DE19649445A1 - Verfahren zum Bilden eines Feldoxidfilms in einem Halbleiterelement - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein ein Verfahren zum Bilden von Feldoxidfilmen in einem Halbleiterelement, und insbesondere ein Verfahren zum Bilden von Feldoxidfilmen, die frei von einer globalen Stufe sind, bei der es sich um die Stufe zwischen einem Zellenbereich und einem peripheren Schaltungsbereich handelt.

Um einen Feldoxidfilm zu er zeugen, wurde bislang üblicher­ weise ein LOCOS-(Local oxidation of silicon; Siliciumlokal­ oxidations)Prozeß eingesetzt, bei dem ein inaktiver Bereich eines Halbleitersubstrats selektiv freigelegt und oxidiert wurde, um ein Oxid aufzuwachsen. Ein wesentliches Problem beim LOCOS-Prozeß besteht darin, daß das auf der Innenseite und der Außenseite des freigelegten Halbleitersubstrats auf­ gewachsene Feldoxid in aktive Bereiche des Halbleiter­ substrats eindringt und eine Stufe auf dem Halbleitersubstrat hervorruft. Infolge davon erfordert dieses Eindringen mehr aktive Bereiche, was zu einer Verringerung des Integrations­ grads und der Stufe führt, die auf den Vorsprung des Feld­ oxidfilms zurückzuführen ist. Diese Eigenschaft erzeugt eine wesentliche Schwierigkeit bei nachfolgenden Prozessen.

Um diese Probleme des LOCOS-Prozesses zu überwinden, sind in jüngster Zeit Grabenprozesse vorgeschlagen worden, bei wel­ chen Feldoxidfilme in einem Graben aufgewachsen werden, der durch Ätzen eines Halbleitersubstrats auf eine bestimmte Tiefe gebildet wird. Im einzelnen wird zunächst eine Maske gebildet, die das Halbleitersubstrat unter Verwendung eines LOCOS-Prozesses lokal freilegt. Außerdem wird das freigelegte Halbleitersubstrat auf eine bestimmte Tiefe geätzt, um schmale Gräben in Zellenbereichen und breite Gräben in peri­ pheren Schaltungsbereichen zu bilden. Nach der Entfernung der Maskenschicht wird eine Schicht eines Oxidfilms über die resultierende Schicht abgeschieden, um die Gräben aufzufül­ len. Daraufhin werden Dummy-Muster teilweise über den peri­ pheren Schaltungsbereichen gebildet, um den dicken Oxidfilm auf den Zellenbereichen abzutragen bzw. zu entfernen. Darauf­ hin wird ein fotoempfindlicher oder ein SOG-(Spin on Glass)Film zur Einebnung gebildet, und daraufhin einem Rückätzen derart ausgesetzt, daß der Oxidfilm lediglich in den Gräben verbleibt.

Wie vorstehend erläutert, erfordert diese Grabentechnik zusätzliche Schritte zum Bilden von Dummy-Mustern und einer Einebnungsschicht und ein Rückätzen der Einebnungsschicht, der Dummy-Muster und des hochgradig gestuften bzw. mit Stufen versehenen Oxidfilms. Deshalb ist diese Technik kompliziert und schwierig steuerbar.

Zum Bilden eines Feldoxidfilms ist weiterer Stand der Technik bekannt. Gemäß diesem wird ein Feldoxidfilm vom Grabentyp in einem Zellenbereich gebildet, während ein weiterer Film in einem peripheren Schaltungsbereich unter Verwendung des LOCOS-Prozesses gebildet wird. Die Unterteilung in einen Zel­ lenbereich und einen peripheren Schaltungsbereich sorgt jedoch dafür, daß dieser Stand der Technik kompliziert ist.

Es ist offensichtlich, daß komplizierte Prozesse die Eigen­ schaften und Produktionsausbeute des Halbleiterelements ver­ schlechtern.

Um den Hintergrund der vorliegenden Erfindung besser zu ver­ stehen, sind die herkömmlichen Techniken nachfolgend in Ver­ bindung mit einigen Zeichnungen erläutert.

In Fig. 1A bis 1C ist ein herkömmliches Verfahren zum Bilden eines Feldoxidfilms für ein Halbleiterelement dargestellt.

