JPS61113254A - 絶縁分離方法 - Google Patents
絶縁分離方法Info
- Publication number
- JPS61113254A JPS61113254A JP23555784A JP23555784A JPS61113254A JP S61113254 A JPS61113254 A JP S61113254A JP 23555784 A JP23555784 A JP 23555784A JP 23555784 A JP23555784 A JP 23555784A JP S61113254 A JPS61113254 A JP S61113254A
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- Japan
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- film
- polycrystalline silicon
- groove
- semiconductor substrate
- thin film
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
産業上の利用分野
本発明は半導体基板面に形成した溝の表面を絶縁物等で
覆うことにより素子間の分離を行なう絶縁分離方法に関
するものである。
覆うことにより素子間の分離を行なう絶縁分離方法に関
するものである。
従来の技術
半導体集積回路の微細化、高集積化にともない、バーズ
ビークを無くし、かつ、平坦化された分離領域を形成す
る絶縁分離方法が開発されている。
ビークを無くし、かつ、平坦化された分離領域を形成す
る絶縁分離方法が開発されている。
従来、この種の絶縁分離方法は第4図に示すような途中
の工程断面図を経て形成される方法であった0 まず、シリコン基板1上に形成しだSi 3N 4膜2
をマスクとしてシリコン基板1をエツチングし、分離溝
3を形成する。続いて、Si 5N 4膜をマスクとし
て分離溝3の内面を選択的に酸化して5102膜4を形
成する。次に、分離溝3を充てんするための多結晶シリ
コン膜6を形成する。この時、分離溝3の真上に位置す
る多結晶シリコン膜60表面に凹部6ができるのでこの
まま多結晶シリコン膜6をエツチングしても凹部ができ
たままで平坦化できない。このため、多結晶ンリコン膜
6の表面に酸化シリコン膜7と窒化シリコン膜8を積層
配置し、さらに、分離溝3上に位置する部分に写真蝕刻
法でフォトレジストを選択的に形成し、上側に残った層
をマスクとして順次、窒化シリコン膜81酸化シリコン
膜7.多結晶シリコン膜6をエツチングすることにより
、分離溝3の上に位置する多結晶シリコン膜を側面より
エツチングし、点線10で示すように分離溝の上面を平
坦にする方法が取られていた。(例えば、Y、 Tam
akiat al、、 Proceedings of
the 13th Conferenceon 5
olid 5tate Devices 、Tok
yo 、1981 ;Japonase Journ
al of Applied Physics +Vo
lume 21 (1982) Supplement
21−1 、1)1) 。
の工程断面図を経て形成される方法であった0 まず、シリコン基板1上に形成しだSi 3N 4膜2
をマスクとしてシリコン基板1をエツチングし、分離溝
3を形成する。続いて、Si 5N 4膜をマスクとし
て分離溝3の内面を選択的に酸化して5102膜4を形
成する。次に、分離溝3を充てんするための多結晶シリ
コン膜6を形成する。この時、分離溝3の真上に位置す
る多結晶シリコン膜60表面に凹部6ができるのでこの
まま多結晶シリコン膜6をエツチングしても凹部ができ
たままで平坦化できない。このため、多結晶ンリコン膜
6の表面に酸化シリコン膜7と窒化シリコン膜8を積層
配置し、さらに、分離溝3上に位置する部分に写真蝕刻
法でフォトレジストを選択的に形成し、上側に残った層
をマスクとして順次、窒化シリコン膜81酸化シリコン
膜7.多結晶シリコン膜6をエツチングすることにより
、分離溝3の上に位置する多結晶シリコン膜を側面より
エツチングし、点線10で示すように分離溝の上面を平
坦にする方法が取られていた。(例えば、Y、 Tam
akiat al、、 Proceedings of
