KR0155839B1 - Isolation method of device of semiconductor apparatus - Google Patents

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KR0155839B1
KR0155839B1 KR1019950019031A KR19950019031A KR0155839B1 KR 0155839 B1 KR0155839 B1 KR 0155839B1 KR 1019950019031 A KR1019950019031 A KR 1019950019031A KR 19950019031 A KR19950019031 A KR 19950019031A KR 0155839 B1 KR0155839 B1 KR 0155839B1
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황민욱
이원성
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김광호
삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 반도체장치의 소자분리 방법에 관한 것으로, 반도체기판 상에 제1절연막 및 제2절연막을 차례로 적층하고 제2절연막을 패터닝하여 노출된 제1절연막부분에 소정의 두께로 산화막을 형성하는 단계; 상기 산화막을 등방성 식각 공정을 통하여 일부 제거하여 가운데 부분만 적정량 남기는 단계; 상기 산화막이 제거된 부분에 열산화법에 의하여 얇은 산화막을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 다결정실리콘을 증착하고, 이를 이방성 식각으로 일정량 오버 에치하여 상기 패터닝된 제2절연막의 측벽에 다결정 실리콘 스페이서를 형성하는 단계; 및 산화공정을 실시하여 소자분리막을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분리 방법을 제공한다. 따라서 본 발명은 기판 이하 산화막 깊이를 더욱 깊게 가져가 소자 분리의 전기적 특성을 향상시키고, 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막의 두께를 후속 스페이서 에치(SPACER ETCH)시 영향을 받지 않고 적게 가져갈 수 있게 하는 데 그 장점이 있다.The present invention relates to a device isolation method of a semiconductor device, comprising: sequentially stacking a first insulating film and a second insulating film on a semiconductor substrate, and patterning the second insulating film to form an oxide film having a predetermined thickness on the exposed first insulating film portion. ; Removing a portion of the oxide layer through an isotropic etching process to leave only a proper amount of the center portion; Forming a thin oxide film on the portion from which the oxide film is removed by thermal oxidation; Depositing polycrystalline silicon on the resultant and over-etching it by an anisotropic etching to form a polycrystalline silicon spacer on sidewalls of the patterned second insulating layer; And forming a device isolation film by performing an oxidation process. Therefore, the present invention provides a deeper sub-substrate oxide depth to improve the electrical characteristics of device isolation, and to reduce the thickness of the thin oxide film that controls BIRD'S BEAK unaffected during subsequent spacer etch. There is an advantage to this.

Description

반도체장치의 소자분리 방법Device Separation Method of Semiconductor Device

제1a도 내지 제1e도는 종래방법에 의한 반도체장치의 소자분리 방법을 설명하기 위한 단면도.1A to 1E are cross-sectional views for explaining a device isolation method of a semiconductor device by a conventional method.

제2a도 내지 제2f도는 본 발명에 의한 반도체장치의 소자분리 방법을 설명하기 위한 단면도들.2A to 2F are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a semiconductor device according to the present invention.

본 발명은 반도체장치의 소자분리 방법에 관한 것으로, 특히 다결정실리콘 스페이서를 사용하는 반도체장치의 소자분리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device isolation method of a semiconductor device, and more particularly, to a device isolation method of a semiconductor device using a polycrystalline silicon spacer.

반도체 기판상에 회로를 구성하기 위해서는 여러소자들을 전기적으로 분리하는 것이 필요하다. 이러한 소자 분리 방법은, 통상적으로 실리콘의 부분 산화법(LOCal Oxidation of Silicon; 이하 LOCOS 공정이라 한다)이 가장 많이 사용되고 있다.In order to construct a circuit on a semiconductor substrate, it is necessary to electrically isolate several elements. In the device isolation method, a partial oxidation method of silicon (hereinafter referred to as LOCOS process) is most commonly used.

