JPH0621213A - 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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JPH0621213A
JPH0621213A JP17462392A JP17462392A JPH0621213A JP H0621213 A JPH0621213 A JP H0621213A JP 17462392 A JP17462392 A JP 17462392A JP 17462392 A JP17462392 A JP 17462392A JP H0621213 A JPH0621213 A JP H0621213A
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JP
Japan
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mask
film
insulating film
etched
trench
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP17462392A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsukazu Nishimura
哲一 西村
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体装置の製造方法に関し,半導体基体に
素子領域を区画する深いトレンチと素子領域内に分離帯
となる浅いトレンチを精度よく形成する方法を目的とす
る。 【構成】 第1のマスクを用いて半導体基体3をエッチ
ングして浅いトレンチ7を形成した後全面に絶縁膜8を
被着し, 深いトレンチ形成用の第2のマスク9を用いて
絶縁膜8をエッチングして開口8aを形成し, 第2のマス
ク9及び開口8aの形成された絶縁膜8をマスクにして半
導体基体1, 2, 3 をエッチングして深いトレンチ10を形
成するように構成する。また,第1のマスクを用いて半
導体基体3をエッチングして浅いトレンチを形成した後
全面に表面がなだらかな絶縁膜を形成し, 深いトレンチ
形成用の第2のマスクを用いて絶縁膜をエッチングして
開口を形成し, 開口の形成されたなだらかな絶縁膜をマ
スクにして半導体基体1, 2, 3 をエッチングして深いト
レンチ10を形成するように構成する。

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
係り,特に,半導体基体に素子領域を区画する深いトレ
ンチと素子領域内に分離帯となる浅いトレンチを形成す
る方法に関する。
【0002】近年のLSIには高速化,高集積化が要求
される。高速化,高集積化のためには,寄生容量や寄生
抵抗の削減,デバイスの平坦化,素子の微細化が重要と
なってくる。
【0003】このため,素子領域内の分離帯の形成技術
として,従来のLOCOS技術に代わるシャロートレン
チ(浅いトレンチ)技術を用いることが必須とされる。
また,素子間分離として用いるディープトレンチ(深い
トレンチ)も共存することになり,素子の微細化により
横方向が縮小されるにしたがって,素子を精度よく形成
することが困難となり,浅いトレンチと深いトレンチを
如何に精度よく共存させるかが重要となる。
【0004】
【従来の技術】図7(a) 〜(d) 及び図8(e) 〜(h) は従
来例を示す工程順断面図(その1)及び(その2)であ
る。
【0005】以下,これらの図を参照しながら,従来例
の概略を説明する。 図7(a) 参照 例えばP型Si基板1にN+ 型埋込み層2を形成し,そ
の上にN- 型エピタキシャル層3を成長する。表面に熱
酸化膜4を形成し,その上に窒化シリコン膜5を成長す
る。
【0006】図7(b) 参照 窒化シリコン膜5の上にレジストマスク6を形成し,レ
ジストマスク6をマスクにして窒化シリコン膜5と熱酸
化膜4をエッチングして除去する。
【0007】図7(c) 参照 レジストマスク6と窒化シリコン膜5と熱酸化膜4をマ
スクにしてN- 型エピタキシャル層3をエッチングし,
浅いトレンチ7を形成する。
【0008】図7(d) 参照 全面にPSG膜8を被着し,その上に深いトレンチ形成
用の開口9aを有するレジストマスク9を形成する。
【0009】図8(e) 参照 開口9aからPSG膜8をエッチングして開口8aを形成し
た後, レジストマスク9を剥離する。
【0010】図8(f) 参照 PSG膜8をマスクにして,開口8aからN- 型エピタキ
シャル層3,N+ 型埋込み層2,P型Si基板1をエッ
チングし,深いトレンチ10を形成する。
【0011】図8(g) 参照 PSG膜8を除去する。半導体基体に浅いトレンチ7と
深いトレンチ10が形成されている。
【0012】図8(h) 参照 全面に絶縁膜として例えばSiO2 を堆積して深いトレ
ンチ10及び浅いトレンチ7を埋め込んだ後,全面を平坦
にエッチバックする。かくして,深いトレンチ10を素子
分離帯及び浅いトレンチ7を電極分離帯とする半導体基
板が得られる。
【0013】ところが,素子の微細化に伴い,素子形成
領域内で隣り合う部分の間隔が狭い場所(浅いトレンチ
の幅の小さい部分)では,PSG膜8の成長が十分でな
く,底からの膜厚が他の場所より薄くなっている。
【0014】そのため,PSG膜8をマスクにして深い
トレンチを形成する際,PSG膜8もエッチングされ,
素子形成領域内の浅いトレンチ7内のN- 型エピタキシ
ャル層3が露出し,図8(f) に示すように半導体基体1,
2, 3 までがエッチングされてしまう(基体エッチング
部10a ) 。
【0015】その後,深いトレンチ10及び浅いトレンチ
7をSiO2 で埋め込んだ時,図8(h) に示すように素
子形成領域内の浅いトレンチ7下にSiO2 の突出し部
11aを生じ,トランジスタ特性における不良発生の原因
となる。
【0016】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の問題に
鑑み,深いトレンチ10を形成する際,浅いトレンチ7内
のN- 型エピタキシャル層3が露出しないようにして,
浅いトレンチ7下の半導体基体がエッチングされないよ
うな方法を提供することを目的とする。
【0017】
【課題を解決するための手段】上記課題は,半導体基体
1, 2, 3 に素子領域を区画する深いトレンチ及び該素子
領域内の分離帯となる浅いトレンチを形成するに際し,
第1のマスク6を用いて該半導体基体3をエッチングし
て浅いトレンチ7を形成した後全面に絶縁膜8を被着
し, 深いトレンチ形成用の第2のマスク9を用いて該絶
縁膜8をエッチングして開口8aを形成し, 該第2のマス
ク9及び該開口8aの形成された絶縁膜8をマスクにして
該半導体基体1, 2, 3 をエッチングして深いトレンチ10
を形成する半導体装置の製造方法によって解決される。
【0018】また,半導体基体1, 2, 3 に素子領域を区
画する深いトレンチ及び該素子領域内の分離帯となる浅
いトレンチを形成するに際し,第1のマスク6を用いて
該半導体基体3をエッチングして浅いトレンチ7を形成
した後全面に表面がなだらかな絶縁膜 8, 23を形成し,
深いトレンチ形成用の第2のマスク9を用いて該絶縁膜
8, 23をエッチングして開口8aを形成し, 該開口8aの形
成されたなだらかな絶縁膜8,23をマスクにして該半導体
基体1, 2, 3 をエッチングして深いトレンチ10を形成す
る半導体装置の製造方法によって解決される。
【0019】
【作用】本発明では,深いトレンチ10を形成する際,第
2のマスク9及び開口8aの形成された絶縁膜8をマスク
にして半導体基体1, 2, 3 のエッチングを行っている。
このようにすれば,絶縁膜8にカバレッジの悪い部分が
あっても開口8aの形成された絶縁膜8上の第2のマスク
9を十分厚く形成しておくことにより,深いトレンチ10
を形成する際浅いトレンチ7内に半導体基体3の露出す
ることを防ぐことができる。
【0020】また,絶縁膜8, 23 を形成する際,表面が
なだらかな形状となるように形成してカバレッジの悪い
部分を補ってやれば,浅いトレンチ7上の絶縁膜の厚さ
が薄くなることがないから,深いトレンチ10を形成する
際,浅いトレンチ7内に半導体基体3の露出することを
防ぐことができる。
【0021】
【実施例】図1(a) 〜(d), 図2(e) 〜(h), 図3(i)
〜(l), 図4(m), (n)は,それぞれ第1の実施例を示す
工程順断面図 (その1), (その2), (その3), (その
4)である。
【0022】以下,これらの図を参照しながら第1の実
施例について説明する。 図1(a) 参照 例えばP型Si基板1に厚さが1〜1.5 μmのN+ 型埋
込み層2を形成し,その上に厚さが例えば 1.5μmのN
- 型エピタキシャル層3を成長する。N- 型エピタキシ
ャル層3の表面に厚さが例えば 100Åの熱酸化膜4を形
成し,その上に厚さが1500〜2000ÅのCVD窒化シリコ
ン膜5を成長する。
【0023】図1(b) 参照 窒化シリコン膜5の上にレジストマスク6を形成し,レ
ジストマスク6をマスクにして窒化シリコン膜5と熱酸
化膜4をエッチングして除去する。エッチングされて残
ったパターンの間隔は例えば 1.5μmである。
【0024】図1(c) 参照 レジストマスク6と窒化シリコン膜5と熱酸化膜4をマ
スクにしてN- 型エピタキシャル層3をエッチングし,
深さが例えば5000Åの浅いトレンチ7を形成する。
【0025】図1(d) 参照 レジストマスク6を剥離した後,全面に例えばCVD法
により,厚さが例えば1μmのPSG膜8を被着する。
【0026】図2(e) 参照 全面に厚さが1〜1.5 μmのレジストを塗布し,深いト
レンチ形成用の開口9aを有するレジストマスク9を形成
する。
【0027】図2(f) 参照 レジストマスク9をマスクにして,開口9aからPSG膜
8をドライエッチングしてPSG膜8に開口8aを形成す
る。
【0028】図2(g) 参照 レジストマスク9は剥離せずにそのままにし,レジスト
マスク9と開口8aの形成されたPSG膜8をマスクにし
て,例えばCl系ガスをエッチャントするドライエッチ
ングにより半導体基体1, 2, 3 をエッチングし, 深さが
例えば5μm,幅1〜1.5 μmの深いトレンチ10を形成
する。
【0029】図2(h) 参照 レジストマスク9を剥離した後,PSG膜8をHF系の
ウエットエッチにより除去する。このようにして,浅い
トレンチ7及び深いトレンチ10の形成を完了する。
【0030】図3(i) 参照 全面に例えばCVD法により厚さ1〜1.5 μmのSiO
2 膜11を形成した後,全面をエッチバック又は研摩して
深いトレンチ10と浅いトレンチ7にSiO2 膜11を残
す。以下,この基板の素子形成領域にバイポーラトラン
ジスタを形成する工程の概略を説明する。
【0031】図3(j) 参照 N- 型エピタキシャル層3表面を熱酸化した後,レジス
トマスク12をマスクにして例えばP+ をN- 型エピタキ
シャル層3にイオン注入し,N+ 型コレクタコンタクト
13を形成する。
【0032】図3(k) 参照 ベース形成領域を含む領域にポリSi膜14を堆積しパタ
ーニングした後,薄くSiO2 を堆積し,例えばボロン
(B)をイオン注入しその後全面にSiO2 膜15を堆積
し,ベース形成領域のSiO2 膜15及びポリSi膜14を
エッチングして開口し,薄く酸化し,そこから例えばB
+ をイオン注入して内部ベース16を形成する。
【0033】図3(l) 参照 ベース領域の開口にSiO2 側壁17を形成した後,コレ
クタコンタクト13上のSiO2 膜15に開口し,全面にポ
リSi膜18を堆積する。ポリSi膜18に例えばAs+
イオン注入する。
【0034】図4(m) 参照 マスクを用いてポリSi膜18をエッチングし,コレクタ
コンタクト13上及びエミッタ19上に電極を形成する。さ
らに,ポリSi膜14上のSiO2 膜15にベース電極形成
のための開口を形成する。
【0035】拡散処理によりポリSi膜18からAsを内
部ベース16に拡散させ,エミッタ19を形成する。同時に
ポリSi膜14からBをエピタキシャル層3に拡散させて
内部ベース16に接続する外部ベース16a を形成する。
【0036】図4(n) 参照 全面にAl膜を堆積した後,マスクを用いてそれをエッ
チングし,エミッタ電極20, コレクタ電極21, ベース電
極22を形成する。
【0037】図5(a) 〜(d) ,図6(e), (f)は第2の実
施例を示す工程順断面図(その1),(その2)であ
り,以下 これらの図を参照しながら第2の実施例につ
いて説明する。
【0038】図5(a) 参照 この図は図1(d) の再掲で,ここまでの工程は第1の実
施例と同じである。 図5(b) 参照 全面にSOGを塗布し,表面がなだらかなSOG膜23を
形成した後,200 ℃〜300 ℃程度の低温でキュアする。
【0039】図5(c) 参照 全面に厚さが例えば1〜1.5 μmのレジストを塗布し,
深いトレンチ形成用の開口 9aを有するレジストマスク
9を形成する。
【0040】図5(d) 参照 レジストマスク9をマスクにして開口9aからSOG膜23
及びPSG膜8をエッチングし,開口8aを形成した後,
レジストマスク9を剥離する。
【0041】図6(e) 参照 開口8aの形成されたSOG膜23及びPSG膜8をマスク
にして,例えばCl系ガスをエッチャントするドライエ
ッチングにより半導体基体1, 2, 3 をエッチングし, 深
さが例えば5μm,幅1〜1.5 μmの深いトレンチ10を
形成する。
【0042】SOG膜23やPSG膜8も若干エッチング
されるが,浅いトレンチに半導体基体が露出することは
ない。なお,このエッチングを行う際,SOG膜23上の
レジストマスク9を剥離せずに残しておき,マスクの一
部として使用するようにしてもよい。
【0043】図6(f) 参照 PSG膜8及び残存するSOG膜23ををドライエッチン
グにより除去する。このようにして,浅いトレンチ7及
び深いトレンチ10が形成される。
【0044】この図は図2(h) と同じであり, これ以
降,第1の実施例で説明したのと同様の工程を経て,こ
の基板にバイポーラトランジスタを形成することができ
る。
【0045】
【発明の効果】以上説明したように,本発明によれば,
半導体基体に深いトレンチと浅いトレンチを精度よく形
成して共存するようにすることができる。本発明は半導
体装置の微細化,高集積化に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a) 〜(d) は第1の実施例を示す工程順断面図
(その1)である。
【図2】(e) 〜(h) は第1の実施例を示す工程順断面図
(その2)である。
【図3】(i) 〜(l) は第1の実施例を示す工程順断面図
(その3)である。
【図4】(m), (n)は第1の実施例を示す工程順断面図
(その4)である。
【図5】(a) 〜(d) は第2の実施例を示す工程順断面図
(その1)である。
【図6】(e) ,(f) は第2の実施例を示す工程順断面図
(その2)である。
【図7】(a) 〜(d) は従来例を示す工程順断面図(その
1)である。
【図8】(e) 〜(h) は従来例を示す工程順断面図(その
2)である。
【符号の説明】
1は半導体基体でありSi基板であってp型Si基板 2は半導体基体であり埋込み層であってN+ 型埋込み層 3は半導体基体でありエピタキシャル層であってN-
エピタキシャル層 4は熱酸化膜 5は窒化シリコン膜 6はレジストマスク 7は浅いトレンチ 8は絶縁膜であってPSG膜 9はレジストマスク 8a, 9aは開口 10は深いトレンチ 10a は基体エッチング部 11は絶縁膜であってSiO2 膜 11a は突出し部 12はレジストマスク 13はコレクタコンタクト 14はポリSi膜 15はSiO2 膜 16は内部ベース 16a は外部ベース 17は側壁であってSiO2 側壁 18はポリSi膜 19はエミッタ 20はエミッタ電極 21はコレクタ電極 22はベース電極 23は絶縁膜であってSOG膜

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基体(1, 2, 3) に素子領域を区画
    する深いトレンチ及び該素子領域内の分離帯となる浅い
    トレンチを形成するに際し, 第1のマスク(6) を用いて該半導体基体(3) をエッチン
    グして浅いトレンチ(7) を形成した後全面に絶縁膜(8)
    を被着し, 深いトレンチ形成用の第2のマスク(9) を用いて該絶縁
    膜(8) をエッチングして開口(8a)を形成し, 該第2のマスク(9) 及び該開口(8a)の形成された絶縁膜
    (8) をマスクにして該半導体基体(1, 2, 3) をエッチン
    グして深いトレンチ(10)を形成することを特徴とする半
    導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 半導体基体(1, 2, 3) に素子領域を区画
    する深いトレンチ及び該素子領域内の分離帯となる浅い
    トレンチを形成するに際し, 第1のマスク(6) を用いて該半導体基体(3) をエッチン
    グして浅いトレンチ(7) を形成した後全面に表面がなだ
    らかな絶縁膜(8, 23) を形成し, 深いトレンチ形成用の第2のマスク(9) を用いて該絶縁
    膜(8, 23) をエッチングして開口(8a)を形成し, 該開口(8a)の形成されたなだらかな絶縁膜(8, 23) をマ
    スクにして該半導体基体(1,2,3) をエッチングして深い
    トレンチ(10)を形成することを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
JP17462392A 1992-07-02 1992-07-02 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH0621213A (ja)

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Effective date: 19991005