JPH0358470A - Semiconductor device - Google Patents

Semiconductor device

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JPH0358470A
JPH0358470A JP1193387A JP19338789A JPH0358470A JP H0358470 A JPH0358470 A JP H0358470A JP 1193387 A JP1193387 A JP 1193387A JP 19338789 A JP19338789 A JP 19338789A JP H0358470 A JPH0358470 A JP H0358470A
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Japan
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insulating film
region
film
semiconductor device
element isolation
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JP1193387A
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Takehide Shirato
猛英 白土
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Abstract

PURPOSE:To make a semiconductor device high in performance, reliability, operation speed, and integration by a method wherein an element isolating region is formed of a second insulating film which is provided onto a first insulating film and its side wall in a self-aligned manner, and an impurity well region is demarcated by a trench filled with a third insulating film. CONSTITUTION:An element isolating region provided onto a semiconductor substrate 1 is formed of a second insulating film 5b which is formed in a self- aligned manner on a selectively formed first insulating film 5a and its side wall, on the other hand, a P-type and an N-type impurity well region, 2 and 3, provided onto the semiconductor substrate 1 are formed into structures demarcated with a trench 4a filled with a third insulating film 4b. In this case, an element isolating region can be formed without using a selective oxidation method, that is, the region concerned can be formed in a structure without a bird beak in which a stress is present, so that a fine element isolating region can be formed. By this setup, a semiconductor device can be made high in performance, reliability, operation speed, and integration.

Description

【発明の詳細な説明】 [概 要] 半導体基板上に設けられる素子分離領域が、選択的に設
けられた第1の絶縁膜及び前記第1の絶縁膜の側壁にR
IE (反応性イオンエッチング〉法によりセルファラ
インに設けられた第2の絶縁膜とにより形成され、一方
、半導体基板に設けられる二種の不純物ウェル領域が、
第3の絶縁膜を埋め込んだトレンチにより画定されてい
る構造を有しているため、バーズビークの存在しない構
造に形成できることによる素子領域の微細化、ゲート酸
化膜耐圧の改善及びキャリア寿命の改善を、第1の絶縁
膜段差を側壁に形成する第2の絶縁膜で緩和できること
によるステップ力バレッジの良い配線体の形成を、素子
分離領域形成用絶縁膜の膜ベリを最少限に抑え、配線体
の容量を減少させることによる高速化を、不純物ウェル
領域の境界が微細なトレンチにより形成できることによ
る高集積化を可能とした半導体装N9 [産業上の利用分野] 本発明はMIS型半導体装置に係り、特に、微細な素子
分離領域及び不純物ウェル分離領域を有する高集積な半
導体集積回路の形成を可能とした半導体装置に関する9 従来、半導体集積回路の素子分離領域の形成に関しては
、窒化膜を使用した選択酸化による、いわゆるLOCO
S法によりおこなわれているが、LOCOS法により必
ず生じてしまうストレスを誘引するバーズビークにより
、素子形成領域の微細化が難しい、薄膜化されたゲート
酸化膜の耐圧が劣化する、エレクトロン又はホールの容
易なトラップにより寿命が劣化する等の問題及び不純物
ウェル領域の分離に関しては、不純物ウェル領域をセル
ファラインに形成できないため、不純物の横方向拡散が
極めて大きく微細化できない問題等が顕著になってきて
おり、高集積化への妨げになりつつある。そこでバーズ
ビークの存在しない素子分離領域の形成及ひ1:ルファ
ラインによる微細な不純物ウェル領域の形成を実現でき
る手段が要望されている9 [従来の技術] 第5図は従来の半導体装置の模式側断面図である。51
はp〜型シリコン(Si)基板、52はp型ウェル領域
、53はn型ウェル領域、54はp型チャネルストッパ
ー領域、55はn型チャネルストッパー領域、56はフ
ィールド酸化膜、57はn十型ソースドレイン領域、5
8はp十型ソースドレイン領域、59はゲート酸化膜、
60はゲート電極、61はブロック用酸化膜、62は燐
珪酸ガラス(PSG)膜、63は旧配線を示している。
Detailed Description of the Invention [Summary] An element isolation region provided on a semiconductor substrate is provided with a first insulating film selectively provided and a sidewall of the first insulating film.