상기 LOCOS 공정은, 실리콘기판상에 패드산화막 및 질화막을 차례로 형성하는 단계, 상기 질화막을 패터닝하는 단계 및 실리콘기판을 선택적으로 산화시켜 소자분리막을 형성하는 단계로 이루어진다. 그러나, 상기 LOCOS 공정에 의하면, 실리콘기판의 선택산화시 마스크로 사용되는 질화막 하부에서 패드산화막의 측면으로 산소가 침투하면서 소자분리막의 끝부분에 버즈 비크(bird's beak)가 발생하게 된다. 이러한 버즈 비크에 의해 소자분리막이 버즈비크의 길이만큼 활성영역으로 확장되기 때문에 소자를 고밀도로 집적하기가 어렵다.The LOCOS process includes forming a pad oxide film and a nitride film sequentially on a silicon substrate, patterning the nitride film, and selectively oxidizing the silicon substrate to form an isolation layer. However, according to the LOCOS process, as the oxygen penetrates into the side of the pad oxide film under the nitride film used as the mask for the selective oxidation of the silicon substrate, a bird's beak is generated at the end of the device isolation film. Since the device isolation film extends into the active region by the length of the buzz beak by such a buzz beak, it is difficult to integrate the device at a high density.

이에 본 출원인은 다결정실리콘 스페이서를 이용하여 상기한 LOCOS 공정의 문제점을 해결하는 소자분리 방법을 발명하여 이를 한국특허 출원번호 제92-0682호 및 제93-0591호등으로 출원한 바 있으며, 상기 출원은 현재 한국특허청에 계속중에 있다.In this regard, the present applicant has invented a device isolation method that solves the problems of the LOCOS process by using a polysilicon spacer, and has filed it with Korean Patent Application Nos. 92-0682 and 93-0591. Currently, he is continuing with Korea Patent Office.

상기 제92-0682호 발명의 공정수순을 제1a도 내지 제1e도를 참조하여 간단히 설명하면 다음과 같다.The process procedure of the above-mentioned 92-0682 is briefly described with reference to FIGS. 1A to 1E.

제1a도에서 보는 바와 같이 실리콘기판(1)위에 제1절연막(3)을 적층하고, 이때, 제1절연막을 얇은 패드 산화막으로 사용한다. 이어 제2절연막(5)을 적층한다. 제2절연막으로는 나이트라이드 막질을 사용하며, 약 1000∼2000Å 두께로 적층한다. 이후 활성영역과 비활성영역을 나누기 위해 원하는 모양으로 레지스트에 포토패턴(PHOTO-PATTERN)을 형성 후 상기 포토 레지스트를 마스크로 제2절연막(5)을 이방성 식각하여 비활성영역이 될 부분을 노출시킨다. 제1b도에서는 다음에 등방성 식각공정을 통하여 들어난 제1절연막을 일정부분 제거한다. 이때, 제거되는 양이 많을수록 후속 공정에 의해 버즈 빅(BIRD'S BEAK) 크기가 줄어드는 반면, 너무 많을 경우 제2절연막의 리프팅(LIFTING) 현상이 발생할 수 있다. 등방성 식각량(X1)은 제1절연막(3)의 두께를 고려하여야 한다. 이어 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막(7)을 형성한다. 상기 산화막의 두께는 제1절연막(3)의 두께를 고려하여야 하며, 상기 산화막의 두께가 적을수록 버즈 빅(BIRD'S BEAK)은 적게 형성된다(제1c도). 이어 제4절연막으로 실리콘계열인 폴리실리콘, 아몰퍼스 실리콘 및 도프(DOPED)된 폴리실리콘중 어느 하나를 적층하고, 이방성 식각공정으로 스페이서(SPACER:9)를 형성한다. 이때, 스페이서 에치시 일정량(X2)의 오버 에치(OVER ETCH)를 하여야 한다. 왜냐하면, 후속 열산화 공정 후 스페이서(9) 부분의 산화막이 너무 크게 성장할 경우 후속 공정에 의해 완전히 제거되지 않게 되기 때문이다. 오버 에치량(X2)은 제2절연막(5)의 두께를 고려하여야 하며, 얇은 산화막(7)이 스페이서 오버 에치시 마스크 레이어(MASK LAYER)로의 역활을 할 수 있어야 한다(제1d도). 이어, 열산화법에 의해 필드 산화막(11)을 형성하여 기판 이하 산화막 깊이(X3)를 깊게 가져가 소자 분리의 전기적 특성을 향상시킨다(제1E도).As shown in FIG. 1A, the first insulating film 3 is laminated on the silicon substrate 1, and at this time, the first insulating film is used as a thin pad oxide film. Subsequently, the second insulating film 5 is laminated. A nitride film is used as the second insulating film and is laminated to a thickness of about 1000 to 2000 micrometers. Thereafter, a photo pattern (PHOTO-PATTERN) is formed on the resist in a desired shape to divide the active region and the inactive region, and then anisotropically etch the second insulating layer 5 using the photoresist as a mask to expose a portion to be an inactive region. In FIG. 1B, a portion of the first insulating film that is introduced through the isotropic etching process is subsequently removed. In this case, the larger the amount removed, the smaller the size of the BIRD'S BEAK by the subsequent process, while if too large, the lifting of the second insulating layer may occur. The isotropic etching amount X1 should consider the thickness of the first insulating film 3. Subsequently, a thin oxide film 7 that controls BIRD'S BEAK is formed. The thickness of the oxide film should consider the thickness of the first insulating film 3, and the smaller the thickness of the oxide film is, the less BIRD'S BEAK is formed (FIG. 1c). Subsequently, any one of silicon-based polysilicon, amorphous silicon, and doped polysilicon is stacked as a fourth insulating layer, and a spacer SPACER is formed by an anisotropic etching process. At this time, the spacer etch should be over etched by a certain amount (X2). This is because, if the oxide film of the spacer 9 portion grows too large after the subsequent thermal oxidation process, it is not completely removed by the subsequent process. The over etch amount X2 should consider the thickness of the second insulating film 5, and the thin oxide film 7 should be able to serve as a mask layer (MASK LAYER) during spacer over etch (FIG. 1D). Subsequently, the field oxide film 11 is formed by the thermal oxidation method to deepen the sub-substrate oxide film depth X3 to improve the electrical characteristics of device isolation (FIG. 1E).

이상이 기 출원된 발명에 의한 공정 진행 수순이며, 상기에서 스페이서(9)를 형성시 얇은 산화막(7)이 오버에치(OVER ETCH)시 마스크로서 역활을 하여 기판 실리콘의 홈 형성(PITTING)을 방지하여야 한다. LOCOS 구조에서 활성 질화막(ACTIVE NITRIDE:5)의 두께가 두꺼울수록 버즈 빅(BIRD'S BEAK)은 적게 형성된다. 또한, 기 출원된 발명에서 얇은 산화막(7)의 두께가 적을 수록 버즈 빅(BIRD'S BEAK)이 적게 형성된다. 또한, 기 출원된 발명의 구조적 특징으로 스페이서(9) 오버 에치(OVER ETCH)가 불가피하며, 활성 질화막(ACTIVE NITRIDE:5)의 두께가 두꺼울수록 오버 에치(OVER ETCH:X2)는 상대적으로 많이 적용하여야 한다. 이상의 내용에서 기 출원된 발명에서는 버즈 빅(BIRD'S BEAK)의 크기를 최소로 가져가기 위해서 산화막(7)의 두께를 최소로 가져가며, 스페이서를 원하는 만큼 오버 에치(OVER ETCH)를 적용하기는 어려운 면이 있다. 즉, 얇은 산화막(7)의 두께를 일정이하 가져가기가 어렵다.The above is a process progression process according to the present invention, wherein the thin oxide film 7 serves as a mask at the time of the over etch when the spacer 9 is formed, thereby forming the grooves of the substrate silicon. Should be prevented. In the LOCOS structure, the thicker the active nitride layer (5), the fewer BIRD'S BEAKs are formed. In addition, in the present invention, the smaller the thickness of the thin oxide film 7 is, the less BIRD'S BEAK is formed. In addition, due to the structural features of the present invention, the spacer 9 over etch is inevitable, and the thicker the thickness of the active nitride layer ACTIVE NITRIDE 5 is, the more OVER ETCH X2 is applied. shall. In the above-described invention, in order to minimize the size of BIRD'S BEAK, the thickness of the oxide layer 7 is minimized, and it is difficult to apply an over etch as much as the spacer is desired. have. That is, it is difficult to take the thickness of the thin oxide film 7 below a certain level.

본 발명은 92.1.18에 출원된 상기 제92-0682호인 반도체 장치의 소자 분리 방법과 94.6.8 출원된 상기 제93-0591호인 반도체 장치의 소자 분리 방법의 단점을 보완하고 그 특성을 개선한 것이다.The present invention compensates for and improves the disadvantages of the device separation method of the semiconductor device of No. 92-0682 filed in 92.1.18 and the device separation method of the semiconductor device of No. 93-0591 filed in 94.6.8. .

따라서, 본 발명의 목적은 상술한 종래방법의 문제점을 해결할 수 있는 반도체장치의 소자분리 방법을 제공하는데 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a device isolation method for a semiconductor device that can solve the problems of the conventional method described above.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 반도체기판 상에 제1절연막 및 제2절연막을 차례로 적층하여 패드 산화막과 활성 질화막을 순차적으로 형성하는 단계; 사진식각 공정으로 상기 제2절연막을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 제2절연막을 마스크로하여 들어난 제1절연막부분에 소정의 두께로 산화막을 형성하는 단계; 상기 소정의 두께로 형성된 산화막을 등방성 식각 공정을 통하여 일부 제거하여 가운데 부분만 적정량 남길 때 부수적으로 제2절연막 밑의 제1절연막이 일정부분 제거되어 동공이 형성된 단계; 상기 산화막이 제거된 부분에 열 산화법에 의하여 얇은 산화막을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 다결정실리콘을 증착하고, 이를 이방성 식각으로 일정량 오버 에치하여 상기 패터닝된 제2절연막의 측벽에 다결정 실리콘 스페이서를 형성하는 단계; 및 산화공정을 실시하여 소자분리막을 형성하고 제2절연막과 제1절연막을 등방성 식각 공정으로 차례로 제거하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분리 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of sequentially forming a pad oxide film and an active nitride film by sequentially stacking a first insulating film and a second insulating film on a semiconductor substrate; Patterning the second insulating layer by a photolithography process; Forming an oxide film with a predetermined thickness on a portion of the first insulating film formed by using the patterned second insulating film as a mask; Removing a portion of the oxide film having a predetermined thickness through an isotropic etching process, and leaving only an appropriate portion of the oxide film to remove a portion of the first insulating film under the second insulating film, thereby forming a pupil; Forming a thin oxide film on the portion from which the oxide film is removed by thermal oxidation; Depositing polycrystalline silicon on the resultant and over-etching it by an anisotropic etching to form a polycrystalline silicon spacer on sidewalls of the patterned second insulating layer; And forming an isolation layer by performing an oxidation process and sequentially removing the second insulation layer and the first insulation layer by an isotropic etching process.

이때, 상기 폴리실리콘 스페이서 에치시 일정량의 오버 에치(OVER ETCH)를 하는 이유는 후속 열산화 공정 후 스페이서 부분의 산화막이 너무 크게 성장할 경우 후속 공정에 의해 완전히 제거되지 않게 되기 때문이다.In this case, the reason for the predetermined amount of OVER ETCH when the polysilicon spacer is etched is that when the oxide film of the spacer portion grows too large after the subsequent thermal oxidation process, it is not completely removed by the subsequent process.

기 출원된 발명의 경우, 기판 홈 형성(PITTING)을 방지하기 위하여 얇은 산화막이 스페이서 오버 에치(OVER ETCH)시 마스크 레이어(MASK LAYER)로의 역활을 할 수 있어야 함에 따라 오버 에치(OVER ETCH)량에 제약을 받게 되지만, 본 발명의 경우 가운데 부분이 다소 두텁게 되어진 산화막이 에치 저지대(ETCH STOPPER)로서 역활을 하므로 제약을 받지 않는다.In the case of the previously filed invention, in order to prevent substrate groove forming, a thin oxide film must be able to play a role as a mask layer during a spacer over etch. However, the present invention is not limited because the oxide film, which is somewhat thickened in the middle of the present invention, serves as an etch stopper.

따라서, 본 특허에 의한 발명은 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막의 두께를 후속 스페이서 에치(SPACER ETCH)시 영향을 받지 않고 원하는 만큼 적게 가져 갈 수 있게 하는데 그 첫번째 장점이 있으며, 소자분리 산화막의 기판이하 산화막량(X3)이 많을수록 동일한 크기(SIZE)에서 적은 이온주입 농도(IMPLANTATION DOSE)로 전기적 특성을 향상시킬 수 있으므로 제품의 성능(REFRESH) 특성을 향상시킬 수 있는 것이 두번째 장점이다. 즉, 기판 이하 산화막 깊이(X3)를 더욱 깊게 가져가 소자 분리의 전기적 특성을 향상시키고, 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막의 두께를 후속 스페이서 에치(SPACER ETCH)시 영향을 받지 않고 적게 가져갈 수 있게 하는데 본 발명의 목적이 있다.Therefore, the present invention has the first advantage of making the thickness of the thin oxide film controlling the BIRD'S BEAK as small as desired without being influenced by subsequent spacer etch. The second advantage is that the more the amount of the oxide film (X3) below the substrate of the oxide film can improve the electrical characteristics at the same size (SIZE) and less ion implantation concentration (IMPLANTATION DOSE), thereby improving the performance (REFRESH) characteristics of the product. That is, the depth of the oxide sub-substrate (X3) is further deepened to improve the electrical characteristics of device isolation, and the thickness of the thin oxide layer controlling BIRD'S BEAK is less affected by the subsequent spacer etch. It is an object of the present invention to be able to take it.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 제2a도 내지 제2e도는 본 발명에 의한 반도체장치의 소자분리 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; 2A to 2E are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a semiconductor device according to the present invention.

제2a도는 비활성 영역이 될 부분을 노출시킨 단계를 나타낸다. 구체적으로, 실리콘 기판(51) 위에 제1절연막(53)으로 얇은 패드 산화막을 약 100∼300Å 두께로 형성한다. 이어 제2절연막(55)을 적층한다. 제2절연막으로는 질화(NITRIDE) 막질을 약 1000∼2000Å 정도로 증착한다. 이후, 활성영역과 비활성영역을 나누기 위해 원하는 모양으로 레지스트에 포토 패턴(PHOTO PATTERN)을 형성한 후 상기 레지스트를 마스크로 제2절연막(55)을 이방성 식각하여 비활성영역이 될 부분을 노출(OPEN)시킨다.2A shows a step of exposing a portion to be an inactive area. Specifically, a thin pad oxide film is formed on the silicon substrate 51 with the first insulating film 53 to a thickness of about 100 to 300 Å. Subsequently, a second insulating film 55 is stacked. As the second insulating film, nitride (NITRIDE) film quality is deposited at about 1000 to 2000 GPa. Thereafter, a photo pattern (PHOTO PATTERN) is formed on the resist in a desired shape to divide the active region and the inactive region, and then anisotropically etches the second insulating layer 55 using the resist as a mask to expose a portion to become an inactive region. Let's do it.

