JP2009252820A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、素子分離溝内に高密度酸化膜と低密度酸化膜を埋め込むように構成された半導体装置の製造方法に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device configured to embed a high density oxide film and a low density oxide film in an element isolation trench.
集積回路を形成する半導体装置においては、その集積度を高めるべく微細化が進められている。その微細化の要素の一つとして素子分離領域の縮小化がある。近年では、STI(Shallow Trench Isolation)技術が導入され、狭い幅での素子分離が可能となってきているが、半導体基板に形成した溝内への絶縁膜の埋め込み性が悪いと絶縁特性に影響を及ぼすことになる。 In a semiconductor device forming an integrated circuit, miniaturization has been advanced to increase the degree of integration. One element of the miniaturization is the reduction of the element isolation region. In recent years, STI (Shallow Trench Isolation) technology has been introduced, and element isolation with a narrow width has become possible. However, if the insulating film is poorly embedded in a trench formed in a semiconductor substrate, the insulation characteristics are affected. Will be affected.
上記微細化が進んだ素子分離溝に絶縁膜を埋め込む方法として、過水素化シラザン重合体溶液(ポリシラザン溶液)を半導体基板の表面に塗布した後、水蒸気雰囲気で酸化処理を行うことにより、素子分離用絶縁膜であるシリコン酸化膜を形成する方法が知られている( 例えば特許文献1参照)。しかし、この方法の場合、水蒸気雰囲気で酸化処理を行ってシリコン酸化膜を形成したときに、シリコン酸化膜中に炭素などの不純物が残存し、これがプラスの固定電荷として作用することがあり、トランジスタの電気的特性や信頼性を劣化させるという問題点があった。 As a method for embedding an insulating film in the element isolation trench with the above-mentioned miniaturization, a device for element isolation is obtained by applying a perhydrogenated silazane polymer solution (polysilazane solution) to the surface of a semiconductor substrate and then performing an oxidation treatment in a water vapor atmosphere. A method of forming a silicon oxide film that is an insulating film for use is known (see, for example, Patent Document 1). However, in the case of this method, when a silicon oxide film is formed by performing an oxidation process in a water vapor atmosphere, impurities such as carbon may remain in the silicon oxide film, which may act as a positive fixed charge. There was a problem of deteriorating the electrical characteristics and reliability.
また、上記素子分離溝に絶縁膜を埋め込む他の方法として、素子分離溝内へHDP(high density plasma)−CVD法を用いてシリコン酸化膜(以下、高密度酸化膜(またはHDP酸化膜)と称す)を埋め込む方法が知られている。この方法においては、パターンの微細化に伴ってSTI構造を形成する部分の溝のアスペクト比が高くなると、素子分離溝内への高密度酸化膜の埋め込み時に、溝内が完全に埋め込まれる前にゲート電極間の開口部に過剰に堆積した高密度酸化膜によって溝内部に充填される前に開口部が閉じてしまう。この結果、STI構造の高密度酸化膜中つまり素子分離用絶縁膜中にボイドが形成されてしまうという問題があった。 As another method for embedding an insulating film in the element isolation trench, a silicon oxide film (hereinafter referred to as a high-density oxide film (or HDP oxide film)) is formed in the element isolation trench by using an HDP (high density plasma) -CVD method. There is known a method of embedding. In this method, when the aspect ratio of the trench where the STI structure is formed increases with the miniaturization of the pattern, before the trench is completely filled when the high-density oxide film is buried in the element isolation trench. The opening is closed before the trench is filled with the high-density oxide film deposited excessively in the opening between the gate electrodes. As a result, there is a problem that voids are formed in the high-density oxide film having the STI structure, that is, in the element isolation insulating film.
このような埋め込み不良の問題を解消する方法として、素子分離溝内へ高密度酸化膜を薄膜で堆積した後、埋め込み性が良い低密度酸化膜を埋め込む方法が考えられている。この場合、低密度酸化膜としては、例えばポリシラザン溶液を塗布した後、水蒸気雰囲気で酸化処理を行うことにより形成されたシリコン酸化膜を用いている。 As a method for solving such a problem of embedding failure, a method is conceived in which a high-density oxide film is deposited as a thin film in the element isolation trench and then a low-density oxide film with good embedding property is embedded. In this case, as the low density oxide film, for example, a silicon oxide film formed by applying a polysilazane solution and performing an oxidation process in a water vapor atmosphere is used.
しかし、上記した素子分離溝内に高密度酸化膜と低密度酸化膜を埋め込む方法の場合、低密度酸化膜がフローティングゲート電極に近接して存在するため、ゲート加工後の酸化工程等において、酸化剤が低密度酸化膜内を拡散し、フローティングゲート電極を構成するポリシリコン膜の下部を酸化してしまう。これにより、トンネル酸化膜となるシリコン酸化膜のエッジ部の膜厚が厚くなる、いわゆるバーズビーク量(Bird's Beak量)が大きくなるという不具合が発生した。
本発明は、ゲート加工後の酸化工程等において、酸化剤がフローティングゲート電極を構成するポリシリコン膜の下部を酸化することを極力防止して、トンネル絶縁膜のバーズビーク量を低減することができる半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention can reduce the amount of bird's beaks in a tunnel insulating film by preventing the oxidizing agent from oxidizing the lower part of the polysilicon film constituting the floating gate electrode as much as possible in an oxidation step after gate processing. An object is to provide a method for manufacturing a device.
本発明の半導体装置の製造方法は、半導体基板上にメモリセル部と周辺回路部とを設けるように構成された半導体装置の製造方法において、半導体基板上にゲート絶縁膜、ポリシリコン膜及びシリコン窒化膜を積層形成する工程と、ドライエッチングにより前記半導体基板、前記ゲート絶縁膜、前記ポリシリコン膜及び前記シリコン窒化膜をエッチングし、前記メモリセル部に所定幅の素子分離用溝を、前記周辺回路部に前記メモリセル部の素子分離用溝の幅より広い幅の素子分離用溝を形成する工程と、HDP−CVDにより前記メモリセル部および前記周辺回路部の素子分離用溝内に所定密度の第1の酸化膜を堆積して埋め込む工程であって、前記メモリセル部の素子分離用溝に埋め込まれる高密度酸化膜は、その上面の高さが前記半導体基板の活性領域の上面よりも上の位置まで堆積されると共に、前記第1の酸化膜が前記素子分離溝の上方を塞がないよう堆積される工程と、過水素化シラザン重合体溶液を塗布して前記素子分離用溝内に前記第1の酸化膜より密度が低い第2の酸化膜を埋め込む工程と、CMP法により前記シリコン窒化膜をストッパとして前記第1および第2の酸化膜を平坦化する工程と、ウエットエッチングにより前記シリコン窒化膜を除去した後、ウエットエッチングにより前記メモリセル部の素子分離用溝に埋め込まれている前記第2の酸化膜を除去する工程とを備えたところに特徴を有する。 According to another aspect of the present invention, there is provided a method for manufacturing a semiconductor device, wherein a memory cell portion and a peripheral circuit portion are provided on a semiconductor substrate, wherein the gate insulating film, the polysilicon film, and the silicon nitride are formed on the semiconductor substrate. A step of laminating a film; and etching the semiconductor substrate, the gate insulating film, the polysilicon film, and the silicon nitride film by dry etching, and forming an element isolation groove in the memory cell portion with the peripheral circuit Forming an element isolation groove having a width wider than that of the element isolation groove of the memory cell portion in the portion, and HDP-CVD to have a predetermined density in the element isolation grooves of the memory cell portion and the peripheral circuit portion. A step of depositing and embedding a first oxide film, wherein the high-density oxide film embedded in the element isolation trench of the memory cell portion has a height of the semiconductor surface; Depositing up to a position above the upper surface of the active region of the substrate, and depositing the first oxide film so as not to block the upper part of the isolation trench; and applying a perhydrogenated silazane polymer solution And filling the element isolation trench with a second oxide film having a lower density than the first oxide film, and flattening the first and second oxide films using the silicon nitride film as a stopper by CMP. And a step of removing the second oxide film embedded in the element isolation trench of the memory cell portion by wet etching after removing the silicon nitride film by wet etching. Has characteristics.
本発明によれば、素子分離溝内に高密度酸化膜と低密度酸化膜を埋め込む方法でありながら、低密度酸化膜がフローティングゲート電極に近接することを防止することができ、バーズビーク量を低減することができる。 According to the present invention, although the high-density oxide film and the low-density oxide film are embedded in the element isolation trench, the low-density oxide film can be prevented from approaching the floating gate electrode, and the amount of bird's beak is reduced. can do.
以下、本発明をNOR型フラッシュメモリ装置に適用した場合の一実施形態について図1〜図11を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には同一または類似の符号で表している。ただし図面は模式的なものであり、厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実のものとは異なる。 Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a NOR flash memory device will be described with reference to FIGS. In the following description of the drawings, the same or similar parts are denoted by the same or similar reference numerals. However, the drawings are schematic, and the relationship between the thickness and the planar dimensions, the ratio of the thickness of each layer, and the like are different from the actual ones.
先ず、本実施形態のNOR型フラッシュメモリ装置の構成を説明する。
図1は、フローティングゲート型のNOR型のフラッシュメモリ装置のメモリセル領域に形成されるメモリセルアレイの一部を示す等価回路図である。図2は、図1のNOR型フラッシュメモリ装置のセルアレイの一部を取り出してレイアウトの一例を示したものである。
First, the configuration of the NOR type flash memory device of this embodiment will be described.
FIG. 1 is an equivalent circuit diagram showing a part of a memory cell array formed in a memory cell region of a floating gate type NOR flash memory device. FIG. 2 shows an example of a layout obtained by extracting a part of the cell array of the NOR flash memory device of FIG.
図1および図2に示すNOR型フラッシュメモリ装置のセルアレイは、半導体基板としてのシリコン基板1の表層部に形成されたウェル領域上にメモリセルトランジスタTrmが行列状(行方向:X方向、列方向:Y方向)に配列されて構成されている。各メモリセルトランジスタTrmは、ウェル領域に形成された活性領域(ソース・ドレイン用の拡散層およびチャネル領域)2を有し、ウェル領域上にゲート絶縁膜を介して二層ゲート構造(フローティングゲートの上にゲート間絶縁膜を介してコントロールゲートが形成された構造)を有するゲート電極GMを備えている。
In the cell array of the NOR type flash memory device shown in FIGS. 1 and 2, memory cell transistors Trm are arranged in a matrix (row direction: X direction, column direction) on a well region formed in a surface layer portion of a
上記NOR型フラッシュメモリ装置のセルアレイでは、隣り合う2個で1組をなすメモリセルトランジスタTrmがそれぞれのドレイン領域Dを共有し、隣り合う2組のメモリセルトランジスタTrmがそれぞれのソース領域Sを共有し、メモリセルトランジスタTrmのY方向に並んだ各列の間がトレンチ型の素子分離領域であるSTI(shallow trench isolation)領域3で分離されている。
In the cell array of the NOR type flash memory device, two adjacent memory cell transistors Trm share a drain region D, and two adjacent memory cell transistors Trm share a source region S. In addition, the columns of the memory cell transistors Trm arranged in the Y direction are separated by an STI (shallow trench isolation)
そして、セルアレイ上で同一行のメモリセルトランジスタTrmのコントロール電極に共通に連なるように複数のワード線WLがX方向(行方向)に配設され、同一行のメモリセルの各ソース領域Sに共通に接続された金属配線からなる共通ソース線としての複数のローカルソース線LSがX方向(行方向)に配設されている。 A plurality of word lines WL are arranged in the X direction (row direction) so as to be connected in common to the control electrodes of the memory cell transistors Trm in the same row on the cell array, and are common to the source regions S of the memory cells in the same row. A plurality of local source lines LS are arranged in the X direction (row direction) as common source lines made of metal wirings connected to.
また、セルアレイ上で同一列のメモリセルトランジスタTrmのドレイン領域Dに共通にコンタクトするように金属配線からなる複数のビット線BLがY方向(列方向)に配設され、複数のローカルソース線LSに共通にコンタクトする金属配線からなる複数のソース線(メインソース線)MSがビット線BL配列内で間欠的にY方向(列方向)に配設されている。 Further, a plurality of bit lines BL made of metal wiring are arranged in the Y direction (column direction) so as to be in common contact with the drain regions D of the memory cell transistors Trm in the same column on the cell array, and a plurality of local source lines LS. A plurality of source lines (main source lines) MS made of metal wirings in common contact with each other are intermittently arranged in the Y direction (column direction) in the bit line BL array.
上記したように隣り合う2個のメモリセルトランジスタTrmで共有するドレインDは、ドレインコンタクトDCを介して低抵抗のビット線BLに繋がっている。また、隣り合う2個のメモリセルトランジスタTrmで共有するソースSは、ワード線WL間でワード線WLと平行して存在するローカルソース線LSに繋がっており、このローカルソース線LSはソース線コンタクトを介して低抵抗のメインソース線MSに繋がり、セルアレイ外部から電位が与えられる。 As described above, the drain D shared by two adjacent memory cell transistors Trm is connected to the low-resistance bit line BL via the drain contact DC. The source S shared by two adjacent memory cell transistors Trm is connected to a local source line LS that exists in parallel with the word line WL between the word lines WL, and the local source line LS is connected to the source line contact LS. Is connected to the low-resistance main source line MS, and a potential is applied from outside the cell array.
上記構成のNOR型フラッシュメモリ装置は、メモリセルトランジスタにデータを書き込むためにチャネルホットエレクトロン注入を用いてフローティングゲート電極へ電子注入を行う時、メモリセルトランジスタTrmのソースSとウェル領域には接地電位を与える。そして、制御ゲートとドレインDに対してはホットエレクトロンの発生効率が最大となるような所望の電位を、それぞれ対応してワード線WLとビット線BLを介して外部回路から与える。 In the NOR flash memory device having the above structure, when channel hot electron injection is used to inject electrons into the floating gate electrode in order to write data to the memory cell transistor, the ground potential is applied to the source S and well region of the memory cell transistor Trm. give. A desired potential that maximizes the generation efficiency of hot electrons is applied to the control gate and the drain D from an external circuit via the word line WL and the bit line BL, respectively.
図3は、上記したNOR型フラッシュメモリ装置の製造工程の途中段階における模式的な断面構造を示すもので、図2中切断線A−Aで示す部分すなわちワード線WLに沿って切断した部分の断面を示している。 FIG. 3 shows a schematic cross-sectional structure in the middle stage of the manufacturing process of the NOR type flash memory device, and shows a portion indicated by a cutting line AA in FIG. 2, that is, a portion cut along the word line WL. A cross section is shown.
この図3において、シリコン基板1には、活性領域2で挟まれた部分にSTI3を形成するためのトレンチ(溝)4が形成されている。トレンチ4は、シリコン基板1の上面からの深さ寸法d1が、隣接するゲート電極GM間での絶縁耐圧を確保できる程度の寸法(例えば150nm以上)が確保されるように設定されている。
In FIG. 3, a trench (groove) 4 for forming
活性領域2の上面にはゲート絶縁膜としてのシリコン酸化膜(トンネル酸化膜)5、フローティングゲート電極としてのポリシリコン膜6、ONO膜等からなるインターポリ絶縁膜7、コントロールゲート電極(ワード線WL)としてのポリシリコン膜8が積層形成され、ゲート電極GMを構成している。トレンチ4の内部およびゲート電極GM(フローティングゲート電極)間には、HDP酸化膜からなる高密度の第1の酸化膜9が埋め込み形成されている。この場合、第1の酸化膜9の上面の高さは、ポリシリコン膜6の上面の高さより低くかつ活性領域2の上面よりも高さ寸法h(例えば50〜60nm程度)だけ高くなるように埋め込まれている。
On the upper surface of the
尚、この後、上記構成の状態から、コンタクトホール、電極形成などの一般的な製造工程を経てNOR型フラッシュメモリ装置が形成される。
上記のように構成しているので、ゲート電極GM間のアスペクト比が高くなっても、トレンチ4の内部およびゲート電極GM間に第1の酸化膜9だけを埋め込む構成となり、ゲート加工後の酸化工程等において、酸化剤がフローティングゲート電極を構成するポリシリコン膜6の下部を酸化することを極力防止することができ、トンネル酸化膜となるシリコン酸化膜5のエッジ部の膜厚が厚くなる、いわゆるバーズビーク量を小さくすることができる。
After that, a NOR flash memory device is formed from the state of the above configuration through a general manufacturing process such as contact hole and electrode formation.
