KR100281277B1 - Method for manufacturing device isolation oxide film of semiconductor device - Google Patents

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Abstract

본발명은 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법에 관한것으로서, 반도체기판상에 일차로 질소 뎅글링 본드막을 형성하고, 소자분리 영역으로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 중첩되어진 패드산화막과 다결정 실리콘층 및 제 1 질화막 패턴을 형성하되, 상기 다결정실리콘층과 질소 뎅글링 본드막은 언더컷이 지도록 형성하고, 상기 패턴들의 표면에 제 2 질화막 패턴을 도포한 후, 상기 제 2 질화막 패턴 양측의 반도체기판에 예정된 폭의 트랜치를 형성하고, 노출되는 반도체기판의 전표면에 재차 질소 뎅글링 본드막을 형성한 후, 열산화를 실시하여 소자분리 산화막을 형성하였으므로, 제 2 질화막 패턴에 의해 패드산화막 패턴으로의 산소 침투가 방지되고, 이 효과가 언더컷에 의해 더욱 증가되어 버즈빅의 크기가 작아지며, 질소 뎅글링 본드막에 의해 열산화의 초기에는 산소 침투가 방지되어 소자분리 산화막의 전체적인 두께가 감소되며, 트랜치에 의해 소자분리 영역의 경계 부분에서의 부피 팽창을 보상하여 토폴로지의 급격한 변호가 방지되므로 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.The present invention relates to a method for manufacturing a device isolation oxide film of a semiconductor device, comprising forming a nitrogen dangling bond film primarily on a semiconductor substrate and overlapping a pad oxide film and a polycrystalline silicon layer exposing a portion intended as a device isolation region; A first nitride film pattern is formed, wherein the polysilicon layer and the nitrogen dangling bond film are formed to have undercuts, and after the second nitride film pattern is applied to the surfaces of the patterns, a predetermined width is formed on the semiconductor substrates on both sides of the second nitride film pattern. After the trench was formed, the nitrogen dendling bond film was again formed on the entire surface of the exposed semiconductor substrate, and thermal oxidation was performed to form the device isolation oxide film. Thus, the second nitride film pattern prevents oxygen infiltration into the pad oxide film pattern. Prevented, this effect is further increased by the undercut, which reduces the size of the buzzvik, and nitrogen dangling bonds. This prevents oxygen penetration in the early stage of thermal oxidation, reducing the overall thickness of the device isolation oxide film, and compensating for volume expansion at the boundary of the device isolation region by trenches to prevent sudden variations in topology. Can improve the reliability.

Description

반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법Method for manufacturing device isolation oxide film of semiconductor device

제1a도 및 제1b도는 종래 기술에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조 공정도.1A and 1B are manufacturing process diagrams of a device isolation oxide film of a semiconductor device according to the prior art.

제2a도 및 제2b도는 본발명에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조 공정도.2a and 2b is a manufacturing process diagram of the device isolation oxide film of the semiconductor device according to the present invention.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉<Explanation of symbols for main parts of drawing>

1 : 반도체 기판 2 : 패드산화막1 semiconductor substrate 2 pad oxide film

3 : 다결정실리콘층 4, 7 : 질화막3: polycrystalline silicon layer 4, 7: nitride film

5 : 소자분리 산화막 6, 10 : 질소 뎅글링 본드막5: device isolation oxide film 6, 10: nitrogen dangling bond film

