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JP2000200829A - Method for manufacturing semiconductor device having trench element isolation region - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device having trench element isolation region

Info

Publication number
JP2000200829A
JP2000200829A JP10377148A JP37714898A JP2000200829A JP 2000200829 A JP2000200829 A JP 2000200829A JP 10377148 A JP10377148 A JP 10377148A JP 37714898 A JP37714898 A JP 37714898A JP 2000200829 A JP2000200829 A JP 2000200829A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
trench
semiconductor device
silicon substrate
element isolation
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Withdrawn
Application number
JP10377148A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yutaka Maruo
豊 丸尾
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Original Assignee
Seiko Epson Corp
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 Seiko Epson Corp filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP10377148A priority Critical patent/JP2000200829A/en
Publication of JP2000200829A publication Critical patent/JP2000200829A/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【課題】 Si基板の上面水準より絶縁層の突出した部
分を等方性エッチングした場合に生じる、絶縁層の上端
部における凹みの形状を制御できるトレンチ素子分離領
域を有する半導体装置の製造方法を提供する。 【解決手段】 Si基板10の表面にパッド層12を形
成し、パッド層の表面にマスク層14を形成する。マス
ク層及びパッド層を所定のパターンにエッチングする
が、マスク層14はSi基板10から離れるにつれて、
外方に広がる逆傾斜形状にエッチングする。マスク層を
マスクにしてSi基板を異方性エッチングし、素子形成
領域の表面端部を露出させてトレンチ16を形成する。
次に露出基板の表面を酸化することにより、Si基板1
0の上部のエッジ部を円形状にし、さらにトレンチ16
に絶縁層を充填し、トレンチ素子分離領域を形成する。
(57) [Summary] (Problem corrected) [Problem] A trench element isolation capable of controlling a shape of a recess at an upper end portion of an insulating layer, which is generated when a portion of the insulating layer protruding from an upper surface level of a Si substrate is isotropically etched. A method for manufacturing a semiconductor device having a region is provided. SOLUTION: A pad layer 12 is formed on a surface of a Si substrate 10, and a mask layer 14 is formed on a surface of the pad layer. The mask layer and the pad layer are etched into a predetermined pattern, and as the mask layer 14 moves away from the Si substrate 10,
Etch into a reversely inclined shape spreading outward. Using the mask layer as a mask, the Si substrate is anisotropically etched to expose the surface end of the element formation region to form a trench 16.
Next, by oxidizing the surface of the exposed substrate, the Si substrate 1
0 is formed in a circular shape at the upper edge portion, and the trench 16 is further formed.
Is filled with an insulating layer to form a trench element isolation region.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
方法に関し、特に素子分離溝を有する半導体装置の製造
方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor device having an element isolation groove.

【0002】[0002]

【背景技術】近年、半導体素子、たとえばMOSトラン
ジスタの微細化に伴い、半導体素子間を分離するための
領域の微細化が必要となっている。この領域の微細化を
達成するため、半導体素子間の基板上に溝部(以下「ト
レンチ」という)を設け、このトレンチに絶縁材を充填
することによって半導体素子間を分離するトレンチ素子
分離技術が検討されている。この技術の一例を次に説明
する。
2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization of semiconductor elements, for example, MOS transistors, it is necessary to miniaturize a region for separating semiconductor elements. In order to achieve the miniaturization of this region, a trench element isolation technique for providing a groove (hereinafter referred to as a "trench") on a substrate between semiconductor elements and filling the trench with an insulating material to isolate the semiconductor elements from each other has been studied. Have been. An example of this technique will be described below.

【0003】図24〜図27は、従来のトレンチ素子分
離技術を利用した、トレンチ素子分離領域123の形成
工程を模式的に示す断面図である。
FIGS. 24 to 27 are cross-sectional views schematically showing steps of forming a trench element isolation region 123 using a conventional trench element isolation technique.

【0004】まず、図24に示すように、シリコン基板
110上に、パッド層112、ストッパ層114を順次
堆積させた後、ストッパ層114の上に、所定のパター
ンのレジスト層R10を形成し、レジスト層R10をマ
スクとして、ストッパ層114をエッチングする。
First, as shown in FIG. 24, after a pad layer 112 and a stopper layer 114 are sequentially deposited on a silicon substrate 110, a resist pattern R10 having a predetermined pattern is formed on the stopper layer 114. Using the resist layer R10 as a mask, the stopper layer 114 is etched.

【0005】次いで、図25に示すように、レジスト層
R10をアッシング除去し、ストッパ層114をマスク
として、シリコン基板110をエッチングし、トレンチ
116を形成する。その後、トレンチ116におけるシ
リコン基板110の露出面を熱酸化し、トレンチ酸化膜
118を形成する。
Then, as shown in FIG. 25, the resist layer R10 is removed by ashing, and the silicon substrate 110 is etched using the stopper layer 114 as a mask to form a trench 116. After that, the exposed surface of the silicon substrate 110 in the trench 116 is thermally oxidized to form a trench oxide film 118.

【0006】次に、トレンチ116を埋め込むようにし
て、絶縁層120を全面に堆積させ、図26に示すよう
に、ストッパ層114をマスクとして、絶縁層120を
平坦化する。次いで、ストッパ層114を熱りん酸を用
いて除去する。
Next, an insulating layer 120 is deposited on the entire surface so as to fill the trench 116, and as shown in FIG. 26, the insulating layer 120 is planarized using the stopper layer 114 as a mask. Next, the stopper layer 114 is removed using hot phosphoric acid.

【0007】その後の工程において、絶縁層120の、
シリコン基板110の上面のレベルより突出した部分を
等方性エッチングし、図27に示すような、トレンチ素
子分離領域123を形成する。
In a subsequent step, the insulating layer 120 is
A portion protruding from the level of the upper surface of the silicon substrate 110 is isotropically etched to form a trench isolation region 123 as shown in FIG.

【0008】しかし、以上のようにして、トレンチ素子
分離領域123を形成すると、絶縁層120の上部の端
部において、図27に示すように、くぼみ125が生じ
る。
However, when trench element isolation region 123 is formed as described above, depression 125 is formed at the upper end of insulating layer 120 as shown in FIG.

