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JPH05315442A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH05315442A
JPH05315442A JP11706192A JP11706192A JPH05315442A JP H05315442 A JPH05315442 A JP H05315442A JP 11706192 A JP11706192 A JP 11706192A JP 11706192 A JP11706192 A JP 11706192A JP H05315442 A JPH05315442 A JP H05315442A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
film
filling material
trench
trenches
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.)
Withdrawn
Application number
JP11706192A
Other languages
English (en)
Inventor
Osamu Hideshima
修 秀島
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 JP11706192A priority Critical patent/JPH05315442A/ja
Publication of JPH05315442A publication Critical patent/JPH05315442A/ja
Withdrawn legal-status Critical Current

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Landscapes

  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は,LSIにおける素子分離領域の
形成に関し,深さの異なる複数のトレンチを用いた素子
分離領域の形成において,トレンチ内に空洞が発生せず
に絶縁膜等の充填材が充填されることを目的とする。 【構成】 異なる深さのトレンチ型素子分離領域を有
する半導体装置において, Si基板1にシャロートレンチ
2を形成する工程と,Si基板1上に, シャロートレンチ
2を埋めて,SiO2膜3を堆積する工程と, Si基板1にSi
O2膜3を貫通して, 少なくともシャロートレンチ2より
深いディープトレンチ4を形成する工程と, Si基板1上
にディープトレンチ4を埋めて,BPSG膜5を堆積す
る工程と,Si基板1上のBPSG膜5,及びSiO2膜3を
Si基板1の表面が露出するまでエッチバックするように
構成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,LSIにおける素子分
離領域の形成に関する。近年,LSIの大容量化,高速
化の要求にともない,素子分離領域の微細化が必要とな
っている。
【0002】
【従来の技術】図4は従来例の説明図である。図におい
て,30はSi基板, 31はフィールドSiO2膜, 32はトレン
チ, 33はトレンチSiO2膜, 34はポリSi膜, 35はキャップ
SiO2膜である。
【0003】近年,バイポーラデバイスにおいては,素
子分離領域の形成方法において, 選択酸化法が素子の微
細化にあまり適しないため, トレンチ分離法が用いられ
て来ているが,図4(a)に示すような選択酸化とディ
ープトレンチ(深い溝)の組み合わせ,或いは,図4
(b)に示すようなディープトレンチのみの構造が多か
った。
【0004】しかし,これらの素子分離領域形成方法で
も,微細化に限界があり,配線容量の増大を招く等の問
題があった。そのため,最近では,シャロートレンチ
(浅い溝)とディープトレンチを組み合わせた構造が提
案されているが,トレンチ内に充填材を充填する際に空
洞が発生したり,或いは,トレンチ内に多結晶シリコン
(ポリSi)膜を充填すると,ポリSi膜の表面のキャップ
酸化時に熱膨張係数の違い等により,Siの基板等に欠陥
が発生する等の問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って,微細化された
トレンチにおいては,従来の充填材では空洞の生じない
ようにトレンチ内部を充填することが難しく,素子の微