제2b도는 상기 노출된 비활성영역 부분에 산화막을 형성시킨다. 구체적으로, 들어난 제1절연막(53)부분에 열산화법으로 약 600∼1500Å의 산화막(57)을 형성한다. 비활성 영역의 산화막(57)에 의하여 기판 실리콘(51)은 움푹 들어간 완곡(RECESS) 효과를 가져오게 되어 후에 열산화막 형성시 기판하부쪽으로 산화막 침투량(Y3X3)을 증가시키게 되어 소자분리 산화막의 전기적 특성을 향상시키게 된다.FIG. 2B forms an oxide film on the exposed inactive region. Specifically, an oxide film 57 of about 600 to 1500 Å is formed on the first insulating film 53 by the thermal oxidation method. Substrate silicon 51 has a recessed RECE effect by the oxide layer 57 in the inactive region, thereby increasing the oxide penetration amount (Y3X3) toward the bottom of the substrate when forming the thermal oxide layer, thereby improving the electrical characteristics of the device isolation oxide layer. Will be improved.

제2c도는 등방성 식각 공정을 통하여 상기 산화막(57)을 일부 제거한다. 구체적으로, 등방성 식각공정에 의해 제2절연막(55) 밑의 제1절연막(53)이 일정부분(Y1) 제거되고, 이때 제거되는 양이 많을 수록 후속 공정에 의해 버즈 빅(BIRD'S BEAK) 크기가 줄어드는 반면, 너무 많을 경우 패턴된 제2절연막이 리프팅(LIFTING) 현상이 발생할 수 있다. 제2절연막 밑의 들어가는 양(Y1)이 약 200∼500Å 정도가 바람직하다. 등방성 식각량은 산화막(57) 두께를 고려하여, 산화막(57)의 가장 두꺼운 부분의 70∼80%를 제거하여 산화막(57)은 비활성 영역에0서 가운데 부분(57a)만 남게 된다. 이 산화막(57a)은 후속 스페이서(59) 형성시 에치 저지대(ETCH STOPPER)로서 역활을 하게 된다. 이어 열 산화법에 의하여 얇은 산화막(61)을 약 40∼150Å 정도 형성한다. 이 산화막은 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 목적으로 사용되며, 기 출원된 발명의 경우 후속 스페이서 형성시 에치 저지대(ETCH STOPPER)로서 역활을 위해 일정 두께 이하로 가져가기 어려운 반면, 본 발명의 경우 산화막(57a)이 비활성영역 가운데 있으므로 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막(61)의 두께를 원하는 만큼 적게 가져갈 수 있다.In FIG. 2C, the oxide layer 57 is partially removed through an isotropic etching process. Specifically, the first insulating film 53 under the second insulating film 55 is removed by the isotropic etching process, and a predetermined portion Y1 is removed. In this case, the larger the amount removed, the larger the BIRD'S BEAK size is by the subsequent process. On the other hand, if too large, the patterned second insulating layer may cause a lifting phenomenon. The amount Y1 under the second insulating film is preferably about 200 to 500 kPa. The isotropic etching amount removes 70 to 80% of the thickest portion of the oxide film 57 in consideration of the thickness of the oxide film 57 so that only the center portion 57a remains in the non-active region. The oxide film 57a serves as an etch stopper when forming the subsequent spacer 59. Subsequently, a thin oxide film 61 is formed by about 40 to 150 microseconds by the thermal oxidation method. This oxide film is used to control BIRD'S BEAK, and in the case of the present invention, it is difficult to take it below a certain thickness to serve as an etch stopper when forming a subsequent spacer. Since the oxide film 57a is in the inactive region, the thickness of the thin oxide film 61 that controls BIRDS 'S BEAK can be reduced as much as desired.

제2d도는 스페이서를 형성한 단계를 나타낸다. 제3절연막으로 실리콘계열인 폴리실리콘, 아몰퍼스 실리콘 및 도핑된(DOPED) 폴리실리콘중 어느하나를 적층하고, 이방성 식각공정으로 스페이서(59)를 형성한다. 이때, 스페이서 에치시 일정량의 오버 에치(OVER ETCH:Y2)를 하여야 한다. 왜냐하면, 후속 열산화 공정 후 스페이서(59) 부분의 산화막이 너무 크게 성장할 경우 후속 공정에 의해 완전히 제거되지 않기 때문이다. 오버 에치(OVER ETCH:Y2)량은 제2절연막(55)의 두께를 고려하여야 하며, 기 출원된 발명의 경우 얇은 산화막이 스페이서 오버 에치(OVER ETCH)시 마스크 레이어(MASK LAYER)로의 역활을 할 수 있어야 함에 따라 오버 에치(OVER ETCH:Y2)량에 제약을 받게 되지만 본 발명의 경우 산화막(57a)이 에치 저지대(ETCH STOPPER) 역활을 하므로 제약을 받지 않는다. 결국, 다결정 실리콘 스페이서(59) 형성시 제2절연막(55)의 측벽에 오버 에치로 인한 들어난 부분(Y2)이 일부 남은 산화막(57a)의 두께보다 적어서 오버 에치량에 제약을 받지 않게 된다.Figure 2d shows the step of forming a spacer. As the third insulating layer, any one of silicon-based polysilicon, amorphous silicon, and doped polysilicon is laminated, and a spacer 59 is formed by an anisotropic etching process. In this case, a certain amount of over etch (Y2) should be performed during spacer etching. This is because if the oxide film of the spacer 59 portion grows too large after the subsequent thermal oxidation process, it is not completely removed by the subsequent process. The amount of over etch (Y2) should consider the thickness of the second insulating film 55, and in the case of the previously filed invention, a thin oxide film may serve as a mask layer during spacer over etch. Although it should be possible to limit the amount of over etch (OVER ETCH: Y2), in the present invention, since the oxide film 57a serves as an etch stopper, it is not restricted. As a result, when the polysilicon spacer 59 is formed, the portion Y2 formed due to overetching on the sidewall of the second insulating film 55 is smaller than the thickness of the remaining oxide film 57a so that the amount of overetching is not limited.

제2e도는 상기 공정후, 열산화법에 의해 2500∼4000Å의 필드 산화막(63)을 형성하는 단계를 나타낸다.FIG. 2E shows a step of forming a field oxide film 63 of 2500 to 4000 kV by the thermal oxidation method after the above process.

제2f도는 제2절연막(55)과 제1절연막(53a)을 등방성 식각 공정으로 차례로 제거하여 원하는 부분의 소자 분리 산화막이 형성된 모습을 나타낸다. 이후의 산화공정(SACRIFITIAL OXIDATION)과 이온 주입(IMPLANTATION)등의 진행 순서는 통상의 반도체 제조 공정에 준한다.FIG. 2F shows the second isolation layer 55 and the first insulation layer 53a are sequentially removed by an isotropic etching process to form a device isolation oxide film of a desired portion. Subsequent progression of the oxidation process (SACRIFITIAL OXIDATION) and ion implantation (IMPLANTATION) follows the normal semiconductor manufacturing process.

이상이 본 발명에 의한 공정 진행 수순이며, 상기에서 스페이서(59)를 형성시 산화막(57a)이 오버 에치(OVER ETCH)시 마스크로서 역활을 하여 기판 실리콘의 홈 형성(PITTING)을 방지하므로 오버 에치(OVER ETCH)량에 제약을 받지 않으며, 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막(61)의 두께를 원하는 만큼 적게 가져갈 수 있다. 따라서, 본 발명은 기판 이하 산화막 깊이(Y3)를 더욱 깊게 가져가(Y3X3) 소자 분리의 전기적 특성을 향상시키고, 버즈 빅(BIRD'S BEAK)을 제어하는 얇은 산화막(61)의 두께를 후속 스페이서 에치(SPACER ETCH)시 영향을 받지 않고 적게 가져갈 수 있게 하는 데 그 장점이 있다.The above is the process proceeding process according to the present invention. In the formation of the spacer 59, the oxide film 57a acts as a mask during the over etch and thus prevents the groove forming of the substrate silicon. The thickness of the thin oxide layer 61 that controls BIRD'S BEAK is not limited by the amount of OVER ETCH. Accordingly, the present invention provides a deeper sub-oxide oxide depth (Y3) (Y3X3) to improve the electrical properties of device isolation, and to control the thickness of the thin oxide film 61 that controls BIRD'S BEAK to the subsequent spacer etch ( SPACER ETCH) has the advantage of being able to take less without being affected.

Claims (5)

반도체기판(51)상에 제1절연막(53) 및 제2절연막을 차례로 적층하여 패드 산화막과 활성 질화막을 순차적으로 형성하는 단계; 사진식각 공정으로 상기 제2절연막을 패터닝하는 단계; 상기 패터닝된 제2절연막(55)을 마스크로하여 노출된 제1절연막부분에 소정의 두께로 산화막(57)을 형성하는 단계; 상기 소정의 두께로 형성된 산화막의 가운데 부분(57a)만을 적정량 남기고 제거함과 동시에 제2절연막 밑의 제1절연막의 일정부분도 함께 제거될 수 있도록 상기 산화막(57)을 등방성 식각하는 단계; 상기 산화막이 제거된 부분에 열 산화법에 의하여 얇은 산화막(61)을 형성하는 단계; 상기 결과물 상에 다결정실리콘을 증착하고, 이를 이방성 식각으로 일정량 오버 에치하여 상기 패터닝된 제2절연막(55)의 측벽에 다결정 실리콘 스페이서(59)를 형성하는 단계; 및 실리콘 기판에 선택적으로 산화공정을 실시하여 소자분리막(63)을 형성하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분리 방법.Sequentially stacking a first insulating film 53 and a second insulating film on the semiconductor substrate 51 to sequentially form a pad oxide film and an active nitride film; Patterning the second insulating layer by a photolithography process; Forming an oxide film (57) with a predetermined thickness on the exposed portion of the first insulating film by using the patterned second insulating film (55) as a mask; Isotropically etching the oxide film 57 so that only a portion of the center portion 57a of the oxide film formed to the predetermined thickness is removed, and a predetermined portion of the first insulating film under the second insulating film is also removed. Forming a thin oxide film (61) on the portion from which the oxide film is removed by thermal oxidation; Depositing polysilicon on the resultant and over-etching it by an anisotropic etching to form polycrystalline silicon spacers 59 on sidewalls of the patterned second insulating layer 55; And selectively performing an oxidation process on the silicon substrate to form a device isolation film (63). 제1항에 있어서, 상기 산화막(57)의 두께는 약 600∼1500Å 정도의 범위를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 소자 분리 방법.2. The method of claim 1, wherein the oxide film has a thickness in the range of about 600-1500 GPa. 제1항에 있어서, 상기 얇은 산화막(61)은 열 산화법으로 약 40∼150Å정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분리 방법.2. The method of claim 1 wherein the thin oxide film (61) is formed to a thickness of about 40 to 150 microns by thermal oxidation. 제1항에 있어서, 상기 다결정 실리콘 스페이서(59) 형성시 제2절연막(55)의 측벽에 오버 에치로 인한 들어난 부분(Y2)이 일부 남은 산화막(57a)의 두께보다 적게 형성하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분리 방법.The method of claim 1, wherein when the polysilicon spacer 59 is formed, a portion Y2 formed due to overetching is formed on the sidewall of the second insulating layer 55 to be smaller than the thickness of the remaining oxide film 57a. Device isolation method of a semiconductor device. 제1항에 있어서, 상기 스페이서(59) 형성 및 산화공정(63)을 실시한 단계후 제2절연막(55)과 제1절연막(53a)을 등방성 식각 공정으로 차례로 제거하는 단계를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체장치의 소자분리 방법.The method of claim 1, further comprising sequentially removing the second insulating layer 55 and the first insulating layer 53a by an isotropic etching process after the spacer 59 is formed and the oxidation process 63 is performed. A device isolation method for a semiconductor device.
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