The second insulating film is formed on the self-line by IE (reactive ion etching) method, while the two types of impurity well regions provided on the semiconductor substrate are
Since it has a structure defined by a trench filled with the third insulating film, it can be formed into a structure without bird's beaks, resulting in miniaturization of the device area, improvement of gate oxide film breakdown voltage, and improvement of carrier life. The wiring body can be formed with a good stepping force barrier because the step of the first insulating film can be alleviated by the second insulating film formed on the sidewall. Semiconductor device N9 that enables high speed by reducing capacitance and high integration by forming impurity well region boundaries with fine trenches [Industrial Application Field] The present invention relates to an MIS type semiconductor device, In particular, it relates to a semiconductor device that enables the formation of highly integrated semiconductor integrated circuits having fine element isolation regions and impurity well isolation regions. Conventionally, for the formation of element isolation regions in semiconductor integrated circuits, nitride films have been selected. So-called LOCO due to oxidation
Although this is carried out using the S method, it is difficult to miniaturize the element formation area due to the stress-inducing bird's beak that always occurs with the LOCOS method, the withstand voltage of the thinned gate oxide film deteriorates, and electrons or holes are easily generated. Regarding problems such as deterioration of lifetime due to traps and separation of impurity well regions, problems such as impurity diffusion in the lateral direction are extremely large and miniaturization is not possible because the impurity well regions cannot be formed in self-alignment lines. , is becoming a hindrance to higher integration. Therefore, there is a need for a means that can realize the formation of element isolation regions without bird's beaks and the formation of fine impurity well regions using 1: Luffa lines.9 [Prior Art] Figure 5 shows a schematic side of a conventional semiconductor device. FIG. 51
52 is a p-type silicon (Si) substrate, 52 is a p-type well region, 53 is an n-type well region, 54 is a p-type channel stopper region, 55 is an n-type channel stopper region, 56 is a field oxide film, and 57 is an n-type well region. type source drain region, 5
8 is a p-type source/drain region, 59 is a gate oxide film,
60 is a gate electrode, 61 is a block oxide film, 62 is a phosphosilicate glass (PSG) film, and 63 is an old wiring.

同図において、p−型シリコン(S1)基W.51に選
択的にp型ウェル領域52及びn型ウェル領域53が設
けられており、前記p型ウェル領域52にはNチャネル
トランジスタが、前記n型ウェル領域53にはPチャネ
ルトランジスタがそれぞれ選択的に形成されている.素
子分離領域はLOCOS法により形成されており、スト
レスを内在するバーズビークが存在している,LOCO
S法によれば、素子分離領域の段差をバーズビークによ
り緩和でき、ステップ力バレッジの良い配線体を形成で
きるという利点を持つが、このバーズビークの存在によ
り、素子形成領域の微細化が難しい、薄膜化されたゲー
ト酸化膜の耐圧が劣化する、エレクトロン又はホールの
容易なトラップにより寿命が劣化する等の欠点がある。
In the figure, p-type silicon (S1) base W. A p-type well region 52 and an n-type well region 53 are selectively provided in the p-type well region 52, and a p-channel transistor is selectively provided in the n-type well region 53. It is formed in The element isolation region is formed by the LOCOS method, and there is a bird's beak that contains stress.
According to the S method, steps in the element isolation region can be alleviated by the bird's beak, and it has the advantage of forming a wiring body with a good stepping force barrier. There are disadvantages such as deterioration of the withstand voltage of the gate oxide film and deterioration of the lifespan due to easy trapping of electrons or holes.

又、LOCOS法による素子分離では素子分離絶縁膜を
容易には厚くできないため配線容量が大きくなり、高速
化には不利であるという欠点もある.一方、不純物ウェ
ル領域はセルファラインに形成されていないため、境界
領域においては、不純物ウェル領域の横方向拡散を考慮
してかなりのスペースを持って形戊されており、集積度
が上がっていない。
Furthermore, element isolation using the LOCOS method has the disadvantage that the element isolation insulating film cannot be easily made thick, resulting in a large interconnect capacitance, which is disadvantageous for increasing speed. On the other hand, since the impurity well region is not formed in the self-alignment line, the boundary region is formed with a considerable space in consideration of the lateral diffusion of the impurity well region, and the degree of integration is not increased.