Wie in Fig. 1A gezeigt, wird zunächst ein Anschlußfeldoxid­ film 33 mit einer bestimmten Dicke über einem Halbleiter­ substrat 31 durch einen thermischen Oxidationsprozeß gebil­ det, woraufhin eine Elementisolationsmaske verwendet wird, um ein Nitridmuster (nicht gezeigt) zu bilden, das seinerseits als Maske beim Ätzen des Abschlußfeldoxidfilms 33 und eines Halbleitersubstrats 31 dient, um einen schmalen Graben 35 und einen breiten Graben 36 zu bilden. Eine Schicht eines Oxid­ films 37 wird über der resultierenden Struktur in einem che­ mischen Dampfabscheidungsprozeß (auf den nachfolgend als "CVD" bezug genommen wird) abgeschieden. Da der schmale Gra­ ben 35 in einem Zellenbereich 300 gebildet ist, kann der Oxidfilm 37 den Zellenbereich 300 sogar nach dem Auffüllen des schmalen Grabens 35 abdecken. In einem peripheren Schal­ tungsbereich füllt der Oxidfilm im Gegensatz hierzu lediglich den breiten Graben 36 auf. Infolge davon tritt zwischen der Oberseite des Oxidfilms 37 auf dem Zellenbereich 300 und der Oberseite des peripheren Schaltungsbereichs 400 eine Stufe auf.

Als nächstes wird ein weiterer Oxidfilm vollständig über dem Oxidfilm 37 abgeschieden und mit einem Muster versehen, um ein Dummy-Muster lediglich auf dem peripheren Schaltungs­ bereich 400 zu erzeugen. Die Oberseite des Dummy-Musters 38 befindet sich auf derselben Höhe bzw. demselben Niveau wie die Oberseite des Oxidfilms 37 des Zellenbereichs 300. Dar­ auffolgend wird eine Einebnungsschicht 39 mit SOG oder BPSG (Borphosphorsilikatglas) gebildet, um die gesamte Oberfläche einzuebnen.

Fig. 1C zeigt einen Querschnitt, nachdem die Einebnungs­ schicht 39, das Dummy-Muster 38 und der Oxidfilm 37 sämtliche geätzt sind, bis der Anschlußfeldoxidfilm 33 freigelegt ist. Infolge davon werden Feldoxidfilme 40 erzeugt, welche die Gräben 35 und 36 auffüllen.

In Fig. 2 ist ein weiteres herkömmliches Verfahren zum Bilden von Feldoxidfilmen für ein Halbleiterelement gezeigt.

Gemäß diesem Verfahren wird zunächst ein Anschlußfeldoxidfilm 43 auf einem Halbleitersubstrat 41 gebildet, gefolgt durch die Bildung eines Feldoxidfilms 45 in einem LOCOS-Prozeß unter Verwendung einer Maske, durch welche ein inaktiver Bereich eines peripheren Schaltungsbereichs 600 freigelegt wird, wie in Fig. 2A gezeigt. Unter Verwendung einer Maske, durch welche ein inaktiver Bereich eines Zellenbereichs 500 freigelegt wird, werden daraufhin der Anschlußfeldoxidfilm 43 und das Halbleitersubstrat 41 beide geätzt, um einen Graben 47 zu bilden, gefolgt durch die Abscheidung einer Schicht eines Oxidfilms 49 über der resultierenden Struktur. Für diese Abscheidung wird ein CVD-Prozeß ausgeführt.

Bis der Anschlußfeldoxidfilm 43 freigelegt ist, wird darauf­ hin der Oxidfilm 49 geätzt, um einen Feldoxidfilm vom Graben­ typ in dem Zellenbereich 500 und einen Feldoxidfilm vom LOCOS-Typ im peripheren Schaltungsbereich 600 zu bilden.

Wie vorstehend erläutert, sind die beiden dargestellten her­ kömmlichen Verfahren kompliziert.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die vorstehend zum Stand der Technik angesprochenen Probleme zu überwinden und ein einfaches Verfahren zum Bilden von Feld­ oxidfilmen in einem Halbleiterelement zu schaffen, durch wel­ ches ein Isolierfilm einen engen Graben und einen breiten Graben gleichzeitig füllen kann, während seine Oberfläche flach bzw. planar ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Bilden von Feldoxidfilmen in einem Halbleiterelement zu schaffen, durch welches ein Isolierfilm, der die Gräben auffüllt, hinsichtlich seiner Isolationseigen­ schaften verbessert werden kann.

