JPH06151418A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH06151418A
JPH06151418A JP29975092A JP29975092A JPH06151418A JP H06151418 A JPH06151418 A JP H06151418A JP 29975092 A JP29975092 A JP 29975092A JP 29975092 A JP29975092 A JP 29975092A JP H06151418 A JPH06151418 A JP H06151418A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
isolation region
element isolation
manufacturing
substrate
silicon oxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP29975092A
Other languages
English (en)
Inventor
Tomohito Nakamura
智史 中村
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Rohm Co Ltd
Original Assignee
Rohm Co Ltd
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Publication date
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  • Element Separation (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 簡易な工程によって基板表面および素子分離
領域表面をほぼ平坦に形成することができる半導体装置
の製造方法の提供を目的とする。 【構成】 シリコン基板2の基板表面に素子分離領域4
a(SiO2)を選択的に形成し(図1B)、さらに表面8
Mが平坦なシリコン酸化(SiO2)膜8を形成する(図1
C)。次にシリコン酸化膜8および基板表面2Mから突
出した突出部H1をエッチングで除去し、素子分離領域
4aを基板表面2Mに対し平坦にする(図1D)。シリ
コン酸化膜8の表面8Mは平坦であり、またシリコン酸
化膜8と素子分離領域の突出部H1とは同質でエッチン
グレートが同じであるため、容易に素子分離領域4aを
平坦化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【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、特に基板表面に対して素子分離領域の表面をほぼ
平坦に形成するための製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置の製造方法の概略を図
4に基づいて説明する。図4はLOCOS法による製造
工程を示している。まず、シリコン基板2を酸素雰囲気
中にさらし、基板表面にシリコン酸化膜4を成長させる
(図4A)。次に、CVD法(化学反応による気相成
長)によってシリコン酸化膜4上にさらにシリコン窒化
膜30を形成する。そして、フォトレジストを用いてパ
ターンニングし、シリコン窒化膜30に対して選択的に
開口部30aを形成する(図4B)。
【0003】続いて、図4Bに示す状態のシリコン基板
2を高温加熱する。ここで、シリコン窒化膜30は酸化
しにくい性質があるため、このシリコン窒化膜30がマ
スクとなって選択的に素子分離領域4aが形成される。
すなわち、開口部30aを通じてシリコン酸化膜4が部
分的に成長し、図4Cに示すような素子分離領域4aが
形成される。
【0004】この後、マスクとして用いたシリコン窒化
膜30、およびその下のシリコン酸化膜4をエッチング
によって除去する(図4D)。以上のようにして形成さ
れた各素子分離領域4aは、個々の素子を互いに分離、
絶縁する役割を担っている。そして、シリコン基板2上
には配線層31等、所定の積層が形成される。
【0005】ところが、図4Dに示すようにシリコン基
板2上には、素子分離領域4aが突出した状態で形成さ
れている。このため、素子分離領域4aの突出部H1で
配線に断線が生じたり、凹凸面に沿って配線が行われる
ことによって抵抗が増大するという問題がある。また、
素子分離領域4aの突出部H1の影響で、上部に形成さ
れる各種の層の厚みが不均一になり、以後の工程で露光
制御等に支障が生じるという問題もある。
【0006】このような問題を解決するため、特開平4
−209534号公報記載の技術が提案されている。こ
の技術を図5に基づいて説明する。図4に示す方法と同
様の工程を経て、シリコン基板2上に素子分離領域4a
を選択的に形成し、さらにその上にポリシリコン膜35
を形成する(図5A)。そして、このポリシリコン膜3
5を水酸化カリウム(KOH)液を用いて研磨し、素子
分離領域4aを表出させるとともに、ポリシリコン膜3
5を素子分離領域4aとほぼ同じ高さにする(図5
B)。この研磨工程において表面は平坦に加工される。
【0007】次に、エッチングによって素子分離領域4
aの突出部H1、および残存するポリシリコン膜35a
を除去する。このエッチング処理には、素子分離領域4
aおよびポリシリコン膜35のエッチングレートが等し
くなるよう調整された混合ガスが用いられる。すなわ
ち、このエッチング工程では、素子分離領域4aおよび
ポリシリコン膜35を同時に除去し、しかも平坦な表面
を得る必要がある。このため、双方のエッチングレート
が等しい混合ガスが用いられる。
【0008】こうして、図5Cに示すように、素子分離
領域4aの突出部H1が除かれ平坦化された表面を得る
ことができる。このため、素子分離領域4aの突出部H
1に起因して生じる、配線の断線や抵抗の増大等の上記
問題を解決することができる。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法には次のような問題があった。図5に示す製造方
法においては、エッチング処理に先立って、ポリシリコ
ン膜35を研磨し表面を平坦にしておく必要がある(図
5B参照)。このため、切削作業の手間がかかり製造効
率が悪いという問題があった。特に、素子分離領域4a
が表出した時点で研磨を終了させる制御が必要があり、
なおさら切削作業に手間を要する。
【0010】また、エッチングには、素子分離領域4a
およびポリシリコン膜35のエッチングレートが等しく
なるように調整された混合ガスを用いなければならない
という問題もある。
【0011】そこで本発明は、簡易な工程によって基板
表面および素子分離領域表面をほぼ平坦に形成すること
ができる半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】請求項1の半導体装置の
製造方法は、半導体基板の基板表面に選択的に形成され
る素子分離領域であって、基板表面から突出する突出部
を備えた素子分離領域を形成するステップ、基板表面お
よび突出部を覆って形成される堆積層であって、堆積層
表面がほぼ平坦な堆積層を形成するステップ、堆積層お
よび突出部をエッチングによって除去するステップ、を
備えたことを特徴としている。
【0013】請求項2の半導体装置の製造方法は、請求
項1の半導体装置の製造方法において、素子分離領域お
よび堆積層は同質の物質によって形成されている、こと
を特徴とする半導体装置の製造方法。
【0014】請求項3の半導体装置の製造方法は、請求
項1の半導体装置の製造方法において、素子分離領域お
よび堆積層はSiO2によって形成されている、ことを特徴
とする半導体装置の製造方法。
【0015】
【作用】請求項1の半導体装置の製造方法においては、
堆積層の堆積層表面は、ほぼ平坦なものとして形成さ
れ、その後、堆積層および突出部がエッチングによって
除去される。したがって、基板表面に対しほぼ平坦な素
子分離領域表面を容易に得ることができる。すなわち、
エッチングによって平行的な浸食が行われるため、堆積
層表面をほぼ平坦に形成し、かつ堆積層および突出部を
エッチングによって除去すれば、基板表面に対しほぼ平
坦な素子分離領域表面を形成することができる。
【0016】請求項2の半導体装置の製造方法において
は、素子分離領域および堆積層は同質の物質によって形
成されている。また、請求項3の半導体装置の製造方法
においては、素子分離領域および堆積層はSiO2によって
形成されている。したがって、素子分離領域および堆積
層のエッチングレートも同じであり、単一種のエッチン
グ用化学物質を用いて、堆積層および基板表面から突出
した素子分離領域をエッチングすることができる。
【0017】
【実施例】本発明の一実施例を電界効果トランジスタの
製造方法を例に説明する。図1Aに示すように、まず半
導体基板としてのシリコン基板2を酸素雰囲気中にさら
し、基板表面上にシリコン酸化(SiO2)膜4を成長させ
る。次に、CVD法(化学反応による気相成長)によっ
てシリコン酸化膜4上にさらにシリコン窒化膜6を形成
する。この後、フォトレジストを用いてパターンニング
し、シリコン窒化膜6に対して選択的に開口部6aを形
成する。
【0018】続いて、図1Aに示す状態のシリコン基板
2を高温加熱する。ここで、シリコン窒化膜6は酸化し
にくい性質があるため、このシリコン窒化膜6がマスク
となって選択的に素子分離領域4aが形成される。すな
わち、開口部6aを通じてシリコン酸化膜4が部分的に
成長し、図1Bに示すように選択的に素子分離領域4a
(SiO2)が形成される。なお、シリコン基板2の表面部
で成長した素子分離領域4aは、基板表面2Mから突出
し突出部H1を備えて形成される。
【0019】この後、マスクとして用いたシリコン窒化
膜6をエッチングによって除去する。そして、基板表面
2Mおよび突出部H1を覆って、堆積層であるシリコン
酸化(SiO2)膜8を形成する(図1C)。このシリコン
酸化膜8は、LP-CVD装置(減圧CVD装置)によ
って形成する。すなわち、約800度のCVD装置内
で、シリコン基板2の表面部にモノシラン(SiH4)ガス
および亜酸化窒素(N2O)ガスを供給し、シリコン酸化
膜8を形成する。
【0020】この場合、シリコン酸化膜8は約1000
0オングストロームの厚さ堆積し、堆積層表面であるシ
リコン酸化膜表面8Mはほぼ平坦になる。なお、シリコ
ン酸化膜8の代りに、ホウ素ケイ酸ガラス(BPSG)
を用いて堆積層を形成してもよい。この場合は、熱処理
を施すことによって、より平坦な堆積層表面を得ること
ができる。
【0021】次に、シリコン酸化膜8および素子分離領
域4aの突出部H1をエッチングによって除去する。エ
ッチング後の状態を示すものが図1Dである。上に述べ
たように、エッチング前のシリコン酸化膜表面8Mはほ
ぼ平坦に形成されている(図1C参照)。このため、エ
ッチング処理によって平行的な浸食を施せば、図1Dに
示すように全体的に平坦な表面部、つまり基板表面2M
に対してほぼ平坦な素子分離領域表面4Mを得ることが
できる。したがって、例えば研磨工程等によって表面を
平坦にする必要がない。
【0022】また、素子分離領域4aは上述のようにシ
リコン酸化膜4が成長したものであり(図1A、B)、
その上にシリコン酸化膜8が形成されている。このよう
に両者は同質の物質によって形成されている。このた
め、双方のエッチングレートも同じであり、単一種のエ
ッチング用化学物質を用いてエッチングすることができ
る。本実施例においては、エッチング用化学物質として
フッ酸水溶液を用いている。このように、エッチング工
程において、例えば混合ガス等を用いる必要がない。
【0023】以上のようにして表面部を平坦化した後、
素子分離領域4a間のシリコン酸化膜4を除去し、ここ
に新たにゲート絶縁膜3を形成する。そして、ポリシリ
コン膜10、シリコン酸化膜12を重ねて形成する(図
2A)。
【0024】この後、さらにレジスト膜14を形成し、
写真蝕刻法によってパターニングしてレジストパターン
14Gを得る。続いて、このレジストパターン14Gを
マスクとしてポリシリコン膜10、シリコン酸化膜12
をエッチングし、ゲート絶縁膜3G、ゲート電極10G
およびシリコン酸化膜12Gを形成する(図2B)。そ
して、これらゲート電極10G等をマスクとして不純物
を打ち込み、ゲート電極10Gの両側に素子領域16、
18を形成する。この状態が図2Bである。
【0025】次に、シリコン酸化膜12G上のレジスト
パターン14Gを除去し、ゲート電極10Gの側面にサ
イドウォール12Sを形成する。そして、図1Cに示す
ように、全面に渡ってシリコン酸化膜20を形成する。
続いて、素子領域16、18上に位置するシリコン酸化
膜20を除去し、開口部K2を作る(図3A)。この
後、開口部K2を通じて素子領域16、18に対する電
極25を形成する。
【0026】以上のようにして図3Bに示す電界効果ト
ランジスタを得る。図に示すように、素子分離領域4a
は基板表面2Mに対して平坦化されており、この上に沿
って電極25が形成されている。したがって、素子分離
領域4aの突出の影響を受けて電極25に断線が生じた
り、電極25の抵抗が増大してしまうことはない。
【0027】なお、上記の実施例は電界効果トランジス
タの製造方法を例に説明したが、本発明はこれに限られ
るものではなく他の半導体装置の製造にも適用すること
ができる。
【0028】
【発明の効果】請求項1の半導体装置の製造方法におい
ては、堆積層の堆積層表面は、ほぼ平坦なものとして形
成され、その後、堆積層および突出部がエッチングによ
って除去される。したがって、基板表面に対しほぼ平坦
な素子分離領域表面を容易に得ることができる。すなわ
ち、エッチングによって平行的な浸食が行われるため、
堆積層表面をほぼ平坦に形成し、かつ堆積層および突出
部をエッチングによって除去すれば、基板表面に対しほ
ぼ平坦な素子分離領域表面を形成することができる。
【0029】したがって、例えば表面を平坦にするため
の研磨工程等が不要であり、簡易な工程によって基板表
面および素子分離領域表面をほぼ平坦に形成することが
できる。つまり、製造効率の良い半導体装置の製造方法
を得ることができる。
【0030】請求項2の半導体装置の製造方法において
は、素子分離領域および堆積層は同質の物質によって形
成されている。また、請求項3の半導体装置の製造方法
においては、素子分離領域および堆積層はSiO2によって
形成されている。したがって、素子分離領域および堆積
層のエッチングレートも同じであり、単一種のエッチン
グ用化学物質を用いて、堆積層および基板表面から突出
した素子分離領域をエッチングすることができる。
【0031】このため、例えばエッチングのための混合
ガス等を用意する必要がなく、さらに簡易な工程によっ
て基板表面および素子分離領域表面をほぼ平坦に形成す
ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を示す電界効果トランジスタの製造工程を示す図であ
る。
【図2】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を示す電界効果トランジスタの製造工程を示す図であ
る。
【図3】本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を示す電界効果トランジスタの製造工程を示す図であ
る。
【図4】従来の半導体装置の製造方法を示す図である。
【図5】従来の半導体装置の他の製造方法を示す図であ
る。
【符号の説明】
2・・・・・シリコン基板 8・・・・・シリコン酸化膜 2M・・・・・基板表面 4a・・・・・素子分離領域 8M・・・・・シリコン酸化膜表面 H1・・・・・突出部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205 21/31 9274−4M H01L 21/94 Z

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基板の基板表面に選択的に形成され
    る素子分離領域であって、基板表面から突出する突出部
    を備えた素子分離領域を形成するステップ、 基板表面および突出部を覆って形成される堆積層であっ
    て、堆積層表面がほぼ平坦な堆積層を形成するステッ
    プ、 堆積層および突出部をエッチングによって除去するステ
    ップ、 を備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】請求項1の半導体装置の製造方法におい
    て、 素子分離領域および堆積層は同質の物質によって形成さ
    れている、 ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】請求項1の半導体装置の製造方法におい
    て、 素子分離領域および堆積層はSiO2によって形成されてい
    る、 ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP29975092A 1992-11-10 1992-11-10 半導体装置の製造方法 Pending JPH06151418A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554560A (en) * 1994-09-30 1996-09-10 United Microelectronics Corporation Method for forming a planar field oxide (fox) on substrates for integrated circuit
JPH08330412A (ja) * 1995-05-31 1996-12-13 Nec Corp 半導体装置の製造方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5554560A (en) * 1994-09-30 1996-09-10 United Microelectronics Corporation Method for forming a planar field oxide (fox) on substrates for integrated circuit
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