KR19980082502A - Device isolation method of semiconductor device - Google Patents
Device isolation method of semiconductor device Download PDFInfo
- Publication number
- KR19980082502A KR19980082502A KR1019970017461A KR19970017461A KR19980082502A KR 19980082502 A KR19980082502 A KR 19980082502A KR 1019970017461 A KR1019970017461 A KR 1019970017461A KR 19970017461 A KR19970017461 A KR 19970017461A KR 19980082502 A KR19980082502 A KR 19980082502A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- trench
- mask layer
- device isolation
- semiconductor substrate
- forming
- Prior art date
Links
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
- H01L21/76235—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 trench shape altered by a local oxidation of silicon process step, e.g. trench corner rounding by LOCOS
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 반도체장치의 소자격리방법에 관한 것으로서 반도체기판 상에 소정 부분을 노출시키는 마스크층을 형성하는 공정과, 상기 마스크층을 식각 마스크로 사용하여 상기 반도체기판의 노출된 부분에 트렌치를 형성하는 공정과, 상기 트렌치 내부 표면에 라이너를 형성하고 상기 라이너 상에 상기 트렌치를 채우는 소자분리절연막을 형성하는 공정과, 상기 트렌치 상부 측면에 형성된 라이너를 산화하는 공정과, 상기 마스크층을 제거하는 공정을 구비한다. 따라서, 트렌치 내의 소자분리절연막이 부피 증가를 방지하여 스테레스의 발생을 감소할 수 있고, 트렌치 측면의 상부에 공간이 형성되는 것을 방지하므로 게이트 형성시 도전물이 잔류하지 않도록 하여 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 반도체기판의 트렌치모서리를 둥글게 형성하므로 전계가 집중되는 것을 방지할 수 있다.The present invention relates to a device isolation method for a semiconductor device, comprising: forming a mask layer exposing a predetermined portion on a semiconductor substrate; and forming a trench in the exposed portion of the semiconductor substrate using the mask layer as an etching mask. Forming a liner on the inner surface of the trench and forming a device isolation insulating film filling the trench on the liner; oxidizing the liner formed on the upper side of the trench; and removing the mask layer. Equipped. Therefore, the device isolation insulating film in the trench can prevent an increase in volume, thereby reducing the occurrence of stress, and preventing the formation of a space on the upper side of the trench. In addition, since the trench corners of the semiconductor substrate are rounded, the concentration of the electric field can be prevented.
Description
본 발명은 반도체장치의 소자격리방법에 관한 것으로서, 특히, 트렌치를 이용하여 소자격리영역의 증가에 따른 활성영역이 감소되는 것을 방지할 수 있는 소자격리방법에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a device isolation method of a semiconductor device, and more particularly, to a device isolation method capable of preventing an active region from being reduced due to an increase in device isolation region by using a trench.
반도체장치의 집적화가 거듭되면서 반도체장치의 상당한 면적을 점유하는 소자격리영역을 줄이기 위한 기술 개발이 활발히 진행되고 있다.As the integration of semiconductor devices continues, technology development for reducing the device isolation region occupying a considerable area of the semiconductor device is actively progressing.
일반적으로 반도체장치는 LOCOS(Local Oxidation of Silicon) 방법으로 소자를 격리하였다. LOCOS 방법은 활성영역을 한정하는 산화마스크인 질화막과 반도체기판의 열적 특성이 다르기 때문에 발생하는 스트레스를 해소하기 위하여 질화막과 반도체기판 사이에 박막의 패드산화막(pad oxide)을 형성하고 산화시켜 소자격리영역으로 이용되는 필드산화막을 형성한다. 상기에서 필드산화막은 반도체기판의 수직 방향으로 성장할 뿐만 아니라 산화체(Oxidant : O2)가 패드산화막을 따라 수평 방향으로도 확산되므로 질화막의 패턴 엣지(edage)밑으로 성장되게 되는 특징을 갖는다.In general, semiconductor devices have isolated devices by a local oxide of silicon (LOCOS) method. The LOCOS method is a device isolation region by forming and oxidizing a pad oxide film between the nitride film and the semiconductor substrate in order to solve the stress caused by the thermal characteristics of the nitride film and the semiconductor substrate, which are the oxide masks defining the active region. A field oxide film to be used is formed. The field oxide film is not only grown in the vertical direction of the semiconductor substrate but also has an oxide (Oxidant: O 2 ) is also diffused in the horizontal direction along the pad oxide film is characterized in that it is grown under the pattern edge of the nitride film (edage).
