JP2770580B2 - Method for manufacturing semiconductor element isolation region - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor element isolation regionInfo
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- isolation region
- silicon oxide
- oxide film
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、半導体素子分離領域の
製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor element isolation region.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体デバイスの高集積化および高性能
化は、半導体デバイスを微細化することによって図られ
てきた。それと同時に、各素子を電気的に分離する素子
分離領域の微細化も高集積化には欠かせない。2. Description of the Related Art High integration and high performance of semiconductor devices have been achieved by miniaturizing semiconductor devices. At the same time, miniaturization of an element isolation region for electrically isolating each element is indispensable for high integration.
【0003】従来、シリコン半導体素子の分離にはLO
COS法が用いられてきた。しかし、LOCOS分離は
微細化に限界がある。すなわち、バーズビークによる分
離領域の拡大、チャネルストッパーとしてのボロンの横
方向拡散による狭チャネル効果、および深い分離領域が
形成出来ないといった問題点である。一方、トレンチ分
離は、深くて狭い分離領域を形成することができるため
に、微細な素子分離として適した構造であるが、トレン
チ側面の反転やコーナーの電界集中によるリーク電流が
問題となっている。[0003] Conventionally, a silicon semiconductor element is separated by an LO.
The COS method has been used. However, LOCOS separation has a limit in miniaturization. That is, there are problems that the isolation region is expanded by bird's beak, a narrow channel effect is caused by lateral diffusion of boron as a channel stopper, and a deep isolation region cannot be formed. On the other hand, the trench isolation is a structure suitable for fine element isolation because a deep and narrow isolation region can be formed. However, leakage current due to inversion of the trench side surface and electric field concentration at the corner has become a problem. .
【0004】本出願人はこれらの問題点を解決する素子
分離構造と製造方法を、平成1年5月19日出願の特願
平1−1260067号で提案した。その構造は、図7
に示したように、P型のシリコン基板11上に設けられ
たシリコン酸化膜19,CVDシリコン酸化膜21とシ
リコン窒化膜20とからなる絶縁膜分離パターンとその
領域下に分離パターン幅より狭くかつシリコン酸化膜1
9とシリコン窒化膜20との絶縁物により埋め込まれた
溝を有する形状である。The applicant of the present invention has proposed a device isolation structure and a manufacturing method for solving these problems in Japanese Patent Application No. 1-1260067 filed on May 19, 1999. The structure is shown in FIG.
As shown in FIG. 5, an insulating film isolation pattern composed of a silicon oxide film 19, a CVD silicon oxide film 21, and a silicon nitride film 20 provided on a P-type silicon substrate 11, and a width smaller than the isolation pattern width under the region. Silicon oxide film 1
9 and a silicon nitride film 20 having a groove buried with an insulator.
【0005】この構造を形成する方法は、図8〜図12
に示したように、P型のシリコン基板11上に形成され
たシリコン酸化膜12のうち素子分離領域となるシリコ
ン酸化膜12の一部をリソグラフィー工程によって形成
されたレジスト13パターンをマスクとして除去する。
〔図8〕次に、CVDシリコン酸化膜14を堆積した
後、チャネルストッパーとなるボロン拡散層15を形成
する〔図9〕。FIGS. 8 to 12 show a method of forming this structure.
As shown in (1), a part of the silicon oxide film 12 to be an element isolation region in the silicon oxide film 12 formed on the P-type silicon substrate 11 is removed using a resist 13 pattern formed by a lithography process as a mask. .
[FIG. 8] Next, after depositing the CVD silicon oxide film 14, a boron diffusion layer 15 serving as a channel stopper is formed (FIG. 9).
【0006】次に、CVDシリコン酸化膜16を堆積し
〔図10〕、RIE技術を用いてCVDシリコン酸化膜
16続いてCVDシリコン酸化膜14をエッチングし、
開口したシリコン酸化膜12の端にCVDシリコン酸化
膜14,16を残した後、露出したシリコン基板11に
溝17を設け、溝17の底にチャネルストッパーとなる
ボロン拡散層18を形成する〔図11〕。Next, a CVD silicon oxide film 16 is deposited (FIG. 10), and the CVD silicon oxide film 16 and the CVD silicon oxide film 14 are etched by using the RIE technique.
After leaving the CVD silicon oxide films 14 and 16 at the end of the opened silicon oxide film 12, a groove 17 is provided in the exposed silicon substrate 11, and a boron diffusion layer 18 serving as a channel stopper is formed at the bottom of the groove 17 [FIG. 11].
【0007】次に、シリコン酸化膜12,14,16を
除去した後、熱酸化法により薄いシリコン酸化膜19を
形成し、CVD法によりシリコン窒化膜20を堆積して
溝17を埋め込み、CVDシリコン酸化膜21を堆積す
る。〔図12〕。Next, after the silicon oxide films 12, 14 and 16 are removed, a thin silicon oxide film 19 is formed by a thermal oxidation method, a silicon nitride film 20 is deposited by a CVD method, An oxide film 21 is deposited. [FIG. 12].
【0008】次に、リソグラフィー工程により形成され
たレジスト22パターンをマスクにCVDシリコン酸化
膜21,シリコン窒化膜20,シリコン酸化膜19をエ
ッチングして溝17を被覆するような素子分離領域をシ
リコン基板11上に形成する〔図7〕。Next, using a resist 22 pattern formed by a lithography process as a mask, the CVD silicon oxide film 21, the silicon nitride film 20, and the silicon oxide film 19 are etched to form an element isolation region covering the groove 17 on the silicon substrate. 11 (FIG. 7).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】前述の製造方法は、溝
パターンを一旦形成した後に、あらためてリソグラフィ
ー工程によって分離領域となる絶縁膜パターンを形成す
るため、位置合わせずれが生じる。その結果、溝の上を
被覆した分離パターンが非対称になったり、あるいは素
子分離領域が微細化すると、分離パターンが下の溝パタ
ーンを被覆しない場合もありうる。According to the above-mentioned manufacturing method, after a groove pattern is formed once, an insulating film pattern serving as an isolation region is formed again by a lithography step, so that misalignment occurs. As a result, when the isolation pattern covering the upper portion of the groove becomes asymmetric or the element isolation region becomes finer, the isolation pattern may not cover the lower groove pattern.
【0010】[0010]
【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、半
導体基板表面に堆積した犠牲膜のうち素子分離形成予定
領域を開口し、開口された犠牲膜の側壁に材質の異なる
第1絶縁膜を形成する工程と、露出した前記半導体基板
に溝を形成し、前記溝とその上の開口領域に第2絶縁膜
を埋め込む工程と、前記犠牲膜を選択的に除去する工程
を含むことによって、前記問題点を解決した。According to the manufacturing method of the present invention, a region where a device isolation is to be formed is opened in a sacrificial film deposited on the surface of a semiconductor substrate, and a first insulating film of a different material is formed on a side wall of the opened sacrificial film. Forming a groove in the exposed semiconductor substrate, embedding a second insulating film in the groove and an opening region above the groove, and selectively removing the sacrificial film. The above problem has been solved.
【0011】[0011]
【作用】本発明の半導体装置の製造方法をとることによ
って、分離領域を1回のリソグラフィー工程で分離領域
が形成され、溝に対するその上を被覆した素子分離領域
の出っぱった幅の大きさは、犠牲膜側壁に堆積された絶
縁膜の厚さによって決まる。その結果、微細化れても絶
縁膜で埋め込まれた溝とその上を被覆した分離パターン
は対称形になる。According to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, an isolation region is formed in a single lithography step, and the size of the protruding width of the element isolation region that covers the trench is formed. Is determined by the thickness of the insulating film deposited on the side wall of the sacrificial film. As a result, even when miniaturized, the trench buried with the insulating film and the separation pattern covering the trench become symmetric.
【0012】[0012]
【実施例】以下、本発明の一実施例について製造工程を
順を追って示した図面を用いて、詳細に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings showing the manufacturing steps in order.
【0013】図1〜図6は、本実施例によってP型シリ
コン基板上に素子分離領域を形成する製造方法を示した
断面図である。P型シリコン基板1の表面に熱酸化によ
るシリコン酸化膜2を形成し、次にCVD法によりシリ
コン窒化膜3を堆積する。リソグラフィー技術を用いて
レジスト4のパターンを形成し、レジスト4をマスクと
してシリコン窒化膜3を反応性イオンエッチング(RI
E)法により除去する。次にイオン注入法により開口さ
れたシリコン基板表面にチャネルストッパーとなるボロ
ン拡散層5を形成すると図1の構造になる。FIGS. 1 to 6 are sectional views showing a manufacturing method for forming an element isolation region on a P-type silicon substrate according to this embodiment. A silicon oxide film 2 is formed on the surface of a P-type silicon substrate 1 by thermal oxidation, and then a silicon nitride film 3 is deposited by a CVD method. A pattern of the resist 4 is formed using lithography technology, and the silicon nitride film 3 is reactive ion-etched (RI
E) Removal by method. Next, when a boron diffusion layer 5 serving as a channel stopper is formed on the surface of the silicon substrate opened by ion implantation, the structure shown in FIG. 1 is obtained.
【0014】次に、CVDシリコン酸化膜6を堆積する
と図2の構造になる。Next, when a CVD silicon oxide film 6 is deposited, the structure shown in FIG. 2 is obtained.
【0015】次に、RIE法によりCVDシリコン酸化
膜6をエッチバックしてシリコン窒化膜3の側壁にのみ
CVDシリコン酸化膜6を残し、P型シリコン基板1の
表面を露出させる。シリコン窒化膜3と側壁に残された
CVDシリコン酸化膜をマスクとしてP型シリコン基板
1に溝7を形成する。熱酸化により溝表面にシリコン酸
化膜8を形成した後、イオン注入法によって溝6の底に
チャネルストッパーとなるボロン拡散層9を形成すると
図3となる。Next, the CVD silicon oxide film 6 is etched back by the RIE method to leave the CVD silicon oxide film 6 only on the side wall of the silicon nitride film 3, exposing the surface of the P-type silicon substrate 1. A trench 7 is formed in the P-type silicon substrate 1 using the silicon nitride film 3 and the CVD silicon oxide film left on the side walls as a mask. After a silicon oxide film 8 is formed on the groove surface by thermal oxidation, a boron diffusion layer 9 serving as a channel stopper is formed at the bottom of the groove 6 by ion implantation, as shown in FIG.
【0016】次に、CVDシリコン酸化膜10を堆積
し、溝7と開口された領域を埋め込むと図4になる。Next, a CVD silicon oxide film 10 is deposited and the trench 7 and the opened area are buried, as shown in FIG.
【0017】次に、CVDシリコン酸化膜10をエッチ
バックしてシリコン窒化膜3の表面を露出させると図5
となる。次に、シリコン窒化膜3を選択除去し、シリコ
ン窒化膜3にあったシリコン酸化膜2を除去すると図6
に示した構造の素子分離領域が形成される。Next, when the surface of the silicon nitride film 3 is exposed by etching back the CVD silicon oxide film 10, FIG.
Becomes Next, the silicon nitride film 3 is selectively removed, and the silicon oxide film 2 existing on the silicon nitride film 3 is removed.
The element isolation region having the structure shown in FIG.
【0018】本実施例において、犠牲膜としてシリコン
窒化膜を用いたが、これに限定するものでなく、シリコ
ン酸化膜に対して選択除去可能な材料の膜、例えば多結
晶シリコン膜などでもかまわない。また、本実施例では
P型シリコン基板上の分離領域を形成製造方法を示した
が、N型基板上あるいは両導伝型領域を有する基板上で
もかまわない。In this embodiment, the silicon nitride film is used as the sacrificial film. However, the present invention is not limited to this. A film made of a material that can be selectively removed from the silicon oxide film, such as a polycrystalline silicon film, may be used. . In this embodiment, the method for forming and forming the isolation region on the P-type silicon substrate has been described. However, the isolation region may be formed on an N-type substrate or on a substrate having both conductive regions.
【0019】[0019]
【発明の効果】本発明の構造をとることによって、素子
分離領域を形成する際のリソグラフィ工程は1回で済
む。また、微細化されても絶縁膜で埋め込まれた溝とそ
の上を被覆した分離パターンは対称形になる。According to the structure of the present invention, only one lithography step is required for forming the element isolation region. Further, even if the size is reduced, the groove buried with the insulating film and the separation pattern covering the groove are symmetric.
【図1】本発明の一実施例を説明するため工程順の断面
図である。FIG. 1 is a sectional view in the order of steps for explaining one embodiment of the present invention.
【図2】本発明の一実施例を説明するため工程順の断面
図である。FIG. 2 is a cross-sectional view in the order of steps for explaining one embodiment of the present invention.
【図3】本発明の一実施例を説明するため工程順の断面
図である。FIG. 3 is a cross-sectional view in the order of steps for explaining one embodiment of the present invention.
【図4】本発明の一実施例を説明するため工程順の断面
図である。FIG. 4 is a sectional view in order of process for explaining one embodiment of the present invention.
【図5】本発明の一実施例を説明するため工程順の断面
図である。FIG. 5 is a sectional view in order of process for explaining one embodiment of the present invention.
【図6】本発明の一実施例を説明するため工程順の断面
図である。FIG. 6 is a cross-sectional view in the order of steps for explaining one embodiment of the present invention.
【図7】従来の素子分離構造を説明するための断面図で
ある。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a conventional element isolation structure.
【図8】従来の素子分離領域の製造方法を説明するため
工程順断面図である。8A to 8C are cross-sectional views in a process order for explaining a conventional method for manufacturing an element isolation region.
【図9】従来の素子分離領域の製造方法を説明するため
工程順断面図である。FIG. 9 is a sectional view in order of process for explaining a conventional method for manufacturing an element isolation region.
【図10】従来の素子分離領域の製造方法を説明するた
め工程順断面図である。FIG. 10 is a sectional view in order of process for explaining a conventional method for manufacturing an element isolation region.
【図11】従来の素子分離領域の製造方法を説明するた
め工程順断面図である。FIG. 11 is a process sectional view for explaining a conventional method for manufacturing an element isolation region.
【図12】従来の素子分離領域の製造方法を説明するた
め工程順断面図である。FIG. 12 is a sectional view in order of process for explaining a conventional method for manufacturing an element isolation region.
1,11 P型シリコン基板 2,8,12,19 シリコン酸化膜 3,20 シリコン窒化膜 4,13,22 レジスト 5,9,15,18 ボロン拡散層 6,10,14,16,21 CVDシリコン酸化膜 7,17 溝 1,11 P-type silicon substrate 2,8,12,19 Silicon oxide film 3,20 Silicon nitride film 4,13,22 Resist 5,9,15,18 Boron diffusion layer 6,10,14,16,21 CVD silicon Oxide film 7, 17 groove
Claims (1)
素子分離形成予定領域を開口し、開口された前記犠牲膜
の側壁に材質の異なる第1絶縁膜を形成する工程と、露
出した前記半導体基板に溝を形成し、前記溝とその上の
前記開口領域に第2絶縁膜を埋め込む工程と、前記犠牲
膜を選択的に除去する工程とを、含むことを特徴とする
半導体素子分離領域の製造方法。Forming a first insulating film of a different material on a side wall of the opened sacrificial film, wherein the first semiconductor film is made of a different material; Forming a groove in a substrate, embedding a second insulating film in the groove and the opening region thereon, and selectively removing the sacrificial film. Production method.
Priority Applications (1)
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JP3043111A JP2770580B2 (en) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | Method for manufacturing semiconductor element isolation region |
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JPH04280451A JPH04280451A (en) | 1992-10-06 |
JP2770580B2 true JP2770580B2 (en) | 1998-07-02 |
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ID=12654722
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP3043111A Expired - Lifetime JP2770580B2 (en) | 1991-03-08 | 1991-03-08 | Method for manufacturing semiconductor element isolation region |
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Country | Link |
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- 1991-03-08 JP JP3043111A patent/JP2770580B2/en not_active Expired - Lifetime
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