KR19980084714A

KR19980084714A - 반도체소자의 분리영역 제조방법

Info

Publication number: KR19980084714A
Application number: KR1019970020565A
Authority: KR
Inventors: 조원주
Original assignee: 문정환; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1997-05-24
Filing date: 1997-05-24
Publication date: 1998-12-05

Abstract

본 발명은 반도체소자의 분리영역 제조방법에 관한 것으로, 종래 로코스공정의 경우는 그 분리영역의 길이가 1㎛ 이하가 되면 반도체소자의 분리특성이 열화되는 문제점과 아울러 질화막을 이용하여 기판의 산화에 따른 산화막 부피팽창을 억제하기 때문에 그 산화막의 성장에 따른 결함발생이 심각해지는 문제점이 있었다. 그리고, 트렌치를 이용하는 경우는 공정이 어려운 문제점과 아울러 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다. 이와같은 문제점을 감안한 본 발명은 기판의 상부에 산화막 및 질화막을 순차적으로 증착하고, 그 산화막 및 질화막의 일부를 식각하여 기판의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 기판의 노출된 영역에 이온을 주입하여 고농도의 불순물 첨가영역을 형성하는 단계와; 그 고농도의 불순물 첨가영역이 형성된 기판전체를 HF용액에 침전시킨 후, 전기화학적 산화방법을 이용하여 상기 고농도의 불순물 첨가영역이 다공질의 실리콘영역으로 변환되도록 하는 단계와; 그 다공질의 실리콘영역을 산화시켜 필드산화막을 형성하는 단계와, 질화막 및 산화막을 순차적으로 식각하는 단계로 반도체소자의 분리영역을 제조함으로써, 종래의 로코스공정이나 트렌치를 이용한 반도체소자의 분리영역 제조방법에 비해 간단한 공정을 통한 공정시간을 단축할 수 있는 효과, 비용절감의 효과 및 반도체소자의 분리특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

반도체소자의 분리영역 제조방법

본 발명은 반도체소자의 분리영역 제조방법에 관한 것으로, 특히 고집적도가 요구되는 반도체소자를 제조하기에 적당하도록 한 반도체소자의 분리영역 제조방법에 관한 것이다.

일반적으로, 반도체 웨이퍼는 소자가 형성되는 부분과 형성되지 않는 부분으로 구분되며, 소자가 형성되지 않는 부분에는 각 반도체소자간의 절연을 위해 산화막 등의 절연체를 증착 또는 매립시킨다. 이러한 반도체소자의 분리영역은 필드산화막을 증착시켜 제조되거나 또는 트렌치구조를 형성한 후, 그 트렌치구조의 내부에 산화막을 증착시켜 제조되었으며, 이와같은 종래 반도체소자의 분리영역 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도1은 종래 로코스(LOCOS)공정을 이용한 반도체소자 분리영역의 단면도로서, 이에 도시한 바와같이 반도체소자간의 분리영역이 형성될 기판(1)의 상부양측에 형성된 필드산화막(2)으로 이루어진다. 이와같은 종래 로코스공정을 이용한 반도체소자의 분리영역 제조방법은 기판(1)의 상부전면에 산화막 및 질화막(도면미도시)을 순차적으로 증착하는 단계와, 반도체소자가 형성될 영역을 정의하여 그 영역의 상부에 포토레지스트(도면미도시)를 도포한 후, 반도체소자가 형성되지 않을 영역을 식각하여 기판(1)의 일부를 노출시키는 단계와, 그 기판(1)의 노출된 영역에 필드산화막(2)을 성장시키는 단계와, 상기 질화막 및 산화막을 순차적으로 식각하는 단계로 구성된다.

그리고, 도2는 종래 트렌치(Trench)를 이용한 반도체소자 분리영역의 단면도로서, 이에 도시한 바와같이 반도체소자간의 분리영역이 형성될 기판(1)의 상부양측에 형성된 트렌치영역(3)으로 이루어진다. 이와같은 종래 트렌치를 이용한 반도체소자의 분리영역 제조방법은 기판(1)의 상부전면에 제1산화막 및 질화막(도면미도시)을 순차적으로 증착하는 단계와, 반도체소자가 형성될 영역을 정의하여 그 영역의 상부에 포토레지스트(도면미도시)를 도포한 후, 반도체소자가 형성되지 않을 영역을 식각하여 기판(1)의 일부를 노출시키는 단계와, 상기 노출된 기판(1)을 식각하여 트랜치영역(3)을 형성하는 단계와, 상기 트랜치영역(3)의 내부에 제2산화막을 증착하는 단계와, 상기 질화막 및 제1산화막을 제거하는 단계로 구성된다.

그러나, 상기한 바와같이 제조되는 종래 반도체소자의 분리영역 제조방법은 로코스공정의 경우, 그 분리영역의 길이가 1㎛ 이하가 되면 반도체소자의 분리특성이 열화되는 문제점과 아울러 질화막을 이용하여 기판의 산화에 따른 산화막 부피팽창을 억제하기 때문에 그 산화막의 성장에 따른 결함발생이 심각해지는 문제점이 있었다. 그리고, 트렌치를 이용하는 경우는 트렌치영역을 형성하고, 그 트렌치영역에 산화막을 증착하고, 불필요한 산화막을 식각하는 공정이 어려운 문제점과 아울러 제조비용이 상승하는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기한 바와같은 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것으로, 본 발명의 목적은 간단한 공정을 통해 반도체 소자의 분리특성을 향상시킴과 아울러 공정시간 및 제조비용을 절감할 수 있는 반도체소자의 분리영역 제조방법을 제공함에 있다.

도1은 종래 로코스(LOCOS)공정을 이용한 반도체소자 분리영역의 단면도.

도2는 종래 트렌치(Trench)를 이용한 반도체소자 분리영역의 단면도.

도3은 본 발명에 의한 반도체소자 분리영역 제조방법의 수순단면도.

***도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명***

10:기판11:산화막

12:질화막13:포토레지스트

14:고농도의 불순물 첨가영역15:HF용액

16:전해용전극17:다공질의 실리콘영역

18:필드산화막

상기한 바와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의한 반도체소자의 분리영역 제조방법은 기판의 상부에 산화막 및 질화막을 순차적으로 증착하고, 그 산화막 및 질화막의 일부를 식각하여 기판의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 기판의 노출된 영역에 이온을 주입하여 고농도의 불순물 첨가영역을 형성하는 단계와; 그 고농도의 불순물 첨가영역이 형성된 기판전체를 HF용액에 침전시킨 후, 전기화학적 산화방법을 이용하여 상기 고농도의 불순물 첨가영역이 다공질의 실리콘영역으로 변환되도록 하는 단계와; 그 다공질의 실리콘영역을 산화시켜 필드산화막을 형성하는 단계와, 질화막 및 산화막을 순차적으로 식각하는 단계로 구성됨을 특징으로 한다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 반도체소자의 분리영역 제조방법을 첨부한 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.

도3은 본 발명에 의한 반도체소자 분리영역 제조방법의 수순단면도로서, 이에 도시한 바와같이 기판(10)의 상부에 산화막(11) 및 질화막(12)을 순차적으로 증착하고, 반도체소자가 제조될 영역을 정의하여 그 영역의 상부에 포토레지스트(13)를 도포한 후, 반도체소자가 제조되지 않을 영역의 산화막(11) 및 질화막(12)을 식각하여 기판(10)의 일부를 노출시키는 단계(도3a)와; 반도체소자가 제조될 영역상부의 질화막(12)을 마스크로 사용하여 상기 기판(10)의 노출된 영역에 이온을 주입함으로써, 고농도의 불순물 첨가영역(14)을 형성하는 단계(도3b)와; 그 고농도의 불순물 첨가영역(14)이 형성된 기판전체를 HF용액(15)에 침전시킨 후, 전해용전극(16)에 전압을 인가하는 전기화학적 산화방법으로 상기 고농도의 불순물 첨가영역(14)이 다공질의 실리콘영역(17)으로 변환되도록 하는 단계(도3c 및 도3d)와; 산화공정을 통해 그 다공질의 실리콘영역(17)을 산화시켜 필드산화막(18)을 형성하는 단계(도3e)와, 반도체소자가 제조될 영역상부의 질화막(12) 및 산화막(11)을 순차적으로 식각하는 단계(도3f)로 구성된다. 이하, 상기한 바와같이 구성된 본 발명에 의한 반도체소자의 분리구조 제조방법을 좀더 상세히 설명한다.

먼저, 도3a에 도시한 바와같이 기판(10)의 상부전면에 산화막(11)과 질화막(12)을 순차적으로 증착한다. 이때, 산화막(11)을 증착하는 이유는 질화막(12)이 기판(10)의 상부에 직접 증착되는 경우, 그 기판(10)의 다결정실리콘배열과 질화막(12)을 구성하는 질소화합물의 배열이 다르기 때문에 질화막(12)의 증착시 기판(10)의 상부에서 일어나는 손상을 방지하기 위한 것이다. 상기 산화막(11)과 질화막(12)의 순차적인 증착이 완료되면 포토레지스트(13)를 이용하여 그 질화막(12)과 산화막(11)의 일부를 식각하여 기판(10)의 일부를 노출시킨다.

그 다음, 도3b에 도시한 바와같이 상기 기판(10)의 노출된 영역에 이온을 주입하여 고농도의 불순물 첨가영역(14)을 형성한다. 이때, 그 고농도의 불순물 첨가영역(14)에는 기판(10)의 상태(P형 또는 N형)에 따라 P+ 또는 N+ 이온을 주입한다.

그리고, 도3c 및 도3d에 도시한 바와같이 상기 고농도의 불순물 첨가영역(14)이 형성된 기판전체를 HF용액(15)에 침전시킨후, 전해용전극(16)에 전압을 인가하는 전기화학적 산화방법으로 상기 고농도의 불순물 첨가영역(14)이 다공질의 실리콘영역(17)으로 변환되도록 한다. 이때, 고농도의 불순물 첨가영역(14)에서의 산화속도가 기판(10)보다 빠른 것을 이용하면 다공질의 실리콘영역(17)을 원하는 깊이만큼 형성시킬 수 있다.

그리고, 도3e에 도시한 바와같이 산화공정을 통해 상기 다공질의 실리콘영역(17)을 산화시켜 필드산화막(18)을 형성한다. 이때, 다공질 실리콘영역(17)은 그 미세구멍(Micro-pore)이 고밀도로 형성되기 때문에 산소의 확산계수가 크다. 따라서, 그 다공질 실리콘영역(17)에서는 기판(10)에 비해 필드산화막(18)의 성장속도가 빠르고, 또한 밀도가 통상의 단결정 실리콘보다 낮기 때문에 산화공정후에 형성되는 필드산화막(18)의 체적팽창을 줄일 수 있다.

마지막으로, 도3f에 도시한 바와같이 반도체소자가 제조될 영역상부의 질화막(12) 및 산화막(11)을 순차적으로 식각함으로써, 반도체소자의 분리영역을 제조한다.

상기한 바와같은 본 발명에 의한 반도체소자의 분리영역 제조방법은 고농도의 불순물 첨가영역에서의 산화속도가 기판에 비해 빠른 것을 이용하여 다공질의 실리콘을 원하는 깊이만큼 형성시킬 수 있고, 다공질 실리콘이 기판에 비해 필드산화막의 성장속도가 빠르고, 또한 통상의 단결정 실리콘에 비해 밀도가 낮기 때문에 산화공정 후에 필드산화막의 체적팽창을 줄일 수 있어서 종래의 로코스공정이나 트렌치를 이용한 반도체소자의 분리영역 제조방법에 비해 간단한 공정에 의한 공정시간을 단축할 수 있는 효과, 비용절감의 효과 및 반도체소자의 분리특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Claims

기판의 상부에 산화막 및 질화막을 순차적으로 증착하고, 그 산화막 및 질화막의 일부를 식각하여 기판의 일부를 노출시키는 단계와; 상기 기판의 노출된 영역에 이온을 주입하여 고농도의 불순물 첨가영역을 형성하는 단계와; 그 고농도의 불순물 첨가영역이 형성된 기판전체를 HF용액에 침전시킨 후, 전기화학적 산화방법을 이용하여 상기 고농도의 불순물 첨가영역이 다공질의 실리콘영역으로 변환되도록 하는 단계와; 그 다공질의 실리콘영역을 산화시켜 필드산화막을 형성하는 단계와, 질화막 및 산화막을 순차적으로 식각하는 단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체소자의 분리영역 제조방법.