JPH01187866A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPH01187866A
JPH01187866A JP1073688A JP1073688A JPH01187866A JP H01187866 A JPH01187866 A JP H01187866A JP 1073688 A JP1073688 A JP 1073688A JP 1073688 A JP1073688 A JP 1073688A JP H01187866 A JPH01187866 A JP H01187866A
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JP
Japan
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region
oxide film
silicon oxide
groove
substrate
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Pending
Application number
JP1073688A
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English (en)
Inventor
Kenichi Suzuki
研一 鈴木
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Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Oki Electric Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体集積回路装置の製造方法に係り、特に誘
′亀体分喘揄造の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、この種の半導体集積回路装置の製造方法は、「ア
イ・イー・デー・エム82.P58〜61゜1アン・ア
イソレイション・チクノロソイφフォー・ハイ・Δフォ
ーマンス・バイポーラ、メモリーズ・・・アイ−オー・
ビー拳■”(IEDM82.P58〜61 、” AN
  l5OLATION  TECHNOLOGYFO
RHIGHPERFORMANCE  BIPOLAR
MEMORI ES ・I OP II”)、1985
年、 VLSI。
シンボッニーム、P42〜43.=7・シェー・アイソ
レーション・チクノロソイ・フォー・バイポーラ・VL
SI・ロジック・アイ・オー・ピー・”’(1985年
、VLSl、SYMPO8IUM。
P42〜43. @A  NEW l5OLA  Tl
0NTECHNOLOGY FORBIPOL  AR
VLSILOGIC,l0P−L−3,1987年、V
LSI−シンボッニーム、P17〜18.1アトレンチ
、アイソレージ冒ン、チクノロソイ、7オ+、ハイスピ
ード、アンド、ローフ9ワー、デデペイシ2ン。
ハイポ−5,LSI’S”  (1987年、VLSI
−8YMPO8IUM、PI7〜18.′″A  TR
ENCHl5−OLATION  TECHNOLOG
Y  FORHIGH−8PEED  AND  LO
W−POWERDISSIPATIONRIPOLAR
,LSI’ S’)J  に開示されるものかあシ、こ
れは、トレンチ分離法と称されるもので、反応性イオン
エツチングと呼ばれる異方性エツチング技術を用い、シ
リコン基板に対し#1は垂直で幅が狭く且つ深い溝を形
成し、その溝の内壁を薄く酸化した後、溝内部ft C
V D [6形成法により完全に埋戻し、エッチパック
法を用いて平坦化することによ多素子分離領域を形成す
る技術である。
以下、この技術について詳述する。
先ず、第2図(A)に示す如く、P−型シリコン基板2
01上に、N+W m返鉱散層202及ヒN−型エピタ
キシャル層203を順次積層形成した後、N−型エピタ
キシャル14203上に、シリコンのエツチングマスク
となるシリコン殴化膜204を形成する。その後、写真
蝕刻法によ〕シリコン酸化膜204の素子分離領域とな
