KR100479172B1 - Method for forming a field oxide film by using selective polysilicon oxidation - Google Patents

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Abstract

본 발명은 선택적 다결정 실리콘 산화(SEPOX ; selective polysilicon oxidation) 방법으로 필드 산화막을 형성하는 공정에서 다결정 실리콘층을 식각하는 공정을 생략할 수 있는 방법을 제공하여 제조공정시간의 단축과 생산성 증대를 제공하는 것에 관한 것으로서, 반도체 기판에 패드 산화막, 다결정 실리콘층 및 질화막이 소정의 두께를 갖고 순차적으로 적층되어 있는 기판을 준비하고, 기판에 포토 레지스트를 도포하고 사진 공정을 진행하여 질화막과 다결정 실리콘층을 식각하여 패턴을 형성하고, 포토 레지스트를 제거하고 산화 공정을 진행하여 패턴으로 노출된 부분에 필드 산화막을 형성하고, 계속해서 기판의 질화막을 제거하고 희생 산화막을 소정의 두께로 성장시키고, 희생 산화막을 소정의 두께로 식각하여 선택적 다결정 실리콘 산화 법을 이용한 반도체 장치의 필드 산화막 형성 방법을 제공하므로써 필드 산화막을 형성하는 공정수를 감소할 수 있으므로 공정 시간이 단축되고, 다결정 실리콘층을 식각하는 장비를 사용하지 않아 원가절감의 이점(利點)이 있다.The present invention provides a method that can omit the process of etching the polycrystalline silicon layer in the process of forming a field oxide film by the selective polysilicon oxidation (SEPOX) method to provide a reduction in manufacturing process time and increase in productivity The method relates to preparing a substrate in which a pad oxide film, a polycrystalline silicon layer, and a nitride film are sequentially stacked with a predetermined thickness on a semiconductor substrate, a photoresist is applied to the substrate, and a photo process is performed to etch the nitride film and the polycrystalline silicon layer. To form a pattern, remove the photoresist, and perform an oxidation process to form a field oxide film on the portion exposed by the pattern, subsequently to remove the nitride film of the substrate, to grow the sacrificial oxide film to a predetermined thickness, and to set the sacrificial oxide film to a predetermined thickness. By Selective Polycrystalline Silicon Oxidation Method By providing a method for forming a field oxide film of a semiconductor device, the number of processes for forming a field oxide film can be reduced, so that the process time is shortened and cost reduction can be achieved by not using equipment for etching the polycrystalline silicon layer.

Description

선택적 다결정 실리콘 산화법을 이용한 필드 산화막 형성방법{Method for forming a field oxide film by using selective polysilicon oxidation}Method for forming a field oxide film by using selective polysilicon oxidation}

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법 중 소자간을 격리하기 위한 필드 산화막을 형성하는 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 선택적 다결정 실리콘 산화(SEPOX ; selective polysilicon oxidation) 방법으로 필드 산화막을 형성하는 공정에서 다결정 실리콘층을 식각하는 공정을 생략할 수 있는 필드 산화막(field oxide) 형성방법에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a field oxide film for isolating elements among semiconductor device manufacturing methods, and more particularly, to a polycrystal in a process of forming a field oxide film by a selective polysilicon oxidation (SEPOX) method. The present invention relates to a method of forming a field oxide film in which a process of etching a silicon layer can be omitted.

하나의 반도체 웨이퍼(wafer) 또는 기판에 수많은 소자를 동시에 제조하는 고집적 기술에서는 개별 소자들을 전기적으로 분리하는 것이 필요하다. 소자 분리에는 p-n 접합에 역방향 바이어스를 인가하는 접합분리방법, 절연기판위에 소자를 형성하는 방법과 산화막을 이용하는 방법 등이 있다. Highly integrated techniques for fabricating numerous devices simultaneously on one semiconductor wafer or substrate require the isolation of the individual devices. Device isolation includes a junction isolation method in which a reverse bias is applied to a p-n junction, a method of forming an element on an insulating substrate, and a method using an oxide film.

산화막을 이용한 소자분리 기술로는 실리콘 부분 산화법(LOCOS ; local oxidation of silicon), 선택적 다결정 실리콘 산화법(SEPOX ; selective polysilicon oxidation), PSL(poly space LOCOS) 및 STI(shallow trench isolation) 등이 있다. Device isolation techniques using an oxide film include local oxidation of silicon (LOCOS), selective polysilicon oxidation (SEPOX), poly space LOCOS (PSL), and shallow trench isolation (STI).