이와 같이 필드산화막이 활성 영역을 잠식하는 현상을 그 형상이 새의 부리 모양과 유사하여 버즈 비크(Bird's Beak)이라 한다. 이러한 버즈 비크의 길이는 필드산화막 두께의 1/2이나 된다. 그러므로, 활성 영역의 크기가 감소되는 것을 줄이기 위하여는 버즈 비크의 길이를 최소화하여야 한다.The phenomenon of the field oxide film encroaching on the active region is called Bird's Beak because its shape is similar to that of a bird's beak. This buzz beak is half the thickness of the field oxide film. Therefore, the length of the buzz bek should be minimized in order to reduce the reduction in the size of the active area.
버즈 비크의 길이를 줄이기 위한 방법으로 필드산화막의 두께를 감소시키는 방식이 도입되었으나 16M DRAM급 이상에서 필드산화막의 두께를 감소시키면 배선과 반도체기판 사이의 정전 용량이 증가되어 신호전달속도가 저하되는 문제가 발생된다. 또한, 소자의 게이트로 사용되는 배선에 의해 소자 사이의 격리영역에 형성되는 기생 트랜지스터의 문턱전압(Vt)이 저하되어 소자 사이의 격리특성이 저하되는 문제점이 있다.In order to reduce the length of the buzz beak, a method of reducing the thickness of the field oxide film was introduced, but when the thickness of the field oxide film is reduced in the 16M DRAM class or higher, the capacitance between the wiring and the semiconductor substrate is increased and the signal transmission speed is lowered. Is generated. In addition, there is a problem that the threshold voltage Vt of the parasitic transistor formed in the isolation region between the elements is lowered by the wiring used as the gate of the element, thereby lowering the isolation characteristic between the elements.
따라서, 버즈 비크의 길이를 감소시키면서 소자격리를 하는 방법이 개발되었다. 버즈 비크의 길이를 감소시키면서 소자격리를 하는 방법으로는 스트레스 완충용 패드 산화막의 두께를 낮추고 반도체기판과 질화막 사이에 다결정실리콘층을 개입시킨 PBLOCOS(Poly Si Buffered LOCOS), 패드산화막의 측벽을 질화막으로 보호하는 SILO(Sealed Interface LOCOS), 그리고, 반도체기판 내에 필드산화막을 형성시키는 Recessed Oxide LOCOS 기술들이 있다.Thus, a method for device isolation while reducing the length of the buzz bee has been developed. As a method of isolation of the device while reducing the length of the buzz beak, the thickness of the stress buffer pad oxide film is reduced, and the PBLOCOS (Poly Si Buffered LOCOS) in which a polysilicon layer is interposed between the semiconductor substrate and the nitride film is used as the nitride film. Shielded Interface LOCOS (SILO), and Recessed Oxide LOCOS technologies that form field oxide films in semiconductor substrates.
그러나, 상기 기술들은 격리 영역 표면의 평탄도와 정밀한 디자인 룰(Design Rule) 등의 이유로 256M DRAM급 이상의 집적도를 갖는 차세대 소자의 소자격리기술로 적합하지 않게 되었다.However, the above techniques are not suitable for device isolation technology of next-generation devices having an integration level of 256M DRAM or more due to the flatness of the isolation region surface and the precise design rule.