[発明が解決しようとする問題点] 本発明が解決しようとする問題点は、従来例に示される
ように、LOCOS法によるバーズビークの存在により
、素子形成領域の微細化が難しがったこと、薄膜化され
たゲート酸化膜の耐圧が劣化すること、エレクトロン又
はホールの容易なトラップにより寿命が劣化すること等
の改善ができなかったこと,素子分離絶縁膜を容易には
厚くできないため配線容量が大きくなり、高速化が達戒
できなかったこと、及び不純物ウェル領域をセルファラ
イン形成できないため高集積化が達成できなかったこと
である9 [問題点を解決するための手段] 上記問題点は、半導体基板上に選択的に設けられた第1
の絶縁膜及び前記第1の絶縁膜の側壁に設けられた第2
の絶縁膜とにより素子分離領域が形成され、且つ前記第
1の絶縁膜下の前記半導体基板に選択的に設けられた第
3の絶縁膜を埋め込んだトレンチにより不純物ウェル領
域が画定されていることを特徴とする本発明の半導体装
置によって解決される9 [作 用] 即ち本発明の半導体装置においては、半導体基板上に設
けられる素子分離領域が、選択的に設けられた第1の絶
縁膜及び前記第1の絶縁膜の側壁にRIE (反応性イ
オンエッチング)法によりセルファラインに設けられた
第2の絶縁膜とにより形成され、一方、半導体基板に設
けられる二種の不純物ウェル領域が、第3の絶縁膜を埋
め込んだトレンチにより画定されている構造に形成され
ている9したがって、素子分離領域を選択酸化による、
いわゆるLOCOS法を使用せずに形成できるため、即
ちストレスを内在させるバーズビークの存在しない構造
に形成できるため、微細な素子領域を形成できることに
よる高集積化を、ゲート酸化膜の耐圧を改善できること
による高性能化を、エレクトロン又はホールがトラップ
されにくくなり、キャリア寿命が改善できることによる
高信頼性を可能にすることができる9又、第1の絶縁膜
段差を側聖に形戊する第2の絶縁膜で緩和できることに
よるステップ力バレッジの良い配線体の形成も可能にす
ることができる9さらに、素子分離領域形成用絶縁膜の
膜べりをエッチングストッパー膜の形成により、最少限
に抑えることができるため配線体の容量を減少させるこ
とができることによる高速化も可能にすることができる
9そのうえ、絶縁膜を埋め込んだトレンチにより不純物
ウェル領域をセルファラインに形成できることによる高
集積化をも可能にすることができる.即ち、極めて高性
能、高信頼、高速且つ高集積な半導体集積回路の形成を
可能とした半導体装置を得ることができる9 [実施例] 以下本発明を、図示実施例により具体的に説明する.第
1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模式
側断面図、第2図は本発明の半導体装置における第2の
実施例の模式側断面図、第3図は本発明の半導体装置に
おける第3の実施例の模式側断面図、第4図(a)〜(
d)は本発明の半導体装置における製造方法の一実施例
の工程断面図である9 全図を通じ同一対象物は同一符号で示す,第1図はp型
シリコン基板を用いた際の本発明の半導体装置における
第1の実施例の模式側断面図で、1はtO  cm  
程度のp一型シリコン(Si)基板、2は10  cm
  程度のp型ウェル領域、3は10  cm  程度
のn型ウェル領域、4aは不純物ウェル頭域分離用トレ
ンチ、4bはトレンチ埋め込み用の第3の絶縁膜、5a
は0.8F一程度の素子分離領域形成用の第1の絶縁膜
、5bは幅0.卆一程度の素子分離・領域形成用の第2
の絶縁膜((1!l壁絶縁膜)、5Cは20nm程度の
下地酸化膜、6は10”’CI−3程度のn+型ソース
ドレイン領域、7は10  c鵬 程度のp+型ソース
ドレイン領域、8は20n鵬程度のゲート酸化膜、9は
300 n一程度のゲート電極、10はSon一程度の
ブロック用酸化膜、11は0,87一程度の燐珪酸ガラ
ス(PSG)膜、12は1Pl程度のA1配線を示して
いる. 同図において、p一型シリコン(Si)基板1に選択的
に第1の絶縁膜5aが設けられ、前記第1の絶縁膜5a
の側壁にRIE法によりセルファラインに第2の絶縁B
sbが設けられ、前記第1の絶縁膜5a及び第2の絶縁
膜5bとにより素子分離領域が形成されている.又、前
記第1の絶縁膜5a下の前記p一型シリコン(Si)基
板1に選択的に設けられた第3の絶縁膜4bを埋め込ん
だトレンチ4aにより、p型ウェル領域2及びn型ウェ
ル領域3が分離形成されている.隣接するn型ウェル領
域3どうしが第3の絶縁膜4bを埋め込んだトレンチ4
aにより分離されているのはそれぞれのn型ウェル領域
3に加えられる電位が異なっていることを示している.
したがって、素子分離領域を選択酸化によるLOCOS
法を使用せずに形成できるため、即ちストレスを内在さ
せるバーズビークの存在しない構造に形成できるため、
微細な素子領域を形成できることによる高集積化を、ゲ
ート酸化膜の耐圧を改善できることによる高性能化を、
エレクトロン又はホールがトラップされにくくなり、キ
ャリア寿命が改善できることによる高信頼性を可能にす
ることができる。又、第1の絶縁膜段差を側壁に形成す
る第2の絶縁膜で緩和できることによるステップ力バレ
ッジの良い配線体の形威も可能にすることができる。さ
らに、素子分離領域形成用絶縁膜の膜べりをエッチング
ストッパー膜の形成により、最少限に抑えることができ
るため配線体の容量を減少させることができることによ
る高速化も可能にすることができる.そのうえ、絶縁膜
を埋め込んだトレンチにより不純物ウェル領域をセルフ
ァラインに形成できることによる高集積化をも可能にす
ることができる.なお、同実施例においては、チャネル
ストッパー領域は形成されておらず、やや高濃度のp型
及びn型ウェル領域がその役割を兼ねている.  7 第2図は本発明の半導体装置における第2の実施例の模
式側断面図で、1〜4b、5b〜12は第1図と同じ物
を、5ar+は素子分離領域形成用の燐珪酸ガラス(P
SG)膜、5apは素子分離領域形成用の硼珪酸ガラス
(BSG)膜、13はn型チャネルストッパー領域、1
4はp型チャネルストッパー領域を示している. 同図においては、素子分離領域を形成する第1の絶縁膜
がn型不純物を含む燐珪酸ガラス(PSG)膜5an及
びp型不純物を含む硼珪酸ガラス(BSG)膜5apか
らなっており、且つ燐珪酸ガラス(PSG)膜San下
にはn型チャネルストッパー領域13が、硼珪酸ガラス
(BSG)膜Sap下にはp型チャネルストッパー領域
14が形成されていることを除き第1図と同じ楕造を形
成している.第1図の効果に加え、n型及びp型チャネ
ルストッパー領域を独立に形威できるため、n型及びp
型ウェル領域の不純物濃度を低濃度に形成できるので、
接合容量の低減及び移動度の増大がはかれることになり
高速化にはさらに有利である, 第3図は本発明の半導体装置における第3の実施例の模
式側断面図で、1〜12は第1図と同じ物を示している
. 同図においては、素子分離領域を形成する第1の絶縁膜
5aが、第3の絶縁膜4bを埋め込んで設けられたトレ
ンチ4a直上部において、第3の絶縁膜4bを含んで形
成されていること及び第1の絶縁膜5aの側壁に形成さ
れる第2の絶縁膜5bが第3の絶縁膜4bと同一物で且
つ同時に形成されていることを除き第1図と同じ構造を
形成している。第1図の効果に加え、素子分離領域にセ
ルファラインに第3の絶縁膜を埋め込んで設けられたト
レンチが形成されるため(トレンチ領域を開孔した第1
の絶縁膜を形或して後トレンチを形成する〉素子形成領
域と不純物ウェル領域がセルファラインに形成できるの
で高集積化にはさらに有利である。
[Problems to be Solved by the Invention] The problems to be solved by the present invention are that, as shown in the conventional example, it is difficult to miniaturize the element formation region due to the presence of a bird's beak in the LOCOS method; The breakdown voltage of the thinned gate oxide film deteriorates, the lifetime deteriorates due to easy trapping of electrons or holes, etc., which could not be improved, and the interconnect capacitance increases because the element isolation insulating film cannot be easily thickened. 9 [Means for solving the problem] The above problems are as follows: A first selectively provided on a semiconductor substrate.
and a second insulating film provided on the side wall of the first insulating film.
an element isolation region is formed by an insulating film, and an impurity well region is defined by a trench filled with a third insulating film that is selectively provided in the semiconductor substrate under the first insulating film. 9 [Function] That is, in the semiconductor device of the present invention, the element isolation region provided on the semiconductor substrate is formed by the selectively provided first insulating film and A second insulating film is formed on the side wall of the first insulating film in a self-aligned manner by an RIE (reactive ion etching) method, and two types of impurity well regions provided in the semiconductor substrate are formed on the sidewall of the first insulating film. 9. Therefore, the element isolation region is formed by selective oxidation.
Because it can be formed without using the so-called LOCOS method, that is, it can be formed into a structure without bird's beaks that cause stress, it is possible to achieve high integration by forming fine device regions, and high integration by improving the withstand voltage of the gate oxide film. In addition, the second insulating film forms the step of the first insulating film into a side wall. 9 Furthermore, by forming an etching stopper film, the film warping of the insulating film for forming the element isolation region can be minimized by forming an etching stopper film. By reducing the capacitance of the device, it is possible to increase the speed.9 Furthermore, by forming an impurity well region in the self-alignment line using a trench filled with an insulating film, it is possible to achieve high integration. .. That is, it is possible to obtain a semiconductor device that enables the formation of extremely high-performance, highly reliable, high-speed, and highly integrated semiconductor integrated circuits.9 [Embodiments] The present invention will be specifically explained below with reference to illustrated embodiments. FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of the semiconductor device of the present invention, FIG. 2 is a schematic side sectional view of the second embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic side sectional view of the semiconductor device of the present invention. A schematic side sectional view of the third embodiment of the device, FIGS. 4(a) to (
d) is a process cross-sectional view of an embodiment of the manufacturing method for a semiconductor device of the present invention.9 The same objects are indicated by the same reference numerals throughout the figures. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of a semiconductor device, where 1 is tO cm
P-type silicon (Si) substrate of approximately 10 cm
3 is a p-type well region of about 10 cm, 3 is an n-type well region of about 10 cm, 4a is a trench for impurity well head isolation, 4b is a third insulating film for burying the trench, 5a
5b is a first insulating film for forming an element isolation region with a width of about 0.8F, and 5b has a width of 0.8F. The second one for element isolation/area formation.
insulating film ((1!L wall insulating film), 5C is a base oxide film of about 20 nm, 6 is an n+ type source drain region of about 10'' CI-3, 7 is a p+ type source drain region of about 10 cm) , 8 is a gate oxide film of about 20 nm, 9 is a gate electrode of about 300 nm, 10 is a block oxide film of about 1 Son, 11 is a phosphosilicate glass (PSG) film of about 0.87 nm, and 12 is a phosphosilicate glass (PSG) film of about 0.87 nm. A1 wiring of about 1 Pl is shown. In the figure, a first insulating film 5a is selectively provided on a p-type silicon (Si) substrate 1, and the first insulating film 5a
A second insulation B is applied to the self-line by RIE method on the side wall of
sb is provided, and an element isolation region is formed by the first insulating film 5a and the second insulating film 5b. Further, the p-type well region 2 and the n-type well region 2 are formed by the trenches 4a filled with the third insulating film 4b, which are selectively provided in the p-type silicon (Si) substrate 1 under the first insulating film 5a. Region 3 is formed separately. A trench 4 in which adjacent n-type well regions 3 are filled with a third insulating film 4b
The separation by a indicates that the potentials applied to each n-type well region 3 are different.
Therefore, the element isolation region is subjected to LOCOS by selective oxidation.
Because it can be formed without using a method, that is, it can be formed into a structure that does not have a bird's beak that causes internal stress.
High integration is achieved by forming fine device regions, and high performance is achieved by improving the breakdown voltage of gate oxide films.
Electrons or holes are less likely to be trapped, and carrier life can be improved, thereby making it possible to achieve high reliability. Further, since the first insulating film step difference can be relaxed by the second insulating film formed on the sidewall, it is possible to form a wiring body with a good stepping force barrier. Furthermore, by forming an etching stopper film, the film deterioration of the insulating film for forming the element isolation region can be minimized, and the capacitance of the wiring body can be reduced, thereby increasing speed. Furthermore, high integration can be achieved by forming an impurity well region in a self-alignment line using a trench filled with an insulating film. In this example, a channel stopper region is not formed, and rather high concentration p-type and n-type well regions also serve this role. 7 FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of the semiconductor device of the present invention, where 1 to 4b and 5b to 12 are the same as in FIG. 1, and 5ar+ is phosphosilicate glass for forming an element isolation region. (P
SG) film, 5ap is a borosilicate glass (BSG) film for forming an element isolation region, 13 is an n-type channel stopper region, 1
4 indicates a p-type channel stopper region. In the figure, the first insulating film forming the element isolation region is composed of a phosphosilicate glass (PSG) film 5an containing n-type impurities and a borosilicate glass (BSG) film 5ap containing p-type impurities. The same ellipse as in FIG. 1 except that an n-type channel stopper region 13 is formed under the phosphosilicate glass (PSG) film San, and a p-type channel stopper region 14 is formed under the borosilicate glass (BSG) film Sap. It forms a structure. In addition to the effect shown in Figure 1, since the n-type and p-type channel stopper regions can be formed independently, the n-type and p-type
Since the impurity concentration in the mold well region can be formed at a low concentration,
This reduces the junction capacitance and increases the mobility, which is further advantageous for speeding up. FIG. 3 is a schematic side sectional view of the third embodiment of the semiconductor device of the present invention, and 1 to 12 are It shows the same thing as Figure 1. In the figure, a first insulating film 5a forming an element isolation region is formed including a third insulating film 4b directly above a trench 4a provided by burying a third insulating film 4b. The same structure as in FIG. 1 is formed except that the second insulating film 5b formed on the side wall of the first insulating film 5a is the same as the third insulating film 4b and is formed at the same time. There is. In addition to the effect shown in FIG.
Forming an insulating film and forming a trench> Since the element forming region and the impurity well region can be formed in self-alignment lines, it is further advantageous for high integration.

次いで本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例に
ついて第4図(a)〜(d)及び第1図を参照して説明
する。
Next, an embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 4(a) to 4(d) and FIG. 1.

第4図(a) 通常の技法を適用することにより、p一型シリコン(S
i )基板1上に酸化膜及び窒化膜を順次成長する.次
いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、選択的
に前記窒化膜、酸化膜、p一型シリコン(Si)基板1
を開孔し、5P一程度の深さを持つトレンチ4aを形成
する.次いで化学気相戒長法により絶縁Jl!(酸化!
)を戒長させ、異方性ドライエッチングによりトレンチ
4aに化学気相成長絶縁膜(酸化FyA)4bを埋め込
む.次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、
レジスト(図示せず)及びトレンチ埋め込み絶縁膜4b
をマスク層として、硼素をイオン注入してp型ウェル領
域2を、燐をイオン注入してn型ウェル領域3をそれぞ
れ選択的に順次画定する。次いで高温でランニングし所
望の深さを持つp型ウェル領域2及びn型ウェル領域3
を形成する.次いで窒化膜及び酸化膜をエッチング除去
する。
Figure 4(a) By applying conventional techniques, p-type silicon (S)
i) Sequentially grow an oxide film and a nitride film on the substrate 1. Next, using a normal photolithography technique, the nitride film, oxide film, and p-type silicon (Si) substrate 1 are selectively formed.
A trench 4a having a depth of about 5P is formed by drilling a hole. Next, insulation Jl! is performed using the chemical vapor phase method. (Oxidation!
), and a chemical vapor deposition insulating film (FyA oxide) 4b is buried in the trench 4a by anisotropic dry etching. Then, using normal photolithography techniques,
Resist (not shown) and trench-buried insulating film 4b
Using this as a mask layer, boron ions are implanted to define a p-type well region 2, and phosphorus ions are implanted to selectively define an n-type well region 3, respectively. Next, a p-type well region 2 and an n-type well region 3 having a desired depth are formed by running at a high temperature.
form. Next, the nitride film and oxide film are removed by etching.

第4図(b) 次いで酸化膜(下地酸化膜)5c、化学気相戒長酸化膜
(第1の絶縁膜)5a及び窒化M(膜へり防止膜)5d
を順次戒長ずる。次いで通常のフォトリソグラフィー技
術を利用し、選択的に前記窒化膜5d、化学気相成長酸
化膜(第1の絶縁膜)5a及び酸化M(下地酸化!)5
cを順次エッチング除去し、素子分離領域の一部を構成
する第1の絶縁膜5aを形成する。次いで素子分離領域
の一部を横戒する第2の絶縁膜5bを形成するために化
学気相成長酸化膜を成長させ、RIE法により異方性ド
ライエッチングし、第1の絶縁膜5aの側壁にセルファ
ラインに第2の絶縁膜(側壁絶縁膜>5bを残し素子分
離領域を形成する. 第4図(C) 次いでゲート酸化膜8、多結晶シリコン膜を順次成長さ
せる9次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し
、前記多結晶シリコン膜をバターニングし、ゲート電極
9を形成する. 第4図(d) 次いで通常のフォトリソグラフィー技術を利用し、レジ
スト〈図示せず)、第1の絶縁膜5a、第2の絶縁膜(
(!11壁絶縁膜>5b及びゲート電極9をマスク層と
して、砒素をイオン注入してn十型ソースドレイン領域
6を、硼素をイオン注入してp十型ソースドレイン領域
7をそれぞれ選択的に順次画定する9 第1図 次いで膜へり防止膜(窒化膜)5dをボイルした燐酸に
よりエッチング除去する。次いで不要部のゲート酸化f
yJ.8をエッチング除去する。次いでブロック用酸化
filO、燐珪酸ガラス(PSG)膜11を順次成長さ
せる。次いでやや高温処理を施し所望の深さを持つn十
型ソースドレイン領域6及びp+型ソースドレイン領域
7を形成する。次いで通常の技法を適用することにより
電極コンタクト窓の形成、AI配線12の形成等をおこ
ない半導体装置を完成する. 上記製遣方法においては、第1の絶縁膜上に膜べり防止
膜(窒化膜)を設けているが、第1の絶縁膜の側壁に第
2の絶縁膜を形成する際、第1の絶縁膜が十分残される
エッチングが可能であれば前記膜べり防止JlK(窒化
膜)は省略してもさしつかえない.又、膜べり防止膜(
窒化膜)をそのまま残し素子分離領域形成用の第1の絶
縁膜の一部としでもよい。なお上記実施例においては第
1の絶縁膜下に下地酸化膜を設けているが、前記下地酸
化膜を設けなくとも本発明は成立する.以上実施例に示
したように、本発明の半導体装置によれば、素子分離領
域を選択酸化による、いわゆるLOCOS法を使用せず
に形成できるため、即ちストレスを内在させるバーズビ
ークの存在しない構造に形成できるため、微細な素子領
域を形成できることによる高集積化を、ゲート酸化膜の
耐圧を改善できることによる高性能化を、エレクトロン
又はホールがトラップされにくくなり、キャリア寿命が
改善できることによる高信頼性を可能にすることができ
る。又、第1の絶縁膜段差を側壁に形戊する第2の絶縁
膜で緩和できることによるステップ力バレッジの良い配
線体の形成も可能にすることができる。さらに、素子分
離領域形成用絶縁膜の膜ベリをエッチングストッパー膜
の形成により、最少限に抑えることができるため配線体
の容量を減少させることができることによる高速化も可
能にすることができる。そのうえ、絶縁膜を埋め込んだ
トレンチにより不純物ウェル領域をセルファラインに形
成できることによる高集積化をも可能にすることができ
る. [発明の効果] 以上説明のように本発明によれば、MIS型半導体装置
において、素子分離領域が第1の絶縁膜及び前記第1の
絶縁膜の側壁にセルファラインに設けられた第2の絶縁
膜とにより形成され、且つ不純物ウェル領域が第3の絶
縁膜を埋め込んだトレンチにより画定されている構造に
形或されているため、バーズビークの存在しない構造に
形成できることによる素子領域の微細化、ゲート酸化膜
耐圧の改善及びキャリア寿命の改善を、第1の絶縁膜段
差を側壁に形成する第2の絶縁膜で綾相できることによ
るステップ力バレッジの良い配線体の形成を、素子分離
領域形成用絶縁膜の膜べりを最少限に抑え、配線体の容
量を減少させることによる高速化を、不純物ウェル領域
の境界が微細なトレンチにより形成できることによる高
集積化をも可能にすることができる。即ち、極めて高性
能、高信頼、高速且つ高集積な半導体集積回路の形成を
可能とした半導体装置を得ることができる9
FIG. 4(b) Next, an oxide film (base oxide film) 5c, a chemical vapor phase oxide film (first insulating film) 5a, and a nitride M (film edge prevention film) 5d
The precepts will be given in order. Next, using a normal photolithography technique, the nitride film 5d, chemical vapor deposition oxide film (first insulating film) 5a and oxide M (base oxidation!) 5 are selectively formed.
The first insulating film 5a constituting a part of the element isolation region is formed by sequentially etching away the first insulating film 5a. Next, a chemical vapor deposition oxide film is grown to form a second insulating film 5b that covers a part of the element isolation region, and anisotropic dry etching is performed using the RIE method to form a second insulating film 5b on the sidewalls of the first insulating film 5a. Next, a second insulating film (sidewall insulating film>5b) is left on the self-line to form an element isolation region. FIG. 4(C) Next, a gate oxide film 8 and a polycrystalline silicon film are sequentially grown. Using a technique, the polycrystalline silicon film is patterned to form a gate electrode 9. FIG. 4(d) Next, using a normal photolithography technique, a resist (not shown) and a first insulating film are formed. 5a, second insulating film (
(!11 Using the wall insulating film>5b and the gate electrode 9 as a mask layer, arsenic is ion-implanted to selectively form the n-type source/drain region 6, and boron is ion-implanted to selectively form the p-type source/drain region 7. Next, the film edge prevention film (nitride film) 5d is removed by etching with boiled phosphoric acid.Then, unnecessary portions of the gate are oxidized f.
yJ. 8 is removed by etching. Next, a blocking filO oxide film and a phosphosilicate glass (PSG) film 11 are sequentially grown. Next, a slightly high temperature process is performed to form n+ type source/drain regions 6 and p+ type source/drain regions 7 having desired depths. Next, by applying conventional techniques, electrode contact windows, AI wiring 12, etc. are formed, and the semiconductor device is completed. In the above manufacturing method, a film anti-slip film (nitride film) is provided on the first insulating film, but when forming the second insulating film on the side wall of the first insulating film, If it is possible to perform etching that leaves a sufficient amount of the film, the JlK (nitride film) to prevent film slippage may be omitted. In addition, an anti-slip film (
The nitride film) may be left as is and used as a part of the first insulating film for forming the element isolation region. In the above embodiment, a base oxide film is provided under the first insulating film, but the present invention can be achieved without providing the base oxide film. As shown in the embodiments above, according to the semiconductor device of the present invention, the element isolation region can be formed by selective oxidation without using the so-called LOCOS method, that is, it can be formed in a structure in which there is no bird's beak that causes stress. As a result, it is possible to achieve higher integration by forming a fine device area, higher performance by improving the withstand voltage of the gate oxide film, and higher reliability by improving the lifetime of carriers by making it difficult for electrons or holes to be trapped. It can be done. Further, since the step of the first insulating film can be relaxed by the second insulating film forming the sidewall, it is possible to form a wiring body with a good stepping force barrier. Further, since the film burr of the insulating film for forming the element isolation region can be minimized by forming the etching stopper film, the capacitance of the wiring body can be reduced, thereby increasing the speed. Furthermore, high integration can be achieved by forming an impurity well region in a self-alignment line using a trench filled with an insulating film. [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, in a MIS type semiconductor device, an element isolation region is formed in a first insulating film and a second insulating film provided in a self-alignment line on a side wall of the first insulating film. and an insulating film, and the impurity well region is defined by a trench filled with the third insulating film, so that it is possible to form a structure in which no bird's beak exists, resulting in miniaturization of the element region. Improvement of gate oxide film withstand voltage and carrier life is achieved by forming a wiring body with a good step force barrier by forming a twill phase with a second insulating film formed on the sidewall of the first insulating film step, and by forming a wiring body with a good step force barrier. It is possible to increase the speed by minimizing the film distortion of the insulating film and reduce the capacitance of the wiring body, and it is also possible to achieve high integration by forming the boundary of the impurity well region with a fine trench. In other words, it is possible to obtain a semiconductor device that enables the formation of extremely high-performance, highly reliable, high-speed, and highly integrated semiconductor integrated circuits9.