細化,及び,寄生容量の低減を進める上での妨げとなっ
ていた。
【0006】本発明は,以上の点を鑑み,深さの異なる
複数のトレンチを用いた素子分離領域の形成において,
トレンチ内に空洞が発生せずに絶縁膜等の充填材が充填
されることを目的として提供される。
【0007】
【課題を解決するための手段】図1は本発明の原理説明
図である。図において,1は基板,2は第1の凹部,3
は第1の充填材,4は第2の凹部,5は第2の充填材で
ある。
【0008】基板1にシャロートレンチとなる第1の凹
部2を形成後,その中を埋めて,基板1上に絶縁物等の
第1の充填材3を堆積する。次に,ディープトレンチと
なる第2の凹部4を形成し,その中を埋めて,基板1上
に絶縁物等の第2の充填材5を堆積する。
【0009】続いて,第1の充填材と第2の充填材を同
時に,基板1の表面が露出するまでエッチバックして,
複数の異なる深さのトレンチ型の素子分離領域を形成す
る。すなわち,本発明の目的は,異なる深さのトレンチ
型素子分離領域を有する半導体装置において,図1
(a)に示すように,基板1に第1の凹部2を形成する
工程と,図1(b)に示すように,該基板1上に, 該第
1の凹部2を埋めて,第1の充填材3を堆積する工程
と,図1(c)に示すように,該基板1に該第1の充填
材3を貫通して, 少なくとも該第1の凹部2より深い第
2の凹部4を形成する工程と,図1(d)に示すよう
に,該基板1上に, 該第2の凹部4を埋めて,第2の充
填材5を堆積する工程と,図1(e)に示すように,該
基板1上の該第2の充填材5,及び該第1の充填材3を
該基板1の表面が露出するまで除去することにより達成
される。
【0010】
【作用】本発明では, 深さの異なるトレンチに対して,
別々の種類の充填材を用いることができるため,充填材
をトレンチ内に充填する際に,トレンチ内に空洞が生じ
ないような充填材を選択して用いることができる。
【0011】また,充填材として,絶縁物を用いれば,
キャップ酸化が不要となり,従ってキャップ酸化時に問
題となる基板等の欠陥発生の問題も起こらず,素子分離
領域の微細化と寄生容量の低減が達成できる。
【0012】
【実施例】図2, 図3は本発明の一実施例の説明図であ
り,工程順模式断面図で示してある。
【0013】図において,6はSi基板,7は高濃度埋没
拡散層,8はエピタキシャル層,9はSiO2膜,10は Si3
N4膜, 11はポリSi膜, 12はレジスト膜, 13はシャロート
レンチ, 14は熱SiO2膜,15はCVDSiO2膜,16はレジス
ト膜, 17はディープトレンチ, 18はトレンチSiO2膜, 19
は Si3N4膜, 20はBPSG膜,21はコレクタコンタクト
拡散層, 22はポリSiベース引出電極, 23はベース拡散
層, 24はカバーSiO2膜,25はポリSiエミッタ引出電極, 2
6はエミッタ拡散層, 27はエミッタ電極, 28はベース電
極, 29はコレクタ電極である。
【0014】Si基板上の素子分離領域形成において,本
発明のトレンチ充填法を適用したエミッタ自己整合型バ
イポーラトランジスタ製造の一実施例について,図2,
図3により説明する。
【0015】先ず,図2(a)に示すように,P型Si基
板6上に砒素をイオン注入し,n+型の高濃度埋没拡散
層7を形成する。図2(b)に示すようにn型のエピタ
キシャル層を1.5μmの厚さに形成する。
【0016】図2(c)に示すように,SiO2膜9を 500
Å,Si3N4膜10を2,000 Å, ポリSi膜11を 1,000Åの厚さ
に順次形成する。図2(d)に示すように,レジスト膜
12をマスクとして,ポリSi膜11, Si3N4膜10, SiO2膜9
をエッチングし, Si3N4膜10等をマスクとして エピタ
キシャル層8にシャロートレンチを約 4,000Åの深さに
形成する。
【0017】図2(e)に示すように,シャロートレン
チ13内を熱酸化して, 表面を熱SiO2膜14で200 Åの厚さ
に被覆した後, CVD法でCVDSiO2膜をシャロートレ
ンチ13内に埋め込むと同時に, 約 6,000Åの厚さでSi基
板6上に堆積する。
【0018】図3(f)に示すように,レジスト膜16を
マスクとして, CVDSiO2膜15をエッチングし, 更に,
Si基板6に達するディープトレンチ17を約4.5μmの深
さに形成する。
【0019】図3(g)に示すように,ディープトレン
チ17内部を酸化して, 表面をトレンチSiO2膜18で被覆
し, Si基板6全面にディープトレンチ17内も含めてCV
D法により Si3N4膜19を 300Åの厚さに形成する。
