KR20050002060A - Method for protecting moat in semiconductor device with selective silicon recess - Google Patents

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Abstract

PURPOSE: A method for manufacturing a semiconductor device is provided to improve trench top corner rounding effect and to prevent moat by selectively recessing a silicon substrate. CONSTITUTION: A trench structure including a sidewall oxide layer(25) and a liner nitride layer(26) is formed in a silicon substrate. A trench isolation layer(27) is formed by filling an insulating layer in the trench to define an active region and a field region. A pre-cleaning process is carried out. The silicon substrate of the active region is selectively recessed. Then, a gate polysilicon layer is deposited on the resultant structure.

Description

선택적 실리콘 리세스로 모우트를 방지한 반도체 소자의 제조방법{METHOD FOR PROTECTING MOAT IN SEMICONDUCTOR DEVICE WITH SELECTIVE SILICON RECESS}Selective Silicon Recess Method for Manufacturing Semiconductor Devices Preventing Mortity {METHOD FOR PROTECTING MOAT IN SEMICONDUCTOR DEVICE WITH SELECTIVE SILICON RECESS}

본 발명은 반도체 소자의 형성방법에 관한 것으로 특히, 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스시켜 트렌치 모서리 부분을 라운딩시키고 모우트를 방지한 반도체 소자의 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a semiconductor device in which only a silicon substrate is selectively recessed to round a trench edge and prevent moat.

반도체 소자를 제조하는 경우, 소자를 전기적으로 분리시키기 위하여 소자분리막을 형성한다. 이러한 소자분리막을 형성하는 방법으로는 통상적으로 열산화막을 이용한 국부적 산화방법(Local Oxidation of Silicon : LOCOS)과 집적도에 유리한 트렌치(trench) 구조를 이용한 얕은 트렌치 소자분리막 형성방법(Shallow Trench Isolation : STI)이 많이 적용되고 있다.When fabricating a semiconductor device, an element isolation film is formed to electrically isolate the device. As a method of forming such a device isolation layer, a local trench method using a thermal oxide film (Local Oxidation of Silicon: LOCOS) and a shallow trench isolation method (STI) using a trench structure which is advantageous for integration are used. This is applied a lot.

그 중에서 열산화막 등을 이용한 로코스(LOCOS) 기법은, 반도체 소자의 디자인 룰(design rule)의 감소에 따른 필드 산화막의 열화와 같은 공정의 불안정 요인과, 버즈비크(bird's beak)에 따른 활성영역의 감소와 같은 문제점을 갖고 있기 때문에 이를 해결할 수 있는 소자분리 기술에 요구되었다.Among them, the LOCOS technique using a thermal oxide film has a process instability such as deterioration of a field oxide film due to a decrease in design rules of a semiconductor device, and an active region according to a bird's beak. Because of the problems such as the reduction of the required device isolation technology that can solve this problem.

이에 따라 대두된 기술이 얕은 트렌치 소자분리 기법(Shallow Trench Isolation : 이하, STI)이다. STI 기법은 반도체 기판에 트렌치를 형성하고, 트렌치 내부를 절연막으로 매립(gap-fill)함으로써 활성영역과 필드영역을 정의하는 소자분리 기법으로, 이러한 STI 기법은 초고집적 반도체 소자 제조 공정에의 적용이 유망한 기술이다.The emerging technology is the shallow trench isolation (STI). The STI technique is a device isolation technique that defines an active region and a field region by forming a trench in a semiconductor substrate and gap-filling the inside of the trench with an insulating film. The STI technique is not applicable to an ultra-high density semiconductor device manufacturing process. It is a promising technology.

디램 메모리 소자 제조공정 중에서 이러한 STI 공정은 게이트 전극 형성공정과 더불어 트랜지스터의 전기적 특성에 매우 많은 영향을 끼치는 공정이기 때문에 궁극적으로 디램 소자의 성능을 좌우하는 중요한 요소 중의 하나라고 알려져 있다.Among the DRAM memory device manufacturing processes, the STI process is known to be one of the important factors that ultimately influence the performance of the DRAM device because the STI process has a great influence on the electrical characteristics of the transistor along with the gate electrode forming process.

