JPS60226135A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS60226135A
JPS60226135A JP59081761A JP8176184A JPS60226135A JP S60226135 A JPS60226135 A JP S60226135A JP 59081761 A JP59081761 A JP 59081761A JP 8176184 A JP8176184 A JP 8176184A JP S60226135 A JPS60226135 A JP S60226135A
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JP
Japan
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film
groove
semiconductor substrate
semiconductor device
manufacturing
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Pending
Application number
JP59081761A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masatake Kishino
岸野 正剛
Kazuo Nojiri
野尻 一男
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS60226135A publication Critical patent/JPS60226135A/en
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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

Abstract

PURPOSE:To realize high integration density of LSI by forming a first and a second films on the one main surface of a semiconductor substrate, removing the second film at the level-different section, forming a sharp groove to the one main surface of substrate, and thereafter burying the groove with an insulator which becomes the inter-element isolation layer. CONSTITUTION:After a thin thermal oxide film is formed on the surface N<-> type silicon semiconductor substrate 11, a silicon nitride film 12 is deposited. The surface is then coated with a PSG film 13 and moreover a photo resist film 14. Next, it is then patterned. A plasma nitride film 16 is deposited on the entire surface of semiconductor substrate 11 and this film 16 is then etched. The PSG film 13 is removed by the lift-off processing. When the semiconductor substrate 11 is dry-etched, a sharp groove 18 is formed on the surface of semiconductor substrate. After, the ion of N type impurity 19 such as phosphorus, etc. is implanted and the semiconductor substrate 11 is heat-processed at a high temperature. An insulator insulator 23 consisting of SiO2 is left only at the groove 18 by etching back of the SiO2 film 23 with dry-etching method and the inter- element isolation layer 10 obtained by burying the groove 18 with insulator completed.

Description

【発明の詳細な説明】 [技術分野] 本発明は、半導体装置の製造技術、具体的には、半導体
装置の製造プロセスにおいて素子間の分離やCMO3等
のラッチアップ現象の抑制のために行なう絶縁体分離技
術に関するものである。
Detailed Description of the Invention [Technical Field] The present invention relates to semiconductor device manufacturing technology, and more specifically, to isolation between elements and suppression of latch-up phenomena such as CMO3 in the semiconductor device manufacturing process. It concerns body separation technology.

[背景技術] 従来一般に、LSIにおける素子間の分離には。[Background technology] Conventionally, in general, isolation between elements in LSI is as follows.

L OG OS (Local 0xidaLion 
of 5ilicon)法が多く用いられていた。LO
CO3法は、耐酸化性のシリコンナイトライド膜をマス
クとして基板のシリコンを選択酸化する技術である。し
かし。
LOG OS (Local OxidaLion
of 5ilicon) method was often used. L.O.
The CO3 method is a technique for selectively oxidizing silicon on a substrate using an oxidation-resistant silicon nitride film as a mask. but.

これには、選択酸化による酸化膜の端部にバーズビーク
が発生し、そのバーズビークが高集積化に対する大きな
障害になるという問題がある(たとえば、雑誌「日経エ
レクトロニクスJ 、1982年3月29日号、第90
〜101ページ参照)。このバーズビークを所定値、た
とえば0.5μm以下にすることは困難である。そのた
め、バーズビークによる影響は、最小幅の設剖値(マス
ク寸法)が小さくなるほど著しくなる。
This has the problem that bird's beaks occur at the edges of the oxide film due to selective oxidation, and these bird's beaks become a major obstacle to higher integration (for example, the magazine "Nikkei Electronics J," March 29, 1982 issue, 90th
(See page 101). It is difficult to reduce this bird's beak to a predetermined value, for example, 0.5 μm or less. Therefore, the influence of bird's beak becomes more significant as the minimum width anatomical value (mask dimension) becomes smaller.

一方、相補型の金属絶縁物半導体装置、たとえばCMO
Sデバイスでは、ラッチアップ対策が重要な課題となっ
ている。ラッチアップは、寄生トランジスタがサイリス
タを形成し、電源−接地間に過大な電流が流れ続ける現
象である(雑誌[日経エレクトロニクスJ 、 198
2年6月21日号、第146ページ参照)。
On the other hand, complementary metal-insulator semiconductor devices, such as CMO
For S devices, measures against latch-up have become an important issue. Latch-up is a phenomenon in which parasitic transistors form a thyristor and excessive current continues to flow between the power supply and ground (Magazine [Nikkei Electronics J, 198
(See June 21, 2016 issue, page 146).

