリコン酸化膜2を
形成し、続いて100〜200nmのシリコン窒化膜3
を堆積させる(図1)。次に分離領域が開口されるよう
なフォトレジストパターン4を形成し(図2)、そのフ
ォトレジストパターン4をマスクとして、分離領域部分
のシリコン窒化膜3、及びシリコン酸化膜2をエッチン
グしてシリコン基板1を露出させる(図3)。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 to 14 are sectional views showing the steps of manufacturing a semiconductor device according to the present invention. A silicon oxide film 2 having a thickness of 15 nm is formed on a silicon substrate 1, and subsequently a silicon nitride film 3 having a thickness of 100 to 200 nm is formed.
Are deposited (FIG. 1). Next, a photoresist pattern 4 is formed so as to open the isolation region (FIG. 2), and the silicon nitride film 3 and the silicon oxide film 2 in the isolation region are etched by using the photoresist pattern 4 as a mask. The substrate 1 is exposed (FIG. 3).

【0017】フォトレジストパターン4を除去した後に
(図4)活性領域上のシリコン窒化膜3及び分離領域と
なるシリコン基板1上に20〜200nmのボロン及び
リンを含んだシリコン酸化膜5を堆積させる(図5)。
次にボロン及びリンを含んだシリコン酸化膜5が堆積さ
れたウェーハを異方性ドライエッチングで全面エッチン
グして、活性領域上のシリコン酸化膜2とシリコン窒化
膜3との積層膜の側壁にボロン及びリンを含んだシリコ
ン酸化膜5のサイドウォール膜6を形成させる(図
6)。
After removing the photoresist pattern 4 (FIG. 4), a silicon oxide film 5 containing boron and phosphorus of 20 to 200 nm is deposited on the silicon nitride film 3 on the active region and on the silicon substrate 1 to be the isolation region. (Fig. 5).
Next, the wafer on which the silicon oxide film 5 containing boron and phosphorus is deposited is entirely etched by anisotropic dry etching, and boron is formed on the side wall of the laminated film of the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 3 on the active region. Then, the sidewall film 6 of the silicon oxide film 5 containing phosphorus is formed (FIG. 6).

【0018】このボロン及びリンを含んだシリコン酸化
膜5のサイドウォール膜6及びシリコン窒化膜3をマス
クとして、分離領域のシリコン基板1をウエットエッチ
ングで20〜200nm等方エッチングして浅いトレン
チ溝を形成させる(図7)。このとき、エッチングは横
方向にも進むために、サイドウォール膜6下のシリコン
基板1もエッチングされ、この部分は順テーパー角形状
7を有することとなる。またウエットエッチング量をサ
イドウォール膜6の膜厚以下とすることで、ウエットエ
ッチング時の横方向のエッチングを活性化領域のシリコ
ン基板1まで達しないようにする。
Using the sidewall film 6 of the silicon oxide film 5 containing boron and phosphorus and the silicon nitride film 3 as a mask, the silicon substrate 1 in the isolation region is isotropically etched by wet etching for 20 to 200 nm to form a shallow trench groove. Form (FIG. 7). At this time, since the etching also proceeds in the lateral direction, the silicon substrate 1 under the sidewall film 6 is also etched, and this portion has a forward tapered corner shape 7. Further, the wet etching amount is set to be equal to or less than the thickness of the sidewall film 6 so that the lateral etching during the wet etching does not reach the silicon substrate 1 in the activation region.

【0019】さらに、ボロン及びリンを含んだシリコン
酸化膜5のサイドウォール膜6及びシリコン窒化膜3を
再度マスクとしてシリコン基板1を300〜500nm
異方性エッチングして深いトレンチ溝8を形成する(図
8)。続いてボロン及びリンを含んだシリコン酸化膜5
のサイドウォール膜6を弗酸系のウエットエッチング液
で選択的に除去した後(図9)、トレンチ溝8内部に熱
酸化膜9を形成させ(図10)、続いてトレンチ溝8が
完全に埋まる程度のシリコン酸化膜10をウェーハ全面
に堆積させる(図11)。シリコン酸化膜10を全面に
堆積させたウェーハをCMP研磨によって平坦化し(図
12)、活性領域上に残ったシリコン窒化膜3を熱リン
酸で除去し(図13)、下層のシリコン酸化膜2を弗酸
溶液で除去して、活性化領域をトレンチ分離する(図1
4)。
Further, with the side wall film 6 of the silicon oxide film 5 containing boron and phosphorus and the silicon nitride film 3 as a mask again, the silicon substrate 1 is 300 to 500 nm thick.
Anisotropic etching is performed to form a deep trench groove 8 (FIG. 8). Then, a silicon oxide film 5 containing boron and phosphorus
After the sidewall film 6 is selectively removed with a hydrofluoric acid-based wet etching solution (FIG. 9), a thermal oxide film 9 is formed inside the trench groove 8 (FIG. 10), and then the trench groove 8 is completely removed. A silicon oxide film 10 to the extent of being buried is deposited on the entire surface of the wafer (FIG. 11). The wafer having the silicon oxide film 10 deposited on the entire surface is planarized by CMP polishing (FIG. 12), the silicon nitride film 3 remaining on the active region is removed by hot phosphoric acid (FIG. 13), and the lower silicon oxide film 2 is removed. Are removed with a hydrofluoric acid solution to trench-separate the activated region (see FIG. 1).
4).