るべき領域に開口部を形成し、第1ステツプの異方性エ
ツチング技術を用い、シリコン酸化膜204をマスクと
してP−型シリコン基板201上に、側壁が概ね垂直で
深ざが2μm以上の#It205,206を形成する。
次に、第2図(B)に示す如く、写真蝕刻法V(よシ広
いフィールド領域207及びバイポーラ素子のペースコ
レクタ間分離領域208に開口部全有するホトレノスト
209を形成する。その後、このホトレジスト209を
マスクとして露出したシリコン酸化膜204をエツチン
グ除去する。
続いて、ホトレソス)209t−除去後、第2図(C)
に示す如く、シリコン酸化膜204をマスクとして、再
度P−型シリコン基板201の第2ステツプの異方性エ
ツチングを行なう。この第2ステツプの異方性エツチン
グは、溝205.206の底部とフィールド9j4域2
07及びペース・コレクタ間分離領域208の表面上で
同時に進行し、その深さは、溝205,206が少くと
もN埋込拡散層202を貫通し、P−型シリコン基板2
01に到達する様にする。
その後、シリコン酸化11204を除去し、全表面を、
薄く熱酸化した後、第2図(D)に示す如く、CVD法
で形成したCVD酸化膜210によ〕溝205.206
を完全に埋め戻すと同時に、フィールド領域207上の
CVD酸化膜210の表面が素子形成領域2110表面
と同勢又は高いレベルになる迄CVD酸化膜210t−
堆積する。更に、7 イー /l/ )’領域207上
(7)CVDm化膜210の表面上に、第2ステツプで
のシリコンエツチングの深さとほぼ等しい厚みのホトレ
ジスト212t−写真蝕刻法によ層形成する。その結果
、フィールド領域207上のホトレジスト212の表面
と素子形成領域211上のCVI)酸化膜210の表面
tよほぼ等しいレベルとなる。その後、再びホトレジス
ト213を全面に塗布し、ホトレノスト212の周囲の
窪みを埋めると共に1表面を完全に平坦化する。
最後に、第2図(E) K示す如く、CVDm化膜21
0とホトレジスト212,213のエツチング速度が概
ね等しくなる様に制御されたエツチング条件によりエッ
チパックを行ない、素子形成領域211の表面が露出し
た時点でエツチングを停止し、CVDj&化膜210の
素子分離領域214及びフィールド領域21st−形成
していた。
〔発明が解決しようとする課題〕
然し乍ら、上述した従来方法においては、第1ステツグ
のシリコンエツチング後、フィールド領域207上のシ
リコン販出m204を除去するための写真蝕刻工程にお
いて、深さが旅い溝205゜206を含む基板201上
に、ホトレノスト209を塗布する際、粘性の高いホト
レソス)209’?厚く塗布した場合でも溝205.2
06の存在のため、ホトレジスト209が均一に形成で
きず、ペース・コレクタ間分離領域208の開口精度の
低下により特性が変動する他、ホトレジスト209のマ
スク合せずれによりトランソスタのペース面積が変動し
、安定した特性が得られないという問題点があった。又
、素子分離領域214の微細化は、写真蝕刻法で規定さ
れる幅が限界であるため、サブミクロンレベルでの微細
な素子分離構造を得ることができないという問題点があ
った。
本発明の目的は、上述の問題点に鑑み、安定した特注が
得られると共に、微細な素子分離構造を有する半導体集
積回路装置の製造方法を提供するものである。
〔課題をW#決するための手段〕
本発明は、上述した目的全達成するため、基板の一生面
−ヒの選択された領域eζ、第1のシリコン酸化膜を形
成する工程と、前記基板及び前記第1のシリコン酸化膜
の露出した全表面に第2のシリコン酸化膜を被着する工
程と、前記第1のシリコン酸化膜を表面上に有しない領
域の前記基板の選択された表面上の前記第2のシリコン
酸化膜を除去し、前記基板の表面を露出させる工程と、
前記基板の表面が露出している領域に、第1の溝を形成
する工程と、前i3ピ第1のシリコン酸比膜を表面上v
c有しない領域の前記基板の表面上の前記第2のシリコ
ン酸1ヒ膜を除去し、前記基板の表面全露出ざゼる工程
と、前記基板の表向が露出している領域に、第2の溝を
形成すると共に、前記第1の@を゛さらVc深い竹とす
る工程と、前3ピil及び第2の溝を酸比膜Vこよシ埋
め戻す工程とを含むものである。
