JPH08236608A - Fabrication of semiconductor device - Google Patents

Fabrication of semiconductor device

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JPH08236608A
JPH08236608A JP6513495A JP6513495A JPH08236608A JP H08236608 A JPH08236608 A JP H08236608A JP 6513495 A JP6513495 A JP 6513495A JP 6513495 A JP6513495 A JP 6513495A JP H08236608 A JPH08236608 A JP H08236608A
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JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
field shield
silicon oxide
film
gate electrode
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP6513495A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomofune Tani
智船 谷
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Nippon Steel Corp
Original Assignee
Nippon Steel Corp
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH08236608A publication Critical patent/JPH08236608A/en
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Abstract

PURPOSE: To realize finer patterning and higher integration by reducing the dimensional conversion error after patterning at the time of isolation. CONSTITUTION: An insulation film 2, polysilicon and silicon oxide are deposited sequentially on a silicon substrate 1. Resist is then formed thereon by photolithography and the silicon oxide is patterned by wet etching using the resist as a mask thus forming an insulation film 6 overlying the field shield gate. The resist is removed by ashing. Subsequently, the polysilicon is subjected to dry etching using the insulation film 6 as a mask thus forming a field shield gate electrode 7. Finally, the side wall part of the field shield gate electrode 7 is subjected to thermal oxidation thus depositing silicon oxide 8 on the exposed part thereof.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、フィールドシールド技
術によって素子分離を行う半導体装置の製造方法に関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which elements are separated by a field shield technique.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置において、シリコン基板上に
形成される各素子を相互に電気的に分離(素子分離)す
る方法として、LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 法
が広く用いられている。しかし、この LOCOS法では、素
子分離領域を形成するときに発生する、いわゆるバーズ
・ビークによる寸法変換差が、集積回路の微細化、高集
積化を図る上で障害となる。かかる問題を解決する方法
として、フィールドシールド(Field-Shield)素子分離技
術が提案されている。これは、素子分離領域にシールド
電極を形成し、このシールド電極の電位を固定すること
によって、素子分離領域の寄生MOSトランジスタの電
位をカットオフする技術である。かかる技術について
は、例えば、「FULLY PLANARIZED 0.5μm TECHNOLOGIES
FOR 16M DRAM (IEDM Tech. Dig. p246 (1988) )」に
おいて説明されている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device, a LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method is widely used as a method of electrically isolating elements formed on a silicon substrate (element isolation) from each other. However, in the LOCOS method, a dimensional conversion difference due to so-called bird's beaks that occurs when forming the element isolation region becomes an obstacle to miniaturization and high integration of the integrated circuit. As a method for solving such a problem, a field-shield element isolation technique has been proposed. This is a technique of forming a shield electrode in the element isolation region and fixing the potential of the shield electrode to cut off the potential of the parasitic MOS transistor in the element isolation region. Regarding such technology, for example, “FULLY PLANARIZED 0.5 μm TECHNOLOGIES
FOR 16M DRAM (IEDM Tech. Dig. P246 (1988)) ”.

【0003】図5〜図8は、このフィールドシールド技
術に基づく半導体装置の製造方法の一部を示した概略断
面図である。この方法は、以下の手順によって行われ
る。まず、図5に示すように、シリコン基板101上に
酸化シリコン膜102、多結晶シリコン膜103、酸化
シリコン膜104を順次堆積させ、その後、フォトリソ
グラフィーを行い、レジスト201を形成する。ここ
で、レジスト201の幅の寸法をbとする。次に、図6
に示すように、エッチングによって酸化シリコン膜10
4及び多結晶シリコン膜103をパターニングし、レジ
スト201を除去する。
5 to 8 are schematic sectional views showing a part of a method of manufacturing a semiconductor device based on the field shield technique. This method is performed by the following procedure. First, as shown in FIG. 5, a silicon oxide film 102, a polycrystalline silicon film 103, and a silicon oxide film 104 are sequentially deposited on a silicon substrate 101, and then photolithography is performed to form a resist 201. Here, the width dimension of the resist 201 is b. Next, FIG.
As shown in FIG.
4 and the polycrystalline silicon film 103 are patterned, and the resist 201 is removed.

【0004】次に、表面全体に酸化膜を堆積させ、その
後、これを酸化シリコン膜104の高さまでエッチバッ
クする。これにより、図7に示すように、多結晶シリコ
ン膜103、酸化シリコン膜104の側壁にサイドウォ
ール絶縁膜105が形成される。ここで、サイドウォー
ル絶縁膜105の幅をaとし、素子分離領域の幅をcと
する。図7から分かるように、ゲート絶縁膜102、多
結晶シリコン膜103、酸化シリコン膜104はそれぞ
れ、フィールドシールドのゲート絶縁膜、ゲート電極、
ゲート上部絶縁膜となる。
Next, an oxide film is deposited on the entire surface, and then etched back to the height of the silicon oxide film 104. As a result, the sidewall insulating film 105 is formed on the sidewalls of the polycrystalline silicon film 103 and the silicon oxide film 104, as shown in FIG. Here, the width of the sidewall insulating film 105 is a and the width of the element isolation region is c. As can be seen from FIG. 7, the gate insulating film 102, the polycrystalline silicon film 103, and the silicon oxide film 104 are respectively the gate insulating film of the field shield, the gate electrode,
It becomes the gate upper insulating film.

【0005】更に、ゲート絶縁膜106、ゲート電極1
07、ゲート上部絶縁膜108を順次形成したあと、そ
の両側面にサイドウォール絶縁膜109を形成し、更に
不純物拡散領域110を形成する。最後に金属配線層と
なるソース/ドレイン多結晶シリコン111を堆積させ
て、図8に示すようなMOSトランジスタを完成する。
上記の方法を用いて作製した半導体装置には、 LOCOS法
で作製した場合のようなバーズビークは生じないため、
その分、寸法変換差は低減される。
Further, the gate insulating film 106 and the gate electrode 1
07, the gate upper insulating film 108 is sequentially formed, then the sidewall insulating films 109 are formed on both side surfaces thereof, and the impurity diffusion region 110 is further formed. Finally, source / drain polycrystalline silicon 111 to be a metal wiring layer is deposited to complete a MOS transistor as shown in FIG.
Since a bird's beak unlike the case of manufacturing by the LOCOS method does not occur in a semiconductor device manufactured using the above method,
As a result, the size conversion difference is reduced.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フィー
ルドシールド技術を用いた場合であっても、図7に示す
ように、フィールドシールドの内側壁にサイドウォール
絶縁膜105を形成しているので、この厚さaに起因し
て、やはりパターニング後の寸法変換差c−bはゼロに
はならず、このことが、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た。
However, even when the field shield technique is used, since the side wall insulating film 105 is formed on the inner side wall of the field shield as shown in FIG. Due to the height a, the dimension conversion difference c-b after patterning does not become zero, which has been a problem in achieving miniaturization and high integration of the semiconductor device.

【0007】本発明は、上記事情に基づいてなされたも
のであり、素子分離を行う際のパターニング後の寸法変
換差をより小さくして、従来以上に微細化、高集積化を
図ることができる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とするものである。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is possible to further reduce the dimension conversion difference after patterning at the time of element isolation, thereby achieving miniaturization and higher integration than ever before. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】前記の課題を解決するた
めに本発明は、半導体基板上に第一の絶縁膜、多結晶シ
リコン膜、酸化シリコン膜をこの順に堆積させる工程
と、前記酸化シリコン膜をパターニングしてフィールド
シールドのゲート上部絶縁膜を形成する工程と、前記ゲ
ート上部絶縁膜をマスクとして前記多結晶シリコン膜を
パターニングし、フィールドシールドのゲート電極を形
成する工程と、前記ゲート電極の露出した側壁部を熱酸
化して第二の絶縁膜を形成する工程と、を具備すること
を特徴とするものである。
In order to solve the above problems, the present invention provides a step of depositing a first insulating film, a polycrystalline silicon film, and a silicon oxide film in this order on a semiconductor substrate, and the silicon oxide film. Patterning the film to form a gate upper insulating film of the field shield; patterning the polycrystalline silicon film using the gate upper insulating film as a mask to form a field shield gate electrode; And a step of thermally oxidizing the exposed side wall portion to form a second insulating film.

【0009】[0009]

【作用】本発明は、前記の構成により、フィールドシー
ルドのゲート電極を形成し、その側壁部を熱酸化して第
二の絶縁膜とすることにより、これを活性領域に形成さ
れるMOSトランジスタとの絶縁に利用することができ
るので、従来のように、フィールドシールドのゲート電
極の側壁に別にサイドウォール絶縁膜を形成する必要が
ない。このため、従来のフィールドシールド技術に比べ
て寸法変換差を小さくできる。
According to the present invention, the gate electrode of the field shield is formed by the above structure, and the side wall of the gate electrode is thermally oxidized to form the second insulating film, which is used as a MOS transistor formed in the active region. Therefore, it is not necessary to separately form a side wall insulating film on the side wall of the gate electrode of the field shield, unlike the conventional case. Therefore, the dimensional conversion difference can be reduced as compared with the conventional field shield technology.

【0010】[0010]

【実施例】以下に図面を参照して、本発明の一実施例に
ついて説明する。図1〜図4は、本発明の一実施例であ
る半導体装置の製造方法の工程の一部を順に示した概略
断面図である。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 4 are schematic cross-sectional views sequentially showing a part of the steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

【0011】まず、図1に示すように、シリコン基板1
上に、絶縁膜2、多結晶シリコン膜3、酸化シリコン膜
4を順次堆積させる。ここで、絶縁膜2は、窒化シリコ
ン膜と酸化シリコン膜の複合膜とする。次に、図2に示
すように、レジスト5を形成し、更にこのレジスト5を
マスクとして、フォトリソグラフィー法により酸化膜4
をパターニングし、フィールドシールドのゲート上部絶
縁膜6を形成する。このとき、ゲート上部絶縁膜6の断
面は、レジスト5の影響によって、下部に行くほど幅が
広がるテーパー状となる。ここで、同図の中央部分は活
性領域20、その両側の部分は素子分離領域21とな
る。
First, as shown in FIG. 1, a silicon substrate 1
An insulating film 2, a polycrystalline silicon film 3, and a silicon oxide film 4 are sequentially deposited on the top. Here, the insulating film 2 is a composite film of a silicon nitride film and a silicon oxide film. Next, as shown in FIG. 2, a resist 5 is formed and the oxide film 4 is formed by a photolithography method using the resist 5 as a mask.
Is patterned to form the gate upper insulating film 6 of the field shield. At this time, the cross section of the gate upper insulating film 6 is tapered due to the influence of the resist 5 so that the width thereof becomes wider toward the lower part. Here, the central portion of the figure is the active region 20, and the portions on both sides thereof are the element isolation regions 21.

【0012】このあと、レジスト5をアッシング(灰
化)によって除去する。次に、フィールドシールドのゲ
ート上部絶縁膜6をマスクとして、多結晶シリコン膜3
に対してドライエッチングを行い、図3に示すように、
フィールドシールドのゲート電極7を形成する。
After that, the resist 5 is removed by ashing (ashing). Next, using the gate upper insulating film 6 of the field shield as a mask, the polycrystalline silicon film 3
Dry etching is performed on the
The gate electrode 7 of the field shield is formed.

【0013】その後、フィールドシールドのゲート電極
7の側壁部を絶縁化するため、熱酸化を行う。この酸化
によって、ゲート電極7の側壁の露出した部分には、図
4に示すように、酸化シリコン膜8が形成される。以上
の工程によって素子分離の形成は完了する。
Thereafter, thermal oxidation is performed in order to insulate the side wall of the gate electrode 7 of the field shield. By this oxidation, a silicon oxide film 8 is formed on the exposed portion of the side wall of the gate electrode 7, as shown in FIG. The formation of element isolation is completed through the above steps.

【0014】以後、活性領域20において、ゲート絶縁
膜、ゲート電極、ゲート上部絶縁膜等(図示せず)を順
次形成してMOSトランジスタを作製するが、本実施例
では、ゲート電極7の側壁部に酸化シリコン膜8が形成
されているため、図7の従来技術で述べたように、サイ
ドウォール絶縁膜109を形成する必要がない。このた
め、パターニング後の寸法変換差を抑えることができ、
素子分離幅を狭めることが可能となる。このため、ウェ
ハーの表面全体に占める活性領域の割合を増加させるこ
とができ、半導体装置の微細化、高集積化を図ることが
可能となる。
Thereafter, in the active region 20, a gate insulating film, a gate electrode, a gate upper insulating film and the like (not shown) are sequentially formed to manufacture a MOS transistor. In this embodiment, the side wall of the gate electrode 7 is formed. Since the silicon oxide film 8 is formed on the substrate, it is not necessary to form the sidewall insulating film 109 as described in the conventional technique of FIG. Therefore, it is possible to suppress the dimensional conversion difference after patterning,
It becomes possible to narrow the element isolation width. Therefore, the ratio of the active region to the entire surface of the wafer can be increased, and the semiconductor device can be miniaturized and highly integrated.

【0015】また、フィールドシールドのゲート上部絶
縁膜6をウェットエッチングする際にその時間を調節す
ることにより、フォトリソグラフィーの露光限界より
も、ゲート上部絶縁膜6の幅dを小さくすることが可能
となり、その分、更に微細化、高集積化が図られる。
By adjusting the time when the gate upper insulating film 6 of the field shield is wet-etched, the width d of the gate upper insulating film 6 can be made smaller than the exposure limit of photolithography. Accordingly, further miniaturization and higher integration can be achieved accordingly.

【0016】[0016]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
フィールドシールド技術によって素子分離を行う際に、
フィールドシールドのゲート電極の側壁部を酸化して絶
縁化し、これを絶縁膜として利用するため、従来のよう
にフィールドシールドのゲート電極の側壁部に別に絶縁
用のサイドウォールを形成する必要がなく、したがっ
て、このサイドウォールの厚さに起因する寸法変換差が
低減される。また、フィールドシールドのゲート上部絶
縁膜をウェットエッチングする際にその時間を調節する
ことにより、フォトリソグラフィーの露光限界よりも該
ゲート上部絶縁膜の幅を小さくすることができる。した
がって、ウェハー上に作製される半導体装置をより微細
化、高集積化することが可能となる半導体装置の製造方
法を提供することができる。
As described above, according to the present invention,
When performing element isolation with field shield technology,
Since the side wall portion of the field shield gate electrode is oxidized to be insulated and used as an insulating film, it is not necessary to separately form a side wall for insulation on the side wall portion of the field shield gate electrode, unlike the conventional case. Therefore, the dimensional conversion difference due to the thickness of the sidewall is reduced. Further, by adjusting the time when the gate upper insulating film of the field shield is wet-etched, the width of the gate upper insulating film can be made smaller than the exposure limit of photolithography. Therefore, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device, which enables further miniaturization and higher integration of the semiconductor device manufactured on the wafer.

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

【図1】本発明の一実施例の製造工程を説明するための
概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の製造工程を説明するための
概略断面図である。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図3】本発明の一実施例の製造工程を説明するための
概略断面図である。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process according to an embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例の製造工程を説明するための
概略断面図である。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the embodiment of the present invention.

【図5】従来技術の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for explaining a manufacturing process of a conventional technique.

【図6】従来技術の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the conventional technique.

【図7】従来技術の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the conventional technique.

【図8】従来技術の製造工程を説明するための概略断面
図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the manufacturing process of the conventional technique.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1、101 シリコン基板 2、102 絶縁膜 3、103 多結晶シリコン膜 4、104 酸化シリコン膜 5 レジスト 6 フィールドシールドのゲート上部絶縁膜 7 フィールドシールドのゲート電極 8 側壁部の酸化シリコン膜 20、120 活性領域 21、121 素子分離領域 105、109 サイドウォール 106 ゲート絶縁膜 107 ゲート電極 108 ゲート上部絶縁膜 110 不純物拡散層 111 ソース/ドレイン多結晶シリコン 1, 101 Silicon substrate 2, 102 Insulating film 3, 103 Polycrystalline silicon film 4, 104 Silicon oxide film 5 Resist 6 Field shield gate upper insulating film 7 Field shield gate electrode 8 Side wall silicon oxide film 20, 120 Active Regions 21 and 121 Element isolation regions 105 and 109 Side walls 106 Gate insulating film 107 Gate electrode 108 Gate upper insulating film 110 Impurity diffusion layer 111 Source / drain polycrystalline silicon

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上に絶縁膜、多結晶シリコン
膜、酸化シリコン膜を順次堆積させる工程と、 前記酸化シリコン膜をパターニングしてフィールドシー
ルドのゲート上部絶縁膜を形成する工程と、 前記ゲート上部絶縁膜をマスクとして前記多結晶シリコ
ン膜をパターニングし、フィールドシールドのゲート電
極を形成する工程と、 前記ゲート電極の露出した側壁部を熱酸化して第二の絶
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。
1. A step of sequentially depositing an insulating film, a polycrystalline silicon film, and a silicon oxide film on a semiconductor substrate; a step of patterning the silicon oxide film to form a gate upper insulating film of a field shield; Patterning the polycrystalline silicon film using the upper insulating film as a mask to form a gate electrode of a field shield; and a step of thermally oxidizing an exposed sidewall portion of the gate electrode to form a second insulating film, A method of manufacturing a semiconductor device, comprising:
JP6513495A 1995-02-28 1995-02-28 Fabrication of semiconductor device Withdrawn JPH08236608A (en)

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JP6513495A JPH08236608A (en) 1995-02-28 1995-02-28 Fabrication of semiconductor device

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980058440A (en) * 1996-12-30 1998-10-07 김영환 Gate electrode formation method of semiconductor device
US7282429B2 (en) * 2004-08-26 2007-10-16 Mosel Vitelic, Inc. Method of manufacturing Schottky diode device

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KR19980058440A (en) * 1996-12-30 1998-10-07 김영환 Gate electrode formation method of semiconductor device
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Effective date: 20020507