【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、トレンチキャパシタを形成してなる半導体
装置の製造方法に関するものであり、特にトレンチ形状
の改善方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、トレンチキャパシタを有する半導体装置を
製造するに際し、半導体基板にトレンチを形成した後、
湿式酸化を行い湿式酸化膜を形成することにより、トレ
ンチ形状を短時間の熱処理で改善可能となし、トレンチ
キャパシタの耐圧に優れ信頼性の高い半導体装置の製造
方法を提供しようとするものである。
さらに本発明は、湿式酸化による湿式酸化膜の形成
と、不活性ガス雰囲気中でのアニール処理を併用するこ
とにより、トレンチ形状を改善するとともにトレンチ内
壁表面の不純物濃度を調整可能とするものである。
〔従来の技術〕
従来、DRAM(ダイナミックRAM)の容量を形成するキ
ャパシタは、基板上に所定の容量が得られるような面積
を有する層間絶縁膜(キャパシタ絶縁膜)とこれを挟ん
で電極膜とが積層形成された、いわゆる積層型構造をし
たものであった。しかしながら、上記積層型構造キャパ
シタは、その構造上基板上に占める面積の占有率が高
く、半導体装置の小型化を進める上で好ましいものでは
なかった。そこで、基板にトレンチを形成しこのトレン
チ内でキャパシタを形成することにより、キャパシタの
基板上の占有面積を小さくし、より大きな容量を有する
キャパシタ形成可能とする技術が提案されている。
上記トレンチ中にキャパシタを形成する,いわゆるト
レンチキャパシタの技術においては、耐圧性に優れたキ
ャパシタ絶縁膜の形成が重要なテーマとなってい。すな
わち、トレンチ中に絶縁膜を形成する場合、トレンチ入
口の開口縁の形状の関係から、絶縁膜が薄膜化を起こし
たり、電界印加時に該コーナー部で電界集中が起こる等
の理由によりキャパシタ耐圧の低下を招くことになって
いた。一般に、ドライエッチング等の手法によりトレン
チの形成を行った場合、トレンチ入口の開口縁は、鋭角
なエッジ部を有した形状として形成され、この鋭角なエ
ッジ部に起因して上述のような問題が生じていた。
上記トレンチの開口縁の形状を上述のような問題点を
起こさないように所定の曲率を有するように改善する方
法としては、反応性イオンエッチング(RIE)法と酸化
法とが挙げられるが、プロセスの制御性の観点から酸化
法が適当であるとされている。
そして従来は、トレンチ孔のコーナー部の形状を所定
の曲率を有するように改善するには、例えば1000℃以上
の高温で且つ10Å/min以下の低酸化速度を満足するよう
な条件で酸化を行うことが好ましく、酸化によって形成
される酸化膜に発生する応力を充分緩和することができ
るとされてきた。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかしながら、均一な酸化を行うための高温,低酸化
速度による酸化法は、シリコン基板上に形成された他の
部分へ悪影響を及ぼす虞があり、半導体装置製造プロセ
ス中に加わる温度をなるべく少なくし、その処理時間も
短くするという要望に逆行するものであり、実用性に欠
ける等の問題がある。
すなわち、トレンチ形状の改善を行う酸化法が高温で
ある場合には、拡散層の再分布を招き、さらに低い酸化
速度で酸化を行うことにより酸化時間が非常に長時間と
なる等、実用性の面から好ましくない。また、上述のよ
うに高温、低酸化速度でトレンチの形状改善を行った場
合は、トレンチ内壁面に導入された不純物に対する拡散
時間が長くなることになり、高濃度のN+層を制御性良く
形成することも非常に難しい。
そこで、本発明は上述の問題点を解決するために提案
されたものであって、トレンチ形状を短時間の熱処理で
改善するとともにN+層の再分布を最小に抑え、トレンチ
キャパシタの耐圧を改善することが可能な半導体装置の
製造方法を提供することを目的とする。
さらに本発明は、N+層の表面濃度を調製可能とするこ
とを目的とし、信頼性の高い半導体装置の製造方法を提
供とすることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、上述の目的を達成するために、トレンチキ
ャパシタを有する半導体装置の製造方法において、半導
体装置にトレンチを形成する工程と、少なくともトレン
チ内壁表面に1×1021個cm-3以下の不純物を導入する工
程と、湿式酸化を行い湿式酸化膜を形成する工程と、上
記湿式酸化膜を除去する工程と、トレンチ内に酸化膜を
形成する工程とからなり、トレンチ内の不純物濃度を0.