ここで、LOCO3法を使ったCMOSデバイスのため
のPウェル構造を形成する工程の一例の概略を、第1−
図を参照しながら説明する(詳細な構成はたとえば特開
昭53−62487号などに示されている)。この工程
では、まず第1図(、)に示すように、N形基板つェー
ハlの上に熱酸化膜2を付け、その上にホトレジスト膜
3を塗布する。これをパターニングした後、同図(b)
に示すように、P型不純物であるボロン4を選択的にイ
オン打込みし、ついでホトレジスト膜3を除去してから
ウェル拡散を行ない、同図(C)に示すようにP型のウ
ェル領域5を形成する。このP型のウェル領域5はNチ
ャネルのMO3素子を形成するための領域である。この
後、図には示していないが軽く熱酸化してから同図(d
)に示すようにシリコンナイトライド膜6を付け、これ
を同図(e)に示すようにホトレジスト膜7を用いてパ
ターニングし、つづいて、チャンネルストッパのための
ボロンイオン8を打込む。こうした後、ホトレジスト膜
7を除去し、同図(f)に示すようにシリコンナイトラ
イド膜6をマスクとしてL’0CO8酸化を行なう。
Here, an outline of an example of the process of forming a P-well structure for a CMOS device using the LOCO3 method will be described in Section 1-1.
This will be explained with reference to the drawings (the detailed configuration is shown in, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 53-62487). In this step, first, as shown in FIG. 1(, ), a thermal oxide film 2 is formed on an N-type substrate wafer 1, and a photoresist film 3 is applied thereon. After patterning this, the same figure (b)
As shown in the figure (C), boron 4, which is a P-type impurity, is selectively ion-implanted, and then the photoresist film 3 is removed and well diffusion is performed to form a P-type well region 5, as shown in Figure (C). Form. This P-type well region 5 is a region for forming an N-channel MO3 element. After this, although not shown in the figure, it was lightly thermally oxidized, and then the same figure (d)
), a silicon nitride film 6 is applied, and this is patterned using a photoresist film 7 as shown in FIG. After this, the photoresist film 7 is removed, and L'0CO8 oxidation is performed using the silicon nitride film 6 as a mask, as shown in FIG. 3(f).

それによって、NチャネルのMO3素子に形成するP型
のウェル領域5とPチャネルのMO8素子を形成する基
Fi1のN型領域とを5i02絶縁層9によって分離す
ることができる。そして、同図(g)および(h)に示
すように、シリコンナイトライド膜6および酸化膜2を
除去することによって、NチャネルおよびPチャネルの
各MO3素子を形成する段階に入る。各MO3素子の形
成は通常工程による。
Thereby, the P-type well region 5 formed in the N-channel MO3 element and the N-type region of the base Fi1 forming the P-channel MO8 element can be separated by the 5i02 insulating layer 9. Then, as shown in (g) and (h) of the figure, by removing the silicon nitride film 6 and the oxide film 2, a stage is entered in which N-channel and P-channel MO3 elements are formed. Each MO3 element is formed by a normal process.

しかしながら、以上述べたような技術には、次のような
3つの大きな欠点がある。すなわち、1つはバーズビー
クの発生のために素子分離の絶縁層9の幅がマスク寸法
より大きくなること、2つ目はウェル領域5を構成する
不純物が横方向へ拡がること、3つ目は、バーズビーク
との関係もあって絶縁層9が充分な深さをもたないため
、前に述べたラッチアップ現象が起こりやすくなり、そ
の結果集積度を余り高くできないこと、である。
However, the techniques described above have the following three major drawbacks. Specifically, one reason is that the width of the element isolation insulating layer 9 becomes larger than the mask dimension due to the occurrence of bird's beaks, the second reason is that the impurity constituting the well region 5 spreads laterally, and the third reason is that Because the insulating layer 9 does not have a sufficient depth partly due to the bird's beak, the latch-up phenomenon described above tends to occur, and as a result, the degree of integration cannot be increased very much.

[発明の目的] 本発明の目的は、LSIの高集積化を可能にするために
、バーズビークの発生が皆無でかつ、深い溝で、かつ、
ホトレジストとの寸法変換差のない新しい素子間分離技
術を提供することにある。
[Objective of the Invention] An object of the present invention is to create a groove with no bird's beak, deep grooves, and to enable high integration of LSI.
The object of the present invention is to provide a new element isolation technology that has no difference in dimensional conversion from photoresist.

