JPH08288380A - フィールドアイソレーションを備えた半導体装置および該装置の形成方法 - Google Patents
フィールドアイソレーションを備えた半導体装置および該装置の形成方法Info
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Abstract
ソレーション領域のための平坦なフィールドアイソレー
ション構造を的確に形成できるようにする。 【解決手段】 狭いおよび広い、平坦なフィールドアイ
ソレーション領域72,74,152,172,182
が基板10内にトレンチ52,54を形成することによ
って形成される。広い平坦なフィールドアイソレーショ
ン領域に対しては、トレンチ52はフィールドアイソレ
ーション領域内に少なくとも1つのメサ部76,15
0,170,180を規定する。前記トレンチは材料6
2で満たされ平坦なフィールドアイソレーション領域を
形成するため研磨またはエッチングされ、広い平坦なフ
ィールドアイソレーション領域はメサ部76,150,
170,180を含む。エッチングを使用でき、または
たとえあるにせよ最小のディッシングで研磨することが
でき、それはトレンチの幅が比較的狭いからである。
Description
かつより特定には、フィールドアイソレーションを有す
る半導体装置および該装置を形成するプロセスに関す
る。
ョンプロセスおよび構造が現在存在する。1つの一般的
なフィールドアイソレーションプロセスはシリコンの局
部酸化(LOCOS)である。伝統的なLOCOSフィ
ールドアイソレーションに伴なう問題はアクティブ領域
への多すぎる侵食(encroachment)および
フィールドアイソレーション領域の頭部と隣接のアクテ
ィブ領域との間のステップ高さの差が大きすぎることを
含む。修正されたバージョンのLOCOS(ポリバッフ
ァードLOCOS、側壁マスクフィールドアイソレーシ
ョン、その他)が侵食を低減しあるいはステップ高さの
差を低減するために開発されているが、フィールド酸化
の間の結晶欠陥の発生、耐酸化構造を除去したときの基
板のピットの発生、プロセスの複雑さの増大、その他を
含む他の問題を生じている。修正されたバージョンのL
OCOSは少なくともいくらかの無視できない侵食を有
している。この明細書において使用される、伝統的なお
よび修正されたバージョンのLOCOSフィールドアイ
ソレーション領域はLOCOS形フィールドアイソレー
ション領域と称する。
領域はほとんど侵食がないが、大きなトレンチフィール
ドアイソレーション領域は形成するのが困難である。図
1は、フィールドアイソレーション領域が形成されるべ
き広いトレンチ12および狭いトレンチ14を有する基
板の一部の断面図を示す。1つの実施形態では、トレン
チ12は10ミクロンまたはそれ以上の広さであり、ト
レンチ14は0.5ミクロンの幅であり、両方のトレン
チは約4000オングストロームの深さである。絶縁層
16はトレンチ12および14を充填するために基板の
表面の上に横たわっている。層16の厚さはそれが完全
に満たされるようにするため少なくともトレンチ14と
同じ深さでなければならない。したがって、層16は少
なくとも4000オングストロームの厚さである。
る装置に対してはトレンチフィールドアイソレーション
領域を形成するのにエッチングは使用できない。等方性
エッチングはトレンチ12内の絶縁層16を事実上すべ
て除去する。異方性エッチングは絶縁層16からスペー
サを形成する。該スペーサはトレンチ12のエッジに沿
って横たわる。
イソレーション領域は典型的には化学機械研磨によって
形成される。しかしながら、化学機械研磨は図2に示さ
れるように皿形のへこみまたはディッシング(dish
ing)を生じる結果となる。ディッシングにより、ト
レンチ12のエッジと比較して絶縁層16のより多くの
部分がトレンチの中央部から除去される。図2を参照す
ると、前記厚さ20はトレンチ12の深さのほんの少し
に過ぎない。極端な場合には、この厚さはゼロに低減さ
れることがある。
ドアイソレーション領域は典型的には伝統的なLOCO
Sフィールドアイソレーションプロセスおよびトレンチ
アイソレーションプロセスを形成するために使用される
ものを含む工程によって形成される。これらのハイブリ
ッドフィールドアイソレーション領域は各々トレンチお
よび長い熱酸化工程の間に成長される典型的には少なく
とも2000オングストロームの厚さの厚いフィールド
酸化物を含む。処理の複雑さに加えて、前記ハイブリッ
ドフィールドアイソレーション領域はまたかなりの侵
食、結晶欠陥、ステップ高さの差、その他を有する。簡
単に言えば、ハイブリッドLOCOSトレンチフィール
ドアイソレーション領域は伝統的なLOCOSフィール
ドアイソレーションの問題およびトレンチアイソレーシ
ョンプロセスからの付加的な工程を有する。双方とも望
ましくない。
晶欠陥、ディッシング、その他に関連する問題を引き起
こすことなしに同じ装置の上に狭いフィールドアイソレ
ーション領域および広いフィールドアイソレーション領
域のための平坦なフィールドアイソレーション構造を形
成する必要性が存在する。
ソレーションプロセスが狭いおよび広い、平坦なフィー
ルドアイソレーション領域を形成するために使用され
る。前記狭いおよび広い、平坦なフィールドアイソレー
ション領域は基板内にトレンチを形成することによって
形成される。広い、平坦なフィールドアイソレーション
領域に対しては、前記トレンチは広いフィールドアイソ
レーション領域の周辺部分に沿って横たわりかつ少なく
とも1つのメサ部(mesa)を規定する。前記トレン
チは狭いおよび広い、平坦なフィールドアイソレーショ
ン領域を形成するために研磨またはエッチングされる材
料で満たされる。エッチングは前記フィールドアイソレ
ーション領域を形成するために使用できるが、それは前
記トレンチが広すぎないからである(通常5ミクロンよ
り大きくない幅)。研磨は、もしあるとしても、最小の
ディッシングと共に行なうことができ、これはまた前記
トレンチが広くなりすぎることがないからである。平面
図からわかるように、フィールドアイソレーション領域
内のメサ部は形成される装置の部品番号またはマスクセ
ットをよりよく識別するために言語文字を形成できる。
本発明は以下に述べる実施形態によってさらによく理解
できる。
の図面に制約されるものではない。また、各図面におけ
る要素は単純化および明瞭化を目的として示されており
必ずしも一定の割合で描かれていないことは当業者に容
易に理解できる。例えば、図面におけるいくつかの要素
の寸法は他の要素に関して誇張されており本発明の実施
形態の理解を改善している。
ールドアイソレーションを備えた半導体装置につき説明
する。
レーション領域を形成するための処理流れ図を示す。ス
テップ30において、研磨ストッパまたはエッチングス
トッパ層が半導体基板の上に形成される。この明細書に
おいて使用されているように、基板はベース材料と、も
しあれば、該ベース材料の上に横たわる何らかのエピタ
キシャル層を含む。例えば、半導体基板はp型単結晶シ
リコンウェーハを含むことができ、あるいは絶縁ベース
材料と該絶縁ベース材料の上に横たわるエピタキシャル
シリコン、ゲルマニウム−シリコン、またはシリコン−
カーバイド層を含むことができる。他の半導体基板はゲ
ルマニウム、ゲルマニウム−シリコン、シリコン−カー
バイト、III−V半導体、その他を含む。
ソレーション領域のために基板内にトレンチがエッチン
グされる。ステップ34において前記トレンチを充填す
るために絶縁層が被着される。ステップ36において、
前記絶縁層は研磨されあるいはエッチングされる。ステ
ップ38において、フィールドアイソレーション領域と
ならんで半導体基板内にアクティブ要素が形成される。
10の一部の断面図を示す。この特定の実施形態では、
基板10はp型単結晶シリコンウェーハでありかつウェ
ル領域40はnウェル領域である。層42および44が
基板10およびnウェル領域40の上に形成される。層
44は窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化アルミニウム、
その他を含む研磨ストッパ層である。層42は前記研磨
ストッパ層44および基板10の間の接着を促進するた
めに使用されるパッド層である。層42は典型的には酸
化物を含む。層42および44は各々およそ100〜5
00オングストロームの範囲の実質的に一様な厚さを有
する。層42および44の組合わされた厚さは典型的に
は約1000オングストロームを超えずかつ通常500
オングストロームより大きくない。
(図示せず)が形成されかつパターニングされて前記研
磨ストッパ層44の一部を露出する開口を提供する。ト
レンチ52および54は図5に示されるように基板10
内にエッチングを行なうことによって形成される。該ト
レンチは通常2ミクロンまでの幅を有しかつ基板内へ約
1000〜3000オングストロームの範囲の深さを有
する。他の実施形態では、前記トレンチはより広くしあ
るいはより狭くすることができる。しかしながら、前記
トレンチは通常約5ミクロンより広くはなく、それはも
し研磨が行なわれた場合にディッシングが著しくなるか
らである。1つの実施形態では、トレンチ52はほぼト
レンチ54の幅と同じ幅を有する。他の実施形態では、
すべてのトレンチは装置を形成する上での最も小さな臨
界寸法の幅の5倍より広くない幅を有する。例えば、
0.35ミクロンの技術によって形成された装置は典型
的には0.35ミクロンのその最小臨界寸法を有する。
この場合、前記トレンチは約1.65ミクロンより大き
くない幅を有する。前記レジスト層はトレンチ52およ
び54を形成した後に除去される。
び54の底部および側部がチャネルストッパドーパント
によってドーピングされる。あるいは、前記チャネルス
トッパドーピング工程はフィールドアイソレーション領
域が形成された後に行なわれる。チャネルストッパ領域
は図面には示されていない。
0の上およびトレンチ52および54内に形成される。
絶縁層62は充填材料であり、かつ典型的には酸化物ま
たは他の適切な材料を含む。絶縁層62は典型的には比
較的順応的な(conformal)化学蒸着によって
形成される。層62の厚さはトレンチ52および54を
充填するのに充分でなければならない。層62の厚さは
少なくとも最も広いトレンチの幅の半分の厚さである。
もし最も広いトレンチが0.50ミクロンであれば、絶
縁層は2500オングストロームほどの薄さとすること
ができる。
たわるその部分を除去するため研磨される。研磨の後
に、絶縁層62は図7に示されるようにトレンチ52お
よび54内に横たわっている。図2の単一の大きなトレ
ンチ12は図7においては一連のトレンチ52によって
置き換えられていることに注目すべきである。充填され
たトレンチ52およびメサ部76の組合わせはフィール
ドアイソレーション領域72を形成する。メサ部76の
最も上の面は基板10の主面84およびフィールドアイ
ソレーション領域72および74の外側のnウェル領域
40とほぼ同じ高さに横たわっている。他の実施形態で
は、前記最も上の面82は前記主面84より低くない高
さに横たわる。フィールドアイソレーション領域74は
メサ部を含まない。したがって、狭いおよび広い、平坦
なフィールドアイソレーション領域がディッシングまた
は侵食、結晶欠陥、基板のピット、その他なしに形成さ
れる。
面図を示す。層42および44は理解を容易にするため
図8には示されていない。部品領域80および90はフ
ィールドアイソレーション領域72または74に隣接し
て横たわっている。絶縁層62はフィールドアイソレー
ション領域72の周辺部に沿って横たわっている。前記
部品領域80および90は、それぞれ、基板10および
nウェル領域40の一部であり、それらの部分にトラン
ジスタ、容量、抵抗、その他の部分を含む部品が引き続
き形成される。
なフィールドアイソレーション領域72および狭い、平
坦なフィールドアイソレーション領域74を含む。フィ
ールドアイソレーション領域72は少なくとも10ミク
ロンの幅でありかつ比較的遠くに離れた部品領域80ま
たは90の間に横たわっている。フィールドアイソレー
ション領域72はトレンチ内に絶縁層62によって横方
向に囲まれたいくつかのメサ部76を含む。通常、メサ
部76はお互いから5ミクロンより大きく離れずに横た
わりかつ典型的にはお互いから2ミクロン以下である。
フィールドアイソレーション領域74はメサ部76を持
たずかつ比較的狭い間隔の部品領域80および90の間
に横たわっている。フィールドアイソレーション領域7
2および74については、トレンチ52および54内の
すべてのポイント(図8では参照番号によって示されて
いない)はその最も近いメサ部76または部品領域80
または90から2ミクロン以内に横たわっている。0.
50ミクロンより小さな技術が使用された場合、メサ部
はお互いから1ミクロン以内に横たわり、かつトレンチ
内のすべてのポイントはメサ部または部品領域の0.5
0ミクロン以内に入る。
ようにプラズマドライエッチング、ウェット化学エッチ
ング、その他によって基板から除去される。前記パッド
層42は研磨ストッパ層44と共にまたはその後に除去
される。絶縁層62のいくつかはもしそれらが同じ材料
(すなわち、酸化物)を含んでおればパッド層42と共
に除去される。
102が基板10、nウェル領域40、およびフィール
ドアイソレーション領域72内のメサ部76の上に形成
される。ゲート誘電体層102は酸化物、窒化物、窒化
酸化物(nitridedoxide)、その他を含み
かつ約50〜300オングストロームの範囲の厚さを有
する。ゲート電極112,116および118およびロ
ーカル相互接続114が形成されかつ図11に示されて
いる。ローカル相互接続114はメサ部76の上に横た
わるが該メサ部76には接触しない導電性部材である。
ローカル相互接続114はメサ部76の500オングス
トローム以内に横たわり、それはゲート誘電体層102
がメサ部76およびローカル相互接続114の間に横た
わっているからである。
実質的に完成した半導体装置130を形成する。P+ド
ーピング領域1122および1124、N+ドーピング
領域1162,1164,1182および1184が、
それぞれ、nウェル領域40および基板10内に形成さ
れる。P+およびN+ドーピング領域は金属−酸化物−
半導体電界効果トランジスタのためのソース/ドレイン
領域である。この明細書において使用されているよう
に、P+,N+および高濃度ドーピング領域は各々オー
ミックコンタクトの形成を可能にするために少なくとも
毎立方センチメートル当たり1E19アトムのドーパン
ト濃度を有する。
ドーピングされた絶縁層122がゲート誘電体層10
2、ゲート電極112,116および118、およびロ
ーカル相互接続114の上に形成される。絶縁層120
および122は酸化物、窒化物、その他を含む。ドーピ
ングされた絶縁層122はホウ素、リン、その他を含
む。ドーピングされていない絶縁層120はドーピング
された絶縁層122からのドーピングが関心事でないい
くつかの実施形態においては任意選択的なものである。
カル相互接続114まで延在する。コンタクトプラグ1
26がコンタクト開口124内に形成される。コンタク
トプラグ126は、タングステン、多結晶シリコン、そ
の他のような、順応的に被着できる材料を含む。チタン
含有材料、金属窒化物、その他のような、接着またはバ
リア層はコンタクトプラグ126の一部である。相互接
続部131およびパッシベイション層133がドーピン
グされた絶縁層122およびコンタクトプラグ126の
上に形成される。相互接続部131は典型的にはアルミ
ニウム、銅、高融点金属、貴金属、その他を含み、かつ
パッシベイション層133は典型的には少なくとも1つ
の窒素含有層を含む。完成した部分においては、前記パ
ッシベイション層133はポリイミド層(図示せず)に
よって覆うことができる。装置130内に他の電気的接
続が行なわれるが図12には示されていない。もし必要
であれば、さらに他の絶縁層および相互接続レベルを形
成できる。
る。フィールドアイソレーション領域72および74は
研磨に代えてエッチングにより形成できる。研磨ストッ
パ層44はエッチングストッパ層に置き換えられ、該エ
ッチングストッパ層は窒化シリコン、窒化ホウ素、窒化
アルミニウム、シリコン、その他を含む。前記エッチン
グストッパ層は引き続き形成される絶縁層62と異なる
ようにエッチングを行なう材料を含む必要がある。絶縁
層62を形成した後に、該絶縁層をエッチングの前によ
り平坦にするために任意選択的なリフローステップを行
なうことができる。
ングストッパ層の上に横たわる絶縁層の部分を除去す
る。このエッチング工程はウェット、ドライ、等方性、
または異方性エッチング技術を使用できる。1つの実施
形態では、エンドポイント検出および計時オーバエッチ
ング(timed overetch)を使用する異方
性ドライエッチング技術が行なわれる。該エッチングは
実質的に平坦なフィールドアイソレーション領域を形成
する。前記エッチングストッパ層はその後部品が形成さ
れるnウェル領域40および基板10の部分から除去さ
れる。
実施形態の変形として、層42または44は必要とされ
ない。基板10およびnウェル領域40はもしそれらが
絶縁層62と異なるレートで研磨またはエッチングでき
れば研磨またはエッチングストッパとして作用すること
ができる。フィールドアイソレーション領域が形成され
た後かつ部品が形成される前に典型的には犠牲酸化(s
acrificialoxidation)が行なわれ
る。この酸化はもしそれらが研磨またはエッチングスト
ッパとして使用されていれば基板10およびnウェル領
域40の最上部面への研磨またはエッチングの損傷を除
去する。
かつ絶縁材料62がトレンチ52および54内に形成さ
れる前に短い熱酸化を行なうことができる。該熱酸化は
500オングストロームより大きくない厚さの酸化物を
成長させる。多くの実施形態において、熱酸化は約10
0〜300オングストロームの厚さの範囲にある。この
短い熱酸化はトレンチを充填する場合にボイドが生じる
可能性を低減する。
び54は前に示したような絶縁層62の代わりに半導体
または金属含有材料で満たすことができる。トレンチ5
2および54を形成した後に、nウェル領域40および
基板10の露出部分が熱酸化されて図13に示されるよ
うに約50〜300オングストロームの範囲の厚さを有
する酸化物層136を形成する。半導体または金属含有
材料含む層138が基板10の上にかつトレンチ52お
よび54内に形成される。層138は図13に示される
ように研磨またはエッチングされて層42の上に横たわ
る層138の部分を除去し大きなフィールドアイソレー
ション領域132および狭いフィールドアイソレーショ
ン領域134を形成する。
ように部品(components)を形成する。層4
2が除去されかつゲート誘電体層102および層142
が基板10およびnウェル領域40の上に形成される。
層142はメサ部76および層138の酸化された部分
を含む。ゲート誘電体層102の部分はnウェル領域4
0およびフィールドアイソレーション領域132および
134の両側に直接隣接する基板10から除去される。
ゲート電極112,116,118およびローカル相互
接続114は前に示したものと同様にして形成される。
高濃度ドープ領域1122,1124,1162,11
64,1182および1184がゲート電極112,1
16および118に隣接して形成される。処理は前の実
施形態で前に説明したような実質的に完成した装置を形
成するために続けられる。
50が図15に示されるように大きなフィールドアイソ
レーション領域152内に横たわっている。大きなフィ
ールドアイソレーション領域152を形成する上で、ト
レンチの幅は前に述べた制限を超えない。該トレンチは
絶縁層62によって充填されかつ研磨またはエッチング
されてフィールドアイソレーション領域152および7
4を形成する。
図16に示されるよにうにメサ部150に広がっておれ
ば問題は予想されない。高濃度ドープ領域164,16
6および168がメサ部150内に形成される。1つの
例として、ローカル相互接続部160および162の各
々とその下に横たわるドーピングされた領域164,1
66および168の間の容量結合が10パーセントであ
ると仮定する。また、ローカル相互接続部160の電位
が約3.3ボルトであり、かつローカル相互接続部16
2およびドーピングされた領域164,166および1
68が電気的にフローティングであると仮定する。10
パーセントの容量結合においては、ドーピングされた領
域166の電位は約0.33ボルトであり、かつローカ
ル相互接続部162の電位は約0.03ボルトである。
0.03ボルトにおいては、ローカル相互接続部162
はセンスアンプその他によって高電位の論理状態である
と誤るべきではない。
ーピング工程の間にマスクして領域164,166およ
び168が形成されるのを防止することができる。同様
に、前の実施形態からのメサ部76はまた前記P+およ
びN+ドーピング領域1122,1124,1162,
1164,1182および1184が形成されるステッ
プの間マスクすることができる。
高くない絶対値を有する電位で動作する。しかしなが
ら、入力保護回路は典型的には9ボルトより高い電位に
対して保護しなければならず、それはゲート誘電体層1
02のブレークダウン電圧は約10ボルトとなるからで
ある。同様に、アナログ−デジタル半導体装置は10ボ
ルトより高い電位で動作することができる。この明細書
において使用されている、高電位部品はVDD,VCC
またはゲート誘電体層のブレークダウン電圧よりも高い
絶対値を有する電位に対して設計された部品であり、か
つ低い電位の部品はVDD,VCCまたはゲート誘電体
層のブレークダウン電圧より高くない絶対値を有する電
位に対して設計された部品である。
を含む装置に対しては、これらの回路または部品はLO
COS形フィールドアイソレーション領域に隣接して形
成され、かつ低い電位の部品は上に述べた平坦なトレン
チフィールドアイソレーション領域に隣接して形成され
る。LOCOS形フィールドアイソレーション領域が使
用できるのは、入力保護回路および高い電位の部品は典
型的にはデジタル論理またはメモリセルにおいて使用さ
れる低い電位の部品よりも大きくかつ侵食は通常問題で
はなくあるいは望ましいものとさえなるからである。さ
らに、前記フィールドアイソレーション領域のいずれも
この実施形態ではハイブリッドLOCOSトレンチフィ
ールドアイソレーション領域ではない。
ン領域およびLOCOS形フィールドアイソレーション
領域の双方を有する装置を形成する上で、前記平坦なト
レンチフィールドアイソレーション領域は上に述べたよ
うに低い電位の部品が形成されている位置に隣接して形
成される。ゲート誘電体層102を形成する前に、入力
保護回路または高電位部品が形成されるべき場所に隣接
して酸化マスクが形成されかつパターニングされる。前
記平坦なトレンチフィールドアイソレーション領域は該
酸化マスクによって覆われる。
覆われていない基板またはウェル領域の部分からLOC
OS形フィールドアイソレーション領域を形成する。該
熱酸化は基板またはウェル領域から約3000〜700
0オングストロームの厚さの酸化物を成長させる。トレ
ンチフィールドアイソレーション領域および低い電位の
部品の領域が該酸化マスクによって熱酸化から保護され
る。LOCOS形フィールドアイソレーション領域を形
成した後、酸化マスクが除去され、かつ部品または回路
が形成される。LOCOS形フィールドアイソレーショ
ン領域の一部は入力保護回路のための厚いフィールド酸
化膜ゲート誘電体として使用できる。
態の平面図を示す。図17においては、フィールドアイ
ソレーション領域172は1組の同心のメサ部170を
含む。他の組の同心のメサ部170は他の位置に形成さ
れるが図17には示されていない。図18においては、
メサ部180は、装置の平面図から、メサ部180がフ
ィールドアイソレーション領域182内のアルファベッ
ト文字を形成するように形成されている。アルファベッ
ト文字の他に、漢字または中国語の文字、数字、その他
を含む任意の種類の言語文字を使用できる。前記トレン
チの幅はディッシングの機会を低減するため制御され
る。図17および図18においては、メサ部はほぼ任意
の形状または幅を持つことができる。しかしながら、ト
レンチは通常5ミクロンより広くない。図18において
は、付加的なメサ部180(アルファベット文字の他
に)が存在してトレンチが広くなりすぎるのを防止して
いる。
ーション領域が研磨またはエッチングによって形成でき
る。研磨については、ディッシングの可能性が低減され
るが、それは広いトレンチが使用されないからである。
また、エッチングは、広いトレンチが使用されないため
該トレンチを充填するために使用される絶縁層の大部分
を除去することなく広い平坦なフィールドアイソレーシ
ョン領域を形成する上で使用できる。
アイソレーション領域を形成する上でエッチングを使用
できることである。化学機械研磨装置を買わなければな
らないことには大きな資本が関連する。研磨は製造設備
にとって比較的新しいものであり、一方エッチングは何
10年にわたり使用されてきている。製造設備は通常新
しいプロセス技術を開発しなければならないことに比べ
て親しみやすい技術を使用する方がより快適である。研
究室で使われる多くのプロセスは製造設備に対して受け
入れ可能な歩どまりを提供しない。時間にわたり一定の
研磨速度を維持することも研磨に伴なう問題であった。
ためよごれる操作である。これは研磨機器を工場の他の
部分から分離させ、余分のスペースをどこかに割当てる
ことを要求する。プラズマエッチング機器を使用できる
ことは化学機械的研磨器のコストまたは粒子の問題を生
じることなく装置を形成する比較的正常なプロセスを可
能にする。
ション領域はレジスト−エッチバックプロセス(res
ist−etch back process)なしに
形成できる。レジスト−エッチバックは、レジストおよ
びトレンチ充填材料(すなわち、酸化物)のエッチング
速度が近くに保たれなければならないため達成するのが
困難である。本発明の実施形態において使用されるエッ
チング工程は平坦化ステップの間にレジストなしにトレ
ンチ充填材料をエッチングする。
またはハイブリッドLOCOSトレンチフィールドアイ
ソレーション構造を使用したフィールドアイソレーショ
ンと比較してトレンチフィールドアイソレーションを使
用すると高い部品密度が達成できる。本発明に係わるト
レンチフィールドアイソレーションは事実上侵食(en
croachment)がなく、かつしたがって、貴重
な基板領域が浪費されない。結晶欠陥、基板ピット、お
よびステップ高さの差に関連する問題は前記平坦なトレ
ンチフィールドアイソレーション領域が使用されれば事
実上除去される。
ション領域において言語文字を使用できることである。
典型的には、ロットおよびウェーハ番号が基板のエッジ
に沿って刻みつけられる。これらの番号はそれら自体で
は使用されるマスクセットの部品番号を識別させない。
該部品番号は典型的には相互接続層がパターニングされ
たときに装置の上に始めて現われる。しかしながら、数
多くの工程がこの工程に先行する。フィールドアイソレ
ーションは典型的には処理の早期に形成されかつ部品番
号またはマスクセットを識別するために使用できる。こ
れらの番号はその部品番号またはマスクセットに対する
正しいマスクが使用されていることを確認するために使
用できる。前記文字はまた装置が製造された製造設備を
識別させることができる。
の新しいまたは限界的な処理工程を開発することなくフ
ィールドアイソレーションが形成できることである。処
理の統合は比較的容易であることが予期される。
実施形態に関して説明された。しかしながら、添付の特
許請求の範囲に記載された発明から離れることなく種々
の修正および変更を行なうことが可能なことは明らかで
あろう。したがって、本明細書および図面は制限的な意
味ではなく例示的なものと考えられるべきである。
板の一部を示す断面図である。
である。
レーション領域の形成のための処理の流れ図である。
形成した後の半導体基板の一部を示す断面図である。
た後の図4の基板の断面図である。
の図5の基板の断面図である。
る。
る。
面図である。
断面図である。
互接続部を形成した後の図10の基板の断面図である。
の基板の断面図である。
たフィールドアイソレーション領域を含む半導体基板の
一部の断面図である。
フィールドアイソレーション領域を含む半導体基板の一
部を示す断面図である。
成したフィールドアイソレーション領域を含む半導体基
板の一部の平面図である。
成したフィールドアイソレーション領域を含む半導体基
板の一部の断面図である。
ィールドアイソレーション領域を形成した後の半導体基
板の一部を示す平面図である。
ィールドアイソレーション領域を形成した後の半導体基
板の一部を示す平面図である。
ドアイソレーション領域 76,150,170,180 メサ部 62 充填材料 180 メサ部 80,90 部品領域 114 相互接続部 102 誘電体層 130 半導体装置
Claims (5)
- 【請求項1】 半導体装置(130)であって、 第1の高さに横たわる表面を有する部品領域(80,9
0)、そしてフィールドアイソレーション領域(72)
であって、 前記部品領域(80,90)に隣接して横たわるトレン
チ(52)、 前記第1の高さより低くない第2の高さで横たわる表面
を有するメサ部(76)、および前記トレンチ(52)
内に横たわる充填材料(62)であって、該充填材料は
前記メサ部(76)および前記部品領域(80,90)
の間に横たわっているもの、を含む前記フィールドアイ
ソレーション領域(72)、 を具備することを特徴とする半導体装置(130)。 - 【請求項2】 半導体装置(130)であって、 基板(10)、 前記基板(10)内に横たわる部品領域(80)であっ
て、該部品領域(80)は第1の側部および該第1の側
部と対向する第2の側部を有するもの、 第1のフィールドアイソレーション領域(74)であっ
て、 前記基板(10)の上に横たわり、 前記部品領域(80)の前記第1の側部に隣接して横た
わり、かつメサ部を含まない、 前記第1のフィールドアイソレーション領域(74)、
そして第2のフィールドアイソレーション領域(72)
であって、 前記基板(10)の上に横たわり、 前記部品領域(80)の第2の側部に隣接して横たわ
り、かつ充填材料(62)および複数のメサ部(76)
を含み、該充填材料(62)は前記メサ部(76)の各
々を横方向に囲んでいる、前記第2のフィールドアイソ
レーション領域(72)、 を具備することを特徴とする半導体装置(130)。 - 【請求項3】 フィールドアイソレーション領域(7
2)を有する半導体装置(130)を形成する方法であ
って、 主面を有する基板(10)上に第1の層(44)を形成
する段階、 前記第1の層(44)を通りかつ前記基板(10)内に
トレンチ(52)を形成する段階であって、該トレンチ
(52)はメサ部(76)および前記フィールドアイソ
レーション領域(72)の周辺部の間に横たわるもの、 前記トレンチ(52)内に充填層(62)を形成する段
階であって、該充填層(62)および前記メサ部(7
6)の組合わせは前記フィールドアイソレーション領域
(72)内に横たわっているもの、そして前記充填層
(62)の一部を除去して平坦な面を有するフィールド
アイソレーション領域(72)を形成する段階であっ
て、前記メサ部(76)は前記主面より低くない高さに
横たわっているもの、 を具備することを特徴とするフィールドアイソレーショ
ン領域(72)を有する半導体装置(130)を形成す
る方法。 - 【請求項4】 フィールドアイソレーション領域(7
2)を有する半導体装置(130)を形成する方法であ
って、 主面を有する基板(10)上に第1の層(44)を形成
する段階、 前記第1の層(44)を通りかつ前記基板(10)内に
トレンチ(52)を形成する段階であって、該トレンチ
(52)はメサ部(76)および前記フィールドアイソ
レーション領域(72)の周辺部の間に横たわっている
もの、 前記トレンチ(52)内に充填層(62)を形成する段
階であって、該充填層(62)および前記メサ部(7
6)の組合わせは前記フィールドアイソレーション領域
(72)内に横たわっているもの、 前記充填層(62)の一部を除去して平坦な面を有する
フィールドアイソレーション領域(72)を形成する段
階、 前記メサ部の上に誘電体層(102)を形成する段階、
そして前記誘電体層(102)およびメサ部(76)の
上に相互接続部(114)を形成する段階であって、該
相互接続部(114)は前記メサ部(76)から500
オングストローム以内に横たわっているもの、 を具備することを特徴とするフィールドアイソレーショ
ン領域(72)を有する半導体装置(130)を形成す
る方法。 - 【請求項5】 半導体装置(130)を形成する方法で
あって、 基板(10)の上に第1の層(44)を形成する段階で
あって、該第1の層(44)は1000オングストロー
ムより小さな厚さを有するもの、 前記第1の層(44)を通りかつ前記基板(10)内に
第1のトレンチ(54)および第2のトレンチ(52)
を形成して部品領域(80)を規定する段階であって、 前記部品領域(80)は第1の側部および該第1の側部
に対向する第2の側部を有し、 前記第1のトレンチ(54)は前記部品領域(80)の
第1の側部に隣接して横たわり、かつ前記第2のトレン
チ(52)は前記部品領域(80)の第2の側部に隣接
して横たわりかつメサ部(76)を規定する、第1のト
レンチ(54)および第2のトレンチ(52)を形成す
る段階、そして第1のフィールドアイソレーション領域
(74)および第2のフィールドアイソレーション領域
(72)を形成するために前記第1および第2のトレン
チ(54および52)内に充填層(62)を形成する段
階であって、 前記第1のフィールドアイソレーション領域(74)は
少なくとも部分的に前記第1のトレンチ(54)内に横
たわり、 前記第2のフィールドアイソレーション領域(72)は
少なくとも部分的に前記第2のトレンチ内に横たわりか
つ前記メサ部(76)を含み、かつ前記充填層は前記メ
サ部(76)を横方向に囲んでいる、前記充填層(6
2)を形成する段階、 を具備することを特徴とする半導体装置(130)を形
成する方法。
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