소자의 분리를 위해 형성되는 필드 산화막은 주로 실리콘 부분 산화법(local oxidation of silicon)을 이용하였으나, 소자분리막인 필드 산화막이 소자가 형성될 활성영역(active area)을 밀고 들어오는 현상(bird's beak)이 크게 발생되어 고집적화를 위한 트랜지스터(transistor)의 셀영역(cell area) 확보 및 소자 분리 효과를 높이는 데 한계가 있어서 고집적 제품에는 적용할 수 없다. 한편 상기 실리콘 부분 산화법의 문제를 해결하기 위하여 다결정 실리콘(polysilicon)막을 선택적으로 산화시켜 소자 분리막을 형성하는 방법인 선택적 다결정 실리콘 산화 방법을 사용하고 있다. The field oxide film formed for the isolation of the device is mainly local oxidation of silicon, but the field oxide film, which is a device isolation film, pushes the active area where the device is to be formed, and the bird's beak is greatly increased. There is a limit in increasing the cell area and device isolation effect of a transistor for high integration, which is not applicable to high integration products. Meanwhile, in order to solve the problem of the silicon partial oxidation method, a selective polycrystalline silicon oxidation method, which is a method of forming an isolation layer by selectively oxidizing a polysilicon film, is used.

이하, 도면을 참조하여 종래 기술에 의한 선택적 다결정 실리콘 산화 방법으로 필드 산화막을 형성하는 공정을 설명고자 한다. Hereinafter, a process of forming a field oxide film by the selective polycrystalline silicon oxidation method according to the prior art will be described with reference to the drawings.

먼저, 도 1에 도시된 것처럼, 반도체 기판(10) 상부면에 패드 산화막(pad oxide)(20)을 공지 기술로 알려진 열 산화법(thermal oxidation) 또는 화학기상증착(CVD ; chemical vapor deposition) 방법 등을 이용하여 소정의 두께로 성장시키고, 패드 산화막(20)의 상부면에 다결정 실리콘층(30)을 저압화학기상증착(LPCVD ; low pressure chemical vapro deposition) 방법으로 약 500Å 정도 두께로 증착시키고, 계속해서 다결정 실리콘층(30) 상부면에 질화막(40 ; Si3N4)을 화학기상증착으로 도포한다.First, as shown in FIG. 1, a pad oxide film 20 is formed on a top surface of a semiconductor substrate 10 by a thermal oxidation method or a chemical vapor deposition (CVD) method known in the art. Using a low pressure chemical vapor deposition (LPCVD) method to deposit a thickness of about 500 kPa on the upper surface of the pad oxide film 20, Then, a nitride film 40 (Si 3 N 4 ) is coated on the upper surface of the polycrystalline silicon layer 30 by chemical vapor deposition.

이와 같이 반도체 기판(10) 상부면에 순차적으로 패드 산화막(20), 다결정 실리콘층(30) 및 질화막(40)을 적층 형성하는 공정 및 공정조건은 반도체 장치 제조를 위한 공지기술로 널리 알려져 있으므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. As such, processes and process conditions for sequentially forming the pad oxide film 20, the polycrystalline silicon layer 30, and the nitride film 40 on the upper surface of the semiconductor substrate 10 are well known in the art for manufacturing semiconductor devices. The description will be omitted.

도 2는 필드 산화막을 형성하기 위한 사진공정을 진행한 모양을 나타낸 것이다. 상기 도 1의 결과물에 포토 레지시트(photo resist)(50)를 소정의 두께로 도포한 다음 소프트 경화(soft bake), 정렬, 노광 및 현상등의 공지 기술인 사진공정을 적용하여 포토 레지스트(50)의 패턴(pattern)을 형성하고, 포토 레지스트(50)로 노출된 부분인 질화막(40)을 식각하고, 계속해서 다결정 실리콘층(30)을 식각하여 창(60)을 형성한 것이다. 그리고, 포토 레지스트(50) 및 질화막(40)으로부터 노출된 다결정 실리콘층(30)이 식각될 때 다결정 실리콘층(30)의 하부에 있는 패드 산화막(20)이 일부 식각된다. 2 shows a state in which a photographic process for forming a field oxide film is performed. The photoresist 50 is applied to the resultant of FIG. 1 to a predetermined thickness, and then the photoresist 50 is applied by applying a photo process, which is a known technique such as soft bake, alignment, exposure, and development. A pattern of? Is formed, the nitride film 40 which is a portion exposed by the photoresist 50 is etched, and then the polycrystalline silicon layer 30 is etched to form the window 60. When the polycrystalline silicon layer 30 exposed from the photoresist 50 and the nitride film 40 is etched, the pad oxide film 20 under the polycrystalline silicon layer 30 is partially etched.

