JPH0888321A

JPH0888321A - 半導体装置の製造方法及び半導体装置の構造

Info

Publication number: JPH0888321A
Application number: JP6248695A
Authority: JP
Inventors: Yasushi Nakajima; 靖志中島
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 1994-09-16
Filing date: 1994-09-16
Publication date: 1996-04-02

Abstract

(57)【要約】【目的】本発明は、トレンチを残留空洞を生じさせる
ことなく低ストレスで埋め込み、また処理時間を短縮す
ることを目的とする。【構成】半導体基体１の主面にトレンチ４を形成する
工程、トレンチ４内表面上に第１の酸化シリコン膜５を
形成する工程、第１の酸化シリコン膜５上に酸化物の軟
化温度を低下させる不純物を混入した第１の多結晶シリ
コン膜６を形成する工程、第１の多結晶シリコン膜６を
高純度の酸素雰囲気で酸化することにより形成される酸
化物でトレンチ４を埋め込む工程を有することを特徴と
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体基体にトレンチ
が形成された半導体装置においてそのトレンチ内への誘
電体充填等に関する半導体装置の製造方法及び半導体装
置の構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置においては微細化を目指し
て、キャパシタや素子分離構造形成のため半導体基体に
トレンチ（以下、トレンチと呼ぶ）を利用した構造が広
く用いられるようになっている。トレンチが形成された
ままではその後のリソグラフィーや洗浄の工程において
障害が発生するため上記トレンチを何らかの方法で埋め
戻す工程が用いられている。このトレンチを形成した後
に誘電体を用いて埋め戻す代表的な工程としては、以下
の方法が挙げられる。まず、第１の従来方法として、図
２７に示すように、シリコンウェハ１に形成されたトレ
ンチ内表面に熱酸化あるいはＣＶＤ法により薄く酸化シ
リコン膜５を形成した後、シランもしくはジクロールシ
ランガス及び酸素ガスを用いたＣＶＤ法により酸化シリ
コン膜１９を形成し、続いて上記と同様に表面からエッ
チバックすることによりトレンチ内以外の酸化シリコン
膜１９を除去するようにした方法がある。この第１の従
来方法においては残留するストレスが大きく、半導体基
体に結晶欠陥２０が生じ易い。このため、この解決策と
して、埋め込み材料を酸化シリコン膜１９にリンの酸化
物及びホウ素の酸化物を数パーセントずつ混合させたボ
ロフォスフォシリケートグラス（ＢＰＳＧ）とし、ＢＰ
ＳＧが９００℃程度以上で軟化、流動することを利用し
てＢＰＳＧ膜形成後に熱処理を行ないストレスを開放さ
せる方法が考えられた。このＢＰＳＧ膜形成にはＣＶＤ
法（第２の従来方法とする）でもスピンオンを用いた方
法（第３の従来方法とする）でもよい。また近年は図２
８に示すように、酸化シリコン膜５上に薄く窒化シリコ
ン膜１１を形成後、トレンチ４側壁に多結晶シリコン１
８を形成し、これを酸化して酸化シリコン膜としてトレ
ンチ４を埋め込む第４の従来方法や、テトラエトキシシ
ラン（ＴＥＯＳ）にトリメチルホウ素（ＴＭＢ）やトリ
メチルリン（ＴＭＰ）を混合させ、オゾンあるいは水と
常圧もしくは減圧下で反応させて段差や窪み部分を効果
的に埋め込みながらＢＰＳＧを形成する第５の従来方法
が考えられている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】半導体装置の微細化に
求められる垂直に近い側壁を有するトレンチにおいて
は、上述の第１、第２の従来方法による埋め込み法では
何れもトレンチ内部に図２７に示すように空洞２１が形
成され、図２９に示すようにエッチバック時や後のエッ
チング工程において開口部分２３が形成され薬品溜まり
２４が発生して後の工程での不純物放出源となったり、
図３０に示すように製造工程時の膨張収縮による埋め込
み付近の破壊２５が生ずる問題があった。上記第１の従
来方法では、埋め込み材料の形成方法として一般的に良
好な段差被覆性を有すると言われている減圧ＣＶＤ法を
用いても段差被覆性は完全でなく、垂直な側壁を有する
アスペクト比３程度以上のトレンチでは空洞２１の形成
は避けられない。一方トレンチの側壁を傾け「順テー
パ」構造として開口を広くする方法があるが、これでは
トレンチの面積が増大し微細化の目的に反する。

【０００４】第２の従来方法では空洞２１の形成防止の
ため、まずＢＰＳＧ膜を形成した後一旦熱処理によりフ
ローさせエッチバックして図３１（ａ）のようにトレン
チの途中まで埋め込み２６を行なう。その後再びＢＰＳ
Ｇ膜を形成して熱処理を施し、２回目の埋め込み２７を
行なった後ＢＰＳＧ膜表面をエッチバックして図３１
（ｂ）の形状とする第６の従来方法が考えられている。
しかしながらこの第６の従来方法では埋め込み工程が従
来の２倍の工程数を要するという問題があった。

【０００５】第３の従来方法ではスピンオン法を用いて
形成した埋め込み膜は、密度が非常に低くまた有機物を
含むため、熱処理時に大きく収縮して陥没したり、工程
において有害不純物ガスを放出して周囲を汚染するおそ
れがあるという問題がある。これを防止するため膜の追
加形成や追加熱処理が必要となり、上記の第６の手法と
同様に工程が増加するという問題があった。

【０００６】第４の従来方法では埋め込み性は非常に良
好であるが、形成される酸化シリコン膜の熱膨張係数が
シリコンと大きく異なる上、硬質の材料であるため酸化
時及び熱処理時に発生するストレスが大きく、多結晶シ
リコン膜厚が埋め込み必要量に不足した場合には空洞が
残留し、一方膜厚が過大であった場合にはシリコンウェ
ハを圧迫し大きな残留応力を発生させる。

【０００７】第５の従来方法では膜の段差被覆性や埋め
込み性は非常に良好であるが、原材料が液化ガスである
ため、成膜ガスとして供給するためには温度及び液量管
理が難しいバブラを用いるかもしくは現状では極微量の
調整が難しい（ガス化体積に比較して液体の体積は極端
に小さいため極微量の液体流量制御が必要となる）液体
用流量調節器を用いて供給量を制御せねばならず、上記
の他の方法に比較して工程の安定性にかける欠点があ
る。

【０００８】以上述べたように何れの方法においても工
程が複雑、空洞残留、大きな残留応力の存在等の問題点
が存在しており、簡単な工程で以上述べた問題点を同時
に解決する方法はなかった。

【０００９】本発明は、このような従来の問題点に着目
してなされたもので、トレンチを、安定した工程で空洞
を残留させることなく低ストレスで埋め込むことがで
き、また処理時間を短縮することができる半導体装置の
製造方法及び半導体装置の構造を提供することを目的と
する。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の半導体装置の製造方法は、半導体基
体の一主面上にトレンチを形成する工程と、前記トレン
チ内表面上に第１の酸化シリコン膜を形成する工程と、
前記第１の酸化シリコン膜上に酸化物の軟化温度を低下
させる不純物を混入した第１の多結晶シリコン膜を形成
する工程と、前記第１の多結晶シリコン膜を高純度の酸
素もしくはさらに水蒸気を含む雰囲気で酸化することに
より形成される酸化物で前記トレンチを埋め込む工程
と、前記トレンチ内以外の部分に形成された前記酸化物
を必要に応じて除去する工程とを有することを要旨とす
る。

【００１１】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前
記第１の多結晶シリコン膜は、酸化後に８５０℃以上の
温度で流動性を示すボロシリケートグラス（ＢＳＧ）の
酸化ホウ素の濃度もしくはボロフォスフォシリケートグ
ラス（ＢＰＳＧ）中の酸化ホウ素及び酸化リンの合計濃
度が１３〜１９モル％となる濃度の膜、又はナトリウ
ム、カリウム、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内の
少なくとも１つの元素を含む膜の何れかであることを要
旨とする。

【００１２】請求項３記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項１又は２記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記第１の多結晶シリコン膜の膜厚は、該第１の多
結晶シリコン膜形成前の前記トレンチ内開口幅の内、最
大幅の５分の１以上且つ最小幅の２分の１未満であるこ
とを要旨とする。

【００１３】請求項４記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項１又は３記載の半導体装置の製造方法におい
て、ＢＳＧを形成するための前記第１の多結晶シリコン
膜が、シランとジボランを混合しさらにヘリウムを添加
した熱分解による化学的気相成長法を用いてホウ素をド
ーピングしながら形成した多結晶シリコン膜、又は多結
晶シリコンとホウ素の各薄膜を複数回繰り返し形成した
積層膜の何れか１つ又は２つの組み合わせの何れかであ
ることを要旨とする。

【００１４】請求項５記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項１又は３記載の半導体装置の製造方法におい
て、ＢＰＳＧもしくは前記酸化物を形成するための前記
第１の多結晶シリコン膜が、多結晶シリコンと、ホウ
素、リン、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素からなる薄膜もしくは
これらの元素の酸化物の薄膜とを複数回繰り返し形成し
た積層膜、又はホウ素もしくはリンを混合した多結晶シ
リコンと、リン、ナトリウム、カリウム、ホウ素、アル
ミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素からな
る薄膜もしくはこれらの元素の酸化物の薄膜とを複数回
繰り返し形成した積層膜、又はフォスフォシリケートグ
ラス（ＰＳＧ），ＢＳＧもしくはＢＰＳＧの薄膜と、リ
ン、ナトリウム、カリウム、ホウ素、アルミニウム、チ
タン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素を混合した多結晶シ
リコンの薄膜とを複数回繰り返し形成した積層膜の何れ
か１つ又は２つ以上の組み合わせであることを要旨とす
る。

【００１５】請求項６記載の半導体装置の製造方法は、
前記請求項１記載の半導体装置の製造方法において、前
記第１の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜を形成する
工程を付加し、その後に前記第１の多結晶シリコン膜を
形成する工程を施すことを要旨とする。

【００１６】請求項７記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項１乃至６の何れかに記載の半導体装置の製造
方法において、前記第１の酸化シリコン膜と前記第１の
多結晶シリコン膜の間に、高融点金属、そのシリコン化
合物、もしくは導電性を有する第２の多結晶シリコン膜
の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れかからなる導
電膜を形成する工程と、該導電膜上に窒化シリコン膜を
形成する工程とを付加してなることを要旨とする。

【００１７】請求項８記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項７記載の半導体装置の製造方法において、前
記導電膜上に第２の酸化シリコン膜を形成する工程を付
加してなることを要旨とする。

【００１８】請求項９記載の半導体装置の製造方法は、
上記請求項１乃至８の何れかに記載の半導体装置の製造
方法において、前記第１の多結晶シリコン膜を形成後直
ちにリアクティブイオンエッチング法によりエッチング
して当該第１の多結晶シリコン膜を前記トレンチ内側壁
部にのみ残留させる工程を付加してなることを要旨とす
る。

【００１９】請求項１０記載の半導体装置の製造方法
は、前記請求項１記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記第１の多結晶シリコン膜に混入させる不純物が
ホウ素、リン、もしくは砒素の内の少なくとも１つであ
り、前記第１の多結晶シリコン膜の形成後直ちに膜中の
酸化ホウ素もしくは酸化ホウ素及び酸化リンの合計濃度
として１３〜１９モル％となる濃度のＢＳＧ膜もしくは
ＢＰＳＧ膜、又はリン、ホウ素、ナトリウム、カリウ
ム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内１
つ以上の元素の酸化物からなる膜の何れかを形成する工
程を付加し、前記第１の多結晶シリコン膜の一部を酸素
雰囲気で酸化して形成される酸化シリコンと前記ＢＳＧ
もしくはＢＰＳＧ、又はリン、ホウ素、ナトリウム、カ
リウム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の
内１つ以上の元素の酸化物により、前記トレンチ内に残
留した空間を埋め込む工程を施すことを要旨とする。

【００２０】請求項１１記載の半導体装置の製造方法
は、上記請求項１０記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記第１の多結晶シリコン膜が、当該第１の多結晶
シリコン膜の形成時にホウ素、リン、もしくは砒素をド
ーピングしたもの、前記第１の多結晶シリコン膜の形成
後にイオン注入法を用いてホウ素、リン、もしくは砒素
をドーピングしたもの、多結晶シリコン膜の直上にＢＳ
Ｇ膜を形成したもの、又は多結晶シリコン膜の直上にＰ
ＳＧ膜を形成したものの内の何れか１つ又は２つ以上の
組み合わせの何れかであることを要旨とする。

【００２１】請求項１２記載の半導体装置の製造方法
は、上記請求項１０又は１１記載の半導体装置の製造方
法において、前記トレンチ内表面上に前記第１の酸化シ
リコン膜が形成され、該第１の酸化シリコン膜上に前記
第１の多結晶シリコン膜が形成され、該第１の多結晶シ
リコン膜上にＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜又は、リン、ホウ
素、ナトリウム、カリウム、シリコン、アルミニウム、
チタン、亜鉛、鉛の内の１つ以上の元素の酸化物膜が形
成された時、前記第１の多結晶シリコン膜の膜厚は当該
第１の多結晶シリコン膜形成直前の前記トレンチ内開口
最大幅の５分の１以上且つ最小幅の２分の１未満であ
り、且つ前記ＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜又は酸化物膜を含む
他の膜の厚さの合計を前記トレンチ開口部が閉塞されな
い膜厚としてなることを要旨とする。

【００２２】請求項１３記載の半導体装置の製造方法
は、上記請求項１０，１１又は１２記載の半導体装置の
製造方法において、前記第１の酸化シリコン膜と前記第
１の多結晶シリコン膜との間に、高融点金属、そのシリ
コン化合物、もしくは導電性を有する第２の多結晶シリ
コン膜の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れかから
なる導電膜を形成する工程と、該導電膜上に窒化シリコ
ン膜を形成する工程とを付加してなることを要旨とす
る。

【００２３】請求項１４記載の半導体装置の製造方法
は、上記請求項１３記載の半導体装置の製造方法におい
て、前記導電膜直上に第２の酸化シリコン膜を形成する
工程を付加してなることを要旨とする。

【００２４】請求項１５記載の半導体装置の構造は、上
記請求項１，２，３，４，５，６，９，１０，１１又は
１２記載の半導体装置の製造方法により製造された半導
体装置の構造であって、トレンチ内表面上に第１の酸化
シリコン膜を形成し、該第１の酸化シリコン膜上に第１
の多結晶シリコン膜を形成し、該第１の多結晶シリコン
膜上に当該第１の多結晶シリコン膜が酸化された酸化シ
リコンを形成し、前記トレンチ内の前記酸化シリコンに
囲まれた空間をＢＳＧ，ＢＰＳＧ、又は、ナトリウム、
カリウム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛
の内１つ以上の元素の酸化物の少なくとも１つで充填し
てなることを要旨とする。

【００２５】請求項１６記載の半導体装置の構造は、上
記請求項７，８，１３、又は１４記載の半導体装置の製
造方法により製造された半導体装置の構造であって、ト
レンチ内表面上の第１の酸化シリコン膜と第１の多結晶
シリコン膜との間に、高融点金属、そのシリコン化合
物、もしくは導電性を有する第２の多結晶シリコン膜の
何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れかからなる導電
膜を形成し、該導電膜上に窒化シリコン膜を形成してな
ることを要旨とする。

【００２６】請求項１７記載の半導体装置の構造は、上
記請求項１６記載の半導体装置の構造において、前記導
電膜と前記窒化シリコン膜との間に第２の酸化シリコン
膜を形成してなることを要旨とする。

【００２７】

【作用】請求項１記載の半導体装置の製造方法において
は、多結晶シリコンを酸化することにより形成される酸
化物は、酸化温度で容易に軟化して表面張力により狭い
隙間を埋めるようにトレンチ底部へ流動し、同時に酸化
により体積が膨張してトレンチが埋め込まれる。高純度
の酸素もしくはさらに水蒸気を含む雰囲気で酸化するこ
とにより、酸化中にトレンチ開口部が閉塞されて空洞が
できても、内部は酸素であるから酸化時に吸収されて圧
力が低下し酸化物を引き込むことになるため最終的に空
洞は酸化物で埋め込まれて消滅する。多結晶シリコンが
全て酸化された段階で酸化物の体積がトレンチ内容積を
超えても高温での酸化物は軟化しているためトレンチ外
部へ流動し、半導体基体がストレスにより変形すること
はない。また多結晶シリコンの酸化速度は、不純物の混
入により増加することから処理時間が短縮される。

【００２８】請求項２記載の半導体装置の製造方法にお
いて、酸化物の軟化温度を低下させる不純物は、ＢＳＧ
とするための酸化ホウ素、ＢＰＳＧとするための酸化ホ
ウ素及び酸化リン、又はナトリウム、カリウム、アルミ
ニウム、チタン、亜鉛、鉛の内の少なくとも１つの元素
とすることにより、酸化温度での酸化物の流動が適切に
実現される。

【００２９】請求項３記載の半導体装置の製造方法にお
いては、トレンチ内への多結晶シリコンの成膜は対向側
壁になされること、多結晶シリコンは酸化によりほぼ
２．５倍に膨張することから、多結晶シリコンの膜厚
は、多結晶シリコン形成直前のトレンチ開口部の最大幅
に対して５分の１以上とすればトレンチを完全に埋め込
むための必要な膜量が得られる。また多結晶シリコンの
膜厚を最大でトレンチ最小幅の２分の１未満とすれば酸
素のトレンチ内への供給が阻害されることはない。

【００３０】請求項４記載の半導体装置の製造方法にお
いて、酸化物としてＢＳＧを形成するための第１の多結
晶シリコン膜は、ＣＶＤ法を用いてホウ素をドーピング
しながら堆積する方法、又は多結晶シリコンとホウ素の
各薄膜を複数回繰り返した積層構造とすることにより、
容易且つ制御性よく実現される。

【００３１】請求項５記載の半導体装置の製造方法にお
いて、ＢＰＳＧを含む酸化物を形成するための第１の多
結晶シリコン膜は、多結晶シリコンと、ホウ素、リン、
ナトリウム、カリウム、アルミニウム、チタン、亜鉛、
鉛の内１つ以上の元素からなる薄膜もしくはこれらの元
素の酸化物薄膜とを複数回繰り返した積層構造、ホウ素
もしくはリンを混合した多結晶シリコンと、リン、ナト
リウム、カリウム、ホウ素、アルミニウム、チタン、亜
鉛、鉛の内１つ以上の元素からなる薄膜もしくはこれら
の元素の酸化物薄膜とを複数回繰り返した積層構造、又
はＰＳＧ，ＢＳＧ、もしくはＢＰＳＧの薄膜と、リン、
ナトリウム、カリウム、ホウ素、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素を混合した多結晶シリ
コンの薄膜とを複数回繰り返した積層構造の何れか１つ
又は２つ以上の組み合わせとすることにより、容易且つ
制御性よく実現される。

【００３２】請求項６記載の半導体装置の製造方法にお
いて、第１のシリコン酸化膜と第１の多結晶シリコン酸
化膜との間に窒化シリコン膜を形成することにより、第
１の多結晶シリコン膜から第１のシリコン酸化膜への不
純物の拡散が防止されて埋め込み処理工程時における第
１のシリコン酸化膜の劣化が防止でき、装置の信頼性が
向上する。

【００３３】請求項７記載の半導体装置の製造方法にお
いて、第１の酸化シリコン膜と第１の多結晶シリコン膜
の間に導電膜を形成し、その導電膜上に窒化シリコン膜
を形成することにより、キャパシタ構造等を実現する場
合においても、酸化時に導電膜を酸化したり酸素の拡散
により抵抗率を増加させることなくトレンチ残部を埋め
込むことが可能となる。

【００３４】請求項８記載の半導体装置の製造方法にお
いて、導電膜上に第２の酸化シリコン膜を形成した後、
窒化シリコン膜を形成することにより、窒化シリコン膜
の密着性が増して装置の信頼性が向上する。

【００３５】請求項９記載の半導体装置の製造方法にお
いて、第１の多結晶シリコン膜の形成後、その第１の多
結晶シリコン膜をトレンチ内側壁部にのみ残すエッチン
グ工程を付加することにより埋め込み後のトレンチ部表
面の形状を制御することが可能となる。またトレンチ外
の埋め込み材料を除去する工程において、多結晶シリコ
ンのエッチング速度は酸化シリコンのエッチング速度に
比べて数倍大なること、多結晶シリコンはトレンチ幅に
対して最小５分の１の膜厚をエッチングすればよいこと
から、処理時間の短縮が可能となる。

【００３６】請求項１０記載の半導体装置の製造方法に
おいては、トレンチ内に、ホウ素、リンもしくは砒素を
混入させた第１の多結晶シリコン膜に、ＢＳＧ，ＢＰＳ
Ｇもしくはリン、ホウ素、ナトリウム、カリウム、シリ
コン、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の
元素の酸化物膜の何れかとを形成し、高純度酸素雰囲気
でＢＳＧ膜等の上の空間が消滅するまでの短時間の酸化
処理のみで、トレンチ内に電極となる第１の多結晶シリ
コン膜残部の不純物活性化及び埋め込みが同時に実現さ
れる。したがって一層の処理時間の短縮が可能となる。

【００３７】請求項１１記載の半導体装置の製造方法に
おいて、上記請求項１０記載の半導体装置の製造方法に
おける第１の多結晶シリコン膜は、ＣＶＤ法等による当
該第１の多結晶シリコン膜の形成時にホウ素、リンもし
くは砒素をドーピングしたもの、第１の多結晶シリコン
膜の形成後にイオン注入法によりホウ素、リンもしくは
砒素をドーピングしたもの、多結晶シリコン膜の直上に
ＢＳＧ膜を形成したもの、又は多結晶シリコン膜の直上
にＰＳＧ膜を形成したものの内の何れか１つ又は２つ以
上の組み合わせにより、容易且つ制御性よく導電性を持
たせる事が可能となる。

【００３８】請求項１２記載の半導体装置の製造方法に
おいては、第１の多結晶シリコン膜の膜厚は、その第１
の多結晶シリコン膜形成直前のトレンチ内開口最大幅の
５分の１以上で且つ最小幅の２分の１未満とし、その上
に設けるＢＳＧ膜等の他の膜の厚さをトレンチ開口部が
閉塞されない膜厚とすることにより、短時間の酸化処理
で、トレンチ内に電極となる第１の多結晶シリコン膜残
部の不純物活性化と確実な埋め込みとを実現することが
可能となる。

【００３９】請求項１３記載の半導体装置の製造方法に
おいては、上記請求項１０，１１、又は１２記載の半導
体装置の製造方法においても、第１の酸化シリコン膜と
第１の多結晶シリコン膜の間に、導電膜とその上に窒化
シリコン膜とを形成することにより、酸素の拡散による
導電膜の抵抗率増加を防止した電極への応用が広がり、
その誘電率からキャパシタで大きな容量が得られる。

【００４０】請求項１４記載の半導体装置の製造方法に
おいて、上記導電膜上に第２のシリコン酸化膜を形成す
ることにより、窒化シリコン膜の密着性が増して装置の
信頼性が向上する。

【００４１】請求項１５記載の半導体装置の構造におい
ては、前記請求項１，２，３，４，５，６，９，１０，
１１又は１２記載の半導体装置の製造方法を用いて製造
することにより、残留空洞及び残留応力のないトレンチ
による素子分離構造等を有する半導体装置が実現され
る。

【００４２】請求項１６記載の半導体装置の構造におい
ては、請求項７，８，１３、又は１４記載の半導体装置
の製造方法を用いて製造することにより、残留空洞及び
残留応力のない埋め込みがなされたトレンチによるキャ
パシタ構造等を有する半導体装置が実現される。

【００４３】請求項１７記載の半導体装置の構造におい
て、上記キャパシタ構造等における導電膜と窒化シリコ
ン膜との間に第２の酸化シリコン膜を形成することによ
り、窒化シリコン膜の密着性が増して高信頼性を有する
半導体装置の構造が実現される。

【００４４】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面を用いて詳細に
説明する。

【００４５】第１の実施例の製造方法を図１乃至図９を
用いて説明する。シリコンウェハ１の一主面上に厚さ７
００ｎｍの熱酸化もしくはＣＶＤ法による酸化シリコン
膜２を形成し、フォトリソグラフィー及びエッチングに
より図１に示すように酸化シリコン膜２に幅２μｍの開
孔部３を形成する。酸化シリコン膜２をエッチングマス
クとして開孔部３から反応性イオンエッチング（ＲＩ
Ｅ）法によりシリコンウェハ１をエッチングして図２に
示すように幅２μｍ、深さ１０μｍのトレンチ４を形成
し、さらに熱酸化あるいはＣＶＤ法によりトレンチ４内
表面に厚さ０．１μｍの酸化シリコン膜５を形成する。
次に図３のようにホウ素及びリンをドープした多結晶シ
リコン膜６を成膜する。シリコン酸化物をＣＶＤ法によ
り形成する場合に比較して多結晶シリコン膜を形成する
場合の段差被覆性が良好であるため開口が狭く深いトレ
ンチにおいても比較的均一に多結晶シリコン膜が形成さ
れる。該多結晶シリコン膜６形成前に酸化シリコン膜５
上に減圧ＣＶＤ法もしくはプラズマ増速ＣＶＤ法を用い
て５０〜１００ｎｍ程度の窒化シリコン膜１１を形成し
てもよく、上記多結晶シリコン膜６から上記酸化シリコ
ン膜５へのホウ素やリン等不純物の拡散を防止できるた
め酸化シリコン膜５の劣化を防ぎ装置の信頼性が向上す
る。上記多結晶シリコン６を酸化するとＢＳＧやＢＰＳ
Ｇ７となる。多結晶シリコンを成膜する場合トレンチ内
への成膜は両側壁になされることと、シリコンは酸化に
より概略２．５倍に膨張することから、多結晶シリコン
６の膜厚は多結晶シリコン６形成直前のトレンチ内開口
部の最大幅に対して（１／２）×（１／２．５）＝１／
５以上とすれば、酸化後の多結晶シリコンの体積はＢＳ
Ｇ膜もしくはＢＰＳＧ膜７としてトレンチ４を完全に埋
め込むために必要な膜量が得られ、さらに多結晶シリコ
ン膜６の膜厚を最大でトレンチ最小幅の２分の１未満と
すれば、酸化ガスのトレンチ内への供給が阻害されるこ
とはない。本実施例においての多結晶シリコン膜６の膜
厚は１８０ｎｍ以上８００ｎｍ程度以下の範囲で８００
ｎｍ形成した。また上記多結晶シリコン膜６のドープ量
は以下に述べるように設定する。上記多結晶シリコン膜
６を酸化して形成されるＢＳＧ膜及びＢＰＳＧ膜７中の
酸化ホウ素（Ｂ２０３）及び酸化リン（Ｐ２０５）の合
計が凡そ１３モル％以上１９モル％以下（編集委員長
広瀬全孝、次世代超ＬＳＩプロセス技術、応用編、２１
７ページ、発刊１９８８、株式会社リアライズ社発行、
による）となるように設定すれば、上記作用にて述べた
８５０℃以上の温度でＢＳＧ膜やＢＰＳＧ膜の流動を実
現することができる。ＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７を
形成するための多結晶シリコン膜６を形成する方法とし
てＢＰＳＧにおいては上記のシランとジボラン及びホ
スフィンを混合したガスに水素や不活性ガスを添加した
熱分解（特にヘリウム添加が反応温度低下に有効と言わ
れる）によるＣＶＤ法を用いて上記元素をドーピングし
ながら蒸着する方法、の他に多結晶シリコン６に替わる
材料として、多結晶シリコン１２とホウ素１３及びリ
ン１４の各薄膜を複数回同一チャンバー内で繰り返し蒸
着して積層構造とする方法（図６）、もしくは、ホウ
素をドーピングした多結晶シリコン１５とリン１４の各
薄膜を複数回上記方法と同様に蒸着して積層構造とする
方法（図７）、もしくは、リンをドーピングした多結
晶シリコン１６とホウ素１３の各薄膜を複数回同様に蒸
着して積層構造とする方法（図８）、もしくは、シラ
ン、ホスフィン及び酸素を混合させて形成したフォスフ
ォシリケートグラス（ＰＳＧ）１７の薄膜とホウ素をド
ーピングした多結晶シリコン１５の薄膜を複数回蒸着し
て積層構造とする方法（図９）、の何れか１つもしくは
２つ以上の組み合わせを用いることができる。またＢＳ
Ｇを形成するための多結晶シリコン膜６を形成する方法
として上記と同様に、シランとジボランを混合しさら
に水素や不活性ガスを添加した上記と同様の熱分解に
よるＣＶＤ法を用いてホウ素をドーピングしながら蒸着
する方法、もしくは、多結晶シリコン１２とホウ素１
３の薄膜を複数回蒸着して積層構造とする方法、の何れ
か１つもしくは２つの組み合わせを用いることができ
る。上記７種の方法は何れも原料ガス流量の制御により
行なうことができる工程であり、制御性が非常に良好で
ある。続いて９００〜１０００℃の酸素雰囲気中にて多
結晶シリコン膜６もしくは上記のからの方法に示し
た多結晶シリコン（１２，１５，１６）を酸化するが、
多結晶シリコンの酸化により図４に示すように上記のＢ
ＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７が形成されると同時に軟化
して流動し、その表面エネルギーを最小にしようとする
性質により狭いトレンチ底部にＢＳＧ膜もしくはＢＰＳ
Ｇ膜７が溜まり始め、酸化が進行するにつれ多結晶シリ
コン６のトレンチ底部の部分の体積膨張とＢＳＧ膜もし
くはＢＰＳＧ膜７の流入によりトレンチは底部から埋め
込まれていき、多結晶シリコン膜６の酸化が終了した段
階でトレンチ内はＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７により
完全に埋め込まれる。希釈酸素ガスを用いて上記の酸化
を行なうと、酸化が進行するトレンチ内においてはトレ
ンチ外部とのガス交換が悪化した場合トレンチ内部の酸
素分圧が酸化により低下するから、トレンチ開口部付近
に比較してトレンチ内部の多結晶シリコン膜６の酸化速
度が低下して酸化終了までの時間が増加することにより
シリコンウェハ内の不純物拡散層の拡散深さが増加した
り、トレンチ開口部付近のみ酸化されてトレンチ内に空
洞を形成して希釈ガスのガス溜まりとなるが、上記のメ
カニズムから本酸化工程において純度の高い酸素を用い
る程空洞が形成されても酸素が消費された後の空洞内の
圧力が低下してＢＳＧもしくはＢＰＳＧ２２を引き込む
ことになるため、空洞の容積が小さくなり、以上述べた
問題の発生防止に有効である。次に必要に応じてシリコ
ンウェハ表面にも形成されたトレンチ内部以外のＢＳＧ
膜もしくはＢＰＳＧ膜８をエッチバックにより除去し、
図５に示すようにトレンチの埋め込み工程が完了する。

【００４６】上記第１の実施例において、トレンチ内に
不純物を添加した多結晶シリコンを形成し、高純度酸素
雰囲気中にて酸化する工程を施すだけでトレンチ内を無
空洞及び低ストレスで埋め込むことが可能であり、工程
が非常に簡単である。不純物を添加した多結晶シリコン
６の形成膜厚はトレンチ幅に対して最小で５分の１です
むため多結晶シリコン形成時間が短くて済む上、多結晶
シリコンは不純物をドープすることにより酸化速度が増
加することが広く知られており、処理時間の合計も非常
に短縮される。また、酸化中にトレンチ内に空洞２１が
形成される状況となって、酸化が進行すると空洞２１内
の気体は酸素であるため酸化により吸収されて減圧化さ
れる他、トレンチ内部のＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７
の体積が増加するとともに消滅させることもできる。さ
らに上記多結晶シリコン６の膜厚が比較的厚い場合に、
多結晶シリコン６が全て酸化された段階でＢＳＧ膜もし
くはＢＰＳＧ膜７の体積がトレンチ内容積を越えても高
温下でのＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７は軟化している
ため、トレンチ外部へ溢れるのみであるからシリコンウ
ェハ１がストレスにより変形することなく埋め込むこと
ができる。従って、埋め込み形状が多結晶シリコン膜６
の形成膜厚に依存しないため膜厚の管理幅は緩やかで良
いといった利点もある。

【００４７】第２の実施例を図１０乃至図１４を用いて
説明する。本実施例は第１の実施例のように多結晶シリ
コン６の酸化により形成されたＢＳＧ膜もしくはＢＰＳ
Ｇ膜７をトレンチ４の埋め込み後にエッチバックするの
ではなく、多結晶シリコン６の形成直後にトレンチ内部
以外の部分に形成された該多結晶シリコン膜６を除去し
た後に酸化を行なうようにしたものである。

【００４８】図１０は図２と同様にトレンチ４を形成し
てその内部表面にシリコンの熱酸化膜５を形成した状態
である。後の酸化工程において多結晶シリコン膜６以外
の酸化及び酸化シリコン膜５へのホウ素やリンの拡散を
防止するために、酸化シリコン膜５上に５０〜１００ｎ
ｍ程度の窒化シリコン膜１１を形成して、次にホウ素及
びリンをドープした厚さ２００ｎｍの多結晶シリコン膜
６もしくは上記第１の実施例にて述べた他の膜を図１１
に示すように成膜する。ホウ素及びリンの多結晶シリコ
ン膜６もしくは他の膜へのドーピング量は第１の実施例
に示したものと同様に酸化によるＢＳＧ膜もしくはＢＰ
ＳＧ膜７中の酸化ホウ素及び酸化リンの合計が凡そ１３
モル％以上１９モル％以下となるように決定する。また
多結晶シリコン膜６の膜厚も上記第１の実施例と同様に
トレンチ幅の５分の１以上２分の１未満とするが、本実
施例においてはトレンチ４内にのみＢＰＳＧを形成すれ
ばよいから上記のように最小量に近い膜厚とした。続い
て、多結晶シリコン膜６形成後直ちにＲＩＥ法を用いて
上記多結晶シリコン膜６のエッチバックを行なうことに
よりシリコンウェハ１表面上の多結晶シリコン６を除去
すると同時にトレンチ４内の側壁部に多結晶シリコン６
を図１２のように残留させる。その後９００℃の高純度
酸素雰囲気中で多結晶シリコン膜６の酸化を行なうと酸
化部分から流動しトレンチ内は図１３のようにＢＳＧ膜
もしくはＢＰＳＧ膜７で埋め込まれる。その後露出した
窒化シリコン膜１１を除去して図１４に示すトレンチ４
の埋め込み形状が完成される。

【００４９】上記第２の実施例においては多結晶シリコ
ン６をトレンチ内にのみ残留させた後、ＢＳＧもしくは
ＢＰＳＧでトレンチを埋め込むようにしたので、埋め込
み表面の形状は多結晶シリコン６の膜厚が少なめで窪
み、適正膜厚で水平、多めで膨らむようにと、第１の実
施例とは逆に多結晶シリコン６の膜厚を積極的に調整す
ることにより埋め込み後のトレンチ部表面の形状を制御
できる利点がある。また、ＲＩＥやプラズマ増速エッチ
ングにおいてシリコンのエッチング速度は酸化シリコン
のエッチング速度に比較して一般的に数倍以上の速度が
得られる。このことから上記第２の実施例においてはト
レンチ幅に対して最小５分の１の膜厚の多結晶シリコン
をエッチングすれば良く、埋め込み後のエッチバック工
程においてトレンチ幅の２分の１以上の厚い酸化シリコ
ン膜をエッチングする工程と比較すると、トレンチ外の
埋め込み材料を除去する工程として処理時間を凡そ１０
分の１以下に短縮できるというさらなる利点もある。

【００５０】第３の実施例を図１５乃至図２１を用いて
説明する。本実施例は、第１及び第２の実施例のように
トレンチ４を素子分離のみに用いるだけでなく、内部に
電極９を形成して積極的に利用する構造としたものであ
る。図１５はトレンチ内部表面を酸化シリコン膜５によ
り絶縁した後多結晶シリコン膜９からなる電極を形成
し、この表面に酸化を防ぐための窒化シリコン膜１１を
形成した後、残されたトレンチ４の内部を高不純物濃度
多結晶シリコンの酸化によるＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ
膜７を用いて埋め込みを行なった構造を示す図である。
以下に図面を用いて工程を詳述する。

【００５１】図１６は図２と同様にトレンチ４を形成し
てその内部表面にシリコンの熱酸化膜５を形成した状態
である。続いて図１７に示すように高融点金属もしくは
その硅化物もしくは多結晶シリコンからなる電極９を形
成するが、上記電極９が多結晶シリコンである場合に導
電性を持たせる方法として成膜時にホウ素、リン、砒素
の内１つもしくは後者２つをドーピングする方法、もし
くは多結晶シリコン９への不純物元素のドーピングをイ
オン注入による方法（図示せず）、もしくは多結晶シリ
コン上に上記添加元素を混入させた酸化シリコン膜１０
や窒化ホウ素をＣＶＤ法で形成するか塗布法を用いてポ
リボロンフィルムを図１８に示すように形成してその後
の熱処理工程で拡散させる方法、もしくは多結晶シリコ
ン９形成後にジボランあるいはホスフィンあるいはアル
シンの雰囲気中でウェハを昇温して不純物を拡散させる
方法（図示せず）の何れでもよい。その後上記の膜の上
に図１９に示すように窒化シリコン膜１１を形成し、後
の工程における多結晶シリコン９の酸化を防ぐ隔膜とす
ると多結晶シリコン９の劣化を防ぐのみならずキャパシ
タを形成する場合には誘電率が高いので酸化シリコンの
場合よりも大きな容量が得られる。また多結晶シリコン
９と窒化シリコン膜１１との間に酸化シリコン膜を形成
しておくと密着性が増して信頼性が向上する。次に図２
０に示すようにホウ素及びリンをドープした多結晶シリ
コン６を成膜する。ドープ量は酸化によるＢＰＳＧ膜中
の酸化ホウ素及び酸化リンの合計が上記第１の実施例と
同様に凡そ１３モル％以上１９モル％以下となるように
決定する。膜厚も上記第１の実施例と同様にトレンチ幅
の５分の１以上２分の１未満とする。上記多結晶シリコ
ン６は高純度酸素雰囲気にて９００℃で酸化してＢＳＧ
膜もしくはＢＰＳＧ膜７を形成するとともに同時にトレ
ンチ内を図２１に示すように埋め込む。次に表面から余
分のＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７をエッチバックによ
り除去するが、下地の窒化シリコン膜１１が露出するま
でＣＦ４及びＨ２の混合ガスやＮＦ３ガスによるプラズ
マエッチングによりエッチバックし、エッチング終点を
窒化シリコン膜の分解による窒素の発光で検出しても、
窒化シリコンまで連続でエッチングしてさらにその下地
の多結晶シリコン９の露出による窒素の発光強度低下を
検出してもよい。その後多結晶シリコン９の外部との接
続電極部分をパターニングにより形成して、トレンチの
埋め込み工程が終了すると図１５に示す構造が形成され
る。以上述べた第３の実施例ではトレンチ４内部以外の
ＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜７は酸化工程後必要に応じ
てエッチバックにより除去するが、第２の実施例と同様
に、多結晶シリコン膜６形成後にＲＩＥ法によりトレン
チ内側壁以外の該多結晶シリコン６を除去した後に酸化
を行ない、トレンチ４内をＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜
７で埋め込む工程としてもよい。

【００５２】上記第３の実施例においては多結晶シリコ
ン９上に酸化シリコン膜や窒化シリコン膜を形成した場
合には、特にトレンチが垂直であった場合にその段差被
覆性の悪さからトレンチ開口部付近が狭く低部付近が狭
くなる「逆テーパ」形状となるが、本実施例にかかる埋
め込み法によれば埋め込み用の不純物ドープの多結晶シ
リコン６の膜厚がトレンチ幅の５分の１でも良いのでト
レンチ開口部を閉塞することなく膜形成ができ、且つ酸
化によりトレンチ内が完全に埋め込まれるので上記形状
においても空洞２１の発生が防止できる。

【００５３】上記第１から第３の実施例において酸化す
ることにより埋め込みに供する多結晶シリコン６はナト
リウム、カリウム、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の
内１つ以上の元素を含有させたものでもよい。この場合
は組成により４００℃以下の軟化温度を得ることもでき
埋込性が向上する。

【００５４】第４の実施例を図２２乃至図２６を用いて
説明する。以上述べた各実施例においてはトレンチ４内
に形成したホウ素もしくはホウ素及びリンをドープした
多結晶シリコン６をＢＳＧもしくはＢＰＳＧ化すること
によりトレンチ４の埋め込みを行なったが、本実施例で
は図２２に示すようにトレンチ内酸化シリコン膜５を形
成した後に多結晶シリコン２８を形成した上に予めＢＳ
ＧもしくはＢＰＳＧ膜２２を形成し、これを純度の高い
酸素雰囲気にて酸化すると多結晶シリコン２８が酸化シ
リコン２９へ変化することによる体積膨張からＢＳＧも
しくはＢＰＳＧ膜２２上の空間を狭めると同時にＢＳＧ
もしくはＢＰＳＧ２２を流動させて図２３に示すように
トレンチを空洞なく埋め込むと共に多結晶シリコン２８
を積極的に残留させた構造とする方法である。本構造は
酸化により形成される酸化シリコンの応力が多結晶シリ
コン２８の塑性変形により吸収されると同時にトレンチ
残部はＢＳＧもしくはＢＰＳＧ２２により完全に埋め込
まれる利点を実現する。なお上記多結晶シリコン２８及
びＢＳＧもしくはＢＰＳＧ２２の形成時の合計膜厚は酸
化前に空洞を形成しない厚さとすることにより、短時間
の酸化にて空洞無く埋め込む事ができる。本実施例にお
いては上記の多結晶シリコン２８は全量を酸化しなくと
もよいため、特に単結晶シリコン側と対をなして利用す
る電極をトレンチ内に形成する場合には該多結晶シリコ
ン２８の内酸化されずに残留した部分３０が電極として
そのまま利用できるため窒化シリコンの形成が不要とな
るなど工程が簡略化される利点がある。このため本実施
例の工程において酸化工程前の埋め込み材料形成は上記
図２２に示した上記多結晶シリコン２８をホウ素もし
くはリンもしくは砒素等を必要濃度に合わせてドーピン
グしながらＣＶＤ法により形成した後酸化ホウ素もしく
は酸化ホウ素及び酸化リンの合計の濃度が１３〜１９モ
ル％のＢＳＧもしくはＢＰＳＧ膜２２を形成する方法の
他に、上記多結晶シリコン２８をＣＶＤ法により形成
した後イオン注入法を用いてホウ素もしくはリンもしく
は砒素等をドーピングした後に上記と同様のＢＳＧもし
くはＢＰＳＧ２２を形成する方法（図示せず）、もしく
はホウ素をドーピングする場合において上記多結晶シ
リコン２８をドーピングせずに形成した上に連続してホ
ウ素の拡散源及び酸化層として酸化後に酸化ホウ素の濃
度が１３〜１９モル％のＢＳＧとなるようにホウ素を含
有させた多結晶シリコン６を形成した上に上記と同様の
ＢＳＧもしくはＢＰＳＧ２２を形成する方法（図２
４）、もしくはホウ素をドーピングする場合において
上記多結晶シリコン２８をドーピングせずに形成した上
に拡散によりドープするに必要な濃度のＢＳＧ膜３１を
形成してさらにその上に上記と同様のＢＳＧもしくはＢ
ＰＳＧ２２を形成する方法（図２５）、もしくはリン
をドーピングする場合には上記多結晶シリコン２８をド
ーピングせずに形成した上に拡散によりドープするに必
要な濃度のＰＳＧ膜３２を形成してさらにその上に上記
と同様のＢＳＧもしくはＢＰＳＧを形成する方法（図２
６）、の何れかを用いることができる。続いてできるだ
け純度の高い酸素雰囲気中で酸化を行なう。上記工程に
よるとトレンチ内はウェハ側から、酸化シリコン膜５、
多結晶シリコン２８の電極、低不純物濃度の酸化シリコ
ン２９及びＢＳＧもしくはＢＰＳＧ２２の順で埋め込ま
れた構造となる。その後、必要に応じてトレンチ外のＢ
ＳＧもしくはＢＰＳＧ２２、酸化シリコン２９、多結晶
シリコン２８の順でエッチバックにより除去する。本実
施例においてもＢＳＧもしくはＢＰＳＧ膜２２の代りに
酸化シリコンにナトリウム、カリウム、アルミニウム、
チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素の酸化物を混合さ
せるかもしくは酸化シリコンを含まない上記酸化物を形
成して埋め込み材料として用いてもよい。さらに上記他
の実施例と同様に第１の酸化シリコン５と多結晶シリコ
ン２８の間に、電極となる導電性の多結晶シリコンや高
融点金属もしくは高融点金属の硅化物もしくはれこらの
積層膜からなる導電層、及び酸化シリコン膜や窒化シリ
コン膜を順に形成してもよく、キャパシタ等への応用が
広がるが、特に酸化シリコンは密着性の向上、窒化シリ
コンは酸化時の酸素の拡散による導電層の抵抗率増加が
防止でき、キャパシタではその誘電率から大きな容量が
得られる。

【００５５】上記第４の実施例においては基本的にトレ
ンチ内に多結晶シリコンとＢＳＧもしくはＢＰＳＧの２
層の成膜を行なった後に高純度酸素雰囲気でＢＳＧもし
くはＢＰＳＧ膜上の空間が消滅するまでの短時間の酸化
を一回施すだけの工程で、トレンチ内に電極とする多結
晶シリコンの不純物活性化及び埋め込みが同時に実現で
きるため、上記の他の実施例に比較してさらに工程の処
理時間が大きく短縮される。

【００５６】以上の各実施例において第１の多結晶シリ
コンの酸化は高純度の酸素を用いて実施したが、当然水
蒸気を添加しても良く、酸化速度が増加する。

【００５７】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の半
導体装置の製造方法によれば、半導体基体の一主面上に
トレンチを形成する工程と、前記トレンチ内表面上に第
１の酸化シリコン膜を形成する工程と、前記第１の酸化
シリコン膜上に酸化物の軟化温度を低下させる不純物を
混入した第１の多結晶シリコン膜を形成する工程と、前
記第１の多結晶シリコン膜を高純度の酸素もしくはさら
に水蒸気を含む雰囲気で酸化することにより形成される
酸化物で前記トレンチを埋め込む工程と、前記トレンチ
内以外の部分に形成された前記酸化物を必要に応じて除
去する工程とを具備させたため、酸化中にトレンチ開口
部が閉塞されて空洞ができても、その内部は酸素なので
酸化時に吸収されて圧力が低下し軟化している酸化物が
引き込まれて残留空洞の生じることがない。また第１の
多結晶シリコンが全て酸化された段階で酸化物の体積が
トレンチ内容積を越えても軟化している酸化物がトレン
チ外部に流動して低ストレス化が実現される。さらに多
結晶シリコンの酸化速度は不純物の混入により増加する
ので処理時間を短縮することができる。

【００５８】請求項２〜１４記載の半導体装置の製造方
法によれば、それぞれ上記請求項１記載の発明の効果に
加えて、さらに以下のような効果がある。

【００５９】請求項２記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記第１の多結晶シリコン膜は、酸化後に８５０
℃以上の温度で流動性を示すボロシリケートグラス（Ｂ
ＳＧ）の酸化ホウ素の濃度もしくはボロフォスフォシリ
ケートグラス（ＢＰＳＧ）中の酸化ホウ素及び酸化リン
の合計濃度が１３〜１９モル％となる濃度の膜、又はナ
トリウム、カリウム、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛
の内の少なくとも１つの元素を含む膜の何れかとしたた
め、ＢＳＧ，ＢＰＳＧを含む酸化物に、酸化温度で適切
に流動性を持たせることができる。

【００６０】請求項３記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記第１の多結晶シリコン膜の膜厚は、該第１の
多結晶シリコン膜形成前の前記トレンチ内開口幅の内、
最大幅の５分の１以上且つ最小幅の２分の１未満とした
ため、トレンチ内への多結晶シリコンの成膜は対向側壁
になされることと多結晶シリコンは酸化によりほぼ２．
５倍に膨張することから、トレンチを完全に埋め込むた
めの必要膜量とすることができるとともに、酸化時にト
レンチ内への酸素の供給を阻害することがない。

【００６１】請求項４記載の半導体装置の製造方法によ
れば、ＢＳＧを形成するための前記第１の多結晶シリコ
ン膜が、シランとジボランを混合しさらにヘリウムを添
加した熱分解による化学的気相成長法を用いてホウ素を
ドーピングしながら形成した多結晶シリコン膜、又は多
結晶シリコンとホウ素の各薄膜を複数回繰り返し形成し
た積層膜の何れか１つ又は２つの組み合わせの何れかと
したため、原料ガス流量の制御により行なうことができ
る処理工程であることから、制御性を非常に良好にする
ことができる。

【００６２】請求項５記載の半導体装置の製造方法によ
れば、ＢＰＳＧもしくは前記酸化物を形成するための前
記第１の多結晶シリコン膜が、多結晶シリコンと、ホウ
素、リン、ナトリウム、カリウム、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素からなる薄膜もしくは
これらの元素の酸化物の薄膜とを複数回繰り返し形成し
た積層膜、又はホウ素もしくはリンを混合した多結晶シ
リコンと、リン、ナトリウム、カリウム、ホウ素、アル
ミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素からな
る薄膜もしくはこれらの元素の酸化物の薄膜とを複数回
繰り返し形成した積層膜、又はフォスフォシリケートグ
ラス（ＰＳＧ），ＢＳＧもしくはＢＰＳＧの薄膜と、リ
ン、ナトリウム、カリウム、ホウ素、アルミニウム、チ
タン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素を混合した多結晶シ
リコンの薄膜とを複数回繰り返し形成した積層膜の何れ
か１つ又は２つ以上の組み合わせとしたため、上記と同
様に、制御性を非常に良好にすることができる。

【００６３】請求項６記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記第１の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜を
形成する工程を付加し、その後に前記第１の多結晶シリ
コン膜を形成する工程を施すようにしたため、第１の多
結晶シリコン膜から第１のシリコン酸化膜への不純物の
拡散が防止されて装置の信頼性を向上させることができ
る。

【００６４】請求項７記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記第１の酸化シリコン膜と前記第１の多結晶シ
リコン膜の間に、高融点金属、そのシリコン化合物、も
しくは導電性を有する第２の多結晶シリコン膜の何れか
１つ又は２つ以上の積層膜の何れかからなる導電膜を形
成する工程と、該導電膜上に窒化シリコン膜を形成する
工程とを付加したため、キャパシタ構造等を実現する場
合においても酸化時に導電膜を劣化させる事なく、かつ
大容量としながら、さらにトレンチに空洞を残留させる
ことなく低ストレスで埋め込むことができる。

【００６５】請求項８記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記導電膜上に第２の酸化シリコン膜を形成する
工程を付加したため、窒化シリコン膜の密着性が増して
装置の信頼性を向上させることができる。

【００６６】請求項９記載の半導体装置の製造方法によ
れば、前記第１の多結晶シリコン膜を形成後直ちにリア
クティブイオンエッチング法によりエッチングして当該
第１の多結晶シリコン膜を前記トレンチ内側壁部にのみ
残留させる工程を付加したため、埋め込み後のトレンチ
部表面の形状を制御することができるとともに、トレン
チ外の埋め込み材料を除去する工程において、多結晶シ
リコンのエッチング速度は酸化シリコンのエッチング速
度に比べて数倍大きいことと多結晶シリコンはトレンチ
幅に対して最小５分の１の膜厚をエッチングすればよい
ことから、処理時間を一層短縮することができる。

【００６７】請求項１０記載の半導体装置の製造方法に
よれば、前記第１の多結晶シリコン膜に混入させる不純
物がホウ素、リン、もしくは砒素の内の少なくとも１つ
であり、前記第１の多結晶シリコン膜の形成後直ちに膜
中の酸化ホウ素もしくは酸化ホウ素及び酸化リンの合計
濃度として１３〜１９モル％となる濃度のＢＳＧ膜もし
くはＢＰＳＧ膜、又はリン、ホウ素、ナトリウム、カリ
ウム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内
１つ以上の元素の酸化物からなる膜の何れかを形成する
工程を付加し、前記第１の多結晶シリコン膜の一部を酸
素雰囲気で酸化して形成される酸化シリコンと前記ＢＳ
ＧもしくはＢＰＳＧ、又はリン、ホウ素、ナトリウム、
カリウム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛
の内１つ以上の元素の酸化物により、前記トレンチ内に
残留した空間を埋め込む工程を施すようにしたため、高
純度酸素雰囲気でＢＳＧ膜等の上の空間が消滅するまで
の短時間の酸化処理のみで、トレンチ内に電極となる第
１の多結晶シリコン膜残部の不純物活性化及び埋め込み
を同時に実現することができて一層処理時間を短縮する
ことができる。

【００６８】請求項１１記載の半導体装置の製造方法に
よれば、前記第１の多結晶シリコン膜が、当該第１の多
結晶シリコン膜の形成時にホウ素、リン、もしくは砒素
をドーピングしたもの、前記第１の多結晶シリコン膜の
形成後にイオン注入法を用いてホウ素、リン、もしくは
砒素をドーピングしたもの、多結晶シリコン膜の直上に
ＢＳＧ膜を形成したもの、又は多結晶シリコン膜の直上
にＰＳＧ膜を形成したものの内の何れか１つ又は２つ以
上の組み合わせの何れかとしたため、上記請求項１０記
載の半導体装置の製造方法における第１の多結晶シリコ
ン膜を容易且つ制御性よく導電性を持たせる事が可能と
なる。

【００６９】請求項１２記載の半導体装置の製造方法に
よれば、前記トレンチ内表面上に前記第１の酸化シリコ
ン膜が形成され、該第１の酸化シリコン膜上に前記第１
の多結晶シリコン膜が形成され、該第１の多結晶シリコ
ン膜上にＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜又は、リン、ホウ素、ナ
トリウム、カリウム、シリコン、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素の酸化物膜が形成され
た時、前記第１の多結晶シリコン膜の膜厚は当該第１の
多結晶シリコン膜形成直前の前記トレンチ内開口最大幅
の５分の１以上且つ最小幅の２分の１未満であり、且つ
前記ＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜又は酸化物膜を含む他の膜の
厚さの合計を前記トレンチ開口部が閉塞されない膜厚と
したため、短時間の酸化処理で、トレンチ内に電極とな
る第１の多結晶シリコン膜残部の不純物活性化と確実な
埋め込みとを実現することができる。

【００７０】請求項１３記載の半導体装置の製造方法に
よれば、請求項１０，１１、又は１２記載の半導体装置
の製造方法において、前記第１の酸化シリコン膜と前記
第１の多結晶シリコン膜との間に、高融点金属、そのシ
リコン化合物、もしくは導電性を有する第２の多結晶シ
リコン膜の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れかか
らなる導電膜を形成する工程と、該導電膜上に窒化シリ
コン膜を形成する工程とを付加したため、酸素の拡散に
よる導電膜の抵抗率増加を防止した電極への応用が広が
り、その誘電率からキャパシタで大きな容量が得られ
る。

【００７１】請求項１４記載の半導体装置の製造方法に
よれば、上記請求項１３記載の半導体装置の製造方法に
おいて、前記導電膜直上に第２の酸化シリコン膜を形成
する工程を付加したため、窒化シリコン膜の密着性が増
して装置の信頼性を向上させることができる。

【００７２】請求項１５記載の半導体装置の構造によれ
ば、前記請求項１，２，３，４，５，６，９，１０，１
１又は１２記載の半導体装置の製造方法により製造され
た半導体装置の構造であって、トレンチ内表面上に第１
の酸化シリコン膜を形成し、該第１の酸化シリコン膜上
に第１の多結晶シリコン膜を形成し、該第１の多結晶シ
リコン膜上に当該第１の多結晶シリコン膜が酸化された
酸化シリコンを形成し、前記トレンチ内の前記酸化シリ
コンに囲まれた空間をＢＳＧ，ＢＰＳＧ、又は、ナトリ
ウム、カリウム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜
鉛、鉛の内１つ以上の元素の酸化物の少なくとも１つで
充填したため、残留空洞及び残留応力のないトレンチに
よる素子分離構造等を有する半導体装置を実現すること
ができる。

【００７３】請求項１６記載の半導体装置の構造によれ
ば、前記請求項７，８，１３又は１４記載の半導体装置
の製造方法により製造された半導体装置の構造であっ
て、トレンチ内表面上の第１の酸化シリコン膜と第１の
多結晶シリコン膜との間に、高融点金属、そのシリコン
化合物、もしくは導電性を有する第２の多結晶シリコン
膜の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れかからなる
導電膜を形成し、該導電膜上に窒化シリコン膜を形成し
たため、第２の導電膜の酸化による劣化を防ぎ残留空洞
及び残留応力のない埋め込みがなされたトレンチによる
キャパシタ構造等を有する半導体装置を実現することが
できる。

【００７４】請求項１７記載の半導体装置の構造によれ
ば、上記請求項１６記載の半導体装置の構造において、
前記導電膜と前記窒化シリコン膜との間に第２の酸化シ
リコン膜を形成したため、上記の効果に加えて、さらに
窒化シリコン膜の密着性が増して高信頼性を有する半導
体装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明にかかる半導体装置の製造方法の第１の
実施例を説明するための断面図で半導体基体表面にトレ
ンチを形成するためのマスク開孔部を設けた図である。

【図２】上記第１の実施例の製造方法を説明するための
断面図でシリコンウェハにトレンチを形成しそのトレン
チ内表面に酸化シリコン膜を形成した図である。

【図３】上記第１の実施例の製造方法を説明するための
断面図で酸化シリコン上に窒化シリコン膜及び多結晶シ
リコン膜を形成した図である。

【図４】上記第１の実施例の製造方法を説明するための
断面図で図３の多結晶シリコン膜の酸化工程におけるト
レンチ内の埋め込み状態を説明するための図である。

【図５】上記第１の実施例の製造方法を説明するための
断面図でＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜によるトレンチ埋
め込み後、トレンチ外のＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜を
除去した図である。

【図６】上記第１の実施例においてＢＳＧ膜もしくはＢ
ＰＳＧ膜とすべき多結晶シリコン膜の第２の形成方法を
説明するためのトレンチ底部付近を拡大した断面図であ
る。

【図７】上記第１の実施例においてＢＳＧ膜もしくはＢ
ＰＳＧ膜とすべき多結晶シリコン膜の第３の形成方法を
説明するためのトレンチ底部付近を拡大した断面図であ
る。

【図８】上記第１の実施例においてＢＳＧ膜もしくはＢ
ＰＳＧ膜とすべき多結晶シリコン膜の第４の形成方法を
説明するためのトレンチ底部付近を拡大した断面図であ
る。

【図９】上記第１の実施例においてＢＳＧ膜もしくはＢ
ＰＳＧ膜とすべき多結晶シリコン膜の第５の形成方法を
説明するためのトレンチ底部付近を拡大した断面図であ
る。

【図１０】本発明にかかる半導体装置の製造方法の第２
の実施例を説明するための断面図でシリコンウェハにト
レンチを形成し、そのトレンチ内表面に酸化シリコン膜
を形成した図である。

【図１１】上記第２の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜及び多結
晶シリコン膜を形成した図である。

【図１２】上記第２の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で図１１のトレンチ外の多結晶シリコンを除去
した図である。

【図１３】上記第２の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で多結晶シリコンを酸化したＢＳＧ膜もしくは
ＢＰＳＧ膜によりトレンチの埋め込みが終了した図であ
る。

【図１４】上記第２の実施例の製造方法を説明するため
の断面図でトレンチ外の窒化シリコン膜を除去した図で
ある。

【図１５】本発明にかかる半導体装置の製造方法の第３
の実施例における構造を説明するための断面図でトレン
チ内表面に酸化シリコン膜が形成され、その上に電極用
多結晶シリコン膜、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜が
順に形成され、残部がＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜によ
り埋め込みがなされた構造の図である。

【図１６】上記第３の実施例の製造方法を説明するため
の断面図でシリコンウェハにトレンチを形成し、そのト
レンチ内表面に酸化シリコン膜を形成した図である。

【図１７】上記第３の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で酸化シリコン膜上に多結晶シリコン膜を形成
した図である。

【図１８】上記第３の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で図１７の多結晶シリコン膜上に不純物をドー
プした酸化シリコン膜を形成した図である。

【図１９】上記第３の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で図１８の酸化シリコン膜上に窒化シリコン膜
を形成した図である。

【図２０】上記第３の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で図１９の窒化シリコン膜上にＢＳＧ膜もしく
はＢＰＳＧ膜とすべき多結晶シリコン膜を形成した図で
ある。

【図２１】上記第３の実施例の製造方法を説明するため
の断面図で図２０の多結晶シリコン膜を酸化し、ＢＳＧ
膜もしくはＢＰＳＧ膜としてトレンチ内の埋め込みを行
なった図である。

【図２２】本発明にかかる半導体装置の製造方法の第４
の実施例において、トレンチ埋め込み材料の第１の形成
法を説明するための断面図でトレンチ内にはウェハ側か
ら酸化シリコン膜、多結晶シリコン膜、ＢＳＧ膜もしく
はＢＰＳＧ膜が順に形成された図である。

【図２３】上記第４の実施例の製造方法において、形成
された構造を説明するための断面図で酸化後にトレンチ
内が完全に埋め込まれ、同時に電極となる多結晶シリコ
ンが残留した図である。

【図２４】上記第４の実施例の製造方法において、トレ
ンチ埋め込み材料の第３の形成法を説明するための断面
図でトレンチ内にはウェハ側から酸化シリコン膜、第１
の多結晶シリコン膜、第２の多結晶シリコン膜、ＢＳＧ
膜もしくはＢＰＳＧ膜が順に形成された図である。

【図２５】上記第４の実施例の製造方法において、トレ
ンチ埋め込み材料の第４の形成法を説明するための断面
図でトレンチ内にはウェハ側から酸化シリコン膜、多結
晶シリコン膜、ＢＳＧ膜、ＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜
が順に形成された図である。

【図２６】上記第４の実施例の製造方法において、トレ
ンチ埋め込み材料の第５の形成法を説明するための断面
図でトレンチ内にはウェハ側から酸化シリコン膜、多結
晶シリコン膜、ＰＳＧ膜、ＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜
が順に形成された図である。

【図２７】第１の従来方法を説明するための断面図でト
レンチ内は酸化シリコンを用いて埋め込まれている。

【図２８】第４の従来方法を説明するための断面図でト
レンチ内側壁に酸化シリコンとなるべき多結晶シリコン
を残留させている。

【図２９】第１、第２の従来方法の第１の問題点を説明
するための断面図でトレンチ内の埋め込み部分に残され
た空洞に液溜まりが発生している。

【図３０】第１、第２の従来方法の第２の問題点を説明
するための断面図で埋め込み部分上方に破壊された部分
が存在している。

【図３１】第６の従来方法を説明するための断面図でト
レンチの途中まで埋め込みを行なった状態と２回目の埋
め込みでトレンチ内を全て埋め込んだ状態を示す図であ
る。

【符号の説明】

１シリコンウェハ２酸化シリコン膜３酸化シリコン膜の開孔部４トレンチ５第１の酸化シリコン膜６第１の多結晶シリコン膜７ＢＳＧもしくはＢＰＳＧ８トレンチ外のＢＳＧ膜もしくはＢＰＳＧ膜９電極１０酸化シリコン膜１１窒化シリコン膜１２多結晶シリコン薄膜１３ホウ素薄膜１４リン薄膜１５ホウ素ドープ多結晶シリコン薄膜１６リンドープ多結晶シリコン薄膜１７ＰＳＧ薄膜１８多結晶シリコン１９酸化シリコン膜２０結晶欠陥２１空洞２２ＢＰＳＧ膜２３開口部分２４薬品溜まり２５破壊２６１回目の埋め込みＢＰＳＧ２７２回目の埋め込みＢＰＳＧ２８多結晶シリコン２９酸化シリコン３０電極となる多結晶シリコン２８の残部３１ＢＳＧ膜３２ＰＳＧ膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】半導体基体の一主面上にトレンチを形成
する工程と、前記トレンチ内表面上に第１の酸化シリコ
ン膜を形成する工程と、前記第１の酸化シリコン膜上に
酸化物の軟化温度を低下させる不純物を混入した第１の
多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記第１の多結晶
シリコン膜を高純度の酸素もしくはさらに水蒸気を含む
雰囲気で酸化することにより形成される酸化物で前記ト
レンチを埋め込む工程と、前記トレンチ内以外の部分に
形成された前記酸化物を必要に応じて除去する工程とを
有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】前記第１の多結晶シリコン膜は、酸化後
に８５０℃以上の温度で流動性を示すボロシリケートグ
ラス（ＢＳＧ）の酸化ホウ素の濃度もしくはボロフォス
フォシリケートグラス（ＢＰＳＧ）中の酸化ホウ素及び
酸化リンの合計濃度が１３〜１９モル％となる濃度の
膜、又はナトリウム、カリウム、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内の少なくとも１つの元素を含む膜の何
れかであることを特徴とする請求項１記載の半導体装置
の製造方法。
【請求項３】前記第１の多結晶シリコン膜の膜厚は、
該第１の多結晶シリコン膜形成前の前記トレンチ内開口
幅の内、最大幅の５分の１以上且つ最小幅の２分の１未
満であることを特徴とする請求項１又は２記載の半導体
装置の製造方法。
【請求項４】ＢＳＧを形成するための前記第１の多結
晶シリコン膜が、シランとジボランを混合しさらにヘリ
ウムを添加した熱分解による化学的気相成長法を用いて
ホウ素をドーピングしながら形成した多結晶シリコン
膜、又は多結晶シリコンとホウ素の各薄膜を複数回繰り
返し形成した積層膜の何れか１つ又は２つの組み合わせ
の何れかであることを特徴とする請求項１又は３記載の
半導体装置の製造方法。
【請求項５】ＢＰＳＧもしくは前記酸化物を形成する
ための前記第１の多結晶シリコン膜が、多結晶シリコン
と、ホウ素、リン、ナトリウム、カリウム、アルミニウ
ム、チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素からなる薄膜
もしくはこれらの元素の酸化物の薄膜とを複数回繰り返
し形成した積層膜、又はホウ素もしくはリンを混合した
多結晶シリコンと、リン、ナトリウム、カリウム、ホウ
素、アルミニウム、チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元
素からなる薄膜もしくはこれらの元素の酸化物の薄膜と
を複数回繰り返し形成した積層膜、又はフォスフォシリ
ケートグラス（ＰＳＧ），ＢＳＧもしくはＢＰＳＧの薄
膜と、リン、ナトリウム、カリウム、ホウ素、アルミニ
ウム、チタン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素を混合した
多結晶シリコンの薄膜とを複数回繰り返し形成した積層
膜の何れか１つ又は２つ以上の組み合わせであることを
特徴とする請求項１又は３記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項６】前記第１の酸化シリコン膜上に窒化シリ
コン膜を形成する工程を付加し、その後に前記第１の多
結晶シリコン膜を形成する工程を施すことを特徴とする
請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】請求項１乃至６の何れかに記載の半導体
装置の製造方法において、前記第１の酸化シリコン膜と
前記第１の多結晶シリコン膜の間に、高融点金属、その
シリコン化合物、もしくは導電性を有する第２の多結晶
シリコン膜の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れか
からなる導電膜を形成する工程と、該導電膜上に窒化シ
リコン膜を形成する工程とを付加してなることを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【請求項８】前記導電膜上に第２の酸化シリコン膜を
形成する工程を付加してなることを特徴とする請求項７
記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】前記第１の多結晶シリコン膜を形成後直
ちにリアクティブイオンエッチング法によりエッチング
して当該第１の多結晶シリコン膜を前記トレンチ内側壁
部にのみ残留させる工程を付加してなることを特徴とす
る請求項１乃至８の何れかに記載の半導体装置の製造方
法。
【請求項１０】前記第１の多結晶シリコン膜に混入さ
せる不純物がホウ素、リン、もしくは砒素の内の少なく
とも１つであり、前記第１の多結晶シリコン膜の形成後
直ちに膜中の酸化ホウ素もしくは酸化ホウ素及び酸化リ
ンの合計濃度として１３〜１９モル％となる濃度のＢＳ
Ｇ膜もしくはＢＰＳＧ膜、又はリン、ホウ素、ナトリウ
ム、カリウム、シリコン、アルミニウム、チタン、亜
鉛、鉛の内１つ以上の元素の酸化物からなる膜の何れか
を形成する工程を付加し、前記第１の多結晶シリコン膜
の一部を酸素雰囲気で酸化して形成される酸化シリコン
と前記ＢＳＧもしくはＢＰＳＧ、又はリン、ホウ素、ナ
トリウム、カリウム、シリコン、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素の酸化物により、前記
トレンチ内に残留した空間を埋め込む工程を施すことを
特徴とする請求項１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】前記第１の多結晶シリコン膜が、当該
第１の多結晶シリコン膜の形成時にホウ素、リン、もし
くは砒素をドーピングしたもの、前記第１の多結晶シリ
コン膜の形成後にイオン注入法を用いてホウ素、リン、
もしくは砒素をドーピングしたもの、多結晶シリコン膜
の直上にＢＳＧ膜を形成したもの、又は多結晶シリコン
膜の直上にＰＳＧ膜を形成したものの内の何れか１つ又
は２つ以上の組み合わせの何れかであることを特徴とす
る請求項１０記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】前記トレンチ内表面上に前記第１の酸
化シリコン膜が形成され、該第１の酸化シリコン膜上に
前記第１の多結晶シリコン膜が形成され、該第１の多結
晶シリコン膜上にＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜又は、リン、ホ
ウ素、ナトリウム、カリウム、シリコン、アルミニウ
ム、チタン、亜鉛、鉛の内の１つ以上の元素の酸化物膜
が形成された時、前記第１の多結晶シリコン膜の膜厚は
当該第１の多結晶シリコン膜形成直前の前記トレンチ内
開口最大幅の５分の１以上且つ最小幅の２分の１未満で
あり、且つ前記ＢＳＧ膜、ＢＰＳＧ膜又は酸化物膜を含
む他の膜の厚さの合計を前記トレンチ開口部が閉塞され
ない膜厚としてなることを特徴とする請求項１０又は１
１記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】請求項１０，１１又は１２記載の半導
体装置の製造方法において、前記第１の酸化シリコン膜
と前記第１の多結晶シリコン膜との間に、高融点金属、
そのシリコン化合物、もしくは導電性を有する第２の多
結晶シリコン膜の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何
れかからなる導電膜を形成する工程と、該導電膜上に窒
化シリコン膜を形成する工程とを付加してなることを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１４】前記導電膜直上に第２の酸化シリコン
膜を形成する工程を付加してなることを特徴とする請求
項１３記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】請求項１，２，３，４，５，６，９，
１０，１１又は１２記載の半導体装置の製造方法により
製造された半導体装置の構造であって、トレンチ内表面
上に第１の酸化シリコン膜を形成し、該第１の酸化シリ
コン膜上に第１の多結晶シリコン膜を形成し、該第１の
多結晶シリコン膜上に当該第１の多結晶シリコン膜が酸
化された酸化シリコンを形成し、前記トレンチ内の前記
酸化シリコンに囲まれた空間をＢＳＧ，ＢＰＳＧ又は、
ナトリウム、カリウム、シリコン、アルミニウム、チタ
ン、亜鉛、鉛の内１つ以上の元素の酸化物の少なくとも
１つで充填してなることを特徴とする半導体装置の構
造。
【請求項１６】請求項７，８，１３又は１４記載の半
導体装置の製造方法により製造された半導体装置の構造
であって、トレンチ内表面上の第１の酸化シリコン膜と
第１の多結晶シリコン膜との間に、高融点金属、そのシ
リコン化合物、もしくは導電性を有する第２の多結晶シ
リコン膜の何れか１つ又は２つ以上の積層膜の何れかか
らなる導電膜を形成し、該導電膜上に窒化シリコン膜を
形成してなることを特徴とする半導体装置の構造。
【請求項１７】前記導電膜と前記窒化シリコン膜との
間に第２の酸化シリコン膜を形成してなることを特徴と
する請求項１６記載の半導体装置の構造。