8 : 열산화막 9 : 트랜치8: thermal oxide film 9: trench

본발명은 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법에 관한 것으로서, 특히 질화막 패턴과 패드산화막 패턴의 하부에 다결정실리콘층 패턴을 개재시켜 열산화를 실시하는 피.비.엘(polybuffered LOCOS; 이하 PBL이라 칭함) 공정에서 패드산화막의 하부에 질소 뎅글링 본드막을 형성하고, 상기 다결정실리콘층과 질소 뎅글링 본드막을 언더컷이 지도록 식각하여 패턴들을 형성한 후, 상기 패턴들의 표면에 질화막을 도포하며, 상기 패드산화막 패턴 하측의 질소 뎅글링 본드막 패턴 하부의 반도체기판을 열산화시켜 열산화막을 형성하고, 상기 질화막 패턴 양측의 반도체기판에 소정폭의 트랜치를 형성한 후, 노출되어진 반도체기판 표면에 질소 뎅글링 본드막을 도포하여 산소의 측면 확산을 방지하고 열산화를 실시하여 크기가 작은 버즈빅을 갖는 두께가 얇은 소자분리 산화막을 형성하여 소자의 고집적화에 유리하고, 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a device isolation oxide film of a semiconductor device, and more particularly, a polybuffered LOCOS (hereinafter referred to as PBL) which performs thermal oxidation through a polysilicon layer pattern under a nitride film pattern and a pad oxide film pattern. In the process, a nitrogen dangling bond film is formed under the pad oxide film, and the polysilicon layer and the nitrogen dangling bond film are etched to have an undercut to form patterns, and then a nitride film is applied to the surfaces of the patterns, and the pad The thermal oxide film is formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate under the nitrogen dangling bond film pattern under the oxide film pattern, and a trench having a predetermined width is formed on the semiconductor substrates on both sides of the nitride film pattern, and then nitrogen dangling on the exposed semiconductor substrate surface. Bond film is applied to prevent the side diffusion of oxygen and thermal oxidation is performed Forming an element isolation oxide film, it is advantageous in high integration of the device, and a method of manufacturing a semiconductor device process yield and device isolation oxide film which can improve the reliability of the device operation.

일반적으로 반도체소자는 트랜지스터나 캐패시터등과 같은 소자들이 형성되는 활성영역과, 상기 소자들의 동작이 서로 방해되지 않도록 활성 영역들을 분리하는 소자분리 영역으로 구성되어 있다.In general, a semiconductor device is composed of an active region in which devices such as a transistor or a capacitor are formed, and an isolation region separating the active regions so that the operation of the devices does not interfere with each other.

최근 반도체소자의 고집적화 추세에 따라 반도체소자에서 많은 면적을 차지하는 소자분리 영역의 면적을 감소시키려는 노력이 꾸준히 진행되고 있다.Recently, with the trend toward higher integration of semiconductor devices, efforts have been made to reduce the area of device isolation regions, which occupy a large area in semiconductor devices.

이러한 소자분리 영역의 제조 방법으로는 질화막 패턴을 마스크로하여 실리콘 반도체 기판을 열산화시키는 통상의 로코스(local oxidation of silicon; 이하 LOCOS라 칭함) 방법이나, 반도체기판상에 적층된 별도의 폴리실리콘층을 열산화시키는 세폭스(SEFOX) 방법 그리고 반도체기판에 트랜치를 형성하고 이를 절연물질로 메우는 트렌치(trench) 분리등의 방법이 사용되고 있으며, 그중 LOCOS 방법은 비교적 공정이 간단하여 널리 사용되지만 소자분리 면적이 크고, 경계면에 버즈 빅이 생성되어 기판 스트레스에 의한 격자결함이 발생되는 단점이 있다.Such a device isolation region manufacturing method is a conventional local oxidation of silicon (hereinafter referred to as LOCOS) method of thermally oxidizing a silicon semiconductor substrate using a nitride film pattern as a mask, or a separate polysilicon stacked on a semiconductor substrate. SEFOX method of thermally oxidizing the layer and trench isolation method that form trenches in semiconductor substrates and fill them with insulating materials are used. Among them, LOCOS method is widely used because of relatively simple process. There is a disadvantage that the area is large, and a buzz big is generated at the interface, so that a lattice defect is generated by the substrate stress.

상기 LOCOS 필드 산화막의 제조 방법을 살펴보면 다음과 같다.The manufacturing method of the LOCOS field oxide film is as follows.

먼저, 실리콘으로된 반도체기판의 표면을 열산화시켜 패드 산화막을 형성하고, 상기 패드 산화막 상에 상기 반도체기판의 소자 분리 영역으로 예정된 부분을 노출시키는 질화막 패턴을 형성한 후, 상기 질화막 패턴을 열산화 마스크로하여 반도체 기판을 소정 두께 열산화시켜 필드 산화막을 형성한다.First, a surface of a semiconductor substrate made of silicon is thermally oxidized to form a pad oxide film, and a nitride film pattern is formed on the pad oxide film to expose a predetermined portion to an element isolation region of the semiconductor substrate. Then, the nitride film pattern is thermally oxidized. The semiconductor substrate is thermally oxidized to a predetermined thickness using a mask to form a field oxide film.

이러한 종래의 LOCOS 필드산화막은 활성영역과 필드 산화막 사이의 반도체 기판 경계에 산소가 측면 침투하여 버즈 빅이라는 경사면이 형성된다.In the conventional LOCOS field oxide film, oxygen penetrates into the semiconductor substrate boundary between the active region and the field oxide film to form an inclined surface called buzz big.

상기의 버즈빅에 의해 반도체기판에 스트레스가 인가되어 격자결함이 발생되므로 누설전류가 증가되어 소자 동작의 신뢰성이 떨어지고, 활성영역의 면적이 감소되어 소자의 고집적화가 어려워지는 문제점이 있다.Because of the stress applied to the semiconductor substrate due to the above-mentioned Buzz Big, the lattice defect is increased, the leakage current is increased, the reliability of the device operation is reduced, the area of the active area is reduced, it is difficult to high integration of the device.

이를 해결하기 위하여 질화막 패턴의 하부에 완충 역할을 하는 다결정 실리콘층 패턴을 사용하는 PBL 방법이 사용되고 있다.In order to solve this problem, a PBL method using a polycrystalline silicon layer pattern serving as a buffer under the nitride film pattern is used.

제 1a 도 및 제 1b 도는 종래 기술에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조 공정도로서, PBL 공정의 예이다.1A and 1B are manufacturing process diagrams of a device isolation oxide film of a semiconductor device according to the prior art, which is an example of a PBL process.

먼저, 반도체기판(1)에서 소자분리 영역으로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 순차적으로 적층되어있는 패드산화막(2) 패턴과, 다결정실리콘층(3) 패턴 및 질화막(4) 패턴을 각각 150Å, 500Å 및 2000Å의 두께로 형성한다. (제 1a 도 참조).First, the pad oxide film (2) pattern, the polysilicon layer (3) pattern, and the nitride film (4) pattern, which are sequentially stacked, exposing portions intended as the device isolation regions of the semiconductor substrate 1, are 150 Å and 500 Å, respectively. And a thickness of 2000 mm 3. (See also FIG. 1A).

그다음 상기 질화막(4) 패턴에 의해 노출되어 있는 반도체기판(1)을 예정된 두께 만큼 열산화시켜 소자분리 산화막(5)을 형성한다. (제 1b 도 참조).Then, the semiconductor substrate 1 exposed by the nitride film 4 pattern is thermally oxidized to a predetermined thickness to form the device isolation oxide film 5. (See also FIG. 1B).

여기서 상기 다결정실리콘층 패턴이 완충막이 되어 반도체기판의 산화를 어느정도는 보상하지만, 버즈빅의 크기 감소에는 효과가 미약하여 소자의 고집적화가 어렵고, 단차의 증가에 의해 후속 공정의 신뢰성 및 공정수율이 떨어지는 문제점이 있다.Here, the polysilicon layer pattern serves as a buffer layer to compensate for the oxidation of the semiconductor substrate to some extent, but the effect of reducing the size of Buzzvik is insignificant, making it difficult to achieve high integration of the device. There is a problem.

