JP3321613B2 - Method for forming shallow and deep grooves in silicon substrate - Google Patents

Method for forming shallow and deep grooves in silicon substrate

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JP3321613B2
JP3321613B2 JP11608394A JP11608394A JP3321613B2 JP 3321613 B2 JP3321613 B2 JP 3321613B2 JP 11608394 A JP11608394 A JP 11608394A JP 11608394 A JP11608394 A JP 11608394A JP 3321613 B2 JP3321613 B2 JP 3321613B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば相補型MOS電
界効果トランジスタやバイポーラ型トランジスタの製造
に適用される深さの異なる2種類の溝(浅溝・深溝)を
同一シリコン基板中に形成するシリコン基板中への浅溝
・深溝形成方法に関するものである。
The present invention forms two types of trenches (shallow trenches and deep trenches) having different depths which are applied to the manufacture of, for example, complementary MOS field effect transistors and bipolar transistors in the same silicon substrate. The present invention relates to a method for forming a shallow groove and a deep groove in a silicon substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、シリコン集積回路の高性能化や高
密度化を図る目的でシリコン基板中に掘った溝で集積回
路内の構成要素を電気的に分離する方法が取られるよう
になってきた。しかも、より高度な要求を満足するため
に深さの異なる2種類の溝(浅溝・深溝)を形成する必
要が出てきた。
2. Description of the Related Art In recent years, a method of electrically isolating components in an integrated circuit by a groove dug in a silicon substrate has been adopted in order to improve the performance and density of the silicon integrated circuit. Was. Moreover, it has become necessary to form two types of grooves having different depths (shallow groove and deep groove) in order to satisfy higher requirements.

【0003】図23は、シリコン基板中への浅溝と深溝
とを使用した相補型電界効果トランジスタの構成の一例
を示す断面図である。同図において、シリコン基板1上
に逆導電型の高濃度不純物拡散層2を形成し、この不純
物拡散層2上に形成されたnウェル3′上の素子形成領
域A′には、p+ ソース・ドレイン拡散層15,ゲート
絶縁膜17およびゲート電極18により構成されるpチ
ャネルMOS電界効果トランジスタが形成されており、
pウェル3″上の素子形成領域A″には、n+ソース・
ドレイン拡散層16,ゲート絶縁膜17およびゲート電
極19により構成されるnチャネルMOS電界効果トラ
ンジスタが形成されている。
FIG. 23 is a sectional view showing an example of a configuration of a complementary field effect transistor using a shallow groove and a deep groove in a silicon substrate. In FIG. 1, a high-concentration impurity diffusion layer 2 of the opposite conductivity type is formed on a silicon substrate 1, and an element formation region A 'on an n-well 3' formed on the impurity diffusion layer 2 has a p + source. A p-channel MOS field-effect transistor composed of the drain diffusion layer 15, the gate insulating film 17, and the gate electrode 18 is formed;
The element formation region A "on the p well 3" has an n + source
An n-channel MOS field-effect transistor including a drain diffusion layer 16, a gate insulating film 17, and a gate electrode 19 is formed.

【0004】また、これらの素子形成領域A′と素子形
成領域A″との間に位置する領域Bには、逆導電型のn
ウェル3′とpウェル3″とを分離するための深溝が形
成されており、さらに領域Cにはそれぞれのnウェル
3′,pウェル3″の中で素子間を分離するための浅溝
が形成されている。また、相補型電界効果トランジスタ
以外でもバイポーラ型トランジスタにおいて、素子間の
分離に深溝が、素子内のベース・コレクタ間の分離に浅
溝がそれぞれ用いられるなど、浅溝・深溝を同一のシリ
コン基板中に形成する技術はシリコン集積回路の作製に
広い応用範囲を有している。
A region B located between the element formation region A 'and the element formation region A "has a reverse conductivity type n.
A deep groove for separating the well 3 'and the p-well 3 "is formed, and a shallow groove for separating the elements in the respective n-well 3' and p-well 3" is formed in the region C. Is formed. In addition, in a bipolar transistor other than a complementary field-effect transistor, a shallow groove and a deep groove are formed on the same silicon substrate, for example, a deep groove is used for separating between elements and a shallow groove is used for separating between a base and a collector in the element. Has a wide application range for manufacturing silicon integrated circuits.

【0005】次に従来より用いられているシリコン基板
中への浅溝・深溝形成方法について図24〜図28およ
び図29〜図33を用いて説明する。図24〜図28
は、先に深溝を形成し、後に浅溝を形成する第1の形成
方法を説明する工程の断面図である。これらの図におい
て、先ず、図24に示すようにシリコン基板1上に逆導
電型の高濃度不純物拡散層2を形成し、この不純物拡散
層2上にシリコン層3をエピタキシャル成長する。これ
らの不純物拡散層2およびシリコン層3は必須ではない
が、浅溝・深溝を併用する高性能なシリコン集積回路で
は使用されることが多い。次にこのシリコン層3上に絶
縁膜7を熱酸化や化学的気相成長法(CVD法)などに
より形成し、この絶縁膜7上に公知のリソグラフィー技
術を用いて深溝形成用のレジストパタン8を形成する。
Next, a conventional method of forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate will be described with reference to FIGS. 24 to 28 and FIGS. 29 to 33. 24 to 28
FIG. 4 is a cross-sectional view of a step for explaining a first forming method in which a deep groove is formed first and a shallow groove is formed later. In these drawings, first, as shown in FIG. 24, a high-concentration impurity diffusion layer 2 of the opposite conductivity type is formed on a silicon substrate 1, and a silicon layer 3 is epitaxially grown on the impurity diffusion layer 2. Although the impurity diffusion layer 2 and the silicon layer 3 are not essential, they are often used in a high-performance silicon integrated circuit using both shallow grooves and deep grooves. Next, an insulating film 7 is formed on the silicon layer 3 by thermal oxidation, chemical vapor deposition (CVD), or the like, and a resist pattern 8 for forming a deep groove is formed on the insulating film 7 by using a known lithography technique. To form

【0006】次に図25に示すようにこのレジストパタ
ン8をマスクにして絶縁膜7をエッチングし、レジスト
パタン8を除去し、次に絶縁膜7をマスクにして領域B
に高濃度不純物拡散層2を貫通する深さにエッチングし
て深溝を形成する。ここで必要に応じてイオン注入法に
より深溝の底部にチャネルカット不純物拡散層9を形成
する。次に図26に示すようにこの絶縁膜7上にリソグ
ラフィー技術を用いて素子形成領域を覆う浅溝形成用の
レジストパタン6を形成する。
Next, as shown in FIG. 25, the insulating film 7 is etched using the resist pattern 8 as a mask, the resist pattern 8 is removed, and then the region B is etched using the insulating film 7 as a mask.
Then, a deep groove is formed by etching to a depth penetrating the high concentration impurity diffusion layer 2. Here, if necessary, a channel cut impurity diffusion layer 9 is formed at the bottom of the deep groove by ion implantation. Next, as shown in FIG. 26, a resist pattern 6 for forming a shallow groove which covers the element formation region is formed on the insulating film 7 by using a lithography technique.

【0007】次に図27に示すようにこのレジストパタ
ン6をマスクにして絶縁膜7をエッチングした後、レジ
ストパタン6を除去する。その後、図28に示すように
絶縁膜7をマスクにして領域Cに浅溝をエッチングし、
浅溝・深溝が同一基板中に形成された構造を得ていた。
Next, as shown in FIG. 27, after the insulating film 7 is etched using the resist pattern 6 as a mask, the resist pattern 6 is removed. Thereafter, as shown in FIG. 28, a shallow groove is etched in the region C using the insulating film 7 as a mask,
A structure in which shallow and deep grooves are formed in the same substrate has been obtained.

【0008】図29〜図33は、先に浅溝を形成し、後
に深溝を形成する第2の形成方法を説明する工程の断面
図である。これらの図において、先ず、図29に示すよ
うにシリコン基板1上に逆導電型の高濃度不純物拡散層
2を形成し、この不純物拡散層2上にシリコン層3をエ
ピタキシャル成長する。前述したようにこれらの不純物
拡散層2およびシリコン層3は必須ではない。次にシリ
コン層3上に絶縁膜4を熱酸化やCVD法などにより形
成し、この絶縁膜4上に公知のリソグラフィー技術を用
いて素子形成領域を覆う浅溝形成用のレジストパタン6
を形成し、引き続いてこのレジストパタン6をマスクに
して絶縁膜4をエッチングする。
FIG. 29 to FIG. 33 are cross-sectional views illustrating steps for explaining a second forming method of forming a shallow groove first and forming a deep groove later. In these drawings, first, as shown in FIG. 29, a high-concentration impurity diffusion layer 2 of the opposite conductivity type is formed on a silicon substrate 1, and a silicon layer 3 is epitaxially grown on the impurity diffusion layer 2. As described above, the impurity diffusion layer 2 and the silicon layer 3 are not essential. Next, an insulating film 4 is formed on the silicon layer 3 by thermal oxidation, CVD, or the like, and a resist pattern 6 for forming a shallow groove covering the element formation region is formed on the insulating film 4 by using a known lithography technique.
Then, the insulating film 4 is etched using the resist pattern 6 as a mask.

【0009】次に図30に示すようにレジストパタン6
を除去した後、絶縁膜4をマスクにして領域Cに浅溝を
エッチングする。次に図31に示すようにCVD法によ
り全面に絶縁膜7を形成し、リソグラフィー技術を用い
て深溝形成用のレジストパタン8を形成する。次に図3
2に示すようにこのレジストパタン8をマスクにして絶
縁膜7をエッチングし、レジストパタン8を除去する。
次に絶縁膜7をマスクにして高濃度不純物拡散層2を貫
通する深さにエッチングして深溝を形成し、必要に応じ
てイオン注入法により深溝の底部にチャネルカット不純
物拡散層9を形成する。
Next, as shown in FIG.
Is removed, a shallow groove is etched in the region C using the insulating film 4 as a mask. Next, as shown in FIG. 31, an insulating film 7 is formed on the entire surface by the CVD method, and a resist pattern 8 for forming a deep groove is formed by using a lithography technique. Next, FIG.
As shown in FIG. 2, the insulating film 7 is etched using the resist pattern 8 as a mask, and the resist pattern 8 is removed.
Next, using the insulating film 7 as a mask, a deep groove is formed by etching to a depth penetrating the high-concentration impurity diffusion layer 2, and a channel-cut impurity diffusion layer 9 is formed at the bottom of the deep groove by ion implantation as needed. .

【0010】その後、絶縁膜7を除去し、図33に示す
ように浅溝・深溝が同一基板中に形成された構造を得て
いた。なお、引き続く工程で絶縁膜7をフィールド絶縁
膜の一部として利用する場合は、絶縁膜7を除去しなく
ても良い。
[0010] Thereafter, the insulating film 7 is removed to obtain a structure in which shallow and deep grooves are formed in the same substrate as shown in FIG. When the insulating film 7 is used as a part of the field insulating film in a subsequent step, the insulating film 7 need not be removed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来の第1の形成方法においては、浅溝レジストパタ
ン6を形成するときに既に深溝が開口されているので、
このレジストパタン6を形成するレジストが深溝内に流
入するなどしてレジストパタン6を均一な厚さに塗布す
ることができなかった。この結果、素子形成領域のパタ
ン寸法を正確に形成することができないという問題があ
った。また、深溝領域Bの中に素子形成領域Aの端が存
在するようなパタン形成は事実上、不可能であった。
However, in the above-mentioned first conventional forming method, since the deep groove is already opened when the shallow groove resist pattern 6 is formed,
The resist forming the resist pattern 6 could not be applied to a uniform thickness due to the flow of the resist into the deep groove. As a result, there is a problem that the pattern dimensions of the element formation region cannot be formed accurately. Further, it has been practically impossible to form a pattern in which the end of the element formation region A exists in the deep groove region B.

【0012】また、前述した従来の第2の形成方法にお
いては、深溝レジストパタン8を形成するときに下地に
浅溝深さと絶縁膜4の厚さとを加えた段差が存在するた
め、深溝領域Bと素子形成領域Aとが近い時に深溝領域
B内でレジスト厚さが不均一になってしまった。この結
果、深溝のパタン寸法を正確に形成することができない
という問題があった。また、同じく素子形成領域Aと深
溝領域Bとが近いときには、段差のある部分で絶縁膜7
の加工を行わなければならず、正確な加工ができなかっ
た。
Further, in the above-described second conventional forming method, when the deep groove resist pattern 8 is formed, there is a step formed by adding the shallow groove depth and the thickness of the insulating film 4 to the underlying layer. When the element formation region A is close to the device, the resist thickness in the deep groove region B becomes uneven. As a result, there is a problem that the pattern size of the deep groove cannot be formed accurately. Similarly, when the element formation region A and the deep groove region B are close to each other, the insulating film 7 is formed at a stepped portion.
It was necessary to perform the processing, and accurate processing could not be performed.

【0013】したがって本発明は、前述した従来の課題
を解決するためになされたものであり、その目的は、レ
ジストパタンの形成やそれに引き続く絶縁膜のエッチン
グに困難性が少ないシリコン基板中への浅溝・深溝形成
方法を提供することにある。
Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object of the present invention is to provide a method for forming a resist pattern and a subsequent etching of an insulating film on a silicon substrate with little difficulty. An object of the present invention is to provide a groove / deep groove forming method.

【0014】[0014]

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために本発明は、浅溝レジストパタンを、厚さの薄い
シリコン膜やシリコン膜を最上層に持つ多層膜に一時的
に転写し、深溝レジストパタン形成と深溝エッチングと
を先に行った後、シリコン膜などに転写した浅溝パタン
を用いて浅溝エッチングを行うものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a method of temporarily transferring a shallow groove resist pattern to a thin silicon film or a multilayer film having a silicon film as an uppermost layer. After the formation of the deep groove resist pattern and the deep groove etching are performed first, the shallow groove etching is performed using the shallow groove pattern transferred to the silicon film or the like.

【0015】[0015]

【作用】本発明においては、浅溝レジストパタンを形成
する時と深溝レジストパタンを形成する時とのいずれの
場合においても、下地の段差が少ないため、正確なレジ
ストパタンの形成が可能である。また、パタン形成に引
き続くエッチングにおいても、段差が少ないため、問題
が生じ難い。これらの結果、浅溝と深溝との位置関係に
影響を受けずに正確な寸法で浅溝・深溝の形成を行うこ
とができる。
In the present invention, in both the case of forming a shallow groove resist pattern and the case of forming a deep groove resist pattern, an accurate resist pattern can be formed because the step of the base is small. Further, even in the etching subsequent to the pattern formation, a problem hardly occurs because the steps are small. As a result, the shallow groove and the deep groove can be formed with accurate dimensions without being affected by the positional relationship between the shallow groove and the deep groove.

【0016】[0016]

【実施例】以下、本発明を図面に基づいて説明する。 (実施例1)図1〜図5は、本発明によるシリコン基板
中への浅溝・深溝形成方法の第1の実施例を説明する工
程の断面図である。先ず、図1に示すようにシリコン基
板1上に逆導電型の高濃度不純物拡散層2を形成し、こ
の不純物拡散層2上にシリコン層3をエピタキシャル成
長する。これらの不純物拡散層2およびシリコン層3は
必須ではないが、浅溝・深溝を併用する高性能なシリコ
ン集積回路では使用されることが多い。次にこのシリコ
ン層3上に酸化シリコン膜4を熱酸化または化学的気相
成長法(CVD法)などにより形成し、この酸化シリコ
ン膜4上にCVD法などにより多結晶シリコン膜5を形
成する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings. (Embodiment 1) FIGS. 1 to 5 are cross-sectional views of steps for explaining a first embodiment of a method for forming a shallow groove and a deep groove in a silicon substrate according to the present invention. First, as shown in FIG. 1, a high-concentration impurity diffusion layer 2 of the opposite conductivity type is formed on a silicon substrate 1, and a silicon layer 3 is epitaxially grown on the impurity diffusion layer 2. Although the impurity diffusion layer 2 and the silicon layer 3 are not essential, they are often used in a high-performance silicon integrated circuit using both shallow grooves and deep grooves. Next, a silicon oxide film 4 is formed on the silicon layer 3 by thermal oxidation or chemical vapor deposition (CVD), and a polycrystalline silicon film 5 is formed on the silicon oxide film 4 by CVD or the like. .

【0017】この酸化シリコン膜4は、後で浅溝をエッ
チングする際のマスクとなるので、浅溝の深さに比較し
て薄くて良い。また、多結晶シリコン膜5は、後で酸化
シリコン膜4をエッチングする際のマスクとなるので、
酸化シリコン膜4よりさらに薄くて良い。これらの膜形
成に引き続き、公知のリソグラフィー技術を用いて素子
形成領域を覆う浅溝形成用のレジストパタン6を形成
し、このレジストパタン6をマスクにSiCl4 ,Cl
2 などの塩素系ガスを用いた反応性イオンエッチング法
(以下、塩素系RIE法という)により多結晶シリコン
膜5をエッチングする。なお、これらのパタン形成およ
びエッチングは、平坦面上で行われるため、下地の凹凸
に起因する問題は全く生じない。
Since the silicon oxide film 4 serves as a mask for later etching of the shallow groove, it may be thinner than the depth of the shallow groove. Further, since the polycrystalline silicon film 5 serves as a mask when the silicon oxide film 4 is etched later,
It may be thinner than the silicon oxide film 4. Subsequent to the formation of these films, a resist pattern 6 for forming a shallow groove covering the element formation region is formed by using a known lithography technique, and using this resist pattern 6 as a mask, SiCl 4 , Cl is used.
The polycrystalline silicon film 5 is etched by a reactive ion etching method using a chlorine-based gas such as 2 (hereinafter referred to as a chlorine-based RIE method). Since the pattern formation and the etching are performed on a flat surface, no problem occurs due to the unevenness of the base.

【0018】次にレジストパタン6を除去した後に図2
に示すように多結晶シリコン膜5が形成された酸化シリ
コン膜4上にCVD法などを用いて表面全体に深溝エッ
チングのマスクとなる酸化シリコン膜7を形成し、この
酸化シリコン膜7上にリソグラフィー技術を用いて深溝
形成用レジストパタン8を形成する。このパタン形成を
行った時点での下地段差は、薄い多結晶シリコン膜5に
よるものだけなので、下地の凹凸に起因する問題は殆ど
生じない。
Next, after removing the resist pattern 6, FIG.
As shown in FIG. 1, a silicon oxide film 7 serving as a mask for deep trench etching is formed on the entire surface of the silicon oxide film 4 on which the polycrystalline silicon film 5 is formed by CVD or the like, and lithography is performed on the silicon oxide film 7. A deep groove forming resist pattern 8 is formed by using a technique. Since the underlying step at the time of this pattern formation is only due to the thin polycrystalline silicon film 5, there is almost no problem caused by the unevenness of the underlying.

【0019】次に深溝レジストパタン8をマスクとして
CHF3 ,C26などのフロロカーボン系ガスを用いた
反応性イオンエッチング法(以下、フッ素系RIE法と
いう)により酸化シリコン膜7と酸化シリコン膜4とを
順次エッチングし、図3に示すようにシリコン層3の表
面を露出させた後、レジストパタン8を除去する。この
際、深溝領域と素子形成領域とが重なっている場合は、
酸化シリコン膜7のエッチングと酸化シリコン膜4のエ
ッチングとの間に塩素系RIE法により多結晶シリコン
膜5のエッチングを行う必要がある。引き続き、酸化シ
リコン膜7をマスクにして領域Bに深溝をエッチングす
る。このエッチングには塩素系RIE法を用い、高濃度
不純物拡散層2を貫通する深さにエッチングする。その
後、必要に応じてイオン注入法により深溝に底部にシリ
コン基板1と同導電型のチャネルカット不純物拡散層9
を形成する。
Next, a silicon oxide film 7 and a silicon oxide film are formed by a reactive ion etching method (hereinafter referred to as a fluorine-based RIE method) using a fluorocarbon-based gas such as CHF 3 or C 2 F 6 using the deep groove resist pattern 8 as a mask. 4 are sequentially etched to expose the surface of the silicon layer 3 as shown in FIG. 3, and then the resist pattern 8 is removed. At this time, if the deep groove region and the element formation region overlap,
Between the etching of the silicon oxide film 7 and the etching of the silicon oxide film 4, the polycrystalline silicon film 5 needs to be etched by a chlorine-based RIE method. Subsequently, a deep groove is etched in the region B using the silicon oxide film 7 as a mask. This etching is performed by using a chlorine-based RIE method to a depth penetrating the high-concentration impurity diffusion layer 2. Then, if necessary, a channel-cut impurity diffusion layer 9 of the same conductivity type as the silicon substrate 1 is formed in the bottom of the deep groove by ion implantation.
To form

【0020】次に酸化シリコン膜7をフッ素系RIE法
によりエッチング除去し、図4に示すように多結晶シリ
コン膜5を露出させ、この多結晶シリコン膜5をマスク
にしてフッ素系RIE法により酸化シリコン膜4をエッ
チングする。なお、酸化シリコン膜7と酸化シリコン膜
4とのエッチングは途中で中断することなく、連続して
行うことができる。その後、図5に示すように酸化シリ
コン膜4をマスクにして塩素系RIE法によりシリコン
層3の領域Cに浅溝をエッチングし、浅溝・深溝が同一
基板中に形成された構造が得られる。なお、多結晶シリ
コン膜5は、浅溝エッチングの際に除去されてしまう。
Next, the silicon oxide film 7 is etched and removed by a fluorine-based RIE method to expose the polycrystalline silicon film 5 as shown in FIG. 4, and the polycrystalline silicon film 5 is used as a mask to oxidize by a fluorine-based RIE method. The silicon film 4 is etched. Note that the etching of the silicon oxide film 7 and the silicon oxide film 4 can be performed continuously without interruption in the middle. Thereafter, as shown in FIG. 5, a shallow groove is etched in the region C of the silicon layer 3 by a chlorine-based RIE method using the silicon oxide film 4 as a mask to obtain a structure in which the shallow groove and the deep groove are formed in the same substrate. . Note that the polycrystalline silicon film 5 is removed during the shallow groove etching.

【0021】なお、前述した実施例1では、絶縁膜とし
て単層の酸化シリコン膜4を用いたが、エッチング速度
などのフッ素系RIE法に対する性質が大幅に変わらな
ければ、多層の絶縁膜であっても良い。例えばこの絶縁
膜は、上層および下層がそれぞれCVD窒化シリコン膜
および膜厚の薄い熱酸化シリコン膜である2層膜または
上層,中間層および下層がそれぞれCVD酸化シリコン
膜,CVD窒化シリコン膜および熱酸化シリコン膜であ
る3層膜などが適用される。
In the first embodiment, the single-layer silicon oxide film 4 is used as the insulating film. However, if the properties of the fluorine-based RIE method, such as the etching rate, do not change significantly, the multi-layer insulating film may be used. May be. For example, this insulating film is a two-layer film in which the upper and lower layers are a CVD silicon nitride film and a thin thermal oxide film, respectively. The upper layer, the intermediate layer and the lower layer are a CVD silicon oxide film, a CVD silicon nitride film and a thermal oxide film, respectively. A three-layer film, which is a silicon film, is applied.

【0022】(実施例2)図6〜図10は、前述した実
施例1における酸化シリコン膜4を、前述した3層膜に
置き換えた場合の実施例を説明する工程の断面図であ
る。これらの図において、図6〜図9に至る工程は、C
VD酸化シリコン膜,CVD窒化シリコン膜および熱酸
化シリコン膜のフッ素系RIE法に対する性質が相互に
大きくは変わらないので、実施例1と同じである。図1
0に至るシリコン層3への浅溝エッチングでは、シリコ
ンとの選択比が大きいCVD酸化シリコン膜4がエッチ
ングマスクの役目を果たしている。
(Embodiment 2) FIGS. 6 to 10 are cross-sectional views of processes for explaining an embodiment in which the silicon oxide film 4 in the above-described embodiment 1 is replaced with the above-described three-layer film. In these figures, the steps from FIG. 6 to FIG.
The properties of the VD silicon oxide film, the CVD silicon nitride film, and the thermal silicon oxide film with respect to the fluorine-based RIE method are not significantly different from each other. FIG.
In the shallow groove etching of the silicon layer 3 down to 0, the CVD silicon oxide film 4 having a large selectivity with silicon plays the role of an etching mask.

【0023】本実施例によるシリコン基板中への浅溝・
深溝形成の後に行われる溝埋め込み,平坦化工程では、
窒化シリコン膜11が研磨平坦化における研磨ストッパ
ーの役目を果たす。また、窒化シリコン膜11は、熱燐
酸を用いて選択的に除去できるので、素子形成領域Aの
シリコン表面を露出させる際に有用である。また、窒化
シリコン膜11の下の薄い熱酸化シリコン膜10は、窒
化シリコン膜11の応力を緩和して素子形成領域Aのシ
リコン層3に格子欠陥が入るのを防止する。
According to the present embodiment, a shallow groove is formed in a silicon substrate.
In the groove filling and flattening process performed after the formation of the deep groove,
The silicon nitride film 11 functions as a polishing stopper in polishing and flattening. Further, since the silicon nitride film 11 can be selectively removed using hot phosphoric acid, it is useful when exposing the silicon surface of the element formation region A. Further, the thin thermal oxide silicon film 10 under the silicon nitride film 11 relieves the stress of the silicon nitride film 11 and prevents lattice defects from entering the silicon layer 3 in the element formation region A.

【0024】(実施例3)図11〜図17は、本発明に
よるシリコン基板中への浅溝・深溝形成方法の第3の実
施例を説明する工程の断面図である。本実施例では、前
述した第1の実施例における酸化シリコン膜4を、上
層,中間層および下層がそれぞれCVD酸化シリコン
膜,多結晶シリコン膜および膜厚の薄い熱酸化シリコン
膜である3層膜に置き換えたものである。
(Embodiment 3) FIGS. 11 to 17 are sectional views showing the steps of a third embodiment of a method for forming a shallow groove and a deep groove in a silicon substrate according to the present invention. In this embodiment, the silicon oxide film 4 of the first embodiment is replaced with a three-layer film in which the upper layer, the intermediate layer and the lower layer are a CVD silicon oxide film, a polycrystalline silicon film and a thin thermal oxide silicon film, respectively. Is replaced by

