KR19980053673A - 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 열산화 공정 전에 폴리실리콘막을 선택적으로 증착하여 필드 산화막의 성장속도를 향상시켜 열산화에 의해 기판에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법을 제공하는 것으로, 반도체 기판 상에 패드 산화막 및 질화막을 순차적으로 형성하는 단계; 질화막 및 패드 산화막을 식각하여 기판의 소정 부분을 노출시키는 단계; 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하는 단계; 노출된 기판 상에 선택적으로 폴리실리콘막을 형성하는 단계; 폴리실리콘막이 형성된 기판을 열산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계; 및, 질화막 및 패드 산화막을 제거하는 단계를 포함하고, 기판의 소정 부분을 노출시키는 단계 이후에 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하는단계를 추가로 포함하고, 폴리실리콘막은 열산화 공정시 필드 산화막의 성장 속도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 소자의 소자 분리막 형성방법

본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히 소자 분리막 형성을 위한 열산화 공정시 기판에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법에 관한 것이다.

소자 분리(ISOLATION) 기술이란 집적 소자를 구성하는 개별 소자를 전기적 및 구조적으로 서로 분리시켜, 각 소자가 인접한 소자의 간섭을 받지 않고 주어진 기능을 독자적으로 수행할 수 있도록 하는데 필요한 기능을 집적 소자 제조시 부여하는 기술이다.

도 1A 내지 도 1E는 상기한 소자 분리 중 로코스(LOCOS ; LOCal Oxidation of Silicon) 기술을 이용한 종래의 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 도 1A에 도시된 바와 같이, 반도체 기판(1) 상에 후속 질화막에 대한 응력을 완화시키기 위하여 패드 산화막(2)을 형성한 다음, 그 상부에 질화막(3)을 형성한다.

도 1B에 도시된 바와 같이, 액티브 영역과 소자 분리 영역을 정의하기 위하여 액티브 영역 상의 질화막(3) 상부에 포토리소그라피 기술로 감광막 패턴(4)을 형성한다.

도 1C에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(4)을 식각 마스크로하여 하부의 질화막(3) 및 패드 산화막(2)을 식각하고, 공지된 방법으로 감광막 패턴(4)을 제거한다.

도 1D에 도시된 바와 같이, 고집적화에 따른 소자의 액티브 영역의 면적을 확보함과 더불어 버즈 비크(bird's beak)의 현상을 최소화하기 위하여 식각된 질화막(3) 및 패드 산화막(2)을 식각 마스크로 하여 하부의 기판(1)을 소정 깊이로 식각한다.

도 1E에 도시된 바와 같이, 열산화 공정을 진행하여 상기 식각된 부분의 기판(1) 상에 필드 산화막(5)을 형성한다.

그리고 나서 도시되지는 않았지만 질화막(3) 및 패드 산화막(2)을 각각 제거하여 소자 분리막을 완성한다.

그러나, 상기한 종래의 소자 분리막 형성방법에 있어서는 열산화 공정에 의한 필드 산화막의 성장시 기판에 상당한 스트레스를 가하게 되어 소자의 전기적 특성을 악화시키는 문제가 있었다.

이에, 본 발명은 상기한 문제점을 감안하여 창출된 것으로서, 열산화 공정 전에 폴리실리콘막을 선택적으로 증착하여 필드 산화막의 성장속도를 향상시켜 열산화에 의해 기판에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.

도 1A 내지 도 1E는 종래의 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도.

도 2A 내지 도 2F는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

11 : 반도체 기판12 : 패드 산화막

13 : 질화막14 : 감광막 패턴

15 : 반구형 폴리실리콘막16 : 필드 산화막

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체 소자의 소자 분리막 형성 방법은 반도체 기판 상에 패드 산화막 및 질화막을 순차적으로 형성하는 단계; 상기 질화막 및 패드 산화막을 식각하여 상기 기판의 소정 부분을 노출시키는 단계; 상기 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하는 단계; 상기 노출된 기판 상에 선택적으로 폴리실리콘막을 형성하는 단계; 상기 폴리실리콘막이 형성된 기판을 열산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계; 및, 상기 질화막 및 패드 산화막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 기판의 소정 부분을 노출시키는 단계 이후에 상기 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하는 단계를 추가로 포함하고, 상기 폴리실리콘막은 상기 열산화 공정시 상기 필드 산화막의 성장 속도를 증가시키는 것을 특징으로 한다.

상기 구성으로 된 본 발명에 의하면, 소자 분리 영역 형성을 위한 열산화 공정 전에 노출된 기판 상에만 선택적으로 폴리실리콘막을 증착하여 열산화 공정시 산화막 성장속도를 증가시켜 기판내의 폴리실리콘의 산화를 소량만 진행하여도 소자 절연막을 형성할 수 있다.

[실시예]

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다.

도 2A 내지 도 2F는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.

먼저, 도 2A에 도시된 바와 같이, 먼저, 반도체 기판(11) 상에 후속 질화막에 대한 응력을 완화시키기 위하여 패드 산화막(12)을 형성한 다음, 그 상부에 질화막(13)을 형성한다.

도 2B에 도시된 바와 같이, 액티브 영역과 소자 분리 영역을 정의하기 위하여 액트브 영역 상의 질화막(13) 상부에 포토리소그라피 기술로 감광막 패턴(14)을 형성한다.

도 2C에 도시된 바와 같이, 감광막 패턴(14)을 식각 마스크로 하여 하부의 질화막(13) 및 패드 산화막(12)을 식각하고, 공지된 방법으로 감광막 패턴(14)을 제거한다.

도 2D에 도시된 바와 같이, 고집적화에 따른 소자의 액티브 영역의 면적을 확보함과 더불어 버즈 비크(bird's brak)의 현상을 최소화하기 위하여 식각된 질화막(13) 및 패드 산화막(12)을 식각 마스크로 하여 노출된 기판(11)을 소정 깊이로 식긱한다.

도 2E에 도시된 바와 같이, 선택적 증착방식으로 상기 식각 후 노출된 기판(11) 상에만 반구형 폴리실리콘막(15)을 증착한다. 이때, 반구형 폴리실리콘막(15)은 고농도로 도핑된 폴리실리콘막으로서 이후 열산화 공정시 산화막의 성장 속도를 증가시킨다.

도 2F에 도시된 바와 같이, 열산화 공정을 진행하여 반구형 폴리실리콘(15)이 증착된 기판(1) 상에 필드 산화막(16)을 형성한다. 이때, 필드 산화막(16)은 상기 반구형 폴리실리콘(15)의 산화로 인하여 부피가 종래보다 약 2배 정도 커진다.

그리고 나서, 도시되지는 않았지만 질화막(13) 및 패드 산화막(12)을 각각 제거한다.

상기 실시예에 의하면, 소자 분리 영역 형성을 위한 열산화 공정 전에 노출된 기판 상에만 선택적으로 폴리실리콘을 증착하여 열산화 공정시 산화막 성장속도를 증가시켜 기판내의 폴리실리콘의 산화를 소량만 진행하여도 소자 절연막을 형성할 수 있게 됨으로써, 열산화에 의해 기판에 가해지는 스트레스를 최소화할 수 있다. 따라서, 소자의 특성 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.

또한, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 않는 범위내에서 다양하게 변형시켜 실시할 수 있다.

Claims (4)

1. 반도체 기판 상에 패드 산화막 및 질화막을 순차적으로 형성하는 단계;

   상기 질화막 및 패드 산화막을 식각하여 상기 기판의 소정 부분을 노출시키는 단계;

   상기 노출된 기판을 소정 깊이로 식각하는 단계;

   상기 노출된 기판 상에 선택적으로 폴리실리콘막을 형성하는 단계;

   상기 폴리실리콘막이 형성된 기판을 열산화시켜 필드 산화막을 형성하는 단계; 및,

   상기 질화막 및 패드 산화막을 제거하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 폴리실리콘막은 상기 열산화 공정시 상기 필드 산화막의 성장 속도를 증가시키는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 폴리실리콘막은 고농도로 도핑된 폴리실리콘막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법.
4. 제3항에 있어서, 상기 폴리실리콘막은 반구형 폴리실리콘막인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 소자 분리막 형성방법.