KR19990015463A - Trench element isolation method for semiconductor devices - Google Patents

Trench element isolation method for semiconductor devices Download PDF

Info

Publication number
KR19990015463A
KR19990015463A KR1019970037589A KR19970037589A KR19990015463A KR 19990015463 A KR19990015463 A KR 19990015463A KR 1019970037589 A KR1019970037589 A KR 1019970037589A KR 19970037589 A KR19970037589 A KR 19970037589A KR 19990015463 A KR19990015463 A KR 19990015463A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
trench region
semiconductor substrate
trench
insulating film
oxide film
Prior art date
Application number
KR1019970037589A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
황두현
김병기
남석우
황기현
Original Assignee
윤종용
삼성전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윤종용, 삼성전자 주식회사 filed Critical 윤종용
Priority to KR1019970037589A priority Critical patent/KR19990015463A/en
Publication of KR19990015463A publication Critical patent/KR19990015463A/en

Links

Abstract

트렌치 영역 내부에 형성되는 산화막 두께를 균일하게 할 수 있는 반도체 장의 소자 분리 방법에 관하여 개시한다. 본 발명에서는 반도체 기판상에 상기 반도체 기판의 일부를 노출시키는 제1 절연막 패턴 및 제2 절연막 패턴을 차례로 형성하고, 상기 노출된 반도체 기판을 선택적으로 건식 식각하여 트렌치 영역을 형성하고, 트렌치 영역의 내벽에 다결정 실리콘층을 형성하고, 상기 결과물을 열산화시켜서 상기 트렌치 영역중 반도체 기판 표면에 인접한 코너 부분에 둥근 모서리가 형성된 산화막을 형성한다. 상기 산화막 형성 단계 후에 트렌치 영역의 내부에 트렌치 매립층을 형성하고, 상기 제2 절연막 패턴 및 제1 절연막 패턴을 제거한다.Disclosed is a device separation method of a semiconductor field capable of making the thickness of an oxide film formed inside a trench region uniform. In the present invention, a first insulating film pattern and a second insulating film pattern for exposing a portion of the semiconductor substrate are sequentially formed on the semiconductor substrate, and the exposed semiconductor substrate is selectively dry-etched to form a trench region, and an inner wall of the trench region is formed. A polycrystalline silicon layer is formed on the substrate, and the resultant is thermally oxidized to form an oxide film having rounded corners formed at a corner portion of the trench region adjacent to the semiconductor substrate surface. After the oxide film forming step, a trench filling layer is formed in the trench region, and the second insulating film pattern and the first insulating film pattern are removed.

Description

반도체 장치의 트렌치 소자 분리 방법Trench element isolation method for semiconductor devices

본 발명은 반도체 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 STI(Shallow Trench Isolation) 방법에 의한 반도체 장치의 소자 분리 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of isolating a semiconductor device by a shallow trench isolation (STI) method.

반도체 소자의 집적도가 증가함에 따라 트렌치를 이용한 소자 분리 방법이 오래전부터 연구되어 왔고, 이를 응용한 소자들이 개발되고 있다.As the degree of integration of semiconductor devices increases, device isolation methods using trenches have been studied for a long time, and devices using the same have been developed.

통상의 트렌치 소자 분리 방법에서는 반도체 기판의 소정 영역을 식각하여 단면이 사각형인 트렌치 영역을 형성하고, 상기 트렌치 영역 내에 절연 물질로 이루어진 소자 분리막을 형성한다. 이 때, 상기 트렌치 영역을 형성하기 위한 식각시 스트레스로 인하여 손상된 부분을 큐어링(curing)하기 위하여 트렌치 내측벽의 산화 과정을 거친다.In a conventional trench isolation method, a predetermined region of a semiconductor substrate is etched to form a trench region having a rectangular cross section, and an isolation layer made of an insulating material is formed in the trench region. In this case, the trench inner wall is oxidized to cure the damaged part due to stress during etching to form the trench region.

그러나, 트렌치 형성 과정에서 발생되는 스트레스로 인하여, 트렌치 내벽의 산화 공정을 거치면 산화막이 트렌치 내벽에서 균일한 두께로 형성되지 않고, 특정 에지 부분, 예를 들면 트렌치 영역의 에지 부분, 즉 반도체 기판의 활성 영역 에지 부분에서 산화막의 두께가 얇아지는 현상이 발생한다. 그 결과, 이와 같이 산화막의 두께가 얇아진 부분에서는 후속 공정을 거치면서 취약 부분으로 작용하여 반도체 소자의 특성을 열화시키는 결과를 초래한다.However, due to the stress generated in the trench formation process, the oxide film is not formed to have a uniform thickness on the trench inner wall through the oxidation process of the inner wall of the trench. The phenomenon that the thickness of the oxide film becomes thin at the region edge portion occurs. As a result, the thinned portion of the oxide film acts as a fragile portion during the subsequent process, resulting in deterioration of the characteristics of the semiconductor device.

