JPS60111437A - 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
JPS60111437A
JPS60111437A JP21859083A JP21859083A JPS60111437A JP S60111437 A JPS60111437 A JP S60111437A JP 21859083 A JP21859083 A JP 21859083A JP 21859083 A JP21859083 A JP 21859083A JP S60111437 A JPS60111437 A JP S60111437A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
substrate
insulating film
etching
sio2
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.)
Pending
Application number
JP21859083A
Other languages
English (en)
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 JP21859083A priority Critical patent/JPS60111437A/ja
Publication of JPS60111437A publication Critical patent/JPS60111437A/ja
Pending 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】 〔発明の属する詳細な説明〕 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。
〔従来技術とその問題点〕
半導体集積回路の高集積化、素子の微細化が進むにつれ
て、素子分離も微細化の必要が出て来た。
従来の選択酸化法(LOGOS)ではバーズビークが発
生するため2μm以下の素子分離は困難となっている。
このLOGOSに代わり、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
うに絶縁膜を址め込む素子分離法(BOX )が提案さ
れている。その一例の基板工程を第1図(a)〜(c)
を用いて説明する。
まず、Si基板(1)に選択的に凹部を形成し、その後
、全面にQ0法によりS io 2膜伐)を堆積し、そ
の表面にスピンコード法により、レジスト膜(3)で平
坦化する(a図)この後、レジスト膜(3)とS io
2膜(2)を両者に対してエツチングレートが等しい条
件に設定された反応性イオンエツチング法(RIE)に
よシ、基板表面が露出するまで、全面エツチングする(
b図)この後周知の工程で所望の素子を形成する。
しかしながらこの方法では、絶縁膜(2)を表面からエ
ツチングして、St基板凸部表面が露出した時エツチン
グを終了する訳であるが、この制御が難かしい。すなわ
ち、絶縁膜(2)の膜厚のバラツキとRIEのバラツキ
があるため、必ずオーバーエツチングを行なう必要があ
り、このオーバーエツチングのためにSt基板凸部表面
よりも絶縁膜表面の高さが低くなってしまう。(0図参
照)。
このために、完全な平坦化は不可能であり製造工程のマ
ージンも少ない。またSt基板凸部表面付近での電界集
中によりs gogId Vg特性のリーク電流が増加
する等のトランジスタ特性の劣化も引き起こしてし捷う
欠点がある。
〔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、エッ
チバックの際、絶縁膜の下部にエツチングレートの遅い
第2の絶縁膜を形成する事により、エッチバックのマー
ジンを広げるとともに、Sj基板凸部のフィールド絶縁
膜の膜べりを防止するように素子の信頼性と歩留り向上
を可能とした製造方法を提供する事を目的とする。
〔発明の概、要〕
本発明は捷ず、半導体基板に耐エツチングマスクを形成
して半導体基板のフィールド部に凹部を形成した後、基
板全面に凹部の段差と同等もしくはこれ以上の膜厚を有
する第1の絶縁膜を堆積する。そして、この絶縁膜の前
記フィールド領域上に例えば、通常の写真蝕刻法により
、凹部の段差より厚いスペーサ膜を選択的に形成する。
この後、全面に流動性物質膜を形成して前記基板表面を
平坦化する。そして、前記流動性物質膜とスペーサ膜を
マスクにSt基板凸部の第1の絶縁膜のSt基板の界面
近くのみに、イオン注入法により、不純物を導入してR
IEに対するエツチングレートの遅い第2の絶縁層を形
成する。
この後、前記第1の絶縁膜に対するエツチングレートが
スペーサ膜に対するそれよりも同程度が、それよりも大
きいエツチング法を用いて、全面をエツチングする。こ
のエツチング法では、第2の絶縁層はエツチングレート
は、第1の絶縁膜よりかなり遅いか、エツチングされな
いものとする。
このエツチング法を用いて、第2の絶縁層を露出するま
でエツチングする。この後、第2の絶縁膜の一部あるい
は、全部をエツチングして、si基板表面を露出させる
。こうして、平坦に埋め込まれた絶縁膜で分離された素
子形成領域に所望の素子を形成する。
〔発明の効果〕
本発明によれば、平坦にエッチバックする時、第2の絶
縁層がエツチングのストッパーとして働くため、エッチ
バックのオーバエツチングが可能であり、完全に平坦な
埋め込みが容易に再現性良く形成できエツチング条件の
マージンも広がる。
すなわち絶縁膜の膜厚のバラツキ柑、エッチンクノハラ
ッキ等を気にしなくて済む。
さらに、この第2の絶縁膜をフィールド領域上部に残す
事により、その後のエツチング処理によるフィールド膜
減りも減少させる事が出来るので、Sj基板凸部の段差