도1a 내지 도1e를 참조하여 종래의 STI 형성공정을 설명하면 다음과 같다. 먼저, 도1a에 도시된 바와같이 반도체 기판(10) 상에 패드산화막(11)과 패드질화막(12) 및 감광막(13)을 차례로 형성한 다음, 노광/현상공정을 진행하여 소자분리막이 형성될 영역의 패드산화막(11)과 패드질화막(12)을 완전히 제거하는 패터닝 작업을 실시하여 반도체 기판(10)을 노출시킨다.Referring to FIGS. 1A to 1E, a conventional STI forming process is as follows. First, as shown in FIG. 1A, a pad oxide film 11, a pad nitride film 12, and a photoresist film 13 are sequentially formed on a semiconductor substrate 10, and then an exposure / development process is performed to form a device isolation film. The semiconductor substrate 10 is exposed by patterning to completely remove the pad oxide film 11 and the pad nitride film 12 in the region.

다음으로 감광막(13)을 제거하고 패드질화막(12)을 식각마스크로 하여 반도체 기판(10)을 일정두께 식각하여 소자분리막이 매립될 트렌치 구조를 형성한다.Next, the photoresist layer 13 is removed and the semiconductor layer 10 is etched by a predetermined thickness using the pad nitride layer 12 as an etching mask to form a trench structure in which the device isolation layer is embedded.

이어서, 도1b에 도시된 바와같이 트렌치 측벽과 바닥의 실리콘 기판을 보호하기 위한 목적으로 일정두께의 실리콘 기판을 열산화법을 이용하여 산화시켜 트렌치의 표면을 따라 측벽산화막(15)을 형성한다. 이어서 측벽산화막(15) 상에 다시 일정두께의 얇은 라이너 질화막(16)을 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition)법을 이용해 증착한다. 다음으로 라이너 질화막(16) 상에 다시 얇은 두께의 라이너 산화막(미도시)을 CVD 법으로 증착하면, 트렌치용 라이너가 형성된다.Subsequently, as shown in FIG. 1B, a silicon substrate having a predetermined thickness is oxidized by thermal oxidation for the purpose of protecting the silicon sidewalls of the trench sidewalls and the bottom to form a sidewall oxide film 15 along the surface of the trench. Subsequently, a thin liner nitride film 16 having a predetermined thickness is deposited on the sidewall oxide film 15 by chemical vapor deposition. Next, when a thin liner oxide film (not shown) is deposited on the liner nitride film 16 by CVD, a liner for trenches is formed.

이와같이 라이너를 사용하게 되면, 실리콘 기판에 응집된 스트레스가 감소하고, 소자 분리막에서 실리콘 기판으로의 도판트(dopant)들의 확산작용이 억제되는등의 효과를 얻을 수 있어, 결국 소자의 리프레쉬 특성이 향상되는 것으로 알려져 있다.The use of a liner in this way reduces the stress agglomerated on the silicon substrate and suppresses the diffusion of dopants from the device isolation film to the silicon substrate, thereby improving the refresh characteristics of the device. It is known to become.

다음으로 소자분리막으로 사용될 절연막(17)으로 트렌치를 매립한 후, 평탄화를 위한 화학기계연마를 수행하면 도1b에 도시된 구조가 완성된다.Next, after the trench is filled with the insulating film 17 to be used as the device isolation film, chemical mechanical polishing for planarization is completed to complete the structure shown in FIG. 1B.

다음으로 도1c에 도시된 바와같이, 인산용액(H3PO4)을 이용한 세정공정을 진행하면 패드 질화막(12)이 제거되고 실리콘 기판(10) 상에는 패드 산화막(11)만이 잔류한다.Next, as shown in FIG. 1C, when the cleaning process using the phosphoric acid solution (H 3 PO 4 ) is performed, the pad nitride film 12 is removed and only the pad oxide film 11 remains on the silicon substrate 10.

