JPS58190040A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPS58190040A
JPS58190040A JP7310582A JP7310582A JPS58190040A JP S58190040 A JPS58190040 A JP S58190040A JP 7310582 A JP7310582 A JP 7310582A JP 7310582 A JP7310582 A JP 7310582A JP S58190040 A JPS58190040 A JP S58190040A
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JP
Japan
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film
silicon
etching
silicon dioxide
dioxide film
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Pending
Application number
JP7310582A
Other languages
English (en)
Inventor
Toshiyuki Ishijima
石嶋 俊之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Nippon Electric Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58190040A publication Critical patent/JPS58190040A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • 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
    • H01L21/763Polycrystalline semiconductor regions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法、特にその素子分離構造
の製造方法に関するものである。
現在、相補型MO8Lランジスタのように深い拡散層領
域をもった素子の高集積化の開発が進んでいる。そして
このような深い拡散層領緘ヲもった素子の高集積化に対
しては、微細素子寸法でかつ深さ方向に対しても十分な
素子分離機能をもった素子分離方法が要求されてくる。
従来半導体基板に溝全形成しこの溝に多結晶シリコン全
埋め込みその多結晶シリコンの一部を酸化して素子間に
絶縁領域を形成する方法はよく知られている。第1図(
al 、 (bl 、 (C) 、 fdlは従来の製
造方法+m明するための図で、主要工程釦おける該絶縁
領域の模式的断面図を順會追って示したものである。
まずシリコン結晶基板11の表面に熱酸化法により二酸
化珪素膜12を形成し、その上に窒化珪素膜13全形成
し、さらに後に溝部となるべき領域以外の領域をホトレ
ジスト膜14で被った。
((a)図) 次いで前記ホトレジスト膜14を耐エツチングマスクと
して溝部上の窒化珪素膜13および二酸化珪素膜12を
エツチング除去しさらにシリコン基板llをエツチング
除去して溝を形成した後ホトレジスト膜14を除去し、
次いで熱酸化法により溝部表面に薄い二酸化珪素膜15
を形成し、次に多結晶シリコン膜16i成長させて溝を
埋めた((b)図)。通常溝を形成するだめのエツチン
グは、横方向の寸法シフトを少くするためにドライエツ
チングが用いられている。
次いで前記多結晶ンリコン膜16に表面よりエツチング
除去してゆきシリコン表面付近でIEめ、溝内部にのみ
多結晶シリコン16′を残した((C)図)。
次いで前記窒化珪素膜13′全耐酸化マスクとして、溝
部に残っているポリシリコンの表面を酸化して厚い酸化
膜17全形成した((d)図)。
しかしながら従来のこの素子分離構造の製造方法は、溝
部に埋められた多結晶シリコンを酸化して溝上部に二酸
化珪素膜を形成する際第1図(d)図に示したようKい
わゆるバーズビークが生じるという重大な欠点を有して
いる。このバーズビークが生じることによって素子形成