도 3은 필드 산화막이 형성된 모양을 나타낸 것이다. 즉, 도 2의 포토 레지스트(50)를 제거한 후 습식 산화(wet oxidation)하는 방법을 적용하여 질화막(40)과 다결정 실리콘층(30)으로 노출된 부분에 필드 산화막(70)을 성장시킨 것이다. 3 shows a shape in which a field oxide film is formed. That is, the field oxide film 70 is grown on the exposed portions of the nitride film 40 and the polycrystalline silicon layer 30 by applying a wet oxidation method after removing the photoresist 50 of FIG. 2.

산화 공정을 진행할 때 질화막(40)이 있는 부분에서는 산화막이 거의 성장하지 않는 성질을 이용하여 산화 공정을 진행하고, 산화막의 성장속도가 빠른 습식 산화법으로 필드 산화막(70)을 형성하는 것이다. 필드 산화막(70)은 소자간을 전기적으로 분리하기 위하여 형성하는 것이며, 이와 같은 방법은 공지 기술로 잘 알려져 있으므로 여기서는 상세한 설명은 생략하기로 한다. In the oxidation process, the oxidation process is performed using the property that the oxide film hardly grows in the portion where the nitride film 40 is present, and the field oxide film 70 is formed by a wet oxidation method in which the growth rate of the oxide film is fast. The field oxide film 70 is formed to electrically separate the elements, and since such a method is well known in the art, a detailed description thereof will be omitted.

도 4와 도 5는 도 3의 결과물에서 질화막(40)과 다결정 실리콘층(30)을 순차적으로 식각하여 제거한 모양을 나타내고 있다. 즉, 기판(10)의 상부면에는 패드 산화막(20)과 필드 산화막(70)이 형성되어 있고, 필드 산화막(70)의 테두리부에는 버즈비크(72)가 형성되어 있다. 4 and 5 illustrate a form in which the nitride film 40 and the polycrystalline silicon layer 30 are sequentially etched and removed from the resultant product of FIG. 3. That is, the pad oxide film 20 and the field oxide film 70 are formed on the upper surface of the substrate 10, and the burj beak 72 is formed at the edge of the field oxide film 70.

버즈비크(72)는 필드 산화막(70)을 형성하기 위하여 습식 산화공정을 진행할 때 질화막(40)과 다결정 실리콘층(30)사이에 있는 다결정 실리콘층(30)의 노출된 단면이 산소와 반응하면서 형성된 것이다. 이와 같은 버즈비크(72)는 반도체 소자의 불량을 야기하므로 버즈비크(72)를 제거하여야 한다. As the Burj beak 72 undergoes a wet oxidation process to form the field oxide film 70, the exposed cross section of the polycrystalline silicon layer 30 between the nitride film 40 and the polycrystalline silicon layer 30 reacts with oxygen. Formed. Since such a buzz beak 72 causes a defect of the semiconductor device, the buzz beak 72 must be removed.

도 6은 전술한 산화막의 버즈비크(72)를 제거하기 위하여 도 5의 결과물에 희생 산화막(80)을 형성한 모양을 나타내고 있다. 즉, 반도체 기판(10) 전면에 희생 산화막(80)을 성장시키켜 버즈비크(72)가 희생 산화막(80)으로 둘러싸이도록 형성하는 것이다. FIG. 6 illustrates a form in which the sacrificial oxide film 80 is formed in the resultant product of FIG. 5 in order to remove the Buzzbee 72 of the oxide film described above. That is, the sacrificial oxide film 80 is grown on the entire surface of the semiconductor substrate 10 so that the Buzzbee 72 is surrounded by the sacrificial oxide film 80.

그리고, 도 7은 희생 산화막(80) 및 패드 산화막(20)을 식각하여 반도체 소자가 형성될 기판(10)의 일부가 노출되고 필드 산화막(75)이 형성된 모양을 나타내고 있다. 즉, 기판(10) 상부면 전체에 형성되어 있는 산화막을 일률적으로 식각하여 필드 산화막(75)이 형성되어 있지 않는 부분의 기판(10)을 노출시킨 것이다. 이때 희생 산화막(80)으로 덮혀져 있던 버즈비크(72) 부분도 일률적으로 식각이 진행되어 버즈비크(72) 부분이 제거되는 것이다. In addition, FIG. 7 illustrates a portion of the substrate 10 on which the semiconductor device is to be formed by etching the sacrificial oxide film 80 and the pad oxide film 20 to expose the field oxide film 75. That is, the oxide film formed on the entire upper surface of the substrate 10 is etched uniformly to expose the substrate 10 in a portion where the field oxide film 75 is not formed. At this time, the portion of the Buzzbeek 72 covered with the sacrificial oxide film 80 is etched uniformly to remove the portion of the Buzzbeek 72.

이와 같이 현재 사용되고 있는 선택적 다결정 실리콘 산화(SEPOX) 방법은 기존 부분산화법 보다 공정상 버즈비크의 감소, 스트레스(stress) 감소 및 활성영역이 넓어져 트랜지스터 형성시 여백 확보에 유리한 반면에 공정 단계가 증가하고 양산시 공기(工期)가 증가되는 단점이 있다. The selective polycrystalline silicon oxide (SEPOX) method currently used is more advantageous than the conventional partial oxidation method because it reduces the BuzzBike process, reduces the stress, and widens the active area, thereby increasing the process step while increasing the process step. There is a disadvantage that the air (工期) is increased during mass production.

본 발명의 목적은 전술한 필드 산화막을 형성하기 위한 선택적 다결정 실리콘 산화(SEPOX) 방법에서, 다결정 실리콘층을 식각하는 공정을 생략할 수 있는 방법을 제공하여 공정시간의 단축 및 생산성을 향상시키는 데 있다. An object of the present invention is to provide a method capable of omitting the process of etching a polycrystalline silicon layer in the selective polycrystalline silicon oxide (SEPOX) method for forming the above-described field oxide film, thereby shortening the process time and improving productivity. .

상기 목적을 달성하기 위하여 선택적 다결정 실리콘 산화법을 적용한 필드 산화막 형성공정에서, (a) 반도체 기판에 패드 산화막, 다결정 실리콘층 및 질화막을 순차적으로 적층하는 단계; (b) 상기 기판에 포토 레지스트를 도포하고 사진 공정을 진행하여 상기 질화막과 다결정 실리콘층을 선택적으로 식각하여 패턴을 형성하는 단계; (c) 상기 포토 레지스트를 제거하고 산화 공정을 진행하여 상기 패턴으로 노출된 부분에 필드 산화막을 형성하는 단계; (d) 상기 패턴 형성된 질화막을 제거하는 단계; (e) 상기 결과물에 희생 산화막을 소정의 두께로 성장시키는 단계; 그리고, (f) 상기 희생 산화막을 소정의 두께로 식각하는 단계; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 산화막 형성 방법을 제공한다. In the field oxide film forming process using the selective polycrystalline silicon oxidation method to achieve the above object, (a) sequentially depositing a pad oxide film, a polycrystalline silicon layer and a nitride film on a semiconductor substrate; (b) applying a photoresist to the substrate and performing a photo process to selectively etch the nitride film and the polycrystalline silicon layer to form a pattern; (c) removing the photoresist and performing an oxidation process to form a field oxide film on the exposed portions of the pattern; (d) removing the patterned nitride film; (e) growing a sacrificial oxide film to a predetermined thickness on the resultant; And (f) etching the sacrificial oxide film to a predetermined thickness; It provides a field oxide film forming method comprising a.

이하, 도면을 참조하여 본 발명에 관해 좀더 상세하게 설명하고자 한다. Hereinafter, with reference to the drawings will be described in more detail with respect to the present invention.

먼저, 도 8은 반도체 기판위에 필드 산화막이 형성되어 있는 모양을 나타내고 있다. 이는 상기 전술한 종래 기술에 의한 선택적 다결정 실리콘 산화법을 적용하여 반도체 기판(12)의 상부면에 필드 산화막(71)이 형성되어 있고, 필드 산화막(71)이 형성되지 않은 부분에는 패드 산화막(22), 다결정 실리콘층(32) 및 질화막(42)이 순차적으로 적층되어 있는 모양을 나타내고 있다. First, FIG. 8 shows a state in which a field oxide film is formed on a semiconductor substrate. The field oxide film 71 is formed on the upper surface of the semiconductor substrate 12 by applying the above-described selective polycrystalline silicon oxidation method according to the above-described conventional technique, and the pad oxide film 22 is formed on the portion where the field oxide film 71 is not formed. , The polycrystalline silicon layer 32 and the nitride film 42 are sequentially stacked.

이와 같이 반도체 기판(12)에 필드 산화막(71)을 형성하는 방법은 전술한 종래 기술에서 설명하였으므로 여기서는 설명은 생략하기로 한다.As described above, the method of forming the field oxide film 71 on the semiconductor substrate 12 has been described in the above-described prior art, and thus description thereof will be omitted.

도 9는 필드 산화막의 버즈비크를 제거하기 위한 모양을 나타내고 있다. 9 shows a state for removing the burj beek of the field oxide film.

즉, 도 8의 결과물에서 질화막(42)을 식각하여 제거하고, 다결정 실리콘층(32)이 있는 상태에서 산소 및 산화 화합물 가스(gas)를 이용하여 희생 산화막(73)을 형성하는 것이다. 이때 버즈비크(73)는 희생 산화막(73)으로 인하여 희생 산화막(82) 내부로 들어가게 되고, 희생 산화막(82)을 형성하기 위한 산화 공정을 진행할 때 반응실 내부로 들어온 산소 가스는 다결정 실리콘층과 반응하여 새로운 산화막(84)이 형성된다. In other words, the nitride film 42 is etched and removed from the resultant product of FIG. 8, and the sacrificial oxide film 73 is formed using oxygen and an oxide compound gas in the state of the polycrystalline silicon layer 32. At this time, the burj beak 73 enters into the sacrificial oxide film 82 due to the sacrificial oxide film 73, and the oxygen gas introduced into the reaction chamber during the oxidation process for forming the sacrificial oxide film 82 is formed of a polycrystalline silicon layer. In response, a new oxide film 84 is formed.

즉, 종래 기술에서는 다결정 실리콘층을 완전히 식각하여 제거한 다음 희생산화막을 형성하였으나 본 발명에 의하면, 다결정 실리콘층을 건식 식각(dry etch)하는 방법으로 식각하지 않고, 바로 희생 산화막을 성장시키는 산화 공정을 진행하여 그 다결정 실리콘층을 산화시켜 산화막으로 형성시키는 것이다. That is, in the prior art, the polycrystalline silicon layer is completely etched and removed, and then a sacrificial oxide film is formed. However, according to the present invention, an oxidation process of growing the sacrificial oxide film without directly etching the polycrystalline silicon layer by dry etching is performed. By proceeding, the polycrystalline silicon layer is oxidized to form an oxide film.

희생 산화막을 형성시키기 위한 산화 방법을 좀더 설명하면, 산화시키고자 하는 반도체 기판을 반응용기에 넣고 온도를 약 800℃ 내지 1,200℃ 상태로 유지하면서 산소 가스와 산화를 돕는 화합물을 반응용기에 공급한다. 그러면, 다결정 실리콘층과 산소가 반응하여 산화막이 형성되며, 계속해서 희생 산화 공정을 진행하면 희생 산화막이 반도체 기판 전면에 적층된다. The oxidation method for forming the sacrificial oxide film will be described in more detail. The semiconductor substrate to be oxidized is placed in a reaction vessel, and the temperature is maintained at about 800 ° C to 1,200 ° C while supplying oxygen gas and a compound which assists oxidation to the reaction vessel. Then, an oxide film is formed by reacting the polycrystalline silicon layer with oxygen, and when the sacrificial oxidation process is subsequently performed, the sacrificial oxide film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate.