본 발명의 목적은 트렌치 내벽의 에지 부위에 균일한 두께의 산화막이 형성될 수 있는 반도체 장치의 소자 분리 방법을 제공하는 것이다.It is an object of the present invention to provide a device isolation method of a semiconductor device in which an oxide film having a uniform thickness can be formed at an edge portion of a trench inner wall.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 장치의 소자 분리 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention in a process sequence.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 반도체 장치의 소자 분리 방법에서는 반도체 기판상에 상기 반도체 기판의 일부를 노출시키는 제1 절연막 패턴 및 제2 절연막 패턴을 차례로 형성하고, 상기 노출된 반도체 기판을 선택적으로 건식 식각하여 트렌치 영역을 형성하고, 트렌치 영역의 내벽에 다결정 실리콘층을 형성하고, 상기 결과물을 열산화시켜서 상기 트렌치 영역중 반도체 기판 표면에 인접한 코너 부분에 둥근 모서리가 형성된 산화막을 형성한다. 상기 산화막 형성 단계 후에 트렌치 영역의 내부에 트렌치 매립층을 형성하고, 상기 제2 절연막 패턴 및 제1 절연막 패턴을 제거한다.In order to achieve the above object, in the device isolation method of a semiconductor device according to the present invention, a first insulating film pattern and a second insulating film pattern for exposing a part of the semiconductor substrate are sequentially formed on a semiconductor substrate, and the exposed semiconductor substrate is selectively selected. Dry etching to form a trench region, a polycrystalline silicon layer is formed on an inner wall of the trench region, and the resultant is thermally oxidized to form an oxide film having rounded corners at a corner portion of the trench region adjacent to the semiconductor substrate surface. After the oxide film forming step, a trench filling layer is formed in the trench region, and the second insulating film pattern and the first insulating film pattern are removed.

본 발명에 의하면, 트렌치 영역의 에지 부분에서 스트레스에 의한 악영향을 감소시키면서 트렌치 영역의 내벽에 두께가 균일한 산화막을 형성할 수 있다.According to the present invention, an oxide film having a uniform thickness can be formed on the inner wall of the trench region while reducing adverse effects caused by stress at the edge portion of the trench region.

다음에, 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Next, a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 장치의 소자 분리 방법을 설명하기 위하여 공정 순서에 따라 도시한 단면도들이다.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a device isolation method of a semiconductor device in accordance with a preferred embodiment of the present invention in a process sequence.

도 1을 참조하면, 반도체 기판(10)상에 제1 절연막 및 제2 절연막을 차례로 형성한다. 본 예에서는 상기 제1 절연막으로서 패드 산화막을 형성하고, 상기 제2 절연막으로서 패드 질화막을 형성한다. 다음에, 상기 패드 질화막 및 패드 산화막을 연속적으로 패터닝하여 상기 반도체 기판의 소정 영역을 노출시키는 패드 산화막 패턴(20) 및 패드 질화막 패턴(30)을 형성한다. 이어서, 상기 노출된 반도체 기판(10)을 선택적으로 건식 식각하여 트렌치 영역(T)을 형성한다.Referring to FIG. 1, a first insulating film and a second insulating film are sequentially formed on the semiconductor substrate 10. In this example, a pad oxide film is formed as the first insulating film, and a pad nitride film is formed as the second insulating film. Next, the pad nitride film and the pad oxide film are successively patterned to form a pad oxide film pattern 20 and a pad nitride film pattern 30 exposing predetermined regions of the semiconductor substrate. Subsequently, the exposed semiconductor substrate 10 is selectively dry etched to form a trench region T.

도 2를 참조하면, 상기 트렌치 영역(T)이 형성된 결과물상에 단결정 실리콘보다 열산화율이 높은 다결정 실리콘층(40)을 얇게 형성한다. 상기 다결정 실리콘층(40)을 상기 트렌치 영역(T)의 내벽에만 한정하여 형성하는 것도 가능하다.Referring to FIG. 2, a thin polycrystalline silicon layer 40 having a higher thermal oxidation rate than single crystal silicon is formed on the resultant product in which the trench region T is formed. The polycrystalline silicon layer 40 may be formed by confining only the inner wall of the trench region T.