【0020】その後,BPSG膜20をディーブトレンチ
17内を埋め込み, 約1.5μmの厚さにSi基板6上に堆積
した後,950 ℃, ウエット(O2 ) 中,30分リフロー
して表面を平坦化する。
【0021】図3(h)に示すように,ドライエッチン
グにより,或いは,ポリッシングによりSi基板6表面の
BPSG膜20やCVDSiO2膜15を,Si基板6上のエピタ
キシャル層8表面と同じ高さになるまで,Si3N4膜10をス
トッパとしてエッチバックする。
【0022】Si3N4膜10やSiO2膜9をエッチング除去し
て,Si基板6 表面を平坦にする。その後,従来のエミッ
タ自己整合型バイポーラトランジスタ製造方法を用い
て,図3(i)に示すようにバイポーラトランジスタを
完成する。
【0023】実施例では,ディープトレンチに埋め込む
第2の充填材として,BPSGを用いたが,SOGを用
いても良く,この場合は塗布後の平坦化としてのリフロ
ー工程が不要で,800 ℃以下の熱処理で十分であり, 熱
処理の低温化が可能となる。
【0024】何れにしてもポリSi膜をトレンチ内に埋め
込んだ場合のように,キャップSiO2膜を形成する必要が
なく,Si基板の欠陥発生のような問題がなくなり,微細
化が容易に行なえる。
【0025】
【発明の効果】以上説明したように, 本発明によれば,
CVDSiO2膜とBPSG,或いはCVDSiO2膜とSOG
のように,深さの異なるトレンチに対して,各々のトレ
ンチに適した絶縁膜等の充填材を選択でき,且つ,異な
る充填材を同時にエッチバックするため,比較的簡単な
工程で素子分離領域の形成が可能となる。
【0026】そのため,本発明は,微細で,寄生容量を
低減した素子分離領域が実現でき,素子の大容量化,高
速化に対して大きく寄与する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の原理説明図
【図2】 本発明の一実施例の説明図(その1)
【図3】 本発明の一実施例の説明図(その2)
【図4】 従来例の説明図
【符号の説明】
1 基板 2 第1の凹部 3 第1の充填材 4 第2の凹部 5 第2の充填材 6 Si基板 7 高濃度埋没拡散層 8 エピタキシャル層 9 SiO2膜 10 Si3N4膜 11 ポリSi膜 12 レジスト膜 13 シャロートレンチ 14 熱SiO2膜 15 CVDSiO2膜 16 レジスト膜 17 ディープトレンチ 18 トレンチSiO2膜 19 Si3N4膜 20 BPSG膜 21 コレクタコンタクト拡散層 22 ポリSiベース引出電極 23 ベース拡散層 24 カバーSiO2膜 25 ポリSiエミッタ引出電極 26 エミッタ拡散層 27 エミッタ電極 28 ベース電極 29 コレクタ電極

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異なる深さのトレンチ(溝)型素子分離
    領域を有する半導体装置において, 基板(1) に第1の凹部(2) を形成する工程と, 該基板(1) 上に, 該第1の凹部(2) を埋めて,第1の充
    填材(3) を堆積する工程と, 該基板(1) に該第1の充填材(3) を貫通して, 少なくと
    も該第1の凹部(2) より深い第2の凹部(4) を形成する
    工程と, 該基板(1) 上に, 該第2の凹部(4) を埋めて,第2の充
    填材(5) を堆積する工程と, 該基板(1) 上の該第2の充填材(5) ,及び該第1の充填
    材(3) を該基板(1) の表面が露出するまで除去すること
    を特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 前記第1の充填材が気相成長二酸化シリ
    コン,前記第2の充填材がボロンドープ燐珪酸ガラスで
    あることを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造
    方法。
  3. 【請求項3】 前記第1の充填材が気相成長二酸化シリ
    コン,前記第2の充填材がスピン・オン・グラスである
    ことを特徴とする請求項1記載の半導体装置の製造方
    法。
JP11706192A 1992-05-11 1992-05-11 半導体装置の製造方法 Withdrawn JPH05315442A (ja)

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Effective date: 19990803