JP3001588B2 - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacturing method thereof

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JP3001588B2
JP3001588B2 JP1151379A JP15137989A JP3001588B2 JP 3001588 B2 JP3001588 B2 JP 3001588B2 JP 1151379 A JP1151379 A JP 1151379A JP 15137989 A JP15137989 A JP 15137989A JP 3001588 B2 JP3001588 B2 JP 3001588B2
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oxide film
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Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置およびその製造方法に係り、特
にMOSトランジスタ等の素子分離方法に関する。
The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and more particularly to a method for isolating elements such as MOS transistors.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

近年、半導体集積回路は、微細化および高集積化の一
途を辿っている。このため、寄生チャネルによる絶縁不
良をなくし、配線の寄生容量を小さくするため、素子間
のいわゆるフィールド領域に厚い絶縁膜を形成し、この
絶縁膜によって素子間分離をおこなうようにしている。
2. Description of the Related Art In recent years, semiconductor integrated circuits have been steadily miniaturized and highly integrated. Therefore, in order to eliminate the insulation failure due to the parasitic channel and to reduce the parasitic capacitance of the wiring, a thick insulating film is formed in a so-called field region between the elements, and the elements are separated by the insulating film.

この1つの例として、ウェハのフィールド領域に溝を
形成し、この溝内にCVD法により酸化シリコン膜を埋め
込み表面を平坦化するようにしたいわゆるボックス(Bo
x)法と呼ばれる方法がある。
As one example of this, a so-called box (Bo) in which a groove is formed in a field region of a wafer and a silicon oxide film is buried in the groove by a CVD method to flatten the surface.
x) There is a method called the method.

このボックス法は、素子間分離が改良に行われる反
面、溝の中に酸化シリコン膜を埋め込むため基板シリコ
ンとの熱膨張係数の差によってストレスが増大し、溝底
部等から結晶欠陥が発生するという問題があった。これ
は、リーク電流発生の原因となる。また、このような素
子分離領域内にMOSFETを形成した場合、溝のコーナ部が
どうしても露出してしまい、そのコーナー部でゲート電
極からの電界集中が発生し、MOSFETの閾値が低下し、サ
ブスレッショルド特性がハンプを持ってしまうという問
題があった。
In the box method, while isolation between elements is improved, stress is increased due to a difference in coefficient of thermal expansion from substrate silicon because a silicon oxide film is buried in a groove, and crystal defects are generated from a groove bottom and the like. There was a problem. This causes leakage current. In addition, when a MOSFET is formed in such an element isolation region, the corner of the groove is inevitably exposed, electric field concentration from the gate electrode occurs at the corner, the threshold of the MOSFET is reduced, and the sub-threshold is reduced. There is a problem that the characteristics have a hump.

このような問題を回避するため、第7図に一例を示す
ように、埋め込み材料として多結晶シリコンなどの低ス
トレス材を使用することにより、上述の結晶欠陥による
リーク電流の抑制を行う方法も提案されている。これ
は、n型シリコン基板101表面に形成されたpウェル領
域102内に形成された溝Vの中に酸化シリコン膜103を介
して多結晶シリコン膜104を埋め込み、多結晶シリコン
膜104の表面酸化によって形成された酸化シリコン膜105
で覆うようにした素子分離方法も提案されている。ここ
で、106はp−チャネルストッパ層である。このような
素子分離領域で囲まれた素子領域内にゲート絶縁膜107
を介してゲート電極108を形成すると共にn+拡散層か
らなるソース・ドレイン領域109を形成しMOSFETを形成
した場合を考えてみる。
In order to avoid such a problem, as shown in an example in FIG. 7, a method of suppressing a leak current due to the above-described crystal defect by using a low stress material such as polycrystalline silicon as a filling material is also proposed. Have been. This is because a polycrystalline silicon film 104 is buried in a groove V formed in a p-well region 102 formed on the surface of an n-type silicon substrate 101 via a silicon oxide film 103, and the surface of the polycrystalline silicon film 104 is oxidized. Oxide film 105 formed by
There has been proposed an element isolation method in which the element is covered with a. Here, 106 is a p-channel stopper layer. The gate insulating film 107 is formed in an element region surrounded by such an element isolation region.
Let us consider a case in which a gate electrode 108 is formed through the gate electrode and a source / drain region 109 made of an n + diffusion layer is formed to form a MOSFET.

この方法によれば、溝の内部に充填されている物質の
大半は多結晶シリコンであるため、熱膨張係数の差によ
るストレスは低減される。しかしながら、表面酸化の際
に溝側面図で楔型の酸化が進み、それによるストレスで
リーク電流が増大するという問題があると共に、溝のコ
ーナ部Kの露出によるMOSFETのハンプ特性を問題が残っ
ている。さらに悪いことには、多結晶シリコンは導体で
あるため、溝側面にできたpnジャンクションとの間で、
この多結晶シリコンをゲート電極としたゲートコントロ
ールダイオード構造が形成されて、新たなるジャンクシ
ョンリーク電流が発生してしまうことになる。
According to this method, since most of the material filling the inside of the groove is polycrystalline silicon, stress due to a difference in thermal expansion coefficient is reduced. However, wedge-shaped oxidation progresses in the groove side view at the time of surface oxidation, and there is a problem that the leakage current increases due to the stress, and a problem still remains with the hump characteristic of the MOSFET due to the exposure of the corner K of the groove. I have. To make matters worse, since polycrystalline silicon is a conductor, between the pn junction formed on the groove side surface,
A gate control diode structure using this polycrystalline silicon as a gate electrode is formed, and a new junction leak current is generated.

(発明が解決しようする課題) このように、従来の素子分離技術では、結晶欠陥によ
るリーク電流や、溝コーナー部の露出によるMOSFETのハ
ンプ特性、ゲートコントロールダイオード構造によるリ
ーク電流の発生などさまざまな問題を残していた。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in the conventional device isolation technology, there are various problems such as a leak current due to a crystal defect, a hump characteristic of a MOSFET due to exposure of a groove corner, and a leak current due to a gate control diode structure. Was leaving.

また、溝内の多結晶シリコン膜を覆うように形成する
酸化シリコン膜のパターニングに際してのずれを考慮
し、素子形成領域上への延在幅を大きくとる必要があ
り、これが高密度化を阻む原因となることがある。
In addition, it is necessary to increase the width of the silicon oxide film formed on the element forming region in consideration of the displacement at the time of patterning the silicon oxide film formed so as to cover the polycrystalline silicon film in the groove. It may be.

本発明は、前記実情に鑑みてなされたもので、素子分
離が完全でかつ占有面積が小さく信頼性の高い素子分離
を行うことを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and has as its object to perform highly reliable element isolation with a small element isolation and a small occupation area.

〔発明の構成〕[Configuration of the invention]

(課題を解決するための手段) そこで本発明の第1では、溝を用いた素子分離におい
て、埋め込み材料を溝内に埋め込み、その上面に溝幅よ
りも大きく、そのエッジがテーパ状の絶縁膜からなる蓋
部を形成するようにしている。
(Means for Solving the Problems) In the first aspect of the present invention, in element isolation using a groove, an embedding material is buried in the groove, and the upper surface thereof is larger than the groove width and the edge thereof has a tapered insulating film. Is formed.