이와 같이 반도체 기판에 형성된 다결정 실리콘층이 희생 산화막으로 형성되는 화학 반응 메카니즘은 공지기술인 산화 반응과 동일하므로 상세한 설명은 생략하기로 한다. 즉, 버즈비크가 형성되어 있는 부분의 다결정 실리콘층이 산화되면서 버즈비크가 자동적으로 산화막으로 둘러싸이게 되는 것이고, 버즈비크, 희생 산화막 및 필드 산화막은 모두 이산화 실리콘 재질이며, 이는 같은 물질에 식각됨을 의미하게 되는 것이다. As such, the chemical reaction mechanism in which the polycrystalline silicon layer formed on the semiconductor substrate is formed of the sacrificial oxide film is the same as the oxidation reaction of the known art, and thus the detailed description thereof will be omitted. That is, as the polycrystalline silicon layer of the part where the burj beak is formed is oxidized, the burj beak is automatically surrounded by the oxide film, and the burj beak, the sacrificial oxide film and the field oxide film are all made of silicon dioxide, which means that they are etched in the same material. Will be done.

도 10은 본 발명에 의한 필드 산화막이 형성된 모양을 나태내고 있다. 즉, 상기 도 9의 결과물에 산화막을 제거하기 위한 식각공정을 일정시간 진행하여 균일한 높이로 산화막을 제거하면, 필드 산화막(76)이 형성되지 않은 부분의 반도체 기판(12)이 노출되고, 그 노출된 반도체 기판(12) 부분은 소자가 형성될 영역이 되는 것이다. Fig. 10 shows a state in which a field oxide film according to the present invention is formed. That is, when the etching process for removing the oxide film is performed on the resultant product of FIG. 9 for a predetermined time and the oxide film is removed at a uniform height, the semiconductor substrate 12 of the portion where the field oxide film 76 is not formed is exposed. The exposed portion of the semiconductor substrate 12 becomes a region where the device is to be formed.

또한, 희생 산화막을 식각하는 동안 버즈비크가 같이 식각되어 원하고자 하는 필드 산화막의 모양을 얻을 수 있는 것이다. In addition, while the sacrificial oxide is etched, the Burj beak is etched together to obtain the desired shape of the field oxide.

본 발명에 의한 선택적 다결정 실리콘 산화 방법에 의한 필드 산화막의 형성방법을 도 11을 통해 좀더 상세하게 설명하기로 한다. A method of forming a field oxide film by the selective polycrystalline silicon oxidation method according to the present invention will be described in more detail with reference to FIG. 11.

먼저, 반도체 기판에 패드 산화막을 공지 기술인 산화 공정을 적용하여 소정의 두께로 적층시키고, 그 패드 산화막 상부면에 다결정 실리콘층을 저압화학기상증착하는 방법을 적용하여 소정의 두께로 적층시키고, 계속해서 질화막을 적층시킨다. 상기 패드 산화막은 질화막 적층등 고온 공정을 진행할 때 반도체 기판을 열응력으로부터 보호하는 역할을 하도록 하기 위하여 성장시킨 것이며, 상기 다결정 실리콘층은 질화막층이 안정적으로 증착되도록 하는 역할 및 질화막에 패턴 형성을 용이하게 하도록 하는 역할을 한다. 또한, 패턴화된 질화막은 공지 기술로 알려진 필드 산화막을 형성하기 마스크(mask) 역할로서, 그 패턴화된 질화막으로 노출된 반도체 기판을 국부적으로 산화시키는 역할을 한다. 그리고, 공지 기술로 알려진 사진 공정을 진행하여 패턴을 형성하고, 그 패턴으로 필드 산화막이 형성될 부분을 식각한다. 먼저, 제일 상층부에 형성되어 있는 질화막을 식각하고, 그 다음 다결정 실리콘 층을 포토 레지스트를 이용하여 선택적으로 식각하는 공정을 진행한다. 그러면, 필드 산화막이 형성될 부분에 창이 형성되어 반도체 기판의 상부면에 있는 패드 산화막이 노출된다. First, a pad oxide film is laminated on a semiconductor substrate to a predetermined thickness by applying a known oxidation process, and a polycrystalline silicon layer is deposited on the pad oxide film at a predetermined thickness by applying a low pressure chemical vapor deposition method on the upper surface of the pad oxide film. The nitride film is laminated. The pad oxide film is grown to serve to protect the semiconductor substrate from thermal stress when a high temperature process such as nitride film deposition is performed, and the polycrystalline silicon layer serves to stably deposit the nitride film layer and to easily form a pattern on the nitride film. Play a role. Further, the patterned nitride film serves as a mask for forming a field oxide film known in the art, and serves to locally oxidize a semiconductor substrate exposed by the patterned nitride film. Then, a photolithography process known in the art is performed to form a pattern, and the portion where the field oxide film is to be formed is etched using the pattern. First, the nitride film formed on the uppermost layer is etched, and then the process of selectively etching the polycrystalline silicon layer using a photoresist is performed. Then, a window is formed in a portion where the field oxide film is to be formed, thereby exposing the pad oxide film on the upper surface of the semiconductor substrate.

계속해서, 상기 반도체 기판에 필드 산화막을 형성하는 습식 산화공정을 진행한다. 그러면, 질화막으로 노출된 부분인 상기 창부분에 산화물이 적층되어 필드 산화막이 형성되고, 상기 질화막 부분에는 산화막이 거의 형성되지 않게 된다. 필드 산화막 형성이 완료되면, 질화막을 식각하여 제거하고, 질화막이 제거된 반도체 기판에 전술한 희생 산화막 형성 공정을 진행하여 다결정 실리콘층을 산화하면서, 희생 산화막을 소정의 두께로 성장 시킨다. 그리고, 상기 희생 산화막을 식각하는 공정인 산화막 식각 공정을 진행하여 반도체 기판의 일부분을 노출시키면, 선택적 다결정 실리콘 산화법을 이용한 필드 산화막이 형성된 반도체 기판을 형성하는 것이다. Subsequently, a wet oxidation process of forming a field oxide film on the semiconductor substrate is performed. Then, an oxide is deposited on the window portion, which is a portion exposed to the nitride film, to form a field oxide film, and almost no oxide film is formed on the nitride film portion. When the field oxide film formation is completed, the nitride film is etched and removed, and the sacrificial oxide film is grown to a predetermined thickness while oxidizing the polycrystalline silicon layer by performing the above-described sacrificial oxide film forming process on the semiconductor substrate from which the nitride film is removed. When a portion of the semiconductor substrate is exposed by performing an oxide film etching process, which is a process of etching the sacrificial oxide film, a semiconductor substrate on which a field oxide film is formed using a selective polycrystalline silicon oxidation method is formed.

따라서, 본 발명에 의한 선택적 산화법을 적용한 필드 산화막의 형성방법은 다결정 실리콘층을 건식 식각하는 공정을 생략할 수 있어, 필드 산화막을 형성하는 공정수를 감소할 수 있으므로 공정 시간이 단축되고, 또한 다결정 실리콘층을 식각하기 위한 설비를 다른 공정에 이용할 수 있으므로 원가 절감 및 생산성을 향상시키는 이점이 있다.Therefore, in the method of forming a field oxide film to which the selective oxidation method according to the present invention is applied, the step of dry etching the polycrystalline silicon layer can be omitted, and the number of steps for forming the field oxide film can be reduced, so that the process time is shortened and the polycrystal Since the equipment for etching the silicon layer can be used in other processes, there is an advantage of reducing costs and improving productivity.

도 1내지 7은 종래 기술에 의한 선택적 다결정 실리콘 산화 방법으로 필드 산화막을 형성하는 공정을 나타내는 단면도. 1 to 7 are cross-sectional views showing a process of forming a field oxide film by a selective polycrystalline silicon oxidation method according to the prior art.

도 8내지 10는 본 발명에 의한 선택적 다결정 실리콘 산화 방법을 적용하여 필드 산화막을 형성하는 공정을 나타내는 단면도. 8 to 10 are cross-sectional views showing a process of forming a field oxide film by applying the selective polycrystalline silicon oxidation method according to the present invention.

도 11은 본 발명에 의한 선택적 다결정 실리콘 산화 방법을 적용하여 필드 산화막을 형성하는 공정을 나타내는 흐름도. Fig. 11 is a flowchart showing a process of forming a field oxide film by applying the selective polycrystalline silicon oxidation method according to the present invention.

<도면의 주요 부호에 대한 설명><Description of Major Symbols in Drawing>

10, 12 ; 반도체 기판 20, 22 ; 패드 산화막10, 12; Semiconductor substrates 20 and 22; Pad oxide

30, 32 ; 선태적 다결정 실리콘 층 40, 42 ; 질화막30, 32; Selective polycrystalline silicon layers 40, 42; Nitride film

50, 52 ; 포토 레지스트 60 ; 창50, 52; Photoresist 60; window

70, 71 ; 필드 산화막 72 ; 버즈비크70, 71; Field oxide film 72; Buzzbeek

Claims (4)

선택적 다결정 실리콘 산화법을 적용한 필드 산화막 형성공정에서, In the field oxide film formation process using the selective polycrystalline silicon oxidation method, (a) 반도체 기판에 패드 산화막, 다결정 실리콘층 및 질화막을 순차적으로 적층하는 단계;(a) sequentially depositing a pad oxide film, a polycrystalline silicon layer, and a nitride film on a semiconductor substrate; (b) 상기 기판에 포토 레지스트를 도포하고 사진 공정을 진행하여 상기 질화막과 다결정 실리콘층을 선택적으로 식각하여 패턴을 형성하는 단계;(b) applying a photoresist to the substrate and performing a photo process to selectively etch the nitride film and the polycrystalline silicon layer to form a pattern; (c) 상기 포토 레지스트를 제거하고 산화 공정을 진행하여 상기 패턴으로 노출된 부분에 테두리부에 버즈비크를 갖는 필드 산화막을 형성하는 단계;(c) removing the photoresist and performing an oxidation process to form a field oxide film having a burj beak at the edge portion of the portion exposed in the pattern; (d) 상기 패턴 형성된 질화막을 제거하는 단계;(d) removing the patterned nitride film; (e) 상기 버즈비크를 둘러싸도록 상기 결과물에 희생 산화막을 소정의 두께로 성장시키는 단계; 및(e) growing a sacrificial oxide film to a predetermined thickness on the resultant to surround the burj beak; And (f) 상기 버즈비크도 함께 제거될 수 있도록 상기 희생 산화막을 소정의 두께로 식각하는 단계;(f) etching the sacrificial oxide film to a predetermined thickness so that the burj beak can also be removed; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 필드 산화막 형성 방법.Field oxide film forming method comprising a. 제 1항에 있어서, 상기 (d)단계 다음에는 상기 제거된 질화막에 의해 노출된 다결정 실리콘층을 산화시키는 단계가 포함되는 것을 특징으로 하는 필드 산화막 형성 방법.The method of claim 1, wherein the step (d) includes oxidizing a polycrystalline silicon layer exposed by the removed nitride film. 제 2항에 있어서, 상기 다결정 실리콘층을 산화시키는 방법이 열산화 하는 방법으로 온도가 800℃ 내지 1,200℃ 정도 유지되면서 산소 가스가 다결정 실리콘층과 반응하여 이산화 실리콘으로 산화되는 것을 특징으로 하는 필드 산화막 형성 방법. The field oxide film according to claim 2, wherein the method of oxidizing the polycrystalline silicon layer is thermal oxidation, and the oxygen gas reacts with the polycrystalline silicon layer to oxidize to silicon dioxide while maintaining the temperature at about 800 ° C to 1,200 ° C. Forming method. 제 1항에 있어서, 상기 (c) 단계의 필드 산화막이 습식 산화법으로 형성되는 것을 특징으로 하는 필드 산화막 형성 방법. The method of forming a field oxide film according to claim 1, wherein the field oxide film of step (c) is formed by a wet oxidation method.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4455193A (en) * 1982-07-01 1984-06-19 Commissariat A L'energie Atomique Process for producing the field oxide of an integrated circuit
KR970023987A (en) * 1995-10-19 1997-05-30 김광호 A Method of Forming an Isolating Region in a Semiconductor Device
KR970053430A (en) * 1995-12-26 1997-07-31 김광호 Device Separation Method of Semiconductor Device Using SEPOX Method
KR19980026851A (en) * 1996-10-11 1998-07-15 김광호 Separation Device Separation Method

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4455193A (en) * 1982-07-01 1984-06-19 Commissariat A L'energie Atomique Process for producing the field oxide of an integrated circuit
KR970023987A (en) * 1995-10-19 1997-05-30 김광호 A Method of Forming an Isolating Region in a Semiconductor Device
KR970053430A (en) * 1995-12-26 1997-07-31 김광호 Device Separation Method of Semiconductor Device Using SEPOX Method
KR19980026851A (en) * 1996-10-11 1998-07-15 김광호 Separation Device Separation Method

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