JPH10144784A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPH10144784A
JPH10144784A JP29835396A JP29835396A JPH10144784A JP H10144784 A JPH10144784 A JP H10144784A JP 29835396 A JP29835396 A JP 29835396A JP 29835396 A JP29835396 A JP 29835396A JP H10144784 A JPH10144784 A JP H10144784A
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JP
Japan
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semiconductor device
film
groove
silicon
substrate
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JP29835396A
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English (en)
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Hidekazu Hasegawa
英一 長谷川
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NEC Corp
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 トレンチ絶縁分離の形成においてシリコン基
板に溝を形成した後多結晶シリコンを成長しその多結晶
シリコンを酸化することにより絶縁領域を小さくし、高
集積化を可能にする。 【解決手段】 Si基板1に、SiO2 膜2を形成し、
その上にSi3 4 膜3を成長させ、フォトレジスト4
でパターニングする。次にSi3 4 膜3およびSiO
2 膜2をCF4等によりドライエッチングで選択的に除
去し、さらにSF6等によりSi基板1に溝を形成す
る。そのあとフォトレジスト4を除去する。次に減圧C
VD法により溝に多結晶シリコン5を30〜50nm成
長し、そのあと多結晶シリコン5を酸化する。その後溝
にBPSG膜6をCVD法により2μm堆積し、CF4
等によりドライエッチングでエッチバックし、平坦化し
て絶縁分離を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置及び半導
体装置の製造方法に関し、特に詳しくは、絶縁分離を形
成する半導体装置及びその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の半導体装置は、一導電型
半導体基板に絶縁分離部を形成する際、一導電型半導体
基板に溝部を形成した後、酸化して絶縁分離を形成する
方法が一般的であった。係る従来の半導体装置の製造方
法の一例を第3図(A)〜(E)を用いて説明する。
【0003】第3図(A)に示すように、例えばP型シ
リコンSi基板1に、900℃の熱酸化により30〜5
0nmの二酸化シリコン膜2(以後SiO2 膜と省略)
を形成し、その上にシリコン窒化膜3(以後Si3 4
膜と省略)を減圧CVD法により100〜200nm成
長し、フォトレジスト4でパターニングする。次に第3
図(B)に示すように、Si3 4 膜3およびSiO2
膜2をCF4等によりドライエッチングで選択的に除去
し、さらにSF6等によりドライエッチングでP型Si
基板1に溝部20を形成する。
【0004】その後フォトレジスト4を除去する。次に
第3図(C)に示すように900℃の熱酸化により溝の
P型Si基板1を酸化し、100nmのSiO2 膜8を
形成する。次に第3図(D)に示すように溝にBPSG
膜6をCVD法により2μm堆積し、第3図(E)に示
すようにCF4等によりドライエッチングでエッチバッ
クし平坦化してトレンチ型の絶縁分離22を形成する。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置の製造方法では、Si基板1に溝20を形成した
後、Si基板を酸化するため素子形成領域の面積が小さ
くなり高集積化できないという欠点がある。つまり、従
来の半導体装置の製造方法に於いては、図3の(C)に
示す様に、所定の絶縁膜2又は3を有する半導体基板1
に、所定の溝部20を形成した後、当該溝部20の内表
面に酸化シリコン(SiO2 )膜8を形成するものであ
るが、係る酸化膜の形成工程中に、半導体基板1のシリ
コン層に酸化層が拡大し、その結果、半導体基板1のシ
リコン層そのものが削られ、その結果当該半導体装置に
於ける半導体素子を搭載する部分の面積が縮小し、従っ
て高密度化、高集積化が妨げられるという問題が存在し
た。
【0006】本発明の目的は、上記した従来技術の欠点
を改良し、Si基板に溝を形成した後、絶縁膜層を形成
するに際して、絶縁領域を小さくする事によって、高集
積化を達成する事の出来る半導体装置及び半導体装置の
製造方法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、以下に記載されたような技術構成を採用
するものである。即ち、本発明に係る第1の態様として
は、半導体基板上に少なくとも一種の絶縁膜を堆積する
工程、フォトレジストにてパターニングし、その後、選
択的に当該絶縁膜を除去する工程と当該半導体基板をエ
ッチングし、所定の溝部を形成する工程と、さらに当該
フォトレジスト除去後、シリコン層を該溝部を含めて当
該半導体基板上に堆積させる工程、当該シリコン層を酸
化する工程及び当該溝部に絶縁物を埋設して絶縁分離を
形成する工程とを含む半導体装置の製造方法であり、又
第2の態様としては、半導体基板及び該半導体基板の主
表面に積層されている第1の絶縁膜とから構成された半
導体装置であって、当該半導体装置は、その所定の位置
に、当該半導体装置の主表面から内部に向けて所定の大
きさに形成された溝部が構成されており、当該半導体装
置の主表面及び当該溝部の内部表面に沿って連続的に形
成された第2の絶縁膜層が配置されると共に少なくとも
当該溝部内には、第3の絶縁材が挿入されている半導体
装置である。
【0008】
【発明の実施の形態】即ち、本発明の半導体装置及びそ
の製造方法は上述した技術構成を採用しているので、S
i基板に溝を形成した後、適宜のシリコン層を成長させ
た後、該シリコン層を酸化すると言う工程を有するもの
である。従って、本発明に於ける半導体装置の製造方法
のより一般的な具体例としては、例えば、一導電型半導
体基板上に第1の絶縁膜を有し、該第1の絶縁膜上に第
2の絶縁膜を堆積したあとフォトレジストにてパターニ
ング後、選択的に、前記第1および第2の絶縁膜を除去
する工程と前記一導電型半導体基板をエッチングし、溝
を形成する工程とさらに前記フォトレジスト除去後、多
結晶シリコンを堆積し、該多結晶シリコンを酸化し、そ
のあと溝に絶縁物を埋設して、絶縁分離を形成する工程
とを含む半導体装置の製造方法である。
【0009】
【実施例】以下に、本発明に係る半導体装置の製造方法
及び半導体装置の具体例を図面を参照しながら詳細に説
明する。即ち、図1は、本発明に係る半導体装置の製造
方法の一具体例の構成を説明する図であって、図中、半
導体基板1上に少なくとも一種の絶縁膜2又は3を堆積
する工程、フォトレジスト4にてパターニングし、その
後、選択的に当該絶縁膜2又は3を除去する工程と当該
半導体基板1をエッチングし、所定の溝部20を形成す
る工程と、さらに当該フォトレジスト4除去後、シリコ
ン層5を該溝部20を含めて当該半導体基板上に堆積さ
せる工程、当該シリコン層5を酸化する工程及び当該溝
部20に絶縁物6を埋設して絶縁分離を形成する工程と
を含む半導体装置の製造方法が示されている。
【0010】本発明に於ける特徴的事項は、従来の半導
体装置の製造方法に於ける様に、当該溝部20を形成し
た後、絶縁膜を形成するに際して、酸化工程を同時に行
って酸化シリコン膜(SiO2 )8を形成するのではな
く、適宜のシリコン層5を先に形成しておき、その後当
該シリコン層5を酸化処理して酸化シリコン膜(SiO
2 )からなる絶縁膜8を形成する様にしたものである。
【0011】その為、本発明に於いて使用される当該シ
リコン層5は、例えば単結晶シリコン、アモルファスシ
リコン及び多結晶シリコンの内から選択された一つのシ
リコンを使用する事が出来、又係るシリコン層5を該溝
部20を含めた当該半導体基板上に堆積させる方法とし
ては、例えば、エピタキシャル成長法、CVD法等が有
効である。
【0012】次に本発明に係る半導体装置の製造方法の
一具体例を図1(A)〜(E)を用いて説明するより詳
細に説明するならば、図1(A)に示すようにP型Si
基板1に、900℃の熱酸化により30〜50nmのS
iO2 膜2を形成し、その上にSi3 4 膜3を減圧C
VD法により100〜200nm成長し、フォトレジス
ト4でパターニングする。
【0013】次に図1(B)に示すようにSi3 4
3およびSiO2 膜2をCF4等によりドライエッチン
グで選択的に除去し、さらにSF6等によりドライエッ
チングでP型Si基板1に溝20を形成する。そのあと
フォトレジスト4を除去する。次に図1(C)に示すよ
うに、減圧CVD法により溝20の内表面及び前記Si
3 4 膜3の上に、多結晶Si5 を30〜50nm成長
し、そのあと、該多結晶Si5 を900℃の熱酸化によ
り酸化する。
【0014】その後、図1(D)に示すように溝20に
BPSG膜6をCVD法により2μm堆積し、図1
(E)に示すように、CF4等によりドライエッチング
でエッチバックし、平坦化して絶縁分離を形成する。こ
こで公開昭62−193167において溝にCVD酸化
膜をデポジットする方法が記載されているが絶縁膜とし
てはCVD酸化膜は膜質の緻密さが悪く、絶縁特性が悪
くなる欠点がある。
【0015】又、熱酸化の際に基板側に於いて消費され
るSiは出来上がりの酸化膜の厚さの約半分弱のため、
本発明に係る半導体装置の製造方法に於いては、当該消
費されるSiが減ることから、従来のSi基板で形成さ
れた酸化膜の厚み分だけ、絶縁分離幅を小さくすること