【0020】以上のように本実施の形態によれば、トレ
ンチ溝8の側壁上部のシリコン基板1が順テーパー角形
状となっているため、活性領域端部のシリコン基板1に
かかる応力を緩和させることができる。その結果、この
あとMOSトランジスタを形成する場合、ゲート酸化膜
形成時に活性領域端部におけるゲート酸化膜の膜厚の、
応力による不均一性を改善させることができる。さらに
図7の工程において、サイドウォール膜6をマスクとし
たシリコン基板1を等方性エッチングし、シリコン基板
1を順テーパー角形状とした後、図9の工程においてサ
イドウォール膜6を除去してトレンチ溝8を酸化膜10
で埋め込んだので、活性領域とトレンチ溝埋め込み酸化
膜との境界に凹型のくぼみが発生しないようにすること
ができる。したがって従来のようにMOSトランジスタ
のゲート電極形成のドライエッチング時にトレンチ溝の
エッジくぼみに沿ってゲート電極材料が残ることなく、
また形成されたゲート電極に電圧を印加した場合の電界
集中を抑えることが出来る。
As described above, according to the present embodiment, since the silicon substrate 1 on the upper side wall of the trench groove 8 has a forward taper angle shape, the stress applied to the silicon substrate 1 at the end of the active region is relaxed. be able to. As a result, when a MOS transistor is formed thereafter, when the gate oxide film is formed, the thickness of the gate oxide film at the end of the active region is
Non-uniformity due to stress can be improved. Further, in the process of FIG. 7, the silicon substrate 1 using the sidewall film 6 as a mask is isotropically etched to form the silicon substrate 1 in a forward taper angle shape, and then the sidewall film 6 is removed in the process of FIG. Oxide film 10
Since it is buried in, it is possible to prevent a concave recess from being generated at the boundary between the active region and the trench groove filling oxide film. Therefore, the gate electrode material does not remain along the edge recess of the trench groove during dry etching for forming the gate electrode of the MOS transistor, unlike the conventional case.
Further, electric field concentration can be suppressed when a voltage is applied to the formed gate electrode.

【0021】なお、上記実施の形態では、シリコン酸化
膜2とシリコン窒化膜3との積層膜の側壁に形成させる
サイドウォール膜6は、ボロン及びリンを含むシリコン
酸化膜としたが、活性領域上に形成されたシリコン酸化
膜2及びシリコン窒化膜3に比べてウエットエッチング
レートが早い膜であれば何を用いても良い。ウエットエ
ッチングレートが早い膜を使用することによって、シリ
コン酸化膜2のサイドエッチがほとんど無しに、サイド
ウォール除去工程を実施することができる。
In the above embodiment, the sidewall film 6 formed on the side wall of the laminated film of the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 3 is the silicon oxide film containing boron and phosphorus. Any film may be used as long as the film has a faster wet etching rate than the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 3 formed in 1. By using a film having a high wet etching rate, the sidewall removal process can be performed with almost no side etching of the silicon oxide film 2.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上のように本発明によれば、トレンチ
溝側壁上部の半導体基板が順テーパー角形状となってい
るため、活性領域端部の半導体基板にかかる応力を緩和
させることができる。その結果、MOSトランジスタを
形成する場合、ゲート酸化膜形成時に活性領域端部にお
けるゲート酸化膜の膜厚均一性を改善することできる。
さらに活性領域とトレンチ溝埋め込み絶縁膜との境界に
凹型のくぼみが発生しないために、MOSトランジスタ
を形成する場合、ゲート電極形成のドライエッチング時
にトレンチ溝に沿ってゲート電極材料が残ることなく、
また形成されたゲート電極に電圧を印加した場合の電界
集中を抑えることが出来る。
As described above, according to the present invention, since the semiconductor substrate above the side wall of the trench groove has a forward taper angle shape, the stress applied to the semiconductor substrate at the end of the active region can be relaxed. As a result, when forming a MOS transistor, it is possible to improve the film thickness uniformity of the gate oxide film at the end of the active region when forming the gate oxide film.
Furthermore, since a concave depression is not generated at the boundary between the active region and the trench groove filling insulating film, when forming a MOS transistor, the gate electrode material does not remain along the trench groove during the dry etching for forming the gate electrode,
Further, electric field concentration can be suppressed when a voltage is applied to the formed gate electrode.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 1 is a sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図4】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図5】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図7】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図8】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図9】本発明の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図10】本発明の半導体装置の製造方法による一工程
を示した断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図11】本発明の半導体装置の製造方法による一工程
を示した断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図12】本発明の半導体装置の製造方法による一工程
を示した断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図13】本発明の半導体装置の製造方法による一工程
を示した断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図14】本発明の半導体装置の製造方法による一工程
を示した断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図15】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing a step in a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図16】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing one step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図17】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図18】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing a step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図19】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing a step in a conventional semiconductor device manufacturing method.