本発明の別の目的は、CMO3のラッチアップ現象を抑
制するための新しい素子間分離技術を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide a new element isolation technique for suppressing the latch-up phenomenon of CMO3.

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は、本
明細書の記述および添付図面から明らかになるであろう
The above and other objects and novel features of the present invention will become apparent from the description of this specification and the accompanying drawings.

[発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
を簡単に説明すれば、下記のとおりである。
[Summary of the Invention] A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.

まず、前提として、ここでの半導体装置の素子間分離層
は、溝の中を絶縁物で埋めた構造である。
First, as a premise, the element isolation layer of the semiconductor device here has a structure in which a trench is filled with an insulating material.

この構造はLOCO3法によるものと比べて多くの利点
をもっており、各利点は、第2図の比較図に集約して示
されている。第2図(a)に示す従来のLOCO3法に
よる素子間分離層9においては、バーズビークΔaが大
きいため、マスク寸法をaとすると実効的な素子間分離
層9の幅はa+2×Δaとなる。また、LOCO3法で
NチャネルおよびPチャネルの各MO8素子を分離する
限り、分離層9の深さtlはP型のウェル領域5の深さ
t2より浅くなり、画素子間の間隔を実効的に長くする
ことはできない。それに対し、第2図(b)に示す溝埋
込み構造の素子間分離層10にあっては、バーズビーク
を零にすることにより、実効的な分離層の幅をマスク寸
法aと一致させることができる。しかも、分離層1−0
の深さをt3 (t+<< t 3 )と深くすること
ができる。t3の値が11より充分大きくなるので、C
MO3のラッチアップ対策上も有利である。このような
溝埋込み構造の素子間分離層10を、ここでは、プラズ
マCVD法による膜が段差部で他の部分より異常に速く
エツチングされることをうまく利用することによって形
成する。
This structure has many advantages over the LOCO3 method, and each advantage is summarized in the comparative diagram of FIG. In the element isolation layer 9 formed by the conventional LOCO3 method shown in FIG. 2(a), the bird's beak Δa is large, so if the mask dimension is a, the effective width of the element isolation layer 9 is a+2×Δa. Furthermore, as long as the N-channel and P-channel MO8 elements are separated using the LOCO3 method, the depth tl of the isolation layer 9 will be shallower than the depth t2 of the P-type well region 5, effectively reducing the spacing between the pixel elements. It cannot be made longer. On the other hand, in the device isolation layer 10 having the trench-embedded structure shown in FIG. 2(b), by making the bird's beak zero, the effective width of the isolation layer can be made to match the mask dimension a. . Moreover, the separation layer 1-0
The depth of can be made as deep as t3 (t+<<t3). Since the value of t3 is sufficiently larger than 11, C
This is also advantageous in terms of measures against MO3 latch-up. The inter-element isolation layer 10 having such a trench-buried structure is formed here by taking advantage of the fact that a film formed by plasma CVD is etched abnormally faster at stepped portions than at other portions.

[実施例1 ] 第3図(a)〜(j)はプラズマCVD法によるシリコ
ンナイトライド膜(これが第2の膜であるが、以下これ
をプラズマナイトライド膜と略称する)の段差部での異
常高速エツチング現象と第1の膜であるPSG(リンシ
リケートグラス)膜のリフトオフを使用した本発明の実
施例による標準的なプロセスを示す。
[Example 1] Figures 3(a) to (j) show the difference in level of a silicon nitride film (this is the second film, hereinafter referred to as the plasma nitride film) produced by the plasma CVD method. FIG. 6 shows a standard process according to an embodiment of the present invention using an abnormally fast etching phenomenon and lift-off of the first PSG (phosphosilicate glass) film.

まず、第3図(a)に示すように、N−型のシリコン半
導体基板11の表面にバッファ用として薄い熱酸化膜を
形成(図面では省略)した後、その上にシリコンナイト
ライド膜12を付着し、続いてPSGSiC1さらにホ
トレジスト膜14を塗布する。次に、これをパターニン
グしてP型ウェル領域を形成する上のPSGSiC1シ
リコンナイトライド膜]22をエッチオフする。この時
、少しオーバエッチして第3図(b)に示すように、シ
リコンナイトライド膜12に切込み15を入れる。
First, as shown in FIG. 3(a), a thin thermal oxide film is formed as a buffer on the surface of an N-type silicon semiconductor substrate 11 (not shown in the drawing), and then a silicon nitride film 12 is formed thereon. Then, PSGSiC1 and a photoresist film 14 are applied. Next, this is patterned to form the P-type well region, and the upper PSGSiC1 silicon nitride film 22 is etched off. At this time, by slightly overetching, a cut 15 is made in the silicon nitride film 12 as shown in FIG. 3(b).

こうした後、第3図(C)に示すように、半導体基板]
−1の表面全体にプラズマナイトライ1〜膜16を付け
る。この状態で、第3図(d)に示すようにプラズマナ
イトライド膜1−6をエツチングすると、プラズマナイ
トライド膜16は段差部17で異常に速いエツチングが
行なわれ、段差部の場所でのみプラズマナイトライド膜
16がエッチオフされ、その部分に半導体基板11のシ
リコン表面が露出する。そして、PSGSiC1リフト
オフ処理て除去すると、第3図(e)に示すようになる
。この状態で、プラズマナイトライド膜16とシリコン
ナイトライド#12をマスクにして半導体基板11をド
ライエッチする。すると、第3図(f)に示すように、
半導体基板の表面に切り立った溝18が形成される。次
にこれを全体的にドライエッチすると、膜厚の薄いシリ
コンナイトライド膜12のみがエッチオフされる。この
後、第3図(g)に示すように、リン等のN型不純物1
9をイオン打込みしてN型のウェル領域を形成する場所
20を高濃度にする。そして、そうした状態でこの半導
体基板11を高温で熱処理すると、第3図(h)に示す
ようにP型のウェル領域21とN型のウェル領域22と
が同時に形成される。これに第3図(i)に示すように
、高温低圧でのCVD法によるSi○2膜23膜付3た
後、ドライエッチによってSi○2膜23膜付3チバッ
クする。これにより、溝18の部分のみにSiC2から
なる絶縁物23が残され、第3図(j)に示すように溝
18を絶縁物(Si0223)で埋めた素子間分離層1
0が完成する。
After this, as shown in FIG. 3(C), the semiconductor substrate]
Plasma nitrite 1 to film 16 are applied to the entire surface of -1. When the plasma nitride film 1-6 is etched in this state as shown in FIG. The nitride film 16 is etched off, and the silicon surface of the semiconductor substrate 11 is exposed at that portion. Then, when PSGSiC1 is removed by lift-off processing, the result is as shown in FIG. 3(e). In this state, the semiconductor substrate 11 is dry-etched using the plasma nitride film 16 and silicon nitride #12 as a mask. Then, as shown in Figure 3(f),
A steep groove 18 is formed on the surface of the semiconductor substrate. Next, when this is entirely dry-etched, only the thin silicon nitride film 12 is etched off. After this, as shown in FIG. 3(g), an N-type impurity such as phosphorus 1
9 is ion-implanted to provide a high concentration at a location 20 where an N-type well region is to be formed. Then, when this semiconductor substrate 11 is heat-treated at a high temperature in such a state, a P-type well region 21 and an N-type well region 22 are simultaneously formed as shown in FIG. 3(h). As shown in FIG. 3(i), after forming a Si◯2 film 23 by CVD at high temperature and low pressure, a Si◯2 film 23 is formed by dry etching. As a result, the insulator 23 made of SiC2 is left only in the groove 18, and as shown in FIG.
0 is completed.

ここで、第3図(j)に示されるようなP型およびN型
の両ウェル領域21.22を有する半導体基板11にそ
れぞれNチャネル型およびPチャネル型の各MO3FE
Tを形成するなどのCMO3の標準プロセスによってメ
モリ素子スタティックラム(SRAM)t!:形成した
。このSRAMでは、従来と同じ設計ルールで構成され
る2μmプロセスの場合に集積度を約2倍に向上させる
ことができ、しかも、ラッチアップ現象による不良も従
来構造のSRAMに比べて著しく減少した。
Here, each of N-channel type and P-channel type MO3FE is placed in the semiconductor substrate 11 having both P-type and N-type well regions 21 and 22 as shown in FIG. 3(j).
The memory element Static RAM (SRAM) is fabricated by CMO3 standard processes such as forming T! : Formed. In this SRAM, the degree of integration can be approximately doubled in the case of a 2 μm process configured with the same design rules as the conventional one, and moreover, defects due to latch-up phenomenon are significantly reduced compared to the SRAM with the conventional structure.

[実施例2 ] 第4図(、)〜(i)はプラズマナイトライド膜の段差
部での異常高速エツチング現象とポリシリコンのイオン
打込みによるエツチング速度の減速現象を利用した本発
明の実施例による標準的なプロセスを示す。
[Example 2] Figures 4 (,) to (i) are based on an example of the present invention that utilizes the abnormally high-speed etching phenomenon at the stepped portion of the plasma nitride film and the slowing down of the etching rate due to ion implantation of polysilicon. Demonstrate a standard process.

まず、第4図(a)に示すN−型シリコン半導体基板1
1の上に熱酸化による5i02膜24を形成し、その上
にポリシリコン膜25、シリコンナイトライド膜12を
付け、さらにその上にホトレジスト膜14を塗布する。
First, an N-type silicon semiconductor substrate 1 shown in FIG.
1, a 5i02 film 24 is formed by thermal oxidation, a polysilicon film 25 and a silicon nitride film 12 are formed thereon, and a photoresist film 14 is applied thereon.

これをパターニングした後、P型のウェル領域を形成す
る部分に位置するシリコンナイトライド膜12をエッチ
オフして第4図(b)に示すような構造にする。この状
態でポリシリコン25にボロン26をイオン打込みし、
エツチングした場合の速度を遅くする。そしてさらにエ
ネルギーを高くして同じポロンをイオン打込みし、第4
図(C)に示すようにP型ウェル領域を形成するための
P型の打込み層27を形成する。つづいて、第4図(d
)に示すようにプラズマナイトライド膜16を付着させ
る。この状態でプラズマナイトライド膜16をエツチン
グすると、第4図(e)に示すようにプラズマナイトラ
イド膜]−6の段差部17でエツチングが急速に進み、
その部分で第2層目のポリシリコン膜25が露出する。
After patterning, the silicon nitride film 12 located in the portion where the P-type well region is to be formed is etched off to form a structure as shown in FIG. 4(b). In this state, boron 26 is ion-implanted into the polysilicon 25,
Slow down the speed when etching. Then, the same Poron was ion-implanted with even higher energy, and the fourth
As shown in Figure (C), a P type implantation layer 27 for forming a P type well region is formed. Next, Figure 4 (d
), a plasma nitride film 16 is deposited. When the plasma nitride film 16 is etched in this state, the etching progresses rapidly at the stepped portion 17 of the plasma nitride film]-6, as shown in FIG. 4(e).
The second layer polysilicon film 25 is exposed at that portion.

次に、第4図(f)に示すようにプラズマナイトライド
膜16をマスクにして、ポリシリコン膜25および熱酸
化膜24を選択的にエッチオフする。そうした後、シリ
コンナイトライド膜16゜1−2を除去してからポリシ
リコン膜25をエツチングすると、イオン打込みしたポ
リシリコンの部分はエツチング速度が著しく遅いので、
第4図(g)に示すようにイオン打込みを施していない
ポリシリコンのみ除去される。次に、この状態でリン等
のN型不純物19をイオン打込みし、打込み層20を形
成する。そして、残存しているポリシリコン25を完全
に除去した後、高温で熱処理することによって、第4図
(h)に示すようにP型のウェル領域21とN型のウェ
ル領域22が形成される。この状態において、前記実施
例1と同様にして高温低圧でのCVD法による5i02
の付着。
Next, as shown in FIG. 4(f), the polysilicon film 25 and the thermal oxide film 24 are selectively etched off using the plasma nitride film 16 as a mask. After that, when the polysilicon film 25 is etched after removing the silicon nitride film 16°1-2, the etching rate is extremely slow in the ion-implanted polysilicon part.
As shown in FIG. 4(g), only the polysilicon that has not been ion-implanted is removed. Next, in this state, an N-type impurity 19 such as phosphorus is ion-implanted to form an implantation layer 20. After completely removing the remaining polysilicon 25, heat treatment is performed at high temperature to form a P-type well region 21 and an N-type well region 22 as shown in FIG. 4(h). . In this state, in the same manner as in Example 1, 5i02
adhesion.

それのドライエッチによって、第4図(i)に示すよう
な溝18を絶縁物(S i 02 )23で埋めた素子
間分離層1−0を完成する。
By dry etching, an element isolation layer 1-0 is completed in which the groove 18 is filled with an insulator (S i 02 ) 23 as shown in FIG. 4(i).

ここでも、前記実施例1と同じようにSRAMを形成し
たところ、前と同じような効果が得られた。
Here, when the SRAM was formed in the same manner as in Example 1, the same effects as before were obtained.

[効果] (1)従来のLOCO8法と異なってバーズビークが減
少するために、LSIの集積度を大幅に上げることがで
きる。これは、プラズマCVD法による膜の段差部での
異常高速エツチングがかなり制御性が良いことに主とし
て基づく。
[Effects] (1) Unlike the conventional LOCO8 method, bird's beak is reduced, so the degree of LSI integration can be significantly increased. This is mainly based on the fact that the extraordinarily high speed etching at the stepped portion of the film by the plasma CVD method is fairly controllable.

(2)前記(1)の効果はCMOSデバイスにおいて特
に顕著である。というのは、CMO3の場合には、集積
度が上がってNチャネル型およびPチャネル型の各MO
3素子の距離が短くなると、ラッチアップ現象による不
良が増大するが、前述したとおり溝埋込み構造の素子間
分離層によれば、ラッチアップの心配なく集積度が上げ
られるからである。
(2) The effect of (1) above is particularly remarkable in CMOS devices. This is because in the case of CMO3, the degree of integration has increased and each of the N-channel type and P-channel type MO
This is because, as the distance between the three elements becomes shorter, defects due to latch-up phenomenon increase, but as described above, with the trench-buried structure inter-element isolation layer, the degree of integration can be increased without worrying about latch-up.

(3)また、溝埋込み構造であるがために、P型ウェル
領域の不純物の横方向への広がりを防ぐことかできる。
(3) Also, since it is a trench-embedded structure, it is possible to prevent impurities in the P-type well region from spreading in the lateral direction.

(4)さらに、溝の形成を自己整合的に行うことができ
るので、素子間分離層および両ウェルの形成をも自己整
合的に行うことができる。
(4) Furthermore, since the trench can be formed in a self-aligned manner, the element isolation layer and both wells can also be formed in a self-aligned manner.

以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記各実施例に限定され
るものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更
可能であることはいうまでもない。
Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-mentioned Examples, and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Not even.

[利用分野] 本発明は、実施例で述べたCMOSデバイスであるSR
AMの他、Nチャネル型MOSデバイスのDRAM (
ダイナミックRAM)やバイポーラLSIのデバイス等
の素子間分離技術として広範第1図(a)−(h)はL
OCO8法を利用したプロセスの一例を示す工程断面図
、 第2図はLOCO3法による素子間分離層と溝埋込み構
造の素子間分離層の比較のための図であって、(a)が
前者、(b)が後者をそれぞれ示す拡大断面図、 第3図(a)〜(j)はこの発明の実施例1のプロセス
を示す工程断面図、 第4図(、)〜(i)はこの発明の実施例2のプロセス
を示す工程断面図である。
[Field of Application] The present invention applies to SR, which is a CMOS device described in the embodiment.
In addition to AM, DRAM (
Figure 1 (a)-(h) shows L
FIG. 2 is a process cross-sectional view showing an example of a process using the OCO8 method. FIG. (b) is an enlarged sectional view showing the latter, FIGS. 3(a) to (j) are process sectional views showing the process of Example 1 of this invention, and FIGS. 4(a) to (i) are views of this invention. FIG. 3 is a process cross-sectional view showing the process of Example 2.

1・・・半導体基板、2・・・熱酸化膜、3・・・ホト
レジスト膜、4・・・ボロン(P型不純物)、5・・・
P型のウェル領域、6・・・シリコンナイトライド膜、
7・・・ホトレジスト膜、8・・・ボロンイオン、9・
・・LOCO8法による素子間分離層、10・・・溝埋
込み構造の素子間分離層、11・・・半導体基板、12
・・・シリコンナイトライド膜、13・・・PSG膜(
第1の膜)、14・・・ホトレジスト膜、15・・・切
込み、16・・・プラズマナイトライド膜(第2の膜)
、17・・・段差部、18・・・溝、19・・・N型不
純物、21・・・P型のウェル領域、22・・・N型の
ウェル領域、23・・・S i 02 (絶縁物)、2
4・・・熱酸化膜、25・・・ポリシリコン第 1 図 r/L) 第 1 図 <e) 第 3 図 rθ−) 第 3 図 第 41a 第 4 図
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Semiconductor substrate, 2... Thermal oxide film, 3... Photoresist film, 4... Boron (P-type impurity), 5...
P-type well region, 6... silicon nitride film,
7... Photoresist film, 8... Boron ion, 9...
... Inter-element isolation layer by LOCO8 method, 10... Inter-element isolation layer with trench-buried structure, 11... Semiconductor substrate, 12
...Silicon nitride film, 13...PSG film (
14... Photoresist film, 15... Notch, 16... Plasma nitride film (second film)
, 17... Step portion, 18... Groove, 19... N type impurity, 21... P type well region, 22... N type well region, 23... S i 02 ( insulator), 2
4...Thermal oxide film, 25...Polysilicon Fig. 1 r/L) Fig. 1<e) Fig. 3 rθ-) Fig. 3 Fig. 41a Fig. 4

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1−1素子間分離層が、溝の中を絶縁物で埋めた構造を
有する半導体装置の製造方法であって、次の各工程を少
なくとも備えていることを特徴とする半導体装置の製造
方法。 (A)半導体基板の一主面に、段差部をもつ第1の膜を
形成した後、この第1の膜を含む前記基板の上に、プラ
ズマCVD法による第2の膜を形成する工程。 (B)プラズマCVD法による第2の膜が、段差部で他
の部分より速くエツチングされることを利用し、段差部
における第2の膜を除去する工程。 (C)段差部の部分を除去した第2の膜の一端によって
溝の一側を規定し、かつ溝の他側を第1の膜の段差部に
関連させて規定するようにして前記基板の一主面に切り
立った溝を形成する工程。 (D)(C)工程における溝を絶縁物で埋め、それを前
記素子間分離層とする工程。 2、前記(C)工程における溝の他側は、前記第1の膜
の段差部よりサイドエッチされた下層の膜の端によって
規定される、特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の
製造方法。 3、前記下層の膜上の第2の膜は、前記(C)工程の溝
の形成前に前記第1の膜をリフトオフすることによって
、その第1の膜の一部とともに除去される、特許請求の
範囲第2項記載の半導体装置の製造方法。 4、前記第1の膜は、前記基板上ポリシリコン膜を挟ん
で形成されている、特許請求の範囲第1項記載の半導体
装置の製造方法。 5、前記ポリシリコン膜は、前記溝の一側に位置する部
分に不純物が導入されており、不純物の濃度差によるエ
ツチングレートのちがいを利用してポリシリコンが選択
的に除去される、特許請求の範囲第4項記載の半導体装
置の製造方法。 6、前記第1の膜はリンシリケートグラス、前記第2の
膜はシリコンティ1〜ライトからそれぞれなる、特許請
求の範囲第1項、〜第5項のいずれかに記載の半導体装
置の製造方法。
[Claims] 1-1 A method for manufacturing a semiconductor device in which an element isolation layer has a structure in which a groove is filled with an insulating material, characterized by comprising at least the following steps: A method for manufacturing a semiconductor device. (A) A step of forming a first film having a stepped portion on one main surface of a semiconductor substrate, and then forming a second film by plasma CVD on the substrate including the first film. (B) A step of removing the second film at the step portion by taking advantage of the fact that the second film formed by plasma CVD is etched faster at the step portion than at other portions. (C) One side of the groove is defined by one end of the second film from which the stepped portion has been removed, and the other side of the groove is defined in relation to the stepped portion of the first film, so that the substrate is A process of forming steep grooves on one main surface. (D) A step of filling the trench in step (C) with an insulator and using it as the inter-element isolation layer. 2. Manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the other side of the groove in the step (C) is defined by an edge of a lower layer film that is side-etched from a stepped portion of the first film. Method. 3. The second film on the lower layer film is removed together with a portion of the first film by lifting off the first film before forming the groove in the step (C). A method for manufacturing a semiconductor device according to claim 2. 4. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the first film is formed with the polysilicon film on the substrate sandwiched therebetween. 5. The polysilicon film has an impurity introduced into a portion located on one side of the groove, and the polysilicon is selectively removed by utilizing a difference in etching rate due to a difference in impurity concentration. A method for manufacturing a semiconductor device according to item 4. 6. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 5, wherein the first film is made of phosphosilicate glass, and the second film is made of silicone 1-light. .
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62112346A (en) * 1985-11-12 1987-05-23 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Manufacture of semiconductor device
US5937286A (en) * 1997-05-30 1999-08-10 Nec Corporation Method for manufacturing semiconductor device

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