8〜2×1019cm-3にすることを特徴とするものである。
さらに、本発明の第2の発明は、トレンチキャパシタ
を有する半導体装置の製造方法において、半導体基板に
トレンチを形成する工程と、少なくともトレンチ内壁表
面に1×1021個cm-3以下の不純物を導入する工程と、湿
式酸化を行い湿式酸化膜を形成する工程と、不活性ガス
雰囲気中でアニール処理する工程と、上記湿式酸化膜を
除去する工程と、トレンチ内に酸化膜を形成する工程と
からなり、トレンチ内の不純物濃度を0.8〜2×1019個c
m-3にすることを特徴とするものである。
ここで、湿式酸化を行う際の熱処理温度は900℃〜100
0℃であり、酸化速度は10Å/min〜100Å/minである。
また、トレンチ内壁表面に導入する不純物としては砒
素,リン,アンチモン等が挙げられ、導入方法する方法
としては、例えば砒素のガラスの薄膜を形成した後加熱
して拡散させる固相拡散法等が適用される。また、トレ
ンチ内壁表面の不純物濃度としては、0.8×1019〜2×1
019個cm-3の範囲内とすることが好ましく、したがって
湿式酸化に先立って予め導入する不純物濃度としては1
×1021個cm-3以下であることが好ましい。この不純物濃
度はデバイスの要求から設定されるもので、トレンチ内
壁表面の不純物濃度が0.8×1019個cm-3以下では、空乏
層ができてしまい容量が低下し、キャパシタとしての機
能を発揮することができなくなってしまう。また、トレ
ンチ内壁表面の不純物濃度が2×1019個cm-3以上では、
キャパシタの耐圧性が著しく低下してしまうとともにキ
ャパシタ絶縁膜の膜厚の制御が非常に難しくなってしま
う。
トレンチ内壁面の不純物濃度を上述の範囲に設定する
には、予め導入される不純物濃度を最終的な不純物濃度
を考慮して所定の値としておき、湿式酸化時に目標とす
る不純物濃度になるようにしてもよいし、あるいは湿式
酸化の後に不活性ガス雰囲気中でのアニール処理を行っ
て不純物濃度の微調整を行うようになし、予め導入する
不純物濃度に自由度を持たせるようにしてもよい。この
アニール処理を行う際の実用上熱処理濃度は900℃〜100
0℃である。熱処理温度が900℃以下の場合にはN+層の拡
散があまり良好に起こらない。また、前記アニール処理
は、湿式酸化の後に直ちに行ってもよいし、湿式酸化膜
除去後やキャパシタ絶縁膜形成後等製造工程の最終段階
で行うようにしてもよい。
〔作用〕
本発明においては、トレンチ形成の後に、湿式酸化法
を施しているので、トレンチの開口縁のエッジ部が取り
除かれ、曲率を有するように開口縁の形状が改善され
る。したがって、この上にキャパシタ絶縁膜を形成した
際に、前記エッヂ部による薄膜化が起こることはなく、
また前記エッジ部への電界集中が起こることもないの
で、キャパシタ耐圧が確保される。さらに、湿式酸化は
高酸化速度であるため、熱処理時間を短くすることがで
きN+層の再分布を最小に抑えることができる。
トレンチキャパシタの耐圧は、N+層の表面温度に依存
することから、湿式酸化を行った後、必要に応じてアニ
ール処理することにより、N+層の表面濃度の微調整をす
ることができ、トレンチキャパシタの容量,耐圧等を改
善することができる。
〔実施例〕
以下、本発明を適用した半導体装置の製造方法につい
て図面を参考にして説明する。
実施例1
先ず、第1図に示すように、所定の厚さを有したSi基
板(1)を用意し、これにキャパシタを形成するトレン
チ孔(2)となる微細孔をエッチング法を用いて形成し
た。このトレンチ孔(2)は、所定のキャパシタが得ら
れるような容量を有する微細孔として形成され、トレン
チ孔(2)の入口付近のコーナー部(3)及びトレンチ
孔底部(4)は共に鋭角な角度を有して形成されてい
る。
そして、第2図に示すように、上述のようにして形成
されたトレンチ孔内壁表面(5)に対して1×1021個cm
-3以下の高濃度不純物を固相拡散法により導入し、N+層
(6)を形成した。本発明では上記不純物の導入方法と
しては砒素ガラスを用いた固相拡散法を用いた。。
次に、第3図に示すように、酸素+水素雰囲気中で湿
式酸化を行い、膜厚500ÅのSiO2膜(7)を形成した。
上記湿式酸化の温度条件は、900℃〜1000℃である。上
記湿式酸化工程によって、N+層(6)の表面濃度を0.8
×1019〜2×1019個cm-3と所定の値となるように調整し
た。
上述のように湿式酸化法により犠牲酸化を行った後、
第4図に示すように、該酸化膜を除去した。
そして、第5図に示すように、トレンチ孔内壁表面
(5)に対してキャパシタ酸化膜(8)を形成し、さら
にポリシリコン(10)をトレンチ孔(2)内に充填して
トレンチキャパシタを有した半導体装置を製造した。
実施例2
実施例1と同様にして、先ず第1図に示すように、所
定の厚さを有したSi基板(1)を用意し、これにキャパ
シタを形成するトレンチ孔(2)となる微細孔をエッチ
ング法を用いて形成した。このトレンチ孔(2)の入口
付近のコーナー部(3)及びトレンチ孔底部(4)は共
に鋭角な角度を有して形成されている。
そして、第2図に示すように、上述のようにして形成
されたトレンチ孔内壁表面(5)に対して1×1021個cm
-3以下の高濃度不純物を砒素ガラスを用いた固相拡散法
により導入し、N+層(6)を形成した。
次に、第3図に示すように、酸素+水素雰囲気中、90
0℃〜1000℃の温度条件で湿式酸化を行い、膜厚500Åの
SiO2膜(7)を形成した。
上述のように湿式酸化法により犠牲酸化を行った後、
トレンチ孔内壁表面(5)に対して不活性ガス雰囲気中
でアニール処理を行った。上記アニール処理で使用した
不活性ガスは窒素ガスであり、アニール処理温度900℃
〜1000℃、アニール処理時間は25分間である。上記アニ
ール処理を施すことによって、N+層(6)の表面濃度を
0.8×1019〜2×1019個cm-3と所定の値となるように微
調整することができた。
上述のようにアニール処理を行った後、第4図に示す
ように、上記酸化膜を除去した。
そして、第5図に示すように、トレンチ孔内壁表面
(5)に対して絶縁用酸化膜(8)を形成し、さらにポ
リシリコン(10)をトレンチ孔(2)内に充填してトレ
ンチキャパシタを有した半導体装置を製造した。
このようにしてトレンチキャパシタを有する半導体装
置を製造することによって、トレンチ孔のコーナー部の
形状を曲率を有するように改善することができ、N+層の
再分布を最小に抑えることができる。
さらに、湿式酸化後にアニール処理を施すことによ
り、N+層の表面温度の微調整が良好に行える。
比較例1
実施例1と同様の製造方法により、基板にトレンチ孔
とN+層を形成した。そして、酸素雰囲気中において900
℃〜1000℃の温度条件で乾式酸化のみを行い、500ÅのS
iO2膜を形成した。このようにして酸化処理を施したト
レンチ孔にキャパシタを形成する絶縁膜を形成し、その
後ポリシリコンをトレンチ孔内に充填してトレンチキャ
パシタを有する半導体装置を製造した。
比較例2
実施例1と同様の製造方法により、基板にトレンチ孔
とN+層を形成した。そして、このトレンチ孔中の何等酸
化処理や熱処理を施さずキャパシタを形成する絶縁膜を
形成し、その後ポリシリコンをトレンチ孔内に充填して
トレンチキャパシタを有する半導体装置を製造した。
以上のようにして形成した各半導体装置を用いてN+層
の表面濃度と破壊電圧との関係を調べた。その結果を第
6図に示す。なお、図中△印が実施例1に、▲印が実施
例2に、○印が比較例1に、●印が比較例2にそれぞれ
対応している。第6図から明らかなように、従来のトレ
ンチキャパシタ形成方法である乾式酸化法によって作製
した比較例1のトレンチキャパシタが示す破壊電圧及び
N+層の濃度と本発明方法を使用して作製した実施例1及
び実施例2のトレンチキャパシタが示す破壊電圧及びN+
層濃度とを比較した場合、破壊電圧及びN+層濃度ともに
略同等の値を示している。これは、乾式酸化法によって
得られたトレンチキャパシタの形状と湿式酸化法によっ
て得られたトレンチキャパシタの形状とが略同等の形状
であったこと,すなわち湿式酸化法によって得られたト
レンチキャパシタの形状が乾式酸化法によって得られた
トレンチキャパシタの形状と略等しく改善されたことを
示すものである。
したがって、湿式酸化法は乾式酸化法と比較して酸化
を行う際の熱処理時間が1/2〜1/10と非常に短時間で行
えるにもかかわらず、上述のように乾式酸化法と略同等
の効果が得られることから乾式酸化法よりも湿式酸化法
の方が優れた処理方法であるといえる。
さらに、実施例1と実施例2で比較されるように湿式
酸化を行った後にアニール処理を施することによってN+
層の濃度を微調整することができる。
一方、酸化処理を一切行っていない比較例2は、トレ
ンチキャパシタの形状の改善が全く行われていないため
破壊電圧が低くN+層濃度も高い値を示している。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、本発明では湿式酸化
法を採用してるので、トレンチ形状改善のための熱処理
が短時間で行え、また乾式酸化法と同等以上にトレンチ
の形状を改善することができる。したがって、N+層の再
分布を最小に抑えることができ、また基板上の他の部分
への悪影響を抑えることができる。
さらに、本発明の第2の発明では、工程中にトレンチ
キャパシタのN+層の表面濃度の調製のためのアニール処
理工程を加入しているので、容易にN+層の表面濃度を調
製することができ、トレンチキャパシタの容量や耐圧を
改善することができる。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a trench capacitor, and more particularly to a method for improving a trench shape. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention, when manufacturing a semiconductor device having a trench capacitor, after forming a trench in the semiconductor substrate,
It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can improve the trench shape by a short-time heat treatment and has a high withstand voltage of a trench capacitor and a high reliability by performing a wet oxidation to form a wet oxide film. Further, according to the present invention, the formation of the wet oxide film by the wet oxidation and the annealing treatment in the inert gas atmosphere are used together to improve the shape of the trench and adjust the impurity concentration on the surface of the inner wall of the trench. . [Prior Art] Conventionally, a capacitor that forms a capacitance of a DRAM (dynamic RAM) is composed of an interlayer insulating film (capacitor insulating film) having an area such that a predetermined capacitance is obtained on a substrate and an electrode film sandwiching the interlayer insulating film. Was laminated to form a so-called laminated structure. However, the above-mentioned multilayer structure capacitor has a high occupation rate of the area occupied on the substrate due to its structure, and is not preferable in order to miniaturize the semiconductor device. Therefore, there has been proposed a technique in which a trench is formed in a substrate and a capacitor is formed in the trench to reduce the occupied area of the capacitor on the substrate and to form a capacitor having a larger capacitance. In the so-called trench capacitor technology of forming a capacitor in the trench, the formation of a capacitor insulating film having excellent pressure resistance has been an important theme. That is, when an insulating film is formed in the trench, due to the shape of the opening edge at the entrance of the trench, the insulating film may be thinned or the electric field may be concentrated at the corner when an electric field is applied. It was supposed to cause a decline. Generally, when a trench is formed by a method such as dry etching, the opening edge of the trench entrance is formed as a shape having an acute edge portion, and the above-mentioned problems are caused by the acute edge portion. It was happening. As a method of improving the shape of the opening edge of the trench so as to have a predetermined curvature so as not to cause the above problems, there are a reactive ion etching (RIE) method and an oxidation method. The oxidation method is said to be suitable from the viewpoint of controllability. Then, conventionally, in order to improve the shape of the corner portion of the trench hole so as to have a predetermined curvature, for example, the oxidation is performed at a high temperature of 1000 ° C. or