JPH05283520A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH05283520A JPH05283520A JP7496492A JP7496492A JPH05283520A JP H05283520 A JPH05283520 A JP H05283520A JP 7496492 A JP7496492 A JP 7496492A JP 7496492 A JP7496492 A JP 7496492A JP H05283520 A JPH05283520 A JP H05283520A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- type
- oxide film
- groove
- silicon oxide
- forming
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Element Separation (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【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、特にトレンチアイソレーション(溝埋込分離)の
形成方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming trench isolation (groove filling isolation).
【0002】[0002]
【従来の技術】従来のトレンチアイソレーションについ
て、図3(a)および(b)を参照して説明する。2. Description of the Related Art A conventional trench isolation will be described with reference to FIGS. 3 (a) and 3 (b).
【0003】はじめに図3(a)に示すように、P型シ
リコン基板1にN型埋込層2aを形成したのちN型エピ
タキシャル層3を成長する。つぎに酸化シリコン膜4、
窒化シリコン膜5、酸化シリコン膜4cを順次形成す
る。つぎにフォトレジスト(図示せず)をマスクとし
て、酸化シリコン膜4c、窒化シリコン膜5、酸化シリ
コン膜4をエッチングする。つぎにフォトレジストを除
去したのち、酸化シリコン膜4cをマスクとしてシリコ
ンをエッチングしてP型シリコン基板1に達する溝(ト
レンチ)を形成する。つぎに熱酸化により溝表面に酸化
シリコン膜4aを形成する。First, as shown in FIG. 3 (a), an N type buried layer 2a is formed on a P type silicon substrate 1, and then an N type epitaxial layer 3 is grown. Next, the silicon oxide film 4,
A silicon nitride film 5 and a silicon oxide film 4c are sequentially formed. Next, using the photoresist (not shown) as a mask, the silicon oxide film 4c, the silicon nitride film 5, and the silicon oxide film 4 are etched. Next, after removing the photoresist, silicon is etched using the silicon oxide film 4c as a mask to form a trench reaching the P-type silicon substrate 1. Next, a silicon oxide film 4a is formed on the groove surface by thermal oxidation.
【0004】つぎに図3(b)に示すように、酸化シリ
コン膜4cをマスクとしてボロンをイオン注入してP型
チャネルストッパ7を形成する。Next, as shown in FIG. 3B, boron ions are implanted using the silicon oxide film 4c as a mask to form a P-type channel stopper 7.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】従来のトンレンチアイ
ソレーションでは溝の底面だけでなく、側面にまでボロ
ンが拡がるのを避けることができなかった。溝の側面に
PN接合が形成されて、コレクタ−基板容量が大きくな
って、バイポーラトランジスタの性能を低下させる。In the conventional ton wrench isolation, it is unavoidable that boron is spread not only to the bottom surface of the groove but also to the side surface thereof. A PN junction is formed on the side surface of the groove to increase the collector-substrate capacitance, which deteriorates the performance of the bipolar transistor.
【0006】溝の側面が垂直に切り立っていれば、側面
にボロンが拡がらない代りに、あとの工程でポリシリコ
ンを埋め込むのが困難になり、“す”(空洞)が発生し
易くなる。If the side surface of the groove is vertically raised, boron does not spread on the side surface, but it becomes difficult to fill the polysilicon in a later step, and "porosity" (cavity) easily occurs.
【0007】また溝の近傍にチャネルストッパと同じ導
電型の拡散層を形成するとき、溝から一定の間隔をとら
ないと、基板と導通してしまうという問題があった。Further, when a diffusion layer having the same conductivity type as the channel stopper is formed in the vicinity of the groove, there is a problem in that the diffusion layer is electrically connected to the substrate unless a certain distance is provided from the groove.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板の一主面上に溝を形成する工程
と、常圧CVD法によって前記溝の底面には薄く他の領
域には厚くなるように絶縁膜を堆積する工程と、前記絶
縁膜をマスクとしてイオン注入することにより、前記溝
の底面直下に不純物層を形成する工程とを含むものであ
る。A method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming a groove on one main surface of a semiconductor substrate, and a step of forming a groove on the bottom surface of the groove by atmospheric pressure CVD to form another area on the other surface. Includes a step of depositing an insulating film so as to be thick, and a step of forming an impurity layer just below the bottom surface of the groove by ion implantation using the insulating film as a mask.
【0009】[0009]
【実施例】本発明の第1の実施例について、図1(a)
および(b)を参照して説明する。EXAMPLE FIG. 1A shows a first example of the present invention.
This will be described with reference to (b) and.
【0010】はじめに図1(a)に示すように、P型シ
リコン基板1に深さ2〜3μmのN型埋込層2aを形成
したのち厚さ0.8〜1.5μmのN型エピタキシャル
層3を成長する。つぎに厚さ30〜60nmの酸化シリ
コン膜4、厚さ50〜150nmの窒化シリコン膜5、
厚さ、300〜500nmの酸化シリコン膜(図示せ
ず)を順次形成する。つぎにフォトレジスト(図示せ
ず)をマスクとして、酸化シリコン膜(図示せず)、窒
化シリコン膜5、酸化シリコン膜4をエッチングする。
このとき開口の幅は1.2μmとする。つぎにフォトレ
ジストを除去したのち、表面の酸化シリコン膜(図示せ
ず)をマスクとしてシリコンをエッチングしてP型シリ
コン基板1に達する溝(トレンチ)を形成する。つぎに
表面の酸化シリコン膜(図示せず)を除去したのち、熱
酸化により溝表面に酸化シリコン膜4aを形成する。First, as shown in FIG. 1 (a), an N type buried layer 2a having a depth of 2 to 3 μm is formed on a P type silicon substrate 1, and then an N type epitaxial layer having a thickness of 0.8 to 1.5 μm. Grow three. Next, a silicon oxide film 4 having a thickness of 30 to 60 nm, a silicon nitride film 5 having a thickness of 50 to 150 nm,
A silicon oxide film (not shown) having a thickness of 300 to 500 nm is sequentially formed. Next, using the photoresist (not shown) as a mask, the silicon oxide film (not shown), the silicon nitride film 5, and the silicon oxide film 4 are etched.
At this time, the width of the opening is 1.2 μm. Next, after removing the photoresist, silicon is etched using a silicon oxide film (not shown) on the surface as a mask to form a trench reaching the P-type silicon substrate 1. Next, after removing the silicon oxide film (not shown) on the surface, a silicon oxide film 4a is formed on the groove surface by thermal oxidation.
【0011】つぎに常圧CVD(化学気相成長)法によ
り酸化シリコン膜6を形成する。常圧では分子の平均自
由工程が小さいので、溝が深くなるにつれて側面および
底面に成長する膜厚が薄くなる。そのため、成長温度、
ガス流量、溝の開口幅および深さを選ぶことにより溝の
底面およびその近傍に成長する酸化シリコン膜を充分に
薄くすることができる。Next, the silicon oxide film 6 is formed by the atmospheric pressure CVD (chemical vapor deposition) method. Since the mean free path of the molecule is small under normal pressure, the film thickness growing on the side surface and the bottom surface becomes smaller as the groove becomes deeper. Therefore, the growth temperature,
By selecting the gas flow rate and the opening width and depth of the groove, the silicon oxide film grown on the bottom surface of the groove and its vicinity can be made sufficiently thin.
【0012】つぎに常圧CVD酸化シリコン膜6をマス
クとしてボロンを加速エネルギー50〜70keV、注
入量(ドース)5×1013〜2×1014cm-2イオン注
入してP型チャネルストッパ7を形成する。Next, using the atmospheric pressure CVD silicon oxide film 6 as a mask, boron is ion-implanted at an acceleration energy of 50 to 70 keV and an implantation dose (dose) of 5 × 10 13 to 2 × 10 14 cm -2 to form a P-type channel stopper 7. Form.
【0013】つぎに図1(b)に示すように、弗酸を用
いて常圧CVD酸化シリコン膜6および溝の表面の酸化
シリコン膜4aをウェットエッチングする。つぎに窒化
シリコン膜5をマスクとして熱酸化して、溝内部のみに
厚さ100〜200nmの酸化シリコン膜4bを形成す
る。つぎに厚さ1.5〜2.0μmのポリシリコン8を
堆積したのち、RIE(反応性イオンエッチング)によ
りエッチバックして、溝の内部に埋め込まれたポリシリ
コン8のみを残す。Next, as shown in FIG. 1B, the atmospheric pressure CVD silicon oxide film 6 and the silicon oxide film 4a on the surface of the groove are wet-etched using hydrofluoric acid. Next, thermal oxidation is performed using the silicon nitride film 5 as a mask to form a silicon oxide film 4b having a thickness of 100 to 200 nm only inside the groove. Next, a polysilicon 8 having a thickness of 1.5 to 2.0 μm is deposited and then etched back by RIE (reactive ion etching) to leave only the polysilicon 8 embedded inside the groove.
【0014】つぎに窒化シリコン膜5をマスクとして熱
酸化することにより、埋め込まれたポリシリコン8の表
面に厚さ100〜200nmの酸化シリコン膜9を形成
する。最後に窒化シリコン膜5を除去して、トレンチア
イソレーションが完成する。Next, thermal oxidation is performed using the silicon nitride film 5 as a mask to form a silicon oxide film 9 having a thickness of 100 to 200 nm on the surface of the embedded polysilicon 8. Finally, the silicon nitride film 5 is removed to complete the trench isolation.
【0015】つぎに本発明の第2の実施例として、バイ
ポーラトランジスタとMOSFETとが混在した半導体
集積回路について、図2を参照して説明する。Next, as a second embodiment of the present invention, a semiconductor integrated circuit in which bipolar transistors and MOSFETs are mixed will be described with reference to FIG.
【0016】P型シリコン基板1上にN型埋込層2aお
よびP型埋込層2bを形成したのち、N型エピタキシャ
ル層(図示せず)を成長する。つぎにN型埋込層2aの
上のエピタキシャル層にNウェル3aを、P型埋込層2
bの上のエピタキシャル層にPウェル3bを形成する。
つぎにNウェル3aとPウェル3bとの接触部に溝を形
成する。そのあと第1の実施例と同様にして、溝の底面
のみにP型チャネルストッパ7を形成し、ゲート酸化膜
となる酸化シリコン膜4上にゲート電極10を形成して
から、P型ソース・ドレイン11を形成する。After forming the N type buried layer 2a and the P type buried layer 2b on the P type silicon substrate 1, an N type epitaxial layer (not shown) is grown. Next, the N well 3a is formed in the epitaxial layer on the N type buried layer 2a, and the P type buried layer 2 is formed.
A P well 3b is formed in the epitaxial layer above b.
Next, a groove is formed in the contact portion between the N well 3a and the P well 3b. After that, in the same manner as in the first embodiment, the P-type channel stopper 7 is formed only on the bottom surface of the groove, the gate electrode 10 is formed on the silicon oxide film 4 serving as the gate oxide film, and then the P-type source. The drain 11 is formed.
【0017】本実施例ではP型ソース・ドレイン11が
溝とぶつかってもP型シリコン基板1と導通しない。P
型ソース・ドレイン11と溝との間にマージン(余裕)
を設ける必要がなくなって、MOSFETのサイズを縮
小することができる。In this embodiment, even if the P-type source / drain 11 collides with the groove, the P-type silicon substrate 1 is not electrically connected. P
Margin between the source / drain 11 and the groove
Since it is not necessary to provide the device, the size of the MOSFET can be reduced.
【0018】[0018]
【発明の効果】溝の側面に不純物が導入されないので、
溝の側面にPN接合が形成されない。そのためバイポー
ラLSIの動作速度を遅らせるコレクタ−コレクタ容量
およびコレクタ−基板容量を大幅に低減することができ
た。Since impurities are not introduced into the side surface of the groove,
No PN junction is formed on the side surface of the groove. Therefore, the collector-collector capacitance and the collector-substrate capacitance, which slow down the operation speed of the bipolar LSI, can be significantly reduced.
【0019】基本トランジスタサイズ7μm×5μm、
N型エピタキシャル層の厚さが1.0μm、N型埋込層
の厚さが2.0μm、溝の深さが5.0μm、P型シリ
コン基板の比抵抗が10Ωのとき、従来の約20fF
が、本発明では半分に減った。リングオシレータの周波
数は約10%向上した。Basic transistor size 7 μm × 5 μm,
When the thickness of the N-type epitaxial layer is 1.0 μm, the thickness of the N-type buried layer is 2.0 μm, the depth of the groove is 5.0 μm, and the specific resistance of the P-type silicon substrate is 10Ω, it is about 20 fF.
However, in the present invention, it is reduced to half. The frequency of the ring oscillator is improved by about 10%.
【図1】本発明の第1の実施例を工程順に示す断面図で
ある。FIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the present invention in process order.
【図2】本発明の第2の実施例を示す断面図である。FIG. 2 is a sectional view showing a second embodiment of the present invention.
【図3】従来のトレンチアイソレーションの形成方法を
示す断面図である。FIG. 3 is a sectional view showing a conventional method for forming trench isolation.
1 P型シリコン基板 2a N型埋込層 2b P型埋込層 3 N型エピタキシャル層 3a Nウェル 3b Pウェル 4,4a,4b,4c 酸化シリコン膜 5 窒化シリコン膜 6 常圧CVD酸化シリコン膜 7 P型チャネルストッパ 8 ポリシリコン 9 酸化シリコン膜 10 ゲート電極 11 P型ソース・ドレイン 1 P-type silicon substrate 2a N-type buried layer 2b P-type buried layer 3 N-type epitaxial layer 3a N well 3b P well 4, 4a, 4b, 4c Silicon oxide film 5 Silicon nitride film 6 Normal pressure CVD silicon oxide film 7 P-type channel stopper 8 Polysilicon 9 Silicon oxide film 10 Gate electrode 11 P-type source / drain
Claims (3)
程と、常圧CVD法によって前記溝の底面には薄く他の
領域には厚くなるように絶縁膜を堆積する工程と、前記
絶縁膜をマスクとしてイオン注入することにより、前記
溝の底面直下に不純物層を形成する工程とを含む半導体
装置の製造方法。1. A step of forming a groove on one main surface of a semiconductor substrate, a step of depositing an insulating film by a normal pressure CVD method so that the bottom surface of the groove is thin and other areas are thick. And a step of forming an impurity layer just below the bottom surface of the groove by ion implantation using the insulating film as a mask.
層を形成したのち、N型エピタキシャル層を成長する工
程と、前記N型エピタキシャル層および前記N型埋込層
を貫通して前記P型シリコン基板に達する溝を形成する
工程と、常圧CVD法によって前記溝の底面には薄く他
の領域には厚くなるように絶縁膜を堆積する工程と、前
記絶縁膜をマスクとしてイオン注入することにより、前
記溝の底面直下に不純物層を形成する工程とを含む半導
体装置の製造方法。2. A step of forming an N-type buried layer on one main surface of a P-type silicon substrate and then growing an N-type epitaxial layer, and penetrating the N-type epitaxial layer and the N-type buried layer. To form a groove reaching the P-type silicon substrate, a step of depositing an insulating film by a normal pressure CVD method so that the bottom surface of the groove is thin and other areas are thick, and the insulating film is used as a mask. A step of forming an impurity layer just below the bottom surface of the groove by ion implantation.
型埋込層およびP型埋込層を形成したのち、N型エピタ
キシャル層を成長する工程と、前記N型埋込層上の前記
N型エピタキシャル層にはNウェルを形成し、前記P型
埋込層上の前記N型エピタキシャル層にはPウェルを形
成する工程と、前記Nウェルと前記Pウェルとの分離領
域に前記P型シリコン基板に達する溝を形成する工程
と、常圧CVD法によって前記溝の底面には薄く他の領
域には厚くなるように絶縁膜を堆積する工程と、前記絶
縁膜をマスクとしてイオン注入することにより、前記溝
の底面直下に不純物層を形成する工程とを含む半導体装
置の製造方法。3. A P-type silicon substrate is provided with N on a part of its main surface.
