JPH09172060A - Semiconductor device with trench element separation structure and its preparation - Google Patents

Semiconductor device with trench element separation structure and its preparation

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JPH09172060A
JPH09172060A JP8323912A JP32391296A JPH09172060A JP H09172060 A JPH09172060 A JP H09172060A JP 8323912 A JP8323912 A JP 8323912A JP 32391296 A JP32391296 A JP 32391296A JP H09172060 A JPH09172060 A JP H09172060A
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JP
Japan
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trench
semiconductor device
isolation structure
substrate
insulating film
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JP8323912A
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Kokei Kyo
虎圭 姜
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Samsung Electronics Co Ltd
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Samsung Electronics Co Ltd
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    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76224Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
    • H01L21/76232Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials of trenches having a shape other than rectangular or V-shape, e.g. rounded corners, oblique or rounded trench walls

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent a high-concentration leakage current generated in the edge parts of an active region on a substrate from being generated by a field concentration due to a P-N junction. SOLUTION: This device comprises a substrate 100 formed with a trench 115 for limiting an active region, leakage current preventive parts 145 and 150, which are respectively formed under the edge parts of the entrance of the trench 115 and in the substrate 100 under the bottom of the trench 115 and contain doped impurities, and an element isolation film 155 consisting of an insulating material film filled in the interior of the trench 115. Thereby, a leakage current, which is generated in the edge parts of the active region on the substrate to be formed with an element, is prevented from being generated and the electrical characteristics of the element can be made to enhance.

Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の素子分
離構造に係り、特にトレンチの入口の縁部の基板とトレ
ンチの底面の基板に漏れ電流防止部を備えることによ
り、活性領域の縁部で発生する漏れ電流を防止すること
のできるトレンチ素子分離構造を備えた半導体装置及び
その製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an element isolation structure of a semiconductor device, and more particularly, to a substrate at the edge of the entrance of the trench and a substrate at the bottom of the trench provided with a leakage current preventer so that the edge of the active region can be prevented. The present invention relates to a semiconductor device having a trench element isolation structure capable of preventing a leakage current that occurs and a manufacturing method thereof.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の素子分離は、基板の活性領域を限
定するために基板の所定部にトレンチを形成し、そのト
レンチの内部に絶縁物質を充填することにより素子分離
膜を形成する方法を用いて実現している。図1乃至図3
はトレンチを用いる従来の素子分離構造を説明するため
の断面図である。
2. Description of the Related Art A conventional device isolation method is to form a device isolation film by forming a trench in a predetermined portion of a substrate to limit an active region of the substrate and filling an insulating material in the trench. It is realized by using. 1 to 3
FIG. 6 is a cross-sectional view for explaining a conventional element isolation structure using a trench.

【0003】図1は素子分離領域を限定するトレンチ2
5を示す断面図である。前記図1に示された断面構造
は、基板10上に酸化膜と窒化膜を順次に積層する第1
段階、二つの積層物をパタニングして前記基板の所定部
を露出させる第2段階、酸化膜パターン15及び窒化膜
パターン20により露出された基板10を食刻してトレ
ンチ10を形成する第3段階、及び前記トレンチ25の
内部の基板10に不純物35をドーピングしてチャンネ
ル阻止領域40を形成する第4段階により形成される。
FIG. 1 shows a trench 2 which defines an element isolation region.
It is sectional drawing which shows 5. The cross-sectional structure shown in FIG. 1 has a structure in which an oxide film and a nitride film are sequentially stacked on a substrate 10.
A second step of patterning the two stacks to expose a predetermined portion of the substrate, and a third step of etching the substrate 10 exposed by the oxide pattern 15 and the nitride pattern 20 to form a trench 10. , And the substrate 10 inside the trench 25 is doped with impurities 35 to form a channel blocking region 40.

【0004】図2は前記トレンチ25の内部に絶縁物質
を充填することにより形成された素子分離膜45を示す
断面図である。前記図2に示された断面構造は、前記酸
化膜パターン(図1の15)及び前記窒化膜パターン
(図1の20)を取り除く第1段階、トレンチに絶縁物
質を埋め込むことにより絶縁膜を形成する第2段階、及
び前記基板10上の絶縁膜を平坦化することにより素子
分離膜45を形成する第3段階により形成される。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing an element isolation film 45 formed by filling the inside of the trench 25 with an insulating material. In the cross-sectional structure shown in FIG. 2, a first step of removing the oxide film pattern (15 in FIG. 1) and the nitride film pattern (20 in FIG. 1), an insulating film is formed by burying an insulating material in the trench. It is formed by the second step of forming the element isolation film 45 by planarizing the insulating film on the substrate 10.