도 3을 참조하면, 상기 다결정 실리콘층(40)이 형성된 결과물을 고온에서 열산화시켜서 상기 트렌치 영역(T)중 반도체 기판 표면에 인접한 코너 부분에 둥근 모서리(A)가 형성된 산화막(50)을 형성한다. 이 때 형성되는 산화막(50)은 상기 트렌치 영역(T)의 내벽에서 균일한 두께로 형성된다.Referring to FIG. 3, an oxide film 50 having rounded corners A is formed at a corner portion of the trench region T adjacent to a semiconductor substrate surface by thermally oxidizing the resultant product on which the polycrystalline silicon layer 40 is formed at a high temperature. do. The oxide film 50 formed at this time is formed to have a uniform thickness on the inner wall of the trench region T.

도 4를 참조하면, 상기 결과물 전면에 상기 트렌치 영역(T)을 채우는 절연 물질층, 예를 들면 CVD 산화막을 형성하고, 상기 패드 질화막 패턴(30)을 식각 저지층으로 하여 상기 패드 질화막 패턴(30)이 노출될 때까지 상기 절연 물질층을 CMP(Chemical Mechanical Polishing) 방법 또는 에치백(etch back) 방법에 의하여 평탄화하여 상기 트렌치 영역(T) 내부에 트렌치 매립층(60)을 형성한다.Referring to FIG. 4, an insulating material layer filling the trench region T, for example, a CVD oxide layer, is formed on the entire surface of the resultant, and the pad nitride layer pattern 30 is used as the etch stop layer. The insulating material layer is planarized by a chemical mechanical polishing (CMP) method or an etch back method until the C) is exposed to form a trench filling layer 60 inside the trench region T.

도 5를 참조하면, 상기 노출된 패드 질화막 패턴(30)을 질화막 식각 용액으로 제거한 후, 상기 패드 산화막 패턴(20)을 산화막 식각 용액으로 제거하여, 반도체 기판(10) 표면 즉 활성 영역을 노출시킨다. 그 결과, 활성 영역의 표면 높이와 대략 일치하는 높이를 가지는 소자 분리막(65)이 형성된다.Referring to FIG. 5, after the exposed pad nitride layer pattern 30 is removed with a nitride etching solution, the pad oxide layer pattern 20 is removed with an oxide layer etching solution to expose the surface of the semiconductor substrate 10, that is, the active region. . As a result, an element isolation film 65 having a height approximately equal to the surface height of the active region is formed.

상기한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 트렌치 영역을 형성한 후 다결정 실리콘을 증착하고 이를 고온에서 열산화시킴으로써, 트렌치 영역의 에지 부분, 즉 반도체 기판의 활성 영역 에지 부분에서 스트레스에 의한 악영향을 감소시키면서 트렌치 영역의 내벽에 두께가 균일한 산화막을 형성할 수 있다.As described above, according to a preferred embodiment of the present invention, by forming a trench region and then depositing polycrystalline silicon and thermally oxidizing it at a high temperature, stress is induced at the edge portion of the trench region, that is, the active region edge portion of the semiconductor substrate. An oxide film having a uniform thickness can be formed on the inner wall of the trench region while reducing adverse effects.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형이 가능하다.The present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made by those skilled in the art within the scope of the technical idea of the present invention. Do.

Claims (5)

