JP2762447B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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Description
【発明の詳細な説明】 以下の順序に従って本発明を説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention will be described in the following order.
A.産業上の利用分野 B.発明の概要 C.従来技術［第２図］ D.発明が解決しようとする問題点 E.問題点を解決するための手段 F.作用 G.実施例［第１図］ H.発明の効果 （A.産業上の利用分野） 本発明は半導体装置の製造方法、特に半導体基板上に
半導体層を選択的にエピタキシャル成長する半導体装置
の製造方法に関する。A. Industrial application fields B. Summary of the invention C. Prior art [Fig. 2] D. Problems to be solved by the invention E. Means to solve the problems F. Function G. Example [No. 1] H. Effects of the Invention (A. Industrial Application Field) The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor layer is selectively epitaxially grown on a semiconductor substrate.
（B.発明の概要） 本発明は、基板上に半導体層を選択的にエピタキシャ
ル成長する半導体装置の製造方法において、選択エピタ
キシャル成長する際に半導体層の結晶性がマスクとして
用いた膜との界面近傍において悪くなるのを防止するた
め、 上記膜の少なくとも側壁をナイトライドにより形成
し、該膜をマスクとして半導体層を選択的にエピタキシ
ャル成長した後、該ナイトライドを除去し、該ナイトラ
イド除去部分に酸化膜を形成するものである。(B. Summary of the Invention) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a semiconductor layer is selectively epitaxially grown on a substrate, wherein the crystallinity of the semiconductor layer during selective epitaxial growth is close to the interface with the film used as a mask. In order to prevent deterioration, at least the side wall of the film is formed by nitride, and after selectively epitaxially growing a semiconductor layer using the film as a mask, the nitride is removed. Is formed.
（C.従来技術）［第２図］ 基板上にあるいは基板表面の絶縁膜上に半導体層を選
択的に形成し、その半導体層にトランジスタ等の素子を
形成する技術の開発が盛んに行われている。このような
技術には特開昭58−37927号公報に記載されたように絶
縁膜上に多結晶シリコン層を形成し、これをレーザー光
照射により単結晶化する技術と、特開昭59−165435号公
報あるいは特開昭59−225516号公報に記載されたように
半導体基板を部分的に露出させて半導体層の形成を行
い、その半導体基板の露出部分を種として選択的にエピ
タキシャル成長をするという技術等が知られている。(C. Prior Art) [FIG. 2] Technology for selectively forming a semiconductor layer on a substrate or on an insulating film on the surface of the substrate and forming elements such as transistors on the semiconductor layer has been actively developed. ing. Such techniques include a technique of forming a polycrystalline silicon layer on an insulating film as described in JP-A-58-37927 and subjecting the same to single crystallization by laser light irradiation, and a technique disclosed in JP-A-59-37927. A semiconductor layer is formed by partially exposing a semiconductor substrate as described in JP-A-165435 or JP-A-59-225516, and epitaxial growth is selectively performed using the exposed portion of the semiconductor substrate as a seed. Techniques are known.
ところで、選択エピタキシャル成長により形成した半
導体層に形成する能動素子等の素子間の素子分離は特開
昭59−165435号公報に記載されたようにシリコン酸化膜
（SiO2）により行う場合が多い。そして、その素子分離
用のシリコン酸化膜は素子分離だけのために特別に形成
する場合もあるが、選択エピタキシャル成長にあたって
マスクとして用いたシリコン酸化膜を素子分離にも用い
る場合もある。By the way, element isolation between elements such as active elements formed on a semiconductor layer formed by selective epitaxial growth is often performed by a silicon oxide film (SiO 2 ) as described in JP-A-59-165435. The silicon oxide film for element isolation may be specially formed only for element isolation, or the silicon oxide film used as a mask in selective epitaxial growth may be used for element isolation.
第２図（Ａ）、（Ｂ）はこのような選択エピタキシャ
ル成長法による半導体装置の製造方法の従来例の一を工
程順に示すものであり、先ず同図（Ａ）に示すように半
導体基板ａ上にマスクとしてシリコン酸化膜（SiO2）
ｂ、ｂ、…を形成し、その後、半導体基板ａの露出部
ｃ、ｃ、…上に選択エピタキシャル成長法により同図
（Ｂ）に示すように選択エピタキシャル成長層ｄ、ｄ、
…を形成する。そして、選択エピタキシャル成長の際に
マスクとして用いたシリコン酸化膜ｂ、ｂ、…をそのま
ま素子分離用の絶縁膜として用いるのである。FIGS. 2A and 2B show a conventional example of a method of manufacturing a semiconductor device by such a selective epitaxial growth method in the order of steps. First, as shown in FIG. Silicon oxide film (SiO 2 ) as a mask
are formed on the exposed portions c, c,... of the semiconductor substrate a by the selective epitaxial growth method as shown in FIG.