また、本発明の第2では幅の異なる複数の素子分離領
域を有する半導体装置において、溝幅は全てに対し一定
とし、素子分離幅に応じて、溝の上面に配設される絶縁
膜の蓋体の大きさを決定するようにしている。
According to a second aspect of the present invention, in a semiconductor device having a plurality of element isolation regions having different widths, the width of the groove is constant with respect to all elements, and a cover of an insulating film provided on the upper surface of the groove according to the element isolation width. I try to determine the size of my body.

また、本発明の方法では、半導体基板表面に第1の膜
からなる凸部を形成すると共にこの凸部の側壁に第2の
膜を形成し、この第1及び第2の膜をマスクとして溝
(トレンチ)を形成し、この溝内に該半導体基板と膨張
率のほぼ等しい第3の膜を埋め込んだのち前記第2の膜
を除去し、表面全体に段差上でのエッチング速度が平坦
部のエッチング速度よりも大きい第4の膜を堆積し、こ
の第4の膜をエッチングし、第1の膜の存在領域上に形
成された第4の膜の段差部にV字状の溝を形成し、前記
第1の膜の側壁を露呈せしめたのち、前記第1の膜をエ
ッチング除去し、素子形成領域の基板表面を露出させる
ようにしている。
Further, in the method of the present invention, a convex portion made of the first film is formed on the surface of the semiconductor substrate, and a second film is formed on a side wall of the convex portion, and the groove is formed using the first and second films as a mask. (Trench) is formed, a third film having a coefficient of expansion substantially equal to that of the semiconductor substrate is buried in the groove, and then the second film is removed. A fourth film having a higher etching rate is deposited, and the fourth film is etched to form a V-shaped groove at a step of the fourth film formed on the region where the first film is present. After exposing the side wall of the first film, the first film is removed by etching to expose the substrate surface in the element formation region.

(作用) 上記第1の構成によれば、溝上部にその溝幅より大き
な絶縁層の蓋を形成しているため、溝コーナー部はこの
絶縁層で覆われ露出がなくなることにより、MOSFETのハ
ンプ特性などの影響も防ぐことが可能となる。また、表
面酸化を必要としないため、くさび酸化による欠陥の発
生も防ぐことができる。
(Operation) According to the first configuration, since the lid of the insulating layer larger than the groove width is formed at the upper part of the groove, the groove corner is covered with this insulating layer and is not exposed, so that the MOSFET humps. It is also possible to prevent the influence of characteristics and the like. Further, since surface oxidation is not required, generation of defects due to wedge oxidation can be prevented.

さらには、絶縁層からなる蓋のため、活性化領域と基
板との間のpnジャンクションが溝側面から離れて形成さ
れることになり、これにより埋め込み層に多結晶シリコ
ンを用いた場合にも、この多結晶シリコンをゲート電極
としたゲートコントロールダイオード構造も回避され、
それに伴うジャンクションリーク電流も抑制することが
可能となる。
Furthermore, because of the lid made of an insulating layer, a pn junction between the activation region and the substrate is formed at a distance from the groove side surface, so that even when polycrystalline silicon is used for the buried layer, The gate control diode structure using this polycrystalline silicon as a gate electrode is also avoided,
The accompanying junction leak current can be suppressed.

また、上記第2の構成によれば、いろいろな大きさの
素子分離領域を形成する必要がある場合にも、溝幅は全
てに対し一定とし、素子分離幅に応じて、溝の上面に配
設される絶縁膜の蓋体の大きさを変化させれば良いた
め、溝の形成を制御性よく行うことが可能となる。ま
た、現在の技術では、絶縁膜の埋め込みを良好に行うこ
とのできる溝幅はせいぜい1μmであるが、この構造に
よれば1μm以下の溝を形成し、蓋体の幅を所望の寸法
に調整すれば良い。
Further, according to the second configuration, even when it is necessary to form element isolation regions of various sizes, the groove width is constant for all the elements, and is arranged on the upper surface of the groove according to the element isolation width. Since it is only necessary to change the size of the lid of the insulating film to be provided, it is possible to form the groove with good controllability. Further, according to the current technology, the groove width at which the insulating film can be satisfactorily embedded is at most 1 μm. However, according to this structure, a groove of 1 μm or less is formed, and the width of the lid is adjusted to a desired size. Just do it.

ところで、上述した溝のコーナー部の露出による問題
を避けるため、例えば第6図に示すように、シリコン基
板301表面に形成された溝Vの中に酸化シリコン膜302を
介して多結晶シリコン膜303を埋め込み、多結晶シリコ
ン膜303の表面を覆うようにCVD法により酸化シリコン膜
304を形成する場合を考えてみる。
By the way, in order to avoid the above-mentioned problem due to the exposure of the corner portion of the groove, for example, as shown in FIG. 6, a polycrystalline silicon film 303 is formed in a groove V formed on the surface of a silicon substrate 301 via a silicon oxide film 302. Buried in the silicon oxide film by CVD so as to cover the surface of the polycrystalline silicon film 303.
Consider the case where 304 is formed.

ここで、溝の上部を覆う酸化シリコン膜304は、溝内
に埋め込まれた多結晶シリコン303と電気的に分離する
ためおよび寄生チャネルの形成を防止するため、溝のコ
ーナー部の露出を避けるべく、溝の上部のみならず溝V
に隣接する素子形成領域上にわずかに延びるように形成
するのが望ましい。この酸化シリコン膜は、マスク合わ
せ工程によって加工されるため、溝Vとの合わせずれに
より溝Vに隣接する素子形成領域上に延びる延び幅S1,S
2が変化し易いことになる。このため、マージンをみ
て、素子分離領域上への伸び幅は通常0.4μm程度とる
必要があり、これは高密度化を阻むような結果を招くこ
ともある。
Here, the silicon oxide film 304 covering the upper portion of the trench is to be electrically separated from the polycrystalline silicon 303 buried in the trench and to prevent formation of a parasitic channel. , Not only the top of the groove but also the groove V
It is desirable to form it so as to extend slightly on the element formation region adjacent to the device. Since this silicon oxide film is processed in the mask alignment step, the extension widths S1, S extending over the element formation region adjacent to the groove V due to misalignment with the groove V
2 is likely to change. For this reason, in view of the margin, the width of the extension on the element isolation region needs to be generally about 0.4 μm, which may result in preventing high density.

そこで、本発明の方法は、素子分離溝を覆う絶縁膜を
溝に対して自己整合的に形成することにより、この素子
形成領域上への延び幅をできるだけ少なくするようにし
たものである。
Therefore, in the method of the present invention, an insulating film covering the element isolation groove is formed in a self-alignment manner with respect to the groove, so that the extension width over the element formation region is reduced as much as possible.

