KR19990053968A - Device isolation film formation method of semiconductor device and its structure - Google Patents

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KR19990053968A
KR19990053968A KR1019970073690A KR19970073690A KR19990053968A KR 19990053968 A KR19990053968 A KR 19990053968A KR 1019970073690 A KR1019970073690 A KR 1019970073690A KR 19970073690 A KR19970073690 A KR 19970073690A KR 19990053968 A KR19990053968 A KR 19990053968A
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김범수
조준호
박종호
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윤종용
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Abstract

본 발명은 게이트 산화막의 신뢰성 저하를 방지하는 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 및 그 구조에 관한 것으로, 반도체 기판 상에 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 PSL 소자 격리막을 형성한다. 그리고, 상기 소자 격리막의 상부 돌출 부위의 양측벽에 엑티브 리세스 방지용 폴리 스페이서를 형성한다. 상기 폴리 스페이서를 포함하여 상기 반도체 기판을 산화시켜 희생 산화막을 형성한 후, 상기 희생 산화막 및 소자 격리막을 에치 백 공정으로 식각 하여 상기 소자 격리막의 상부 표면을 평탄화 시키는 단계를 포함한다. 이때, 상기 소자 격리막의 상부의 폭이 그 하부의 폭 보다 상대적으로 넓다. 이와 같은 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 및 그 구조에 의해서, 엑티브 리세스 방지용 폴리 스페이서를 사용하여 엑티브 영역과 소자 격리 영역 경계 부분의 소자 격리막의 에치 백 식각 마진을 증가시킬 수 있고, 따라서 엑티브 리세스를 방지할 수 있으며, 게이트 산화막의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a method for forming a device isolation film of a semiconductor device which prevents a decrease in reliability of a gate oxide film, and a structure thereof. The PSL device isolation film is formed by defining an active region and a device isolation region on a semiconductor substrate. A poly spacer for preventing active recess is formed on both sidewalls of the upper protruding portion of the device isolation layer. And forming a sacrificial oxide layer by oxidizing the semiconductor substrate including the poly spacer, and etching the sacrificial oxide layer and the device isolation layer by an etch back process to planarize the upper surface of the device isolation layer. At this time, the width of the upper portion of the device isolation layer is relatively wider than the width of the lower portion. According to such a device isolation film formation method and structure of the semiconductor device, the etch back etching margin of the device isolation film at the boundary between the active region and the device isolation region can be increased by using the poly spacer for preventing the active recess, and thus the active recess. Can be prevented and the reliability deterioration of the gate oxide film can be prevented.

Description

반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 및 그 구조(A Method of Forming Field Oxide of Semiconductor Device and a Structure Formed thereby)A method of forming field oxide of semiconductor device and a structure formed according to

본 발명은 반도체 장치의 소자 격리막(device isolation layer; field oxide) 형성 방법 및 그 구조에 관한 것으로, 좀 더 구체적으로는 게이트 산화막(gate oxide)의 신뢰성(reliability) 저하를 방지하는 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 및 그 구조에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming a device isolation layer (field oxide) of a semiconductor device and a structure thereof, and more particularly, to a device isolation film of a semiconductor device which prevents a decrease in the reliability of a gate oxide. A method of formation and its structure.

일반적으로 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 중 LOCOS(LOCal Oxidation of Silicon)는, 그 공정이 간단하기 때문에 널리 사용되어 왔다.In general, LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) in the device isolation film forming method of a semiconductor device has been widely used because of its simple process.

그러나, 소자간의 간격이 미세화 됨에 따라 소자 격리막의 에지(edge)에 발생되는 과도한 버드 빅(bird's beak)을 줄이기 위해, 수정된 LOCOS 방법에 의한 소자 격리막 또는 다른 구조의 소자 격리막 등이 대두되었다.However, in order to reduce excessive bird's beaks generated at the edges of device isolation layers as device spacing becomes smaller, device isolation layers or device isolation layers having other structures have emerged by the modified LOCOS method.

