JPS59217339A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPS59217339A
JPS59217339A JP9264283A JP9264283A JPS59217339A JP S59217339 A JPS59217339 A JP S59217339A JP 9264283 A JP9264283 A JP 9264283A JP 9264283 A JP9264283 A JP 9264283A JP S59217339 A JPS59217339 A JP S59217339A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
mask material
mask
material film
etching
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.)
Granted
Application number
JP9264283A
Other languages
English (en)
Other versions
JPH0562463B2 (ja
Inventor
Ryozo Nakayama
中山 良三
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP9264283A priority Critical patent/JPS59217339A/ja
Publication of JPS59217339A publication Critical patent/JPS59217339A/ja
Publication of JPH0562463B2 publication Critical patent/JPH0562463B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/762Dielectric 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
    • H01L21/76229Concurrent filling of a plurality of trenches having a different trench shape or dimension, e.g. rectangular and V-shaped trenches, wide and narrow trenches, shallow and deep trenches

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (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)
  • Drying Of Semiconductors (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】 〔発明の技術分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に微細化が進
んだ集積回路の素子分離技術の改良に関する。
〔発明の技術的背景とその問題点〕
半導体集積回路の高集積化、素子の微細化が進むにつれ
、従来の素子分離技術では種々の問題が生じてきている
。そこで従来一般に行われていた選択酸化法(LOCO
8)に代り、基板の素子分離領域をエツチングして凹部
を形成し、この凹部に表面が平坦になるように絶縁膜を
埋込む素子分離法が提案されている。その−例の基本工
程を第1区を用いて説明する。まず81基板11に選択
的に凹部12(12a、12b、・・−)全形成し、そ
の後全面にCVD法により絶縁膜13を堆積し、その表
面をスピンコード法によるレジスト膜14で平坦化する
(a)。この後レジスト膜14と絶縁膜13を、両者に
対してエツチング速度が等しい争件に設定された反応性
イオンエツチング法(RIE )により基板表面が露出
するまで全面エツチングする(b)。この後周知の工程
で所望の素子を形成する。
ところがこの方法では、幅の狭い例えば凹部12bでは
絶縁膜13が完全に埋込まれて表面も平坦化されるが、
幅の広い凹部12a、12c等ではレジスト膜14によ
る平坦化が完全ではなく絶縁膜13が薄くなってしまう
。またレジスト膜14と絶縁膜13をRIE法により全
面エツチングして基板表面を露出させるため、その基板
表面がダメージを受け、このままでは素子特性に影響を
与えるからダメージ層を除去する伺らかの工程を必要と
する。また広いフィールド領域では絶縁膜が薄くなるた
め、この上を走る配線と基板間の容量が大きくなり半導
体装置の動作速度が遅くなる。
〔発明の目的〕
本発明は上述した従来法の欠点を改善したもので、簡単
な工程で絶縁膜の平坦化埋込みを可能とし、しかも素子
形成領域の基板表面にダメージを与えることなく、エツ
チングのマージンを大きくとれるようにした素子分離技
術を用いた半導体装置の製造方法を提供することを目的
とする。
〔発明の概要〕
本発明の方法は、まず半導体基板のフィールド領域に凹
部を形成する際に、予め素子形成領域表面にRIEに対
して耐性を有する第1のマスク材料膜を形成しておく。
そしてこの第1のマスク材料膜を残したまま凹部が形成
された基板全面に絶縁膜を堆積する。次にこの絶縁膜表
面にはRIEに対して耐性を有する第2のマスク材料膜
を全面に形成し、この後平坦化膜にょシ表面の平坦化を
行う。そしてRIEにより全面エツチングして第2のマ
スク材料膜のうち素子形成領域上の部分を露出させ、こ
の露出した第2のマスク材料膜を前記平坦化膜をマスク
として選択エツチングする。この後、残された第2のマ
スク材料膜をマスクとしてRIEによシ前記絶縁膜をエ
ツチングする。このエツチングは第1のマスク材料膜が
ストッパとなるから、素子形成領域がダメージを受ける
ことはない。こうしてフィールド領域に平坦に絶縁膜を
埋込んだ構造を得た後、素子形成領域上に残る第1のマ
スク材料膜を溶液エツチング等により除去して所望の素
子形成工程に入る。
本発明において平坦化膜によシ表面の平坦化を行うには
、■絶縁膜を単層とした場合には、平坦化膜を二層とし
て、まず第1の膜を幅の広い凹部に写真食刻法を用いて
残置させて荒く平坦化し、次いで幅の狭い凹部および第
1の膜周辺の溝を埋込むように第2の膜で平坦化する方
法、■絶縁膜を二層として、第1の膜により幅の広い凹
部を埋めて荒く平坦化し、次いで第2の膜を全面に堆積
し、平坦化膜を単層とする方法、のいずれかを採用する
、ことが望ましい。
〔発明の効果〕
本発明によれば、絶縁膜上の第2のマスク材料膜をフィ
ールド領域上にのみ自己整合させてAl l−ニンクシ
、ソのマスクパターンヲ用いて絶縁膜を選択エツチング
するから、幅の広いフィールド領域上でも絶縁膜を薄く
することなく、フィールド領域に平坦に絶縁膜を埋込む
ことができる。しかも上記マスクパターンが自己整合で
形成されるため、マスク合せずれを見込んだ余分な領域
を必要とせず、素子の微細化が図られる。また平坦化膜
で平坦化した後、全面エツチングを行うのは第2のマス
ク材料膜を選択的に露出させる工程であり、エツチング
の対象が平坦化膜のみであるから、この工程でのRIE
の条件制約が少なく、高速のRIEを用いることができ
る。更に絶縁膜エツチングをRIEで行う際、素子領域
表面には第1のマスク材料膜があってこれがストッパと
なるから、素子形成領域表面にダメージ層が形成される
こともない。
〔発明の実施例〕
本発明の一実施例を第2図(、)〜(h)を用いて説明
する。まず(100)n型St基板21を用い、その上
に熱酸化によりS iO2膜;qt@3o ol程度形
成し、更にその上に第1のマスク材料膜としてシランガ
スを用いたCVD法により多結晶シリコン膜2J’12
000X程度形成する(、)。この後、写真食刻法によ
りフォトレジスト膜24を素子形成領域上に形成し、こ
れをマスクとしてCF  ガスと02ガスを用いたプラ
ズマエツチングにより多結晶シリコン膜23をエツチン
グし、続いて多結晶シリコン膜23fjcマスクとして
S iO2膜22をエツチングしてフィールド領域全露
出させ、チャネルストッ・々を形成するイオン注入層2
51を、40 keV 、 3X10  cm  の条
件で形成する(b)。その後、レジスト膜24をマスク
としてCF4ガスを含むRIFJにより基板211  
  をエツチングして深さ0.・5μm程度の凹部を形
成し、再度イオン注入を行ってフィールド反転防止層と
なるイオン注入層252を形成する(C)。
先のイオン注入層251はエツチングした凹部の側壁に
わずかに残シ、これがチャネルストッパ層と々る。この
後レジスト・ぐターン24を除去し、熱酸化によυ30
0X程度の8102膜(図示せず)を形成した後、Si
H4と02を含むガスを用いたCVD法によりフィール
ド絶縁膜となる厚さ0.7μm程度の5IO2膜26を
堆積し、続いて81H4ガスを用いたCVD法により第
2のマスク材料膜となる多結晶シリコン膜27を全面に
0.1μm程度形成する(d)。この後表面の平坦化を
行う。
即ちまず写真食刻法により比較的幅の広い凹部内に選択
的に第1のフォトレジスト膜281を形成して表面を荒
く平坦化し、次いでスピンコード法によって第2のフォ
トレジスト膜282を全面に形成してほぼ完全な平坦化
を図る(e)。
この後、CF4.ガスを用いたRIE法により全面エツ
チングを行い、多結晶シリコン膜27の素子形成領域上
の部分を露出させる(f)。そして残されたフォトレジ
スト膜281,282をマスクとしてCF4ガ・スーと
02.ガスを用いたCDIによシ露出した多結晶シリコ
ン膜27をエツチング除去し、次いで硫酸と過酸化水素
の混合液でフォトレジスト膜281 + 282を除去
した後、残された多結晶シリコン膜27をマスクとして
CF4ガスを用いたRIE法によりS s O2膜26
をエツチングして素子形成領域上の多結晶シ】ノコン膜
23を露出させる(g)。その後、CDEを用いて多結
晶シリコン膜23.27f除去し、更にNH2Fを用い
て5102膜22を除去して、基板21の凹部にのみS
 iO2膜26が埋込まれた状態を得る(h)。
この後は図示しないが、通常の素子形成工程に入る。例
えばS iO2膜26で分離された領域にゲート酸化膜
を介して多結晶シリコンからなるケ゛−ト電極を形成し
、イオン注入によりソース。
ドレインを形成してMOSデノ々イスを作ル。
この実施例によれば、8s02膜をRIEによりエツチ
ングする際にフィールド領域上の810□膜をおおう多
結晶シリコンからたるマスクおよびこのエツチングの際
に素子形成領域表面のダメージを防ぐための多結晶シリ
コンからなるマスクは、いずれも自己整合的に形成され
るから、マスク合せずれのための余裕を必要とせず工程
も簡単である。また、素子形成領域の基板表面がRIE
によりダメージを受けることがなく、素子の信頼性が向
上する。またフィールド領域のSlO膜はエツチングさ
れないため、第2図(h)に示すようにわずかに盛り上
った状態に埋込むことができ、素子領域周辺での電界集
中が防止される。このことは例えば微細MOSデノ々イ
スを作っり場合のサブスレッシールド電流の異常な増大
を防止する上で有効である。更にこのフ(−ルド領域の
5tO2膜の盛り上りは、後のエツチング工程での膜厚
減少の影響を少なくすることができ、フィールド領域上
を走る配線の浮遊容量を十分率さいものとすることがで
きる。また5102膜のRIEによるエツチングは、ス
