JPH06291182A - 半導体装置及び製造方法 - Google Patents

半導体装置及び製造方法

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JPH06291182A
JPH06291182A JP5096926A JP9692693A JPH06291182A JP H06291182 A JPH06291182 A JP H06291182A JP 5096926 A JP5096926 A JP 5096926A JP 9692693 A JP9692693 A JP 9692693A JP H06291182 A JPH06291182 A JP H06291182A
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JP
Japan
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insulating film
semiconductor device
element isolation
gate electrode
groove
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Withdrawn
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JP5096926A
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English (en)
Inventor
Tomofune Tani
智船 谷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 フィールドシールド素子分離を有する半導体
装置に於いて、微細化・高集積化を図り、かつ安定に形
成することを可能とする構造及び製造方法を提供する。 【構成】 シリコン基板に異方性エッチングにより溝部
3を形成し、前記溝部内側に熱酸化により第1の絶縁膜
4を形成する。この後、前記溝部内にLPCVDによる
堆積と全面エッチバックにより、素子分離ゲート電極
6、第2の絶縁膜8を順次形成し、半導体装置に於ける
素子分離を完成する。 【効果】 素子分離形成時の寸法変換差が抑制されるた
め、半導体装置の微細化・高集積化が図られ、かつ素子
分離による段差は低減されるため、素子分離形成後のそ
しの形成が安定に行われる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置及びその製
造方法に関するもので、特に素子分離を行う半導体装置
及びその製造方法に好適である。
【0002】
【従来の技術】従来の半導体装置に於ける素子分離方法
として、LOCOS法(選択酸化法)が広く用いられて
いる。しかし素子分離形成時に発生する所謂バーズビー
クによる寸法変換差が、半導体装置の微細化・高集積化
を図る上で問題となっている。この問題を解決する技術
としてIEDM Tech. Dig., P246 (1988)の「FULLY PLANA-
RIZED 0.5μm TECHNOLOGIES FOR 16MDRAM」に見られる
フィールドシールド素子分離方法がある。以下このフィ
ールドシールド素子分離方法を用いた半導体装置の製造
方法を図4及び図5を用いて示す。まず、図4(a)に
示すように、p型のシリコン基板101全面に素子分離
領域に形成される寄生トランジスタの閾値を上げ素子分
離能力を高めるため、B+をイオン注入し、第1の不純
物拡散領域103を形成する。ここで、B+のドーズ量
は1×1012cm-2程度である。次に、図4(b)に示す
ように、第1のシリコン酸化膜104を10〜50nm、
第1の多結晶シリコン膜105を100〜300nm、第
2のシリコン酸化膜106を100〜300nmと順次形
成する。この後、第1のシリコン酸化膜104、第1の
多結晶シリコン膜105、第2のシリコン酸化膜106
をエッチング法によりパターニングし、図4(c)に示
すように、素子分離ゲート酸化膜107、素子分離ゲー
ト電極108、素子分離ゲート上部酸化膜109を形成
する。この後、前記素子分離ゲート電極108の側壁に
サイドウォール酸化膜を形成し、図5(a)に示すよう
に、素子分離サイドウォール酸化膜110を形成する。
このようにして素子分離を完成する。この後、図5
(b)に示すように、既知の方法により、ゲート酸化膜
111、ゲート電極112、LDD(Lightly Doped Dr
ain)領域となる第2の不純物拡散領域113、サイド
ウォール酸化膜114及びソース・ドレイン領域となる
第3の不純物拡散領域115を順次形成し、トランジス
タを形成し、層間絶縁膜116を形成し、半導体装置を
完成する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】従来は、前述のように
フィールドシールド素子分離方法はシリコン基板上に素
子分離用のゲート電極を形成するため、厚さ200〜6
00nm程の段差が発生し、LOCOS素子分離方法に比
べ段差が厳しくなっている。このため、素子の微細化を
進める上で例えばトランジスタのゲート電極エッチング
時の段差部のエッチング残りに起因する隣接するゲート
電極間の短絡等の段差による後工程のパターン形成が安
定に行われないという問題があった。
【0004】そこで、この発明は、微細化・高集積化を
図りかつ安定に形成することを可能とする半導体装置及
びその製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために、半導体装置の製造方法に於いて、一導電型
のシリコン基板上に絶縁膜をエッチングマスクとして異
方性エッチングにより溝部を形成する手段と、前記溝部
の内側に第1の絶縁膜を形成する手段と、前記シリコン
基板上に多結晶シリコン膜を堆積し全面エッチバックす
ることにより前記溝部内に素子分離ゲート電極を形成す
る手段と、前記エッチングマスクを除去する手段と、前
記シリコン基板上に窒化シリコン膜を堆積し、全面エッ
チバックすることにより前記溝部内に第2の絶縁膜を形
成する手段とを設けたものである。
【0006】
【作用】上述のように構成された本発明の半導体装置及
びその製造方法によれば、素子分離形成時の寸法変換差
が抑制されるため、微細化・高集積化が図られ、かつ段
差が低減されるため、素子分離形成後の素子の形成が安
定に行われる。
【0007】
【実施例】以下、本発明を実施例を図面につき参照しな
がら説明する。
【0008】図3(c)が本発明の一実施例による半導
体装置で、図1〜図3が本発明の一実施例による半導体
装置の製造方法である。
【0009】この実施例に於いては、図1(a)に示す
ように、一導電型のシリコン基板1に例えばCVD法に
より窒化シリコン膜等の絶縁膜を堆積した後に、フォト
リソグラフィ法及びエッチング法により前記絶縁膜をパ
ターニングしエッチングマスク2を形成する。
【0010】次に図1(b)に示すように、前記エッチ
ングマスク2を用いて、前記シリコン基板1を異方性エ
ッチングすることにより、溝部3を形成する。
【0011】次に図1(c)に示すように、例えば熱酸
化法により溝部3の内側に第1の絶縁膜4を形成する。
ここで第1の絶縁膜は酸化シリコン膜であるが、酸化シ
リコン膜と窒化シリコン膜との複合膜である0N0膜で
もよい。また厚さは10〜50nm程度である。
【0012】次に図1(d)に示すように、例えばLP
CVD法により多結晶シリコン膜5を堆積する。ここで
多結晶シリコン膜5の厚さは例えば1000nm程度であ
る。
【0013】この後図2(a)に示すように、前記多結
晶シリコン膜5をドライエッチング法により全面エッチ
バックすることにより溝部3の内側にのみ多結晶シリコ
ン膜5を残し、素子分離ゲート電極6を形成する。ここ
で全面エッチバック時にエッチングマスク2はエッチン
グスッパーとして用いている。
【0014】次に図2(b)に示すように、熱リン酸を
用いてエッチングマスク2を除去する。
【0015】次に図1(g)に示すように、例えばCV
D法により窒化シリコン膜7を全面に堆積する。
【0016】この後前記窒化シリコン膜7を異方性エッ
チング法により全面エッチバックすることにより図1
(h)に示すように第2の絶縁膜8を形成する。
【0017】この後図1(e)に示すように、前記シリ
コン基板1の全面に熱酸化法により第3の絶縁膜9を形
成する。ここで第3の絶縁膜9はシリコン酸化膜であ
る。
【0018】この後図1(j)に示すように、前記第3
の絶縁膜9をHF等ウェットエッチング法により除去
し、清浄なシリコン基板面を形成する。
【0019】以上のようにして、半導体装置に於ける素
子分離を形成する。
【0020】この後、既知の技術により、この素子分離
領域の両側にゲート酸化膜10、ゲート電極11、LD
D(Lightly Doped Drain)領域となる第1の不純物拡
散領域12、サイドウォール13、ソース・ドレイン領
域となる第2の不純物拡散領域14を順次形成しトラン
ジスタを形成する。この後層間絶縁膜15、コンタクト
16、配線17を形成し、図1(k)に示すような半導
体装置を完成する。
【0021】以上のような実施例に於いては素子分離形
成時の寸法変換差は溝部3形成時のフォトリソグラフィ
法及びエッチング法のみで決定される。このため素子分
離幅の縮小が図られ、素子の微細化・高集積化が可能と
なる。更に、素子分離用のゲート電極を溝部3の中に形
成するため、平坦化が図られ、トランジスタ電極のエッ
チング等素子の形成が安定に行われる。また、素子分離
ゲート電極とトランジスタゲート電極との絶縁を図る第
2の絶縁膜8を窒化シリコン膜で形成しているため、犠
牲酸化膜である第3の絶縁膜9を除去するときに膜べり
が発生しない。このため素子分離ゲート電極6とトラン
ジスタゲート電極11との絶縁が安定に行われる。
【0022】素子分離は配線17をグランド電位に落と
して素子分離ゲート電極6を接地することにより行う。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体装置に於いて、微細化・高集積化を図りかつ安定
に形成することを可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図1】(a)〜(d)は本発明の一実施例による半導
体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【図2】(a)〜(d)は、図1に引き続き、本発明の
一実施例による半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。
【図3】(a)〜(c)は、図1に引き続き、本発明の
一実施例による半導体装置の製造方法を工程順に示す断
面図である。
【図4】(a)〜(c)は、従来の半導体装置の製造方
法を工程順に示す断面図である。
【図5】(a)、(b)は、図4に引き続き、従来の半
導体装置の製造方法を工程順に示す断面図である。
【符号の説明】
1 一導電型シリコン基板 2 エッチングマスク 3 溝部 4 第1の絶縁膜 5 多結晶シリコン膜 6 素子分離ゲート電極 7 窒化シリコン膜 8 第2の絶縁膜 9 第3の絶縁膜 10 ゲート酸化膜 11 ゲート電極 12 第1の不純物拡散領域 13 サイドウォール 14 第2の不純物拡散領域 15 層間絶縁膜 16 コンタクトホール 17 配線

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一導電型のシリコン基板に形成された
    溝部と、この溝部の表面を覆う第1の絶縁膜と、 前記溝部内に前記第1の絶縁膜を介して配置された素子
    分離用ゲート電極と、 前記素子分離用ゲート電極の上面を覆う第2の絶縁膜
    と、 前記第2の絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介し
    て前記素子分離用ゲート電極に接続された配線層とを備
    えたことを特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】 前記第1の絶縁膜が酸化シリコンから
    なり、前記第2の絶縁膜は窒化シリコンからなることを
    特徴とする請求項1に記載の半導体装置。
  3. 【請求項3】 一導電型のシリコン基板に形成された
    溝部と、この溝部内に周囲を絶縁層によって覆われて埋
    設された素子分離用ゲート電極と、 前記絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して前記
    素子分離用ゲート電極に接続された配線層とを備えたこ
    とを特徴とする半導体装置。
  4. 【請求項4】 前記素子分離用ゲート電極が接地電位
    に保たれることを特徴とする請求項1乃至請求項3に記
    載の半導体装置。
  5. 【請求項5】 前記溝部の両側にそれぞれトランジス
    タが配置されたことを特徴とする請求項1乃至請求項4
    に記載の半導体装置。
  6. 【請求項6】 一導電型のシリコン基板上に絶縁膜を
    エッチングマスクとして異方性エッチングにより溝部を
    形成する工程と、 前記溝部の内側に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記シリコン基板上に多結晶シリコン膜を堆積し全面エ
    ッチバックすることにより前記溝部内に素子分離ゲート
    電極を形成する工程と、 前記エッチングマスクを除去する工程と、 前記シリコン基板上に窒化シリコン膜を堆積し、全面エ
    ッチバックすることにより前記溝部内に第2の絶縁膜を
    形成する工程とを具備することを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  7. 【請求項7】 前記エッチングマスクを窒化シリコン
    膜でLPCVD法で堆積した後に、フォトリソグラフィ
    法及びエッチング法によりパターニングし形成する工程
    と、 前記第1の絶縁膜を熱酸化法により、酸化シリコン膜で
    形成する工程と、 前記エッチングマスクを熱リン酸で除去する工程とを具
    備することを特徴とする請求項5に記載の半導体装置の
    製造方法。
JP5096926A 1993-03-30 1993-03-30 半導体装置及び製造方法 Withdrawn JPH06291182A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19929684B4 (de) * 1998-06-29 2009-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Verfahren für die Ausbildung eines von einem Schmalkanaleffekt freien Transistors durch Verwendung einer in die Flachgrabenisolation eingebetteten, leitenden Abschirmung

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19929684B4 (de) * 1998-06-29 2009-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon Verfahren für die Ausbildung eines von einem Schmalkanaleffekt freien Transistors durch Verwendung einer in die Flachgrabenisolation eingebetteten, leitenden Abschirmung

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