the 13th Conferenceon 5
olid 5tate Devices 、Tok
yo 、1981 ;Japonase Journ
al of Applied Physics +Vo
lume 21 (1982) Supplement
21−1 、1)1) 。
発明が解決しようとする問題点
しかし、上記のような従来の絶縁分離方法では、表面の
平坦化のために、フォトマスク工程を追加する必要があ
り、また、分離溝の深さを越える厚さに多結晶シリコン
膜を形成(−1これをエツチングする必要もある。した
がって、絶縁分離のために長時間を要し、また、均一性
が悪くなるなどの問題があった。本発明はこのような問
題点を解決するもので、フォトマスク工程を追加するこ
となく、簡単な工程によって、微細で、しかも表面が平
坦な絶縁分離領域を形成することができる絶縁分離方法
を提供するものである。
平坦化のために、フォトマスク工程を追加する必要があ
り、また、分離溝の深さを越える厚さに多結晶シリコン
膜を形成(−1これをエツチングする必要もある。した
がって、絶縁分離のために長時間を要し、また、均一性
が悪くなるなどの問題があった。本発明はこのような問
題点を解決するもので、フォトマスク工程を追加するこ
となく、簡単な工程によって、微細で、しかも表面が平
坦な絶縁分離領域を形成することができる絶縁分離方法
を提供するものである。
問題点を解決するだめの手段
上記の問題点を解決するための本発明の絶縁分離方法は
、半導体基板に分離溝を形成する工程と、前記分離溝内
面に絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板をこの表
面と平行な面内で回転させながら多結晶シリコン薄膜を
前記半導体基板表面に斜め蒸着して前記分離溝の開口部
を閉塞する工程と、前記多結晶シリコン薄膜を熱酸化す
る工程とからなるものである。
、半導体基板に分離溝を形成する工程と、前記分離溝内
面に絶縁膜を形成する工程と、前記半導体基板をこの表
面と平行な面内で回転させながら多結晶シリコン薄膜を
前記半導体基板表面に斜め蒸着して前記分離溝の開口部
を閉塞する工程と、前記多結晶シリコン薄膜を熱酸化す
る工程とからなるものである。
作用
この絶縁分離方法によれば、7オトマスクエ程を追加す
ることなく、微細で、しかも表面の面状態が平坦な絶縁
分離領域が形成できる。
ることなく、微細で、しかも表面の面状態が平坦な絶縁
分離領域が形成できる。
実施例
第1図a−dは、本発明の絶縁分離方法により半導体基
板内を絶縁分離する状態を説明するための工程順流れ図
である。
板内を絶縁分離する状態を説明するための工程順流れ図
である。
まず、第1図aに示すように、シリコン基板11の表面
にSi3N4膜12を形成し、通常のフォl−IJソグ
ラフィ法などの方法により、シリコン基板11をエツチ
ングして分離溝13を形成する。この分離溝13の幅は
1μm程度が適当である。
にSi3N4膜12を形成し、通常のフォl−IJソグ
ラフィ法などの方法により、シリコン基板11をエツチ
ングして分離溝13を形成する。この分離溝13の幅は
1μm程度が適当である。
ついで、通常の熱酸化法により5i3N412をマスク
として選択的に分離溝13の内面を酸化して200〜5
00nmの5in2膜14を形成して分離の島領域を形
成する。′ 次に、酸化物に変換できる薄膜、例えば、多結晶ンリコ
ン膜を蒸着するわけであるが、この工程については、第
2図と第3図を参照にして更に詳しく説明する。
として選択的に分離溝13の内面を酸化して200〜5
00nmの5in2膜14を形成して分離の島領域を形
成する。′ 次に、酸化物に変換できる薄膜、例えば、多結晶ンリコ
ン膜を蒸着するわけであるが、この工程については、第
2図と第3図を参照にして更に詳しく説明する。
第2図は、斜め蒸着の様子を示す模式図である。
10’Pa程度に排気された真空チャ/バー16内でシ
リコン基板11は基板支持台16に固定されシリコン基
板11表面と平行な面内で回転している。このシリコン
基板面の斜方向に配置した蒸発源17から、多結晶シリ
コンの蒸着粒子束18がシリコン基板11の面に対して
角度αで入射する。角度αは分離溝を蒸着膜が覆う効率
のよい時間条件から16度以下の角度が良く、特に6程
度度が望ましい。
リコン基板11は基板支持台16に固定されシリコン基
板11表面と平行な面内で回転している。このシリコン
基板面の斜方向に配置した蒸発源17から、多結晶シリ
コンの蒸着粒子束18がシリコン基板11の面に対して
角度αで入射する。角度αは分離溝を蒸着膜が覆う効率
のよい時間条件から16度以下の角度が良く、特に6程
度度が望ましい。
第3図は、分離溝付近を拡大して、斜め蒸着の様相を示
した断面図であり、分離溝は紙面に垂直粒子グー、それ
までに蒸着されている多結晶シリコン膜19の上端にさ
えぎられた影の部分には到達しないので、溝側壁20上
には、膜厚がほぼ一定の多結晶シリコン膜21と、深さ
方向に向って膜厚の減少する多結晶シリコン膜22とが
形成される。実際には溝側壁20は回転しているので、
図中では影になっている部分にも蒸着粒子束18は到達
するが、蒸着粒子束18が当っている時間が短いため、
形成される多結晶シリコン膜厚は薄い。
した断面図であり、分離溝は紙面に垂直粒子グー、それ
までに蒸着されている多結晶シリコン膜19の上端にさ
えぎられた影の部分には到達しないので、溝側壁20上
には、膜厚がほぼ一定の多結晶シリコン膜21と、深さ
方向に向って膜厚の減少する多結晶シリコン膜22とが
形成される。実際には溝側壁20は回転しているので、
図中では影になっている部分にも蒸着粒子束18は到達
するが、蒸着粒子束18が当っている時間が短いため、
形成される多結晶シリコン膜厚は薄い。
ところで、溝側壁20の上に蒸着され、厚みが一定の多
結晶シリコン膜21の膜厚txと、シリコン基板11表
面上に形成された多結晶シリコン膜の膜厚tyとの関係
は次式のようになる。
結晶シリコン膜21の膜厚txと、シリコン基板11表
面上に形成された多結晶シリコン膜の膜厚tyとの関係
は次式のようになる。
で連繋することになる。
すなわち、第1図すの状態から多結晶シリコン膜の斜め
蒸着を開始し、所定の時間が経過すると、第1図Cに示
すように多結晶シリコン膜23で溝の開口部が閉塞され
、空洞131が出来るような構造となる。なお、S工S
N4膜12上での多結晶/リコン膜23の膜厚をも、空
洞131の底部付近の幅を胃とすると、tは1式より次
式の関係を成立させることにより溝の開口部を閉塞する
ことができる。
蒸着を開始し、所定の時間が経過すると、第1図Cに示
すように多結晶シリコン膜23で溝の開口部が閉塞され
、空洞131が出来るような構造となる。なお、S工S
N4膜12上での多結晶/リコン膜23の膜厚をも、空
洞131の底部付近の幅を胃とすると、tは1式より次
式の関係を成立させることにより溝の開口部を閉塞する
ことができる。
t≧−9π、 tanα ・・・・・・(2
)例えば、W=1μm、α=1Q度とすると、膜厚tは
、 t)280nm となる。
)例えば、W=1μm、α=1Q度とすると、膜厚tは
、 t)280nm となる。
なお、多結晶シリコンの蒸着時にシリコン基板が回転し
ているため第1図Cで示すように溝の底部にも多結晶シ
リコン膜231が形成されるが絶縁分離には何んら問題
はない。
ているため第1図Cで示すように溝の底部にも多結晶シ
リコン膜231が形成されるが絶縁分離には何んら問題
はない。
ところで、多結晶シリコン膜で溝の開口部を丹現性よく
、かつ、むらなく閉塞するためには、膜厚tを得る蒸着
時間内にシリコン基板を10回転以上回転させるとよい
。
、かつ、むらなく閉塞するためには、膜厚tを得る蒸着
時間内にシリコン基板を10回転以上回転させるとよい
。
次に、多結晶シリコン膜23を通常の熱酸化法により酸
化して第1図dに示すようにSiO□膜24の絶縁膜に
変換する。この時、酸化されない多結晶シリコン膜26
が残っていても絶縁分離形成には影響がないし、また多
結晶シリコン膜23が完全に酸化されていてもよい。
化して第1図dに示すようにSiO□膜24の絶縁膜に
変換する。この時、酸化されない多結晶シリコン膜26
が残っていても絶縁分離形成には影響がないし、また多
結晶シリコン膜23が完全に酸化されていてもよい。
以下、通常の工程に従ってMO3集積回路やノくイポー
ラ集積回路を島領域内へ作り込めばよい。
ラ集積回路を島領域内へ作り込めばよい。
上記の実施例においては、半導体基板材料としてシリコ
ンを用いたが、GaAs等の化合物半導体を用いてもよ
い。また、分離溝の上部を覆い、しかも、酸化物に変換