A step of growing an N type epitaxial layer after forming the type buried layer and the P type buried layer, and forming an N well in the N type epitaxial layer on the N type buried layer, Forming a P-well in the N-type epitaxial layer on the buried layer, forming a groove reaching the P-type silicon substrate in an isolation region between the N-well and the P-well, and using an atmospheric pressure CVD method. A step of depositing an insulating film so that it is thin on the bottom surface of the groove and thick in other regions, and a step of forming an impurity layer just below the bottom surface of the groove by ion implantation using the insulating film as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device including.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7496492A JPH05283520A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP7496492A JPH05283520A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05283520A true JPH05283520A (en) | 1993-10-29 |
Family
ID=13562500
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP7496492A Pending JPH05283520A (en) | 1992-03-31 | 1992-03-31 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH05283520A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0929098A1 (en) * | 1998-01-13 | 1999-07-14 | STMicroelectronics S.r.l. | Process for selectively implanting dopants into the bottom of a deep trench |
KR20010004674A (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-15 | 김영환 | Manufacturing method for semiconductor device |
US6750526B2 (en) | 2001-11-22 | 2004-06-15 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device with trench isolation having reduced leak current |
KR100729017B1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-06-14 | 주식회사 케이이씨 | Isolation structure method of making of of semiconductor device |
US7491614B2 (en) | 2005-01-13 | 2009-02-17 | International Business Machines Corporation | Methods for forming channel stop for deep trench isolation prior to deep trench etch |
JP2011138905A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Toshiba Corp | Solid-state imaging device |
WO2020209107A1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state imaging device |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61127147A (en) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH01251736A (en) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH0258368A (en) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
-
1992
- 1992-03-31 JP JP7496492A patent/JPH05283520A/en active Pending
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS61127147A (en) * | 1984-11-26 | 1986-06-14 | Hitachi Ltd | Semiconductor device |
JPH01251736A (en) * | 1988-03-31 | 1989-10-06 | Toshiba Corp | Manufacture of semiconductor device |
JPH0258368A (en) * | 1988-08-24 | 1990-02-27 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0929098A1 (en) * | 1998-01-13 | 1999-07-14 | STMicroelectronics S.r.l. | Process for selectively implanting dopants into the bottom of a deep trench |
US6235610B1 (en) | 1998-01-13 | 2001-05-22 | Stmicroelectronics S.R.L. | Process for selectively implanting dopants into the bottom of a deep trench |
KR20010004674A (en) * | 1999-06-29 | 2001-01-15 | 김영환 | Manufacturing method for semiconductor device |
US6750526B2 (en) | 2001-11-22 | 2004-06-15 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device with trench isolation having reduced leak current |
US7491614B2 (en) | 2005-01-13 | 2009-02-17 | International Business Machines Corporation | Methods for forming channel stop for deep trench isolation prior to deep trench etch |
KR100729017B1 (en) * | 2006-01-05 | 2007-06-14 | 주식회사 케이이씨 | Isolation structure method of making of of semiconductor device |
JP2011138905A (en) * | 2009-12-28 | 2011-07-14 | Toshiba Corp | Solid-state imaging device |
US8445950B2 (en) | 2009-12-28 | 2013-05-21 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Solid-state imaging device |
WO2020209107A1 (en) * | 2019-04-12 | 2020-10-15 | ソニーセミコンダクタソリューションズ株式会社 | Solid-state imaging device |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6713790B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
US5171702A (en) | Method for forming a thick base oxide in a BiCMOS process | |
US4897703A (en) | Recessed contact bipolar transistor and method | |
EP0036082A1 (en) | A self-aligned process for providing an improved high performance bipolar transistor | |
KR20020019560A (en) | Bipolar transistor and method of manufacture thereof | |
JPS6347963A (en) | Integrated circuit and manufacture of the same | |
US4853342A (en) | Method of manufacturing semiconductor integrated circuit device having transistor | |
JPS63305560A (en) | Manufacture of completely self-aligning bipolar transistor | |
US6352901B1 (en) | Method of fabricating a bipolar junction transistor using multiple selectively implanted collector regions | |
JP3172031B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
US6319786B1 (en) | Self-aligned bipolar transistor manufacturing method | |
EP0281235B1 (en) | Bipolar transistor fabrication utilizing cmos techniques | |
EP0272491B1 (en) | Deep trench isolation with surface contact to substrate | |
JPH0786296A (en) | Manufacture of high-speed bipolar transistor | |
JPH05283520A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
US5065209A (en) | Bipolar transistor fabrication utilizing CMOS techniques | |
JP3456864B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP3361110B2 (en) | Method for fabricating a CMOS structure | |
EP0409041B1 (en) | A method for forming a thick base oxide in a BiCMOS process | |
JP3207561B2 (en) | Semiconductor integrated circuit and method of manufacturing the same | |
JP2697631B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP4213298B2 (en) | Manufacturing method of semiconductor device | |
KR950000139B1 (en) | Bipolar transistor and manufacturing method thereof | |
JP2677258B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
KR920009365B1 (en) | Manufacturing method of bipolar transistor |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19980707 |