JPH11176927A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH11176927A
JPH11176927A JP34352897A JP34352897A JPH11176927A JP H11176927 A JPH11176927 A JP H11176927A JP 34352897 A JP34352897 A JP 34352897A JP 34352897 A JP34352897 A JP 34352897A JP H11176927 A JPH11176927 A JP H11176927A
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layer
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To bury a monocrystal silicon having smaller defects between insulation film layers so that its surface has the substantially same level as a surface of the insulation film layer, by a method wherein, after an amorphous silicon layer is deposited on the insulation film layer, chemical and mechanical polishing is performed and further epitaxial growth is performed to monocrystallize. SOLUTION: After a SiO2 film 32 of an insulation on film layer to be an element isolating region is formed and patterned on a monocrystal silicon substrate 31, an amorphous silicon layer 33 is deposited on the entire face, and thereafter the amorphous silicon layer 33 is flatted by chemical and mechanical polishing so as to continue its surface to a surface of the SiO2 film 32. Next, heating is performed in the non-oxidation atmosphere and the amorphous silicon layer 33 is monocrystallized from the monocrystal silicon substrate 31 by an epitaxial growth, and a monocrystal silicon layer 34 is produced between the insulation film layers to be element isolating regions. According to this method, as the monocrystal silicon layer 34 is formed as an epitaxial layer, a substrate having less defects can be obtained.

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、半導体装置の製造
方法に関するものであり、特にトレンチ構造と同様な素
子分離領域を形成する半導体装置の製造方法に関するも
のである。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device in which an element isolation region similar to a trench structure is formed.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の半導体装置の素子分離は、部分酸
化法いわゆるLOCOSにより行われていた。しかし、
これでは、接合浮遊容量が増大し、また部分酸化中の寸
法変化がバイズビークの形成により生じるために、素子
の高速化の障害、高密度化の障害となっていた。
2. Description of the Related Art The element isolation of a conventional semiconductor device has been performed by a so-called LOCOS method using a partial oxidation method. But,
In this case, the stray capacitance of the junction increases, and the dimensional change during the partial oxidation occurs due to the formation of a bead beak, which hinders an increase in the speed of the device and an increase in the density of the device.

【0003】この欠点を改善する技術の1つとして、選
択エピタキシャル成長法を用いたトレンチ素子分離法が
提案されている。これは、半導体基板上に部分的に絶縁
膜を形成し、その絶縁膜に覆われていない露出した基板
領域のみに、基板と同種の半導体単結晶をエピタキシャ
ル成長し、それを素子の活性領域とするものである。し
かし、従来の選択エピタキシャル成長では、単結晶成長
時に基板の面方位による影響があらわれ、良質な単結晶
層を得ることが困難であった。
As one of the techniques for remedying this drawback, a trench element isolation method using a selective epitaxial growth method has been proposed. In this method, an insulating film is partially formed on a semiconductor substrate, and a semiconductor single crystal of the same kind as the substrate is epitaxially grown only on an exposed substrate region that is not covered with the insulating film, which is used as an active region of the element. Things. However, in the conventional selective epitaxial growth, the influence of the plane orientation of the substrate appears during single crystal growth, and it has been difficult to obtain a good quality single crystal layer.

