JP2715581B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP2715581B2
JP2715581B2 JP1198962A JP19896289A JP2715581B2 JP 2715581 B2 JP2715581 B2 JP 2715581B2 JP 1198962 A JP1198962 A JP 1198962A JP 19896289 A JP19896289 A JP 19896289A JP 2715581 B2 JP2715581 B2 JP 2715581B2
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etching
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光男 田中
健裕 平井
良郎 藤田
彰弘 神田
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は高速・高集積、かつ高歩留まりの半導体装置
及びその製造方法、特に半導体装置の素子分離領域の構
造及びその形成方法に関するものである。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a high-speed, highly-integrated, high-yield semiconductor device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a structure of an element isolation region of a semiconductor device and a method of forming the same.

従来の技術 従来、半導体装置の溝を用いた素子分離領域の構造及
びその形成方法としては、素子分離領域となるべき部分
をエッチングして溝を形成した後、溝内を酸化し、溝内
に多結晶シリコン膜を埋め込んだ後、溝の表面に絶縁膜
を形成して、素子分離領域を形成するという方法があ
る。その従来技術の一例を第6図により説明する。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a structure of an element isolation region using a groove of a semiconductor device and a method for forming the same, a portion to be an element isolation region is etched to form a groove, and then the inside of the groove is oxidized and After the polycrystalline silicon film is embedded, there is a method in which an insulating film is formed on the surface of the groove to form an element isolation region. An example of the prior art will be described with reference to FIG.

半導体基板上の、半導体装置(例えば、MOSトランジ
スタ,バイポーラトランジスタ,抵抗など)を形成する
活性領域41の周囲に絶縁膜、レジストなどをマスクとし
てエッチングを行い、分離溝42を形成する(第6図
(a))。その後、半導体基板表面を酸化して、溝内の
表面に酸化膜43を形成し、多結晶シリコン膜44を溝内に
埋め込む(第6図(b))。第6図(c)はA−A′線
における断面図である。その後、溝部表面に絶縁膜を形
成して、素子分離領域の構造を完成する。
An isolation groove 42 is formed on the semiconductor substrate around the active region 41 where a semiconductor device (for example, a MOS transistor, a bipolar transistor, a resistor, etc.) is formed by using an insulating film, a resist or the like as a mask (FIG. 6). (A)). Thereafter, the surface of the semiconductor substrate is oxidized to form an oxide film 43 on the surface in the groove, and a polycrystalline silicon film 44 is buried in the groove (FIG. 6B). FIG. 6C is a sectional view taken along line AA '. After that, an insulating film is formed on the surface of the groove to complete the structure of the element isolation region.

発明が解決しようとする課題 このような従来の方法においては、多結晶シリコン膜
44を溝内に埋め込む時に、多結晶シリコン膜を堆積した
ときに生じる窪みが、溝部以外の多結晶シリコン膜を除
去したときに窪み45として溝のコーナーの部分に特に深
く残る。この様子を第6図(b),(c)に示す。この
窪み45の発生によって、Al配線の断線、短絡という問題
が起こった。
SUMMARY OF THE INVENTION In such a conventional method, a polycrystalline silicon film is used.
When the polycrystalline silicon film is deposited in the groove when the polycrystalline silicon film is deposited, when the polycrystalline silicon film other than the groove portion is removed, the concave portion 45 particularly deeply remains at the corner of the groove. This situation is shown in FIGS. 6 (b) and 6 (c). The occurrence of the depression 45 has caused a problem of disconnection and short circuit of the Al wiring.

また、第7図に示すように、溝部が交差する構造にお
いては、溝の交差部において、非常に深い窪み46が発生
して、AL配線の断線等が起こり、集積回路の歩留まりを
低下させるという問題点があった。
Further, as shown in FIG. 7, in the structure in which the grooves intersect, a very deep dent 46 is generated at the intersection of the grooves, which causes disconnection of the AL wiring and the like, which lowers the yield of the integrated circuit. There was a problem.

更に、溝のコーナー部分においては、酸化によるスト
レス集中が起こって活性領域に結晶欠陥が発生し、半導
体装置が微細化するにつれて、半導体装置の特性が劣化
するという問題点があった。
Furthermore, at the corners of the grooves, stress concentration due to oxidation occurs, and crystal defects occur in the active region. As the size of the semiconductor device becomes smaller, the characteristics of the semiconductor device deteriorate.