【0009】このくぼみ125は、図28に示すよう
に、くぼみ125におけるシリコン基板110および絶
縁層120の傾斜が急峻である。その傾斜が急峻である
と、ゲート電極を形成するためのゲート電極材のエッチ
ングにおいて、そのくぼみ125にゲート電極材が残っ
てしまう。ゲート電極材がくぼみ125に残ると、回路
のショートなどの不具合が生じる。
[0009] As shown in FIG. 28, the depression 125 has a steep slope of the silicon substrate 110 and the insulating layer 120 in the depression 125. If the inclination is steep, the gate electrode material remains in the recess 125 in the etching of the gate electrode material for forming the gate electrode. If the gate electrode material remains in the recess 125, a problem such as a short circuit occurs.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明は、絶縁層の、
シリコン基板の上面のレベルより突出した部分を等方性
エッチングした場合に生じる、絶縁層の上部の端部にお
けるくぼみの形状を制御することができるトレンチ素子
分離領域を有する半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to an insulating layer,
Provided is a method for manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region capable of controlling a shape of a recess at an upper end portion of an insulating layer, which is generated when a portion protruding from a level protruding from an upper surface of a silicon substrate is isotropically etched. Is to do.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明のトレンチ素子分
離領域を有する半導体装置の製造方法は、以下の工程
(a)〜(f)を含む。
A method of manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region according to the present invention includes the following steps (a) to (f).

【0012】(a)シリコン基板の表面にパッド層を形
成する工程、(b)前記パッド層の表面に、マスク層を
形成する工程、(c)前記マスク層および前記パッド層
を所定のパターンにエッチングする工程であって、前記
マスク層を、前記シリコン基板から離れるにしたがっ
て、外方に広がる逆テーパ形状にエッチングする工程、
(d)前記マスク層をマスクとして前記シリコン基板を
エッチングし、素子分離溝を形成する工程であって、前
記シリコン基板を異方性エッチングし、前記シリコン基
板の素子が形成される領域の表面の端部を露出させる工
程、(e)露出した前記シリコン基板の表面を酸化する
ことにより、前記シリコン基板の上部のエッジ部をラウ
ンディング形状にする工程、および(f)前記素子分離
溝に絶縁層を充填し、トレンチ素子分離領域を形成する
工程。
(A) forming a pad layer on the surface of a silicon substrate; (b) forming a mask layer on the surface of the pad layer; and (c) forming the mask layer and the pad layer into a predetermined pattern. An etching step, wherein the mask layer is etched in a reverse tapered shape that spreads outward as the distance from the silicon substrate increases.
(D) etching the silicon substrate using the mask layer as a mask to form an element isolation groove, wherein the silicon substrate is anisotropically etched to form a surface of a region of the silicon substrate where an element is to be formed; Exposing an end portion, (e) oxidizing the exposed surface of the silicon substrate to make an upper edge portion of the silicon substrate a rounding shape, and (f) insulating layer in the element isolation groove. Filling trenches to form trench element isolation regions.

【0013】本発明は、主として、以下の三つの利点を
有する。
The present invention mainly has the following three advantages.

【0014】(1)第1に、前記工程(c),(d)お
よび(e)で、シリコン基板の上部のエッジ部(以下
「エッジ部」という)をラウンディング形状にすること
ができる。したがって、特別の工程を付加することな
く、簡易なプロセスによって、エッジ部をラウンディン
グ形状にすることができる。
(1) First, in the steps (c), (d) and (e), the upper edge portion (hereinafter referred to as “edge portion”) of the silicon substrate can be formed into a rounding shape. Therefore, the edge portion can be formed into a rounding shape by a simple process without adding a special step.

【0015】(2)第2に、前記端部の露出部分の幅、
酸化条件などを変えることにより、ラウンディング形状
を有するエッジ部の曲率半径を、容易に制御することが
でき、必要に応じて、エッジ部を曲率半径の大きなラウ
ンディング形状にすることができる。
(2) Second, the width of the exposed portion of the end portion,
By changing the oxidation conditions and the like, the radius of curvature of the edge having a rounding shape can be easily controlled, and the edge can be formed into a rounding shape having a large radius of curvature as necessary.

【0016】(3)第3に、エッジ部をラウンディング
形状にしたことにより、絶縁層の、シリコン基板の上面
のレベルより突出した部分(以下「突出部」という)を
等方性エッチングした場合に生じる、絶縁層の上部の端
部におけるくぼみを、エッジ部をラウンディング形状に
しない場合に比べて、小さくすることができる。
(3) Third, when the edge portion is rounded so that the portion of the insulating layer protruding from the level of the upper surface of the silicon substrate (hereinafter referred to as "protruding portion") is isotropically etched. In this case, the depression at the upper end of the insulating layer can be reduced as compared with the case where the edge is not rounded.

【0017】前記工程(c)において形成されるマスク
層は、該マスク層の側面と、前記シリコン基板の素子が
形成される領域(以下「素子形成領域」という)の表面
とのなす角が、70〜85°であることが好ましい。素
子形成領域の表面の端部を、より確実に露出することが
できる。
In the mask layer formed in the step (c), an angle formed between a side surface of the mask layer and a surface of a region of the silicon substrate where an element is formed (hereinafter, referred to as an “element formation region”) is It is preferably 70 to 85 °. The end of the surface of the element formation region can be more reliably exposed.

【0018】前記工程(d)におけるエッチングは、反
応性イオンエッチングであることが好ましい。
The etching in the step (d) is preferably reactive ion etching.

【0019】前記工程(d)において形成される、露出
された、前記素子形成領域の表面の端部の幅は、ラウン
ディング形状を有するエッジ部の好ましい曲率半径を考
慮すると、10〜55nmであることが好ましく、より
好ましくは10〜30nmである。
The width of the exposed end of the surface of the element formation region formed in the step (d) is 10 to 55 nm in consideration of a preferable radius of curvature of the edge having a rounding shape. Preferably, it is more preferably 10 to 30 nm.

【0020】エッジ部をラウンディング形状にしたこと
で、ゲート電極を形成するための電極材のエッチングの
際、くぼみに充填された電極材を確実に除去することが
できるなどの作用効果を得ることができる。
By forming the edge portion in a rounded shape, it is possible to obtain an operational effect such that the electrode material filled in the recess can be reliably removed when etching the electrode material for forming the gate electrode. Can be.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、図面を参照しながら説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Preferred embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0022】(デバイスの構造)本発明の製造方法によ
り得られたトレンチ素子分離領域を有する半導体装置に
ついて説明する。
(Structure of Device) A semiconductor device having a trench element isolation region obtained by the manufacturing method of the present invention will be described.

【0023】図23は、本発明の製造方法により得られ
たトレンチ素子分離領域を有する半導体装置(以下「半
導体装置」という)100である。
FIG. 23 shows a semiconductor device (hereinafter, referred to as “semiconductor device”) 100 having a trench element isolation region obtained by the manufacturing method of the present invention.

【0024】図23に示す半導体装置100は、トレン
チ素子分離領域23、n型MOS素子80およびp型M
OS素子82を含む。
The semiconductor device 100 shown in FIG. 23 has a trench element isolation region 23, an n-type MOS element 80 and a p-type M element.
OS element 82 is included.

【0025】トレンチ素子分離領域23は、シリコン基
板10に設けられたトレンチ16を、絶縁層20で充填
することにより形成された領域である。トレンチ素子分
離領域23は、MOS素子間を分離し、素子領域を画定
する役割を有する。このトレンチ素子分離領域23を境
として、一方の素子領域には、p型レトログレードウエ
ル32が形成され、他方の素子領域には、n型レトログ
レードウエル30が形成されている。
The trench element isolation region 23 is a region formed by filling the trench 16 provided in the silicon substrate 10 with the insulating layer 20. Trench element isolation region 23 has a role of isolating between MOS elements and defining an element region. With the trench element isolation region 23 as a boundary, a p-type retrograde well 32 is formed in one element region, and an n-type retrograde well 30 is formed in the other element region.

【0026】p型レトログレードウエル32上には、n
型MOS素子80が形成され、n型レトログレードウエ
ル30上には、p型MOS素子82が形成されている。
On the p-type retrograde well 32, n
A type MOS element 80 is formed, and a p-type MOS element 82 is formed on the n-type retrograde well 30.

【0027】n型MOS素子80は、ゲート酸化膜28
と、ゲート電極46と、n型不純物拡散層50とを有す
る。
The n-type MOS device 80 has a gate oxide film 28
, A gate electrode 46 and an n-type impurity diffusion layer 50.

【0028】n型MOS素子80におけるゲート酸化膜
28は、p型レトログレードウエル32上に形成されて
いる。このゲート酸化膜28上には、ゲート電極46が
形成されている。ゲート電極46は、多結晶シリコン層
40と、多結晶シリコン層40上に形成された金属シリ
サイド層42とからなる。そして、ゲート酸化膜28お
よびゲート電極46の側壁を覆うようにして、サイドウ
ォール絶縁膜70が形成されている。
The gate oxide film 28 in the n-type MOS device 80 is formed on the p-type retrograde well 32. On this gate oxide film 28, a gate electrode 46 is formed. The gate electrode 46 includes a polycrystalline silicon layer 40 and a metal silicide layer 42 formed on the polycrystalline silicon layer 40. Then, a sidewall insulating film 70 is formed so as to cover the gate oxide film 28 and the sidewall of the gate electrode 46.

【0029】n型不純物拡散層50は、ソース/ドレイ
ン領域を構成している。そしてn型不純物拡散層50
は、低濃度のn型不純物拡散層50aと高濃度のn型不
純物拡散層50bとからなり、LDD構造を有してい
る。
The n-type impurity diffusion layer 50 constitutes a source / drain region. Then, the n-type impurity diffusion layer 50
Comprises an LDD structure having a low concentration n-type impurity diffusion layer 50a and a high concentration n-type impurity diffusion layer 50b.

【0030】p型MOS素子82は、ゲート酸化膜28
と、ゲート電極46と、p型不純物拡散層60とを有す
る。
The p-type MOS element 82 is formed on the gate oxide film 28
, A gate electrode 46 and a p-type impurity diffusion layer 60.

【0031】p型MOS素子82におけるゲート酸化膜
28は、n型レトログレードウエル30上に形成されて
いる。ゲート電極46およびサイドウォール絶縁膜70
の詳細は、n型MOS素子80と同様である。
The gate oxide film 28 in the p-type MOS element 82 is formed on the n-type retrograde well 30. Gate electrode 46 and sidewall insulating film 70
Are the same as those of the n-type MOS element 80.

【0032】p型不純物拡散層60は、p型である以外
は、n型不純物拡散層50と同様である。
The p-type impurity diffusion layer 60 is the same as the n-type impurity diffusion layer 50 except that it is p-type.

【0033】(製造プロセス)次に、図22に示す半導
体装置100の製造プロセスについて説明する。図1〜
図21は、半導体装置100の製造工程を示したもので
ある。
(Manufacturing Process) Next, a manufacturing process of the semiconductor device 100 shown in FIG. 22 will be described. Figure 1
FIG. 21 shows a manufacturing process of the semiconductor device 100.

【0034】(1)トレンチの形成 まず、図1を参照しながら説明する。シリコン基板10
上に、パッド層12を形成する。パッド層12の材質
は、たとえばSiO2 ,SiONなどを挙げることがで
きる。パッド層12がSiO2 からなる場合には、熱酸
化法,CVD法などにより形成することができ、SiO
Nからなる場合には、CVD法などにより形成すること
ができる。パッド層12の膜厚は、たとえば5〜20n
mである。
(1) Formation of Trench First, description will be made with reference to FIG. Silicon substrate 10
The pad layer 12 is formed thereon. The material of the pad layer 12 can be, for example, SiO 2 , SiON, or the like. When the pad layer 12 is made of SiO 2 , it can be formed by a thermal oxidation method, a CVD method, or the like.
When N is used, it can be formed by a CVD method or the like. The thickness of the pad layer 12 is, for example, 5 to 20 n.
m.