Das Hauptmerkmal der vorliegenden Erfindung besteht in der Ausnutzung der Differenz der Abscheidungsrate eines speziel­ len Isolationsfilms auf der Grabenmaske und dem Graben, die beide oberflächenbehandelt sind, wodurch der breite Graben und der schmale Graben ebenso ausgefüllt werden wie eine planare Isolationsoberfläche erhalten wird.

Die vorliegende Erfindung ist außerdem gekennzeichnet durch eine dichte und feine thermische Durchgangsbehandlung des auf dem Graben gebildeten Isolationsfilms.

In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung werden die genannten Aufgaben durch Bereitstellen eines Verfahrens zum Bilden von Feldoxidfilmen in einer Halbleitervorrichtung gelöst, das die Schritte aufweist: Bilden eines ersten Iso­ lierfilms auf einem Halbleitersubstrat, Bilden eines zweiten Isolierfilms auf dem ersten Isolierfilm, wobei der zweite Isolierfilm hinsichtlich des Materials vom ersten Isolierfilm unterschiedlich ist, Ätzen des zweiten Isolierfilms, des ersten Isolierfilms und des Halbleitersubstrats in dieser Abfolge innerhalb von Elementisolationsbereichen, um einen schmalen Graben und einen breiten Graben zu bilden, Bilden eines dritten Isolierfilms auf den Oberflächen der Gräben durch thermische Oxidation, Oberflächenbehandeln der freige­ legten Oberflächen der dritten und zweiten Isolierfilme der­ art, daß ein nachfolgender Isolierfilm mit einer schnellen Rate auf dem dritten Isolierfilm, jedoch mit einer langsamen Rate auf dem zweiten Isolierfilm abgeschieden werden kann, Abscheiden einer Schicht eines vierten Isolierfilms über der resultierenden Struktur, bis die Oberseite des vierten Iso­ lierfilms auf einem Niveau planar wird, das höher als die Höhe des zweiten Isolierfilms liegt, thermisches Behandeln des vierten Isolierfilms, um ihn fein und dicht zu machen, Rückätzen des vierten Isolierfilms, und Entfernen des zweiten Isolierfilms so, daß eine Elementisolierfilmstruktur erzeugt wird, in welcher die Gräben mit dem vierten Isolierfilm auf­ gefüllt sind.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung beispiel­ haft näher erläutert; es zeigen:

Fig. 1A bis 1C schematische Querschnittsansichten eines her­ kömmlichen Verfahrens zum Bilden von Feldoxidfilmen in einem Halbleiterelement,

Fig. 2A bis 2B schematische Querschnittsansichten eines wei­ teren herkömmlichen Verfahrens zum Bilden von Feldoxidfilmen in einem Halbleiterelement,

Fig. 3 bis 7 schematische Querschnittsansichten eines neu­ artigen Verfahrens zum Bilden von Feldoxidfilmen in einem Halbleiterelement gemäß der vorliegenden Erfindung, und

Fig. 8 bis 13 Kurvendarstellungen der Analyseergebnisse eines Ozon-TEOS-USG-Films, der bei der vorliegenden Erfindung nütz­ lich ist.

In Fig. 3 bis 7 ist ein Verfahren zum Bilden von Feldoxid­ filmen für ein Halbleiterelement in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gezeigt.

