KR101026478B1 - Method for forming isolation of semiconductor device - Google Patents
Method for forming isolation of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- KR101026478B1 KR101026478B1 KR1020040112702A KR20040112702A KR101026478B1 KR 101026478 B1 KR101026478 B1 KR 101026478B1 KR 1020040112702 A KR1020040112702 A KR 1020040112702A KR 20040112702 A KR20040112702 A KR 20040112702A KR 101026478 B1 KR101026478 B1 KR 101026478B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- trench
- film
- nitride film
- pad
- oxide
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/762—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
- H01L21/76224—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials
- H01L21/76232—Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using trench refilling with dielectric materials of trenches having a shape other than rectangular or V-shape, e.g. rounded corners, oblique or rounded trench walls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
본 발명은 에스펙트 비의 증가에 따른 트렌치 매립의 한계로 인한 결함 발생을 방지할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법에 관한 것이다. 본 발명은, 반도체 기판 상에 패드산화막 및 패드질화막을 증착하는 단계; 상기 패드 질화막과 패드산화막 및 기판을 식각하여 제1트렌치를 형성하는 단계; 상기 제1트렌치의 측벽에 희생산화막 스페이서를 형성하는 단계; 상기 희생산화막 스페이서를 마스크로 상기 제1트렌치 하부의 상기 기판을 식각하여 상기 제1트렌치 하부에 상기 제1트렌치보다 작은 폭의 제2트렌치를 형성하는 단계; 상기 제2트렌치 내에 절연막을 매립하는 단계; 상기 희생산화막 스페이서를 제거하는 단계; 상기 제1트렌치 표면에 측벽산화막을 형성하는 단계; 상기 측벽산화막을 포함한 전면에 라이너 질화막을 증착하는 단계; 상기 제1트렌치가 매립되도록 상기 제1트렌치를 포함한 전면 상에 매립절연막을 증착하는 단계; 상기 패드질화막이 노출되도록 매립절연막과 라이너 질화막을 CMP하는 단계; 및 상기 패드질화막을 제거하는 단계;를 포함한다.The present invention relates to a method of forming a device isolation film of a semiconductor device capable of preventing the occurrence of defects due to the limitation of trench filling with an increase in the aspect ratio. The present invention comprises the steps of depositing a pad oxide film and a pad nitride film on a semiconductor substrate; Etching the pad nitride layer, the pad oxide layer, and the substrate to form a first trench; Forming a sacrificial oxide spacer on a sidewall of the first trench; Etching the substrate under the first trench using the sacrificial oxide spacer as a mask to form a second trench having a width smaller than that of the first trench under the first trench; Filling an insulating film in the second trench; Removing the sacrificial oxide spacers; Forming a sidewall oxide film on the surface of the first trench; Depositing a liner nitride film on the entire surface including the sidewall oxide film; Depositing a buried insulating film on the entire surface including the first trench so that the first trench is buried; CMPing the buried insulating film and the liner nitride film to expose the pad nitride film; And removing the pad nitride film.
Description
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming a device isolation film of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10: 기판 11: 패드산화막10: substrate 11: pad oxide film
12: 패드질화막 13: 제1트렌치12: pad nitride film 13: first trench
14: LP TEOS 산화막 15: 제2트렌치14: LP TEOS oxide film 15: second trench
16: 질화막 17: 측벽산화막16: nitride film 17: sidewall oxide film
18: 라이너 질화막 19: HDP 산화막18: liner nitride film 19: HDP oxide film
본 발명은 반도체 소자의 제조방법에 관한 것으로, 특히, 에스펙트 비의 증가에 따른 트렌치 매립의 한계로 인한 결함 발생을 방지할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly, to a method of forming a device isolation film of a semiconductor device capable of preventing defects caused by limitation of trench filling due to an increase in aspect ratio.