が無く又は少なく出来るだめここで発生する寄生チャネ
ルの発生が防止出来、トランジスタ特性での、10gI
d−Vg4?性のリーク電流の増加も防止出来る。
従って本発明によれば、再現性良く、制御良く、埋め込
み工程が行なえるので、半導体装置の歩留り、および信
頼性が向上する。
〔発明の実施例〕 以下本発明の一実施例を第2図を参照して説明する。捷
ず、面方位(財)、比抵抗6〜12Ω−傭のp型St基
板21を用意して、この上に耐エツチングマスク兼イオ
ン注入マスクとなる例えば、4000XのSiO2膜を
形成し、これを素子形成領域にのみ残して、反応性イオ
ンエツチング法により、フィールド領域に0.6μm程
度の凹部を形成する。続いて例えばB+イオンを35K
eVでlXl0”’/d程度イオン注入して、チャネル
ストッパとなる2層22を形成する。次に5j02膜を
除去した後、必要ならば200A程度の熱酸化膜を形成
した後、基板全面に例えば、 CVI)による5i02
膜i:43)を約(1,8μ角形成する。次にSiO2
膜123)表面の四部上部にスペーサ膜としてCVD法
による5i02膜124)を写真蝕刻法により選択的に
形成する。その後流動性物膜としてリンを2xto21
./i以上含むPSG膜(ハ)を1. Otlm F4
度形成した後、熱処理例えば1000’020分、N2
ガス中を行なう事により、 PSG膜(2■を流動させ
て基板表面を平坦にする(第2図(a))。
次に例えばイオン注入法により、N″−(窒素イオン)
を1×10 /77膜イオン注入する。その後必要なら
ば例えば、1000’イー1.N2中、20分の熱処理
を行なう。そして、Si基板凹部では5iOzf231
の上部に、Si基板凸部では5i02膜(ハ)の下部に
S iO2とN2の複合物C26)を形成する。この複
合物は、SiNと似た耐エツチング特性を示す。
この後、フレオン系ガスを用いたRIgにより、全面エ
ツチングを行なう。この時のエツチング条件は、S i
O2膜(24)とPSG膜125)はほぼ等しいぐらい
、複合物(20に対しては5102膜(24)、PSG
膜(2つより2倍以上遅くなるように設定する。
とのRIEで、複合物(ハ)表面が露出するまでエツチ
ングする。(第2図C図)その後、例えばリン酸を18
0°C以上に温めだエツチング液を用いて、複合物(ハ
)を除去する(第2図d図参照)。
その後、通常の工程に従いM)SFETを形成する。
本実施例によれば、複合物(イ)でエツチングをストラ
グさせる事が出来るので、エツチング工程でのフィール
ド絶縁膜の膜ペリは無い。
寸だ、第2図dの工程後、凸部のSi基板をエツチング
しても良い。これによりSi基板にN等の打込み不純物
が残留する場合は取り去る事が出来る。この工程後は、
Si基板凸部表面より、フィールド絶縁膜が盛り上がっ
て形成されるpで、寄生チャネルの発生の防止にはより
効果がある。
〔発明の他の実施例〕
本発明の他の実施例を第3図を用いて説明する。
才ず%Pm5t基板Gηを用意して、この上に、耐エツ
チングマスク兼イオン注入マスクとなる例えば熱酸化膜
G邊と約3000Aの(至)によるPo1y−8t膜C
(3)を素子領域のみに写真蝕刻法により選択的に残置
させる。その後、フレオン系ガスを用いたRIEに」=
シ、フォトレジスト(図示してい冷・い。Po1y−8
tc!3上のみに残置しである)ケマスクにフィールド
領域のSi基板01)をエツチングして、0.6μm程
度の凹部を形成する。絖いて、例えば、Bイオンを;−
35KeV X 10 /ad程度、イオン注入して、
四部にチャネルストッパとなるP層04)を形成する。
その後、フォトレジストを除去する。次に必要ならば、
20OA程度の熱酸化膜を凹部に形成する。次に基板全
面に例えば(至)法による5i02膜(伺を0.8μm
程度形成する。
次に5i0211i(3■表面の凹部上部にスペーサ膜
として(至)によるS io2膜を0,8μm程度、写
真蝕刻法により選択的に形成する。その後、流動性物膜
としてリンを2 X 10” /crd以上含むPSG
膜(3力を10μm程度形成した後、熱処理例えば、9
00’O。
wet02 、30分を行71+てPSG膜(37)を
流動させて基板表面を平坦化する。(第3図a) 次に例えば、イオン注入法により、N+イオンをlXl
0 /cIIl程度イオン注入する。その後必要ならば
熱処理900’0. N2 、40分根度を行なう。そ
して、Si基板凹部ではSiO2膜C351上部に81
基板凸部では5i02膜051の下部に5i02とN2
の複合物(至)、約2000A程度を形成する。(第3
図b)この複合物(3印の耐エツチング特性はSiNと
同様の特性を示す。
この後、例えばCF4ガスとH2ガスを含むガスを用い
たRIEにより、全面をエツチングして、複合膜(至)
とpoly−8t (33)を露出する。このエツチン
グ条件は、5i02膜C(9IPSG膜0ηは同程度の
エツチングレートであり、複合膜(晒とpoly−8t
膜G■はeよとんどエツチングされない様に設定する。
(第3図C) その後例えば、CF4ガスと02ガスを含むケミカルド
ライエッチ(CDE )により、poly−st(ハ)
のみをエツチングし、ざらに弗酸のエツチング液により
熱酸化膜(3りのみを除去する事により、 Si基板凸
部表面を露出させる。(第3図d) この後、必要ならば%複合膜(財)をリン酸を180°
C以上に熱したエツチング液で除去しても良い。
この後、通常の工程に従ってMOS l”ETを形成す
る。
本実施例を用いれば、Sl基板凸部は、poly−8i
で保睦されているので、 RIEによるダメージ層が形
成される心配はない。
また、このpoly−si (33)があるので、N+
のイオン注入の時のSt基板Gυへの計のつきぬけを防