【0025】先ず、図11に示すように実施例1と同様
にシリコン基板1上に高濃度不純物拡散層2とシリコン
層3とを形成する。さらにこのシリコン層3上に熱酸化
法により膜厚の薄い酸化シリコン膜10を、CVD法に
より多結晶シリコン膜12,酸化シリコン膜4,多結晶
シリコン膜5をそれぞれ順次形成する。この酸化シリコ
ン膜4は後で浅溝をエッチングする際のマスクとなるの
に加え、酸化シリコン膜10をエッチングする際のマス
クにもなるので、実施例1の場合よりも膜厚を厚く形成
する必要がある。
First, as shown in FIG. 11, a high concentration impurity diffusion layer 2 and a silicon layer 3 are formed on a silicon substrate 1 as in the first embodiment. Further, a thin silicon oxide film 10 is formed on the silicon layer 3 by a thermal oxidation method, and a polycrystalline silicon film 12, a silicon oxide film 4, and a polycrystalline silicon film 5 are sequentially formed by a CVD method. Since the silicon oxide film 4 serves as a mask for etching the silicon oxide film 10 in addition to a mask for etching the shallow groove later, the silicon oxide film 4 is formed to be thicker than in the first embodiment. There is a need.

【0026】これらの膜形成に引き続き、公知のリソグ
ラフィー技術を用いて素子形成領域を覆う浅溝形成用の
レジストパタン6を形成し、このレジストパタン6をマ
スクにして塩素系RIEにより多結晶シリコン膜5をエ
ッチングする。これらのパタン形成およびエッチングは
平坦面上で行われるため、下地の凹凸に起因する問題は
全く生じない。
Following the formation of these films, a resist pattern 6 for forming a shallow groove covering the element formation region is formed by using a known lithography technique, and a polycrystalline silicon film is formed by chlorine-based RIE using the resist pattern 6 as a mask. 5 is etched. Since the pattern formation and the etching are performed on a flat surface, there is no problem caused by the unevenness of the base.

【0027】次にレジストパタン6を除去した後、図1
2に示すようにCVD法などにより表面全体に深溝エッ
チングのマスクとなる酸化シリコン膜7を形成し、さら
にこの酸化シリコン膜7上にリソグラフィー技術を用い
て深溝形成用のレジストパタン8を形成する。このパタ
ン形成を行った時点での下地段差は、膜厚の薄い多結晶
シリコン膜5によるものだけなので、下地の凹凸に起因
する問題が殆ど生じない。
Next, after removing the resist pattern 6, FIG.
As shown in FIG. 2, a silicon oxide film 7 serving as a mask for deep groove etching is formed on the entire surface by a CVD method or the like, and a resist pattern 8 for forming a deep groove is formed on the silicon oxide film 7 by lithography. Since the underlying step at the time of this pattern formation is only due to the thin polycrystalline silicon film 5, there is almost no problem caused by the unevenness of the underlying layer.

【0028】次にこの深溝レジストパタン8をマスクに
してフッ素系RIE法により酸化シリコン膜7と酸化シ
リコン膜4とを順次エッチングし、さらに図13に示す
ように塩素系RIE法により多結晶シリコン膜12をエ
ッチングし、再びフッ素系RIE法により酸化シリコン
膜10をエッチングしてシリコン層3の表面を露出させ
る。その後、レジストパタン8を除去する。
Next, using the deep groove resist pattern 8 as a mask, the silicon oxide film 7 and the silicon oxide film 4 are sequentially etched by a fluorine-based RIE method, and further, as shown in FIG. 12 is etched, and the silicon oxide film 10 is again etched by the fluorine-based RIE method to expose the surface of the silicon layer 3. After that, the resist pattern 8 is removed.

【0029】この際、深溝形成領域と素子形成領域とが
重なっている場合は、酸化シリコン膜7のエッチングと
酸化シリコン膜4のエッチングとの間に塩素系RIE法
により多結晶シリコン膜5のエッチングを行う必要があ
る。引き続き、酸化シリコン膜7をマスクにして領域B
に深溝をエッチングする。その後、必要に応じてイオン
注入法により深溝の底部にシリコン基板1と同導電型の
チャネルカット不純物拡散層9を形成する。
At this time, if the deep groove forming region and the element forming region overlap, the polycrystalline silicon film 5 is etched by chlorine RIE between the etching of the silicon oxide film 7 and the etching of the silicon oxide film 4. Need to do. Subsequently, using the silicon oxide film 7 as a mask, the region B
The deep groove is etched. Thereafter, if necessary, a channel cut impurity diffusion layer 9 of the same conductivity type as the silicon substrate 1 is formed at the bottom of the deep groove by ion implantation.

【0030】次に酸化シリコン膜7をフッ素系RIE法
によりエッチング除去し、図14に示すように多結晶シ
リコン膜5をマスクにしてフッ素系RIE法により酸化
シリコン膜4をエッチングする。次に図15に示すよう
にこの酸化シリコン膜4をマスクにして塩素系RIE法
によりシリコン膜12をエッチングする。このとき、多
結晶シリコン膜5は除去されてしまう。
Next, the silicon oxide film 7 is etched and removed by the fluorine-based RIE method, and as shown in FIG. 14, the silicon oxide film 4 is etched by the fluorine-based RIE method using the polycrystalline silicon film 5 as a mask. Next, as shown in FIG. 15, using the silicon oxide film 4 as a mask, the silicon film 12 is etched by a chlorine-based RIE method. At this time, the polycrystalline silicon film 5 is removed.

【0031】引き続いて図16に示すように酸化シリコ
ン膜4をマスクにして酸化シリコン膜10をエッチング
する。このとき、マスクとなる酸化シリコン膜4は酸化
シリコン膜10と同じ速度でエッチングされるので、下
地のシリコン層3が露出した後のオーバーエッチングは
必要最小限とする。その後、酸化シリコン膜4をマスク
にして塩素系RIE法により図17に示すようにシリコ
ン層3の領域Cに浅溝をエッチングし、浅溝・深溝が同
一基板中に形成された構造を得る。
Subsequently, as shown in FIG. 16, the silicon oxide film 10 is etched using the silicon oxide film 4 as a mask. At this time, since the silicon oxide film 4 serving as a mask is etched at the same speed as the silicon oxide film 10, overetching after the underlying silicon layer 3 is exposed is minimized. Thereafter, using the silicon oxide film 4 as a mask, a shallow groove is etched in the region C of the silicon layer 3 by a chlorine-based RIE method as shown in FIG. 17 to obtain a structure in which the shallow groove and the deep groove are formed in the same substrate.

【0032】なお、本実施例によるシリコン基板中への
浅溝・深溝形成の後に行われる溝埋め込み・平坦化工程
では、多結晶シリコン膜12がRIE法によるエッチバ
ック平坦化におけるエッチングストッパーの役目を果た
す。また、多結晶シリコン膜12は塩素系RIE法など
を用いて選択的に除去できるので、素子形成領域Aのシ
リコン表面を露出させる際に有用である。また、多結晶
シリコン膜12の下の膜厚の薄い熱酸化シリコン膜10
は、塩素系RIE法により多結晶シリコン膜12を除去
するときに素子形成領域Aのシリコン層3がエッチング
されてしまうのを防止する。
In the trench filling and flattening process performed after the formation of the shallow and deep trenches in the silicon substrate according to the present embodiment, the polycrystalline silicon film 12 serves as an etching stopper in the etch back flattening by the RIE method. Fulfill. Further, since the polycrystalline silicon film 12 can be selectively removed using a chlorine-based RIE method or the like, it is useful when exposing the silicon surface of the element formation region A. Further, a thin thermal oxide film 10 under the polycrystalline silicon film 12 is formed.
Prevents the silicon layer 3 in the element formation region A from being etched when the polycrystalline silicon film 12 is removed by a chlorine-based RIE method.

【0033】(実施例4)図18〜図22は、本発明に
よるシリコン基板中への浅溝・深溝形成方法の第4の実
施例を説明する工程の断面図である。先ず、図18に示
すように前述した実施例と同様にシリコン基板1上に高
濃度不純物拡散層2とシリコン層3とを形成する。さら
にこのシリコン層3上に熱酸化法により膜厚の薄い酸化
シリコン膜10を、CVD法により多結晶シリコン膜1
2,酸化シリコン膜4および多結晶シリコン膜5を順次
形成する。これらの膜形成に引き続き、公知のリソグラ
フィー技術を用いて素子形成領域を覆う浅溝形成用のレ
ジストパタン6を形成し、このレジストパタン6をマス
クにして塩素系RIE法により多結晶シリコン層5を、
フッ素系RIE法により酸化シリコン膜4を、塩素系R
IE法により多結晶シリコン層12をそれぞれ順次エッ
チングする。
(Embodiment 4) FIGS. 18 to 22 are sectional views showing steps for explaining a fourth embodiment of a method for forming shallow / deep grooves in a silicon substrate according to the present invention. First, as shown in FIG. 18, a high concentration impurity diffusion layer 2 and a silicon layer 3 are formed on a silicon substrate 1 in the same manner as in the above-described embodiment. Further, a thin silicon oxide film 10 is formed on the silicon layer 3 by a thermal oxidation method, and a polycrystalline silicon film 1 is formed by a CVD method.
2. A silicon oxide film 4 and a polycrystalline silicon film 5 are sequentially formed. Subsequent to the formation of these films, a resist pattern 6 for forming a shallow groove covering the element formation region is formed by using a known lithography technique, and the polycrystalline silicon layer 5 is formed by chlorine-based RIE using the resist pattern 6 as a mask. ,
The silicon oxide film 4 is converted to a chlorine-based R by a fluorine-based RIE method.
Each of the polycrystalline silicon layers 12 is sequentially etched by the IE method.

【0034】次にレジストパタン6を除去した後、図1
9に示すようにCVD法などにより表面全体に深溝エッ
チングのマスクとなる酸化シリコン膜7を形成し、この
酸化シリコン膜7上にリソグラフィー技術を用いて深溝
形成用のレジストパタン8を形成する。次に図20に示
すようにフッ素系RIE法により酸化シリコン膜7と酸
化シリコン膜10とを順次エッチングしてシリコン層3
の表面を露出させる。その後、レジストパタン8を除去
する。この際、深溝形成領域と素子形成領域とが重なっ
ている場合は、酸化シリコン膜7のエッチングと酸化シ
リコン膜10のエッチングとの間で多結晶シリコン膜5
の塩素系RIE法,酸化シリコン膜4のフッ素系RIE
法および多結晶シリコン膜12の塩素系RIE法を順次
行う必要がある。引き続き、酸化シリコン膜7をマスク
にして領域Bに深溝をエッチングする。その後、必要に
応じてイオン注入法により深溝の底部にシリコン基板と
同導電型のチャネルカット不純物拡散層9を形成する。
Next, after removing the resist pattern 6, FIG.
As shown in FIG. 9, a silicon oxide film 7 serving as a mask for deep groove etching is formed on the entire surface by a CVD method or the like, and a resist pattern 8 for forming a deep groove is formed on the silicon oxide film 7 by using lithography technology. Next, as shown in FIG. 20, the silicon oxide film 7 and the silicon oxide film 10 are sequentially etched by the fluorine-based RIE method to
Expose the surface. After that, the resist pattern 8 is removed. At this time, if the deep groove formation region and the element formation region overlap, the polycrystalline silicon film 5 is interposed between the etching of the silicon oxide film 7 and the etching of the silicon oxide film 10.
Chlorine-based RIE method, fluorine-based RIE of silicon oxide film 4
It is necessary to sequentially perform the method and the chlorine-based RIE method of the polycrystalline silicon film 12. Subsequently, a deep groove is etched in the region B using the silicon oxide film 7 as a mask. Thereafter, a channel cut impurity diffusion layer 9 of the same conductivity type as that of the silicon substrate is formed at the bottom of the deep groove by ion implantation as needed.

【0035】次に図21に示すように酸化シリコン膜7
と酸化シリコン膜10とをフッ素系RIE法によりエッ
チング除去してシリコン層3の表面を露出させる。その
後、図22に示すように酸化シリコン膜4をマスクにし
て塩素系RIE法によりシリコン層3の領域Cに浅溝を
エッチングし、浅溝・深溝が同一基板中に形成された構
造を得る。なお、多結晶シリコン膜5は、浅溝エッチン
グの際に除去されてしまう。
Next, as shown in FIG.
The silicon oxide film 10 and the silicon oxide film 10 are removed by etching using a fluorine-based RIE method to expose the surface of the silicon layer 3. Thereafter, as shown in FIG. 22, a shallow groove is etched in the region C of the silicon layer 3 by chlorine-based RIE using the silicon oxide film 4 as a mask to obtain a structure in which the shallow groove and the deep groove are formed in the same substrate. Note that the polycrystalline silicon film 5 is removed during the shallow groove etching.

【0036】本実施例では、RIE法の回数が7回であ
り、前述した実施例3に比べて2回少なく、工程が簡単
になっている。ただし、深溝形成領域と素子形成領域と
が重なる場合のRIE法の回数は11回であり、実施例
3と同じである。図19の深溝レジストパタン8の形成
と、これに引き続く酸化シリコン膜7のRIE法は、他
の実施例(実施例1〜実施例3)に比べて段差の大きい
状態で行われているが、酸化シリコン膜10,多結晶シ
リコン膜12,酸化シリコン膜4および多結晶シリコン
膜5の膜厚の合計が極端に大きくない限り、従来の方法
より段差を軽減でき、パタン形成,エッチングに伴う問
題も発生し難い。
In this embodiment, the number of times of the RIE method is seven, which is two times smaller than that of the third embodiment, and the process is simplified. However, when the deep groove formation region and the element formation region overlap, the number of times of the RIE method is 11 times, which is the same as in the third embodiment. The formation of the deep groove resist pattern 8 in FIG. 19 and the subsequent RIE method of the silicon oxide film 7 are performed in a state where the step is larger than in the other examples (Examples 1 to 3). As long as the total thickness of the silicon oxide film 10, the polycrystalline silicon film 12, the silicon oxide film 4, and the polycrystalline silicon film 5 is not extremely large, the steps can be reduced as compared with the conventional method, and the problems associated with pattern formation and etching also occur. It is unlikely to occur.

【0037】[0037]

【発明の効果】以上、説明したように本発明によれば、
浅溝レジストパタンの形成およびその後のエッチングは
平坦面上で行い、深溝レジストパタンの形成およびその
後の加工は僅かな段差の上で行うため、浅溝および深溝
を正確な寸法で自由な位置関係で形成できる。これによ
って浅溝および深溝を併用するシリコン集積回路の性能
および集積密度を向上させることができるという極めて
優れた効果が得られる。
As described above, according to the present invention,
Since the formation of the shallow groove resist pattern and the subsequent etching are performed on a flat surface, and the formation and subsequent processing of the deep groove resist pattern are performed on a slight step, the shallow groove and the deep groove can be precisely dimensioned and freely positioned. Can be formed. As a result, an extremely excellent effect that the performance and the integration density of the silicon integrated circuit using both the shallow groove and the deep groove can be improved can be obtained.

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

【図1】 本発明によるシリコン基板中への浅溝・深溝
形成方法の第1の実施例を説明する工程の断面図であ
る。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a process for explaining a first embodiment of a method for forming a shallow groove / a deep groove in a silicon substrate according to the present invention.

【図2】 図1に引き続く工程の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a step following FIG. 1;

【図3】 図2に引き続く工程の断面図である。FIG. 3 is a sectional view of a step following FIG. 2;

【図4】 図3に引き続く工程の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a step following FIG. 3;

【図5】 図4に引き続く工程の断面図である。FIG. 5 is a sectional view of a step following FIG. 4;

【図6】 本発明によるシリコン基板中への浅溝・深溝
形成方法の第2の実施例を説明する工程の断面図であ
る。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a process explaining a second embodiment of the method for forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate according to the present invention.

【図7】 図6に引き続く工程の断面図である。FIG. 7 is a sectional view of a step following FIG. 6;

【図8】 図7に引き続く工程の断面図である。FIG. 8 is a sectional view of a step following FIG. 7;

【図9】 図8に引き続く工程の断面図である。FIG. 9 is a sectional view of a step following FIG. 8;

【図10】 図9に引き続く工程の断面図である。FIG. 10 is a sectional view of a step following FIG. 9;

【図11】 本発明によるシリコン基板中への浅溝・深
溝形成方法の第3の実施例を説明する工程の断面図であ
る。
FIG. 11 is a sectional view of a step for explaining a third embodiment of the method for forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate according to the present invention.

【図12】 図11に引き続く工程の断面図である。FIG. 12 is a sectional view of a step following FIG. 11;

【図13】 図12に引き続く工程の断面図である。FIG. 13 is a sectional view of a step following FIG. 12;

【図14】 図13に引き続く工程の断面図である。FIG. 14 is a sectional view of a step following FIG. 13;

【図15】 図14に引き続く工程の断面図である。FIG. 15 is a sectional view of a step following FIG. 14;

【図16】 図15に引き続く工程の断面図である。FIG. 16 is a sectional view of a step following FIG. 15;

【図17】 図16に引き続く工程の断面図である。FIG. 17 is a sectional view of a step following FIG. 16;

【図18】 本発明によるシリコン基板中への浅溝・深
溝形成方法の第4の実施例を説明する工程の断面図であ
る。
FIG. 18 is a cross-sectional view of a step for explaining a fourth embodiment of the method for forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate according to the present invention.

【図19】 図18に引き続く工程の断面図である。FIG. 19 is a sectional view of a step following FIG. 18;

【図20】 図19に引き続く工程の断面図である。FIG. 20 is a sectional view of a step following FIG. 19;

【図21】 図20に引き続く工程の断面図である。FIG. 21 is a sectional view of a step following FIG. 20;

【図22】 図21に引き続く工程の断面図である。FIG. 22 is a sectional view of a step following FIG. 21;

【図23】 浅溝・深溝を併用した相補型MOS電界効
果トランジスタの構成を示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view showing a configuration of a complementary MOS field effect transistor using both shallow grooves and deep grooves.

【図24】 従来のシリコン基板中への浅溝・深溝形成
方法を説明する工程の断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view of a step illustrating a conventional method for forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate.

【図25】 図24に引き続く工程の断面図である。FIG. 25 is a sectional view of a step following FIG. 24;

【図26】 図25に引き続く工程の断面図である。FIG. 26 is a sectional view of a step following FIG. 25;

【図27】 図26に引き続く工程の断面図である。FIG. 27 is a sectional view of a step following FIG. 26;

【図28】 図27に引き続く工程の断面図である。FIG. 28 is a sectional view of a step following FIG. 27;

【図29】 従来のシリコン基板中への浅溝・深溝形成
方法を説明する工程の断面図である。
FIG. 29 is a cross-sectional view of a step explaining a conventional method for forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate.

【図30】 図29に引き続く工程の断面図である。FIG. 30 is a sectional view of a step following FIG. 29;

【図31】 図30に引き続く工程の断面図である。FIG. 31 is a sectional view of a step following FIG. 30;

【図32】 図31に引き続く工程の断面図である。FIG. 32 is a sectional view of a step following FIG. 31;

【図33】 図32に引き続く工程の断面図である。FIG. 33 is a sectional view of a step following FIG. 32;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板、2…高濃度不純物拡散層、3…シリ
コン層、4…酸化シリコン膜、5…多結晶シリコン膜、
6…浅溝形成用レジストパタン、7…酸化シリコン膜、
8…深溝形成用レジストパタン、9…チャネルカット不
純物拡散層、10…酸化シリコン膜、11…窒化シリコ
ン膜、12…多結晶シリコン膜。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Silicon substrate, 2 ... High concentration impurity diffusion layer, 3 ... Silicon layer, 4 ... Silicon oxide film, 5 ... Polycrystalline silicon film,
6: a resist pattern for forming a shallow groove, 7: a silicon oxide film,
8: Deep groove forming resist pattern, 9: Channel cut impurity diffusion layer, 10: Silicon oxide film, 11: Silicon nitride film, 12: Polycrystalline silicon film.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 ──────────────────────────────────────────────────の Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 シリコン基板上に浅溝の深さより薄い膜
厚を有する第1の膜およびこの第1の膜上にこの第1の
膜よりも薄い膜厚を有するマスク膜を形成する工程と、 前記シリコン基板上の素子形成領域のみに前記マスク膜
を残存させる工程と、 前記シリコン基板の全領域上に第2の膜を形成する工程
と、 前記シリコン基板の深溝形成領域上の前記第1の膜、第
2の膜およびマスク膜を選択的に除去する工程と、 残存した前記第2の膜をマスクとして、この第2の膜が
残存するようにシリコン基板中に深溝を形成する工程
と、 前記シリコン基板の全領域上の第2の膜を除去し、前記
マスク膜をマスクとして素子形成領域外の浅溝形成領域
の前記第1の膜を除去する工程と、 残存した前記第1の膜をマスクとして、この第1の膜が
残存するようにシリコン基板中に浅溝を形成する工程
と、 を具備したことを特徴とするシリコン基板中への浅溝・
深溝形成方法。
1. A film thinner than a depth of a shallow groove on a silicon substrate.
The has a thickness 1 of the film and the first to the first film
Forming a mask film having a thickness smaller than that of the film, leaving the mask film only in an element formation region on the silicon substrate, and forming a second film on the entire region of the silicon substrate A step of selectively removing the first film, the second film, and the mask film on the deep groove forming region of the silicon substrate; and using the remaining second film as a mask , the second film But
Forming a deep groove in the silicon substrate so as to remain ; removing a second film over the entire region of the silicon substrate; using the mask film as a mask to form a first groove in a shallow groove forming region outside an element forming region; Removing the first film, and using the remaining first film as a mask , the first film is
Forming a shallow groove in the silicon substrate so as to remain; and forming a shallow groove in the silicon substrate.
Deep groove forming method.
【請求項2】 請求項1において、前記第1の膜が、単
層絶縁膜,上層および下層がそれぞれ窒化シリコン膜お
よび熱酸化シリコン膜である2層膜または上層,中間層
および下層膜がそれぞれ窒化シリコン膜以外の絶縁膜,
窒化シリコン膜および熱酸化シリコン膜である3層膜の
いずれかであることを特徴とするシリコン基板中への浅
溝・深溝形成方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first film is a single-layer insulating film, a two-layer film whose upper and lower layers are a silicon nitride film and a thermal silicon oxide film, respectively, or an upper layer, an intermediate layer and a lower layer film, respectively. Insulating film other than silicon nitride film,
A method for forming shallow / deep grooves in a silicon substrate, wherein the method is one of a silicon nitride film and a three-layer film of a thermal silicon oxide film.
【請求項3】 請求項1において、前記マスク膜が多結
晶シリコン膜であることを特徴とするシリコン基板中へ
の浅溝・深溝形成方法。
3. The method according to claim 1, wherein the mask film is a polycrystalline silicon film.
【請求項4】 シリコン基板上に熱酸化シリコン膜,第
1のシリコン膜,第1の絶縁膜および第2のシリコン膜
を順次形成する工程と、 前記シリコン基板上の素子形成領域のみに前記第2のシ
リコン膜を残存させる工程と、 前記シリコン基板の全領域上に第2の絶縁膜を形成する
工程と、 前記シリコン基板の深溝形成領域上の前記熱酸化シリコ
ン膜,第1の絶縁膜,第2の絶縁膜および前記第1のシ
リコン膜,第2のシリコン膜を選択的に除去する工程
と、 残存した前記第2の絶縁膜をマスクとしてシリコン基板
中に深溝を形成する工程と、 前記シリコン基板の全領域上の第2の絶縁膜を除去し、
前記第2のシリコン膜をマスクとして素子形成領域外の
浅溝形成領域の前記第1の絶縁膜を除去する工程と、 残存した前記第1の絶縁膜をマスクとして素子形成領域
外の浅溝形成領域上の前記第1のシリコン膜および熱酸
化シリコン膜を除去する工程と、 前記第1の絶縁膜をマスクとしてシリコン基板中に浅溝
を形成する工程と、を具備したことを特徴とするシリコ
ン基板中への浅溝・深溝形成方法。
4. A step of sequentially forming a thermal silicon oxide film, a first silicon film, a first insulating film, and a second silicon film on a silicon substrate; and forming the first silicon film only on an element formation region on the silicon substrate. 2) forming a second insulating film over the entire area of the silicon substrate; and forming the thermally oxidized silicon film, the first insulating film on the deep groove forming area of the silicon substrate. Selectively removing a second insulating film, the first silicon film, and the second silicon film; forming a deep trench in a silicon substrate using the remaining second insulating film as a mask; Removing the second insulating film over the entire area of the silicon substrate;
Removing the first insulating film in the shallow groove forming region outside the element forming region using the second silicon film as a mask; forming a shallow groove outside the element forming region using the remaining first insulating film as a mask A step of removing the first silicon film and the thermally oxidized silicon film on a region; and a step of forming a shallow groove in a silicon substrate using the first insulating film as a mask. A method for forming shallow and deep grooves in a substrate.
【請求項5】 シリコン基板上に熱酸化シリコン膜,第
1のシリコン膜,第1の絶縁膜および第2のシリコン膜
を順次形成する工程と、 前記シリコン基板上の素子形成領域のみに前記第1の絶
縁膜,第1のシリコン膜および第2のシリコン膜を残存
させる工程と、 前記シリコン基板上の全領域上に第2の絶縁膜を形成す
る工程と、 前記シリコン基板の深溝形成領域上の前記熱酸化シリコ
ン膜,第1の絶縁膜,第2の絶縁膜および前記第1のシ
リコン膜,第2のシリコン膜を選択的に除去する工程
と、 残存した前記第2の絶縁膜をマスクとしてシリコン基板
中に深溝を形成する工程と、 前記シリコン基板の全領域上の第2の絶縁膜および熱酸
化シリコン膜を除去する工程と、 残存した前記第1の絶縁膜をマスクとしてシリコン基板
中に浅溝を形成する工程と、を具備したことを特徴とす
るシリコン基板中への浅溝・深溝形成方法。
5. A step of sequentially forming a thermal silicon oxide film, a first silicon film, a first insulating film, and a second silicon film on a silicon substrate; and forming the first silicon film only on an element formation region on the silicon substrate. Leaving a first insulating film, a first silicon film, and a second silicon film; forming a second insulating film on the entire region on the silicon substrate; and forming a deep groove on the silicon substrate. Selectively removing the thermally oxidized silicon film, the first insulating film, the second insulating film, and the first and second silicon films, and masking the remaining second insulating film. Forming a deep groove in the silicon substrate, removing the second insulating film and the thermally oxidized silicon film on the entire region of the silicon substrate, and removing the remaining first insulating film as a mask in the silicon substrate. Shallow groove Forming a shallow groove / deep groove in a silicon substrate.
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