JPH0837230A - Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor integrated circuit device and manufacture thereof

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JPH0837230A
JPH0837230A JP6169568A JP16956894A JPH0837230A JP H0837230 A JPH0837230 A JP H0837230A JP 6169568 A JP6169568 A JP 6169568A JP 16956894 A JP16956894 A JP 16956894A JP H0837230 A JPH0837230 A JP H0837230A
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JP
Japan
Prior art keywords
element isolation
semiconductor substrate
isolation groove
insulating film
forming
Prior art date
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Pending
Application number
JP6169568A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Toru Koyama
小山  徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Filing date
Publication date
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Abstract

PURPOSE:To improve element isolation characteristics and the scale of integration of a semiconductor integrated circuit device. CONSTITUTION:Element isolation trenches 21 are formed on a semiconductor substrate 1. The openings of the trenches 21 are sealed with an insulating film 20 of an organic solution of silanol or polyimide resin. Enclosed spaces 31 are thereby formed to electrically isolate a plurality of elements with reliability.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】この発明は、LSI等の半導体集
積回路装置及びその製造方法に係わり、特に改良された
素子分離構造を有した半導体集積回路装置及びその製造
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 semiconductor integrated circuit device such as an LSI and its manufacturing method, and more particularly to a semiconductor integrated circuit device having an improved element isolation structure and its manufacturing method.

【0002】[0002]

【従来の技術】LSI等の半導体集積回路装置におい
て、半導体素子を電気的に分離する方法として、一般
に、LOCOS(Local Oxidation o
f Silicon)法が知られている。
2. Description of the Related Art In a semiconductor integrated circuit device such as an LSI, a LOCOS (Local Oxidation) method is generally used as a method for electrically separating semiconductor elements.
f Silicon) method is known.

【0003】図24はこのLOCOS法を用いて素子分
離を行っている従来のMOSタイプの半導体集積回路装
置の要部を示すものであり、図において、1はP型のシ
リコン基板からなる半導体基板、2、2はそれぞれこの
半導体基板の一主面に形成されたnチャネル型のMOS
トランジスタ、3、3はそれぞれ各MOSトランジスタ
の一方のソース/ドレイン領域であり、上記半導体基板
1の一主面にリン(P)やヒ素(As)等のN型の不純
物がイオン注入されて形成されたN型の低濃度不純物領
域3aとリン(P)やヒ素(As)等のN型の不純物が
イオン注入されて形成されたN型の高濃度不純物領域3
bとによって構成されている。4、4はそれぞれ上記一
方のソース/ドレイン領域3、3とチャネル領域5を挟
んで形成される各MOSトランジスタの他方のソース/
ドレイン領域で、上記半導体基板1の一主面にリン
(P)やヒ素(As)等のN型の不純物がイオン注入さ
れて形成されたN型の低濃度不純物領域4aとリン
(P)やヒ素(As)等のN型の不純物がイオン注入さ
れて形成されたN型の高濃度不純物領域4bとによって
構成されている。
FIG. 24 shows a main part of a conventional MOS type semiconductor integrated circuit device in which elements are isolated by using the LOCOS method. In the figure, 1 is a semiconductor substrate made of a P type silicon substrate. 2 and 2 are n-channel type MOSs formed on one main surface of the semiconductor substrate, respectively.
Transistors 3, 3 are one source / drain region of each MOS transistor, and are formed by ion-implanting N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As) into one main surface of the semiconductor substrate 1. N-type low-concentration impurity region 3a formed and N-type high-concentration impurity region 3 formed by ion-implanting N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As).
b. Reference numerals 4 and 4 denote the other source / drain of each MOS transistor formed by sandwiching the one source / drain region 3 and the channel region 5 respectively.
In the drain region, an N-type low-concentration impurity region 4a formed by ion-implanting an N-type impurity such as phosphorus (P) or arsenic (As) into one main surface of the semiconductor substrate 1 and phosphorus (P) or And an N-type high-concentration impurity region 4b formed by ion-implanting N-type impurities such as arsenic (As).

【0004】7、7はそれぞれ上記チャネル領域5上に
ゲート絶縁膜6を介して形成される各MOSトランジス
タのゲート電極で、リン(P)等の不純物が拡散された
多結晶シリコンから構成されているものである。8は上
記各MOSトランジスタ2、2を囲って各MOSトラン
ジスタ2、2を電気的に確実に分離するためのシリコン
酸化膜からなる素子分離用酸化膜、9、9は上記各MO
Sトランジスタ2、2のゲート電極7の両側面に形成さ
れたシリコン酸化膜からなるサイドウォール、10は上
記各MOSトランジスタ2、2上、上記サイドウォール
9上及び上記素子分離用酸化膜8上に形成されたシリコ
ン酸化膜からなる層間絶縁膜である。
Reference numerals 7 and 7 denote gate electrodes of each MOS transistor formed on the channel region 5 with a gate insulating film 6 interposed therebetween. The gate electrodes 7 and 7 are made of polycrystalline silicon in which impurities such as phosphorus (P) are diffused. There is something. Reference numeral 8 is an element isolation oxide film made of a silicon oxide film for surrounding each MOS transistor 2 and 2 and electrically and surely separating each MOS transistor 2 and 2, and 9 and 9 are each of the MO transistors.
Side walls 10 made of silicon oxide films formed on both side surfaces of the gate electrodes 7 of the S transistors 2 and 2 are formed on the MOS transistors 2 and 2, the side walls 9 and the element isolation oxide film 8. It is an interlayer insulating film formed of a silicon oxide film.

【0005】11、11はそれぞれ上記層間絶縁膜10
のコンタクトホールを介して上記一方のソース/ドレイ
ン領域3に電気的に接続された一方のソース/ドレイン
電極、12、12はそれぞれ上記層間絶縁膜10のコン
タクトホールを介して上記他方のソース/ドレイン領域
3に電気的に接続された他方のソース/ドレイン電極、
13、13はそれぞれ対応のMOSトランジスタ2のソ
ース/ドレイン電極11、12に電流を供給するための
電源で、外部からの電源が供給される電源ノードを指す
だけではなく、回路等も含めて電流供給源として総称的
に表現している。
Reference numerals 11 and 11 respectively denote the interlayer insulating film 10 described above.
Source / drain electrodes 12 and 12 electrically connected to the one source / drain region 3 via the contact holes of the other source / drain regions 12 and 12 respectively via the contact holes of the interlayer insulating film 10. The other source / drain electrode electrically connected to the region 3,
Reference numerals 13 and 13 denote power supplies for supplying currents to the source / drain electrodes 11 and 12 of the corresponding MOS transistors 2, and not only indicate power supply nodes to which external power is supplied, but also currents including circuits. It is expressed generically as a supply source.

【0006】次に、このように構成された半導体集積回
路装置の製造方法について図25ないし図31に基づい
て説明する。まず、図25に示すように、半導体基板1
の一主面上に、下敷きのシリコン酸化膜14、シリコン
窒化膜15及びレジスト膜16を順次形成し、レジスト
膜16を通常の露光技術及び現像技術を用いてパターニ
ングし、パターニングされたレジスト膜16を用いて通
常のエッチング技術によってシリコン窒化膜15をエッ
チングし、半導体基板1を選択的に酸化するためのマス
クとしてパターニングされたシリコン窒化膜を得る。つ
まり、MOSトランジスタが形成される形成領域上には
シリコン窒化膜15が存在し、MOSトランジスタを囲
う素子分離領域上にはシリコン酸化膜14が露出されて
いる状態とする。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device thus configured will be described with reference to FIGS. First, as shown in FIG. 25, the semiconductor substrate 1
An underlying silicon oxide film 14, a silicon nitride film 15, and a resist film 16 are sequentially formed on one main surface of the substrate, and the resist film 16 is patterned by using a normal exposure technique and a development technique. Is used to etch the silicon nitride film 15 by a normal etching technique to obtain a patterned silicon nitride film as a mask for selectively oxidizing the semiconductor substrate 1. That is, the silicon nitride film 15 is present on the formation region where the MOS transistor is formed, and the silicon oxide film 14 is exposed on the element isolation region surrounding the MOS transistor.

【0007】次に、レジスト膜16を除去し、パターニ
ングされたシリコン窒化膜15をマスクとして熱酸化処
理を行うと、図26に示すように、シリコン酸化膜が露
出されていた部分、つまり、半導体基板1の素子分離領
域にシリコン酸化膜からなる素子分離用酸化膜8が形成
される。次に、図27に示すように、シリコン窒化膜1
5及び下敷きのシリコン酸化膜14を除去する。
Next, when the resist film 16 is removed and a thermal oxidation process is performed using the patterned silicon nitride film 15 as a mask, as shown in FIG. 26, the portion where the silicon oxide film was exposed, that is, the semiconductor An element isolation oxide film 8 made of a silicon oxide film is formed in the element isolation region of the substrate 1. Next, as shown in FIG. 27, the silicon nitride film 1
5 and the underlying silicon oxide film 14 are removed.

【0008】次に、図28に示すように、ゲート酸化膜
6、ゲート電極となるリン(P)やヒ素(As)等のN
型不純物が拡散された多結晶シリコン膜7及びレジスト
膜17を順次形成し、レジスト膜17をマスクとして多
結晶シリコン膜7をエッチングしてゲート電極を得、さ
らにレジスト膜17及びゲート電極をマスクとして、自
己整合的にリン(P)やヒ素(As)のN型の不純物を
イオン注入して、MOSトランジスタの一対のソース/
ドレイン領域のN型の低濃度不純物領域3a及び4aを
形成する。
Next, as shown in FIG. 28, the gate oxide film 6, N (phosphorus (P), arsenic (As), etc., which becomes the gate electrode) is formed.
A polycrystalline silicon film 7 and a resist film 17 in which the type impurities are diffused are sequentially formed, the polycrystalline silicon film 7 is etched using the resist film 17 as a mask to obtain a gate electrode, and the resist film 17 and the gate electrode are used as a mask. , N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As) are ion-implanted in a self-aligned manner to form a pair of sources / sources of a MOS transistor.
N type low concentration impurity regions 3a and 4a of the drain region are formed.

【0009】次に、図29に示すように、レジスト膜1
7を除去し、CVD法等により、半導体基板1の一主面
上全面にシリコン酸化膜を形成し、さらに、異方性の高
いエッチングを行うことで、ゲート電極6の両側壁に、
サイドウォール9を形成する。このサイドウォール9及
びゲート電極6をマスクの一部として、自己整合的に上
記半導体基板1の一主面にリン(P)やヒ素(As)の
N型の不純物をイオン注入して、MOSトランジスタの
一対のソース/ドレイン領域のN型の高濃度不純物領域
3b及び4bを形成する。
Next, as shown in FIG. 29, the resist film 1
7 is removed, a silicon oxide film is formed on the entire main surface of the semiconductor substrate 1 by the CVD method, etc., and highly anisotropic etching is performed.
The sidewall 9 is formed. Using the side wall 9 and the gate electrode 6 as a part of a mask, N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As) are ion-implanted into one main surface of the semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner to form a MOS transistor. The pair of source / drain regions of N-type high concentration impurity regions 3b and 4b are formed.

【0010】次に、図30に示すように、CVD法等に
より、層間絶縁膜となるシリコン酸化膜10を形成後、
レジスト膜18を形成する。次に、レジスト膜18をマ
スクにして層間絶縁膜10をエッチングし、図31に示
すような、ソース/ドレイン電極をMOSトランジスタ
のソース/ドレイン領域に接続するためのコンタクトホ
ールを形成する。
Next, as shown in FIG. 30, after forming a silicon oxide film 10 to be an interlayer insulating film by a CVD method or the like,
A resist film 18 is formed. Next, the interlayer insulating film 10 is etched by using the resist film 18 as a mask to form contact holes for connecting the source / drain electrodes to the source / drain regions of the MOS transistor as shown in FIG.

【0011】次に、レジスト膜18を除去し、ソース/
ドレイン電極及びその配線等を形成する為に導電膜25
を半導体基板1の一主面全面上にCVD法等によって積
層する。次に、レジスト膜19を図31のように形成す
る。上記レジスト膜19をマスクとして、導電膜25を
エッチングすると、一方のソース/ドレイン電極11、
及び、他方のソース/ドレイン電極12が形成され、図
24に示した半導体集積回路装置が得られるものであ
る。
Next, the resist film 18 is removed, and the source / source
Conductive film 25 for forming the drain electrode and its wiring
Is laminated on the entire main surface of the semiconductor substrate 1 by the CVD method or the like. Next, a resist film 19 is formed as shown in FIG. When the conductive film 25 is etched using the resist film 19 as a mask, one of the source / drain electrodes 11,
And the other source / drain electrode 12 is formed, and the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 24 is obtained.

【0012】一方、上記したLOCOS法を用いて素子
間分離を行うものとは別に、BOX(Buried O
xide)という方法、一般には、トレンチ分離と言わ
れる方法で素子間分離を行うことが知られている。図3
2は、このトレンチ分離を用いて素子間分離を行ってい
る従来のMOSタイプの半導体集積回路装置の要部を示
すものであり、図32において、図24にて示した従来
の半導体集積回路と同一の符号は同一又は相当部分を示
すものであり、図24に示した半導体集積回路装置との
相違点は素子間分離として半導体基板1の素子間分離領
域に設けられた素子分離用溝35とこの素子分離用溝3
5に埋め込まれた素子分離用酸化膜37である。
On the other hand, apart from the element isolation using the LOCOS method described above, a BOX (Buried O
It is known that element isolation is performed by a method called xide), which is generally called trench isolation. FIG.
2 shows a main part of a conventional MOS type semiconductor integrated circuit device in which elements are isolated by using this trench isolation. In FIG. 32, the conventional semiconductor integrated circuit shown in FIG. The same reference numerals indicate the same or corresponding portions, and the difference from the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 24 is that the element isolation groove 35 is provided in the element isolation region of the semiconductor substrate 1 as the element isolation. This element separating groove 3
5 is an oxide film 37 for element isolation embedded in FIG.

【0013】次に、このように構成された半導体集積回
路装置の製造方法について、図33ないし図36を用い
て説明する。まず、図33に示すように、半導体基板1
の一主面上に、レジストパターン22を形成し、レジス
トパターン22をマスクとして通常のエッチングを行
い、素子分離用溝21を形成する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device thus configured will be described with reference to FIGS. 33 to 36. First, as shown in FIG. 33, the semiconductor substrate 1
A resist pattern 22 is formed on one main surface of the substrate, and ordinary etching is performed using the resist pattern 22 as a mask to form the element isolation trench 21.

【0014】次に、図34に示すように、レジストパタ
ーン22を除去し、CVD法等により半導体基板1の一
主面全面上に厚い酸化膜36を形成する。次に、図35
に示すように、半導体基板1の一主面まで乾式エッチン
グか化学的機械的研磨処理により、シリコン酸化膜36
をエッチオフし、素子分離用溝35内にだけ素子分離酸
化膜37を形成する。
Next, as shown in FIG. 34, the resist pattern 22 is removed and a thick oxide film 36 is formed on the entire one main surface of the semiconductor substrate 1 by the CVD method or the like. Next, FIG.
As shown in FIG. 1, the silicon oxide film 36 is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 by dry etching or chemical mechanical polishing.
Is etched off, and an element isolation oxide film 37 is formed only in the element isolation trench 35.

【0015】次に、半導体基板1の一主面上にゲート酸
化膜6、ゲート電極となるリン(P)やヒ素(As)等
のN型の不純物が拡散された多結晶シリコン膜7を順次
形成し、多結晶シリコン膜6をエッチングしてMOSト
ランジスタのゲート電極を形成する。このゲート電極を
マスクの一部としてリン(P)やヒ素(As)等のN型
不純物をイオン注入し、MOSトランジスタの一対のソ
ース/ドレイン領域のN型の低濃度不純物領域3a及び
4aを形成する。その後、半導体基板1の一主面上にC
VD法等によりシリコン酸化膜を形成し、異方性の高い
エッチングを行うことにより、ゲート電極7の側壁にサ
イドウォール9を形成する。
Next, a gate oxide film 6 and a polycrystalline silicon film 7 in which N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As) to be a gate electrode are diffused are sequentially formed on one main surface of the semiconductor substrate 1. Then, the polycrystalline silicon film 6 is etched to form the gate electrode of the MOS transistor. Using this gate electrode as a mask, N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As) are ion-implanted to form N-type low-concentration impurity regions 3a and 4a of a pair of source / drain regions of a MOS transistor. To do. After that, C is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1.
A silicon oxide film is formed by the VD method or the like, and highly anisotropic etching is performed to form sidewalls 9 on the sidewalls of the gate electrode 7.

【0016】次に、上記半導体基板1の一主面にゲート
電極7及びサイドウォール9をマスクの一部として自己
整合的にリン(P)やヒ素(As)等のN型不純物をイ
オン注入することで、MOSトランジスタの一対のソー
ス/ドレイン領域のN型の高濃度不純物領域3b及び4
bの形成を行う。この状態を図36に示す。
Next, N-type impurities such as phosphorus (P) and arsenic (As) are ion-implanted into the one main surface of the semiconductor substrate 1 in a self-aligned manner by using the gate electrode 7 and the sidewall 9 as a part of a mask. As a result, the N-type high-concentration impurity regions 3b and 4 of the pair of source / drain regions of the MOS transistor are formed.
b is formed. This state is shown in FIG.

【0017】以後、図30以降で示したと同様な方法に
よって製造し、図32に示す半導体集積回路装置を得
る。つまり、CVD法等により、層間絶縁膜となるシリ
コン酸化膜10を形成後、レジストパターンを形成し
て、このレジストパターンをマスクとしてシリコン酸化
膜10をエッチングして、コンタクトホールを形成し、
ソース/ドレイン電極及びその配線等となるアルミ等の
金属やリン(P)やヒ素(As)等を拡散した多結晶シ
リコンの導電膜を形成し、この導電膜を選択的にエッチ
ングし、一対のソース/ドレイン電極11及び12を形
成し、半導体集積回路装置を得ているものである。
After that, the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 32 is obtained by the same method as that shown in FIG. That is, after forming the silicon oxide film 10 serving as an interlayer insulating film by the CVD method or the like, a resist pattern is formed, and the silicon oxide film 10 is etched using the resist pattern as a mask to form a contact hole,
A conductive film of polycrystalline silicon is formed by diffusing a metal such as aluminum to be the source / drain electrodes and the wiring thereof, or phosphorus (P) or arsenic (As), and the conductive film is selectively etched to form a pair of conductive films. The semiconductor integrated circuit device is obtained by forming the source / drain electrodes 11 and 12.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】図24に示した、LO
COS法を用いた半導体集積回路装置にあっては、素子
間分離の為、数百nm程度の膜厚のシリコン酸化膜から
なる素子分離用酸化膜8を形成しなくてはならず、これ
を形成した場合、必ず図24に示すバーズビーク30と
呼ばれる部分が生じていた。この様に、半導体基板1の
一主面に素子分離用酸化膜8に基づいてバーズビーク3
0が形成されるため、半導体基板1の一主面近傍に応力
がかかり、半導体基板1に結晶欠陥が生じ、リーク電流
の原因となっていた。また、半導体基板1の一主面にお
けるバーズビーク30は、水平方向に延びるため、超大
規模集積回路装置を作る場合の微細化の妨げとなってい
た。また、半導体基板1を構成するシリコンと、素子分
離用酸化膜8との界面近傍には、界面準位が発生した。
上記のような界面準位や結晶欠陥は、ソース/ドレイン
領域3と半導体基板とのPN接合に逆方向電圧を印加し
た際、図24に点線矢印にて示すリーク電流32を誘発
させ、接合特性、素子間分離特性の低下の原因になるな
ど、さまざまな問題が生じていた。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In a semiconductor integrated circuit device using the COS method, an element isolation oxide film 8 made of a silicon oxide film having a film thickness of about several hundreds nm has to be formed for element isolation. When formed, there was always a portion called bird's beak 30 shown in FIG. In this way, the bird's beak 3 is formed on the one main surface of the semiconductor substrate 1 based on the element isolation oxide film 8.
Since 0 is formed, stress is applied to the vicinity of the one main surface of the semiconductor substrate 1, causing crystal defects in the semiconductor substrate 1 and causing a leak current. In addition, the bird's beak 30 on one main surface of the semiconductor substrate 1 extends in the horizontal direction, which has been an obstacle to miniaturization when an ultra-large scale integrated circuit device is manufactured. Further, an interface state was generated in the vicinity of the interface between the silicon constituting the semiconductor substrate 1 and the element isolation oxide film 8.
The interface states and crystal defects as described above induce a leakage current 32 shown by a dotted arrow in FIG. 24 when a reverse voltage is applied to the PN junction between the source / drain region 3 and the semiconductor substrate, and the junction characteristics However, various problems have occurred, such as causing deterioration of the element isolation characteristics.

【0019】また、上記トレンチ分離を用いた半導体集
積回路装置にあっては、分離のサイズは半導体基板1に
形成した素子分離用溝35の幅で決まり、LOCOS法
を用いたものに対して高集積化に適しており、さらに、
LOCOS法を用いたものにおいて問題になるバーズビ
ークも論理的に全くないものである。しかし、このトレ
ンチ分離を用いた半導体集積回路装置にあっても、LO
COS法を用いたものと同様に、半導体基板1のシリコ
ンと、素子分離用溝35内のシリコン酸化膜36との界
面の存在による界面準位の発生は免れず、シリコン原子
等の未結合手、遊離シリコン、遊離酸素原子、及び、不
純物元素等の発生は免れず、素子分離用溝35側壁近傍
のソース/ドレイン領域3と半導体基板1とのPN接合
部でのリーク電流誘発の原因となっていた。
In the semiconductor integrated circuit device using the trench isolation, the isolation size is determined by the width of the element isolation groove 35 formed in the semiconductor substrate 1, which is higher than that using the LOCOS method. Suitable for integration,
There is theoretically no bird's beak which is a problem in the LOCOS method. However, even in the semiconductor integrated circuit device using this trench isolation, the LO
As in the case of using the COS method, the generation of an interface state is unavoidable due to the existence of the interface between the silicon of the semiconductor substrate 1 and the silicon oxide film 36 in the element isolation trench 35, and unbonded hands such as silicon atoms. The generation of free silicon, free oxygen atoms, and impurity elements is unavoidable, and causes a leak current at the PN junction between the source / drain region 3 and the semiconductor substrate 1 near the sidewall of the isolation trench 35. Was there.

【0020】以上のように、上記した従来のLOCOS
法を用いたもの及びトレンチ分離構造を用いたもので
は、その素子間分離の形成方法に起因する半導体基板1
への応力、及び、半導体基板1を構成するシリコンと素
子間分離を行うためのシリコン酸化膜36の界面の存在
により、欠陥や界面準位が発生し、それらを介した電流
リークを誘発していた。そして、このことは、PN接合
特性、素子分離特性の低下を招き、LSI等の半導体装
置の消費電力の増大、正常動作マージンの低下、誤動作
等の原因になるという問題があった。
As described above, the conventional LOCOS described above is used.
In the method using the method and the method using the trench isolation structure, the semiconductor substrate 1 resulting from the method for forming the element isolation is used.
Stress and the existence of the interface between the silicon constituting the semiconductor substrate 1 and the silicon oxide film 36 for separating the elements from each other cause defects and interface states to induce current leakage through them. It was Then, this causes deterioration of the PN junction characteristics and element isolation characteristics, which causes a problem such as an increase in power consumption of a semiconductor device such as an LSI, a decrease in normal operation margin, and a malfunction.

【0021】[0021]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1の発
明に係る半導体集積回路装置は、半導体基板の一主面に
素子分離用溝を形成するとともに、この素子分離用溝と
で密閉空間を形成する絶縁膜を設けたものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor integrated circuit device in which an element isolation groove is formed on one main surface of a semiconductor substrate, and the element isolation groove is used to form a sealed space. Is provided with an insulating film.

【0022】この発明の請求項2の発明に係る半導集積
回路装置は、半導体基板の一主面に素子分離用溝を形成
するとともに素子分離用溝内に壁状体を形成し、素子分
離用溝及び壁状体とで密閉空間を形成する絶縁膜を設け
たものである。
According to a second aspect of the present invention, in a semiconductor integrated circuit device, an element isolation groove is formed on one main surface of a semiconductor substrate, and a wall-like body is formed in the element isolation groove to form an element isolation element. An insulating film that forms a closed space with the use groove and the wall-shaped body is provided.

【0023】この発明の請求項3の発明に係る半導体集
積回路装置は、半導体基板の一主面に素子分離用溝を形
成するとともに素子分離用溝内に不純物拡散領域を含む
多結晶シリコンからなる壁状体を形成し、かつ素子分離
用溝の底面に位置する半導体基板の一主面に不純物拡散
領域を形成し、素子分離用溝及び壁状体とで密閉空間を
形成する絶縁膜を設けたものである。
A semiconductor integrated circuit device according to a third aspect of the present invention is formed of polycrystalline silicon in which an element isolation groove is formed in one main surface of a semiconductor substrate and an impurity diffusion region is included in the element isolation groove. An insulating film is formed to form a wall-shaped body, an impurity diffusion region is formed on one main surface of the semiconductor substrate located on the bottom surface of the element isolation groove, and an enclosed space is formed with the element isolation groove and the wall-shaped body. It is a thing.

【0024】この発明の請求項4の発明に係る半導体集
積回路装置は、さらに絶縁膜としてシリコン酸化膜又
は、ポリイミド樹脂膜を用いたものである。
A semiconductor integrated circuit device according to a fourth aspect of the present invention further uses a silicon oxide film or a polyimide resin film as an insulating film.

【0025】この発明の請求項5の発明に係る半導体集
積回路装置は、さらに密閉空間内に不活性ガスを封入し
たものである。
In the semiconductor integrated circuit device according to the fifth aspect of the present invention, an inert gas is further enclosed in the sealed space.

【0026】また、この発明の請求項6の発明に係る半
導体集積回路の製造方法は、半導体基板の一主面に素子
分離用溝を形成し、その後素子分離用溝とで密閉空間を
形成する絶縁膜を形成したものである。
According to the sixth aspect of the present invention, in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, the element isolation groove is formed on one main surface of the semiconductor substrate, and thereafter the element isolation groove and the element isolation groove are formed. An insulating film is formed.

【0027】この発明の請求項7に係わる半導体集積回
路の製造方法は、半導体基板の一主面に素子分離用溝を
形成し、この素子分離用溝の両側面にサイドウォールを
形成する工程と、サイドウォールで挟まれた半導体基板
の素子分離用溝の底面と接し、かつサイドウォールの側
面と接して壁状体を形成する工程と、サイドウォールを
除去して半導体基板の素子分離用溝の側面と壁状体との
間に空間を形成する工程と、素子分離用溝及び壁状体が
形成された半導体基板の一主面上に、素子分離用溝の側
面と壁状体とで密閉空間を形成する絶縁膜を形成する工
程を有したものである。
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, which comprises forming an element isolation groove on one main surface of a semiconductor substrate and forming sidewalls on both side surfaces of the element isolation groove. A step of forming a wall-shaped body in contact with the bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate sandwiched by the sidewall and in contact with the side surface of the sidewall, and removing the sidewall to form the wall of the element isolation groove of the semiconductor substrate. Forming a space between the side surface and the wall-shaped body, and sealing the side surface of the element separation groove and the wall-shaped body on one main surface of the semiconductor substrate in which the element-isolation groove and the wall-shaped body are formed. It has a step of forming an insulating film forming a space.

【0028】この発明の請求項8の発明に係わる半導体
集積回路の製造方法は、半導体基板の一主面に素子分離
用溝を形成し、この素子分離用溝の両側面にサイドウォ
ールを形成する工程と、サイドウォールで挟まれた半導
体基板の素子分離用溝の底面と接し、かつサイドウォー
ルの側面と接して不純物を含む多結晶シリコン体からな
る壁状体を形成する工程と、サイドウォールを除去して
半導体基板の素子分離用溝の側面と壁状体との間に空間
を形成する工程と、素子分離用溝及び壁状体が形成され
た半導体基板の一主面上に、素子分離用溝の側面と壁状
体とで密閉空間を形成する絶縁膜を形成する工程と、素
子分離用溝及び壁状体が形成された半導体基板を加熱処
理して、壁状体に含まれている不純物を素子分離用溝の
底面に位置する半導体基板の一主面に拡散して不純物拡
散領域を形成する工程とを有するものである。
In the method of manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the eighth aspect of the present invention, the element isolation groove is formed on one main surface of the semiconductor substrate, and the sidewalls are formed on both side surfaces of the element isolation groove. A step of forming a wall-like body made of a polycrystalline silicon body containing impurities in contact with the bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate sandwiched by the side wall and in contact with the side surface of the side wall; A step of removing and forming a space between the side surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate and the wall-shaped body; and the element isolation on the main surface of the semiconductor substrate on which the element isolation groove and the wall-shaped body are formed. A step of forming an insulating film that forms a closed space between the side surface of the trench and the wall-like body; and heat-treating the semiconductor substrate having the trench for element isolation and the wall-like body, Impurities on the bottom of the isolation trench Diffuse into one main surface of the body substrate and a step of forming an impurity diffusion region.

【0029】さらに、この発明の請求項9の発明に係わ
る半導体集積回路の製造方法は、さらに、絶縁膜を形成
する工程としてシラノールの有機溶液を素子分離用溝が
形成された半導体基板の一主面に塗布する工程と、シラ
ノールの有機溶液が塗布された半導体基板を加熱処理し
て、シラノールの有機溶液をシリコン酸化膜から成る絶
縁膜とする工程を含むものである。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the invention of claim 9 of the present invention, the main component of the semiconductor substrate in which the organic solution of silanol is formed as the element isolation groove is formed as the step of forming the insulating film. It includes a step of coating the surface and a step of heating the semiconductor substrate coated with the silanol organic solution to form the silanol organic solution into an insulating film made of a silicon oxide film.

【0030】さらに、この発明の請求項10に係わる半
導体集積回路装置の製造方法は、さらに、絶縁膜を形成
する工程として、ポリイミド樹脂を素子分離用溝が形成
された半導体基板の一主面に塗布する工程と、ポリイミ
ド樹脂が塗布された半導体基板を加熱処理して、ポリイ
ミド樹脂膜を絶縁膜とする工程を含むものである。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to a tenth aspect of the present invention, further, as a step of forming an insulating film, a polyimide resin is formed on one main surface of the semiconductor substrate on which the element isolation groove is formed. It includes a step of applying and a step of heat-treating a semiconductor substrate coated with a polyimide resin to form a polyimide resin film as an insulating film.

【0031】[0031]

【作用】この発明の請求項1の発明にあっては、素子分
離用溝と絶縁膜とによる密閉空間が、素子分離領域にお
ける半導体基板への欠陥を軽減するとともに界面準位を
生じさせず、素子から半導体基板への電流リークを抑制
して素子間の電気的分離を確実になさしめる。
According to the first aspect of the present invention, the sealed space formed by the element isolation groove and the insulating film reduces defects on the semiconductor substrate in the element isolation region and does not cause an interface state. Current leakage from the elements to the semiconductor substrate is suppressed to ensure electrical isolation between the elements.

【0032】この発明の請求項2の発明にあっては、素
子分離用溝の側面及び壁状体と絶縁膜とによる密閉空間
が、素子分離領域における半導体基板への欠陥及び界面
準位の発生を軽減し、素子から半導体基板への電流リー
クを抑制して素子間の電気的分離を確実になさしめる。
According to the second aspect of the present invention, the side surface of the element isolation groove and the closed space formed by the wall-like body and the insulating film cause defects and interface states in the semiconductor substrate in the element isolation region. The current leakage from the elements to the semiconductor substrate is suppressed and electrical isolation between the elements is ensured.

【0033】この発明の請求項3の発明にあっては、素
子分離用溝の側面及び壁状体と絶縁膜とによる密閉空間
と不純物拡散領域が、素子分離領域における半導体基板
への欠陥を軽減するとともに界面準位の発生を軽減し、
素子から半導体基板への電流リークを抑制して素子間の
電気的分離を確実になさしめる。
According to the third aspect of the present invention, the side surface of the element isolation groove, the closed space formed by the wall-like body and the insulating film, and the impurity diffusion region alleviate defects in the semiconductor substrate in the element isolation region. And reduce the occurrence of interface states,
Current leakage from the elements to the semiconductor substrate is suppressed to ensure electrical isolation between the elements.

【0034】この発明の請求項4の発明にあっては、さ
らに、シリコン酸化膜又はポリイミド樹脂膜による絶縁
膜が、その膜厚を精度よく制御せしめる。
In the invention of claim 4 of the present invention, the insulating film made of a silicon oxide film or a polyimide resin film controls the film thickness with high accuracy.

【0035】この発明の請求項5の発明にあっては、さ
らに、密閉空間内の不活性ガスが、密閉空間内に水分や
活性ガスの侵入を防止せしめる。
According to the fifth aspect of the present invention, the inert gas in the closed space can prevent moisture and active gas from entering the closed space.

【0036】この発明の請求項6の発明にあっては、素
子分離用溝と絶縁膜とによる密閉空間が、素子分離領域
における半導体基板への欠陥を軽減するとともに界面準
位の発生を軽減し、素子から半導体基板への電流リーク
を抑制して素子間の電気的分離を確実になさしめる。
According to the sixth aspect of the present invention, the sealed space formed by the element isolation groove and the insulating film reduces defects on the semiconductor substrate in the element isolation region and reduces the occurrence of interface states. , Current leakage from the elements to the semiconductor substrate is suppressed to ensure electrical isolation between the elements.

【0037】この発明の請求項7の発明にあっては、素
子分離用溝の側面及び壁状体と絶縁膜とによる密閉空間
が、素子分離領域における半導体基板への欠陥を軽減す
るとともに界面準位の発生を軽減し、素子から半導体基
板への電流リークを抑制して素子間の電気的分離を確実
になさしめ、かつ、密閉空間を、サイドウォールを形成
して取り除くことにより、容易に形成せしめる。
According to a seventh aspect of the present invention, the closed space formed by the side surface of the element isolation groove and the wall-like body and the insulating film reduces defects on the semiconductor substrate in the element isolation region and also reduces the interface level. Formation is facilitated by reducing the occurrence of locality, suppressing current leakage from the element to the semiconductor substrate, and ensuring electrical isolation between elements, and removing the sealed space by forming a sidewall. Excuse me.

【0038】この発明の請求項8の発明にあっては、素
子分離用溝の側面及び壁状体と絶縁膜とによる密閉空間
を、サイドウォールを形成して取り除くことにより、容
易に形成せしめ、かつ、密閉空間を形成するための壁状
体からの不純物の拡散によって不純物拡散領域を容易に
形成せしめる。
According to the eighth aspect of the present invention, the side wall of the element isolation groove and the closed space formed by the wall-like body and the insulating film can be easily formed by removing the side wall. In addition, the impurity diffusion region can be easily formed by diffusing the impurities from the wall-shaped body to form the closed space.

【0039】この発明の請求項9の発明にあっては、さ
らに、絶縁膜を、シラノールの有機溶液を用いて形成し
ているため、密閉空間を形成するための絶縁膜として、
平担にして精度よく制御された膜厚のものを容易に形成
せしめる。
According to the ninth aspect of the present invention, since the insulating film is formed by using the organic solution of silanol, the insulating film for forming the closed space is
A flat and easily controlled film thickness can be easily formed.

【0040】この発明の請求項10の発明にあっては、
絶縁膜を、ポリイミド樹脂を用いて形成しているため、
密閉空間を形成するための絶縁膜として、平担にして精
度よく制御された膜厚のものを容易に形成せしめる。
According to the tenth aspect of the present invention,
Since the insulating film is formed using polyimide resin,
As the insulating film for forming the closed space, it is possible to easily form a flat and precisely controlled film thickness.

【0041】[0041]

【実施例】【Example】

実施例1.以下にこの発明の実施例1を図1ないし図1
1に基づいて説明する。図1及び図2は実施例1の要部
断面図及び平面図であり、図において、図23に示した
従来例に付した符号と同一符号は同一又は相当部分を示
すものであり、21は半導体基板1の一主面に、半導体
素子(この実施例1においてはNチャネルMOSトラン
ジスタ)が形成される素子形成領域を囲って形成された
素子分離用溝で、この実施例1において、0.3μm、
深さ0.5μmとしている。20はこの素子分離用溝2
1上に形成され、この素子分離用溝21とで密閉空間3
1を形成するシリコン酸化膜又はポリイミド樹脂膜から
成る絶縁膜で、この実施例1では厚さ0.1μmとして
いる。
Example 1. Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to FIGS.
It will be described based on 1. 1 and 2 are a sectional view and a plan view of a main part of the first embodiment. In the drawings, the same reference numerals as those of the conventional example shown in FIG. 23 indicate the same or corresponding portions, and 21 is An element isolation groove formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 so as to surround an element formation region in which a semiconductor element (N-channel MOS transistor in the first embodiment) is formed. 3 μm,
The depth is 0.5 μm. 20 is this element isolation groove 2
1 and the element isolation groove 21 forms a closed space 3
1 is an insulating film formed of a silicon oxide film or a polyimide resin film, and has a thickness of 0.1 μm in the first embodiment.

【0042】なお、素子分離用溝21と絶縁膜20とで
形成される密閉空間31内には、窒素(N2 )などの不
活性ガスが封入されている。また、この実施例1におい
ては、MOSトランジスタのゲート電極7の幅を0.8
μmとし、隣接するMOSトランジスタのゲート電極7
の間隔を2.5μmとし、ソース/ドレイン電極11、
11が貫通する層間絶縁膜10のコンタクトホールの直
径を0.8μmとしており、層間絶縁膜10の厚さは
0.5μmとしている。
An inert gas such as nitrogen (N 2 ) is enclosed in the closed space 31 formed by the element isolation groove 21 and the insulating film 20. In the first embodiment, the width of the gate electrode 7 of the MOS transistor is 0.8
μm, the gate electrode 7 of the adjacent MOS transistor
And the source / drain electrodes 11,
The diameter of the contact hole of the interlayer insulating film 10 through which 11 penetrates is 0.8 μm, and the thickness of the interlayer insulating film 10 is 0.5 μm.

【0043】次に、このように構成された半導体集積回
路装置の製造方法について、図3ないし図11に従って
説明する。以下、工程順を追って説明すると、まず、図
3に示すようにP型の半導体基板1上にゲート酸化膜6
とゲート電極となる多結晶シリコン膜7を形成する。次
に、図4に示すように、レジスト膜17を多結晶シリコ
ン膜7上に形成し、パターニングした後、このパターニ
ングされたレジスト膜17をマスクとして多結晶シリコ
ン膜をエッチングしてゲート電極7を形成する。その
後、ゲート電極7をマスクとして自己整合的にN型の不
純物をイオン注入によって注入し、NチャネルMOSト
ランジスタの一対のソース/ドレイン領域となる低濃度
拡散層3a及び4aを形成する。なお、この時、隣接し
たMOSトランジスタの一方のソース/ドレイン領域と
なる低濃度拡散層3aは共通に形成されているものであ
る。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device thus constructed will be described with reference to FIGS. The steps will be described below. First, as shown in FIG. 3, the gate oxide film 6 is formed on the P-type semiconductor substrate 1.
Then, a polycrystalline silicon film 7 to be a gate electrode is formed. Next, as shown in FIG. 4, after forming a resist film 17 on the polycrystalline silicon film 7 and patterning it, the polycrystalline silicon film is etched by using the patterned resist film 17 as a mask to form the gate electrode 7. Form. After that, N-type impurities are ion-implanted in a self-aligning manner using the gate electrode 7 as a mask to form the low-concentration diffusion layers 3a and 4a to be a pair of source / drain regions of the N-channel MOS transistor. At this time, the low-concentration diffusion layer 3a serving as one of the source / drain regions of the adjacent MOS transistors is commonly formed.

【0044】その後、レジスト膜17を除去後、従来例
で説明した図29と同様の処理を行ってゲート電極7の
両側面にサイドウォール9を形成し、このサイドウォー
ル9及びゲート電極7をマスクとして自己整合的にMO
Sトランジスタの一対のソース/ドレイン領域となる高
濃度拡散層3b及び4bを形成する。この状態を図5に
示す。
Then, after removing the resist film 17, the same processing as that of FIG. 29 described in the conventional example is performed to form sidewalls 9 on both side surfaces of the gate electrode 7, and the sidewall 9 and the gate electrode 7 are masked. As a self-aligned MO
High-concentration diffusion layers 3b and 4b to be a pair of source / drain regions of the S transistor are formed. This state is shown in FIG.

【0045】次に、図6に示すようにレジストパターン
22を形成後、これをマスクとして半導体基板1をRI
E等によってエッチングし、MOSトランジスタの一対
のソース/ドレイン領域3及び4と半導体基板1とで形
成されるPN接合よりも深い素子分離用溝21を形成す
る。この素子分離用溝によってMOSトランジスタのソ
ース/ドレイン領域3は電気的、物理的に分離される。
次に、図7に示すように、レジストパターン22除去
後、H雰囲気23下で熱処理を行う。
Next, after forming a resist pattern 22 as shown in FIG. 6, the semiconductor substrate 1 is RI using this as a mask.
Etching is performed by using E or the like to form the element isolation trench 21 deeper than the PN junction formed by the pair of source / drain regions 3 and 4 of the MOS transistor and the semiconductor substrate 1. The source / drain region 3 of the MOS transistor is electrically and physically separated by the element isolation groove.
Next, as shown in FIG. 7, after removing the resist pattern 22, heat treatment is performed in an H 2 atmosphere 23.

【0046】次に、N、Ar等の不活性ガス中におい
てシラノール有機溶液(この実施例においては粘度が5
0cp)をスピンコーティングし、その後、熱処理(こ
の実施例においては350℃、1時間)を行い、半導体
基板1上に素子分離用溝21を封止する絶縁膜20を形
成すると、図8のようになる。この処理により、素子分
離領域の位置に素子分離用溝21と絶縁膜20とによる
密閉空間31が形成され、この中に不活性ガスが封入さ
れる。また、図8において、素子分離用溝21の開口部
を封止するために使用したシラノールの有機溶液は、従
来SOG(Spin On Grass)というプロセ
スに用いられ、表面段差の平担化を目的として、一般的
に用いられている層間絶縁膜材料の一種であり、回転塗
布後、加熱処理にてシリコン酸化膜を形成できるもので
ある。
Next, a silanol organic solution (having a viscosity of 5 in this embodiment) is prepared in an inert gas such as N 2 or Ar.
0 cp) is spin-coated, and then heat treatment (350 ° C. for 1 hour in this embodiment) is performed to form the insulating film 20 for sealing the isolation trenches 21 on the semiconductor substrate 1, as shown in FIG. become. By this process, a closed space 31 formed by the element isolation groove 21 and the insulating film 20 is formed at the position of the element isolation region, and an inert gas is sealed in this space. Further, in FIG. 8, the silanol organic solution used to seal the opening of the element isolation trench 21 is conventionally used in a process called SOG (Spin On Grass), and is aimed at leveling the surface step. It is a kind of commonly used interlayer insulating film material, and can form a silicon oxide film by heat treatment after spin coating.

【0047】素子分離用溝21の開口径に合わせて、溶
液の粘度、塗布時の回転数を最適化することにより、素
子分離用溝内部に溶液が浸透することなく、素子分離用
溝21の開口部のみに絶縁膜を形成することができる。
当然ながら、素子分離用溝21の開口径が小さい程、同
処理の条件の設定が容易になる。この処理により、素子
分離用溝21が封止され、微細な密閉空間31を形成す
ることができる。また、上記絶縁膜はシラノールの有機
溶液の代わりにポリイミド樹脂を用いることでも形成す
ることができる。
By optimizing the viscosity of the solution and the number of revolutions at the time of application in accordance with the opening diameter of the element isolation groove 21, the solution does not penetrate into the element isolation groove and the element isolation groove 21 The insulating film can be formed only in the opening.
As a matter of course, the smaller the opening diameter of the element isolation groove 21, the easier the setting of the conditions for the same process. By this process, the element isolation groove 21 is sealed, and the fine closed space 31 can be formed. The insulating film can also be formed by using a polyimide resin instead of the organic solution of silanol.

【0048】次に、図9に示すように、上記素子分離用
溝21を封止する絶縁膜20上に層間絶縁膜10を形成
する。これは、シラノールの有機溶液から形成した絶縁
膜が、後工程におけるエッチングなどによってダメージ
を受け易いため、保護膜として形成する。
Next, as shown in FIG. 9, an interlayer insulating film 10 is formed on the insulating film 20 which seals the element isolation trench 21. This is formed as a protective film because an insulating film formed from an organic solution of silanol is easily damaged by etching or the like in a later process.

【0049】次に、従来例で説明した図30と同様の処
理を行って、図10に示すように、ソース/ドレインコ
ンタクトホール形成の為のレジスト膜18を形成する。
次に、通常のエッチングを行い、コンタクトホール形成
後、図11に示すように、従来例で説明した図31と同
様の処理を行うことにより、ソース/ドレイン電極を形
成する導電膜25及び同電極形成のためのレジスト膜1
9を形成する。次に、エッチング処理を行うことによ
り、図1に示すように、ソース/ドレイン電極を形成
し、トランジスタ構造の形成が完了する。
Next, the same process as that of FIG. 30 described in the conventional example is performed to form a resist film 18 for forming source / drain contact holes as shown in FIG.
Next, after performing normal etching to form a contact hole, as shown in FIG. 11, by performing the same process as in FIG. 31 described in the conventional example, the conductive film 25 and the same electrode for forming the source / drain electrodes. Resist film for formation 1
9 is formed. Next, by performing an etching process, source / drain electrodes are formed as shown in FIG. 1, and the formation of the transistor structure is completed.

【0050】本実施例では、上記のように構成された半
導体集積回路装置においては、素子間の分離を密閉空間
31を用いて行っているため、従来のLOCOS分離や
トレンチ分離のように、半導体基板1中に素子分離のた
めのシリコン酸化膜を形成しないため、半導体基板1へ
の応力は、大幅に軽減され、図24に示した応力に起因
した結晶欠陥33などが減少する。また、従来のものの
ように半導体基板であるシリコン酸化膜との界面がない
ため界面準位は発生しないものである。また、N、A
r等の不活性ガス中で素子分離用溝21の封止を行うた
め、密閉空間31には不活性ガスが封入される。図7に
おいて、H2雰囲気下で処理を行うのは、図6でのエッ
チング処理にて、素子分離用溝21の側壁及び底面に生
じたダメージによる欠陥の低減、及び、エッチングによ
り発生する素子分離用溝21側壁のシリコン原子の未結
合手に対して、Hを結合させ、活性原子の安定化を行う
ためであり、この処理により、素子分離用溝21側壁表
面での表面準位の低減が図れ、素子分離用溝21の内部
は安定した状態になる。これらのことにより、LSI等
の半導体集積回路の消費電力の低減、正常動作マージン
の低減等の効果が得られる。
In this embodiment, in the semiconductor integrated circuit device configured as described above, the elements are separated by using the closed space 31. Therefore, unlike the conventional LOCOS separation and trench separation, semiconductors are separated. Since the silicon oxide film for element isolation is not formed in the substrate 1, the stress on the semiconductor substrate 1 is greatly reduced, and the crystal defects 33 and the like due to the stress shown in FIG. 24 are reduced. Further, unlike the conventional one, since there is no interface with the silicon oxide film which is the semiconductor substrate, no interface level is generated. Also, N 2 , A
Since the element isolation groove 21 is sealed in an inert gas such as r, an inert gas is filled in the closed space 31. In FIG. 7, the process is performed in an H 2 atmosphere in order to reduce defects caused by damages on the sidewalls and bottom surface of the element isolation trench 21 in the etching process in FIG. This is because H is bonded to the dangling bonds of silicon atoms on the sidewall of the trench 21 for stabilizing the active atoms, and this treatment reduces the surface level on the surface of the sidewall of the trench 21 for element isolation. As a result, the inside of the element separating groove 21 is in a stable state. As a result, effects such as reduction of power consumption of the semiconductor integrated circuit such as LSI and reduction of normal operation margin can be obtained.

【0051】実施例2.図12ないし図22は実施例2
を示すものであり、図12及び図13は実施例2の要部
断面図及び平面図である。この実施例2のものは上記し
た実施例1が素子分離のために一つの密閉空間31を形
成したものであるのに対して二つの密閉空間26を形成
したものである。図12及び図13に示すように、半導
体基板1中に形成した素子分離用溝21の底面と接し、
かつ側面から所定間隔離れて形成された多結晶シリコン
からなる壁状体27を設け、この壁状体27と素子分離
用溝とで形成する空間を密閉する絶縁膜20によって、
密閉される密閉空間26を有しており、その他の構成
は、実施例1と同様であり、素子分離用溝の左右にNチ
ャネル型MOSトランジスタ、上記トランジスタのソー
ス/ドレイン領域に接して設けたソース/ドレイン電
極、上記素子分離用溝を封止する絶縁膜上に積層された
層間絶縁膜を備えている。
Example 2. 12 to 22 show Embodiment 2
12 and 13 are a cross-sectional view and a plan view of a main part of the second embodiment. In the second embodiment, one closed space 31 is formed for element isolation in the above-described first embodiment, but two closed spaces 26 are formed. As shown in FIGS. 12 and 13, in contact with the bottom surface of the element isolation groove 21 formed in the semiconductor substrate 1,
In addition, a wall-like body 27 made of polycrystalline silicon is formed at a predetermined distance from the side surface, and the insulating film 20 for sealing the space formed by the wall-like body 27 and the element isolation groove is used.
It has a closed space 26 to be closed, and the other structure is similar to that of the first embodiment, and it is provided in contact with the N-channel type MOS transistor and the source / drain regions of the transistor on the left and right of the element isolation groove. A source / drain electrode and an interlayer insulating film laminated on the insulating film that seals the element isolation groove are provided.

【0052】次に上記のように構成された半導体集積回
路装置の製造方法について図14ないし図22を用いて
説明する。まず、上記実施例1で説明した図3ないし図
5と同様にしてNチャネルMOSトランジスタのゲート
電極6、一対のソース/ドレイン領域3及び4とサイド
ウォール9とを形成する。次に、図14に示すように、
層間絶縁膜24を形成する。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device configured as described above will be described with reference to FIGS. First, the gate electrode 6, the pair of source / drain regions 3 and 4 and the sidewall 9 of the N-channel MOS transistor are formed in the same manner as in FIGS. 3 to 5 described in the first embodiment. Next, as shown in FIG.
The interlayer insulating film 24 is formed.

【0053】次に、図15に示すように、実施例1で説
明した図6と同様の処理を行うことにより、レジストパ
ターン22をマスクとしてエッチングを行い、半導体基
板1中に素子分離用溝21を形成する。その後、図16
に示すように、CVD法等により、シリコン酸化膜から
なる絶縁膜28を形成する。
Next, as shown in FIG. 15, by performing the same processing as that of FIG. 6 described in the first embodiment, etching is performed using the resist pattern 22 as a mask, and the element isolation groove 21 is formed in the semiconductor substrate 1. To form. After that, FIG.
As shown in, the insulating film 28 made of a silicon oxide film is formed by the CVD method or the like.

【0054】次に、図16に示すように、絶縁膜28を
RIE等の異方性の高いエッチングプロセスでエッチオ
フし、素子分離用溝21の側壁にはシリコン酸化膜のサ
イドウォール29を形成する。その後、図18に示すよ
うに、同じくCVD法等により素子分離用溝21内部及
び半導体基板1の一主面上に多結晶シリコン膜34を形
成する。
Next, as shown in FIG. 16, the insulating film 28 is etched off by a highly anisotropic etching process such as RIE, and a sidewall 29 of a silicon oxide film is formed on the sidewall of the isolation trench 21. To do. Thereafter, as shown in FIG. 18, similarly, a polycrystalline silicon film 34 is formed inside the element isolation trench 21 and on one main surface of the semiconductor substrate 1 by the CVD method or the like.

【0055】次に、図19に示すように、多結晶シリコ
ン膜34を半導体基板1の表面程度までエッチオフし、
さらに、フッ酸等にて湿式エッチングを行い、シリコン
酸化膜のサイドウォール9を除去することで、素子分離
用溝21内に素子分離用溝21の側面と所定間隔離れて
形成された壁状体27を形成する。このとき、素子間分
離用溝21内には、素子分離用溝21の側面と壁状体2
7との間に二つの空間を有することになる。また、素子
分離用溝21内の二つの空間26の幅は、サイドウォー
ル29の幅に等しいため、つまり、図16に示す絶縁膜
28の厚さによって制御されているものである。
Next, as shown in FIG. 19, the polycrystalline silicon film 34 is etched off up to about the surface of the semiconductor substrate 1,
Further, by wet etching with hydrofluoric acid or the like to remove the side wall 9 of the silicon oxide film, a wall-shaped body formed in the element isolation groove 21 at a predetermined distance from the side surface of the element isolation groove 21. 27 is formed. At this time, the side surface of the element isolation groove 21 and the wall-shaped body 2 are provided in the element isolation groove 21.
There will be two spaces between 7 and. The width of the two spaces 26 in the element isolation groove 21 is equal to the width of the sidewall 29, that is, is controlled by the thickness of the insulating film 28 shown in FIG.

【0056】その後、実施例1で説明した図7、図8と
同様に、図20に示すH2雰囲気下で熱処理を行い、図
21に示す素子分離用溝21を封止する絶縁膜20を形
成する。これにより、素子分離用溝21内に設けられた
二つの空間の開口部を封止し、二つの密閉空間26を形
成する。
Then, as in FIGS. 7 and 8 described in the first embodiment, heat treatment is performed in the H 2 atmosphere shown in FIG. 20 to form the insulating film 20 for sealing the isolation trench 21 shown in FIG. Form. As a result, the openings of the two spaces provided in the element isolation groove 21 are sealed and the two sealed spaces 26 are formed.

【0057】次に、図22に示すように、実施例1で説
明した図7と同様に層間絶縁膜10を形成する。さら
に、実施例1で説明した図10、図11と同様の処理を
行うことにより、トランジスタのソース/ドレイン電極
11、12を形成すると、図12に示す半導体集積回路
装置の形成が完了する。
Next, as shown in FIG. 22, an interlayer insulating film 10 is formed as in the case of FIG. 7 described in the first embodiment. Further, when the source / drain electrodes 11 and 12 of the transistors are formed by performing the same processing as that of FIGS. 10 and 11 described in the first embodiment, the formation of the semiconductor integrated circuit device shown in FIG. 12 is completed.

【0058】このように構成された半導体集積回路装置
にあっては、上記した実施例1と同様の効果を奏する
他、密閉空間26をサイドウォール29を用いて形成し
ているため、微細化を図れ、半導体集積回路装置の高集
積化が図れるものである。さらに、素子分離用溝21の
側面と壁状体27とによる空間の開口部も微細化されて
いるため、密閉空間26を形成するための絶縁膜20に
よる封止も容易になる。
In the semiconductor integrated circuit device configured as described above, in addition to the same effect as that of the above-described first embodiment, the closed space 26 is formed by using the sidewall 29, so that miniaturization is achieved. Thus, the semiconductor integrated circuit device can be highly integrated. Further, since the opening of the space formed by the side surface of the element isolation groove 21 and the wall-like body 27 is also miniaturized, sealing with the insulating film 20 for forming the closed space 26 becomes easy.

【0059】実施例3.図23はこの発明の実施例3を
示すものであり、上記した実施例2のものに対して、壁
状体27としてボロン等のP型の不純物を含む多結晶シ
リコンにて構成するとともに、半導体基板1の素子分離
用溝21の底面に位置する半導体基板1の一主面にボロ
ン等のP型の不純物が注入された不純物拡散領域38を
形成するものであり、その他の点においては同一であ
る。
Example 3. FIG. 23 shows a third embodiment of the present invention, which is different from the second embodiment described above in that the wall 27 is made of polycrystalline silicon containing P-type impurities such as boron. The impurity diffusion region 38 in which a P-type impurity such as boron is injected is formed on one main surface of the semiconductor substrate 1 located on the bottom surface of the element isolation groove 21 of the substrate 1, and is otherwise the same. is there.

【0060】次に、このように構成された半導体集積回
路装置の製造方法について説明する。この実施例3のも
のにおいても、上記実施例2のものと同様に製造される
ものであり、次の点だけが上記実施例2と相違するもの
である。すなわち、上記実施例2で示した図18の工程
において、多結晶シリコン膜34を形成したが、ボロン
等のP型の不純物を含むドープドポリシリコンをCVD
法等によって半導体基板1の一主面上に積層するか、多
結晶シリコン34を半導体基板1の一主面上に積層した
後、この積層された多結晶シリコン34にボロン等のP
型の不純物をイオン注入し、加熱処理を行うことによっ
て多結晶シリコンに含まれているP型の不純物を半導体
基板1の一主面に拡散しているものである。
Next, a method of manufacturing the semiconductor integrated circuit device thus configured will be described. The third embodiment is also manufactured in the same manner as the second embodiment, and is different from the second embodiment only in the following points. That is, although the polycrystalline silicon film 34 is formed in the step of FIG. 18 shown in the second embodiment, the doped polysilicon containing P-type impurities such as boron is deposited by CVD.
After laminating on the one main surface of the semiconductor substrate 1 by the method or the like, or after laminating the polycrystalline silicon 34 on the one principal surface of the semiconductor substrate 1, P of boron or the like is formed on the laminated polycrystalline silicon 34.
P-type impurities contained in the polycrystalline silicon are diffused into one main surface of the semiconductor substrate 1 by ion-implanting type impurities and performing heat treatment.

【0061】このように構成された半導体集積回路装置
にあっても、上記実施例2と同様の効果を奏する他、不
純物拡散領域38によって、素子間の電気的絶縁性がさ
らに向上し、素子間分離特性が向上するという利点を有
するものである。
Even in the semiconductor integrated circuit device configured as described above, in addition to the same effect as the second embodiment, the impurity diffusion region 38 further improves the electrical insulation between the elements, and It has the advantage that the separation characteristics are improved.

【0062】なお、上記実施例1ないし3においては、
密閉空間26、31を形成する絶縁膜20として、シラ
ノールの有機溶液を用いたものを示したが、これに限ら
れるものではなく、適度の粘度があり、スピンコーティ
ング及び加熱処理によって形成できる膜であればよいも
のである。例えば、保護膜又は層間絶縁膜として一般的
に用いられているポリイミド樹脂膜を用いてもよいもの
である。
In the above-mentioned Examples 1 to 3,
As the insulating film 20 forming the closed spaces 26 and 31, the one using an organic solution of silanol is shown, but the insulating film 20 is not limited to this, and it is a film that has an appropriate viscosity and can be formed by spin coating and heat treatment. Anything is good. For example, a polyimide resin film generally used as a protective film or an interlayer insulating film may be used.

【0063】[0063]

【発明の効果】この発明の請求項1の発明は、半導体基
板に素子分離用溝を形成し、この素子分離用溝とで密閉
空間を形成する絶縁膜を設けたので、素子分離領域にお
ける半導体基板への欠陥を軽減するとともに界面準位を
生じさせず、素子から半導体基板への電流リークを抑制
でき、素子間の電気的分離を確実にできるという効果を
有するものである。
According to the first aspect of the present invention, since the element isolation groove is formed in the semiconductor substrate and the insulating film which forms a closed space with the element isolation groove is provided, the semiconductor in the element isolation region is provided. This has the effects of reducing defects in the substrate, preventing the occurrence of interface states, suppressing current leakage from the device to the semiconductor substrate, and ensuring electrical isolation between the devices.

【0064】この発明の請求項2の発明は、半導体基板
に素子分離用溝を形成し、この素子分離用溝内に壁状体
を設けるとともに、素子分離用溝の側面と壁状体とで密
閉空間を形成する絶縁膜を設けたので、素子分離領域に
おける半導体基板への欠陥を軽減するとともに界面準位
を生じさせず、素子から半導体基板へ電流リークを抑制
でき、素子間の電気的分離を確実にできるという効果を
有するものである。
According to a second aspect of the present invention, an element isolation groove is formed in a semiconductor substrate, a wall-shaped body is provided in the element isolation groove, and the side surface and the wall-shaped body of the element isolation groove are formed. Since the insulating film that forms the closed space is provided, defects in the semiconductor substrate in the element isolation region are reduced, interface states are not generated, current leakage from the element to the semiconductor substrate can be suppressed, and electrical isolation between elements is achieved. This has the effect of ensuring that

【0065】この発明の請求項3の発明は、半導体基板
に素子分離用溝を形成し、この素子分離用溝内に半導体
基板と同じ導電型の不純物を含む多結晶シリコンからな
る壁状体を設けるとともに、素子分離用溝の側面と壁状
体とで密閉空間を形成する絶縁膜を設け、かつ、素子分
離用溝の底面に位置する半導体基板の一主面に半導体基
板と同じ導電型の不純物拡散領域を設けたので、素子か
ら半導体基板への電流リークを抑制でき、素子間の電気
的分離を確実にできるという効果を有するものである。
According to a third aspect of the present invention, an element isolation groove is formed in a semiconductor substrate, and a wall-shaped body made of polycrystalline silicon containing impurities of the same conductivity type as that of the semiconductor substrate is formed in the element isolation groove. An insulating film that forms a closed space between the side surface of the element isolation groove and the wall-like body is provided, and the same conductivity type as the semiconductor substrate is provided on one main surface of the semiconductor substrate located at the bottom surface of the element isolation groove. Since the impurity diffusion region is provided, the current leakage from the element to the semiconductor substrate can be suppressed, and the electrical isolation between the elements can be ensured.

【0066】この発明の請求項4の発明は、さらに、絶
縁膜をシリコン酸化膜またはポリイミド樹脂膜としたの
で、絶縁膜の膜厚を精度よく制御できるという効果を併
せ持つものである。
Since the insulating film is a silicon oxide film or a polyimide resin film, the invention of claim 4 has the effect that the film thickness of the insulating film can be accurately controlled.

【0067】この発明の請求項5の発明は、さらに、密
閉空間内に不活性ガスを封入したものとしたので、水分
や活性ガスの侵入を防止できるという効果を併せ持つも
のである。
The invention of claim 5 of the present invention further has an effect that it is possible to prevent intrusion of water and active gas because the inert gas is enclosed in the closed space.

【0068】この発明の請求項6の発明は、半導体基板
の一主面に素子分離用溝を形成し、この素子分離用溝と
で密閉空間を形成する絶縁膜を形成したので、素子分離
領域における半導体基板への欠陥を軽減するとともに界
面準位を生じさせず、素子から半導体基板への電流リー
クを抑制でき、素子間の電気的分離を確実にできるとい
う効果を有するものである。
According to the sixth aspect of the present invention, the element isolation groove is formed on one main surface of the semiconductor substrate, and the insulating film which forms a closed space with the element isolation groove is formed. It has the effects of reducing defects in the semiconductor substrate in (1) and preventing interface states from occurring, suppressing current leakage from the element to the semiconductor substrate, and ensuring electrical isolation between the elements.

【0069】この発明の請求項7の発明は、半導体基板
の一主面に素子分離用溝を形成し、素子分離用溝の側面
にサイドウォールを形成し、サイドウォールの側面と接
して壁状体を形成し、サイドウォールを除去し、素子分
離用溝の側面と壁状体とで密閉空間を形成する絶縁膜を
形成したので、素子から半導体基板への電流リークを抑
制でき、素子間の電気的分離を確実にでき、かつ、密閉
空間を容易に形成できるという効果を有するものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, the element isolation groove is formed on one main surface of the semiconductor substrate, the sidewall is formed on the side surface of the element isolation groove, and the wall shape is in contact with the side surface of the sidewall. Since the body is formed, the sidewalls are removed, and the insulating film that forms a closed space is formed by the side surface of the element isolation groove and the wall-shaped body, current leakage from the element to the semiconductor substrate can be suppressed, The effect is that electrical separation can be ensured and a closed space can be easily formed.

【0070】この発明の請求項8の発明は、半導体基板
の一主面に素子分離用溝を形成し、素子分離用溝の側面
にサイドウォールを形成し、サイドウォールの側面と接
して、半導体基板と同じ導電型の不純物を含む多結晶シ
リコンからなる壁状体を形成し、サイドウォールを除去
し、素子分離用溝の側面と壁状体とで密閉空間を形成す
る絶縁膜を形成し、壁状体が形成された半導体基板を加
熱処理して半導体基板の一主面に不純物拡散領域を形成
したので、素子分離領域における半導体基板への欠陥を
軽減するとともに界面準位を生じさせず、素子から半導
体基板への電流リークを抑制でき、素子間の電気的分離
を確実にでき、かつ、密閉空間を容易に形成できるとと
もに不純物拡散領域を容易に形成できるという効果を有
するものである。
According to an eighth aspect of the present invention, an element isolation groove is formed on one main surface of a semiconductor substrate, a sidewall is formed on a side surface of the element isolation groove, and the semiconductor element is in contact with the side surface of the side wall. A wall-shaped body made of polycrystalline silicon containing impurities of the same conductivity type as the substrate is formed, sidewalls are removed, and an insulating film that forms a closed space is formed between the side surface of the element isolation groove and the wall-shaped body. Since the impurity diffusion region is formed on the one main surface of the semiconductor substrate by heat-treating the semiconductor substrate on which the wall-shaped body is formed, defects in the semiconductor substrate in the element isolation region are reduced and an interface state is not generated, The present invention has effects that current leakage from the element to the semiconductor substrate can be suppressed, electrical isolation between the elements can be ensured, a sealed space can be easily formed, and an impurity diffusion region can be easily formed.

【0071】この発明の請求項9の発明は、さらに、シ
ラノールの有機溶液を素子分離用溝が形成された半導体
基板の一主面に塗布し、加熱処理してシラノールの有機
溶液をシリコン酸化膜から成る絶縁膜としたので、密閉
空間を形成するための絶縁膜を、平担にして精度よく制
御された膜厚のものを容易に形成できるという効果を併
せ持つものである。
According to a ninth aspect of the present invention, further, an organic solution of silanol is applied to one main surface of a semiconductor substrate having a groove for element isolation, and heat treatment is performed to add the organic solution of silanol to a silicon oxide film. Since the insulating film is made of, it has the effect that the insulating film for forming the closed space can be easily laid flat and accurately controlled in thickness.

【0072】この発明の請求項10の発明は、さらに、
ポリイミド樹脂を素子分離用溝が形成された半導体基板
の一主面にして塗布し、加熱処理してポリイミド樹脂膜
からなる絶縁膜としたもので、密閉空間を形成するため
の絶縁膜を、平担にして精度よく制御された膜厚のもの
を容易に形成できるという効果を併せ持つものである。
The invention of claim 10 of the present invention further includes
A polyimide resin is applied to the one main surface of a semiconductor substrate having a groove for element isolation and is heat treated to form an insulating film made of a polyimide resin film. It also has the effect of easily forming a film having a precisely controlled film thickness.

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

【図1】 本発明の実施例1である半導体集積回路装置
を示す断面図。
FIG. 1 is a sectional view showing a semiconductor integrated circuit device which is Embodiment 1 of the present invention.

【図2】 本発明の実施例1である半導体集積回路装置
を示す平面図。
FIG. 2 is a plan view showing a semiconductor integrated circuit device which is Embodiment 1 of the present invention.

【図3】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面図。FIG. 4 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面図。FIG. 5 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面図。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施例1の製造過程示す断面図。FIG. 7 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面図。FIG. 8 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面図。FIG. 9 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図10】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面
図。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施例1の製造過程を示す断面
図。
FIG. 11 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the first embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施例2である半導体集積回路装
置を示す断面図。
FIG. 12 is a sectional view showing a semiconductor integrated circuit device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図13】 本発明の実施例2である半導体集積回路装
置を示す平面図。
FIG. 13 is a plan view showing a semiconductor integrated circuit device which is Embodiment 2 of the present invention.

【図14】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 14 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 16 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図17】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 17 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図18】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 18 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図19】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 19 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 20 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図21】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 21 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図22】 本発明の実施例2の製造過程を示す断面
図。
FIG. 22 is a cross-sectional view showing the manufacturing process of the second embodiment of the present invention.

【図23】 本発明の実施例3である半導体集積回路装
置を示す断面図。
FIG. 23 is a sectional view showing a semiconductor integrated circuit device which is Embodiment 3 of the present invention.

【図24】 従来のLOCOS分離による、隣接した二
つのNチャネル型MOSトランジスタを示す断面図。
FIG. 24 is a cross-sectional view showing two adjacent N-channel type MOS transistors by conventional LOCOS isolation.

【図25】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
FIG. 25 is a cross-sectional view showing a flow of forming a N-channel transistor by LOCOS isolation according to the related art in the order of steps.

【図26】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
FIG. 26 is a cross-sectional view showing a flow of forming an N-channel transistor by conventional LOCOS isolation in process order.

【図27】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
FIG. 27 is a cross-sectional view showing the flow of forming an N-channel transistor by conventional LOCOS isolation in the order of steps.

【図28】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
28A and 28B are cross-sectional views showing a flow of forming an N-channel transistor by conventional LOCOS isolation in the order of steps.

【図29】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
FIG. 29 is a sectional view showing a flow of forming an N-channel transistor by conventional LOCOS isolation in process order.

【図30】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
FIG. 30 is a cross-sectional view showing a flow of forming an N-channel transistor by conventional LOCOS isolation in process order.

【図31】 従来のLOCOS分離によるNチャネルト
ランジスタの形成フローを工程順に示す断面図。
FIG. 31 is a cross-sectional view showing the flow of forming an N-channel transistor by conventional LOCOS isolation in the order of steps.

【図32】 従来のトレンチ分離による隣接した二つの
Nチャネルトランジスタを示す断面図。
FIG. 32 is a cross-sectional view showing two adjacent N-channel transistors by conventional trench isolation.

【図33】 従来のトレンチ分離による、隣接した二つ
のNチャネル型MOSトランジスタ形成フローを工程順
に示す断面図。
FIG. 33 is a sectional view showing, in the order of steps, a flow of forming two adjacent N-channel type MOS transistors by conventional trench isolation.

【図34】 従来のトレンチ分離による、隣接した二つ
のNチャネル型MOSトランジスタ形成フローを工程順
に示す断面図。
FIG. 34 is a cross-sectional view showing, in the order of steps, a flow of forming two adjacent N-channel type MOS transistors by conventional trench isolation.

【図35】 従来のトレンチ分離による、隣接した二つ
のNチャネル型MOSトランジスタ形成フローを工程順
に示す断面図。
FIG. 35 is a sectional view showing, in the order of steps, a flow of forming two adjacent N-channel type MOS transistors by conventional trench isolation.

【図36】 従来のトレンチ分離による、隣接した二つ
のNチャネル型MOSトランジスの形成フローを工程順
に示す断面図。
FIG. 36 is a cross-sectional view showing, in the order of steps, a flow of forming two adjacent N-channel type MOS transistors by conventional trench isolation.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板、 2 nチャネルM
OSトランジスタ、3 一方のソース/ドレイン領域、
4 他方のソース/ドレイン領域、5 チャネル領
域、 6 ゲート絶縁膜、 7 ゲート電極、
8 素子分離用酸化膜、 9 サイドウォール、 10
層間絶縁膜、11 一方のソース/ドレイン電極、
12 他方のソース/ドレイン電極、13 電流供給
源、 14 シリコン酸化膜、 15 シリコン窒化
膜、16、17、18、19 レジスト膜、 20 絶
縁膜、21 素子分離用溝、 22 レジストパター
ン、 23 H 雰囲気、24 層間絶縁膜、 2
5 導電膜、 26 密閉空間、 27 壁状体、28
絶縁膜、 29 サイドウォール、 30 バ
ーズビーク、31 密閉空間、 32 リーク電
流、 33 結晶欠陥、34 多結晶シリコン膜、
35 素子分離用溝、 36 シリコン酸化膜、37
素子分離用酸化膜、 38 不純物拡散領域。
1 semiconductor substrate, 2 n-channel M
OS transistor, one source / drain region,
4 other source / drain region, 5 channel region, 6 gate insulating film, 7 gate electrode,
8 oxide film for element isolation, 9 sidewall, 10
Interlayer insulating film, 11 one source / drain electrode,
12 other source / drain electrode, 13 current supply source, 14 silicon oxide film, 15 silicon nitride film, 16, 17, 18, 19 resist film, 20 insulating film, 21 element isolation groove, 22 resist pattern, 23 H 2 Atmosphere, 24 interlayer insulating film, 2
5 conductive film, 26 hermetically sealed space, 27 wall-like body, 28
Insulating film, 29 sidewall, 30 bird's beak, 31 closed space, 32 leak current, 33 crystal defect, 34 polycrystalline silicon film,
35 element isolation trench, 36 silicon oxide film, 37
Element isolation oxide film, 38 impurity diffusion region.

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一主面に、半導体素子が形成される素子
形成領域を囲って形成される素子分離用溝を有する半導
体基板、 この半導体基板の素子分離用溝上に形成され、この素子
分離用溝とで密閉空間を形成する絶縁膜を備えた半導体
集積回路装置。
1. A semiconductor substrate having an element isolation groove formed on one main surface so as to surround an element formation region in which a semiconductor element is formed, the element isolation groove being formed on the element isolation groove of the semiconductor substrate. A semiconductor integrated circuit device comprising an insulating film that forms a closed space with a groove.
【請求項2】 一主面に、半導体素子が形成される素子
形成領域を囲って形成される素子分離用溝を有する半導
体基板、 この半導体基板の素子分離用溝の底面と接し、かつ側面
から所定間隔離れて形成された壁状体、 上記半導体基板の素子分離用溝上に形成され、この素子
分離用溝の側面と上記壁状体とで密閉空間を形成する絶
縁膜を備えた半導体集積回路装置。
2. A semiconductor substrate having, on one main surface, an element isolation groove formed so as to surround an element formation region in which a semiconductor element is formed, and in contact with a bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate and from a side surface. A semiconductor integrated circuit having a wall-shaped body formed at a predetermined interval, and an insulating film formed on the element isolation groove of the semiconductor substrate and forming a closed space between the side surface of the element isolation groove and the wall-shaped body. apparatus.
【請求項3】 一主面に、半導体素子が形成される素子
分離領域を囲って形成される素子分離用溝を有する半導
体基板、 この半導体基板の素子分離用溝の底面と接し、かつ側面
から所定間隔離れて形成され、不純物を拡散させた多結
晶シリコンからなる壁状体、 上記半導体基板の素子分離用溝の底面に位置する上記半
導体基板の一主面に形成される不純物拡散領域を備えた
半導体集積回路装置。
3. A semiconductor substrate having an element isolation groove formed on one main surface so as to surround an element isolation region in which a semiconductor element is formed, and in contact with a bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate and from a side surface. A wall-shaped body made of polycrystalline silicon in which impurities are diffused and formed at a predetermined interval, and an impurity diffusion region formed on one main surface of the semiconductor substrate located on the bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate. Semiconductor integrated circuit device.
【請求項4】 絶縁膜は、シリコン酸化膜又はポリイミ
ド樹脂膜であることを特徴とする請求項1ないし請求項
3のいずれかに記載の半導体集積回路装置。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein the insulating film is a silicon oxide film or a polyimide resin film.
【請求項5】 密閉空間内に不活性ガスが封入されてい
ることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれか
に記載の半導体集積回路装置。
5. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein an inert gas is enclosed in the closed space.
【請求項6】 半導体基板の一主面に、半導体素子が形
成される素子形成領域を囲って素子分離用溝を形成する
工程、 上記素子分離用溝が形成された半導体基板の一主面に、
上記素子分離用溝とで密閉空間を形成する絶縁膜を形成
する工程を備えた半導体集積回路装置の製造方法。
6. A step of forming an element isolation groove on a main surface of a semiconductor substrate so as to surround an element formation region in which a semiconductor element is formed, the semiconductor substrate having the element isolation groove formed on the main surface. ,
A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a step of forming an insulating film that forms a closed space with the element isolation groove.
【請求項7】 半導体基板の一主面に、半導体素子が形
成される素子形成領域を囲って素子分離用溝を形成する
工程、 上記半導体基板の素子分離用溝の両側面にサイドウォー
ルを形成する工程、 上記サイドウォールで挟まれた上記半導体基板の素子分
離用溝の底面と接し、かつサイドウォールの側面と接し
て壁状体を形成する工程、 上記サイドウォールを除去して上記半導体基板の素子分
離用溝の側面と壁状体との間に空間を形成する工程、 上記素子分離用溝及び壁状体が形成された半導体基板の
一主面に、上記素子分離用溝の側面と上記壁状体とで密
閉空間を形成する絶縁膜を形成する工程を備えた半導体
集積回路装置の製造方法。
7. A step of forming an element isolation groove on a main surface of a semiconductor substrate so as to surround an element formation region in which a semiconductor element is formed, and sidewalls are formed on both side surfaces of the element isolation groove of the semiconductor substrate. The step of forming a wall-shaped body in contact with the bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate sandwiched by the sidewalls and in contact with the side surfaces of the sidewalls, and removing the sidewalls of the semiconductor substrate. A step of forming a space between the side surface of the element isolation groove and the wall-shaped body, the side surface of the element isolation groove and the side surface of the semiconductor substrate having the element isolation groove and the wall-shaped body formed thereon. A method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device, comprising a step of forming an insulating film that forms a closed space with a wall-shaped body.
【請求項8】 半導体基板の一主面に、半導体素子が形
成される素子形成領域を囲って素子分離用溝を形成する
工程、 上記半導体基板の素子分離用溝の両側面にサイドウォー
ルを形成する工程、 上記サイドウォールで挟まれた上記半導体基板の素子分
離用溝の底面と接し、かつサイドウォールの側面と接し
て壁状体を形成する工程、 上記サイドウォールを除去して上記半導体基板の素子分
離用溝の側面と壁状体との間に空間を形成する工程、 上記素子分離用溝及び壁状体が形成された半導体基板の
一主面に、上記素子分離用溝の側面と上記壁状体とで密
閉空間を形成する絶縁膜を形成する工程、 上記素子分離用溝及び壁状体が形成された半導体基板を
加熱処理して、壁状体に含まれている不純物を上記素子
分離用溝の底面に位置する上記半導体基板の一主面に拡
散して不純物拡散領域を形成する工程を備えた半導体集
積回路装置の製造方法。
8. A step of forming an element isolation groove in a main surface of a semiconductor substrate so as to surround an element formation region in which a semiconductor element is formed, and sidewalls are formed on both side surfaces of the element isolation groove of the semiconductor substrate. The step of forming a wall-shaped body in contact with the bottom surface of the element isolation groove of the semiconductor substrate sandwiched by the sidewalls and in contact with the side surfaces of the sidewalls, and removing the sidewalls of the semiconductor substrate. A step of forming a space between the side surface of the element isolation groove and the wall-shaped body, the side surface of the element isolation groove and the side surface of the semiconductor substrate having the element isolation groove and the wall-shaped body formed thereon. A step of forming an insulating film that forms a closed space together with the wall-like body; heat-treating the semiconductor substrate on which the element isolation groove and the wall-like body are formed to remove impurities contained in the wall-like body from the element; The above half located on the bottom of the separation groove The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device having a step of diffusing the one main surface of the body substrate to form an impurity diffusion region.
【請求項9】 絶縁膜を形成する工程は、シラノールの
有機溶液を素子分離用溝が形成された半導体基板の一主
面に塗布する工程と、上記シラノールの有機溶液が塗布
された半導体基板を加熱処理してシラノールの有機溶液
をシリコン酸化膜から成る絶縁膜とする工程とを有して
いることを特徴とする請求項6ないし請求項8のいずれ
かに記載の半導体集積回路装置の製造方法。
9. The step of forming an insulating film comprises the steps of applying an organic solution of silanol to one main surface of a semiconductor substrate having a groove for element isolation, and a step of applying the organic solution of silanol to the semiconductor substrate. 9. A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising the step of performing heat treatment to form an organic solution of silanol into an insulating film made of a silicon oxide film. .
【請求項10】 絶縁膜を形成する工程は、ポリイミド
樹脂を素子分離用溝が形成された半導体基板の一主面に
塗布する工程と、上記ポリイミド樹脂が塗布された半導
体基板を加熱処理しポリイミド樹脂膜から成る絶縁膜と
する工程とを有していることを特徴とする請求項6ない
し請求項8のいずれかに記載の半導体集積回路装置の製
造方法。
10. The step of forming an insulating film comprises the steps of applying a polyimide resin to one main surface of a semiconductor substrate having a groove for element isolation, and heat-treating the semiconductor substrate coated with the polyimide resin to obtain a polyimide. 9. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 6, further comprising a step of forming an insulating film made of a resin film.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2007134559A (en) * 2005-11-11 2007-05-31 Sharp Corp Semiconductor device and its manufacturing method
JP2010016296A (en) * 2008-07-07 2010-01-21 Seiko Instruments Inc Semiconductor device
JP2011146720A (en) * 2010-01-18 2011-07-28 Semiconductor Components Industries Llc Method for forming em-protected semiconductor die

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