すなわち、上記方法によれば、素子分離溝を覆う絶縁
膜(第4の膜)のパターニングがフォトリソ工程を経る
ことなく、素子分離溝形成時に用いたマスクとしての第
1の膜をそのまま利用し、この第1の膜の周りの段差上
でのエッチング速度が速くなるような絶縁膜を用いてこ
の第1の膜の周りを露呈せしめ、第1の膜をエッチング
除去することにより自己整合的に形成される。
That is, according to the above method, the first film as a mask used at the time of forming the element isolation groove is used as it is without patterning the insulating film (fourth film) covering the element isolation groove without going through a photolithography step. Forming in a self-aligned manner by exposing the periphery of the first film by using an insulating film that increases the etching rate on the step around the first film and etching away the first film. Is done.

すなわち、プラズマCVD法等により形成された酸化シ
リコン膜等は段差上で膜質が脆弱となりエッチングに際
し、段差上でのエッチング速度が平坦部でのエッチング
速度に比べて大幅に速くなるという結果に着目して成さ
れたもので、これを利用して自己整合的にパターニング
するようにしている。
In other words, we pay attention to the result that the silicon oxide film and the like formed by the plasma CVD method and the like have a weak film quality on the step and the etching rate on the step is significantly faster than the etching rate on the flat part when etching. This is used to perform patterning in a self-aligned manner.

また、第1の膜の側壁に第2の膜を形成した状態で溝
を形成し、第4の膜の堆積時には該第2の膜を除去する
ようにしているため、溝形成時にエッチングの周り込み
が生じて溝幅が少し広くなったりしても、この第2の膜
の膜厚の分だけ第4の膜は素子形成領域上に重なるた
め、溝のコーナー部の露出は防止される。
Further, a groove is formed in a state where the second film is formed on the side wall of the first film, and the second film is removed when the fourth film is deposited. Even if the width of the groove is slightly increased due to intrusion, the fourth film overlaps the element formation region by the thickness of the second film, so that the corner portion of the groove is prevented from being exposed.

また、溝は側壁残し工程で形成された第2の膜をも加
えたマスクを用いるため、実際のリソグラフィの限界よ
りも細い幅の溝が形成できる。
Further, since a groove is formed using a mask to which the second film formed in the side wall leaving step is added, a groove having a width smaller than the limit of actual lithography can be formed.

従って、上記第1および第2の構成による効果に加え
て、素子形成領域への絶縁膜の延在が面積的な増加にな
るのを防止できることと共に、さらに著しい素子分離領
域の面積的な低減をはかることができ、さらなる高集積
化が可能となる。
Therefore, in addition to the effects of the first and second configurations, it is possible to prevent the extension of the insulating film to the element formation region from increasing in area, and to further remarkably reduce the area of the element isolation region. It can be measured, and higher integration can be achieved.

(実施例) 以下、本発明の実施例に図面を参照しつつ詳細に説明
する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図は、本発明の第1の実施例の方法で形成された
半導体装置を示す図であり、第2図(a)乃至第2図
(d)は、同素子分離領域の形成工程図である。
FIG. 1 is a view showing a semiconductor device formed by the method according to the first embodiment of the present invention, and FIGS. 2 (a) to 2 (d) are process charts for forming the element isolation region. It is.

この半導体装置は、素子分離領域に、溝Vを形成しこ
の溝V内に酸化シリコン膜3を介して多結晶シリコン膜
4を充填すると共に、この表面を覆うように溝幅よりも
大きな幅の酸化シリコン膜5の蓋を形成したことを特徴
とするものである。なお、ここで、この酸化シリコン膜
のエッジは、後続の電極形成工程などの加工を容易にす
るためにテーパ状をなすように形成されている。
In this semiconductor device, a trench V is formed in an element isolation region, and the trench V is filled with a polycrystalline silicon film 4 via a silicon oxide film 3 and has a width larger than the trench width so as to cover this surface. A feature is that a lid of the silicon oxide film 5 is formed. Here, the edge of the silicon oxide film is formed to have a tapered shape to facilitate processing such as a subsequent electrode forming step.

すなわち、この半導体装置は、n型シリコン基板1内
に形成されたp型ウェル領域2の表面に形成された溝V
内に酸化シリコン膜3を介して多結晶シリコン膜4が充
填すると共に、この溝のコーナー部を囲むように溝幅よ
りも大きな幅の酸化シリコン膜5を形成することによっ
て形成された素子分離領域によって囲まれた素子領域内
にゲート絶縁膜6を介して形成されたゲート電極7と、
ソース・ドレイン領域8としてのn+拡散層とからなる
MOSFETが形成されてなるものである。ここで、9はp型
チャネルストッパである。
That is, in this semiconductor device, the groove V formed in the surface of the p-type well region 2 formed in the n-type silicon substrate 1 is formed.
An element isolation region formed by filling the inside with a polycrystalline silicon film 4 via a silicon oxide film 3 and forming a silicon oxide film 5 having a width larger than the groove width so as to surround a corner of the groove. A gate electrode 7 formed via a gate insulating film 6 in an element region surrounded by
Composed of n + diffusion layers as source / drain regions 8
A MOSFET is formed. Here, 9 is a p-type channel stopper.

次に、この半導体装置の形成工程について、説明す
る。
Next, a process of forming the semiconductor device will be described.

先ず、第2図(a)に示すように、n型シリコン基板
1にpウェル領域2を形成した後、CVD法によって膜厚
約2000Åの酸化シリコン膜31を堆積した後、この酸化シ
リコン膜31内に、リソグラフィおよびエッチング技術を
用いて幅0.2μmの溝を形成し、これをマスクとして反
応性イオンエッチングにより、エッチングを行い、深さ
0.4μmの溝Vを形成し、さらにこの後、この溝の底部
にボロンイオン(B+)を2×1013cm-2でイオン注入
し、反転防止用のp型チャネルストッパ層9を形成す
る。
First, as shown in FIG. 2 (a), after forming a p-well region 2 in an n-type silicon substrate 1, a silicon oxide film 31 having a thickness of about 2000.degree. A groove having a width of 0.2 μm is formed therein by using lithography and etching techniques, and etching is performed by reactive ion etching using the groove as a mask, and a depth is formed.
A 0.4 μm groove V is formed, and thereafter, boron ions (B +) are implanted into the bottom of the groove at 2 × 10 13 cm −2 to form a p-type channel stopper layer 9 for preventing inversion.

この後、第2図(b)に示すように、マスクとしての
酸化シリコン膜31を除去し、熱酸化法によって形成した
膜厚約500Åの酸化シリコン膜3を介して膜厚約3000Å
の多結晶シリコン膜4を堆積し、異方性エッチングによ
り、エッチングし、溝内にのみこの多結晶シリコン膜を
残留せしめるようにする。
Thereafter, as shown in FIG. 2 (b), the silicon oxide film 31 as a mask is removed, and a film thickness of about 3000 .ANG.
The polycrystalline silicon film 4 is deposited and etched by anisotropic etching so that the polycrystalline silicon film remains only in the groove.