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、分離溝の
コーナー部での窪みの発生を防ぎ、更に、コーナー部分
でのストレスの影響を減らすことができ、高速・高集積
の半導体装置を高歩留まりで形成できる半導体装置及び
その製造方法を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and can prevent the occurrence of a depression at a corner portion of a separation groove, can further reduce the influence of stress at the corner portion, and can provide a high-speed and highly integrated semiconductor device. It is an object of the present invention to provide a semiconductor device which can be formed with a yield and a manufacturing method thereof.

課題を解決するための手段 本発明は、上述の課題を解決するため、(1)半導体
基板に形成された平面形状が任意の溝部と、前記溝部の
内壁に形成された酸化膜と、前記溝部に埋め込まれた半
導体膜、あるいは絶縁膜とを具備する構造を基本単位構
造とし、この基本単位構造を素子分離領域に複数個並
べ、隣接する溝部の酸化膜が互いに接することにより分
離構造を形成するものである。
Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides (1) a groove having an arbitrary planar shape formed on a semiconductor substrate, an oxide film formed on an inner wall of the groove, and the groove A structure including a semiconductor film or an insulating film embedded in a substrate is defined as a basic unit structure, a plurality of the basic unit structures are arranged in an element isolation region, and an oxide film in an adjacent groove portion contacts each other to form an isolation structure. Things.

また、本発明は構成(1)に加え、(2)溝部の形状
を円柱形にするものである。
According to the present invention, in addition to the configuration (1), (2) the shape of the groove is cylindrical.

作用 本発明は上述の構成(1)により、半導体内に形成し
た溝部の内部を酸化して半導体膜、あるいは絶縁膜で埋
め込んだ構造が基本分離構造となるので、この基本分離
構造を単位として形成できる任意の形状の素子分離構造
を、特定の部分で段差が生じることなく、一様に平坦な
構造として制御性よく形成することが出来る。そのた
め、幅の狭い分離領域と幅の広い分離領域を同一の工程
で制御性よく平坦に形成することが可能である。
According to the present invention, since the structure in which the inside of the groove formed in the semiconductor is oxidized and buried with the semiconductor film or the insulating film becomes the basic isolation structure according to the above configuration (1), the basic isolation structure is formed as a unit. An element isolation structure of an arbitrary shape that can be formed can be formed as a uniformly flat structure with good controllability without a step at a specific portion. Therefore, it is possible to form a narrow isolation region and a wide isolation region flat with good controllability in the same process.

また、上述の構成(2)により、溝部の形状を変える
ことで、半導体装置に加わる絶縁分離の影響を減らすこ
とも可能となる。例えば、四角い形状の溝部によって分
離領域を形成した場合、溝部のコーナー部分でストレス
が強くなり、半導体装置が微細になるにつれて半導体装
置に影響を及ぼす場合があるが、円柱形の溝部を形成す
ることで、コーナー部分でのストレス集中が半導体装置
に与える影響を減らすことができる。
Further, according to the above configuration (2), by changing the shape of the groove, the influence of insulation separation applied to the semiconductor device can be reduced. For example, when the isolation region is formed by a square-shaped groove, stress is increased at the corner of the groove, which may affect the semiconductor device as the semiconductor device becomes finer. Thus, the influence of stress concentration at the corner on the semiconductor device can be reduced.

実施例 (実施例1) 第1図は本発明の第1の実施例における素子分離領域
の製造方法を示す工程図である。第1図(b),
(d),(f),(h)はそれぞれ第1図(a),
(c),(e),(g)に示す平面図のA−A′線にお
ける断面図である。以下、第1図を用いて素子分離領域
の製造方法を説明する。
Example (Example 1) FIG. 1 is a process chart showing a method for manufacturing an element isolation region in a first example of the present invention. FIG. 1 (b),
(D), (f), and (h) correspond to FIGS.
It is sectional drawing in the AA 'line of the top view shown to (c), (e), and (g). Hereinafter, a method for manufacturing the element isolation region will be described with reference to FIG.

半導体基板1上に酸化膜2を600nm形成し、半導体素
子を形成する活性領域3の周囲の分離領域4に、通常の
フォトリソグラフィ技術を用いて、一辺の長さが1.5μ
mの正方形の溝部を0.5μmの間隔をおいて形成する。
その後、ドライエッチ等の異方性エッチング技術を用い
て、半導体基板1上に溝部5を形成する(第1図
(a),(b))。
An oxide film 2 is formed on a semiconductor substrate 1 to a thickness of 600 nm, and an isolation region 4 around an active region 3 on which a semiconductor element is to be formed has a side length of 1.5 μm using a normal photolithography technique.
m square grooves are formed at intervals of 0.5 μm.
Thereafter, a groove 5 is formed on the semiconductor substrate 1 by using an anisotropic etching technique such as dry etching (FIGS. 1A and 1B).

次に、溝部5の底部に酸化膜2をマスクとして高濃度
のボロンのイオン注入を行ってから、酸化膜2をウエッ
トエッチによって除去する。その後、溝部5及び半導体
基板1の表面を酸化して、厚さ300nmの酸化膜6を形成
する。この時、溝部5の間にある半導体の部分は、溝部
5の両側から酸化が進行するので、完全に酸化膜に変え
ることができ、活性領域3の周囲に分離領域4が形成さ
れる。また、酸化工程と同時に溝部5の底部にチャネル
ストッパ領域7が形成される(第1図(c),
(d))。
Next, high-concentration boron ions are implanted into the bottom of the groove 5 using the oxide film 2 as a mask, and then the oxide film 2 is removed by wet etching. Thereafter, the groove 5 and the surface of the semiconductor substrate 1 are oxidized to form an oxide film 6 having a thickness of 300 nm. At this time, the portion of the semiconductor between the trenches 5 is oxidized from both sides of the trench 5, so that it can be completely changed to an oxide film, and the isolation region 4 is formed around the active region 3. At the same time as the oxidation step, a channel stopper region 7 is formed at the bottom of the groove 5 (FIG. 1C).
(D)).

その後、多結晶シリコン膜を2μm堆積させ、溝部以
外をエッチバック等の方法によって除去し、溝部のみに
多結晶シリコン膜8を残す。この時、溝部は四方の壁か
ら多結晶シリコン膜8で埋め込まれるので窪みの発生が
少なくなり、また、各溝部の所では、同じように埋め込
まれるので、コーナー部などで段差の発生することがな
く、均一な埋め込み形状の分離領域が形成される(第1
図(e),(f))。
Thereafter, a polycrystalline silicon film is deposited to a thickness of 2 μm, and portions other than the groove are removed by a method such as etch-back, and the polycrystalline silicon film 8 is left only in the groove. At this time, the grooves are buried with the polycrystalline silicon film 8 from the four walls, so that the occurrence of depressions is reduced. Further, since the grooves are buried in the same manner, steps may be generated at corners and the like. And a separation region having a uniform buried shape is formed (first
Figures (e) and (f)).

最後に、表面絶縁膜9を形成することで素子分離領域
を完成する(第1図(g),(h))。
Finally, an element isolation region is completed by forming a surface insulating film 9 (FIGS. 1 (g) and 1 (h)).

以上のように、本実施例ではある一定の大きさの溝部
を並べることによって、一様に平坦な分離領域を形成す
ることができ、AL配線の断線,短絡等の問題を解決でき
る。
As described above, in the present embodiment, by arranging the grooves having a certain size, a uniform and flat separation region can be formed, and problems such as disconnection and short circuit of the AL wiring can be solved.

(実施例2) 第2図(a),(b)はそれぞれ本発明の第2の実施
例における素子分離領域の構造を示す平面図及びA−
A′線における断面図である。以下、第2図を用いて素
子分離領域の製造方法を説明する。
(Embodiment 2) FIGS. 2A and 2B are a plan view and a plan view showing a structure of an element isolation region in a second embodiment of the present invention, respectively.
It is sectional drawing in the A 'line. Hereinafter, a method for manufacturing the element isolation region will be described with reference to FIG.

半導体素子を形成する活性領域3の周囲の分離領域に
おいて、フォトリソグラフィ技術、及びドライエッチ技
術を用いて、狭い幅の分離領域10には、一辺の長さが1.
5μmの正方形の溝部を0.5μmの間隔をおいて1列形成
し、広い幅の分離領域11には、同様な大きさと間隔で溝
部を5列形成する。その後、チャネルストッパ領域7形
成用の不純物イオンの注入を行い、溝部及び半導体基板
の表面を酸化して、厚さ300nmの酸化膜6を形成すると
同時に溝部の底部にチャネルストッパ領域7が形成され
る。溝部を多結晶シリコン膜で埋め込み、表面絶縁膜9
を形成して分離領域を完成する(第2図(a),
(b))。
In the isolation region around the active region 3 where the semiconductor element is formed, one side of the isolation region 10 having a narrow width is 1.times. Using photolithography technology and dry etching technology.
One row of 5 μm square grooves is formed at intervals of 0.5 μm, and five rows of grooves are formed in the wide separation region 11 with the same size and spacing. Thereafter, impurity ions for forming the channel stopper region 7 are implanted, and the groove and the surface of the semiconductor substrate are oxidized to form an oxide film 6 having a thickness of 300 nm. At the same time, the channel stopper region 7 is formed at the bottom of the groove. . The trench is filled with a polycrystalline silicon film, and the surface insulating film 9 is formed.
To complete the isolation region (FIG. 2 (a),
(B)).

以上のように、本実施例では広い幅の分離領域も、狭
い幅の分離領域も、同一の工程で平坦性良く形成するこ
とが可能となり、高速、高集積の半導体装置を高歩留ま
りで実現することが可能となる。
As described above, in the present embodiment, it is possible to form both a wide isolation region and a narrow isolation region with good flatness in the same process, thereby realizing a high-speed, highly integrated semiconductor device with a high yield. It becomes possible.

(実施例3) 第3図は本発明の第3の実施例における素子分離領域
の製造方法を示す工程図である。第3図(b),(d)
はそれぞれ第1図(a),(c)に示す平面図のA−
A′線における断面図である。また第3図(e)は第3
図(d)のB−B′線における断面図である。以下、第
3図を用いて素子分離領域の製造方法を説明する。
Third Embodiment FIG. 3 is a process chart showing a method for manufacturing an element isolation region according to a third embodiment of the present invention. FIG. 3 (b), (d)
A- in the plan views shown in FIGS. 1 (a) and 1 (c), respectively.
It is sectional drawing in the A 'line. Also, FIG.
It is sectional drawing in the BB 'line of figure (d). Hereinafter, a method for manufacturing the element isolation region will be described with reference to FIG.

半導体基板1上の半導体素子を形成する活性領域3の
周囲の分離領域4に、フォトリソグラフィ技術及びドラ
イエッチ技術を用いて直径が1.5μmの円柱形の溝部12
を0.5μmの間隔をおいて形成する(第3図(a),
(b))。
Using a photolithography technique and a dry etching technique, a cylindrical groove 12 having a diameter of 1.5 μm is formed in an isolation region 4 around an active region 3 on which a semiconductor element is formed on a semiconductor substrate 1.
Are formed at intervals of 0.5 μm (FIG. 3A,
(B)).

次に、チャネルストッパ領域7形成のための不純物イ
オンの注入を行い、円柱形の溝部12及び、半導体基板1
の表面を酸化して、厚さ300nmの酸化膜6を形成する。
この時、円柱形の溝部12の間にある半導体の部分では、
両側から酸化が進行するので、中央部付近は完全に酸化
膜に変えることができ、活性領域3の周囲に分離領域4
が形成される。
Next, impurity ions for forming the channel stopper region 7 are implanted to form the columnar groove 12 and the semiconductor substrate 1.
Is oxidized to form an oxide film 6 having a thickness of 300 nm.
At this time, in the semiconductor portion between the cylindrical grooves 12,
Since the oxidation proceeds from both sides, the vicinity of the center can be completely changed to an oxide film, and the isolation region 4 is formed around the active region 3.
Is formed.

この時、溝部が四角い場合には、コーナー部分にスト
レス集中が起こり、活性領域3に結晶欠陥が誘起され、
半導体装置の特性にリーク電流の増加などの悪影響を与
える場合があるが、円柱形の溝部12を形成することで、
酸化によって起こる活性領域のコーナー部13でのストレ
ス集中を緩和することができる。このストレスによる悪
影響は、半導体装置が微細になるにつれてより顕著に素
子特性に現れるようになるが、この手段を用いること
で、ストレスの影響を少なくできる(第3図(c),
(d),(e))。
At this time, if the groove is square, stress concentration occurs at the corner, and crystal defects are induced in the active region 3,
In some cases, the characteristics of the semiconductor device may be adversely affected, such as an increase in leakage current.However, by forming the cylindrical groove 12,
Stress concentration at the corner 13 of the active region caused by oxidation can be reduced. The adverse effects due to the stress appear more remarkably in the element characteristics as the semiconductor device becomes finer. By using this means, the influence of the stress can be reduced (FIG. 3 (c),
(D), (e)).

(実施例4) 第4図は本発明の第4の実施例における素子分離領域
の製造方法を示す工程図である。第4図(d)は第4図
(c)の平面図である。以下、第4図を用いて素子分離
領域の製造方法を説明する。
Fourth Embodiment FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing an element isolation region according to a fourth embodiment of the present invention. FIG. 4 (d) is a plan view of FIG. 4 (c). Hereinafter, a method for manufacturing the element isolation region will be described with reference to FIG.

半導体基板21上に厚さ600nmの酸化膜22、厚さ120nmの
シリコン窒化膜23を形成し、フォトリソグラフィを用い
て、一辺の長さが0.5μmの正方形の溝部a24を0.5μm
の間隔で形成する(第4図(a))。
An oxide film 22 having a thickness of 600 nm and a silicon nitride film 23 having a thickness of 120 nm are formed on a semiconductor substrate 21, and a square groove a24 having a side length of 0.5 μm is formed by photolithography to form a 0.5 μm
(FIG. 4A).

次に、酸化膜22とシリコン窒化膜23との間のエッチン
グ選択比が大きい液、例えば、HF:H2O=1:50の液を用い
て、酸化膜22を横方向に0.2μmエッチングして、一辺
の長さが0.9μmの溝部b25を0.1μmの間隔で形成する
(第4図(b))。
Next, the oxide film 22 is etched by 0.2 μm in the lateral direction using a solution having a large etching selectivity between the oxide film 22 and the silicon nitride film 23, for example, a solution of HF: H 2 O = 1: 50. Then, grooves b25 each having a side length of 0.9 μm are formed at intervals of 0.1 μm (FIG. 4B).

その後、シリコン窒化膜23を除去してシリコン溝部の
エッチング用のマスクを活性領域26の周囲に形成する
(第4図(c),(d))。
Thereafter, the silicon nitride film 23 is removed, and a mask for etching the silicon trench is formed around the active region 26 (FIGS. 4C and 4D).

以上のように、溝部の間の間隔をフォトリソグラフィ
の解像限界よりも狭くすることが可能となり、半導体基
板21に溝部を形成後、厚さ100nmの酸化をすることで、
溝部の間の領域を完全に酸化膜に変えることができ、少
ない酸化膜厚で分離領域を形成可能となるので、酸化に
よる半導体装置へのストレスの影響を少なくできる。そ
の後、前記の実施例と同様に、多結晶シリコン膜を埋め
込み、表面絶縁膜を形成することで分離領域を完成する
ことができる。
As described above, the interval between the grooves can be narrower than the resolution limit of photolithography, and by forming the grooves on the semiconductor substrate 21 and then oxidizing to a thickness of 100 nm,
Since the region between the grooves can be completely changed to an oxide film, and the isolation region can be formed with a small oxide film thickness, the influence of stress on the semiconductor device due to oxidation can be reduced. Thereafter, similarly to the above-described embodiment, the polycrystalline silicon film is buried and a surface insulating film is formed to complete the isolation region.

(実施例5) 第5図は本発明の第5の実施例における素子分離領域
の製造方法を示す工程図である。第5図(c),(f)
はそれぞれ第4図(b),(e)の平面図である。以
下、第5図を用いて素子分離領域の製造方法を説明す
る。
Embodiment 5 FIG. 5 is a process chart showing a method for manufacturing an element isolation region according to a fifth embodiment of the present invention. FIG. 5 (c), (f)
FIGS. 4A and 4B are plan views of FIGS. 4B and 4E, respectively. Hereinafter, a method for manufacturing the element isolation region will be described with reference to FIG.