따라서, 기존의 여러 소자격리기술들의 문제점을 극복할 수 있는 BOX(buried oxide)형 트렌치 소자분리(trench isolation) 기술이 개발되었다. BOX형 소자격리기술 반도체기판에 트렌치를 형성하고 화학기상증착(Chemical Vapor Deposition : 이하, CVD라 칭함) 방법으로 산화막을 매립한 구조를 갖는다. 그러므로, 버즈 비크가 발생되지 않아 활성영역이 손실되는 것을 방지할 수 있으며, 또한, 트렌치 내에 산화막을 매립하고 에치 백(etch back)하므로 평탄한 표면을 얻을 수 있다.Therefore, a buried oxide (BOX) type trench isolation technology has been developed that can overcome the problems of various device isolation techniques. BOX type device isolation technology A trench is formed in a semiconductor substrate and an oxide film is buried by chemical vapor deposition (hereinafter referred to as CVD). Therefore, it is possible to prevent loss of the active region due to the occurrence of a buzz beak, and a flat surface can be obtained by embedding and etching back the oxide film in the trench.
도 1(A) 내지 (D)는 종래 기술에 따른 소자격리방법을 도시하는 공정도이다.1 (A) to (D) are process diagrams showing a device isolation method according to the prior art.
도 1(A)를 참조하면, 반도체기판(11) 상에 열산화에 의해 제 1 마스크층(13)을 형성하고, 이 제 1 마스크층(13) 상에 CVD 방법으로 질화실리콘을 증착하여 제 2 마스크층(15)을 형성한다. 제 1 및 제 2 마스크층(13)(15)의 소정 부분을 포토리쏘그래피(photolithography) 방법으로 반도체기판(11)이 노출되도록 선택적으로 제거하여 소자격리영역과 활성영역을 한정한다. 그리고, 제 1 및 제 2 마스크층(13)(15)을 마스크로 사용하여 반도체기판(11)의 노출된 소자격리영역을 소정 깊이로 건식 식각하여 트렌치(17)를 형성한다.Referring to FIG. 1A, a first mask layer 13 is formed on a semiconductor substrate 11 by thermal oxidation, and silicon nitride is deposited on the first mask layer 13 by CVD. 2 mask layer 15 is formed. Certain portions of the first and second mask layers 13 and 15 are selectively removed to expose the semiconductor substrate 11 by photolithography to define the device isolation region and the active region. The trench 17 is formed by dry etching the exposed device isolation region of the semiconductor substrate 11 to a predetermined depth using the first and second mask layers 13 and 15 as masks.
도 1(B)를 참조하면, 제 1 및 제 2 마스크층(13)(15)을 제거한다. 그리고, 트렌치(17) 내부를 포함하는 반도체기판(11)의 표면에 제 1, 제 2 및 제 3 절연막(19)(21)(23)을 순차적으로 형성한다. 상기에서, 제 1 절연막(19)을 트렌치(17) 내부를 포함하는 반도체기판(11)을 열산화시켜 형성하고, 제 2 절연막(21)을 질화실리콘을 CVD방법으로 증착하여 형성하고, 제 3 절연막(23)을 산화실리콘을 CVD 방법으로 증착하여 형성한다.Referring to FIG. 1B, the first and second mask layers 13 and 15 are removed. Then, the first, second and third insulating films 19, 21 and 23 are sequentially formed on the surface of the semiconductor substrate 11 including the trench 17 inside. In the above, the first insulating film 19 is formed by thermally oxidizing the semiconductor substrate 11 including the inside of the trench 17, and the second insulating film 21 is formed by depositing silicon nitride by the CVD method, and the third The insulating film 23 is formed by depositing silicon oxide by the CVD method.
