JPH09129720A - Manufacture of trench-isolated separated semiconductor device - Google Patents
Manufacture of trench-isolated separated semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH09129720A JPH09129720A JP28754995A JP28754995A JPH09129720A JP H09129720 A JPH09129720 A JP H09129720A JP 28754995 A JP28754995 A JP 28754995A JP 28754995 A JP28754995 A JP 28754995A JP H09129720 A JPH09129720 A JP H09129720A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- trench
- oxide film
- film
- semiconductor device
- semiconductor substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路に
おける各半導体素子間の絶縁分離あるいは半導体素子内
における所要部間の絶縁分離を、絶縁層が充填形成され
たトレンチによってなされるトレンチ絶縁分離型半導体
装置の製法に係わる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a trench insulation isolation type in which insulation isolation between semiconductor elements in a semiconductor integrated circuit or insulation isolation between required portions in a semiconductor element is performed by trenches filled with an insulation layer. Related to the manufacturing method of semiconductor devices.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置例えば半導体集積回路におい
て、各半導体素子間もしくは半導体素子内における所要
部間の絶縁分離を、絶縁層が充填形成されたトレンチに
よって行うようにしたいわゆるトレンチ絶縁分離型半導
体装置とすることが広く行われている。2. Description of the Related Art In a semiconductor device, for example, a semiconductor integrated circuit, a so-called trench insulation isolation type semiconductor device is used in which isolation between semiconductor elements or required portions in the semiconductor element is performed by trenches filled with an insulating layer. Is widely practiced.
【0003】図8はこのトレンチ絶縁分離型半導体装置
の一例の要部の概略平面図で、図9はそのA−A線上の
断面図を示す。この例においては、半導体基板1例えば
シリコン半導体基板の一主面1aに、回路素子としてM
IS−FET(絶縁ゲート型電界効果トランジスタ)が
形成される素子形成領域2間に、トレンチ3すなわち切
り込み溝が堀り込まれる。そして、半導体基板1を熱酸
化することによって、このトレンチ3の内表面にSiO
2 酸化膜8が形成され、基板1の主面1aの素子形成領
域2の表面には熱酸化によるMIS−FETのゲート絶
縁膜となる酸化膜5が形成される。そして、トレンチ3
内に、例えばCVD(Chemical Vapor Deposition) 法に
よって形成したSiO2 絶縁層4が充填される。FIG. 8 is a schematic plan view of a main part of an example of the trench isolation semiconductor device, and FIG. 9 is a sectional view taken along the line AA. In this example, as a circuit element, M
A trench 3, that is, a cut groove is dug between element formation regions 2 where IS-FETs (insulated gate field effect transistors) are formed. Then, by thermally oxidizing the semiconductor substrate 1, SiO 2 is formed on the inner surface of the trench 3.
A 2 oxide film 8 is formed, and an oxide film 5 serving as a gate insulating film of the MIS-FET by thermal oxidation is formed on the surface of the element forming region 2 on the main surface 1a of the substrate 1. And trench 3
The inside is filled with a SiO 2 insulating layer 4 formed by, for example, a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
【0004】そして、素子形成領域2上を横切ってゲー
ト電極Gが形成される多結晶シリコンによるなる多結晶
半導体層6が所定のパターンに形成される。また、素子
形成領域2に、多結晶半導体層6によるゲート電極をマ
スクとして不純物の導入例えばイオン注入によってソー
スSおよびドレインDが形成されてMIS−FETが形
成される。Then, a polycrystalline semiconductor layer 6 made of polycrystalline silicon in which a gate electrode G is formed is formed in a predetermined pattern across the element formation region 2. Further, in the element formation region 2, the source S and the drain D are formed by introducing impurities, for example, by ion implantation using the gate electrode of the polycrystalline semiconductor layer 6 as a mask, thereby forming the MIS-FET.
【0005】このトレンチ絶縁分離型半導体装置構成と
したMIS−FETのゲート電圧に対するドレイン・ソ
ース間電流IDS特性は、図10に示すように、本来破線
図示の曲線となるべきものが、同図中実線曲線で示すよ
うに、いわゆるハンプ電流が発生する。The drain-source current IDS characteristics with respect to the gate voltage of the MIS-FET having the trench isolation type semiconductor device structure should have a curve originally shown by a broken line as shown in FIG. A so-called hump current is generated as shown by the solid line curve.