본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본발명의 목적은 PBL 공정에서 반도체기판상에 먼저 질소 뎅글링 본드막을 형성하고, 소자분리 영역을 노출시키는 질화막 패턴을 형성하되, 하측의 다결정실리콘층 패턴과 질소 뎅글링 본드막은 언더컷이 지도록하고, 패턴들의 표면에 질화막을 도포한 후, 상기 질화막 패턴 하측의 반도체기판에 재차 열산화막을 형성하고, 질화막 패턴 양측의 반도체기판에 트랜치를 형성하며, 상기 노출되는 반도체기판의 전표면에 질소 뎅글링 본드막을 형성하여 산소의 측면 확산을 방지한 후, 열산화를 실시하여 소자분리 절연막을 형성하므로 버즈빅의 크기가 감소되어 소자분리영역의 미세화가 가능하고, 반도체기판의 스트레스를 방지하여 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법을 제공함에 있다.The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention is to form a nitrogen dendling bond film on the semiconductor substrate first in the PBL process, and to form a nitride film pattern exposing the device isolation region, but the lower polycrystalline silicon The layer pattern and the nitrogen dangling bond film have undercuts, a nitride film is applied to the surfaces of the patterns, a thermal oxide film is formed again on the semiconductor substrate under the nitride film pattern, and trenches are formed on the semiconductor substrates on both sides of the nitride film pattern. A nitrogen dangling bond film is formed on the entire surface of the exposed semiconductor substrate to prevent side diffusion of oxygen, and thermal oxidation is performed to form a device isolation insulating film, thereby reducing the size of the buzz bend and miniaturization of the device isolation region. The semiconductor element can improve the process yield and the reliability of device operation by preventing stress on the semiconductor substrate. It is a method of manufacturing the element isolating oxide film to provide.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본발명에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법의 특징은, 반도체기판상에 제 1 질소 뎅글링 본드막을 형성하는 공정과, 상기 제 1 질소 뎅글링 본드막상에 패드산화막을 형성하는 공정과, 상기 패드산화막상에 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 다결정실리콘층 상에 제 1 질화막을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 소자분리영역으로 예정되어 있는 부분 상측의 제 1 질화막에서 제 1 질소 뎅글링 본드막까지를 순차적으로 제거하여 반도체 기판을 노출시키는 제 1 질화막과 다결정실리콘층과 패드산화막 및 제 1 질소 뎅글링 본드막 패턴을 형성하되, 상기 다결정실리콘층 패턴과 제 1 질소 뎅글링 본드막은 언더컷이 지도록 형성하는 공정과, 상기 제 1 질화막과 다결정실리콘층과 패드산화막 및 제 1 질소 뎅글링 본드막 패턴의 표면에 제 2 질화막 패턴을 형성하여 상기 언더컷을 메우는 공정과, 상기 제 1 질화막 패턴 하부의 반도체기판을 재열산화시켜 열산화막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 질화막 패턴 양측의 반도체기판에 트랜치를 형성하는 공정과, 상기 노출되어 있는 반도체기판의 전표면에 제 2 질소 뎅글링 본드막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 질소 뎅글링 본드막 하부의 반도체기판을 열산화시켜 소자분리 산화막을 형성하는 공정을 구비함에 있다.In order to achieve the above object, there is provided a method of manufacturing a device isolation oxide film of a semiconductor device according to the present invention. Forming a pad oxide film, forming a polysilicon layer on the pad oxide film, forming a first nitride film on the polysilicon layer, and overlying a portion of the semiconductor substrate that is intended as an isolation region Sequentially removing the first nitride film from the first nitride film of the first nitride film to form a first nitride film, a polycrystalline silicon layer, a pad oxide film and a first nitrogen dendling bond film pattern exposing the semiconductor substrate, wherein the polysilicon layer The pattern and the first nitrogen dangling bond film is formed to have an undercut, the first nitride film, the polycrystalline silicon layer, the pad oxide film, Forming a second nitride film pattern on the surface of the first nitrogen dangling bond film pattern to fill the undercut; reheating and oxidizing the semiconductor substrate under the first nitride film pattern to form a thermal oxide film; and the second nitride film Forming trenches in the semiconductor substrates on both sides of the pattern; forming a second nitrogen dangling bond film on the entire surface of the exposed semiconductor substrate; and thermally oxidizing the semiconductor substrate under the second nitrogen dangling bond film. To form a device isolation oxide film.