【0005】図3は活性領域55を示す断面図である。
前記活性領域55は前記チャンネル阻止領域40を形成
するためにドーピングする不純物(図1の35)と反対
の導電型を有する不純物50を前記基板10にドーピン
グすることにより形成される。この際、不純物35と5
0が重ね合わせてドーピングされた混合不純物層60も
形成される。ここで、図面符号“X”は活性領域55の
縁部に形成された接合界面の所定部を示す。
FIG. 3 is a sectional view showing the active region 55.
The active region 55 is formed by doping the substrate 10 with an impurity 50 having a conductivity type opposite to that of the impurity (35 in FIG. 1) doped to form the channel blocking region 40. At this time, impurities 35 and 5
A mixed impurity layer 60 in which 0s are superposed and doped is also formed. Here, the reference numeral “X” indicates a predetermined portion of the bonding interface formed at the edge of the active region 55.

【0006】図4は従来の方法によるトレンチ素子分離
膜により限定された活性領域に形成された正常トランジ
スタT1と活性領域の縁部及び素子分離領域に形成され
た寄生トランジスタT3、T4、T2を示す概略図であ
り、図5は前記図4の5−5′線に沿い基板を切断した
断面図である。トレンチ25に形成された素子分離膜4
5を示す前記図4及び図5の構造を見ると、所定の不純
物がドーピングされた活性領域55上にゲート酸化膜6
5が形成されており、前記ゲート酸化膜65の上部及び
素子分離膜45上の一部にゲート電極70が形成されて
おり、前記トレンチ25の側壁及び底面にはチャンネル
拡散防止層40が形成されている。一方、前記ゲート電
極70上に図4に示された正常トランジスタ領域T1と
寄生トランジスタ領域T3、T4、T2が表示されてお
り、前記素子分離膜45と活性領域55との接合界面を
図面符号“Y”で表示する。
FIG. 4 shows a normal transistor T1 formed in an active region defined by a conventional trench isolation layer and a parasitic transistor T3, T4, T2 formed in the edge of the active region and the isolation region. FIG. 5 is a schematic view, and FIG. 5 is a cross-sectional view of the substrate taken along the line 5-5 ′ of FIG. Element isolation film 4 formed in the trench 25
5 and 5 showing the structure of FIG. 5, the gate oxide film 6 is formed on the active region 55 doped with a predetermined impurity.
5 is formed, a gate electrode 70 is formed on the upper part of the gate oxide film 65 and a part of the device isolation film 45, and a channel diffusion prevention layer 40 is formed on the sidewall and bottom surface of the trench 25. ing. On the other hand, the normal transistor region T1 and the parasitic transistor regions T3, T4, and T2 shown in FIG. 4 are displayed on the gate electrode 70, and the junction interface between the element isolation film 45 and the active region 55 is indicated by a reference numeral ". Displayed as Y ".

【0007】前記チャンネル拡散防止層40と活性領域
55にドーピングされた不純物はその導電型が相互に反
対である。一方、前記寄生トランジスタT2、T3、T
4のスレショルド電圧と素子分離のパンチスルー電圧を
高めるため、前記不純物(図1の35、図3の50)を
高濃度でドーピングする。これにより、チャンネル阻止
領域40と活性領域55との間には相互に反対の導電型
を有する高濃度のPN接合が形成される。この際、前記
高濃度のPN接合の界面、すなわち、図3の“X”、図
5の“Y”で電界集中現象が発生することにより、素子
の漏れ電流が増大する。
The conductivity types of the impurities doped in the channel diffusion preventing layer 40 and the active region 55 are opposite to each other. On the other hand, the parasitic transistors T2, T3, T
In order to increase the threshold voltage of 4 and the punch-through voltage for device isolation, the impurities (35 in FIG. 1 and 50 in FIG. 3) are doped at a high concentration. As a result, a high-concentration PN junction having opposite conductivity types is formed between the channel blocking region 40 and the active region 55. At this time, an electric field concentration phenomenon occurs at the interface of the high-concentration PN junction, that is, “X” in FIG. 3 and “Y” in FIG. 5, so that the leakage current of the device increases.

【0008】したがって、前記の高濃度のPN接合界面
(図3の“X”、図5の“Y”)で発生する電界集中現
象を防止するため、前記チャンネル阻止領域にドーピン
グされた不純物(図1の35)のドーピング濃度を低め
る方法が提案されている。しかしながら、このような方
法は寄生トランジスタT2、T3、T4のスレショルド
電圧と素子分離領域のパンチスルー電圧を低下させるの
で、漏れ電流は増大するという問題がある。
Therefore, in order to prevent the electric field concentration phenomenon occurring at the high-concentration PN junction interface ("X" in FIG. 3, "Y" in FIG. 5), impurities doped in the channel blocking region (see FIG. The method of reducing the doping concentration of 35) of 1) has been proposed. However, such a method lowers the threshold voltage of the parasitic transistors T2, T3, and T4 and the punch-through voltage of the element isolation region, so that there is a problem that the leakage current increases.

【0009】上述したように、従来の素子分離技術は活
性領域の縁部で漏れ電流が発生する問題を解決すること
ができない。素子の漏れ電流は、完成された素子の正常
的な動作を妨げ、MOSトランジスタにおける動作消費
電力を増大させる原因となる。したがって、製品の収率
は低下する。
As described above, the conventional element isolation technique cannot solve the problem that leakage current occurs at the edge of the active region. The leakage current of the device hinders the normal operation of the completed device and increases the operating power consumption of the MOS transistor. Therefore, the product yield is reduced.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述した従来
の問題点を解決するために案出されたものであり、活性
領域の縁部で発生された高濃度のPN接合による電界集
中により漏れ電流が発生することを防止するように、ト
レンチの入口の縁部の基板とトレンチの底面の基板にド
ーピングされた不純物を含む漏れ電流防止部を備えるこ
とを特徴とするトレンチ素子分離構造を備えた半導体装
置を提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been devised to solve the above-mentioned conventional problems, and leaks due to electric field concentration due to a high-concentration PN junction generated at the edge of the active region. A trench isolation structure is provided, which includes a leakage current prevention unit including impurities doped in a substrate at an edge of an entrance of a trench and a substrate at a bottom of a trench so as to prevent a current from being generated. An object is to provide a semiconductor device.

【0011】本発明の他の目的は前記トレンチ素子分離
構造を備えた半導体装置の製造方法を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device having the trench element isolation structure.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明によるトレンチ素子分離構造を備えた半導体装
置は、活性領域を限定するトレンチが形成された基板
と、前記トレンチの入口の縁部と前記トレンチの底面の
基板に形成されドーピングされた不純物を含む漏れ電流
防止部と、前記トレンチの内部に充填された絶縁物質か
らなる素子分離膜とを含むことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a semiconductor device having a trench isolation structure according to the present invention comprises a substrate having a trench defining an active region, and an edge portion of the entrance of the trench. And a leakage current prevention part formed on the substrate on the bottom surface of the trench and containing doped impurities, and an isolation layer made of an insulating material filled in the trench.

【0013】前記他の目的を達成するために本発明によ
るトレンチ素子分離構造を備えた半導体装置の製造方法
は、(a)基板の所定部を露出させる不純物ドーピング
防止層パターンを形成する段階と、(b)前記不純物ド
ーピング防止層パターンをマスクとして用いて前記露出
された基板を食刻してトレンチを形成する段階と、
(c)前記トレンチの側壁及び底面の基板上に均一な厚
さを有する食刻防止層を形成する段階と、(d)前記食
刻防止層上に絶縁膜を形成した後、これを食刻して前記
トレンチの側壁上部及び前記トレンチの底面上の食刻防
止層を露出させる絶縁膜スペーサを形成する段階と、
(e)前記絶縁膜スペーサ及び前記不純物ドーピング防
止層パターンをマスクとして用いて不純物をドーピング
して前記トレンチの入口の縁部の基板と前記トレンチの
底面の基板に漏れ電流防止部を形成する段階とを含めて
なることを特徴とする。
In order to achieve the above other object, a method of manufacturing a semiconductor device having a trench isolation structure according to the present invention comprises: (a) forming an impurity doping prevention layer pattern exposing a predetermined portion of a substrate; (B) etching the exposed substrate using the impurity doping prevention layer pattern as a mask to form a trench;
(C) forming an etching prevention layer having a uniform thickness on the side wall and the bottom surface of the trench; and (d) forming an insulating film on the etching prevention layer and then etching the same. And forming an insulating film spacer exposing the etching prevention layer on the upper side wall of the trench and the bottom surface of the trench,
(E) forming a leakage current prevention part on the substrate at the edge of the entrance of the trench and the substrate at the bottom of the trench by doping impurities using the insulating film spacer and the impurity doping prevention layer pattern as a mask. It is characterized by including.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、添付した図面に基づき本発
明の実施の形態を詳しく説明する。 〔実施例1〕図6は本発明の一目的を達成する一実施例
によるトレンチ素子分離構造を示す断面図である。これ
は、基板100に形成されたトレンチ115、前記トレ
ンチ115の縁部の基板100とトレンチ115の底面
の基板100にそれぞれ形成された漏れ電流防止部14
5、150、及び前記トレンチ115に絶縁物を充填し
て形成された素子分離膜155からなるトレンチ型の素
子分離構造を示す。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. [Embodiment 1] FIG. 6 is a sectional view showing a trench element isolation structure according to an embodiment for achieving one object of the present invention. This is because the trench 115 formed in the substrate 100, the substrate 100 at the edge of the trench 115, and the leakage current prevention unit 14 formed in the substrate 100 at the bottom of the trench 115, respectively.
5 and 150, and a trench type element isolation structure including an element isolation film 155 formed by filling the trench 115 with an insulator.

【0015】前記漏れ電流防止部145、150は前記
半導体基板100と同じ導電型の不純物でドーピングさ
せる。この際、前記漏れ電流防止部145、150は高
濃度でドーピングしても、従来とは異なり電界集中によ
る漏れ電流の問題点は発生しない。一方、図6に示され
た素子分離構造は前記トレンチ115の側壁及び底面上
に均一な厚さで形成された食刻防止層(図7の120)
をさらに備えてもよい。
The leakage current preventing portions 145 and 150 are doped with impurities of the same conductivity type as the semiconductor substrate 100. At this time, even if the leakage current preventing portions 145 and 150 are doped with a high concentration, unlike the prior art, the problem of leakage current due to electric field concentration does not occur. Meanwhile, the device isolation structure shown in FIG. 6 has an etching prevention layer (120 in FIG. 7) formed on the sidewalls and bottom of the trench 115 with a uniform thickness.
May be further provided.

【0016】〔実施例2〕図7は本発明の一目的を達成
するための他の実施例によるトレンチ素子分離構造を示
す断面図であり、図6に示されたトレンチ115に食刻
防止層120と絶縁膜スペーサ130がさらに備えられ
ている。この際、前記食刻防止層120は絶縁膜スペー
サ130と前記トレンチ115の側壁との間に介在して
いる。そして、前記絶縁膜スペーサ130は前記食刻防
止層120に比べて乾食食刻選択が相対的に高い物質、
例えば、シリコンナイトライドまたはポリシリコンを用
いて形成されることができる。
[Embodiment 2] FIG. 7 is a cross-sectional view showing a trench isolation structure according to another embodiment of the present invention, in which an etching prevention layer is formed in the trench 115 shown in FIG. 120 and an insulating film spacer 130 are further provided. At this time, the etching prevention layer 120 is interposed between the insulating film spacer 130 and the sidewall of the trench 115. In addition, the insulating film spacer 130 is a material having a relatively high dry etching selection compared to the etching prevention layer 120.
For example, it can be formed using silicon nitride or polysilicon.

【0017】〔実施例3〕図8乃至図12は本発明の他
の目的を達成する一実施例を順次に説明するための断面
図である。図8は基板100の所定部に形成されたトレ
ンチ115を示す断面図である。これは、基板100上
に不純物ドーピング防止層を積層する第1段階、前記不
純物ドーピング防止層をパタニングして前記基板100
の所定部を露出させる不純物ドーピング防止層パターン
105を形成する第2段階、前記不純物ドーピング防止
層パターン105をマスクとして用いて前記露出された
基板100を食刻してトレンチ115を形成する第3段
階、及び前記トレンチ115の側壁及び底面上に薄膜の
食刻防止層120を形成する第4段階により形成され
る。
[Embodiment 3] FIGS. 8 to 12 are sectional views for sequentially explaining one embodiment for achieving another object of the present invention. FIG. 8 is a sectional view showing the trench 115 formed in a predetermined portion of the substrate 100. This is the first step of stacking an impurity doping prevention layer on the substrate 100, and patterning the impurity doping prevention layer to form the substrate 100.
Forming a trench 115 by etching the exposed substrate 100 using the impurity doping prevention layer pattern 105 as a mask, and forming a trench 115. And a fourth step of forming a thin film anti-etching layer 120 on the sidewalls and bottom of the trench 115.

【0018】図9は前記食刻防止層120上に絶縁膜1
25が塗布されたことを示す断面図である。この際、前
記絶縁膜125は前記食刻防止層120に比べて乾式食
刻選択比が相対的に高い物質、例えば、シリコンナイト
ライドまたはポリシリコンを用いて形成される。
FIG. 9 shows the insulating film 1 on the etching prevention layer 120.
It is sectional drawing which shows that 25 was apply | coated. At this time, the insulating layer 125 is formed using a material having a higher dry etching selection ratio than the etching prevention layer 120, such as silicon nitride or polysilicon.

【0019】図10は前記第2食刻防止層120の所定
部を露出させる絶縁膜スペーサ130が形成されたこと
を示す断面図である。前記絶縁膜スペーサ130は前記
絶縁膜(図9の125)に対する乾式食刻工程を行うこ
とにより形成される。前記絶縁膜スペーサ130は前記
トレンチ115の側壁上部とトレンチ115の底面の食
刻防止層120を露出させる。
FIG. 10 is a sectional view showing that an insulating film spacer 130 exposing a predetermined portion of the second etching prevention layer 120 is formed. The insulating film spacer 130 is formed by performing a dry etching process on the insulating film (125 in FIG. 9). The insulating layer spacer 130 exposes the sidewalls of the trench 115 and the etch prevention layer 120 on the bottom of the trench 115.

【0020】図11は前記トレンチ115の入口の縁部
の基板100と前記トレンチ115の底面の基板100
に漏れ電流防止部145、150が形成されたことを示
す断面図である。これは、前記絶縁膜スペーサ130及
び前記不純物ドーピング防止層パターン105イオン注
入マスクとして用いて不純物140を注入することによ
り形成される。図11で、不純物140を表示するクロ
ス矢印はイオン注入入射角の変化により前記不純物14
0が前記トレンチ115の縁部の基板100とトレンチ
115の底面の基板100に注入されることを示す。こ
の際、前記イオン注入角度は前記基板100の上部の平
面の法線に対して対称的であることが望ましい。さら
に、前記不純物140は前記基板100と同じ導電型を
有することが望ましい。したがって、前記トレンチ11
5の縁部の基板100に前記不純物140が均一にドー
ピングして前記漏れ電流防止部145が形成される。こ
の際、前記トレンチ115の側壁に形成された漏れ電流
防止部145は通常に扇形状に形成される。
FIG. 11 shows the substrate 100 at the edge of the entrance of the trench 115 and the substrate 100 at the bottom of the trench 115.
FIG. 9 is a cross-sectional view showing that leakage current prevention parts 145 and 150 are formed on the inner surface. This is formed by implanting impurities 140 using the insulating film spacer 130 and the impurity doping prevention layer pattern 105 as an ion implantation mask. In FIG. 11, the cross arrow indicating the impurity 140 is the impurity 14 due to the change of the ion implantation incident angle.
0 is injected into the substrate 100 at the edge of the trench 115 and the substrate 100 at the bottom of the trench 115. At this time, it is preferable that the ion implantation angle is symmetrical with respect to the normal line of the upper surface of the substrate 100. Further, the impurities 140 may have the same conductivity type as the substrate 100. Therefore, the trench 11
The substrate 140 at the edge of No. 5 is uniformly doped with the impurities 140 to form the leakage current prevention unit 145. At this time, the leakage current prevention part 145 formed on the sidewall of the trench 115 is usually formed in a fan shape.

【0021】図12はトレンチ115の内部に絶縁物質
を充填することにより形成された素子分離膜155を示
す断面図である。前記素子分離膜155は前記不純物ド
ーピング防止層パターン(図11の105)を取り除く
第1段階、前記トレンチ115の内部に絶縁物質を充填
して素子分離膜155を形成させる第2段階、及びその
上部面を平坦化させる第3段階により形成される。この
際、前記第3段階の平坦化工程は後続く工程により任意
に行われる。
FIG. 12 is a sectional view showing an element isolation film 155 formed by filling the inside of the trench 115 with an insulating material. The device isolation layer 155 includes a first step of removing the impurity doping prevention layer pattern (105 of FIG. 11), a second step of filling the trench 115 with an insulating material to form the device isolation layer 155, and an upper portion thereof. It is formed by the third step of flattening the surface. At this time, the flattening step of the third stage is arbitrarily performed by the subsequent steps.

【0022】〔実施例4〕図13は本発明の他の目的を
達成する他の実施例を説明するために示す断面図であ
る。具体的に、前記図8から図11の段階を順次に行っ
た後、前記トレンチ115の側壁に形成された前記絶縁
膜スペーサ130を取り除き、前記トレンチ115の内
部に絶縁物質を充填することにより素子分離膜155を
形成する。
[Embodiment 4] FIG. 13 is a cross-sectional view showing another embodiment for achieving another object of the present invention. Specifically, after sequentially performing the steps of FIGS. 8 to 11, the insulating film spacers 130 formed on the sidewalls of the trench 115 are removed, and the inside of the trench 115 is filled with an insulating material. The separation film 155 is formed.

【0023】〔実施例5〕図14は本発明の他の目的を
達成するさらに他の実施例を説明するための断面図であ
る。具体的に、前記図8から図10の段階を順次に行っ
た後、図14に示された構造は、不純物ソース膜160
を前記結果物の全面に塗布する第1段階、高温熱処理工
程により前記不純物ソース膜160に含まれている不純
物を前記ドーピング防止層パターン105と前記絶縁膜
スペーサ130を拡散手段マスクとして前記トレンチ1
15の縁部の基板100と前記トレンチ115の底面の
基板100に熱拡散させることにより漏れ電流防止部1
45、150をそれぞれ形成させる第2段階により形成
される。一方、工程単純化の側面から前記第1段階及び
第2段階は同時に行うことが望ましい。
[Embodiment 5] FIG. 14 is a sectional view for explaining still another embodiment which achieves another object of the present invention. Specifically, after sequentially performing the steps of FIGS. 8 to 10, the structure shown in FIG.
In the first step of applying the resultant to the entire surface of the resultant, a high temperature heat treatment process is performed to remove the impurities contained in the impurity source film 160 using the doping prevention layer pattern 105 and the insulating film spacer 130 as a diffusion mask.
The leakage current prevention unit 1 by thermally diffusing the substrate 100 at the edge of 15 and the substrate 100 at the bottom of the trench 115.
It is formed by the second step of forming 45 and 150, respectively. On the other hand, it is desirable to perform the first step and the second step at the same time from the viewpoint of process simplification.

【0024】前記不純物拡散段階後、前記不純物ソース
膜160及び前記ドーピング防止層パターン105を取
り除く。次いで、前記トレンチ115の内部に絶縁物質
を充填することにより素子分離膜155を形成すること
により、前記図12の断面構造を形成することができ
る。この際、前記素子分離膜155を形成するまえに前
記絶縁膜スペーサ130を取り除く段階をさらに含むこ
とができ、その結果物は前記図13に示された断面構造
と同様である。
After the impurity diffusion step, the impurity source layer 160 and the doping prevention layer pattern 105 are removed. Then, the device isolation layer 155 is formed by filling the inside of the trench 115 with an insulating material to form the cross-sectional structure of FIG. At this time, a step of removing the insulating film spacer 130 before forming the device isolation film 155 may be further included, and a resultant structure thereof is similar to that of FIG.

【0025】[0025]

【発明の効果】本発明による各種の実施例、すなわち、
トレンチ115の縁部と前記トレンチ115の底面の基
板100に形成された漏れ電流防止部145、150を
備えたトレンチ115を用いる素子分離構造及び素子分
離方法により活性領域の縁部で発生する寄生トランジス
タの漏れ電流の発生を防止することにより、素子の電気
的特性を向上させることができる。
Various embodiments according to the present invention, that is,
Parasitic transistor generated at an edge of an active region by an element isolation structure and an element isolation method using the trench 115 having the leakage current prevention portions 145 and 150 formed on the substrate 100 on the edge of the trench 115 and the bottom surface of the trench 115. It is possible to improve the electrical characteristics of the device by preventing the generation of leakage current.

【0026】本発明は前記実施例に限るものでなく、本
発明の技術的な思想内で多くの変形が当分野において通
常の知識を持つ者により可能なのは明らかである。
The present invention is not limited to the above embodiments, and it is obvious that many modifications can be made by a person having ordinary skill in the art within the technical idea of the present invention.

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

【図1】半導体素子の素子分離膜を製造するために用い
られた従来の方法を説明する断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a conventional method used to manufacture a device isolation film of a semiconductor device.

【図2】半導体素子の素子分離膜を製造するために用い
られた従来の方法を説明する断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a conventional method used to manufacture a device isolation film of a semiconductor device.

【図3】半導体素子の素子分離膜を製造するために用い
られた従来の方法を説明する断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a conventional method used to manufacture a device isolation film of a semiconductor device.

【図4】従来の方法により製造されたトランジスタの概
略図である。
FIG. 4 is a schematic view of a transistor manufactured by a conventional method.

【図5】図4の5−5′線による断面図である。5 is a cross-sectional view taken along line 5-5 'of FIG.

【図6】本発明の実施例1を説明する断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view illustrating the first embodiment of the present invention.

【図7】本発明の実施例2を説明する断面図である。FIG. 7 is a sectional view illustrating a second embodiment of the present invention.

【図8】本発明の実施例3を説明する断面図である。FIG. 8 is a sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.

【図9】本発明の実施例3を説明する断面図である。FIG. 9 is a sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.

【図10】本発明の実施例3を説明する断面図である。FIG. 10 is a sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.

【図11】本発明の実施例3を説明する断面図である。FIG. 11 is a sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.

【図12】本発明の実施例3を説明する断面図である。FIG. 12 is a sectional view illustrating a third embodiment of the present invention.

【図13】本発明の実施例4を説明する断面図である。FIG. 13 is a sectional view illustrating a fourth embodiment of the present invention.

【図14】本発明の実施例5を説明する断面図である。FIG. 14 is a sectional view illustrating a fifth embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

100 基板 105 ドーピング防止層パターン 115 トレンチ 120 食刻防止層 125 絶縁膜 130 絶縁膜スペーサ 140 不純物 145 漏れ電流防止部 150 漏れ電流防止部 155 素子分離膜 160 ソ−ス膜 100 substrate 105 doping prevention layer pattern 115 trench 120 etching prevention layer 125 insulating film 130 insulating film spacer 140 impurity 145 leakage current prevention unit 150 leakage current prevention unit 155 element isolation film 160 source film

Claims (22)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 活性領域を限定するトレンチが形成され
た基板と、 前記トレンチの入口の縁部と前記トレンチの底面の基板
に形成され、ドーピングされた不純物を含む漏れ電流防
止部と、 前記トレンチの内部に充填された絶縁物質からなる素子
分離膜とを含むことを特徴とするトレンチ素子分離構造
を備えた半導体装置。
1. A substrate on which a trench defining an active region is formed, a leakage current prevention unit including doped impurities formed on an edge of an entrance of the trench and a substrate on a bottom surface of the trench, and the trench. And a device isolation film made of an insulating material filled inside the semiconductor device, the semiconductor device having a trench device isolation structure.
【請求項2】 前記不純物は前記基板と同じ導電型を有
することを特徴とする請求項1に記載のトレンチ素子分
離構造を備えた半導体装置。
2. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 1, wherein the impurities have the same conductivity type as the substrate.
【請求項3】 前記トレンチの側壁及び前記トレンチの
底面の基板上に均一な厚さの食刻防止層をさらに備える
ことを特徴とする請求項2に記載のトレンチ素子分離構
造を備えた半導体装置。
3. The semiconductor device having the trench isolation structure according to claim 2, further comprising an etching prevention layer having a uniform thickness on the sidewall of the trench and the bottom surface of the trench. .
【請求項4】 前記トレンチの側壁上部及び前記トレン
チの底面の食刻防止層を露出させる絶縁膜スペーサを前
記食刻防止層上にさらに備えることを特徴とする請求項
3に記載のトレンチ素子分離構造を備えた半導体装置。
4. The trench isolation according to claim 3, further comprising an insulating film spacer on the etching prevention layer, which exposes an etching prevention layer on an upper portion of a sidewall of the trench and a bottom surface of the trench. A semiconductor device having a structure.
【請求項5】 前記絶縁膜スペーサは前記食刻防止層に
対して乾式食刻選択比が相対的に高い物質からなること
を特徴とする請求項4に記載のトレンチ素子分離構造を
備えた半導体装置。
5. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 4, wherein the insulating film spacer is formed of a material having a relatively high dry etching selection ratio with respect to the etching prevention layer. apparatus.
【請求項6】 前記絶縁膜スペーサはシリコンナイトラ
イドまたはポリシリコンからなることを特徴とする請求
項5に記載のトレンチ素子分離構造を備えた半導体装
置。
6. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 5, wherein the insulating film spacer is made of silicon nitride or polysilicon.
【請求項7】 (a)基板の所定部を露出させる不純物
ドーピング防止層パターンを形成する段階と、 (b)前記不純物ドーピング防止層パターンをマスクと
して用いて前記露出された基板を食刻してトレンチを形
成する段階と、 (c)前記トレンチの側壁及び底面の基板上に均一な厚
さを有する食刻防止層を形成する段階と、 (d)前記食刻防止層上に絶縁膜を形成した後、これを
食刻して前記トレンチの側壁上部及び前記トレンチの底
面上の食刻防止層を露出させる絶縁膜スペーサを形成す
る段階と、 (e)前記絶縁膜スペーサ及び前記不純物ドーピング防
止層パターンをマスクとして用いて不純物をドーピング
して前記トレンチの入口の縁部の基板と前記トレンチの
底面の基板に漏れ電流防止部を形成する段階とを含めて
なることを特徴とするトレンチ素子分離構造を備えた半
導体装置の製造方法。
7. (a) Forming an impurity doping prevention layer pattern exposing a predetermined portion of the substrate, and (b) etching the exposed substrate using the impurity doping prevention layer pattern as a mask. Forming a trench; (c) forming an etching prevention layer having a uniform thickness on the side wall and the bottom surface of the trench; and (d) forming an insulating film on the etching prevention layer. And forming an insulating film spacer exposing the etching prevention layer on the upper side wall of the trench and the bottom surface of the trench, and (e) the insulating film spacer and the impurity doping prevention layer. Forming a leakage current prevention part on the substrate at the edge of the entrance of the trench and on the substrate at the bottom of the trench by doping impurities using the pattern as a mask. A manufacturing method of a semiconductor device having a trench isolation structure according to symptoms.
【請求項8】 前記(d)段階の絶縁膜は前記食刻防止
層に対する乾式食刻の選択比が相対的に高い物質を用い
て形成されることを特徴とする請求項7に記載のトレン
チ素子分離構造を備えた半導体装置の製造方法。
8. The trench according to claim 7, wherein the insulating layer of step (d) is formed using a material having a relatively high dry etching selection ratio with respect to the etching prevention layer. A method of manufacturing a semiconductor device having an element isolation structure.
【請求項9】 前記(d)段階の絶縁膜はシリコンナイ
トライドまたはポリシリコンからなることを特徴とする
請求項7に記載のトレンチ素子分離構造を備えた半導体
装置の製造方法。
9. The method of manufacturing a semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 7, wherein the insulating film of step (d) is made of silicon nitride or polysilicon.
【請求項10】 前記(e)段階の不純物ドーピングは
前記基板と同じ導電型を有する不純物を用いて行われる
ことを特徴とする請求項7に記載のトレンチ素子分離構
造を備えた半導体装置の製造方法。
10. The method of claim 7, wherein the impurity doping in the step (e) is performed using impurities having the same conductivity type as that of the substrate. Method.
【請求項11】 前記(e)段階の不純物ドーピングは
イオン注入工程により行われることを特徴とする請求項
10に記載のトレンチ素子分離構造を備えた半導体装置
の製造方法。
11. The method of manufacturing a semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 10, wherein the impurity doping in the step (e) is performed by an ion implantation process.
【請求項12】 前記イオン注入工程はイオン注入入射
角を変化させながら行うことを特徴とする請求項11に
記載のトレンチ素子分離構造を備えた半導体装置の製造
方法。
12. The method of manufacturing a semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 11, wherein the ion implantation step is performed while changing an ion implantation incident angle.
【請求項13】 前記イオン注入入射角はイオンの注入
される基板の平面の法線に対して所定の対称角を有する
範囲で変化することを特徴とする請求項12に記載のト
レンチ素子分離構造を備えた半導体装置の製造方法。
13. The trench isolation structure according to claim 12, wherein the ion implantation incident angle changes within a range having a predetermined symmetry angle with respect to a normal line of a plane of a substrate into which ions are implanted. A method for manufacturing a semiconductor device comprising:
【請求項14】 前記(d)段階の絶縁膜スペーサを形
成した後、前記絶縁膜スペーサにより露出されたトレン
チの側壁上部とトレンチの底面部の食刻防止層上に不純
物ソース層を形成する段階をさらに含むことを特徴とす
る請求項7に記載のトレンチ素子分離構造を備えた半導
体装置の製造方法。
14. After forming the insulating film spacer of step (d), forming an impurity source layer on the upper side wall of the trench and the etching prevention layer on the bottom surface of the trench exposed by the insulating film spacer. The method for manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation structure according to claim 7, further comprising:
【請求項15】 前記不純物ソース層を形成した後、前
記(e)段階の不純物ドーピングは熱拡散方法により行
われることを特徴とする請求項14に記載のトレンチ素
子分離構造を備えた半導体装置の製造方法。
15. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 14, wherein, after forming the impurity source layer, the impurity doping in the step (e) is performed by a thermal diffusion method. Production method.
【請求項16】 前記(e)段階の熱拡散方法による不
純物のドーピング工程後、前記不純物ソース層を取り除
く段階をさらに含むことを特徴とする請求項15に記載
のトレンチ素子分離構造を備えた半導体装置の製造方
法。
16. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 15, further comprising removing the impurity source layer after the impurity doping step by the thermal diffusion method of step (e). Device manufacturing method.
【請求項17】 前記不純物ソース層を取り除いた後、
前記絶縁膜スペーサを取り除く段階をさらに含むことを
特徴とする請求項16に記載のトレンチ素子分離構造を
備えた半導体装置の製造方法。
17. After removing the impurity source layer,
18. The method of claim 16, further comprising removing the insulating film spacer.
【請求項18】 前記絶縁膜スペーサを取り除いた後、
前記食刻防止層を取り除く段階をさらに含むことを特徴
とする請求項17に記載のトレンチ素子分離構造を備え
た半導体装置の製造方法。
18. After removing the insulating film spacer,
18. The method of claim 17, further comprising removing the etching prevention layer.
【請求項19】 前記(e)段階の熱拡散方法による不
純物のドーピング工程は前記不純物ソース層の形成工程
と同時に行われることを特徴とする請求項15に記載の
トレンチ素子分離構造を備えた半導体装置の製造方法。
19. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 15, wherein the step of doping impurities by the thermal diffusion method of step (e) is performed simultaneously with the step of forming the impurity source layer. Device manufacturing method.
【請求項20】 前記(e)段階の熱拡散方法による不
純物ドーピング工程後、前記不純物ソース層を取り除く
段階をさらに含むことを特徴とする請求項19に記載の
トレンチ素子分離構造を備えた半導体装置の製造方法。
20. The semiconductor device having a trench isolation structure according to claim 19, further comprising a step of removing the impurity source layer after the impurity doping step by the thermal diffusion method of the step (e). Manufacturing method.
【請求項21】 前記不純物ソース層を取り除いた後、
前記絶縁膜スペーサを取り除く段階をさらに含むことを
特徴とする請求項20に記載のトレンチ素子分離構造を
備えた半導体装置の製造方法。
21. After removing the impurity source layer,
21. The method as claimed in claim 20, further comprising removing the insulating film spacer.
【請求項22】 前記絶縁膜スペーサを取り除いた後、
前記食刻防止層を取り除く段階をさらに含むことを特徴
とする請求項21に記載のトレンチ素子分離構造を備え
た半導体装置の製造方法。
22. After removing the insulating film spacer,
22. The method of claim 21, further comprising removing the etching prevention layer.
JP8323912A 1995-12-05 1996-12-04 Semiconductor device with trench element separation structure and its preparation Pending JPH09172060A (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019950046908A KR970053369A (en) 1995-12-05 1995-12-05 Trench type isolation structure of semiconductor device and its isolation method
KR1995P46908 1995-12-05

Publications (1)

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JP8323912A Pending JPH09172060A (en) 1995-12-05 1996-12-04 Semiconductor device with trench element separation structure and its preparation

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KR (1) KR970053369A (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09321131A (en) * 1996-05-30 1997-12-12 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPH09321131A (en) * 1996-05-30 1997-12-12 Nec Corp Semiconductor device and manufacture thereof

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