즉, 폴리 버퍼드 LOCOS(poly-Si buffered LOCOS; 이하 'PBL'이라 함) 또는 폴리 스페이서 LOCOS(poly-Si spacer LOCOS; 이하 'PSL'이라 함) 또는 얕은 트렌치 격리(Shallow Trench Isolation; 이하 'STI'라 함) 등이 그것이다.That is, poly-Si buffered LOCOS (hereinafter referred to as 'PBL') or poly-spacer LOCOS (hereinafter referred to as 'PSL') or shallow trench isolation (hereinafter referred to as 'STI'). And so on.

특히, 상기 PSL 방법에 의한 소자 격리막은, 상기 STI 방법보다 공정 수가 적고, 공정이 용이하여 격리 폭이 서브 하프 미크론(sub-half ㎛)인 소자에서 가장 널리 사용되고 있다.In particular, the device isolation film by the PSL method is most widely used in devices having fewer processes than the STI method, easy to process, and an isolation width of sub-half micrometers.

도 1은 종래의 반도체 장치의 소자 격리막(22a)을 보여주는 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a device isolation film 22a of a conventional semiconductor device.

도 1을 참조하면, 종래의 반도체 장치의 PSL 소자 격리막(22a)은, 종래 LOCOS 방법에 의한 소자 격리막과는 달리, 과도하게 형성된 버드 빅을 갖지 않는다.Referring to FIG. 1, unlike the device isolation film of the conventional LOCOS method, the PSL device isolation film 22a of the conventional semiconductor device does not have an excessively large bird big.

그러나, 상기 PSL 소자 격리막(22a)은, 소자 격리막 형성 공정이 진행된 후, 소자 격리 영역(필드 영역)과 소자 형성 영역(엑티브 영역)의 경계 지점에서 거의 필연적으로 엑티브 리세스(active recess)(26)가 발생된다.However, the PSL device isolation film 22a almost inevitably has an active recess 26 at the boundary between the device isolation region (field region) and the device formation region (active region) after the device isolation film forming process is performed. ) Is generated.

이것은 상기 엑티브 리세스(26) 영역에서 후속 공정으로 형성되는 게이트 산화막(28)의 씨닝(thinning) 현상 및 스트레스(stress)가 집중되어 상기 게이트 산화막(28)의 신뢰성을 취약하게 한다.This concentrates thinning phenomenon and stress of the gate oxide layer 28 formed in a subsequent process in the active recess 26 region, thereby weakening the reliability of the gate oxide layer 28.

또한, 소자에 대한 저 전압 및 고속화 특성 요구에 따라 게이트 산화막 두께를 보다 얇게 형성하는 현재의 추세에 있어서, 상기 엑티브 리세스에 의한 상기 게이트 산화막(28)의 신뢰성의 저하는 심각한 문제로 대두되고 있다.Further, in the current trend of forming a thinner gate oxide film thickness in response to the demand for low voltage and higher speed characteristics for the device, a decrease in the reliability of the gate oxide film 28 due to the active recess is a serious problem. .

도 2a 내지 도 2e는 종래의 반도체 장치의 소자 격리막(22a) 형성 방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.2A to 2E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming the device isolation film 22a of a conventional semiconductor device.

도 2a를 참조하면, 종래의 반도체 장치의 소자 격리막(22a) 형성 방법은 먼저, 반도체 기판(10) 상에 패드 산화막(12) 및 실리콘 질화막(14)을 형성하고, 소자 격리 영역(16)의 반도체 기판(10)의 일부가 노출되도록 상기 실리콘 질화막(14) 및 패드 산화막(12)을 식각 한다.Referring to FIG. 2A, in the method of forming the device isolation film 22a of the conventional semiconductor device, first, the pad oxide film 12 and the silicon nitride film 14 are formed on the semiconductor substrate 10, and the device isolation region 16 is formed. The silicon nitride film 14 and the pad oxide film 12 are etched to expose a portion of the semiconductor substrate 10.

