KR20000061599A - Device isolation layer having conductor therein and method for forming the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 소자 제조 분야에 관한 것으로, 특히 반도체 소자의 소자분리영역 및 그 형성 방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the field of semiconductor device manufacturing, and more particularly, to an isolation region of a semiconductor device and a method of forming the same.
반도체 소자가 고집적화되어 그 크기가 작아짐에 따라, 보다 용이하게 많은 소자를 집적하기 위하여 여러 가지 수단이 강구되고 있다. 소자 분리 영역의 형성에 있어서는 종래의 로코스(LOCOS, LOCal Oxidation of Silicon) 공정이 에스티아이(STI, shallow trench isolation) 공정으로 대체되어 가고 있다. STI 공정은 좁은 영역에서 산화막이 얇아지는 문제 및 소자 활성영역 가장자리에서 산화막이 두꺼워지는 문제 등을 개선하면서, 소자간의 분리 문제를 해결하고 있다. 그런데, 소자의 크기가 작아짐에 따라 인접 소자간의 분리뿐만 아니라, 인접 소자의 영향으로 나타나는 소자의 특성 변화를 고려한 설계가 필요하다는 보고가 있다. 즉, 소자의 크기가 작아짐에 따라 소자 분리 영역의 폭도 작아지며, 인접 소자의 전압에 따른 전기장 및 소자 내의 전위 변화에 따라 소자의 문턱전압 등이 변화하는 문제가 발생하는 것이다.As semiconductor devices are highly integrated and their sizes become smaller, various means have been taken to integrate more devices more easily. In forming the device isolation region, a conventional LOCOS (LOCal Oxidation of Silicon) process is being replaced by a shallow trench isolation (STI) process. The STI process solves the problem of separation between devices, improving the problem of thinning the oxide film in a narrow region and the problem of thickening the oxide film at the edge of the device active region. However, as the size of the device becomes smaller, it is reported that not only separation between adjacent devices, but design considering the characteristic change of the device caused by the influence of the adjacent devices is required. That is, as the size of the device decreases, the width of the device isolation region also decreases, and the threshold voltage of the device changes according to the electric field and potential change in the device according to the voltage of the adjacent device.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 종래 기술의 문제점을 설명한다.Hereinafter, the problems of the prior art will be described with reference to the accompanying drawings.
도1a는 워드라인(W) 및 활성영역(A)을 보이는 DRAM(dynamic random access memory) 셀(cell)의 평면도이고, 도1b 및 도1c는 도1a의 A-A, B-B 선에 대응하는 트랜지스터의 단면도이다. 도1b 및 도1c에서 도면부호 '10'은 반도체 기판, '11'은 소자분리막, '14'는 게이트 산화막, '15'는 게이트 전극, '16'은 접합영역을 각각 나타낸다.FIG. 1A is a plan view of a dynamic random access memory (DRAM) cell showing a word line W and an active region A, and FIGS. 1B and 1C are cross-sectional views of transistors corresponding to lines AA and BB of FIG. 1A. to be. 1B and 1C, reference numeral 10 denotes a semiconductor substrate, 11 denotes an isolation layer, 14 denotes a gate oxide layer, 15 denotes a gate electrode, and 16 denotes a junction region.
도1b에 도시한 반도체 소자 제조 과정을 도2a 내지 도2d를 참조하여 보다 상세하게 설명한다.A process of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 1B will be described in more detail with reference to FIGS. 2A through 2D.
먼저, 도2a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(10) 상에 산화막(11) 및 질화막(12)을 차례로 형성하고, 소자분리 영역을 정의한 후 질화막(12) 및 산화막(11)을 차례로 식각하고 반도체 기판(10)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한다.First, as shown in FIG. 2A, the oxide film 11 and the nitride film 12 are sequentially formed on the semiconductor substrate 10, the device isolation region is defined, and the nitride film 12 and the oxide film 11 are sequentially etched to form a semiconductor. A portion of the substrate 10 is etched to form trenches.
다음으로, 도2b에 도시한 바와 같이 소자분리 절연막(13)을 형성하고 화학적 기계적 연마(CMP, chemical mechanical polishing) 공정 또는 에치백(etch-back) 공정을 실시하여 소자분리영역의 트렌치 내에만 소자분리 절연막(13)을 남긴다.Next, as shown in FIG. 2B, the device isolation insulating layer 13 is formed, and a chemical mechanical polishing (CMP) or etch-back process is performed to form the device only within the trench of the device isolation region. The isolation insulating film 13 is left.
다음으로, 도2c에 도시한 바와 같이 질화막(12) 및 산화막(11)을 차례로 식각하여 소자분리 영역을 완성한다.Next, as shown in FIG. 2C, the nitride film 12 and the oxide film 11 are sequentially etched to complete the device isolation region.
도2d는 소자분리 영역을 완성한 후, 게이트 절연막(14), 게이트 전극(15) 및 접합영역(16)을 형성한 상태를 보이는 단면도이다.2D is a cross-sectional view showing a state in which the gate insulating film 14, the gate electrode 15, and the junction region 16 are formed after the device isolation region is completed.
전술한 바와 같은 종래 기술에 따라 소자분리영역을 형성할 경우 소자분리 절연막(13)은 부도체이므로 전기장은 그대로 전달해주고 소자의 채널 영역과 인접 접합 영역 사이에 형성되는 축전기의 절연막으로서 역할을 한다. 따라서, 인접 접합영역의 전압에 의해 게이트 전극 아래 채널영역의 전위가 변동되는 문제점이 있다.When the device isolation region is formed according to the related art as described above, since the device isolation insulating layer 13 is a non-conductor, the electric field is transmitted as it is and serves as an insulating film of a capacitor formed between the channel region and the adjacent junction region of the device. Therefore, there is a problem that the potential of the channel region under the gate electrode is changed by the voltage of the adjacent junction region.
도1b 및 도2d와 같은 구조의 채널 확장형 N형 금속 산화막 트랜지스터(enhancement mode NMOSFET)를 예로 들면, 반도체 기판(10)에 비해 접합영역(16)의 전위가 높을 경우에 게이트 전극(15) 아래의 채널영역(접합영역이 형성되지 않은 소자 활성영역)의 전위가 반도체 기판(10)의 전위보다 상승한다. 즉, 소자의 채널영역 특히 소자분리영역에 인접한 영역의 전위가, 이웃하는 접합영역의 전위에 의하여 반도체 기판의 전위보다 상승한다.For example, the channel-type N-type metal oxide transistor (NhFET) having a structure as shown in FIGS. 1B and 2D may be formed under the gate electrode 15 when the potential of the junction region 16 is higher than that of the semiconductor substrate 10. The potential of the channel region (element active region in which the junction region is not formed) rises above the potential of the semiconductor substrate 10. In other words, the potential of the channel region of the element, particularly the region adjacent to the element isolation region, rises above the potential of the semiconductor substrate due to the potential of the adjacent junction region.
소자 활성영역 내에서의 공핍영역 형성을 기준으로 생각하면 접합영역(16)의 전위 변화에 의해 소자분리영역에 인접한 영역의 캐리어(carrier)가 공핍되면서 채널이 형성되기 위해 필요한 공핍영역 중 게이트(35)가 담당해야 할 부분이 감소하게 되고, 소자의 문턱전압이 감소하는 현상이 발생하는 것이다. 이는 게이트 아래의 소자 활성영역과 인접 접합영역의 전위차에 의해 발생하는 전기장의 영향에 의한 것이다.Based on the formation of the depletion region in the device active region, the carrier 35 of the region adjacent to the isolation region is depleted by the potential change of the junction region 16, and the gate 35 of the depletion region necessary for the channel is formed. ) Will be reduced, and the threshold voltage of the device will decrease. This is due to the influence of the electric field generated by the potential difference between the device active region under the gate and the adjacent junction region.
도3은 전술한 바와 같이 채널에 인접한 접합영역이 기판보다 높은 전위에 있을 때의 등전위선 분포를 보인 것이다.Figure 3 shows the equipotential line distribution when the junction region adjacent to the channel is at a higher potential than the substrate as described above.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 본 발명은, 인접한 소자 또는 접합영역의 전위에 의해 채널의 전위가 변화는 것을 억제하여 소자의 전기적 특성을 안정화시킬 수 있는, 내부에 도전체를 포함하는 소자분리영역 및 그 형성 방법을 제공하는데 목적이 있다.The present invention devised to solve the above problems, the device comprising a conductor therein, which can stabilize the electrical characteristics of the device by suppressing the potential of the channel is changed by the potential of the adjacent device or junction region It is an object to provide an isolation region and a method of forming the same.
도1a는 워드라인 및 활성영역을 보이는 DRAM 셀의 평면도,1A is a plan view of a DRAM cell showing a word line and an active region,
도1b 및 도1c는 도1a의 A-A, B-B 선에 대응하는 트랜지스터의 단면도,1B and 1C are cross-sectional views of transistors corresponding to lines A-A and B-B of FIG. 1A;
도2a 내지 도2d는 종래 기술에 따른 반도체 소자 제조 공정 단면도,2A to 2D are cross-sectional views of a semiconductor device manufacturing process according to the prior art;
도3은 종래 기술에 따라 형성된 반도체 소자의 등전위선 분포도,3 is an equipotential line distribution diagram of a semiconductor device formed according to the prior art;
도4a 내지 도4d는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성 공정 단면도,4A to 4D are cross-sectional views of a device isolation film forming process of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention;
도5a 내지 도5e는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성 공정 단면도,5A to 5E are cross-sectional views of a device isolation film forming process of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention;
도6은 본 발명에 따라 형성된 반도체 소자의 등전위선 분포도.6 is an equipotential line distribution diagram of a semiconductor device formed in accordance with the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 도면 부호의 설명* Explanation of reference numerals for the main parts of the drawings
40, 50: 반도체 기판 41, 51: 산화막40, 50: semiconductor substrate 41, 51: oxide film
42, 52: 질화막 43, 45, 53, 55: 소자분리 절연막42, 52: nitride films 43, 45, 53, 55: device isolation insulating film
44, 54: 도전막 46, 56: 게이트 절연막44, 54: conductive films 46, 56: gate insulating film
47, 57: 게이트 전극 48, 58: 접합영역47, 57: gate electrode 48, 58: junction region
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 반도체 기판에 형성되며, 그 내부에 도전체를 구비하여 주변의 전기장을 감소시키는 소자분리막을 포함하는 반도체 소자를 제공한다. 특히, 소자분리영역의 반도체 기판 내에 형성된 트렌치; 상기 트렌치 측벽에 형성된 제1 절연막; 상기 제1 절연막과 접하며 상기 트렌치의 일부를 채우는 도전막; 및 상기 도전막 상에 형성되어 상기 트렌치를 채우는 제2 절연막으로 이루어지는 소자분리막을 구비하는 반도체 소자를 제공하는데 그 특징이 있다.The present invention for achieving the above object is provided on a semiconductor substrate, and provides a semiconductor device including a device isolation film having a conductor therein to reduce the electric field of the surroundings. In particular, a trench formed in the semiconductor substrate of the device isolation region; A first insulating film formed on the trench sidewalls; A conductive film in contact with the first insulating film and filling a portion of the trench; And a device isolation film formed on the conductive film and formed of a second insulating film filling the trench.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소자분리영역의 반도체 기판을 노출시키는 산화방지막 패턴을 형성하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 노출된 상기 반도체 기판을 식각하여 상기 반도체 기판 내에 트렌치를 형성하는 제2 단계; 상기 제2 단계가 완료된 전체 구조 상에 제1 절연막 및 도전막을 차례로 형성하는 제3 단계; 상기 산화방지막 패턴이 노출될 때까지 상기 제1 절연막 및 상기 도전막을 제거하여 상기 트렌치의 일부분에 상기 제1 절연막 및 상기 도전막을 잔류시키는 제4 단계; 상기 도전막 상의 상기 트렌치 내에 제2 절연막을 형성하는 제5 단계; 및 상기 산화방지막 패턴을 제거하는 제6 단계를 포함하는 반도체 소자의 소자분리막 형성 방법을 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object is a first step of forming an anti-oxidation film pattern for exposing the semiconductor substrate of the device isolation region; A second step of forming a trench in the semiconductor substrate by etching the semiconductor substrate exposed in the first step; A third step of sequentially forming a first insulating film and a conductive film on the entire structure of the second step; A fourth step of removing the first insulating film and the conductive film until the anti-oxidation film pattern is exposed to leave the first insulating film and the conductive film in a portion of the trench; A fifth step of forming a second insulating film in the trench on the conductive film; And a sixth step of removing the anti-oxidation film pattern.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 소자분리영역의 반도체 기판을 노출시키는 산화방지막 패턴을 형성하는 제1 단계; 상기 제1 단계에서 노출된 상기 반도체 기판을 식각하여 상기 반도체 기판 내에 트렌치를 형성하는 제2 단계; 상기 제2 단계가 완료된 전체 구조 상에 제1 절연막을 형성하고, 상기 제1 절연막을 이방성 식각하여 상기 트렌치 측벽에 상기 제1 절연막을 잔류시키는 제3 단계; 상기 제3 단계가 완료된 전체 구조 상에 도전막을 형성하고, 상기 산화방지막 패턴이 노출될 때까지 상기 도전막을 제거하여 상기 트렌치의 일부분에 상기 도전막을 잔류시키는 제4 단계; 상기 도전막 상의 상기 트렌치 내에 제2 절연막을 형성하는 제5 단계; 및 상기 산화방지막 패턴을 제거하는 제6 단계를 포함하는 반도체 소자의 소자분리막 형성 방법을 제공한다.In addition, the present invention for achieving the above object is a first step of forming an anti-oxidation film pattern for exposing the semiconductor substrate of the device isolation region; A second step of forming a trench in the semiconductor substrate by etching the semiconductor substrate exposed in the first step; A third step of forming a first insulating film on the entire structure in which the second step is completed, and anisotropically etching the first insulating film to leave the first insulating film on the sidewall of the trench; Forming a conductive film on the entire structure in which the third step is completed, and removing the conductive film until the anti-oxidation film pattern is exposed, thereby leaving the conductive film in a portion of the trench; A fifth step of forming a second insulating film in the trench on the conductive film; And a sixth step of removing the anti-oxidation film pattern.
도4a 내지 도4d를 참조하여 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성 방법을 설명한다.A method of forming a device isolation film of a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 4A to 4D.
먼저, 도4a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(40) 상에 산화막(41) 및 질화막(42)을 차례로 형성하고, 질화막(42) 상에 소자분리영역을 정의하는 식각마스크(도시하지 않음)를 형성한 후, 질화막(42)과 산화막(41)을 차례로 식각하고 반도체 기판(40)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한 다음, 식각마스크를 제거하고, 제1 소자분리 절연막(43) 및 도전막(44)을 형성한다. 이때, 상기 제1 소자분리 절연막(43)은 증착공정 등을 실시하여 도4a에 도시한 바와 같이 형성할 수도 있고, 산화공정 등을 실시하여 반도체 기판(40)과의 반응에 의해 반도체 기판과 맞닿는 부분에만 형성할 수도 있다. 또한, 제1 소자분리 절연막(43)은 질화막으로도 형성할 수 있으며, 이 경우 이후에 실시되는 산화공정에서 질화막으로 이루어진 제1 소자분리막은 산화방지막으로서 역할을 한다. 그리고, 상기 도전막(44)은 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘으로 형성하며, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘을 조합하여 적층 구조를 이룰 수도 있다. 이와 같이 도전막(44)을 실리콘으로 형성할 경우에는 도전막 형성 중 또는 도전막 형성 직후에 도핑 공정을 실시하거나, 활성영역 형성을 위한 도핑공정에서 실리콘 내에 도핑을 실시할 수도 있다.First, as shown in FIG. 4A, an oxide film 41 and a nitride film 42 are sequentially formed on the semiconductor substrate 40, and an etching mask (not shown) defining an isolation region on the nitride film 42 is formed. After the formation, the nitride film 42 and the oxide film 41 are sequentially etched, a portion of the semiconductor substrate 40 is etched to form a trench, the etch mask is removed, and the first device isolation insulating film 43 and the conductive film are removed. Form 44. In this case, the first device isolation insulating film 43 may be formed as shown in FIG. 4A by performing a deposition process or the like, or by contacting the semiconductor substrate by reaction with the semiconductor substrate 40 by performing an oxidation process or the like. It may be formed only in the part. In addition, the first device isolation insulating film 43 may also be formed of a nitride film. In this case, the first device isolation film made of a nitride film serves as an anti-oxidation film in an oxidation process to be performed later. In addition, the conductive film 44 may be formed of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon, and may have a stacked structure by combining single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon. As described above, when the conductive film 44 is formed of silicon, the doping process may be performed during or immediately after the conductive film is formed, or may be doped into the silicon in the doping process for forming the active region.
다음으로, 도4b에 도시한 바와 같이 도전막(44) 및 제1 소자분리 절연막(43)을 화학기계적 연마 또는 에치백하여 트렌치의 일부분에 도전막(44) 및 제1 소자분리 절연막(43)이 남도록 한다.Next, as shown in FIG. 4B, the conductive film 44 and the first device isolation insulating film 43 are chemically mechanically polished or etched back, and the conductive film 44 and the first device isolation insulating film 43 are formed on a portion of the trench. Let this remain.
다음으로, 도4c에 도시한 바와 같이 트렌치 내부에 제2 소자분리 절연막(45)을 형성한다. 이때, 상기 제2 소자분리 절연막(45)은 산화공정으로 형성하거나, 증착공정을 통해 형성한 후 연마 또는 에치백 공정을 실시하여 소자분리 영역의 트렌치 내부에만 남도록 형성할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 4C, a second device isolation insulating film 45 is formed in the trench. In this case, the second device isolation insulating layer 45 may be formed by an oxidation process, or may be formed through a deposition process and then polished or etched back to remain only in the trench of the device isolation region.
다음으로, 도4d에 도시한 바와 같이 질화막(42)과 산화막(41)을 차례로 식각하고, 게이트 절연막(46), 게이트 전극(47) 및 접합영역(48)을 차례로 형성한다.Next, as shown in FIG. 4D, the nitride film 42 and the oxide film 41 are etched sequentially, and the gate insulating film 46, the gate electrode 47, and the junction region 48 are sequentially formed.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성 방법을 도5a 내지 도5e를 참조하여 설명한다.Hereinafter, a device isolation film forming method of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A to 5E.
먼저, 도5a에 도시한 바와 같이 반도체 기판(50) 상에 산화막(51) 및 질화막(52)을 차례로 형성하고, 소자분리 영역을 정의한 후 질화막(52)과 산화막(51)을 차례로 식각하고 반도체 기판(50)의 일부를 식각하여 트렌치를 형성한 다음, 제1 소자분리 절연막(53))을 형성한다. 이때, 상기 제1 소자분리 절연막(53)은 증착공정 등을 실시하여 도5a에 도시한 바와 같이 형성할 수도 있고, 산화공정 등을 실시하여 반도체 기판(50)과의 반응 공정에 의해 반도체 기판과 맞닿는 부분에만 형성할 수도 있다. 또한, 제1 소자분리 절연막(53)은 질화막으로도 형성할 수 있으며, 이 경우 이후에 실시되는 산화공정에서 질화막으로 이루어진 제1 소자분리막은 산화방지막으로서 역할을 한다.First, as shown in FIG. 5A, an oxide film 51 and a nitride film 52 are sequentially formed on the semiconductor substrate 50, the device isolation region is defined, and the nitride film 52 and the oxide film 51 are sequentially etched and then semiconductor A portion of the substrate 50 is etched to form a trench, and then a first device isolation insulating layer 53 is formed. In this case, the first device isolation insulating film 53 may be formed as shown in FIG. 5A by performing a deposition process or the like, or may be formed by a reaction process with the semiconductor substrate 50 by performing an oxidation process or the like. It can also be formed only in the part which contacts. In addition, the first device isolation insulating film 53 may also be formed of a nitride film. In this case, the first device isolation film made of a nitride film serves as an anti-oxidation film in an oxidation process to be performed later.
다음으로, 도5b에 도시한 바와 같이 제1 소자분리 절연막(53)을 이방성 식각하여 트렌치의 옆면에만 남기고, 도전막(54)을 형성한다. 상기 도전막(54)은 전술한 본 발명의 일실시예와 마찬가지로 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘으로 형성하며, 단결정 실리콘, 다결정 실리콘 또는 비정질 실리콘을 조합하여 적층 구조를 이룰 수도 있다. 이와 같이 도전막(54)을 실리콘으로 형성할 경우에는 도전막 형성 중 또는 도전막 형성 직후에 도핑 공정을 실시하거나, 활성영역 형성을 위한 도핑공정에서 실리콘 내에 도핑을 실시할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 5B, the first device isolation insulating film 53 is anisotropically etched, leaving only the side surface of the trench, thereby forming a conductive film 54. The conductive film 54 is formed of single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon as in the embodiment of the present invention described above, and may be formed by combining single crystal silicon, polycrystalline silicon, or amorphous silicon. As described above, when the conductive film 54 is formed of silicon, a doping process may be performed during or immediately after the conductive film is formed, or may be doped into the silicon in a doping process for forming an active region.
다음으로, 도5c에 도시한 바와 같이 도전막(54)을 연마나 에치백 또는 이들의 조합에 에 의해 소자분리영역의 트렌치 내부에만 남긴다.Next, as shown in Fig. 5C, the conductive film 54 is left only inside the trench of the element isolation region by polishing, etch back, or a combination thereof.
다음으로, 도5d에 도시한 바와 같이 트렌치 내부에 제2 소자분리 절연막(55)을 형성한다. 이때, 상기 제2 소자분리 절연막(55)은 산화공정으로 형성하거나, 증착공정을 통해 형성한 후 연마 공정이나 에치백 공정을 실시하여 소자분리 영역의 트렌치 내부에만 남도록 형성할 수도 있다.Next, as shown in FIG. 5D, a second device isolation insulating film 55 is formed in the trench. In this case, the second device isolation insulating layer 55 may be formed by an oxidation process, or may be formed through a deposition process and then remain in the trench of the device isolation region by performing a polishing process or an etch back process.
다음으로, 도5e에 도시한 바와 같이 질화막(52)과 산화막(51)을 차례로 식각하고, 게이트 절연막(56), 게이트 전극(57) 및 접합영역(58)을 차례로 형성한다.Next, as shown in FIG. 5E, the nitride film 52 and the oxide film 51 are sequentially etched, and the gate insulating film 56, the gate electrode 57, and the junction region 58 are sequentially formed.
소자분리를 위한 트렌치 부분이 절연막만으로 채워지는 종래의 소자분리영역 구조에서는 접합영역과 반도체 기판 사이의 전위차에 의해 발생한 전기장이 채널영역까지 전달되는데 반해, 본 발명에 따라 형성된 소자분리영역에는 트렌치 내부에 도체가 채워지므로, 전위차에 의해 발생한 전기장이 도체 내의 캐리어(carrier) 이동에 의해 상쇄되고 난 후 채널영역에 전달되어 소자분리 영역에 인접한 채널 영역의 전위 증가나 공핍영역의 증가가 종래보다 현격히 줄어든다.In the conventional device isolation region structure in which the trench portion for device isolation is filled with only an insulating film, the electric field generated by the potential difference between the junction region and the semiconductor substrate is transferred to the channel region, whereas the device isolation region formed according to the present invention has a Since the conductor is filled, the electric field generated by the potential difference is canceled by the carrier movement in the conductor and then transferred to the channel region so that the potential increase or depletion region of the channel region adjacent to the element isolation region is significantly reduced.
도6은 본 발명에 따른 소자분리영역을 갖는 반도체 소자에서 채널에 인접한 접합영역이 기판보다 높은 전위에 있을 때의 등전위선 분포를 나타낸 것으로, 종래의 소자분리영역을 갖는 반도체 소자보다 안정적인 전위를 갖는 것을 보이고 있다. 즉, 내부에 도체를 갖는 소자분리영역 구조를 형성함으로써 인접 소자 또는 접합영역의 전위 변동에 의해 소자의 문턱전압 등 소자 특성이 변하는 것을 억제할 수 있다.FIG. 6 shows an equipotential line distribution when a junction region adjacent to a channel is at a higher potential than a substrate in a semiconductor device having an isolation region according to the present invention, and has a more stable potential than a semiconductor device having a isolation region according to the related art. Is showing. That is, by forming the device isolation region structure having a conductor therein, it is possible to suppress the device characteristics such as the threshold voltage of the device from being changed by the potential variation of the adjacent device or the junction region.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The present invention described above is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and various substitutions, modifications, and changes can be made in the art without departing from the technical spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary knowledge.
상기와 같이 이루어지는 본 발명은 소자 사이의 거리가 가까워짐에 따라 인접 소자간의 간섭에 의해 소자 특성이 저하되는 것을 억제할 수 있다. 또한, 소자의 집적도 증가의 장애요인을 완화시켜주어 고집적 공정 및 고집적 소자 개발을 용이하게 해주면서도 소자 특성의 안정성이 도모되므로 고부가가치 소자 개발의 난이도를 경감시켜주는 기술로, 특성이 우수한 저비용 고부가가치 반도체 소자 제조의 기반기술로 이용될 수 있다.According to the present invention as described above, it is possible to suppress the deterioration of device characteristics due to the interference between adjacent devices as the distance between the devices approaches. In addition, it is a technology that reduces the difficulty of the development of high value-added devices by easing the obstacles to increasing the integration of devices, facilitating the development of high-integration processes and high-integration devices, and reducing the difficulty of developing high value-added devices. It can be used as a base technology of semiconductor device manufacturing.
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