【図20】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing a step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図21】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing a step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図22】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing a step of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図23】従来の半導体装置の製造方法による一工程を
示した断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a step in a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 シリコン酸化膜 3 シリコン窒化膜 4 フォトレジストパターン 5 ボロン及びリンを含んだシリコン酸化膜 6 サイドウォール膜 7 テーパー形状部 8 トレンチ溝 9 熱酸化膜 10 トレンチ埋め込み酸化膜 11 シリコン基板 12 シリコン酸化膜 13 シリコン窒化膜 14 フォトレジストパターン 15 テーパー形状部 16 トレンチ溝 17 熱酸化膜 18 トレンチ埋め込み酸化膜 19 空洞部 20 凹型のくぼみ 1 Silicon substrate 2 Silicon oxide film 3 Silicon nitride film 4 Photoresist pattern 5 Silicon oxide film containing boron and phosphorus 6 Sidewall film 7 Tapered portion 8 trench grooves 9 Thermal oxide film 10 Trench buried oxide film 11 Silicon substrate 12 Silicon oxide film 13 Silicon nitride film 14 Photoresist pattern 15 Tapered portion 16 trench groove 17 Thermal oxide film 18 Trench buried oxide film 19 cavity 20 concave depression

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板に活性領域を分離するトレン
チ溝が形成され、前記トレンチ溝に絶縁膜が埋め込まれ
た半導体装置であって、 前記トレンチ溝の側壁上部の前記半導体基板が順テーパ
ー角を有する形状となって前記トレンチ溝の側壁上部に
傾斜面が設けられ、前記絶縁膜が前記トレンチ溝の前記
傾斜面上にも埋め込まれたことを特徴とする半導体装
置。
1. A semiconductor device in which a trench groove for separating an active region is formed in a semiconductor substrate, and an insulating film is embedded in the trench groove, wherein the semiconductor substrate above a sidewall of the trench groove has a forward taper angle. A semiconductor device having the shape described above, wherein an inclined surface is provided on an upper portion of a side wall of the trench groove, and the insulating film is embedded also on the inclined surface of the trench groove.
【請求項2】 半導体基板上に第1の絶縁膜を堆積する
工程と、前記半導体基板の分離領域が開口されるように
前記第1の絶縁膜を選択的に除去する工程と、前記開口
された前記第1の絶縁膜の側壁に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第1および第2の絶縁膜をマスクとして
前記半導体基板を等方性エッチングし、次いで異方性エ
ッチングすることにより、トレンチ溝を形成する工程
と、前記第2の絶縁膜を除去した後、少なくとも前記ト
レンチ溝内部を第3の絶縁膜で埋める工程とを含むこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of depositing a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of selectively removing the first insulating film so that an isolation region of the semiconductor substrate is opened, and the opening. Forming a second insulating film on the side wall of the first insulating film, and isotropically etching the semiconductor substrate using the first and second insulating films as a mask, and then anisotropically etching the semiconductor substrate. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: a step of forming a trench groove, and a step of removing at least the second insulating film and filling at least the inside of the trench groove with a third insulating film.
【請求項3】 前記第1の絶縁膜は下層と上層の2層の
絶縁膜からなり、前記下層の絶縁膜はシリコン酸化膜で
あり、前記上層の絶縁膜はシリコン窒化膜であり、前記
第2の絶縁膜は不純物を含むシリコン酸化膜であること
を特徴とする請求項2記載の半導体装置の製造方法。
3. The first insulating film is composed of two layers of insulating films, a lower layer and an upper layer, the lower insulating film is a silicon oxide film, and the upper insulating film is a silicon nitride film. 3. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein the second insulating film is a silicon oxide film containing impurities.
【請求項4】 前記トレンチ溝を形成する工程で前記半
導体基板を等方性エッチングする際、前記等方性エッチ
ングの横方向へのエッチング量は、前記第2の絶縁膜の
膜厚以下とすることを特徴とする請求項2または3に記
載の半導体装置の製造方法。
4. When the semiconductor substrate is isotropically etched in the step of forming the trench groove, a lateral etching amount of the isotropic etching is set to be equal to or less than a film thickness of the second insulating film. 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 2, wherein
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