トツ/ぐとして働く多結晶シリコン膜があるためオー/
ぐエツチングが許される。例えばRIEの選択比が多結
晶シリコン対5102膜=1対20であるとすると、多
結晶シリ−コン膜2000iiエツチングする時間で5
102膜は約4μmエツチングされることにな9、実際
のS i 02膜を0.7μmとすれば約5.7倍のオ
ーバエツチングができる。このことはエツチングのマー
ジンが広くなり、エツチング制御性が向上することを意
味する。また実施例では素子形成領域の基板表面にある
熱酸化5102膜をNH4Fによりエツチングしており
、これによりフィールド領域に残されるS 102膜の
角が丸くなるので、このことも電界集中防止に効果があ
シ、また配線の断切れ防止にも有効となる。
本発明は上記実施例に限られない。例えば実施例では、
素子形成領域を保護する第1のマスク材料膜として熱酸
化5102膜を介して多結晶シリコン膜を形成したが、
多結晶シリコン膜に代ってAt膜+ SiN膜などを用
いることができる。
At膜やSiN膜を用いる場合には下地に5IO2膜を
必ずしも必要としない。第2のマスク材料膜と1   
 しても同様に他の物質を用いることが可能である。
また実施例ではフィールド領域に埋込む絶縁膜としてC
VDにょる8102膜を用いたが、SIN 。
At20. 、 Tag、 、 PSG 、 BSG 
、 BP8G r As8Gなどを用いてもよく、又こ
れらの組合せを用いてもよい。
また・フィールド領域上に選択的に残した第2のマスク
材料膜はそのままフィールド絶縁膜の一部として最後ま
で残してもよい。また第1のマスク材料膜である多結晶
シリコンとその下地の熱酸化5102膜は、そのままダ
ート電極とダート絶縁膜として利用することも可能であ
る。
また平坦化膜としても、フォトレジスト膜の他、CVD
法による各種絶縁膜やポリイミド膜。
スピンオングラス等を用いることができる。
更に実施例では、凹部を側壁が垂直となるようにエツチ
ングしたがテーパ付き四部としてもよい。凹部側壁が8
0〜45°程度のテーノ千を有する場合には、チャネル
ストッパを形成するイオン注入工程が1回で済む利点が
得られる。また、凹部側壁が垂直状又はチー74−がつ
いており、かつその際に凹部底面の角が曲線状に丸まっ
ていてもよい。この様にすれば凹部に埋め込んだCVD
−8102と基板間との歪によシ凹部角から基板に結晶
欠陥が発生するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a) 、 (b)は従来法の製造工程を示す図
、第2図(−)〜(h)は本発明の一実施例の製造工程
を示す図である。 21・・・Si基板、22・・・熱酸化SiO2膜、2
3・・・多結晶シリコン膜(第1のマスク材料膜)、2
4・・・フォトレジスト膜、251  r 262・・
・イオン注入層、26・・・CvDSIO2膜、27・
・・多結晶シリコン膜(第2のマスク材料膜)、281
 。 282・・・フォトレジスト膜。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 半導体基板の素子形成領域に選択的に反応性イオンエツ
    チングに対して耐性を有する第1のマスク材料膜を形成
    してフィールド領域に凹部を形成する工程と、前記第1
    のマスク材料膜を残したまま基板全面に絶縁膜を堆積す
    る工程と、堆積された絶縁膜の表面全面に反応性イオン
    エツチングに対して耐性を有する第2のマスク材料膜を
    形成する工程と、この第2のマスク材料膜表面の凹凸を
    平坦化する平坦化膜を形成する工程と、この平坦化膜を
    反応性イオンエツチングにより全面エツチングして前記
    第2のマスク材料膜のうち素子形成領域上の部分を露出
    させる工程と、残された平坦化膜をマスクとして露出し
    た第2のマスク材料膜を選択エツチングする工程と、残
    された第2のマスク材料膜をマスクとして反応性イオン
    エツチングにより前記絶縁膜を選択エツチングして、前
    記第1のマスク材料膜を露出させる工程と、露出した第
    1のマスク材料膜を除去して基板表面に素子を形成する
    工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法
JP9264283A 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製造方法 Granted JPS59217339A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9264283A JPS59217339A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP9264283A JPS59217339A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS59217339A true JPS59217339A (ja) 1984-12-07
JPH0562463B2 JPH0562463B2 (ja) 1993-09-08

Family

ID=14060101

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP9264283A Granted JPS59217339A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS59217339A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61141171A (ja) * 1984-12-14 1986-06-28 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH01276641A (ja) * 1988-03-24 1989-11-07 Motorola Inc 半導体デバイスの製造方法
JPH0366145A (ja) * 1989-07-28 1991-03-20 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体装置
JPH03148155A (ja) * 1989-10-25 1991-06-24 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 誘電体充填分離トレンチ形成方法
JPH06177236A (ja) * 1992-08-31 1994-06-24 Hyundai Electron Ind Co Ltd トレンチ構造の素子分離膜の製造方法
KR970030214A (ko) * 1995-11-06 1997-06-26 김주용 웨이퍼 평탄화 방법

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5320873A (en) * 1976-08-11 1978-02-25 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5320873A (en) * 1976-08-11 1978-02-25 Hitachi Ltd Semiconductor integrated circuit device

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61141171A (ja) * 1984-12-14 1986-06-28 Toshiba Corp 半導体装置の製造方法
JPH01276641A (ja) * 1988-03-24 1989-11-07 Motorola Inc 半導体デバイスの製造方法
JPH0366145A (ja) * 1989-07-28 1991-03-20 American Teleph & Telegr Co <Att> 半導体装置
JPH03148155A (ja) * 1989-10-25 1991-06-24 Internatl Business Mach Corp <Ibm> 誘電体充填分離トレンチ形成方法
JPH06177236A (ja) * 1992-08-31 1994-06-24 Hyundai Electron Ind Co Ltd トレンチ構造の素子分離膜の製造方法
KR970030214A (ko) * 1995-11-06 1997-06-26 김주용 웨이퍼 평탄화 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JPH0562463B2 (ja) 1993-09-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5989977A (en) Shallow trench isolation process
JPH07193121A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10303290A (ja) 半導体装置の素子分離方法
JPH06318687A (ja) Soiウェーハの形成方法
JPH0214782B2 (ja)
JPH09129877A (ja) 半導体装置の製造方法、絶縁ゲート型半導体装置の製造方法および絶縁ゲート型半導体装置
JPH0427702B2 (ja)
JPS59217339A (ja) 半導体装置の製造方法
US6849521B2 (en) Method for manufacturing a semiconductor device
JPS61247051A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0969500A (ja) 半導体装置の製造方法
JP4989817B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JPH10289946A (ja) 半導体装置の製造方法
US7468298B2 (en) Method of manufacturing flash memory device
JPH07111288A (ja) 素子分離の形成方法
JP3483090B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04209534A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH09289245A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100520196B1 (ko) 반도체 장치의 소자 분리막 형성방법
JPS5976442A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH09306985A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH10144660A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS60161632A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH05190565A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100532839B1 (ko) 반도체 제조공정의 샐로우 트렌치 형성방법