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JPH1167892A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents

Semiconductor device and its manufacture

Info

Publication number
JPH1167892A
JPH1167892A JP21457097A JP21457097A JPH1167892A JP H1167892 A JPH1167892 A JP H1167892A JP 21457097 A JP21457097 A JP 21457097A JP 21457097 A JP21457097 A JP 21457097A JP H1167892 A JPH1167892 A JP H1167892A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
insulating film
forming
film
element isolation
mask pattern
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
JP21457097A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomohiro Saito
友博 齋藤
Yukihiro Ushiku
幸広 牛久
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.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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 Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21457097A priority Critical patent/JPH1167892A/en
Publication of JPH1167892A publication Critical patent/JPH1167892A/en
Pending legal-status Critical Current

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  • Element Separation (AREA)
  • Insulated Gate Type Field-Effect Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent the deterioration of an element characteristic, by forming an element separation insulating film which covers the side wall of an element separation groove and protrudes from the surface of an element forming area on the element separation insulating film which is buried to the middle of the element separation groove. SOLUTION: A buried oxidized film 5 is formed on the whole face and it is etched until the upper side wall of a trench groove is exposed. The upper corner of the element forming area is exposed. A polycrystalline silicon film 6 is formed on the whole face. Then, a silicon nitride film 3 and the unnecessary polycrystalline silicon film 6 on the buried oxide film 5 are removed, so that the polycrystalline silicon film 6 on the boundary of the element forming area and the trench groove does not come under the element forming area. The polycrystalline silicon film 6 is oxidized by a thermal oxidizing method and it is changed to the silicon oxide film 6a. Thus, the upper corner part of the element forming area is covered by the silicon oxide film 6a, and it can prevent the upper side wall of the trench groove from being exposed when removing the buffer oxide film 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、溝型素子分離を用
いた半導体装置およびその製造方法に関する。
[0001] 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a semiconductor device using trench type element isolation and a method of manufacturing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、コンピュ−タ−や通信機器の重要
部分には、多数のトランジスタや抵抗等を電気回路を達
成するようにむすびつけ、1チップ上に集積化して形成
した大規模集積回路(LSI)が多用されている。この
ため、機器全体の性能は、LSI単体の性能と大きく結
び付いている。LSI単体の性能向上は、素子を微細化
して、高集積化することにより実現できる。
2. Description of the Related Art In recent years, large-scale integrated circuits (ICs) formed by integrating a large number of transistors, resistors, and the like into an important part of a computer or a communication device so as to achieve an electric circuit are integrated on one chip. LSI) is frequently used. For this reason, the performance of the entire device is greatly related to the performance of the LSI alone. The performance of the LSI alone can be improved by miniaturizing the element and increasing the degree of integration.

【0003】一方、従来より、素子分離は局所酸化法の
1つであるLOCOS素子分離により行なわれている。
この素子分離ではバーズビークと呼ばれる酸化膜の食い
込みが素子形成領域に生じ、素子形成領域の実効的な面
積が減少する。したがって、LOCOS素子分離は、高
集積化に関しては有効ではない。
On the other hand, conventionally, element isolation has been performed by LOCOS element isolation, which is one of local oxidation methods.
In this element isolation, an oxide film called bird's beak is formed in the element formation region, and the effective area of the element formation region is reduced. Therefore, LOCOS element isolation is not effective for high integration.

【0004】そこで、最近では、基板表面に浅いトレン
チ溝(素子分離溝)を形成し、この浅いトレンチ溝を絶
縁膜により充填するというSTI(Shallow Trench Iso
lation)が多く用いられるようになってきている。この
素子分離は、LOCOS素子分離の場合とは異なり、バ
ーズビークが生じないので、素子形成領域の減少を防止
でき、高集積化に関して有効なものである。
Therefore, recently, a shallow trench groove (element isolation groove) is formed on the substrate surface, and the shallow trench groove is filled with an insulating film.
lation) is increasingly used. Unlike the LOCOS element isolation, this element isolation does not cause bird's beaks, so that a reduction in the element formation region can be prevented, which is effective for high integration.

【0005】しかしながら、STIには以下のような問
題がある。この問題を素子形成領域にMOSトランジス
タを形成する場合を例にとって具体的に説明する。図1
1に、素子分離をSTIにより行ない、素子形成領域に
MOSトランジスタを形成する方法の工程断面図を示
す。
However, STI has the following problems. This problem will be specifically described with an example in which a MOS transistor is formed in an element formation region. FIG.
FIG. 1 shows a process sectional view of a method for forming a MOS transistor in an element formation region by performing element isolation by STI.

【0006】まず、図11(a)に示すように、シリコ
ン基板91の表面を熱酸化してバッファ酸化膜92を形
成する。次に同図(a)に示すように、バッファ酸化膜
92上にシリコン窒化膜93を形成した後、このシリコ
ン窒化膜93上にレジストターン94を形成する。
First, as shown in FIG. 11A, a surface of a silicon substrate 91 is thermally oxidized to form a buffer oxide film 92. Next, as shown in FIG. 3A, after a silicon nitride film 93 is formed on the buffer oxide film 92, a resist turn 94 is formed on the silicon nitride film 93.

【0007】次に図11(b)に示すように、レジスト
パターン94をマスクにして、シリコン窒化膜93をエ
ッチングし、レジストパターン94のパターンをシリコ
ン窒化膜93に転写する。このシリコン窒化膜93もレ
ジストパターン94と同様にマスクパターンとして用い
られる。これにより、エッチングの最中にレジストパタ
ーン94が消滅しても、そのパターンはシリコン窒化膜
93が存在する限り、下地に転写されることになる。
Next, as shown in FIG. 11B, the silicon nitride film 93 is etched using the resist pattern 94 as a mask, and the pattern of the resist pattern 94 is transferred to the silicon nitride film 93. This silicon nitride film 93 is also used as a mask pattern similarly to the resist pattern 94. Thus, even if the resist pattern 94 disappears during the etching, the pattern is transferred to the base as long as the silicon nitride film 93 exists.

【0008】次に同図(b)に示すように、シリコン窒
化膜93、レジストパターン94をマスクにして、バッ
ファ酸化膜92、シリコン基板91を順次エッチング
し、シリコン基板91の表面に浅いトレンチ溝を形成
し、複数の島状の素子形成領域を形成する。この後、レ
ジストパターン94を剥離する。
Next, as shown in FIG. 1B, using the silicon nitride film 93 and the resist pattern 94 as a mask, the buffer oxide film 92 and the silicon substrate 91 are sequentially etched to form a shallow trench groove in the surface of the silicon substrate 91. To form a plurality of island-shaped element formation regions. After that, the resist pattern 94 is peeled off.

【0009】この図11(b)の工程のエッチングに
は、例えば、反応性イオンエッチング(Reactiv
e Ion Etching:RIE)を用いる。次に
図11(c)に示すように、全面に埋め込み酸化膜94
となる酸化膜を堆積し、トレンチ溝を埋め込んだ後、上
記酸化膜を化学的機械的研磨(Chemical Me
chanical Polishing:CMP)法を
用いて平坦化してから、バッファ酸化膜92およびシリ
コン窒化膜93を除去する。
The etching in the step of FIG. 11B includes, for example, reactive ion etching (Reactive).
e Ion Etching (RIE) is used. Next, as shown in FIG. 11C, a buried oxide film 94 is formed on the entire surface.
After an oxide film is deposited and the trench is filled, the oxide film is subjected to chemical mechanical polishing (Chemical Me).
After planarization is performed using a mechanical polishing (CMP) method, the buffer oxide film 92 and the silicon nitride film 93 are removed.

【0010】次に図11(d)に示すように、素子領域
の基板表面にゲート酸化膜95を形成した後、ゲート電
極96を形成する。この後は、周知のMOSトランジス
タの製造方法に従う。
Next, as shown in FIG. 11D, after a gate oxide film 95 is formed on the substrate surface in the element region, a gate electrode 96 is formed. Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed.

【0011】この従来の製造方法では、図11(c)の
工程でバッファ酸化膜92を除去する際に、トレンチ溝
の上部コーナ部の埋め込み酸化膜95も除去され、トレ
ンチ溝の上部側壁が露出してしまう。言い換えれば、素
子形成領域の上部コーナ部が露出する。このため、図1
1(d)の工程で露出部分にゲート酸化膜95を介して
ゲート電極96が配設されることになる。
In this conventional manufacturing method, when the buffer oxide film 92 is removed in the step of FIG. 11C, the buried oxide film 95 in the upper corner portion of the trench is also removed, and the upper sidewall of the trench is exposed. Resulting in. In other words, the upper corner portion of the element formation region is exposed. Therefore, FIG.
In the step 1 (d), the gate electrode 96 is provided on the exposed portion via the gate oxide film 95.

【0012】この結果、ゲート電極96にゲート電圧を
印加して形成される電界が素子形領域の上部コーナ部に
集中し、これによりゲート耐圧が低下したり、サブスレ
ッシュホルド特性にキンクが発生したり、ハンプが発生
するなど、MOSトランジスタの電気的特性が著しく劣
化するという問題が起こる。
As a result, an electric field formed by applying a gate voltage to the gate electrode 96 is concentrated on the upper corner portion of the element-shaped region, whereby the gate withstand voltage is reduced and the sub-threshold characteristics are kinked. There is a problem that the electrical characteristics of the MOS transistor are significantly deteriorated, for example, the occurrence of a hump or the like.

【0013】[0013]

【発明が解決しようとする課題】上述の如く、基板表面
にバッファ酸化膜を設けてSTI構造を形成した後、バ
ッファ酸化膜を除去してからMOSトランジスタを形成
する際に、素子形領域の上部コーナ部が露出し、この露
出部分にゲート酸化膜を介してゲート電極が配設される
ことから、ゲート電極に電圧を印加すると、上記露出部
分に電界が集中し、MOSトランジスタの電気的特性が
著しく劣化するという問題があった。
As described above, after forming the STI structure by providing the buffer oxide film on the substrate surface and then forming the MOS transistor after removing the buffer oxide film, the upper part of the element type region is formed. Since the corner portion is exposed and the gate electrode is disposed on the exposed portion via the gate oxide film, when a voltage is applied to the gate electrode, an electric field is concentrated on the exposed portion, and the electrical characteristics of the MOS transistor are reduced. There has been a problem of significant deterioration.