領域幅が減少してしまい、マスク寸法に忠実な寸法の素
子間分離領域を形成することが困難であり、高集積化に
対する重大な障害であった。
本発明はこのバーズビークを非常に小さく抑よることに
より設計寸法に忠実な寸法を有する素子領域および素子
分離領域を形成することができ、従って高集積化が可能
な半導体装置の素子分離構造の製造方法を提供すること
全目的としている。
本発明によれば半導体結晶基板表面に窒化珪素膜を形成
し、次いで該窒化珪素膜上に二酸化珪素膜を形成し、次
いで該二酸化珪素膜上に後IKmk形成するべき領域以
外の部分に耐エツチング膜を形成し、次いで前記二酸化
珪素膜、前記窒化珪素膜を各々エツチング除去した後さ
らに前記耐エツチング膜およびエツチングされないで残
った前記二酸化珪素膜を耐エツチングマスクとして前記
半導体結晶基板をエツチングして溝全形成し、次いで前
記耐エツチング膜を除去し、次いで熱酸化法により前記
溝部の表面に二酸化珪素膜を形成し、次いで多結晶シリ
コンを成長させて前記溝部を埋め、次いで前記多結晶シ
リコンを前記窒化珪素膜上に形成された前記二酸化珪素
膜表面までエツチング除去してゆき表面を平担にし、次
いで前記窒化珪素膜上に形成された前記二酸化珪素膜を
エツチング除去し、次いで前記窒化珪素膜を耐酸化マス
クとして前記溝部の前記多結晶シリコンの表面を酸化す
ることを特徴とする半導体装置の製造方法を得る。
以下本発明の典型的な一実施例について第2図を用いて
詳釘る。
第2図fa) 、 (b) 、 fc) 、 fd) 
、 (e) 、 (f)は該−実施例を説明するだめの
図で主要工轡における絶縁領域の5− 模式的断面図全順を追って示した図である。
まず半導体結晶基板としてP型シリコン結晶基板21を
用いその表面に熱酸化法により二酸化珪素膜22を形成
し、さらKその表面にCVD法により窒化珪素膜23お
よび二酸化珪素膜23At”各々形成した後、その上に
溝部形成領域以外の部分をホトレジスト膜24で被った
((a)図)。
次いで前記ホトレジスト膜24を耐エツチングマスクと
して前記二酸化珪素膜23A、前記窒化珪素膜23.前
記二酸化珪素膜22i各々エツチング除去し、さらに前
記ホトレジスト膜24および前記二酸化珪素膜23A’
を耐エツチングマスクとして前記シリコン基板21をエ
ツチング除去し111Aを形成した後前記ホトレジスト
膜24會除去した(市)図)。1llAt−形成するエ
ツチングはエツチングの際横方開拡がりの小さい反応性
スパッタエツチング等のドライエツチングを用いるのが
好ましい。
次いで前記溝Aの表面に熱酸化法によυ二酸化珪素膜2
5f:形成し、さらに溝Aの底部にチャン6− ネルストッパとして基板と同一導電型不純物として例え
ばボロンB’l(イオン注入し、次にウェハー全体K(
uD法により厚い多結晶のシリコン26み多結晶シリコ
ン26′ヲ残した((d)図)。
次いで前記二酸化珪素膜23人′會エツチング除去した
((e)図)。
次いで前記窒化珪素膜23′を耐酸化マスクとして熱酸
化法により溝部に形成した前記多結晶シリコン26′ヲ
酸化し、@人の上部に厚い二酸化珪素膜27i形成した
((f)図)。
本発明は第2図(a)に示す通り窒化珪素膜23の一ヒ
に二酸化珪素膜23人を形成するところに従来製造方法
との大きな相違がある。この二酸化珪素膜23A71i
:形成することKより溝に埋めた多結晶シリコンの表面
の高さを容易にその周囲のシリコン基板表面の高さより
高くすることができるため、次の熱酸化によって溝hs
K二酸二酸化珪素膜酸形成際に二酸化珪素膜の素子領域
へのしみ込み即ちバーズビークを非常に小さく抑えるこ
とができるという効果がある。従来の製造方法である二
酸化珪素膜、及びその上に形成した窒化珪素膜という2
層構造ではシリコン基板の界面よ膜上に多結晶シリコン
を残すことは、成長させる多結晶7す:+777) M
 FJのバラツキにより非常に困難でアル。
又従来方法によシ本発明と同じような効果音生み出そう
として二酸化珪素膜および窒化珪素膜の膜厚を厚くした
時には好ましくない結果しか得られない。
即ち下地の二酸化珪素膜を厚くした時は後にこの二酸化
珪素膜を除去する際にせっかく厚く形成した溝上部の二
酸化珪素膜が薄くなるという欠点が生じる0又窒化珪素
膜を厚くすると膜形成時および熱酸化の際に7リコンウ
エノ・−と該窒化珪素膜と熱膨張係数差によりシリコン
基板ノz + K欠陥が生じるという欠点がある。さら
に本実施例では窒化珪素膜上に形成した二酸化珪素膜に
は、3μm以上の深いSt影形成る際に耐エツチングマ
スクとなる効果もある。実施例でも述べたように溝形成
時においては、サイドエツチング量を小さくするために
ドライエ、チング技術を用いるのが望ましいが、深い溝
全形成する時にホトレジストがエツチングさnて耐エツ
チングマスクとしての働きをなさないことがある。この
時でも本発明においてはその下の二酸化珪素膜がホトレ
ジストの代わりに耐エツチングマスクとなり容易に深い
溝の形成が可能となる。
以上本発明の一実施例としてP型シリコン基板を用いて
説明したが、本発明がP型とN型とを入れ替えても可能
なことは当然である。
また本実施例では窒化珪素膜上の二酸化珪素膜をエツチ
ングするとき工、チングのマスクとしてホトレジストヲ
用いたが窒化珪素膜1.多結晶シリコン膜等でもよい。
又本発明は相補型MO8)ランジスタのように深い拡散
層領域をもった素子における素子分離に適用さnた時に
最もその特徴を生かすことができるが、一方通常の浅い
拡散層領域をもった素子例9− L Id nチャンネルMOSトランジスタを用いたも
のKおける素子分離に適用しても、本発明が高集積化に
適した素子分離法であることは言うまでもない。
以上述べた通p本発明によれば、累子分#構造全形成す
る際二酸化珪素膜の素子領域へのしみ込み量が非常に小
さく抑えられマスク寸法に忠実な素子分離が可能となり
、さらに深い拡散層領域をもった素子においても素子分
#幅を広くとる必要はなく高集積化に適した、半導体装
置の素子分離構造の製造方法が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図(at fbl (c) (dlの各図は、従来
知られている製造方法によって禦子間分離領域の形成を
行なったときの生卵工程における素子分離領域の断面を
順を追って示した模式的断面図であり、第2図(a) 
(bJ(c) (d) (el ff)の各図は、本発
明の一実施例を説明するための図で主要工程における素
子分離領域の断面を順を追って示した模式的断面図であ
る。 10− 図において各記号はそれぞn次のものを示すOll:シ
リコン基板、12:二酸化珪素膜、13.13’ :窒
化珪素膜、14:ホトレジスト膜、15:二酸化珪素膜
、16.16’:多結晶シリコン、17:二酸化珪素膜
、21:シリコン基板、22゜22′二二酸化珪素膜、
23.23’:窒化珪素膜、23A、23A’:二酸化
珪素膜、24:ホトレジスト膜、25:二酸化珪素膜、
26.26’:多結晶シリコン、27:二酸化珪素膜、
A:1l11.B:チャンネルストノパ。 代Il!人プIJ11!士 内 原  晋11− <a) <4) すf 図 (才) 才2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体結晶基板表面に窒化珪素膜全形成し、次いで該窒
    化珪素膜上に二酸化珪素膜を形成し、次いで該二酸化珪
    素膜上に後1c溝全形成するべき領域以外の部分に耐エ
    ツチング膜を形成し、次いで前記二酸化珪素膜、前記窒
    化珪素Mを各々エツチング除去した後さらに前記耐エツ
    チング膜およびエンチングさnないで残った前記二酸化
    珪素膜を耐エツチングマスクとして前記半導体結晶基板
    をエツチングして溝を形成し、次いで前記耐エツチング
    膜を除去し、次いで熱酸化法により前記溝部の表面に二
    酸化珪素膜を形成し、次いで多結晶シリコン全成長させ
    て前記溝部を埋め、次いで前記多結晶シリコンを前記窒
    化珪素膜上に形成さnた前記二酸化珪素膜表面までエツ
    チング除去してゆき表面を平担にし、次いで前記窒化珪
    素膜上に形成された前記二酸化珪素膜をエツチング除去
    し、次いで前記窒化珪素膜全耐酸化マスクとして前記鍔
    部の前記多結晶シリコンの表面を酸化することを特徴と
    する半導体装置の製造方法。
JP7310582A 1982-04-30 1982-04-30 半導体装置の製造方法 Pending JPS58190040A (ja)

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