ができる。次に本発明の他の具体例について説明する。
図2(A)に示すようにP型半導体基板1に、900℃
の熱酸化により30〜50nmのSiO2 膜2を形成
し、その上にSi3 4 膜3を減圧CVD法により10
0〜200nm成長し、フォトレジスト4でパターニン
グする。
【0016】次に図2(B)に示すようにSi3 4
3およびSiO2 膜2をCF4等によりドライエッチン
グで除去し、さらにSF6等によりドライエッチングで
シリコンに溝部20を形成する。そのあとフォトレジス
ト4を除去する。次に図2(C)に示すように溝部20
に単結晶Siを50nmエピタキシャル成長し、そのあ
とその単結晶Siの一部を900℃の熱酸化により酸化
する。
【0017】そのあと図2(D)に示すように溝部20
にBPSG膜6をCVD法により2μm堆堆積し、図2
(E)に示すように、CF4等によりドライエッチング
でエッチバックし平坦化して絶縁分離を形成する。ここ
で単結晶Siにかえて、アモルファスSiを使用して、
これを成長と熱処理により単結晶化させても同様の効果
を有することは言うまでもない。
【0018】本具体例では単結晶Siの一部を酸化すれ
ばよいのでさらに絶縁分離幅を小さくすることができ
る。本発明に係る半導体装置の製造方法により製造され
る半導体装置の構成は、例えば、半導体基板1及び該半
導体基板1の主表面Oに積層されている第1の絶縁膜P
とから構成された半導体装置10であって、当該半導体
装置10は、その所定の位置に、当該半導体装置の主表
面、詳細には上記第1の絶縁膜Pの表面からから内部に
向けて所定の大きさに形成された溝部20が構成されて
おり、当該半導体装置10の主表面、詳細には上記第1
の絶縁膜Pの表面及び当該溝部20の内部表面に沿って
連続的に形成された第2の絶縁膜層8が配置されると共
に少なくとも当該溝部20内には、第3の絶縁材6が挿
入されている半導体装置10である。
【0019】尚、上記した具体例に於いては、第1の絶
縁膜PとしてSi3 4 膜3およびSiO2 膜2を2層
に積層する例を説明したが、本発明に於いては、係る具
体例に特定されるものではなく、上記Si3 4 膜3お
よびSiO2 膜2の何れかを使用する場合も含まれるも
のである事は言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1(A)〜(E)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の一具体例に於ける工程を順次に説明する
断面図である。
【図2】図2(A)〜(E)は、本発明に係る半導体装
置の製造方法の他の具体例に於ける工程を順次に説明す
る断面図である。
【図3】図3(A)〜(E)は、従来に於ける半導体装
置の製造方法の一例に於ける工程を順次に説明する断面
図である。
【符号の説明】
1…(P型)Si基板 2…Si3 2 膜 3…Si3 4 膜 4…フォトレジスト 5…シリコン層 6…BPSG膜 7…単結晶Si 8…SiO2 膜 10…半導体装置 20…溝部

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板上に少なくとも一種の絶縁膜
    を堆積する工程、フォトレジストにてパターニングし、
    その後、選択的に当該絶縁膜を除去する工程と当該半導
    体基板をエッチングし、所定の溝部を形成する工程と、
    さらに当該フォトレジスト除去後、シリコン層を該溝部
    を含めて当該半導体基板上に堆積させる工程、当該シリ
    コン層を酸化する工程及び当該溝部に絶縁物を埋設して
    絶縁分離を形成する工程とを含むことを特徴とする半導
    体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 当該シリコン層は、単結晶シリコン、ア
    モルファスシリコン及び多結晶シリコンの内から選択さ
    れた一つのシリコンで形成されている事を特徴とする請
    求項1記載の半導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 当該シリコン層を該溝部を含めた当該半
    導体基板上に堆積させる工程は、エピタキシャル成長法
    かCVD法の内から選択された一つの方法により実行さ
    れるものである事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。
  4. 【請求項4】 半導体基板及び該半導体基板の主表面に
    積層されている第1の絶縁膜とから構成された半導体装
    置であって、当該半導体装置は、その所定の位置に、当
    該半導体装置の主表面から内部に向けて所定の大きさに
    形成された溝部が構成されており、当該半導体装置の主
    表面及び当該溝部の内部表面に沿って連続的に形成され
    た第2の絶縁膜層が配置されると共に少なくとも当該溝
    部内には、第3の絶縁材が挿入されている事を特徴とす
    る半導体装置。
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