이하, 본발명에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법에 관하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, a method of manufacturing a device isolation oxide film of a semiconductor device according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

제 2a 도 및 제 2b 도는 본발명에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조 공정도이다.2A and 2B are manufacturing process diagrams of an element isolation oxide film of a semiconductor device according to the present invention.

먼저, 실리콘으로된 반도체 기판(1)상에 Si-N 결합과 함께 뎅글링 본드를 갖는 제 1 질소 뎅글링 본드막(6)을 5~50Å 정도 두께로 형성하고, 그 상측에 약 100~300Å 정도 두께의 패드산화막(2)을 열산화방법으로 형성하며, 그 상측에 300~800Å 정도 두께의 다결정실리콘층(3)과 1000~2000Å 정도 두께의 제 1 질화막(4)을 순차적으로 화학기상증착(chemical vapor deposition; 이하 CVD라 칭함) 방법으로 형성한다.First, a first nitrogen dangling bond film 6 having a dangling bond together with a Si-N bond is formed on the semiconductor substrate 1 made of silicon to a thickness of about 5 to 50 m 3, and about 100 to 300 m 3 above it. A thickness of the pad oxide film 2 is formed by a thermal oxidation method, and chemical vapor deposition is sequentially performed on the polycrystalline silicon layer 3 having a thickness of about 300 to 800 m 3 and the first nitride film 4 having a thickness of about 1000 to 2000 m 2 on the upper side thereof. It forms by the method (chemical vapor deposition; CVD hereafter).

그후, 상기 반도체기판(1)에서 소자분리 영역으로 예정되어 있는 부분 상측의 제 1 질화막(4)에서 제 1 질소 뎅글링 본드막(6)까지를 순차적으로 제거하여 제 1 질화막(4)과 다결정실리콘층(3)과 패드산화막(2) 및 제 1 질소 뎅글링 본드막(6) 패턴을 형성한다. 이때 상기 다결정실리콘층(3) 과 제 1 질소 뎅글링 본드막(6) 패턴은 언더컷이 지도록 등방성 식각한다.Then, the first nitride film 4 and the polycrystalline crystal are sequentially removed from the first nitride film 4 on the upper portion of the semiconductor substrate 1, which is intended to be an isolation region, from the first nitrogen dendling bond film 6 to the first nitride film 4 and the polycrystalline crystal. The silicon layer 3, the pad oxide film 2, and the first nitrogen dangling bond film 6 are formed. At this time, the polysilicon layer 3 and the first nitrogen dangling bond layer 6 pattern is isotropically etched to have an undercut.

그다음 상기 제 1 질소 뎅글링 본드막(6) 패턴에서 제 1 질화막(4) 패턴까지의 표면에 제 2 질화막(7) 패턴을 형성하여 상기 언더컷들을 메우고, 상기 제 1 질소 뎅글링 본드막(6) 하측의 반도체기판(1)은 재 열산화시켜 제 1 질소 뎅글링 본드막(6) 하측의 반도체기판(1)상에 열산화막(8)을 형성한다.Next, a second nitride film 7 pattern is formed on a surface from the first nitrogen dangling bond film 6 pattern to the first nitride film 4 pattern to fill the undercuts, and the first nitrogen dangling bond film 6 is formed. The lower semiconductor substrate 1 is thermally oxidized again to form a thermal oxide film 8 on the semiconductor substrate 1 below the first nitrogen dangling bond film 6.