Since it is configured as described above, even if the aspect ratio between the gate electrodes GM is increased, only the
次に、上記構成の製造工程について図4〜図9を参照して説明する。尚、図4〜図9中の(a)は図2中切断線A−Aで示す部分(即ち、CELL部)の断面図であり、(b)は周辺回路部(即ち、PERI部)の断面図である。 Next, the manufacturing process of the said structure is demonstrated with reference to FIGS. 4A to 9A are cross-sectional views taken along the section line AA in FIG. 2 (that is, the CELL portion), and FIG. 4B is a sectional view of the peripheral circuit portion (that is, the PERI portion). It is sectional drawing.
まず、図4に示すように、シリコン基板1にゲート絶縁膜としてのシリコン酸化膜5を熱酸化にて形成した後、フローティングゲート電極となるポリシリコン膜6を堆積する。その後、ハードマスク材となるシリコン窒化膜10を堆積する。続いて、シリコン窒化膜10の上にレジスト11を形成し、露光法にて上記レジスト11をパターンニングしてマスクを形成する。
First, as shown in FIG. 4, after a
次に、図5に示すように、ドライエッチング技術を用いてシリコン窒化膜10、ポリシリコン膜6、シリコン酸化膜5、シリコン基板1をエッチング(加工)してトレンチ4を形成する。この場合、トレンチ4の深さ寸法は、CELL部の深さ寸法d1が浅く、例えば約150nm程度となると共に、PERI部の深さ寸法d2が深く、例えば約300nm程度となるように加工する。尚、トレンチ4の深さを作り分ける方法としては、エリアPEPでレジストカバーして別々に所望の深さになるように加工する方法がある。この後、ウエットエッチング法でレジスト11を除去する。
Next, as shown in FIG. 5, the
続いて、図6に示すように、HDP(high density plasma)−CVD法を用いてシリコン酸化膜(HDP酸化膜)、即ち、高密度の第1の酸化膜9を堆積する。この場合、CELL部における第1の酸化膜9は、トレンチ4内において第1の酸化膜9の上面の高さが活性領域(AA領域)2の上面よりも上になって突出する位置(具体的には、活性領域2の上面よりも高さ寸法h(例えば50〜60nm程度)だけ高くなる位置)まで、且つ、シリコン窒化膜10上に第1の酸化膜9が過剰に堆積してトレンチ4を閉じてしまわないよう堆積される(図6(a)参照)。本実施形態の場合、CELL部のトレンチ4の深さ寸法d1が150nm程度と浅いため、上記したような第1の酸化膜9の堆積が十分可能になる。尚、トレンチ4の幅寸法(図6(a)中の左右方向の寸法)aは、例えば70nm程度に設定されている。
Subsequently, as shown in FIG. 6, a silicon oxide film (HDP oxide film), that is, a high-density
この後、例えば過水素化シラザン重合体溶液(ポリシラザン溶液)をシリコン基板1の表面に塗布した後、水蒸気雰囲気で酸化処理を行うことにより、第1の酸化膜9より低密度のシリコン酸化膜である第2の酸化膜12を形成する。
Thereafter, for example, after applying a perhydrogenated silazane polymer solution (polysilazane solution) to the surface of the
次に、図7に示すように、シリコン窒化膜10をストッパとしCMP法にて第1の酸化膜9及び第2の酸化膜12の平坦化を実施する。その後、図8(a)に示すように、ドライエッチングによりCELL部のトレンチ4内の第1の酸化膜9及び第2の酸化膜12をポリシリコン膜6の上面の高さより低くかつ活性領域2の上面よりも高さ寸法hの位置まで落とし込む(エッチバックする)。
Next, as shown in FIG. 7, the
続いて、図9に示すように、ホット燐酸によるウエットエッチングにてポリシリコン膜6上のシリコン窒化膜10を除去する。更に、シリコン窒化膜10の除去後、ドライエッチングにより生じたロット間のエッチングバラツキを吸収させるためのウエットエッチング(可変エッチング)において、第1の酸化膜9と、第2の酸化膜12の選択比のある薬液(例えばHF-Vapor等)を使用したウエットエッチングにより、第2の酸化膜12のみをエッチングして除去する。この場合、CELL部の第2の酸化膜12は完全に除去しつつPERI部のトレンチ(素子分離溝)4内の第2の酸化膜12は残存させるようなエッチングを行う。この結果、PERI部のトレンチ(素子分離溝)4内には、酸化膜、具体的には、第1の酸化膜9及び第2の酸化膜12を埋め込みつつ(図9(b)参照)、CELL部のトレンチ4内には、第1の酸化膜9のみを埋め込んだ構成を実現することができる。この後は、図3に示すように、例えばONO膜からなるインターポリ絶縁膜7を堆積し、更に、インターポリ絶縁膜7上にポリシリコン膜8を形成して積層ゲート電極を完成させる。
Subsequently, as shown in FIG. 9, the
このような構成の本実施形態によれば、CELL部のトレンチ4内に、第1の酸化膜9のみを埋め込み、しかも、第1の酸化膜9の上面の高さが、活性領域2の上面よりも高さ寸法h(例えば50〜60nm程度)だけ高くなるように構成したので、従来構成とは異なり、ゲート加工後の酸化工程等において、酸化剤がフローティングゲート電極を構成するポリシリコン膜6の下部を酸化してしまうことを極力防止できる。これにより、トンネル酸化膜となるシリコン酸化膜5のエッジ部の膜厚が厚くなる、いわゆるバーズビーク量を小さくすることができる。具体的には、図11に示すように、バーズビーク量bを約10nm程度(図10参照)にすることができる。
According to the present embodiment having such a configuration, only the
ちなみに、従来構成、即ち、CELL部のトレンチ内に、第1の酸化膜及び第2の酸化膜の両方を埋め込み、第1の酸化膜の上面の高さがシリコン基板1の活性領域2の上面よりも低い構成の場合、バーズビーク量bは約20nm程度(図10参照)となり、かなり大きい値である。これは、第2の酸化膜がフローティングゲート電極に近接して存在するため、ゲート加工後の酸化工程等において、酸化剤が第2の酸化膜内を拡散し、フローティングゲート電極を構成するポリシリコン膜の下部を酸化してしまうからである。
Incidentally, in the conventional configuration, that is, both the first oxide film and the second oxide film are embedded in the trench of the CELL portion, and the height of the upper surface of the first oxide film is the upper surface of the
(他の実施形態)
本発明は、上記実施形態にのみ限定されるものではなく、次のように変形または拡張できる。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above embodiment, and can be modified or expanded as follows.
トレンチ4の深さをCELL部とPERI部で作り分ける方法として、エリアPEPでレジストカバーして別々に所望の深さになるように加工する方法に代えて、マイクロローディング効果を利用して、PERI部よりもCELL部のトレンチ4の深さ(STI深さ)を浅くする方法を用いても良い。
As a method of creating the depth of the
また、上記実施形態では、トレンチ4の深さをCELL部とPERI部で異なるように構成したが、トレンチ4の深さをCELL部とPERI部で同じに構成しても良い。即ち、CELL部のトレンチ4の内部およびポリシリコン膜6(ゲート電極GM)間に第1の酸化膜9だけを埋め込むこと(具体的には、トレンチ4内において第1の酸化膜9の上面の高さがシリコン基板1の活性領域2よりも上になって突出する位置までの堆積であり、且つ、第1の酸化膜9がトレンチ4の上方を閉じないような堆積)が可能であれば、トレンチ4の深さをCELL部とPERI部で同じにしても良い。
Moreover, in the said embodiment, although the depth of the
また、NOR型フラッシュメモリ装置だけでなく、NAND型フラッシュメモリ装置に適用してもよい。 Further, the present invention may be applied not only to a NOR flash memory device but also to a NAND flash memory device.