그리고, 도 2b 내지 도 2c에 있어서, 상기 소자 격리 영역(16)의 반도체 기판(10) 상에 얇은 산화막(18)을 형성한 후, 상기 소자 격리 영역(16)에 상기 패드 산화막(12) 및 실리콘 질화막(14)과 접하도록 폴리 스페이서(20)를 형성한다.2B to 2C, after the thin oxide film 18 is formed on the semiconductor substrate 10 of the device isolation region 16, the pad oxide film 12 and the pad isolation layer 12 are formed on the device isolation region 16. The poly spacer 20 is formed to contact the silicon nitride film 14.

다음, 도 2d를 참조하면, 상기 폴리 스페이서(20)를 포함하여 상기 소자 격리 영역(16)에 소자 격리막(22)을 형성한다. 그리고, 상기 소자 형성 영역의 실리콘 질화막(14) 및 패드 산화막(12)을 제거한 후, 반도체 기판(10) 전면에 희생 산화막(sacrificial oxide)(24)을 형성한다.Next, referring to FIG. 2D, the device isolation layer 22 is formed in the device isolation region 16 including the poly spacer 20. After removing the silicon nitride film 14 and the pad oxide film 12 in the element formation region, a sacrificial oxide 24 is formed on the entire surface of the semiconductor substrate 10.

이때, 상기 희생 산화막(24)은, 상기 소자 격리막(22) 형성시 패드 산화막(12)과 반도체 기판(10)의 계면에 형성되는 화이트 리본(white ribbon or silicon nitride spots)이라 불리는 실리콘 질화막을 제거하기 위해 형성된다.In this case, the sacrificial oxide layer 24 removes silicon nitride layers, called white ribbons or silicon nitride spots, formed at the interface between the pad oxide layer 12 and the semiconductor substrate 10 when the device isolation layer 22 is formed. It is formed to.

이어서, 상기 희생 산화막(24) 및 필드산화막(22)을 에치 백(etch back)하여 도 2e에 도시된 바와 같이, PSL 소자 격리막(22a)을 형성한다.Subsequently, the sacrificial oxide film 24 and the field oxide film 22 are etched back to form the PSL device isolation layer 22a as shown in FIG. 2E.

이때, 상기 PSL 소자 격리막(22a)과 소자 형성 영역의 경계 지점에 필연적으로 유발되는 상기 엑티브 리세스(26)는, 도 2d의 참조 번호 25 부분의 소자 격리막(22)의 두께가 상기 에치 백 공정 시간에 대해 취약한 두께 마진을 갖고 있기 때문에 발생된다.In this case, the active recess 26 inevitably caused at the boundary point between the PSL device isolation layer 22a and the element formation region may have a thickness of the device isolation layer 22 of reference numeral 25 in FIG. 2D. This is caused by having a weak thickness margin over time.

본 발명은 상술한 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로서, PSL 소자 격리막 형성 공정시 엑티브 리세스를 방지할 수 있고, 따라서 게이트 산화막의 신뢰성을 개선할 수 있는 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 및 그 구조를 제공함에 그 목적이 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been proposed to solve the above-mentioned problems, and it is possible to prevent active recesses in the PSL device isolation film forming process, and thus to improve the reliability of the gate oxide film. The purpose is to provide.

도 1은 종래의 반도체 장치의 소자 격리막을 보여주는 단면도;1 is a cross-sectional view showing a device isolation film of a conventional semiconductor device;

도 2a 내지 도 2e는 종래의 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법을 순차적으로 보여주는 단면도;2A to 2E are cross-sectional views sequentially showing a method of forming a device isolation film of a conventional semiconductor device;

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 소자 격리막을 보여주는 단면도;3 is a cross-sectional view showing a device isolation film of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention;

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법을 순차적으로 보여주는 단면도.4A through 4E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming an isolation layer in a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings

10, 100 : 반도체 기판 12, 102 : 패드 산화막10, 100: semiconductor substrate 12, 102: pad oxide film

14 : 실리콘 질화막 16 : 소자 격리 영역14 silicon nitride film 16 device isolation region

18 : 얇은 산화막 20 : 폴리 스페이서18: thin oxide film 20: poly spacer

22, 104 : 소자 격리막 24, 108 : 희생 산화막22, 104: device isolation layer 24, 108: sacrificial oxide film

22a, 104a : 소자 격리막 26 : 엑티브 리세스22a, 104a: device isolation layer 26: active recess

28, 112 : 게이트 산화막 106 : 폴리실리콘막28, 112: gate oxide film 106: polysilicon film

106a : 폴리 스페이서 114 : F-POLY 막106a: Poly spacer 114: F-POLY membrane

(구성)(Configuration)

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법은, 반도체 기판 상에 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 PSL 소자 격리막을 형성하는 단계와; 상기 소자 격리막은 그 상부 양측이 돌출된 구조를 갖고, 상기 소자 격리막의 돌출 부위의 양측벽에 각각 엑티브 리세스 방지용 폴리 스페이서를 형성하는 단계와; 상기 폴리 스페이서를 포함하여 상기 반도체 기판을 산화시켜 상기 반도체 기판 상에 희생 산화막을 형성하는 단계와; 상기 희생 산화막 및 소자 격리막을 에치 백 공정으로 식각 하여 상기 소자 격리막의 상부 표면을 평탄화 시키는 단계를 포함한다.According to the present invention for achieving the above object, a method of forming a device isolation film of a semiconductor device comprises the steps of: forming an active region and a device isolation region on a semiconductor substrate to form a PSL device isolation film; Forming a poly spacer for preventing active recess on both side walls of the protruding portion of the device isolation layer, the device isolation layer having a structure protruding from both sides thereof; Oxidizing the semiconductor substrate including the poly spacer to form a sacrificial oxide film on the semiconductor substrate; Etching the sacrificial oxide layer and the device isolation layer by an etch back process to planarize an upper surface of the device isolation layer.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴리 스페이서는, 도핑된 폴리실리콘막으로 형성된다.In a preferred embodiment of this method, the poly spacer is formed of a doped polysilicon film.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴리실리콘막의 두께는, 약 500 Å 이하이다.In a preferred embodiment of this method, the polysilicon film has a thickness of about 500 GPa or less.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 폴리 스페이서 형성 부위의 희생 산화막의 두께는, 약 1000Å 이하이다.In a preferred embodiment of this method, the thickness of the sacrificial oxide film at the poly spacer formation site is about 1000 GPa or less.

이 방법의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 에치 백 공정으로 식각된 상기 소자 격리막의 상부의 폭이 그 하부의 폭 보다 상대적으로 넓다.In a preferred embodiment of this method, the width of the upper portion of the device isolation layer etched by the etch back process is relatively wider than the width of the lower portion thereof.

상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 의하면, 반도체 장치의 소자 격리막 구조는, 반도체 장치의 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 형성된 PSL 소자 격리막의 구조에 있어서, 상기 PSL 소자 격리막의 상부의 폭(a)이 그 하부의 폭(b) 보다 상대적으로 넓고, 상기 엑티브 영역과 상기 소자 격리막의 경계 부분이 상기 엑티브 영역의 표면과 나란하게 형성되어 있다.According to the present invention for achieving the above object, the device isolation film structure of the semiconductor device is a width of the upper portion of the PSL device isolation film in the structure of the PSL device isolation film formed by defining the active region and the device isolation region of the semiconductor device. a) is relatively wider than the width b of the lower portion thereof, and a boundary between the active region and the device isolation layer is formed parallel to the surface of the active region.

(작용)(Action)

본 발명에 의한 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법 및 그 구조는 PSL 소자 격리막 형성 공정시 엑티브 리세스를 방지함으로써, 후속 공정으로 형성되는 게이트 산화막의 신뢰성 저하를 방지한다.The device isolation film formation method and structure of the semiconductor device according to the present invention prevent active recesses in the PSL device isolation film formation step, thereby preventing the reliability of the gate oxide film formed in the subsequent step.

(실시예)(Example)

도 4e를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 신규한 반도체 장치의 소자 격리막(104a) 형성 방법 및 그 구조는, 반도체 기판(100) 상에 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 PSL 소자 격리막(104)을 형성한다. 그리고, 상기 소자 격리막(104)의 상부 돌출 부위의 양측벽에 엑티브 리세스 방지용 폴리 스페이서(106a)를 형성한다. 상기 폴리 스페이서(106a)를 포함하여 상기 반도체 기판(100)을 산화시켜 희생 산화막(108)을 형성한 후, 상기 희생 산화막(108) 및 소자 격리막(104)을 에치 백 공정으로 식각 하여 상기 소자 격리막(104)의 상부 표면을 평탄화 시키는 단계를 포함한다. 이때, 상기 소자 격리막(104)의 상부의 폭(a)이 그 하부의 폭(b) 보다 상대적으로 넓다. 이와 같은 반도체 장치의 소자 격리막(104a) 형성 방법 및 그 구조에 의해서, 엑티브 리세스 방지용 폴리 스페이서(106a)를 사용하여 엑티브 영역과 소자 격리 영역 경계 부분의 소자 격리막의 에치 백 식각 마진을 증가시킬 수 있고, 따라서 엑티브 리세스를 방지할 수 있으며, 게이트 산화막의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다.Referring to FIG. 4E, the method and structure of the device isolation film 104a of the novel semiconductor device according to the embodiment of the present invention define an active region and a device isolation region on the semiconductor substrate 100 to define a PSL device isolation film ( 104). Then, active spacer prevention poly spacers 106a are formed on both sidewalls of the upper protruding portion of the device isolation layer 104. After the sacrificial oxide layer 108 is formed by oxidizing the semiconductor substrate 100 including the poly spacer 106a, the sacrificial oxide layer 108 and the device isolation layer 104 are etched by an etch back process to etch the device isolation layer. Planarizing the top surface of 104. In this case, the width a of the upper portion of the device isolation layer 104 is relatively wider than the width b of the lower portion of the device isolation layer 104. With such a method and structure of forming the device isolation film 104a of the semiconductor device, the etch back etching margin of the device isolation film at the boundary between the active region and the device isolation region can be increased by using the poly spacer 106a for preventing the active recess. Therefore, the active recess can be prevented and the reliability deterioration of the gate oxide film can be prevented.

이하, 도 3 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 3 to 4.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 소자 격리막(104a)을 보여주는 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a device isolation layer 104a of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 PSL 소자 격리막(104a)의 구조는, 상기 소자 격리막(104a)의 상부의 폭(a)이 상기 소자 격리막(104a)의 하부의 폭(b) 보다 상대적으로 넓다. 그리고, 엑티브 영역과 소자 격리 영역의 경계가 상기 엑티브 영역의 표면과 나란하게 형성되어 있다. 즉, 엑티브 리세스를 갖지 않는다. 상기 소자 격리막(104a) 구조는, 상기 엑티브 영역에 형성된 게이트 산화막(112)을 포함한다.Referring to FIG. 3, in the structure of the PSL device isolation film 104a according to the embodiment of the present invention, the width a of the upper portion of the device isolation film 104a is the width b of the lower portion of the device isolation film 104a. Relatively wider. The boundary between the active region and the device isolation region is formed parallel to the surface of the active region. That is, it does not have an active recess. The device isolation film 104a includes a gate oxide film 112 formed in the active region.

상술한 바와 같은 반도체 장치의 소자 격리막(104a)의 형성 방법은 다음과 같다.The method of forming the element isolation film 104a of the semiconductor device as described above is as follows.

도 4a 내지 도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 장치의 소자 격리막(104a) 형성 방법을 순차적으로 보여주는 단면도이다.4A through 4E are cross-sectional views sequentially illustrating a method of forming the device isolation film 104a of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention.

도 4a를 참조하면, 반도체 장치의 소자 격리막(104a) 형성 방법은, 반도체 기판(100) 상에 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 PSL 소자 격리막(104)을 형성한다. 이때, 상기 엑티브 영역에는 패드 산화막(102)이 남아 있게 된다.Referring to FIG. 4A, in the method of forming the device isolation film 104a of the semiconductor device, the PSL device isolation film 104 is formed by defining an active region and a device isolation region on the semiconductor substrate 100. At this time, the pad oxide layer 102 remains in the active region.

좀 더 구체적으로, 상기 반도체 기판(100) 상에 약 240 Å 두께의 패드 산화막(102)을 형성하고, 이어서 상기 패드 산화막(102) 상에 약 1500 Å 두께의 엑티브 실리콘 질화막(도면에 미도시)을 형성한다. 그리고, 소자 격리 영역의 반도체 기판(100)의 상부 표면이 노출되도록 상기 실리콘 질화막과 패드 산화막(102)을 식각 하여 패터닝(patterning)한다.More specifically, a pad oxide film 102 having a thickness of about 240 mW is formed on the semiconductor substrate 100, and then an active silicon nitride film having a thickness of about 1500 mW is formed on the pad oxide film 102 (not shown). To form. The silicon nitride film and the pad oxide film 102 are etched and patterned to expose the upper surface of the semiconductor substrate 100 in the device isolation region.

다음, 상기 노출된 반도체 기판(100) 상에 약 80 Å 두께의 얇은 산화막을 형성하고, 약 1000 Å 두께의 폴리실리콘막(도면에 미도시)을 사용하여 상기 노출 부위의 양측벽에 폴리 스페이서(도면에 미도시)를 형성한다.Next, a thin oxide film having a thickness of about 80 kV is formed on the exposed semiconductor substrate 100, and a poly spacer (not shown) is formed on both sidewalls of the exposed portion using a polysilicon film (not shown). Not shown).

이후, 상기 노출 부위의 반도체 기판(100) 및 상기 폴리 스페이서를 산화시켜서 소자 격리막(104)을 형성하고 상기 실리콘 질화막을 제거한다.Thereafter, the semiconductor substrate 100 and the poly spacer of the exposed portion are oxidized to form the device isolation layer 104 and to remove the silicon nitride layer.

이때, 상기 소자 격리막(104)은, 그 상부 양측이 귀(ear) 모양 또는 수화기(telephone receiver) 모양으로 돌출된 구조를 갖는다. 이와 같은 구조는, PSL 형성 공정에 있어서, 소자 격리 영역에 폴리 스페이서를 사용하기 때문에 나타나게 된다.In this case, the device isolation layer 104 has a structure in which both sides thereof protrude in the shape of an ear or a telephone receiver. Such a structure appears because a poly spacer is used for the element isolation region in the PSL forming step.

도 4b에 있어서, 상기 소자 격리막(104)을 포함하여 패드 산화막(102) 상에 500 Å 이하의 두께로 예를 들어, 약 350 Å 두께로 폴리실리콘막(106)을 형성한다. 이때, 상기 폴리실리콘막(106)은, 후속 희생 산화막(108) 공정시 산화를 용이하게 하기 위해 n형 불순물 이온 등으로 도핑(doping)시킬 수도 있다.In FIG. 4B, the polysilicon film 106 is formed on the pad oxide film 102 including the device isolation film 104 at a thickness of 500 kPa or less, for example, about 350 kPa. In this case, the polysilicon film 106 may be doped with n-type impurity ions or the like in order to facilitate oxidation during the subsequent sacrificial oxide film 108 process.

다음, 도 4c를 참조하면, 상기 폴리실리콘막(106)을 식각 하여 상기 소자 격리막(104)의 돌출 부위의 양측벽에 각각 폴리 스페이서(106a)를 형성한다.Next, referring to FIG. 4C, the polysilicon layer 106 is etched to form poly spacers 106a on both sidewalls of the protruding portions of the device isolation layer 104.

도 4d에 있어서, 상기 폴리 스페이서(106a)를 포함하여 반도체 기판(100)을 산화시켜서 상기 반도체 기판(100) 상에 희생 산화막(108)을 형성한다.In FIG. 4D, the sacrificial oxide film 108 is formed on the semiconductor substrate 100 by oxidizing the semiconductor substrate 100 including the poly spacer 106a.

이때, 상기 폴리 스페이서(106a)가 형성된 부위의 희생 산화막(108a)은, 약 1000 Å 이하 예를 들어, 약 700 Å 두께가 형성 되도록 한다. 한편, 상기 엑티브 영역의 희생 산화막(108b)은, 기존의 패드 산화막(102)이 존재하기 때문에 상기 폴리 스페이서(106a) 형성 부위의 희생 산화막(108a) 보다 상대적으로 작은 약 300 Å 두께로 형성된다.In this case, the sacrificial oxide film 108a at the portion where the poly spacer 106a is formed has a thickness of about 1000 GPa or less, for example, about 700 GPa or less. On the other hand, the sacrificial oxide film 108b of the active region is formed to have a thickness of about 300 kV relatively smaller than that of the sacrificial oxide film 108a of the poly spacer 106a forming region because the existing pad oxide film 102 exists.

상기 엑티브 영역과 소자 격리막(104)의 경계 부분(110)의 희생 산화막(108a)은, 후속 에치 백 공정시 이 부분(110)에 대한 식각 마진을 증가시킨다.The sacrificial oxide film 108a at the boundary portion 110 of the active region and the device isolation layer 104 increases the etch margin for this portion 110 during the subsequent etch back process.

마지막으로, 상기 희생 산화막(108) 및 소자 격리막(104)을 에치 백 공정으로 식각 하여 상기 소자 격리막(104)의 상부 표면을 평탄화 시키면 도 4e에 도시된 바와 같이, 엑티브 리세스를 갖지 않는 PSL 소자 격리막(104a)이 완성된다.Finally, when the sacrificial oxide layer 108 and the device isolation layer 104 are etched to etch back to planarize the upper surface of the device isolation layer 104, as shown in FIG. 4E, the PSL device having no active recess is shown. The separator 104a is completed.

이때, 상기 소자 격리막(104a)의 상부의 폭(a)이 그 하부의 폭(b) 보다 넓게 형성된다. 그리고, 참조 번호 111로 나타낸 바와 같이, 소자 격리막(104a)의 상부 양측이 포지티브(positive)화 됨에 따라 후속 이온 주입 공정 예를 들어, 채널 정지 이온주입(channel stop ion implantation) 공정 등에 대한 격리 효과를 증대시킨다.In this case, the width a of the upper portion of the device isolation layer 104a is wider than the width b of the lower portion of the device isolation layer 104a. As indicated by the reference numeral 111, as both upper portions of the device isolation layer 104a become positive, isolation effects on a subsequent ion implantation process, for example, a channel stop ion implantation process, may be obtained. Increase

다시, 도 3을 참조하면, 상기 소자 격리막(104a)의 상부의 폭의 증가는 플래시 메모리 제품의 F-POLY막(114) 형성 공정과 같이 크리티컬(critical)한 공정의 스페이스(c) 마진을 증가시킨다.Again, referring to FIG. 3, the increase in the width of the upper portion of the device isolation film 104a increases the margin of space (c) in a critical process such as the formation of the F-POLY film 114 of the flash memory product. Let's do it.