여기서 상기의 열산화막(8)은 상기 반도체기판(1)과 제 2 질화막(7) 패턴간의 계면 스트레스에 의한 격자 결함 발생을 방지한다. 또한 상기 제 2 질화막(7) 패턴에 의해 패드산화막(2) 패턴으로의 산소의 침투가 방지되며, 더우기 언더컷들을 메우도록 형성되어 있어 효과적으로 산소를 차단한다.The thermal oxide film 8 prevents lattice defects caused by interfacial stress between the semiconductor substrate 1 and the second nitride film 7 pattern. In addition, the penetration of oxygen into the pad oxide film 2 pattern is prevented by the second nitride film 7 pattern, and moreover, it is formed to fill the undercuts, thereby effectively blocking oxygen.

그후,상기 제 2 질화막(7) 패턴 양측의 반도체기판(1)에 예정된 폭 및 깊이를 갖는 트랜치(9)를 형성하고, 상기 노출되어있는 반도체기판(1)의 전표면에 5~50Å 정도 두께의 제 2 질소 뎅글링 본드막(10)을 형성한다.Thereafter, a trench 9 having a predetermined width and depth is formed in the semiconductor substrate 1 on both sides of the second nitride film 7 pattern, and the thickness is about 5 to 50 mm on the entire surface of the exposed semiconductor substrate 1. The second nitrogen dangling bond film 10 is formed.

이때 상기 제 1 및 제 2 질소 뎅글링 본드막(6)(10) 형성 공정은 H2+ O2분위기에서 N2O 가스나 NH3가스를 첨가하여 800~1000℃ 정도의 온도에서 열산화시키면, 산화막 구조내에 질소 뎅글링 본드를 갖는 질소 뎅글링 본드막이 형성된다.At this time, the first and second nitrogen dangling bond film (6) (10) forming process is added to the N 2 O gas or NH 3 gas in H 2 + O 2 atmosphere and thermal oxidation at a temperature of about 800 ~ 1000 ℃ In the oxide film structure, a nitrogen dangling bond film having a nitrogen dangling bond is formed.

또한 상기 트랜치(9)의 폭은 디자인 룰을 고려하여 되도록 작게 형성하고, 트랜치(9)의 깊이는 형성하고자하는 소자분리 산화막의 두께를 고려하여 토폴로지의 연속성이 확보되는 범위내로 결정한다. (제 2a 도 참조).In addition, the width of the trench 9 is formed to be as small as possible in consideration of design rules, and the depth of the trench 9 is determined within the range in which the continuity of the topology is secured in consideration of the thickness of the device isolation oxide film to be formed. (See also FIG. 2A).

그다음 상기 제 2 질소 뎅글링 본드막(10) 하부의 반도체기판(1)을 예정된 온도, 예를들어 800~1200℃ 정도의 온도에서 건식 또는 습식 열산화시켜 소자분리 산화막(5)을 형성한다. 이때 상기 제 2 질화막(7) 패턴이 패드산화막(2) 패턴으로의 산소 침투를 방지하여 버즈빅의 크기가 감소되고, 상기 제 2 질소 뎅글링 본드막(10)에 의해 처음에는 반도체기판(1)으로의 산소 침투를 방지하다가 일정시간 경과 후 부터 산소가 침투하여 산소가 일어나므로, 소자분리 산화막(5)의 두께가 감소되며, 상기 트랜치(9)에 의해 상측으로의 부피 팽창도 감소하게 된다. (제 2b 도 참조).Then, the device isolation oxide film 5 is formed by dry or wet thermal oxidation of the semiconductor substrate 1 under the second nitrogen dangling bond layer 10 at a predetermined temperature, for example, at a temperature of about 800 to 1200 ° C. At this time, the second nitride film 7 pattern prevents oxygen from penetrating into the pad oxide film 2 pattern, thereby reducing the size of the buzz beak, and initially the semiconductor substrate 1 by the second nitrogen dangling bond film 10. Since oxygen penetrates after a certain period of time to prevent oxygen from penetrating into the oxygen), the thickness of the device isolation oxide film 5 is reduced, and the volume expansion to the upper side is also reduced by the trench 9. . (See also figure 2b).

이상에서 설명한 바와 같이, 본발명에 따른 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법은 반도체기판상에 일차로 질소 뎅글링 본드막을 형성하고, 소자분리 영역으로 예정되어 있는 부분을 노출시키는 중첩되어진 패드산화막과 다결정실리콘층 및 제 1 질화막 패턴을 형성하되, 상기 다결정실리콘층과 질소 뎅글링 본드막은 언더컷이 지도록 형성하고, 상기 패턴들의 표면에 제 2 질화막 패턴을 도포한 후, 상기 제 2 질화막 패턴 양측의 반도체기판에 예정된 폭의 트랜치를 형성하고, 노출되는 반도체 기판의 전표면에 재차 질소 뎅글링 본드막을 형성한 후, 열산화를 실시하여 소자분리 산화막을 형성하였으므로, 제 2 질화막 패턴에 의해 패드 산화막 패턴으로의 산소 침투가 방지되고, 이 효과가 언더컷에 의해 더욱 증가되어 버즈빅의 크기가 작아지며, 질소 뎅글링 본드막에 의해 열산화의 초기에는 산소 침투가 방지되어 소자분리 산화막의 전체적인 두께가 감소되며, 트랜치에 의해 소자분리 영역의 경계 부분에서의 부피 팽창을 보상하여 토폴리지의 급격한 변호가 방지되므로 공정수율 및 소자동작의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.As described above, the method of manufacturing a device isolation oxide film of a semiconductor device according to the present invention includes forming a nitrogen dangling bond film on a semiconductor substrate and exposing an overlapped pad oxide film to expose a portion intended as a device isolation region. A polysilicon layer and a first nitride film pattern are formed, wherein the polysilicon layer and the nitrogen dangling bond film are formed to have undercuts, and after the second nitride film pattern is applied to the surfaces of the patterns, semiconductors on both sides of the second nitride film pattern are formed. A trench having a predetermined width was formed on the substrate, and a nitrogen dangling bond film was formed on the entire surface of the exposed semiconductor substrate, and then thermally oxidized to form an element isolation oxide film. Thus, the second nitride film pattern was used as a pad oxide film pattern. Oxygen penetration is prevented, and this effect is further increased by undercuts, which reduces the size of the buzz The oxygen densification is prevented at the beginning of thermal oxidation by the nitrogen dangling bond film, and the overall thickness of the device isolation oxide film is reduced, and the trench compensates for the volume expansion at the boundary of the device isolation region. Since it is prevented there is an advantage that can improve the process yield and the reliability of device operation.

Claims (11)

반도체기판상에 제 1 질소 뎅글링 본드막을 형성하는 공정과, 상기 질소 뎅글링 본드막상에 패드산화막을 형성하는 공정과, 상기 패드산화막상에 다결정실리콘층을 형성하는 공정과, 상기 다결정실리콘층 상에 제 1 질화막을 형성하는 공정과, 상기 반도체기판에서 소자분리영역으로 예정되어 있는 부분 상측의 제 1 질화막에서 제 1 질소 뎅글링 본드막까지를 순차적으로 제거하여 반도체기판을 노출시키는 제 1 질화막과 다결정실리콘층과 패드산화막 및 제 1 질소 뎅글링 본드막 패턴을 형성하되, 상기 다결정실리콘층 패턴과 제 1 질소 뎅글링 본드막은 언더컷이 지도록 형성하는 공정과, 상기 제 1 질화막과 다결정실리콘층과 패드산화막 및 제 1 질소 뎅글링 본드막 패턴의 표면에 제 2 질화막 패턴을 형성하여 상기 언더컷을 메우는 공정과, 상기 제 1 질화막 패턴 하부의 반도체기판을 재산화시켜 열산화막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 질화막 패턴 양측의 반도체기판에 트랜치를 형성하는 공정과, 상기 노출되어 있는 반도체기판의 전표면에 제 2 질소 뎅글링 본드막을 형성하는 공정과, 상기 제 2 질소 뎅글링 본드막 하부의 반도체기판을 열산화시켜 소자분리 산화막을 형성하는 공정을 구비하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.Forming a first nitrogen dangling bond film on the semiconductor substrate, forming a pad oxide film on the nitrogen dangling bond film, forming a polysilicon layer on the pad oxide film, and forming a polysilicon layer on the pad Forming a first nitride film on the semiconductor substrate; and sequentially removing the first nitride film from the first nitride film on the upper portion of the semiconductor substrate to the first nitrogen dangling bond film to expose the semiconductor substrate. Forming a polysilicon layer, a pad oxide film, and a first nitrogen dangling bond film pattern, wherein the polysilicon layer pattern and the first nitrogen dangling bond film are formed to have an undercut; and the first nitride film, the polycrystalline silicon layer, and a pad Forming a second nitride film pattern on a surface of an oxide film and a first nitrogen dangling bond film pattern to fill the undercut; Reforming the semiconductor substrate under the nitride film pattern to form a thermal oxide film; forming a trench in the semiconductor substrate on both sides of the second nitride film pattern; and second nitrogen dangling on the entire surface of the exposed semiconductor substrate. And forming a device isolation oxide film by thermally oxidizing the semiconductor substrate under the second nitrogen dangling bond film, thereby forming a device isolation oxide film. 제1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 질소 뎅글링 본드막을 5~30Å 정도의 두께로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the first and second nitrogen dangling bond films are formed to a thickness of about 5 to 30 μm. 제1항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2 질소 뎅글링 본드막 형성 공정은 H2+ O2분위기에서 N2O 가스 또는 NH3가스를 첨가하여 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The device isolation oxide film of claim 1, wherein the first and second nitrogen dangling bond film forming processes are formed by adding N 2 O gas or NH 3 gas in an H 2 + O 2 atmosphere. Manufacturing method. 제1항에 있어서, 상기 질소 뎅글링 본드막 형성공정을 800~1000℃ 온도에서 열산화시키는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the nitrogen dangling bond film forming process is thermally oxidized at a temperature of 800 ° C. to 1000 ° C. 3. 제1항에 있어서, 상기 패드산화막을 100~300Å 두께로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the pad oxide film is formed to a thickness of 100 to 300 kHz. 제1항에 있어서, 상기 다결정실리콘층을 300~800Å 두께로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the polysilicon layer is formed to a thickness of 300 to 800 Å. 제1항에 있어서, 상기 제 1 질화막을 1000~2000Å 두께로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the first nitride film is formed to a thickness of 1000 to 2000 GPa. 제1항에 있어서, 상기 트랜치를 소자 공정의 디자인 룰에 따라 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the trench is formed according to a design rule of a device process. 제1항에 있어서, 상기 열산화막을 10~30Å 두께로 형성하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.2. The method of claim 1, wherein the thermal oxide film is formed to a thickness of 10 to 30 [mu] s. 제1항에 있어서, 상기 소자분리 산화막 형성을 위한 열산화 공정을 900~1200 ℃ 온도에서 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the thermal oxidation process for forming the device isolation oxide film is performed at a temperature of 900 to 1200 ° C. 9. 제1항에 있어서, 상기 소자분리 산화막 형성을 위한 열산화 공정을 건식 또는 습식 방법으로 실시하는 것을 특징으로하는 반도체소자의 소자분리 산화막의 제조방법.The method of claim 1, wherein the thermal oxidation process for forming the device isolation oxide film is performed by a dry or wet method.
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