【0035】次いで、パッド層12上に、マスク層14
を形成する。ストッパ層14としては、たとえば窒化シ
リコン層,多結晶シリコン層,非晶質シリコン層,窒化
シリコン層と多結晶シリコン層と非晶質シリコン層とか
らなる群から選択される少なくとも2種からなる多層構
造などを挙げることができ、その形成方法としては、公
知の方法たとえばCVD法などを挙げることができる。
マスク層14は、後の化学的機械的研磨(CMP)にお
けるストッパとして機能するのに十分な膜厚、たとえば
50〜200nmの膜厚を有する。
Next, a mask layer 14 is formed on the pad layer 12.
To form As the stopper layer 14, for example, a silicon nitride layer, a polycrystalline silicon layer, an amorphous silicon layer, or a multilayer composed of at least two selected from the group consisting of a silicon nitride layer, a polycrystalline silicon layer, and an amorphous silicon layer A structure or the like can be given, and a known method such as a CVD method can be given as a forming method.
The mask layer 14 has a thickness sufficient to function as a stopper in the subsequent chemical mechanical polishing (CMP), for example, a thickness of 50 to 200 nm.

【0036】マスク層14の上に、所定のパターンのレ
ジスト層R1を形成する。レジスト層R1は、図2に示
すように、トレンチ16が形成されることになる領域の
上方において、開口されている。
On the mask layer 14, a resist pattern R1 having a predetermined pattern is formed. As shown in FIG. 2, the resist layer R1 is opened above a region where the trench 16 is to be formed.

【0037】次に、図2に示すように、レジスト層R1
をマスクとして、マスク層14をエッチングする。この
エッチングにおいて、マスク層14の形状を、シリコン
基板10から離れるに従って外方に広がる形状、つまり
逆テーパ形状にする。逆テーパ形状を有するマスク層1
4の側面とシリコン基板10の表面とのなす角Θは、好
ましくは70〜85°、より好ましくは75〜80°で
ある。マスク層14を逆テーパ形状にするエッチング法
としては、たとえばマスク層14が多結晶シリコン層で
ある場合には、エッチャントとして、塩素系ガスを用い
ることが好ましい。なお、マスク層14のエッチングの
際、同時にパッド層12もエッチングする。
Next, as shown in FIG.
Is used as a mask to etch the mask layer 14. In this etching, the shape of the mask layer 14 is made to have a shape that spreads outward as the distance from the silicon substrate 10 increases, that is, an inverted taper shape. Mask layer 1 having reverse taper shape
The angle Θ between the side surface of the substrate 4 and the surface of the silicon substrate 10 is preferably 70 to 85 °, more preferably 75 to 80 °. As an etching method for forming the mask layer 14 into a reverse tapered shape, for example, when the mask layer 14 is a polycrystalline silicon layer, it is preferable to use a chlorine-based gas as an etchant. When the mask layer 14 is etched, the pad layer 12 is simultaneously etched.

【0038】次に、レジスト層R1をアッシングにより
除去する。次いで、図3に示すように、マスク層14を
マスクとして、シリコン基板10を異方性エッチング
し、素子形成領域の表面の端部を露出させ、トレンチ1
6を形成する。異方性エッチングの手法としては、素子
形成領域の表面の端部が露出するようなエッチング方法
であれば特に限定されないが、たとえばCl2 とO2
の混合ガスをエッチャントとする異方性エッチングなど
を挙げることができる。露出された、素子形成領域の表
面の端部の幅は、デバイスの設計で異なるが、好ましく
は10〜55nm、より好ましくは10〜30nmであ
る。また、トレンチ16の深さは、デバイスの設計で異
なるが、たとえば300〜500nmである。
Next, the resist layer R1 is removed by ashing. Next, as shown in FIG. 3, using the mask layer 14 as a mask, the silicon substrate 10 is anisotropically etched to expose the end of the surface of the element formation region,
6 is formed. The method of anisotropic etching is not particularly limited as long as it is an etching method that exposes the end of the surface of the element forming region. For example, anisotropic etching using a mixed gas of Cl 2 and O 2 as an etchant is used. And the like. The width of the exposed end of the surface of the element formation region varies depending on the device design, but is preferably 10 to 55 nm, more preferably 10 to 30 nm. The depth of the trench 16 varies depending on the device design, but is, for example, 300 to 500 nm.

【0039】次に、図4に示すように、熱酸化法によ
り、トレンチ16におけるシリコン基板10の露出面を
酸化し、酸化膜(以下「トレンチ酸化膜」という)18
を形成する。また、素子形成領域の表面の端部を露出さ
せたことにより、この熱酸化によって、エッジ部(シリ
コン基板10の上部のエッジ部)は、ラウンド酸化され
て、ラウンディング形状となる。このようにして、エッ
ジ部をラウンディング形状とすると、エッジ部の曲率半
径を大きくすることができる。この曲率半径は、露出さ
れた、素子形成領域の端部の幅、酸化条件などを変化さ
せることで制御することができる。
Next, as shown in FIG. 4, the exposed surface of the silicon substrate 10 in the trench 16 is oxidized by a thermal oxidation method to form an oxide film (hereinafter referred to as "trench oxide film") 18.
To form Further, by exposing the end of the surface of the element formation region, the thermal oxidation causes the edge (the upper edge of the silicon substrate 10) to be round-oxidized to have a rounding shape. In this way, when the edge portion has a rounding shape, the radius of curvature of the edge portion can be increased. The radius of curvature can be controlled by changing the width of the exposed end portion of the element formation region, oxidation conditions, and the like.

【0040】熱酸化法は、特に限定されないが、好まし
くはドライ酸化法である。ドライ酸化は、酸素の雰囲気
下,酸素と、窒素またはアルゴンなどの不活性ガスとの
混合ガスの雰囲気下で行われることが好ましい。熱酸化
における温度は、1050〜1150℃の範囲にあるこ
とが好ましい。
The thermal oxidation method is not particularly limited, but is preferably a dry oxidation method. The dry oxidation is preferably performed in an atmosphere of oxygen, or in an atmosphere of a mixed gas of oxygen and an inert gas such as nitrogen or argon. The temperature in the thermal oxidation is preferably in the range of 1050 to 1150 ° C.

【0041】(2)絶縁層のトレンチへの充填および絶
縁層の平坦化図5に示すように、トレンチ16を埋め込
むようにして、絶縁層20を全面に堆積する。絶縁層2
0の膜厚は、トレンチ16を埋め込み、少なくともマス
ク層14を覆うような膜厚、たとえば500〜800n
mである。絶縁層20の材質は、たとえば、酸化シリコ
ンなどからなる。絶縁層20の堆積方法としては、たと
えば高密度プラズマCVD法,熱CVD法,TEOSプ
ラズマCVD法などを挙げることができる。
(2) Filling Trench with Insulating Layer and Flattening Insulating Layer As shown in FIG. 5, an insulating layer 20 is deposited on the entire surface so as to fill the trench 16. Insulating layer 2
A film thickness of 0 buries the trench 16 and covers at least the mask layer 14, for example, 500 to 800 n
m. The material of the insulating layer 20 is made of, for example, silicon oxide. Examples of a method for depositing the insulating layer 20 include a high-density plasma CVD method, a thermal CVD method, and a TEOS plasma CVD method.

【0042】次に、図6に示すように、絶縁層20をC
MP法により平坦化する。この平坦化は、マスク層14
が露出するまで行う。つまり、マスク層14をストッパ
として、絶縁層20を平坦化する。
Next, as shown in FIG.
Flatten by the MP method. This planarization is performed by the mask layer 14.
Repeat until is exposed. That is, the insulating layer 20 is planarized using the mask layer 14 as a stopper.

【0043】次いで、図7に示すように、マスク層14
をたとえば熱りん酸液を用いて除去する。
Next, as shown in FIG.
Is removed using, for example, a hot phosphoric acid solution.

【0044】次に、図示しないが、パッド層12を、フ
ッ酸などのエッチャントを用いてエッチングする。この
エッチングの際、突出部22の一部もエッチングされ
る。
Next, although not shown, the pad layer 12 is etched using an etchant such as hydrofluoric acid. During this etching, a part of the protrusion 22 is also etched.

【0045】次いで、図8に示すように、露出した基板
の表面に、犠牲酸化膜24を形成する。犠牲酸化膜24
の膜厚は、たとえば10〜30nmである。
Next, as shown in FIG. 8, a sacrificial oxide film 24 is formed on the exposed surface of the substrate. Sacrificial oxide film 24
Has a thickness of, for example, 10 to 30 nm.

【0046】(3)ウエルの形成 続いて、図9に示すように、犠牲酸化膜24およびトレ
ンチ16を充填する絶縁層20の表面に、所定のパター
ンを有するレジスト層R2を形成する。レジスト層R2
は、nウエルとなる領域の表面が露出するように開口さ
れている。このレジスト層R2をマスクとして、リン,
ヒ素などのn型不純物を1回もしくは複数回にわたって
シリコン基板10に注入することにより、シリコン基板
10内にn型レトログレードウエル30を形成する。な
お、レトログレードウエルは、シリコン基板10の深い
位置において、ウエルの不純物濃度のピークがあるウエ
ルをいう。
(3) Formation of Well Subsequently, as shown in FIG. 9, a resist layer R2 having a predetermined pattern is formed on the surface of the insulating layer 20 filling the sacrificial oxide film 24 and the trench 16. Resist layer R2
Are opened so that the surface of the region to be an n-well is exposed. Using this resist layer R2 as a mask, phosphorus,
An n-type retrograde well 30 is formed in the silicon substrate 10 by injecting an n-type impurity such as arsenic into the silicon substrate 10 one or more times. The retrograde well refers to a well having a peak of the impurity concentration of the well at a deep position in the silicon substrate 10.

【0047】次に、図10に示すように、犠牲酸化膜2
4およびトレンチ16を充填する絶縁層20の表面に、
レジスト層R3を形成する。レジスト層R3は、pウエ
ルとなる領域の表面が露出するように開口されている。
このレジスト層R3をマスクとして、ボロンなどのp型
不純物を1回もしくは複数回にわたってシリコン基板1
0に注入することにより、シリコン基板10内にp型レ
トログレードウエル32を形成する。
Next, as shown in FIG.
4 and the surface of the insulating layer 20 filling the trench 16,
A resist layer R3 is formed. The resist layer R3 is opened so that the surface of the region to be a p-well is exposed.
Using the resist layer R3 as a mask, a p-type impurity such as boron is
By implanting 0, a p-type retrograde well 32 is formed in the silicon substrate 10.

【0048】次に、図11に示すように、犠牲酸化膜2
4を、フッ酸などのエッチャントを用いてエッチングす
る。この際、突出部22の一部もエッチングされ、こう
して、トレンチ素子分離領域23が形成される。そし
て、上記のパッド層12のエッチングの工程と犠牲酸化
膜24のエッチングの工程を経ることにより、絶縁層2
0の上部の端部において、図11に示すようなくぼみ2
5が生じる。
Next, as shown in FIG.
4 is etched using an etchant such as hydrofluoric acid. At this time, a part of the protruding portion 22 is also etched, and thus, the trench element isolation region 23 is formed. Then, the insulating layer 2 is formed through the above-described step of etching the pad layer 12 and the step of etching the sacrificial oxide film 24.
0, at the top end, as shown in FIG.
5 results.

【0049】図23は、図11におけるくぼみ25を模
式的に示す拡大断面図である。図23と図28とを比較
することにより、エッジ部をラウンディング形状にした
本実施の形態の方が、くぼみにおけるシリコン基板10
および絶縁層20の傾斜がより緩やかになり、くぼみ2
5は、従来例にかかるくぼみ125より、緩やかな面に
よって形成されているのがわかる。このことによる作用
効果を後に詳述する。
FIG. 23 is an enlarged sectional view schematically showing the depression 25 in FIG. By comparing FIG. 23 and FIG. 28, it is found that the present embodiment in which the edge portion has a rounding shape is
And the slope of the insulating layer 20 becomes gentler, and the depression 2
It can be seen that No. 5 is formed by a gentler surface than the recess 125 according to the conventional example. The function and effect of this will be described later in detail.

【0050】(4)ゲート電極の形成 次いで、図12に示すように、トレンチ素子分離領域2
3により画定された素子領域の上に、酸化膜26を形成
する。この酸化膜26の一部は、ゲート酸化膜28とな
る。
(4) Formation of Gate Electrode Next, as shown in FIG.
An oxide film 26 is formed on the element region defined by 3. A part of the oxide film 26 becomes a gate oxide film 28.

【0051】図13に示すように、絶縁層20および酸
化膜26の上にCVD法などによって、多結晶シリコン
層40を形成する。多結晶シリコン層40はドーピング
されいる。多結晶シリコン層40を形成したことによ
り、くぼみ25にも、多結晶シリコンが充填される。
As shown in FIG. 13, a polycrystalline silicon layer 40 is formed on insulating layer 20 and oxide film 26 by a CVD method or the like. The polycrystalline silicon layer 40 is doped. By forming the polycrystalline silicon layer 40, the depression 25 is also filled with polycrystalline silicon.

【0052】多結晶シリコン層40の表面に、金属シリ
サイド層42を形成する。金属シリサイド層42の材質
としては、タングステン,チタン,モリブデンなどのシ
リサイドなどが挙げられ、その形成方法としては、スタ
ッパリング法などを挙げることができる。
A metal silicide layer 42 is formed on the surface of polycrystalline silicon layer 40. Examples of the material of the metal silicide layer 42 include silicide such as tungsten, titanium, and molybdenum, and examples of the method for forming the silicide layer 42 include a stampering method.

【0053】その後、金属シリサイド層42の表面に酸
化シリコン層44を形成する。酸化シリコン層44の形
成方法としては、たとえばCVD法などが挙げられる。
Thereafter, a silicon oxide layer 44 is formed on the surface of the metal silicide layer 42. As a method for forming the silicon oxide layer 44, for example, a CVD method or the like can be given.

【0054】図14に示すように、酸化シリコン層44
の上に、ゲート電極46を形成したい領域を被覆するよ
うな、レジスト層R4を形成する。次いで、このレジス
ト層R4をマスクとして、酸化シリコン層44をエッチ
ングする。
As shown in FIG. 14, the silicon oxide layer 44
A resist layer R4 is formed so as to cover a region where the gate electrode 46 is to be formed. Next, the silicon oxide layer 44 is etched using the resist layer R4 as a mask.

【0055】その後、図15に示すように、レジスト層
R4をアッシングにより除去する。
After that, as shown in FIG. 15, the resist layer R4 is removed by ashing.

【0056】次に、図16に示すように、酸化シリコン
層44をマスクとして、金属シリサイド層42および多
結晶シリコン層40をエッチングする。このようにし
て、多結晶シリコン層40と金属シリサイド層42とか
らなるゲート電極46を形成する。この多結晶シリコン
層40のエッチングの際、くぼみ25におけるシリコン
基板10および絶縁層20の傾斜を緩やかにしているた
め、くぼみ25に充填された多結晶シリコンを確実に除
去することができ、その結果、くぼみ25に多結晶シリ
コンが残らない。そのため、回路のショートを確実に防
ぐことが可能となる。
Next, as shown in FIG. 16, using the silicon oxide layer 44 as a mask, the metal silicide layer 42 and the polycrystalline silicon layer 40 are etched. Thus, a gate electrode 46 composed of the polycrystalline silicon layer 40 and the metal silicide layer 42 is formed. When the polycrystalline silicon layer 40 is etched, the inclination of the silicon substrate 10 and the insulating layer 20 in the depression 25 is made gentle, so that the polycrystalline silicon filled in the depression 25 can be surely removed. , No polycrystalline silicon remains in the depression 25. Therefore, it is possible to reliably prevent a short circuit.

【0057】(5)ソース/ドレインの形成 図17に示すように、n型レトログレードウエル30を
覆うレジスト層R5を形成する。このレジスト層R5を
マスクとして、p型レトログレードウエル32中に、リ
ンなどをイオン注入し、ソース/ドレイン領域を構成す
る低濃度のn型不純物拡散層50aを形成する。
(5) Formation of Source / Drain As shown in FIG. 17, a resist layer R5 covering the n-type retrograde well 30 is formed. Using the resist layer R5 as a mask, phosphorus or the like is ion-implanted into the p-type retrograde well 32 to form a low-concentration n-type impurity diffusion layer 50a constituting source / drain regions.

【0058】レジスト層R5を除去した後、図18に示
すように、p型レトログレードウエル32を覆うレジス
ト層R6を形成する。このレジスト層R6をマスクとし
て、n型レトログレードウエル30中に、ボロンなどを
イオン注入し、ソース/ドレイン領域を構成する低濃度
のp型不純物拡散層60aを形成する。
After removing the resist layer R5, a resist layer R6 covering the p-type retrograde well 32 is formed as shown in FIG. Using the resist layer R6 as a mask, boron or the like is ion-implanted into the n-type retrograde well 30 to form a low-concentration p-type impurity diffusion layer 60a constituting source / drain regions.

【0059】次に、レジスト層R6を除去した後、CV
D法などによって、絶縁層(図示しない)、たとえばシ
リコン窒化膜,シリコン酸化膜などを全面に形成する。
次いで、図19に示すように、反応性イオンエッチング
などによって、絶縁層を異方性エッチングすることによ
り、サイドウォール絶縁膜70を形成する。
Next, after removing the resist layer R6, the CV
An insulating layer (not shown), for example, a silicon nitride film, a silicon oxide film, or the like is formed on the entire surface by the D method or the like.
Next, as shown in FIG. 19, the sidewall insulating film 70 is formed by anisotropically etching the insulating layer by reactive ion etching or the like.

【0060】次に、図20に示すように、n型レトログ
レードウエル30を覆うレジスト層R7を形成する。こ
のレジスト層R7と、ゲート電極46と、サイドウォー
ル絶縁膜70とをマスクとして、リンなどの不純物を、
p型レトログレードウエル32中にイオン注入し、高濃
度のn型不純物拡散層50bを形成する。これにより、
LDD構造のn型不純物拡散層50が形成される。
Next, as shown in FIG. 20, a resist layer R7 covering the n-type retrograde well 30 is formed. Using the resist layer R7, the gate electrode 46, and the sidewall insulating film 70 as a mask, an impurity such as phosphorus is
Ions are implanted into the p-type retrograde well 32 to form a high-concentration n-type impurity diffusion layer 50b. This allows
An n-type impurity diffusion layer 50 having an LDD structure is formed.

【0061】次に、レジスト層R7を除去した後、図2
1に示すように、p型レトログレードウエル32を覆う
レジスト層R8を形成する。このレジスト層R8と、ゲ
ート電極46と、サイドウォール絶縁膜70とをマスク
として、ボロンなどの不純物を、n型レトログレードウ
エル30中にイオン注入し、高濃度のp型不純物拡散層
60bを形成する。これにより、LDD構造のp型不純
物拡散層60が形成される。
Next, after removing the resist layer R7, FIG.
As shown in FIG. 1, a resist layer R8 covering the p-type retrograde well 32 is formed. Using the resist layer R8, the gate electrode 46, and the sidewall insulating film 70 as a mask, an impurity such as boron is ion-implanted into the n-type retrograde well 30 to form a high-concentration p-type impurity diffusion layer 60b. I do. Thereby, the p-type impurity diffusion layer 60 having the LDD structure is formed.

【0062】次に、レジスト層R8をアッシング除去す
ることにより、図22に示すような、本実施の形態に係
る半導体装置100が完成する。
Next, the resist layer R8 is removed by ashing to complete the semiconductor device 100 according to the present embodiment as shown in FIG.

【0063】本実施の形態において特徴的な点は、主と
して、以下の工程を含む方法により、エッジ部をラウン
ディング形状にした点である。
The characteristic feature of this embodiment is that the edge portion is formed into a rounding shape by a method including the following steps.

【0064】すなわち、1)マスク層14を逆テーパ状
にエッチングする工程と、2)このマスク層14をマス
クとして、シリコン基板10を異方性エッチングするこ
とにより、素子形成領域の表面の端部を露出させ、トレ
ンチ16を形成する工程と、3)シリコン基板10の露
出面を酸化する工程とを含む方法により、エッジ部をラ
ウンディング形状にした点である。
That is, 1) a step of etching the mask layer 14 in a reverse taper shape, and 2) anisotropic etching of the silicon substrate 10 using the mask layer 14 as a mask, thereby forming an end portion of the surface of the element formation region. Is exposed, and a trench 16 is formed, and 3) a step of oxidizing the exposed surface of the silicon substrate 10 has a rounded edge portion.

【0065】この方法によれば、マスク層14のエッチ
ングおよびトレンチ16を形成するためのシリコン基板
10のエッチングを特定の条件で行うこと以外は、従来
と同様の方法で、エッジ部をラウンディング形状にする
ことができる。したがって、本実施の形態は、特別な工
程を付加することなく、簡易なプロセスによって、エッ
ジ部を、ラウンディング形状にすることができるという
利点を有する。
According to this method, except that the etching of the mask layer 14 and the etching of the silicon substrate 10 for forming the trench 16 are performed under specific conditions, the edge portion is formed in a rounding shape in the same manner as the conventional method. Can be Therefore, the present embodiment has an advantage that the edge portion can be formed in a rounding shape by a simple process without adding a special step.

【0066】さらに、本実施の形態においては、以下の
理由で、ラウンディング形状を有するエッジ部の曲率半
径を、容易に制御することができ、必要に応じて、曲率
半径の大きなラウンディング形状を有するエッジ部を得
ることができるという利点を有する。
Further, in the present embodiment, the radius of curvature of the edge portion having the rounding shape can be easily controlled for the following reason. If necessary, the rounding shape having the large radius of curvature can be changed. This has the advantage that an edge portion having the same can be obtained.

【0067】第1に、素子形成領域の端部が露出し、従
来例のようにストッパ層14で覆われていないため、エ
ッジ部が酸化される際、そのエッジ部はストッパ層14
の影響を受けないからである。
First, since the edge of the element formation region is exposed and is not covered with the stopper layer 14 as in the conventional example, the edge is oxidized when the edge is oxidized.
Because it is not affected.

【0068】第2に、素子形成領域の端部が露出してい
るため、酸化種がエッジ部内に入りこみ易くなり、酸化
時間を短くすることができるからである。
Second, since the end of the element formation region is exposed, the oxidized species easily enters the edge, and the oxidation time can be shortened.

【0069】また、エッジ部をラウンディング形状にし
たことにより、くぼみ25の幅が広くなるため、深さに
対する幅の比(幅/深さ)を小さくすることができ、く
ぼみ25を緩やかにすることができる。このため、その
後の電極材(たとえば多結晶シリコン)をエッチングす
る際、くぼみ25に充填された電極材を確実に除去する
ことができ、その結果、回路のショートを確実に防ぐこ
とが可能となる。
Since the width of the recess 25 is increased by forming the edge portion in a rounding shape, the ratio of width to depth (width / depth) can be reduced, and the recess 25 is made gentle. be able to. Therefore, when etching the electrode material (for example, polycrystalline silicon) thereafter, the electrode material filled in the recess 25 can be reliably removed, and as a result, a short circuit of the circuit can be reliably prevented. .

【0070】また、図7に示すように、突出部22は、
シリコン基板10に向かうにしたがって、外方に広がる
形状を有しており、突出部22の端部は、素子形成領域
の端部を被覆している。このような突出部22の端部が
存在するため、くぼみ25における絶縁層の傾斜を確実
に緩やかにすることができる。
Further, as shown in FIG.
It has a shape that spreads outward toward the silicon substrate 10, and the end of the protruding portion 22 covers the end of the element formation region. Since such an end of the protruding portion 22 exists, the inclination of the insulating layer in the recess 25 can be surely made gentle.

【0071】また、上記実施の形態は、本発明の要旨を
越えない範囲において、種々の変更が可能である。
The above embodiment can be variously modified without departing from the gist of the present invention.

【0072】[0072]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment.

【図2】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method of manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図3】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図4】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図5】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図6】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図7】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図8】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図9】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の工
程を模式的に示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図10】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図11】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 11 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図12】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view schematically showing a step of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図13】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 13 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to the embodiment.

【図14】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図15】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図16】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 16 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図17】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図18】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図19】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図20】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 20 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図21】実施の形態にかかる半導体装置の製造方法の
工程を模式的に示す断面図である。
FIG. 21 is a cross-sectional view schematically showing a step of the method for manufacturing the semiconductor device according to the embodiment.

【図22】実施の形態にかかる半導体装置を模式的に示
す断面図である。
FIG. 22 is a cross-sectional view schematically showing a semiconductor device according to an embodiment.

【図23】図11におけるくぼみを拡大した断面模式図
である。
FIG. 23 is a schematic cross-sectional view in which the depression in FIG. 11 is enlarged.

【図24】従来例にかかる半導体装置の製造方法の工程
を模式的に示す断面図である。
FIG. 24 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method of manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図25】従来例にかかる半導体装置の製造方法の工程
を模式的に示す断面図である。
FIG. 25 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図26】従来例にかかる半導体装置の製造方法の工程
を模式的に示す断面図である。
FIG. 26 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図27】従来例にかかる半導体装置の製造方法の工程
を模式的に示す断面図である。
FIG. 27 is a cross-sectional view schematically showing steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to a conventional example.

【図28】図27におけるくぼみを拡大した断面模式図
である。
FIG. 28 is an enlarged schematic cross-sectional view of the depression in FIG. 27;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 シリコン基板 12 パッド層 14 マスク層 16 トレンチ 18 トレンチ酸化膜 20 絶縁層 22 突出部 23 トレンチ素子分離領域 24 犠牲酸化膜 25 くぼみ 26 酸化膜 28 ゲート酸化膜 30 n型のレトログレードウエル 32 p型のレトログレードウエル 40 多結晶シリコン層 42 金属シリサイド層 44 酸化シリコン層 46 ゲート電極 50 n型不純物拡散層 50a 低濃度のn型不純物拡散層 50b 高濃度のn型不純物拡散層 60 p型不純物拡散層 60a 低濃度のp型不純物拡散層 60b 高濃度のp型不純物拡散層 70 サイドウォール絶縁膜 80 n型MOS素子 82 p型MOS素子 100 半導体装置 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Silicon substrate 12 Pad layer 14 Mask layer 16 Trench 18 Trench oxide film 20 Insulating layer 22 Projection 23 Trench element isolation region 24 Sacrificial oxide film 25 Indentation 26 Oxide film 28 Gate oxide film 30 n-type retrograde well 32 p-type Retrograde well 40 polycrystalline silicon layer 42 metal silicide layer 44 silicon oxide layer 46 gate electrode 50 n-type impurity diffusion layer 50a low concentration n-type impurity diffusion layer 50b high concentration n-type impurity diffusion layer 60 p-type impurity diffusion layer 60a Low-concentration p-type impurity diffusion layer 60b High-concentration p-type impurity diffusion layer 70 Sidewall insulating film 80 n-type MOS element 82 p-type MOS element 100 Semiconductor device

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 以下の工程(a)〜(f)を含むトレン
チ素子分離領域を有する半導体装置の製造方法。(a)
シリコン基板の表面にパッド層を形成する工程、(b)
前記パッド層の表面に、マスク層を形成する工程、
(c)前記マスク層および前記パッド層を所定のパター
ンにエッチングする工程であって、 前記マスク層を、前記シリコン基板から離れるにしたが
って、外方に広がる逆テーパ形状にエッチングする工
程、(d)前記マスク層をマスクとして前記シリコン基
板をエッチングし、素子分離溝を形成する工程であっ
て、 前記シリコン基板を異方性エッチングし、前記シリコン
基板の素子が形成される領域の表面の端部を露出させる
工程、(e)露出した前記シリコン基板の表面を酸化す
ることにより、前記シリコン基板の上部のエッジ部をラ
ウンディング形状にする工程、および(f)前記素子分
離溝に絶縁層を充填し、トレンチ素子分離領域を形成す
る工程。
1. A method of manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region including the following steps (a) to (f). (A)
Forming a pad layer on the surface of the silicon substrate, (b)
Forming a mask layer on the surface of the pad layer;
(C) etching the mask layer and the pad layer into a predetermined pattern, and etching the mask layer into an inversely tapered shape that spreads outward as the distance from the silicon substrate increases; Etching the silicon substrate using the mask layer as a mask to form an element isolation groove, anisotropically etching the silicon substrate, and removing an edge of a surface of a region of the silicon substrate where an element is formed. Exposing, (e) oxidizing the exposed surface of the silicon substrate to make an upper edge portion of the silicon substrate a rounding shape, and (f) filling the element isolation trench with an insulating layer. Forming a trench element isolation region.
【請求項2】 請求項1において、 前記工程(c)において形成されるマスク層は、該マス
ク層の側面と、前記シリコン基板の素子が形成される領
域の表面とのなす角が、70〜85°である、トレンチ
素子分離領域を有する半導体装置の製造方法。
2. The mask layer formed in the step (c) according to claim 1, wherein an angle between a side surface of the mask layer and a surface of a region of the silicon substrate where an element is formed is 70 to 200. A method for manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region of 85 °.
【請求項3】 請求項1または請求項2において、 前記工程(d)におけるエッチングは、反応性イオンエ
ッチングである、トレンチ素子分離領域を有する半導体
装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region according to claim 1, wherein the etching in the step (d) is reactive ion etching.
【請求項4】 請求項1ないし請求項3のいずれかにお
いて、 前記工程(d)において形成される、露出された、前記
シリコン基板の素子が形成される領域の表面の端部の幅
は、10〜55nmである、トレンチ素子分離領域を有
する半導体装置の製造方法。
4. The method according to claim 1, wherein the width of the exposed end of the surface of the region of the silicon substrate where the element is formed, formed in the step (d), is: A method for manufacturing a semiconductor device having a trench element isolation region of 10 to 55 nm.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20020081901A (en) * 2001-04-20 2002-10-30 아남반도체 주식회사 Method for forming a isolation layer of trench type
JP3420103B2 (en) 1999-04-13 2003-06-23 Necエレクトロニクス株式会社 Silicon shallow trench etching method for element isolation

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