higher and under a condition that a low oxidation rate of 10 Å / min or less is satisfied. It is preferable that the stress generated in the oxide film formed by oxidation can be sufficiently relaxed. [Problems to be Solved by the Invention] However, the oxidation method at a high temperature and a low oxidation rate for performing uniform oxidation may adversely affect other portions formed on the silicon substrate, and thus the semiconductor device manufacturing It goes against the desire to reduce the temperature applied during the process as much as possible and to shorten the processing time, and there is a problem such as lack of practicality. That is, when the oxidation method for improving the trench shape is at a high temperature, redistribution of the diffusion layer is caused, and the oxidation time becomes extremely long by performing the oxidation at a lower oxidation rate. It is not preferable from the aspect. Further, when the shape of the trench is improved at a high temperature and a low oxidation rate as described above, the diffusion time for impurities introduced into the inner wall surface of the trench becomes long, and the high-concentration N + layer is well controlled. It is also very difficult to form. Therefore, the present invention has been proposed in order to solve the above-mentioned problems, and improves the trench shape by heat treatment for a short time and minimizes the redistribution of the N + layer to improve the breakdown voltage of the trench capacitor. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device that can be manufactured. Another object of the present invention is to make it possible to adjust the surface concentration of the N + layer, and to provide a highly reliable method for manufacturing a semiconductor device. [Means for Solving the Problems] In order to achieve the above-mentioned object, the present invention provides a method of manufacturing a semiconductor device having a trench capacitor, including a step of forming a trench in the semiconductor device, and at least a surface of the inner wall of the trench. From the step of introducing impurities of × 10 21 cm -3 or less, the step of forming a wet oxide film by performing wet oxidation, the step of removing the wet oxide film, and the step of forming an oxide film in the trench The impurity concentration in the trench becomes 0.
The feature is that it is 8 to 2 × 10 19 cm -3 . Further, a second invention of the present invention is, in a method of manufacturing a semiconductor device having a trench capacitor, comprising a step of forming a trench in a semiconductor substrate and introducing impurities of 1 × 10 21 cm −3 or less into at least a trench inner wall surface. The step of forming a wet oxide film by performing wet oxidation, the step of annealing in an inert gas atmosphere, the step of removing the wet oxide film, and the step of forming an oxide film in the trench. And the impurity concentration in the trench is 0.8 to 2 × 10 19 c
It is characterized by setting to m -3 . Here, the heat treatment temperature when performing wet oxidation is 900 ° C to 100 ° C.
The temperature is 0 ° C, and the oxidation rate is 10Å / min to 100Å / min. Further, examples of impurities introduced into the surface of the inner wall of the trench include arsenic, phosphorus and antimony. As a method of introducing, for example, a solid phase diffusion method in which a thin film of arsenic glass is formed and then heated and diffused is applied. To be done. The impurity concentration on the inner wall surface of the trench is 0.8 × 10 19 to 2 × 1.