できる薄膜として多結晶シリコンを例にあげたが、これ
にかえて非晶質シリコンやMoSi2 などの膜を使用
してもよい。さらに、第2図においては基板支持台16
上のシリコン基板11が1枚であったが、基板支持台に
複数枚を取り付けること、あるいは、同一の真空チャン
ノく一内に複数の基板支持台16を設けることなどの変
更をなしてもよい。
ンを用いたが、GaAs等の化合物半導体を用いてもよ
い。また、分離溝の上部を覆い、しかも、酸化物に変換
できる薄膜として多結晶シリコンを例にあげたが、これ
にかえて非晶質シリコンやMoSi2 などの膜を使用
してもよい。さらに、第2図においては基板支持台16
上のシリコン基板11が1枚であったが、基板支持台に
複数枚を取り付けること、あるいは、同一の真空チャン
ノく一内に複数の基板支持台16を設けることなどの変
更をなしてもよい。
発明の効果
以上のように本発明の絶縁分離方法によれば、フォトマ
スク工程を追加することなく、表面が平坦な絶縁分離領
域を形成することができる。また、分離溝の幅を変化さ
せる工程が少ないため、溝幅の微細化が容易であり、高
集積化に適している。
スク工程を追加することなく、表面が平坦な絶縁分離領
域を形成することができる。また、分離溝の幅を変化さ
せる工程が少ないため、溝幅の微細化が容易であり、高
集積化に適している。
さらに、長時間にわたる膜形成、エツチング、あるいは
、熱処理等を要しないので、再現性および均一性が良好
であり、特性の良好な素子をうろことができる。
、熱処理等を要しないので、再現性および均一性が良好
であり、特性の良好な素子をうろことができる。
第1図&−%−(1は本発明の一実施例による半導体基
板内の絶縁分離方法を示す工程順流れ図、第2図は斜め
蒸着の様子を示す模式図、第3図は分離溝付近を拡大し
て斜め蒸着の様相を示した図、第4図は従来例の半導体
基板内の絶縁分離方法を示す途中の工程断面図である。 3113・・・・・・分離溝、131・・印・空洞、5
,19゜21.22,23.25・・・・・・多結晶シ
リコン膜、11・・・・・・シリコン基板、12・・・
・・・Si3N4膜、14+24・・・・・・5in2
膜、17・・・・・・蒸発源、18・・・・・・蒸着粒
子束、2Q・・・・・・溝側壁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名信(
−i芒ンRへ 第2図 f8−一鳥、11紋−)象 第3図 20−−−うt1列づ¥虹 第4図 手続補正書(方式) %式% 2発明の名称 絶縁分離方法 3補正をする者 事件との関係 特 許 出 願
大佐 所 大阪府門真市大字門真1006番地名
称 (584)松下電子工業株式会社代表者 藤
本 −夫 4代理人 〒571 住 所 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 5補正命令の日付 昭和60年2月26日 ア、補正の内容 (1)明細書第3ページ第14行目〜第19行目の[例
えば〜37−40Jを下記の通り補正し[例えばワイタ
マキ他、第13回固庸素子に関する会議予稿集、東京、
i 981 m応用物理誌日本版、第21巻(198
2)追加21−1.37ページ〜40ページ(例えば、
Y、 TamaKi atal、 Proceedi
ngs of the 13 th Conferen
ceon 5olid 5tate Devices、
Tokyo、 1981 。 Japonese Journal of Appli
ed Physics。 Volume 21 (1982) Suppleme
nt 21−1 。 PP37−4o)J
板内の絶縁分離方法を示す工程順流れ図、第2図は斜め
蒸着の様子を示す模式図、第3図は分離溝付近を拡大し
て斜め蒸着の様相を示した図、第4図は従来例の半導体
基板内の絶縁分離方法を示す途中の工程断面図である。 3113・・・・・・分離溝、131・・印・空洞、5
,19゜21.22,23.25・・・・・・多結晶シ
リコン膜、11・・・・・・シリコン基板、12・・・
・・・Si3N4膜、14+24・・・・・・5in2
膜、17・・・・・・蒸発源、18・・・・・・蒸着粒
子束、2Q・・・・・・溝側壁。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名信(