【0004】この従来の選択エピタキシャル成長法の欠
点を改善する方法(以下前者の方法という)として、図
3に示すように、基板上に絶縁膜層をパターニングした
後、エピタキシャル成長する前に、薄膜の多結晶シリコ
ン層もしくはアモルファスシリコン層を形成する方法が
特開昭59−227137号公報に開示されている。こ
れは、図3(a)に示すように単結晶シリコン基板11
上にSiO2膜12をパターン形成する。このパターニ
ングはレジストを用いたドライエッチングを適用する。
次に、図3(b)に示すように、全面にアモルファスシ
リコン層13を堆積した後、図3(c)に示すように、
有機レジスト14をスピン希釈により平坦化し、加熱硬
化する。この後、図3(d)に示すように、プラズマエ
ッチングによりSiO2上に位置するアモルファスシリ
コン層13の表面が露出するまで有機レジスト14をエ
ッチングする。次いで、図3(e)に示すように、Si
2膜12上のアモルファスシリコン層13をエッチン
グし、続いて有機レジスト14を剥離することにより、
図3(f)に示すようなアモルファスシリコン層13が
露出した状態とする。そして、図3(g)に示すよう
に、単結晶シリコン基板11のアモルファスシリコン層
13上に単結晶シリコン層15をエピタキシャル成長さ
せる。こうして、単結晶シリコン基板11上のみに自己
整合的に単結晶層をエピタキシャル成長させる。この手
法によれば、絶縁膜間にアモルファスシリコンを形成し
た後、エピタキシャル成長を行うので、結晶欠陥の少な
い単結晶シリコン層15を得ることができる。
As a method for improving the drawbacks of the conventional selective epitaxial growth method (hereinafter referred to as the former method), as shown in FIG. 3, after an insulating film layer is patterned on a substrate, a large number of thin films are formed before epitaxial growth. A method of forming a crystalline silicon layer or an amorphous silicon layer is disclosed in JP-A-59-227137. This is as shown in FIG.
An SiO 2 film 12 is patterned on the upper surface. For this patterning, dry etching using a resist is applied.
Next, as shown in FIG. 3B, after an amorphous silicon layer 13 is deposited on the entire surface, as shown in FIG.
The organic resist 14 is flattened by spin dilution and cured by heating. Thereafter, as shown in FIG. 3D, the organic resist 14 is etched by plasma etching until the surface of the amorphous silicon layer 13 located on the SiO 2 is exposed. Next, as shown in FIG.
By etching the amorphous silicon layer 13 on the O 2 film 12 and subsequently removing the organic resist 14,
It is assumed that the amorphous silicon layer 13 is exposed as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 3G, a single-crystal silicon layer 15 is epitaxially grown on the amorphous silicon layer 13 of the single-crystal silicon substrate 11. Thus, a single crystal layer is epitaxially grown only on the single crystal silicon substrate 11 in a self-aligned manner. According to this method, since the epitaxial growth is performed after the amorphous silicon is formed between the insulating films, the single crystal silicon layer 15 with few crystal defects can be obtained.

【0005】また、これとは別の方法(以下後者の方法
という。)が、図4に示すように、特開昭59−1944
45号公報に提案されている。図4(a)に示すよう
に、基板21上に絶縁膜層(SiO2)22をパターニ
ングした後、アモルファスシリコン層23を全面に堆積
し(図4(b)参照)、図4(c)に示すように、絶縁
膜層22のパターン上以外のアモルファスシリコン層2
3をレーザもしくは、電子ビーム24でアニールし、単
結晶化させて単結晶シリコン層25とする。その後、図
4(d)に示すように、ドライエッチング26を行い、
アモルファスシリコン層23のみを除去することによっ
て、図4(e)に示すように、絶縁膜層22間に単結晶
シリコン層25を埋め込む。ここで、ドライエッチング
レートが、アモルファスシリコン>単結晶シリコン>>
絶縁層膜(SiO2)であるため、絶縁膜層(SiO2
22までエッチングすることで、図4(e)に示すよう
に、絶縁膜層22間に表面が絶縁膜層の表面とほぼ平坦
な、結晶欠陥の少ない単結晶シリコン層25を形成する
ことができる。
Another method (hereinafter referred to as the latter method) is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 59-1944, as shown in FIG.
No. 45 proposes this. As shown in FIG. 4A, after an insulating film layer (SiO 2 ) 22 is patterned on a substrate 21, an amorphous silicon layer 23 is deposited on the entire surface (see FIG. 4B), and FIG. As shown in FIG. 3, the amorphous silicon layer 2 except on the pattern of the insulating film layer 22 is formed.
3 is annealed with a laser or an electron beam 24 to be single-crystallized to form a single-crystal silicon layer 25. Thereafter, as shown in FIG. 4D, dry etching 26 is performed,
By removing only the amorphous silicon layer 23, a single crystal silicon layer 25 is embedded between the insulating film layers 22, as shown in FIG. Here, the dry etching rate is amorphous silicon> single crystal silicon >>
Since it is an insulating layer film (SiO 2 ), the insulating film layer (SiO 2 )
By etching to 22, as shown in FIG. 4E, a single crystal silicon layer 25 with few crystal defects and a surface almost flat with the surface of the insulating film layer can be formed between the insulating film layers 22. .