【0014】本発明は、上記事情を考慮してなされたも
ので、その目的とするところは、素子特性の劣化を防止
できる溝型素子分離構造を有する半導体装置を提供する
ことにある。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device having a groove-type element isolation structure capable of preventing deterioration of element characteristics.

【0015】また、本発明は、基板表面に絶縁膜を設け
て溝型素子分離構造を形成した後、上記絶縁膜を除去し
てから、素子形成領域と素子分離領域との境界をまたが
るように素子形成領域上に導電膜を形成しても、素子特
性の劣化を防止できる溝型素子分離構造を有する半導体
装置の製造方法を提供することにある。
Further, according to the present invention, after an insulating film is provided on a substrate surface to form a groove-type element isolation structure, the above-mentioned insulating film is removed, and then the boundary between the element formation region and the element isolation region is straddled. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device having a groove-type element isolation structure capable of preventing deterioration of element characteristics even when a conductive film is formed on an element formation region.

【0016】[0016]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

[構成]上記目的を達成するために、本発明に係る半導
体装置(請求項1)は、半導体基板の表面に形成された
素子分離溝の内部に、素子分離絶縁膜を埋め込んでなる
素子分離領域と、この素子分離領域によって互いに分離
された島状の素子形成領域とを具備してなり、前記素子
分離絶縁膜が、前記素子分離溝の途中の深さまで埋め込
まれた第1の素子分離絶縁膜と、この第1の素子分離絶
縁膜上に前記素子分離溝の側壁を覆うように形成され、
かつ前記素子形成領域と前記素子分離溝との境界上にお
いて、前記素子形成領域の表面より突出した第2の素子
分離絶縁膜とから構成されていることを特徴とする。
[Structure] To achieve the above object, a semiconductor device according to the present invention (claim 1) has an element isolation region in which an element isolation insulating film is embedded in an element isolation groove formed on a surface of a semiconductor substrate. And a first element isolation insulating film in which the element isolation insulating film is buried to a depth halfway in the element isolation groove. Formed on the first element isolation insulating film so as to cover a side wall of the element isolation groove,
And a second element isolation insulating film protruding from a surface of the element formation region on a boundary between the element formation region and the element isolation groove.

【0017】また、本発明に係る他の半導体装置(請求
項2)は、上記半導体装置(請求項1)において、前記
素子形成領域と前記素子分離領域との境界をまたがるよ
うに、前記素子形成領域上に導電膜が形成されているこ
とを特徴とする。
Further, another semiconductor device according to the present invention (claim 2) is the semiconductor device (claim 1) in which the element formation region extends over a boundary between the element formation region and the element isolation region. A conductive film is formed over the region.

【0018】また、本発明に係る他の半導体装置(請求
項3)は、上記半導体装置(請求項2)において、前記
導電膜がゲート電極であることを特徴とする。また、本
発明に係る他の半導体装置(請求項4)は、上記半導体
装置(請求項1)において、前記第1の素子分離絶縁膜
が不純物を含む絶縁膜であることを特徴とする。
Further, another semiconductor device according to the present invention (Claim 3) is characterized in that, in the semiconductor device (Claim 2), the conductive film is a gate electrode. Another semiconductor device according to the present invention (claim 4) is characterized in that, in the semiconductor device (claim 1), the first element isolation insulating film is an insulating film containing impurities.

【0019】また、本発明に係る他の半導体装置(請求
項5)は、上記半導体装置(請求項1)において、前記
第2の素子分離絶縁膜が、シリコン酸化膜またはシリコ
ン窒化膜であることを特徴とする。
Further, in another semiconductor device according to the present invention (claim 5), in the semiconductor device (claim 1), the second element isolation insulating film is a silicon oxide film or a silicon nitride film. It is characterized by.

【0020】また、本発明に係る半導体装置の製造方法
(請求項6)は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成す
る工程と、この第1の絶縁膜上に素子分離溝形成用のマ
スクパターンを形成する工程と、このマスクパターンを
マスクにして前記第1の絶縁膜、前記半導体基板をエッ
チングし、前記半導体基板の表面に素子分離溝を形成
し、複数の島状の素子形成領域を形成する工程と、第1
の素子分離絶縁膜としての第2の絶縁膜を前記素子分離
溝の途中の深さまで埋め込み形成する工程と、前記素子
分離溝が埋め込まれるように、全面に第2の素子分離絶
縁膜となる絶縁化可能な非絶縁膜を形成する工程と、前
記素子形成領域と前記素子分離溝との境界上の前記非絶
縁膜が、前記素子形成領域の表面以下にならないよう
に、前記マスクパターン上の前記非絶縁膜を除去する工
程と、前記非絶縁膜を絶縁化して第2の素子分離絶縁膜
を形成する工程と、前記第1の絶縁膜および前記マスク
パターンを除去する工程とを有することを特徴とする。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; and forming an element isolation groove on the first insulating film. Forming a mask pattern, etching the first insulating film and the semiconductor substrate using the mask pattern as a mask, forming an element isolation groove on a surface of the semiconductor substrate, and forming a plurality of island-shaped element formation regions. Forming a first and a first
Embedding a second insulating film as an element isolation insulating film to a depth in the middle of the element isolation groove, and forming an insulating film to be a second element isolation insulating film on the entire surface so that the element isolation groove is embedded. Forming a non-insulating film that can be converted, and the non-insulating film on the boundary between the element forming region and the element isolation groove is not below the surface of the element forming region, Removing the non-insulating film, forming the second element isolation insulating film by insulating the non-insulating film, and removing the first insulating film and the mask pattern. And

【0021】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法(請求項7)は、上記半導体装置の製造方法(請求
項6)において、前記素子形成領域のコーナ部上の前記
マスクパターンを除去した後、前記非絶縁膜を形成する
ことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein the mask pattern on a corner portion of the element formation region is removed. After that, the non-insulating film is formed.

【0022】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法(請求項8)は、上記半導体装置の製造方法(請求
項6)において、前記マスクパターンがシリコン窒化膜
から形成され、非絶縁膜が多結晶シリコン膜であること
を特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein the mask pattern is formed from a silicon nitride film, and the non-insulating film is formed. Is a polycrystalline silicon film.

【0023】ここで、非絶縁膜としては、非晶質シリコ
ン膜を使用することも可能である。また、前記マスクパ
ターン上の非絶縁膜の除去は、例えば、反応性イオンエ
ッチング法または化学的機械的研磨法により行なう(請
求項9)。
Here, an amorphous silicon film may be used as the non-insulating film. The non-insulating film on the mask pattern is removed by, for example, a reactive ion etching method or a chemical mechanical polishing method.

【0024】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法(請求項10)は、上記半導体装置の製造方法(請
求項6)において、前記非絶縁膜を絶縁化して前記第2
の絶縁膜を形成した後、前記マスクパターンを除去する
工程と、前記素子形成領域上にゲート絶縁膜を形成した
後、前記第2の素子分離絶縁膜と前記素子形成領域との
境界をまたがるように、前記ゲート絶縁膜上にゲート電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, wherein the non-insulating film is insulated from the second semiconductor device.
Removing the mask pattern after forming the insulating film, and forming a gate insulating film on the device forming region, and then crossing a boundary between the second device isolation insulating film and the device forming region. Forming a gate electrode on the gate insulating film.

【0025】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法(請求項11)は、半導体基板上に第1の絶縁膜を
形成する工程と、この第1の絶縁膜上に素子分離溝形成
用のマスクパターンを形成する工程と、このマスクパタ
ーンをマスクにして前記第1の絶縁膜、前記半導体基板
をエッチングし、前記半導体基板の表面に素子分離溝を
形成し、複数の島状の素子形成領域を形成する工程と、
第1の素子分離絶縁膜としての第2の絶縁膜を前記素子
分離溝の途中の深さまで埋め込み形成する工程と、前記
素子分離溝が埋め込まれるように、全面に第2の素子分
離絶縁膜としての第3の絶縁膜を形成する工程と、前記
素子形成領域と前記素子分離溝との境界上の前記第3の
絶縁膜が、前記素子形成領域の表面以下にならないよう
に、前記マスクパターン上の前記第3の絶縁膜を除去す
る工程と、前記第1の絶縁膜および前記マスクパターン
を除去する工程とを有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; and forming an element isolation groove on the first insulating film. Forming a mask pattern for use as a mask, etching the first insulating film and the semiconductor substrate using the mask pattern as a mask, forming element isolation grooves on the surface of the semiconductor substrate, and forming a plurality of island-shaped elements. Forming a formation region;
A step of burying a second insulating film as a first element isolation insulating film to a depth in the middle of the element isolation groove; and forming a second element isolation insulating film on the entire surface so that the element isolation groove is embedded. Forming a third insulating film on the mask pattern so that the third insulating film on the boundary between the element forming region and the element isolation groove does not fall below the surface of the element forming region. Removing the third insulating film, and removing the first insulating film and the mask pattern.

【0026】ここで、前記マスクパターン上の第3の絶
縁膜の除去は、例えば、反応性イオンエッチング法また
は化学的機械的研磨法により行なう(請求項12)。ま
た、本発明に係る他の半導体装置の製造方法(請求項1
3)は、上記半導体装置の製造方法(請求項11)にお
いて、前記マスクパターン上の第3の絶縁膜を反応性イ
オンエッチング法または化学的機械的研磨法を用いて除
去することを特徴とする。
Here, the removal of the third insulating film on the mask pattern is performed by, for example, a reactive ion etching method or a chemical mechanical polishing method. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing another semiconductor device.
3) In the method of manufacturing a semiconductor device (claim 11), the third insulating film on the mask pattern is removed by using a reactive ion etching method or a chemical mechanical polishing method. .