−i芒ンRへ 第2図 f8−一鳥、11紋−)象 第3図 20−−−うt1列づ¥虹 第4図 手続補正書(方式) %式% 2発明の名称 絶縁分離方法 3補正をする者 事件との関係 特 許 出 願
大佐 所 大阪府門真市大字門真1006番地名
称 (584)松下電子工業株式会社代表者 藤
本 −夫 4代理人 〒571 住 所 大阪府門真市大字門真1006番地松下電器
産業株式会社内 5補正命令の日付 昭和60年2月26日 ア、補正の内容 (1)明細書第3ページ第14行目〜第19行目の[例
えば〜37−40Jを下記の通り補正し[例えばワイタ
マキ他、第13回固庸素子に関する会議予稿集、東京、
i 981 m応用物理誌日本版、第21巻(198
2)追加21−1.37ページ〜40ページ(例えば、
Y、 TamaKi atal、 Proceedi
ngs of the 13 th Conferen
ceon 5olid 5tate Devices、
Tokyo、 1981 。 Japonese Journal of Appli
ed Physics。 Volume 21 (1982) Suppleme
nt 21−1 。 PP37−4o)J
Claims (3)
- (1)半導体基板面上に酸素不透過膜を形成する工程と
、前記酸素不透過膜と前記半導体基板とを選択的にエッ
チングして分離溝を形成する工程と、前記酸素不透過膜
をマスクとして前記分離溝内面に絶縁膜を形成する工程
と、前記半導体基板をこの表面と平行な面内で回転させ
ながら前記半導体基板表面に酸化物に変換できる薄膜を
斜め蒸着して前記分離溝の開口部を閉塞する工程と、前
記酸化物に変換できる薄膜を熱酸化する工程とをそなえ
たことを特徴とする絶縁分離方法。 - (2)酸化物に変換できる薄膜が、多結晶シリコン膜、
非晶質シリコン膜または金属硅化物膜のいずれかである
ことを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の絶縁分
離方法。 - (3)酸化物に変換できる薄膜の斜め蒸着時の蒸着粒子
束の前記半導体基板面に対する角度が、15度以下であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の絶縁
分離方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23555784A JPS61113254A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 絶縁分離方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23555784A JPS61113254A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 絶縁分離方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61113254A true JPS61113254A (ja) | 1986-05-31 |
Family
ID=16987745
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23555784A Pending JPS61113254A (ja) | 1984-11-08 | 1984-11-08 | 絶縁分離方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61113254A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100234408B1 (ko) * | 1997-02-17 | 1999-12-15 | 윤종용 | 반도체장치의 소자분리방법 |
-
1984
- 1984-11-08 JP JP23555784A patent/JPS61113254A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100234408B1 (ko) * | 1997-02-17 | 1999-12-15 | 윤종용 | 반도체장치의 소자분리방법 |
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