JPH02177330A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH02177330A
JPH02177330A JP27986389A JP27986389A JPH02177330A JP H02177330 A JPH02177330 A JP H02177330A JP 27986389 A JP27986389 A JP 27986389A JP 27986389 A JP27986389 A JP 27986389A JP H02177330 A JPH02177330 A JP H02177330A
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亀山 周一
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篠崎 慧
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洋 岩井
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Abstract

PURPOSE:To obtain a structure where a conductive material which is superb in evenness is embedded within a field region by forming a groove part at a scheduled part for forming a field region, and forming a conductive material at the bottom of the groove part and an isolation material film on it. CONSTITUTION:An n-type embedded layer 202 is formed on a semiconductor substrate 201, an n-type semiconductor layer 203 is formed on it, and Si nitriding film patterns 204a, b and Si thermal oxidation film patterns 205a, b are formed on it. A groove part 206 is formed with it as a mask and an oxide film 207 is formed within it. The patterns 204a, b and 205a, b are eliminated and the Si nitriding film is accumulated. After that, resist patterns 208a-208d are formed, Si nitriding patterns 209a-209d are formed with the patterns 208a, b as a mask, and grooves 210a-210c are formed with them as a mask. B is impregnated and the patterns 208a, b are eliminated to form P<+> regions 211a-211c. An SiO2 film 212 is formed over the entire surface, is etched to the surface to form field regions 213 and 214, thus obtaining a bipolar LSI.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の口約] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、特にバイポー
ラ型又はMOS型のIC,LSIなどの素子間分離技術
を改良した製造方法に係る。
[Detailed Description of the Invention] [Statement of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and particularly to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular, a method for improving isolation technology between elements of bipolar or MOS type ICs, LSIs, etc. Regarding the manufacturing method.

(従来の技術) 従来、半導体装置特にバイポーラICの製造工程での素
子間分離方法としては、pn接合分離。
(Prior Art) Conventionally, pn junction isolation has been used as a method for isolating elements in the manufacturing process of semiconductor devices, particularly bipolar ICs.

選択酸化法が一般的に用いられている。この方法を、バ
イポーラ縦形npn トランジスタを例にして以下に説
明する。
Selective oxidation is commonly used. This method will be explained below using a bipolar vertical npn transistor as an example.

まず、第1(a)図に示す如くp型シンフン基板lに高
濃度のn型の埋込み領域2を選択的に形成し、次いで、
n型の半導体層3をエビタキシャル成長させ、選択酸化
のための約1000人程度のシリコン酸膜4を形成し、
その上に厚さ約1000人の耐酸化性のシリコン窒化膜
を堆積する。つづいて、シリコン酸化膜4とシリコン窒
化膜5を写真蝕刻法によりバターニングしてシリコン酸
化膜パターン4a、 4b、シリコン窒化膜パターン5
a、 5bを形成する。ひきつづき、このシリコン酸化
膜パターン4a、 4b、シリコン窒化膜パターン5a
、 5bをマスクとして、n型の半導体層3を約500
0人程度シリコンエッチし、さらに同パターン4.a、
 4b、 5a、 5bをマスクとして、ボロンのイオ
ン・インブランティジョン法にて、p型の領域6a、6
bを形成した(第1図(C)図示)。次いで、スチーム
あるいはウェットの雰囲気で熱酸化を行ない、選択的に
約1μ程度のシリコン酸化膜7a〜7Cを成長させた(
第1図(d)図示)。つづいて、シリコン窒化膜パター
ン5a、 5bを、例えば、熱リン酸にて除去しシリコ
ン窒化膜パターン5a直下の領域にボロンのイオン・イ
ンブランチ−シコンを行ない、ベース領域8を形成し、
さらにエミッタとなるn型の領域9とコレクタの電極引
き出しのためのn型領域10等をヒ素のイオン・インブ
ランティジョンで形成し、あらかじめ形成されているシ
リコン酸化膜パターン4aにコンタクトの窓を開口した
後、エミッタ電極1.Lベース電極I2およびコレクタ
電極13を形成して縦型npnトランジスタを造った。
First, as shown in FIG. 1(a), a high concentration n-type buried region 2 is selectively formed in a p-type substrate 1, and then,
An n-type semiconductor layer 3 is grown epitaxially, and a silicon acid film 4 of about 1,000 layers is formed for selective oxidation.
An oxidation-resistant silicon nitride film having a thickness of approximately 1000 nm is deposited thereon. Subsequently, the silicon oxide film 4 and the silicon nitride film 5 are patterned by photolithography to form silicon oxide film patterns 4a, 4b and silicon nitride film patterns 5.
Form a, 5b. Subsequently, the silicon oxide film patterns 4a, 4b and the silicon nitride film pattern 5a are formed.
, 5b as a mask, the n-type semiconductor layer 3 is coated with a thickness of approximately 500 nm.
About 0 people etched the silicon, and then the same pattern 4. a,
4b, 5a, 5b as masks, p-type regions 6a, 6 are formed by boron ion implantation method.
b (as shown in FIG. 1(C)). Next, thermal oxidation was performed in a steam or wet atmosphere to selectively grow silicon oxide films 7a to 7C with a thickness of about 1 μm (
(Illustrated in FIG. 1(d)). Subsequently, the silicon nitride film patterns 5a and 5b are removed using, for example, hot phosphoric acid, and boron ion implantation is performed on the region immediately below the silicon nitride film pattern 5a to form a base region 8.
Furthermore, an n-type region 9 that will become an emitter and an n-type region 10 for leading out the collector electrode are formed by arsenic ion implantation, and a contact window is formed in the silicon oxide film pattern 4a that has been formed in advance. After opening, emitter electrode 1. A vertical npn transistor was manufactured by forming an L base electrode I2 and a collector electrode 13.

(第1図(e)図示)。この場合、npn)ランジスタ
の素子分離は、約1μの厚みのフィールド酸化膜7a。
(Illustrated in FIG. 1(e)). In this case, the device isolation of the npn transistor is performed by a field oxide film 7a having a thickness of about 1 μm.

7cとp型頭域6a、 6b等とを併用することによっ
て実現しているが、n型の半導体層6の厚みが約1〜2
μ程度であれば、選択酸化法によるフィールド酸化を直
接p型の基板1に接触させ、素子分離することができる
。また、フィールド酸化膜で直接素子分離する場合でも
、素子間のリーク電流防止のために、p型基板lとフィ
ールド酸化膜との間に、チャンネル・ストップ用のp型
の不純物のイオン・インプラティジョンを行なっておく
ことが好ましい。
7c and p-type head regions 6a, 6b, etc., but if the thickness of the n-type semiconductor layer 6 is about 1 to 2
If it is about μ, field oxidation by selective oxidation method can be brought into direct contact with the p-type substrate 1, and elements can be isolated. In addition, even when devices are directly isolated using a field oxide film, ion implantation of p-type impurities for channel stop is performed between the p-type substrate l and the field oxide film to prevent leakage current between devices. It is recommended that you perform a John.

しかしながら、上述した従来の選択酸化法を用いてバイ
ポーラICを製造する方法にあっては次に示すような種
々の欠点があった。
However, the method of manufacturing bipolar ICs using the conventional selective oxidation method described above has various drawbacks as shown below.

第2図はSi、N、パターン5a、 5bをマスクにし
てフィールド酸化膜7a、 7bを形成した時の断面構
造を詳しく描いたものである。ただし、第2図では、半
導体層3のンンコンエッチングは、行なっていない。一
般に選択酸化法ではフィールド酸化膜7bが5isN4
パターン5aの下の領域に喰い込んで成長することが知
られている(同第2図のF領域)。これはフィールド酸
化中に酸化剤がSi、N4パターン5a下の薄い5i0
21模4aを通して拡散していくために酸化膜が形成さ
れる部分D1いわゆるバードビークとフィールド酸化膜
7bの厚い部分が横方向にも回り込んだ部分Eとからな
る。Fの長さはたとえばSi、N4パターン5aの厚さ
が1000人、その下の5in2膜4aが1000人の
条件で1μ厘の膜厚のろフィールド酸化膜7bを成長さ
せた場合約1μ四に達する、このため、フィールド領域
の巾Cは5t3N、パターン5a、 5b間の距1lI
iAを2μ腸とすると、Fが1μ]であるから4μ−以
下に小さくできずLSIの集積化にとって大きな妨げと
なる。このようなことから、最近、Si、N4パターン
 5a 、 5bを厚くし、この下のS i OJ膜を
薄くしてバードビーク(図中のD部分)を抑制する方法
やフィールド酸化膜7bの成長膜厚を薄くしフィールド
酸化膜の喰い込みFを抑制する方法が試みられている。
FIG. 2 shows in detail the cross-sectional structure when field oxide films 7a and 7b are formed using Si, N, and patterns 5a and 5b as masks. However, in FIG. 2, the semiconductor layer 3 is not etched. Generally, in the selective oxidation method, the field oxide film 7b is 5isN4
It is known that it grows by digging into the area under the pattern 5a (region F in FIG. 2). This means that during field oxidation, the oxidizer is Si, a thin 5i0 layer under the N4 pattern 5a.
It consists of a so-called bird's beak portion D1 where the oxide film is formed due to diffusion through the field oxide film 7b, and a portion E where the thick portion of the field oxide film 7b extends laterally as well. For example, the length of F is approximately 1 μm when the thickness of the Si, N4 pattern 5a is 1000 μm, and the 5in2 film 4a below it is grown under the conditions of 1000 μm thick field oxide film 7b. Therefore, the width C of the field area is 5t3N, and the distance between patterns 5a and 5b is 1lI.
If iA is 2μ, then F is 1μ], so it cannot be made smaller than 4μ, which is a big hindrance to LSI integration. For this reason, recently, a method has been developed to suppress bird's beak (portion D in the figure) by increasing the thickness of the Si, N4 patterns 5a and 5b and thinning the underlying SiOJ film, and by increasing the thickness of the field oxide film 7b. Attempts have been made to reduce the thickness of the field oxide film and suppress the digging in of the field oxide film.

しかし、前者ではフィールド端部におけるストレスが大
きくなり、欠陥が生じ易くなり、後者ではフィールド反
転電圧低下およびフィールド部での配線容量の増大など
の問題があり、選択酸化法による高集禎化には限界があ
る。
However, in the former case, the stress at the edge of the field increases and defects are more likely to occur, and in the latter case, there are problems such as a drop in field inversion voltage and an increase in wiring capacitance in the field part, and there are limits to the high density achieved by selective oxidation. be.

上述したバーズビーク等が生じると、次のような問題点
が起きる。これを第3(a)図、第3(b)図に示す従
来の選択酸化法によるバイポーラ・トランジスタの製造
工程により説明する。
When the above-mentioned bird's beak or the like occurs, the following problems occur. This will be explained using the manufacturing process of a bipolar transistor by the conventional selective oxidation method shown in FIGS. 3(a) and 3(b).

第3(a)図のように、n型のコレクタ領域となる半導
体層2Iの表面に、従来の選択酸化法にて、シリコン酸
化膜22a、  22bを形成し、この酸化膜をマスク
として、ボロンのイオン・インブランティジョン法にて
、p型のベース領域23を形成した。
As shown in FIG. 3(a), silicon oxide films 22a and 22b are formed on the surface of the semiconductor layer 2I, which will become the n-type collector region, by the conventional selective oxidation method, and using this oxide film as a mask, boron A p-type base region 23 was formed using the ion immobilization method.

次いで、第3(b)図の様に、n型のエミッター領域を
拡散法あるいは、イオン・インブランティジョン法にて
、形成した。ここにシリコン酸化膜24は電極取り出し
のための絶縁膜である。この様な従来の選択酸化法によ
る製造方法の問題点は、主に、形成されたシリコン酸化
膜22a、  22b等の、いわゆるバード・ピークの
形状とバード・ピーク近傍の゛ト導体領域ストレスとそ
れによる欠陥の発生に起因している。まずベース領域2
3の形状においては、ボロンのイオン拳インブランティ
ジョンによるベース接合の″+’−導体主表面からの深
さをC。
Next, as shown in FIG. 3(b), an n-type emitter region was formed by a diffusion method or an ion implantation method. Here, the silicon oxide film 24 is an insulating film for taking out the electrode. The problems with the manufacturing method using the conventional selective oxidation method are mainly the shape of the so-called bird peaks of the silicon oxide films 22a, 22b, etc. formed, stress in the conductor region near the bird peaks, and stress. This is due to the occurrence of defects due to First, base area 2
In the shape of No. 3, the depth from the main surface of the conductor of the base bond by the boron ion fist implantation is C.

バード・ピーク直下のベース接合の深さをDとすると、
Cに比べて、バード・ピークの酸化膜の厚みだけ、Dの
値が小さくなる。さらに、製造工程中のエツチング処理
にて、シリコン酸化膜の表面かエツチングされるため、
Dの値はさらに小さくなる。このため、前記バード・ピ
ークの先端部にベース取り出し用のAg電極を形成する
と、Agとシリコンとの反応にて、Agがベース領域を
貫通し、素子の不良の原因となる。また、半導体基板主
表面の直下のトランジスタのベース幅をA。
If the depth of the base junction directly below Bird Peak is D, then
Compared to C, the value of D is smaller by the thickness of the oxide film at Bird's peak. Furthermore, the surface of the silicon oxide film is etched during the etching process during the manufacturing process.
The value of D becomes even smaller. For this reason, if an Ag electrode for taking out the base is formed at the tip of the bird's peak, Ag will penetrate through the base region due to the reaction between Ag and silicon, causing device failure. Also, the base width of the transistor directly under the main surface of the semiconductor substrate is A.

バード・ピーク直下のベース幅をBとすると、前述のよ
うにバード・ピーク部のベースの深さが浅いことと、製
造中のエツチング処理によってバード・ピークの先端が
後退し、バード・ピーク先端からのエミッターの深さが
、他の部分に比べて深くなることと、選択酸化法による
ストレスと欠陥の発生によってエミッタの異常拡散が生
じ、エミッターの接合の深さがより深くなり、正常なベ
ース幅Aに比べて、バード・ピーク直下のベース幅Bが
小さくなり、npnトランジスタのコレクタエミッタ耐
圧の不良を発生させ好ましくない。このように、選択酸
化法をバイポーラICに適用した場合、種々の素子不良
の原因となり品い。
Assuming that the base width directly below Bird Peak is B, the depth of the base at Bird Peak is shallow as described above, and the etching process during manufacturing causes the tip of Bird Peak to recede, and the width from the tip of Bird Peak to The depth of the emitter becomes deeper than other parts, and the stress and defects caused by the selective oxidation method cause abnormal diffusion of the emitter, and the depth of the emitter junction becomes deeper, resulting in a normal base width. Compared to A, the base width B immediately below the bird peak is smaller, which is undesirable because it causes a failure in the collector-emitter withstand voltage of the npn transistor. As described above, when the selective oxidation method is applied to bipolar ICs, it causes various device defects and degrades the quality of the devices.

このようなことから、本出願人は以下に示す新規なフィ
ールド鎖酸形成手段によりバイポーラ型半導体装置(例
えば縦’jJ n p n トランジスタ)の製造方法
を提案した。
For these reasons, the present applicant proposed a method for manufacturing a bipolar semiconductor device (for example, a vertical 'jJ n p n transistor) using the novel field chain acid forming means described below.

まず、第4図(a)に示す如くp型の半導体基板101
に選択的にn型の不純物の高濃度埋込み層102を形成
し、その上にn型のエピタキシャル半導体層103を約
2.5μm成長させた後で、半導体層 103の表面に
写真蝕刻法によりレジストパターン104a、 104
b、 104eをg、置させた。ツづイテ、コノバター
ニングされたレジスト104a、 104b、 104
cをマスクにして半導体層1.03を、異方性のりアク
ティブ・イオンエツチングにより、p型の基板1.01
 E達するまでシリコンエツチングすることによって、
幅が約1μ深さが約3μの溝部105a、105bを形
成し、n型の半導体層103を島状に分離させる(第4
図(b)図示)。この時、ボロンのイオン・インブラン
ティジョンにて、素子間のチャンネルカットのためpQ
の領域108a、l08bを形成しておくことが好まし
い。
First, as shown in FIG. 4(a), a p-type semiconductor substrate 101
After selectively forming a buried layer 102 with a high concentration of n-type impurities and growing an n-type epitaxial semiconductor layer 103 to a thickness of about 2.5 μm on the buried layer 102, a resist layer 102 is formed on the surface of the semiconductor layer 103 by photolithography. Patterns 104a, 104
b, 104e was placed g. Resist 104a, 104b, 104 that has been subjected to conobaturing
Using c as a mask, the semiconductor layer 1.03 is anisotropically glued and active ion etched to form a p-type substrate 1.01.
By silicon etching until reaching E,
Grooves 105a and 105b having a width of about 1 μm and a depth of about 3 μm are formed to separate the n-type semiconductor layer 103 into islands (fourth
Figure (b) shown). At this time, due to the channel cut between the elements, pQ
It is preferable to form regions 108a and 108b.

次いで、第4図(C)に示す如くレジスト104a。Next, as shown in FIG. 4(C), a resist 104a is formed.

104b、 l04cを除去した後、CV D −S 
i Ox膜107を、素子分離の溝部105a、 10
5bの幅の半分(約5000人)よりも充分に厚く堆積
させる。この時、CV D  S i O2は溝部の内
面に徐々に堆積され、溝部105a、 l05bが充分
に埋込まれ、CVD−5in、膜+07の表面が、はぼ
平坦となっている。なおこの堆積時において、選択酸化
法のように高忍、長時間の熱酸化処理を必要としないの
で、p型の領域![1[ia、l061+の再拡散はほ
とんど起きない。つづいて、CVD−5iO□膜107
を弗化アンモンで溝部105a、105b以外のシリコ
ン半導体層1、03の部分が露出するまで全面エツチン
グした。
After removing 104b and 104c, CV D -S
iOx film 107 is formed into element isolation grooves 105a, 10
5b (approximately 5,000 people). At this time, CVD SiO2 is gradually deposited on the inner surface of the groove, and the grooves 105a and 105b are sufficiently filled, and the surface of the CVD-5in film +07 is almost flat. In addition, during this deposition, unlike selective oxidation, high-temperature and long-term thermal oxidation treatment is not required, so the p-type region! Rediffusion of [1[ia, l061+] hardly occurs. Next, CVD-5iO□ film 107
The entire surface of the silicon semiconductor layer 1, 03 was etched using ammonium fluoride until the portions of the silicon semiconductor layers 1, 03 other than the grooves 105a, 105b were exposed.

この時、第4図(d)に示す如く半導体層103の上の
CVD−5ioz膜107部分の膜厚分だけ除去され、
溝部105a、105b内のみCVD−5102が残置
しこれによって半導体層103内に埋め込まれたフィー
ルド領域107a、 107bが形成される。
At this time, as shown in FIG. 4(d), only the thickness of the CVD-5ioz film 107 on the semiconductor layer 103 is removed.
CVD-5102 remains only in the trenches 105a and 105b, thereby forming field regions 107a and 107b buried in the semiconductor layer 103.

次いで、フィールド領域107a、LO7bで分離され
た半導体領域にレジスト・ブロック法によるボロンのイ
オン・インブランティジョンにてp#1のベース領域1
08を形成し、半導体層の全面に約3000人の絶縁膜
 109を形成し、さらに写真蝕刻法にて、この絶縁膜
 109にエミッタ、コレクタの拡散の窓を開口し、ヒ
素イオン・インブランティジョンを行ない、エミッタと
なるn型領域110.コレクタ取出部となるn型頭域I
llを形成する。次にp型のベース領域108に対する
開口を形成し、半導体表面にARMの電極材を堆積させ
、この電極材を写真蝕刻法にてパターンニングすること
によってベース電極112、エミッタ電極113、コレ
クタ電極 114を形成してnpnバイポーラトランジ
スタを製造する(第4図(c)図示)。
Next, a p#1 base region 1 is formed in the semiconductor region separated by the field region 107a and LO7b by boron ion implantation using a resist block method.
An insulating film 109 of approximately 3,000 layers is formed on the entire surface of the semiconductor layer, and diffusion windows for emitters and collectors are opened in this insulating film 109 by photolithography, and arsenic ion implantation is performed. n-type region 110. which becomes an emitter. N-type head area I that becomes the collector extraction part
form ll. Next, an opening for the p-type base region 108 is formed, an ARM electrode material is deposited on the semiconductor surface, and this electrode material is patterned by photolithography to form a base electrode 112, an emitter electrode 113, and a collector electrode 114. is formed to manufacture an npn bipolar transistor (as shown in FIG. 4(c)).

上述した方法によれば以下に示す種々の効果を白゛する
バイポーラ型半導体装置を得ることができる。
According to the method described above, it is possible to obtain a bipolar semiconductor device that exhibits the various effects described below.

(りフィールド領域の面積は半導体層に予め設けた溝部
の面積で決まるため、溝部の面積を縮小化することによ
って容易に初期目的の微細なフィールド領域を形成でき
、高集積度のバイポーラ型士導体装置をiワることがで
きる。
(Since the area of the field region is determined by the area of the groove portion previously provided in the semiconductor layer, by reducing the area of the groove portion, it is possible to easily form the initial target fine field region. The device can be controlled.

(2)フィールド領域の深さは面積に関係なく半導体層
に設けた溝部の深さで決まるため、その深さを任意に選
択することが01能であると共に、索r間の電流リーク
等をフィールド領域で確実に阻止でき高性能のバイポー
ラ型半導体装置を得ることができる。
(2) Since the depth of the field region is determined by the depth of the groove provided in the semiconductor layer regardless of the area, it is possible to arbitrarily select the depth, and to prevent current leakage between cables, etc. It is possible to obtain a high-performance bipolar semiconductor device that can be reliably blocked in the field region.

(3) fj部を設け、チャンネルストッパ用の不純物
を溝部に選択的にドーピングした後においては、従来の
選択酸化法のような高温、長時間の熱酸化工程をとらな
いため、該不純物領域が溝方向に再拡散して素子形成領
域の埋込層あるいはトランジスタの活性領域まで到達し
ないので実効的な素子形成領域の縮小化を防11.でき
る。この場合、不純物のドーピングをイオン注入により
行なえばその不純物イオン注入Iωを溝部の底部に形成
することができ、そのイオン注入層が再拡散しても素子
形成領域の表層(トランジスタの活性部)にまで延びる
ことがないため、実効的な素子形成領域の縮小を防止で
きると共に、トランジスタ活性部の不純物領域への阻害
化も防止できる。
(3) After forming the fj region and selectively doping the channel stopper impurity into the groove, the impurity region is 11. Since it does not re-diffuse in the groove direction and reach the buried layer in the element formation region or the active region of the transistor, reduction of the effective element formation area is prevented.11. can. In this case, if the impurity is doped by ion implantation, the impurity ion implantation Iω can be formed at the bottom of the trench, and even if the ion implantation layer is re-diffused, it will not be present in the surface layer of the element formation region (active part of the transistor). Therefore, it is possible to prevent the effective element formation region from being reduced, and also to prevent the impurity region from interfering with the active region of the transistor.

(4)溝部の全てに絶縁材料を残置させてフィールド領
域を形成した場合、基板は平坦化されるため、その後の
電極配線の形成に際して段切れを生じるのを防止できる
(4) When the field region is formed by leaving the insulating material in all of the grooves, the substrate is flattened, so that it is possible to prevent breakage from occurring during the subsequent formation of electrode wiring.

以上のように上記方法では多くのメリットがある。しか
しながら、すべて細い巾のフィールド領域でLSIを形
成する場合はよいが、巾の広いフィールド領域を形成す
る場合は多少の困難があった。即ち、フィールドの巾S
は溝の巾Sによってきまってしまい、溝に絶縁膜を残す
為には絶縁膜を膜厚(T) >1/2 Sとする必要が
あり、フィールドの巾が大きいときには絶縁膜も相当厚
く堆積する必要がある。例えば、20μm巾のフィール
ドを形成するには絶縁膜厚を10μm以上とせねばなら
ず堆積時間、膜1¥、精度、クラックの発生しない条件
など困難な問題が多い。さらに200μ■巾のフィール
ド(例えばAIIポンディングパッドの下部など)など
は上記方法では形成することが非常に困難となる。故に
巾の広いフィールドを必要とする場合は第5図に示すよ
うにまず前述の方法に従って巾のせまいフィールド10
7a、107b、IQ7cを埋め込んだ後、例えば絶縁
膜(SiOz)を堆積し写真蝕刻法によりこの絶縁膜を
部分的に残し巾の広いフィールド領域107’を形成す
るような方法をとっていた。
As described above, the above method has many advantages. However, although it is possible to form an LSI using all narrow field regions, there are some difficulties when forming a wide field region. That is, the width of the field S
is determined by the trench width S, and in order to leave the insulating film in the trench, the insulating film needs to have a thickness (T) > 1/2 S, and when the field width is large, the insulating film is deposited quite thickly. There is a need. For example, in order to form a field with a width of 20 μm, the thickness of the insulating film must be 10 μm or more, and there are many difficult problems such as deposition time, film thickness, accuracy, and crack-free conditions. Furthermore, it is very difficult to form a field with a width of 200 μm (for example, the lower part of an AII bonding pad) using the above method. Therefore, if a wide field is required, first create a narrow field 10 according to the method described above, as shown in FIG.
After 7a, 107b, and IQ7c are buried, an insulating film (SiOz), for example, is deposited, and this insulating film is left partially by photolithography to form a wide field region 107'.

この方法では、巾の広いフィールド酸化膜の形成が可能
で、しかも選択酸化法の欠陥の大部分を克服できるが、
一つの大きな欠点が発生する。即ち、第5図のIIJの
広いフィールド膜107’端で段差が生じ、平坦性が失
われることである。選択酸化法の場合はフィールド膜の
半分はシリコン半導体層に埋まるが、この方法ではフィ
ールド膜厚がそのまま段差となるので選択酸化法の場合
以上の段差が生じ巾の広いフィールド膜近傍でマイクロ
リソグラフィーを必要とする場合には大きな障害となっ
ていた。
This method allows the formation of a wide field oxide film and overcomes most of the defects of selective oxidation.
One major drawback occurs. That is, a step is generated at the end of the wide field film 107' of IIJ in FIG. 5, and flatness is lost. In the case of the selective oxidation method, half of the field film is buried in the silicon semiconductor layer, but in this method, the field film thickness becomes a step as it is, so the step is larger than in the case of the selective oxidation method, making it difficult to perform microlithography near the wide field film. This was a major hindrance when needed.

(発明が解決しようとする課@) 本発明は上記方法を踏えて更に鋭意研究した結果、半導
体層の溝部に対しセルファラインで、かつ表面が半導体
層主面と同レベルで、幅の広いフィールド領域の形成手
段を確立し、これにより高集積化と高性能化を達成した
半導体装置の製造方法並びにフィールド賄域内にi1シ
坦性の優れた導電材の配線を埋め込んだ構造の半導体装
置の製造方法を提供しようとするものである。
(Problem to be solved by the invention @) As a result of further intensive research based on the above method, the present invention has been developed to provide a self-aligned line to the trench of the semiconductor layer, a surface on the same level as the main surface of the semiconductor layer, and a wide field. A method for manufacturing a semiconductor device that achieves high integration and high performance by establishing a method for forming a region, and a method for manufacturing a semiconductor device with a structure in which wiring made of a conductive material with excellent i1 flatness is embedded within the field area. It is intended to provide a method.

[発明の構成] (課題を解決するための手段及び作用)以下、本願第1
の発明の詳細な説明する。
[Structure of the invention] (Means and effects for solving the problem) Hereinafter, Part 1 of the present application
A detailed description of the invention will be given below.

まず、シリコン等の半導体層上にマスク材料膜を波相し
た後、該マスク材料膜の幅広及び幅狭のフィールド領域
予定部を写真蝕刻法により除去してマスクパターンを形
成する。ここに用いるマスク材料膜としては、例えばシ
リコン窒化膜、或いはシリコン酸化膜とシリコン窒化膜
の二層膜等を挙げることができる。つづいて、このマス
クパターンを用いて半導体層を所望深さ選択的にエツチ
ングして幅広及び幅狭の第1の溝部を形成する。
First, a mask material film is waved onto a semiconductor layer such as silicon, and then wide and narrow field region portions of the mask material film are removed by photolithography to form a mask pattern. Examples of the mask material film used here include a silicon nitride film or a two-layer film of a silicon oxide film and a silicon nitride film. Next, using this mask pattern, the semiconductor layer is selectively etched to a desired depth to form wide and narrow first trenches.

この場合、エツチング手段として反応性イオンエツチン
グ等又はイオンミリング法等の方向性のエツチング法を
用いれば、側面が垂直もしくはほぼ垂直な溝部を設ける
ことが可能となる。但し、側面がテーバ状の溝部を形成
してもよく、このような溝部を形成することによって、
後記する第1の分離材膜を形状よく充填することが可能
となる。
In this case, if a directional etching method such as reactive ion etching or ion milling is used as the etching means, it is possible to provide a groove portion with vertical or nearly vertical side surfaces. However, a groove with a tapered side surface may be formed, and by forming such a groove,
It becomes possible to fill the first separation material membrane, which will be described later, in a good shape.

次いで、シリコン窒化膜からなるマスクパターンを耐酸
化性マスクとして熱酸化処理を施し、露出した第1の溝
部に酸化物からなる第1の分離材膜を選択的に形成する
。この場合、マスクパターンとして薄いシリコン酸化膜
とシリコン窒化膜の二層で形成すれば熱酸化時において
マスクパターン端部の半導体層部分に加わるストレスを
緩和できる。また、この手段では、溝部の漆さと、熱酸
化膜(第1の分離材膜)の厚さを適度に選定することに
よって、半導体層表面と第1の分離材膜表面とをほぼ同
一レベルにでき、平坦性を良好にできる。
Next, thermal oxidation treatment is performed using a mask pattern made of a silicon nitride film as an oxidation-resistant mask, and a first isolation material film made of oxide is selectively formed in the exposed first groove portion. In this case, if the mask pattern is formed of two layers, a thin silicon oxide film and a silicon nitride film, the stress applied to the semiconductor layer portion at the end of the mask pattern during thermal oxidation can be alleviated. In addition, with this method, the surface of the semiconductor layer and the surface of the first separation material film are brought to almost the same level by appropriately selecting the lacquer in the groove and the thickness of the thermal oxide film (first separation material film). The flatness can be improved.

次いで、前記マスクパターンを除去した後、幅狭の第2
の溝部を形成する。この第2の溝部は前記第1の分離材
膜と半導体層とが接する付近、及び該分離材膜とは別の
半導体層の箇所に形成される。特に、本発明方法では前
者の箇所をリアクティブイオンエツチング法、イオンミ
リング等の方向性のエツチング法で除去することによっ
て側面が垂直もしくは垂直に近い側面をもつ第2の溝部
を形成でき、その後の工程で、この溝部を第2の分離材
で埋めることによりパターン変換差の少ない幅広のフィ
ールド領域を形成できる。
Next, after removing the mask pattern, a narrow second
Form a groove. The second groove portion is formed near the contact between the first isolation material film and the semiconductor layer, and at a location in the semiconductor layer different from the isolation material film. In particular, in the method of the present invention, by removing the former portion using a directional etching method such as reactive ion etching or ion milling, it is possible to form a second groove portion with vertical or nearly vertical side surfaces. In the process, by filling this groove with a second separation material, a wide field region with little difference in pattern conversion can be formed.

次いで、幅狭の第2の溝部に以下に示す手段で第2の分
離材を充填、埋め込む。
Next, the second separating material is filled and embedded in the narrow second groove portion by the means described below.

(イ)第2の溝部を含む半導体層上に絶縁材料欣をCV
D法、PVD法等により該溝部の幅の半分よりも充分厚
い膜厚で堆積した後、半導体層の表面が露出するまでエ
ツチングして第2の溝部内に絶縁材料(第2の分離材)
を残存させる。
(b) CVD an insulating material layer on the semiconductor layer including the second groove part
After depositing a film with a thickness sufficiently thicker than half the width of the trench by the D method, PVD method, etc., the insulating material (second isolation material) is etched until the surface of the semiconductor layer is exposed.
remain.

上:己絶縁材料としては、例えばS i 02Si3N
、或いはAi’ 20x等を挙げることができ、場合に
よってはリン硅化ガラス(P S G)、砒素、硅化ガ
ラス(AsSG)、ボロン什化ガラス(BSG)などの
低溶融性絶縁材料を用いてもよい。なお、絶縁材料の形
成に先立って溝部内に半導体基板と同導電型の不純物を
選択的にドーピングして半導体層あるいは半導体基板に
チャンネルストッパ領域あるいはp口伝合分a領域を形
成してもよい。また、絶縁材料の堆積に先立って溝部を
有する半導体層全体、もしくは溝部の少なくとも一部を
酸化又は窒化処理して溝部が塞がれない程度の酸化膜又
は窒化膜を成長させてもよい。
Top: As a self-insulating material, for example, S i 02Si3N
, or Ai' 20x, and in some cases, low-melting insulating materials such as phosphorus silicide glass (PSG), arsenic silicide glass (AsSG), and boron silicide glass (BSG) may be used. good. Note that prior to forming the insulating material, a channel stopper region or a p-type conductive region a may be formed in the semiconductor layer or the semiconductor substrate by selectively doping an impurity of the same conductivity type as the semiconductor substrate in the trench. Furthermore, prior to depositing the insulating material, the entire semiconductor layer having a groove, or at least a portion of the groove, may be oxidized or nitrided to grow an oxide film or a nitride film to an extent that the groove is not blocked.

このような方法を併用することによって、得られたフィ
ールド絶縁膜は溝部の半導体層に接した緻密性の優れた
酸化膜又は窒化膜と堆積により形成された絶縁材料とか
ら構成され、絶縁材料のみからなるものに比べて素子分
離性能を著しく向上できる。更に絶縁材料の堆積後、そ
の絶縁膜の全体もしくは一部の表層に低溶融化物質、例
えばボロン、リン、砒素等をドーピングし、熱処理して
該絶縁膜のドーピング層を溶融するか、或いは前記絶縁
膜の全体もしくは一部の上に低溶融性絶縁材料、例えば
ボロン硅化ガラス(BSG)、リン硅化ガラス(P S
 G)  或いは砒素硅化ガラス(A s S G)等
を堆積し、この低溶融性絶縁膜を溶融するか、いずれか
の処理を施してもよい。このような手段を採用すること
によって、絶縁材料の堆積条件によって第1の溝部に対
応する部分が凹状となった場合、その凹状部を埋めて平
坦化でき、その結果後のエツチングに際して第1の満部
に残存した絶縁材料がその開口部のレベルより下になる
という不都合さを防lLできる等の効果をHする。
By using these methods in combination, the obtained field insulating film is composed of a highly dense oxide film or nitride film in contact with the semiconductor layer in the trench and an insulating material formed by deposition, and the field insulating film is made up of an insulating material formed by deposition. The element isolation performance can be significantly improved compared to the one consisting of the following. Furthermore, after depositing the insulating material, the entire or part of the surface layer of the insulating film is doped with a low-melting substance such as boron, phosphorus, arsenic, etc., and the doped layer of the insulating film is melted by heat treatment, or A low-melting insulating material such as boron silicide glass (BSG) or phosphorus silicide glass (PSG) is applied on the whole or part of the insulating film.
G) Alternatively, arsenic silicide glass (A s S G) or the like may be deposited and this low-melting insulating film may be melted, or any other treatment may be performed. By adopting such a means, if the part corresponding to the first groove becomes concave due to the deposition conditions of the insulating material, the concave part can be filled and flattened, and as a result, the first groove can be flattened during subsequent etching. This has the effect of preventing the inconvenience of the insulating material remaining in the full part being below the level of the opening.

(ロ)幅狭の第2の溝部を含む半導体層上に酸化処理に
より酸化物に変換される材料をCVD法、PVD法等に
より堆積し、甲7導体層の表面が露出するまでエツチン
グして同材料を溝部内に残存させた後、熱酸化処理を施
してその残存材料を酸化物(第2の分離材)に変換する
。ここに用いる材料としては、例えば多結晶シリコン、
非晶質シリコンを挙げることができる。なお、前記材料
の堆積に先立って少なくとも第2の溝部内を酸化又は窒
化処理を施して溝部が塞がれない程度の薄い酸化膜又は
窒化膜を成長させれば、該材料を溝部内に残存させた後
、その残存材料を全て酸化せず、露出した表面を酸化す
ることにより第2の分離材を形成できる。
(b) A material that is converted into an oxide by oxidation treatment is deposited on the semiconductor layer including the narrow second groove by CVD, PVD, etc., and etched until the surface of the A7 conductor layer is exposed. After the material remains in the groove, a thermal oxidation treatment is performed to convert the remaining material into an oxide (second separation material). Examples of materials used here include polycrystalline silicon,
Amorphous silicon can be mentioned. Note that if at least the inside of the second groove is oxidized or nitrided prior to depositing the material to grow a thin oxide film or nitride film that does not block the groove, the material can remain in the groove. After this, the second separation material can be formed by oxidizing the exposed surface without oxidizing all of the remaining material.

上述した(イ)、(ロ)等の手段で幅広の第1の溝部内
に残った酸化膜(第1の分離材)と残存させた第2の分
離材と合体させることによって、幅広のフィールド領域
が形成される。このような幅広及び幅狭のフィールド領
域で分離された半導体層にバイポーラ型素子やMO8型
素子等を形成することにより半導体装置を製造する。
By combining the oxide film (first separation material) remaining in the wide first trench with the remaining second separation material by means such as (a) and (b) described above, a wide field can be formed. A region is formed. A semiconductor device is manufactured by forming bipolar type elements, MO8 type elements, etc. on semiconductor layers separated by such wide and narrow field regions.

しかして、本願第1の゛発明の主願は重訂もしくはテー
バ状の側面を白°する幅広の溝部を半導体層に設け、熱
酸化等によりこの溝部内に該溝部の深さとほぼ同じ厚み
で第1の分離材を形成し、この分離材と溝部側口付近の
半導体層部とに亘って第2の溝部を設け、この溝部を第
2の分離材で埋めることによって幅広のフィールド領域
を形成することにある。したがって、本願第1の発明に
よれば、既述した(1)〜(4)の優れた効果を有する
他、段差を有さない任意の幅広のフィールド領域を形成
でき、ひいては品集積化、高性能化及び高信頼性を達成
したバイポーラトランジスタ、MOSトランジスタ等の
半導体装置を得ることができる。
Therefore, in the main application of the first invention of the present application, a wide groove portion with a double or tapered side surface is provided in the semiconductor layer, and by thermal oxidation or the like, a layer with a thickness approximately the same as the depth of the groove portion is formed in the semiconductor layer. A wide field region is formed by forming a first isolation material, providing a second groove between the isolation material and the semiconductor layer near the side entrance of the groove, and filling this groove with the second isolation material. It's about doing. Therefore, according to the first invention of the present application, in addition to having the excellent effects (1) to (4) mentioned above, it is possible to form an arbitrarily wide field area without a step, which can lead to product integration and high performance. Semiconductor devices such as bipolar transistors and MOS transistors that have improved performance and high reliability can be obtained.

次に、本願第2の発明の詳細な説明する。Next, the second invention of the present application will be explained in detail.

まず、前述した第1の発明と同様にマスクパターンを用
いて半導体層を所望深さ選択的にエツチングして幅広(
或いは必要に応じて幅狭)の第1の溝部を形成する。但
し、ここに用いるマスクパターンは+!jJ fl化性
材料の他、レジスト、SiO2等が使用できる。
First, similarly to the first invention described above, the semiconductor layer is selectively etched to a desired depth using a mask pattern to widen the width (
Alternatively, a narrow first groove portion is formed as necessary. However, the mask pattern used here is +! jJ In addition to flintable materials, resist, SiO2, etc. can be used.

次いで、マスクパターンを除去した後、第1の溝部内に
少なくとも第1の分離材膜を該溝部の深さより小さい膜
厚で形成する。ここに用いる第1の分離材膜としては、
例えばCVD法やPVD法により堆積される5in2膜
、Si3N4膜又はこれらの調合膜、或いは熱酸化、窒
化処理により形成される熱酸化膜、Si、N4膜等を挙
げることができる。
Next, after removing the mask pattern, at least a first separation material film is formed in the first groove with a thickness smaller than the depth of the groove. The first separation material membrane used here is:
Examples include a 5in2 film deposited by CVD or PVD, a Si3N4 film, or a mixture thereof, a thermal oxide film formed by thermal oxidation or nitridation, or a Si, N4 film.

次いで、第1の溝部を含む半導体層全面に導電材膜を堆
積する。この導電体膜の厚みは第1の分離材膜が形成さ
れた第1の溝部内を埋めて、その溝部において導電材膜
表面が半導体層表面とほぼ同一となるように堆積する。
Next, a conductive material film is deposited over the entire surface of the semiconductor layer including the first trench. The conductive material film is deposited to a thickness such that it fills the first trench in which the first separation material film is formed, and the surface of the conductive material film is approximately the same as the surface of the semiconductor layer in the trench.

ここに用いる導電材としては、例えば燐、砒素、ボロン
等の不純物がドープされた多結晶シリコン、同不純物が
ドープされた非晶質シリコン、又はタングステンシリサ
イド、モリブデンシリサイドなどの金属シリサイド、又
はAΩ、Mo、Ti、Taなどの金属等を挙げることが
できる。なお、場合によっては多結晶シリコン膜や非晶
質シリコン膜を堆積し、後記工程でのバターニング後に
不純物をドープして導電材膜パターンとしてもよい。
Examples of the conductive material used here include polycrystalline silicon doped with impurities such as phosphorus, arsenic, and boron, amorphous silicon doped with the same impurities, metal silicides such as tungsten silicide and molybdenum silicide, or AΩ, Examples include metals such as Mo, Ti, and Ta. Note that, depending on the case, a polycrystalline silicon film or an amorphous silicon film may be deposited and doped with impurities after patterning in a process described later to form a conductive material film pattern.

次いで、少なくとも幅広の溝部内の導電材膜の主面上に
ストライブ状のマスクパターンを形成スる。ここに用い
るマスクパターン材料としては、例えばレジスト、5i
n2.St、N、等を挙げることができる。つづいて、
このマスクパターンを用いてリアクティブイオンエツチ
ング法等の方向性のエツチング法にて導電材膜をストラ
イブ状にエツチングすることにより配線パターンとして
機能する導電材膜パターンを形成する。この際、半導体
層の別の箇所に設けた幅狭の溝部において、その溝部内
に形成された導電材膜の膜厚が溝部の幅の半分よりも充
分厚ければ、該幅狭の溝部内にも導電材が残存される。
Next, a striped mask pattern is formed on the main surface of the conductive material film at least within the wide groove. As the mask pattern material used here, for example, resist, 5i
n2. St, N, etc. can be mentioned. Continuing,
Using this mask pattern, the conductive material film is etched in stripes by a directional etching method such as reactive ion etching, thereby forming a conductive material film pattern that functions as a wiring pattern. At this time, if the thickness of the conductive material film formed in the narrow groove provided in another part of the semiconductor layer is sufficiently thicker than half the width of the groove, the narrow groove The conductive material also remains.

次いで、導電材膜パターン間の第2の溝部に絶縫物等の
第2の分離材を残存させる。この分離材の形成手段とし
ては、例えば第2の溝部を充分埋めるように絶縁材料を
堆積した後、全面エツチング等により溝部以外の絶縁材
料を除去して絶縁材料(第2の分M 44 )を残存さ
せる方法、或いは導電付膜パターンが不純物ドープ多結
晶シリコン、不純物ドープ非晶質シリコンもしくは金属
シリサイドからなる場合は熱酸化処理して導電材膜パタ
ーンのff11面等に直接酸化膜を成長させて酸化物(
第2の分離材)で溝部を埋める方法等を採用し得る。
Next, a second separating material such as a sewn material is left in the second groove between the conductive material film patterns. As a means for forming this separation material, for example, after depositing an insulating material so as to sufficiently fill the second groove, the insulating material other than the groove is removed by etching the entire surface to form the insulating material (second portion M 44 ). Alternatively, if the conductive film pattern is made of impurity-doped polycrystalline silicon, impurity-doped amorphous silicon, or metal silicide, an oxide film can be grown directly on the ff11 surface of the conductive material film pattern by thermal oxidation treatment. Oxide (
A method such as filling the groove with a second separating material) may be adopted.

上述した手段で導電材膜パターン間の第2の溝部内に第
2の分離材を残存させることによって、薄い第1の分離
+4膜及び第2の分i!f材で包囲されたストライブ状
の導電材膜パターン(配vA)を有し、表面が゛ド導体
層の表面と略同レベルの幅広のフィールド領域が形成さ
れる。このような幅広或いは必要に応じて形成された幅
狭のフィールド領域で分離された半導体層にバイポーラ
型素子やMOS型素子等を形成することにより半導体装
置を製造する。
By leaving the second separation material in the second groove between the conductive material film patterns using the above-described means, the thin first separation +4 film and the second separation i! It has a striped conductive material film pattern (distribution A) surrounded by the F material, and a wide field region whose surface is approximately on the same level as the surface of the conductor layer is formed. A semiconductor device is manufactured by forming a bipolar type element, a MOS type element, etc. in the semiconductor layer separated by such a wide field region or a narrow field region formed as necessary.

しかして、本願第2の発明によれば段差を有さず、かつ
配線が組込まれた幅広のフィールド領域を形成でき、ひ
いては高性能化、高信頼性と共に高密度の配線形成を可
能にして高集積度化を達成した半導体装置を得ることが
できる。
According to the second invention of the present application, it is possible to form a wide field area that does not have a step and incorporates wiring, which in turn makes it possible to form high-density wiring with high performance and reliability. A semiconductor device with increased integration can be obtained.

次に、本願第3、発明の詳細な説明する。Next, the third invention of the present application will be explained in detail.

まず、前述した第1の発明と同様にマスクパターンを用
いて半導体層を所望深さ選択的にエツチングして幅広及
び幅狭の第1の溝部を形成する。
First, as in the first invention described above, a semiconductor layer is selectively etched to a desired depth using a mask pattern to form wide and narrow first trenches.

つづいて、耐酸化性のマスクパターンを用いて熱酸化処
理を施して第1の溝部内に分離材膜を形成するか、或い
はマスクパターンを除去した後、少なくとも第1の溝部
の開口まで埋まるように絶縁材料からなる分離材膜を堆
積する。
Next, a thermal oxidation treatment is performed using an oxidation-resistant mask pattern to form a separation material film in the first trench, or after the mask pattern is removed, a film is formed so that at least the opening of the first trench is filled. A separation material film made of an insulating material is deposited on the surface.

次いで、少なくとも幅広の溝部内の分離材膜の主面上に
ストライブ状のマスクパターンを形成する。ここに用い
るマスクパターン材料としては、例えばレジスト、5i
02,5XiNa等を挙げることができる。つづいて、
このマスクパターンを用いてリアクティブイオンエツチ
ング法等の方向性のエツチング法或いは湿式エツチング
法にて第1の分# +4膜をストライブ状にエツチング
することにより第2の溝部を形成する。このエツチング
に際しては、分離材膜の深さ方向に全て選択エツチング
してもよいし、或いは底面に薄い第2の分離材か残るよ
うに選択エツチングしてもよい。
Next, a striped mask pattern is formed on the main surface of the separation material film at least within the wide groove. As the mask pattern material used here, for example, resist, 5i
Examples include 02,5XiNa and the like. Continuing,
Using this mask pattern, the first portion #+4 film is etched in stripes by a directional etching method such as a reactive ion etching method or a wet etching method to form a second groove portion. In this etching, the separation material film may be selectively etched entirely in the depth direction, or it may be selectively etched so that only a thin second separation material remains on the bottom surface.

なお、前者のエツチングを行なった場合は、後記工程の
第2の溝部への導電材の残存に先立って熱酸化処理等を
施して第2の溝部から露出する半導体層部分に酸化膜等
を形成する。
Note that when the former etching is performed, prior to leaving the conductive material in the second groove in the step described later, a thermal oxidation treatment or the like is performed to form an oxide film or the like on the semiconductor layer portion exposed from the second groove. do.

次いで、第2の溝部内に導電材を残存させる。Next, the conductive material is left in the second groove.

この導電材を残存させる方法としては、導電材膜を全面
に第2の溝部の開口部幅の半分より充分に厚い膜厚で堆
積した後、該導電材膜を全面エツチングして残存する導
電材の表面が半導体層に対してほぼ平坦となるようにす
る。ここに用いる導電材は、前記第2の発明で列挙した
ものと同様のものである。
A method for making this conductive material remain is to deposit a conductive material film on the entire surface to a thickness sufficiently thicker than half the width of the opening of the second groove, and then to etch the conductive material film over the entire surface to remove the remaining conductive material. The surface of the semiconductor layer is made substantially flat with respect to the semiconductor layer. The conductive materials used here are the same as those listed in the second invention.

上述した手段で分離材膜に設けた第2の溝部内に導電材
を残存させることにより、分離材膜で包囲されたストラ
イブ状の導電材(配線)を有し、表面が半導体層の表面
とほぼ同レベルの幅広のフィールド領域が形成されこの
ような幅広或いは必要に応じて形成された幅狭のフィー
ルド領域で分離された半導体層にバイポーラ型素子やM
OS型素子等を形成することにより半導体装置を製造す
る。
By leaving the conductive material in the second groove provided in the separation material film by the above-described means, the conductive material (wiring) in the form of a strip is surrounded by the separation material film, and the surface is the surface of the semiconductor layer. A bipolar type element or M
A semiconductor device is manufactured by forming an OS type element or the like.

しかして、本願第3の発明によれば、第2の発明と同様
、高性能化、高信頼性と共に高密度の配線形成を可能に
して高集積度化を達成した半導体装置を得ることができ
る。
Therefore, according to the third invention of the present application, similarly to the second invention, it is possible to obtain a semiconductor device that achieves high performance, high reliability, and enables high-density wiring formation to achieve high integration. .

(実施例) 以下、本発明をバイポーラLSIの製造に適用した例に
ついて図面を参照して説明する。
(Example) Hereinafter, an example in which the present invention is applied to manufacturing a bipolar LSI will be described with reference to the drawings.

実施例1 まず、p型半導体基板201に選択的にn型不純物の高
濃度埋込み層202を形成し、この上に厚さ約2μlの
n型のエピタキシャル半導体層203を成長させた後、
半導体層203表面に薄い熱酸化膜及び薄いシリコン窒
化膜を順次形成し、更に幅広の溝部形成予定部に対応す
るシリコン窒化膜及び熱酸化膜をフォトエツチング技術
により除去してシリコン窒化膜パターン204a、 2
04bと熱酸化膜パターン205a、205bを形成し
た(第6図(a)図示)。
Example 1 First, a buried layer 202 with a high concentration of n-type impurities was selectively formed on a p-type semiconductor substrate 201, and an n-type epitaxial semiconductor layer 203 with a thickness of about 2 μl was grown on this layer.
A thin thermal oxide film and a thin silicon nitride film are sequentially formed on the surface of the semiconductor layer 203, and the silicon nitride film and the thermal oxide film corresponding to the portion where the wide trench is to be formed are removed by photoetching to form a silicon nitride film pattern 204a, 2
04b and thermal oxide film patterns 205a and 205b were formed (as shown in FIG. 6(a)).

次いで、シリコン窒化膜パターン204a、204b 
ヲマスクとして半導体層203を所望深さエツチングし
て幅広の第1の溝部20Gを形成した(第6図(b)図
示)。つづいて、シリコン窒化膜パターン204a、2
04bを耐酸化性マスクとして熱酸化処理を施した。こ
の時、第6図(e)に示す如く溝部206に選択的に第
1の分離材膜としての酸化H207が成I是された。
Next, silicon nitride film patterns 204a and 204b are formed.
Using a mask, the semiconductor layer 203 was etched to a desired depth to form a wide first groove 20G (as shown in FIG. 6(b)). Next, silicon nitride film patterns 204a, 2
A thermal oxidation treatment was performed using 04b as an oxidation-resistant mask. At this time, as shown in FIG. 6(e), oxidized H207 was selectively formed in the groove 206 as a first separation material film.

次いで、シリコン窒化膜パターン204a、204b 
及び熱酸化膜パターン205a、205bを順次除去し
た後、全面に薄いシリコン窒化膜を再度堆積し、この上
に写Afi!il刻法によりレジストパターン208a
〜208dを形成し、更にこれらレジストパターン20
8a〜208dをマスクとしてシリコン窒化膜をバター
ニングしてシリコン窒化膜パターン209a〜209d
を形成した(第6図(d)図示)。つづいて、レジスト
パターン208a〜208dをマスクとして露出する半
導体層203部分、酸化膜207端部とこれと接する半
導体層203とに亘る部分を、リアクティブイオンエツ
チングでエツチングして、゛半導体層203に幅狭の第
2の溝部210aを、酸化膜207の端部付近に幅狭の
第2の溝部210b、 210cを夫々形成した。この
時、第1の溝部内に酸化膜207′が残存した。その後
、レジストパターン208a〜208dをマスクとして
p型不純物、例えばボロンをイオン注入し、レジストパ
ターン208a、208dの除去後に熱処理して前記各
溝部210a〜210b下の半導体層203部分にp型
半導体基板201にまで達するp゛領域211a〜21
1cを形成した(第6図(e)図示) ## 次いで、CV D −S i O2膜21.2を
全面に第2の溝部210a〜210cの開口幅の半分よ
りも十分厚い膜厚で堆積した。この時、第6図(「)に
示す如(CVD−5iO□II!I 212の表面はほ
ぼ平坦トナル。ツツイテ、CV D  S i O2膜
212を弗化アンモニウムで半導体層203上のシリコ
ン窒化膜パターン209a〜209dが露出するまでエ
ツチングした。この時、第6図(g)に示す如く第2の
溝部210;東にCVD−5iO□ 212′が残存し
て幅狭のフィールド領域213が形成された。同時に、
残存酸化膜207′ と゛ト導体層203の間の第2の
溝部210b、210CにもCVD−5iO□ 212
′が残存して該酸化膜207′ と5体された幅広のフ
ィールドnrI域214が形成された。ひきつづき、シ
リコン窒化+4パターン209a〜209dを除去した
(同第6図(g)図示)後、幅狭と幅広のフィールド領
域213゜214で分離された島状の半導体層に常法に
従ってn pロトランジスタ(図示せず)を形成してバ
イポーラLSIを製造した。
Next, silicon nitride film patterns 204a and 204b are formed.
After sequentially removing the thermal oxide film patterns 205a and 205b, a thin silicon nitride film is deposited again on the entire surface, and a photo-Afi! A resist pattern 208a is formed by il engraving.
208d, and further these resist patterns 20
Using 8a to 208d as masks, the silicon nitride film is buttered to form silicon nitride film patterns 209a to 209d.
was formed (as shown in FIG. 6(d)). Next, using the resist patterns 208a to 208d as a mask, the exposed portions of the semiconductor layer 203 and the portions extending between the end of the oxide film 207 and the semiconductor layer 203 in contact with this are etched by reactive ion etching. A narrow second groove 210a and narrow second grooves 210b and 210c were formed near the end of the oxide film 207, respectively. At this time, the oxide film 207' remained within the first trench. Thereafter, p-type impurities such as boron are ion-implanted using the resist patterns 208a to 208d as masks, and after removing the resist patterns 208a and 208d, heat treatment is performed to form the p-type semiconductor substrate 203 into the semiconductor layer 203 portion under each of the grooves 210a to 210b. The p' regions 211a to 211 reach up to
1c was formed (as shown in FIG. 6(e)) ## Next, a CV D-S i O2 film 21.2 was deposited on the entire surface to a thickness sufficiently thicker than half of the opening width of the second grooves 210a to 210c. did. At this time, the surface of the CVD-5iO□II!I 212 is almost flat as shown in FIG. Etching was carried out until the patterns 209a to 209d were exposed.At this time, as shown in FIG. 6(g), CVD-5iO□ 212' remained in the second trench 210 and east, forming a narrow field region 213. At the same time,
CVD-5iO
' remains, and a wide field nrI region 214 is formed, which is composed of five oxide films 207'. Subsequently, after removing the silicon nitride +4 patterns 209a to 209d (as shown in FIG. 6(g)), n-prop was applied to the island-shaped semiconductor layer separated by the narrow and wide field regions 213 and 214 according to a conventional method. A bipolar LSI was manufactured by forming a transistor (not shown).

しかして、本実施例1によれば幅狭のフィールド領域2
Hの他に幅広のフィールド領域214を形成できると共
に、第6図(g)に示す如(npnトランジスタ形成部
としてのn型の半導体層203表面と幅広のフィールド
領域214表面との段差を少なくして平坦性を良好にで
きる。その結果、npn)ランジスタ領域から幅広のフ
ィールド領域214上にベース等の電極を延出した場合
、フィールド領域214とn p n トランジスタ領
域の間で電極が段切れするのを防11.できる。また、
フィールド領域213. 214下にp十型領域2+1
a〜211eを形成することにより、npnトランジス
タ間でのリーク電流の発生を防止できる。したがって、
高性能、高集積度のバイポーラLSIを得ることができ
る。
According to the first embodiment, the narrow field area 2
In addition to H, a wide field region 214 can be formed, and the level difference between the surface of the n-type semiconductor layer 203 serving as an npn transistor formation portion and the surface of the wide field region 214 can be reduced (as shown in FIG. 6(g)). As a result, when an electrode such as a base is extended from the npn transistor region onto the wide field region 214, the electrode is broken between the field region 214 and the npn transistor region. 11. can. Also,
Field area 213. p-type region 2+1 below 214
By forming transistors a to 211e, it is possible to prevent leakage current from occurring between npn transistors. therefore,
A bipolar LSI with high performance and high integration can be obtained.

実施例2 まず、p型半導体基板301に選択的にn型不純物の高
濃度埋込み層302を形成し、この上に厚さ約2μlの
n型エピタキシャル半導体層303を成長させた後、半
導体層303表面に薄いシリコン窒化膜を堆積し、史に
幅狭及び幅広の溝部形成p定部に対応するシリコン窒化
膜をフォトエツチング技術により除去してシリコン窒化
膜パターン304a〜304cを形成した(第7図(a
)図示)。
Example 2 First, a buried layer 302 with a high concentration of n-type impurities is selectively formed in a p-type semiconductor substrate 301, and an n-type epitaxial semiconductor layer 303 with a thickness of about 2 μl is grown on this layer. A thin silicon nitride film was deposited on the surface, and the silicon nitride film corresponding to the narrow and wide trench formation portions was removed by photoetching to form silicon nitride film patterns 304a to 304c (FIG. 7). (a
).

次いで、シリコン窒化膜パターン304a〜304cを
マスクとしてリアクティブイオンエツチング法により半
導体層303を所望深さエツチングして幅狭のT41の
溝部305a、幅広の第1の溝部305bを形成した後
、同パターン304a〜304cをマスクとしてボロン
をイオン注入し、活性化して溝部305a、 305b
下にp+型領領域30ia、306bを形成した。ひき
つづき溝部305a、405bを含む全面に該溝部30
5a、305bの深さより十分薄い第1のCVD−5i
O□膜307を堆積した(第7図(b)図示)。
Next, using the silicon nitride film patterns 304a to 304c as a mask, the semiconductor layer 303 is etched to a desired depth by reactive ion etching to form a narrow T41 groove 305a and a wide first groove 305b, and then the same pattern is etched. Using 304a to 304c as a mask, boron ions are implanted and activated to form grooves 305a and 305b.
P+ type regions 30ia and 306b were formed below. The groove 30 continues to be formed on the entire surface including the grooves 305a and 405b.
The first CVD-5i is sufficiently thinner than the depth of 5a and 305b.
An O□ film 307 was deposited (as shown in FIG. 7(b)).

次いで、全面にリンドープ多結晶シリコン膜308を幅
広の溝部305bの深さと同程度の厚さとなるように堆
積した後、幅広の溝部305b内の多結晶シリコン膜3
08主曲上に写真蝕刻法によりストライブ状のレジスト
パターン309a、309bを形成した(第7図(C)
図示)。つづいて多結晶シリコン膜308をリアクティ
ブイオンエツチング法等の異方性エツチングを行なった
。この時、薄い第1のCV D −S i O2膜30
7が被覆された幅狭の溝部305aに多結晶シリコン3
1Gが残存した。同時に、幅広の溝部305bの側面に
多結晶シリコンパターン311a、311bが、レジス
トパターン309a、309b下の溝部305b内にも
多結晶シリコンパターン311c。
Next, after depositing a phosphorus-doped polycrystalline silicon film 308 on the entire surface to a thickness comparable to the depth of the wide trench 305b, the polycrystalline silicon film 3 in the wide trench 305b is deposited.
Striped resist patterns 309a and 309b were formed on the 08 main song by photolithography (Fig. 7(C)).
(Illustrated). Subsequently, the polycrystalline silicon film 308 was subjected to anisotropic etching such as reactive ion etching. At this time, the thin first CVD-S i O2 film 30
7 is covered with polycrystalline silicon 3.
1G remained. At the same time, polycrystalline silicon patterns 311a and 311b are formed on the side surfaces of the wide groove 305b, and polycrystalline silicon patterns 311c are formed within the groove 305b below the resist patterns 309a and 309b.

31!dが夫々形成された(第7図(d)図示)。なお
この場合、湿式エツチング法で行なえばレジストパター
ン309a、3091+に対応する多結晶シリコンパタ
ーン311a、311bのみが形成される。
31! d were formed (as shown in FIG. 7(d)). In this case, if a wet etching method is used, only polycrystalline silicon patterns 311a and 311b corresponding to resist patterns 309a and 3091+ are formed.

次いで、第2のCV D−5i 02 312を多結晶
シリコンパターン311a〜311d間である第2の溝
部の開口部幅の十分よりも充分厚い膜厚で堆積させた(
第7図(c)図示) つづいて、CVD−5i 02 
’a 312を弗化アンモニウムでシリコン窒化膜パタ
ーン304a〜304cの表面が露出するまでエツチン
グして幅広の溝部305b内の多結晶シリコンパターン
311a 〜311d間にCVD−5iOz  312
’a〜312’ cを残存させた(第7図(f’)図示
)。
Next, a second CV D-5i 02 312 was deposited to a thickness sufficiently thicker than the width of the opening of the second groove between the polycrystalline silicon patterns 311a to 311d.
(Figure 7(c) diagram) Next, CVD-5i 02
'a 312 is etched with ammonium fluoride until the surfaces of the silicon nitride film patterns 304a to 304c are exposed, and CVD-5iOz 312 is etched between the polycrystalline silicon patterns 311a to 311d in the wide groove 305b.
'a~312'c was left (as shown in FIG. 7(f')).

ひきつづき、シリコン窒化膜パターン304a〜304
cを除去し、熱酸化処理を施した。これによって狭の溝
部305a内の残存多結晶シリコン310表面に酸化&
! 313が成長され、周囲が第1のCVD〜Sin、
膜307及び酸化膜313で覆われた多結晶シリコン3
10(配線)を9する幅狭のフィールド領域314が形
成された。同時に多結晶シリコンパターン311a〜3
11dの表面にも酸化膜313が成長され、II囲が第
1のCVD−3i 02膜307、CVD−5i 02
312a ’ 〜312c ’及び酸化膜3Hで覆われ
た多結晶シリコンパターン311a〜311d (配線
)をHする幅広のフィールド領域315が形成された(
第7図(g)図示)。なお、313′は半導体層303
表面に成長された酸化膜である。
Continuing, silicon nitride film patterns 304a to 304
c was removed and thermal oxidation treatment was performed. As a result, the surface of the remaining polycrystalline silicon 310 within the narrow groove portion 305a is oxidized and
! 313 is grown, surrounded by the first CVD~Sin,
Polycrystalline silicon 3 covered with a film 307 and an oxide film 313
A narrow field region 314 having a width of 10 (wiring) to 9 was formed. At the same time, polycrystalline silicon patterns 311a to 3
An oxide film 313 is also grown on the surface of 11d, and the area II is the first CVD-3i 02 film 307, CVD-5i 02
A wide field region 315 is formed that covers polycrystalline silicon patterns 311a to 311d (wirings) covered with 312a' to 312c' and an oxide film 3H (
(Illustrated in FIG. 7(g)). Note that 313' is the semiconductor layer 303
This is an oxide film grown on the surface.

その後、幅狭、幅広のフィールド領域314315で分
離された島状の半導体層に図示しないが常法に従ってn
pnhランジスタを形成してバイポーラLSIを製造し
た。
Thereafter, an island-shaped semiconductor layer separated by narrow and wide field regions 314315 is formed using a conventional method (not shown).
A bipolar LSI was manufactured by forming a pnh transistor.

しかして、本実施例2によれば幅広のフィールド領域3
15内に配線として機能するリンドープ多結晶シリコン
パターン311a〜311dを埋め込むことができるた
め、高性能化、高信頼性と共に高密度の配線形成を61
能にして高集積化を達成したバイポーラLSIを得るこ
とができる。
According to the second embodiment, the wide field area 3
Since the phosphorus-doped polycrystalline silicon patterns 311a to 311d that function as wiring can be embedded in the wiring 15, it is possible to achieve high performance, high reliability, and high-density wiring formation.
A bipolar LSI that achieves high integration can be obtained.

実施例3 実施例2と同様な半導体層303上にシンコン窒化膜を
堆積し、このシリコン窒化膜上の幅狭、幅広の溝部形成
予定部具外に写真蝕刻法によりレジストパターン316
a〜318cを形成した後、同パターン3168〜31
Bcをマスクとしてシリコン窒化膜をエツチングしてシ
リコン窒化膜パターン304a〜304cを形成した(
第8図(a)図示)。つづいて、レジストパターン31
6a〜316cをマスクとしてリアクティブイオンエツ
チング法により半導体層303を所望深さエツチングし
て幅狭の第1の溝部305a、幅広の第1の溝部305
bを形成した後、同レジストパターン316a〜316
bをマスクとしてボロンをイオン注入し、活性化して溝
部305a、305b下にp型半導体基板301にまで
達するp ” m OH域3(lGa、30(ibを形
成した(第8図(b)図示)。
Example 3 A silicon nitride film is deposited on the same semiconductor layer 303 as in Example 2, and a resist pattern 316 is formed by photolithography outside the parts on which narrow and wide grooves are to be formed on the silicon nitride film.
After forming patterns a to 318c, the same patterns 3168 to 31
The silicon nitride film was etched using Bc as a mask to form silicon nitride film patterns 304a to 304c (
(Illustrated in FIG. 8(a)). Next, resist pattern 31
Using 6a to 316c as masks, the semiconductor layer 303 is etched to a desired depth by reactive ion etching to form a narrow first groove 305a and a wide first groove 305.
After forming the same resist patterns 316a to 316
Boron ions were implanted using b as a mask, and activated to form a p''m OH region 3 (lGa, 30 (ib) below the trenches 305a and 305b that reached the p-type semiconductor substrate 301 (FIG. 8(b)). ).

次いで、レジストパターン318a〜318cを除去し
、全面にCVD−5iO2膜317を幅広の溝部305
bの深さと同程度の厚さとなるように堆積した後、幅広
の溝部305b内のCV D −S i O2膜317
主面上に写真蝕刻法によりストライブ状のレジストパタ
ーン318a、3111bを形成した(第8図(c)図
示)。
Next, the resist patterns 318a to 318c are removed, and a CVD-5iO2 film 317 is formed on the entire surface in the wide groove 305.
After depositing the CVD-S i O2 film 317 in the wide groove 305b to a thickness similar to the depth of b.
Striped resist patterns 318a and 3111b were formed on the main surface by photolithography (as shown in FIG. 8(c)).

つづイテ、CVD−5in、膜317をリアクティブイ
オンエツチング法等の異方性エツチングを行なった。こ
の時、幅狭の溝部305a内にCVD−5i02319
が残存した。同時に、幅広の溝部305bの側面周辺に
CVD−5to2膜パターン319a、319bが、レ
ジストパターン318a、318b下の溝部305b内
にもCV D  S r 02膜パターン319c。
Next, using CVD-5in, the film 317 was subjected to anisotropic etching such as reactive ion etching. At this time, CVD-5i02319 is inserted into the narrow groove 305a.
remained. At the same time, CVD-5to2 film patterns 319a and 319b are formed around the side surfaces of the wide groove 305b, and CVD Sr 02 film patterns 319c are also formed within the groove 305b below the resist patterns 318a and 318b.

319dが夫々形成された(第8図(d)図示)。319d were formed respectively (as shown in FIG. 8(d)).

次いで、熱酸化処理を施した。この時、溝部305bに
おいてCVD−5in、膜パターン319a〜319d
間の露出した半導体層303表面に薄い熱酸化膜320
が成長された。なお、半導体層303表面には画成化性
のシリコン窒化膜パターン304a〜304Cが被覆さ
れているため、同半導体層303表面の酸化を防止でき
る。つづいて、リンドープ多結晶シリコンIIQ 32
1をCV D  S i 02膜パタ一ン319a〜3
19d間の第2の溝部の開口部の半分よりも充分厚い膜
厚で堆積させた(第8図(c)図示)。ひきつづき、多
結晶シリコン膜321をシリコン窒化膜パターン304
a〜304Cの表面が露出するまでエツチングして幅広
の溝部305b内のCVD−5i02膜パタ一ン319
3〜319d間にパターン状の多結晶シリコン322a
〜322cを残存させた(第8図(1’)図示)。
Next, thermal oxidation treatment was performed. At this time, CVD-5 inch is applied to the groove portion 305b, and the film patterns 319a to 319d are
A thin thermal oxide film 320 is formed on the exposed surface of the semiconductor layer 303 between
was grown. Note that since the surface of the semiconductor layer 303 is covered with the silicon nitride film patterns 304a to 304C that define definition, oxidation of the surface of the semiconductor layer 303 can be prevented. Next, phosphorus-doped polycrystalline silicon IIQ 32
1 to CVD S i 02 film pattern 319a-3
The film was deposited to a thickness sufficiently thicker than half of the opening of the second groove between 19d (as shown in FIG. 8(c)). Subsequently, the polycrystalline silicon film 321 is formed into a silicon nitride film pattern 304.
The CVD-5i02 film pattern 319 in the wide groove 305b is etched until the surface of a to 304C is exposed.
Patterned polycrystalline silicon 322a between 3 and 319d
-322c remained (as shown in FIG. 8 (1')).

なお、この多結晶シリコン膜321のエツチングに際し
てシリコン窒化膜パターン304a〜304Cがマスク
として作用するため、半導体層303表面のエツチング
を防11−できる。
Incidentally, since the silicon nitride film patterns 304a to 304C act as a mask when etching the polycrystalline silicon film 321, etching of the surface of the semiconductor layer 303 can be prevented.

次いで、シリコン窒化膜パターン304a〜304.c
 金除去した後、熱酸化処理を施した。これにより、残
存多結晶シリコン322a〜3220表面に酸化膜31
3が成長され、周囲がCVD−3in、膜パターン31
9a〜319d及び熱酸化膜320及び酸化膜313で
覆われた残存リンドープ多結晶シリコン322a〜32
2C(配線)を有する幅広のフィールド領域315′が
形成された。なお、前述したC V D  S i 0
2319が残存した幅狭の溝部305aは幅狭のフィー
ルド領域314′ として機能する(第8図(g)図示
)。
Next, silicon nitride film patterns 304a to 304. c.
After gold was removed, thermal oxidation treatment was performed. As a result, the oxide film 31 is formed on the surface of the remaining polycrystalline silicon 322a to 3220.
3 was grown, the surrounding area was CVD-3in, and the film pattern 31
9a to 319d and remaining phosphorus-doped polycrystalline silicon 322a to 32 covered with thermal oxide film 320 and oxide film 313
A wide field region 315' having 2C (wiring) was formed. In addition, the above-mentioned C V D S i 0
The narrow groove portion 305a where 2319 remains functions as a narrow field region 314' (as shown in FIG. 8(g)).

その後、幅狭と幅広のフィールド領域314′315′
で分離された島状の半導体層に富力に従ってnpnトラ
ンジスタ(図示せず)を形成してバイポーラLSIを製
造した。
Then, narrow and wide field areas 314'315'
A bipolar LSI was manufactured by forming an npn transistor (not shown) on the island-shaped semiconductor layer separated by the semiconductor layer.

しかして、本実施例3によれば幅広のフィールド領域3
15′ 内に配線として機能するパターン状のリンドー
プ多結晶シリコン322a〜322Cを埋め込むことが
できるため、高性能化、高信頼性と共に高密度の配線形
成をitJ能にして高集積化を達成したバイポーラLS
Iを得ることができる。
According to the third embodiment, the wide field area 3
15' can be embedded with patterned phosphorus-doped polycrystalline silicon 322a to 322C that functions as wiring, making it possible to achieve high performance and reliability as well as high-density wiring formation and high integration. L.S.
You can get I.

なお、本発明に係る。′1ソ導体装置の製造においては
、半導体層として■p型半導体基板に設けたp型エピタ
キシャル層、■p型半導体基板にn型エピタキシャル層
を2同枯層したもの、或いは同基板にp型エピタキシャ
ル層とn型エピタキシャル層を夫々積層したものを用い
てもよい。
In addition, it concerns on this invention. '1 In the production of conductor devices, the semiconductor layer is: ■ a p-type epitaxial layer provided on a p-type semiconductor substrate, ■ a layer formed by forming two n-type epitaxial layers on a p-type semiconductor substrate, or a p-type layer formed on the same substrate. A stack of an epitaxial layer and an n-type epitaxial layer may be used.

本発明に係る半導体装置の製造においては、上記実施例
の如くp型半導体基板上の口型半導体層にnpロバイボ
ーラトランジスタを形成する以外に、例えばp型半導体
基板に三重拡散法により口pnバイポーラトランジスタ
を形成してもよい。
In manufacturing the semiconductor device according to the present invention, in addition to forming an np type semiconductor layer on a p-type semiconductor substrate as in the above embodiment, for example, a pn type semiconductor substrate is formed using a triple diffusion method. A bipolar transistor may also be formed.

本発明に係る半導体装置の製造方法は上記実施例の如(
npnバイポーラトランジスタの製造のみに限らず、I
2L等の他のバイポーラ型半導体装置やMO5半導体装
置の製造にも同様に適用できる。
The method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention is as described in the above embodiment (
In addition to manufacturing npn bipolar transistors,
The present invention can be similarly applied to manufacturing other bipolar semiconductor devices such as 2L and MO5 semiconductor devices.

〔発明の効果] 以上詳述した如く、本発明によればマスク合わせ金裕度
をとることなく、微細或いは広幅″、tの任意のフィー
ルド領域を主に半導体層に設けられた溝部に対してセル
フ7ラインで形成できと共に、広幅のフィールド領域内
に十tlJ性の優れた導電材からなる配線を埋め込んだ
構造のバイポーラトランジスタ等の半導体装置を製造し
得る方法を提供できるものである。
[Effects of the Invention] As described in detail above, according to the present invention, an arbitrary field region of "t", whether fine or wide, can be applied to a self-containing 7 mainly with respect to a groove provided in a semiconductor layer, without taking mask alignment metal tolerance. It is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device such as a bipolar transistor that can be formed in lines and has a structure in which wiring made of a conductive material with excellent tlJ properties is embedded in a wide field region.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図(a)〜(e)は従来の選択酸化法を採用した縦
形口p「1トランジスタの製造工程を示す断面図、第2
図は従来の選択酸化法の問題点を説明するための断面図
、第3図(a) 、 (b)は従来の選択酸化法のバイ
ポーラトランジスタに適用した場合の問題点を説明する
ための断面図、第4図(a)〜(e)は本出願人が既に
提案したnpnバイポーラトランジスタの製造を示す工
程断面図、第5図は第4図(a)〜(e)の変形手段に
よりフィールド領域を形成した状態を示す断面図、第6
図(a)〜(g)は本発明の実施例1におけるバイポー
ラLSIの製造に程を示す断面図、第7図(a)〜(g
)は本発明の実施例2におけるバイポーラLSIの製造
[程を示す断面図、第8図(a)〜(g)は本発明の実
施例3におけるバイポーラLSIの製造工程を示す断面
図である。 201.30t−p型子導体基板、202.302−n
゛型の埋込み層、203.303・・・n型エピタキシ
ャル半導体層、204a、204b・・・ンリコン窒化
膜パターン、20G、 205a、205b−・・第1
の溝部、207−・・酸化膜、210a 〜210cm
・・第2の溝部、2 l 1. a 、 2目す、30
6a、3061+・・・p゛型領領域212′・・・残
存CVD−9tO2膜、2H,314,314’ ・・
・幅狭のフィールド領域、 214,315,315’
 ・・・幅広のフィールド領域、307 ・−・第1c
7)CVD  5iOz膜、311a 〜311d−・
・多結晶シリコンパターン、312a’ 〜312d’
・・・残存CVD−5io、、319−・・残存CVD
−3fO2,319a〜319d−CV D−5i O
2膜パターン、322a〜322c・・・パターン状の
残存多結晶シリコン。
Figures 1 (a) to (e) are cross-sectional views showing the manufacturing process of a vertical type transistor using the conventional selective oxidation method;
The figure is a cross-sectional view to explain the problems of the conventional selective oxidation method, and FIGS. 3(a) and 3(b) are cross-sectional views to explain the problems when the conventional selective oxidation method is applied to a bipolar transistor. 4(a) to 4(e) are process cross-sectional views showing the manufacturing of the npn bipolar transistor already proposed by the present applicant, and FIG. Cross-sectional view showing a state where regions are formed, No. 6
Figures (a) to (g) are cross-sectional views showing the manufacturing process of a bipolar LSI in Example 1 of the present invention, and Figures 7 (a) to (g).
) is a cross-sectional view showing the manufacturing process of a bipolar LSI according to a second embodiment of the present invention, and FIGS. 8(a) to (g) are cross-sectional views showing the manufacturing process of a bipolar LSI according to a third example of the present invention. 201.30t-p type conductor substrate, 202.302-n
゛-type buried layer, 203.303...n-type epitaxial semiconductor layer, 204a, 204b... silicon nitride film pattern, 20G, 205a, 205b-...first
groove part, 207-... oxide film, 210a ~ 210cm
...Second groove, 2 l 1. a, 2nd, 30
6a, 3061+...p type region 212'...residual CVD-9tO2 film, 2H, 314, 314'...
・Narrow field area, 214, 315, 315'
... wide field area, 307 ... 1st c.
7) CVD 5iOz film, 311a to 311d-・
・Polycrystalline silicon pattern, 312a' to 312d'
...Residual CVD-5io,, 319-...Remaining CVD
-3fO2, 319a to 319d-CV D-5i O
2-film pattern, 322a to 322c...patterned residual polycrystalline silicon.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体層の幅広のフィールド領域形成予定部に第
1の溝部を形成する工程と、この溝部内に第1の分離材
膜を該溝部が埋まるように選択的に形成する工程と、こ
の第1の分離材膜を前記溝部底面に該分離材膜が残るよ
うにストライプ状にパターニングするか、もしくは該分
離材膜をストライプ状にパターニングした後、分離材膜
パターン間の露出した溝部底面の半導体層部分に薄い別
の分離材膜を形成する工程と、分離材膜パターン間の第
2の溝部内に導電材を残存させる工程とを具備したこと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
(1) A step of forming a first trench in a portion of the semiconductor layer where a wide field region is to be formed, a step of selectively forming a first isolation material film in this trench so that the trench is filled; The first separation material film is patterned in a stripe shape so that the separation material film remains on the bottom surface of the groove, or after the separation material film is patterned in a stripe shape, the exposed bottom surface of the trench between the separation material film patterns is patterned. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming another thin isolation material film on a semiconductor layer portion; and leaving a conductive material in a second groove between the isolation material film patterns.
(2)第1の溝部を形成する際、同時に半導体層の別の
箇所に幅狭の溝部を形成し、更に第1の溝部内に第1の
分離材膜を形成すると同時に、前記幅狭の溝部内に第1
の分離材を残存させることを特徴とする特許請求の範囲
第1項記載の半導体装置の製造方法。
(2) When forming the first groove, simultaneously form a narrow groove in another part of the semiconductor layer, and further form a first separation material film in the first groove, and simultaneously form the narrow groove in another part of the semiconductor layer. 1st in the groove
2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the separating material remains.
(3)導電材が不純物ドープ多結晶シリコン、不純物ド
ープ非晶質シリコン又は金属シリサイドであることを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造
方法。
(3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the conductive material is impurity-doped polycrystalline silicon, impurity-doped amorphous silicon, or metal silicide.
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Citations (3)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS495283A (en) * 1972-04-28 1974-01-17
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JPS56137653A (en) * 1980-03-29 1981-10-27 Chiyou Lsi Gijutsu Kenkyu Kumiai Semiconductor integrated circuit

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