さらに、第2図(c)に示すように、CVD法により膜
厚約2000Åの酸化シリコン膜5を堆積し、さらにこの上
層にレジストを塗布し通常のフォトリソ法によりレジス
トパターンRを形成する。
Further, as shown in FIG. 2 (c), a silicon oxide film 5 having a thickness of about 2000 Å is deposited by a CVD method, a resist is further applied on the silicon oxide film 5, and a resist pattern R is formed by a usual photolithography method.

この後、第2図(d)に示すように、このレジストパ
ターンRをマスクとして等方性エッチングを行った後、
異方性エッチングを行い、エッジがテーパ状をなすよう
に形成された蓋体としての酸化シリコン膜5をパターニ
ングをする。
Thereafter, as shown in FIG. 2D, isotropic etching is performed using the resist pattern R as a mask.
Anisotropic etching is performed to pattern the silicon oxide film 5 serving as a lid having a tapered edge.

そして、このレジストパターンを除去し、通常の工程
を経て、ゲート絶縁膜、ゲート電極、ソース・ドレイン
領域としてのn型拡散層を形成し、MOSFETを形成し、第
1図に示したような半導体装置が完成する。
Then, the resist pattern is removed, and through a normal process, a gate insulating film, a gate electrode, an n-type diffusion layer as a source / drain region are formed, a MOSFET is formed, and a semiconductor as shown in FIG. 1 is formed. The device is completed.

このようにして形成された半導体装置は、溝Vの上部
が酸化シリコン膜5からなる蓋体で覆われている。溝コ
ーナー部の露出もなくなり、ハンプ特性もなく特定の良
好なMOSFETを得ることが可能となる。さらに表面酸化に
よるリークの発生もない。
In the semiconductor device thus formed, the upper portion of the groove V is covered with a lid made of the silicon oxide film 5. There is no exposure at the corners of the groove, and it is possible to obtain a specific good MOSFET without hump characteristics. Further, there is no occurrence of leakage due to surface oxidation.

さらには、この蓋体5のため、活性化領域と基板との
間のpnジャンクションは溝側面から離れて形成されるこ
とになり、これにより埋め込み層の多結晶シリコン3を
ゲート電極としたゲートコントロールダイオード構造も
回避され、それに伴うジャンクションリーク電流も抑制
することが可能となる。
Further, because of the lid 5, the pn junction between the activation region and the substrate is formed at a distance from the side surface of the trench, and thereby the gate control using the polysilicon 3 of the buried layer as the gate electrode is performed. The diode structure is also avoided, and the resulting junction leakage current can be suppressed.

なお、前記実施例では、埋め込み材料としてノンドー
プの多結晶シリコンを用いたが、不純物を含む多結晶シ
リコン膜を用いるようにしてもよい。この場合、この埋
め込み層の多結晶シリコンに0Vの電位を与えることによ
り、電界シールド分離を行うことも可能である。また、
埋め込み材料としては、多結晶シリコンのみならず、BP
SG膜や窒化シリコン膜等の絶縁膜を用いることも可能で
ある。
In the above embodiment, non-doped polycrystalline silicon is used as the filling material, but a polycrystalline silicon film containing impurities may be used. In this case, electric field shield separation can be performed by applying a potential of 0 V to the polycrystalline silicon in the buried layer. Also,
As an embedding material, not only polycrystalline silicon but also BP
It is also possible to use an insulating film such as an SG film or a silicon nitride film.

さらにまた、蓋体5のエッジのテーパ部を積極的に利
用するため、蓋体形成後、基板表面にシリコンの選択的
エピタキシャル成長(SSG)をあらかじめ行うことによ
り、活性化領域を広げた後、MOSFETを形成するようにし
ても良い。
Furthermore, in order to positively use the tapered portion of the edge of the lid 5, after the lid is formed, a selective epitaxial growth (SSG) of silicon is performed on the surface of the substrate in advance, so that the activation region is expanded, May be formed.

さらにまた、蓋体としての酸化シリコン膜の形成に先
立ち、溝V内の多結晶シリコン膜の表面を酸化しておく
ようにしても良い。これにより、耐圧がさらに向上する
という効果を得ることが可能となる。
Furthermore, prior to forming the silicon oxide film as the lid, the surface of the polycrystalline silicon film in the groove V may be oxidized. This makes it possible to obtain an effect that the withstand voltage is further improved.

実施例2 次に、本発明の第2の実施例について説明する。第3
図は、本発明実施例の方法で形成された素子分離領域を
示す斜視図であり、第4図(a)乃至第4図(i)は、
同素子分離領域の形成工程図である。
Embodiment 2 Next, a second embodiment of the present invention will be described. Third
FIGS. 4A to 4I are perspective views showing element isolation regions formed by the method of the embodiment of the present invention.
It is a process chart of the formation of the element isolation region.

この半導体装置は、不純物濃度5×1016cm-3程度のp
型シリコン基板10表面に形成された溝V内に酸化シリコ
ン膜16を介して多結晶シリコン膜17が充填されると共
に、この溝のコーナー部を囲むように溝表面に自己整合
的に形成された酸化シリコン膜19とからなる素子分離領
域によって囲まれた素子領域内にゲート電極23と、該ゲ
ート電極23に自己整合するように形成されたn+拡散層
からなるソース・ドレイン領域24,25とからなるMOSFET
が形成されてなるものである。
This semiconductor device has a p-type impurity concentration of about 5 × 10 16 cm −3.
The trench V formed on the surface of the mold silicon substrate 10 is filled with a polycrystalline silicon film 17 via a silicon oxide film 16 and formed in a self-aligned manner on the surface of the groove so as to surround the corner of the groove. A gate electrode 23 is formed in an element region surrounded by an element isolation region formed of a silicon oxide film 19, and source / drain regions 24 and 25 formed of an n + diffusion layer formed so as to be self-aligned with the gate electrode 23. Become MOSFET
Are formed.

次に、この素子分離領域の形成工程について、説明す
る。
Next, a process of forming the element isolation region will be described.

先ず、第4図(a)に示すように不純物濃度5×1016
cm-3程度の(100)p型シリコン基板10の表面に熱酸化
法によって膜厚約20nmの酸化シリコン膜11を形成した
後、CVD法により耐酸化性膜である膜厚約400nmの窒化シ
リコン膜12とを順次堆積し、通常のフォトリソ法により
これらをパターニングする。
First, as shown in FIG. 4 (a), the impurity concentration is 5 × 10 16
After a silicon oxide film 11 having a thickness of about 20 nm is formed on the surface of a (100) p-type silicon substrate 10 of about cm -3 by a thermal oxidation method, a silicon nitride film having a thickness of about 400 nm which is an oxidation resistant film is formed by a CVD method. The films 12 are sequentially deposited, and these are patterned by a normal photolithography method.

そして、この酸化シリコン膜11および窒化シリコン膜
12のパターンの上層にCVD法により膜厚約150nmの酸化シ
リコン膜13を堆積した後、通常の反応性イオンエッチン
グにより全面をエッチングし、前記酸化シリコン膜11お
よび窒化シリコン膜12のパターンの側壁にのみ該酸化シ
リコン膜13を残置せしめる。
The silicon oxide film 11 and the silicon nitride film
After depositing a silicon oxide film 13 having a thickness of about 150 nm on the upper layer of the pattern 12 by a CVD method, the entire surface is etched by ordinary reactive ion etching, and the silicon oxide film 11 and the silicon nitride film 12 Only the silicon oxide film 13 is left.