반도체 기술의 진보와 더불어, 반도체 소자의 고속화 및 고집적화가 급속하 게 진행되고 있고, 이에 수반해서 패턴의 미세화 및 패턴 칫수의 고정밀화에 대한 요구가 점점 높아지고 있다. 이러한 요구는 소자 영역에 형성되는 패턴은 물론 상대적으로 넓은 영역을 차지하는 소자분리막에도 적용된다.With the progress of semiconductor technology, the speed and the high integration of semiconductor devices are progressing rapidly, and with this, the demand for the refinement | miniaturization of a pattern and the high precision of a pattern dimension is increasing. This requirement applies not only to patterns formed in device regions, but also to device isolation films that occupy a relatively large area.
여기서, 기존의 소자분리막은 로코스(locos) 공정에 의해 형성되어져 왔는데, 상기 로코스 공정에 의한 소자분리막은, 주지된 바와 같이, 그 가장자리 부분에서 새부리 형상의 버즈-빅(bird's beak)이 발생하기 때문에 소자 분리막의 면적을 증대시키는 단점이 있다.Here, a conventional device isolation film has been formed by a locos process. As is well known, the device isolation film by the locos process generates a bird's beak having a beak shape at an edge thereof. Therefore, there is a disadvantage in that the area of the device isolation layer is increased.
따라서, 상기 로코스 공정을 대신해서 STI(Shallow Trench Isolation) 공정을 이용한 소자분리막의 형성방법이 제안되었고, 현재 대부분의 반도체 소자는 STI 공정을 적용해서 소자분리막을 형성하고 있다. 상기 STI 공정을 이용한 소자분리막 형성방법에 따르면, 소자분리막은 적은 폭을 가지면서 우수한 소자 분리 특성을 갖는다.Accordingly, a method of forming a device isolation film using a shallow trench isolation (STI) process has been proposed in place of the LOCOS process. Currently, most semiconductor devices form a device isolation film by applying an STI process. According to the device isolation film forming method using the STI process, the device isolation film has excellent device isolation characteristics while having a small width.
이와 같은 STI 공정을 이용한 소자분리막 형성방법을 간략하게 설명하면 다음과 같다.A device isolation film forming method using the STI process will be briefly described as follows.
먼저, 반도체 기판 상에 패드산화막과 패드질화막을 차례로 형성한 상태에서, 상기 막들을 패터닝하여 소자분리 영역에 해당하는 기판 영역을 노출시키고, 연이어, 노출된 기판 영역을 식각하여 트렌치를 형성한다.First, in a state in which a pad oxide film and a pad nitride film are sequentially formed on a semiconductor substrate, the films are patterned to expose a substrate region corresponding to an isolation region, and subsequently, the exposed substrate region is etched to form a trench.
그런다음, 트렌치가 매립되도록 기판의 전 영역 상에 HDP-CVD(High density plasma-chemical vapor deposition) 방식을 통해 절연막을 증착하고, 상기 질화막이 노출될 때까지 절연막의 표면을 CMP(Chemical mechanical polishing)한 후, 상 기 패드질화막과 패드산화막을 제거하여 트렌치형의 소자분리막을 형성한다.Then, an insulating film is deposited on the entire area of the substrate by the high density plasma-chemical vapor deposition (HDP-CVD) method so that the trench is buried, and the surface of the insulating film is chemical mechanical polishing (CMP) until the nitride film is exposed. After that, the pad nitride layer and the pad oxide layer are removed to form a trench type isolation layer.
그러나, 전술한 바와 같은 종래의 STI 공정을 이용한 소자분리막 형성방법에 따르면, 트렌치의 매립 매립특성이 우수한 HDP-CVD 방식에 의해 이루어지고 있지만, 고집적화에 따라 트렌치의 폭이 더욱 감소되고 있고, 이에 따라, 에스펙트비(Aspect ratio)가 증가되고 있는 추세에서 상기 HDP-CVD 방식에 의한 절연막으로는 미세 폭의 트렌치 매립에 한계가 발생되고 있다.However, according to the method of forming a device isolation film using the conventional STI process as described above, the trench is buried by the HDP-CVD method which has excellent buried characteristics, but the trench width is further reduced by high integration. In the trend that the aspect ratio is increasing, there is a limit to the trench filling of the fine width of the insulating film by the HDP-CVD method.
다시 말해, 에스펙트 비가 작은 STI 공정에서는 HDP-CVD 방식에 의한 트렌치 매립에 어려움이 없지만, 리프레쉬 특성 향상을 위해 선형 질화막이 적용되어 에스펙트 비가 커질수록 STI 공정에서는 보이드(Void)의 발생없이 100% 완벽하게 트렌치를 매립하는데 어려움이 있다.In other words, in the STI process with small aspect ratio, it is not difficult to fill the trench by the HDP-CVD method, but the linear nitride film is applied to improve the refresh characteristics. There is a difficulty in filling the trench perfectly.
이 결과, STI 공정에 따른 소자분리막은 후속하는 식각 및 세정 공정에서 보이드에 의해 손실이 유발됨으로써, 그 기능을 상실하고 있으며, 그래서, 소자 특성을 저하시키는 요인이 되고 있다.As a result, the device isolation film according to the STI process loses its function due to voids in the subsequent etching and cleaning processes, and thus, the device characteristics are deteriorated.
따라서, 본 발명은 상기한 바와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 에스펙트 비의 증가에 따른 트렌치 매립의 한계로 인한 결함 발생을 방지할 수 있는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공함에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, an object of the present invention is to provide a device of a semiconductor device capable of preventing the occurrence of defects due to the limitation of trench filling due to the increase in the aspect ratio Its purpose is to provide a method of forming a separator.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은, 반도체 기판 상에 패드산화막 및 패드질화막을 증착하는 단계; 상기 패드 질화막과 패드산화막 및 기판을 식각하여 제1트렌치를 형성하는 단계; 상기 제1트렌치의 측벽에 희생산화막 스페이서를 형성하는 단계; 상기 희생산화막 스페이서를 마스크로 상기 제1트렌치 하부의 상기 기판을 식각하여 상기 제1트렌치 하부에 상기 제1트렌치보다 작은 폭의 제2트렌치를 형성하는 단계; 상기 제2트렌치 내에 절연막을 매립하는 단계; 상기 희생산화막 스페이서를 제거하는 단계; 상기 제1트렌치 표면에 측벽산화막을 형성하는 단계; 상기 측벽산화막을 포함한 전면에 라이너 질화막을 증착하는 단계; 상기 제1트렌치가 매립되도록 상기 제1트렌치를 포함한 전면 상에 매립절연막을 증착하는 단계; 상기 패드질화막이 노출되도록 매립절연막과 라이너 질화막을 CMP하는 단계; 및 상기 노출된 패드질화막을 제거하는 단계;를 포함하는 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention comprises the steps of depositing a pad oxide film and a pad nitride film on a semiconductor substrate; Etching the pad nitride layer, the pad oxide layer, and the substrate to form a first trench; Forming a sacrificial oxide spacer on a sidewall of the first trench; Etching the substrate under the first trench using the sacrificial oxide spacer as a mask to form a second trench having a width smaller than that of the first trench under the first trench; Filling an insulating film in the second trench; Removing the sacrificial oxide spacers; Forming a sidewall oxide film on the surface of the first trench; Depositing a liner nitride film on the entire surface including the sidewall oxide film; Depositing a buried insulating film on the entire surface including the first trench so that the first trench is buried; CMPing the buried insulating film and the liner nitride film to expose the pad nitride film; And removing the exposed pad nitride film.
상기 제1트렌치는 500~1500Å의 깊이로 형성한다.The first trench is formed to a depth of 500 ~ 1500Å.
상기 희생산화막 스페이서는 LP TEOS 산화막으로 형성한다.The sacrificial oxide spacer is formed of an LP TEOS oxide layer.
상기 제2트렌치는 100~200Å의 폭 및 500~1500Å의 깊이로 형성한다.The second trench is formed to a width of 100 ~ 200Å and a depth of 500 ~ 1500Å.
상기 제2트렌치 내에 절연막을 매립하 단계는 상기 희생산화막 스페이서를 일부 습식식각하는 단계; 상기 제2트렌치가 매립되도록 상기 제2트렌치를 포함한 기판상에 질화막을 증착하는 단계; 및 상기 제2트렌치 외부에 형성된 상기 질화막을 제거하는 단계;로 이루어진다.The step of embedding the insulating layer in the second trench may include partially wet etching the sacrificial oxide spacers; Depositing a nitride film on the substrate including the second trench to fill the second trench; And removing the nitride film formed on the outside of the second trench.
상기 매립절연막은 HDP 산화막으로 형성한다.The buried insulating film is formed of an HDP oxide film.
(실시예)(Example)
이하, 첨부한 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하도록 한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 반도체 소자의 소자분리막 형성방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.1 to 5 are cross-sectional views illustrating a method of forming an isolation layer of a semiconductor device in accordance with an embodiment of the present invention.
도 1을 참조하면, 반도체 기판(10) 상에 패드산화막(11) 및 패드질화막(12)을 증착한 다음, 상기 패드 질화막(12)을 패터닝하여 소자분리 영역의 패드산화막(11)을 노출시킨다. 이어서, 상기 패드질화막(12)을 마스크로 이용하여 패드산화막(11) 및 기판(10)을 식각하여 1500Å 이하, 바람직하게 500~1500Å 깊이의 제1트렌치(13)를 형성한다.Referring to FIG. 1, the
도 2를 참조하면, 상기 제1트렌치(13)를 포함한 전면에 LP TEOS 산화막(14)을 증착한다. LP-TEOS 산화막(14)의 증착은 제1트렌치(13) 내의 LP TEOS 산화막(14) 사이에 대략 200 Å의 거리가 존재하도록 수행한다.
도 3을 참조하면, 상기 LP TEOS 산화막(14)을 식각하여 상기 제1트렌치(13)의 측벽에 스페이서(14a)를 형성하고, 상기 스페이서(14a)를 마스크로 제1트렌치(13) 하부의 기판(10)을 식각하여 상기 제1트렌치(13) 하부에 상기 제1트렌치(13)보다 작은 폭의 제2트렌치(15)를 형성한다. 제2트렌치(15)는 200Å 이하의 폭 및 1500Å 이하 깊이로 형성한다. 바람직하게, 제2트렌치(15)는 100~200Å의 폭 및 500~1500Å의 깊이로 형성한다. Referring to FIG. 2, the LP
Referring to FIG. 3, the LP
그런 다음, 상기 스페이서(14a)를 일부 습식식각하여 제1트렌치(13)내의 공간을 확보하고, 상기 제2트렌치(15)가 매립되도록 제2트렌치(15)를 포함한 전면상에 질화막(16)을 증착한다.Then, the
도 4를 참조하면, 제2트렌치(15) 외부에 형성된 질화막(16)을 제거한 후, 상기 스페이서(14a)를 제거하고, 상기 제1트렌치(13) 표면에 측벽산화막(17)을 80Å 두께로 형성한다. 이어서, 상기 측벽산화막(17)을 포함한 전면에 라이너 질화막(18)을 50Å 두께로 증착한다. 그런다음, 제1트렌치(13)가 매립되도록 제1트렌치(13)를 포함한 전면에 HDP 산화막(19)을 증착한다. 여기서,제1트렌치(13)가 원하는 소자분리막 깊이보다 얕게 형성되어 HDP-CVD 산화막으로 매립가능한 에스펙트비를 갖기때문에, HDP 산화막으로 제1트렌치(13) 매립시 보이드를 발생시키지 않고 매립특성을 향상시킬 수 있다.Referring to FIG. 4, after removing the
도 5를 참조하면, 패드질화막(12)이 노출되도록 HDP 산화막(19)과 라이너 질화막(18)을 CMP하여 소자분리막을 형성한다. 이후, 도시하지 않았지만 패드질화막(12)을 제거하고, 소자 제조 공정을 통해 반도체 소자를 제조한다.Referring to FIG. 5, the device isolation layer is formed by CMPing the
본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명이 그에 한정되는 것은 아니고 이하의 특허청구의 범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 일탈하지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있다.While the present invention has been illustrated and described with reference to certain preferred embodiments, the invention is not limited thereto, and the invention is not limited to the spirit or field of the invention as defined by the following claims. It will be readily apparent to one of ordinary skill in the art that various modifications and variations can be made.
이상에서와 같이, 본 발명은 트렌치를 2개로 나누어 제1트렌치를 에스펙트비가 작게 형성하고, 상기 제1트렌치 하부에 제2트렌치를 형성해 줌으로써, 트렌치 매립시 보이드의 발생을 방지할 수 있다. 따라서, 소자분리막의 신뢰성을 향상시킬 수 있음은 물론 소자 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the present invention, by dividing the trench into two trenches, the first trench is formed to have a small aspect ratio, and the second trench is formed below the first trench, thereby preventing the generation of voids when the trench is buried. Therefore, not only the reliability of the device isolation film can be improved but also the device characteristics can be improved.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040112702A KR101026478B1 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Method for forming isolation of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020040112702A KR101026478B1 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Method for forming isolation of semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR20060074078A KR20060074078A (en) | 2006-07-03 |
KR101026478B1 true KR101026478B1 (en) | 2011-04-01 |
Family
ID=37166868
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020040112702A KR101026478B1 (en) | 2004-12-27 | 2004-12-27 | Method for forming isolation of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR101026478B1 (en) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100810409B1 (en) | 2006-10-31 | 2008-03-04 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method of forming a isolation structure in a semiconductor device |
KR102607331B1 (en) * | 2018-07-13 | 2023-11-29 | 에스케이하이닉스 주식회사 | Gap fill for high aspect ratio structrue and method for fabricating semiconductor device using the same |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040071346A (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming isolation of semiconductor device |
KR20040074741A (en) * | 2003-02-18 | 2004-08-26 | 삼성전자주식회사 | Method of forming semiconductor device |
KR20040103218A (en) * | 2003-05-31 | 2004-12-08 | 삼성전자주식회사 | Method for forming field oxide of semiconductor device |
-
2004
- 2004-12-27 KR KR1020040112702A patent/KR101026478B1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR20040071346A (en) * | 2003-02-05 | 2004-08-12 | 주식회사 하이닉스반도체 | Method for forming isolation of semiconductor device |
KR20040074741A (en) * | 2003-02-18 | 2004-08-26 | 삼성전자주식회사 | Method of forming semiconductor device |
KR20040103218A (en) * | 2003-05-31 | 2004-12-08 | 삼성전자주식회사 | Method for forming field oxide of semiconductor device |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR20060074078A (en) | 2006-07-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100389031B1 (en) | Method of fabricating semiconductor device having trench isolation structure | |
KR101026478B1 (en) | Method for forming isolation of semiconductor device | |
KR100451518B1 (en) | Isolation method of semiconductor device using shallow trench isolation process | |
KR20050028618A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR100572491B1 (en) | Device Separating Method of Semiconductor Device | |
KR20020043908A (en) | Method for forming isolation layer in semiconductor device | |
KR101078720B1 (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR100728649B1 (en) | Method for forming the isolation layer of semiconductor device | |
KR100565759B1 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
KR100561974B1 (en) | A Manufacturing Method of Semiconductor Element | |
KR100567872B1 (en) | Method for forming isolation layer in a semiconductor manufacturing device | |
KR100808590B1 (en) | Isolation layer of semiconductor device and method of forming the same | |
KR20050012584A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR100533381B1 (en) | Method for forming the Isolation Layer of Semiconductor Device | |
KR100478484B1 (en) | Formation method of trench in semiconductor device | |
KR20070060341A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR100541707B1 (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR100587597B1 (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR20050059703A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR20110076548A (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
KR20040055351A (en) | Fabrication method of semiconductor | |
KR20050026145A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR20040005388A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR20070049346A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device | |
KR20070021511A (en) | Method for forming isolation layer of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |