JP4859441B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
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Description
(a)トレンチの側壁上部に位置する窒化膜ライナーと、
(b)前記トレンチの側壁下部に位置する熱酸化膜と、
を含み、前記熱酸化膜が位置する部分での素子分離領域の最大の幅は、前記窒化膜ライナーの下端部でのライナー間の幅よりも幅広に設定されている。
(a)チャネル方向の断面で見たときに、前記n型MOSFETと接する側のトレンチ側壁の上部に設けられる窒化膜ライナーと、
(b)前記トレンチの側壁下方に位置する熱酸化膜と、
を有し、前記チャネル方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側のトレンチ側壁の上部には、前記窒化膜ライナーが存在しないことを特徴とする。
(a)半導体基板の所定の箇所に所定の深さの第1トレンチを形成し、
(b)前記第1トレンチ側壁の全面を覆う窒化膜を形成し、
(c)前記第1トレンチ上部の窒化膜を維持しつつ、当該第1トレンチの底部およびその近傍の窒化膜を除去して基板シリコンを露出させ、
(d)前記露出させた部分を熱酸化して、前記第1トレンチの下部に、前記窒化膜の下端部よりも基板側に拡がる熱酸化膜を形成する
工程を含む。
(e)前記トレンチを、p型MOSFET領域とn型MOSFET領域を区画するように形成し、
(f)前記トレンチ底部の窒化膜の除去後に、チャネル方向の断面で見た場合に、前記n型MOSFET領域と接する側の前記第1トレンチの側壁に形成された窒化膜を維持し、かつ、前記p型MOSFET領域と接する側の前記第1トレンチの側壁に形成された窒化膜を除去する
工程をさらに含む。
<第1実施形態>
図4は、本発明の第1実施形態に係るCMOS半導体装置1のSTI構造を示す概略断面図である。第1実施形態では、STIの上部側壁の内側には窒化膜が形成されており、STIの下部側壁の内側には窒化膜を設けずに、熱酸化によってトレンチ上部よりも幅広に膨らませた構成を採用している。
<第2実施形態>
図11は、本発明の第2実施形態に係る半導体装置のSIT構造を示す図である。第2実施形態では、STI側壁のライナー構成が、チャネル方向の断面で見たときに、少なくともPMOSと接している側面には、窒化膜ライナー12が存在せずに、熱酸化膜24が存在し、一方、少なくともNMOSと接している側面には、STI側壁の上部に窒化膜ライナー12が存在し、STI側面の下部は熱酸化膜24となっている。
(付記1) 半導体基板上の所定の箇所に位置する素子領域と、
前記素子領域を区画する埋め込み型の素子分離領域と、
を備え、
前記素子分離領域は、トレンチの側壁上部に位置する窒化膜ライナーと、
前記トレンチの側壁下部に位置する熱酸化膜と、
を含み、前記熱酸化膜が位置する部分での素子分離領域の最大幅は、前記窒化膜ライナーの下端部でのライナー間の幅よりも幅広に設定されている
ことを特徴とする半導体装置。
(付記2) 半導体装置の所定の個所に位置する素子分離領域と、
前記素子分離領域を挟んで隣接する素子領域にそれぞれ形成されるp型MOSFETとn型MOSFETと
を備え、前記素子分離領域は、
チャネル方向の断面で見たときに、前記n型MOSFETと接する側のトレンチ側壁の上部に設けられる窒化膜ライナーと、
前記トレンチの側壁下部に位置する熱酸化膜と
を有し、前記チャネル方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側のトレンチ側壁の上部には、前記窒化膜ライナーが存在しない
ことを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記3) 前記トレンチ下部の熱酸化膜は、チャネル方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側では、トレンチ側壁の上端まで位置する
ことを特徴とする付記2に記載の半導体装置。
(付記4) チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記素子分離領域のp型MOSFETと接する側の側壁には前記窒化膜ライナーが存在しない
ことを特徴とする付記2に記載の半導体装置。
(付記5) チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記素子分離領域のp型MOSFETと接する側の側壁の全体に、前記熱酸化膜が形成されている
ことを特徴とする付記2または4に記載の半導体装置。
(付記6) チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記素子分離領域のp型MOSFETと接する側の側壁上部に、前記窒化膜ライナーが設けられ、
前記p型MOSFETと接する側の素子分離領域の側壁下部には、前記熱酸化膜が形成されている
ことを特徴とする付記2に記載の半導体装置。
(付記7) 前記窒化膜ライナーの外郭として位置する酸化膜ライナーをさらに有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記8) 前記熱酸化膜が位置する部分の素子分離幅は、ウエル注入時の露光位置ずれマージンの幅よりも大きく設定されていることを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記9) 前記素子分離領域は、前記トレンチ内部を埋め込む埋め込み酸化膜をさらに有することを特徴とする付記1に記載の半導体装置。
(付記10) 半導体基板の所定の箇所に所定の深さの第1トレンチを形成し、
前記第1トレンチ側壁の全面を覆う窒化膜を形成し、
前記第1トレンチ上部の窒化膜を維持しつつ、当該第1トレンチの底部およびその近傍の窒化膜を除去して基板シリコンを露出させ、
前記露出させた部分を熱酸化して、前記第1トレンチの下部に、前記窒化膜下端部よりも基板側に拡がる熱酸化膜を形成する
工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
(付記11) 前記窒化膜の除去後に、前記トレンチ底部から、さらに第2のトレンチを掘り込む
工程をさらに含み、
前記第2のトレンチを熱酸化することによって、前記第1トレンチの下部に、前記窒化膜下端部よりも基板側に拡がる熱酸化膜を形成する
ことを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
(付記12) 前記トレンチを、p型MOSFET領域とn型MOSFET領域を区画するように形成し、
前記トレンチ底部の窒化膜の除去後に、チャネル方向の断面で見た場合に、前記n型MOSFET領域と接する側の前記第1トレンチの側壁に形成された窒化膜を維持し、かつ、前記p型MOSFET領域と接する側の前記第1トレンチの側壁に形成された窒化膜を除去する
工程をさらに含むことを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
(付記13) 前記第1トレンチ底部から、さらに第2のトレンチを掘り込み、
前記n型MOSFETと接する側の第2トレンチ側面と、前記p型MOSFETと接する側の第1トレンチおよび第2トレンチの側面の全体を熱酸化して、前記窒化膜の下端部よりも基板側に拡がる熱酸化膜を形成する
工程をさらに含むことを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。
(付記14) 前記窒化膜除去工程は、前記チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側の第1トレンチ側壁の前記窒化膜を除去する工程を含むことを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
(付記15) 前記熱酸化膜の形成工程は、前記チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側の第1トレンチ側壁の全体に、前記幅広の熱酸化膜を形成する工程を含むことを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。
(付記16) 前記窒化膜除去工程は、前記チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側の第1トレンチの側壁に、前記窒化膜を維持しつつ行なわれることを特徴とする付記12に記載の半導体装置の製造方法。
(付記17) 前記窒化膜の除去工程において、n型ウエル注入用のマスクを転用することを特徴とする付記14に記載の半導体装置の製造方法。
(付記18) 前記窒化膜の除去工程において、n型ウエル注入用のマスクと、ゲートマスクを太らせたマスクとを組み合わせて用いることを特徴とする付記16に記載の半導体装置の製造方法。
(付記19) 前記トレンチ埋め込み後に、ウエル注入のためのレジスト露光を行なう工程をさらに含み、
前記熱酸化膜が位置する部分の素子分離幅は、前記レジスト露光における露光位置ずれ許容量よりも大きく設定されていることを特徴とする付記11に記載の半導体装置の製造方法。
(付記20) 前記熱酸化膜は、800〜1000℃でウエット酸化またはドライ酸化によって行なうことを特徴とする付記10に記載の半導体装置の製造方法。
2 NMOS
3 PMOS
5 シリコン基板
10、30 STI
11 酸化膜ライナー
12 窒化膜ライナー
13 埋め込み酸化膜
14、24 熱酸化膜
21 ゲート電極
22 ソース・ドレイン不純物拡散領域
25 ウエル境界
28 第1トレンチ
28a PMOS側トレンチ側壁
28b NMOS側トレンチ側壁
29 第2トレンチ
32 レジストマスク
35 n−well注入マスク
36 シフトさせたゲートマスク
Claims (9)
- 半導体基板上の所定の個所に位置する素子分離領域と、
前記素子分離領域を挟んで隣接する素子領域にそれぞれ形成されるp型MOSFETとn型MOSFETと
を備え、前記素子分離領域は、
チャネル方向の断面で見たときに、前記n型MOSFETと接する側のトレンチ側壁の上部に設けられる窒化膜ライナーと、
前記トレンチの側壁下部に位置する熱酸化膜と
を有し、前記チャネル方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側のトレンチ側壁の上部には、前記窒化膜ライナーが存在しない
ことを特徴とする半導体装置。 - 前記トレンチ下部の熱酸化膜は、前記チャネル方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側では、トレンチ側壁の上端まで位置する
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記素子分離領域のp型MOSFETと接する側の側壁には前記窒化膜ライナーが存在しない
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記素子分離領域のp型MOSFETと接する側の側壁の全体に、前記熱酸化膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1または3に記載の半導体装置。 - チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記素子分離領域のp型MOSFETと接する側の側壁上部に、前記窒化膜ライナーが設けられ、
当該p型MOSFETと接する側の素子分離領域の側壁下部には、前記熱酸化膜が形成されている
ことを特徴とする請求項1に記載の半導体装置。 - 半導体基板の所定の箇所に所定の深さの第1トレンチを形成し、
前記第1トレンチ側壁の全面を覆う窒化膜を形成し、
前記第1トレンチ上部の窒化膜を維持しつつ、当該第1トレンチの底部およびその近傍の窒化膜を除去して基板シリコンを露出させ、
前記露出させた部分を熱酸化して、前記第1トレンチの下部に熱酸化膜を形成する
工程を含み、
前記第1のトレンチを、p型MOSFET領域とn型MOSFET領域を区画するように形成し、
前記第1トレンチ底部の窒化膜の除去後に、チャネル方向の断面で見た場合に、前記n型MOSFET領域と接する側の前記第1トレンチの側壁に形成された窒化膜を維持し、かつ、前記p型MOSFET領域と接する側の前記第1トレンチの側壁に形成された窒化膜を除去し、
前記第1トレンチ底部から、さらに第2のトレンチを掘り込み、
前記n型MOSFET領域と接する側の第2トレンチ側面と、前記p型MOSFET領域と接する側の第1トレンチおよび第2トレンチの側面の全体を熱酸化して、前記窒化膜の下端部よりも基板側に拡がる熱酸化膜を形成する
工程をさらに含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 前記熱酸化膜の形成工程は、前記チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側の第1トレンチ側壁の全体に、前記幅広の熱酸化膜を形成する工程を含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記窒化膜除去工程は、前記チャネル方向と直交する方向の断面で見たときに、前記p型MOSFETと接する側の第1トレンチの側壁に、前記窒化膜を維持しつつ行なわれることを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
- 前記窒化膜の除去工程において、n型ウエル注入用のマスクと、前記p型MOSFET領域に形成されるゲートのマスクをチャネル方向に幅広にしたマスクとを組み合わせて用いることを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
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