JPH02125444A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02125444A JPH02125444A JP27343288A JP27343288A JPH02125444A JP H02125444 A JPH02125444 A JP H02125444A JP 27343288 A JP27343288 A JP 27343288A JP 27343288 A JP27343288 A JP 27343288A JP H02125444 A JPH02125444 A JP H02125444A
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Landscapes
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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。
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
本発明は半導体装置および半導体装置の製造方法に関す
るものである。
るものである。
従来の技術
半導体MO8トランジスタの素子間分離技術としては、
従来からLOCO8法が一般的に用いられ、最近のサブ
ミクロントランジスタではBOX法(埋め込み素子分離
法)(たとえば、1983年IEDM東芝発表)が適用
され始めている。
従来からLOCO8法が一般的に用いられ、最近のサブ
ミクロントランジスタではBOX法(埋め込み素子分離
法)(たとえば、1983年IEDM東芝発表)が適用
され始めている。
発明が解決しようとする課題
上記LOCO8法ではバーズビークと呼ばれる酸化膜の
食い込み部分が形成される。この食い込み部分は、酸化
膜厚と同程度にも達するため、Locos法は2μm以
下の素子分離には適用できにくい。
食い込み部分が形成される。この食い込み部分は、酸化
膜厚と同程度にも達するため、Locos法は2μm以
下の素子分離には適用できにくい。
これに対してBOX法では、LOCO8法のような酸化
膜の素子領域への食い込みがないため、素子の微細化に
適している。しかし、BOX法には広い分離領域を形成
しにくいという欠点がある。第2図にBOX法の広い分
離と狭い分離の工程を示す。分離領域のSiをエツチン
グして掘り下げ、CVD酸化膜10を埋め込む(a)。
膜の素子領域への食い込みがないため、素子の微細化に
適している。しかし、BOX法には広い分離領域を形成
しにくいという欠点がある。第2図にBOX法の広い分
離と狭い分離の工程を示す。分離領域のSiをエツチン
グして掘り下げ、CVD酸化膜10を埋め込む(a)。
さらに、平坦化を行うために、平坦化レジスト11を形
成する(b)。レジスト11とCVD酸化膜10を等速
でエツチングする条件でエツチングを行い分離領域にC
VD酸化膜10を埋め込む。第2図に示すように、BO
X法では狭い分離領域はCVD酸化膜10で埋め込める
が、広い分離領域では絶縁膜10の膜厚が薄くなってし
まい、完全な平坦化ができない。
成する(b)。レジスト11とCVD酸化膜10を等速
でエツチングする条件でエツチングを行い分離領域にC
VD酸化膜10を埋め込む。第2図に示すように、BO
X法では狭い分離領域はCVD酸化膜10で埋め込める
が、広い分離領域では絶縁膜10の膜厚が薄くなってし
まい、完全な平坦化ができない。
このようにLOCO8法は広い分離に適しており、BO
X法は狭い分離に適している。LSIには同一基板内に
広い分離も狭い分離も存在するが、LOCO3法とBO
X法とを両方行うことはプロセス上難しかった。
X法は狭い分離に適している。LSIには同一基板内に
広い分離も狭い分離も存在するが、LOCO3法とBO
X法とを両方行うことはプロセス上難しかった。
LOGOS分離を行ってからBOX分離を行う場合、B
OX分離では分離溝に埋め込んだ絶縁物をエツチング工
程により平坦化するため、この時、先に形成した、LO
GO8酸化膜をエツチングしてしまう。
OX分離では分離溝に埋め込んだ絶縁物をエツチング工
程により平坦化するため、この時、先に形成した、LO
GO8酸化膜をエツチングしてしまう。
また、BOX法では、平坦化のため、レジストを使うが
、レジストのような粘性膜の特性として第3図に示すよ
うに、高低差のある部分を平坦化する性質がある。例え
ば(b)図では輻lOμm以下の高い部分18があって
もレジスト表面に高低差は生じない。また、(C)図の
ように幅の狭い溝19があってもレジスト表面に高低差
は生じない。このように(b)図や(C)図のような場
合、レジスト表面に高低差が生じないため、この後の工
程でエッチバックを行った場合、溝部に絶縁膜lOを残
して平坦化することが可能である。しかし、(a)図の
ように、幅10μm以上の高い部分15と幅の広い溝1
7がある場合、レジスト表面に高低差を生じ、後のエッ
チバック工程で高低差が残り平坦化できない。
、レジストのような粘性膜の特性として第3図に示すよ
うに、高低差のある部分を平坦化する性質がある。例え
ば(b)図では輻lOμm以下の高い部分18があって
もレジスト表面に高低差は生じない。また、(C)図の
ように幅の狭い溝19があってもレジスト表面に高低差
は生じない。このように(b)図や(C)図のような場
合、レジスト表面に高低差が生じないため、この後の工
程でエッチバックを行った場合、溝部に絶縁膜lOを残
して平坦化することが可能である。しかし、(a)図の
ように、幅10μm以上の高い部分15と幅の広い溝1
7がある場合、レジスト表面に高低差を生じ、後のエッ
チバック工程で高低差が残り平坦化できない。
通常のLOCOS法では、LOGO8膜厚の約半分が盛
り上がる。例えば0.6μmの膜厚のLocos分離の
場合、基板表面から約0.3μm盛り上がる。また分離
幅を10μm以下で構成することは困難であるため、L
OGO8分離の後BoX分離をする場合、平坦化のレジ
スト塗布で高低差を生じ、平坦化が困難となる。
り上がる。例えば0.6μmの膜厚のLocos分離の
場合、基板表面から約0.3μm盛り上がる。また分離
幅を10μm以下で構成することは困難であるため、L
OGO8分離の後BoX分離をする場合、平坦化のレジ
スト塗布で高低差を生じ、平坦化が困難となる。
また、BOX分離を先に行う場合、高温長時間酸化工程
であるLOGO3工程がBOX工程の後になるため、拡
散層の再分布や、BOX分離への熱によるストレスがか
かるため望ましくない。
であるLOGO3工程がBOX工程の後になるため、拡
散層の再分布や、BOX分離への熱によるストレスがか
かるため望ましくない。
課題を解決するための手段
本発明は上記の課題を解決するために、第1の素子分離
領域を形成した後、エツチングストッパー(第1の膜)
膜を含む多層膜を形成し、さらに第2の素子分離領域と
なる部分のシリコン半導体基板を前記多層膜をマスクと
してエツチングし、第2の素子分離領域に絶縁膜を埋め
込み、前記エツチングストッパー膜をエツチングストッ
パーとして、絶縁膜をエツチングして素子分離を形成す
るものである。
領域を形成した後、エツチングストッパー(第1の膜)
膜を含む多層膜を形成し、さらに第2の素子分離領域と
なる部分のシリコン半導体基板を前記多層膜をマスクと
してエツチングし、第2の素子分離領域に絶縁膜を埋め
込み、前記エツチングストッパー膜をエツチングストッ
パーとして、絶縁膜をエツチングして素子分離を形成す
るものである。
作 用
本発明は、上記した方法により、BOX分離の平坦化工
程でのエツチングストッパー(例えば多結晶シリコン)
をもうけることにより、先に形成したtocos分離領
域の形状に影響を及ぼさない。したがって、広い分離領
域はLOGO8分離、狭い分離領域はBOX分離が使用
でき、それぞれの分離の特徴が生かせる。
程でのエツチングストッパー(例えば多結晶シリコン)
をもうけることにより、先に形成したtocos分離領
域の形状に影響を及ぼさない。したがって、広い分離領
域はLOGO8分離、狭い分離領域はBOX分離が使用
でき、それぞれの分離の特徴が生かせる。
実施例
(実施例1)
第1図に本発明の第1の実施例を示す。
第1図(a)で、たとえばP 11! S i基板1上
に、50nmも熱酸化膜2.140nmのS t 3
N 4膜3を形成した後、第1の素子分離領域4をドラ
イエツチングによりエツチングする。なお、ここで、第
1の素子分離領域とは、広い分離領域である。
に、50nmも熱酸化膜2.140nmのS t 3
N 4膜3を形成した後、第1の素子分離領域4をドラ
イエツチングによりエツチングする。なお、ここで、第
1の素子分離領域とは、広い分離領域である。
第1図(b)で、素子分離領域4を選択酸化し、Lac
os分離5を形成する。
os分離5を形成する。
第1図(C)で、S t 3 N 4 Q13と熱酸化
膜2を除去する。ここまでの工程は通常のLOGO8分
離形成方法とおなしである。
膜2を除去する。ここまでの工程は通常のLOGO8分
離形成方法とおなしである。
第1図(d)で、50nmの熱酸化膜6を形成した後、
220nmのPo1ySi7と、800nmのPSG8
を堆積する。
220nmのPo1ySi7と、800nmのPSG8
を堆積する。
第1図(e)で、微細素子が形成される部分に、第2の
素子分離の分離溝9をホトリソグラフィ工程とドライエ
ツチング工程により形成する。深さは0.5μmとする
。
素子分離の分離溝9をホトリソグラフィ工程とドライエ
ツチング工程により形成する。深さは0.5μmとする
。
第1図(f)で、PSG8をウェットエツチングで選択
的に除去する。
的に除去する。
第1図(g)で、CVD 510210を800nm
堆積する。これにより分離溝9はCVD−5in2で埋
め込まれる。しかし、一部溝が残るので、これを平坦化
するために、レジスト11を塗布する。
堆積する。これにより分離溝9はCVD−5in2で埋
め込まれる。しかし、一部溝が残るので、これを平坦化
するために、レジスト11を塗布する。
第1図(h)テ、レジスト11と、CV D S i
Otloが等速でエツチングされる条件でドライエツチ
ングを行う。この時、エツチングは、Po1ySi7の
下面と上面の間で止める。
Otloが等速でエツチングされる条件でドライエツチ
ングを行う。この時、エツチングは、Po1ySi7の
下面と上面の間で止める。
第1図(i)で゛、Po1ySi7と熱酸化膜6を除去
する。
する。
これで、LOGO8分離とBOX分離が形成できる。
本実施例でのポイントは、LOGO8分離を形成した後
にPo1ySi7を形成している点である。
にPo1ySi7を形成している点である。
このPo1ySiは、埋め込んだCV D −S 10
tを平坦化する時のエツチングに対してのエツチング
ストッパーとなるからである。これにより、先に形成し
たLOGO8分離は、BOX分離形成の時にも影響を受
けない。また、BOX分離では、埋め込んだCV D
S iO2がSi基板面より下がるとリーク電流発生
の原因となるが、本実施例では、エツチングをPo1y
Si7の上面と下面の間で止めレバ、S i 基板面、
、k リ、CVD 5iftを上げることができる。
tを平坦化する時のエツチングに対してのエツチング
ストッパーとなるからである。これにより、先に形成し
たLOGO8分離は、BOX分離形成の時にも影響を受
けない。また、BOX分離では、埋め込んだCV D
S iO2がSi基板面より下がるとリーク電流発生
の原因となるが、本実施例では、エツチングをPo1y
Si7の上面と下面の間で止めレバ、S i 基板面、
、k リ、CVD 5iftを上げることができる。
このためリーク電流の少ないデバイスができる。
またLOGO8工程を先におこなうため、LOCO8工
程による熱の影響も受けない。
程による熱の影響も受けない。
また、実施例においては、埋め込んだCVD−3+ 0
2を平坦化する時のエツチングに対してのエツチングス
トッパーとして、Po1ySi (多結晶シリコン)を
用いたが、CVD 5102に対してエツチング速度
が遅ければ、他の材質のものでもよい。
2を平坦化する時のエツチングに対してのエツチングス
トッパーとして、Po1ySi (多結晶シリコン)を
用いたが、CVD 5102に対してエツチング速度
が遅ければ、他の材質のものでもよい。
(実施例2)
第4図に本発明の第2の実施例を示す。
第1の実施例では、第1の素子分離に近い部分だけしか
示さなかったが、第1の実施例では、第1の素子分離か
ら離れたところでは第3図に示したレジストの特性によ
りレジストの表面に高低差が生じる。この例を第5図に
示す。13は第1の素子分離に近い領域で第1図と同じ
同じである。
示さなかったが、第1の実施例では、第1の素子分離か
ら離れたところでは第3図に示したレジストの特性によ
りレジストの表面に高低差が生じる。この例を第5図に
示す。13は第1の素子分離に近い領域で第1図と同じ
同じである。
14は第1の素子分離から遠い領域で、レジストの高低
差による影響が(g)ででている。このため、(i)で
埋め込まれたCvD−3iO2(絶縁膜)10の高さが
第1の素子分離から近いところと遠いところで差がでて
しまう。この差は、トランジスタ特性に影響を及ぼす。
差による影響が(g)ででている。このため、(i)で
埋め込まれたCvD−3iO2(絶縁膜)10の高さが
第1の素子分離から近いところと遠いところで差がでて
しまう。この差は、トランジスタ特性に影響を及ぼす。
そこで、第4図(a)に示すように、第1の素子分離領
域4にエツチング溝12を形成してお(。そして(b)
図に示すようにLOGO8酸化を、Si基板1表面と、
LOCO8分115分画15表面さとなるようにおこな
う。このようにすれば(g)に示すように、CVD−8
in、10の表面も高低差がないためレジスト表面にも
高低差がない。これにより、(i) I: 示すように
cVD−3iO210(D高さをどこでも同じにするこ
とができ、トランジスタ特性も均一なものができる。
域4にエツチング溝12を形成してお(。そして(b)
図に示すようにLOGO8酸化を、Si基板1表面と、
LOCO8分115分画15表面さとなるようにおこな
う。このようにすれば(g)に示すように、CVD−8
in、10の表面も高低差がないためレジスト表面にも
高低差がない。これにより、(i) I: 示すように
cVD−3iO210(D高さをどこでも同じにするこ
とができ、トランジスタ特性も均一なものができる。
(実施例3)
第6図に本発明の第3の実施例を示す。
この例では埋め込むCVD−3in210を形成すると
ころまでは第1の実施例と同じであるか、第2の実施例
で示したと同じ課題である。レジストの高低差を避ける
工夫をしている。第6図(g)で示すようにCVD−8
in、を埋め込んだあと、第1の素子分離領域をエツチ
ング20して高低差をな(す。これにより第6図(i)
に示すようにCVD−5i02の高低差をな(すことが
でき、トランジスタ特性も均一なものができる。
ころまでは第1の実施例と同じであるか、第2の実施例
で示したと同じ課題である。レジストの高低差を避ける
工夫をしている。第6図(g)で示すようにCVD−8
in、を埋め込んだあと、第1の素子分離領域をエツチ
ング20して高低差をな(す。これにより第6図(i)
に示すようにCVD−5i02の高低差をな(すことが
でき、トランジスタ特性も均一なものができる。
発明の効果
本発明によれば興なる分離技術をそれぞれ他の分離に悪
影響を与えることなく形成できる。これにより、複数の
分離技術の長所を生かすことができる。
影響を与えることなく形成できる。これにより、複数の
分離技術の長所を生かすことができる。
第1図は本発明の半導体装置の製造方法の第1の実施例
の製造工程断面図、第2図はBOX分離の製造工程断面
図、第3図は粘性膜(例えばレジスト)の特性を示す製
造工程断面図、第4図は本発明の半導体装置の製造方法
の第2の実施例を示す製造工程断面図、第5図は、第2
の実施例の特長を示すための部分製造工程断面図、第6
図は本発明の半導体装置の製造方法の第3の実施例を示
す製造工程断面図である。 1・・・・・・Si 基板、2・・・・・・熱酸化膜、
3・・・・・・S i 3N4膜、4・・・・・・第1
の素子分離領域、5・・・・・・LOCO8分離、6・
・・・・・熱酸化膜、7・・・・・・Po1ySi膜、
8・・・・・・PSG膜、9・・・・・・第2の素子分
離の分離溝、10・・・・・・CV D S iO2
,11・・・・・・レジスト。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名/ −−−
St’遵」反 ?・−W!、醗化裏 3−−− Sis NQ噴 4−@ Iの県子分卸し噴坑 55−1−OCO39 第 図 6−熱酸化II集 7−−− FoIysi II臭 %2の集子うt有色の分書亀」1 第 図 1θ−・−CVD Siθ2 tt °−°レジ゛スト f−−−3I基板 10−−− c V D 57pH 1−−レジスト Oフ / −−−SI基板 2− 熱酸化膜 3°−8;sNa Il! 4−・稟//l聚菩分賎領域 5−−− LρとOS分鴎 !?・・−エッテンゲ5奏 t3−91% tの系子分lIL+=近い領塊t4−1
glto免子分11〜ら慕い領域6“−熟酸化膜 7−−− Po1yS+月爽 B−PSα票 9 ”−第Zつ 年子tif″山艷の4ト仰1憚11θ
−−−QVD−8rθ1 U−−−レシスト 第 図 第 図
の製造工程断面図、第2図はBOX分離の製造工程断面
図、第3図は粘性膜(例えばレジスト)の特性を示す製
造工程断面図、第4図は本発明の半導体装置の製造方法
の第2の実施例を示す製造工程断面図、第5図は、第2
の実施例の特長を示すための部分製造工程断面図、第6
図は本発明の半導体装置の製造方法の第3の実施例を示
す製造工程断面図である。 1・・・・・・Si 基板、2・・・・・・熱酸化膜、
3・・・・・・S i 3N4膜、4・・・・・・第1
の素子分離領域、5・・・・・・LOCO8分離、6・
・・・・・熱酸化膜、7・・・・・・Po1ySi膜、
8・・・・・・PSG膜、9・・・・・・第2の素子分
離の分離溝、10・・・・・・CV D S iO2
,11・・・・・・レジスト。 代理人の氏名 弁理士 粟野重孝 ほか1名/ −−−
St’遵」反 ?・−W!、醗化裏 3−−− Sis NQ噴 4−@ Iの県子分卸し噴坑 55−1−OCO39 第 図 6−熱酸化II集 7−−− FoIysi II臭 %2の集子うt有色の分書亀」1 第 図 1θ−・−CVD Siθ2 tt °−°レジ゛スト f−−−3I基板 10−−− c V D 57pH 1−−レジスト Oフ / −−−SI基板 2− 熱酸化膜 3°−8;sNa Il! 4−・稟//l聚菩分賎領域 5−−− LρとOS分鴎 !?・・−エッテンゲ5奏 t3−91% tの系子分lIL+=近い領塊t4−1
glto免子分11〜ら慕い領域6“−熟酸化膜 7−−− Po1yS+月爽 B−PSα票 9 ”−第Zつ 年子tif″山艷の4ト仰1憚11θ
−−−QVD−8rθ1 U−−−レシスト 第 図 第 図
Claims (4)
- (1)第1の素子分離領域を形成する工程と、第2の素
子分離領域に用いる絶縁膜に比べてエッチング速度の遅
い第1の膜を形成する工程と、第2の素子分離領域とな
る部分の半導体基板を前記第1の膜を含む多層膜をマス
クとして所定の深さのエッチングをする工程と、前記第
2の素子分離領域に前記絶縁膜を埋め込む工程と、前記
第1の膜が露出するまで前記絶縁膜をエッチングする工
程と、前記第1の膜を除去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。 - (2)任意の領域に第1の素子分離領域を形成する工程
が、前記第1の素子分離領域をエッチングして素子形成
領域より低くする工程と、前記第1の素子分離領域を選
択酸化して表面高さが素子形成領域とおおよそ同一の高
さとする工程を含み、第1の膜が露出するまで絶縁膜を
エッチングする工程が、粘性膜を塗布する工程と、第1
の膜が露出するまで、前記粘性膜と前記第1の膜をエッ
チングする工程である請求項1に記載の半導体装置の製
造方法。 - (3)第1の膜が露出するまで絶縁膜をエッチングする
工程が、第1の素子分離領域を形成する工程で形成され
る素子形成領域との間の前記絶縁膜表面での高低差を通
常のマスク工程により絶縁膜をエッチングして同一の高
さとする工程と、粘性膜を塗布する工程と、第1の膜が
露出するまで前記粘性膜と第1の膜をエッチングする工
程を含む請求項1に記載の半導体装置の製造方法。 - (4)第1の素子分離領域と第2の素子分離領域が半導
体装置内で共存し、前記第1の素子分離領域の表面が素
子形成領域と同一の高さであり、第2の素子分離領域が
埋め込み素子分離であることを特徴とする半導体装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP63273432A JP2811689B2 (ja) | 1988-07-05 | 1988-10-28 | 半導体装置の製造方法 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5851887A (en) * | 1994-09-07 | 1998-12-22 | Cypress Semiconductor Corporation | Deep sub-micron polysilicon gap formation |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS57204146A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPS5978542A (ja) * | 1982-10-27 | 1984-05-07 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 半導体装置の製造方法 |
JPS61214446A (ja) * | 1985-03-19 | 1986-09-24 | Toshiba Corp | 半導体装置の製造方法 |
-
1988
- 1988-10-28 JP JP63273432A patent/JP2811689B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JPS57204146A (en) * | 1981-06-10 | 1982-12-14 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
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US5851887A (en) * | 1994-09-07 | 1998-12-22 | Cypress Semiconductor Corporation | Deep sub-micron polysilicon gap formation |
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Publication number | Publication date |
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JP2811689B2 (ja) | 1998-10-15 |
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