図面中、1はシリコン基板(半導体基板)、2は活性領域、3はSTI、4はトレンチ(素子分離用溝)、5はシリコン酸化膜(ゲート酸化膜)、6はポリシリコン膜、9は第1の酸化膜、10はシリコン窒化膜、12は第2の酸化膜である。 In the drawings, 1 is a silicon substrate (semiconductor substrate), 2 is an active region, 3 is STI, 4 is a trench (element isolation trench), 5 is a silicon oxide film (gate oxide film), 6 is a polysilicon film, and 9 is The first oxide film, 10 is a silicon nitride film, and 12 is a second oxide film.
Claims (3)
半導体基板上にゲート絶縁膜、ポリシリコン膜及びシリコン窒化膜を積層形成する工程と、
ドライエッチングにより前記半導体基板、前記ゲート絶縁膜、前記ポリシリコン膜及び前記シリコン窒化膜をエッチングし、前記メモリセル部に所定幅の素子分離用溝を、前記周辺回路部に前記メモリセル部の素子分離用溝の幅より広い幅の素子分離用溝を形成する工程と、
HDP−CVDにより前記メモリセル部および前記周辺回路部の素子分離用溝内に所定密度の第1の酸化膜を堆積して埋め込む工程であって、前記メモリセル部の素子分離用溝に埋め込まれる高密度酸化膜は、その上面の高さが前記半導体基板の活性領域の上面よりも上の位置まで堆積されると共に、前記第1の酸化膜が前記素子分離溝の上方を塞がないよう堆積される工程と、
過水素化シラザン重合体溶液を塗布して前記素子分離用溝内に前記第1の酸化膜より密度が低い第2の酸化膜を埋め込む工程と、
CMP法により前記シリコン窒化膜をストッパとして前記第1および第2の酸化膜を平坦化する工程と、
ウエットエッチングにより前記シリコン窒化膜を除去した後、ウエットエッチングにより前記メモリセル部の素子分離用溝に埋め込まれている前記第2の酸化膜を除去する工程と
を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。 In a method for manufacturing a semiconductor device configured to provide a memory cell portion and a peripheral circuit portion on a semiconductor substrate,
Stacking a gate insulating film, a polysilicon film and a silicon nitride film on a semiconductor substrate;
The semiconductor substrate, the gate insulating film, the polysilicon film, and the silicon nitride film are etched by dry etching, an element isolation groove having a predetermined width is formed in the memory cell portion, and an element of the memory cell portion is formed in the peripheral circuit portion. Forming an element isolation groove having a width wider than the width of the isolation groove;
A step of depositing and embedding a first oxide film having a predetermined density in the element isolation trenches of the memory cell portion and the peripheral circuit portion by HDP-CVD, which is embedded in the element isolation trenches of the memory cell portion; The high-density oxide film is deposited so that the height of the upper surface thereof is higher than the upper surface of the active region of the semiconductor substrate, and the first oxide film is deposited so as not to block the upper portion of the element isolation trench. A process to be performed;
Applying a perhydrogenated silazane polymer solution and embedding a second oxide film having a lower density than the first oxide film in the element isolation trench;
Planarizing the first and second oxide films using the silicon nitride film as a stopper by CMP;
And a step of removing the second oxide film embedded in the element isolation trench of the memory cell portion by wet etching after removing the silicon nitride film by wet etching. Manufacturing method.
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2008
- 2008-04-02 JP JP2008096028A patent/JP2009252820A/en active Pending
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