し作 用〕 本発明Vこおいては、第1のシリコン酸化膜の・ぐター
ンVこより素子形成領域、素子間分離領域、フィールド
領域及びペース・コレクタ間分離領域の位、置を規定し
、第2のシリコン酸比膜のパターンにより素子間分離用
冑、フィールド領域用溝及びペース・コレクタ間分離用
溝の位1tを規定するので、微細な前記領域及び溝が自
己整合的に形成される。
〔実施例〕
以下、本発明の半導体集積回路装置の製造方法に係る一
実施例を第1図の製造工程断面図に基づいて説明する。
先ず、第1図(A) K示す如く、P−型シリコン基板
101上に、N型埋込拡散層102及びN″″型エピタ
キシャル層103’を順次積層形成した後、このN−型
エピタキシャル層103の表面上に、熱酸化法又はCV
D法を以て厚さ帆7〜1.0μmの第1のシリコン酸f
ヒ膜104を積層形成する。次に、写真蝕刻法を用い、
異方性エツチング全行ない、第1のシリコン酸化膜10
4のフィールド領域105、素子間分離領域106及び
ペース・コレクタ間分離領域107となる領域に、側面
が概ね垂直な開口部を設ける。その後、全表面にCVD
法により厚さ0.3〜0.5μ肩の第2のシリコン酸化
膜108を被着形成する。
次に、第1図(B)に示す如く、写真蝕刻法を用い、素
子間分離領域106及び素子領域周囲のフィールド境界
領域上の第2のシリコン酸化膜108に対して異方往エ
ツチングを行ない自己整合的に開口幅2μm以下の微細
な開口部109.110を形成する。この時、開口部1
09において、第1のシリコン酸fヒ膜104の・ぞタ
ーン仰]面VCは第2のシリコン酸化膜108のサイド
ウオールが形成されるため、開口部109の開口幅は、
・第1のシリコン酸化膜104のパターン形成の際の写
真蝕刻法で規定される幅よシ第2のシリコン酸化膜10
8の膜厚に応じて必ず細くなり、サブミクロンレベルの
開ロバターンが形成される。
次に、ホトレジスト111を除去した後、第1図(C)
に示す如く、第1のシリコン酸化膜104及び第2のシ
リコン酸化膜108をマスクとしてN−エピタキシャル
層103及びN+埋込拡散層102に対し第1ステツグ
の異方性シリコンエツチングを行ない、側壁が概ね垂直
であシ、N+埋込拡散層102を貫通する程度の深ざを
有する#1t112゜113を形成する。その後、フィ
ールド領域105上及びペース・コレクタ間分離領域1
07上の第2のシリコン酸化膜108i異方注エツチン
グにより除去する。
続いて、第1図(D)に示す如く、素子形成領域上のf
alのシリコン酸化6104及び第2のシリコン酸化膜
108をマスクとして第2ステツプの異方性シリコンエ
ツチングを行なう。この第2ステツプの異方性シリコン
エツチングにより溝112゜113は、更にエツチング
され、N+埋込拡散層102を完全に貫通する溝となシ
、同時にベース・コレクタ間分離用溝及びフィールド領
域用溝が形成される。尚、この場合、第1及び第2ステ
ツプの異方性シリコンエツチングは、シリコンとシリコ
ン酸化膜とのエツチング選択比f:f!iJ御すること
により第1ステツプのみにしても良い、即ち、シリコン
エツチングと同時に、フィールド領域105よ及びベー
ス−コレクタ間分離領域107上の第2のシリコン酸化
膜108のエツチングを進行さぜ、溝112及び113
がN+埋込拡散層102t−はぼ貫通する程度までエツ
チングが進行した時点で、第2のシリコン酸化膜108
のエツチングが完了する様にエツチング選択比全制飢す
れば良く、このシリコンとシリコン酸化膜とのエツチン
グ選択比は、例えば公知の異方性エツチング装fl (
RIE)において、シリコンのA方14エツチングガス
であるCCl2 、CCl2F冨及び5iC14咎に酸
素を0〜30%添加することで容易に制御でき、選択比
が概ね3〜20の範囲であれば、任意に選択できる。
その後、素子形成領域上に残存するM41及び第2のシ
リコン酸化膜104.108を除去し、続いて、全表面
を薄く熱酸化した後、第1図(E)に示す如く、CVD
法で形成したCVDrR化膜114により#It112
,113’を完全に埋め戻すと同時に、フィールド領域
105上の(、’VD酸化膜1140表面が素子形成体
域115の表面と同等又は高いレベルになる迄CVD酸
化膜114t−堆積する、その後の工程は、従来方法と
同様であり、2ステツグのホトレノス)115,116
m布工程及びエッチパック法により紫子形成領域117
が露出する迄表面を平坦化し、第1図(F)に示す様な
素子分離領域118及びフィールド領域119を有する
半導体集積回路装置の誘電体分離構造を完成する。
〔発明の効果〕
以上説明した様に本発明によれば、第1のシリコン酸化
膜のパターンによ)素子形成領域、素子間分離領域、フ
ィールド領域及びペース・コレクタ間分離領域の位置を
規定すると共に、第2のシリコン酸化膜のパターンによ
り幅が狭く深さの深い素子間分離用溝の領域と幅が広く
深さが浅いフィールド領域用溝及びペース・コレクタ間
分離用溝の領域の位置を規定するので、各領域及び溝は
、全て自己整合的に形成される。従って、旅い溝の形成
後における写真蝕刻工程が不要となる九め、工程が容易
になると共に、再現性が向上できる他、マスク合せずれ
によるペース面積の変動が防止でき、特性を安定できる
。又、幅が狭く深さの深い溝となる素子間分離領域にお
いては、写真蝕刻法で規定される幅の第1のシリコン酸
化膜の開口部に形成された第2のシリコン酸化膜のサイ
ドウオールが素子間分離用の溝を形成するためのエツチ
ングマスクとなるため、微細なサフ゛iクロンレベルの
素子間分離領域が形成され、高菓稙化かできる。更に、
シリコンとシリコン酸化膜とのエツチング選択比f t
tJo hすることにより素子間分離用溝、フィールド
領域用M及びペース・コレクタ間分離用海が同時に形成
され、工程の短縮化、コスト低減及び歩1111シが向
上できる等の特有の効果により前述の間聴点を解決し得
る。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の半導体に&回路装置の製造方法に係る
一実施例を示す工程断面図、第2図は従来方法の工程断
面図である。 101−P−基板、102・N+埋込拡散層、103・
・・N−″エピタキシャル層、104・・・第1のシリ
コン酸化膜、105・・・フィールド領域、106・・
・素子間分離領域、107・・・ベース・コレクタ間分
離領域、108・・・第2のシリコン酸化膜、109.
110・・・開口部、111・・・ホトレジスト、11
2,113・・・溝、114・・・CVD酸化膜。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  基板の一主面上の選択された領域に、第1のシリコン
    酸化膜を形成する工程と、 前記基板及び前記第1のシリコン酸化膜の露出した全表
    面に第2のシリコン酸化膜を被着する工程と、 前記第1のシリコン酸化膜を表面上に有しない領域の前
    記基板の選択された表面上の前記第2のシリコン酸化膜
    を除去し、前記基板の表面を露出させる工程と、 前記基板の表面が露出している領域に、第1の溝を形成
    する工程と、 前記第1のシリコン酸化膜を表面上に有しない領域の前
    記基板の表面上の前記第2のシリコン酸化膜を除去し、
    前記基板の表面を露出させる工程と、 前記基板の表面が露出している領域に、第2の溝を形成
    すると共に、前記第1の溝をさらに深い溝とする工程と
    、 前記第1及び第2の溝を酸化膜により埋め戻す工程とを
    含むことを特徴とする半導体集積回路装置の製造方法。
JP1073688A 1988-01-22 1988-01-22 半導体集積回路装置の製造方法 Pending JPH01187866A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5541440A (en) * 1993-07-28 1996-07-30 Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha Isolation structure for semiconductor device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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