JPH03192752A - Manufacture of substrate structure of semiconductor device - Google Patents
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Landscapes
- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、半導体装置、特に多数の素子を同一基板に組
込んだ集積回路半導体装置の基板構造の製造方法に関す
るものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a method for manufacturing a substrate structure of a semiconductor device, particularly an integrated circuit semiconductor device in which a large number of elements are incorporated on the same substrate.
〔従来技術〕
従来この積の半導体装置における素子間分離法として線
、素子の周辺を選択的に熱酸化する選択酸化法が実用化
されている。また、素子のまわシに溝を形成し、これを
誘電体で充填する方法も各種考案されている。[Prior Art] Conventionally, a selective oxidation method for selectively thermally oxidizing lines and the periphery of an element has been put to practical use as a method for isolating elements in a semiconductor device of this type. Furthermore, various methods have been devised to form a groove in the periphery of the element and fill it with dielectric material.
とのうち、遺択飲化による方法は、例えばバイポーラプ
ロセスの揚台、エビタ牟シャル層を完全に酸化膜で分離
する必要があり、長時間熱酸化するため不MWの再分布
が菓子性能を劣化させる。Among these, the selective drinking method requires, for example, the lifting platform of the bipolar process and the complete separation of the Evitamcial layer with an oxide film, and the long-term thermal oxidation causes the redistribution of unused MW to deteriorate the performance of the confectionery. deteriorate.
また、選択酸化時にバーズビーク、バーズヘッドが形成
されて集積回路の高果槓化を妨げる。Furthermore, bird's beaks and bird's heads are formed during selective oxidation, which impedes high performance of integrated circuits.
一方、溝を形成して誘電体を充填する方法では、一般に
一定の幅の狭い分離領域しか形成できず、配線のための
厚いフィールド酸化領域が[I&素子間分離用溝に抄し
た構造は得られていなかった。On the other hand, with the method of forming trenches and filling them with dielectric material, generally only a narrow isolation region of a fixed width can be formed, and a thick field oxide region for interconnection is required. It wasn't.
仮に1従米提案されている分離溝に、−接した厚いフィ
ールド酸化領域を形成するとしても、新たにホトリソグ
ラフィ工程を行なうことが必要となり、プロセスが複雑
になってしまう欠点がある他、マスク合せの余裕度を考
慮に入れると、フィールド酸化領域形成時に、バーズビ
ーク、バーズヘッドの全くないフィールド酸化領域を溝
に直接接しては形成できないため溝とフィールド酸化領
域との間に断層が生じてしまい、表面の平坦な基板を実
現することができないという欠点がある。また、若干の
バーズビーク等カニ残りてしlう分、集積度向上にも線
点がある。さらに、従来の溝分麹技術でに隣のパターン
を通゛gの露光技術を用いて形成するため、露光技術の
限界以下の寸法の溝幅は実現できず、その点でも実積度
の向上に限界があった。また、従来の溝分離で隣鞄を広
くした場合には、解が誘電体によって完全に埋められず
、表面が平坦にならない等の欠点もあつ九。Even if a thick field oxide region was formed in contact with the isolation trench as proposed in 1 Jul. 1, it would require a new photolithography process, which would complicate the process, as well as mask alignment problems. Taking into account the margin of field oxidation, when forming a field oxidation region, it is impossible to form a field oxidation region with no bird's beak or bird's head directly in contact with the groove, so a fault occurs between the trench and the field oxidation region. There is a drawback that a substrate with a flat surface cannot be realized. In addition, there is a point in improving the concentration as some crabs such as bird's beak remain. Furthermore, since adjacent patterns are formed using conventional groove-bun koji technology using exposure technology of There was a limit. Furthermore, when adjacent bags are made wider using conventional groove separation, there are also drawbacks such as the solution not being completely filled with dielectric material and the surface not being flat.
本発明はこのような$情に鑑みてなされたもので、その
目的L1高集積度の集積回路が得られる全体として平坦
な半導体5rcf!Lの基板構造およびこのような基板
構造が簡略化した製造工程で得られる半導体装置の基板
構造の製造方法を提供することにある。The present invention was made in view of the above circumstances, and its purpose is to provide a flat semiconductor 5rcf as a whole that can obtain an integrated circuit with a high degree of integration. An object of the present invention is to provide a substrate structure of L and a method of manufacturing a substrate structure of a semiconductor device in which such a substrate structure can be obtained through a simplified manufacturing process.
このような目的を達成するために、本発明による半導体
装置の基板構造は、シリコン基板上に選択的に形成され
た素子領域とこれにIl接する厚いフィールド収化領域
との間に、フィールド酸化領域に直接接触するように形
成された素子間分離用の深い溝を設け、これを酸化シリ
コン絶縁膜および窒化シリコン絶縁膜ならびに充填材で
埋めて表面を全体として平坦に形成したものである。In order to achieve such an object, the substrate structure of the semiconductor device according to the present invention includes a field oxidation region between an element region selectively formed on a silicon substrate and a thick field condensation region in contact with the element region. A deep trench for isolation between elements is formed so as to be in direct contact with the semiconductor device, and this trench is filled with a silicon oxide insulating film, a silicon nitride insulating film, and a filler to form a flat surface as a whole.
また、このような靭造t−得るために、不発明による半
導体装置:の基板−造の製造方法に、素子領域を覆うバ
ター/領域に対して異方性エツチングを利用することに
より自己整合的に素子間分離用の深い隣を形成するとと
もに1この溝の内tJcm化シリコン絶縁膜および窒化
シリコン絶縁膜を順に形成した後、残る凹部を充填材で
埋めるとともに、当#溝に面した一方のシリコン基板表
面を酸化してフィールド酸化膜を形成するに先立って、
当該フィールド酸化領域のシリコン基板表面に工ツデン
グを施して形成すべきフィールド酸化膜の約号の厚さの
部分まで除去しておくことにより、異面を全体として平
坦に形成するものである。以下、実施例を用いて本発明
を詳細に!12明する。In addition, in order to obtain such a tough structure, a self-aligned etching method is added to the uninvented manufacturing method for the substrate structure of a semiconductor device by using anisotropic etching for the butter/region covering the device region. After forming a deep adjacent trench for isolation between elements and sequentially forming a tJcm silicon insulating film and a silicon nitride insulating film within this trench, the remaining recess is filled with a filler material, and one of the trenches facing this trench is filled with a filling material. Prior to oxidizing the silicon substrate surface to form a field oxide film,
By etching the surface of the silicon substrate in the field oxidation region and removing the field oxide film up to the thickness of the field oxide film to be formed, the different surface is formed flat as a whole. Hereinafter, the present invention will be explained in detail using examples! 12 dawn.
第1図(A)〜(i)は本発明による半導体装置の基板
存造の製造方法の一例を示す工程断面図である。FIGS. 1(A) to 1(i) are process cross-sectional views showing an example of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention with a substrate present.
図において、まずシリコン基板11上に例1えば厚さ5
0mf)熱酸化シリコン(sto、)験12を形成し、
このSl02M12上にGの法等により厚さ約150a
mの鵞化シリコン+81aN4) Ilj! 13を形
成し、さらにこのSi3N4膜13上にG■法等によシ
厚さ約600馴の酸化シリコ7(810m)嗅14i形
成する。In the figure, first, for example, a layer with a thickness of 5 mm is placed on a silicon substrate 11.
0mf) forming a thermally oxidized silicon (sto,) test 12;
On this Sl02M12, a thickness of about 150a was applied using the method of G, etc.
m's silicone + 81aN4) Ilj! Then, on this Si3N4 film 13, silicon oxide 7 (810 m) with a thickness of about 600 m is formed by the G method or the like.
ここでこの8101膜14上に例えは厚さb龜のホトレ
ジスト15を所定のパターンで形成し、これをマスクと
して例えばCHF5ガスを用いた反応性イオンエツチン
グによp sio、膜14、SlsN4M13.510
sNX12を順次除去してシリコン基板11の嵌置を露
出させる。これにより、所望の素子間分離パターンが形
成て睡る(第1図(a))。Here, a photoresist 15 having a thickness b is formed in a predetermined pattern on this 8101 film 14, and using this as a mask, reactive ion etching is performed using, for example, CHF5 gas to remove psio, film 14, and SlsN4M13.510.
The sNX 12 is sequentially removed to expose the silicon substrate 11. As a result, a desired isolation pattern between elements is formed (FIG. 1(a)).
次にとの状態でレジスト15を除去し、全表面に例えば
減圧Gつ法によシ例えば厚さ5005mの窒化シリ:I
y (SisN+)膜16を形成する(IIEI図伽)
)。Next, the resist 15 is removed under the conditions described above, and the entire surface is coated with silicon nitride: I
y (SisN+) film 16 is formed (IIEI Figure)
).
次いで5iaN41416を例えばC)iF8ガスを用
いた反応性イオンエツチングによりシリコン基板1が露
出するまで膜厚相当だけエツチングする。反応性イオン
エツチングを用いるため、S’8N4膜16の平坦部は
除去され、素子ル■分離パターンの段差mlτのみに窒
化シリコン(S18N4)領域17が残される。この時
、5isN4領域1Tのシリコン基板11上に残る幅#
″:LS18N4換16の膜厚とほぼ等しい大きて、例
えばこの場合500vn程度となる。実際には1diN
+挨16の膜厚を変えて幅100〜500(2)の範囲
の5lsN4領域11を形成する。この状態で露出した
シリコン基板11を熱酸化して例えば厚さ300日の酸
化シリコン(8101)膜18を形成する。Next, 5iaN41416 is etched by reactive ion etching using C) iF8 gas until the silicon substrate 1 is exposed by an amount corresponding to the film thickness. Since reactive ion etching is used, the flat portion of the S'8N4 film 16 is removed, leaving a silicon nitride (S18N4) region 17 only at the step mlτ of the element isolation pattern. At this time, the width # remaining on the silicon substrate 11 of the 5isN4 region 1T
'': Almost equal to the film thickness of LS18N4/16, for example, in this case, it is about 500vn.Actually, it is 1diN
A 5lsN4 region 11 having a width of 100 to 500 (2) is formed by changing the thickness of the + dust 16. In this state, the exposed silicon substrate 11 is thermally oxidized to form a silicon oxide (8101) film 18 having a thickness of, for example, 300 days.
このSIO,膜18は、後にシリコン基板1をエツチン
グして溝を形成する際のマスク材層として働< (pA
1図(C))。This SIO film 18 serves as a mask material layer when etching the silicon substrate 1 to form a groove later.
Figure 1 (C)).
次に5lsN4領域11をリン酸などによシワエツトエ
ツチングして除去した後、例えば51ct4ガスを用い
た反応性イオンエツチングによシリコン基板11を約3
−エツチングして婢11&を形成する(枳1図(d))
。この溝111の深さ社、その部分の素子間分離に要求
される素子間耐圧との関連で定められる。f!、2図は
その関係の一例を示す。危お、この特性を測定するにあ
たって用いたシリコ:/fi−JMB、、(111)P
−シリコンサブストレートの赤面にN+イオンをドープ
し、その上にN層をエピタキシャル成長させたものであ
る。Next, after removing the 5lsN4 region 11 by wrinkle etching with phosphoric acid or the like, for example, the silicon substrate 11 is etched by about 3cm by reactive ion etching using 51ct4 gas.
- Etching to form ridges 11& (Figure 1(d))
. The depth of this groove 111 is determined in relation to the inter-element withstand voltage required for isolation between elements in that portion. f! , 2 shows an example of this relationship. Unfortunately, the silico used to measure this property:/fi-JMB,,(111)P
- The red surface of a silicon substrate is doped with N+ ions and an N layer is epitaxially grown on it.
膚11&の形成後、その底部付近に、例えはドーズ薩1
x l Q”z+−’、加速電圧30に@V OホH
74オン注入でチャネルカットM*19を形成し、81
0゜Mlrをエツチングによシ除去した後、露出したシ
リコン基板11を、例えばSICムガスを用いた反応性
イオンエツチングによシ後に形成するフィールド醸化膜
の犀さの約号相当分だけ除去する。After the formation of the skin 11&, near the bottom of it, for example, the dose 1
x l Q"z+-', acceleration voltage 30 @V OhoH
Channel cut M*19 is formed by 74-on implantation, and 81
After removing the 0°Mlr by etching, the exposed silicon substrate 11 is removed by reactive ion etching using, for example, SIC gas by an amount equivalent to the thickness of the field enhancement film to be formed after the etching. .
その後、露出しているシリコン基板11および溝11&
の内面を熱酸化し、例えば厚さ50mmの酸化シリコン
(810m)膜20および21ならびに例えば減圧Gの
法によシ例えば厚さ150−の窒化シリコン(:818
N4) !71122を全面に形成した後、さらに例え
ば減圧Gの法によ#)P!縁物、例えば酸化シリコン膜
からなる充填材23を、518N◆膜22の内側に形成
される凹部11b ’に埋めるように全面に形成する(
訊1図−))。After that, the exposed silicon substrate 11 and the groove 11 &
For example, by thermally oxidizing the inner surface of the silicon oxide (810 m) films 20 and 21 with a thickness of 50 mm and silicon nitride (:818 m) with a thickness of 150 mm, for example, by the method of reduced pressure G.
N4)! After forming 71122 on the entire surface, for example, by the method of reduced pressure G #)P! A filling material 23 made of a silicon oxide film, for example, is formed over the entire surface so as to fill the recess 11b' formed inside the 518N◆ film 22.
Figure 1-)).
次に、充填材23に異方性の反応性イオンエツチングを
施して平坦部を除去し、凹部11bを埋込んだ部分の充
填材21/2のみtaす。この時、充填材240栽面は
一段高い左欄、電子分離領域の5IBN4膜22のエツ
ジ部から一段低い右側、フィールド醸化領域の811N
4膜22のエツジ部Kかけて丸味をもった斜面を形成す
る。次いで、露出したSl@N+ 111422を反応
性イオンエツチングにより除去し、さらに露出した5i
ns膜20をシリコン基板11が露出するまでエツチン
グするとともに810、膜14を除去する(第1図(f
))。Next, the filling material 23 is subjected to anisotropic reactive ion etching to remove the flat portion, and only the portion of the filling material 21/2 in which the recessed portion 11b is buried is removed. At this time, the filler 240 planting surface is one level higher on the left column, one level lower on the right side from the edge of the 5IBN4 membrane 22 in the electron separation area, and 811N in the field cultivation area.
4. A rounded slope is formed over the edge part K of the film 22. Then, the exposed Sl@N+ 111422 was removed by reactive ion etching, and the exposed 5i
The ns film 20 is etched until the silicon substrate 11 is exposed, and the film 14 is removed (810) (see FIG. 1(f)).
)).
次いで露出したシリコン基板11を例えば900℃、8
気圧、100分間のパイロジェニック(pyregsn
le)酸化によシ遣択酸化して配線領域となる厚さ約1
μmのフィールド酸化膜25を形成する。このようにし
て形成されたフィールド酸化膜25F!、、シリコン基
板11を覆う5IOzl#12の上表面とほぼ同じ高さ
まで形成され、全体として基板表面はほぼ平坦になる。Next, the exposed silicon substrate 11 is heated at 900° C., 8
Atmospheric pressure, 100 minutes of pyrogenic (pyregsn)
le) Thickness of about 1 mm to become wiring area by selective oxidation
A field oxide film 25 of .mu.m is formed. Field oxide film 25F thus formed! ,, is formed to approximately the same height as the upper surface of 5IOzl #12 covering the silicon substrate 11, and the substrate surface as a whole becomes approximately flat.
しかし、このフィールド酸化膜25を形成する場合、−
段低いシリコン基板11側の溝11aに接する部分にS
l、N4膜22が露出していること、および元横材24
0表rkI−tI:当該露出部に向けて下がる曲面を形
成することから、フィールド酸化膜25は充積材21/
2の上部を完全には横い切れず、若干の凹fi+11e
が充積材24とフィールド酸化1t!25との出・に残
ることも多い。However, when forming this field oxide film 25, -
S on the part in contact with the groove 11a on the lower silicon substrate 11 side.
l, the N4 film 22 is exposed, and the original cross member 24
0 table rkI-tI: Field oxide film 25 forms a curved surface that descends toward the exposed portion, so field oxide film 25 is formed by filling material 21/
Cannot completely cross the top of 2, there is a slight dent fi + 11e
is 24 fillers and 1 ton of field oxidation! He often remains at the age of 25.
このため、この凹ttdllcを堀めるべく、さらに充
填材24と同様のCVD 酸化シリコン膜からなる補充
の充填材を全曲に形成した後、この充填材を異方性の反
応性イオンエツチングでフィールド酸化膜250表面が
露出するまで除去し、凹部11りを埋込んだ部分の充填
材26のみを残す。最後に、素子分離領域上に露出して
いる818N4膜13を熱リン隈でエツチングして除去
することにより、溝分離部分が直接厚いフィールド酸化
膜25に接し、かつこれら溝分離部分とフィールド酸化
膜25および素子領域の上面が全体としてほぼ平坦表基
板構造が得られる(第1図−))。この後、素子領域の
5IOt*12を除去し、そこに所望の素子構造を形成
する。Therefore, in order to dig this recess ttdllc, a supplementary filling material made of a CVD silicon oxide film similar to the filling material 24 was formed on all songs, and then this filling material was field-etched using anisotropic reactive ion etching. The surface of the oxide film 250 is removed until it is exposed, leaving only the filling material 26 in the portion filling the recess 11. Finally, the 818N4 film 13 exposed on the element isolation region is removed by etching in a hot rinsing environment, so that the trench isolation portion is in direct contact with the thick field oxide film 25, and these trench isolation regions and the field oxide film 25 are removed. A substantially flat surface substrate structure is obtained in which the upper surfaces of the device region 25 and the element region are generally flat (FIG. 1-)). Thereafter, 5IOt*12 in the element region is removed and a desired element structure is formed there.
このような基板構造では、フィールド酸化膜25と叫分
離領域とが直格黴し、シ〃・も上面が平坦に々っている
ため、分離に要する幅が狭くて済み、高菜fix化に遇
している他、配線か容易となる利点がある。さらにフィ
ールド酸化膜25と溝分離領域とhS短い、すなわち基
板赤面までは達していないSl、2N+ M 22によ
って半ば区切られているため、犀いフィールド酸化膜2
5に起因する応力が過度に緩和され、素子領域における
欠陥が生じ難い。このため、hfa等の特性が劣化する
ことが少ない。In such a substrate structure, the field oxide film 25 and the isolation region are directly molded, and the upper surface of the film is flat, so the width required for isolation is narrow, and it is easy to use for fixation. Another advantage is that wiring is easy. Furthermore, since the field oxide film 25 and the trench isolation region are separated in half by the short S1, 2N+M 22, which does not reach the surface of the substrate, the field oxide film 25 is short.
5 is excessively relaxed, and defects are less likely to occur in the element region. Therefore, characteristics such as hfa are less likely to deteriorate.
上述した実お例において、5toi膜18を形成する場
合に、厚い51mN4領域ITをマスクとして900℃
のクエット酸化を行ない0.75μm以上の5tos膜
を形成すると、シリコン基板11シζ結晶欠陥を生ずる
場合がある。これを回避するためには、第3図に示すよ
うな方法を用いてもよい。すなわち、上述したと同様に
して第1図6)に示した1〜造を得た後、レジスト15
を除去し、全面K例えば減圧Gつ法により厚さ5G+a
m以下の窒化シリコン(81xN4’)模21を形成し
た後、その上に例えは同じく減圧(至)法によシ厚さ約
500画のポリシリコン喚28を形成する(第3図(a
〕)。このポリシリコン膜28および8111N4 k
27を厚い窒化シリコン幀城170代シに用いれば、
窒化シリコン膜はMい5iaN4膜27のみであるため
、シリコン婚機11内の諸島欠陥の発生を防ぐことがで
きる。In the above-mentioned example, when forming the 5toi film 18, the film was heated at 900°C using the thick 51mN4 region IT as a mask.
If a 5tos film of 0.75 μm or more is formed by Couette oxidation, ζ crystal defects may occur in the silicon substrate 11. In order to avoid this, a method as shown in FIG. 3 may be used. That is, after obtaining the structures 1 to 1 shown in FIG. 1 6) in the same manner as described above, the resist 15
Remove the entire surface to a thickness of 5G+a using a reduced pressure method, for example.
After forming a silicon nitride (81xN4') pattern 21 with a thickness of less than m, a polysilicon pattern 28 with a thickness of about 500 mm is formed on it, for example by the same reduced pressure method (see Fig. 3(a)).
]). This polysilicon film 28 and 8111N4k
If 27 is used for a thick silicon nitride layer of 170s,
Since the silicon nitride film is only the M5iaN4 film 27, it is possible to prevent island defects from occurring within the silicon matrix 11.
この場合、ポリシリコン膜2g!、同様にステップカバ
レージのすぐれた膜であれば他の材料からなるものに換
えることができる。例えば、CvD絨化シリコン膜、ス
パッタAt IAその他の金x8Q。In this case, 2g of polysilicon film! Similarly, a film made of other materials can be used as long as the film has excellent step coverage. For example, CvD cellulinated silicon film, sputtered At IA and other goldx8Q.
At tie化繰、ゲルマニクム酸化股、ホトレジスト
のような高分子材料膜などを用いることが可能である。It is possible to use a polymeric material film such as Attie film, germanium oxide film, or photoresist.
そこで、ポリシリコン膜28を反応性イオンエツチング
によシ膜厚相嶺分だけ除去してポリシリコン領域29を
形成する(@3図灸))。Therefore, the polysilicon film 28 is removed by the thickness of the polysilicon film 28 by reactive ion etching to form a polysilicon region 29 (see Figure 3).
次いでこのポリシリコン領域29をマスクとして811
1N4 J[a 27をエツチングしてシリコン基板1
1を露出させる。その後ポリシリコン領域2sをエツチ
ングによυ除去し、残った段差部のSl、N4膜30を
マスクとしてシリコン基&11を熱酸化して酸化シリコ
ン(810り膜31を形成する・(第3図(C))。こ
の場合、ポリシリコン領域29を残したままstog
[31を形成し、その後ポリシリコン領域29をは云し
てもよい。また、Si8N4換30は、選択酸化マスク
となるものであれはよく、例えばグッズマ酸化、陽極酸
化によシ810.膜31を形成する場合なら5lsN+
1llk 3 Gの代わりにアルさす膜等を用いるこ
とができる。この後、81.N。Next, using this polysilicon region 29 as a mask, 811
1N4 J[a Etch 27 and silicon substrate 1
Expose 1. Thereafter, the polysilicon region 2s is removed by etching, and the silicon base &11 is thermally oxidized using the remaining SL and N4 film 30 at the step portion as a mask to form a silicon oxide film 31 (see Fig. 3). C)) In this case, the stog is performed while leaving the polysilicon region 29.
[31 may be formed and then the polysilicon region 29 may be formed. Further, the Si8N4 conversion 30 may be used as long as it serves as a selective oxidation mask, for example, it can be used for mass oxidation, anodic oxidation, etc. When forming the film 31, 5lsN+
Instead of 1llk 3 G, an aluminum film or the like can be used. After this, 81. N.
膜30を除去し、第1図(d)以下に示したと同様の工
程を行なう。The film 30 is removed and the same steps as shown in FIG. 1(d) and subsequent steps are performed.
上述した実施例において、alllN4 hl 27と
ポリシリコン膜28との間にさらに酸化シリコy(Si
Os)膜を介在させた多Mlk造としてもよい。第4図
にこれを示す。すなわち第4図は厚さ約30t1mの5
iaN* M!X2 Tと厚さ約500!l!Q Oホ
リV 9 ’37 g2Bとの間に例えば厚さ70nm
の5105m32を付加した例である。In the embodiment described above, silicon oxide y (Si
It may also be a multi-Mlk structure with an Os) film interposed therebetween. This is shown in Figure 4. In other words, Fig. 4 shows a 5.
iaN*M! X2 T and thickness approximately 500! l! For example, the thickness is 70 nm between Q O Hori V 9 '37 g2B.
This is an example of adding 5105m32.
また、jfL1t9(・)に示した、フィールド酸化領
域のシリコン基板11をエツチングする工程は、溝11
mを形成する前、第1図(a)K示した構造を得た直佐
に行なうこともできる。その例を第5図に示す。すなわ
ち、第1図(a)に示すようにシリコン基板11の上に
形成した8102B12.5hN4膜13および5lo
t! A’J 14を、ホトレジスト15をマスクとし
てCF4ガスを用いて反応性イオンエツチングによシエ
ッチングし、さらに露出したシリコン基板11に5IC
t4ガスを用いた反応性イオンエツチングを施してフィ
ールド酸化膜の膜厚の約イまで除去する(第5図(a)
)。Furthermore, the step of etching the silicon substrate 11 in the field oxidation region shown in jfL1t9(·) is performed by etching the trench 11.
It can also be carried out directly before forming the structure shown in FIG. 1(a)K. An example is shown in FIG. That is, as shown in FIG. 1(a), the 8102B12.5hN4 film 13 and 5lo formed on the silicon substrate 11
T! A'J 14 is etched by reactive ion etching using CF4 gas using the photoresist 15 as a mask, and 5 IC is etched on the exposed silicon substrate 11.
Reactive ion etching using T4 gas is performed to remove the field oxide film to about the thickness of the field oxide film (Figure 5(a)).
).
その後、ホトレジスト15を除去した後、@4図に示し
た例と同様に1例えば減圧Gつ法によシ518N4 !
A 33.3101膜34およびポリシリコン膜35を
それぞれ30nm、 100mm、 570mmの厚さ
に形成する(第5図>))。Thereafter, after removing the photoresist 15, the photoresist 15 is removed using, for example, the reduced pressure method in the same manner as in the example shown in Figure 4.
A 33. The 3101 film 34 and the polysilicon film 35 are formed to have thicknesses of 30 nm, 100 mm, and 570 mm, respectively (Fig. 5).
この状態でポリシリコン膜35をSにムを用いた反応性
イオンエツチングにより段差部のみを残して除去し、次
をで残ったポリシリコン領域をマスクとして7ツ酸によ
シ露出した810sWX34を除去した後、ポリシリコ
ン領域を除去し、残った5IOsIA34をマスクとし
てS i 1IN4 膜33を熱リンル・によ砂除去し
、さらに5tos Ia34をフッ酸により除去して段
差部のみにSl 3N、膜36を形成する。この813
N、換36の幅は、Si3N、膜33、SinsgG1
34およびポリシリコン験35の合計膜厚とflは丹し
く、ここでは約700nmとなる。次いでこの5lBN
4 AG436をマスクとして熱酸化を行なうと、例え
は厚さ300日の酸化シリコン(810g)膜31が形
成される(第5図(C))。In this state, the polysilicon film 35 is removed by reactive ion etching using S to remove only the stepped portion, and then the exposed 810sWX34 is removed using hexafluoric acid using the remaining polysilicon area as a mask. After that, the polysilicon region was removed, and the remaining 5IOsIA 34 was used as a mask to remove the Si 1IN4 film 33 with hot rinsing and sanding. Furthermore, the 5tosIa 34 was removed with hydrofluoric acid to form Sl 3N and film 36 only on the stepped portions. form. This 813
N, the width of the membrane 36 is Si3N, the film 33, SinsgG1
The total film thickness and fl of the polysilicon layer 34 and the polysilicon layer 35 are approximately 700 nm here. Then this 5lBN
4. When thermal oxidation is performed using AG436 as a mask, a silicon oxide (810 g) film 31 with a thickness of, for example, 300 days is formed (FIG. 5(C)).
81xN4WA36をリン酸などにエシワエットエツテ
ングして除去した後、反応性イオンエツチングによりシ
リコン基板11を約3μmエツチングして溝11mを形
成し、底部にボロンをイオン注入してチャネルカット領
域38を形成する(@5図(d))。After removing the 81xN4WA 36 by etching with phosphoric acid or the like, the silicon substrate 11 is etched by about 3 μm by reactive ion etching to form a groove 11m, and boron ions are implanted at the bottom to form a channel cut region 38. form (@Figure 5 (d)).
5lot膜3Tをエツチングにょ砂除去した後、例えば
厚さ約50nmO熱酸化シリコン(810,) @39
および40ならびK例えば厚さ150閣の減圧(至)窒
化シリコンl’518N4) H41を形成し、さらに
例え#i厚さ400uの酸化シリコンからなる充填材4
2を形成する(@5図(・))。After removing the sand by etching the 5 lot film 3T, for example, a thermally oxidized silicon film (810,) with a thickness of about 50 nm @39
and 40 and K, for example, forming a vacuum silicon nitride l'518N4) with a thickness of 150 mm, and further forming a filler material 4 made of silicon oxide with a thickness of 400 u, for example.
2 (@Figure 5 (・)).
次に反応性イオンエツチングによシ充礪材42および8
111N4 膜41の膜厚相当分を除去して充填伺43
のみを残し、さらにStO,膜38を9エツトエツチン
グにより除去するとともにSly、膜14を除去する+
7i7.5(ロ)(f))。Next, fill the materials 42 and 8 by reactive ion etching.
111N4 Remove an amount equivalent to the thickness of the membrane 41 and fill it 43
Further, the StO film 38 is removed by 9-etch etching, and the Sly film 14 is removed.
7i7.5 (b) (f)).
次いで露出したシリコン基次11をパイ算ジェニック法
で選択漬化してフィールド酸化g44を彫成し、残った
凹部を補充の充填材45で埋め、1lkveK Sl
8N4 MA 13を熱リン酸で除去する(第5図−)
)。Next, the exposed silicon substrate 11 is selectively immersed using the piezogenic method to carve field oxide G44, and the remaining recesses are filled with supplementary filler material 45 to form 1lkveK Sl.
8N4 MA 13 is removed with hot phosphoric acid (Figure 5-)
).
さらに微細なパターン形成が可能な場合に社、以上説明
してきた約2細以上の厚いフィールド酸化膜と深い膚の
形成以外に、IIT61Sp、lに示すような約IJt
m程度の浅い溝による素子領域内の分離構造が可能であ
る。次にこれについて説明する。When it is possible to form even finer patterns, in addition to the formation of a thick field oxide film of approximately 2 or more fine lines and a deep skin as described above, a pattern of approximately IJt as shown in IIT61Sp, l can be formed.
It is possible to create an isolation structure within the element region using a trench as shallow as 100 m. This will be explained next.
はじめにシリコン基板46上に熱酸化シリーン(Sin
s )膜41、窒化シリコン(81sN4)膜48およ
びcvp散化シリコン(810s ) IJ 4 !1
をこの職に形成し、さらにその上KICtした所定のパ
ターンを有する図示しないホトレジストをマスクとして
エツチングを行ない、シリコン基板46の表面を斜出さ
せる。これにより所望の素子間分離パターンが形成され
るが、この場合、素子分離領域の浅いi[−形成すべき
部分に、Sin!膜49.5isN4膜48およびsi
o、膜41を貫通する貫通孔5Gか同時に形成される。First, thermal oxidation silicon (Sin) is deposited on the silicon substrate 46.
s ) film 41, silicon nitride (81sN4) film 48 and cvp dispersion silicon (810s) IJ 4 ! 1
A photoresist (not shown) having a predetermined pattern formed by KICt is used as a mask to perform etching, so that the surface of the silicon substrate 46 is exposed obliquely. As a result, a desired element isolation pattern is formed, but in this case, a shallow i[-Sin! Membrane 49.5 is N4 membrane 48 and si
o, a through hole 5G penetrating the membrane 41 is also formed at the same time.
このと’!、5ins a47.5liN+ Ia 4
B ′s?よび5tO1膜49の厚さHは、貫通孔5
00幅、すなわち形成すべき浅い溝の#IAWよシも大
きくすることが必要である。次いで、この上に窒化シリ
コン(8111N4) II 51およびポリシリコン
膜52を全面に被着する(@6図(a) )。Konoto'! , 5ins a47.5liN+ Ia 4
B's? and the thickness H of the 5tO1 film 49 is the same as that of the through hole 5.
It is also necessary to increase the 00 width, that is, the #IAW width of the shallow groove to be formed. Next, silicon nitride (8111N4) II 51 and polysilicon film 52 are deposited on the entire surface (@6 (a)).
次いで、ポリシリコン1152に反応性イオンエツチン
グt−施し、段差部のポリシリコン領域53および貫通
孔50内の埋込みポリシリコン領域51/2のみ残す(
第5図(b))。Next, reactive ion etching is performed on the polysilicon 1152, leaving only the polysilicon region 53 at the stepped portion and the buried polysilicon region 51/2 in the through hole 50 (
Figure 5(b)).
次にポリシリコン領域53.54をマスクとして81a
N4膜51をエツチング除去してシリコン基板460衣
面を露出させる(第6図←))。Next, using the polysilicon regions 53 and 54 as masks, 81a
The N4 film 51 is removed by etching to expose the surface of the silicon substrate 460 (FIG. 6←)).
次いでワエットエッチングによシポリシリコン膜52の
厚さ相当分をエツチングしてポリシリコン酸化膜53を
除去し、貫通孔50内のポリシリコン領域55を残す(
@6図(d))。Next, a portion corresponding to the thickness of the polysilicon film 52 is etched by wet etching to remove the polysilicon oxide film 53, leaving the polysilicon region 55 in the through hole 50 (
@Figure 6 (d)).
次に露出しているシリコン基板46を酸化し、同時に′
R通孔50内のポリシリコン′(I−酸化して熱謔化シ
リコン(SIOl)膜56とポリシリコン酸化膜51を
形成する。その後、反応性イオンエツチングにより素子
間分離用の深い#46aを形成する(第6図(・))。Next, the exposed silicon substrate 46 is oxidized, and at the same time,
The polysilicon' (I-) in the R through hole 50 is oxidized to form a thermally oxidized silicon (SIOl) film 56 and a polysilicon oxide film 51. Thereafter, a deep #46a for isolation between elements is etched by reactive ion etching. form (Fig. 6(・)).
次いで、浅い溝を形成する表面の5laN4@ S 1
とポリシリコン酸化膜51および510mff149を
エッチ7グにより除去する。S10!膜49は他の膜よ
り厚く形成されているためその一部が除去されずに残る
。その後、浅い溝58とフィールド酸化領域のシリコン
基板46のエツチングを同時に行なった後、イオン注入
によりチャネルカット領域59を形成する(第6図(f
))。Then 5laN4@S1 on the surface forming shallow grooves
Then, the polysilicon oxide film 51 and 510mff 149 are removed by etching. S10! Since the film 49 is formed thicker than the other films, a portion thereof remains without being removed. Thereafter, after etching the shallow trench 58 and the silicon substrate 46 in the field oxidation region at the same time, a channel cut region 59 is formed by ion implantation (FIG. 6(f)
)).
以下、第1図(・)〜−)に示したと同様の工程により
酸化シリコン(810,)膜6G、窒化シリコン181
8N4) !A 61および酸化シリコンからなる充填
材62を配臘し、厚いフィールド酸化8I63を形成し
た後、凹部を補充の充填材64で充填し、最後に素子領
域上のSl、N、膜48を除去することによって、第1
1b(g)に示したとPI3様の構造が形成てきる(瓢
6図−))。Hereinafter, silicon oxide (810,) film 6G, silicon nitride 181
8N4)! After placing a filling material 62 made of A 61 and silicon oxide and forming a thick field oxide 8I 63, the recess is filled with a supplementary filling material 64, and finally the Sl, N, and film 48 on the device region are removed. By this, the first
1b(g), a PI3-like structure is formed (Fig. 6-)).
第7凶に、このようにして完成した分離領域をMする基
&にバイポーラトランジスタを形成した徊造を示すもの
で、図においてシリコン基板65は10〜200・鍔の
固有抵抗を有するP−シリコンプブストレート66の表
面全面に表面濃度が1×1019ω−3となるようにヒ
素拡散を行ない、コレクタ塩込み層となる1層6Tを形
成し、その上に約す−の厚さの聰形シリコン層68t−
エビタ中シャル成長させたものでめる。各素子関嫁後に
溝分離領域によって分断されるため、コレクタとなるn
+埋込み層は予め分離したパターンを有するマスクを用
いて独立に形成する必要はなく、このように全面に形成
しておけばよい。また、69はp”チャネルカット領域
、7Gは厚さ約1gnのフィールド酸化膜、71は素子
分離用の深い溝および浅い郷の内壁に形成された酸化シ
リコン(Sins) m、72Uこの5IOtl!47
1の上に形成された窒化シリコン(si AN4 )膜
、73は充填材、74は補充充填材、75はn+拡散層
、76は、+拡散層、TT〜79はそれぞれベース、エ
ミッタ、コレクタの谷’+t(他でるる。The seventh figure shows a structure in which a bipolar transistor is formed on the M base of the isolation region thus completed. Arsenic is diffused over the entire surface of the pubstrate 66 to a surface concentration of 1×10 19 ω-3 to form a single layer 6T that will serve as a collector salt layer, and on top of that a layer of 6T with a thickness of approximately Silicon layer 68t-
It is made by growing Evita medium-sized mushrooms. After each element is engaged, it is divided by the trench isolation region, so the n
+The buried layer does not need to be formed independently using a mask having separate patterns in advance, and may be formed over the entire surface in this way. Further, 69 is a p'' channel cut region, 7G is a field oxide film with a thickness of about 1gn, 71 is silicon oxide (Sins) formed on the inner wall of the deep groove and shallow trench for element isolation, and 72U is this 5IOtl!47.
1, 73 is a filling material, 74 is a supplementary filling material, 75 is an n+ diffusion layer, 76 is a + diffusion layer, TT to 79 are base, emitter, and collector layers, respectively. Tani' + t (else.
lた、本ト造はSOI (絶縁物上に形成したシリコン
)基板にも通用可能である。その場合の構造を飢8図に
示す。図において80が絶縁基板である。絶縁基板の代
シに、シリコン基板内に形成した埋込み絶縁層を用いて
もよい。Additionally, this structure can also be used on SOI (silicon on insulator) substrates. The structure in that case is shown in Figure 8. In the figure, 80 is an insulating substrate. Instead of an insulating substrate, a buried insulating layer formed in a silicon substrate may be used.
第7図および第8図は素子領域にバイポーラトランジス
タを形成した場合を示したが、その他、〜[)S)う7
ジスタ、0MO8)ランジスタ等の素子を形成してもよ
いことはもちろんである。7 and 8 show the case where a bipolar transistor is formed in the element region, but other than that, ~[)S)U7
Of course, an element such as a transistor (0MO8) transistor may also be formed.
上述したような基板徊造において、素子間逆方向耐圧は
約18Vであり、例えば素子領域にバイポーラLSIを
作製した場合にその動作電圧5vに対し約3倍以上の値
で娶ることから、充分な耐圧を実現できることが確認さ
れた。なお、この耐圧は第2図に示したように溝の深さ
を深くすることによりさらに大傘くすることができる。In the substrate floating structure described above, the inter-element reverse breakdown voltage is approximately 18V, and for example, when a bipolar LSI is fabricated in the element region, the voltage is approximately three times or more than the operating voltage of 5V. It was confirmed that pressure resistance could be achieved. Note that this withstand voltage can be further increased by increasing the depth of the groove as shown in FIG.
、また、素子領域中の結晶欠陥をジルトルエツチングで
調べたところ、素子填城中には索子特性の劣化を起こす
佑晶欠陥は発生していないことが確認された。Furthermore, when crystal defects in the device region were examined by dilt etching, it was confirmed that no crystal defects that would cause deterioration of the cable properties were generated during device filling.
なお、以上説明した5A#例でに充填材として例えばC
VD酸化シリコン膜などの絶縁物を用いる場合について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、
充填材としては絶縁物の他にもポリシリコン、半絶縁性
材料あるいは導電材料などを用いることもできる。ここ
で、半絶縁性材料としては、例えばシリコンオキシナイ
トライド< s 1,0.、N、) 、オ牟シゲンドー
プドボリシリコン、シリコンナイトライド(81&N、
)などが用いられ、導電材料としては、鵬eW*Ptな
どの高融点金属が用いられる。これらポリシリ;ン、半
絶縁性材料あるいは導電材料のように導電性を有する充
填材を用いた場合には、この部分で放射線照射等によシ
生ずるチャージを減することができ、耐環境性の強い素
子を製造できる。この場合、轟該充填材は深い鳥肉の窒
化シリコン模に蓄積される電荷を放電できるように約l
OΩ・−以下の固有抵抗を有するものが望ましく、上述
した半絶縁性材料は、このような固有抵抗値を有するよ
うにその生収過根を公知の方法で祠祭される。In addition, in the example 5A# explained above, as a filler, for example, C
Although the case where an insulator such as a VD silicon oxide film is used has been described, the present invention is not limited to this.
In addition to insulators, polysilicon, semi-insulating materials, conductive materials, etc. can also be used as the filler. Here, as the semi-insulating material, for example, silicon oxynitride < s 1,0. , N, ), Omushigen-doped polysilicon, silicon nitride (81&N,
), etc., and the conductive material is a high melting point metal such as W*Pt. When using conductive fillers such as polysilicon, semi-insulating materials, or conductive materials, it is possible to reduce charges caused by radiation irradiation, etc., and improve environmental resistance. Strong elements can be manufactured. In this case, the filling material is approximately l
It is desirable that the material has a resistivity of less than 0 Ω·-, and the above-mentioned semi-insulating material is enshrined in a known manner to have such a resistivity value.
以上説明したように、本発明によれdS駒電体と充填材
とを充填した素子間分離用の深い牌と厚いフィールド酸
化膜とが自己整合的に形成できるために、厚い酸化シリ
コンll14#d部のバーズビーク、バーズヘッドがほ
とんど生ぜず、深い婢に直接厚いフィールド酸化膜が接
した、しかも平坦な形状かで自、高集積化にすぐれた素
子量分*構造を容易に得ることができる。As explained above, according to the present invention, the deep tiles for element isolation filled with the dS piece electric body and the filler material and the thick field oxide film can be formed in a self-aligned manner. Because there are almost no bird's beaks or bird's heads in the area, the thick field oxide film is in direct contact with the deep layer, and the flat shape allows for a structure with a high level of integration to be easily obtained.
また、深い溝の幅が露光技術の限界に制限されず、異方
性エツチングを施す被膜の膜厚で制御できるので微細化
に適している他、誘電体と充填材とを充填した深い溝お
よび素子領域内の浅い溝々らびに厚いフィールド酸化膜
が自己整合的に形成できるため、従来問題となっていた
フィールドとの不整合による寄生容量、寄生肛および表
面段差(バーズヘッド)1に除去した構造を得ることが
できる。このため、郁■の都連化、高#に酸化、簡歩I
Ivシ化が!蜆できる。In addition, the width of the deep groove is not limited by the limits of exposure technology and can be controlled by the thickness of the film subjected to anisotropic etching, making it suitable for miniaturization. Shallow trenches and thick field oxide films in the device region can be formed in a self-aligned manner, eliminating the conventional problems of parasitic capacitance, parasitic cavities, and surface steps (bird's heads) caused by mismatching with the field. structure can be obtained. For this reason, Iku's metropolitanization, oxidation to high #, simple step I
Ivshi transformation! I can make maggots.
さらに、本究明をでよれば、素子領域の周辺に微細な幅
の鍔と厚いフィールド酸化膜および浅い溝が1枚のパタ
ーンで形成され、かつ赤面が平坦でパターン変換差の生
じない微細分離麹造が形成できる。また埋込み層パター
ンが不要と々るためバイポーラ、0MO8およびBt−
MOS等の素子の高速化および低消費電力化がはかれる
。Furthermore, according to the present study, finely separated koji is used in which a fine-width tsuba, a thick field oxide film, and a shallow groove are formed in a single pattern around the device region, and the red face is flat and no pattern conversion difference occurs. structure can be formed. In addition, since no buried layer pattern is required, bipolar, 0MO8 and Bt-
The speed and power consumption of elements such as MOS can be increased and power consumption reduced.
第1図(1k)〜−)は本発明の一実施例を示す工程断
面図、第2図は゛素子間分離用の溝の深さと素子間耐圧
との関係を示す図、第3図−)〜(e) は本発明の
他の実施例を示す工程断面図、1#X4図は本発明のさ
らに他の実施例を示す断面図、第5図(a)〜ω社木兄
明の他の実施例を示す工程断面図、第6図(a)〜(x
)は本発明のさらに他の実施例を示す工程断面図、1に
7図および第8図はそれぞれ本発明の一実施例の基板構
造を用いて形成した半導体装置の一例を示す断rkI図
である。
11.46.65・・・・シリコン基板、l1m、46
畠・・・・深い碑、11b、11e・・・・凹部、12
,14゜18.20,21.31.39.40.47,
49,56.57゜60.71 ・・・・酸化シリコ
ン膜、13,22,27゜37.41.4g、51.6
1.72 ・・・・窒化シリコン膜、17 、30
、36 、53 、54 ・・・・窒化シリコン領域、
23 、24 、42 、43 、62 、73
・・・充填材(@1の充填材)、25,44,63.7
0・・・・フィールド酸化膜、26.45,64.74
・・・・充填材(8g2の充填材)、50・・・・貫通
孔、58・・・・浅い溝、6T・・・・1層(シリコン
基板)、68・・・・n形シリコン層(シリーン基[)
。
第
1
図
第4
図
第2図
檎0j呆2罎m)
!6図Fig. 1 (1k) to -) are process cross-sectional views showing one embodiment of the present invention, Fig. 2 is a diagram showing the relationship between the depth of the groove for isolation between elements and the withstand voltage between elements, and Fig. 3 -) -(e) are process sectional views showing other embodiments of the present invention, 1#X4 drawings are sectional views showing still other embodiments of the present invention, and Fig. 5(a) - ω 6(a) to (x
) is a process cross-sectional view showing still another embodiment of the present invention, and Figures 1, 7, and 8 are cross-sectional views showing an example of a semiconductor device formed using the substrate structure of one embodiment of the present invention, respectively. be. 11.46.65...Silicon substrate, l1m, 46
Hatake...Deep monument, 11b, 11e...Concavity, 12
,14°18.20,21.31.39.40.47,
49, 56.57° 60.71 ... Silicon oxide film, 13, 22, 27° 37.41.4g, 51.6
1.72...Silicon nitride film, 17, 30
, 36 , 53 , 54 ... silicon nitride region,
23 , 24 , 42 , 43 , 62 , 73
... Filler (@1 filler), 25, 44, 63.7
0...Field oxide film, 26.45, 64.74
... Filler (8g2 filler), 50 ... Through hole, 58 ... Shallow groove, 6T ... 1 layer (silicon substrate), 68 ... N-type silicon layer (Silene group [)
. Figure 1 Figure 4 Figure 2 Figure 6
Claims (4)
エッチング特性を有する各層からなる多層構造のパター
ン領域を形成する工程と、異方性エッチングを用いて、
上記パターン領域に隣接して自己整合的に所定の幅の薄
膜領域を、シリコン基板の表面に形成する工程と、この
薄膜領域および上記パターン領域以外に露出させたシリ
コン基板表面に当該シリコン基板とはエッチング特性の
異なるエッチングマスク材層を形成する工程と、上記薄
膜領域を除去して露出させたシリコン基板にエッチング
を施して深くかつ幅の狭い素子間分離用の溝を形成する
工程と、この深い溝に面した一方のシリコン基板の表面
にエッチングを施して形成すべきフィールド酸化膜の約
1/2の厚さの部分まで除去する工程と、上記深い溝の
内壁に沿って酸化シリコン絶縁膜および窒化シリコン絶
縁膜を順に配置した後、形成される凹部を充填材で埋め
る工程と、上記形成すべきフィールド酸化膜の約1/2
の厚さの部分まで除去したシリコン基板の表面を酸化し
てフィールド酸化膜を形成する工程とを含み、素子領域
に対して素子分離領域およびフィールド酸化領域をほぼ
平坦に形成することを特徴とする半導体装置の基板構造
の製造方法。(1) Using anisotropic etching and a step of forming a pattern region with a multilayer structure consisting of each layer having different etching characteristics on the silicon substrate in the element formation region,
a step of forming a thin film region of a predetermined width on the surface of the silicon substrate in a self-aligned manner adjacent to the pattern region; A step of forming an etching mask material layer with different etching characteristics, a step of etching the silicon substrate exposed by removing the thin film region to form a deep and narrow groove for isolation between elements, A step of etching the surface of one of the silicon substrates facing the trench to remove a portion approximately half the thickness of the field oxide film to be formed, and etching a silicon oxide insulating film and a silicon oxide insulating film along the inner wall of the deep trench. After sequentially arranging the silicon nitride insulating films, there is a step of filling the formed recesses with a filling material, and a step of filling approximately 1/2 of the field oxide film to be formed.
forming a field oxide film by oxidizing the surface of the silicon substrate that has been removed to a thickness of A method for manufacturing a substrate structure of a semiconductor device.
エッチング特性を有する各層からなる多層構造のパター
ン領域を形成する工程と、このパターン領域をマスタと
してシリコン基板の表面にエッチングを施して形成すべ
きフィールド酸化膜の約1/2の厚さの部分まで除去す
る工程と、異方性エッチングを用いて、上記パターン領
域に隣接して自己整合的に所定の幅の薄膜領域を、上記
エッチングを施したシリコン基板の表面に形成する工程
と、この薄膜領域および上記パターン領域以外に露出さ
せたシリコン基板表面に当該シリコン基板とはエッチン
グ特性の異なるエッチングマスク材層を形成する工程と
、上記薄膜領域を除去して露出させたシリコン基板にエ
ッチングを施して深くかつ幅の狭い素子間分離用の溝を
形成する工程と、この深い溝の内壁に沿って酸化シリコ
ン絶縁膜および窒化シリコン絶縁膜を順に配置した後、
形成される凹部を充填材で埋める工程と、上記形成すべ
きフィールド酸化膜の約にの厚さの部分まで除去したシ
リコン基板の表面を酸化してフィールド酸化膜を形成す
る工程とを含み、素子領域に対して素子分離領域および
フィールド酸化領域をほぼ平坦に形成することを特徴と
する半導体装置の基板構造の製造方法。(2) A step of forming a multilayered pattern area consisting of layers each having different etching characteristics on the silicon substrate in the element formation area, and a field to be formed by etching the surface of the silicon substrate using this pattern area as a master. A thin film region of a predetermined width was etched in a self-aligned manner adjacent to the pattern region using a step of removing the oxide film to a thickness of about 1/2 and anisotropic etching. A step of forming an etching mask material layer on the surface of a silicon substrate, a step of forming an etching mask material layer having etching characteristics different from that of the silicon substrate on the exposed surface of the silicon substrate other than this thin film region and the patterned region, and removing the thin film region. The process involves etching the exposed silicon substrate to form a deep and narrow groove for isolation between elements, and sequentially placing a silicon oxide insulating film and a silicon nitride insulating film along the inner wall of this deep trench. rear,
The method includes a step of filling the formed recess with a filling material, and a step of oxidizing the surface of the silicon substrate, which has been removed to a thickness of about 100 yen of the field oxide film to be formed, to form a field oxide film. 1. A method of manufacturing a substrate structure of a semiconductor device, comprising forming an element isolation region and a field oxidation region substantially flat with respect to a region.