후속공정으로 게이트의 임계전압(threshold voltage)을 조절하기 위한 이온주입공정이 진행된다. 이러한 이온주입공정시 기판을 보호하기 위해 스크린 산화막(screen oxide)이 형성된다. 이러한 스크린 산화막이 형성되기 전에 실리콘 기판을 세정할 목적으로 HF 또는 BOE 용액을 이용한 습식 세정공정을 진행되는데, 이때 잔류한 패드산화막(11) 역시 제거된다.In the subsequent process, an ion implantation process for adjusting the threshold voltage of the gate is performed. In this ion implantation process, a screen oxide film is formed to protect the substrate. Before the screen oxide film is formed, a wet cleaning process using an HF or BOE solution is performed for the purpose of cleaning the silicon substrate. At this time, the remaining pad oxide film 11 is also removed.

이와같은 습식 세정공정시에 실리콘 기판(10)과 라이너 질화막(16) 사이에 형성된 측벽산화막(15) 역시 습식식각되어 트렌치 소자분리막이 실리콘 기판보다 낮아지는 모우트(moat) 현상이 발생한다. 이를 도1d에 도시하였다.During the wet cleaning process, the sidewall oxide layer 15 formed between the silicon substrate 10 and the liner nitride layer 16 is also wet-etched to generate a moat phenomenon in which the trench device isolation layer is lower than the silicon substrate. This is shown in Figure 1d.

도1d를 참조하면, 모우트의 깊이가 깊게 형성되어 있으며, 이러한 모우트는 게이트 폴리실리콘(18) 형성공정까지 존재하는 후속의 산화공정 및 세정공정에서 더욱 깊어지게 된다.Referring to FIG. 1D, the depth of the moat is deeply formed, and the moat becomes deeper in subsequent oxidation and cleaning processes existing up to the gate polysilicon 18 forming process.

따라서, 게이트 폴리실리콘(18)이 증착된 이후의 소자 단면을 관찰하면,도1d에 도시된 바와같이 매우 심각한 수준의 모우트로 발전하게 된다.Thus, looking at the device cross section after the gate polysilicon 18 is deposited, it develops into a very serious level of moat, as shown in FIG. 1D.

이와같은 깊은 모우트(deep moat)는 결과적으로 트렌치와 접하고 있는 활성영역을 각지게 만들고, 이는 다시 전계의 집중을 야기하여 임계전압(threshold voltage : Vt)의 감소를 야기한다.This deep moat results in angled active areas in contact with the trench, which in turn causes concentration of the electric field, leading to a decrease in threshold voltage (Vt).

또한 전술한 문제 이외에도, 활성영역의 크리티칼 디멘젼(Critical Dimension : CD)을 감소시키고, 모우트 영역에 폴리실리콘 잔류막(polysilicon residue)을 형성하여 소자의 수율 및 안정성을 떨어뜨리는 요소로 작용하였다.In addition to the above-mentioned problems, it reduced the critical dimension (CD) of the active region, and formed a polysilicon residue (molecular silicon residue) in the mote region to act as a factor to reduce the yield and stability of the device.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실리콘 기판을 선택적으로 리세스시켜 모우트를 억제한 반도체 소자의 형성방법을 제공함을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and an object thereof is to provide a method for forming a semiconductor device in which a silicon substrate is selectively recessed to suppress moats.

도1a 내지 도1e는 종래기술에 따른 반도체 소자의 형성공정을 도시한 공정단면도,1A to 1E are cross-sectional views illustrating a process of forming a semiconductor device according to the prior art;

도2a 내지 2f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 형성공정을 도시한 공정단면도.2A through 2F are cross-sectional views illustrating a process of forming a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