【0006】その一原因としては、図11にそのトレン
チ部の断面を更に拡大して示すように、素子形成領域2
のトレンチ3との境界部すなわち肩部2sの形状が先鋭
となり、この形状に起因する電界集中にある。このよう
な先鋭な肩部2sが形成されるのは、このトレンチ絶縁
分離型半導体装置を製造する過程で、半導体基板上にい
わゆるパッド酸化膜を介して耐酸化膜のSiN膜が形成
されることに基く。すなわち、このトレンチ絶縁分離型
半導体装置の製造過程においては、図6に示すように、
半導体基板1の素子形成領域2に、SiO2 酸化膜15
いわゆるパッド酸化膜15を介してSiN耐酸化膜21
の形成がなされ、この耐酸化膜21をマスクに熱酸化が
なされてトレンチ3の内面に酸化膜8の形成を行うもの
であるが、このとき、SiN耐酸化膜21のストレスの
影響によって素子形成領域2の表面には圧縮応力が発生
している。このため、このSiN耐酸化膜21が形成さ
れている素子形成領域2の表面と耐酸化膜が形成されて
いないトレンチ3内とで酸化の進行度が相違し、トレン
チ3の内表面における酸化に比し、素子形成領域2の方
が、その酸化の進行が遅いため、結果的に、素子形成領
域2のトレンチ3との境界すなわち肩部2sは、図7に
示すように、外側に向かって鋭く突出する突起30が発
生する。つまり、この肩部2sが小さい曲率半径をもっ
て屈曲することになる。As one of the causes, as shown in FIG. 11 in which the cross section of the trench portion is further enlarged, as shown in FIG.
The shape of the boundary portion with the trench 3, that is, the shape of the shoulder portion 2s is sharp, and the electric field is concentrated due to this shape. Such a sharp shoulder 2s is formed because an SiN film which is an oxidation resistant film is formed on a semiconductor substrate via a so-called pad oxide film in the process of manufacturing the trench isolation semiconductor device. Based on. That is, in the manufacturing process of this trench isolation semiconductor device, as shown in FIG.
The SiO 2 oxide film 15 is formed on the element formation region 2 of the semiconductor substrate 1.
SiN oxidation resistant film 21 via so-called pad oxide film 15
Is formed, and thermal oxidation is performed using the oxidation resistant film 21 as a mask to form the oxide film 8 on the inner surface of the trench 3. At this time, element formation is performed due to the influence of the stress of the SiN oxidation resistant film 21. Compressive stress is generated on the surface of the region 2. Therefore, the degree of progress of oxidation differs between the surface of the element formation region 2 where the SiN oxidation resistant film 21 is formed and the inside of the trench 3 where the oxidation resistant film is not formed, so that the inner surface of the trench 3 is not oxidized. On the other hand, in the element formation region 2, the progress of the oxidation is slower, and as a result, the boundary between the element formation region 2 and the trench 3, that is, the shoulder portion 2s, is directed outward as shown in FIG. A protrusion 30 that protrudes sharply is generated. That is, the shoulder 2s is bent with a small radius of curvature.
【0007】また、トレンチ3へのSiO2 絶縁層4の
充填は、CVD法によってSiO2を全面的に形成し、
その後、SiO2 をその表面からエッチバックするとい
う方法が一般にとられるが、この場合、そのエッチバッ
ク前においての全面的に形成されたSiO2 膜の表面が
トレンチ3が存在する部分においては窪みが存在するこ
とから、これに対してエッチバックを行うと、図11で
示される窪み7が発生する。The filling of the SiO 2 insulating layer 4 into the trench 3 is accomplished by forming SiO 2 on the entire surface by CVD.
After that, a method of etching back SiO 2 from its surface is generally used. In this case, however, the surface of the SiO 2 film entirely formed before the etching back has a dent at the portion where the trench 3 exists. Since it exists, when the etching back is performed on this, the recess 7 shown in FIG. 11 is generated.
【0008】したがってこの肩部2s上を跨いでゲート
電極となる多結晶半導体層6が形成されると、この多結
晶半導体層6が肩部2sにより接近し、より電界の集中
が生じ、これによって図10で説明したハンプ電流を発
生することになる。また、この電界の集中により耐圧の
低下とともに、しきい値電圧Vthの低下を来す。Therefore, when the polycrystalline semiconductor layer 6 to be the gate electrode is formed over the shoulder portion 2s, the polycrystalline semiconductor layer 6 comes closer to the shoulder portion 2s and the electric field is further concentrated. The hump current described in FIG. 10 will be generated. Further, due to the concentration of the electric field, the withstand voltage is lowered and the threshold voltage V th is lowered.
【0009】このような不都合を回避するために、種々
の提案がなされている。例えばトレンチ3の側面を、基
板1の主面1aに対してトレンチ3の底部に向かって幅
狭とするような方向に傾けることによって、肩部2sを
鈍角にするとか、高温の熱酸化により肩部2sの曲率を
緩やかにさせるなどの方法が採られている。しかしなが
ら、従来提案されているこれらの方法では、上述したハ
ンプ電流の発生の回避、さらにしきい値電圧Vthの低下
の改善を行うには未だ充分ではない。Various proposals have been made to avoid such inconvenience. For example, by tilting the side surface of the trench 3 with respect to the main surface 1a of the substrate 1 toward the bottom of the trench 3 to make the shoulder 2s obtuse, or by shouldering the shoulder 2s by high temperature thermal oxidation. A method such as making the curvature of the portion 2s gentle is adopted. However, these conventionally proposed methods are still not sufficient for avoiding the occurrence of the above-mentioned hump current and improving the decrease in the threshold voltage V th .
【0010】しかも、上述したように、トレンチ側面の
傾きを緩やかにする場合、トレンチの深さを充分確保す
るようにすると、必然的にトレンチの開口幅を大きくと
る必要が生じ、半導体集積回路において、高集積度化を
阻害する。しかしながら、この傾きを80°より大きく
つまり90°に近づけるときは上述した肩部2sの形状
悪化すなわち曲率半径が小さくなり鋭角となって上述の
ハンプ電流が発生することが分かっている。Moreover, as described above, when the inclination of the side surface of the trench is made gentle, if the depth of the trench is sufficiently secured, it is inevitably necessary to make the opening width of the trench large, so that in the semiconductor integrated circuit. , Hinders high integration. However, it is known that when the inclination is made larger than 80 °, that is, closer to 90 °, the shape of the shoulder 2s is deteriorated, that is, the radius of curvature is reduced and the angle becomes an acute angle, and the hump current described above is generated.
【0011】また、その熱処理を950℃〜1000℃
の高温下で、特に塩酸ガスを加えた雰囲気で熱酸化する
ことにより、通常のドライ酸化に比して肩部の形状が鈍
角化されてハンプ電流を生じにくくすることができる
が、この場合においてもハンプ電流を抑制できるトレン
チ側面の傾きを80°程度まで引き上げた程度の効果に
過ぎない。Further, the heat treatment is performed at 950 ° C. to 1000 ° C.
By performing thermal oxidation under high temperature, especially in an atmosphere containing hydrochloric acid gas, the shoulder shape can be obtuse and hump current can be less likely to occur as compared with normal dry oxidation. However, this is only the effect of raising the inclination of the side surface of the trench capable of suppressing the hump current to about 80 °.
【0012】[0012]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したト
レンチ絶縁分離型半導体装置において、半導体基板にお
けるトレンチ形成部の縁部すなわち肩部の形状を緩やか
にして、此処における電界の集中を効果的に回避するこ
とができるようにする。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention, in the above-mentioned trench isolation type semiconductor device, makes the shape of the edge portion, that is, the shoulder portion of the trench forming portion in the semiconductor substrate gentle to effectively concentrate the electric field there. To be able to avoid.
【0013】[0013]
【課題を解決するための手段】本発明によるトレンチ絶
縁分離型半導体装置の製法は、半導体基板例えばシリコ
ン基板表面に酸化膜いわゆるパッド酸化膜を介して耐酸
化膜を形成する工程と、耐酸化膜と酸化膜とを貫通して
半導体基板に堀り込まれたトレンチを形成するトレンチ
形成工程と、等方性エッチングによって酸化膜にトレン
チの縁部から外側に向かってすなわち耐酸化膜下に向か
って幅dをもって広がるアンダーカット部を形成するエ
ッチング工程と、この酸化膜のアンダーカットによって
露出された半導体基板の露出面を含んでトレンチの内表
面に厚さtの酸化膜を形成する酸化工程とを経て目的と
するトレンチ絶縁分離型半導体装置を構成する。A method of manufacturing a trench isolation semiconductor device according to the present invention comprises a step of forming an oxidation resistant film on a surface of a semiconductor substrate such as a silicon substrate through an oxide film, a so-called pad oxide film, and an oxidation resistant film. A trench formation step of forming a trench dug in the semiconductor substrate through the oxide film and the oxide film, and the oxide film is isotropically etched outward from the edge of the trench, that is, toward the bottom of the oxidation resistant film. An etching step of forming an undercut portion having a width d and an oxidation step of forming an oxide film having a thickness t on the inner surface of the trench including the exposed surface of the semiconductor substrate exposed by the undercut of the oxide film. Then, the intended trench isolation type semiconductor device is formed.
【0014】上述の本発明方法によるときは、半導体表
面に酸化膜を介して耐酸化膜を形成し、一旦この酸化膜
をアンダーカットしてその後にこのアンダーカット部分
の半導体基板表面とトレンチ内表面に酸化膜の形成を行
うようにしたことからトレンチの周辺の肩部における耐
酸化膜のストレスによる影響を回避できてこの部分とト
レンチ内面との酸化膜の厚さに大きな差が発生すること
が効果的に回避されるものであり、これによって先鋭な
肩部の発生を回避できる。According to the above-described method of the present invention, an oxidation resistant film is formed on the semiconductor surface via an oxide film, the oxide film is once undercut, and then the semiconductor substrate surface and the trench inner surface at the undercut portion are formed. Since the oxide film is formed on the trench, it is possible to avoid the influence of the stress of the oxidation resistant film on the shoulder portion around the trench, and a large difference in the thickness of the oxide film between this portion and the trench inner surface may occur. This is effectively avoided, and the occurrence of sharp shoulders can be avoided.
【0015】[0015]
【発明の実施の形態】本発明によるトレンチ絶縁分離型
半導体装置の製法の実施形態を説明する。図1〜図3で
示す工程図を参照して本発明製法の一例を詳細に説明す
る。図1Aにその断面図を示すように、単結晶シリコン
基板による半導体基板11の表面を熱酸化して、例えば
厚さ10nm程度の酸化膜15いわゆるパッド酸化膜を
形成し、これの上に、後述する酸化膜15に対するアン
ダーカットのウエットエッチングによって侵されること
のない、しかも酸化マスクとなる例えばSiNよりなる
耐酸化膜21を例えば100nm程度の厚さに被着形成
する。また、更にこの耐酸化膜21上に、多結晶シリコ
ンを100nm程度の厚さに堆積して多結晶半導体層2
2を形成する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a method for manufacturing a trench isolation semiconductor device according to the present invention will be described. An example of the manufacturing method of the present invention will be described in detail with reference to the process drawings shown in FIGS. As shown in the cross-sectional view in FIG. 1A, the surface of the semiconductor substrate 11 made of a single crystal silicon substrate is thermally oxidized to form an oxide film 15 having a thickness of, for example, about 10 nm, a so-called pad oxide film. An oxide resistant film 21 made of, for example, SiN, which is not affected by undercutting wet etching of the oxide film 15 and which serves as an oxidation mask, is formed to a thickness of, for example, about 100 nm. In addition, polycrystalline silicon is further deposited on the anti-oxidation film 21 to a thickness of about 100 nm to form the polycrystalline semiconductor layer 2
Form 2
【0016】図1Bに示すように、多結晶半導体層22
上に、トレンチの形成部に開口23wが形成されたエッ
チングマスク層23を形成する。このエッチングマスク
層23の形成は、フォトレジスト層の塗布、パターン露
光、現像によるフォトリソグラフィによって形成し得
る。そして、このエッチングマスク層23をエッチング
マスクとして多結晶半導体層22、耐酸化膜21、酸化
膜15、更に半導体基板11に対し、順次それぞれドラ
イエッチング例えばRIE(反応性イオンエッチング)
によって、開口23wに対応するパターンにエッチング
を行い基板1に深さ例えば500nmのトレンチ13を
形成する。As shown in FIG. 1B, the polycrystalline semiconductor layer 22
An etching mask layer 23 having an opening 23w formed in a trench formation portion is formed thereon. The etching mask layer 23 can be formed by photolithography by applying a photoresist layer, pattern exposure, and development. Then, using the etching mask layer 23 as an etching mask, the polycrystalline semiconductor layer 22, the oxidation resistant film 21, the oxide film 15, and the semiconductor substrate 11 are sequentially subjected to dry etching, for example, RIE (reactive ion etching).
Then, the pattern corresponding to the opening 23w is etched to form the trench 13 having a depth of, for example, 500 nm in the substrate 1.
【0017】図1Cに示すように、エッチングマスク層
23を例えばいわゆるアッシングして除去し、弗酸によ
るエッチングすなわちいわゆるウエットエッチングによ
る等方性エッチングによってトレンチ13の周縁から外
側に向かって、すなわち耐酸化膜21下にその縁部から
中央部に向かって幅d例えば30nm程度の幅をもって
入り込むエッチングを行ってアンダーカット部15uを
形成する。As shown in FIG. 1C, the etching mask layer 23 is removed by so-called ashing, for example, and isotropic etching is performed by hydrofluoric acid, that is, so-called wet etching. The undercut portion 15u is formed by etching under the film 21 with a width d of, for example, about 30 nm from the edge portion toward the central portion.
【0018】その後、図2Aに示すように、熱酸化処理
を行い外部に露出したシリコン半導体基板1の表面すな
わちトレンチの内面と、アンダーカット部15uによっ
て外部に露出した基板1の主面に酸化膜18を形成す
る。この熱酸化は例えば塩酸を1%含むドライ酸化雰囲
気中で1000℃の加熱を行って、厚さtが20nm程
度の酸化膜18を形成する。28は、この熱酸化によっ
て多結晶半導体層表面に形成された酸化膜を示す。Thereafter, as shown in FIG. 2A, an oxide film is formed on the surface of the silicon semiconductor substrate 1 exposed to the outside, that is, the inner surface of the trench and the main surface of the substrate 1 exposed to the outside by the undercut portion 15u, as shown in FIG. 2A. 18 is formed. In this thermal oxidation, for example, heating is performed at 1000 ° C. in a dry oxidizing atmosphere containing 1% hydrochloric acid to form an oxide film 18 having a thickness t of about 20 nm. Reference numeral 28 denotes an oxide film formed on the surface of the polycrystalline semiconductor layer by this thermal oxidation.
【0019】ここで、上述のアンダーカット部15uの
幅dと、酸化膜18の厚さtとの関係は、酸化膜18
の、この酸化膜18形成前のシリコン半導体基板表面か
らの入り込み量以上の、d≧t/2とすることが望まれ
る。The relationship between the width d of the undercut portion 15u and the thickness t of the oxide film 18 is as follows.
It is desired that d ≧ t / 2, which is equal to or more than the amount of penetration from the surface of the silicon semiconductor substrate before the formation of the oxide film 18.
【0020】図2Bに示すように、トレンチ13内を埋
込んで全面的にSiO2 絶縁層14をバイアスECR
(Electron Cyclotron Resonance) CVD法によって1
000nm程度の厚さに形成する。As shown in FIG. 2B, the inside of the trench 13 is buried and the SiO 2 insulating layer 14 is entirely covered with the bias ECR.
(Electron Cyclotron Resonance) 1 by CVD method
It is formed to a thickness of about 000 nm.
【0021】図3Aに示すように、化学的機械的研磨い
わゆるCMPによって、絶縁層14をその表面から平坦
に研磨して耐酸化膜21が露出する位置まで、すなわち
この耐酸化膜21をストッパとして研磨する。As shown in FIG. 3A, the insulating layer 14 is flattened from its surface by chemical mechanical polishing so-called CMP to a position where the oxidation resistant film 21 is exposed, that is, this oxidation resistant film 21 is used as a stopper. Grind.
【0022】図3Bに示すように、SiNによる耐酸化
膜21を、H3 PO4 のエッチング液によってエッチン
グ除去する。このようにして酸化膜18と絶縁膜14が
充填されたトレンチ13によって電気的に分離された素
子形成領域12が劃成形成される。As shown in FIG. 3B, the oxidation resistant film 21 made of SiN is removed by etching with an etching solution of H 3 PO 4 . In this way, the element forming region 12 electrically separated by the trench 13 filled with the oxide film 18 and the insulating film 14 is formed.
【0023】図3Cに示すように、例えばゲート電極と
なる多結晶シリコン半導体層16を全面的にCVD法等
によって形成し、フォトリソグラフィによるパターンエ
ッチングを行って所要のパターンに形成し、例えばこれ
をマスクに素子形成領域12にソースおよびドレイン各
領域(図示せず)を形成することによって、酸化膜15
をゲート絶縁層としこれの上に多結晶半導体層16によ
るゲート電極が形成された例えばMIS−FETによる
回路素子を形成する。As shown in FIG. 3C, for example, a polycrystalline silicon semiconductor layer 16 to be a gate electrode is entirely formed by a CVD method or the like, and pattern etching is performed by photolithography to form a desired pattern. By forming source and drain regions (not shown) in the element formation region 12 as a mask, the oxide film 15 is formed.
Is used as a gate insulating layer, and a circuit element such as a MIS-FET having a gate electrode formed of the polycrystalline semiconductor layer 16 is formed thereon.
【0024】上述した本発明方法によれば、素子形成領
域12とトレンチ13との境界に於ける肩部12sが、
なだらかな丸みをもって、すなわち大きな曲率半径をも
って形成される。According to the above-described method of the present invention, the shoulder portion 12s at the boundary between the element forming region 12 and the trench 13 is
It is formed with a gentle roundness, that is, with a large radius of curvature.
【0025】このように、肩部12sが、なだらかな丸
みをもって形成されるのは、図4に示すように、図1C
で示した工程で酸化膜15に、その肩部においてパッド
酸化膜15にアンダーカット部15uを形成して此処に
いわば空洞を形成して、SiN耐酸化膜21のストレス
による肩部12sに与えられる圧迫を排除するようにし
たことから、図5に示すように、トレンチ13の内面に
酸化膜18を形成する熱酸化工程において、図6および
図7で説明したような酸化の進行度の相違による突起の
発生を回避できこの肩部12sにおいてもなだらかな、
すなわち曲率半径が大きい湾曲が形成される。As described above, the shoulder 12s is formed with a gentle roundness as shown in FIG. 4C.
In the step shown in FIG. 5, an undercut portion 15u is formed in the pad oxide film 15 at the shoulder portion of the oxide film 15 to form a cavity here, so to speak, and is given to the shoulder portion 12s due to the stress of the SiN oxidation resistant film 21. Since the compression is eliminated, as shown in FIG. 5, in the thermal oxidation step of forming the oxide film 18 on the inner surface of the trench 13, due to the difference in the progress of oxidation as described in FIGS. 6 and 7. The occurrence of protrusions can be avoided and the shoulder 12s is gentle,
That is, a curve having a large radius of curvature is formed.
【0026】さらに、トレンチ13内に絶縁層14を充
填させるように全面的に形成して後、SiN耐酸化膜2
1をいわばストッパとしてCMPによる平面研磨を行う
ことによってトレンチ13上に絶縁層14に窪みが発生
することを回避することによって図11で説明したよう
な多結晶半導体層と素子形成領域の肩部とが接近し、よ
り電界の集中を高める不都合を回避できるものである。Further, after the trench 13 is entirely formed so as to be filled with the insulating layer 14, the SiN oxidation resistant film 2 is formed.
1 is, so to speak, a planar polishing by CMP to avoid the formation of a dent in the insulating layer 14 on the trench 13, thereby forming the polycrystalline semiconductor layer and the shoulder portion of the element formation region as described in FIG. It is possible to avoid the inconvenience that the two approach each other and further increase the concentration of the electric field.
【0027】尚、上述した例では、回路素子がMIS−
FETである場合について主として説明したが、このよ
うな例に限られるものではないことはいうまでもない。In the above example, the circuit element is MIS-
Although the case of the FET has been mainly described, it goes without saying that the invention is not limited to such an example.
【0028】また、上述した例では、トレンチによる分
離が回路素子間に形成する場合について主として説明し
たが、トレンチを回路素子内における互いに分離が望ま
れる領域に形成する構成とする場合に適用することもで
きる。Further, in the above-mentioned example, the case where the isolation by the trench is formed between the circuit elements has been mainly described, but it is applicable to the case where the trench is formed in the region where the isolation is desired in the circuit element. You can also
【0029】[0029]
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、素子
形成領域の肩部をなだらかにすることができることから
電界の集中を回避でき、例えば回路素子としてMIS−
FETを形成する場合においてハンプ電流の問題、しき
い値電圧Vthの低下を回避できることはもとより、信頼
性の高い半導体装置を構成することができる。As described above, according to the present invention, since the shoulder portion of the element forming region can be made smooth, concentration of an electric field can be avoided.
In forming the FET, the problem of hump current and the reduction of the threshold voltage V th can be avoided, and a highly reliable semiconductor device can be constructed.
【0030】また、トレンチ上の絶縁層の窪みの発生を
回避するときは、より電界の集中を回避でき、より信頼
性の高いトレンチ絶縁分離型半導体装置を構成すること
ができる。Further, when the depression of the insulating layer on the trench is avoided, the concentration of the electric field can be avoided more and a more reliable trench insulation type semiconductor device can be constructed.
【0031】また、トレンチの傾斜角は必ずしも緩やか
にする必要がないことから、半導体集積回路において、
集積密度の低下を回避できる。回避できるものである。Further, since it is not always necessary to make the inclination angle of the trench gentle, in the semiconductor integrated circuit,
It is possible to avoid a decrease in integration density. It can be avoided.
【図1】A〜Cはそれぞれ本発明によるトレンチ絶縁分
離型半導体装置の製造方法の一例の一部の工程の要部の
断面図である。1A to 1C are cross-sectional views of essential parts of some steps of an example of a method for manufacturing a trench isolation semiconductor device according to the present invention.
【図2】AおよびBはそれぞれ本発明によるトレンチ絶
縁分離型半導体装置の製造方法の一例の一部の工程の要
部の断面図である。FIG. 2A and FIG. 2B are cross-sectional views of essential parts of some steps of an example of the method for manufacturing the trench isolation semiconductor device according to the present invention.
【図3】A〜Cはそれぞれ本発明によるトレンチ絶縁分
離型半導体装置の製造方法の一例の一部の工程の要部の
断面図である。3A to 3C are cross-sectional views of essential parts of some steps of an example of the method for manufacturing the trench isolation semiconductor device according to the present invention.
【図4】本発明方法の効果の説明に供する一製造過程で
の要部の断面図である。FIG. 4 is a sectional view of an essential part in one manufacturing process for explaining the effect of the method of the present invention.
【図5】本発明方法の効果の説明に供する一製造過程で
の要部の断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part in one manufacturing process for explaining the effect of the method of the present invention.
【図6】従来方法の問題点の説明に供する一製造過程で
の要部の断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view of a main part in one manufacturing process for explaining the problem of the conventional method.
【図7】従来方法の問題点の説明に供する一製造過程で
の要部の断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of a main part in one manufacturing process for explaining the problem of the conventional method.
【図8】従来のトレンチ絶縁分離型半導体装置の要部の
概略平面図である。FIG. 8 is a schematic plan view of a main part of a conventional trench isolation semiconductor device.
【図9】図8のA−A線上の概略断面図である。9 is a schematic sectional view taken along the line AA of FIG.
【図10】従来のトレンチ絶縁分離型半導体装置におけ
るトランジスタ特性曲線図である。FIG. 10 is a transistor characteristic curve diagram in a conventional trench isolation semiconductor device.
【図11】図9の更に要部の断面図である。11 is a sectional view of a further main part of FIG.
1,11 半導体基板 2,12 素子形成領域 3,13 トレンチ 4 絶縁層 5,8,15,18 酸化膜 6,16 多結晶半導体層 21 耐酸化膜 22 多結晶半導体層 23 エッチングマスク層 1, 11 Semiconductor substrate 2, 12 Element formation region 3, 13 Trench 4 Insulation layer 5, 8, 15, 18 Oxide film 6,16 Polycrystalline semiconductor layer 21 Oxidation resistant film 22 Polycrystalline semiconductor layer 23 Etching mask layer
Claims (3)
膜を形成する工程と、 前記耐酸化膜と前記酸化膜とを貫通して前記半導体基板
に堀り込まれたトレンチ形成工程と、 等方性エッチングによって前記酸化膜に前記トレンチの
周縁から前記耐酸化膜下に向かって幅dをもって広がる
アンダーカット部を形成するエッチング工程と、 前記酸化膜の前記アンダーカットによって露出された前
記半導体基板の露出面を含んで前記トレンチの内表面に
厚さtの酸化膜を形成する酸化工程とを有することを特
徴とするトレンチ絶縁分離型半導体装置の製法。1. A step of forming an oxidation resistant film on a surface of a semiconductor substrate via an oxide film, and a step of forming a trench penetrating the oxidation resistant film and the oxide film into the semiconductor substrate. An etching step of forming an undercut portion in the oxide film, which is widened with a width d from the periphery of the trench to a lower portion of the oxidation resistant film by isotropic etching, and the semiconductor substrate exposed by the undercut of the oxide film And an oxidation step of forming an oxide film having a thickness t on the inner surface of the trench including the exposed surface of the trench insulation isolation type semiconductor device.
内の酸化膜の厚さtとが、 d≧t とされたことを特徴とする請求項1に記載のトレンチ絶
縁分離型半導体装置の製法。2. The method for manufacturing a trench isolation semiconductor device according to claim 1, wherein the undercut width d and the thickness t of the oxide film in the trench are set such that d ≧ t.
る単層もしくは他の材料層との積層膜によって構成され
たことを特徴とする請求項1に記載のトレンチ絶縁分離
型半導体装置の製法。3. The method for manufacturing a trench isolation semiconductor device according to claim 1, wherein the oxidation resistant film is composed of a single layer having a silicon nitride layer or a laminated film with another material layer. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28754995A JPH09129720A (en) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | Manufacture of trench-isolated separated semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28754995A JPH09129720A (en) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | Manufacture of trench-isolated separated semiconductor device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09129720A true JPH09129720A (en) | 1997-05-16 |
Family
ID=17718784
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28754995A Pending JPH09129720A (en) | 1995-11-06 | 1995-11-06 | Manufacture of trench-isolated separated semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09129720A (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2004095886A (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
KR100446279B1 (en) * | 1997-05-19 | 2004-10-14 | 삼성전자주식회사 | Method of etching trench of semiconductor device for forming isolation layer by using shallow trench |
US6881646B2 (en) | 1997-02-18 | 2005-04-19 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and process for producing the same |
US7358587B2 (en) | 1998-09-03 | 2008-04-15 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structures |
US9997533B2 (en) | 2015-10-06 | 2018-06-12 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
-
1995
- 1995-11-06 JP JP28754995A patent/JPH09129720A/en active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6881646B2 (en) | 1997-02-18 | 2005-04-19 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and process for producing the same |
US7402473B2 (en) | 1997-02-18 | 2008-07-22 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and process for producing the same |
KR100446279B1 (en) * | 1997-05-19 | 2004-10-14 | 삼성전자주식회사 | Method of etching trench of semiconductor device for forming isolation layer by using shallow trench |
US7358587B2 (en) | 1998-09-03 | 2008-04-15 | Micron Technology, Inc. | Semiconductor structures |
JP2004095886A (en) * | 2002-08-30 | 2004-03-25 | Fujitsu Ltd | Semiconductor device and its manufacturing method |
US9997533B2 (en) | 2015-10-06 | 2018-06-12 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
US10312255B2 (en) | 2015-10-06 | 2019-06-04 | Toshiba Memory Corporation | Semiconductor device and method for manufacturing same |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US7745904B2 (en) | Shallow trench isolation structure for semiconductor device | |
JP3923214B2 (en) | Method for isolating trench element in semiconductor device | |
JP2001160589A (en) | Trench isolation structure, semiconductor device having it, and trench isolation method | |
JPH09321132A (en) | Separating semiconductor device trench elements | |
JP2001135718A (en) | Method of manufacturing trench separating structure | |
JP2003092346A (en) | Soi element having trench element separating film and manufacturing method therefor | |
US6501148B2 (en) | Trench isolation for semiconductor device with lateral projections above substrate | |
JPH09172061A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
US5371036A (en) | Locos technology with narrow silicon trench | |
JP3439387B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2000164691A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
US6218720B1 (en) | Semiconductor topography employing a nitrogenated shallow trench isolation structure | |
US20040245596A1 (en) | Semiconductor device having trench isolation | |
US6849521B2 (en) | Method for manufacturing a semiconductor device | |
JPH09129720A (en) | Manufacture of trench-isolated separated semiconductor device | |
US6764921B2 (en) | Semiconductor device and method for fabricating the same | |
JP3178416B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2762973B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP2000277604A (en) | Semiconductor device and its manufacture | |
US6284624B1 (en) | Semiconductor device and method of manufacturing the same | |
JPH09289245A (en) | Fabrication method of semiconductor device | |
JP3397693B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JP2001118921A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JP3233149B2 (en) | Semiconductor device manufacturing method | |
JP2000031489A (en) | Manufacturing semiconductor device |