止出来るので、イオン注入のマージンが拡大される。
本発明によりCVD−6i02膜の膜べりが2000X
程度もあったものがOAもしくは半分以下に抑える事が
可能となる。本発明は他に変形する事が出来る。
例えば、Nイオンの代わりに、Aeイオンを単独あるい
は0(酸素)イオンと絹み合わせてイオン注入して、ア
ルミナ膜を形成する事により同様の効果が得られる。ま
た他のイオンでもイオン注入する事により同様の効果が
得られればいい。例えば、フィールドの絶縁膜にSiN
を用いた時はOイオンをイオン注入してSiNとO0複
合膜を形成すれば良い。まだアルカリ土類金属例えばM
g、Ca等のイオンでも良い。またドライであるRIE
でエッチバックしたが、■4F等の液体を用いても・良
い。またフィールド領域に埋め込む絶縁膜としてスパッ
タ法、プラズマQの法による5102 II +SiN
膜、 poly−si膜、 AA203膜、またはこれ
らの複合膜が用い得る。又poly−si(ハ)の代わ
りに5iNA1203等も用い得る事が出来る。
まだ他の実施例の一例を第4図を用いて説明する。P−
8t基板上(41)に熱酸化膜(421とPo 1y−
8i (431を選択的に形成し、これをマスクにSt
基板を0.6μm程度エツチングした後、チャネルスト
ッパ層(何をイオン注入で形成し、全面にCVD法によ
るSiO2を形成する。(ここまでは第3図で示したも
のと同じ工程)その後、例えばNイオンを1Xto /
d程度イオン注入して、複合膜+460を形成する。こ
の時、St基板凹部にも形成される( 46b )が、
これは電気的には絶縁膜と同じで何ら問題なく、チャネ
ルストッパーの方が拡散系数が大きいために、後の工程
の熱処理で、複合膜(46b)を包み込むように形成さ
れるので、チャネルストッパも問題ない。この後、ポリ
エスチレン系しジス) (47)を全面に形成して基板
表面を平坦にした後、CF4と02ガスを用いたRIE
を用いてエッチバックして、T)o xy−8i (4
3)表面を露出させる。その後、poly−si(43
と熱酸化膜(421を除去して凸部St基板表面を露出
させる。
この方法によれば、複合膜を形成した後に、平坦化をす
るので、流動性物膜として低温で行なえるフォトレジス
ト、ポリイミド、スピンオングラス等が用いられる。
まだNMO8で説明したが、 0MO8、SO8、バイ
ポーラ3次元IC等に応用出来る。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(c)は従来の素子分離技術の製造工程
の断面図、第2図(a)〜(d)、第3図(a)〜(d
)及び第4図は、本発明の実施例の工程の断面図である
。 図において、 1.21,31.41・・・St基板、22.34.4
4・・・チャネルストッパ一層、2.24,36,23
,35.45・・・CVD−8i 02.22.32・
・・熱酸化膜、 25.37.47・・・流動性物膜、 26.38.46・・・複合膜。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (ほか1名)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板上に第1のマスク材を形成して、第1
    のマスク材をマスクにフィールド領域に四部を形成する
    工程と、基板全面に第1の絶縁膜を形成する工程と、こ
    の基板を平担にするように第2の膜を形成する工程と、
    前記第1の絶縁膜の凸■・1の所定深さの位置に不純物
    をイオン注入してエツチングしにくい第2の絶縁膜を形
    成する工程と、しかる後前記第2の膜及び第1の絶縁膜
    を前記第2の絶縁膜が露出する迄全面エツチングする工
    程とを具備した事を特徴とする半導体装1面の製造方法
  2. (2)第2の膜を形成する工程の前に前記第1の絶縁膜
    の凸部の一部にイオン注入により不純物を導入して、エ
    ツチングしにくい第2の絶縁膜を形成する工程を行なう
    事を特徴とする特許 範囲第1項記載の半導体装置の製造方法。
JP21859083A 1983-11-22 1983-11-22 半導体装置の製造方法 Pending JPS60111437A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21859083A JPS60111437A (ja) 1983-11-22 1983-11-22 半導体装置の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21859083A JPS60111437A (ja) 1983-11-22 1983-11-22 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS60111437A true JPS60111437A (ja) 1985-06-17

Family

ID=16722337

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21859083A Pending JPS60111437A (ja) 1983-11-22 1983-11-22 半導体装置の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS60111437A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143231A (ja) * 1987-11-27 1989-06-05 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH027541A (ja) * 1988-06-27 1990-01-11 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5674784A (en) * 1996-10-02 1997-10-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for forming polish stop layer for CMP process
US5902127A (en) * 1996-06-17 1999-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for forming isolation trenches including doped silicon oxide
JPH11233612A (ja) * 1997-12-01 1999-08-27 Samsung Electronics Co Ltd 半導体装置のトレンチ隔離形成方法
JP2008251800A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体装置の製造方法、及び半導体装置

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01143231A (ja) * 1987-11-27 1989-06-05 Nec Corp 半導体装置の製造方法
JPH027541A (ja) * 1988-06-27 1990-01-11 Nec Corp 半導体装置の製造方法
US5902127A (en) * 1996-06-17 1999-05-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Methods for forming isolation trenches including doped silicon oxide
US5674784A (en) * 1996-10-02 1997-10-07 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method for forming polish stop layer for CMP process
JPH11233612A (ja) * 1997-12-01 1999-08-27 Samsung Electronics Co Ltd 半導体装置のトレンチ隔離形成方法
JP2008251800A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Fujitsu Microelectronics Ltd 半導体装置の製造方法、及び半導体装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH0513566A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03139847A (ja) ゲートスペーサを有するfet
US5654216A (en) Formation of a metal via structure from a composite metal layer
JP2802600B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH11274290A (ja) 半導体素子の製造方法
JPH07326663A (ja) ウエハの誘電体分離方法
JPH0574927A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH11145273A (ja) 半導体装置の製造方法
US5972777A (en) Method of forming isolation by nitrogen implant to reduce bird's beak
JP3039978B2 (ja) 集積misfetデバイス中に電界分離構造及びゲート構造を形成する方法
JPS60111437A (ja) 半導体装置の製造方法
US6066543A (en) Method of manufacturing a gap filling for shallow trench isolation
US6344374B1 (en) Method of fabricating insulators for isolating electronic devices
JP2000058780A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH0562463B2 (ja)
KR20010107707A (ko) Sti 구조를 갖는 반도체 장치를 제조하기 위한 방법
JPH11195701A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH07176607A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0818054A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPH10308448A (ja) 半導体デバイスの隔離膜及びその形成方法
JP3277957B2 (ja) Soi半導体装置の製造方法
JP2820465B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JP2001093861A (ja) 半導体装置及び半導体装置の製造方法
JPS60206150A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH04132240A (ja) 半導体装置の製造方法