半導体基板31上に順次、第1の絶縁膜として厚さ50nm
の酸化膜32を形成し、第2の被膜として厚さ400nmの多
結晶シリコン膜33、第3の被膜として厚さ50nmの酸化膜
34を形成し、フォトリソグラフィ技術を用いて一辺の長
さが0.5μmの凸部を形成する(第5図(a))。
50 nm thick as a first insulating film on the semiconductor substrate 31 sequentially.
An oxide film 32 having a thickness of 400 nm as a second film and an oxide film having a thickness of 50 nm as a third film.
34, and a projection having a side length of 0.5 μm is formed by photolithography (FIG. 5A).

次に、第4の被膜として多結晶シリコン膜を200nm堆
積し、ドライエッチを行って側壁にのみ多結晶シリコン
膜35を残す。この時、活性領域36の周囲に一辺の長さが
約0.9μmの多結晶シリコン島が形成される。ここで、
多結晶シリコン島のコーナー部分は、側壁に堆積させた
多結晶シリコン膜の形状が残って丸くなっている(第5
図(b),(c))。
Next, a polycrystalline silicon film is deposited as a fourth film to a thickness of 200 nm, and dry etching is performed to leave the polycrystalline silicon film 35 only on the side walls. At this time, a polycrystalline silicon island having a side length of about 0.9 μm is formed around the active region 36. here,
The corner portion of the polycrystalline silicon island is rounded with the shape of the polycrystalline silicon film deposited on the side wall remaining (fifth part).
Figures (b) and (c)).

次に、第5の絶縁膜としてCVD酸化膜を1000nm堆積さ
せ、全面にレジストを均一に塗布した後、エッチバック
を用いて、多結晶シリコン島以外の領域にCVD酸化膜37
を残す。この時、多結晶シリコン島の上部の酸化膜34も
取り除かれる(第5図(d))。
Next, a CVD oxide film is deposited as a fifth insulating film to a thickness of 1000 nm, a resist is uniformly applied on the entire surface, and then, using an etch back, the CVD oxide film 37 is formed in a region other than the polycrystalline silicon island.
Leave. At this time, the oxide film 34 on the polycrystalline silicon island is also removed (FIG. 5D).

その後、多結晶シリコン島をウエットエッチによって
除去し、CVD酸化膜37をマスクにして酸化膜32のドライ
エッチを行い、溝部38を形成する(第5図(e),
(f))。
Thereafter, the polycrystalline silicon island is removed by wet etching, and the oxide film 32 is dry-etched using the CVD oxide film 37 as a mask to form a groove 38 (FIG. 5E).
(F)).

その後、この溝部38のところにある半導体基板31をド
ライエッチして、半導体基板31内に分離領域となる溝部
を形成する。その溝部内の酸化を行って隣接する溝部の
間を完全に酸化膜にしたときに、溝部38のコーナー部分
は丸いので、コーナー部分に発生するストレス集中を少
なくすることができる。そのため、微細な半導体装置を
形成することが可能となる。
Thereafter, the semiconductor substrate 31 located at the groove 38 is dry-etched to form a groove serving as an isolation region in the semiconductor substrate 31. When the inside of the groove is oxidized to completely form an oxide film between the adjacent grooves, the corner of the groove 38 is round, so that stress concentration generated at the corner can be reduced. Therefore, a fine semiconductor device can be formed.

なお、本実施例では第2の被膜として多結晶シリコン
膜、第3の被膜として酸化膜としたが、第2の被膜と第
4の被膜のエッチング選択比が等しく、かつ第2,第4の
被膜と第5の被膜のエッチング選択比が異なればよく、
例えば、第2の被膜としてCVD酸化膜、第3の被膜とし
て窒化膜としてもよい。
In this embodiment, the second film is a polycrystalline silicon film, and the third film is an oxide film. However, the etching selectivity of the second film and the fourth film is equal, and the second and fourth films are equal. What is necessary is that the etching selectivity of the film and the fifth film is different,
For example, a CVD oxide film may be used as the second film, and a nitride film may be used as the third film.