【0027】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法(請求項14)は、上記半導体装置の製造方法(請
求項11)において、前記マスクパターン上の前記第3
の絶縁膜を除去した後、前記マスクパターンを除去する
工程と、前記素子形成領域上にゲート絶縁膜を形成した
後、前記第2の素子分離絶縁膜と前記素子形成領域との
境界をまたがるように、前記ゲート絶縁膜上にゲート電
極を形成する工程とを含むことを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
Removing the mask pattern after removing the insulating film, and forming a gate insulating film on the element formation region, and then crossing a boundary between the second element isolation insulating film and the element formation region. Forming a gate electrode on the gate insulating film.

【0028】また、本発明に係る他の半導体装置の製造
方法(請求項15)は、半導体基板上に第1の絶縁膜を
形成する工程と、この第1の絶縁膜上に素子分離溝形成
用のマスクパターンを形成する工程と、このマスクパタ
ーンをマスクにして前記第1の絶縁膜、前記半導体基板
をエッチングし、前記半導体基板の表面に素子分離溝を
形成し、複数の島状の素子形成領域を形成する工程と、
第1の素子分離絶縁膜としての第2の絶縁膜を前記素子
分離溝の途中の深さまで埋め込み形成する工程と、前記
素子領域の上部コーナ部上の前記マスクパターンを除去
する工程と、このマスクパターンが除去された前記素子
領域の上部コーナ部上に第2の素子分離絶縁膜となる絶
縁化可能な非絶縁膜を選択的に形成する工程と、前記非
絶縁膜を絶縁化して第2の素子分離絶縁膜を形成する工
程と、前記第1の絶縁膜および前記マスクパターンを除
去する工程とを有することを特徴とする。
According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: forming a first insulating film on a semiconductor substrate; and forming an element isolation groove on the first insulating film. Forming a mask pattern for use as a mask, etching the first insulating film and the semiconductor substrate using the mask pattern as a mask, forming element isolation grooves on the surface of the semiconductor substrate, and forming a plurality of island-shaped elements. Forming a formation region;
A step of burying a second insulating film as a first element isolation insulating film to a depth in the middle of the element isolation groove, a step of removing the mask pattern on an upper corner portion of the element region, and a step of removing the mask Selectively forming an insulative non-insulating film serving as a second element isolation insulating film on the upper corner portion of the element region from which the pattern has been removed; A step of forming an element isolation insulating film; and a step of removing the first insulating film and the mask pattern.

【0029】このような非絶縁膜は、例えばエピタキシ
ャル成長法を用いることにより形成できる(請求項1
6)。また、マスクパターンとしては例えばシリコン窒
化膜で形成されたもの、非絶縁膜としては例えばエピタ
キシャル成長法で形成された単結晶シリコン膜があげら
れる(請求項17)。
Such a non-insulating film can be formed by using, for example, an epitaxial growth method.
6). The mask pattern may be, for example, a silicon nitride film, and the non-insulating film may be, for example, a single crystal silicon film formed by an epitaxial growth method.

【0030】[作用]本発明(請求項1)では、素子分
離絶縁膜が、素子分離溝の途中の深さまで埋め込まれた
第1の素子分離絶縁膜と、この第1の素子分離絶縁膜上
に形成された第2の素子分離絶縁膜で構成されている。
According to the present invention (claim 1), the element isolation insulating film has a first element isolation insulating film buried to a depth in the middle of the element isolation groove, and the first element isolation insulating film is formed on the first element isolation insulating film. Is formed by the second element isolation insulating film formed on the substrate.

【0031】ここで、第2の素子分離絶縁膜は、前記素
子分離溝の側壁を覆うように形成され、かつ素子形成領
域と素子分離溝との境界上において、素子形成領域の表
面より突出しているので、素子分離溝の上部側壁は第2
の素子分離絶縁膜で確実に覆われることになる。
Here, the second element isolation insulating film is formed so as to cover the side wall of the element isolation groove, and protrudes from the surface of the element formation area on the boundary between the element formation area and the element isolation groove. The upper side wall of the isolation trench is
Is surely covered with the element isolation insulating film.

【0032】このため、前記素子形成領域と前記素子分
離領域との境界をまたがるように、前記素子形成領域上
に導電膜を形成し(請求項2)、前記導電膜に電圧を印
加しても、前記素子形成領域の上部コーナ部に電界が集
中することはない。
For this reason, a conductive film is formed on the element formation region so as to cross the boundary between the element formation region and the element isolation region (Claim 2), and a voltage is applied to the conductive film. The electric field does not concentrate on the upper corner portion of the element formation region.

【0033】したがって、本発明によれば、溝型素子分
離を用いた場合の素子形成領域のコーナ部における電界
集中に起因する素子特性の劣化を防止できるようにな
る。そして、このような素子分離溝は、第1の絶縁膜の
ように後工程で除去する絶縁膜を形成する必要がある場
合でも、本発明(請求項6,11,15)の製造方法に
より、素子形成領域の上部コーナ部を露出させることな
く形成できるものである。
Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the device characteristics due to the electric field concentration in the corner portion of the device forming region when the trench type device isolation is used. Even when such an element isolation groove needs to be formed with an insulating film to be removed in a later step like the first insulating film, the manufacturing method of the present invention (claims 6, 11 and 15) can be used. It can be formed without exposing the upper corner portion of the element formation region.

【0034】また、本発明(請求項3)によれば、素子
形成領域の上部コーナ部の電界集中を防止できることか
ら、ゲート耐圧が低下したり、サブスレッシュホルド特
性にキンクが発生したり、ハンプが発生するなどのMO
Sトランジスタの電気的特性の劣化を防止できる。
Further, according to the present invention (claim 3), since the electric field concentration at the upper corner portion of the element formation region can be prevented, the gate withstand voltage is reduced, the kink is generated in the sub-threshold characteristic, the hump is suppressed. MO such as occurs
Deterioration of the electrical characteristics of the S transistor can be prevented.

【0035】また、素子分離絶縁膜を第1の素子分離絶
縁膜と第2の素子分離絶縁膜とに分けることにより(請
求項4,5,8,12)、本発明(請求項1)の溝型素
子分離構造を容易に製造できるようになる。第1の素子
分離絶縁膜は、従来の素子分離絶縁膜と同様の絶縁膜で
あり、これにより従来通りに埋め込み分離を行なうこと
できる。また、第2の素子分離絶縁膜は、本発明(請求
項1)の溝型素子分離構造を製造するのに適したものが
選ばれる。
Further, by dividing the element isolation insulating film into a first element isolation insulating film and a second element isolation insulating film (claims 4, 5, 8, and 12), the present invention (claim 1) The groove-type element isolation structure can be easily manufactured. The first element isolation insulating film is an insulating film similar to the conventional element isolation insulating film, and thus, the buried isolation can be performed as in the related art. The second element isolation insulating film is selected to be suitable for manufacturing the groove-type element isolation structure of the present invention (claim 1).

【0036】また、本発明(請求項6,11,15)に
よれば、トレンチ溝の上部側壁が素子形成領域の表面よ
りも高い第2の素子分離絶縁膜で覆われるので、予め形
成した第1の絶縁膜を第2の素子分離絶縁膜の形成後に
除去しても、トレンチ溝の上部側壁(素子形成領域の上
部コーナ部)は露出し難くなる。したがって、予め形成
した第2の絶縁膜の除去の際に、トレンチ溝の上部側壁
が露出するのを防止できる。
Further, according to the present invention (claims 6, 11 and 15), the upper side wall of the trench is covered with the second element isolation insulating film which is higher than the surface of the element formation region. Even if the first insulating film is removed after the formation of the second element isolation insulating film, the upper side wall of the trench (the upper corner portion of the element formation region) is hardly exposed. Therefore, it is possible to prevent the upper side wall of the trench from being exposed when the previously formed second insulating film is removed.

【0037】また、素子形領域のコーナ部上のマスクパ
ターンを除去した後、前記非絶縁膜を形成することによ
り(請求項7)、非絶縁膜を絶縁化して第2の素子分離
絶縁膜を形成する際に、素子形成領域の上部コーナ部に
おけるバーズビークを抑制でき、半導体基板にかかる応
力を低減できる。
Further, after removing the mask pattern on the corner portion of the element type region, the non-insulating film is formed (claim 7), whereby the non-insulating film is insulated to form the second element isolation insulating film. When forming, a bird's beak in the upper corner portion of the element formation region can be suppressed, and the stress applied to the semiconductor substrate can be reduced.

【0038】[0038]

【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら本発明
の実施の形態(以下、実施形態という)を説明する。 (第1の実施形態)図1、図2は、本発明の第1の実施
形態に係るSTIおよびMOSトランジスタの形成方法
を示す工程断面図である。
Embodiments of the present invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described below with reference to the drawings. (First Embodiment) FIGS. 1 and 2 are process sectional views showing a method for forming an STI and a MOS transistor according to a first embodiment of the present invention.

【0039】まず、図1(a)に示すように、単結晶の
シリコン基板1の表面に厚さ10nm程度のバッファ酸
化膜2を熱酸化によって形成し、続いてこのバッファ酸
化膜2上に厚さ1000nm程度のシリコン窒化膜3を
例えばLP−CVD法を用いて形成する。
First, as shown in FIG. 1A, a buffer oxide film 2 having a thickness of about 10 nm is formed on the surface of a single-crystal silicon substrate 1 by thermal oxidation. A silicon nitride film 3 having a thickness of about 1000 nm is formed using, for example, the LP-CVD method.

【0040】次に図1(b)に示すように、シリコン窒
化膜3上にレジストパターン4を形成した後、このレジ
ストパターン4をマスクにしてシリコン窒化膜3をエッ
チングし、レジストパターン4のパターンをシリコン窒
化膜3に転写する。このエッチングには例えばRIEを
用いる。
Next, as shown in FIG. 1B, after forming a resist pattern 4 on the silicon nitride film 3, the silicon nitride film 3 is etched using the resist pattern 4 as a mask to form a pattern of the resist pattern 4. Is transferred to the silicon nitride film 3. For this etching, for example, RIE is used.

【0041】このシリコン窒化膜3もレジストパターン
4と同様にマスクパターンとして用いれる。これによ
り、エッチングの最中にレジストパターン4が消滅して
も、そのパターンはシリコン窒化膜3が存在する限り、
下地に転写されることになる。
This silicon nitride film 3 is also used as a mask pattern like the resist pattern 4. Thereby, even if the resist pattern 4 disappears during the etching, the pattern remains as long as the silicon nitride film 3 exists.
It will be transferred to the base.

【0042】次に同図(b)に示すように、レジストパ
ターン4、シリコン窒化膜3をマスクにしてバッファ酸
化膜2、シリコン基板1をエッチングし、浅いトレンチ
溝を形成し、複数の島状の素子形成領域を形成する。こ
のエッチングには例えばRIEを用いる。
Next, as shown in FIG. 2B, the buffer oxide film 2 and the silicon substrate 1 are etched using the resist pattern 4 and the silicon nitride film 3 as a mask to form shallow trenches, and a plurality of island-shaped trenches are formed. Is formed. For this etching, for example, RIE is used.

【0043】次に図1(c)に示すように、レジストパ
ターン4を除去してから全面に埋め込み酸化膜5を形成
し、トレンチ溝を埋め込んだ後、埋め込み酸化膜5の表
面をCMPして略平坦化する。
Next, as shown in FIG. 1C, after the resist pattern 4 is removed, a buried oxide film 5 is formed on the entire surface, and after the trench is buried, the surface of the buried oxide film 5 is subjected to CMP. Substantially flatten.

【0044】次に図1(d)に示すように、トレンチ溝
の上部側壁が露出するまで、埋め込み酸化膜5の全面を
エッチングする。このとき、トレンチ溝の上部コーナ部
近傍のバッファ酸化膜2もエッチングされ、素子形領域
の上部コーナ部が露出する。
Next, as shown in FIG. 1D, the entire surface of the buried oxide film 5 is etched until the upper side wall of the trench is exposed. At this time, the buffer oxide film 2 near the upper corner of the trench is also etched, exposing the upper corner of the element-shaped region.

【0045】次に図2(e)に示すように、全面に厚さ
1000nm程度の多結晶シリコン膜6をCVD法を用
いて形成する。次に図2(f)に示すように、多結晶シ
リコン膜6の全面をRIEすることにより(いわゆる側
壁残しにより)、バッファ酸化膜2、シリコン窒化膜
3、トレンチ溝の側壁のみに多結晶シリコン膜6を選択
的に残置させる。
Next, as shown in FIG. 2E, a polycrystalline silicon film 6 having a thickness of about 1000 nm is formed on the entire surface by a CVD method. Next, as shown in FIG. 2 (f), the entire surface of the polycrystalline silicon film 6 is subjected to RIE (so-called side wall remains), so that only the buffer oxide film 2, the silicon nitride film 3 and the polycrystalline silicon The film 6 is left selectively.

【0046】すなわち、素子形成領域とトレンチ溝との
境界上の多結晶シリコン膜6が、素子形成領域の表面以
下にならないように、シリコン窒化膜3および埋め込み
酸化膜5上の不要な多結晶シリコン膜6を除去する。
That is, unnecessary polycrystalline silicon on silicon nitride film 3 and buried oxide film 5 is maintained so that polycrystalline silicon film 6 on the boundary between the element forming region and the trench groove does not become lower than the surface of the element forming region. The film 6 is removed.

【0047】次に図2(g)に示すように、多結晶シリ
コン膜6を熱酸化法により酸化し、多結晶シリコン膜6
をシリコン酸化膜6aに変える。この結果、素子形成領
域の上部コーナ部はシリコン酸化膜6aで覆われること
になる。また、このときの熱酸工程により、埋め込み酸
化膜5をデンシファイすることができ、その後のデンシ
ファイ工程を省略することができる。
Next, as shown in FIG. 2 (g), the polycrystalline silicon film 6 is oxidized by a thermal oxidation method.
Is changed to a silicon oxide film 6a. As a result, the upper corner portion of the element formation region is covered with the silicon oxide film 6a. Also, the buried oxide film 5 can be densified by the thermal acid step at this time, and the subsequent densifying step can be omitted.

【0048】次に図2(h)に示すように、シリコン窒
化膜3、バッファ酸化膜2を除去した後、素子形成領域
上にゲート酸化膜7、ゲート電極8を形成する。ここ
で、トレンチ溝の上部側壁が、素子形成領域の表面より
も高いシリコン酸化膜6aで覆われているので、バッフ
ァ酸化膜2の除去の際に、トレンチ溝の上部側壁が露出
するのを防止できる。
Next, as shown in FIG. 2H, after removing the silicon nitride film 3 and the buffer oxide film 2, a gate oxide film 7 and a gate electrode 8 are formed on the element formation region. Here, since the upper side wall of the trench is covered with the silicon oxide film 6a higher than the surface of the element formation region, the upper side wall of the trench is prevented from being exposed when the buffer oxide film 2 is removed. it can.

【0049】この後は、周知のMOSトランジスタの製
造方法に従う。すなわち、ゲート電極8をマスクにして
素子領域にAsイオン等のn型不純物イオンを注入して
n型ソース・ドレイン領域を自己整合的に形成し、次い
で層間絶縁膜を堆積し、この層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを開孔し、ソース・ドレイン電極(配線)、ゲート
配線を形成する。
Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed. That is, n-type impurity ions such as As ions are implanted into the element region using the gate electrode 8 as a mask to form n-type source / drain regions in a self-aligned manner, and then an interlayer insulating film is deposited. Then, a contact hole is opened to form a source / drain electrode (wiring) and a gate wiring.

【0050】本実施形態では、素子形成領域との境界で
あるトレンチ溝の側壁が、埋め込み酸化膜5およびシリ
コン酸化膜6aで覆われ、露出することはない。すなわ
ち、トレンチ溝の上部側壁はシリコン酸化膜6aで覆わ
れ、それ以外の側壁は埋め込み酸化膜5で覆われる。
In the present embodiment, the side wall of the trench, which is the boundary with the element formation region, is covered with the buried oxide film 5 and the silicon oxide film 6a and is not exposed. That is, the upper side wall of the trench is covered with the silicon oxide film 6a, and the other side wall is covered with the buried oxide film 5.

【0051】このため、素子形成領域とトレンチ溝(素
子分離領域)との境界をまたがるように、素子形成領域
上にゲート電極8を形成し、このゲート電極8に電圧を
印加しても、素子形成領域の上部コーナ部に電界が集中
することはない。
For this reason, the gate electrode 8 is formed on the element formation region so as to cross the boundary between the element formation region and the trench (element isolation region). The electric field does not concentrate on the upper corner portion of the formation region.

【0052】したがって、本実施形態によれば、STI
を用いた場合の素子形成領域の上部コーナ部における電
界集中に起因する電気的特性の劣化を防止できる。具体
的には、例えば、ゲート耐圧の低下、サブスレッシュホ
ルド特性におけるキンクの発生、ハンプの発生などを防
止できる。 (第2の実施形態)図3は、本発明の第2の実施形態に
係るSTIおよびMOSトランジスタの形成方法を示す
工程断面図である。なお、図1、図2と対応する部分に
は図1、図2と同一符号を付してあり、詳細な説明は省
略する。
Therefore, according to the present embodiment, the STI
In the case where is used, it is possible to prevent the deterioration of the electrical characteristics due to the electric field concentration in the upper corner portion of the element formation region. Specifically, for example, it is possible to prevent a reduction in gate breakdown voltage, the occurrence of kink in the sub-threshold characteristics, the occurrence of hump, and the like. (Second Embodiment) FIG. 3 is a process sectional view showing a method for forming an STI and a MOS transistor according to a second embodiment of the present invention. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2, and the detailed description is omitted.

【0053】本実施形態が第1の実施形態と主として異
なる点は、不要な多結晶シリコン膜6の除去をRIEで
はなく、CMPにより行なうことにある。まず、第1の
実施形態の図2(e)に示した多結晶シリコン膜6の形
成工程に引き続いて、図3(a)に示すように、シリコ
ン窒化膜3をストッパにし、シリコン窒化膜3上の多結
晶シリコン膜6が消滅するまで、多結晶シリコン膜6を
CMPし、平坦化する。このとき、多結晶シリコン膜6
の上面が、シリコン窒化膜3の上面よりも若干低くなっ
ても良い。
The main difference between this embodiment and the first embodiment is that unnecessary polycrystalline silicon film 6 is removed not by RIE but by CMP. First, following the step of forming the polycrystalline silicon film 6 shown in FIG. 2E of the first embodiment, as shown in FIG. 3A, the silicon nitride film 3 is used as a stopper, The polycrystalline silicon film 6 is planarized by CMP until the upper polycrystalline silicon film 6 disappears. At this time, the polycrystalline silicon film 6
May be slightly lower than the upper surface of the silicon nitride film 3.

【0054】次に図3(b)に示すように、残った多結
晶シリコン膜6を熱酸化法により酸化し、多結晶シリコ
ン膜6をシリコン酸化膜6aに変える。この結果、素子
形成領域の上部コーナ部はシリコン酸化膜6aで覆われ
ることになる。また、このときの熱酸工程により、埋め
込み酸化膜5をデンシファイすることができ、その後の
デンシファイ工程を省略することができる。
Next, as shown in FIG. 3B, the remaining polycrystalline silicon film 6 is oxidized by a thermal oxidation method, and the polycrystalline silicon film 6 is changed to a silicon oxide film 6a. As a result, the upper corner portion of the element formation region is covered with the silicon oxide film 6a. Also, the buried oxide film 5 can be densified by the thermal acid step at this time, and the subsequent densifying step can be omitted.

【0055】次に図3(c)に示すように、シリコン窒
化膜3、バッファ酸化膜2を除去した後、素子形成領域
上にゲート酸化膜7、ゲート電極8を形成する。この後
は、周知のMOSトランジスタの製造方法に従う。すな
わち、ゲート電極8をマスクにして素子領域にAsイオ
ン等のn型不純物イオンを注入してn型ソース・ドレイ
ン領域を自己整合的に形成し、次いで層間絶縁膜を堆積
し、この層間絶縁膜にコンタクトホールを開孔し、ソー
ス・ドレイン電極(配線)、ゲート配線を形成する。
Next, as shown in FIG. 3C, after removing the silicon nitride film 3 and the buffer oxide film 2, a gate oxide film 7 and a gate electrode 8 are formed on the element formation region. Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed. That is, n-type impurity ions such as As ions are implanted into the element region using the gate electrode 8 as a mask to form n-type source / drain regions in a self-aligned manner, and then an interlayer insulating film is deposited. Then, a contact hole is opened to form a source / drain electrode (wiring) and a gate wiring.

【0056】本実施形態でも第1の実施形態と同様な効
果が得られる。 (第3の実施形態)図4は、本発明の第3の実施形態に
係るSTIおよびMOSトランジスタの形成方法を示す
工程断面図である。なお、図1、図2と対応する部分に
は図1、図2と同一符号を付してあり、詳細な説明は省
略する。
In this embodiment, the same effects as in the first embodiment can be obtained. (Third Embodiment) FIG. 4 is a process sectional view showing a method for forming an STI and a MOS transistor according to a third embodiment of the present invention. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2, and the detailed description is omitted.

【0057】本実施形態が第1の実施形態と主として異
なる点は、多結晶シリコン膜6を形成する前に、素子形
成領域の上部コーナ部上のシリコン窒化膜3を除去する
ことにある。
The main difference between the present embodiment and the first embodiment is that the silicon nitride film 3 on the upper corner portion of the element formation region is removed before the polycrystalline silicon film 6 is formed.

【0058】まず、第1の実施形態の図1(e)に示し
た埋め込み酸化膜5のRIE工程に引き続いて、図4
(a)に示すように、シリコン窒化膜3を熱リン酸を用
いて20nm程後退させる。この結果、素子形成領域の
上部コーナ部上のシリコン窒化膜3が除去され、上部コ
ーナ部上のバッファ酸化膜2が露出する。
First, following the RIE process of the buried oxide film 5 shown in FIG. 1E of the first embodiment, FIG.
As shown in (a), the silicon nitride film 3 is retracted by about 20 nm using hot phosphoric acid. As a result, the silicon nitride film 3 on the upper corner portion of the element formation region is removed, and the buffer oxide film 2 on the upper corner portion is exposed.

【0059】次に同図4(a)に示すように、全面に厚
さ1000nm程度の多結晶シリコン膜6を形成した
後、この多結晶シリコン膜6の全面をRIEし、トレン
チ溝の側壁および素子形成領域の上部コーナ部上に多結
晶シリコン膜6を選択的に残置させる。
Next, as shown in FIG. 4A, after a polycrystalline silicon film 6 having a thickness of about 1000 nm is formed on the entire surface, the entire surface of the polycrystalline silicon film 6 is subjected to RIE, and the The polycrystalline silicon film 6 is selectively left on the upper corner portion of the element formation region.

【0060】次に図4(b)に示すように、多結晶シリ
コン膜6を熱酸化法により酸化し、多結晶シリコン膜6
をシリコン酸化膜6aに変える。この結果、素子形成領
域の上部コーナ部はシリコン酸化膜6aで覆われること
になる。また、このときの熱酸工程により、埋め込み酸
化膜5をデンシファイすることができ、その後のデンシ
ファイ工程を省略することができる。
Next, as shown in FIG. 4B, the polycrystalline silicon film 6 is oxidized by a thermal oxidation method.
Is changed to a silicon oxide film 6a. As a result, the upper corner portion of the element formation region is covered with the silicon oxide film 6a. Also, the buried oxide film 5 can be densified by the thermal acid step at this time, and the subsequent densifying step can be omitted.

【0061】また、素子形成領域の上部コーナ部のシリ
コン窒化膜3が除去されていることから、シリコン酸化
膜6aのバーズビークが抑制され、シリコン基板1にか
かる応力が軽減される。
Further, since the silicon nitride film 3 at the upper corner portion of the element formation region is removed, bird's beak of the silicon oxide film 6a is suppressed, and the stress applied to the silicon substrate 1 is reduced.

【0062】次に図4(c)に示すように、シリコン窒
化膜3、バッファ酸化膜2を除去した後、素子形成領域
上にゲート酸化膜7、ゲート電極8を形成する。この後
は、周知のMOSトランジスタの製造方法に従う。すな
わち、ゲート電極8をマスクにして素子領域にAsイオ
ン等のn型不純物イオンを注入してn型ソース・ドレイ
ン領域を自己整合的に形成し、次いで層間絶縁膜を堆積
し、この層間絶縁膜にコンタクトホールを開孔し、ソー
ス・ドレイン電極(配線)、ゲート配線を形成する。
Next, as shown in FIG. 4C, after removing the silicon nitride film 3 and the buffer oxide film 2, a gate oxide film 7 and a gate electrode 8 are formed on the element formation region. Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed. That is, n-type impurity ions such as As ions are implanted into the element region using the gate electrode 8 as a mask to form n-type source / drain regions in a self-aligned manner, and then an interlayer insulating film is deposited. Then, a contact hole is opened to form a source / drain electrode (wiring) and a gate wiring.

【0063】本実施形態でも第1の実施形態と同様な効
果が得られる。さらに本実施形態によれば、シリコン酸
化膜6aのバーズビークを抑制でき、シリコン基板1に
かかる応力を軽減できる。 (第4の実施形態)図5は、本発明の第4の実施形態に
係るSTIおよびMOSトランジスタの形成方法を示す
工程断面図である。なお、図1、図2と対応する部分に
は図1、図2と同一符号を付してあり、詳細な説明は省
略する。
In this embodiment, effects similar to those of the first embodiment can be obtained. Further, according to the present embodiment, bird's beak of the silicon oxide film 6a can be suppressed, and the stress applied to the silicon substrate 1 can be reduced. (Fourth Embodiment) FIG. 5 is a process sectional view showing a method for forming an STI and a MOS transistor according to a fourth embodiment of the present invention. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 1 and 2, and the detailed description is omitted.

【0064】本実施形態が第1の実施形態と主として異
なる点は、多結晶シリコン膜6を酸化する前に、シリコ
ン窒化膜3を除去することにある。まず、第1の実施形
態の図2(f)に示した多結晶シリコン膜6のRIE工
程に引き続いて、図5(a)に示すように、シリコン窒
化膜3を熱リン酸を用いて除去する。
The second embodiment differs from the first embodiment mainly in that the silicon nitride film 3 is removed before the polycrystalline silicon film 6 is oxidized. First, following the RIE step of the polycrystalline silicon film 6 shown in FIG. 2F of the first embodiment, as shown in FIG. 5A, the silicon nitride film 3 is removed using hot phosphoric acid. I do.

【0065】次に図5(b)に示すように、多結晶シリ
コン膜6を熱酸化法により酸化し、多結晶シリコン膜6
をシリコン酸化膜6aに変える。このとき、シリコン窒
化膜3が存在しないため、シリコン酸化膜6aにバーズ
ビークは生じず、シリコン基板1にかかる応力を十分に
軽減することができる。また、このときの熱酸工程によ
り、埋め込み酸化膜5をデンシファイすることができ、
その後のデンシファイ工程を省略することができる。
Next, as shown in FIG. 5 (b), the polycrystalline silicon film 6 is oxidized by a thermal oxidation method.
Is changed to a silicon oxide film 6a. At this time, since the silicon nitride film 3 does not exist, bird's beak does not occur in the silicon oxide film 6a, and the stress applied to the silicon substrate 1 can be sufficiently reduced. Also, the buried oxide film 5 can be densified by the thermal acid process at this time,
The subsequent densify step can be omitted.

【0066】次に図5(c)に示すように、バッファ酸
化膜2、シリコン窒化膜3を除去した後、素子形成領域
上にゲート酸化膜7、ゲート電極8を形成する。この後
は、周知のMOSトランジスタの製造方法に従う。すな
わち、ゲート電極8をマスクにして素子領域にAsイオ
ン等のn型不純物イオンを注入してn型ソース・ドレイ
ン領域を自己整合的に形成し、次いで層間絶縁膜を堆積
し、この層間絶縁膜にコンタクトホールを開孔し、ソー
ス・ドレイン電極(配線)、ゲート配線を形成する。
Next, as shown in FIG. 5C, after removing the buffer oxide film 2 and the silicon nitride film 3, a gate oxide film 7 and a gate electrode 8 are formed on the element formation region. Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed. That is, n-type impurity ions such as As ions are implanted into the element region using the gate electrode 8 as a mask to form n-type source / drain regions in a self-aligned manner, and then an interlayer insulating film is deposited. Then, a contact hole is opened to form a source / drain electrode (wiring) and a gate wiring.

【0067】本実施形態でも第1の実施形態と同様な効
果が得られる。さらに本実施形態によれば、シリコン酸
化膜6aにバーズビークが生じないので、シリコン基板
1にかかる応力を十分に軽減できる。 (第5の実施形態)図6、図7は、本発明の第5の実施
形態に係る半導体装置の製造方法を示す工程断面図であ
る。
In this embodiment, effects similar to those of the first embodiment can be obtained. Further, according to the present embodiment, since bird's beak does not occur in the silicon oxide film 6a, the stress applied to the silicon substrate 1 can be sufficiently reduced. (Fifth Embodiment) FIGS. 6 and 7 are process sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.

【0068】まず、図6(a)に示すように、単結晶の
シリコン基板11の表面に厚さ10nm程度のバッファ
酸化膜12を熱酸化によって形成し、続いてこのバッフ
ァ酸化膜12上に厚さ1000nm程度の多結晶シリコ
ン膜13を例えばCVD法を用いて形成する。
First, as shown in FIG. 6A, a buffer oxide film 12 having a thickness of about 10 nm is formed on the surface of a single-crystal silicon substrate 11 by thermal oxidation. A polycrystalline silicon film 13 having a thickness of about 1000 nm is formed using, for example, a CVD method.

【0069】次に図6(b)に示すように、多結晶シリ
コン膜13上にレジストパターン14を形成した後、こ
のレジストパターン14をマスクにして多結晶シリコン
膜13をエッチングし、レジストパターン14のパター
ンを多結晶シリコン膜13に転写する。このエッチング
には例えばRIEを用いる。
Next, as shown in FIG. 6B, after forming a resist pattern 14 on the polycrystalline silicon film 13, the polycrystalline silicon film 13 is etched using the resist pattern 14 as a mask to form a resist pattern 14. Is transferred to the polycrystalline silicon film 13. For this etching, for example, RIE is used.

【0070】この多結晶シリコン膜13もレジストパタ
ーン14と同様にマスクパターンとして用いれる。これ
により、エッチングの最中にレジストパターン14が消
滅しても、そのパターンは多結晶シリコン膜13が存在
する限り、下地に転写されることになる。
This polycrystalline silicon film 13 is also used as a mask pattern similarly to the resist pattern 14. Thus, even if the resist pattern 14 disappears during the etching, the pattern is transferred to the base as long as the polycrystalline silicon film 13 exists.

【0071】次に同図(b)に示すように、レジストパ
ターン14、多結晶シリコン膜13をマスクにしてバッ
ファ酸化膜12、シリコン基板11をエッチングし、ト
レンチ溝を形成し、複数の島状の素子形成領域を形成す
る。このエッチングには例えばRIEを用いる。
Next, as shown in FIG. 3B, the buffer oxide film 12 and the silicon substrate 11 are etched using the resist pattern 14 and the polycrystalline silicon film 13 as a mask to form trenches, thereby forming a plurality of islands. Is formed. For this etching, for example, RIE is used.

【0072】次に図6(c)に示すように、レジストパ
ターン14を除去してから全面に埋め込み酸化膜15を
形成し、トレンチ溝を埋め込んだ後、埋め込み酸化膜1
5の表面をCMPして略平坦化する。
Next, as shown in FIG. 6C, after the resist pattern 14 is removed, a buried oxide film 15 is formed on the entire surface, and after the trench is filled, the buried oxide film 1 is formed.
The surface of No. 5 is substantially flattened by CMP.

【0073】次に図6(d)に示すように、トレンチ溝
の上部側壁が露出するまで、埋め込み酸化膜15の全面
をエッチングする。このとき、トレンチ溝の上部コーナ
部近傍のバッファ酸化膜12もエッチングされ、素子形
領域の上部コーナ部が露出する。
Next, as shown in FIG. 6D, the entire surface of the buried oxide film 15 is etched until the upper side wall of the trench is exposed. At this time, the buffer oxide film 12 near the upper corner portion of the trench is also etched, exposing the upper corner portion of the element region.

【0074】次に図7(e)に示すように、全面に厚さ
1000nm程度のシリコン窒化膜16をLP−CVD
法を用いて形成する。次に図7(f)に示すように、多
結晶シリコン膜13をストッパにし、多結晶シリコン膜
13上のシリコン窒化膜16が消滅するまで、シリコン
窒化膜16をCMPし、平坦化する。このとき、シリコ
ン窒化膜16の上面が、多結晶シリコン膜13の上面よ
りも若干低くなっても良い。
Next, as shown in FIG. 7E, a silicon nitride film 16 having a thickness of about 1000 nm is formed on the entire surface by LP-CVD.
It is formed using a method. Next, as shown in FIG. 7F, the silicon nitride film 16 is used as a stopper, and the silicon nitride film 16 is planarized by CMP until the silicon nitride film 16 on the polycrystalline silicon film 13 disappears. At this time, the upper surface of silicon nitride film 16 may be slightly lower than the upper surface of polycrystalline silicon film 13.

【0075】次に図7(g)に示すように、多結晶シリ
コン膜13を選択的に除去する。次に図7(h)に示す
ように、バッファ酸化膜12を除去した後、素子形成領
域上にゲート酸化膜17、ゲート電極18を形成する。
Next, as shown in FIG. 7G, the polycrystalline silicon film 13 is selectively removed. Next, as shown in FIG. 7H, after removing the buffer oxide film 12, a gate oxide film 17 and a gate electrode 18 are formed on the element formation region.

【0076】この後は、周知のMOSトランジスタの製
造方法に従う。すなわち、ゲート電極8をマスクにして
素子領域にAsイオン等のn型不純物イオンを注入して
n型ソース・ドレイン領域を自己整合的に形成し、次い
で層間絶縁膜を堆積し、この層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを開孔し、ソース・ドレイン電極(配線)、ゲート
配線を形成する。
Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed. That is, n-type impurity ions such as As ions are implanted into the element region using the gate electrode 8 as a mask to form n-type source / drain regions in a self-aligned manner, and then an interlayer insulating film is deposited. Then, a contact hole is opened to form a source / drain electrode (wiring) and a gate wiring.

【0077】本実施形態では、素子形成領域との境界で
あるトレンチ溝の側壁が、埋め込み酸化膜15およびシ
リコン窒化膜16で覆われ、露出することはない。すな
わち、素子形成領域の上部コーナ部は、シリコン酸化膜
16で覆われ、それ以外の部分は埋め込み酸化膜15で
覆われる。
In the present embodiment, the side wall of the trench, which is the boundary with the element formation region, is covered with the buried oxide film 15 and the silicon nitride film 16 and is not exposed. That is, the upper corner portion of the element formation region is covered with the silicon oxide film 16, and the other portions are covered with the buried oxide film 15.

【0078】このため、素子形成領域とトレンチ溝(素
子分離領域)との境界をまたがるように、素子形成領域
上にゲート電極18を形成し、このゲート電極18に電
圧を印加しても、素子形成領域の上部コーナ部に電界が
集中することはない。
For this reason, the gate electrode 18 is formed on the element formation region so as to cross the boundary between the element formation region and the trench (element isolation region). The electric field does not concentrate on the upper corner portion of the formation region.

【0079】したがって、本実施形態によれば、STI
を用いた場合の素子形成領域の上部コーナ部における電
界集中に起因する電気的特性の劣化を防止できる。具体
的には、例えば、ゲート耐圧の低下、サブスレッシュホ
ルド特性におけるキンクの発生、ハンプの発生などを防
止できる。
Therefore, according to the present embodiment, the STI
In the case where is used, it is possible to prevent the deterioration of the electrical characteristics due to the electric field concentration in the upper corner portion of the element formation region. Specifically, for example, it is possible to prevent a reduction in gate breakdown voltage, the occurrence of kink in the sub-threshold characteristics, the occurrence of hump, and the like.

【0080】なお、本実施形態の変形例としては,図7
(f)の工程でシリコン窒化膜16をCMPする代わり
に、図8(a)に示すように、シリコン窒化膜16をR
IEしても良い。この後の工程は図7(g)以降と同じ
である。図8(b)に図7(h)に相当する断面図を示
しておく。 (第6の実施形態)図9は、本発明の第6の実施形態に
係るSTIおよびMOSトランジスタの形成方法を示す
工程断面図。なお、図6、図7と対応する部分には図
7、図8と同一符号を付してあり、詳細な説明は省略す
る。
As a modification of this embodiment, FIG.
Instead of CMP of the silicon nitride film 16 in the step (f), as shown in FIG.
IE may be used. Subsequent steps are the same as those in FIG. FIG. 8B shows a sectional view corresponding to FIG. 7H. (Sixth Embodiment) FIG. 9 is a process sectional view showing a method for forming an STI and a MOS transistor according to a sixth embodiment of the present invention. Parts corresponding to FIGS. 6 and 7 are denoted by the same reference numerals as in FIGS. 7 and 8, and detailed description is omitted.

【0081】本実施形態が第5の実施形態と主として異
なる点は、多結晶シリコン膜13を酸化してから除去す
ることにある。まず、第7の実施形態の図7(f)に示
した多結晶シリコン膜6のRIE工程に引き続いて、図
9(a)に示すように、多結晶シリコン膜13を熱酸化
してシリコン酸化膜13aに変える。
The present embodiment is different from the fifth embodiment mainly in that the polycrystalline silicon film 13 is removed after being oxidized. First, following the RIE step of the polycrystalline silicon film 6 shown in FIG. 7F of the seventh embodiment, as shown in FIG. 9A, the polycrystalline silicon film 13 is thermally oxidized to silicon oxide. Change to film 13a.

【0082】次に図9(b)に示すように、バッファ酸
化膜12およびシリコン酸化膜13aをウエットエッチ
ングにより除去する。次に図9(c)に示すように、素
子形成領域上にゲート酸化膜17、ゲート電極18を形
成する。
Next, as shown in FIG. 9B, the buffer oxide film 12 and the silicon oxide film 13a are removed by wet etching. Next, as shown in FIG. 9C, a gate oxide film 17 and a gate electrode 18 are formed on the element formation region.

【0083】この後は、周知のMOSトランジスタの製
造方法に従う。すなわち、ゲート電極8をマスクにして
素子領域にAsイオン等のn型不純物イオンを注入して
n型ソース・ドレイン領域を自己整合的に形成し、次い
で層間絶縁膜を堆積し、この層間絶縁膜にコンタクトホ
ールを開孔し、ソース・ドレイン電極(配線)、ゲート
配線を形成する。
Thereafter, the well-known MOS transistor manufacturing method is followed. That is, n-type impurity ions such as As ions are implanted into the element region using the gate electrode 8 as a mask to form n-type source / drain regions in a self-aligned manner, and then an interlayer insulating film is deposited. Then, a contact hole is opened to form a source / drain electrode (wiring) and a gate wiring.

【0084】本実施形態でも第5の実施形態と同様な効
果が得られる。また、多結晶シリコン膜13を熱酸化に
よりシリコン酸化膜13aに変える酸化工程で、埋め込
み酸化膜15をデンシファイできるので、その後のデン
シファイ工程を省略することができる。 (第7の実施形態)次に本発明の第7の実施形態に係る
MOSトランジスタの形成方法について説明する。
In the present embodiment, the same effects as in the fifth embodiment can be obtained. Also, since the buried oxide film 15 can be densified in the oxidation step of changing the polycrystalline silicon film 13 into the silicon oxide film 13a by thermal oxidation, the subsequent densification step can be omitted. (Seventh Embodiment) Next, a method of forming a MOS transistor according to a seventh embodiment of the present invention will be described.

【0085】本実施形態が第4の実施形態と主として異
なる点は、素子形成領域の上部コーナ部(露出したST
Iコーナ部)上に、シリコン酸化膜6aとなる単結晶シ
リコン膜6´を選択的に形成することにある。
This embodiment is mainly different from the fourth embodiment in that an upper corner portion (exposed ST) of an element formation region is formed.
(I corner portion) is to selectively form a single crystal silicon film 6 'to be a silicon oxide film 6a.

【0086】まず、第3の実施形態の図4(a)の工程
と同様に、シリコン窒化膜3を熱リン酸を用いて後退さ
せ、図10(a)に示すように、素子形成領域の上部コ
ーナ部のバッファ酸化膜2を露出させる。
First, as in the step of FIG. 4A of the third embodiment, the silicon nitride film 3 is retreated using hot phosphoric acid, and as shown in FIG. The buffer oxide film 2 in the upper corner is exposed.

【0087】次に図10(b)に示すように、シリコン
窒化膜3で覆われていない、素子形成領域の上部コーナ
部上に、単結晶のシリコン酸化膜6´をエピタキシャル
成長法を用いて選択的に形成する。
Next, as shown in FIG. 10B, a single-crystal silicon oxide film 6 ′ is selected by an epitaxial growth method on the upper corner portion of the element formation region which is not covered with the silicon nitride film 3. It is formed.

【0088】次に図10(b)に示すように、シリコン
膜6´を熱酸化法により酸化し、シリコン膜6´をシリ
コン酸化膜6aに変える。この結果、素子形成領域の上
部コーナ部はシリコン酸化膜6aで覆われることにな
る。この後の工程は、第3の実施形態の図4(c)以降
の工程と同様である。
Next, as shown in FIG. 10B, the silicon film 6 'is oxidized by a thermal oxidation method to change the silicon film 6' into a silicon oxide film 6a. As a result, the upper corner portion of the element formation region is covered with the silicon oxide film 6a. Subsequent steps are the same as the steps after FIG. 4C of the third embodiment.

【0089】本実施形態でも第3の実施形態と同様な効
果が得られる。また、本実施形態によれば、シリコン酸
化膜6´の形成は成膜工程だけで済むので、成膜工程と
エッチング工程が必要な第3の実施形態よりも、プロセ
スを短縮化できるという効果が得られる。
In the present embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained. Further, according to the present embodiment, since the silicon oxide film 6 ′ is formed only by the film forming process, the process can be shortened as compared with the third embodiment that requires the film forming process and the etching process. can get.

【0090】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ものではなく、以下のように種々変形できる。例えば、
上記実施形態では、nチャネルMOSトランジスタを形
成する場合について説明したが、本発明はpチャネルM
OSトランジスタを形成する場合にも有効である。ま
た、本発明は、例えばMOSダイオード、その他のMI
S構造を有する素子にも有効である。
The present invention is not limited to the above embodiment, but can be variously modified as follows. For example,
In the above embodiment, the case where an n-channel MOS transistor is formed has been described.
This is also effective when forming an OS transistor. Further, the present invention relates to, for example, MOS diodes and other MI diodes.
It is also effective for an element having an S structure.

【0091】また、上記実施形態では、埋め込み酸化膜
を後退させる工程でドライエッチングであるRIEを用
いたが、ウエットエッチングを用いても良い。また、上
記実施形態では、多結晶シリコン膜を用いたが、非晶質
シリコン膜を用いても良い。
Further, in the above embodiment, RIE which is dry etching is used in the step of retracting the buried oxide film, but wet etching may be used. In the above embodiment, a polycrystalline silicon film is used, but an amorphous silicon film may be used.

【0092】また、上記実施形態では、多結晶シリコン
膜を平坦化する工程でCMPを用いたが、CDEによる
エッチバックを用いても良い。また、上記実施形態で
は、側壁残しをRIEによって行なったが、CDEによ
って行なっても良い。その他、本発明の要旨を逸脱しな
い範囲で、種々変形して実施できる。
In the above embodiment, CMP is used in the step of flattening the polycrystalline silicon film. However, etchback by CDE may be used. Further, in the above embodiment, the sidewall is left by RIE, but may be left by CDE. In addition, various modifications can be made without departing from the scope of the present invention.

【0093】[0093]

【発明の効果】以上詳述したように本発明では、素子形
成領域との境界である素子分離溝の側壁は第1、第2の
素子分離絶縁膜で覆われている。ここで、第2の素子分
離絶縁膜は、素子分離溝の側壁を覆うように形成され、
かつ素子形成領域と素子分離溝との境界上において、素
子形成領域の表面より突出している。
As described in detail above, in the present invention, the side walls of the element isolation trench, which is the boundary with the element formation region, are covered with the first and second element isolation insulating films. Here, the second isolation insulating film is formed so as to cover the sidewall of the isolation trench,
In addition, it protrudes from the surface of the element formation region on the boundary between the element formation region and the element isolation groove.

【0094】このため、素子形成領域と素子分離領域と
の境界をまたがるように、素子形成領域上に導電膜を形
成しても、素子形成領域の上部コーナ部に電界が集中す
ることはない。したがって、本発明によれば、溝型素子
分離を用いた場合の素子形成領域の上部コーナ部におけ
る電界集中に起因する素子特性の劣化を防止できるよう
になる。
Therefore, even if a conductive film is formed on the element formation region so as to cross the boundary between the element formation region and the element isolation region, the electric field does not concentrate on the upper corner portion of the element formation region. Therefore, according to the present invention, it is possible to prevent the deterioration of the device characteristics due to the electric field concentration in the upper corner portion of the device forming region when the trench type device isolation is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの前半の形成方法を示す工程断面図
FIG. 1 shows STI and M according to a first embodiment of the present invention.
Sectional drawing showing the method for forming the first half of the OS transistor

【図2】本発明の第1の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの後半の形成方法を示す工程断面図
FIG. 2 shows STI and M according to the first embodiment of the present invention.
Sectional drawing showing the method of forming the latter half of the OS transistor

【図3】本発明の第2の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの形成方法を示す工程断面図
FIG. 3 shows STI and M according to a second embodiment of the present invention.
Process cross-sectional view illustrating a method for forming an OS transistor

【図4】本発明の第3の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの形成方法を示す工程断面図
FIG. 4 shows STI and M according to a third embodiment of the present invention.
Process cross-sectional view illustrating a method for forming an OS transistor

【図5】本発明の第4の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの形成方法を示す工程断面図
FIG. 5 shows STI and M according to a fourth embodiment of the present invention.
Process cross-sectional view illustrating a method for forming an OS transistor

【図6】本発明の第5の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの前半の形成方法を示す工程断面図
FIG. 6 shows STI and M according to a fifth embodiment of the present invention.
Sectional drawing showing the method for forming the first half of the OS transistor

【図7】本発明の第5の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの後半の形成方法を示す工程断面図
FIG. 7 shows STI and M according to a fifth embodiment of the present invention.
Sectional drawing showing the method of forming the latter half of the OS transistor

【図8】第5の実施形態の変形例を示す工程断面図FIG. 8 is a process sectional view showing a modification of the fifth embodiment;

【図9】本発明の第6の実施形態に係るSTIおよびM
OSトランジスタの形成方法を示す工程断面図
FIG. 9 shows STI and M according to a sixth embodiment of the present invention.
Process cross-sectional view illustrating a method for forming an OS transistor

【図10】本発明の第7の実施形態に係るSTIの形成
方法を示す工程断面図
FIG. 10 is a process cross-sectional view illustrating a method of forming an STI according to a seventh embodiment of the present invention.

【図11】従来のSTIおよびMOSトランジスタの形
成方法を示す工程断面図
FIG. 11 is a process sectional view showing a conventional method for forming an STI and a MOS transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…シリコン基板 2…バッファ酸化膜(第1の絶縁膜) 3…シリコン窒化膜(マスクパターン) 4…レジストパターン 5…埋め込み酸化膜(第2の絶縁膜、第1の素子分離絶
縁膜) 6…多結晶シリコン膜(非絶縁膜) 6´…単結晶シリコン膜(第2の素子分離絶縁膜) 6a…シリコン酸化膜(第2の素子分離絶縁膜) 7…ゲート酸化膜 8…ゲート電極 11…シリコン基板 12…バッファ酸化膜(第1の絶縁膜) 13…多結晶シリコン膜(マスクパターン) 14…レジストパターン 15…埋め込み酸化膜(第2の絶縁膜、第1の素子分離
絶縁膜) 16…シリコン窒化膜(第3の絶縁膜、第2の素子分離
絶縁膜) 17…ゲート酸化膜 18…ゲート電極
REFERENCE SIGNS LIST 1 silicon substrate 2 buffer oxide film (first insulating film) 3 silicon nitride film (mask pattern) 4 resist pattern 5 buried oxide film (second insulating film, first element isolation insulating film) 6 ... polycrystalline silicon film (non-insulating film) 6 '... single-crystal silicon film (second element isolating insulating film) 6a ... silicon oxide film (second element isolating insulating film) 7 ... gate oxide film 8 ... gate electrode 11 ... Silicon substrate 12 ... Buffer oxide film (first insulating film) 13 ... Polycrystalline silicon film (mask pattern) 14 ... Resist pattern 15 ... Buried oxide film (second insulating film, first element isolation insulating film) 16 ... Silicon nitride film (third insulating film, second element isolation insulating film) 17 ... Gate oxide film 18 ... Gate electrode

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】半導体基板の表面に形成された素子分離溝
の内部に、素子分離絶縁膜を埋め込んでなる素子分離領
域と、 この素子分離領域によって互いに分離された島状の素子
形成領域と、 を具備してなり、 前記素子分離絶縁膜は、前記素子分離溝の途中の深さま
で埋め込まれた第1の素子分離絶縁膜と、この第1の素
子分離絶縁膜上に前記素子分離溝の側壁を覆うように形
成され、かつ前記素子形成領域と前記素子分離溝との境
界上において、前記素子形成領域の表面より突出した第
2の素子分離絶縁膜とから構成されていることを特徴と
する半導体装置。
An element isolation region in which an element isolation insulating film is embedded in an element isolation groove formed on a surface of a semiconductor substrate; an island-shaped element formation region separated from the element isolation region by the element isolation region; The device isolation insulating film comprises: a first device isolation insulating film buried to a depth in the middle of the device isolation trench; and a sidewall of the device isolation trench on the first device isolation insulating film. And a second element isolation insulating film protruding from the surface of the element formation region on a boundary between the element formation region and the element isolation groove. Semiconductor device.
【請求項2】前記素子形成領域と前記素子分離領域との
境界をまたがるように、前記素子形成領域上に導電膜が
形成されていることを特徴とする請求項1に記載の半導
体装置。
2. The semiconductor device according to claim 1, wherein a conductive film is formed on the element formation region so as to extend over a boundary between the element formation region and the element isolation region.
【請求項3】前記導電膜は、ゲート電極であることを特
徴とする請求項1に記載の半導体装置。
3. The semiconductor device according to claim 1, wherein said conductive film is a gate electrode.
【請求項4】前記第1の素子分離絶縁膜は、不純物を含
む絶縁膜であることを特徴とする請求項1に記載の半導
体装置。
4. The semiconductor device according to claim 1, wherein said first element isolation insulating film is an insulating film containing impurities.
【請求項5】前記第2の素子分離絶縁膜は、シリコン酸
化膜またはシリコン窒化膜であることを特徴とする請求
項1に記載の半導体装置。
5. The semiconductor device according to claim 1, wherein said second element isolation insulating film is a silicon oxide film or a silicon nitride film.
【請求項6】半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工
程と、 この第1の絶縁膜上に素子分離溝形成用のマスクパター
ンを形成する工程と、 このマスクパターンをマスクにして前記第1の絶縁膜、
前記半導体基板をエッチングし、前記半導体基板の表面
に素子分離溝を形成し、複数の島状の素子形成領域を形
成する工程と、 第1の素子分離絶縁膜としての第2の絶縁膜を前記素子
分離溝の途中の深さまで埋め込み形成する工程と、 前記素子分離溝が埋め込まれるように、全面に第2の素
子分離絶縁膜となる絶縁化可能な非絶縁膜を形成する工
程と、 前記素子形成領域と前記素子分離溝との境界上の前記非
絶縁膜が、前記素子形成領域の表面以下にならないよう
に、前記マスクパターン上の前記非絶縁膜を除去する工
程と、 前記非絶縁膜を絶縁化して第2の素子分離絶縁膜を形成
する工程と、 前記第1の絶縁膜および前記マスクパターンを除去する
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。
6. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a mask pattern for forming an element isolation groove on the first insulating film, and using the mask pattern as a mask. A first insulating film,
Etching the semiconductor substrate, forming element isolation grooves on the surface of the semiconductor substrate, and forming a plurality of island-shaped element formation regions; and forming a second insulating film as a first element isolation insulating film. Forming a buried non-insulating film to be a second device isolation insulating film over the entire surface so that the device isolation groove is buried; Removing the non-insulating film on the mask pattern so that the non-insulating film on the boundary between the formation region and the element isolation trench does not fall below the surface of the element formation region; A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming a second element isolation insulating film by insulating; and a step of removing the first insulating film and the mask pattern.
【請求項7】前記素子形成領域の上部コーナ部上の前記
マスクパターンを除去した後、前記非絶縁膜を形成する
ことを特徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方
法。
7. The method according to claim 6, wherein the non-insulating film is formed after removing the mask pattern on an upper corner portion of the element formation region.
【請求項8】前記マスクパターンはシリコン窒化膜から
形成され、非絶縁膜は多結晶シリコン膜であることを特
徴とする請求項6に記載の半導体装置の製造方法。
8. The method according to claim 6, wherein said mask pattern is formed of a silicon nitride film, and said non-insulating film is a polycrystalline silicon film.
【請求項9】前記マスクパターン上の非絶縁膜を反応性
イオンエッチング法または化学的機械的研磨法を用いて
除去することを特徴とする請求項6に記載の半導体装置
の製造方法。
9. The method according to claim 6, wherein the non-insulating film on the mask pattern is removed by a reactive ion etching method or a chemical mechanical polishing method.
【請求項10】前記非絶縁膜を絶縁化して前記第2の絶
縁膜を形成した後、前記マスクパターンを除去する工程
と、 前記素子形成領域上にゲート絶縁膜を形成した後、前記
第2の素子分離絶縁膜と前記素子形成領域との境界をま
たがるように、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成
する工程とを含むことを特徴とする請求項6に記載の半
導体装置の製造方法。
10. A step of removing the mask pattern after forming the second insulating film by insulating the non-insulating film; and forming the second insulating film on the element forming region. 7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising: forming a gate electrode on said gate insulating film so as to cross a boundary between said element isolation insulating film and said element formation region.
【請求項11】半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 この第1の絶縁膜上に素子分離溝形成用のマスクパター
ンを形成する工程と、 このマスクパターンをマスクにして前記第1の絶縁膜、
前記半導体基板をエッチングし、前記半導体基板の表面
に素子分離溝を形成し、複数の島状の素子形成領域を形
成する工程と、 第1の素子分離絶縁膜としての第2の絶縁膜を前記素子
分離溝の途中の深さまで埋め込み形成する工程と、 前記素子分離溝が埋め込まれるように、全面に第2の素
子分離絶縁膜としての第3の絶縁膜を形成する工程と、 前記素子形成領域と前記素子分離溝との境界上の前記第
3の絶縁膜が、前記素子形成領域の表面以下にならない
ように、前記マスクパターン上の前記第3の絶縁膜を除
去する工程と、 前記第1の絶縁膜および前記マスクパターンを除去する
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。
11. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a mask pattern for forming an element isolation groove on the first insulating film, and using the mask pattern as a mask. A first insulating film,
Etching the semiconductor substrate, forming element isolation grooves on the surface of the semiconductor substrate, and forming a plurality of island-shaped element formation regions; and forming a second insulating film as a first element isolation insulating film. Forming a third insulating film as a second device isolation insulating film on the entire surface so as to fill the device isolation groove; and forming the device formation region. Removing the third insulating film on the mask pattern so that the third insulating film on the boundary between the first insulating film and the element isolation groove does not become lower than the surface of the element forming region; Removing the insulating film and the mask pattern.
【請求項12】前記マスクパターンは多結晶シリコン膜
から形成され、前記第3の絶縁膜はシリコン窒化膜であ
ることを特徴とする請求項11に記載の半導体装置の製
造方法。
12. The method according to claim 11, wherein said mask pattern is formed of a polycrystalline silicon film, and said third insulating film is a silicon nitride film.
【請求項13】前記マスクパターン上の第3の絶縁膜を
反応性イオンエッチング法または化学的機械的研磨法を
用いて除去することを特徴とする請求項11に記載の半
導体装置の製造方法。
13. The method according to claim 11, wherein the third insulating film on the mask pattern is removed by a reactive ion etching method or a chemical mechanical polishing method.
【請求項14】前記マスクパターン上の前記第3の絶縁
膜を除去した後、前記マスクパターンを除去する工程
と、 前記素子形成領域上にゲート絶縁膜を形成した後、前記
第2の素子分離絶縁膜と前記素子形成領域との境界をま
たがるように、前記ゲート絶縁膜上にゲート電極を形成
する工程とを含むことを特徴とする請求項11に記載の
半導体装置の製造方法。
14. A step of removing the mask pattern after removing the third insulating film on the mask pattern; and forming a gate insulating film on the element forming region, and then removing the second element isolation. 12. The method according to claim 11, further comprising: forming a gate electrode on the gate insulating film so as to extend over a boundary between the insulating film and the element formation region.
【請求項15】半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する
工程と、 この第1の絶縁膜上に素子分離溝形成用のマスクパター
ンを形成する工程と、 このマスクパターンをマスクにして前記第1の絶縁膜、
前記半導体基板をエッチングし、前記半導体基板の表面
に素子分離溝を形成し、複数の島状の素子形成領域を形
成する工程と、 第1の素子分離絶縁膜としての第2の絶縁膜を前記素子
分離溝の途中の深さまで埋め込み形成する工程と、 前記素子領域の上部コーナ部上の前記マスクパターンを
除去する工程と、 このマスクパターンが除去された前記素子領域の上部コ
ーナ部上に第2の素子分離絶縁膜となる絶縁化可能な非
絶縁膜を選択的に形成する工程と、 前記非絶縁膜を絶縁化して第2の素子分離絶縁膜を形成
する工程と、 前記第1の絶縁膜および前記マスクパターンを除去する
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。
15. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a step of forming a mask pattern for forming an element isolation groove on the first insulating film, and using the mask pattern as a mask. A first insulating film,
Etching the semiconductor substrate, forming element isolation grooves on the surface of the semiconductor substrate, and forming a plurality of island-shaped element formation regions; and forming a second insulating film as a first element isolation insulating film. A step of burying and forming a part of the element isolation groove to a depth, a step of removing the mask pattern on the upper corner part of the element region, Selectively forming an insulative non-insulating film to be an element isolating insulating film, forming an insulative non-insulating film to form a second element isolating insulating film, and forming the first insulating film. And a step of removing the mask pattern.
【請求項16】前記非絶縁膜をエピタキシャル成長法を
用いて形成することを特徴とする請求項15に記載の半
導体装置の製造方法。
16. The method according to claim 15, wherein said non-insulating film is formed by an epitaxial growth method.
【請求項17】前記マスクパターンはシリコン窒化膜か
ら形成され、前記非絶縁膜は単結晶シリコン膜であるこ
とを特徴とする請求項15に記載の半導体装置の製造方
法。
17. The method according to claim 15, wherein said mask pattern is formed of a silicon nitride film, and said non-insulating film is a single crystal silicon film.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008028357A (en) * 2006-07-24 2008-02-07 Hynix Semiconductor Inc Semiconductor device and method for manufacturing the same

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