반도체 기판상에 상기 반도체 기판의 일부를 노출시키는 제1 절연막 패턴 및 제2 절연막 패턴을 차례로 형성하는 단계와,Sequentially forming a first insulating film pattern and a second insulating film pattern exposing a portion of the semiconductor substrate on the semiconductor substrate; 상기 노출된 반도체 기판을 선택적으로 건식 식각하여 트렌치 영역을 형성하는 단계와,Selectively dry etching the exposed semiconductor substrate to form a trench region; 트렌치 영역의 내벽에 다결정 실리콘층을 형성하는 단계와,Forming a polycrystalline silicon layer on an inner wall of the trench region; 상기 결과물을 열산화시켜서 상기 트렌치 영역중 반도체 기판 표면에 인접한 코너 부분에 둥근 모서리가 형성된 산화막을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 트렌치 소자 분리 방법.And thermally oxidizing the resultant to form an oxide film having rounded corners formed at a corner portion of the trench region adjacent to a surface of the semiconductor substrate. 제1항에 있어서, 상기 제1 절연막 패턴은 산화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 트렌치 소자 분리 방법.The method of claim 1, wherein the first insulating layer pattern is formed of an oxide layer. 제1항에 있어서, 상기 제2 절연막 패턴은 질화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 트렌치 소자 분리 방법.2. The method of claim 1, wherein the second insulating layer pattern is formed of a nitride film. 제1항에 있어서, 상기 산화막 형성 단계 후에The method of claim 1, wherein the oxide film forming step is performed. 트렌치 영역의 내부에 트렌치 매립층을 형성하는 단계와,Forming a trench buried layer in the trench region; 상기 제2 절연막 패턴 및 제1 절연막 패턴을 제거하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 소자 분리 방법.And removing the second insulating film pattern and the first insulating film pattern. 제4항에 있어서, 상기 트렌치 매립층은 CVD 산화막으로 형성되는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 소자 분리 방법.5. The method of claim 4, wherein the trench buried layer is formed of a CVD oxide film.
KR1019970037589A 1997-08-06 1997-08-06 Trench element isolation method for semiconductor devices KR19990015463A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970037589A KR19990015463A (en) 1997-08-06 1997-08-06 Trench element isolation method for semiconductor devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1019970037589A KR19990015463A (en) 1997-08-06 1997-08-06 Trench element isolation method for semiconductor devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR19990015463A true KR19990015463A (en) 1999-03-05

Family

ID=66000600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970037589A KR19990015463A (en) 1997-08-06 1997-08-06 Trench element isolation method for semiconductor devices

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR19990015463A (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100325608B1 (en) * 1999-06-02 2002-02-25 황인길 Shallow trench manufacturing method for isolating semiconductor devices
KR100345400B1 (en) * 1999-10-08 2002-07-26 한국전자통신연구원 A trench formation method with tick edge oxide
KR100499625B1 (en) * 2000-06-30 2005-07-07 주식회사 하이닉스반도체 A method for forming a field oxide of a semiconductor device
KR101453325B1 (en) * 2014-08-11 2014-10-21 경남과학기술대학교 산학협력단 Engine cooling system for kit type helicopter

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100325608B1 (en) * 1999-06-02 2002-02-25 황인길 Shallow trench manufacturing method for isolating semiconductor devices
KR100345400B1 (en) * 1999-10-08 2002-07-26 한국전자통신연구원 A trench formation method with tick edge oxide
KR100499625B1 (en) * 2000-06-30 2005-07-07 주식회사 하이닉스반도체 A method for forming a field oxide of a semiconductor device
KR101453325B1 (en) * 2014-08-11 2014-10-21 경남과학기술대학교 산학협력단 Engine cooling system for kit type helicopter

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100224700B1 (en) Isolation method of semiconductor device
JPH03129854A (en) Manufacture of semiconductor device
US5989975A (en) Method for manufacturing shallow trench isolation
KR100243302B1 (en) Trench isolation method of semiconductor device
KR0168196B1 (en) Method for forming isolation region on a semiconductor device
KR100234416B1 (en) Method of forming a device isolation film of semiconductor device
US6191000B1 (en) Shallow trench isolation method used in a semiconductor wafer
US6103581A (en) Method for producing shallow trench isolation structure
KR19990015463A (en) Trench element isolation method for semiconductor devices
KR0170897B1 (en) Method of manufacturing element-segregation insulating film of semiconductor device
KR20000044885A (en) Method for forming isolation film of semiconductor device
KR100195237B1 (en) Method for providing trench/locos isolation
KR0172240B1 (en) Method of separating element from semiconductor device
KR100528797B1 (en) Method of forming an isolation film in a semiconductor device
KR100344765B1 (en) Method for isolating semiconductor devices
KR100470160B1 (en) Device isolation film formation method of semiconductor device
KR20010008560A (en) Method For Forming The Isolation Layer Of Semiconductor Device
JP2001210709A (en) Manufacturing method of semiconductor device
KR100195227B1 (en) Isolation method in semiconductor device
KR100416813B1 (en) Field Oxide Formation Method of Semiconductor Device
US20030194871A1 (en) Method of stress and damage elimination during formation of isolation device
KR100190036B1 (en) Isolation method of semiconductor device
JPS5839026A (en) Semiconductor device and manufacture thereof
KR100439105B1 (en) Method for fabricating isolation layer of semiconductor device to improve cut-off characteristic at both corners of trench and inwe between narrow lines
KR100396792B1 (en) Method for chemical mechanical polishing isolation region of semiconductor device

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination