JP2003332413A - Semiconductor element isolation layer and method for forming insulated gate transistor - Google Patents
Semiconductor element isolation layer and method for forming insulated gate transistorInfo
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Landscapes
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- Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体基板または
基板に支持された半導体に、ドライエッチングで溝(ト
レンチ)を形成し、当該トレンチ内を絶縁物で埋め込ん
だ半導体素子分離層の形成方法と、この半導体素子分離
層の形成工程を含む絶縁ゲートトランジスタの形成方法
とに関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of forming a semiconductor element isolation layer in which a trench is formed in a semiconductor substrate or a semiconductor supported by the substrate by dry etching and the trench is filled with an insulator. , And a method for forming an insulated gate transistor including the step of forming a semiconductor element isolation layer.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体素子分離法としては、従来のLO
COS法では微細化が難しいためSTI(Shallo
w Trench Isolation)などのトレン
チ素子分離法が主流となっている。トレンチ素子分離法
では、窒化シリコンなどのマスク層で素子形成部を保護
した状態で、マスク層周囲の半導体基板表面をドライエ
ッチングにより掘り下げてトレンチを形成し、トレンチ
内面を薄く酸化した後、酸化シリコンなどの絶縁物をト
レンチ内に埋め込み、平坦化する。マスク層を除去し、
トレンチ周囲の基板表面(素子活性領域)に所望の半導
体素子を形成する。2. Description of the Related Art A conventional LO is used as a semiconductor element isolation method.
Since it is difficult to miniaturize by the COS method, STI (Shallow
Trench element isolation methods such as w Trench Isolation) have become mainstream. In the trench element isolation method, with the element formation portion protected by a mask layer such as silicon nitride, the semiconductor substrate surface around the mask layer is dug down by dry etching to form a trench, and the inner surface of the trench is thinly oxidized, followed by silicon oxide. An insulator such as is buried in the trench and planarized. Remove the mask layer,
A desired semiconductor element is formed on the substrate surface (element active region) around the trench.
【0003】図5に、MOSトランジスタの一般的なパ
ターンを示す。この図5で、符号100bは、トレンチ
素子分離層105が周囲に形成されることにより残され
た半導体基板の表面領域(活性領域)である。この活性
領域100bに対しゲート電極107のゲートフィンガ
ー部が図示のように重なる場合、そのゲートフィンガー
部と活性領域100bの重なり部分の幅がゲート長L
g、その重なり部分の長さがゲート幅Wgとなる。FIG. 5 shows a general pattern of a MOS transistor. In FIG. 5, reference numeral 100b denotes a surface region (active region) of the semiconductor substrate left by the trench element isolation layer 105 formed around. When the gate finger portion of the gate electrode 107 overlaps the active region 100b as shown, the width of the overlapping portion of the gate finger portion and the active region 100b is the gate length L.
g, the length of the overlapping portion becomes the gate width Wg.
【0004】図6(A)〜図8(C)に、このMOSト
ランジスタの形成方法を示す。これらの図は、図5のA
−A線の断面図である。まず、二酸化シリコンなどのパ
ッド膜101と、窒化シリコンなどのマスク層102を
シリコン基板100の上に形成し、この上にトランジス
タの活性領域を覆うパターンのレジスト103を形成す
る(図6(A))。このレジスト103をマスクにマス
ク層102とパッド膜101をエッチングし(図6
(B))、露出したシリコン表面をドライエッチングに
より掘り下げてトレンチ100aを形成する(図6
(C))。FIGS. 6A to 8C show a method of forming this MOS transistor. These figures are shown in FIG.
It is a sectional view taken along the line A. First, a pad film 101 such as silicon dioxide and a mask layer 102 such as silicon nitride are formed on a silicon substrate 100, and a resist 103 having a pattern covering an active region of a transistor is formed thereon (FIG. 6A). ). The mask layer 102 and the pad film 101 are etched using the resist 103 as a mask (see FIG.
(B), the exposed silicon surface is dug down by dry etching to form a trench 100a (FIG. 6).
(C)).
【0005】つぎに、トレンチ100a内の露出表面を
熱酸化して二酸化シリコン膜104を形成し(図7
(A))、トレンチ100aおよびマスク層102を完
全に埋め込む位に厚い二酸化シリコンからなる埋め込み
酸化膜105aを堆積する(図7(B))。この状態で
CMP等の平坦化法によって埋め込み酸化膜を研磨し、
マスク層102が露出したところで終点検出して研磨を
停止する(図7(C))。Next, the exposed surface in the trench 100a is thermally oxidized to form a silicon dioxide film 104 (see FIG. 7).
(A)), a buried oxide film 105a made of thick silicon dioxide is deposited so as to completely fill the trench 100a and the mask layer 102 (FIG. 7B). In this state, the buried oxide film is polished by a flattening method such as CMP,
When the mask layer 102 is exposed, the end point is detected and polishing is stopped (FIG. 7C).
【0006】露出したマスク層102を、燐酸を含むエ
ッチャントを用いて選択的に除去し(図8(A))、さ
らにパッド膜101を、フッ酸を含むエッチャントを用
いて選択的に除去する(図8(B))。このとき、埋め
込み酸化膜105の表面およびその下の二酸化シリコン
膜104の端部とともにパッド膜101がエッチングさ
れ、活性領域100bが表面に露出する。露出した活性
領域100bを、フッ酸処理などで洗浄して自然酸化膜
等を除去した後に熱酸化してゲート酸化膜106を形成
し、続いて、不純物を含むドープドポリシリコンを堆積
し、このドープドポリシリコンを、レジスト等をマスク
としたドライエッチングによりゲートパターンにエッチ
ングする。これにより、ゲート電極107が形成される
(図8(C))。その後は、サイドウォール形成の前後
で2回のイオン注入を行ってLDD構造を有し、活性領
域100bとは逆導電型のソース・ドレイン不純物領域
(不図示)を形成するなどしてMOSトランジスタを完
成させる。The exposed mask layer 102 is selectively removed using an etchant containing phosphoric acid (FIG. 8A), and the pad film 101 is selectively removed using an etchant containing hydrofluoric acid (FIG. FIG. 8B). At this time, the pad film 101 is etched together with the surface of the buried oxide film 105 and the end portion of the silicon dioxide film 104 thereunder, so that the active region 100b is exposed on the surface. The exposed active region 100b is washed by hydrofluoric acid treatment or the like to remove a natural oxide film and the like, and then thermally oxidized to form a gate oxide film 106. Subsequently, doped polysilicon containing impurities is deposited. The doped polysilicon is etched into a gate pattern by dry etching using a resist or the like as a mask. As a result, the gate electrode 107 is formed (FIG. 8C). After that, ion implantation is performed twice before and after the formation of the sidewall to form a source / drain impurity region (not shown) having an LDD structure and a conductivity type opposite to that of the active region 100b, thereby forming a MOS transistor. Finalize.
【0007】このように形成されるトレンチ素子分離層
は微細MOS LSIの形成に不可欠であるが、MOS
トランジスタの閾値がばらつき、スタンバイ電流の増加
を引き起こす逆狭チャネル効果の問題がある。逆狭チャ
ネル効果とは、MOSトランジスタのゲート電極幅Wg
が減少するに伴って、その閾値電圧が低下し、オフ電流
が増加する現象である。The trench isolation layer thus formed is indispensable for forming a fine MOS LSI.
There is a problem of the reverse narrow channel effect which causes variations in the threshold value of the transistor and causes an increase in standby current. The reverse narrow channel effect means the gate electrode width Wg of the MOS transistor.
Is a phenomenon in which the threshold voltage is lowered and the off-current is increased as is decreased.
【0008】図9(A)は、ゲート幅Wgを縮小してい
ったときのトランジスタの閾値電圧Vthの変化を示す
グラフである。また、図9(B)は、閾値電圧低下が起
こった場合のトランジスタのVg−Ig特性変化を示す
グラフである。トランジスタサイズが比較的大きい場合
にはトランジスタのゲート幅Wgの縮小とともに閾値電
圧Vthが上昇する狭チャネル効果が生じるが、トラン
ジスタサイズが極めて小さくなると、この図9(A)の
ように、逆に閾値電圧Vthが低下する逆狭チャネル効
果が支配的となる。逆狭チャネル効果により閾値電圧V
thが低下すると、図9(B)に示すように、ゲート電
圧Vgが印加されていないときのドレイン電流Id(オ
フ電流Ioff)が増加するため、その結果として、ス
イッチング速度の低下、消費電力の増大、あるいは回路
の誤動作などの様々な弊害をもたらす。FIG. 9A is a graph showing changes in the threshold voltage Vth of the transistor when the gate width Wg is reduced. Further, FIG. 9B is a graph showing a change in Vg-Ig characteristics of the transistor when the threshold voltage is lowered. When the transistor size is relatively large, a narrow channel effect occurs in which the gate width Wg of the transistor is reduced and the threshold voltage Vth rises. However, when the transistor size becomes extremely small, the threshold value is reversed, as shown in FIG. 9A. The inverse narrow channel effect in which the voltage Vth decreases becomes dominant. Threshold voltage V due to inverse narrow channel effect
When th decreases, as shown in FIG. 9B, the drain current Id (off current Ioff) when the gate voltage Vg is not applied increases, and as a result, the switching speed decreases and power consumption decreases. It causes various harmful effects such as increase or malfunction of the circuit.
【0009】逆狭チャネル効果の原因は、上記パッド酸
化膜101の除去およびゲート酸化膜106の形成直前
のフッ酸処理によってトレンチに埋め込んだ酸化シリコ
ン膜の膜減りが生じ、トレンチ上部のコーナー部に寄生
トランジスタが生じることにある。図10(A)は、ゲ
ート電極となるポリシリコンを堆積した直後の断面模式
図である。また、図10(B)は、寄生トランジスタ形
成箇所を示す図である。埋め込み酸化膜105、パッド
膜102が二酸化シリコンからなるので、活性領域10
0bの自然酸化膜を除去するためにゲート酸化膜形成の
前処理でフッ酸処理を行う場合、埋め込み酸化膜105
が膜減りする。また、とくにストレスが集中したトレン
チ100のコーナー部で二酸化シリコンのエッチングが
進む。その結果、この部分にくぼみ(ディボット)が生
じる。その後、ゲート酸化膜106を形成し、ドープド
ポリシリコン107を堆積すると、このトレンチのコー
ナー部に寄生トランジスタが生じることとなる。寄生ト
ランジスタは、本来のMOSトランジスタより閾値電圧
が低く、これが逆狭チャネル効果を引き起こす。このデ
ィボットの形成は、ゲート酸化膜の形成時にも促進され
る。つまり、シリコンの酸化剤である酸素は単結晶シリ
コンより酸化シリコン内のほうが、拡散速度が速いた
め、ゲート酸化膜時にトレンチ内を通ってトレンチコー
ナー部のシリコンを酸化することが考えられ、これによ
ってディボット量が増大する。The cause of the reverse narrow channel effect is the removal of the pad oxide film 101 and the hydrofluoric acid treatment just before the formation of the gate oxide film 106 causes the silicon oxide film buried in the trenches to be thinned, resulting in a corner portion at the upper part of the trench. There is a parasitic transistor. FIG. 10A is a schematic sectional view immediately after depositing polysilicon to be a gate electrode. Further, FIG. 10B is a diagram showing a parasitic transistor formation portion. Since the buried oxide film 105 and the pad film 102 are made of silicon dioxide, the active region 10
When the hydrofluoric acid treatment is performed as a pretreatment for forming the gate oxide film to remove the natural oxide film of 0b, the buried oxide film 105
Is reduced. Further, etching of silicon dioxide proceeds at the corners of the trench 100 where stress is particularly concentrated. As a result, a depression (divot) occurs in this portion. After that, when the gate oxide film 106 is formed and the doped polysilicon 107 is deposited, a parasitic transistor is generated at the corner portion of this trench. The parasitic transistor has a lower threshold voltage than the original MOS transistor, which causes an inverse narrow channel effect. The formation of the divot is promoted also when the gate oxide film is formed. In other words, since oxygen, which is an oxidizer for silicon, has a higher diffusion rate in silicon oxide than in single crystal silicon, it is considered that silicon in the trench corner portion is oxidized through the inside of the trench when the gate oxide film is formed. The amount of divot increases.
【0010】寄生トランジスタ部で閾値電圧Vthが低
下する原因として、第1に、トレンチコーナー部での電
界が集中することが挙げられる。また、第2に、このト
レンチコーナー部でチャネル濃度が低下することが挙げ
られる。このうち第1の原因であるトレンチコーナー部
での電界集中の緩和のためには、トレンチ形成後の熱酸
化シリコン膜の酸化膜厚を制御して、コーナー部の丸め
量を最適化する方法が、ある程度有効である。しかし、
それだけでは十分でなく、上記した第2の原因に対して
も対策をとる必要がある。The first cause of the decrease in the threshold voltage Vth in the parasitic transistor section is that the electric field is concentrated in the trench corner section. Secondly, the channel concentration decreases at the trench corners. In order to alleviate the electric field concentration at the trench corner portion, which is the first cause, a method of controlling the oxide film thickness of the thermal oxide silicon film after the trench formation to optimize the rounding amount of the corner portion is proposed. , To some extent effective. But,
That is not enough, and it is necessary to take measures against the above-mentioned second cause.
【0011】この第2の原因であるトレンチコーナー部
でのチャネル濃度の低下を補償するためには、例えば
“1997 Symposium on VLSI T
echnology Digest of Techn
ical Paper pp125〜126”に記載さ
れた技術のように、トレンチ形成後に、フォトレジスト
をP型MOS領域のみ覆うように形成し、基板を回転さ
せながらボロンを斜めイオン注入し、その後、フォトレ
ジストを剥離してからトレンチコーナー部の丸めのため
にトレンチ内壁を熱酸化する方法が提案されている(以
下、第1の先行技術という)。In order to compensate for the decrease in channel concentration at the trench corner portion, which is the second cause, for example, "1997 Symposium on VLSI T" is used.
technology Digest of Techn
As described in "Technical Paper pp125-126", after forming the trench, the photoresist is formed so as to cover only the P-type MOS region, and the boron is obliquely ion-implanted while rotating the substrate. A method has been proposed in which the inner wall of the trench is thermally oxidized in order to round the trench corner portion after peeling (hereinafter referred to as the first prior art).
【0012】また、小野らは、“1997 Inter
national Electron Device
Meeting Technical Digest”
において、トレンチ側壁に窒素をイオン注入することで
逆狭チャネル効果を抑制できると報告しており、そのメ
カニズムを以下の(1)および(2)ように説明してい
る。
(1)通常、LDD端近傍では遷移増速拡散(TED)
によって不純物(Boron)がパイルアップし、不純
物濃度が高くなり、閾値電圧Vthが深くなっている。
ところが、トレンチ側近傍では、TEDを引き起こす格
子間シリコンがトレンチ側壁の酸化膜とシリコンとの界
面に吸収されるため不純物濃度が低下し、その結果、閾
値電圧Vthが浅くなる。この効果は、トランジスタ幅
Wgが小さくなるほど顕著となり、逆狭チャネル効果と
呼ばれる現象となる。
(2)トレンチ側壁に窒素のイオン注入を行うと、その
後の熱処理プロセスで酸化膜とシリコンの界面に窒素が
パイルアップする。その窒素は、TEDを引き起こす格
子間シリコンがトレンチ側壁の酸化膜とシリコンの界面
に吸収されることを抑制する働きをし、その結果、トレ
ンチ側壁近くであっても不純物はLDD付近にパイルア
ップする。この結果、逆狭チャネル効果が抑制される。
このような逆狭チャネル効果等の抑止を目的として、例
えば特許第3064994号公報、あるいは特開平20
00−133700号公報には、トレンチ側壁を直接、
熱窒化(または熱酸窒化)、あるいは窒素をイオン注入
する技術が提案されている(以下、先行技術2とい
う)。Also, Ono et al., “1997 Inter
national Electron Device
Meeting Technical Digest ”
Report that it is possible to suppress the reverse narrow channel effect by implanting nitrogen into the sidewall of the trench, and the mechanism is described as (1) and (2) below. (1) Normally, transition enhanced diffusion (TED) near the LDD edge
As a result, impurities (Boron) are piled up, the impurity concentration is increased, and the threshold voltage Vth is increased.
However, in the vicinity of the trench side, interstitial silicon that causes TED is absorbed by the interface between the oxide film on the side wall of the trench and the silicon, so that the impurity concentration decreases, and as a result, the threshold voltage Vth becomes shallow. This effect becomes more remarkable as the transistor width Wg becomes smaller, which is a phenomenon called an inverse narrow channel effect. (2) When nitrogen ion implantation is performed on the sidewalls of the trench, nitrogen piles up at the interface between the oxide film and silicon in the subsequent heat treatment process. The nitrogen functions to prevent the interstitial silicon that causes TED from being absorbed in the interface between the oxide film and the silicon on the trench sidewall, and as a result, the impurities pile up near the LDD even near the trench sidewall. . As a result, the inverse narrow channel effect is suppressed.
For the purpose of suppressing such an inverse narrow channel effect or the like, for example, Japanese Patent No. 3064994, or Japanese Patent Laid-Open No. 20-195940.
No. 00-133700, the trench sidewall is directly
A technique of thermally nitriding (or thermally oxynitriding) or implanting nitrogen ions has been proposed (hereinafter referred to as Prior Art 2).
【0013】[0013]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上述した先
行技術2において窒素をイオン注入する方法では、十分
な格子間シリコンの吸収効果を得るためには窒素を多量
にイオン注入する必要がある。その結果、後の熱処理プ
ロセスで転移ループ等の結晶欠陥が形成され、接合リー
ク等の問題が引き起こされる。また、トレンチ内壁を直
接、熱窒化または熱酸窒化して窒化シリコン層(酸窒化
シリコン層)を形成する場合でも、トレンチ形成時のダ
メージが残留したままとなりリーク電流の増加、耐圧の
低下を十分に回避できない。このことは、前述した先行
技術1のようにボロンを選択的にトレンチ壁面にイオン
注入する方法でも同じであり、また、特に、この先行技
術1は、マスク枚数の増加を伴いコスト的に不利であ
る。However, in the method of ion-implanting nitrogen in the prior art 2 described above, it is necessary to ion-implant a large amount of nitrogen in order to obtain a sufficient absorption effect of interstitial silicon. As a result, crystal defects such as dislocation loops are formed in the subsequent heat treatment process, which causes problems such as junction leakage. Further, even when the inner wall of the trench is directly thermally nitrided or thermally oxynitrided to form the silicon nitride layer (silicon oxynitride layer), damage during the trench formation remains and the leak current increases and the breakdown voltage decreases sufficiently. I can't avoid it. This is the same in the method of selectively implanting boron into the trench wall surface as in the prior art 1 described above. In particular, the prior art 1 is disadvantageous in terms of cost as the number of masks increases. is there.
【0014】本発明の目的は、マスク枚数の増加を伴わ
ずに逆狭チャネル効果を有効に抑止できる半導体素子分
離層の形成方法と、その方法を用いた絶縁ゲートトラン
ジスタの形成方法を提供することにある。An object of the present invention is to provide a method for forming a semiconductor element isolation layer that can effectively suppress the reverse narrow channel effect without increasing the number of masks, and a method for forming an insulated gate transistor using the method. It is in.
【0015】[0015]
【課題を解決するための手段】本発明の第1の観点に係
る半導体素子分離層の形成方法は、上記した目的を達成
するためのものであり、半導体基板または基板に支持さ
れた半導体の表面の一部をドライエッチングにより掘り
下げてトレンチを形成する工程と、トレンチ内壁に犠牲
酸化膜を形成する工程と、形成した犠牲酸化膜を除去す
る工程と、トレンチ内壁に窒化膜を形成する工程と、窒
化膜が形成されたトレンチ内部を絶縁物質で埋め込む工
程とを含む。好適に、上記トレンチの形成工程が、上記
半導体基板または半導体の表面に、半導体素子の活性領
域を覆うパターンのマスク層を形成する工程と、当該マ
スク層周囲の半導体をドライエッチングにより掘り下げ
てトレンチを形成する工程と、トレンチ内に絶縁物を埋
め込んで平坦化によりマスク層上の絶縁物を除去する工
程とを含む。上記犠牲酸化膜の除去はウエットエッチン
グにより行うと、より望ましい。また、上記窒化膜の形
成は化学的気相堆積法により行い、その後にアニールを
行うと、より望ましい。A method for forming a semiconductor element isolation layer according to a first aspect of the present invention is for achieving the above-mentioned object, and is a semiconductor substrate or a surface of a semiconductor supported by the substrate. A step of forming a trench by digging a part of it by dry etching, a step of forming a sacrificial oxide film on the inner wall of the trench, a step of removing the formed sacrificial oxide film, and a step of forming a nitride film on the inner wall of the trench, Filling the inside of the trench where the nitride film is formed with an insulating material. Suitably, the step of forming the trench, on the surface of the semiconductor substrate or semiconductor, a step of forming a mask layer of a pattern covering the active region of the semiconductor element, and the trench around the semiconductor around the mask layer is dug by dry etching. The method includes a step of forming and a step of burying an insulator in the trench and planarizing the trench to remove the insulator on the mask layer. It is more desirable to remove the sacrificial oxide film by wet etching. It is more desirable to form the nitride film by a chemical vapor deposition method and then perform annealing.
【0016】本発明の第2の観点に係る絶縁ゲートトラ
ンジスタの形成方法は、上述した目的を達成するための
ものであり、半導体基板または基板に支持された半導体
の表面にトレンチを形成する工程と、トレンチ内壁に犠
牲酸化膜を形成する工程と、形成した犠牲酸化膜を除去
する工程と、トレンチ内壁に窒化膜を形成する工程と、
窒化膜が形成されたトレンチ内部を絶縁物質で埋め込む
工程と、トレンチ周囲の半導体部分である素子活性領域
上に、ゲート絶縁膜を介在させてゲート電極を形成する
工程と、ゲート電極とトレンチ間の素子活性領域に、当
該素子活性領域とは逆の導電型の不純物を導入してソー
ス・ドレイン領域を形成する工程とを含む。A method for forming an insulated gate transistor according to a second aspect of the present invention is for achieving the above-mentioned object, and includes a step of forming a trench on the surface of a semiconductor substrate or a semiconductor supported by the substrate. A step of forming a sacrificial oxide film on the inner wall of the trench, a step of removing the formed sacrificial oxide film, a step of forming a nitride film on the inner wall of the trench,
A step of filling the inside of the trench in which the nitride film is formed with an insulating material; a step of forming a gate electrode with a gate insulating film interposed on an element active region which is a semiconductor portion around the trench; and a step between the gate electrode and the trench. A step of introducing into the element active region an impurity of a conductivity type opposite to that of the element active region to form source / drain regions.
【0017】これらの半導体素子分離層および絶縁ゲー
トトランジスタの形成方法では、半導体基板または半導
体層の表面にマスク層を形成し、マスク層周囲に露出し
た半導体をドライエッチングにより掘り下げる。このと
きのエッチングダメージ層を除去するために犠牲酸化膜
を形成し、続いて、この犠牲酸化膜をウエットエッチン
グ等で除去し、再びトレンチ内面を露出させる。露出し
たトレンチ内面に、化学的気相堆積法などの低ダメージ
の成膜方法により窒化膜を形成し、必要に応じてアニー
ルを行った後、絶縁物でトレンチ内を埋め込む。絶縁物
を平坦化してマスク層上部の絶縁物を除去し、当該マス
ク層を除去する。In these methods for forming the semiconductor element isolation layer and the insulated gate transistor, a mask layer is formed on the surface of the semiconductor substrate or the semiconductor layer, and the semiconductor exposed around the mask layer is dug down by dry etching. A sacrificial oxide film is formed to remove the etching damage layer at this time, and then the sacrificial oxide film is removed by wet etching or the like to expose the inner surface of the trench again. A nitride film is formed on the exposed inner surface of the trench by a low-damage film forming method such as a chemical vapor deposition method, annealing is performed as necessary, and then the trench is filled with an insulator. The insulator is planarized to remove the insulator above the mask layer, and the mask layer is removed.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る半導体素子分
離層および絶縁ゲートトランジスタの形成方法の実施の
形態を、図5のパターンを有したN型チャネルのMOS
トランジスタを例として説明する。図1(A)〜図4
(C)は、このMOSトランジスタの形成方法を示す図
であり、図5のA−A線の断面図である。まず、P型シ
リコンウェーハ、あるいは基板に支持されたP型SOI
層など(以下、単に基板1という)を用意する。図1
(A)に示すように、マスク層3の密着性および基板と
のストレスを緩和するパッド膜2となる二酸化シリコン
などの膜2aと、マスク層3となる窒化シリコンなどの
膜3aを基板1の上に形成する。これらの膜厚および形
成方法に限定はないが、マスク層3は、後で研磨のスト
ッパとして終点検出に用いることから、トレンチの埋め
込み絶縁膜と比較して研磨で削れにくく緻密で化学的に
もエッチング速度が低い材料が選択される。たとえば、
パッド膜となる二酸化シリコン膜2aを熱酸化により1
0nm程度、マスク層となる窒化シリコン膜3aをCV
D法により110nm程度形成する。この上にトランジ
スタの活性領域を覆うパターンのレジスト4をフォトリ
ソグラフィにより形成する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of a method for forming a semiconductor element isolation layer and an insulated gate transistor according to the present invention will be described below with reference to an N-type channel MOS having a pattern shown in FIG.
A transistor will be described as an example. 1 (A) to 4
(C) is a diagram showing a method for forming this MOS transistor, and is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5. First, a P-type SOI wafer supported by a P-type silicon wafer or substrate
A layer or the like (hereinafter simply referred to as the substrate 1) is prepared. Figure 1
As shown in (A), a film 2 a of silicon dioxide or the like to be the pad film 2 for relaxing the adhesiveness of the mask layer 3 and stress on the substrate and a film 3 a of silicon nitride or the like to be the mask layer 3 are formed on the substrate 1. Form on top. Although the film thickness and the forming method thereof are not limited, since the mask layer 3 is used later as a stopper for polishing to detect the end point, the mask layer 3 is hard to be ground by polishing as compared with the buried insulating film in the trench and is dense and chemically. A material with a low etching rate is selected. For example,
The silicon dioxide film 2a to be a pad film is thermally oxidized to 1
About 0 nm, the silicon nitride film 3a to be a mask layer is CV
It is formed to a thickness of about 110 nm by the D method. A resist 4 having a pattern covering the active region of the transistor is formed thereon by photolithography.
【0019】図1(B)に示すように、このレジスト4
をマスクとしたドライエッチングにより、周囲の窒化シ
リコン膜3aおよび二酸化シリコン膜2aを除去し、マ
スク層3とパッド膜2の積層体を形成する。図1(C)
では、この積層体周囲に露出したシリコン表面をドライ
エッチングにより掘り下げてトレンチ1aを形成する。
トレンチ1aの深さは素子分離が十分できる程度に深
く、その限りでは任意であるが、ここでは300nm程
度とする。As shown in FIG. 1B, this resist 4
The peripheral silicon nitride film 3a and the silicon dioxide film 2a are removed by dry etching using as a mask to form a laminated body of the mask layer 3 and the pad film 2. Figure 1 (C)
Then, the silicon surface exposed around this laminated body is dug down by dry etching to form the trench 1a.
The depth of the trench 1a is deep enough to allow element isolation and is arbitrary as far as it is, but here it is about 300 nm.
【0020】本実施形態では、図2(A)に示すよう
に、マスク層周囲のトレンチ表面を熱酸化して、犠牲酸
化膜5を形成する。酸化条件として、たとえば、100
0℃のドライ酸化により10nm程度の熱酸化膜が形成
できれば、通常のドライエッチングによるトレンチ形成
時のシリコン・ダメージ層が、この酸化時に消費され
る。犠牲酸化膜厚は、ダメージ層が除去できれば10n
mより薄くてもよく、逆に、後述するトレンチコーナー
部の丸め量との関係で、より厚くてもよい。ここでは、
両方の条件を満足する膜厚に犠牲酸化膜5が設定されて
いる。In this embodiment, as shown in FIG. 2A, the sacrificial oxide film 5 is formed by thermally oxidizing the trench surface around the mask layer. As the oxidation condition, for example, 100
If a thermal oxide film of about 10 nm can be formed by dry oxidation at 0 ° C., the silicon damage layer at the time of trench formation by normal dry etching is consumed during this oxidation. The sacrificial oxide film thickness is 10 n if the damaged layer can be removed.
It may be thinner than m, and conversely, may be thicker in relation to the rounding amount of the trench corner portion described later. here,
The sacrificial oxide film 5 is set to have a film thickness that satisfies both conditions.
【0021】図2(B)に示す工程では、この犠牲酸化
膜5をフッ酸処理により完全に除去する。これにより、
犠牲酸化膜5とともにトレンチ1a表面のエッチングダ
メージ層が除去される。続いて、例えば窒化シリコンか
らなる窒化膜6を、CVD法により全面に堆積する。こ
の窒化膜6は、逆狭チャネル効果の原因となる格子間シ
リコンなどの欠陥やボロンなどの不純物そのものがシリ
コン活性領域からトレンチ内部に拡散することを防止す
るための膜であり、その意味で、通常は10nm程度の
膜厚で足りる。この拡散防止効果が十分であれば、より
薄い膜でもよく、逆に、より厚くしてもかまわない。C
VD条件として、たとえば、原料ガスはDCS(ジクロ
ルシラン):アンモニアNH3=30sccm:150
sccm、圧力は20Pa、基板温度は650℃が好適
である。なお、このCVDによる窒化膜6はマスク層3
の表面にも同様に堆積される。In the step shown in FIG. 2B, this sacrificial oxide film 5 is completely removed by hydrofluoric acid treatment. This allows
The etching damage layer on the surface of the trench 1a is removed together with the sacrificial oxide film 5. Then, a nitride film 6 made of, for example, silicon nitride is deposited on the entire surface by the CVD method. The nitride film 6 is a film for preventing defects such as interstitial silicon and impurities such as boron that cause the reverse narrow channel effect from diffusing from the silicon active region into the trench. Generally, a film thickness of about 10 nm is sufficient. If this diffusion preventing effect is sufficient, a thinner film may be used, and conversely, a thicker film may be used. C
As the VD condition, for example, the source gas is DCS (dichlorosilane): ammonia NH 3 = 30 sccm: 150.
It is preferable that the sccm, the pressure is 20 Pa, and the substrate temperature is 650 ° C. The nitride film 6 formed by this CVD is used as the mask layer 3
Is similarly deposited on the surface of the.
【0022】図3(A)に示すように、トレンチ1a内
部およびマスク層3を完全に埋め込む位に厚い、例えば
二酸化シリコンからなる埋め込み酸化膜7aを堆積す
る。埋め込み酸化膜7aは、高密度プラズマCVDで堆
積すると短時間で堆積が可能で、望ましい。この状態
で、たとえば化学的機械研磨(CMP)等の平坦化法に
よって埋め込み酸化膜7aを表面から研磨し、マスク層
3が露出したところで終点検出して研磨を停止する。こ
れにより、図3(B)に示すように、マスク層3上で分
離されトレンチ1a内に埋め込まれた埋め込み酸化膜7
が形成される。As shown in FIG. 3A, a thick buried oxide film 7a made of, for example, silicon dioxide is deposited to fill the inside of the trench 1a and the mask layer 3 completely. The buried oxide film 7a is desirable because it can be deposited in a short time when deposited by high density plasma CVD. In this state, the buried oxide film 7a is polished from the surface by a planarizing method such as chemical mechanical polishing (CMP), and when the mask layer 3 is exposed, the end point is detected and the polishing is stopped. As a result, as shown in FIG. 3B, the buried oxide film 7 separated on the mask layer 3 and buried in the trench 1a.
Is formed.
【0023】図4(A)に示すように、露出したマスク
層3を、燐酸を含むエッチャントを用いて選択的に除去
する。続いて、図4(B)に示すように、パッド膜2
を、フッ酸を含むエッチャントを用いて選択的に除去す
る。このとき、埋め込み酸化膜7が二酸化シリコンの場
合、その表面がエッチングされるが、その下の膜6は窒
化シリコンであるためエッチングされることがない。こ
のエッチングにより表出した活性領域1bに、あるいは
パッド膜2を除去前に、ウェル形成のための不純物のイ
オン注入、あるいはチャネルの閾値電圧調整用のイオン
注入を行う。露出した活性領域1bを、フッ酸処理など
で洗浄して自然酸化膜等を除去した後にドライ酸化して
ゲート酸化膜8を数nm〜十数nmほど形成し、続い
て、(通常、チャネルと同じ導電型の)不純物を含むド
ープドポリシリコンを堆積し、このドープドポリシリコ
ンを、レジスト等をマスクとしてドライエッチングによ
りゲートパターンにエッチングする。これにより、図4
(C)に示すように、ゲート電極9が形成される。その
後は、サイドウォール形成の前後で2回のイオン注入を
行ってLDD構造を有し、活性領域1bとは逆導電型の
ソース・ドレイン不純物領域(不図示)を形成し、ソー
ス・ドレイン電極を形成する。さらに、必要に応じて、
層間絶縁膜、上層配線層の形成、オーバーコート膜形
成、パッド開口などの諸工程を経て当該MOSトランジ
スタを完成させる。As shown in FIG. 4A, the exposed mask layer 3 is selectively removed using an etchant containing phosphoric acid. Subsequently, as shown in FIG. 4B, the pad film 2
Are selectively removed using an etchant containing hydrofluoric acid. At this time, when the buried oxide film 7 is silicon dioxide, the surface thereof is etched, but the film 6 thereunder is not etched because it is silicon nitride. Ion implantation of impurities for forming wells or ion implantation for adjusting the threshold voltage of the channel is performed on the active region 1b exposed by this etching or before removing the pad film 2. The exposed active region 1b is washed with hydrofluoric acid treatment or the like to remove a natural oxide film and the like, and then dry-oxidized to form a gate oxide film 8 of several nm to several tens of nm. Doped polysilicon containing impurities (of the same conductivity type) is deposited, and the doped polysilicon is etched into a gate pattern by dry etching using a resist or the like as a mask. As a result, FIG.
As shown in (C), the gate electrode 9 is formed. After that, ion implantation is performed twice before and after the formation of the sidewalls to form a source / drain impurity region (not shown) having an LDD structure and a conductivity type opposite to that of the active region 1b, and forming a source / drain electrode. Form. Furthermore, if necessary,
The MOS transistor is completed through various steps such as forming an interlayer insulating film, an upper wiring layer, forming an overcoat film, and opening a pad.
【0024】本実施形態では、犠牲酸化膜5を形成し
て、これをエッチオフする工程を有することから、トレ
ンチ形成時に導入されたエッチングダメージ層を除去す
ることができる。また、窒化膜6をCVD法で形成する
ため、窒素をイオン注入する方法に比べ、トレンチ界面
のシリコンにダメージを与えにくいという利点がある。
また、犠牲酸化膜5が従来のトレンチ内壁の熱酸化膜に
代わるのに足る厚みを有しているため、トレンチコーナ
ー部の丸み調整もできる。工程の増加は、この犠牲酸化
膜5の除去と窒化膜6のCVD工程だけであり、マスク
枚数の増加がないため、コストの増加は全体のプロセス
で無視できるほど小さい。In this embodiment, since the sacrificial oxide film 5 is formed and the step of etching off the sacrificial oxide film 5 is included, the etching damage layer introduced at the time of forming the trench can be removed. Further, since the nitride film 6 is formed by the CVD method, there is an advantage that the silicon at the trench interface is less likely to be damaged as compared with the method of implanting nitrogen ions.
Further, since the sacrificial oxide film 5 has a thickness sufficient to replace the conventional thermal oxide film on the inner wall of the trench, the roundness of the trench corner portion can be adjusted. The increase in the number of steps is only the step of removing the sacrificial oxide film 5 and the CVD step of the nitride film 6, and since there is no increase in the number of masks, the increase in cost is negligible in the whole process.
【0025】本実施形態では、種々の工程変更が可能で
ある。たとえば、トレンチの窒化膜6としては、窒化シ
リコンに限らず、酸窒化シリコン、あるいはこれらの積
層膜が代替可能である。酸窒化シリコンのCVD条件と
して、たとえば、原料ガスはDCS(ジクロルシラ
ン):アンモニアNH3:二酸化窒素N2O=94.5
sccm:63sccm:315sccm、圧力は40
Pa、基板温度は775℃が好適である。また、酸窒化
シリコンの酸素濃度は60%以下が望ましい。また、こ
れら窒化シリコン、酸窒化シリコンのCVDとして、原
子層堆積(ALD)法が採用できる。ALD法は、窒素
(あるいは窒素と酸素)含有ガスと、シリコン含有ガス
とに交互に基板を所定温度下でさらすことにより、窒素
(および酸素)リッチの層とシリコンリッチの層とを原
子レベルで交互に堆積するCVD法の一種である。AL
D法は、インキュベーション時間が抑制できるために膜
厚制御性に優れるなどの利点がある。具体的に、ALD
−CVD条件として、たとえば、圧力が170Tor
r、流量が100sccmのSiCl4ガス雰囲気に基
板温度375℃のシリコンウェーハを約1分間さらし、
続いて、圧力が300Torr、流量が500sccm
のアンモニアNH3ガス雰囲気に基板温度550℃のシ
リコンウェーハを約2分間さらすことを、所望の膜厚に
応じて必要回数繰り返すのが好適である。これらのいず
れの場合でもよいが、とくに窒化膜が窒化シリコンの場
合、あるいは上記ALD法の場合、その後、アニール工
程を付加するとよい。CVDのわずかなダメージを回復
して更なるリーク電流の低減を図ることができるからで
ある。アニール条件としては、常圧で1000℃のアン
モニアNH3ガス雰囲気中での30秒間のアニール、常
圧で900℃の二酸化窒素N2Oガス雰囲気中での30
秒間のアニール、あるいはこれらの組み合わせが好適に
採用できる。その他、ゲート酸化膜材料、ゲート電極材
料など、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が
可能である。In this embodiment, various process changes can be made. For example, the nitride film 6 of the trench is not limited to silicon nitride, but silicon oxynitride or a laminated film thereof can be used instead. As the CVD conditions for silicon oxynitride, for example, the source gas is DCS (dichlorosilane): ammonia NH 3 : nitrogen dioxide N 2 O = 94.5.
sccm: 63 sccm: 315 sccm, pressure is 40
Pa and the substrate temperature are preferably 775 ° C. The oxygen concentration of silicon oxynitride is preferably 60% or less. Further, an atomic layer deposition (ALD) method can be adopted as CVD of these silicon nitride and silicon oxynitride. In the ALD method, a nitrogen (or oxygen) -rich layer and a silicon-rich layer are atomically exposed by exposing a substrate to a nitrogen (or nitrogen and oxygen) -containing gas and a silicon-containing gas alternately at a predetermined temperature. It is a type of CVD method of alternately depositing. AL
The method D has advantages such as excellent film thickness controllability because the incubation time can be suppressed. Specifically, ALD
-As the CVD conditions, for example, the pressure is 170 Torr.
r, a silicon wafer having a substrate temperature of 375 ° C. is exposed to a SiCl 4 gas atmosphere having a flow rate of 100 sccm for about 1 minute,
Subsequently, the pressure is 300 Torr and the flow rate is 500 sccm.
It is preferable that the exposure of the silicon wafer having the substrate temperature of 550 ° C. for about 2 minutes to the ammonia NH 3 gas atmosphere described above is repeated a necessary number of times according to the desired film thickness. Either of these cases may be used, but particularly when the nitride film is silicon nitride or in the case of the ALD method, an annealing step may be added thereafter. This is because the slight damage of CVD can be recovered and the leak current can be further reduced. Annealing conditions include annealing for 30 seconds in an ammonia NH 3 gas atmosphere at 1000 ° C. under normal pressure, and for 30 seconds in a nitrogen dioxide N 2 O gas atmosphere at 900 ° C. under normal pressure.
Annealing for a second or a combination thereof can be preferably adopted. In addition, various modifications such as a gate oxide film material and a gate electrode material can be made without departing from the spirit of the present invention.
【0026】[0026]
【発明の効果】本発明に係る半導体素子分離層の形成方
法および絶縁ゲートトランジスタの形成方法によれば、
犠牲酸化膜の形成と、その除去工程を有することから、
トレンチ形成時のドライエッチングダメージ層を完全に
除去することができる。また、続く窒化膜の形成を化学
的気相堆積法により行うことから、その後のダメージ導
入も最小限に抑えられる。アニールを行うと、その化学
的気相堆積時に導入された僅かなダメージも回復可能で
ある。さらに、この方法では、マスク枚数の増加がな
く、コストの増加も必要最小限に抑制できる。以上よ
り、逆狭チャネル効果を必要最小限のコスト増加で完全
に抑止することが可能となる。According to the method for forming a semiconductor element isolation layer and the method for forming an insulated gate transistor according to the present invention,
Since it has a sacrificial oxide film formation process and its removal process,
The dry etching damage layer at the time of forming the trench can be completely removed. Further, since the subsequent formation of the nitride film is performed by the chemical vapor deposition method, the introduction of damage thereafter can be suppressed to the minimum. Annealing can recover even the slight damage introduced during the chemical vapor deposition. Furthermore, with this method, the number of masks does not increase, and the increase in cost can be suppressed to the necessary minimum. From the above, it becomes possible to completely suppress the inverse narrow channel effect with the minimum necessary increase in cost.
【図1】(A)〜(C)は、本発明の実施形態に係るM
OSトランジスタの製造においてトレンチ形成までを示
す、図5のA−A線の断面図である。1A to 1C are views showing an M according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 5 showing up to formation of a trench in manufacturing an OS transistor.
【図2】(A)〜(C)は、図1(C)に続く工程で窒
化膜の形成までを示す、図5のA−A線の断面図であ
る。2A to 2C are cross-sectional views taken along the line AA of FIG. 5, showing up to the formation of a nitride film in the step following FIG. 1C.
【図3】(A)および(B)は、図2(C)に続く工程
で平坦化までを示す、図5のA−A線の断面図である。3A and 3B are cross-sectional views taken along the line AA in FIG. 5, showing up to planarization in the step following FIG. 2C.
【図4】(A)〜(C)は、図3(B)に続く工程でゲ
ート電極の形成までを示す、図5のA−A線の断面図で
ある。4A to 4C are cross-sectional views taken along the line AA of FIG. 5, showing up to the formation of the gate electrode in the step following FIG. 3B.
【図5】本発明の実施形態に係るMOSトランジスタの
平面図である。FIG. 5 is a plan view of a MOS transistor according to an embodiment of the present invention.
【図6】(A)〜(C)は、従来技術のMOSトランジ
スタの製造においてトレンチ形成までを示す、図5のA
−A線の断面図である。6 (A) to (C) show the process up to trench formation in the manufacture of a conventional MOS transistor, FIG.
It is a sectional view taken along the line A.
【図7】(A)〜(C)は、図6(C)に続く工程で平
坦化までを示す、図5のA−A線の断面図である。7A to 7C are cross-sectional views taken along the line AA in FIG. 5, showing up to planarization in the step following FIG. 6C.
【図8】(A)〜(C)は、図7(C)に続く工程でゲ
ート電極の形成までを示す、図5のA−A線の断面図で
ある。8A to 8C are cross-sectional views taken along the line AA of FIG. 5, showing up to the formation of the gate electrode in the step following FIG. 7C.
【図9】(A)は、ゲート幅を縮小していったときのト
ランジスタの閾値電圧の変化を示すグラフである。
(B)は、閾値電圧低下が起こった場合のトランジスタ
のVg−Ig特性変化を示すグラフである。FIG. 9A is a graph showing changes in the threshold voltage of a transistor when the gate width is reduced.
(B) is a graph showing a change in Vg-Ig characteristics of a transistor when a threshold voltage drop occurs.
【図10】(A)は、ゲート電極となるポリシリコンを
堆積した直後の断面模式図である。(B)は、寄生トラ
ンジスタ形成箇所を示す図である。FIG. 10A is a schematic sectional view immediately after depositing polysilicon to be a gate electrode. (B) is a diagram showing a parasitic transistor formation portion.
1a…トレンチ、1b…活性領域、1…基板、2…パッ
ド膜、2a…パッド膜となる二酸化シリコン膜、3…マ
スク層、3a…マスク層となる窒化シリコン膜、4…レ
ジスト、5…犠牲酸化膜、6…窒化膜、7,7a…埋め
込み酸化膜、8…ゲート酸化膜、9…ゲート電極、Lg
…ゲート長、Wg…ゲート幅1a ... Trench, 1b ... Active region, 1 ... Substrate, 2 ... Pad film, 2a ... Silicon dioxide film serving as pad film, 3 ... Mask layer, 3a ... Silicon nitride film serving as mask layer, 4 ... Resist, 5 ... Sacrifice Oxide film, 6 ... Nitride film, 7, 7a ... Buried oxide film, 8 ... Gate oxide film, 9 ... Gate electrode, Lg
... gate length, Wg ... gate width
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 5F032 AA35 AA44 AA46 AA48 CA03 CA17 DA04 DA23 DA24 DA33 DA43 5F140 AA01 AA02 AA16 AA24 AA26 AC36 BA01 BC06 BE03 BE07 BF01 BF04 BG08 BG27 BG38 BH15 BK13 CB04 CB10 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page F term (reference) 5F032 AA35 AA44 AA46 AA48 CA03 CA17 DA04 DA23 DA24 DA33 DA43 5F140 AA01 AA02 AA16 AA24 AA26 AC36 BA01 BC06 BE03 BE07 BF01 BF04 BG08 BG27 BG38 BH15 BK13 CB04 CB10
Claims (11)
の表面の一部をドライエッチングにより掘り下げてトレ
ンチを形成する工程と、トレンチ内壁に犠牲酸化膜を形
成する工程と、形成した犠牲酸化膜を除去する工程と、
トレンチ内壁に窒化膜を形成する工程と、窒化膜が形成
されたトレンチ内部を絶縁物質で埋め込む工程とを含む
半導体素子分離層の形成方法。1. A step of forming a trench by digging a part of a surface of a semiconductor substrate or a semiconductor supported by the substrate by dry etching, a step of forming a sacrificial oxide film on an inner wall of the trench, and a step of forming the sacrificial oxide film. Removal step,
A method of forming a semiconductor element isolation layer, comprising: a step of forming a nitride film on an inner wall of a trench; and a step of filling the inside of the trench having the nitride film with an insulating material.
板または半導体の表面に、半導体素子の活性領域を覆う
パターンのマスク層を形成する工程と、当該マスク層周
囲の半導体をドライエッチングにより掘り下げてトレン
チを形成する工程と、トレンチ内に絶縁物を埋め込んで
平坦化によりマスク層上の絶縁物を除去する工程とを含
む請求項1記載の半導体素子分離層の形成方法。2. A step of forming a mask layer having a pattern covering an active region of a semiconductor element on the surface of the semiconductor substrate or the semiconductor in the step of forming the trench, and the semiconductor around the mask layer is dug down by dry etching. 2. The method for forming a semiconductor element isolation layer according to claim 1, comprising a step of forming a trench and a step of burying an insulator in the trench and removing the insulator on the mask layer by planarization.
ンであり、上記犠牲酸化膜は、トレンチ内面を熱酸化し
て形成した酸化シリコンである請求項1記載の半導体素
子分離層の形成方法。3. The method for forming a semiconductor element isolation layer according to claim 1, wherein the semiconductor in which the trench is formed is silicon, and the sacrificial oxide film is silicon oxide formed by thermally oxidizing the inner surface of the trench.
エットエッチングにより行う請求項1記載の半導体素子
分離層の形成方法。4. The method for forming a semiconductor element separation layer according to claim 1, wherein the sacrificial oxide film is removed by wet etching using a chemical solution.
ンチ内面に化学的気相堆積法により形成した窒化シリコ
ンである請求項1記載の半導体素子分離層の形成方法。5. The method for forming a semiconductor element isolation layer according to claim 1, wherein the nitride film is silicon nitride formed on the inner surface of the trench after the oxide film is removed by a chemical vapor deposition method.
レンチ内面に化学的気相堆積法により形成した酸素濃度
が60%以下の酸窒化シリコンである請求項1記載の半
導体素子分離層の形成方法。6. The semiconductor element isolation layer according to claim 1, wherein the nitride film is silicon oxynitride having an oxygen concentration of 60% or less formed by chemical vapor deposition on the inner surface of the trench after removing silicon oxide. Forming method.
のダメージ層を吸収するのに必要な第1の膜厚と、トレ
ンチ上部のコーナー部を所定量丸めるのに必要な第2の
膜厚のうち大きいほうの膜厚以上に設定される請求項1
記載の半導体素子分離層の形成方法。7. The film thickness of the sacrificial oxide film is the first film thickness required to absorb the damage layer at the time of forming the trench and the second film thickness required to round a corner portion of the upper portion of the trench by a predetermined amount. The film thickness is set to be equal to or larger than the larger one of the film thicknesses.
A method for forming a semiconductor element isolation layer as described above.
スとシリコン含有ガスとを交互に切り替えながらトレン
チ内壁をさらす原子層堆積法を用いる請求項5記載の半
導体素子分離層の形成方法。8. The method for forming a semiconductor element isolation layer according to claim 5, wherein as the chemical vapor deposition method, an atomic layer deposition method is used in which the inner wall of the trench is exposed while the nitrogen-containing gas and the silicon-containing gas are alternately switched.
の含有ガスとシリコン含有ガスとを交互に切り替えなが
らトレンチ内壁をさらす原子層堆積法を用いる請求項6
記載の半導体素子分離層の形成方法。9. An atomic layer deposition method in which the inner wall of the trench is exposed while the nitrogen- and oxygen-containing gas and the silicon-containing gas are alternately switched as the chemical vapor deposition method.
A method for forming a semiconductor element isolation layer as described above.
らに含む請求項1記載の半導体素子分離層の形成方法。10. The method for forming a semiconductor element isolation layer according to claim 1, further comprising an annealing step after forming the nitride film.
体の表面にトレンチを形成する工程と、トレンチ内壁に
犠牲酸化膜を形成する工程と、形成した犠牲酸化膜を除
去する工程と、トレンチ内壁に窒化膜を形成する工程
と、窒化膜が形成されたトレンチ内部を絶縁物質で埋め
込む工程と、トレンチ周囲の半導体部分である素子活性
領域上に、ゲート絶縁膜を介在させてゲート電極を形成
する工程と、ゲート電極とトレンチ間の素子活性領域
に、当該素子活性領域とは逆の導電型の不純物を導入し
てソース・ドレイン領域を形成する工程とを含む絶縁ゲ
ートトランジスタの形成方法。11. A step of forming a trench on a surface of a semiconductor substrate or a semiconductor supported by the substrate, a step of forming a sacrificial oxide film on the inner wall of the trench, a step of removing the formed sacrificial oxide film, and a step of forming an inner wall of the trench. A step of forming a nitride film, a step of filling the inside of the trench in which the nitride film is formed with an insulating material, and a step of forming a gate electrode on the device active region which is a semiconductor portion around the trench with a gate insulating film interposed. And a step of introducing into the element active region between the gate electrode and the trench an impurity of a conductivity type opposite to that of the element active region to form source / drain regions.
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---|---|---|---|
JP2002135019A JP2003332413A (en) | 2002-05-10 | 2002-05-10 | Semiconductor element isolation layer and method for forming insulated gate transistor |
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Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100600055B1 (en) | 2004-06-30 | 2006-07-13 | 주식회사 하이닉스반도체 | Device Separation Method of Semiconductor Device Preventing Lifting |
JP2008306139A (en) * | 2007-06-11 | 2008-12-18 | Elpida Memory Inc | Method for forming element isolation structure of semiconductor device, element isolation structure of semiconductor device, and semiconductor memory device |
KR100877112B1 (en) | 2007-10-31 | 2009-01-07 | 주식회사 하이닉스반도체 | Manufacturing Method of Flash Memory Device |
-
2002
- 2002-05-10 JP JP2002135019A patent/JP2003332413A/en not_active Abandoned
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