It is preferable that the concentration is within the range of 19 19 cm -3 , and therefore, the concentration of impurities previously introduced prior to wet oxidation is 1
It is preferably × 10 21 pieces cm -3 or less. This impurity concentration is set according to the device requirements. If the impurity concentration on the inner wall surface of the trench is 0.8 × 10 19 cm -3 or less, a depletion layer will be formed and the capacitance will decrease, and it will function as a capacitor. I will not be able to. When the impurity concentration on the inner wall surface of the trench is 2 × 10 19 cm −3 or more,
The withstand voltage of the capacitor is significantly lowered, and it becomes very difficult to control the film thickness of the capacitor insulating film. In order to set the impurity concentration on the inner wall surface of the trench within the above range, the impurity concentration introduced in advance is set to a predetermined value in consideration of the final impurity concentration so that the target impurity concentration is obtained during wet oxidation. Alternatively, after the wet oxidation, annealing treatment in an inert gas atmosphere may be performed to finely adjust the impurity concentration, and the impurity concentration introduced in advance may have a degree of freedom. The practical heat treatment concentration when performing this annealing treatment is 900 ℃ ~ 100
0 ° C. When the heat treatment temperature is 900 ° C or lower, diffusion of the N + layer does not occur very well. The annealing treatment may be performed immediately after the wet oxidation, or may be performed at the final stage of the manufacturing process after removing the wet oxide film or after forming the capacitor insulating film. [Operation] In the present invention, since the wet oxidation method is performed after the trench is formed, the edge portion of the opening edge of the trench is removed, and the shape of the opening edge is improved so as to have a curvature. Therefore, when the capacitor insulating film is formed on this, thinning by the edge portion does not occur,
Further, electric field concentration does not occur at the edge portion, so that the withstand voltage of the capacitor is secured. Furthermore, since the wet oxidation has a high oxidation rate, the heat treatment time can be shortened and the redistribution of the N + layer can be minimized. Breakdown voltage of the trench capacitor, since it depends on the surface temperature of the N + layer, after wet oxidation, by annealing treatment, if necessary, it is possible to finely adjust the surface concentration of the N + layer, The capacity and breakdown voltage of the trench capacitor can be improved. [Examples] Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device to which the present invention is applied will be described with reference to the drawings. Example 1 First, as shown in FIG. 1, an Si substrate (1) having a predetermined thickness was prepared, and a fine hole to be a trench hole (2) for forming a capacitor was formed in the Si substrate (1) by an etching method. Formed. The trench hole (2) is formed as a fine hole having a capacity such that a predetermined capacitor can be obtained, and the corner portion (3) near the entrance of the trench hole (2) and the trench hole bottom portion (4) are both acute-angled. It is formed with an angle. Then, as shown in FIG. 2, 1 × 10 21 cm against the inner wall surface (5) of the trench hole formed as described above.
A high-concentration impurity of -3 or less was introduced by the solid phase diffusion method to form the N + layer (6). In the present invention, a solid phase diffusion method using arsenic glass is used as a method for introducing the above impurities. . Next, as shown in FIG. 3, wet oxidation was performed in an oxygen + hydrogen atmosphere to form a SiO 2 film (7) having a film thickness of 500 Å.
The temperature condition of the wet oxidation is 900 ° C to 1000 ° C. By the wet oxidation process, the surface concentration of the N + layer (6) was adjusted to 0.8.
It was adjusted to a predetermined value of × 10 19 to 2 × 10 19 pieces cm -3 . After performing the sacrificial oxidation by the wet oxidation method as described above,
As shown in FIG. 4, the oxide film was removed. Then, as shown in FIG. 5, a capacitor oxide film (8) is formed on the inner wall surface (5) of the trench hole, and polysilicon (10) is filled in the trench hole (2) to form a trench capacitor. The manufactured semiconductor device was manufactured. Example 2 Similar to Example 1, first, as shown in FIG. 1, an Si substrate (1) having a predetermined thickness was prepared, and a fine hole to be a trench hole (2) for forming a capacitor therein was prepared. The holes were formed using an etching method. The corner portion (3) near the entrance of the trench hole (2) and the trench hole bottom portion (4) are both formed with an acute angle. Then, as shown in FIG. 2, 1 × 10 21 cm against the inner wall surface (5) of the trench hole formed as described above.
A high-concentration impurity of -3 or less was introduced by a solid phase diffusion method using arsenic glass to form an N + layer (6). Next, as shown in FIG.
Wet oxidation is performed under the temperature condition of 0 ℃ ~ 1000 ℃, and the film thickness of 500 Å
A SiO 2 film (7) was formed. After performing the sacrificial oxidation by the wet oxidation method as described above,
Annealing treatment was applied to the inner wall surface (5) of the trench hole in an inert gas atmosphere. The inert gas used in the above annealing is nitrogen gas, and the annealing temperature is 900 ° C.
~ 1000 ° C, annealing time is 25 minutes. By performing the above-mentioned annealing treatment, the surface concentration of the N + layer (6) can be increased.
It was possible to make fine adjustments to a predetermined value of 0.8 × 10 19 to 2 × 10 19 pieces cm -3 . After performing the annealing treatment as described above, the oxide film was removed as shown in FIG. Then, as shown in FIG. 5, an insulating oxide film (8) is formed on the inner wall surface (5) of the trench hole, and further polysilicon (10) is filled in the trench hole (2) to form a trench capacitor. Was manufactured. By manufacturing the semiconductor device having the trench capacitor in this manner, the shape of the corner portion of the trench hole can be improved to have a curvature, and the redistribution of the N + layer can be suppressed to the minimum. Furthermore, by performing an annealing treatment after wet oxidation, fine adjustment of the surface temperature of the N + layer can be favorably performed. Comparative Example 1 A trench hole and an N + layer were formed in a substrate by the same manufacturing method as in Example 1. Then, in an oxygen atmosphere, 900
Only dry oxidation is performed under the temperature condition of ℃ to 1000 ℃, and 500 Å S
An iO 2 film was formed. In this way, an insulating film for forming a capacitor is formed in the trench hole thus oxidized, and then polysilicon is filled in the trench hole to manufacture a semiconductor device having a trench capacitor. Comparative Example 2 A trench hole and an N + layer were formed in a substrate by the same manufacturing method as in Example 1. Then, an insulating film for forming a capacitor was formed without performing any oxidation treatment or heat treatment in the trench hole, and then polysilicon was filled in the trench hole to manufacture a semiconductor device having a trench capacitor. Using each of the semiconductor devices formed as described above, the relationship between the surface concentration of the N + layer and the breakdown voltage was examined. The results are shown in FIG. In the figure, the Δ mark corresponds to Example 1, the ▲ mark corresponds to Example 2, the O mark corresponds to Comparative Example 1, and the ● mark corresponds to Comparative Example 2. As is clear from FIG. 6, the breakdown voltage and the breakdown voltage of the trench capacitor of Comparative Example 1 produced by the dry oxidation method, which is a conventional trench capacitor forming method,
The concentration of the N + layer and the breakdown voltage and N + of the trench capacitors of Example 1 and Example 2 manufactured by using the method of the present invention.
When compared with the layer concentration, the breakdown voltage and the N + layer concentration show almost the same value. This means that the shape of the trench capacitor obtained by the dry oxidation method and the shape of the trench capacitor obtained by the wet oxidation method were substantially the same, that is, the shape of the trench capacitor obtained by the wet oxidation method was This shows that the shape of the trench capacitor obtained by the dry oxidation method is improved to be substantially equal to that of the trench capacitor. Therefore, although the wet oxidation method can be performed in a very short time of 1/2 to 1/10 when performing oxidation as compared with the dry oxidation method, it is almost equivalent to the dry oxidation method as described above. It can be said that the wet oxidation method is an excellent treatment method than the dry oxidation method because the above effect can be obtained. Further, as compared with Example 1 and Example 2, N + was obtained by performing an annealing treatment after performing wet oxidation.
The density of the layers can be fine-tuned. On the other hand, in Comparative Example 2 in which no oxidation treatment was performed, the breakdown voltage was low and the N + layer concentration was high because the shape of the trench capacitor was not improved at all. [Advantages of the Invention] As is clear from the above description, since the present invention employs the wet oxidation method, the heat treatment for improving the trench shape can be performed in a short time, and the trench shape is equal to or more than that of the dry oxidation method. Can be improved. Therefore, the redistribution of the N + layer can be suppressed to the minimum, and the adverse effect on other parts on the substrate can be suppressed. Further, in the second invention of the present invention, since the annealing treatment step for adjusting the surface concentration of the N + layer of the trench capacitor is added during the step, the surface concentration of the N + layer can be easily adjusted. Therefore, the capacitance and breakdown voltage of the trench capacitor can be improved.
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第5図は本発明を適用した半導体装置の製造
方法をその工程順に従って示す要部拡大断面図であり、
第1図はトレンチ孔形成工程、第2図はN+層形成工程、
第3図は湿式酸化工程、第4図は酸化膜除去工程、第5
図はキャパシタ絶縁膜形成工程をそれぞれ示すものであ
る。
第6図はN+層の表面濃度と破壊電圧との関係を示す特性
図である。
1……基板
2……トレンチ孔
3……コーナー部
6……N+層
7……SiO2膜
8……キャパシタ絶縁膜BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIGS. 1 to 5 are enlarged cross-sectional views of essential parts showing a method of manufacturing a semiconductor device to which the present invention is applied in the order of steps thereof,
1 is a trench hole forming process, FIG. 2 is an N + layer forming process,
FIG. 3 shows a wet oxidation process, FIG. 4 shows an oxide film removing process, and FIG.
The figures respectively show the capacitor insulating film forming step. FIG. 6 is a characteristic diagram showing the relationship between the surface concentration of the N + layer and the breakdown voltage. 1 ... Substrate 2 ... Trench hole 3 ... Corner 6 ... N + layer 7 ... SiO 2 film 8 ... Capacitor insulating film