... is formed. Then, the silicon oxide films b, b,... Used as masks during the selective epitaxial growth are used as they are as insulating films for element isolation.
（D.発明が解決しようとする問題点） ところで、第２図に示すような半導体装置の製造方法
には選択エピタキシャル成長層ｄのシリコン酸化膜ｂと
の界面の近傍部分ｅにおいて結晶性が悪くなり、その結
果リーク電流が流れるというような問題があった。(D. Problems to be Solved by the Invention) By the way, in the method of manufacturing a semiconductor device as shown in FIG. 2, crystallinity is deteriorated in a portion e of the selective epitaxial growth layer d near the interface with the silicon oxide film b. As a result, there is a problem that a leak current flows.
本発明はこのような問題点を解決すべく為されたもの
であり、選択エピタキシャル成長による半導体層の結晶
性をマスク膜との界面近傍において改善することを目的
とする。The present invention has been made to solve such a problem, and has as its object to improve the crystallinity of a semiconductor layer by selective epitaxial growth near an interface with a mask film.
（E.問題点を解決するための手段） 本発明半導体装置の製造方法は上記問題点を解決する
ため、選択エピタキシャル成長の際にマスクとして用い
る膜の少なくとも側壁部をナイトライドにより形成し、
選択エピタキシャル成長を行った後ナイトライドを除去
し、該ナイトライドの除去部分に酸化膜を形成するする
ことを特徴とする。(E. Means for Solving the Problems) In order to solve the above problems, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention comprises forming at least a side wall portion of a film used as a mask during selective epitaxial growth with nitride,
After performing the selective epitaxial growth, the nitride is removed, and an oxide film is formed on the removed portion of the nitride.
（F.作用） 本発明半導体装置の製造方法によれば、選択エピタキ
シャル成長に際しマスクとして用いる膜の側壁部をナイ
トライドにより形成したので、ナイトライドが選択エピ
タキシャル成長のために供給されるガスに反応せず、半
導体層が基板の露出部の方位関係を受け継いで成長する
のを防げないことからその半導体層の結晶性が改善され
る。(F. Function) According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, the side wall of the film used as a mask during the selective epitaxial growth is formed of nitride, so that the nitride does not react with the gas supplied for the selective epitaxial growth. Since the semiconductor layer cannot be prevented from growing while inheriting the orientation relationship of the exposed portion of the substrate, the crystallinity of the semiconductor layer is improved.
また、該膜の側壁部を成していたナイトライドは除去
し、その除去部分に酸化膜を形成するので、絶縁特性が
悪いナイトライドに代えて絶縁特性の良い酸化膜を素子
間分離に用いることができる。In addition, since the nitride forming the side wall of the film is removed and an oxide film is formed on the removed portion, an oxide film having a good insulating property is used in place of the nitride having a poor insulating property for isolation between elements. be able to.
（G.実施例）［第１図］ 以下、本発明半導体装置の製造方法を図示実施例に従
って詳細に説明する。(G. Embodiment) [FIG. 1] Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device of the present invention will be described in detail with reference to illustrated embodiments.
第１図（Ａ）乃至（Ｈ）は本発明半導体装置の製造方
法の一つの実施例を工程順に示すものである。1A to 1H show one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps.
（Ａ）第１図（Ａ）に示すように、半導体基板１の表面
にシリコン酸化膜２を加熱酸化により形成する。(A) As shown in FIG. 1A, a silicon oxide film 2 is formed on a surface of a semiconductor substrate 1 by thermal oxidation.
（Ｂ）次に、同図（Ｂ）に示すようにシリコン酸化膜２
をパターニングする。このシリコン酸化膜２は後の選択
エピタキシャル成長の際にマスクとなるものである。こ
のシリコン酸化膜２のパターニングはフォトエッチング
により行われる。３は半導体基板１の露出部である。(B) Next, as shown in FIG.
Is patterned. This silicon oxide film 2 serves as a mask during the subsequent selective epitaxial growth. The patterning of the silicon oxide film 2 is performed by photoetching. Reference numeral 3 denotes an exposed portion of the semiconductor substrate 1.
（Ｃ）次に、同図（Ｃ）に示すようにシリコン酸化膜２
の側壁にナイトライド膜４を形成する。これは、サイド
ウォール形成技術、即ち、ナイトライド膜をCVD等によ
って基板１上に全面的に形成した後該ナイトライド膜に
対して異方性エッチング処理を施してマスク膜のような
突起部の側壁のみにナイトライド膜を残存させるという
技術によって形成することができる。(C) Next, as shown in FIG.
A nitride film 4 is formed on the side wall of. This is because a nitride film is formed on the entire surface of the substrate 1 by CVD or the like, and then the nitride film is subjected to an anisotropic etching process to form a protrusion such as a mask film. It can be formed by a technique of leaving the nitride film only on the side wall.
（Ｄ）次に、同図（Ｄ）に示すように選択エピタキシャ
ル成長法によりシリコン酸化膜２と略同程度の高さの半
導体層５を形成する。この選択エピタキシャル成長は例
えば反応ガスSiH2Cl2＋HCl＋H2を供給するというような
一般的な方法で行うことができる。(D) Next, as shown in FIG. 3D, a semiconductor layer 5 having a height substantially equal to that of the silicon oxide film 2 is formed by a selective epitaxial growth method. This selective epitaxial growth can be performed by a general method such as supplying a reaction gas SiH 2 Cl 2 + HCl + H 2 .
（Ｅ）次に、同図（Ｅ）に示すように、シリコン酸化膜
２をHF（フッ酸）を用いる等してエッチングする。６は
このエッチングにより生じた半導体基板１の露出部であ
る。(E) Next, as shown in FIG. 3E, the silicon oxide film 2 is etched using HF (hydrofluoric acid) or the like. Reference numeral 6 denotes an exposed portion of the semiconductor substrate 1 generated by this etching.
（Ｆ）次に、再び選択エピタキシャル成長を行うことに
より同図（Ｆ）に示すように露出部６上に半導体層７を
形成する。この選択エピタキシャル成長に際してはナイ
トライド膜４がマスク膜となる。(F) Next, the semiconductor layer 7 is formed on the exposed portion 6 by performing selective epitaxial growth again as shown in FIG. During this selective epitaxial growth, the nitride film 4 serves as a mask film.
（Ｇ）次に、同図（Ｇ）に示すように、ナイトライド膜
４をエッチングにより除去する。エッチグ液としてはリ
ン酸H3PO4が好適である。８はこのエッチングにより生
じた凹部である。(G) Next, as shown in FIG. 2G, the nitride film 4 is removed by etching. Phosphoric acid H 3 PO 4 is suitable as the etching solution. Reference numeral 8 denotes a concave portion formed by this etching.
（Ｈ）その後、上記凹部８を同図（Ｈ）に示すようにシ
リコン酸化膜９によって埋めてこのシリコン酸化膜９を
素子分離に用いる。このシリコン酸化膜９は、例えば半
導体の全面酸化を行い、次いでその酸化により形成され
た酸化膜の半導体表面上に形成された部分をフッ酸HFを
用いてエッチングすることにより形成することができ
る。(H) Thereafter, the recess 8 is filled with a silicon oxide film 9 as shown in FIG. 2H, and the silicon oxide film 9 is used for element isolation. This silicon oxide film 9 can be formed by, for example, oxidizing the entire surface of a semiconductor and then etching the portion of the oxide film formed by the oxidation on the semiconductor surface using hydrofluoric acid HF.
尚、凹部８をシリコン酸化膜９で埋めるのではなく、
半導体表面を薄く酸化し、つまり凹部８が埋まらないよ
うなうすい酸化膜を形成し、その後、CVD等によりシリ
コン酸化物等からなる絶縁膜を形成して凹部８を埋める
ようにしても良い。In addition, instead of filling the recess 8 with the silicon oxide film 9,
The semiconductor surface may be thinly oxidized, that is, a thin oxide film that does not fill the recess 8 may be formed, and then an insulating film made of silicon oxide or the like may be formed by CVD or the like to fill the recess 8.
（H.発明の効果） 以上に述べたように、本発明半導体装置の製造方法
は、半導体基板の表面に少なくとも側壁部がナイトライ
ドからなる膜を選択的に形成する工程と、選択エピタキ
シャル成長により該半導体基板の露出部上に半導体層を
形成する工程と、上記ナイトライドを除去して、該除去
部分に酸化膜を形成するする工程と、を少なくとも有す
ることを特徴とするものである。(H. Effects of the Invention) As described above, the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes a step of selectively forming a film having at least a side wall made of nitride on the surface of a semiconductor substrate, and a step of selectively epitaxially growing the film. At least a step of forming a semiconductor layer on an exposed portion of a semiconductor substrate and a step of removing the nitride and forming an oxide film on the removed portion are provided.
従って、本発明半導体装置の製造方法によれば、選択
エピタキシャルの際にマスクとして用いる膜の側壁部を
ナイトライドにより形成したので、ナイトライドが選択
エピタキシャル成長のために供給されるガスに反応せ
ず、半導体層が基板の露出部の方位関係を受け継いで成
長するのを防げないことからその半導体層の結晶性が改
善され、延いてはリーク電流を抑制することができる。Therefore, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, since the sidewall portion of the film used as a mask during selective epitaxial growth is formed of nitride, the nitride does not react with the gas supplied for selective epitaxial growth, Since the semiconductor layer cannot be prevented from growing while inheriting the azimuthal relationship of the exposed portion of the substrate, the crystallinity of the semiconductor layer is improved, and thus the leakage current can be suppressed.
また、選択エピタキシャルの際にマスクとして用いた
膜の側壁部を成していたナイトライドは除去し、その除
去部分に酸化膜を形成するので、絶縁特性が悪いナイト
ライドに代えて絶縁特性の良い酸化膜を素子間分離に用
いることができる。Further, the nitride which has formed the side wall of the film used as a mask during the selective epitaxial growth is removed, and an oxide film is formed on the removed portion. An oxide film can be used for isolation between elements.
そして、本発明半導体装置の製造方法において、選択
エピタキシャル成長により半導体基板の露出部上に半導
体層を形成する工程と、ナイトライドを除去して該除去
部分に酸化膜を形成する工程との間において、側壁部が
ナイトライドからなる膜をそのナイトライドからなる側
壁部を除き除去し、その後、その膜除去部分に選択エピ
タキシャル成長により半導体層を形成することとした場
合には、該膜の側壁部を成していた狭い領域を酸化膜に
よる素子間分離領域とすることができ、より半導体装置
の集積密度を高めることができる。In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the step of forming a semiconductor layer on the exposed portion of the semiconductor substrate by selective epitaxial growth and the step of removing an nitride to form an oxide film on the removed portion include: When the film whose sidewall is made of nitride is removed except for the sidewall made of the nitride, and then a semiconductor layer is formed by selective epitaxial growth on the removed portion of the film, the sidewall of the film is formed. The narrow region thus formed can be used as an element isolation region using an oxide film, and the integration density of the semiconductor device can be further increased.
第１図（Ａ）乃至（Ｈ）は本発明半導体装置の製造方法
の一つの実施例を工程順に示す断面図、第２図（Ａ）、
（Ｂ）は半導体装置の製造方法の従来例の一を工程順に
示す断面図である。 符号の説明 １……半導体基板、２……側壁部がナイトライドからな
る膜、３……半導体基板の露出部、４……ナイトライド
膜（膜側壁部）、５、７……半導体層、６……半導体基
板の露出部。1A to 1H are cross-sectional views showing one embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention in the order of steps, and FIGS.
3B is a cross-sectional view showing one example of the conventional method of manufacturing the semiconductor device in order of process. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Film whose sidewall is made of nitride, 3 ... Exposed portion of semiconductor substrate, 4 ... Nitride film (film side wall), 5, 7 ... Semiconductor layer, 6 ... exposed part of the semiconductor substrate.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01L 21/205 H01L 21/76──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) H01L 21/205 H01L 21/76
Claims (2)
イトライドからなる膜を選択的に形成する工程と、 選択エピタキシャル成長により該半導体基板の露出部上
に半導体層を形成する工程と、 上記ナイトライドを除去して、該除去部分に酸化膜を形
成するする工程と、 を少なくとも有することを特徴とする半導体装置の製造
方法A step of selectively forming a film having at least a side wall portion made of nitride on a surface of a semiconductor substrate; a step of forming a semiconductor layer on an exposed portion of the semiconductor substrate by selective epitaxial growth; And forming an oxide film on the removed portion.
の露出部上に半導体層を形成する工程と、ナイトライド
を除去して該除去部分に酸化膜を形成する工程との間
に、側壁部がナイトライドからなる膜をそのナイトライ
ドからなる側壁部を除き除去し、その後、その膜除去部
分に選択エピタキシャル成長により半導体層を形成する
工程を有する ことを特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法2. The method according to claim 1, wherein the step of forming the semiconductor layer on the exposed portion of the semiconductor substrate by selective epitaxial growth and the step of removing the nitride to form an oxide film on the removed portion have the side wall formed from nitride. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising the step of removing the film except for the side wall portion made of the nitride, and thereafter forming a semiconductor layer by selective epitaxial growth on the removed portion of the film.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63015294A JP2762447B2 (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63015294A JP2762447B2 (en) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189914A JPH01189914A (en) | 1989-07-31 |
| JP2762447B2 true JP2762447B2 (en) | 1998-06-04 |
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| Country | Link |
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| JP (1) | JP2762447B2 (en) |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5856323A (en) * | 1981-09-29 | 1983-04-04 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor substrate |
| JPS59232440A (en) * | 1983-06-15 | 1984-12-27 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63015294A patent/JP2762447B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH01189914A (en) | 1989-07-31 |
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