Wie in Fig. 3 gezeigt, wird anfänglich ein erster Isolierfilm 13 auf einem Halbleitersubstrat 11 gebildet, gefolgt durch das Abscheiden eines zweiten Isolierfilms 15 über dem ersten Isolierfilm 13. Der erste Isolierfilm 13 dient als Anschluß­ feldoxidfilm und ist 30 bis 300 Å dick. Seine Bildung wird durch Anwenden eines thermischen Oxidationsprozesses erzielt. Der zweite Isolierfilm 15 wird aus einem Nitrid und in einem CVD-Prozeß gebildet und hat eine Dicke von 500 bis 3.000 Å. Unter Verwenden einer (nicht gezeigten) Elementisoliermaske wird daraufhin ein Ätzprozeß ausgeführt, um schmale Gräben 17 in einem Zellenbereich 100 des Halbleitersubstrats 11 und einen breiten Graben 18 in einem peripheren Schaltungsbereich 200 zu bilden. Die Gräben 17 und 18 haben eine Tiefe im Bereich von 500 bis 6.000 Å. Daraufhin wird ein dritter Iso­ lierfilm 19 aus einem Oxid über den Oberflächen der Gräben 17 und 18 gebildet. Wie beim ersten Isolierfilm 13 wird ein thermischer Oxidationsprozeß bei 750 bis 1.100°C ausgeführt, um einen Oxidfilm 19 mit einer Dicke von 30 bis 1.000 Å zu bilden. Dieser Oxidfilm 19 spielt eine kritische Rolle beim Sicherstellen der Grenzflächeneigenschaften des Feldoxidfilms vom Grabentyp, der zusätzlich gebildet wird, um der Beschädi­ gung des Halbleitersubstrats 11 entgegenzuwirken, die durch einen nachfolgenden Oberflächenbehandlungsprozeß ausgelöst werden kann.

Als nächstes wird ein Oberflächenbehandlungsprozeß derart ausgeführt, daß der Oxidfilm 19, der über dem Nitridfilm 13 und den Gräben gebildet ist, auf seiner Oberfläche ein posi­ tives Potential hat bzw. trägt. Dieses positive Potential erlaubt, daß ein Isolierfilm, beispielsweise ein Ozon-TEOS- Film mit einer geringen Geschwindigkeit bzw. Rate über dem Nitridfilm 13, jedoch mit einer hohen Geschwindigkeit bzw. Rate über dem Oxidfilm 19 abgeschieden wird.

Die Oberflächenbehandlung kann erfindungsgemäß in vier Weisen ausgeführt werden.

Als erstes Beispiel wird ein Stickstoff und Ammoniak (NH₃) aufweisendes Plasma verwendet. Die Oberflächenbehandlung des Oxidfilms 19 mit dem Plasma wird mit einer Plasma-verstärkten chemischen Dampfabscheidungs-(PECVD)Anlage ausgeführt, in welcher 4 bis 10 l Ammoniak pro 1 bis 3 l Stickstoff bei einer Temperatur von 350 bis 450°C und einem Druck von 1 bis 3 Torr für 10 bis 60 s bereitgestellt werden. Während der Oberflächenbehandlung erzeugt die Anlage doppelte, hohe (etwa 13,56 Mhz)/niedrige (unterhalb von 13,56 Mhz) Frequenzen eines Leistungsbereichs von 0,5 bis 1 KW bzw. 0,2 bis 1 KW.

Ein zweites Beispiel für die Oberflächenbehandlung ist die Verwendung von Plasma, das Argon enthält. In einer Sputter­ anlage werden 10 bis 50 sccm Argon bei Raumtemperatur unter einem Druck von 20 bis 50 mTorr unter Verwendung von hohen/niedrigen Frequenzen einer Leistung im Bereich von 300 bis 500 W bzw. 100 bis 200 W bereitgestellt.

Eine weitere Oberflächenbehandlung kann durch einen Naßwasch­ prozeß durchgeführt werden. Beispielsweise wird der Oxidfilm 19 in eine Trimethyl-Ammonium-Hydroxidlösung für 30 bis 60 s eingetaucht.

Alternativ kann die Oberfläche des Oxidfilms 19 und des Nitridfilms 13 durch Spritzen einer CO₂-Bläschenlösung in deionisiertem Wasser auf einen rotierenden Wafer für 10 bis 30 s behandelt werden.

Fig. 5 zeigt einen Querschnitt, nachdem eine Schicht eines vierten Isolierfilms 23, beispielsweise eines Ozon-TEOS-USG- Films über der resultierenden Struktur abgeschieden ist. Auf­ grund der Oberflächenbehandlung wird der Ozon-TEOS-USG-Film 23 mit einer langsamen Geschwindigkeit bzw. niedrigen Rate auf dem Nitridfilm gebildet, und mit einer hohen Geschwindig­ keit bzw. Rate auf dem Oxidfilm 19. Unter Verwendung von Ozon/TEOS im Verhältnis von 10 bis 20, wird der Ozon-TEOS- USG-Film 23 mit einer Dicke von 5.000 bis 20.000 Å bei einer Temperatur von 380 bis 450°C gebildet. Da die Abscheidungs­ rate des Ozon-TEOS-USG-Films doppelt so hoch ist auf dem Oxidfilm 19 der Gräben wie auf dem Nitridfilm 19, kann eine planare Oberfläche des Ozon-TEOS-Films nach dem Ablauf einer bestimmten Zeit erhalten werden.

Als nächstes wird eine Wärmebehandlung ausgeführt, um den abgeschiedenen Ozon-TEOS-USG-Film 23 dicht und fein zu machen, woraufhin der Ozon-TEOS-USG-Film 23 einer Rückätzung unterworfen wird, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Abwesenheit der thermischen Behandlung führt zu einer Verschlechterung der Isolationseigenschaften des Ozon-TEOS-USG-Films 23, weil er mehr Feuchtigkeit enthält. Die thermische Behandlung wird bei 900 bis 1.100°C für 10 bis 60 min ausgeführt, und für die Rückätzung kann ein Naß- oder Trockenrückätzen oder ein che­ mischer mechanischer Polier-(CMP)Prozeß eingesetzt werden. Von dem Ozon-TEOS-USG-Film 23 wird der Teil über dem Nitrid­ film 15 rascher geätzt als die anderen Teile, da er poröser ist.

Schließlich werden der freigelegte Nitridfilm 15 und eine vorbestimmte Dicke des Ozon-TEOS-USG-Films 23 beide in einem Naßätzprozeß entfernt, um eine Feldoxidfilmstruktur vom Gra­ bentyp zu erzeugen, bei welcher der Graben 17 im Zellenbereich 100 und der Graben 18 im peripheren Schaltungsbereich 200 mit dem Oxidfilm 19 und dem Ozon-TEOS-USG-Film 23 aufge­ füllt sind. Der Naßätzprozeß kann heiße H₃PO₄ verwenden.

In Fig. 8 bis 13 sind Analyseergebnisse des Ozon-TEOS-USG- Films gezeigt.

Fig. 8 zeigt die Abscheidungsrate für den Ozon-TEOS-USG-Film auf Nitrid und Oxid. Die Bezugsziffern "7-1", "7-2", "7-3" stehen für die Abscheidungsraten, mit welchen der Ozon-TEOS- USG-Film auf Nitrid abgeschieden wird, während die Bezugs­ ziffern "8-1", "8-2", "8-3" für die Abscheidungsraten auf Oxid stehen.

In dieser Kurve handelt es sich beim Balken "a" um den Fall, daß der Ozon-TEOS-USG-Film auf Nitrid und Oxid abgeschieden ist, die nicht oberflächenbehandelt wurden. In diesem Fall wird der Ozon-TEOS-USG-Film rascher auf dem Nitrid als auf dem Oxidfilm abgeschieden, wodurch das sogenannte Überhang­ phänomen erzeugt wird, das Hohlräume in dem engen Graben ver­ ursacht.

Der mit dem Bezugszeichen "b" bezeichnete Balken zeigt den Fall, bei welchem folgend auf den Prozeß von Fig. 3 ein Oxid­ film mit einer bestimmten Dicke in einem PECVD-Prozeß abge­ schieden wird, gefolgt durch das Abscheiden eines Ozon-TEOS- USG-Films über dem Oxidfilm. Wie zu erkennen ist, sind "7-2" und "8-2" hinsichtlich der Abscheidungsrate ähnlich zueinan­ der. Deshalb wird dasselbe Problem wie beim "a" -Balken erzeugt.

Der Balken "c" zeigt die Abscheidungsraten, wenn ein Ozon- TEOS-USG-Film auf dem Nitrid und Oxid abgeschieden wird, die beide mit Stickstoffplasma in Übereinstimmung mit der vorlie­ genden Erfindung behandelt worden sind. Wie gezeigt, ist die Abscheidungsrate auf dem Oxid "8-3" doppelt so schnell wie auf dem Nitrid "7-3". In diesem Fall wird keine Stufe erzeugt.

In Fig. 9 und 10 sind die Mengen bzw. Anteile an H-OH und Si- OH, die entfernt werden, wenn eine thermische Behandlung für den Ozon-TEOS-USG-Film angewendet wird, um den Film dicht und fein zu machen, als Funktion der Behandlungstemperatur aufge­ tragen. Wie vorstehend angeführt, ist diese thermische Behandlung wichtig, um zu verhindern, daß der Film Feuchtig­ keit absorbiert oder freigibt. Wie in diesen Kurven gezeigt, ist die Entfernung von H-OH und Si-OH am effektivsten bei etwa 900°C, und die entfernten Mengen bzw. Anteile bleiben selbst bei mehr als 900°C ungeändert. Deshalb ist es effizi­ ent, daß die thermische Behandlung bei einer Temperatur von 900 bis 1.000°C ausgeführt wird.

Auf der Grundlage einer Infrarot-Fourier-Transformationsana­ lyse sind die Änderungen des Absorptionskoeffizienten als Funktion der Frequenz in Ozon-TEOS-USG-Filmen in Fig. 11 und 12 gezeigt. Unmittelbar nach der thermischen Behandlung wird der Ozon-TEOS-USG-Film für die Analyse verwendet, die in Fig. 11 gezeigt ist. Für die Analyse von Fig. 12 wird der Ozon- TEOS-USG-Film thermisch behandelt und für 167 h in der Atmo­ sphäre stehengelassen. Wie aus den Daten hervorgeht, sind die Absorptionskoeffizienten zwischen den beiden Fällen nahezu dieselben, wodurch demonstriert wird, daß der Ozon-TEOS-USG- Film fein und dicht und entreichert von der meisten Feuchtig­ keit (H-OH, Si-OH) durch eine Runde an thermischer Behandlung hergestellt werden kann, so daß er durch nachfolgende Pro­ zesse nicht wesentlich beeinträchtigt wird und für eine lange Zeit Zuverlässigkeit beibehalten kann.

Fig. 13 zeigt eine Kurvendarstellung, bei welcher die Naßätz­ verhältnisse des Ozon-TEOS-USG-Films zu dem Oxidfilm, der durch den thermischen Oxidationsfilm gebildet ist, als Funk­ tion der Temperaturen der thermischen Oberflächenbehandlung aufgetragen sind, wenn die Filme mit einer HF-Lösung von 50 : 1 geätzt sind. Bei thermischen Behandlungstemperaturen von 900°C oder höher liegt das Naßätzverhältnis für den Ozon- TEOS-USG-Film zum Oxidfilm unter etwa 2 : 1. Das heißt, der feine und dichte Ozon-TEOS-USG-Film kann als Ätzbarrieren­ schicht verwendet werden, wenn der Nitridfilm entfernt wird, und er ist deshalb für den Feldoxidfilm vom Grabentyp geeig­ net.

Wie erläutert, ist das Verfahren zum Bilden von Feldoxid­ filmen für ein Halbleiterelement in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung gekennzeichnet durch Ausnutzen der Differenz der Abscheidungsrate eines bestimmten Isolations­ films auf dem Nitrid und Oxid, die beide oberflächenbehandelt sind, wodurch der breite Graben und der schmale Graben aufge­ füllt werden, und außerdem eine planare Isolieroberfläche erhalten wird. Deshalb kann die Produktionsausbeute deutlich verbessert werden. Außerdem entreichert die thermische Behandlung Feuchtigkeit aus dem Ozon-TEOS-USG-Film, wodurch dieser fein und dicht gemacht werden kann und deshalb als Feldoxidfilm verwendet werden kann. Unter Verwendung dieses feinen und dichten Ozon-TEOS-USG-Films als Ätzbarriere kann das Nitrid problemlos entfernt werden.

Die vorliegende Erfindung ist in illustrativer Weise erläu­ tert worden, und es versteht sich, daß die verwendete Thermi­ nologie lediglich der Erläuterung und nicht der Beschränkung dient.

Zahlreiche Modifikationen und Abwandlungen der vorliegenden Erfindung sind im Lichte der vorstehend genannten Lehren mög­ lich. Deshalb versteht es sich, daß innerhalb des Umfangs der beiliegenden Ansprüche die Erfindung in anderer Weise ausge­ führt werden kann als in der vorstehend erläuterten speziel­ len Weise.

Claims (17)

1. Verfahren zum Bilden von Feldoxidfilmen in einem Halb­ leiterelement, aufweisend die Schritte:
Bilden eines ersten Isolierfilms auf einem Halbleiter­ substrat,
Bilden eines zweiten Isolierfilms auf dem ersten Iso­ lierfilm, wobei der zweite Isolierfilm hinsichtlich des Materials vom ersten Isolierfilm unterschiedlich ist, Ätzen des zweiten Isolierfilms, des ersten Isolierfilms und des Halbleitersubstrats in dieser Abfolge innerhalb von Elementisolationsbereichen, um einen schmalen Gra­ ben und einen breiten Graben zu bilden,
Bilden eines dritten Isolierfilms auf den Oberflächen der Gräben durch thermische Oxidation,
Oberflächenbehandeln der freigelegten Oberflächen der dritten und zweiten Isolierfilme derart, daß ein nach­ folgender Isolierfilm mit einer schnellen Rate auf dem dritten Isolierfilm, jedoch mit einer langsamen Rate auf dem zweiten Isolierfilm abgeschieden werden kann, Abscheiden einer Schicht eines vierten Isolierfilms über der resultierenden Struktur, bis die Oberseite des vierten Isolierfilms auf einem Niveau planar wird, das höher als die Höhe des zweiten Isolierfilms liegt,
thermisches Behandeln des vierten Isolierfilms, um ihn fein und dicht zu machen,
Rückätzen des vierten Isolierfilms, und
Entfernen des zweiten Isolierfilms so, daß eine Ele­ mentisolierfilmstruktur erzeugt wird, in welcher die Gräben mit dem vierten Isolierfilm aufgefüllt sind.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Isolierfilm ein Anschlußfeldoxidfilm mit einer Dicke von 30 bis 300 Å ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zweite Isolierfilm 500 bis 3.000 Å dick und aus einem Nitrid in einem chemischen Dampfabscheidungspro­ zeß gebildet ist.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der schmale Graben und der breite Graben in einem Zel­ lenbereich und einem peripheren Schaltungsbereich gebildet sind, wobei beide Gräben eine Tiefe von 500 bis 6.000 Å aufweisen.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der dritte Isolierfilm ein thermisches Oxid ist, das bei 750 bis 1.100°C mit einer Dicke von 30 bis 1.000 Å aufgewachsen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächenbehandlung der dritten und zweiten Iso­ lierfilme unter Verwendung eines Plasmas ausgeführt wird, das Stickstoff und Ammoniak enthält.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma in einer Plasma-verstärkten chemischen Dampfabscheidungsanlage erzeugt wird, in welcher 4 bis 10 l Ammoniak pro 1 bis 3 l Stickstoff unter einem Druck von 1 bis 3 Torr und bei einer Temperatur von 350 bis 450°C bereitgestellt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbehandlungsschritt mit einem Plasma unter Verwendung von Argon durchgeführt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Plasma in einer Sputteranlage erzeugt wird, in wel­ cher Argon mit einem Durchfluß von 10 bis 50 sccm bei Raumtemperatur unter einem Druck von 20 bis 50 mTorr bereitgestellt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Oberflächenbehandlungsschritt in einem Naßwaschpro­ zeß ausgeführt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Naßwaschprozeß das Eintauchen der freigelegten Oberfläche der dritten und zweiten Isolierfilme in eine Trimethyl-Ammonium-Hydroxidlösung für 30 bis 60 s bei Raumtemperatur aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Naßwaschprozeß das Bespritzen des Halbleiter­ substrats mit einer CO₂-Bläschenlösung in deionisiertem Wasser aufweist.

13. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der vierte Isolierfilm ein Ozon-TEOS-Film ist, der in einem chemischen Dampfabscheidungsprozeß unter Verwen­ dung der Reaktion von Ozon mit TEOS abgeschieden wird.

14. Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Ozon-TEOS-Film unter Verwendung von Ozon und TEOS unter einem Verhältnis von 10 bis 20 abgeschieden wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Ozon-TEOS-Film mit einer Dicke von 5.000 bis 20.000 Å bei einer Temperatur von 380 bis 450°C gebil­ det wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der thermische Behandlungsschritt bei einer Temperatur von 900 bis 1.000°C ausgeführt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rückätzen in einem Naßprozeß, einem Trockenprozeß oder einem chemischen mechanischen Polierprozeß durch­ geführt wird.