20 : 기판20: substrate

21 : 패드산화막21: pad oxide film

22 : 패드질화막22: pad nitride film

23 : 패드감광막23: pad photosensitive film

24 : 트렌치24: trench

25 : 측벽산화막25: sidewall oxide film

26 : 라이너 질화막26: liner nitride film

27 : 절연막27: insulating film

28 : 게이트 산화막28: gate oxide film

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 실리콘 기판 상에 측벽산화막 및 라이너 질화막을 포함하는 트렌치 구조를 형성하고 상기 트렌치 구조를 절연막으로 매립하여 활성영역과 필드영역을 정의하는 트렌치 소자분리막을 형성하는 단계; 스크린 산화막을 형성하기 전에 프리 클리닝 공정을 수행하는 단계; 상기 측벽산화막, 상기 라이너 질화막 및 상기 실리콘 기판 중에서 상기 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스 시키는 단계; 및 전체 구조상에 게이트 폴리실리콘을 증착하는 단계를포함하여 이루어진다.According to an aspect of the present invention, a trench structure including a sidewall oxide layer and a liner nitride layer is formed on a silicon substrate, and the trench structure is filled with an insulating layer to form a trench isolation layer defining an active region and a field region. step; Performing a pre-cleaning process before forming the screen oxide film; Selectively recessing only the silicon substrate among the sidewall oxide film, the liner nitride film, and the silicon substrate; And depositing gate polysilicon over the entire structure.

본 발명은 반도체 소자의 형성방법에 관한 것으로, 특히 선택적 실리콘 리세스(selective Si recess)라는 새로운 개념의 공정을 도입하여 STI 활성영역의 라운딩을 형성함과 동시에 모우트 현상을 억제한 반도체 소자 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a semiconductor device. In particular, a method of forming a semiconductor device in which a rounding of an STI active region is formed by introducing a new concept of a process called a selective Si recess, and at the same time, suppresses a mot It is about.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 상세히 설명하기 위하여, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, the most preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art can easily implement the technical idea of the present invention.

도2a 내지 도2f는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체 소자의 형성방법을 도시한 공정단면도로서 이를 참조하며 설명한다.2A through 2F are cross-sectional views illustrating a method of forming a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.

먼저, 스크린 산화막을 형성하기 전에 실리콘 기판을 세정할 목적으로 HF 또는 BOE 용액을 이용한 습식세정공정을 진행하기까지의 공정은 종래기술과 동일하다.First, the process until the wet cleaning process using the HF or BOE solution for the purpose of cleaning the silicon substrate before forming the screen oxide film is the same as in the prior art.

즉, 도2a에 도시된 바와같이 반도체 기판(20) 상에 패드산화막(21)과 패드질화막(22) 및 감광막(23)을 차례로 형성한 다음, 노광/현상공정을 진행하여 소자분리막이 형성될 영역의 패드산화막(21)과 패드질화막(22)을 완전히 제거하는 패터닝 작업을 실시하여 반도체 기판(20)을 노출시킨다.That is, as shown in FIG. 2A, the pad oxide film 21, the pad nitride film 22, and the photoresist film 23 are sequentially formed on the semiconductor substrate 20, and then an exposure / development process is performed to form a device isolation film. The semiconductor substrate 20 is exposed by patterning to completely remove the pad oxide film 21 and the pad nitride film 22 in the region.

다음으로 감광막(미도시)을 제거하고 패드질화막(22)을 식각마스크로 하여 반도체 기판(20)을 일정두께 식각하여 소자분리막이 매립될 트렌치 구조(24)를 형성한다.Next, the photoresist layer (not shown) is removed and the semiconductor substrate 20 is etched by a predetermined thickness using the pad nitride layer 22 as an etch mask to form a trench structure 24 in which the device isolation layer is to be embedded.

다음으로 도2b에 도시된 바와같이 트렌치 측벽과 바닥의 실리콘 기판을 보호하기 위한 목적으로 일정두께의 실리콘 기판을 열산화법을 이용하여 산화시켜 측벽산화막(25)을 형성한다.Next, as shown in FIG. 2B, the silicon substrate having a predetermined thickness is oxidized using a thermal oxidation method to form the sidewall oxide layer 25 to protect the silicon substrates on the trench sidewalls and the bottom.

다음으로 측벽산화막(25) 상에 일정두께의 얇은 라이너 질화막(26)을 화학기상증착법을 이용하여 증착하고 라이너 질화막(26) 상에 다시 얇은 두께의 라이너 산화막(미도시)을 CVD 법으로 증착하면, 트렌치용 라이너가 형성된다.Next, a thin liner nitride film 26 having a predetermined thickness is deposited on the sidewall oxide film 25 by chemical vapor deposition, and a thinner liner oxide film (not shown) is deposited on the liner nitride film 26 by CVD. A trench liner is formed.

이어서 HDP 산화막 등의 절연막(27)으로 트렌치 구조를 매립한 후, 평탄화를 위한 화학기계연마를 수행하면 도2b에 도시된 구조가 완성된다.Subsequently, the trench structure is filled with an insulating film 27 such as an HDP oxide film, followed by chemical mechanical polishing for planarization, thereby completing the structure shown in FIG. 2B.

다음으로 도2c에 도시된 바와같이, 인산용액(H3PO4)을 이용한 세정공정을 진행하면 패드 질화막(12)이 제거되고 실리콘 기판(20) 상에는 패드 산화막(21)만이 잔류한다.Next, as shown in FIG. 2C, when the cleaning process using the phosphoric acid solution (H 3 PO 4 ) is performed, the pad nitride film 12 is removed and only the pad oxide film 21 remains on the silicon substrate 20.

후속공정으로 게이트의 임계전압(threshold voltage)을 조절하기 위한 이온주입공정이 진행된다. 이러한 이온주입공정시 기판을 보호하기 위해 스크린 산화막(screen oxide)이 형성된다. 이러한 스크린 산화막이 형성되기 전에 실리콘 기판을 세정할 목적으로 HF 또는 BOE 용액을 이용한 습식 세정공정을 진행되는데, 이때 잔류한 패드산화막(21) 역시 제거된다.In the subsequent process, an ion implantation process for adjusting the threshold voltage of the gate is performed. In this ion implantation process, a screen oxide film is formed to protect the substrate. Before the screen oxide film is formed, a wet cleaning process using HF or BOE solution is performed for the purpose of cleaning the silicon substrate, and the remaining pad oxide film 21 is also removed.

이와같은 습식 세정공정시에 실리콘 기판(10)과 라이너 질화막(16) 사이에 형성된 측벽산화막(15) 역시 습식식각되어 트렌치 소자분리막이 실리콘 기판보다낮아지는 모우트(moat) 현상이 발생한다. 이를 도2d에 도시하였다.In this wet cleaning process, the sidewall oxide layer 15 formed between the silicon substrate 10 and the liner nitride layer 16 is also wet-etched to generate a moat phenomenon in which the trench device isolation layer is lower than the silicon substrate. This is shown in Figure 2d.

즉, 측벽산화막이 습식식각되어 모우트가 발생하는 것은 종래기술과 동일하지만, 본 발명의 일실시예에서는 후속공정으로 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스 시켜 모우트의 깊이를 감소시켰다.That is, the moat is generated by wet etching the sidewall oxide layer as in the prior art, but in one embodiment of the present invention, only the silicon substrate is selectively recessed in a subsequent process to reduce the depth of the moat.

도2d에 도시된 바와같이 스크린 산화막을 형성하기 전의 프리 클리닝(pre-cleaning) 공정이 수행된 이후에, 도2e에 도시된 선택적 실리콘 리세스(selective silicon recess) 공정이 수행된다.After the pre-cleaning process before forming the screen oxide film as shown in FIG. 2D is performed, the selective silicon recess process shown in FIG. 2E is performed.

선택적 실리콘 리세스 공정에서는 측벽산화막(25), 라이너 질화막(26) 및 절연막(27)에 대해서는 식각이 일어나지 않고 오로지 실리콘 기판(20)만이 선택적으로 식각되기 때문에, 도2e에서 처럼 모우트의 깊이가 앝아져 궁극적으로는 소멸될 수도 있다.In the selective silicon recess process, since the sidewall oxide layer 25, the liner nitride layer 26, and the insulating layer 27 do not etch, only the silicon substrate 20 is selectively etched. It may be destroyed and eventually destroyed.

본 발명의 일실시에에 따른 도2e와 종래기술에 따른 도1d를 비교하여 보면, 모우트의 깊이가 감소한 것을 물론이고, 이로인해 부수적으로 STI 탑 코너 라운딩 역시 자연스럽게 형성되어 있음을 알 수 있다.Comparing FIG. 2E according to an embodiment of the present invention with FIG. 1D according to the related art, it is understood that the depth of the moat is reduced, and as a result, the STI top corner rounding is naturally formed.

본 발명의 일실시예에 따른 선택적 실리콘 리세스 공정의 공정조건은 이 공정이후 진행될 후속 공정에서 손실되는 측벽산화막과 라이너의 질화막의 손실량과 관련이 있다.The process conditions of the selective silicon recess process according to the embodiment of the present invention are related to the loss of the sidewall oxide film and the nitride film of the liner which are lost in a subsequent process to be performed after this process.

예를 들어 설명한다면, 현재 STI 공정의 스크린 산화막 형성전 프리 클리닝공정에서 게이트 폴리실리콘 증착까지의 공정에서 측벽산화막, 라이너 질화막의 습식식각으로 인한 모우트가 150Å 정도 발생한다면, 선택적 실리콘 리세스공정에서실리콘 기판만을 150Å 정도 리세스 시키면, 이론적으로는 모우트 0Å 을 구현할 수 있다.For example, if the moiety caused by wet etching of the sidewall oxide film and the liner nitride film occurs in the process from the pre-cleaning process before the screen oxide film formation to the gate polysilicon deposition in the current STI process, the selective silicon recess process If the silicon substrate is recessed by about 150ms, theoretically 0m can be achieved.

본 발명의 일실시예에 따라 모우트의 깊이를 감소시킨 결과가 도2f에 도시되어 있다. 도2f를 참조하면, 실리콘 기판이 선택적으로 리세스 되었기 때문에 모우트의 깊이가 매우 감소하였으며, 또한 트렌치 코너 탑 라운딩도 자연스럽게 형성되어 있음을 알 수 있다.The result of reducing the depth of the moat in accordance with one embodiment of the present invention is shown in Figure 2f. Referring to Figure 2f, it can be seen that since the silicon substrate is selectively recessed, the depth of the moat is greatly reduced, and the trench corner top rounding is also naturally formed.

이와같은 선택적 실리콘 리세스 공정에서는 산화막과 질화막에 대해 실리콘만을 선택적으로 식각하여야 하는데, 이러한 식각용액으로는 HNO3+ HF 의 혼합용액을 이용할 수도 있으며, 또는 NH4OH + H2O2+ H2O 의 혼합용액을 이용할 수도 있다.In this selective silicon recess process, only silicon may be selectively etched to the oxide and nitride layers. For this etching solution, a mixed solution of HNO 3 + HF may be used, or NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2. A mixed solution of O can also be used.

또는 이외에도 KOH, NH4OH, HF, HNO3, H2O2, H2O 와 같은 용액을 일정비율로 혼합하여 식각제로 사용할 수도 있으며, 전술한 식각용액들의 온도는 -10 ∼ 150℃ 인 것이 바람직하다.Alternatively, in addition, a solution such as KOH, NH 4 OH, HF, HNO 3 , H 2 O 2 , and H 2 O may be mixed at a predetermined ratio and used as an etchant. desirable.

본 발명의 일실시예에서는 선택적 실리콘 리세스를 위하여 습식식각법을 적용하였지만, 건식식각법을 이용하는 방법도 적용될 수 있으며, 이때에는 식각가스로 Cl2가스를 단독으로 사용할 수 있으며, 또는 HBr 가스와 Ar 가스를 혼합하여 사용할 수도 있다.In an embodiment of the present invention, a wet etching method is applied for selective silicon recesses, but a dry etching method may also be applied. In this case, Cl 2 gas may be used alone as an etching gas, or HBr gas may be used. Ar gas can also be mixed and used.

이와같이 선택적 실리콘 리세스 공정을 통해 모우트 깊이를 감소시킨 이후에, 도2f에 도시된 바와같이 게이트 폴리실리콘(28)을 증착하고 일련의 공정을 수행한다.After reducing the moat depth through this selective silicon recess process, gate polysilicon 28 is deposited and a series of processes are performed as shown in FIG. 2F.

본 발명을 반도체 소자 제조에 적용하면, 모우트의 깊이를 얕게하거나 또는 근원적으로 모우트의 발생을 방지할 수 있는 장점이 있다. 따라서 모우트의 발생이 억제됨에 따라 다음과 같은 장점이 있다.Application of the present invention to the manufacture of semiconductor devices has the advantage that the depth of the moat can be made shallow or the moat can be prevented from occurring. Therefore, as the occurrence of the moat is suppressed has the following advantages.

첫째, 임계전압의 감소를 방지할 수 있으며 둘째, 모우트에 잔존하는 폴리실리콘 잔류막에 기인한 브리지를 방지할 수 있으며 셋째, 모우트 형성과 연관된 활성영역 손실(loss)을 방지할 수 있다.First, the reduction of the threshold voltage can be prevented, and second, the bridge due to the polysilicon residual film remaining in the moat can be prevented, and third, the active region loss associated with the moat formation can be prevented.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명이 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 있어 명백할 것이다.As described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and the present invention may be variously substituted, modified, and changed without departing from the spirit of the present invention. It will be apparent to those of ordinary skill in the art.

본 발명을 반도체 소자의 제조에 적용하면, 트렌치 탑 코너부분의 라운드가 개선됨으로써 후속으로 수행되는 게이트 패터닝 공정에서, 게이트 잔류막의 발생을 방지할 수 있게 되며 따라서, 소자간의 브리지 현상과 임계전압의 저하를 방지할 수 있다.Application of the present invention to the fabrication of semiconductor devices improves the rounding of the trench top corners, thereby making it possible to prevent the generation of gate residual films in subsequent gate patterning processes, thereby reducing the bridge phenomenon and the threshold voltage between the devices. Can be prevented.

Claims (5)

실리콘 기판 상에 측벽산화막 및 라이너 질화막을 포함하는 트렌치 구조를 형성하고 상기 트렌치 구조를 절연막으로 매립하여 활성영역과 필드영역을 정의하는 트렌치 소자분리막을 형성하는 단계;Forming a trench structure including a sidewall oxide layer and a liner nitride layer on a silicon substrate, and filling the trench structure with an insulating layer to form a trench isolation layer defining an active region and a field region; 스크린 산화막을 형성하기 전에 프리 클리닝 공정을 수행하는 단계;Performing a pre-cleaning process before forming the screen oxide film; 상기 측벽산화막, 상기 라이너 질화막 및 상기 실리콘 기판 중에서 상기 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스 시키는 단계; 및Selectively recessing only the silicon substrate among the sidewall oxide film, the liner nitride film, and the silicon substrate; And 전체 구조상에 게이트 폴리실리콘을 증착하는 단계Depositing gate polysilicon over the entire structure 를 포함하는 반도체 소자의 제조방법.Method of manufacturing a semiconductor device comprising a. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스 시키는 단계는,Selectively recessing only the silicon substrate, HNO3+ HF 의 혼합용액 또는 NH4OH + H2O2+ H2O 의 혼합용액을 이용한 습식식각을 이용하는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.A method for manufacturing a semiconductor device, comprising using wet etching using a mixed solution of HNO 3 + HF or a mixed solution of NH 4 OH + H 2 O 2 + H 2 O. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 혼합용액들의 온도는 -10 ∼ 150℃ 인 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.The temperature of the mixed solution is a manufacturing method of a semiconductor device, characterized in that -10 ~ 150 ℃. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스 시키는 단계는,Selectively recessing only the silicon substrate, Cl2가스 또는 HBr 가스와 Ar 가스를 혼합된 식각가스를 사용하는 건식식각법으로 진행되는 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.A method of manufacturing a semiconductor device, characterized in that it is carried out by a dry etching method using an etching gas in which Cl 2 gas or HBr gas and Ar gas are mixed. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 실리콘 기판만을 선택적으로 리세스 시키는 단계에서,Selectively recessing only the silicon substrate, 리세스 되는 실리콘 기판의 양은The amount of silicon substrate that is recessed 상기 프리 클리닝 공정과 상기 게이트 폴리실리콘을 증착하는 공정 사이에 상기 측벽산화막 및 상기 라이너 질화막이 손실되어 발생한 모우트의 깊이와 실질적으로 동일한 것을 특징으로 하는 반도체 소자의 제조방법.And the depth of the moat caused by the loss of the sidewall oxide film and the liner nitride film between the precleaning process and the process of depositing the gate polysilicon.
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