JPS59135743A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents
半導体装置およびその製造方法Info
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- JPS59135743A JPS59135743A JP873083A JP873083A JPS59135743A JP S59135743 A JPS59135743 A JP S59135743A JP 873083 A JP873083 A JP 873083A JP 873083 A JP873083 A JP 873083A JP S59135743 A JPS59135743 A JP S59135743A
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
- H01L21/76229—Concurrent filling of a plurality of trenches having a different trench shape or dimension, e.g. rectangular and V-shaped trenches, wide and narrow trenches, shallow and deep trenches
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
[]発明の利用分野〕
本発明は、半導体装置およびその製造方法に関し7、詳
しくは、半導体裁仮に形成された溝に絶縁物を充填して
、代数の半導体素子間互いに′電気的に分離する半導体
装置およびその製造方法に関する。 〔従来技術〕 半導体基板に溝を形成して溝内に絶縁物を充填して半導
体素子間の絶縁分離(アイソレーション)を行なう方法
は、従来の選択酸比法(L(JcO8あるいばl5op
lanar )に比べて、Jツ1要tri 4)’t
と寄生容量が非常に小さく、高集積・同速LSIに適し
た方法である。ところが (J/pの充填に酸化膜等の
絶縁物を用いる場合、熱酸化以外のc v I) (化
学気相成長)法やスパッタ法で形成した酸化膜は耐エッ
チ7グ性が悪しため、甲−坦fヒ後のホトエツ°rング
工程で穴か開いたり段差が発生しグ(りする欠点かあっ
た。ま)
しくは、半導体裁仮に形成された溝に絶縁物を充填して
、代数の半導体素子間互いに′電気的に分離する半導体
装置およびその製造方法に関する。 〔従来技術〕 半導体基板に溝を形成して溝内に絶縁物を充填して半導
体素子間の絶縁分離(アイソレーション)を行なう方法
は、従来の選択酸比法(L(JcO8あるいばl5op
lanar )に比べて、Jツ1要tri 4)’t
と寄生容量が非常に小さく、高集積・同速LSIに適し
た方法である。ところが (J/pの充填に酸化膜等の
絶縁物を用いる場合、熱酸化以外のc v I) (化
学気相成長)法やスパッタ法で形成した酸化膜は耐エッ
チ7グ性が悪しため、甲−坦fヒ後のホトエツ°rング
工程で穴か開いたり段差が発生しグ(りする欠点かあっ
た。ま)
本発明の目的は、以上述べた従来技術の欠点全除去し、
平坦性が良くて結晶欠陥が発生し。(−りい絶縁物アイ
ル−ジョン?有する半導体装置お、Lぴぞの製造方法を
提供することである。 〔発明の概要J 十記月的を達成するため、本発明はアイソレーション面
の側面に形成した多結晶シリコン膜を熱酸1ヒし2′7
溝の側面のみにjすい良質の酸化j1県全バースビーり
を発生することなく形成した陵に、CVI)等の方法で
残った溝に酸化物あるいは多結晶シリコン全埋込むこと
全行なうものである。 し発明の¥:施例] 以下、バイポーラ集イノ(回路の製J青に関する実施例
を用いて本発明の詳細な説明する。 実施例1 第1図に示すように、S I基板1の表面にコレクタ埋
込層2を設け、その上にトランジスタの能動部公表なる
SIエビタギシャル層3(厚さ0,5〜1.5 tt
m lを形成した後、その表面を酸比して5I07膜4
を形成し、さらにその−1−に周知のevl)法によっ
て5I3fIl14膜5、およびS r (J2膜6金
形成した。 次に、ホトレジスト(、用いて溝のパターニングを行な
い、ドライエツチングによって、溝が形成されるi置載
の5jU2膜6、SI3N4 膜5.5io2膜4を選
択的(・こエツチングし1ホトレジストに除去した後、
8102膜6をマスクにして成心1・1スバツタエソヂ
ンク法でSLをエッチン′グしで、s!基板1にLネす
る1111而が垂直な溝7を形成した(第2図)、、こ
のとき81エツノゝングのマスクとしではS +02
j模6金つけないでS 13 Na fl弥5を用いる
ことも可能である。 ここで、ヂA′ネル発生防正用にコレクタIjji、j
込層2と反苅導′屯型の不純物全イオン打込み法で溝の
底部に導入した。次に、残ったSIO□膜6を除去L、
S 13 N4 膜5をマスクにして溝の内面に博い酸
fヒ膜8(I!jjさ、50〜i 50 n m )
f形成し/、:。 (第3図)。 次に、CVD法ケ用いて多結晶シリコンI+a! 9(
厚さ100〜300 n m lを全面に被4″【シ/
((第41*1 )。 次に、反[ト性スパッタエツチングの様な方向性を持っ
たエツチング′fh:を用いて多結晶シリコンj]い9
をエツチング17、而の側面のみに餐結晶シIJ J1
ン嘆を残(−7、曲の部分に被着された多結晶シリコ7
11〜−を7除去した。(第5図)。 次に、熱酸化を行なって溝の11tl1面上に残された
多結晶シリコンj換9ケ5iO211都10に変(災し
た。 このとき、多結晶シリコン膜9が優先的に酸1ヒされ、
多結晶シリコン膜が残っているうちはその下の81層3
は酸fヒされないので、バーズビークはほとんど発生し
ない(第6図)。 次に、CVD法で5iOz膜11を碑の深さとほぼ同じ
jVさに形成し、さらに汁4」にti艮くするためにレ
ジストあるいは5OG(回転塗布用カラス)12をその
上に塗布しfこ(第7図)。 次に、レジストあるい(dsOG12と8102膜1]
のエツチング速度がほぼ等しいドライエツチング法を用
いて、813 N4膜5の表面が蕗出されるまでSi(
Jzgll’?エツチングし、その後、熱リン酸金用い
てSi3N4膜5ケ除去し、アイソレーション工程が完
了した(第8図)。 ここで、島の幅13(活性領域の幅)は、バーズビーク
の発生がほとんどないので、はぼマスク寸法通りに仕上
っており、微細パターンを精度良く形成できる髄長があ
る。また、厚い選択酸化を行なわないので81基板に結
晶欠陥が発生する恐れがない。 アイツレ−/ヨン工程の抜、)ランジスタ等のブーバイ
スkrJ作するために、拡散あるいはコンタクト用の穴
あけを行なう際、溝の側面にI!JIい熱酸化膜10が
あるため、第9図に示すように、島よりも大きいマスク
を用いてl/ジス]・14のパターンヶ形成し、島の表
面の5iU2膜に自己整合的に開孔15に行なうことが
できる。ここで、酸1し膜10の厚さ16かマスク合せ
の力説ケ生み出すことになる。 上記方法を用いて製作したバイポーラトランジスタの1
θす而を第10図に示す。ことで、記弓17はコレクタ
取出し用の拡散層、1911jハツシヘ−ション膜、1
8はベース領域、20はエミッタ領域、21はベース′
1b、極、22はエミッタC(ち極、23Hコレクタ電
極ケそれぞれ衣わ−ず。、また、24はベースとコレク
タを分目11するだめの浅い溝を示すが、この溝は無く
てもl・ランジスタの製作ば1コJ’ iiL:であ2
〕。 次に、海の幅がハくなつ/こ揚台のjl−、J!−j、
性の問題であるが、第11図に示すように広いγ7Iす
の中に狭い島25を設けることによってモ坦性ケ良くす
ることが出来る。このとき、lJ’l’%i 26の許
容される最大飴はaすzの深さや同転傾布する物質12
の厚さに依存するがおおよそ10〜20μ口】である。 −亡し7て、追加J−る島の幅(は配線容量ケ小さくす
るために2μIII以下とすることか望ましい。この上
うVi−1,−(,1−「忌のaη幅−Cも平担性良く
酸1し膜金埋込むことが出来、配置腺谷;−1も便米の
半分以下に減少した。 実施例2 仄に、溝内の選沢[俊fヒを無くしてバーズヒ−りを完
全に無くず方法について述べる。 第2図の81エツチングまでは実施例と同じである。チ
A・ネルストッパのイオン拐込みと7ニ一ルケ行なつ/
こ俵、入面に残つ7こII呆にすべで除去し、改めて表
向を薄く酸化してSr 02膜27(50−150n
m )を形成し、さらK S i3N4 l117.
28(50〜15 Q n o−r )才被眉した(第
12ヌ1)。 次Qこ、半結晶−2/リコンを全曲に被着し/、−1後
、方向′訃ドライコーツチングで1・14の1則面に多
X活晶ンリコン29ケ残しiこ(第13図)。 次に、;JちI後ftsをITlつで多結晶シリコンを
全部5i(J2月躯30に変換した。このとき、S+表
]川用f、1ずべてSi3N4膜でお:b”l:)れて
いるため、バ ズビ−りの元りiEt、j、4照である
(第141<1 ) 。 ?K ニ、C”、 V D を去薄C8i 02膜f
y44 Zl /c 溝に叫込み、−【V−坦rヒエッ
チングをrjlい、ぺ囲のS+3へ14Iu Q 1i
ft’:ムして一ノ′イソト−ション[(j、か完了し
7/(−(第15し、ト1)。以ドは実施例1と同じで
ある。 以上の実施例では、多結晶シリ−フンの酸化後に残った
溝に5iU2ルネを埋込ん−Cいるか、この埋込相料は
SI (J2膜に限定されるわけでeJ、なく、多結晶
シリコン膜、ΔろるいばSiを3イ」シ/こ酸化jl外
、p s O<リンカラス) 11%、 B S U
(ホI]ツカラス)膜、鉛ガラス膜等を用いることが一
1’]’ iiLであZ)。第16図に、残った溝に多
結晶シリコンな埋込み牙の表1riiケ酸fl; した
実施例の1も[面図をホラ。 [−発明の効果」 上記説明から明らかなように、本発明によれば、バート
ビ=りの発生ケ効果的に防止できるので、素子の所要面
積金減少することができる。また、溝の側+ki上の多
結晶シリコン膜の優先酸化をオU用しているため、シリ
コン基板に歪みが発生する恐れは著るしく減少し、極め
てすぐれた半導体装置が形成できる。
平坦性が良くて結晶欠陥が発生し。(−りい絶縁物アイ
ル−ジョン?有する半導体装置お、Lぴぞの製造方法を
提供することである。 〔発明の概要J 十記月的を達成するため、本発明はアイソレーション面
の側面に形成した多結晶シリコン膜を熱酸1ヒし2′7
溝の側面のみにjすい良質の酸化j1県全バースビーり
を発生することなく形成した陵に、CVI)等の方法で
残った溝に酸化物あるいは多結晶シリコン全埋込むこと
全行なうものである。 し発明の¥:施例] 以下、バイポーラ集イノ(回路の製J青に関する実施例
を用いて本発明の詳細な説明する。 実施例1 第1図に示すように、S I基板1の表面にコレクタ埋
込層2を設け、その上にトランジスタの能動部公表なる
SIエビタギシャル層3(厚さ0,5〜1.5 tt
m lを形成した後、その表面を酸比して5I07膜4
を形成し、さらにその−1−に周知のevl)法によっ
て5I3fIl14膜5、およびS r (J2膜6金
形成した。 次に、ホトレジスト(、用いて溝のパターニングを行な
い、ドライエツチングによって、溝が形成されるi置載
の5jU2膜6、SI3N4 膜5.5io2膜4を選
択的(・こエツチングし1ホトレジストに除去した後、
8102膜6をマスクにして成心1・1スバツタエソヂ
ンク法でSLをエッチン′グしで、s!基板1にLネす
る1111而が垂直な溝7を形成した(第2図)、、こ
のとき81エツノゝングのマスクとしではS +02
j模6金つけないでS 13 Na fl弥5を用いる
ことも可能である。 ここで、ヂA′ネル発生防正用にコレクタIjji、j
込層2と反苅導′屯型の不純物全イオン打込み法で溝の
底部に導入した。次に、残ったSIO□膜6を除去L、
S 13 N4 膜5をマスクにして溝の内面に博い酸
fヒ膜8(I!jjさ、50〜i 50 n m )
f形成し/、:。 (第3図)。 次に、CVD法ケ用いて多結晶シリコンI+a! 9(
厚さ100〜300 n m lを全面に被4″【シ/
((第41*1 )。 次に、反[ト性スパッタエツチングの様な方向性を持っ
たエツチング′fh:を用いて多結晶シリコンj]い9
をエツチング17、而の側面のみに餐結晶シIJ J1
ン嘆を残(−7、曲の部分に被着された多結晶シリコ7
11〜−を7除去した。(第5図)。 次に、熱酸化を行なって溝の11tl1面上に残された
多結晶シリコンj換9ケ5iO211都10に変(災し
た。 このとき、多結晶シリコン膜9が優先的に酸1ヒされ、
多結晶シリコン膜が残っているうちはその下の81層3
は酸fヒされないので、バーズビークはほとんど発生し
ない(第6図)。 次に、CVD法で5iOz膜11を碑の深さとほぼ同じ
jVさに形成し、さらに汁4」にti艮くするためにレ
ジストあるいは5OG(回転塗布用カラス)12をその
上に塗布しfこ(第7図)。 次に、レジストあるい(dsOG12と8102膜1]
のエツチング速度がほぼ等しいドライエツチング法を用
いて、813 N4膜5の表面が蕗出されるまでSi(
Jzgll’?エツチングし、その後、熱リン酸金用い
てSi3N4膜5ケ除去し、アイソレーション工程が完
了した(第8図)。 ここで、島の幅13(活性領域の幅)は、バーズビーク
の発生がほとんどないので、はぼマスク寸法通りに仕上
っており、微細パターンを精度良く形成できる髄長があ
る。また、厚い選択酸化を行なわないので81基板に結
晶欠陥が発生する恐れがない。 アイツレ−/ヨン工程の抜、)ランジスタ等のブーバイ
スkrJ作するために、拡散あるいはコンタクト用の穴
あけを行なう際、溝の側面にI!JIい熱酸化膜10が
あるため、第9図に示すように、島よりも大きいマスク
を用いてl/ジス]・14のパターンヶ形成し、島の表
面の5iU2膜に自己整合的に開孔15に行なうことが
できる。ここで、酸1し膜10の厚さ16かマスク合せ
の力説ケ生み出すことになる。 上記方法を用いて製作したバイポーラトランジスタの1
θす而を第10図に示す。ことで、記弓17はコレクタ
取出し用の拡散層、1911jハツシヘ−ション膜、1
8はベース領域、20はエミッタ領域、21はベース′
1b、極、22はエミッタC(ち極、23Hコレクタ電
極ケそれぞれ衣わ−ず。、また、24はベースとコレク
タを分目11するだめの浅い溝を示すが、この溝は無く
てもl・ランジスタの製作ば1コJ’ iiL:であ2
〕。 次に、海の幅がハくなつ/こ揚台のjl−、J!−j、
性の問題であるが、第11図に示すように広いγ7Iす
の中に狭い島25を設けることによってモ坦性ケ良くす
ることが出来る。このとき、lJ’l’%i 26の許
容される最大飴はaすzの深さや同転傾布する物質12
の厚さに依存するがおおよそ10〜20μ口】である。 −亡し7て、追加J−る島の幅(は配線容量ケ小さくす
るために2μIII以下とすることか望ましい。この上
うVi−1,−(,1−「忌のaη幅−Cも平担性良く
酸1し膜金埋込むことが出来、配置腺谷;−1も便米の
半分以下に減少した。 実施例2 仄に、溝内の選沢[俊fヒを無くしてバーズヒ−りを完
全に無くず方法について述べる。 第2図の81エツチングまでは実施例と同じである。チ
A・ネルストッパのイオン拐込みと7ニ一ルケ行なつ/
こ俵、入面に残つ7こII呆にすべで除去し、改めて表
向を薄く酸化してSr 02膜27(50−150n
m )を形成し、さらK S i3N4 l117.
28(50〜15 Q n o−r )才被眉した(第
12ヌ1)。 次Qこ、半結晶−2/リコンを全曲に被着し/、−1後
、方向′訃ドライコーツチングで1・14の1則面に多
X活晶ンリコン29ケ残しiこ(第13図)。 次に、;JちI後ftsをITlつで多結晶シリコンを
全部5i(J2月躯30に変換した。このとき、S+表
]川用f、1ずべてSi3N4膜でお:b”l:)れて
いるため、バ ズビ−りの元りiEt、j、4照である
(第141<1 ) 。 ?K ニ、C”、 V D を去薄C8i 02膜f
y44 Zl /c 溝に叫込み、−【V−坦rヒエッ
チングをrjlい、ぺ囲のS+3へ14Iu Q 1i
ft’:ムして一ノ′イソト−ション[(j、か完了し
7/(−(第15し、ト1)。以ドは実施例1と同じで
ある。 以上の実施例では、多結晶シリ−フンの酸化後に残った
溝に5iU2ルネを埋込ん−Cいるか、この埋込相料は
SI (J2膜に限定されるわけでeJ、なく、多結晶
シリコン膜、ΔろるいばSiを3イ」シ/こ酸化jl外
、p s O<リンカラス) 11%、 B S U
(ホI]ツカラス)膜、鉛ガラス膜等を用いることが一
1’]’ iiLであZ)。第16図に、残った溝に多
結晶シリコンな埋込み牙の表1riiケ酸fl; した
実施例の1も[面図をホラ。 [−発明の効果」 上記説明から明らかなように、本発明によれば、バート
ビ=りの発生ケ効果的に防止できるので、素子の所要面
積金減少することができる。また、溝の側+ki上の多
結晶シリコン膜の優先酸化をオU用しているため、シリ
コン基板に歪みが発生する恐れは著るしく減少し、極め
てすぐれた半導体装置が形成できる。
第1図〜第11図は本発明の実施例全示す工程図、第1
2図〜第16図は本発明の他の実施例を示す工程図であ
る。 1・・・シリコン基板、8・・・SiO2膜、9・・・
多結晶シリコン膜、10・・・S l 02膜、11・
・・CV L)酸比r1v、27・・・5102膜、2
8・・・SI3N4膜、29・・・多結晶シリコン膜。 、1−− 第 1 図 、−、−6 第 Z 区 第 4(21 29 工 5 図 75 第 6 (2) 〒 7 (¥] 第 9 図 6 一= S’F−、、、、、、15。/4弔 10 図 第 11 図 第 12 図 、Z’7 第 13 図 第 14「4 第 Is 図 第 16 図
2図〜第16図は本発明の他の実施例を示す工程図であ
る。 1・・・シリコン基板、8・・・SiO2膜、9・・・
多結晶シリコン膜、10・・・S l 02膜、11・
・・CV L)酸比r1v、27・・・5102膜、2
8・・・SI3N4膜、29・・・多結晶シリコン膜。 、1−− 第 1 図 、−、−6 第 Z 区 第 4(21 29 工 5 図 75 第 6 (2) 〒 7 (¥] 第 9 図 6 一= S’F−、、、、、、15。/4弔 10 図 第 11 図 第 12 図 、Z’7 第 13 図 第 14「4 第 Is 図 第 16 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、半導体基板に形成された溝内に絶は物を充填し7て
素子間の絶縁分mを行なうものにおいて、上記溝の側面
に高部への突出がない厚い熱酸rヒ膜を有することに%
徴とする半導体装置。 2 上記溝側面の厚い酸化膜を、側面に選択的に形成l
〜だ多結晶シリコン膜を酸比することによって形成する
ことkvj、@とする半導体装16″の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP873083A JPS59135743A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 半導体装置およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP873083A JPS59135743A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 半導体装置およびその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59135743A true JPS59135743A (ja) | 1984-08-04 |
Family
ID=11701064
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP873083A Pending JPS59135743A (ja) | 1983-01-24 | 1983-01-24 | 半導体装置およびその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59135743A (ja) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS6265437A (ja) * | 1985-09-18 | 1987-03-24 | Sony Corp | 半導体装置の製造方法 |
JPS63125942A (ja) * | 1986-11-17 | 1988-05-30 | Fujitsu Ltd | アモルフアスシリコン電子写真感光体 |
EP0278159A2 (en) * | 1986-11-19 | 1988-08-17 | Plessey Overseas Limited | Method of manufacturing a semiconductor device comprising an isolation structure |
JPH03245553A (ja) * | 1990-02-23 | 1991-11-01 | Sharp Corp | 素子分離領域の形成方法 |
US5356828A (en) * | 1993-07-01 | 1994-10-18 | Digital Equipment Corporation | Method of forming micro-trench isolation regions in the fabrication of semiconductor devices |
US6417555B1 (en) | 1998-07-08 | 2002-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2006339446A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
-
1983
- 1983-01-24 JP JP873083A patent/JPS59135743A/ja active Pending
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
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EP0278159A3 (en) * | 1986-11-19 | 1990-03-14 | Plessey Overseas Limited | Method of manufacturing a semiconductor device comprising an isolation structure |
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US6417555B1 (en) | 1998-07-08 | 2002-07-09 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
US6737336B2 (en) | 1998-07-08 | 2004-05-18 | Renesas Technology Corp. | Semiconductor device and manufacturing method therefor |
JP2006339446A (ja) * | 2005-06-02 | 2006-12-14 | Toshiba Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
US8106475B2 (en) | 2005-06-02 | 2012-01-31 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and method of manufacturing the same |
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