상술한 바와 같은 반도체 장치의 소자 격리막(104a) 형성 방법 및 그 구조는 PSL 소자 격리막(104a)의 측벽 산화막의 두께를 증가시킴으로써, 후속 에치 백 공정시 엑티브 영역과 소자 격리막(104)의 경계 부분(110)의 충분한 식각 마진을 확보하도록 한다.The method of forming the device isolation film 104a of the semiconductor device and the structure thereof as described above increase the thickness of the sidewall oxide film of the PSL device isolation film 104a, so that the boundary between the active region and the device isolation film 104 during the subsequent etch back process ( Ensure sufficient etching margin of 110).

본 발명은 엑티브 영역과 소자 격리막의 경계 부분에 발생되는 엑티브 리세스를 방지할 수 있고, 따라서 게이트 산화막의 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한, 후속 이온 주입에 대한 격리 특성을 향상시킬 수 있고, F-POLY 스페이스 마진을 증가시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention can prevent active recesses occurring at the boundary portion between the active region and the device isolation film, thereby preventing the reliability of the gate oxide film from decreasing. In addition, there is an effect that can improve the sequestration characteristics for subsequent ion implantation, and increase the F-POLY space margin.

Claims (6)

반도체 기판(100) 상에 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 PSL 소자 격리막(104)을 형성하는 단계와;Defining an active region and a device isolation region on the semiconductor substrate 100 to form a PSL device isolation film 104; 상기 소자 격리막(104)은 그 상부 양측이 돌출된 구조를 갖고,The device isolation layer 104 has a structure in which both sides thereof protrude, 상기 소자 격리막(104)의 돌출 부위의 양측벽에 각각 엑티브 리세스 방지용 폴리 스페이서(106a)를 형성하는 단계와;Forming active spacer preventing poly spacers 106a on both sidewalls of the protruding portions of the device isolation layer 104; 상기 폴리 스페이서(106a)를 포함하여 상기 반도체 기판(100)을 산화시켜 상기 반도체 기판(100) 상에 희생 산화막(108)을 형성하는 단계와;Oxidizing the semiconductor substrate (100) including the poly spacer (106a) to form a sacrificial oxide film (108) on the semiconductor substrate (100); 상기 희생 산화막(108) 및 소자 격리막(104)을 에치 백 공정으로 식각 하여 상기 소자 격리막(104)의 상부 표면을 평탄화 시키는 단계를 포함하는 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법.And etching the sacrificial oxide film (108) and the device isolation film (104) by an etch back process to planarize an upper surface of the device isolation film (104). 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리 스페이서(106a)는, 도핑된 폴리실리콘막(106)으로 형성되는 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법.And the poly spacer (106a) is formed of a doped polysilicon film (106). 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 폴리실리콘막(106)의 두께는, 약 500 Å 이하인 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법.And the polysilicon film (106) has a thickness of about 500 GPa or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 폴리 스페이서(106a) 형성 부위의 희생 산화막(108a)의 두께는, 약 1000Å 이하인 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법.The thickness of the sacrificial oxide film (108a) at the site where the poly spacer (106a) is formed is about 1000 GPa or less. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 에치 백 공정으로 식각된 상기 소자 격리막(104a)의 상부의 폭(a)이 그 하부의 폭(b) 보다 상대적으로 넓은 반도체 장치의 소자 격리막 형성 방법.And a width (a) of an upper portion of the device isolation layer (104a) etched by the etch back process is relatively wider than a width (b) of the lower portion thereof. 반도체 장치의 엑티브 영역과 소자 격리 영역을 정의하여 형성된 PSL 소자 격리막 구조에 있어서,In the PSL device isolation film structure formed by defining an active region and a device isolation region of a semiconductor device, 상기 PSL 소자 격리막(104a)의 상부의 폭(a)이 그 하부의 폭(b) 보다 상대적으로 넓고,The width a of the upper portion of the PSL device isolation layer 104a is relatively wider than the width b of the lower portion thereof. 상기 엑티브 영역과 상기 소자 격리막(104a)의 경계 부분이 상기 엑티브 영역의 표면과 나란하게 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 장치의 소자 격리막 구조.A boundary portion between the active region and the device isolation layer 104a is formed in parallel with the surface of the active region.
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