도 1(C)를 참조하면, 제 3 절연막(23) 상에 트렌치(17)를 채우도록 다결정실리콘 또는 비정질실리콘을 증착한다. 그리고, 다결정실리콘 또는 비정질실리콘을 트렌치(17) 내부에만 잔류하도록 외부에 증착된 것을 화학기계연마(Chemical Mechanical Polishing : 이하, CMP라 칭함) 방법으로 제거하여 필러(filler : 25)를 형성한다. 상기에서 다결정실리콘 또는 비정질실리콘을 CMP하여 필러(25)를 형성할 때 트렌치(17) 외부의 제 3 절연막(23)이 제거되어 제 2 절연막(21)이 노출되도록 한다. 그리고, 필러(25)의 상부를 열산화하여 소자분리절연막(27)을 형성한다. 이 때, 제 2 절연막(21)은 제 1 절연막(19)이 산화가 진행되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 1C, polycrystalline silicon or amorphous silicon is deposited on the third insulating layer 23 to fill the trench 17. In addition, polysilicon or amorphous silicon is deposited on the outside so as to remain only inside the trench 17 by chemical mechanical polishing (hereinafter referred to as CMP) method to form a filler 25. When the filler 25 is formed by CMP of the polysilicon or the amorphous silicon, the third insulating film 23 outside the trench 17 is removed to expose the second insulating film 21. Then, the upper portion of the filler 25 is thermally oxidized to form an element isolation insulating film 27. At this time, the second insulating film 21 prevents the oxidation of the first insulating film 19 from proceeding.
도 1(D)를 참조하면, 제 2 및 제 1 절연막(21)(19)을 CMP 방법으로 순차적으로 제거하여 반도체기판(11)을 노출시킨다. 상기에서 제 2 절연막(21)과 제 1 절연막(19)의 식각 선택비가 다르므로 제 2 절연막(21)을 과도식각(over etch)하여 완전히 제거한 후 제 1 절연막(19)을 제거한다. 이 때, 소자분리절연막(27)의 반도체기판(11) 보다 높은 부분도 제거된다.Referring to FIG. 1D, the second and first insulating layers 21 and 19 are sequentially removed by the CMP method to expose the semiconductor substrate 11. Since the etching selectivity of the second insulating film 21 and the first insulating film 19 is different from the above, the second insulating film 21 is overetched to completely remove the first insulating film 19. At this time, the portion higher than the semiconductor substrate 11 of the element isolation insulating film 27 is also removed.
그러나, 상술한 종래의 반도체장치의 소자격리방법은 트렌치를 채우는 필러를 산화시킬 때 부피의 증가로 인해 스트레스가 발생되는 문제점이 있었다. 또한, 트렌치 외부에 형성된 제 2 및 제 1 절연막을 제거할 때 제 2 절연막을 완전히 제거하기 위한 과도 식각에 의해 트렌치 측면 상부의 제 2 절연막도 제거되어 공간이 형성되어 이후 게이트 형성시 도전물이 잔류하게 되므로 소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 있었다. 그리고, 트렌치에 의해 반도체기판이 날카롭게 형성되어 전계가 집중되는 문제점이 있었다.However, the device isolation method of the conventional semiconductor device described above has a problem in that stress is generated due to an increase in volume when oxidizing a filler filling a trench. In addition, when the second and first insulating layers formed outside the trench are removed, the second insulating layer on the side of the trench is also removed by the transient etching to completely remove the second insulating layer, so that a space is formed and the conductive material remains during the gate formation. Since there is a problem that the reliability of the device is lowered. In addition, the semiconductor substrate is sharply formed by the trench, so that an electric field is concentrated.
따라서, 본 발명의 목적은 스트레스의 발생을 감소할 수 있는 반도체장치의 소자격리방법을 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide a device isolation method of a semiconductor device that can reduce the occurrence of stress.
본 발명의 다른 목적은 트렌치 측면의 상부에 공간이 형성되는 것을 방지하여 게이트 형성시 도전물이 잔류하지 않도록 하여 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 반도체장치의 소자격리방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a device isolation method of a semiconductor device which can prevent the formation of a space on the upper side of the trench so that the conductive material does not remain when forming the gate, thereby preventing the reliability of the device from being lowered.
본 발명의 또 다른 목적은 반도체기판의 트렌치 모서리에 전계가 집중되는 것을 방지할 수 있는 반도체장치의 소자격리방법을 제공함에 있다.Another object of the present invention is to provide a device isolation method for a semiconductor device which can prevent the electric field from being concentrated at the corners of the trenches of the semiconductor substrate.
상기 목적들을 달성하기 위한 본 발명에 따른 반도체장치의 소자격리방법은 반도체기판 상에 소정 부분을 노출시키는 마스크층을 형성하는 공정과, 상기 마스크층을 식각 마스크로 사용하여 상기 반도체기판의 노출된 부분에 트렌치를 형성하는 공정과, 상기 트렌치 내부 표면에 라이너를 형성하고 상기 라이너 상에 상기 트렌치를 채우는 소자분리절연막을 형성하는 공정과, 상기 트렌치 상부 측면에 형성된 라이너를 산화하는 공정과, 상기 마스크층을 제거하는 공정을 구비한다.The device isolation method of the semiconductor device according to the present invention for achieving the above object is a step of forming a mask layer for exposing a predetermined portion on the semiconductor substrate, and using the mask layer as an etching mask exposed portion of the semiconductor substrate Forming a trench in the trench, forming a liner on the inner surface of the trench and forming a device isolation insulating film filling the trench on the liner, oxidizing the liner formed on the upper side of the trench, and the mask layer It comprises a step of removing.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1(A) 내지 (D)는 종래 기술에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도.1 (A) to (D) are process drawings showing a device isolation method of a semiconductor device according to the prior art.
도 2(A) 내지 (D)는 본 발명의 일실시예에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도.2 (A) to (D) are process drawings showing a device isolation method of a semiconductor device according to one embodiment of the present invention.
도 3(A) 내지 (D)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도.3A to 3D are process drawings showing a device isolation method for a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
31 : 반도체기판33 : 제 1 마스크층31 semiconductor substrate 33 first mask layer
35 : 제 2 마스크층36 : 제 3 마스크층35: second mask layer 36: third mask layer
37 : 트렌치39 : 라이너37: trench 39: liner
41 : 소자분리절연막41: device isolation insulating film
도 2(A) 내지 (D)는 본 발명의 일실시예에 따른 소자격리방법을 도시하는 공정도이다.2 (A) to (D) is a process diagram showing a device isolation method according to an embodiment of the present invention.
도 2(A)를 참조하면, 반도체기판(31) 상에 열산화에 의해 제 1 마스크층(33)을 형성하고, 이 제 1 마스크층(33) 상에 CVD 방법으로 질화실리콘을 증착하여 제 2 마스크층(35)을 형성한다. 제 1 및 제 2 마스크층(33)(35)의 소정 부분을 포토리쏘그래피 방법으로 반도체기판(31)이 노출되도록 선택적으로 제거하여 소자격리영역과 활성영역을 한정한다. 그리고, 제 1 및 제 2 마스크층(33)(35)을 마스크로 사용하여 반도체기판(31)의 노출된 소자격리영역을 소정 깊이로 건식 식각하여 트렌치(37)를 형성한다.Referring to FIG. 2A, a first mask layer 33 is formed on the semiconductor substrate 31 by thermal oxidation, and silicon nitride is deposited on the first mask layer 33 by CVD. 2 mask layer 35 is formed. Predetermined portions of the first and second mask layers 33 and 35 are selectively removed to expose the semiconductor substrate 31 by photolithography to define the device isolation region and the active region. The trench 37 is formed by dry etching the exposed device isolation region of the semiconductor substrate 31 to a predetermined depth using the first and second mask layers 33 and 35 as masks.
도 2(B)를 참조하면, 트렌치(37) 내부 및 제 2 마스크층(35)의 표면에 다결정실리콘 또는 비정질실리콘을 CVD 방법으로 증착하여 라이너(liner : 39)를 형성한다. 그리고, 라이너(39) 상에 산화실리콘을 CVD 방법으로 트렌치(37) 내부를 채우도록 증착한 후 CMP 방법으로 제 2 마스크층(35)이 노출되도록 제거하여 소자분리절연막(41)을 형성한다.Referring to FIG. 2B, polycrystalline silicon or amorphous silicon is deposited on the inside of the trench 37 and the surface of the second mask layer 35 by CVD to form a liner 39. Then, silicon oxide is deposited on the liner 39 to fill the trench 37 by CVD and then removed to expose the second mask layer 35 by the CMP method to form the device isolation insulating film 41.
도 2(C)를 참조하면, 제 1 및 제 2 마스크층(33)(35)의 측면을 포함하는 트렌치(37) 상부 측면에 형성된 라이너(39)를 산화시킨다. 이 때, 라이너(39)의 산화에 의해 부피가 증가되어 발생되는 버즈 빅(bird's beak)이 반도체 기판(31)의 트렌치(37)에 의한 모서리를 둥글게 하므로 전계가 집중되는 것을 방지한다. 상기에서, 트렌치(37)의 내부에 산화실리콘이 채워져 소자분리절연막(41)이 형성된 상태에서 트렌치(37) 상부 측면에 얇게 형성된 라이너(39)를 산화시키므로 부피의 증가가 크지 않아 스트레스가 증가되는 것이 억제된다.Referring to FIG. 2C, the liner 39 formed on the upper side of the trench 37 including the side surfaces of the first and second mask layers 33 and 35 is oxidized. At this time, a bird's beak generated due to an increase in volume by the oxidation of the liner 39 rounds the corners of the semiconductor substrate 31 by the trench 37 to prevent the electric field from being concentrated. In the above, since the silicon oxide is filled in the trench 37 to oxidize the thinner liner 39 formed on the upper side of the trench 37 in the state where the device isolation insulating film 41 is formed, the increase in volume does not increase so that the stress is increased. Is suppressed.
도 2(D)를 참조하면, 제 2 및 제 1 마스크층(35)(33)을 CMP 방법으로 순차적으로 제거하여 반도체기판(31)을 노출시킨다. 상기에서 산화실리콘으로 이루어진 제 1 마스크층(33) 및 소자분리절연막(41)은 질화실리콘으로 이루어진 제 2 마스크층(35)과 식각 선택비가 다르다. 그러므로, 제 2 마스크층(35)을 완전히 제거하기 위해 과도식각하여도 제 1 마스크층(33) 및 소자분리절연막(41)의 식가 속도가 늦어 트렌치(37) 측면의 상부에 공간이 형성되는 것을 방지한다.Referring to FIG. 2D, the second and first mask layers 35 and 33 are sequentially removed by the CMP method to expose the semiconductor substrate 31. The first mask layer 33 and the isolation layer 41 made of silicon oxide have different etching selectivity from the second mask layer 35 made of silicon nitride. Therefore, even when overetching is performed to completely remove the second mask layer 35, a space is formed on the side of the trench 37 due to a slow edible speed of the first mask layer 33 and the device isolation insulating film 41. prevent.
도 3(A) 내지 (D)는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체장치의 소자격리방법을 도시하는 공정도이다.3A to 3D are process diagrams showing a device isolation method of a semiconductor device according to another embodiment of the present invention.
도 3(A)를 참조하면, 반도체기판(31)상에 열산화에 의해 제 1 마스크층(33)을 형성하고, 이 제 1 마스크층(33) 상에 CVD 방법으로 질화실리콘과 다결정실콘 또는 비정질실리콘을 순차적으로 증착하여 제 2 및 제 3 마스크층(35)(36)을 형성한다. 제 1, 제 2 및 제 3 마스크층(33)(35)(36)의 소정 부분을 포토리쏘그래피 방법으로 반도체기판(31)이 노출되도록 선택적으로 제거하여 소자격리영역과 활성영역을 한정한다. 그리고, 제 1, 제 2 및 제 3 마스크층(33)(35)(36)을 마스크로 사용하여 반도체기판(31)의 노출된 소자격리영역을 소정 깊이로 건식 식각하여 트렌치(37)를 형성한다.Referring to FIG. 3A, a first mask layer 33 is formed on the semiconductor substrate 31 by thermal oxidation, and silicon nitride and polycrystalline silicon or silicon nitride are formed on the first mask layer 33 by CVD. Amorphous silicon is sequentially deposited to form second and third mask layers 35 and 36. Predetermined portions of the first, second and third mask layers 33, 35 and 36 are selectively removed to expose the semiconductor substrate 31 by photolithography to define the device isolation region and the active region. Then, the trench 37 is formed by dry etching the exposed device isolation region of the semiconductor substrate 31 to a predetermined depth using the first, second and third mask layers 33, 35 and 36 as a mask. do.
도 3(B)를 참조하면, 트렌치(37) 내부 및 제 3 마스크층(36)의 표면에 다결정실리콘 또는 비정질실리콘을 CVD 방법으로 증착하여 라이너(liner : 39)를 형성한다. 그리고, 라이너(39) 상에 산화실리콘을 CVD 방법으로 트렌치(37) 내부를 채우도록 증착한 후 CMP 방법으로 제 2 마스크층(35)이 노출되도록 제거하여 소자분리절연막(41)을 형성한다.Referring to FIG. 3B, polycrystalline silicon or amorphous silicon is deposited on the inside of the trench 37 and the surface of the third mask layer 36 by CVD to form a liner 39. Then, silicon oxide is deposited on the liner 39 to fill the trench 37 by CVD and then removed to expose the second mask layer 35 by the CMP method to form the device isolation insulating film 41.
도 3(C)를 참조하면, 제 1, 제 2 및 제 3 마스크층(33)(35)(36)의 측면을 포함하는 트렌치(37) 상부 측면에 형성된 라이너(39)를 산화시킨다. 이때, 라이너(39)의 산화에 의해 부피가 증가되어 발생되는 버즈 빅(bird's beak)이 반도체기판(31)이 트렌치(37)에 의한 모서리를 둥글게 하므로 전계가 집중되는 것을 방지한다. 상기에서, 트렌치(37)의 내부에 산화실리콘이 채워져 소자분리절연막(41)이 형성된 상태에서 트렌치(37) 상부 측면에 얇게 형성된 라이너(39)를 산화시키므로 부피의 증가가 크지 않아 스트레스가 증가되는 것이 억제된다.Referring to FIG. 3C, the liner 39 formed on the upper side of the trench 37 including the side surfaces of the first, second, and third mask layers 33, 35, 36 is oxidized. At this time, the bird's beak generated by the increase in volume by the oxidation of the liner 39 makes the semiconductor substrate 31 round the corners of the trench 37 to prevent the electric field from being concentrated. In the above, since the silicon oxide is filled in the trench 37 to oxidize the thinner liner 39 formed on the upper side of the trench 37 in the state where the device isolation insulating film 41 is formed, the increase in volume does not increase so that the stress is increased. Is suppressed.
도 3(D)를 참조하면, 제 3, 제 2 및 제 1 마스크층(36)(35)(33)을 CMP방법으로 순차적으로 제거하여 반도체기판(31)을 노출시킨다. 이 때, 산화실리콘으로 이루어진 제 1 마스크층(3) 및 소자분리절연막(41)이 다결정실리콘 또는 비정질실리콘으로 이루어진 제 3 마스크층(36)과 질화실리콘으로 이루어진 제 2 마스크층(35) 보다 식각 속도가 늦도록 한다. 그러므로, 소자분리절연막(41)이 반도체기판(31)의 표면보다 높도록 형성하여 디쉬(dishing)현상을 방지한다.Referring to FIG. 3D, the third, second, and first mask layers 36, 35, 33 are sequentially removed by the CMP method to expose the semiconductor substrate 31. At this time, the first mask layer 3 made of silicon oxide and the device isolation insulating film 41 are etched more than the third mask layer 36 made of polysilicon or amorphous silicon and the second mask layer 35 made of silicon nitride. Try to slow down. Therefore, the element isolation insulating film 41 is formed to be higher than the surface of the semiconductor substrate 31 to prevent dishing.
따라서, 본 발명은 트렌치 내의 소자분리절연막이 부피 증가를 방지하여 스트레스의 발생을 감소할 수 있으며, 트렌치 측면의 상부에 공간이 형성되는 것을 방지하므로 게이트 형성시 도전물이 잔류하지 않도록 하여 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다. 또한, 반도체기판의 트렌치 모서리를 둥글게 형성하므로 전계가 집중되는 것을 방지할 수 있는 이점이 있다.Therefore, the present invention can reduce the occurrence of stress by preventing the device isolation insulating film in the trench from increasing in volume, and prevents the formation of a space on the upper side of the trench, so that the conductive material does not remain during the gate formation, thereby ensuring reliability of the device. There is an advantage that can be prevented from being lowered. In addition, since the trench corners of the semiconductor substrate are rounded, there is an advantage that can prevent the electric field is concentrated.
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970017461A KR100226500B1 (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Isolation method in semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970017461A KR100226500B1 (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Isolation method in semiconductor device |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19980082502A true KR19980082502A (en) | 1998-12-05 |
KR100226500B1 KR100226500B1 (en) | 1999-10-15 |
Family
ID=19505034
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970017461A KR100226500B1 (en) | 1997-05-07 | 1997-05-07 | Isolation method in semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100226500B1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100335007B1 (en) * | 1999-08-11 | 2002-05-02 | 후 훙-치우 | Method for fabricating shallow trench isolation structure |
CN116344623A (en) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 粤芯半导体技术股份有限公司 | High-voltage MOS device and preparation method thereof |
-
1997
- 1997-05-07 KR KR1019970017461A patent/KR100226500B1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100335007B1 (en) * | 1999-08-11 | 2002-05-02 | 후 훙-치우 | Method for fabricating shallow trench isolation structure |
CN116344623A (en) * | 2023-05-30 | 2023-06-27 | 粤芯半导体技术股份有限公司 | High-voltage MOS device and preparation method thereof |
CN116344623B (en) * | 2023-05-30 | 2023-08-22 | 粤芯半导体技术股份有限公司 | High-voltage MOS device and preparation method thereof |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR100226500B1 (en) | 1999-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100312943B1 (en) | A semiconductor device and fabricating method thereof | |
KR100249025B1 (en) | Semiconductor element isolating method | |
KR100226501B1 (en) | Method of forming a device isolation film of semiconductor device | |
KR100226500B1 (en) | Isolation method in semiconductor device | |
KR100242385B1 (en) | Method of forming an element isolation region in a semiconductor device | |
KR100596876B1 (en) | Method for forming device isolation film of semiconductor device | |
KR19990000764A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR19990070373A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR100271802B1 (en) | A mothod of isolation in semicondcutor device | |
KR19990081483A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR100242523B1 (en) | Method for isolating semiconductor device | |
KR100232522B1 (en) | Method of forming a device isolation film of semiconductor device | |
KR100246198B1 (en) | Method for isolating semiconductor device | |
KR19990039742A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR100474588B1 (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR19990000762A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR100269623B1 (en) | A method of isolating semiconductor devices | |
KR20000019068A (en) | Method for isolating semiconductor devices | |
KR19990041569A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR100242521B1 (en) | Method for isolating semiconductor device | |
KR19990048259A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR19990010247A (en) | Device isolation method of semiconductor device | |
KR100245090B1 (en) | Method of forming an element isolation film in a semiconductor device | |
KR20030006425A (en) | Field region of semiconductor device and the method of fabricating thereof | |
KR20000015298A (en) | Isolation method of semiconductor device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20070622 Year of fee payment: 9 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |