JPH02268434A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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Publication number
JPH02268434A
JPH02268434A JP8970589A JP8970589A JPH02268434A JP H02268434 A JPH02268434 A JP H02268434A JP 8970589 A JP8970589 A JP 8970589A JP 8970589 A JP8970589 A JP 8970589A JP H02268434 A JPH02268434 A JP H02268434A
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JP
Japan
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film
oxide film
silicon
forming
oxidation
Prior art date
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Pending
Application number
JP8970589A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Takayo Hachitani
蜂谷 貴世
Yasumasa Minazu
水津 康正
Yuji Fukazawa
深沢 雄二
Masakazu Shiozaki
塩崎 雅一
Toshio Shoji
東海林 利夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To suppress the growth of the protrusion on the second oxide film by forming a conductor film and an oxidation-resistant film in a nonoxidizing atmosphere on the first oxide film formed on a semiconductor substrate, removing the oxidation-resistant film on an element isolation intended area, and forming the second oxide film. CONSTITUTION:A silicon oxide film 102 is formed on a silicon substrate 101 being a semiconductor substrate. And, a polycrystalline silicon film 103 and a silicon nitride film 105 are formed on the silicon oxide film 102 in a nonoxidizing atmosphere. Then, the silicon nitride film 105 in an element isolation and formation intended area is selectively removed, and a field oxide film 106 is formed as the element isolation area in a part 109 where the silicon nitride film 105 was selectively removed. After forming the field oxide film 106, the silicon nitride film 105 and polycrystalline silicon film 103 having become unnecessary are removed. Then, by removing the unnecessary silicon oxide film 102 after oxidizing the surface of the silicon substrate 101, the formation of the field oxide film 106 finishes. In this way, the growth of the protrusion on the field oxide film 106 is suppressed.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は素子分離における半導体装置の製造方法に関す
る。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in element isolation.

(従来の技術) 半導体装置を構成する各素子の間は、一般に厚いフィー
ルド酸化膜によって絶縁分離されている。最近では半導
体素子の高集積化のためフィールド酸化膜を微細化する
ことが進められており、このフィールド酸化膜を微細化
するために第4図(a)乃至(g)に示すような選択酸
化法が用いられている。
(Prior Art) Each element constituting a semiconductor device is generally insulated and isolated by a thick field oxide film. Recently, progress has been made to miniaturize field oxide films in order to increase the integration density of semiconductor devices, and in order to miniaturize field oxide films, selective oxidation as shown in FIGS. 4(a) to (g) is being carried out. law is used.

まず、シリコン基板(201)の表面に熱酸化によりシ
リコン酸化膜(202)を形成し、さらにその膜上に多
結晶シリコン膜(203)をCV D (Chesle
alVapor Deposltlon)法により堆積
する。多結晶シリコン膜(203)を堆積した後には、
基板を反応管内から次工程の別の反応管内へ移し変える
。このとき、多結晶シリコン膜(203)表面が大気中
にさらされるため通常約10〜30人の非常に薄い自然
酸化膜(204)が多結晶シリコン膜(203)表面に
形成される(第4図(a))。
First, a silicon oxide film (202) is formed on the surface of a silicon substrate (201) by thermal oxidation, and then a polycrystalline silicon film (203) is formed on the film by CVD (Chesle).
It is deposited by the alVapor Deposltlon method. After depositing the polycrystalline silicon film (203),
The substrate is transferred from the reaction tube to another reaction tube for the next step. At this time, since the surface of the polycrystalline silicon film (203) is exposed to the atmosphere, a very thin natural oxide film (204) of about 10 to 30 layers is usually formed on the surface of the polycrystalline silicon film (203). Figure (a)).

この多結晶シリコン膜(203)上に自然酸化膜(20
4)を介してシリコン窒化膜(205)をCVD法によ
り堆積する(第4図(b))。
A natural oxide film (203) is formed on this polycrystalline silicon film (203).
4), a silicon nitride film (205) is deposited by the CVD method (FIG. 4(b)).

素子分離形成予定領域のシリコン窒化膜(205)をレ
ジストパターン(図示せず)をマスクにしてエツチング
により除去する(第4図(C))。
The silicon nitride film (205) in the region where element isolation is to be formed is removed by etching using a resist pattern (not shown) as a mask (FIG. 4(C)).

つづいてシリコン窒化膜(205)を選択的に除去した
部分(209)  (第4図(e)に図示)を熱酸化に
より素子分離領域として5000人の膜厚のフィールド
酸化膜(208)を形成する(第4図(d))。
Subsequently, a field oxide film (208) with a thickness of 5,000 wafers is formed as an element isolation region by thermal oxidation on the portion (209) (shown in FIG. 4(e)) where the silicon nitride film (205) has been selectively removed. (Figure 4(d)).

フィールド酸化5(2H)形成後、不要となったシリコ
ン窒化膜、及び多結晶シリコン膜を同時にエツチングに
より除去する(第4図(e))。
After field oxidation 5 (2H) is formed, the unnecessary silicon nitride film and polycrystalline silicon film are simultaneously removed by etching (FIG. 4(e)).

次に、熱酸化によりシリコン基板(201)を酸化させ
フィールド酸化膜(20B) 、及びシリコン酸化膜(
202)の膜厚を更に厚く形成する(第4図(r))。
Next, the silicon substrate (201) is oxidized by thermal oxidation to form a field oxide film (20B) and a silicon oxide film (
202) is formed to be even thicker (FIG. 4(r)).

フィールド酸化膜(20B)を形成するときには酸化中
に反応により生成されたH2Oとシリコン窒化膜(20
5)とが反応しアンモニアとなり、このアンモニアがシ
リコン基板表面と反応して窒化物を形成することにより
シリコン基板(201)上に、次工程で形成するゲート
酸化膜の耐圧が低下する。
When forming the field oxide film (20B), H2O generated by reaction during oxidation and the silicon nitride film (20B) are mixed together.
5) reacts to form ammonia, and this ammonia reacts with the surface of the silicon substrate to form nitride, thereby lowering the breakdown voltage of the gate oxide film to be formed on the silicon substrate (201) in the next step.

このためシリコン基板(201)表面を酸化させて次工
程で不要となった酸化膜と、窒化物をエツチングにより
除去する。
For this purpose, the surface of the silicon substrate (201) is oxidized, and in the next step, the unnecessary oxide film and nitride are removed by etching.

シリコン基板(201)表面を酸化させた後、不要なシ
リコン酸化膜(202)  (第4図(r)に図示)を
エツチングにより除去しフィールド酸化膜(20B)形
成工程を終了する(第4図(g))。
After oxidizing the surface of the silicon substrate (201), unnecessary silicon oxide film (202) (shown in FIG. 4(r)) is removed by etching to complete the field oxide film (20B) forming process (FIG. 4). (g)).

上記の製造方法1ごよればシリコン酸化膜(202)、
多結晶シリコン膜(203) 、及びシリコン窒化膜(
205)の膜厚を適宜変えることによりフィールド酸化
膜(20B)の膜幅を微細化することができる。
According to the above manufacturing method 1, a silicon oxide film (202),
Polycrystalline silicon film (203), and silicon nitride film (
By appropriately changing the film thickness of the field oxide film (205), the width of the field oxide film (20B) can be made finer.

しかしながら、このようにしてフィールド酸化膜(2H
)の膜幅を微細化しようとすると、フィールド酸化膜(
208)上部の端部に突出部(20g)が大きく成長し
てしまう。この突出部(20g)はフィールド酸化膜(
20B)を形成する酸化工程において、多結晶シリコン
膜(203)とシリコン窒化膜(205)の間に薄く形
成された自然酸化膜(204)近傍の多結晶シリコン膜
(203)の酸化が進行することにより生じる。このた
めフィールド酸化膜(20B)を微細化するときにこの
突出部(2011)周辺に形成される膜のステップカバ
レッジの低下、及び、この突出部(20g)下端に設け
られる配線等が除去しにくくなるという問題を生じ、こ
れらが本願発明者らによって明らかにされた。
However, in this way, the field oxide film (2H
), the field oxide film (
208) A large protrusion (20g) grows at the upper end. This protrusion (20g) is a field oxide film (
20B), oxidation of the polycrystalline silicon film (203) near the native oxide film (204) thinly formed between the polycrystalline silicon film (203) and the silicon nitride film (205) progresses. caused by For this reason, when miniaturizing the field oxide film (20B), the step coverage of the film formed around this protrusion (2011) decreases, and the wiring etc. provided at the lower end of this protrusion (20g) are difficult to remove. These problems have been clarified by the inventors of the present application.

(発明が、解決しようとする課題) 以上詳述したように、従来においてはフィールド酸化膜
を微細化させるとフィールド酸化膜上端の突出部が大き
く成長してしまい、この突出部によりフィールド酸化膜
上に設ける電極等の膜のステップカバレッジが低下、及
びフィールド酸化膜上に設ける配線等が、この突出部下
端により除去しにくくなるという問題を生じていた。本
発明においてはフィールド酸化膜上端部に突出部を成長
させないことを目的とする。
(Problems to be Solved by the Invention) As detailed above, in the past, when the field oxide film is made finer, the protrusion at the top of the field oxide film grows large, and this protrusion causes the upper end of the field oxide film to grow. Problems have arisen in that the step coverage of films such as electrodes provided on the field oxide film is reduced, and that wiring and the like provided on the field oxide film become difficult to remove due to this protruding lower end. An object of the present invention is to prevent a protrusion from growing at the upper end of the field oxide film.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明は上記目的を達成するために第1の発明において
、半導体基板上に第1の酸化膜を形成する第1の工程と
、前記第1の酸化膜上に導体膜を形成する第2の工程と
、前記導体膜上に耐酸化性膜を形成する第3の工程と、
素子分離予定領域上の前記耐酸化性膜を選択的に除去す
る第4の工程と、前記素子分離予定領域に第2の酸化膜
を形成する第5の工程と、前記耐酸化性膜、及び前記導
体膜を除去する第6の工程とを具mu第2の工程と第3
の工程の間は、非酸化性雰囲気であることを特徴とする
半導体装置の製造方法を櫂供する。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problem) In order to achieve the above object, the present invention provides a first step of forming a first oxide film on a semiconductor substrate; a second step of forming a conductor film on the oxide film of No. 1; a third step of forming an oxidation-resistant film on the conductor film;
a fourth step of selectively removing the oxidation-resistant film on the intended element isolation region, a fifth step of forming a second oxide film on the intended element isolation region, the oxidation-resistant film, and a sixth step of removing the conductor film; a second step and a third step;
During the process, a method for manufacturing a semiconductor device is provided, which is characterized by a non-oxidizing atmosphere.

第2の発明においては半導体基板上に第1の酸化膜を形
成する第1の工程と、前記第1の酸化膜上に導体膜を形
成する第2め工程と、前記導体膜の表面に形成される自
然酸化膜を加熱処理により耐酸化性物に変える第3の工
程と、前記耐酸化性物上に耐酸化性膜を形成する第4の
工程と、素子分離予定領域上の前記耐酸化性膜を選択的
に除去する第5の工程と、前記素子分離予定領域に第2
の酸化膜を形成する第6の工程と、前記耐酸化性膜、及
び前記導体膜を除去する第7の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を提供する。
In the second invention, a first step of forming a first oxide film on a semiconductor substrate, a second step of forming a conductor film on the first oxide film, and a second step of forming a conductor film on the surface of the conductor film. a third step of converting the native oxide film into an oxidation-resistant material by heat treatment; a fourth step of forming an oxidation-resistant film on the oxidation-resistant material; a fifth step of selectively removing the secondary film, and a second step of removing the
A method for manufacturing a semiconductor device is provided, comprising: a sixth step of forming an oxide film; and a seventh step of removing the oxidation-resistant film and the conductor film.

第3の発明においては半導体基板上に第1の酸化膜を形
成する第1の工程と、前記第1の酸化膜上に導体膜を形
成する第2の工程と、前記導体膜の表面に形成される自
然酸化膜を除去する第3の工程と、前記導体膜上に耐酸
化性膜を形成する第4の工程と、前記素子分離予定領域
上の前記耐酸化性膜を選択的に除去する第5の工程と、
前記素子分離予定領域に第2の酸化膜を形成する第6の
工程と、前記耐酸化性膜及び、前記導体膜を除去する工
程とを具備し第3の工程と第4の工程の間では非酸化性
雰囲気であることを特徴とする半導体装置の製造方法を
提供する。
In a third aspect of the invention, there is provided a first step of forming a first oxide film on a semiconductor substrate, a second step of forming a conductor film on the first oxide film, and a second step of forming a conductor film on the surface of the conductor film. a fourth step of forming an oxidation-resistant film on the conductor film; and selectively removing the oxidation-resistant film on the area to be isolated. A fifth step,
a sixth step of forming a second oxide film in the intended element isolation region; and a step of removing the oxidation-resistant film and the conductor film; between the third step and the fourth step; Provided is a method for manufacturing a semiconductor device characterized by a non-oxidizing atmosphere.

(作用) 第1の発明においてはシリコン酸化膜及び多結晶シリコ
ン膜を順次形成1.た後、同反応管内で多結晶シリコン
膜表面を大気中にさらすことなく反応ガスを入れ替え、
シリコン窒化膜を堆積することにより、多結晶シリコン
膜表面に自然酸化膜が形成されないようにすることがで
きるため、フィールド酸化膜上端部の突出部の成長を防
止できる。
(Function) In the first invention, a silicon oxide film and a polycrystalline silicon film are sequentially formed.1. After that, the reaction gas was replaced in the same reaction tube without exposing the surface of the polycrystalline silicon film to the atmosphere.
By depositing the silicon nitride film, it is possible to prevent a natural oxide film from being formed on the surface of the polycrystalline silicon film, and therefore, the growth of a protrusion at the upper end of the field oxide film can be prevented.

第2の発明においては多結晶シリコン膜上に形成された
自然酸化膜を熱窒化により窒化物に変えるため第1の発
明と同様にフィールド酸化膜上端部の突出部の成長を防
止することができる。
In the second invention, since the natural oxide film formed on the polycrystalline silicon film is converted into nitride by thermal nitridation, it is possible to prevent the growth of the protrusion at the upper end of the field oxide film, as in the first invention. .

第3の発明においては半導体基板を多結晶シリコン膜を
形成する反応管内からシリコン窒化膜を形成する反応管
内に移1.た後、大気中にさらされて形成された自然酸
化膜をエツチングにより除去し、同反応管内においてシ
リコン窒化膜を堆積するため、第1、及び第2の発明と
同様にフィールド酸化膜上端部の突出部の成長を防止す
ることができる。
In the third invention, the semiconductor substrate is transferred from a reaction tube for forming a polycrystalline silicon film to a reaction tube for forming a silicon nitride film.1. After that, the natural oxide film formed by exposure to the atmosphere is removed by etching, and a silicon nitride film is deposited in the same reaction tube. Growth of protrusions can be prevented.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。(Example) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

まず、第1の発明の一実施例を第1図(a)乃至(g)
を用いて説明する。半導体基板であるシリコン基板(1
01)上に熱酸化により500人の膜厚のシリコン酸化
膜(102)を形成する(第1図(a))。
First, an embodiment of the first invention is shown in FIGS. 1(a) to (g).
Explain using. Silicon substrate (1) which is a semiconductor substrate
01) A silicon oxide film (102) with a thickness of 500 wafers is formed by thermal oxidation on top (FIG. 1(a)).

このシリコン酸化膜(102)上にCV D (Che
ml−cal Vapor Deposltlon)法
により、温度650℃、圧力1.OTorrとした反応
管内に5iHaガスを流し多結晶シリコン膜(tOa)
を2000人堆積する。
CV D (Che
ml-cal Vapor Deposltlon) method at a temperature of 650°C and a pressure of 1. A polycrystalline silicon film (tOa) was formed by flowing 5iHa gas into the reaction tube set to OTorr.
Deposit 2,000 people.

つづいて同反応管内で多結晶シリコン膜(103)表面
を大気中にさらすことなくこの多結晶シリコン膜(10
3)上にCVD法により温度800℃、圧力1.0 T
orrとした反応管内に5iH2CJ72を含んだNH
3ガスを流し、シリコン窒化膜(1,05)を2000
人堆積する(第1図(b))。
Next, in the same reaction tube, this polycrystalline silicon film (103) was heated without exposing the surface of the polycrystalline silicon film (103) to the atmosphere.
3) The temperature is 800℃ and the pressure is 1.0T using the CVD method.
NH containing 5iH2CJ72 in the orr reaction tube
3. Flow the silicon nitride film (1,05) to 2000 ml of silicon nitride film.
People accumulate (Figure 1(b)).

素子分離形成予定領域のシリコン窒化膜(105)をレ
ジストパターン(図示せず)をマスクにしてエツチング
により除去する(第1図(C))。
The silicon nitride film (105) in the region where element isolation is to be formed is removed by etching using a resist pattern (not shown) as a mask (FIG. 1(C)).

つづいてシリコン窒化膜(105)を選択的に除去した
部分(109)に熱酸化により素子分離領域としてフィ
ールド酸化膜(1,06)を形成する(第1図(d))
Next, a field oxide film (1,06) is formed as an element isolation region by thermal oxidation on the portion (109) where the silicon nitride film (105) has been selectively removed (FIG. 1(d)).
.

フィールド酸化膜(10B)形成後、不要となったシリ
コン窒化膜(105)をCF4,02.N2を含んだ反
応ガスを反応管内に流しプラズマを発生させてエツチン
グにより除去する。次にシリコン酸化膜(102)に対
し多結晶シリコン膜(103)のエツチング選択比が高
く設定された反応ガスを用い多結晶シリコン膜(103
)をエツチングにより除去する(第1図(e))。
After forming the field oxide film (10B), the silicon nitride film (105) which is no longer needed is coated with CF4,02. A reaction gas containing N2 is flowed into the reaction tube to generate plasma and remove it by etching. Next, the polycrystalline silicon film (103) is etched using a reactive gas that has a high etching selectivity of the polycrystalline silicon film (103) to the silicon oxide film (102).
) is removed by etching (Fig. 1(e)).

つづいて熱酸化によりフィールド酸化膜(10B)下、
及びシリコン酸化膜(102)下のシリコン基板(10
1)を酸化させ膜厚を更に厚く形成する(第1図(f)
)。
Next, under the field oxide film (10B) by thermal oxidation,
and the silicon substrate (10) under the silicon oxide film (102).
1) is oxidized to form an even thicker film (Fig. 1(f)
).

フィールド酸化膜(LOG)を形成するときには酸化中
に、反応により生成されたH2Oとシリコン窒化膜(1
05)とが反応しアンモニアとなり、このアンモニアが
シリコン基板表面と反応して窒化物を形成するため、シ
リコン基板(101)上に、次工程で形成するゲート酸
化膜の膜厚が劣化する。このため、窒化物が形成される
シリコン基板(101)表面の部分を酸化させて不要な
酸化膜と窒化物をエツチングにより除去する。
When forming a field oxide film (LOG), H2O produced by reaction and silicon nitride film (1
05) to form ammonia, and this ammonia reacts with the surface of the silicon substrate to form nitride, which deteriorates the thickness of the gate oxide film to be formed in the next step on the silicon substrate (101). For this purpose, the portion of the surface of the silicon substrate (101) on which the nitride is formed is oxidized, and the unnecessary oxide film and nitride are removed by etching.

シリコン基板(101)表面を酸化させた後、不要なシ
リコン酸化膜(102)をエツチングにより除去しフィ
ールド酸化膜(10B)形成工程を終了する(第1図(
g))。
After oxidizing the surface of the silicon substrate (101), unnecessary silicon oxide film (102) is removed by etching to complete the field oxide film (10B) forming process (see FIG. 1).
g)).

上記の製造方法によれば多結晶シリコン膜(103)を
堆積した後、多結晶シリコン膜(103)表面を大気中
にさらすことがないため、シリコン窒化膜(105)と
多結晶シリコン膜(103)の間に、自然酸化膜は形成
されず、フィールド酸化膜(10B)上端部の突出部(
108)が形成されるのを防止できる。
According to the above manufacturing method, after depositing the polycrystalline silicon film (103), the surface of the polycrystalline silicon film (103) is not exposed to the atmosphere. ), no natural oxide film is formed, and the protrusion (
108) can be prevented from being formed.

従って、フィールド酸化膜(10G)を微細化するとき
に、突出部(108)周辺に形成される膜のステップカ
バレッジの低下、及びこの突出部(108)下端に設け
られる配線等が除去しにくくなることを防止できる。
Therefore, when miniaturizing the field oxide film (10G), the step coverage of the film formed around the protrusion (108) decreases, and the wiring etc. provided at the lower end of the protrusion (108) become difficult to remove. This can be prevented.

第2の発明の一実施例を第2図(a)乃至(e)を用い
て説明する。
An embodiment of the second invention will be described using FIGS. 2(a) to 2(e).

まず、半導体基板であるシリコン基板(101)上に熱
酸化により500人の膜厚のシリコン酸化膜(102)
を形成する。このシリコン酸化膜(102)上にCVD
法により温度650℃、圧力り、OTorrとした反応
管内にStH<ガスを流し多結晶シリコン膜(103)
を2000人堆積する。多結晶シリコン膜(103)を
堆積した後にはシリコン基板(101)を反応管内から
次工程の別の反応管内へ移し変える。このとき、多結晶
シリコン膜(103)表面が大気中にさらされるため非
常に薄く自然酸化膜(104)がこの多結晶シリコン膜
(103)表面に形成される(第2図(a))。
First, a silicon oxide film (102) with a thickness of 500 nm is formed on a silicon substrate (101), which is a semiconductor substrate, by thermal oxidation.
form. CVD on this silicon oxide film (102)
A polycrystalline silicon film (103) was formed by flowing StH gas into a reaction tube at a temperature of 650°C and a pressure of 0 Torr.
Deposit 2,000 people. After depositing the polycrystalline silicon film (103), the silicon substrate (101) is transferred from the reaction tube to another reaction tube for the next step. At this time, since the surface of the polycrystalline silicon film (103) is exposed to the atmosphere, a very thin natural oxide film (104) is formed on the surface of this polycrystalline silicon film (103) (FIG. 2(a)).

次にこのシリコン基板(lot)を別の反応管内に移し
変えた後、ランプ・アニール法を用いて急激にシリコン
基板(lot)を温度1200℃に加熱しNH3ガスを
流すことによりこのガスと自然酸化膜(104)を反応
させ多結晶シリコン膜(103)上に窒化物(107)
を形成する(第2図(b))。
Next, after transferring this silicon substrate (lot) into another reaction tube, the silicon substrate (lot) is rapidly heated to a temperature of 1200℃ using the lamp annealing method, and this gas is naturally Oxide film (104) is reacted and nitride (107) is formed on polycrystalline silicon film (103).
(Fig. 2(b)).

この窒化物(107)はポリナイトライドとポリオキシ
ナイトライドから成ると考えられており、ポリナイトラ
イドは多結晶シリコン膜(103)の表面と窒素が反応
して形成された窒化物であると考えられている。ポリオ
キシナイトライドは自然酸化膜(104)と窒素が反応
して形成された窒化物であると考えられている。
This nitride (107) is thought to be composed of polynitride and polyoxynitride, and polynitride is a nitride formed by reaction between the surface of the polycrystalline silicon film (103) and nitrogen. It is considered. Polyoxynitride is considered to be a nitride formed by a reaction between the natural oxide film (104) and nitrogen.

自然酸化膜(104)を窒化物(107)に変化させた
後、この窒化物(107)上にCVD法により温度80
0℃、圧力1.0 Torrとした反応管内に5IH2
Ca2を含んだNH3ガスを流しシリコン窒化膜(10
5)を2000人堆積する(第2図(C))。
After changing the natural oxide film (104) into a nitride (107), the nitride (107) is coated at a temperature of 80°C by CVD.
5IH2 was placed in the reaction tube at 0℃ and pressure 1.0 Torr.
A silicon nitride film (10
5) for 2000 people (Figure 2 (C)).

素子分離形成予定領域のシリコン窒化膜(105)をレ
ジストパターン(図示せず)をマスクにしてエツチング
により除去する(第2図(d))。
The silicon nitride film (105) in the region where element isolation is to be formed is removed by etching using a resist pattern (not shown) as a mask (FIG. 2(d)).

つづいてシリコン窒化膜(105)を選択的に除去した
部分(109)  (第2図(d)に図示)に熱酸化に
より素子分離領域として5000人の膜厚のフィールド
酸化膜(10B)を形成する(第2図(e))。
Next, a field oxide film (10B) with a thickness of 5,000 wafers is formed as an element isolation region by thermal oxidation on the part (109) where the silicon nitride film (105) has been selectively removed (shown in FIG. 2(d)). (Figure 2(e)).

この工程以後は第1の発明の詳細な説明するために用い
た第1図(8)乃至(g)と同様の工程を行ないシリコ
ン基板(101)上に素子領域とするフィールド酸化膜
(10B)を形成する。
After this step, the same steps as those shown in FIG. 1 (8) to (g) used for the detailed explanation of the first invention are performed to form a field oxide film (10B) on the silicon substrate (101) as an element region. form.

上記の製造方法によれば、多結晶シリコン膜(103)
を堆積した後、多結晶シリコン膜(103)表面が大気
中にさらされ自然酸化膜(104)が多結晶シリコン膜
(103)表面に形成されてしまう。しかしながら、こ
の後に熱窒化により自然酸化膜(104)を窒化物(1
07)に変えるため、フィールド酸化膜(1oe)上端
部の突出部(108)が形成されるのを防止できる。従
って第1の発明の実施例と同様にフィールド酸化膜(1
0B)を微細化するときに突出部(108)周辺に形成
される膜のステップカバレッジの低下、及びこの突出部
(108)下端に設けられる配線等が除去しにくくなる
ことを防止できる。
According to the above manufacturing method, the polycrystalline silicon film (103)
After depositing the polycrystalline silicon film (103), the surface of the polycrystalline silicon film (103) is exposed to the atmosphere, and a natural oxide film (104) is formed on the surface of the polycrystalline silicon film (103). However, after this, the natural oxide film (104) was replaced with nitride (104) by thermal nitriding.
07), it is possible to prevent the formation of a protrusion (108) at the upper end of the field oxide film (1oe). Therefore, similarly to the embodiment of the first invention, the field oxide film (1
It is possible to prevent a decrease in step coverage of a film formed around the protrusion (108) when miniaturizing the protrusion (108), and to prevent wiring etc. provided at the lower end of the protrusion (108) from becoming difficult to remove.

第3の発明の実施例を第3図(a)乃至(d)を用いて
説明する。
An embodiment of the third invention will be described using FIGS. 3(a) to 3(d).

まず、半導体基板であるシリコン基板(101)上に熱
酸化により500人の膜厚のシリコン酸化膜(102)
を形成する。このシリコン酸化膜(102)上にCVD
法により温度650℃、圧力1.OTorrとした反応
管内に5iHaガスを流し多結晶シリコン膜(103)
を2000人堆積する。多結晶シリコン膜(103)を
堆積した後にはシリコン基板(101)を、反応管内か
ら次工程の別の反応管内へ移し変える。このとき、多結
晶シリコン膜(103)表面が大気中にさらされるため
非常に薄い自然酸化膜(104)がこの多結晶シリコン
膜(103)表面に形成される(第3図(a))。
First, a silicon oxide film (102) with a thickness of 500 nm is formed on a silicon substrate (101), which is a semiconductor substrate, by thermal oxidation.
form. CVD on this silicon oxide film (102)
According to the method, the temperature is 650°C and the pressure is 1. A polycrystalline silicon film (103) was formed by flowing 5iHa gas into the OTorr reaction tube.
Deposit 2,000 people. After depositing the polycrystalline silicon film (103), the silicon substrate (101) is transferred from the reaction tube to another reaction tube for the next step. At this time, since the surface of the polycrystalline silicon film (103) is exposed to the atmosphere, a very thin natural oxide film (104) is formed on the surface of this polycrystalline silicon film (103) (FIG. 3(a)).

次にこのシリコン基板(toi)を別の反応管内に移し
変えた後、CFaガスを流しプラズマを発生させて自然
酸化膜(104)をエツチングにより除去する。
Next, this silicon substrate (TOI) is transferred into another reaction tube, and then CFa gas is flowed to generate plasma to remove the natural oxide film (104) by etching.

つづいて、同反応管内で自然酸化膜(104)を除去し
た後に多結晶シリコン膜(103)表面を大気中にさら
すことなくこの多結晶シリコン膜(103)上にCVD
法により温度800℃、圧力1.OTorrとした反応
管内に5iH2CJij2を含んだNH3ガスを流しシ
リコン窒化膜(105)を2000人堆積する(13図
(b))。
Subsequently, after removing the natural oxide film (104) in the same reaction tube, CVD was performed on the polycrystalline silicon film (103) without exposing the surface of the polycrystalline silicon film (103) to the atmosphere.
The temperature is 800℃ and the pressure is 1. NH3 gas containing 5iH2CJij2 was flowed into a reaction tube set to OTorr to deposit 2000 silicon nitride films (105) (Fig. 13(b)).

素子分離形成予定領域のシリコン窒化膜(105)をレ
ジストパターン(図示せず)をマスクにしてエツチング
により除去する(第3図(C))。
The silicon nitride film (105) in the region where element isolation is to be formed is removed by etching using a resist pattern (not shown) as a mask (FIG. 3(C)).

つづいてシリコン窒化膜(105)を選択的に除去した
部分(109)  (第3図(C)に図示)に熱酸化に
より素子分離領域として5ooo人の膜厚のフィールド
酸化膜Hoe)を形成する(第3図(d))。
Subsequently, a field oxide film (Hoe) having a thickness of 500 mm is formed as an element isolation region by thermal oxidation on the portion (109) (shown in FIG. 3(C)) where the silicon nitride film (105) has been selectively removed. (Figure 3(d)).

この工程以後は第1の発明の詳細な説明するために用い
た第1図(e)乃至(g)と同様の工程を行ないシリコ
ン基板(101)上に素子領域とするフィールド酸化膜
(toe)を形成する。
After this step, the same steps as those shown in FIGS. 1(e) to (g) used to explain the details of the first invention are performed to form a field oxide film (TOE) to be used as an element region on the silicon substrate (101). form.

上記の製造方法によれば多結晶シリコン膜(103)を
堆積した後、多結晶シリコン膜(103)表面が大気中
にさらされ自然酸化膜(104)が多結晶シリコン膜(
103)表面に形成されてしまう。しかしながら、この
後に自然酸化膜(104)をエツチングにより除去し、
ひき続き多結晶シリコン膜(103)表面を大気中にさ
らすことなく、シリコン窒化膜を形成するためシリコン
窒化膜(105)と多結晶シリコン膜(1,03)の間
に自然酸化膜は形成されず、フィールド酸化膜(loe
)上端部の突出部(10g)が形成されるのを防止でき
る。
According to the above manufacturing method, after depositing the polycrystalline silicon film (103), the surface of the polycrystalline silicon film (103) is exposed to the atmosphere, and the natural oxide film (104) is
103) Formed on the surface. However, after this, the natural oxide film (104) is removed by etching,
In order to form a silicon nitride film without continuously exposing the surface of the polycrystalline silicon film (103) to the atmosphere, a natural oxide film is formed between the silicon nitride film (105) and the polycrystalline silicon film (1,03). Field oxide film (LOE)
) The formation of a protrusion (10g) on the upper end can be prevented.

従って、第1、及び第2の発明の実施例と同様にフィー
ルド酸化Ha (108)を微細化するときに突出部(
108)周辺に形成される膜のステップカバレッジの低
下、及びこの突出部(108)下端に設けられる配線等
が除去しにくくなることを防止できる。
Therefore, similar to the first and second embodiments of the invention, when the field oxide Ha (108) is refined, the protrusions (
108) It is possible to prevent a decrease in step coverage of a film formed around the protrusion (108) and to prevent wiring etc. provided at the lower end of the protrusion (108) from becoming difficult to remove.

又、第3の発明の実施例において自然酸化膜(104)
を除去する他の方法として多結晶シリコン膜(103)
表面に形成される自然酸化膜(104)をH2OとHF
ガスを流してエツチングにより除去し、つづいて同反応
管内で多結晶シリコン膜(103)表面を大気中にさら
すことなくシリコン窒化膜(105)を堆積しても同様
の効果を得ることができる。
Moreover, in the embodiment of the third invention, the natural oxide film (104)
Another method for removing polycrystalline silicon film (103)
The natural oxide film (104) formed on the surface is treated with H2O and HF.
A similar effect can be obtained by removing the polycrystalline silicon film (103) by etching by flowing gas, and then depositing the silicon nitride film (105) in the same reaction tube without exposing the surface of the polycrystalline silicon film (103) to the atmosphere.

又、第1乃至第3の発明の各実施例に共通の工程である
フィールド酸化膜(10B)形成後に不要となったシリ
コン窒化膜(105) 、及び多結晶シリコン膜(10
3)の除去においてはシリコン窒化膜(105)を除去
し、その後シリコン酸化膜(102)に対し多結晶シリ
コン膜(103)のエツチング選択が高く設定された反
応ガスを用い多結晶シリコン膜(103)を除去してい
るが、これはフィールド酸化膜(106)を微細化する
ため膜厚を適宜変えることにより薄くなったシリコン酸
化膜(102)でエツチングが進行してピンホールを発
生させピンホール直下のシリコン基板(101)がエツ
チングされることを防ぐために行なっている。
In addition, the silicon nitride film (105) and polycrystalline silicon film (10
In the removal of step 3), the silicon nitride film (105) is removed, and then the polycrystalline silicon film (103) is etched using a reactive gas with a high etching preference for the polycrystalline silicon film (103) relative to the silicon oxide film (102). ), but this is because the thickness of the field oxide film (106) is changed appropriately to make the field oxide film (106) finer, and etching progresses in the thinner silicon oxide film (102), creating pinholes. This is done to prevent the silicon substrate (101) directly below from being etched.

又、第1乃至第3の発明の各実施例ではこの場合にドラ
イ・エツチングを用いたが、ウェット・エツチングを用
いてシリコン窒化膜(105) 、及び多結晶シリコン
H(103)を除去してもよい。
Further, in each of the embodiments of the first to third inventions, dry etching was used in this case, but wet etching was used to remove the silicon nitride film (105) and polycrystalline silicon H (103). Good too.

この場合は、例えばシリコン窒化膜(105)を温度1
60’CのH3P0a溶液を用いて除去し、多結晶シリ
コン膜(103)を弗酸、硝酸、酢酸の混合溶液を用い
て除去してもよい。
In this case, for example, the silicon nitride film (105) is heated to 1
The polycrystalline silicon film (103) may be removed using a 60'C H3P0a solution, and a mixed solution of hydrofluoric acid, nitric acid, and acetic acid.

[発明の効果] 本発明によればフィールド酸化膜を微細化してもフィー
ルド酸化膜上端部の突出部を成長させないためフィール
ド酸化膜上に設ける電極等の膜のステップカバレッジの
低下、及びこの突出部下端に設けられた配線等の除去が
しにくくなることを防止することができる。
[Effects of the Invention] According to the present invention, even if the field oxide film is miniaturized, the protrusion at the upper end of the field oxide film does not grow, thereby reducing the step coverage of films such as electrodes provided on the field oxide film, and reducing the protrusion. It is possible to prevent wiring and the like provided at the lower end from becoming difficult to remove.

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

第1図(a)乃至(g)は第1の発明の実施例における
フィールド酸化膜の製造方法を示す断面図、第2図(a
)乃至(e)は12の発明の実施例におけるフィールド
酸化膜の製造方法を示す断面図、第3図(a)乃至(d
)は第3の発明の実施例におけるフィールド酸化゛膜の
製造方法を示す断面図、第4図(a)乃至(g)は従来
のフィールド酸化膜の製造方法を示す断面図である。 シリコン基板         101. 201゜シ
リコン酸化膜        102. 202゜多結
晶シリコン膜        103. 203゜自然
酸化膜 シリコン窒化膜 フィールド酸化膜 窒化物 突出部 シリコン窒化膜を選択的に 104、  204゜ 105、  205゜ toe、   208゜ 107、  207゜ 108、  208゜ 除去した部分
1(a) to 1(g) are cross-sectional views showing a method for manufacturing a field oxide film in an embodiment of the first invention, and FIG. 2(a)
) to (e) are cross-sectional views showing the method for manufacturing a field oxide film in the 12th embodiment of the invention, and FIGS. 3(a) to (d)
) is a sectional view showing a method of manufacturing a field oxide film in the third embodiment of the invention, and FIGS. 4(a) to 4(g) are sectional views showing a conventional method of manufacturing a field oxide film. Silicon substrate 101. 201° Silicon oxide film 102. 202° polycrystalline silicon film 103. 203° Natural oxide film Silicon nitride film Field oxide film Nitride protrusion Portion where silicon nitride film is selectively removed at 104, 204° 105, 205° toe, 208° 107, 207° 108, 208°

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に第1の酸化膜を形成する第1の工
程と、前記第1の酸化膜上に導体膜を形成する第2の工
程と、前記導体膜上に耐酸化性膜を形成する第3の工程
と、素子分離予定領域上の前記耐酸化性膜を選択的に除
去する第4の工程と、前記素子分離予定領域に第2の酸
化膜を形成する第5の工程と、前記耐酸化性膜、及び導
体膜を除去する第6の工程とを具備し第2の工程と第3
の工程の間は非酸化性雰囲気であることを特徴とする半
導体装置の製造方法。
(1) A first step of forming a first oxide film on a semiconductor substrate, a second step of forming a conductor film on the first oxide film, and a second step of forming an oxidation-resistant film on the conductor film. a fourth step of selectively removing the oxidation-resistant film on the intended element isolation region; and a fifth step of forming a second oxide film on the intended element isolation region. , a sixth step of removing the oxidation-resistant film and the conductive film;
A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that a non-oxidizing atmosphere is used during the step.
(2)半導体基板上に第1の酸化膜を形成する第1の工
程と、前記第1の酸化膜上に導体膜を形成する第2の工
程と、前記導体膜の表面に形成される自然酸化膜を加熱
処理により耐酸化性物に変える第3の工程と、前記耐酸
化性物上に耐酸化性膜を形成する第4の工程と、素子分
離予定領域上の前記耐酸化性膜を選択的に除去する第5
の工程と、前記素子分離予定領域に第2の酸化膜を形成
する第6の工程と、前記耐酸化性膜、及び前記導体膜を
除去する第7の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。
(2) A first step of forming a first oxide film on the semiconductor substrate, a second step of forming a conductor film on the first oxide film, and a step of forming a conductor film on the surface of the conductor film. a third step of converting the oxide film into an oxidation-resistant material by heat treatment; a fourth step of forming an oxidation-resistant film on the oxidation-resistant material; Fifth selectively removed
A sixth step of forming a second oxide film in the region to be isolated, and a seventh step of removing the oxidation-resistant film and the conductor film. A method for manufacturing a semiconductor device.
(3)半導体基板上に第1の酸化膜を形成する第1の工
程と、前記第1の酸化膜上に導体膜を形成する第2の工
程と、前記導体膜の表面に形成される自然酸化膜を除去
する第3の工程と、前記導体膜上に耐酸化性膜を形成す
る第4の工程と、前記素子分離予定領域上の前記耐酸化
性膜を選択的に除去する第5の工程と、前記素子分離予
定領域に第2の酸化膜を形成する第6の工程と、前記耐
酸化性膜及び、前記導体膜を除去する工程とを具備し第
3の工程と第4の工程の間では非酸化性雰囲気であるこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。
(3) a first step of forming a first oxide film on the semiconductor substrate; a second step of forming a conductor film on the first oxide film; and a step of forming a conductor film on the surface of the conductor film. a third step of removing an oxide film; a fourth step of forming an oxidation-resistant film on the conductor film; and a fifth step of selectively removing the oxidation-resistant film on the intended element isolation region. a sixth step of forming a second oxide film in the region to be isolated, and a step of removing the oxidation-resistant film and the conductive film, and a third step and a fourth step. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the atmosphere is non-oxidizing.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5371035A (en) * 1993-02-01 1994-12-06 Motorola Inc. Method for forming electrical isolation in an integrated circuit device

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62156839A (en) * 1985-12-28 1987-07-11 Toshiba Corp Manufacture of semiconductor device

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