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の方法に
おいては、エピタキシャル成長の制御による絶縁膜層の
表面と単結晶シリコン層の表面の平坦化が困難であっ
た。また、後者の方法においては、アモルファスシリコン
層を電子ビームあるいはレーザで選択的に単結晶化し、
エッチングによるアモルファスシリコンのみ除去するこ
とでは、図4(f)に示すように、オーバーエッチング
がおこり平坦化が困難である。なお、レーザアニールの
場合広い領域をアニールするには長い時間を要する。本
発明は、絶縁膜層間に、欠陥の少ない単結晶シリコンを
その表面が該絶縁膜層の表面とほぼ同一となるように埋
め込み可能な半導体装置の製造方法を提供することを目
的とする。
However, in the former method, it is difficult to flatten the surface of the insulating film layer and the surface of the single crystal silicon layer by controlling the epitaxial growth. In the latter method, the amorphous silicon layer is selectively single-crystallized by an electron beam or a laser.
If only amorphous silicon is removed by etching, as shown in FIG. 4F, over-etching occurs and it is difficult to planarize. In the case of laser annealing, it takes a long time to anneal a wide area. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which single crystal silicon with few defects can be embedded between insulating film layers such that the surface thereof is substantially the same as the surface of the insulating film layer.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも1
つ以上の自己整合的素子分離領域を半導体基板に形成す
る半導体装置の製造方法において、絶縁膜層を半導体基
板表面に形成した後該層をパターニングする工程と、前
記絶縁膜層の上にアモルファスシリコン層を堆積した後
化学的機械的研磨を行い前記絶縁膜層の表面が露出する
よう該アモルファスシリコン層を平坦化する工程と、前
記アモルファスシリコン層をエピタキシャル成長させ単
結晶化させる工程とを含むことを特徴とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention provides at least one
A method of manufacturing a semiconductor device in which one or more self-aligned element isolation regions are formed on a semiconductor substrate, comprising: forming an insulating film layer on the surface of the semiconductor substrate and then patterning the insulating film layer; A step of flattening the amorphous silicon layer so as to expose the surface of the insulating film layer by performing chemical mechanical polishing after depositing the layer, and a step of epitaxially growing the amorphous silicon layer to make it single crystal. Features.

【0008】本発明の半導体装置の製造方法は、好まし
くは、非酸化雰囲気中での熱処理により、前記アモルフ
ァスシリコン層をエピタキシャル成長させることができ
る。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the amorphous silicon layer can be epitaxially grown by a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere.

【0009】本発明の半導体装置の製造方法は、好まし
くは、前記アモルファスシリコン層をエピタキシャル成
長させる前に、前記アモルファスシリコン層の表面に絶
縁膜層を形成することができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, an insulating film layer can be formed on a surface of the amorphous silicon layer before the amorphous silicon layer is epitaxially grown.

【0010】本発明はの半導体装置の製造方法は、好ま
しくは、前記アモルファスシリコン層をエピタキシャル
成長させ単結晶化させる工程は、酸化性雰囲気中での熱
処理により前期アモルファスシリコン層を表面に酸化膜
を形成しつつエピタキシャル成長させ単結晶化させるこ
と工程とすることができる。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, preferably, the step of epitaxially growing the amorphous silicon layer to make it a single crystal comprises forming an oxide film on the surface of the amorphous silicon layer by heat treatment in an oxidizing atmosphere. And a single crystallizing step.

【0011】本発明の作用を以下に説明する。本発明の
半導体装置の製造方法は、基板上に絶縁膜層をパターニ
ングした後、アモルファスシリコン層を全面に堆積し、
科学的機械的研磨によりアモルファスシリコン層の表面
を平坦化し、該アモルファスシリコン層をエピタキシャ
ル成長させ単結晶シリコン層を絶縁膜層間に埋め込み、
トレンチ素子分離に類似の素子分離構造を形成すること
ができる。アモルファスシリコンをアニールにより単結
晶化するので絶縁膜層間に欠陥のない良質な単結晶シリ
コンを容易に形成することができる。また、化学的機械
的研磨によりアモルファスシリコン層の表面を絶縁膜層
の表面と平坦となるように加工するので制御性がよい。
The operation of the present invention will be described below. In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, after patterning an insulating film layer on a substrate, an amorphous silicon layer is deposited on the entire surface,
The surface of the amorphous silicon layer is flattened by scientific mechanical polishing, the amorphous silicon layer is epitaxially grown, and the single crystal silicon layer is embedded between the insulating film layers,
An element isolation structure similar to trench element isolation can be formed. Since amorphous silicon is single-crystallized by annealing, high-quality single-crystal silicon having no defect between insulating film layers can be easily formed. Further, since the surface of the amorphous silicon layer is processed to be flat with the surface of the insulating film layer by chemical mechanical polishing, the controllability is good.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】(実施の形態1)本発明の半導体
装置の製造方法の実施の形態1について、図1に基づい
て説明する。図1はこの実施の形態1の製造工程を模式
的に説明する断面図である。単結晶シリコン基板31上
に、素子分離領域となる絶縁膜層であるSiO2膜32
を熱酸化膜として雰囲気1100℃で5000Åの厚さ
に形成し、その後、その上にレジストを形成すると共に
フォトリソグラフィ工程において該レジストをこのSi
2膜32上にパターニングした後、異方性エッチング
により上記シリコン基板31のシリコン表面を露出さ
せ、前記レジストを除去する(図1(a)参照)。次い
で、アモルファスシリコン層33を、低圧CVDによる
SiH6雰囲気中500℃の条件にて6000Åの厚さ
に全面に堆積し(図1(b)参照)、その後、図1
(c)に示すように、化学的機械的研磨(CMP)によ
りこのアモルファスシリコン層33をその表面と前記絶
縁膜層のSiO2膜32の表面が連続するよう平坦化す
る。この場合の研磨は、アモルファスシリコンを選択的
に研磨するもので、絶縁膜層の研磨レートはアモルファ
スシリコンの研磨レートに比べて小さい。
(First Embodiment) A first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a sectional view schematically illustrating a manufacturing process of the first embodiment. An SiO 2 film 32 as an insulating film layer serving as an element isolation region is formed on a single crystal silicon substrate 31.
Is formed as a thermal oxide film at a temperature of 1100 ° C. to a thickness of 5000 ° C., and thereafter a resist is formed thereon, and the resist is
After patterning on the O 2 film 32, the silicon surface of the silicon substrate 31 is exposed by anisotropic etching, and the resist is removed (see FIG. 1A). Next, an amorphous silicon layer 33 is deposited on the entire surface to a thickness of 6000 ° at a temperature of 500 ° C. in a SiH 6 atmosphere by low-pressure CVD (see FIG. 1B).
As shown in (c), the amorphous silicon layer 33 is flattened by chemical mechanical polishing (CMP) so that the surface thereof and the surface of the SiO 2 film 32 of the insulating film layer are continuous. The polishing in this case is for selectively polishing amorphous silicon, and the polishing rate of the insulating film layer is smaller than the polishing rate of amorphous silicon.

【0013】次いで、非酸化性雰囲気例えばN2雰囲気
中で熱処理例えば900℃の熱処理を行い、前記アモル
ファスシリコン層33を単結晶シリコン基板31からエ
ピタキシャル成長により単結晶化し、素子の分離領域と
なる絶縁膜層の間に、単結晶シリコン層34を形成する
(図1(d)参照)。こうして、トレンチ分離に類似の
素子分離構造を形成する。
Next, a heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere, for example, an N 2 atmosphere, for example, at 900 ° C. to monocrystallize the amorphous silicon layer 33 from the single-crystal silicon substrate 31 by epitaxial growth, thereby forming an insulating film to be an element isolation region. A single-crystal silicon layer 34 is formed between the layers (see FIG. 1D). Thus, an element isolation structure similar to the trench isolation is formed.

【0014】この後、通常広く用いられるプロセスを用
いて、図1(e)に示すように、MOSトランジスタを
上記単結晶シリコン層34を利用して作成する。尚、こ
の図において、35はpチャンネル型MOSトランジス
タのn型活性領域、36はn型MOSトランジスタのp
型活性領域、37はpチャンネル型MOSトランジスタ
のソース/ドレイン、38はn型MOSトランジスタの
ソース/ドレイン、39はこれらのMOSトランジスタ
のゲート絶縁膜、40はこれらのMOSトランジスタの
ゲート電極、41はこれらのMOSトランジスタのサイ
ドウオール絶縁膜である。この実施の形態においては、
単結晶シリコン層はエピタキシャル層として形成される
ため、能動素子形成用の基板として欠陥の少ない基板と
してえられる。その素子の活性領域をエピタキシャル層
である単結晶シリコン層で形成することができるので、
バルクシリコンで形成するMOSトランジスタに比べ
て、基板の欠陥が少ないためドライブ電流が増大し、か
つ分離耐圧やゲート酸化膜の耐圧が高く、素子の高速
化、高密度化に対応できる。さらに、化学的機械的研磨
によりアモルファスシリコン層の表面を絶縁膜層の表面
と平坦となるように加工するので、平坦等の制御性がよ
くできることから、平坦性が良くできるため、その後の
素子形成において有利となる。そして、アモルファスシ
リコン層をアニールにより単結晶化するので、電子ビー
ムやレーザによりアニールするのに比べてスループット
も速い。
Thereafter, a MOS transistor is formed using the single-crystal silicon layer 34 as shown in FIG. In this figure, reference numeral 35 denotes an n-type active region of a p-channel MOS transistor, and reference numeral 36 denotes a p-type MOS transistor.
Active region, 37 is the source / drain of a p-channel MOS transistor, 38 is the source / drain of an n-type MOS transistor, 39 is the gate insulating film of these MOS transistors, 40 is the gate electrode of these MOS transistors, 41 is These are the sidewall insulating films of these MOS transistors. In this embodiment,
Since the single crystal silicon layer is formed as an epitaxial layer, it can be obtained as a substrate with few defects as a substrate for forming an active element. Since the active region of the device can be formed by a single crystal silicon layer which is an epitaxial layer,
Compared with MOS transistors formed of bulk silicon, the number of defects in the substrate is small, so that the drive current is increased, the isolation breakdown voltage and the breakdown voltage of the gate oxide film are high, and it is possible to cope with high-speed and high-density devices. Furthermore, since the surface of the amorphous silicon layer is processed to be flat with the surface of the insulating film layer by chemical mechanical polishing, the controllability such as flatness can be improved, and the flatness can be improved, so that the subsequent element formation It becomes advantageous in. Then, since the amorphous silicon layer is monocrystallized by annealing, the throughput is faster than annealing by an electron beam or laser.

【0015】(実施の形態2)本発明の半導体装置の製
造方法の実施の形態2について図2に基づいて説明す
る。図2は、この実施の形態2の工程を模式的に説明す
る断面図である。この実施形態2は、実施の形態1にお
いてアモルファスシリコン層33を非酸化性雰囲気中で
エピタキシャル成長させたのに代えて、アモルファスシ
リコン層33を酸化性雰囲気中でエピタキシャル成長さ
せるよう変更している。図2(a)から同(c)まで
は、図1の(a)から(c)までと同様であるの説明を
省略する。
(Second Embodiment) A second embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view schematically illustrating the process of the second embodiment. The second embodiment is different from the first embodiment in that the amorphous silicon layer 33 is epitaxially grown in an oxidizing atmosphere instead of growing the amorphous silicon layer 33 in a non-oxidizing atmosphere. 2A to 2C are the same as FIGS. 1A to 1C and will not be described.

【0016】図2(c)に示すように、化学的機械的研
磨により、前記アモルファスシリコン層33は、その表
面と前記絶縁膜層のSiO2膜32の表面が連続するよ
う平坦化したものとして得られる。次いで、アモルファ
スシリコン層33の最表面を、酸化性雰囲気中例えば酸
素雰囲気中での熱処理にて酸化しつつ、アモルファスシ
リコン層33をエピタキシャル成長させて単結晶化させ
る。ここで、エピタキシャル成長による単結晶シリコン
層34が形成され、最表面には絶縁膜となる酸化膜42
が形成される。
As shown in FIG. 2C, the amorphous silicon layer 33 is flattened by chemical mechanical polishing so that the surface thereof is continuous with the surface of the SiO 2 film 32 of the insulating film layer. can get. Next, while the outermost surface of the amorphous silicon layer 33 is oxidized by a heat treatment in an oxidizing atmosphere, for example, an oxygen atmosphere, the amorphous silicon layer 33 is epitaxially grown and single-crystallized. Here, a single crystal silicon layer 34 is formed by epitaxial growth, and an oxide film 42 serving as an insulating film is formed on the outermost surface.
Is formed.

【0017】この後、この酸化膜41を注入保護膜とし
て単結晶シリコン層34にイオン注入し、n−wel
l、p−wellの形成をおこなう。そして、通常広く
用いられるプロセスを用いて、MOSトランジスタを上
記単結晶シリコン層34を利用して作成する。
Thereafter, ions are implanted into the single crystal silicon layer 34 using the oxide film 41 as an implantation protection film, and n-well is implanted.
1 and p-well are formed. Then, a MOS transistor is formed using the single crystal silicon layer 34 by using a process that is generally widely used.

【0018】この実施の形態2においては、上記エピタ
キシャル成長の工程における酸化膜の形成は、MOSト
ランジスタ形成工程における注入保護膜、絶縁膜形成に
連続させ、または該MOS形成工程の同一工程とするこ
とにより、スループットの向上を期待することができ
る。また、アモルファスシリコン層33は、化学的機械
的研磨(CMP)においてダメージを受けているが、そ
の後にエピタキシャル成長させると同時に最表面を酸化
して酸化膜とすることにより、その酸化膜をイオン注入
の注入保護膜として活用できるばかりか、ダメージを受
けている部分を除去するにはそのための工程が別に必要
であるが、その工程を増すこともなくなる。
In the second embodiment, the formation of the oxide film in the above-mentioned epitaxial growth step is carried out continuously with the formation of the injection protection film and the insulating film in the step of forming the MOS transistor, or by the same step as the step of forming the MOS. Thus, an improvement in throughput can be expected. Although the amorphous silicon layer 33 is damaged by chemical mechanical polishing (CMP), the outermost surface is oxidized into an oxide film at the same time as the epitaxial growth is performed. Not only can it be used as an injection protective film, but a separate process is required to remove the damaged portion, but this process does not increase.

【0019】[0019]

【発明の効果】本発明の半導体装置の製造方法は、基板
の単結晶シリコン層をエピタキシャル成長により形成し
たエピタキシャル層とするものであり、欠陥の少ない基
板を提供できることから、半導体素子例えばMOSトラ
ンジスタの活性領域を該層で形成できるので、バルクシ
リコンに形成するMOSトランジスタにくらべて欠陥の
少ないことによるドライブ電流の増大ができ、かつ分離
耐圧やゲート酸化膜の耐圧が高く素子の高速化、高密度
化に対応が可能である。さらに、化学的機械的研磨によ
りアモルファスシリコン層をその表面を絶縁膜層の表面
と平坦となるように加工するので研磨の制御性が良く、
そしてアモルファスシリコン層をアニールにより単結晶
化するので、スループットが高く生産性が良い。また、
このアニールに際し、酸化性雰囲気中で行うことにより
アモルファスシリコン層をその最表面を酸化して酸化膜
を形成しつつ、単結晶シリコン層をエピタキシャル成長
させるので、この酸化膜をその後のイオン注入の保護膜
として活用できことから、注入保護膜を形成する別の工
程を省略又は短くすることもでき、また、この酸化膜を
絶縁膜として活用することもできる等工程の効率化に期
待されるところ大である。
According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a single crystal silicon layer of a substrate is formed as an epitaxial layer formed by epitaxial growth, and a substrate with few defects can be provided. Since the region can be formed with this layer, the drive current can be increased due to less defects compared to the MOS transistor formed in bulk silicon, and the isolation breakdown voltage and the gate oxide film breakdown voltage are high, so that the speed and density of the element can be increased. Is possible. Furthermore, since the amorphous silicon layer is processed by chemical mechanical polishing so that its surface becomes flat with the surface of the insulating film layer, the controllability of polishing is good,
Then, since the amorphous silicon layer is single-crystallized by annealing, the throughput is high and the productivity is good. Also,
In this annealing, the single-crystal silicon layer is epitaxially grown while oxidizing the outermost surface of the amorphous silicon layer to form an oxide film by performing it in an oxidizing atmosphere, so that this oxide film is used as a protective film for subsequent ion implantation. Therefore, another step of forming an injection protection film can be omitted or shortened, and this oxide film can be used as an insulating film. is there.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態1
の製造工程を説明する断面図である。
FIG. 1 is a first embodiment of a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention;
It is sectional drawing explaining the manufacturing process.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法の実施の形態2
の製造工程を説明する断面図である。
FIG. 2 is a view illustrating a semiconductor device manufacturing method according to a second embodiment of the present invention;
It is sectional drawing explaining the manufacturing process.

【図3】従来の半導体装置の製造方法の工程を説明する
断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図4】従来の半導体装置の製造方法の工程を説明する
断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating steps of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

11、21、31 単結晶シリコン基板 12、22、32 SiO2膜 13、23、33 アモルファスシリコン
層 15、25、34 単結晶シリコン層 42 酸化膜
11, 21, 31 Single crystal silicon substrate 12, 22, 32 SiO 2 film 13, 23, 33 Amorphous silicon layer 15, 25, 34 Single crystal silicon layer 42 Oxide film

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 少なくとも1つ以上の自己整合的素子分
離領域を半導体基板に形成する半導体装置の製造方法に
おいて、 絶縁膜層を半導体基板表面に形成した後該層をパターニ
ングする工程と、 前記絶縁膜層の上にアモルファスシリコン層を堆積した
後化学的機械的研磨を行い前記絶縁膜層の表面が露出す
るよう該アモルファスシリコン層を平坦化する工程と、 前記アモルファスシリコン層をエピタキシャル成長させ
単結晶化させ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。
1. A method of manufacturing a semiconductor device in which at least one or more self-aligned element isolation regions are formed on a semiconductor substrate, comprising: forming an insulating film layer on a surface of the semiconductor substrate and then patterning the insulating film layer; Depositing an amorphous silicon layer on the film layer and then performing chemical mechanical polishing to flatten the amorphous silicon layer so that the surface of the insulating film layer is exposed; and monocrystallizing the amorphous silicon layer by epitaxial growth. A method of manufacturing a semiconductor device.
【請求項2】 非酸化雰囲気中での熱処理により、前記
アモルファスシリコン層をエピタキシャル成長させるこ
とを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方
法。
2. The method according to claim 1, wherein the amorphous silicon layer is epitaxially grown by a heat treatment in a non-oxidizing atmosphere.
【請求項3】 前記アモルファスシリコン層をエピタキ
シャル成長させる前に、前記アモルファスシリコン層の
表面に絶縁膜を形成することを特徴とする請求項1〜2
のいずれかに記載の半導体装置の製造方法。
3. An insulating film is formed on a surface of the amorphous silicon layer before the amorphous silicon layer is epitaxially grown.
The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
【請求項4】 前記アモルファスシリコン層をエピタキ
シャル成長させ単結晶化させる工程は、酸化性雰囲気中
での熱処理により前期アモルファスシリコン層を表面に
酸化膜を形成しつつエピタキシャル成長させ単結晶化さ
せること工程とすることを特徴とする請求項1又は3の
いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
4. The step of epitaxially growing and monocrystallizing the amorphous silicon layer is a step of epitaxially growing the amorphous silicon layer while forming an oxide film on the surface by heat treatment in an oxidizing atmosphere to monocrystallize the amorphous silicon layer. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein:
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