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

第1図は本発明の半導体装置における第1の実施例の模
式側断面図、第2図は本発明の半導体装置における第2
の実施例の模式側断面図、第3図は本発明の半導体装置
における第3の実施例の模式側断面図、第4図(a)〜
(d)は本発明の半導体装置における製造方法の一実施
例の工程断面図、第5図は従来の半導体装置の模式側断
面図である図において、 1はp一型シリコン(Si)基板、 2はp型ウェル領域、 3はn型ウェル領域、 4aは不純物ウェル領域分離用トレンチ、4bはトレン
チ埋め込み用の第3の絶縁膜、5aは素子分離領域形成
用の第1の絶縁膜、5anは素子分離領域形成用の燐珪
酸ガラス(PSG) J&I、 5apは素子分離領域形成用の硼珪酸ガラス( BSG
)膜、 5bは素子分離領域形成用の第2の絶縁M(側壁絶縁膜
〉、 5Cは下地酸化膜、 5dは膜べり訪止膜(窒化膜)、 6はn十型ソースドレイン領域、 7はp十型ソースドレイン領域、 8はゲート酸化膜、 9はゲート電極、 10はブロック用酸化膜、 11は燐珪酸ガラス(PSG)膜、 12はAI配線、 13はn型チャネルストッパー領域、 14はp型チャネルストッパー領域 を示す.
FIG. 1 is a schematic side sectional view of a first embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 2 is a schematic side sectional view of a second embodiment of the semiconductor device of the present invention.
FIG. 3 is a schematic side sectional view of the third embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIGS.
(d) is a process cross-sectional view of an embodiment of the manufacturing method for a semiconductor device of the present invention, and FIG. 5 is a schematic side cross-sectional view of a conventional semiconductor device. In the figure, 1 is a p-type silicon (Si) substrate; 2 is a p-type well region, 3 is an n-type well region, 4a is a trench for impurity well region isolation, 4b is a third insulating film for filling the trench, 5a is a first insulating film for forming an element isolation region, 5an 5ap is phosphosilicate glass (PSG) for forming element isolation regions J&I, 5ap is borosilicate glass (BSG) for forming element isolation regions
) film, 5b is a second insulating M (side wall insulating film) for forming an element isolation region, 5C is a base oxide film, 5d is a film-skipping film (nitride film), 6 is an n-type source/drain region, 7 10 is a p-type source drain region, 8 is a gate oxide film, 9 is a gate electrode, 10 is a blocking oxide film, 11 is a phosphosilicate glass (PSG) film, 12 is an AI wiring, 13 is an n-type channel stopper region, 14 indicates a p-type channel stopper region.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)半導体基板上に選択的に設けられた第1の絶縁膜
及び前記第1の絶縁膜の側壁に設けられた第2の絶縁膜
とにより素子分離領域が形成され、且つ前記第1の絶縁
膜下の前記半導体基板に選択的に設けられた第3の絶縁
膜を埋め込んだトレンチにより不純物ウェル領域が画定
されていることを特徴とする半導体装置。
(1) An element isolation region is formed by a first insulating film selectively provided on a semiconductor substrate and a second insulating film provided on a side wall of the first insulating film, and A semiconductor device characterized in that an impurity well region is defined by a trench filled with a third insulating film that is selectively provided in the semiconductor substrate under an insulating film.
(2)前記第1の絶縁膜は不純物を含み、前記第2及び
第3の絶縁膜は不純物を含まず、且つ前記第1の絶縁膜
直下部の前記半導体基板には、不純物チャネルストッパ
ー領域が設けられてい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。
(2) The first insulating film contains impurities, the second and third insulating films do not contain impurities, and the semiconductor substrate directly below the first insulating film has an impurity channel stopper region. 2. A semiconductor device according to claim 1, further comprising a semiconductor device.
(3)素子分離領域を形成する前記第1の絶縁膜が、前
記第3の絶縁膜を埋め込んで設けられたトレンチ直上部
において、前記第3の絶縁膜を含んで形成されているこ
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
(3) The first insulating film forming the element isolation region is formed including the third insulating film directly above the trench provided by burying the third insulating film. A semiconductor device according to claim 1.
(4)前記第1の絶縁膜が異なる複数の絶縁膜からなる
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。
(4) The semiconductor device according to claim 1, wherein the first insulating film is composed of a plurality of different insulating films.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005142481A (en) * 2003-11-10 2005-06-02 Nec Electronics Corp Manufacturing method of semiconductor device

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