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、微
細な形状の溝部を一定の間隔を置いて複数個並べて分離
領域を形成するので、分離領域のコーナー部で段差が発
生することなく、また、その幅の広さに関係なく分離領
域を平坦性よく形成することが可能となる。更に、分離
領域形成の時に発生するストレスの影響を抑制すること
ができるので、微細な半導体装置を形成することが可能
となり、高速,高集積の半導体装置を高歩留まりで実現
することができる。
Effect of the Invention As is apparent from the above description, according to the present invention, since a plurality of micro-shaped grooves are arranged at regular intervals to form a separation region, a step occurs at a corner of the separation region. The isolation region can be formed with good flatness without any problem and regardless of the width of the isolation region. Further, since the influence of stress generated when forming the isolation region can be suppressed, a fine semiconductor device can be formed, and a high-speed, highly integrated semiconductor device can be realized with a high yield.

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

第1図は本発明の実施例1における半導体装置の製造方
法を示す工程図、第2図は本発明の実施例2における半
導体装置の製造方法を示す工程図、第3図は本発明の実
施例3における半導体装置の製造方法を示す工程図、第
4図は本発明の実施例4における半導体装置の製造方法
を示す工程図、第5図は本発明の実施例5における半導
体装置の製造方法を示す工程図、第6図は従来の半導体
装置の製造方法を示す工程図、第7図は従来の半導体装
置の構造平面図である。 1,21,31……半導体基板、2,6,22,32,34……酸化膜、3,2
6,36……活性領域、4……分離領域、5,38……溝部、7
……チャネルストッパ領域、8,33,35……多結晶シリコ
ン膜、9……表面絶縁膜、10……狭い幅の分離領域、11
……広い幅の分離領域、12……円柱形の溝部、13……活
性領域のコーナー部、23……シリコン窒化膜、24……溝
部a、25……溝部b、37……CVD酸化膜。
FIG. 1 is a process chart showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention, FIG. 2 is a process chart showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device in Example 3, FIG. 4 is a process chart showing a method for manufacturing a semiconductor device in Example 4 of the present invention, and FIG. 5 is a method for manufacturing a semiconductor device in Example 5 of the present invention. FIG. 6 is a process chart showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device, and FIG. 7 is a structural plan view of the conventional semiconductor device. 1,21,31 …… Semiconductor substrate, 2,6,22,32,34 …… Oxide film, 3,2
6,36 active area, 4 isolation area, 5,38 groove, 7
... channel stopper region, 8, 33, 35 ... polycrystalline silicon film, 9 ... surface insulating film, 10 ... narrow width isolation region, 11
... wide separation region, 12 ... cylindrical groove, 13 ... corner of active region, 23 ... silicon nitride film, 24 ... groove a, 25 ... groove b, 37 ... CVD oxide film .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神田 彰弘 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭58−98942(JP,A) 特開 昭54−43839(JP,A) ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Akihiro Kanda 1006 Kazuma Kadoma, Kadoma-shi, Osaka Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. (56) References JP-A-58-98942 (JP, A) JP-A-54- 43839 (JP, A)

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板に形成された円柱形の溝部と、
前記溝部の内壁に形成された酸化膜と、前記溝部に埋め
込まれた半導体膜、あるいは絶縁膜とを具備する構造を
基本単位構造とし、この基本単位構造を素子分離領域に
複数個並べ、隣接する溝部の酸化膜が互いに接すること
により分離構造を形成することを特徴とする半導体装
置。
A cylindrical groove formed in a semiconductor substrate;
A structure including an oxide film formed on the inner wall of the groove and a semiconductor film or an insulating film embedded in the groove is defined as a basic unit structure, and a plurality of the basic unit structures are arranged in an element isolation region and are adjacent to each other. A semiconductor device, wherein an oxide film in a groove portion contacts each other to form an isolation structure.
【請求項2】半導体基板上の素子分離領域に円柱形の溝
部を一定の間隔をおいて隣接して形成する工程と、前記
溝部の内壁を酸化する工程と、前記溝部内に半導体膜、
あるいは絶縁膜を埋め込む工程とを有し、隣接する前記
溝部の間を完全に酸化膜に変えることを特徴とする半導
体装置の製造方法。
2. A step of forming a columnar groove adjacent to a device isolation region on a semiconductor substrate at a predetermined interval, a step of oxidizing an inner wall of the groove, and a step of forming a semiconductor film in the groove.
Alternatively, a method of manufacturing a semiconductor device, further comprising a step of burying an insulating film, wherein a space between the adjacent grooves is completely changed to an oxide film.
【請求項3】半導体基板に第1の絶縁膜を形成する工程
と、前記第1の絶縁膜上にエッチング選択比が異なる第
2の絶縁膜を形成する工程と、前記第1、第2の絶縁膜
をエッチングして素子分離領域に平面形状が任意の第1
の溝部を一定の間隔をおいて形成する工程と、前記第1
の絶縁膜の側壁をエッチングして溝部を広げて間隔がフ
ォトリソグラフィの限界よりも小さい第2の溝部を形成
し、隣接する前記第2の溝部の間隔を狭くする工程と、
前記第2の絶縁膜をエッチングして除去する工程と、前
記第1の絶縁膜をマスクにして前記半導体基板をエッチ
ングし、前記半導体基板に第3の溝部を形成する工程
と、前記溝部の内壁を酸化する工程と、前記溝部内に半
導体膜、あるいは絶縁膜を埋め込む工程とを有し、隣接
する前記溝部の間を完全に酸化膜に変えることを特徴と
する半導体装置の製造方法。
A step of forming a first insulating film on the semiconductor substrate; a step of forming a second insulating film having a different etching selectivity on the first insulating film; The insulating film is etched to form an arbitrary first shape in the element isolation region.
Forming the grooves at regular intervals;
Etching the side wall of the insulating film to widen the groove to form a second groove having an interval smaller than the limit of photolithography, and narrowing the interval between the adjacent second grooves;
Etching the second insulating film and removing the second insulating film; etching the semiconductor substrate using the first insulating film as a mask to form a third groove in the semiconductor substrate; And a step of burying a semiconductor film or an insulating film in the trench, and completely converting an adjacent trench into an oxide film.
【請求項4】半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工
程と、前記第1の絶縁膜上にエッチング選択比が異なる
第2の被膜を形成する工程と、前記第2の被膜とエッチ
ング選択比が異なる第3の被膜を前記第2の被膜上に形
成する工程と、前記第2、第3の被膜をエッチングして
素子分離領域に平面形状が任意の第1の凸部を一定の間
隔をおいて複数個形成する工程と、前記第1の凸部の側
壁に前記第2の被膜と同一の第4の被膜を残置し、隣の
前記第1の凸部の側壁に残置された第4の被膜と一定の
間隔を置いて第2の凸部を形成する工程と、前記第2の
被膜とエッチング選択比が異なる第5の絶縁膜を、前記
第2の凸部以外の領域に形成する工程と、前記第2、第
4の被膜をエッチングして除去し、コーナー部分が円柱
形状である第1の溝部を形成する工程と、前記第1の溝
部における前記第1の絶縁膜をエッチング後、前記第5
の絶縁膜をマスクにして前記半導体基板をエッチング
し、前記半導体基板に第2の溝部を形成する工程と、前
記溝部の内壁を酸化する工程と、前記溝部内に半導体
膜、あるいは絶縁膜を埋め込む工程とを有し、隣接する
前記溝部の間を完全に酸化膜に変えることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
4. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a second film having a different etching selectivity on the first insulating film, and etching the second film. Forming a third film having a different selectivity on the second film; and etching the second and third films to form a first projection having an arbitrary planar shape in the element isolation region. Forming a plurality of layers at intervals, leaving a fourth film identical to the second film on the side wall of the first protrusion, and leaving the fourth film on the side wall of the adjacent first protrusion. Forming a second projection at a predetermined interval from the fourth coating, and forming a fifth insulating film having an etching selectivity different from that of the second coating in a region other than the second projection. Forming, and removing the second and fourth coatings by etching, and forming a first coating having a columnar corner portion. Forming a part, after etching the first insulating film in the first groove, the fifth
Etching the semiconductor substrate using the insulating film as a mask, forming a second groove in the semiconductor substrate, oxidizing an inner wall of the groove, and embedding a semiconductor film or an insulating film in the groove. And a step of completely converting the space between the adjacent grooves into an oxide film.
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