エッチング特性を有する各層からなる多層構造のパター
ン領域を形成する工程と、異方性エッチングを用いて、
上記パターン領域に隣接して自己整合的に所定の幅の薄
膜領域を、シリコン基板の表面に形成する工程と、この
薄膜領域および上記パターン領域以外に露出させたシリ
コン基板表面に当該シリコン基板とはエッチング特性の
異なるエッチングマスク材層を形成する工程と、上記薄
膜領域を除去して露出させたシリコン基板にエッチング
を施して深くかつ幅の狭い素子間分離用の溝を形成する
工程と、この深い溝に面した一方のシリコン基板の表面
にエッチングを施して形成すべきフィールド酸化膜の約
1/2の厚さの部分まで除去する工程と、上記深い溝の
内壁に沿って酸化シリコン絶縁膜および窒化シリコン絶
縁膜を順に配置した後、窒化シリコン基板の内側に形成
される凹部を第1の充填材で埋める工程と、上記形成す
べきフィールド酸化膜の約にの厚さの部分まで除去した
シリコン基板の表面を酸化してフィールド酸化膜を形成
する工程と、このフィールド酸化膜と上記深い溝に配置
した窒化シリコン絶縁膜および第1の充填材との間に形
成される凹部を第2の充填材で埋める工程とを含み、素
子領域に対して素子分離領域およびフィールド酸化領域
をほぼ平坦に形成することを特徴とする半導体装置の基
板構造の製造方法。(3) A step of forming a pattern region with a multilayer structure consisting of layers each having different etching characteristics on the silicon substrate in the element formation region, and using anisotropic etching,
a step of forming a thin film region of a predetermined width on the surface of the silicon substrate in a self-aligned manner adjacent to the pattern region; A step of forming an etching mask material layer with different etching characteristics, a step of etching the silicon substrate exposed by removing the thin film region to form a deep and narrow groove for isolation between elements, A step of etching the surface of one of the silicon substrates facing the trench to remove a portion approximately half the thickness of the field oxide film to be formed, and etching a silicon oxide insulating film and a silicon oxide insulating film along the inner wall of the deep trench. After sequentially arranging the silicon nitride insulating films, a step of filling the recesses formed inside the silicon nitride substrate with a first filling material, and a step of filling the silicon nitride insulating films to a thickness of about 1/2 of the field oxide film to be formed as described above. A step of oxidizing the surface of the substrate to form a field oxide film, and a second filling of the recess formed between the field oxide film, the silicon nitride insulating film disposed in the deep trench, and the first filling material. 1. A method of manufacturing a substrate structure of a semiconductor device, comprising: filling the substrate structure with a material, and forming an element isolation region and a field oxidation region substantially flat with respect to an element region.
を備えたそれぞれ異なるエッチング特性を有する各層か
らなる多層構造のパターン領域を形成する工程と、異方
性エッチングを用いて、上記パターン領域に隣接して自
己整合的に所定の幅の薄膜領域を、シリコン基板の表面
に形成する工程と、この薄膜領域および上記パターン領
域以外に露出させたシリコン基板表面に当該シリコン基
板とはエッチング特性の異なるエッチングマスク材層を
形成する工程と、上記薄膜領域を除去して露出させたシ
リコン基板にエッチングを施して深くかつ幅の狭い素子
間分離用の溝を形成する工程と、上記貫通孔部分および
上記深い溝に面した一方のシリコン基板の表面にエッチ
ングを施して形成すべきフィールド酸化膜の約1/2の
厚さの部分まで除去する工程と、上記深い溝の内壁に沿
って酸化シリコン絶縁膜および窒化シリコン絶縁膜を順
に配置した後、形成される凹部を充填材で埋める工程と
、上記形成すべきフィールド酸化膜の約にの厚さの部分
まで除去したシリコン基板の表面を酸化してフィールド
酸化膜を形成する工程とを含み、浅い溝を備えた素子領
域に対して素子分離領域およびフィールド酸化領域をほ
ぼ平坦に形成することを特徴とする半導体の基板構造の
製造方法。(4) A step of forming a multilayer structure pattern region consisting of each layer having different etching characteristics, each having a through hole in a part, on the silicon substrate in the element formation region, and using anisotropic etching to remove the above pattern. A step of forming a thin film region of a predetermined width on the surface of the silicon substrate adjacent to the region in a self-aligned manner, and etching characteristics of the silicon substrate exposed outside the thin film region and the pattern region. a step of forming etching mask material layers with different thicknesses, a step of etching the exposed silicon substrate by removing the thin film region to form a deep and narrow groove for isolation between elements, and a step of forming a deep and narrow groove for isolation between the elements, and a step of etching the exposed silicon substrate by removing the thin film region; and a step of etching the surface of one silicon substrate facing the deep groove to remove approximately 1/2 the thickness of the field oxide film to be formed, and etching the silicon oxide along the inner wall of the deep groove. After sequentially arranging the insulating film and the silicon nitride insulating film, there is a process of filling the formed recesses with a filler, and oxidizing the surface of the silicon substrate, which has been removed to a thickness of about 100% of the field oxide film to be formed. 1. A method of manufacturing a semiconductor substrate structure, the method comprising: forming a field oxide film using a shallow groove, and forming an element isolation region and a field oxide region substantially flat with respect to an element region having a shallow trench.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP16650090A JPH081927B2 (en) | 1983-08-23 | 1990-06-25 | Method for manufacturing substrate structure of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP15248183A JPS6045036A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Substrate structure of semiconductor device and manufacture thereof |
JP16650090A JPH081927B2 (en) | 1983-08-23 | 1990-06-25 | Method for manufacturing substrate structure of semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP15248183A Division JPS6045036A (en) | 1983-08-23 | 1983-08-23 | Substrate structure of semiconductor device and manufacture thereof |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH03192752A true JPH03192752A (en) | 1991-08-22 |
JPH081927B2 JPH081927B2 (en) | 1996-01-10 |
Family
ID=26481388
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16650090A Expired - Lifetime JPH081927B2 (en) | 1983-08-23 | 1990-06-25 | Method for manufacturing substrate structure of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH081927B2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100329606B1 (en) * | 1995-06-02 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming isolation layer in semiconductor device |
-
1990
- 1990-06-25 JP JP16650090A patent/JPH081927B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100329606B1 (en) * | 1995-06-02 | 2002-10-25 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming isolation layer in semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH081927B2 (en) | 1996-01-10 |
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