この後、これら窒化シリコン膜12および酸化シリコン
膜13をマスクとしてシリコン基板10を反応性イオンエッ
チング法によりエッチングし、深さ0.5μm程度の溝V
を形成し、溝の内壁に膜厚20nm程度の熱酸化膜14を形成
する。
Thereafter, the silicon substrate 10 is etched by a reactive ion etching method using the silicon nitride film 12 and the silicon oxide film 13 as a mask to form a groove V having a depth of about 0.5 μm.
Is formed, and a thermal oxide film 14 having a thickness of about 20 nm is formed on the inner wall of the groove.

続いて、第4図(b)に示すように、溝の底部に、フ
ィールド反転防止のためのボロンイオン等を例えば1×
1013cm-2,100KeVの程度でイオン注入し、p型不純物層1
5を形成する。このとき、ストレスを緩和するために溝
の底部に例えば半径r=100nm程度の丸みをもたせるよ
うにエッチングしてもよい。この後、溝の内壁の酸化膜
14を除去した後、溝の内壁を例えばアルカリ溶液を含む
エッチング液で50乃至100Å程度エッチングし、反応性
イオンエッチング時のダメージを除去する。この工程は
イオン注入の前に行うようにしても良い。
Subsequently, as shown in FIG. 4 (b), boron ions or the like for preventing field inversion are applied to the bottom of the groove, for example, by 1 ×.
10 13 cm -2 , ion implantation at about 100 KeV, p-type impurity layer 1
Form 5 At this time, in order to alleviate the stress, the etching may be performed so that the bottom of the groove is rounded, for example, with a radius of about r = 100 nm. After this, the oxide film on the inner wall of the groove
After removing 14, the inner wall of the groove is etched by about 50 to 100 ° with an etching solution containing, for example, an alkaline solution to remove damage during reactive ion etching. This step may be performed before ion implantation.

そして、第4図(c)に示すように、溝の内壁に膜厚
約30nm程度の熱酸化膜16を形成し、さらに全面にCVD法
により膜厚約500nmの多結晶シリコン膜17を形成する。
そして、さらにレジスト等を塗布し表面を平坦化しエッ
チバックを行い溝内にのみ多結晶シリコン膜17を残置せ
しめる。
Then, as shown in FIG. 4C, a thermal oxide film 16 having a thickness of about 30 nm is formed on the inner wall of the groove, and a polycrystalline silicon film 17 having a thickness of about 500 nm is formed on the entire surface by the CVD method. .
Then, a resist or the like is further applied to flatten the surface and etch back to leave the polycrystalline silicon film 17 only in the groove.

この後、第4図(d)に示すように、前記側壁残し工
程で形成された酸化シリコン膜13をフッ化アンモニウム
液等を用して選択的にエッチング除去する。
Thereafter, as shown in FIG. 4D, the silicon oxide film 13 formed in the side wall leaving step is selectively etched away using an ammonium fluoride solution or the like.

さらに、第4図(e)に示すように、基板表面全体を
850℃の水蒸気雰囲気中で10分間酸化し酸化シリコン膜1
8を形成した後、プラズマCVD法により膜厚400nmの酸化
シリコン膜19を形成する。
Further, as shown in FIG.
Oxidized in a steam atmosphere at 850 ° C for 10 minutes to form a silicon oxide film 1
After forming 8, a silicon oxide film 19 having a thickness of 400 nm is formed by a plasma CVD method.

続いて、フッ化アンモニウム液等の緩衝弗酸液を用い
て酸化シリコン膜19の表面をエッチングすると、第4図
(f)に示すように、段差部側面の酸化シリコン膜のエ
ッチング速度は、平坦部でのエッチング速度の約20倍程
度であるため、素子形成領域の周辺に沿ってこの酸化シ
リコン膜19内にV字状の溝20が形成される。これは、プ
ラズマCVD法により形成された酸化シリコン膜は段差上
で膜質が脆弱となるためと考えられている。
Subsequently, when the surface of the silicon oxide film 19 is etched using a buffered hydrofluoric acid solution such as an ammonium fluoride solution, the etching rate of the silicon oxide film on the side surface of the step becomes flat as shown in FIG. Since the etching rate is about 20 times the etching rate in the portion, a V-shaped groove 20 is formed in the silicon oxide film 19 along the periphery of the element formation region. This is considered to be because the silicon oxide film formed by the plasma CVD method has weak film quality on the step.

この後、第4図(g)に示すように、表面がほぼ平坦
となるように全面に流動性物質膜例えばレジスト膜21を
塗布する。ここで、レジスト膜21を塗布したとき、凸部
の酸化シリコン膜19表面ではレジスト膜は薄く、凹部で
は厚く塗布されており、表面はほぼ平坦となっている。
Thereafter, as shown in FIG. 4 (g), a fluid material film, for example, a resist film 21 is applied to the entire surface so that the surface is substantially flat. Here, when the resist film 21 is applied, the resist film is thin on the surface of the silicon oxide film 19 in the convex portion, is thickly applied in the concave portion, and the surface is almost flat.

そして、第4図(h)に示すように、全面を反応性イ
オンエッチング法によりエッチングし、凸部の酸化シリ
コン膜19を完全に除去し、窒化シリコン膜12の表面を完
全に露呈せしめる。この工程では、反応性イオンエッチ
ングの条件とレジスト膜の熱処理時間を選択することに
より、レジスト膜のエッチング速度と酸化シリコン膜19
のエッチング速度とがほぼ同一になるようにする。
Then, as shown in FIG. 4 (h), the entire surface is etched by a reactive ion etching method to completely remove the silicon oxide film 19 in the convex portion, thereby completely exposing the surface of the silicon nitride film 12. In this step, the etching rate of the resist film and the silicon oxide film 19 are selected by selecting the conditions of the reactive ion etching and the heat treatment time of the resist film.
So that the etching rate is almost the same.

さらに、第4図(i)に示すように、前記レジスト膜
21を除去したのち、CF4ガスを含むエッチングガスを用
いたCDE法により窒化シリコン膜12を除去し、さらに酸
化シリコン膜11をエッチングし基板表面を露呈せしめ
る。
Further, as shown in FIG.
After removing 21, silicon nitride film 12 is removed by CDE using an etching gas containing CF 4 gas, and silicon oxide film 11 is further etched to expose the substrate surface.

このようにして、溝内に多結晶シリコン膜17を埋め込
み、溝の上部の凸状コーナを自己整合的に覆うように酸
化シリコン膜19が形成される。
Thus, the polycrystalline silicon film 17 is buried in the groove, and the silicon oxide film 19 is formed so as to cover the convex corner above the groove in a self-aligned manner.

そして、第4図(j)に示すように、素子形成領域上
に15nm程度のゲート酸化膜22を形成し、さらにCVD法に
よりリンドープの多結晶シリコン膜23を堆積し、これを
反応性イオンエッチングでパターニングしてゲート電極
とする。
Then, as shown in FIG. 4 (j), a gate oxide film 22 of about 15 nm is formed on the element formation region, and a phosphorus-doped polycrystalline silicon film 23 is deposited by a CVD method, and this is subjected to reactive ion etching. To form a gate electrode.

最後に通常の方法により、ゲート電極23に自己調整す
るようにn型拡散層からなるソース・ドレイン領域24,2
5を形成し第1図に示したような半導体装置が形成され
る。
Finally, the source / drain regions 24, 2 made of an n-type diffusion layer are self-adjusted to the gate electrode 23 by an ordinary method.
5, and the semiconductor device as shown in FIG. 1 is formed.

なお、図示しないが、通常はさらに基板表面全体にCV
D酸化膜等を堆積し、これにソース・ドレイン領域およ
びゲート電極に達するようなコンタクトホールを開け、
アルミニウム配線等を形成するようにする。
Although not shown, CV is usually further applied to the entire substrate surface.
D oxide film etc. is deposited, and a contact hole is formed in this to reach the source / drain region and the gate electrode.
An aluminum wiring or the like is formed.

このようにして、素子分離溝を覆う酸化シリコン19の
パターニングがフォトリソ工程を経ることなく、素子分
離溝形成時に用いたマスクとしての窒化シリコン膜12を
そのまま利用し、この窒化シリコン膜12の周りの段差上
でのエッチング速度が速くなるような条件でエッチング
し、窒化シリコン膜12の周りを露呈せしめ、さらにこの
窒化シリコン膜12をエッチング除去することにより自己
整合的に形成されるため、合わせずれ防止のためのマー
ジンをとる必要もなく、素子分離領域の、面積の低減を
はかることができる。
In this way, the silicon oxide film 19 covering the element isolation trench is not subjected to the photolithography process, and the silicon nitride film 12 as a mask used at the time of forming the element isolation trench is used as it is, and the periphery of the silicon nitride film 12 is formed. Etching is performed under conditions that increase the etching rate on the step, exposing the periphery of the silicon nitride film 12, and removing the silicon nitride film 12 by etching to prevent self-alignment. Therefore, the area of the element isolation region can be reduced without taking a margin for the above.

また、多結晶シリコン12の側壁に酸化シリコン膜13を
形成した状態で溝を形成し、酸化シリコン膜19の堆積時
には側壁に残置された酸化シリコン膜13を除去するよう
にしているため、溝形成時にエッチングの周り込みが生
じて溝幅が少し広くなったりしても、この酸化シリコン
膜13の膜厚の分だけ酸化シリコン膜19は素子形成領域上
に重なり、溝のコーナー部の露出は防止される。
Further, a groove is formed with the silicon oxide film 13 formed on the side wall of the polycrystalline silicon 12, and the silicon oxide film 13 remaining on the side wall is removed when the silicon oxide film 19 is deposited. Even if the groove width is slightly widened due to etching in some cases, the silicon oxide film 19 overlaps the element formation area by the thickness of the silicon oxide film 13, preventing the corner of the groove from being exposed. Is done.

このように、溝コーナー部が酸化シリコン19で覆われ
露出がなくなることにより、MOSFETのハンプ特性などの
影響も防ぐことができる。
As described above, since the trench corners are covered with the silicon oxide 19 and are not exposed, the influence of the hump characteristic of the MOSFET can be prevented.

さらには、活性化領域と基板との間のpnジャンクショ
ンが溝側面から離れて形成されることになり、埋め込み
層の多結晶シリコンをゲート電極としたゲートコントロ
ールダイオード構造も回避され、それに伴うジャンクシ
ョンリーク電流も抑制することが可能となる。
Furthermore, a pn junction between the active region and the substrate is formed at a distance from the side surface of the trench, so that a gate control diode structure using polycrystalline silicon of the buried layer as a gate electrode is also avoided. It is also possible to suppress the current.

また、溝は側壁残し工程で形成された酸化シリコン膜
13をも加えたマスクを用いるため、実際のリソグラフィ
の限界よりも細い幅の溝が形成できる。従って、素子形
成領域への酸化シリコン膜の延在が面積的な増加になる
のを防止できると共に、さらに著しい素子分離領域の面
積的な低減をはかることができ、さらなる高集積化が可
能となる。
The trench is a silicon oxide film formed in the sidewall leaving process.
Since a mask to which 13 is added is used, a groove having a width smaller than the limit of actual lithography can be formed. Therefore, it is possible to prevent the area of the silicon oxide film extending to the element formation region from increasing, and to further remarkably reduce the area of the element isolation region, thereby enabling higher integration. .

また、図中にWで示すように幅の広い素子分離領域を
形成する場合にも、同一幅の溝を形成し、この溝で囲ま
れるように形成すれば良いため、特に溝内への埋め込み
工程の制御が容易である。このとき、幅の広い素子分離
領域における凸部(酸化膜11,窒化シリコン膜14)は、
第4図(b)におけいて、通常のフォトリソグラフィと
エッチングを用いた工程により除去しておくようにする
(領域C)。
Also, when forming a wide element isolation region as shown by W in the drawing, a groove having the same width may be formed and formed so as to be surrounded by the groove. Process control is easy. At this time, the protrusions (the oxide film 11 and the silicon nitride film 14) in the wide element isolation region are
In FIG. 4 (b), it is to be removed by a process using ordinary photolithography and etching (region C).

なお、前記実施例では、溝の形成時にマスクとして用
いた窒化シリコン膜12を露呈せしめるためのエッチバッ
クに際して、第4図(g)に示したように、レジスト膜
21を塗布したが、広い凹部が存在するために、平坦な表
面が得られないような場合は、第5図に変形例を示すよ
うに、広い凹部領域上にダミーのレジストパターン211
を形成したのち平坦化のためのレジスト膜212を塗布す
るようにしても良い。
In the above-described embodiment, as shown in FIG. 4 (g), at the time of etching back to expose the silicon nitride film 12 used as a mask when forming the trench, as shown in FIG.
In a case where a flat surface cannot be obtained due to the presence of a wide concave portion, a dummy resist pattern 21 1 is formed on the wide concave region as shown in a modified example in FIG.
May be coated with a resist film 21 2 for planarization after forming the.

また、前記実施例では、溝の形成時にマスクとして用
いた窒化シリコン膜12の周りを露呈せしめたのち、レジ
スト膜21を塗布し表面を平坦化し、エッチバックして窒
化シリコン膜12の表面を露呈せしめ、さらにこの窒化シ
リコン膜12をエッチングするようにしたが、第4図
(f)の工程で完全に窒化シリコン膜12の周りを露呈せ
しめるようにすれば、酸化シリコン膜に対して選択性の
あるエッチング条件で窒化シリコン膜のみをエッチング
除去するようにすれば、第4図(g)および第4図
(h)の工程を経ることなく、直接第4図(i)に示す
ように酸化シリコン膜19のパターニングを行うことが可
能となる。
Further, in the above embodiment, after exposing the periphery of the silicon nitride film 12 used as a mask at the time of forming the groove, a resist film 21 is applied to flatten the surface, and etched back to expose the surface of the silicon nitride film 12. Although the silicon nitride film 12 is further etched, if the periphery of the silicon nitride film 12 is completely exposed in the step of FIG. 4 (f), the selectivity to the silicon oxide film is improved. If only the silicon nitride film is etched off under certain etching conditions, the silicon oxide film can be directly removed as shown in FIG. 4 (i) without going through the steps of FIGS. 4 (g) and 4 (h). The film 19 can be patterned.

また、前記実施例では、溝Vの埋め込み材料として多
結晶シリコン膜を用いるようにしたが、多結晶シリコン
膜に限定されることなく、CVD法で形成した酸化シリコ
ン膜、BPSG膜あるいは窒化シリコン膜と酸化シリコン膜
との組み合わせによる多層膜等を用いるようにしても良
い。
Further, in the above embodiment, a polycrystalline silicon film is used as a material for filling the groove V. However, the present invention is not limited to the polycrystalline silicon film, but may be a silicon oxide film, a BPSG film, or a silicon nitride film formed by a CVD method. A multilayer film or the like formed by a combination of a silicon oxide film and a silicon oxide film may be used.

さらにまた、ゲート電極材料としても、多結晶シリコ
ン膜のほかモリブデンやタングステン等の高融点金属
や、多結晶シリコンとモリブデンシリサイド、タングス
テンシリサイド、チタンシリサイド等のシリサイドを用
いたいわゆるポリサイド構造をとるようにしてもよい。
Further, as a gate electrode material, in addition to a polycrystalline silicon film, a so-called polycide structure using a high melting point metal such as molybdenum or tungsten, or a polycrystalline silicon and a silicide such as molybdenum silicide, tungsten silicide, or titanium silicide is used. You may.

また、前記実施例において、窒化シリコン膜12による
段差上に形成する絶縁膜としてプラズマCVD法によって
形成した窒化シリコン膜19を用いるようにしたが(第4
図(e)参照)、プラズマCVD法による酸化シリコン膜
に限らず、スパッタ法によって形成した酸化シリコン
膜、あるいは同様の方法によって形成した窒化シリコン
膜やPSG膜等、段差上で膜質が脆弱となるような膜であ
ればよく、必要に応じて適宜置き換え可能である。
In the above embodiment, the silicon nitride film 19 formed by the plasma CVD method is used as the insulating film formed on the step formed by the silicon nitride film 12 (fourth embodiment).
(See Fig. (E).) The film quality becomes weak on steps such as a silicon oxide film formed by a sputtering method or a silicon nitride film or a PSG film formed by a similar method, not limited to a silicon oxide film formed by a plasma CVD method. Such a film may be used, and may be replaced as needed.

加えて、本発明の素子分離方法は、DRAMのセル、nチ
ャネル、pチャネルの単体トランジスタ、バイポータや
E/D型のインバータ等、各種のデバイスに適用可能であ
ることはいうまでもない。
In addition, the element isolation method of the present invention can be applied to DRAM cells, n-channel and p-channel single transistors,
It goes without saying that the present invention can be applied to various devices such as an E / D type inverter.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

以上説明してきたように、本発明の半導体装置によれ
ば、素子分離用の溝上部にその溝幅より大きな絶縁層の
蓋を形成し素子分離領域を形成しているため、溝コーナ
ー部はこの絶縁層で覆われ露出がなくなることにより、
素子領域に形成されるの素子の特性に影響を与えること
なく完全な素子分離を行うことが可能となる。
As described above, according to the semiconductor device of the present invention, since the lid of the insulating layer having a width larger than the groove width is formed above the groove for element isolation to form the element isolation region, the groove corner portion is By being covered with an insulating layer and eliminating exposure,
Complete element isolation can be performed without affecting the characteristics of elements formed in the element region.

また、本発明の第2によれば、いろいろな大きさの素
子分離領域を形成する必要がある場合にも、溝幅は全て
に対し一定とし、素子分離幅に応じて、溝の上面に配設
される絶縁膜の蓋体の大きさを変化させるようにしてい
るため、溝の形成を制御性よく行うことが可能となる。
Further, according to the second aspect of the present invention, even when it is necessary to form element isolation regions of various sizes, the groove width is fixed for all the elements, and is arranged on the upper surface of the groove according to the element isolation width. Since the size of the lid of the insulating film to be provided is changed, it is possible to form the groove with good controllability.

本発明の素子分離の方法によれば、素子分離溝を覆う
絶縁膜のパターニングがフォトリソグラフィ工程を経る
ことなく、素子分離溝形成時に用いたマスクとしての第
1の膜をそのまま利用し、この第1の膜の周りの段差上
でのエッチング速度が速くなるような絶縁膜を用いてこ
の第1の膜の周りを露呈せしめ、第1の膜をエッチング
除去することにより自己整合的に形成されるため、さら
に著しい素子分離領域の面積的な低減をはかることがで
き、素子分離特性の高性能化とさらなる高集積化が可能
となる。
According to the element isolation method of the present invention, the patterning of the insulating film covering the element isolation groove does not go through a photolithography step, and the first film as a mask used at the time of forming the element isolation groove is used as it is. A first film is formed in a self-aligned manner by exposing the periphery of the first film by using an insulating film having an increased etching rate on a step around the first film and etching away the first film. Therefore, the area of the element isolation region can be further remarkably reduced, and the high performance and high integration of the element isolation characteristics can be achieved.

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

第1図は本発明の第1の実施例の半導体装置を示す図、
第2図(a)乃至第2図(d)は第1図に示した半導体
装置の製造工程図、第3図は本発明の第2の実施例の半
導体装置を示す図、第4図(a)乃至第4図(j)は第
3図に示した半導体装置の製造工程図、第5図は本発明
の製造工程の変形例を示す図、第6図は本発明を示す説
明図、第7図は従来例の方法によって形成された素子分
離領域を示す図である。 301……シリコン基板、302……酸化シリコン膜、303…
…多結晶シリコン膜、304……酸化シリコン膜、1……
n型シリコン基板、2……p型ウェル領域、3……酸化
シリコン膜、4……多結晶シリコン膜、5……酸化シリ
コン膜(蓋体)、6……ゲート絶縁膜、7……ゲート電
極、8……ソース・ドレイン領域、9……p型チャネル
ストッパ、31……酸化シリコン膜、10……シリコン基
板、11……酸化シリコン膜、12……窒化シリコン膜、13
……酸化シリコン膜、14,16……酸化シリコン膜、15…
…p型不純物層、17……多結晶シリコン膜、18,19……
酸化シリコン膜、20……溝、21……レジスト膜、211,21
2……レジストパターン、22……ゲート絶縁膜、23……
ゲート電極、24,25……ソース・ドレイン領域、V……
溝、R……レジストパターン。
FIG. 1 is a diagram showing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention;
2 (a) to 2 (d) are manufacturing process diagrams of the semiconductor device shown in FIG. 1, FIG. 3 is a diagram showing a semiconductor device of a second embodiment of the present invention, and FIG. 4A to 4J are manufacturing process diagrams of the semiconductor device shown in FIG. 3, FIG. 5 is a diagram showing a modification of the manufacturing process of the present invention, FIG. 6 is an explanatory diagram showing the present invention, FIG. 7 is a view showing an element isolation region formed by a conventional method. 301 ... silicon substrate, 302 ... silicon oxide film, 303 ...
... polycrystalline silicon film, 304 ... silicon oxide film, 1 ...
n-type silicon substrate, 2 ... p-type well region, 3 ... silicon oxide film, 4 ... polycrystalline silicon film, 5 ... silicon oxide film (lid), 6 ... gate insulating film, 7 ... gate Electrodes, 8: source / drain regions, 9: p-type channel stopper, 31: silicon oxide film, 10: silicon substrate, 11: silicon oxide film, 12: silicon nitride film, 13
…… Silicon oxide film, 14,16 …… Silicon oxide film, 15…
... p-type impurity layer, 17 ... polycrystalline silicon film, 18, 19 ...
Silicon oxide film, 20 groove, 21 resist film, 21 1 , 21
2 ... resist pattern, 22 ... gate insulating film, 23 ...
Gate electrode, 24, 25 ... source / drain region, V ...
Groove, R: resist pattern.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−52957(JP,A) 特開 昭59−188141(JP,A) 特開 昭61−290753(JP,A) 特開 昭63−122147(JP,A) 特開 昭59−188141(JP,A) 特開 平2−237050(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/76 H01L 29/78 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-62-52957 (JP, A) JP-A-59-188141 (JP, A) JP-A-61-290753 (JP, A) JP-A-63-1987 122147 (JP, A) JP-A-59-188141 (JP, A) JP-A-2-237050 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/76 H01L 29 / 78

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板表面に形成された溝内に、少な
くとも溝の内壁に接する面が絶縁物であるような埋め込
み材料が埋め込み形成される素子分離領域を有する半導
体装置において、 前記溝および前記半導体基板の上面に配設され、該半導
体基板の上面とほぼ平坦な形状で接触し、そのエッジが
テーパ状の絶縁膜の蓋体を具備し、 前記埋め込み材料は、溝の内壁に形成された絶縁膜と、
さらにその内部に形成された埋め込み導体層とから構成
されており、 前記埋め込み導体層は、外部電極に接続され、外部電極
を介して印加される電解の電解効果によって素子分離が
実現せしめられるように構成されていることを特徴とす
る半導体装置。
1. A semiconductor device having an element isolation region in which a buried material whose at least a surface in contact with an inner wall of the groove is an insulator is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate, The semiconductor device is provided on an upper surface of the semiconductor substrate, and has a substantially flat shape contact with the upper surface of the semiconductor substrate, and has a lid of an insulating film having a tapered edge, and the filling material is formed on an inner wall of the groove. An insulating film,
And a buried conductor layer formed inside the buried conductor layer.The buried conductor layer is connected to an external electrode so that element separation can be realized by an electrolytic effect of electrolysis applied through the external electrode. A semiconductor device characterized by being constituted.
【請求項2】半導体基板表面に形成された溝内に、少な
くとも溝の内壁に接する面が絶縁物であるような埋め込
み材料が埋め込み形成される幅の異なる複数の素子分離
領域を有する半導体装置において、 前記溝幅は全てに対し一定であり、 素子分離幅に応じて、前記溝の上面に配設される絶縁膜
の蓋体の大きさが決定されるように構成されていること
を特徴とする半導体装置。
2. A semiconductor device having a plurality of element isolation regions having different widths in which a filling material whose at least a surface in contact with an inner wall of the groove is an insulator is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate. Wherein the groove width is constant for all, and the size of the lid of the insulating film disposed on the upper surface of the groove is determined according to the element isolation width. Semiconductor device.
【請求項3】半導体基板表面に形成された溝内に、少な
くとも溝の内壁に接する面が絶縁物であるような埋め込
み材料が埋め込み形成される素子分離領域を有する半導
体装置において、 前記溝の上面に前記溝幅よりも大きく、その上面側のエ
ッジにのみテーパを有する絶縁膜の蓋体を配設してなる
ことを特徴とする半導体装置。
3. A semiconductor device having an element isolation region in which a filling material whose at least a surface in contact with an inner wall of the groove is an insulator is buried in a groove formed on the surface of the semiconductor substrate. A semiconductor device comprising an insulating film lid having a width larger than the groove width and having a taper only at an upper edge thereof.
【請求項4】前記埋め込み材料は、溝の内壁を酸化する
ことによって形成された酸化膜と、さらにその内部に形
成された多結晶シリコン膜とから構成されていることを
特徴とする請求項(3)記載の半導体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said burying material comprises an oxide film formed by oxidizing an inner wall of the groove, and a polycrystalline silicon film formed therein. 3) The semiconductor device according to the above.
【請求項5】前記埋め込み材料は、溝の内壁に形成され
た絶縁膜と、さらにその内部に形成された埋め込み導体
層とから構成されており、 前記埋め込み導体層は、外部電極に接続され、外部電極
を介して印加される電解の電解効果によって素子分離が
実現せしめられるように構成されていることを特徴とす
る請求項(3)記載の半導体装置。
5. The buried material includes an insulating film formed on an inner wall of the groove, and a buried conductor layer formed therein. The buried conductor layer is connected to an external electrode, 4. The semiconductor device according to claim 3, wherein element separation is realized by an electrolytic effect of electrolysis applied via an external electrode.
【請求項6】半導体基板表面に第1の膜からなる凸部を
形成する第1の膜形成工程と、 この第1の膜の側壁に第2の膜を形成する第2の膜形成
工程と、 これら第1および第2の膜をマスクとして半導体基板表
面をエッチングし溝を形成する第1の溝形成工程と、 該溝内に第3の溝を埋め込み溝の表面が平坦となるよう
にする埋め込み工程と、 前記第2の膜を除去する第2の膜除去工程と、 全面に、段差上でのエッチング速度が平坦部のエッチン
グ速度に比べて大きい絶縁性の第4の膜を堆積する第4
の膜堆積工程と、 この第4の膜をエッチングし、第4の膜内に前記第1の
膜の側壁が露呈するような溝を形成する第2の溝形成工
程と、 前記第1の膜をエッチング除去する第1の膜除去工程
と、 このようにして形成された素子領域内に所望の素子を形
成する素子形成工程とを含むことを特徴とする半導体装
置の製造方法。
6. A first film forming step of forming a projection made of a first film on a surface of a semiconductor substrate, and a second film forming step of forming a second film on a side wall of the first film. A first groove forming step of forming a groove by etching the surface of the semiconductor substrate using the first and second films as a mask, and embedding a third groove in the groove so that the surface of the groove becomes flat A filling step; a second film removing step of removing the second film; and a fourth step of depositing an insulating fourth film having an etching rate on the step higher than that of the flat portion over the entire surface. 4
A second groove forming step of etching the fourth film to form a groove in the fourth film such that a side wall of the first film is exposed; and a first film forming step. And a device forming step of forming a desired device in the device region formed as described above.
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