KR19990031358A

KR19990031358A - Device isolation method of semiconductor device

Info

Publication number: KR19990031358A
Application number: KR1019970052042A
Authority: KR
Inventors: 김응수
Original assignee: 구본준; 엘지반도체 주식회사
Priority date: 1997-10-10
Filing date: 1997-10-10
Publication date: 1999-05-06

Abstract

본 발명은 반도체장치의 소자격리방법에 관한 것으로서 소자의 활성영역과 필드영역을 갖는 반도체기판 상에 마스크층을 형성하고 상기 마스크층 상에 필드영역을 노출시키는 포토레지스트를 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 마스크층을 패터닝하여 상기 반도체기판의 상기 필드영역을 노출하는 공정과, 상기 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 반도체기판의 상기 노출된 필드영역에 불소를 이온 주입하여 이온주입영역을 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 제거하고 상기 반도체기판의 필드영역을 산화하여 필드산화막을 형성하는 공정과, 상기 마스크층을 제거하는 공정을 구비한다. 따라서, 반도체기판의 이온주입영역은 실리콘끼리의 결합이 끊어져 불안정한 상태에 의해 산화 속도가 증가되므로 필드산화막은 낮은 온도에서도 빠르게 형성되므로 산소의 횡방향 확산에 의한 버즈 빅의 형성이 억제된다.The present invention relates to a device isolation method for a semiconductor device, comprising: forming a mask layer on a semiconductor substrate having an active region and a field region of the device, and forming a photoresist exposing the field region on the mask layer; Patterning the mask layer using a resist as a mask to expose the field region of the semiconductor substrate, and implanting ions by implanting fluorine into the exposed field region of the semiconductor substrate using the photoresist as a mask And forming a field oxide film by removing the photoresist, oxidizing the field region of the semiconductor substrate, and removing the mask layer. Therefore, the ion implantation region of the semiconductor substrate is oxidized by an unstable state due to breakage of silicon bonds, so that the field oxide film is formed quickly even at low temperature, thereby suppressing the formation of buzz big due to the lateral diffusion of oxygen.

Description

Device isolation method of semiconductor device

본 발명은 반도체장치의 소자격리방법에 관한 것으로서, 특히, 버즈빅(bird's beak)을 감소시킬 수 있는 반도체장치의 소자격리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device isolation method for a semiconductor device, and more particularly, to a device isolation method for a semiconductor device capable of reducing bird's beak.

반도체장치의 집적화가 거듭되면서 반도체장치의 상당한 면적을 점유하는 소자격리영역을 줄이기 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.As the integration of semiconductor devices continues, technology development for reducing the device isolation region occupying a considerable area of the semiconductor device is actively progressing.

일반적으로 반도체장치는 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 방법으로 소자를 격리하였다. LOCOS 방법은 활성영역을 한정하는 산화마스크인 질화막과 반도체기판의 열적 특성이 다르기 때문에 발생하는 스트레스를 해소하기 위하여 질화막과 반도체기판 사이에 박막의 버퍼산화막(buffer oxide)을 형성하고 산화시켜 소자격리영역으로 이용되는 필드산화막를 형성한다.In general, semiconductor devices have isolated devices by LOCOS (Local Oxidation of Silicon) method. In the LOCOS method, a thin film buffer oxide is formed between the nitride film and the semiconductor substrate and oxidized to eliminate stress caused by the thermal characteristics of the nitride film and the semiconductor substrate, which are the oxide masks that define the active region. A field oxide film to be used is formed.

도 1a 내지 도 1c는 종래 기술에 따른 소자격리방법을 도시하는 공정도이다.1A to 1C are process diagrams illustrating a device isolation method according to the prior art.

도 1a를 참조하면, 반도체기판(11) 상에 열산화 방법으로 버퍼산화막(13)을 형성하고, 이 버퍼산화막(13) 상에 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 질화실리콘을 증착하여 마스크층(15)을 형성한다. 그리고, 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 반도체기판(11)이 노출되도록 마스크층(15) 및 버퍼산화막(13)을 선택적으로 제거하여 소자격리영역과 활성영역을 한정한다.Referring to FIG. 1A, a buffer oxide film 13 is formed on a semiconductor substrate 11 by a thermal oxidation method, and chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD) is performed on the buffer oxide film 13. Silicon nitride is deposited to form a mask layer 15. The device isolation region and the active region are defined by selectively removing the mask layer 15 and the buffer oxide layer 13 so that the semiconductor substrate 11 is exposed by photolithography.

도 1b를 참조하면, 반도체기판(11)의 노출된 소자격리영역을 산화하여 소정 두께의 필드산화막(17)을 형성한다. 이 때, 반도체기판(11)의 활성영역은 마스크층(15)에 의해 산화되지 않는다.Referring to FIG. 1B, the exposed device isolation region of the semiconductor substrate 11 is oxidized to form a field oxide film 17 having a predetermined thickness. At this time, the active region of the semiconductor substrate 11 is not oxidized by the mask layer 15.

도 1c를 참조하면, 마스크층(15) 및 버퍼산화막(13)을 반도체기판(11)의 활성영역이 노출되도록 순차적으로 습식식각하여 제거한다.Referring to FIG. 1C, the mask layer 15 and the buffer oxide layer 13 are sequentially wet-etched to expose the active region of the semiconductor substrate 11.

그러나, 상술한 종래의 반도체장치의 소자격리방법은 필드산화막 형성시 횡방향 산화에 의해 마스크층 하부에도 산화되어 버즈빅이 형성되는 문제점이 있었다.However, the device isolation method of the conventional semiconductor device described above has a problem in that, when the field oxide film is formed, it is oxidized in the lower portion of the mask layer by lateral oxidation to form a buzz big.

따라서, 본 발명의 목적은 버즈빅의 형성을 억제할 수 있는 반도체장치의 소자격리방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for isolating a device of a semiconductor device capable of suppressing the formation of buzz big.

상기 목적을 달성하기 위해 본 발명에 따른 반도체장치의 소자격리방법은 소자의 활성영역과 필드영역을 갖는 반도체기판 상에 마스크층을 형성하고 상기 마스크층 상에 필드영역을 노출시키는 포토레지스트를 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 마스크층을 패터닝하여 상기 반도체기판의 상기 필드영역을 노출하는 공정과, 상기 포토레지스트를 마스크로 사용하여 상기 반도체기판의 상기 노출된 필드영역에 불소를 이온 주입하여 이온주입영역을 형성하는 공정과, 상기 포토레지스트를 제거하고 상기 반도체기판의 필드영역을 산화하여 필드산화막을 형성하는 공정과, 상기 마스크층을 제거하는 공정을 구비한다.한다.In order to achieve the above object, a device isolation method of a semiconductor device according to the present invention includes forming a mask layer on a semiconductor substrate having an active region and a field region of the device, and forming a photoresist exposing the field region on the mask layer. Exposing the field region of the semiconductor substrate by patterning the mask layer using the photoresist as a mask, and fluorine in the exposed field region of the semiconductor substrate using the photoresist as a mask. And a step of forming an ion implantation region by ion implantation, removing the photoresist and oxidizing the field region of the semiconductor substrate to form a field oxide film, and removing the mask layer.

도 1a내지 도 1c는 종래 기술에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도1A to 1C are process diagrams illustrating a device isolation method of a semiconductor device according to the prior art.

도 2a내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도2A to 2D are process diagrams illustrating a device isolation method for a semiconductor device according to the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2a 내지 도 2d는 본 발명에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도이다.2A to 2D are process charts showing the device isolation method of the semiconductor device according to the present invention.

도 2a를 참조하면, 반도체기판(21) 상에 열산화 방법에 의해 버퍼산화막(23)을 형성하고, 이 버퍼산화막(23) 상에 CVD방법에 의해 질화실리콘을 증착하여 마스크층(25)을 형성한다.Referring to FIG. 2A, a buffer oxide film 23 is formed on a semiconductor substrate 21 by a thermal oxidation method, and silicon nitride is deposited on the buffer oxide film 23 by a CVD method to form a mask layer 25. Form.

마스크층(25) 상에 포토레지스트(27)를 도포한 후 노광 및 현상하여 소정 부분을 노출시킨다. 그리고, 포토레지스트(27)를 마스크로 사용하여 마스크층(25) 및 버퍼산화막(23)을 반도체기판(21)의 필드영역이 노출되도록 이방성 식각방법으로 패터닝하여 소자의 활성영역과 필드영역을 한정한다.The photoresist 27 is applied on the mask layer 25 and then exposed and developed to expose a predetermined portion. Then, using the photoresist 27 as a mask, the mask layer 25 and the buffer oxide film 23 are patterned by anisotropic etching to expose the field region of the semiconductor substrate 21, thereby defining the active and field regions of the device. do.

도 2b를 참조하면, 포토레지스트(27)를 마스크로 사용하여 반도체기판(21)의 노출된 필드영역에 불소(F)를 이온 주입하여 이온주입영역(29)을 형성한다. 이 때, 불소(F)는 이온주입영역(29) 내의 실리콘끼리의 결합을 끊어 불안정하게 만든다.Referring to FIG. 2B, fluorine (F) is ion implanted into the exposed field region of the semiconductor substrate 21 using the photoresist 27 as a mask to form the ion implantation region 29. At this time, fluorine (F) breaks the bond between the silicon in the ion implantation region 29 and makes it unstable.

도 2c를 참조하면, 포토레지스트(27)를 제거한다. 그리고, 반도체기판(21)의 노출된 필드영역을 산화하여 소정 두께의 필드산화막(31)을 형성한다. 이 때, 반도체기판(21)의 이온주입영역(29)은 실리콘끼리의 결합이 끊어져 불안정한 상태이므로 산화 속도가 증가된다. 그러므로, 필드산화막(31)은 낮은 온도에서도 빠르게 형성되므로 산소의 횡방향 확산에 의한 버즈 빅의 형성이 억제된다.Referring to FIG. 2C, the photoresist 27 is removed. The exposed field region of the semiconductor substrate 21 is oxidized to form a field oxide film 31 having a predetermined thickness. At this time, the ion implantation region 29 of the semiconductor substrate 21 is in an unstable state because silicon is disconnected from each other and the oxidation rate is increased. Therefore, since the field oxide film 31 is formed quickly even at low temperature, the formation of the buzz big due to the lateral diffusion of oxygen is suppressed.

도 2d를 참조하면, 마스크층(25)과 버퍼산화막(23)을 습식 식각방법으로 제거하여 반도체기판(21)의 활성영역을 노출시킨다.Referring to FIG. 2D, the mask layer 25 and the buffer oxide film 23 are removed by a wet etching method to expose the active region of the semiconductor substrate 21.

상술한 바와 같이 본 발명은 반도체기판의 노출된 필드영역에 불소(F)를 이온 주입하므로 실리콘끼리의 결합을 끊어 불안정하게 만든 후 산화하여 필드산화막을 형성한다.As described above, in the present invention, since fluorine (F) is ion-implanted into the exposed field region of the semiconductor substrate, silicon is unstable by breaking the bonds between the silicon and the oxide, thereby forming a field oxide film.

따라서, 본 발명은 반도체기판의 이온주입영역은 실리콘끼리의 결합이 끊어져 불안정한 상태에 의해 산화 속도가 증가되므로 필드산화막은 낮은 온도에서도 빠르게 형성되므로 산소의 횡방향 확산에 의한 버즈 빅의 형성이 억제되는 잇점이 있다.Therefore, in the present invention, since the ion implantation region of the semiconductor substrate is unstable and the oxidation rate is increased due to the unstable state, the field oxide film is formed quickly even at low temperature, thereby suppressing the formation of buzz big due to the lateral diffusion of oxygen. There is an advantage.

Claims

Forming a mask layer on the semiconductor substrate having the active region and the field region of the device, and forming a photoresist exposing the field region on the mask layer;

Patterning the mask layer using the photoresist as a mask to expose the field region of the semiconductor substrate;

Forming an ion implantation region by ion implanting fluorine (F) into the exposed field region of the semiconductor substrate using the photoresist as a mask;

Removing the photoresist and oxidizing a field region of the semiconductor substrate to form a field oxide film;

A device isolation method for a semiconductor device, comprising the step of removing the mask layer.