JP3383404B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3383404B2
JP3383404B2 JP07156794A JP7156794A JP3383404B2 JP 3383404 B2 JP3383404 B2 JP 3383404B2 JP 07156794 A JP07156794 A JP 07156794A JP 7156794 A JP7156794 A JP 7156794A JP 3383404 B2 JP3383404 B2 JP 3383404B2
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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、半導体基板表面に形成
した溝を絶縁物で埋め込んだ領域を素子分離に用いる半
導体装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device in which a region formed by filling a groove formed on the surface of a semiconductor substrate with an insulator is used for element isolation.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に、メモリやロジックなどに代表さ
れる半導体集積回路においては、隣接するトランジスタ
領域を電気的に分離する素子分離技術が、各々のトラン
ジスタあるいはセルを独立に動作させるために必要不可
欠である。
2. Description of the Related Art Generally, in a semiconductor integrated circuit typified by a memory and a logic, an element isolation technique for electrically isolating adjacent transistor regions is indispensable for operating each transistor or cell independently. Is.

【0003】LSI製造に用いる従来の素子分離技術と
しては、厚い酸化膜を素子分離領域上に選択的に形成し
て素子分離を行う方法(LOCOS分離法)と、素子分
離領域にあたる半導体基板表面に溝を堀り、その溝を絶
縁物で埋めて素子分離を行う方法(トレンチ分離法)が
ある。図23(a)および図23(b)に、LOCOS
分離法、トレンチ分離法のそれぞれによって形成された
素子分離領域の断面図を示す。
As a conventional element isolation technique used for LSI manufacturing, a method of selectively forming a thick oxide film on an element isolation region to perform element isolation (LOCOS isolation method) and a semiconductor substrate surface corresponding to the element isolation region are used. There is a method (trench isolation method) of digging a groove and filling the groove with an insulator to perform element isolation. The LOCOS is shown in FIGS.
3A and 3B are cross-sectional views of element isolation regions formed by the isolation method and the trench isolation method, respectively.

【0004】図23(a)に示すようなLOCOS分離
法は、シリコン基板100上の素子形成領域となる部分
に堆積した窒化シリコンをマスクとして、ゲート絶縁膜
102より酸化膜をかなり厚めにした領域(素子分離絶
縁膜)101を選択的に形成し、一方のトランジスタと
他方のトランジスタを電気的に分離するものであるが、
この方法はいくつかの点で高集積に向かないという問題
点がある。その理由の一つは、選択酸化の際に鳥のくち
ばし状の酸化膜(バーズ・ビーク)103がマスク材の
下に形成されて、マスク材の端と素子分離領域の端との
間に大きな変換差がついてしまうため、素子領域の大き
さをある程度以下にするのが難しいことである。他の理
由としては、素子分離領域形成のための長時間にわたる
酸化のために、素子分離領域上にイオン注入した不純物
が拡散し狭チャネル効果を助長するため、素子形成領域
の幅を狭くするのが難しいためである。
In the LOCOS isolation method as shown in FIG. 23 (a), a region where an oxide film is made considerably thicker than the gate insulating film 102 is made by using silicon nitride deposited on a portion which becomes an element forming region on the silicon substrate 100 as a mask. (Element isolation insulating film) 101 is selectively formed to electrically separate one transistor from the other transistor.
This method has some problems that it is not suitable for high integration. One of the reasons is that a bird's beak-shaped oxide film (bird's beak) 103 is formed under the mask material at the time of selective oxidation, and a large gap is formed between the edge of the mask material and the edge of the element isolation region. Since there is a conversion difference, it is difficult to reduce the size of the element region to some extent or less. Another reason is that the oxidation of ions for a long time for forming the element isolation region diffuses the ion-implanted impurities on the element isolation region and promotes the narrow channel effect, so that the width of the element formation region is narrowed. Because it is difficult.

【0005】また、これらの問題を解決するためには素
子分離領域を形成するための酸化を少なくすれば良い
が、酸化量を減らすと素子分離用の酸化膜の膜厚が減り
素子分離領域の反転電圧の低下を招くという問題が新た
に生じる。
Further, in order to solve these problems, it is sufficient to reduce the amount of oxidation for forming the element isolation region. However, if the amount of oxidation is reduced, the film thickness of the oxide film for element isolation decreases and the element isolation region There is another problem that the inversion voltage is lowered.

【0006】このように、LOCOS分離法は、これか
らのサブミクロンデバイスに用いるには限界がある。
As described above, the LOCOS separation method is limited in its application to submicron devices in the future.

【0007】一方、図23(b)に示すようなトレンチ
分離法は、LOCOSに代わる新しい素子分離方法とし
て考えられたものであり、上記のようなLOCOS分離
で起こる問題点の多くは、このトレンチ分離を導入する
ことによってかなり解決することができる。
On the other hand, the trench isolation method as shown in FIG. 23B is considered as a new element isolation method to replace LOCOS, and most of the problems that occur in the above LOCOS isolation are caused by this trench isolation method. It can be quite solved by introducing separation.

【0008】このトレンチ分離法は、シリコン基板10
0表面の素子分離領域となる部分を掘り下げて溝104
を作り、そこにSiO2 などの絶縁物質105を埋め込
むことにより素子分離する方法である。以下に、従来の
トレンチ分離法による素子分離領域を形成するためのプ
ロセスの一例を示す。
This trench isolation method is applied to the silicon substrate 10.
The groove 104 is formed by digging down the portion of the 0 surface which becomes the element isolation region.
Is formed, and an insulating material 105 such as SiO 2 is embedded therein to isolate the elements. Below, an example of the process for forming the element isolation region by the conventional trench isolation method is shown.

【0009】まず、シリコン基板100上に、10〜5
0nmの熱酸化膜、100〜500nmの多結晶シリコ
ン膜、100〜500nmのCVDシリコン酸化膜を逐
次形成した後、レジスト・パターンニングし、RIEに
より垂直にエッチングし、レジストを剥離する。そし
て、残ったCVDシリコン酸化膜をマスクにして、シリ
コン基板100の露出した部分をRIEにて0.3〜
0.5μmエッチングし、素子分離のための溝(トレン
チ)104を作る。次に、この溝104の側壁を保護す
るために、10〜50nmの熱酸化を行って、トレンチ
側壁に酸化膜を形成する。ここで、トレンチ側壁保護の
ための酸化膜を形成した後に、素子分離能力を高めるた
めの不純物注入を行うことがある。
First, 10 to 5 are formed on the silicon substrate 100.
A 0 nm thermal oxide film, a 100 to 500 nm polycrystalline silicon film, and a 100 to 500 nm CVD silicon oxide film are sequentially formed, and then resist patterning is performed, and vertical etching is performed by RIE to remove the resist. Then, using the remaining CVD silicon oxide film as a mask, the exposed portion of the silicon substrate 100 is subjected to RIE by 0.3 to
Etching is performed by 0.5 μm to form a groove (trench) 104 for element isolation. Next, in order to protect the side wall of the groove 104, thermal oxidation of 10 to 50 nm is performed to form an oxide film on the side wall of the trench. Here, after forming an oxide film for protecting the sidewalls of the trenches, impurities may be implanted to enhance the element isolation capability.

【0010】次に、溝104をCVDシリコン酸化物
(例えばTEOSによるCVD膜)105にて埋め戻
す。その後、このCVDシリコン酸化物105をレジス
トエッチバックまたはポリッシングにて多結晶シリコン
が露出するまで削って平坦化する。そして、多結晶シリ
コンおよびその下のバッファ酸化膜を取り除く。
Next, the trench 104 is backfilled with a CVD silicon oxide (for example, a CVD film made of TEOS) 105. Thereafter, the CVD silicon oxide 105 is ground by resist etch back or polishing until the polycrystalline silicon is exposed, and is planarized. Then, the polycrystalline silicon and the buffer oxide film thereunder are removed.

【0011】以上の製造工程によって素子分離領域が形
成される。以下の工程では、トランジスタ等の素子を素
子領域上に形成していく。
An element isolation region is formed by the above manufacturing process. In the following steps, elements such as transistors are formed on the element region.

【0012】まず、素子領域上のシリコン基板100を
10nm程酸化し、この酸化膜を通してトランジスタの
しきい値制御のための不純物注入を行う。次に、一旦、
先の酸化膜を剥離し、ゲート酸化膜を形成し、ゲートと
なる多結晶シリコン120を堆積させる。その後、ゲー
ト120をパターンニングし拡散層を形成するとトラン
ジスタが完成する。
First, the silicon substrate 100 on the element region is oxidized by about 10 nm, and impurities are implanted through the oxide film for controlling the threshold value of the transistor. Then, once
The above oxide film is peeled off to form a gate oxide film, and polycrystalline silicon 120 to be a gate is deposited. Then, the gate 120 is patterned and a diffusion layer is formed to complete the transistor.

【0013】このようにして作られたトレンチによる素
子分離領域は、溝の幅がそのまま素子分離領域になるの
で、そこに絶縁物質を埋め込める限りはその部分を小さ
くすることができ、LOCOS法に比べても領域を節約
することができると共に、前述したようなLOCOS分
離の持つ様々な問題点を解決することができる。
In the element isolation region formed by the trench thus formed, the width of the groove becomes the element isolation region as it is, so that the portion can be made small as long as the insulating material can be buried therein, and the LOCOS method can be applied. Compared with this, it is possible to save the area and solve the various problems of the LOCOS separation as described above.

【0014】しかしながら、その一方で、いくつかの新
たな問題点を生ずる。
On the other hand, however, some new problems arise.

【0015】新たな問題点の一つは、図24においてB
にて示すようなトランジスタのサブスレッショルド領域
に現れるキンクである。上記のようなプロセスで作られ
た素子領域においては、素子領域の端のところ、すなわ
ちトランジスタのゲート酸化膜部とトレンチとの境に、
角の部分(図23(b)中でAと示された部分)を生じ
る。そして、この角の部分で電界集中が起きるため、角
の部分の寄生トランジスタのしきい値は実際のトランジ
スタのしきい値より低くなってしまう。これが原因で、
上記のようなキンクが現れるわけである。このようなキ
ンク自身は回路設計自体にとっては問題になるようなも
のではないが、角の部分の寄生トランジスタによってサ
ブスレッショルド電流が増加するのはスタンバイ電流の
増加などの問題を起こし、回路設計と素子設計上で障害
となる。また、角の部分への電界集中の度合いは、角部
の形状により大きく変化する。このため、全てのトラン
ジスタに対して全く同じようにキンクを発生させるのは
困難である。従って、上述したトランジスタのサブスレ
ッショールド部に現れるキンクは、素子特性のバラツキ
を引き起こす原因ともなり、集積回路を作る上で大きな
問題となる。
One of the new problems is B in FIG.
It is a kink that appears in the subthreshold region of the transistor as shown in. In the element region formed by the above process, at the edge of the element region, that is, at the boundary between the gate oxide film portion of the transistor and the trench,
A corner portion (a portion indicated by A in FIG. 23 (b)) is generated. Then, electric field concentration occurs in this corner portion, so that the threshold value of the parasitic transistor in the corner portion becomes lower than the threshold value of the actual transistor. Because of this,
The kink as above appears. Although such a kink itself is not a problem for the circuit design itself, the increase in the subthreshold current due to the corner parasitic transistor causes problems such as an increase in standby current. It becomes an obstacle in design. In addition, the degree of electric field concentration on the corner portion largely changes depending on the shape of the corner portion. Therefore, it is difficult to generate kinks in the same way for all transistors. Therefore, the kink appearing in the subthreshold portion of the transistor described above causes variations in element characteristics, which is a serious problem in manufacturing an integrated circuit.

【0016】もう一つの問題は、素子領域の端に部分に
ある角で電界集中が起こるために、トランジスタのゲー
ト耐圧を低下させて、トランジスタの信頼性を低下させ
ることである。また、前述したように、全ての素子に対
して同じ程度の電界集中が起きるようにするのは困難で
あるため、このような電界集中は、EPROMやEEP
ROMのようなゲート酸化膜を通して電荷をやりとりす
るデバイスにおいては書き込み時のしきい値ばらつきを
生じると共に、EEPROMにおいては消去時のしきい
値ばらつきも生じる。
Another problem is that the electric field concentration occurs at the corners at the edges of the device region, which lowers the gate breakdown voltage of the transistor and lowers the reliability of the transistor. Further, as described above, it is difficult to cause the same degree of electric field concentration in all the elements. Therefore, such electric field concentration is caused in the EPROM and EEP.
In a device such as a ROM that exchanges charges through a gate oxide film, the threshold value varies during writing, and in an EEPROM, the threshold value varies during erasing.

【0017】[0017]

【発明が解決しようとする課題】以上述べてきたよう
に、従来のLOCOS分離法では、大きなバーズ・ビー
クが不可避的に発生し、また長時間の酸化が不純物拡散
を招き狭チャネル効果を助長するために、素子領域の大
きさをある程度以下にするのは難しいという問題点があ
った。
As described above, in the conventional LOCOS separation method, large bird's beaks are inevitably generated, and long-time oxidation causes impurity diffusion to promote the narrow channel effect. Therefore, there is a problem that it is difficult to reduce the size of the element region to a certain extent or less.

【0018】また、従来のトレンチ素子分離技術では、
素子領域の端の角の部分で電界集中を起こすため、トラ
ンジスタのサブスレッショルド特性にキンクが生じ、お
よびゲート耐圧が低下してトランジスタの信頼性が低下
するなどの問題点があった。
In the conventional trench element isolation technique,
Electric field concentration occurs at the corners of the edges of the element region, which causes problems such as a kink in the subthreshold characteristics of the transistor and a reduction in gate breakdown voltage, which lowers the reliability of the transistor.

【0019】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、高集積化を可能にするとともに、トレンチの角部
の影響を受けない素子分離構造を有する半導体装置の製
方法を提供することを目的とする。
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and makes it possible to manufacture a semiconductor device having an element isolation structure which enables high integration and is not affected by a corner portion of a trench .
The purpose is to provide a manufacturing method.

【0020】[0020]

【0021】[0021]

【0022】[0022]

【0023】[0023]

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明に係る半導体装置
の製造方法は、半導体基板上にバッファ酸化膜を介して
順次積層された第1のマスク層および第2のマスク層か
ら素子分離領域となる部分を取り除く工程と、バーズ・
ビーク酸化を行う工程と、前記マスク層を用いて半導体
基板上の酸化膜をRIEにより取り除く工程と、前記マ
スク層を用いて半導体基板をエッチングし溝を形成する
工程と、前記溝の底から前記第2のマスク層の上方まで
絶縁物を堆積する工程と、この堆積した絶縁物を前記第
1のマスク層の上端部分が露出するまで平坦化する工程
と、前記第1のマスク層と前記バッファ酸化膜を順次除
去する工程と、素子形成領域に所望の素子を形成する工
程とを有することを特徴とする。
A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a first mask layer and a second mask layer, which are sequentially stacked on a semiconductor substrate with a buffer oxide film interposed therebetween, to form an element isolation region. And the process of removing the
A step of performing beak oxidation, a step of removing an oxide film on a semiconductor substrate by RIE using the mask layer, a step of etching a semiconductor substrate using the mask layer to form a groove, and a step of forming a groove from the bottom of the groove. Depositing an insulator over the second mask layer, planarizing the deposited insulator until the upper end portion of the first mask layer is exposed, the first mask layer and the buffer The method is characterized by including a step of sequentially removing the oxide film and a step of forming a desired element in the element formation region.

【0025】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法は、半導体基板上にバッファ酸化膜を介して積層
れた第1のマスク層および第2のマスク層から素子分離
領域となる部分を取り除く工程と、バーズ・ビーク酸化
を行う工程と、酸化膜を先に堆積されたマスク層の側壁
に形成する工程と、前記マスク層及び側壁を用いて半導
体基板上の酸化膜をRIEにより取り除く工程と、前記
マスク層及び側壁を用いて半導体基板をエッチングし溝
を形成する工程と、前記溝の底から前記第2のマスク層
の上方まで絶縁物を堆積する工程と、この堆積した絶縁
物を前記第1のマスク層の上端部分が露出するまで平坦
化する工程と、前記第1のマスク層と前記バッファ酸化
膜を順次除去する工程と、素子形成領域に所望の素子を
形成する工程とを有することを特徴とする。
Further, according to another method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, element isolation is performed from the first mask layer and the second mask layer laminated on the semiconductor substrate with the buffer oxide film interposed therebetween. A step of removing a portion to be a region, a step of performing bird's beak oxidation, a step of forming an oxide film on a sidewall of a mask layer previously deposited, and an oxide film on a semiconductor substrate using the mask layer and the sidewall By RIE, etching the semiconductor substrate using the mask layer and sidewalls to form a groove, depositing an insulator from the bottom of the groove to above the second mask layer, and A step of planarizing the deposited insulator until the upper end portion of the first mask layer is exposed, a step of sequentially removing the first mask layer and the buffer oxide film, and a desired element in the element formation region. Forming process Characterized in that it has a.

【0026】[0026]

【作用】本発明によれば、前記素子分離領域に接する半
導体基板物質の上方端部(角部)がゲート酸化膜よりも
厚く、且つ前記素子分離領域に近づくにしたがって徐々
に厚くなる酸化膜で保護されているため、従来のトレン
チ分離で問題であった角部での電界集中を効果的に緩和
することが可能になる。
According to the present invention, the upper end portion (corner portion) of the semiconductor substrate material contacting the element isolation region is more than the gate oxide film.
Thick and gradually becomes closer to the element isolation region
Since it is protected by a thick oxide film , it is possible to effectively alleviate the electric field concentration at the corners, which was a problem in the conventional trench isolation.

【0027】この結果、角部の寄生トランジスタのしき
い値が実際のトランジスタのしきい値より低くなること
を回避できるので、トランジスタのサブスレッショルド
領域でのキンクの出現を回避できるとともに、トランジ
スタのゲート耐圧を向上することできる。これによっ
て、リーク電流が少なく、信頼性の高い素子を形成する
ことができる。
As a result, it is possible to prevent the threshold value of the parasitic transistor at the corner from becoming lower than the threshold value of the actual transistor, so that it is possible to prevent the occurrence of kinks in the subthreshold region of the transistor and to prevent the gate of the transistor The breakdown voltage can be improved. This makes it possible to form a highly reliable element with a small leak current.

【0028】しかも、素子分離領域の主要部分にトレン
チ構造を用いているので、素子の微細化が可能である。
Moreover, since the trench structure is used in the main part of the element isolation region, the element can be miniaturized.

【0029】[0029]

【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例を
説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0030】本発明の一実施例に係る半導体装置に用い
る素子分離領域の概略断面図を、図1(d),図2
(d),図3(d)および図4(d)に示す。この素子
分離領域はいずれも、半導体基板1表面に形成した溝
(トレンチ)6に絶縁物7を埋め込んだ部分と、絶縁物
7を少なくとも溝6の上端面より突出して形成した部分
と、溝6を埋め込んだ絶縁物7に接する半導体基板1の
上方端部の上部に形成した絶縁膜部分(5)(5,8)
(15,16)(15,7)から構成され、この絶縁膜
部分の膜厚を、素子領域に形成するゲート酸化膜の膜厚
より厚く形成したことを特徴としている。また、この絶
縁膜部分は、熱酸化膜あるいは熱酸化膜とCVD酸化膜
から構成される。
1 (d) and 2 are schematic cross-sectional views of an element isolation region used in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
(D), FIG. 3 (d) and FIG. 4 (d). In each of these element isolation regions, a groove 6 formed on the surface of the semiconductor substrate 1 is filled with an insulator 7, a portion formed by protruding the insulator 7 from at least the upper end surface of the groove 6, and the groove 6 Insulating film portions (5) (5, 8) formed on the upper end of the semiconductor substrate 1 in contact with the insulator 7 in which the
(15, 16) (15, 7), which is characterized in that the film thickness of this insulating film portion is made thicker than the film thickness of the gate oxide film formed in the element region. The insulating film portion is composed of a thermal oxide film or a thermal oxide film and a CVD oxide film.

【0031】図5(a),(b)には、本発明に係る素
子分離領域と、これを用いて素子分離されたトランジス
タの概念図を示す。図中、aで示される領域は素子形成
領域であり、iで示される領域は素子分離領域である。
なお、トランジスタは、ゲート多結晶シリコン20にて
示してある。図5から分かるように、本発明の素子分離
構造を採用することにより、素子分離としてトレンチ構
造を用いる利点すなわち素子の微細化が可能であるとい
う利点を享受できる上、さらにトレンチエッジ部(図5
中のEで示す角部)の上部の酸化膜25の膜厚tbをゲ
ート酸化膜22の膜厚toxより厚く形成したので、半
導体基板1の角Eがこの厚い酸化膜25で十分に保護さ
れる。この結果、従来のトレンチ分離法で問題となって
いた該角部での電界集中が緩和されるので、トランジス
タのサブスレッショルド領域でのキンクやゲート酸化膜
の信頼性の低下等の問題が生じることはない。
FIGS. 5A and 5B are conceptual views of an element isolation region according to the present invention and a transistor element-isolated by using the element isolation region. In the figure, the region indicated by a is an element formation region, and the region indicated by i is an element isolation region.
It should be noted that the transistor is shown by the gate polycrystalline silicon 20. As can be seen from FIG. 5, by adopting the element isolation structure of the present invention, it is possible to enjoy the advantage of using the trench structure for element isolation, that is, the advantage that the element can be miniaturized, and the trench edge portion (FIG.
Since the film thickness tb of the oxide film 25 above the corner portion (indicated by E in the figure) is formed thicker than the film thickness tox of the gate oxide film 22, the corner E of the semiconductor substrate 1 is sufficiently protected by the thick oxide film 25. It As a result, the electric field concentration at the corners, which has been a problem in the conventional trench isolation method, is alleviated, which causes problems such as kink in the subthreshold region of the transistor and deterioration of reliability of the gate oxide film. There is no.

【0032】次に、図1(d)、図2(d)、図3
(d)および図4(d)に示す素子分離領域を有する半
導体装置の製造工程を順次説明する。
Next, FIG. 1 (d), FIG. 2 (d), and FIG.
The manufacturing process of the semiconductor device having the element isolation region shown in FIG. 4D and FIG. 4D will be sequentially described.

【0033】<製造工程1>図1(d)の素子分離領域
を形成するには、次のような製造工程を行う。
<Manufacturing Process 1> In order to form the element isolation region of FIG. 1D, the following manufacturing process is performed.

【0034】まず、半導体(例えばシリコン)基板1上
にバッファ酸化膜2を形成した後、第1のマスク層(例
えば多結晶シリコン)3および第2のマスク層(例えば
CVD酸化膜)4を成膜、トレンチ・リソグラフィー、
マスクRIEを行って、第1のマスク層3および第2の
マスク層4をパターンニングする(図1(a))。
First, a buffer oxide film 2 is formed on a semiconductor (eg, silicon) substrate 1, and then a first mask layer (eg, polycrystalline silicon) 3 and a second mask layer (eg, CVD oxide film) 4 are formed. Film, trench lithography,
Mask RIE is performed to pattern the first mask layer 3 and the second mask layer 4 (FIG. 1A).

【0035】第1のマスク層3および第2のマスク層4
を利用して半導体基板1に選択酸化(以下、バーズビー
ク酸化という)を施し、半導体基板1上のマスク層がな
い部分にLOCOSのごとき熱酸化膜(例えば100n
m)5を形成する(図1(b))。
First mask layer 3 and second mask layer 4
Is used to selectively oxidize the semiconductor substrate 1 (hereinafter referred to as bird's beak oxidation), and a thermal oxide film such as LOCOS (for example, 100 n
m) 5 is formed (FIG. 1B).

【0036】マスクされていない部分の酸化膜5をエッ
チングし、トレンチRIEを行って、半導体基板1表面
に素子分離用の溝6を形成した後、トレンチ側壁保護な
どのためのアニール/酸化を行う(図1(c))。
After the oxide film 5 in the unmasked portion is etched and trench RIE is performed to form a trench 6 for element isolation on the surface of the semiconductor substrate 1, annealing / oxidation for protecting the sidewall of the trench is performed. (FIG. 1 (c)).

【0037】絶縁物質(例えばTEOSによるCVD
SiO2 膜)7を溝6の底部から第2のマスク層4の上
方まで堆積し、第1のマスク層3が露出するまでエッチ
バックあるいはポリッシングを行う。そして、デンシフ
ァイ処理を行った後、第1のマスク層3を除去する(例
えば、マスク層3が多結晶シリコンの場合には、CDE
で除去する)(図1(d))。
Insulating material (eg CVD with TEOS
A SiO 2 film) 7 is deposited from the bottom of the groove 6 to above the second mask layer 4, and etch back or polishing is performed until the first mask layer 3 is exposed. Then, after performing the densification process, the first mask layer 3 is removed (for example, when the mask layer 3 is polycrystalline silicon, CDE is performed).
(FIG. 1 (d)).

【0038】以上によって、本発明の素子分離領域が形
成される。以下、バッファ酸化膜2を除去し、あらため
てゲート酸化膜やトンネル酸化膜を形成し、そして公知
の方法でトランジスタなどを形成する。
As described above, the element isolation region of the present invention is formed. Then, the buffer oxide film 2 is removed, a gate oxide film and a tunnel oxide film are formed again, and a transistor and the like are formed by a known method.

【0039】<製造工程2>図2(d)の素子分離領域
を形成するには、次のような製造工程を行う。
<Manufacturing Process 2> In order to form the element isolation region of FIG. 2D, the following manufacturing process is performed.

【0040】まず、半導体(例えばシリコン)基板1上
にバッファ酸化膜2を形成した後、成膜、トレンチ・リ
ソグラフィー、マスクRIEを行って、第1のマスク層
(例えば多結晶シリコン)3および第2のマスク層(例
えばCVD酸化膜)4をパターンニングする。その後、
熱酸化により第1のマスク層3の側壁に酸化膜(例えば
10nm)8を形成する(図2(a))。
First, after forming the buffer oxide film 2 on the semiconductor (eg silicon) substrate 1, film formation, trench lithography and mask RIE are carried out to form the first mask layer (eg polycrystalline silicon) 3 and the first mask layer 3 The mask layer 2 (for example, a CVD oxide film) 2 is patterned. afterwards,
An oxide film (for example, 10 nm) 8 is formed on the side wall of the first mask layer 3 by thermal oxidation (FIG. 2A).

【0041】次いで、窒化膜9を堆積(例えば25n
m)した後、第2のマスク層4の上部および素子分離領
域上の窒化膜9をRIE除去して、両マスク層の側壁に
のみ窒化膜9が残るようにする。そして、バーズビーク
酸化(例えば100nm)を行う(図2(b))。
Next, a nitride film 9 is deposited (for example, 25n
m), the nitride film 9 on the upper portion of the second mask layer 4 and on the element isolation region is removed by RIE so that the nitride film 9 remains only on the sidewalls of both mask layers. Then, bird's beak oxidation (for example, 100 nm) is performed (FIG. 2B).

【0042】マスクされていない部分の酸化膜5をエッ
チングし、トレンチRIEを行って、半導体基板1表面
に素子分離用の溝6を形成した後、トレンチ側壁保護な
どのためのアニール/酸化を行う。そして、マスク層側
壁の窒化膜9を除去する。(図2(c))。
After the oxide film 5 in the unmasked portion is etched and trench RIE is performed to form a trench 6 for element isolation on the surface of the semiconductor substrate 1, annealing / oxidation for protecting the sidewall of the trench is performed. . Then, the nitride film 9 on the sidewall of the mask layer is removed. (FIG. 2 (c)).

【0043】絶縁物質(例えばTEOS)7を溝6の底
部から第2のマスク層4の上方まで堆積し、第1のマス
ク層3が露出するまでエッチバックあるいはポリッシン
グを行う。そして、デンシファイ処理を行った後、第1
のマスク層3を除去する(例えばマスク層3が多結晶シ
リコンの場合にはCDEで除去する)(図1(d))。
An insulating material (eg, TEOS) 7 is deposited from the bottom of the groove 6 to above the second mask layer 4, and etching back or polishing is performed until the first mask layer 3 is exposed. Then, after performing the densify process, the first
The mask layer 3 is removed (for example, when the mask layer 3 is polycrystalline silicon, it is removed by CDE) (FIG. 1D).

【0044】以上によって、本発明の素子分離領域が形
成される。以下、バッファ酸化膜2を除去し、あらため
てゲート酸化膜やトンネル酸化膜を形成し、そして公知
の方法でトランジスタなどを形成する。
As described above, the element isolation region of the present invention is formed. Then, the buffer oxide film 2 is removed, a gate oxide film and a tunnel oxide film are formed again, and a transistor and the like are formed by a known method.

【0045】なお、本実施例では、マスク層側壁にシリ
コン窒化膜を堆積するので、マスク層側壁の酸化を抑制
してマスク形状を制御することにより、より細密な素子
分離ができるという利点がある。
In this embodiment, since the silicon nitride film is deposited on the side wall of the mask layer, there is an advantage that finer device isolation can be achieved by controlling the mask shape by suppressing the oxidation of the side wall of the mask layer. .

【0046】<製造工程3>図3(d)の素子分離領域
を形成するには、次のような製造工程を行う。
<Manufacturing Process 3> In order to form the element isolation region shown in FIG. 3D, the following manufacturing process is performed.

【0047】まず、半導体(例えばシリコン)基板1上
にバッファ酸化膜2を形成した後、成膜、トレンチ・リ
ソグラフィー、マスクRIEを行って、第1のマスク層
(例えば多結晶シリコン)3および第2のマスク層(例
えばCVD酸化膜)4をパターンニングし、その後バー
ズビーク酸化(例えば30〜50nm)を行う(図3
(a))。
First, after the buffer oxide film 2 is formed on the semiconductor (eg silicon) substrate 1, film formation, trench lithography and mask RIE are performed to form the first mask layer (eg polycrystalline silicon) 3 and the first mask layer 3 2 mask layer (for example, CVD oxide film) 4 is patterned, and then bird's beak oxidation (for example, 30 to 50 nm) is performed (FIG. 3).
(A)).

【0048】酸化膜16を堆積(例えば50nm)した
後、第2のマスク層4の上部および素子分離領域上の酸
化膜を除去して、両マスク層の側壁にのみ酸化膜16が
残るようにする(図3(b))。
After depositing the oxide film 16 (for example, 50 nm), the oxide film on the upper part of the second mask layer 4 and the element isolation region is removed so that the oxide film 16 remains only on the sidewalls of both mask layers. (FIG. 3B).

【0049】トレンチRIEを行って、半導体基板1表
面に素子分離用の溝6を形成した後、アニール/酸化を
行う(図3(c))。
After performing trench RIE to form a trench 6 for element isolation on the surface of the semiconductor substrate 1, annealing / oxidation is performed (FIG. 3C).

【0050】絶縁物質(例えばTEOS)7を溝6の底
部から第2のマスク層4の上方まで堆積し、第1のマス
ク層3が露出するまでエッチバックあるいはポリッシン
グを行う。そして、デンシファイ処理を行った後、第1
のマスク層3を除去する(例えばマスク層3が多結晶シ
リコンの場合にはCDEを用いる)(図3(d))。
An insulating material (eg, TEOS) 7 is deposited from the bottom of the groove 6 to a position above the second mask layer 4, and etching back or polishing is performed until the first mask layer 3 is exposed. Then, after performing the densify process, the first
The mask layer 3 is removed (for example, CDE is used when the mask layer 3 is polycrystalline silicon) (FIG. 3D).

【0051】以上によって、本発明の素子分離領域が形
成される。以下、バッファ酸化膜2を除去し、あらため
てゲート酸化膜やトンネル酸化膜を形成し、そして公知
の方法でトランジスタなどを形成する。
As described above, the element isolation region of the present invention is formed. Then, the buffer oxide film 2 is removed, a gate oxide film and a tunnel oxide film are formed again, and a transistor and the like are formed by a known method.

【0052】なお、上記製造工程において、バーズビー
ク酸化を省き工程を簡略化しても良い。
In the above manufacturing process, bird's beak oxidation may be omitted to simplify the process.

【0053】<製造工程4>図4(d)の素子分離領域
を形成するには、次のような製造工程を行う。
<Manufacturing Process 4> In order to form the element isolation region of FIG. 4D, the following manufacturing process is performed.

【0054】まず、半導体(例えばシリコン)基板1上
にバッファ酸化膜2を形成した後、成膜、トレンチPE
P、マスクRIEを行って、第1のマスク層(例えば多
結晶シリコン)3および第2のマスク層(例えばCVD
酸化膜)4をパターンニングし、その後バーズビーク酸
化(例えば30〜50nm)を行う(図4(a))。
First, a buffer oxide film 2 is formed on a semiconductor (eg, silicon) substrate 1, and then a film is formed and a trench PE is formed.
P, mask RIE is performed to perform the first mask layer (eg, polycrystalline silicon) 3 and the second mask layer (eg, CVD).
The oxide film 4 is patterned, and then bird's beak oxidation (for example, 30 to 50 nm) is performed (FIG. 4A).

【0055】窒化膜26を堆積(例えば50nm)した
後、両マスク層の側壁にのみ窒化膜26が残るように第
2のマスク層4の上部および素子分離領域上の窒化膜2
6を除去するとともに、半導体基板1上の酸化膜も除去
する。(図4(b))。
After the nitride film 26 is deposited (for example, 50 nm), the nitride film 2 is formed on the upper part of the second mask layer 4 and the element isolation region so that the nitride film 26 remains only on the sidewalls of both mask layers.
6 is removed, and the oxide film on the semiconductor substrate 1 is also removed. (FIG.4 (b)).

【0056】トレンチRIEを行って、半導体基板1表
面に素子分離用の溝6を形成した後、、ラウンドアニー
ル/ラウンド酸化を行う。そして、マスク層側壁の窒化
膜26を除去する。(図4(c))。
After performing trench RIE to form a trench 6 for element isolation on the surface of the semiconductor substrate 1, round annealing / round oxidation is performed. Then, the nitride film 26 on the sidewall of the mask layer is removed. (FIG.4 (c)).

【0057】絶縁物質(例えばTEOS)7を溝6の底
部から第2のマスク層4の上方まで堆積し、第1のマス
ク層4が露出するまでエッチバックあるいはポリッシン
グを行う。そして、デンシファイ処理を行った後、第1
のマスク層3を除去する(例えばマスク層3が多結晶シ
リコンの場合にはCDEを用いる)(図4(d))。
An insulating material (for example, TEOS) 7 is deposited from the bottom of the groove 6 to above the second mask layer 4, and etch back or polishing is performed until the first mask layer 4 is exposed. Then, after performing the densify process, the first
Of the mask layer 3 is removed (for example, when the mask layer 3 is polycrystalline silicon, CDE is used) (FIG. 4D).

【0058】以上によって、本発明の素子分離領域が形
成される。以下、バッファ酸化膜2を除去し、あらため
てゲート酸化膜やトンネル酸化膜を形成し、そして公知
の方法でトランジスタなどを形成する。
As described above, the element isolation region of the present invention is formed. Then, the buffer oxide film 2 is removed, a gate oxide film and a tunnel oxide film are formed again, and a transistor and the like are formed by a known method.

【0059】なお、上記製造工程において、バーズビー
ク酸化を省き工程を簡略化しても良い。
In the above manufacturing process, bird's beak oxidation may be omitted to simplify the process.

【0060】次に、上述した製造工程1〜3についてさ
らに詳細に説明する。なお、上記製造工程4は、製造工
程3とほぼ同様であるので以下での説明を省略する。ま
た、上記デンシファイ処理など本発明の要部でない工程
は、適宜その記載を省略する。
Next, the above-mentioned manufacturing steps 1 to 3 will be described in more detail. Since the manufacturing process 4 is almost the same as the manufacturing process 3, the following description will be omitted. In addition, description of steps such as the above-mentioned densification process that are not essential to the present invention will be appropriately omitted.

【0061】<製造工程1>図6〜図10を参照しなが
ら上記製造工程1をさらに詳細に説明する。
<Manufacturing Process 1> The manufacturing process 1 will be described in more detail with reference to FIGS.

【0062】まず、シリコン基板1上に10〜50nm
のバッファ酸化膜2を形成し、その上に100〜500
nmの厚さの多結晶シリコン3および100〜500n
mのCVDシリコン酸化膜4を順次堆積する。この多結
晶シリコン3およびCVDシリコン酸化膜4は、後に述
べる溝(トレンチ)6を形成するトレンチ・エッチング
工程において、マスク材としての役目を果たすものであ
る。
First, 10 to 50 nm is formed on the silicon substrate 1.
Buffer oxide film 2 is formed, and 100-500 is formed on it.
nm thick polycrystalline silicon 3 and 100-500 n
m CVD silicon oxide film 4 is sequentially deposited. The polycrystalline silicon 3 and the CVD silicon oxide film 4 serve as a mask material in a trench etching process for forming a trench 6 which will be described later.

【0063】次に、この上にレジスト30を塗布した
後、フォトリソグラフィーによりトレンチ・パターンを
転写・形成する(図6(a))。
Next, after applying a resist 30 on this, a trench pattern is transferred and formed by photolithography (FIG. 6A).

【0064】このパターンニングされたレジスト30を
マスクとして、CVDシリコン酸化膜4および多結晶シ
リコン3をRIEによりエッチングする(図6
(b))。この時のエッチングは、レジスト30をマス
クとしてCVDシリコン酸化膜4および多結晶シリコン
3をエッチングし、最後にレジスト30を剥離しても良
いし、あるいはレジスト30をマスクとしてCVDシリ
コン酸化膜4をエッチングし、レジスト30を剥離し、
その後にCVDシリコン酸化膜4をマスクとして多結晶
シリコン3をエッチングしても良い。
Using the patterned resist 30 as a mask, the CVD silicon oxide film 4 and the polycrystalline silicon 3 are etched by RIE (FIG. 6).
(B)). In this etching, the CVD silicon oxide film 4 and the polycrystalline silicon 3 may be etched using the resist 30 as a mask and the resist 30 may be peeled off at the end, or the CVD silicon oxide film 4 may be etched using the resist 30 as a mask. Then, the resist 30 is peeled off,
After that, the polycrystalline silicon 3 may be etched by using the CVD silicon oxide film 4 as a mask.

【0065】次に、図6(b)のようにCVDシリコン
酸化膜4および多結晶シリコン3がパターンニングされ
レジスト30が剥離された状態で、シリコン基板1のマ
スクされていない部分における酸化量が30〜150n
m程度になる条件で熱酸化を行う。この熱酸化により、
シリコン基板1上、多結晶シリコン側壁、熱酸化膜、多
結晶シリコン下部には、LOCOSに似た熱酸化膜5が
選択的に成長する(図7(a))。なお、この選択酸化
の前に、多結晶シリコン3とシリコン基板1間にある酸
化膜2を側面から少しエッチングしたり(図10
(a))、多結晶シリコン3の底部を少しだけくさび形
にエッチングしたり(図10(b))して、CVDシリ
コン酸化膜4および多結晶シリコン3からなるマスク材
の下に熱酸化膜5が入り込み易くしても良い。こうする
ことにより、酸化量を減らしても充分な厚みのバーズ・
ビークをマスク下に形成できる。
Next, as shown in FIG. 6B, with the CVD silicon oxide film 4 and the polycrystalline silicon 3 patterned and the resist 30 peeled off, the amount of oxidation in the unmasked portion of the silicon substrate 1 is reduced. 30-150n
Thermal oxidation is performed under the condition of about m. By this thermal oxidation,
A thermal oxide film 5 similar to LOCOS selectively grows on the silicon substrate 1, the sidewalls of the polycrystalline silicon, the thermal oxide film, and the lower portion of the polycrystalline silicon (FIG. 7A). Before the selective oxidation, the oxide film 2 between the polycrystalline silicon 3 and the silicon substrate 1 is slightly etched from the side surface (see FIG. 10).
(A)), the bottom of the polycrystalline silicon 3 is slightly wedge-shaped etched (FIG. 10B), and a thermal oxide film is formed under the mask material composed of the CVD silicon oxide film 4 and the polycrystalline silicon 3. 5 may be easy to enter. By doing this, even if the amount of oxidation is reduced, birds with sufficient thickness
Beaks can be formed under the mask.

【0066】この後、ウェハーの全面に対し、RIEに
よって多結晶シリコン3のない部分(基板上)のシリコ
ン熱酸化膜5を取り除くのに充分な程度のシリコン酸化
膜エッチングを行う(図7(b))。
Thereafter, the entire surface of the wafer is etched by RIE to a degree sufficient to remove the silicon thermal oxide film 5 in the portion (on the substrate) where the polycrystalline silicon 3 is not present (FIG. 7 (b). )).

【0067】なお、この工程では全面に対してシリコン
酸化膜RIEを行うので、マスク材として用いるべきC
VDシリコン酸化膜4もエッチングされてしまうので、
CVDシリコン酸化膜4の膜厚は、このRIEの工程を
経ても充分に後の工程でマスク材としての役目を果たす
だけの膜厚が残っているように設定することが望まし
い。
Since the silicon oxide film RIE is performed on the entire surface in this step, C which should be used as a mask material.
Since the VD silicon oxide film 4 is also etched,
It is desirable to set the thickness of the CVD silicon oxide film 4 so that even after the RIE process, the film thickness is sufficient to serve as a mask material in the subsequent process.

【0068】次に、素子分離の役目を果たす溝6をシリ
コン基板1上にRIEにて形成する(図7(c))。こ
の時のCVDシリコン酸化膜4がマスクとしての役目を
する。シリコン基板1上に形成される溝6の深さは、
0.3〜0.7μmにするのが望ましい。
Next, the trench 6 which plays the role of element isolation is formed on the silicon substrate 1 by RIE (FIG. 7C). At this time, the CVD silicon oxide film 4 serves as a mask. The depth of the groove 6 formed on the silicon substrate 1 is
It is desirable to set it to 0.3 to 0.7 μm.

【0069】次に、溝6の側壁を保護するため、および
シリコン基板1表面の溝6の入口にある角を丸めるため
に、20〜50nmの熱酸化を行う(この酸化をラウン
ド酸化と呼ぶ)。この時、この熱酸化膜(図示せず)を
通して、素子分離能力を高めるための不純物イオン注入
を行っても良い。
Next, thermal oxidation of 20 to 50 nm is performed in order to protect the side wall of the groove 6 and to round the corner at the entrance of the groove 6 on the surface of the silicon substrate 1 (this oxidation is called round oxidation). . At this time, impurity ions may be implanted through the thermal oxide film (not shown) to enhance the element isolation capability.

【0070】次に、上記熱酸化の後、CVDシリコン酸
化膜(例えばTEOS)7を溝6の底部からCVDシリ
コン酸化膜4の上方まで堆積させる(図8(a))。
Next, after the thermal oxidation, a CVD silicon oxide film (for example, TEOS) 7 is deposited from the bottom of the groove 6 to above the CVD silicon oxide film 4 (FIG. 8A).

【0071】次に、マスク材の多結晶シリコン3が露出
するまで、エッチバックを行う(図8(b))。このエ
ッチバックには、レジストを用いたエッチバックの技術
を用いても良いし、またポリッシングを用いても良い。
Next, etch back is performed until the polycrystalline silicon 3 of the mask material is exposed (FIG. 8B). For this etch back, an etch back technique using a resist may be used, or polishing may be used.

【0072】図8(b)のようにトレンチ埋め込み材の
CVD酸化膜7が平坦化されたら、次に、マスク材の多
結晶シリコン3を取り除き(図8(c))、さらに素子
領域上の熱酸化膜2を取り除く(図9)。この時、図7
(a)を用いて説明したLOCOS形成に似た熱酸化
(バーズ・ビーク酸化)により形成された素子領域上に
あるバーズ・ビーク(図8(c)中のbで示される部
分)を同時に取り除いてしまわないように、シリコン酸
化膜エッチングの条件を選ぶことが望ましい。
After the CVD oxide film 7 of the trench filling material is flattened as shown in FIG. 8B, next, the polycrystalline silicon 3 of the mask material is removed (FIG. 8C) and further on the element region. The thermal oxide film 2 is removed (FIG. 9). At this time,
At the same time, the bird's beak (the portion shown by b in FIG. 8C) on the element region formed by thermal oxidation (bird's beak oxidation) similar to the LOCOS formation described with reference to (a) is removed. Therefore, it is desirable to select the conditions for etching the silicon oxide film so that they will not end up.

【0073】この後、chI/I、ゲート酸化膜形成、
ゲート多結晶シリコン膜堆積、ゲートパターンニング形
成、トランジスタ拡散層形成といった工程を経て、素子
領域上に所望のトランジスタが形成される。なお、この
トランジスタ形成工程に関しては、公知の技術を用いれ
ば良いので、詳細な説明は省略する。
After that, chI / I, gate oxide film formation,
A desired transistor is formed on the element region through processes such as gate polycrystal silicon film deposition, gate patterning formation, and transistor diffusion layer formation. A publicly known technique may be used for this transistor forming step, and thus detailed description thereof will be omitted.

【0074】以上説明した工程によって製造したトラン
ジスタは、素子領域の端(溝の端)が、ゲート酸化膜に
比べて厚いバーズ・ビークのごとき熱酸化膜によって保
護されている。従って、先に述べたように、トランジス
タのサブスレッショルド特性へのキンクの出現や素子領
域端の角部への電界集中によるゲート耐圧の劣化といっ
た問題は出現しない。
In the transistor manufactured by the steps described above, the end of the element region (end of the groove) is protected by a thermal oxide film such as a bird's beak thicker than the gate oxide film. Therefore, as described above, problems such as the appearance of kinks in the subthreshold characteristics of the transistor and the deterioration of the gate breakdown voltage due to the electric field concentration at the corners of the element region edges do not appear.

【0075】なお、本実施例では、マスク材として多結
晶シリコンおよびCVDシリコン酸化膜を用いたが、そ
の他、選択熱酸化時にマスクとして機能し、シリコン基
板RIEと平坦化工程の時にマスクとして機能するもの
であれば何を用いても良い。例えば、窒化シリコンとC
VDシリコン酸化膜の組み合わせや窒化シリコンの単層
膜等が考えられる。
In this embodiment, polycrystalline silicon and a CVD silicon oxide film are used as the mask material, but in addition, it functions as a mask during the selective thermal oxidation and functions as a mask during the silicon substrate RIE and the planarization process. Any thing may be used as long as it is a thing. For example, silicon nitride and C
A combination of VD silicon oxide films, a single layer film of silicon nitride, and the like are considered.

【0076】<製造工程2>次に、図11〜図14を参
照しながら上記製造工程2をさらに詳細に説明する。
<Manufacturing Process 2> Next, the manufacturing process 2 will be described in more detail with reference to FIGS. 11 to 14.

【0077】まず、シリコン基板1上に10〜50nm
のバッファ酸化膜2を形成し、その上に多結晶シリコン
3を100〜500nm程度堆積し、さらにCVDシリ
コン酸化膜4を100〜500nmほど堆積する。
First, 10 to 50 nm is formed on the silicon substrate 1.
Buffer oxide film 2 is formed, polycrystalline silicon 3 is deposited thereon to a thickness of about 100 to 500 nm, and CVD silicon oxide film 4 is further deposited to a thickness of about 100 to 500 nm.

【0078】次に、この上にレジスト30を塗布した
後、フォトリソグラフィーによりトレンチ・パターンを
転写・形成する(図11(a))。
Next, a resist 30 is applied on this, and a trench pattern is transferred / formed by photolithography (FIG. 11A).

【0079】このパターンニングされたレジスト30を
マスクとして、CVDシリコン酸化膜4および多結晶シ
リコン3をRIEによりエッチングする(図11
(b))。この時のエッチングは、レジスト30をマス
クとしてCVDシリコン酸化膜4および多結晶シリコン
3をエッチングし、最後にレジスト30を剥離しても良
い。あるいは、レジスト30をマスクとしてCVDシリ
コン酸化膜4をエッチングし、レジスト30を剥離し、
その後にCVDシリコン酸化膜4をマスクとしてと多結
晶シリコン3をエッチングしても良い。
Using the patterned resist 30 as a mask, the CVD silicon oxide film 4 and the polycrystalline silicon 3 are etched by RIE (FIG. 11).
(B)). In this etching, the CVD silicon oxide film 4 and the polycrystalline silicon 3 may be etched using the resist 30 as a mask, and the resist 30 may be peeled off at the end. Alternatively, the CVD silicon oxide film 4 is etched using the resist 30 as a mask, the resist 30 is peeled off,
After that, the polycrystalline silicon 3 may be etched by using the CVD silicon oxide film 4 as a mask.

【0080】次に、多結晶シリコン3を10〜30nm
酸化して、その側壁に酸化膜8を形成する(図11
(c))。あるいは、CVDシリコン酸化膜を10〜3
0nm堆積する(図11(d))。その後に、シリコン
窒化膜9を堆積する(例えば25nm)(図12
(a))。
Next, the polycrystalline silicon 3 is set to 10 to 30 nm.
Oxidation forms an oxide film 8 on the side wall (FIG. 11).
(C)). Alternatively, the CVD silicon oxide film may be replaced with 10 to 3
0 nm is deposited (FIG. 11D). After that, a silicon nitride film 9 is deposited (for example, 25 nm) (FIG. 12).
(A)).

【0081】次に、堆積されたシリコン窒化膜9のうち
マスク材の側壁に形成された部分のみ残すようにRIE
にてシリコン窒化膜除去を行い、続けてマスク材のない
部分のバッファ酸化膜2をRIEにて除去する(図12
(b))。
Next, RIE is performed so as to leave only the portion of the deposited silicon nitride film 9 formed on the side wall of the mask material.
Then, the silicon nitride film is removed by RIE, and then the buffer oxide film 2 in the portion without the mask material is removed by RIE (FIG.
(B)).

【0082】このシリコン基板1の露出した部分の酸化
膜厚が約50nmになるように熱酸化(バーズ・ビーク
酸化)を行う(図12(c))。このとき、シリコン窒
化膜9により、多結晶シリコン3の側壁が酸化されるの
を防いでいる。
Thermal oxidation (bird's beak oxidation) is performed so that the oxide film thickness of the exposed portion of the silicon substrate 1 becomes about 50 nm (FIG. 12C). At this time, the silicon nitride film 9 prevents the side wall of the polycrystalline silicon 3 from being oxidized.

【0083】この後、ウェハーの全面に対し、RIEに
よって多結晶シリコン3のない部分のシリコン熱酸化膜
5を取り除くのに充分な程度のシリコン酸化膜エッチン
グを行う(図13(a))。
Thereafter, the entire surface of the wafer is etched by RIE to a degree sufficient to remove the silicon thermal oxide film 5 in the portion where the polycrystalline silicon 3 is absent (FIG. 13A).

【0084】なお、この工程では全面に対してシリコン
酸化膜RIEを行うので、マスク材として用いるべきC
VDシリコン酸化膜4もエッチングされてしまうので、
CVDシリコン酸化膜4の膜厚は、このRIEの工程を
経ても充分に後の工程でマスク材としての役目を果たす
だけの膜厚が残っているように設定することが望まし
い。
Since the silicon oxide film RIE is performed on the entire surface in this step, C which should be used as a mask material is used.
Since the VD silicon oxide film 4 is also etched,
It is desirable to set the thickness of the CVD silicon oxide film 4 so that even after the RIE process, the film thickness is sufficient to serve as a mask material in the subsequent process.

【0085】次に、素子分離の役目を果たす溝6をシリ
コン基板1上にRIEにて形成する(図13(b))。
この時のCVDシリコン酸化膜4がマスクとしての役目
をする。シリコン基板1上に形成される溝6の深さは、
0.3〜0.7μmにするのが望ましい。
Next, trenches 6 which serve as element isolations are formed on the silicon substrate 1 by RIE (FIG. 13B).
At this time, the CVD silicon oxide film 4 serves as a mask. The depth of the groove 6 formed on the silicon substrate 1 is
It is desirable to set it to 0.3 to 0.7 μm.

【0086】次に、溝6の側壁を保護するため、および
シリコン基板1表面の溝6の入口にある角を丸めるため
に、20〜50nmの熱酸化を行う。
Next, in order to protect the side wall of the groove 6 and to round the corner at the entrance of the groove 6 on the surface of the silicon substrate 1, thermal oxidation of 20 to 50 nm is performed.

【0087】そして、マスク材の側壁に付いている窒化
シリコン膜をCDEまたは熱燐酸によるエッチングで除
去する。この時、窒化シリコン・エッチングに先立って
窒化シリコン上のシリコン酸化物を除去するためのエッ
チングが必要になる場合がある。また、上記エッチング
の前後で、先の熱酸化膜(図示せず)を通して、素子分
離能力を高めるための不純物イオン注入を行っても良
い。
Then, the silicon nitride film attached to the side wall of the mask material is removed by etching with CDE or hot phosphoric acid. At this time, etching may be required to remove the silicon oxide on the silicon nitride prior to the silicon nitride etching. Before and after the etching, impurity ions may be implanted through the thermal oxide film (not shown) to enhance the element isolation ability.

【0088】この後、CVDシリコン酸化膜7を堆積し
て、溝を埋め込む(図13(c))。そして、シリコン
酸化膜RIEまたはCMPによりエッチバックを行い、
多結晶シリコン膜3を露出させるとともに、平坦化を行
う(図14(a))。
After that, a CVD silicon oxide film 7 is deposited to fill the groove (FIG. 13C). Then, etch back is performed by silicon oxide film RIE or CMP,
The polycrystalline silicon film 3 is exposed and planarized (FIG. 14A).

【0089】多結晶シリコン3を取り除いた後に(図1
4(b))、バッファ酸化膜2をエッチングする(図1
4(c))。このとき、トレンチ端が露出しないように
エッチングの条件を設定するのが望ましい。
After removing the polycrystalline silicon 3 (see FIG.
4 (b)), the buffer oxide film 2 is etched (FIG. 1).
4 (c)). At this time, it is desirable to set etching conditions so that the trench edge is not exposed.

【0090】そして、公知の技術で、素子形成領域にト
ランジスタを形成する。
Then, a transistor is formed in the element forming region by a known technique.

【0091】このようにして作られたトランジスタは、
素子領域端がトレンチ端より内部に存在するため、トラ
ンジスタのサブスレッショルド特性のキンクの出現や、
同領域端での電界集中によるゲート耐圧の劣化を防ぐこ
とができる。
The transistor thus manufactured is
Since the element region edge exists inside the trench edge, the appearance of a kink of the subthreshold characteristic of the transistor,
It is possible to prevent deterioration of the gate breakdown voltage due to electric field concentration at the end of the same region.

【0092】さらに、本実施例では、マスク側壁にシリ
コン窒化膜を堆積し、マスク形状を制御することによ
り、より細密な素子分離が可能である。
Further, in this embodiment, a finer device isolation can be achieved by depositing a silicon nitride film on the side wall of the mask and controlling the mask shape.

【0093】<製造工程3>次に、上記製造工程3をさ
らに詳細に説明する。最初に、先に概略的に述べた製造
工程3中のバーズビーク酸化工程を省略したものについ
て説明する。
<Manufacturing Process 3> Next, the manufacturing process 3 will be described in more detail. First, a description will be given of the manufacturing process 3 omitting the bird's beak oxidation process described above.

【0094】図15には、本実施例に係るトレンチ素子
分離を用いたトランジスタ・デバイスの平面図を示す。
図16には、図15のA−A´断面図を示す。
FIG. 15 is a plan view of a transistor device using trench element isolation according to this embodiment.
FIG. 16 shows a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG.

【0095】各トランジスタにおいては、P型ウェル上
に5〜40nmの熱酸化膜からなるゲート絶縁膜22を
介して形成された50〜400nmの第一層多結晶シリ
コン膜20によりゲートが形成されている。トランジス
タ間には0.3〜0.7μmの深さの溝6が掘られてお
り、絶縁物質であるTEOS CVD膜7が埋め込まれ
ている。溝(トレンチ)のエッジ部(図16中のFで示
される角部)の上部にはゲート酸化膜よりの厚いCVD
シリコン酸化膜16が形成されており、これによってエ
ッジ部の角が保護されている。
In each transistor, the gate is formed by the first-layer polycrystalline silicon film 20 of 50 to 400 nm formed on the P-type well via the gate insulating film 22 of the thermal oxide film of 5 to 40 nm. There is. A groove 6 having a depth of 0.3 to 0.7 μm is formed between the transistors, and a TEOS CVD film 7 which is an insulating material is embedded therein. A CVD thicker than the gate oxide film is formed on the upper portion of the edge portion (corner portion indicated by F in FIG. 16) of the trench.
A silicon oxide film 16 is formed, which protects the corners of the edge portion.

【0096】次に、この実施例の具体的な製造工程を図
17,図18を用いて説明する。
Next, a specific manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS.

【0097】通常の工程に従ってまず、n型シリコン基
板1に、P型ウェルを形成する。続いてバッファ酸化膜
として熱酸化膜2を形成した後、例えば100〜500
nmの第一層多結晶シリコン膜3を堆積する。そして、
その上にトレンチRIE時のマスクとなる第二層シリコ
ン酸化膜4を例えば100〜500nm程度堆積する
(図17(a))。
According to a normal process, first, a P-type well is formed on the n-type silicon substrate 1. Then, after forming the thermal oxide film 2 as a buffer oxide film, for example, 100 to 500
A first layer polycrystalline silicon film 3 having a thickness of nm is deposited. And
A second-layer silicon oxide film 4 serving as a mask during trench RIE is deposited thereon, for example, to have a thickness of about 100 to 500 nm (FIG. 17A).

【0098】そして、フォトレジスト加工により、第二
層シリコン酸化膜4および第一層多結晶シリコン3をパ
ターンニングする(図17(b))。
Then, the second layer silicon oxide film 4 and the first layer polycrystalline silicon 3 are patterned by photoresist processing (FIG. 17B).

【0099】次にLP−CVD法により、例えば30〜
100nmの膜厚のシリコン酸化膜16を堆積する(図
17(c))。
Next, by LP-CVD, for example, 30 to
A silicon oxide film 16 having a film thickness of 100 nm is deposited (FIG. 17C).

【0100】その後、RIEによりマスクとなる第一
層、第二層の側壁のみに膜16を残す(図17
(d))。
After that, the film 16 is left only on the sidewalls of the first and second layers to be the mask by RIE (FIG. 17).
(D)).

【0101】次に、この状態で基板物質1をエッチング
して溝を掘る。そして、溝6の側壁を保護することなど
のために、20〜50nmの熱酸化を行う。この時、こ
の熱酸化膜32を通して、素子分離能力を高めるための
不純物イオン注入を行っても良い。
Next, in this state, the substrate material 1 is etched to form a groove. Then, thermal oxidation of 20 to 50 nm is performed in order to protect the side wall of the groove 6. At this time, impurity ions may be implanted through the thermal oxide film 32 to enhance the element isolation capability.

【0102】次に、上記熱酸化の後、CVDシリコン酸
化膜(例えばTEOS)などの絶縁物質7を溝6の底部
からCVDシリコン酸化膜4の上方まで堆積させる。そ
の後、例えば基板全面をエッチングあるいはポリッシン
グにより平坦化して第一層の多結晶シリコン3を露出さ
せた後、この多結晶シリコン3をCDE処理により除去
する。そして、バッファ酸化膜2を除去した後、公知の
方法にて素子領域上にトランジスタを形成する(図1
8)。
Next, after the thermal oxidation, an insulating material 7 such as a CVD silicon oxide film (eg, TEOS) is deposited from the bottom of the groove 6 to above the CVD silicon oxide film 4. After that, for example, the entire surface of the substrate is flattened by etching or polishing to expose the polycrystalline silicon 3 of the first layer, and then the polycrystalline silicon 3 is removed by the CDE process. Then, after removing the buffer oxide film 2, a transistor is formed on the element region by a known method (FIG. 1).
8).

【0103】この実施例によれば、ゲート酸化膜に接す
るトレンチ・エッジ部Fが、側壁に付けられた厚いシリ
コン酸化膜によって保護されているので、この後のNH
4 F処理によるトレンチエッジ部の露出を防ぐことがで
きる。そして、トレンチ・エッジ部Fでの電界集中の発
生も防止することができる。
According to this embodiment, since the trench edge portion F in contact with the gate oxide film is protected by the thick silicon oxide film attached to the side wall, the subsequent NH
It is possible to prevent the exposure of the trench edge portion due to the 4 F treatment. Further, it is possible to prevent the occurrence of electric field concentration at the trench edge portion F.

【0104】続けて、上記製造工程3においてバーズビ
ーク酸化工程を実施する例について説明する。
Next, an example in which the bird's beak oxidation step is carried out in the manufacturing step 3 will be described.

【0105】本実施例に係るトレンチ素子分離を用いた
トランジスタデバイスの平面図は、前述した図15と同
様であるので省略し、図19に対応するA−A´断面図
を示す。トランジスタ間には0.3〜0.7μmの深さ
の溝6が掘られており、絶縁物質であるTEOS7が埋
め込まれている。トレンチのエッジ部(図19中のF´
で示される角部)には、ゲートの多結晶シリコン20の
側壁に着いたCVDシリコン酸化膜16に加え、側壁を
つける前の段階で酸化したバーズ・ビーク型の酸化膜1
5がエッジ部を覆っている。
The plan view of the transistor device using the trench element isolation according to the present embodiment is similar to that of FIG. 15 described above and therefore omitted, and a sectional view taken along the line AA ′ corresponding to FIG. 19 is shown. A groove 6 having a depth of 0.3 to 0.7 μm is formed between the transistors, and TEOS 7 which is an insulating material is embedded therein. Edge of trench (F 'in FIG. 19
In addition to the CVD silicon oxide film 16 attached to the side wall of the polycrystalline silicon 20 of the gate, the bird's beak type oxide film 1 oxidized in the stage before the side wall is attached
5 covers the edge part.

【0106】次に、この実施例の具体的な製造工程を図
20,図21を用いて説明する。なお、ここでは、上記
したバーズビーク酸化を省略するプロセスと異なる部分
について説明する。
Next, a specific manufacturing process of this embodiment will be described with reference to FIGS. Note that, here, a part different from the above-described process of omitting bird's beak oxidation will be described.

【0107】前述したような方法で第一層3、第二層4
を堆積し、パターンニングした後、30〜150nmの
酸化を行う。この酸化により、マスクである第一層3、
第二層4がエッチングされている領域にバーズビーク型
の酸化膜が形成される(図20)。
The first layer 3 and the second layer 4 are formed by the method as described above.
Is deposited, patterned, and then oxidized to a thickness of 30 to 150 nm. By this oxidation, the first layer 3, which is a mask,
A bird's beak type oxide film is formed in the region where the second layer 4 is etched (FIG. 20).

【0108】その後LP−CVD法により、例えば30
〜100nmの膜厚のシリコン酸化膜16を堆積する。
次にRIEによりマスクとなる第一層3、第二層4の側
壁に膜16が残るようにする(図21)。
Then, by LP-CVD, for example, 30
A silicon oxide film 16 having a film thickness of ˜100 nm is deposited.
Next, the film 16 is left on the side walls of the first layer 3 and the second layer 4 which will be masks by RIE (FIG. 21).

【0109】そしてシリコン基板1上のシリコン酸化膜
15をRIEにより除去した後、シリコン基板物質1を
エッチングしてトレンチ6を掘る。
Then, after removing the silicon oxide film 15 on the silicon substrate 1 by RIE, the silicon substrate material 1 is etched to form trenches 6.

【0110】以下、前述したごとき方法で製造を行う。The manufacturing is performed by the method as described above.

【0111】この実施例によれば、ゲート酸化膜に接す
るトレンチエッジが、側壁に付けられたCVDシリコン
酸化膜やバーズビーク型の酸化膜によって、エッジ部
F,F´を保護するように酸化膜が厚くついており、こ
の後のNH4 F処理によってもトレンチエッジ部の露出
を防ぐことができる。そして、トレンチ・エッジでの電
界集中発生も防止することができる。
According to this embodiment, the trench edge in contact with the gate oxide film is protected by the CVD silicon oxide film or the bird's beak type oxide film attached to the side wall so as to protect the edge portions F and F '. It is thick and the NH 4 F treatment thereafter can prevent the exposure of the trench edge portion. Further, it is possible to prevent electric field concentration from occurring at the trench edge.

【0112】ここで、以上各実施例の説明においては、
単体のトランジスタ構造を用いたが、本発明に係るトレ
ンチ素子分離構造は、ロジック半導体集積回路だけでな
く、DRAM、SRAMやNOR型あるいはNAND型
のEEPROMなどのセル構造にも適用することが可能
である。
Here, in the above description of each embodiment,
Although a single transistor structure is used, the trench element isolation structure according to the present invention can be applied not only to a logic semiconductor integrated circuit but also to a cell structure such as DRAM, SRAM, NOR type or NAND type EEPROM. is there.

【0113】特に、本発明を不揮発性メモリのセルに適
用した場合の概略断面図を図22に示す。トンネル酸化
膜に高電圧を印加して書き込み/消去するメモリセルに
とって、本発明はさらに有効になる。この例では、前述
の[製造工程1]に係わる実施例で示した方法により分
離された素子領域上に、浮遊ゲート、ONO絶縁膜、制
御ゲートが積層されて、メモリセルを構成している。こ
のメモリセルを形成するには公知の技術を用いれば良い
ので、ここでは詳しく記述することはしない。
In particular, FIG. 22 shows a schematic cross-sectional view when the present invention is applied to a cell of a nonvolatile memory. The present invention is further effective for a memory cell in which a high voltage is applied to the tunnel oxide film to write / erase. In this example, a floating gate, an ONO insulating film, and a control gate are stacked on the element region separated by the method shown in the embodiment relating to the above [Manufacturing Step 1] to form a memory cell. Since a known technique may be used to form this memory cell, it will not be described in detail here.

【0114】この実施例(図22)によれば、素子領域
端に生じる角は厚い絶縁膜5により保護されており、浮
遊ゲートから隔離されている。従って、書き込み/消去
時に制御ゲートに高電圧をかけることにより、浮遊ゲー
トと基板の間の電位差が高まっても、素子領域端で電界
集中が起こって、素子領域中央の電界より素子領域端の
電界が大きくなることはない。
According to this embodiment (FIG. 22), the corner formed at the end of the element region is protected by the thick insulating film 5 and is isolated from the floating gate. Therefore, even if the potential difference between the floating gate and the substrate is increased by applying a high voltage to the control gate during writing / erasing, electric field concentration occurs at the edge of the element region, and the electric field at the edge of the element region is higher than the electric field at the center of the element region. Does not grow.

【0115】よって、ゲート酸化膜の信頼性を従来例に
比べて高めることができる。また、同時に書き込み/消
去時の電荷のやり取りを、素子領域中央の品質の安定し
た部分の酸化膜を使用しておこなうことができるため、
書き込み/消去時のセルトランジスタのしきい値ばらつ
きをへらすことが可能となる。
Therefore, the reliability of the gate oxide film can be improved as compared with the conventional example. Further, at the same time, charges can be exchanged at the time of writing / erasing by using the oxide film in the portion of which the quality is stable in the center of the element region.
It is possible to reduce the variation in the threshold voltage of the cell transistor during writing / erasing.

【0116】上記の説明では、前述の[製造工程1]に
係わる実施例で示した方法を用いた場合を説明したが、
他の実施例を用いても全く同様の効果が期待できる。
In the above description, the case where the method shown in the embodiment relating to the above [Manufacturing Step 1] is used is explained.
The same effect can be expected by using other embodiments.

【0117】また、本発明は上述した各実施例に限定さ
れるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で、種々
変形して実施することができる。
Further, the present invention is not limited to the above-mentioned respective embodiments, and various modifications can be carried out without departing from the scope of the invention.

【0118】[0118]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、前
記素子分離領域に接する半導体基板物質の上方端部(角
部)をゲート酸化膜よりも厚い絶縁膜で保護しているの
で、従来のトレンチ分離で問題であった角部での電界集
中を効果的に緩和することが可能となる。
As described above, according to the present invention, the upper end (corner) of the semiconductor substrate material in contact with the element isolation region is protected by the insulating film thicker than the gate oxide film. It is possible to effectively alleviate the electric field concentration at the corners, which was a problem with the trench isolation.

【0119】この結果、トランジスタのサブスレッショ
ルド領域でのキンクを回避することができるとともに、
ゲート酸化膜の信頼性を向上することができる。
As a result, it is possible to avoid the kink in the subthreshold region of the transistor, and
The reliability of the gate oxide film can be improved.

【0120】しかも、素子分離領域の主要部分にトレン
チ構造を用いているので、素子の微細化が可能となる。
Moreover, since the trench structure is used in the main part of the element isolation region, the element can be miniaturized.

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

【図1】本発明の一実施例に係る素子分離領域の製造方
法を示す工程断面図
FIG. 1 is a process sectional view showing a method of manufacturing an element isolation region according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の他の実施例に係る素子分離領域の製造
方法を示す工程断面図
FIG. 2 is a process sectional view showing a method of manufacturing an element isolation region according to another embodiment of the present invention.

【図3】本発明のさらに他の実施例に係る素子分離領域
の製造方法を示す工程断面図
FIG. 3 is a process sectional view showing a method of manufacturing an element isolation region according to still another embodiment of the present invention.

【図4】本発明のさらに他の実施例に係る素子分離領域
の製造方法を示す工程断面図
FIG. 4 is a process sectional view showing a method of manufacturing an element isolation region according to still another embodiment of the present invention.

【図5】本発明の素子分離領域およびこれを用いて素子
分離されたトランジスタの概念図
FIG. 5 is a conceptual diagram of an element isolation region of the present invention and a transistor element-isolated using the element isolation region.

【図6】本発明の一実施例に係る素子分離領域の製造方
法を示す工程断面図
FIG. 6 is a process sectional view showing a method for manufacturing an element isolation region according to an embodiment of the present invention.

【図7】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 7 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図8】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 8 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図9】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 9 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図10】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 10 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図11】本発明の他の実施例に係る素子分離領域の製
造方法を示す工程断面図
FIG. 11 is a process sectional view showing a method of manufacturing an element isolation region according to another embodiment of the present invention.

【図12】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 12 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図13】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 13 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図14】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 14 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図15】本発明のさらに他の実施例に係る素子分離領
域を用いたトランジスタ・デバイスの平面図
FIG. 15 is a plan view of a transistor device using an element isolation region according to still another embodiment of the present invention.

【図16】図15に示す平面図のA−A´断面図16 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of the plan view shown in FIG.

【図17】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図
の各形成工程における概略断面図
FIG. 17 is a schematic sectional view in each forming step of the step sectional view showing the method for manufacturing the element isolation region.

【図18】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 18 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図19】本発明のさらに他の実施例に係る素子分離領
域を用いたトランジスタ・デバイスの断面図
FIG. 19 is a sectional view of a transistor device using an element isolation region according to still another embodiment of the present invention.

【図20】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 20 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図21】同素子分離領域の製造方法を示す工程断面図FIG. 21 is a process sectional view showing the method of manufacturing the element isolation region.

【図22】本発明の素子分離法を用いて作られた不揮発
性メモリセルの断面図
FIG. 22 is a cross-sectional view of a nonvolatile memory cell manufactured by using the element isolation method of the present invention.

【図23】従来のLOCOS分離とトレンチ分離を説明
するための図
FIG. 23 is a diagram for explaining conventional LOCOS isolation and trench isolation.

【図24】従来のトレンチ分離とトレンチ分離により素
子分離されたトランジスタのサブスレッショルド特性を
示す図
FIG. 24 is a diagram showing sub-threshold characteristics of a conventional trench isolation and a transistor which is element-isolated by trench isolation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…半導体基板、2…バッファ酸化膜、3…第1のマス
ク層、4…第2のマスク層、5…熱酸化膜、6…溝、7
…絶縁物、8…熱酸化膜、9…窒化膜、16…シリコン
酸化膜、20…ゲート多結晶シリコン、22…ゲート酸
化膜、25…酸化膜、26…窒化膜、30…レジスト、
31…CVDシリコン酸化膜、41…浮遊ゲート、42
…ONO絶縁膜、43…制御ゲート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Semiconductor substrate, 2 ... Buffer oxide film, 3 ... 1st mask layer, 4 ... 2nd mask layer, 5 ... Thermal oxide film, 6 ... Trench, 7
Insulator, 8 ... Thermal oxide film, 9 ... Nitride film, 16 ... Silicon oxide film, 20 ... Gate polycrystalline silicon, 22 ... Gate oxide film, 25 ... Oxide film, 26 ... Nitride film, 30 ... Resist,
31 ... CVD silicon oxide film, 41 ... Floating gate, 42
... ONO insulating film, 43 ... Control gate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 丸山 徹 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (72)発明者 渡部 浩 神奈川県川崎市幸区小向東芝町1番地 株式会社東芝研究開発センター内 (56)参考文献 特開 平6−21208(JP,A) 特開 平3−101147(JP,A) 特開 平6−21210(JP,A) 特開 昭61−214446(JP,A) 特開 平5−3246(JP,A) 特開 平5−41526(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/70 - 21/74 H01L 21/76 - 21/765 H01L 21/77 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Toru Maruyama Toru Maruyama 1 Komukai Toshiba Town, Saiwai-ku, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture Toshiba Research and Development Center (72) Inventor Hiroshi Watanabe Komukai Toshiba Town, Kawasaki City, Kanagawa Prefecture No. 1 in Toshiba Research and Development Center Co., Ltd. (56) Reference JP-A-6-21208 (JP, A) JP-A-3-101147 (JP, A) JP-A-6-21210 (JP, A) JP-A 61-214446 (JP, A) JP-A-5-3246 (JP, A) JP-A-5-41526 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/70 -21/74 H01L 21/76-21/765 H01L 21/77

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上にバッファ酸化膜を介して
順次積層された第1のマスク層および第2のマスク層か
ら素子分離領域となる部分を取り除く工程と、 バーズ・ビーク酸化を行う工程と、 前記マスク層を用いて半導体基板上の酸化膜をRIEに
より取り除く工程と、 前記マスク層を用いて半導体基板をエッチングし溝を形
成する工程と、 前記溝の底から前記第2のマスク層の上方まで絶縁物を
堆積する工程と、 この堆積した絶縁物を前記第1のマスク層の上端部分が
露出するまで平坦化する工程と、 前記第1のマスク層と前記バッファ酸化膜を順次除去す
る工程と、 素子形成領域に所望の素子を形成する工程とを具備する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A step of removing a portion to be an element isolation region from a first mask layer and a second mask layer sequentially stacked on a semiconductor substrate with a buffer oxide film interposed therebetween, and a step of performing bird's beak oxidation. Removing the oxide film on the semiconductor substrate by RIE using the mask layer, etching the semiconductor substrate using the mask layer to form a groove, and removing the second mask layer from the bottom of the groove. Depositing an insulator to the upper part, planarizing the deposited insulator until the upper end portion of the first mask layer is exposed, and removing the first mask layer and the buffer oxide film sequentially. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a desired element in an element formation region.
【請求項2】 半導体基板上にバッファ酸化膜を介して
積層された第1のマスク層および第2のマスク層から素
子分離領域となる部分を取り除く工程と、 バーズ・ビーク酸化を行う工程と、 酸化膜を先に堆積されたマスク層の側壁に形成する工程
と、 前記マスク層及び側壁を用いて半導体基板上の酸化膜を
RIEにより取り除く工程と、 前記マスク層及び側壁を用いて半導体基板をエッチング
し溝を形成する工程と、 前記溝の底から前記第2のマスク層の上方まで絶縁物を
堆積する工程と、 この堆積した絶縁物を前記第1のマスク層の上端部分が
露出するまで平坦化する工程と、 前記第1のマスク層と前記バッファ酸化膜を順次除去す
る工程と、 素子形成領域に所望の素子を形成する工程とを具備する
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A step of removing a portion to be an element isolation region from a first mask layer and a second mask layer laminated on a semiconductor substrate via a buffer oxide film, and a step of performing bird's beak oxidation. Forming an oxide film on the sidewall of the previously deposited mask layer; removing the oxide film on the semiconductor substrate by RIE using the mask layer and the sidewall ; and forming the semiconductor substrate using the mask layer and the sidewall. Etching to form a groove; depositing an insulator from the bottom of the groove to above the second mask layer; exposing the deposited insulator to the upper end portion of the first mask layer Manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of planarizing; a step of sequentially removing the first mask layer and the buffer oxide film; and a step of forming a desired element in an element forming region. Law.
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