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JPH01315160A - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

Info

Publication number
JPH01315160A
JPH01315160A JP14765288A JP14765288A JPH01315160A JP H01315160 A JPH01315160 A JP H01315160A JP 14765288 A JP14765288 A JP 14765288A JP 14765288 A JP14765288 A JP 14765288A JP H01315160 A JPH01315160 A JP H01315160A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
groove
silicon
layer
silicon oxide
semiconductor substrate
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.)
Pending
Application number
JP14765288A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Atsuo Shimizu
清水 敦男
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.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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 Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to JP14765288A priority Critical patent/JPH01315160A/en
Publication of JPH01315160A publication Critical patent/JPH01315160A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To enhance a device characteristic and to enhance a yield by a method wherein a groove for device isolation use is blocked by using a silicon layer and an insulating layer which have been formed selectively at the upper part of the groove and the inside of the groove is made hollow in order to relax a stress of a semiconductor substrate around the groove. CONSTITUTION:A silicon oxide film 2 is formed on a silicon substrate 1; after that, it is etched and removed selectively; a U-shaped groove 3 for device isolation use is formed. A silicon oxide film 4 is etched; the silicon substrate 1 is exposed only on side faces at the upper part of the U-shaped groove 3. A single- crystal silicon layer 7 is epitaxially grown selectively on the exposed silicon substrate 1 in order to control that an opening width of the U-shaped groove 3 is narrowed by the silicon layer 7 and that the groove is kept open. Then, a silicon oxide film 8 as an insulating layer is grown, by thermal oxidation, on the silicon layer 7; the U-shaped groove 3 is blocked by the silicon oxide film 8; the inside of the U-shaped shaped groove 3 is made hollow. By this setup, it is possible to relax a stress of the semiconductor substrate around the groove, to prevent a crystal defect from being caused, to enhance a device characteristic and to enhance a yield.

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 半導体装置の製造方法に係り、特に素子分離用の清を用
いる半導体集積回路の素子分離領域の形成方法に関し、 溝上部に選択的に形成したシリコン層および絶縁層によ
り素子分離用の清を閉塞させて溝内を中空とし、溝周辺
の半導体基板のストレスを緩和させ、素子特性の向上お
よび歩留まりの向上を図ることを目的とし、 半導体基板上に素子分離用の溝を形成する工程と、前記
溝内側の前記半導体基板上に第1の絶縁層を形成する工
程と、前記溝内側の上部の前記第1の絶縁層を選択的に
除去して前記半導体基板を露出する工程と、露出された
前記半導体基板上にシリコン層を選択的に成長させて前
記溝の開口幅を狭める工程と、前記シリコン層上に第2
の絶縁層を形成して前記溝を閉塞させる工程とを有する
ように構成する。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] This invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and in particular to a method of forming an element isolation region of a semiconductor integrated circuit using a liquid for element isolation. The purpose of this layer is to block the element isolation liquid with a layer to make the groove hollow, thereby alleviating stress on the semiconductor substrate around the groove, improving element characteristics and yield. forming a first insulating layer on the semiconductor substrate inside the groove; and selectively removing the first insulating layer on the inside of the groove to remove the first insulating layer on the semiconductor substrate. selectively growing a silicon layer on the exposed semiconductor substrate to narrow the opening width of the trench; and growing a second silicon layer on the silicon layer.
forming an insulating layer to close the groove.

[産業上の利用分野] 本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に素子分離
用の清を用いる半導体集積回路の素子分離領域の形成方
法に関する。
[Industrial Field of Application] The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of forming an element isolation region of a semiconductor integrated circuit using an element isolation solution.

近年、半導体集積回路の高速化および高集積化に伴い、
素子分離領域をできる限り小さくすることが要求されて
いる。そしてそのために半導体基板上に形成される講を
素子分離領域とする素子分離方法が用いられる。
In recent years, as semiconductor integrated circuits have become faster and more highly integrated,
It is required to make the element isolation region as small as possible. For this purpose, an element isolation method is used in which a region formed on a semiconductor substrate is used as an element isolation region.

[従来の技術] 従来の半導体基板上の清を素子分離領域とする半導体集
積回路の素子分離領域の形成方法においては、第3図に
示されるように、まず半導体基板21上に素子分離用の
講を形成する。次いで、この溝内側の半導体基板21上
にとしてのシリコン酸化II!22を形成する。続いて
、全面に多結晶シリコン層を堆積させた後、この多結晶
シリコン層を上方からエツチングして、シリコン酸化I
I!22上の溝内にのみ多結晶シリコン層23を残留さ
せる(第3図(a)参照)。
[Prior Art] In a conventional method for forming an element isolation region of a semiconductor integrated circuit in which an element isolation region is formed on a semiconductor substrate, first, as shown in FIG. Form a lecture. Next, silicon oxide II! is deposited on the semiconductor substrate 21 inside this groove. 22 is formed. Subsequently, after depositing a polycrystalline silicon layer over the entire surface, this polycrystalline silicon layer is etched from above to form silicon oxide I.
I! The polycrystalline silicon layer 23 is left only in the groove above the polycrystalline silicon layer 22 (see FIG. 3(a)).

さらにこの多結晶シリコン層23の露出している上部表
面をキャンプ酸化してシリコン酸化11i24を形成す
る(第3図(b)参照)。
Furthermore, the exposed upper surface of this polycrystalline silicon layer 23 is camp-oxidized to form silicon oxide 11i24 (see FIG. 3(b)).

このようにして、半導体基板21上に形成された溝内に
、シリコン酸化膜22を介して多結晶シリコン層23を
埋め込み、この多結晶シリコン層23の上部表面をキャ
ップ酸化してシリコン酸化膜24によって講に蓋をする
ようにして素子分離が行なわれている。
In this way, the polycrystalline silicon layer 23 is buried in the trench formed on the semiconductor substrate 21 via the silicon oxide film 22, and the upper surface of the polycrystalline silicon layer 23 is cap oxidized to form the silicon oxide film 23. Element isolation is carried out in a manner that covers the entire circuit.

[発明が解決しようとする課題] このように上述の従来方法によると、素子分離用の溝内
にシリコン酸化膜22を介して埋め込んだ多結晶シリコ
ン層23の上部表面をキャップ酸化してシリコン酸化膜
24を形成する際に、このキャップ酸化に伴う体積膨張
によって、第3図(b)のA部に示される溝周辺の半導
体基板21に大きなストレスを発生させ、結晶欠陥を生
じる。
[Problems to be Solved by the Invention] As described above, according to the above-described conventional method, the upper surface of the polycrystalline silicon layer 23 buried in the trench for element isolation via the silicon oxide film 22 is cap oxidized and silicon oxidized. When forming the film 24, the volumetric expansion accompanying this cap oxidation generates a large stress in the semiconductor substrate 21 around the groove shown in section A in FIG. 3(b), resulting in crystal defects.

このため素子の特性劣化を招き、歩留りの低下をもたら
すという問題が生じていた。
This has caused a problem of deterioration of device characteristics and a decrease in yield.

そこで本発明は、溝上部を閉塞させて溝内を中空とし、
溝周辺の半導体基板のストレスを緩和させ、素子特性の
向上および歩留まりの向上を図ることを目的とするもの
である。
Therefore, the present invention closes the upper part of the groove to make the inside of the groove hollow.
The purpose of this is to alleviate the stress on the semiconductor substrate around the groove, thereby improving device characteristics and yield.

また、半導体基板21上に形成された素子分離用の溝の
形状によって、シリコン酸化膜22を介して溝内に埋め
込まれた多結晶シリコン層23が溝内部を完全に充填す
ることができず、第4図(a)に示されるように、シリ
コン酸化膜2・1aによって蓋をされている多結晶シリ
コン層23内に微小な空洞25aが形成されることかあ
る。こうした空洞25aは、その後の工程における熱処
理によって溝上部へ移動して空洞25bとなり、講に蓋
をしているシリコン酸化JI24bの表面の平坦度を損
なわせる(第4図(b)参照)。このため素子分離領域
における平坦度が著しく悪化し、アルミニウム配線層の
段切れを引き起こすという問題が生じていた。
Further, due to the shape of the trench for element isolation formed on the semiconductor substrate 21, the polycrystalline silicon layer 23 buried in the trench via the silicon oxide film 22 cannot completely fill the inside of the trench. As shown in FIG. 4(a), a minute cavity 25a may be formed in the polycrystalline silicon layer 23 covered by the silicon oxide film 2/1a. Such a cavity 25a moves to the upper part of the groove by heat treatment in a subsequent step and becomes a cavity 25b, impairing the flatness of the surface of the silicon oxide JI 24b covering the groove (see FIG. 4(b)). As a result, the flatness in the element isolation region is significantly deteriorated, causing a problem that the aluminum wiring layer is broken.

そこで本発明は、素子分離用の溝上方に表面が平坦な絶
縁層を形成して素子分離領域上の平坦化を図り、歩留ま
りの向上を図ることを目的とするらのである。
Therefore, an object of the present invention is to form an insulating layer with a flat surface above the element isolation trench to planarize the element isolation region and improve the yield.

[課題を解決するための手段〕 上記課題は、半導体基板上に素子分離用の溝を形成する
工程と、前記溝内側の前記半導体基板上に第1の絶縁層
を形成する工程と、前記溝内側の上部の前記第1の絶縁
層を選択的に除去して前記半導体基板を露出する工程と
、露出された前記半導体基板上にシリコン層を選択的に
成長させて前記溝の開口幅を狭める工程と、前記シリコ
ン層上に第2の絶縁層を形成して前記溝を閉塞させる工
程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法に
よって達成される。
[Means for Solving the Problems] The above problems include a step of forming a trench for element isolation on a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating layer on the semiconductor substrate inside the trench, and a step of forming a first insulating layer on the semiconductor substrate inside the trench. selectively removing the first insulating layer on the inside to expose the semiconductor substrate; and selectively growing a silicon layer on the exposed semiconductor substrate to narrow the opening width of the trench. This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a second insulating layer on the silicon layer to close the groove.

また上記課題は、半導体基板上に素子分離用の清を形成
する工程と、前記溝内側の前記半導体基板上に第1の絶
縁層を形成する工程と、前記溝上部の前記第1の絶縁層
を選択的に除去して前記半導体基板を露出する工程と、
露出された前記半導体基板上にシリコン層を選択的に成
長させる工程と、前記シリコン層上に第2の絶縁層を形
成する工程と、前記第2の絶縁層上に第3の絶縁層を形
成して前記溝を閉塞させる工程とを有することを特徴と
する半導体装置の製造方法によって達成される。
The above-mentioned problems also include a step of forming a layer for element isolation on a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating layer on the semiconductor substrate inside the trench, and a step of forming a first insulating layer on the semiconductor substrate on the inside of the trench. selectively removing the semiconductor substrate to expose the semiconductor substrate;
selectively growing a silicon layer on the exposed semiconductor substrate, forming a second insulating layer on the silicon layer, and forming a third insulating layer on the second insulating layer. This is achieved by a method for manufacturing a semiconductor device, which comprises the step of closing the groove by closing the groove.

[作 用] すなわち本発明は、素子分離用の溝上部に選択的に形成
するシリコン層により溝の開口幅を狭め、このシリコン
層上に形成する絶縁層により溝を閉塞させ、溝内を中空
とするものである。このことによって溝周辺の半導体基
板のストレスを緩和させ、結晶欠陥の発生を防ぎ、素子
特性の向上および歩留まりの向上を図る。
[Function] That is, the present invention narrows the opening width of the trench by a silicon layer selectively formed on the top of the trench for element isolation, closes the trench with an insulating layer formed on this silicon layer, and makes the inside of the trench hollow. That is. This alleviates stress on the semiconductor substrate around the groove, prevents crystal defects from occurring, and improves device characteristics and yield.

[実施例] 以下、本発明を図示の実施例により具体的に説明する。[Example] Hereinafter, the present invention will be specifically explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例における半導体集積回路
の素子分離領域の形成方法を示す工程図である。
FIG. 1 is a process diagram showing a method of forming an element isolation region of a semiconductor integrated circuit in a first embodiment of the present invention.

半導体基板としてのシリコン基板1上にシリコン酸化膜
2を形成した後、所定の場所のシリコン酸化膜2を選択
的にエツチング除去する。残留したシリコン酸化膜2を
マスクとして例えば塩素系の反応性イオンエツチング(
RIE)を行ない、福1.2μm程度、深さ5.0μm
程度の素子分離用のU清3を形成する。続いて、温度1
000°Cの条件において熱酸化を行ない、U溝3内の
シリコン基板1上に絶縁層として膜厚3000A程度の
シリコン酸化膜4を形成する(第1図(a>参照)。
After forming a silicon oxide film 2 on a silicon substrate 1 serving as a semiconductor substrate, the silicon oxide film 2 at predetermined locations is selectively etched away. Using the remaining silicon oxide film 2 as a mask, for example, chlorine-based reactive ion etching (
RIE), and the thickness is about 1.2 μm and the depth is 5.0 μm.
A U clear layer 3 for element isolation is formed. Next, temperature 1
A silicon oxide film 4 having a thickness of about 3000 Å is formed as an insulating layer on the silicon substrate 1 within the U-groove 3 by thermal oxidation at 000°C (see FIG. 1 (a>)).

次いで、全面にレジスト5を塗布した後、露光および現
像を行なう。このとき、露光時間によって露光されるレ
ジストの厚さを制御する。すなわちU溝3内に埋め込ま
れたレジスト5のうち所望の深さまで露光され、そこよ
り深い部分のレジストは露光されないようにする。この
ときの所望の深さは、U溝3のエツジ部のシリコン基板
1表面から3000人程度0深さが望ましいく第1図(
b)参照)。
Next, after applying resist 5 to the entire surface, exposure and development are performed. At this time, the thickness of the exposed resist is controlled by the exposure time. That is, the resist 5 buried in the U-groove 3 is exposed to a desired depth, and the resist deeper than that is not exposed. The desired depth at this time is preferably about 3,000 depth from the surface of the silicon substrate 1 at the edge part of the U-groove 3, as shown in FIG.
b)).

こうして露光されたレジストは現像され除去される。そ
してまた、露光されないレジスト6はそのままU講3内
に残存する(第1図(c)参照)。
The resist thus exposed is developed and removed. Furthermore, the unexposed resist 6 remains in the U-column 3 as it is (see FIG. 1(c)).

次いで、このU講3内に残存するレジスト6をマスクと
して、弗酸系溶液によりシリコン酸化膜4のエツチング
を行ない、U清3上部側面のみにシリコン基板1を露出
させる。そしてレジスト6の除去を行なう(第1図(d
)参照)。
Next, using the resist 6 remaining in the U-layer 3 as a mask, the silicon oxide film 4 is etched with a hydrofluoric acid solution to expose the silicon substrate 1 only on the upper side surface of the U-layer 3. Then, the resist 6 is removed (Fig. 1(d)
)reference).

次いで、例えばジクロールシラン (SiH2C12)を用い、気圧80 Torr、温度
900℃程度の条件において、露出させたシリコン基板
1上に膜厚400OAの単結晶シリコン層7を選択的に
エピタキシャル成長させる。このときシリコン層7の膜
厚は、このシリコン層7によってU湧3の開口幅が挟ま
り、かつ開口したままの状態になるように制御される。
Next, a single crystal silicon layer 7 having a thickness of 400 OA is selectively epitaxially grown on the exposed silicon substrate 1 using, for example, dichlorosilane (SiH2C12) at a pressure of 80 Torr and a temperature of about 900.degree. At this time, the thickness of the silicon layer 7 is controlled so that the opening width of the U well 3 is sandwiched between the silicon layer 7 and remains open.

第1の実施例においては、4000人程度0膜厚とする
(第1図(e)参照)。
In the first embodiment, the film thickness is set to 0 for about 4000 people (see FIG. 1(e)).

次いで、熱酸化によりシリコン層7上に絶縁層としての
シリコン酸化M8を成長させる。このときシリコン酸化
88はU溝3上部の両側のシリコン層7を絶縁するに必
要な膜厚でなければならないため、最低でも3000八
程度必要とされる。
Next, silicon oxide M8 as an insulating layer is grown on the silicon layer 7 by thermal oxidation. At this time, the silicon oxide 88 must have a thickness necessary to insulate the silicon layer 7 on both sides of the upper part of the U-groove 3, and therefore, the thickness is required to be at least about 3,000.

そしてさらにU溝3の両側から成長して互いに連結する
に必要な膜厚でなければならないため、第1の実施例に
おいてはシリコン酸化WA8の膜厚を4000人程度ヒ
レた。こうしてシリコン酸化膜8によってU渭3が閉塞
され、U溝3内部が中空になる(第1図<f>参照)。
Furthermore, since the film must be thick enough to grow from both sides of the U-groove 3 and connect to each other, the film thickness of the silicon oxide WA8 was increased by about 4,000 in the first embodiment. In this way, the U groove 3 is closed by the silicon oxide film 8, and the inside of the U groove 3 becomes hollow (see <f> in FIG. 1).

次いで、リフロー可能な絶縁層として厚さ5000人程
度0ボロン・リン・ガラス(BPSG)9を全面に堆積
させる。このときのBPSG9におけるボロン(B)お
よびリン(P)の不純物濃度はそれぞれ6重量%とする
。そして温度900°Cのウェット雰囲気において、3
0分程度の熱処理を行ない、BPSG9をリフローさせ
、BPSG9の表面を平坦にする。続いて、弗酸系溶液
によりBPSG9のバックエツチングを行ない、表面が
平坦でかつ所望の厚さを有するBPSG9をU清3上方
に形成する(第1図(g)参照)。
Next, 0 boron phosphorus glass (BPSG) 9 with a thickness of about 5000 nm is deposited over the entire surface as a reflowable insulating layer. At this time, the impurity concentrations of boron (B) and phosphorus (P) in BPSG9 are each 6% by weight. In a wet atmosphere at a temperature of 900°C, 3
Heat treatment is performed for about 0 minutes to reflow the BPSG 9 and flatten the surface of the BPSG 9. Subsequently, the BPSG 9 is back-etched using a hydrofluoric acid solution to form a BPSG 9 having a flat surface and a desired thickness above the U liquid 3 (see FIG. 1(g)).

このようにして、シリコン基板1上に素子分離用のU講
3を形成し、このU講3上部側面にシリコン層7を選択
的に形成してU講3の開口幅を狭め、このシリコン層7
上にシリコン酸化[8を形成し、このシリコン酸化M8
によりU講3を閉塞させてU講3内を中空とし、さらに
表面が平坦なりPSG9をシリコン酸化11!8上に形
成する。
In this way, a U layer 3 for element isolation is formed on the silicon substrate 1, and a silicon layer 7 is selectively formed on the upper side surface of this U layer 3 to narrow the opening width of the U layer 3. 7
Silicon oxide [8 is formed on top of the silicon oxide M8.
The U-hole 3 is closed to make the inside of the U-hole 3 hollow, and the surface becomes flat, and PSG 9 is formed on the silicon oxide 11!8.

そのため第1の実施例によれば、U消3を閉塞するシリ
コン層7およびシリコン酸化p!A8の厚さをそれぞれ
制御することによって、ストレスの発生を緩和させるこ
とかできる。すなわち、U講3−F部に形成するシリコ
ン酸化ylA8の厚さが従来に比較して薄いため、熱酸
1ヒの工程が短くなり、その結果シリコン基板1へのス
トレスを緩和させることができる。
Therefore, according to the first embodiment, the silicon layer 7 blocking the U eraser 3 and the silicon oxide p! By controlling the thickness of A8, the stress generation can be alleviated. That is, since the thickness of the silicon oxide ylA8 formed in the U section 3-F section is thinner than in the past, the thermal oxidation step is shortened, and as a result, the stress on the silicon substrate 1 can be alleviated. .

また、表面が平坦なりPSG9をU講3上方に形成する
ことによって、素子分離領域の平坦化を行なうことがで
きる。従って、この素子分離領域上に形成されるアルミ
ニウム配線層の段切れ等を防ぎ、歩留まりを向上させる
ことができる。
Furthermore, by forming the PSG 9 above the U-circuit 3 so that the surface thereof is flat, the element isolation region can be flattened. Therefore, it is possible to prevent breakage of the aluminum wiring layer formed on the element isolation region and improve the yield.

次に、本発明の第2の実施例を第2図を用いて説明する
Next, a second embodiment of the present invention will be described using FIG. 2.

第2図<a)〜(d)に示される工程は、上記第1の実
施例における第1図<a)〜(d)に示。
The steps shown in FIGS. 2<a) to (d) are shown in FIGS. 1<a) to (d) in the first embodiment.

される工程と同一である。The process is the same as that performed.

次いで、上記第1の実施例と同様にして、露出させたシ
リコン基板1上に単結晶シリコン層10を選択的にエピ
タキシャル成長させる。そしてこのシリコン層10によ
ってU清3の開口幅を狭める。但し、このときシリコン
層10の膜厚は、上記第1の実施例の場合よりも薄くす
る。こうして第2実施例においては、3000人程度0
膜厚とした(第2図(e)参照)。
Next, a single crystal silicon layer 10 is selectively epitaxially grown on the exposed silicon substrate 1 in the same manner as in the first embodiment. The silicon layer 10 narrows the opening width of the U opening 3. However, at this time, the thickness of the silicon layer 10 is made thinner than in the first embodiment. In this way, in the second embodiment, about 3,000 people
The film thickness was determined (see FIG. 2(e)).

次いで、熱酸化によりシリコン層10上に絶縁層として
のシリコン酸化膜11を成長させる。このときのシリコ
ン酸化膜11の膜厚は、上記第1の実施例と同様に40
00人程度ヒレる。こうしてこのシリコン酸化膜11に
よってU溝3の開口幅はさらに狭められるが、しかしU
溝3は閉塞されてはいない(第2図(f)参照)、従っ
て第2の実施例においては、シリコン酸化膜11の成長
の際の体積膨張によってストレスが発生することは全く
ない。
Next, a silicon oxide film 11 as an insulating layer is grown on the silicon layer 10 by thermal oxidation. The thickness of the silicon oxide film 11 at this time is 40 mm as in the first embodiment.
About 00 people got fins. In this way, the opening width of the U groove 3 is further narrowed by this silicon oxide film 11;
The trench 3 is not closed (see FIG. 2(f)), so in the second embodiment, no stress is generated due to volume expansion during the growth of the silicon oxide film 11.

次いで、全面に絶縁層としてのBPSG12を堆積し、
このBPSG12を熱処理によりリフローさせて表面を
平坦にし、続いてパックエンチングを行ない、表面が平
坦でかつ所望の厚さを有するBPSG12をU消3上方
に形成する。このとき、U涌3の開口幅がシリコン層1
0およびシリコン酸化膜11によって狭められているた
め、BPSG12はU溝3内を充填するように堆積され
ることはなく、狭められたU講3の開口部に若をするよ
うな形状に堆積され、U講3内を中空にする(第2図(
g)参照)。
Next, BPSG12 was deposited as an insulating layer on the entire surface,
This BPSG 12 is reflowed by heat treatment to make the surface flat, and then pack etching is performed to form a BPSG 12 with a flat surface and a desired thickness above the U eraser 3. At this time, the opening width of the U-wound 3 is equal to the width of the silicon layer 1.
0 and the silicon oxide film 11, the BPSG 12 is not deposited to fill the inside of the U groove 3, but is deposited in a shape that fills the opening of the narrowed U groove 3. , make the inside of U lecture 3 hollow (Fig. 2 (
(see g)).

このとき、例えばU講3の当初の開口幅1.2μm程の
広い開口部上にBPSGが堆積されるとすると、BPS
Gは例えば多結晶シリコンなどと比べるとカバレージが
悪いために、BPSG内に空洞が発生したり、BPSG
の表面が平坦にならなかったりするが、第2の実施例に
おいては、上記のように開口幅が充分に狭められたU?
43上に堆積されるため、このような問題は生じない。
At this time, for example, if BPSG is deposited on the wide opening with an initial opening width of about 1.2 μm in U-section 3, the BPS
Since G has poor coverage compared to polycrystalline silicon, for example, cavities may occur within the BPSG, and the BPSG may
However, in the second embodiment, the opening width is sufficiently narrowed as described above.
43, such a problem does not occur.

このようにして、シリコン基板1上に素子分離用のU消
3を形成し、このU清3上部側面にシリコン層10を選
択的に形成してU溝3の開口幅を狭め、このシリコン層
10上にシリコン酸化WA11を形成し、このシリコン
酸化W111によりU講3の開口幅をさらに狭め、その
上にBPSG12を堆積しU湧3を閉塞させてU清3内
を中空とし、さらにBPSG12の表面を平坦にする。
In this way, the U groove 3 for element isolation is formed on the silicon substrate 1, and the silicon layer 10 is selectively formed on the upper side surface of the U groove 3 to narrow the opening width of the U groove 3. 10, silicon oxide WA11 is formed on the silicon oxide W111, the opening width of the U tube 3 is further narrowed, BPSG12 is deposited on it, the U tube 3 is closed, the inside of the U tube 3 is made hollow, and the opening width of the U tube 3 is made hollow. Make the surface flat.

そのため第2の実施例によれば、U溝3の開口幅を狭め
るシリコン層10およびシリコン酸化膜11の厚さをそ
れぞれ制御することによって、ストレスが発生しないよ
うにすることができる。従って、素子特性を向上させ、
歩留まりを向上させることができる。
Therefore, according to the second embodiment, stress can be prevented from occurring by controlling the thicknesses of the silicon layer 10 and the silicon oxide film 11, which narrow the opening width of the U-groove 3, respectively. Therefore, the device characteristics can be improved,
Yield can be improved.

また、表面が平坦なりPSG12をU講3上方に形成す
ることによって、素子分離領域の平坦化を行なうことが
できる。従って、この素子分離領域上に形成されるアル
ミニウム配線層の段切れ等を防ぎ、歩留まりを向上させ
ることができる。
Furthermore, by forming the PSG 12 above the U-circuit 3, which has a flat surface, the element isolation region can be flattened. Therefore, it is possible to prevent breakage of the aluminum wiring layer formed on the element isolation region and improve the yield.

なお、上記第1および第2の実施例においては、シリコ
ン層7.10は選択的にエピタキシャル成長させた単結
晶シリコンとしたが、選択的に成長させた多結晶シリコ
ンであってもよい。
In the first and second embodiments, the silicon layer 7.10 is made of selectively epitaxially grown monocrystalline silicon, but may be made of selectively grown polycrystalline silicon.

また、素子分離領域を平坦化するためにBPSG9.1
2を用いているが、これに限定されず、リフロー可能な
絶縁層であればよく、例えばリン・ガラス(PSG)等
を用いてもよい。
In addition, in order to flatten the element isolation region, BPSG9.1
2 is used, but the present invention is not limited thereto, and any insulating layer that can be reflowed may be used, for example, phosphor glass (PSG) or the like may be used.

さらにまた、シリコン酸化llA3.11はシリコン窒
1ヒ膜等の絶縁膜でもよい。
Furthermore, the silicon oxide 11A3.11 may be an insulating film such as a silicon nitride film.

[発明の効果] 以上のように本発明によれば、半導体集積回路の素子分
離を行なう講の上部側面に選択的に形成するシリコン層
およびシリコン酸化膜によって清を閉塞させて溝内を空
洞とすることにより、溝周辺の半導体基板におけるスト
レスの発生を防ぎ、従って素子特性の向上および歩留ま
りの向上を図ることができる。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the silicon layer and the silicon oxide film selectively formed on the upper side surface of the groove for isolating the elements of a semiconductor integrated circuit block the liquid to form a cavity. By doing so, it is possible to prevent the occurrence of stress in the semiconductor substrate around the groove, thereby improving device characteristics and yield.

また、半導体集積回路の素子分離を行なう湧の上部側面
に選択的に形成するシリコン層およびシリコン酸化膜に
よって講の開口幅を狭め、さらにこの狭めた開口部を絶
縁層によって閉塞させて溝内を空洞とすることにより、
溝周辺の半導体基板におけるストレスの発生を防ぎ、従
って素子特性の向上および歩留まりの向上を図ることが
できる。
In addition, the opening width of the trench is narrowed by a silicon layer and a silicon oxide film that are selectively formed on the upper side of the groove that isolates the elements of a semiconductor integrated circuit, and the narrowed opening is further closed with an insulating layer to fill the inside of the trench. By making it hollow,
It is possible to prevent the occurrence of stress in the semiconductor substrate around the groove, thereby improving device characteristics and yield.

さらにまた、表面が平坦な絶縁層を溝上方に形成して素
子分離領域の平坦化を行なうことにより、素子分離領域
上に形成される配線層の段切れ等を防ぎ、従って歩留ま
りを向上させることができる。
Furthermore, by forming an insulating layer with a flat surface above the trench to flatten the element isolation region, it is possible to prevent breakage of the wiring layer formed on the element isolation region, thereby improving yield. I can do it.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明の第1の実施例における半導体装置の製
造方法を示す工程図、 第2図は本発明の第2の実施例における半導体装置の製
造方法を示す工程図、 第3図および第4図はそれぞれ従来の半導体装置の製造
方法およびその課題を示す工程図である。 図において、 1・・・・・・半導体基板(シリコン基板)、2・・・
・・・シリコン酸化膜、 3・・・・・・素子分離用の涌(U消)、4・・・・・
・絶縁層(シリコン酸化膜)、5.6・・・・・・レジ
スト、 7.10・・・・・・シリコン層、 8.11・・・・・・絶縁層(シリコン酸化H)、9.
12・・・・・・絶縁層<BPSG)。
1 is a process diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention; FIG. 2 is a process diagram showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention; FIG. FIG. 4 is a process diagram showing a conventional method of manufacturing a semiconductor device and its problems. In the figure, 1... semiconductor substrate (silicon substrate), 2...
...Silicon oxide film, 3...Water for element isolation (U eraser), 4...
・Insulating layer (silicon oxide film), 5.6...Resist, 7.10...Silicon layer, 8.11...Insulating layer (silicon oxide H), 9 ..
12...Insulating layer<BPSG).

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、半導体基板(1)上に素子分離用の溝 (3)を形成する工程と、 前記溝(3)内側の前記半導体基板(1)上に第1の絶
縁層(4)を形成する工程と、 前記溝(3)内側の上部の前記第1の絶縁層(4)を選
択的に除去して前記半導体基板(1)を露出する工程と
、 露出された前記半導体基板(1)上にシリコン層(7)
を選択的に成長させて前記溝(3)の開口幅を狭める工
程と、 前記シリコン層(7)上に第2の絶縁層(8)を形成し
て前記溝(3)を閉塞させる工程とを有することを特徴
とする半導体装置の製造方法。 2、半導体基板(1)上に素子分離用の溝 (3)を形成する工程と、 前記溝(3)内側の前記半導体基板(1)上に第1の絶
縁層(4)を形成する工程と、 前記溝(3)上部の前記第1の絶縁層(4)を選択的に
除去して前記半導体基板(1)を露出する工程と、 露出された前記半導体基板(1)上にシリコン層(10
)を選択的に成長させる工程と、 前記シリコン層(10)上に第2の絶縁層(11)を形
成する工程と、 前記第2の絶縁層(11)上に第3の絶縁層(12)を
形成して前記溝(3)を閉塞させる工程と を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] 1. Forming a groove (3) for element isolation on a semiconductor substrate (1), and forming a first insulating layer (1) on the semiconductor substrate (1) inside the groove (3). 4), and selectively removing the first insulating layer (4) on the inside of the groove (3) to expose the semiconductor substrate (1); and the exposed semiconductor substrate (1). Silicon layer (7) on the substrate (1)
selectively growing to narrow the opening width of the groove (3); and forming a second insulating layer (8) on the silicon layer (7) to close the groove (3). A method for manufacturing a semiconductor device, comprising: 2. Forming a groove (3) for element isolation on the semiconductor substrate (1); Forming a first insulating layer (4) on the semiconductor substrate (1) inside the groove (3) selectively removing the first insulating layer (4) above the groove (3) to expose the semiconductor substrate (1); and forming a silicon layer on the exposed semiconductor substrate (1). (10
), a step of forming a second insulating layer (11) on the silicon layer (10), and a step of selectively growing a third insulating layer (12) on the second insulating layer (11). ) to close the groove (3).
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19990077847A (en) * 1998-03-13 1999-10-25 가네꼬 히사시 Semiconductor apparatus and method for manufacturing same
JP2000131169A (en) * 1998-10-26 2000-05-12 Denso Corp Semiconductor pressure sensor and manufacture thereof

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