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JP2000058635A - Method for forming element isolation insulating film and semiconductor device - Google Patents

Method for forming element isolation insulating film and semiconductor device

Info

Publication number
JP2000058635A
JP2000058635A JP10226812A JP22681298A JP2000058635A JP 2000058635 A JP2000058635 A JP 2000058635A JP 10226812 A JP10226812 A JP 10226812A JP 22681298 A JP22681298 A JP 22681298A JP 2000058635 A JP2000058635 A JP 2000058635A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
forming
element isolation
insulating film
oxide film
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
JP10226812A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayoshi Shirahata
正芳 白畑
Katsuyuki Hotta
勝之 堀田
Shuichi Ueno
修一 上野
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.)
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric 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 Mitsubishi Electric Corp filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Priority to JP10226812A priority Critical patent/JP2000058635A/en
Publication of JP2000058635A publication Critical patent/JP2000058635A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 熱酸化によって形成するシリコン酸化膜の膜
厚を均一にし、シリコン基板の突起やシリコン酸化膜の
鋭角部の発生を回避し得る素子間分離絶縁膜の形成方法
を得る。 【解決手段】 まず、P型シリコン基板1の表面に、素
子間分離領域の上方に開口を有するシリコン酸化膜2及
びシリコン窒化膜3を形成する。次に、シリコン窒化膜
3をマスクとしてP型シリコン基板1を所定の深さだけ
エッチングし、トレンチ5を形成する。次に、トレンチ
5の側面及び底面において露呈されたP型シリコン基板
1にシリコンイオンを注入し、イオン注入領域6を形成
する。これにより、イオン注入領域6のP型シリコン基
板1はアモルファス化され、この部分のP型シリコン基
板1の面方位性を無くすことができる。次に、P型シリ
コン基板1の表面を熱酸化することにより、シリコン酸
化膜7を形成する。
[PROBLEMS] To provide a method for forming an inter-element isolation insulating film capable of making the thickness of a silicon oxide film formed by thermal oxidation uniform and avoiding the occurrence of protrusions on a silicon substrate and sharp corners of the silicon oxide film. obtain. A silicon oxide film and a silicon nitride film each having an opening above an element isolation region are formed on a surface of a P-type silicon substrate. Next, the P-type silicon substrate 1 is etched to a predetermined depth using the silicon nitride film 3 as a mask to form a trench 5. Next, silicon ions are implanted into the P-type silicon substrate 1 exposed on the side and bottom surfaces of the trench 5 to form an ion implantation region 6. As a result, the P-type silicon substrate 1 in the ion implantation region 6 is made amorphous, and the plane orientation of the P-type silicon substrate 1 in this portion can be eliminated. Next, a silicon oxide film 7 is formed by thermally oxidizing the surface of the P-type silicon substrate 1.

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】この発明は、半導体装置の基
板に形成される素子同士を電気的に分離するための素子
間分離絶縁膜の形成方法、特に、トレンチ分離技術を用
いた素子間分離絶縁膜の形成方法に関し、さらに、素子
間分離絶縁膜を備える半導体装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for forming an element isolation insulating film for electrically isolating elements formed on a substrate of a semiconductor device, and more particularly to an element isolation insulating film using a trench isolation technique. The present invention relates to a method for forming a film, and further relates to a semiconductor device including an element isolation insulating film.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化が推進されて
おり、例えばDRAMの場合にあっては、約3年の間に
4倍の高集積化が図られている。これに伴い、従来のL
OCOS技術によって素子間分離絶縁膜を形成するのが
困難になったため、LOCOS技術に代わる素子間分離
技術として、トレンチを用いて素子間分離絶縁膜を形成
するトレンチ分離技術が開発されている。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization of semiconductor devices has been promoted. For example, in the case of a DRAM, the integration has been increased four times in about three years. Accordingly, the conventional L
Since it has become difficult to form an element isolation insulating film by the OCOS technique, a trench isolation technique of forming an element isolation insulating film using a trench has been developed as an element isolation technique replacing the LOCOS technique.

【0003】図23は、トレンチ分離技術によって形成
された素子間分離絶縁膜を有する従来の半導体装置の構
造を模式的に示す断面図である。シリコン基板101の
第1の素子形成領域には、ゲート電極201a及びソー
ス・ドレイン領域202aを有するMOSトランジスタ
201Aが形成されており、また、第2の素子形成領域
には、ゲート電極201b及びソース・ドレイン領域2
02bを有するMOSトランジスタ201Bが形成され
ている。そして、シリコン基板101の第1の素子形成
領域と第2の素子形成領域との間の素子間分離領域に
は、MOSトランジスタ201AとMOSトランジスタ
201Bとを電気的に分離するための、素子間分離絶縁
膜203がトレンチ分離技術によって形成されている。
なお、素子間分離絶縁膜203上のゲート電極201c
は、図23を記載した紙面の手前又は奥に存在する素子
形成領域に形成されているMOSトランジスタのゲート
電極である。
FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a conventional semiconductor device having an element isolation insulating film formed by a trench isolation technique. A MOS transistor 201A having a gate electrode 201a and a source / drain region 202a is formed in a first element formation region of the silicon substrate 101, and a gate electrode 201b and a source / drain region are formed in a second element formation region. Drain region 2
The MOS transistor 201B having the transistor 02b is formed. The element isolation region between the first element formation region and the second element formation region of the silicon substrate 101 includes an element isolation region for electrically isolating the MOS transistor 201A and the MOS transistor 201B. The insulating film 203 is formed by a trench isolation technique.
The gate electrode 201c on the element isolation insulating film 203
Is a gate electrode of a MOS transistor formed in an element formation region located before or behind the plane of FIG.

【0004】図24〜30は、トレンチ分離技術を用い
た素子間分離絶縁膜の従来の形成方法を順に示す断面図
である。まず、シリコン基板101の上面を熱酸化して
全面にシリコン酸化膜102を形成し、次に、CVD法
によって、シリコン酸化膜102上の全面にシリコン窒
化膜103を堆積する。その後、写真製版によって、シ
リコン基板101の素子間分離領域の上方に開口を有す
るレジストパターン104を、シリコン窒化膜103上
に形成する(図24)。
FIGS. 24 to 30 are sectional views sequentially showing a conventional method of forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique. First, a silicon oxide film 102 is formed on the entire surface by thermally oxidizing the upper surface of the silicon substrate 101, and then a silicon nitride film 103 is deposited on the entire surface of the silicon oxide film 102 by a CVD method. Thereafter, a resist pattern 104 having an opening above the element isolation region of the silicon substrate 101 is formed on the silicon nitride film 103 by photolithography (FIG. 24).

【0005】次に、レジストパターン104をマスクと
してシリコン窒化膜103及びシリコン酸化膜102を
順にエッチングすることにより、レジストパターン10
4が形成されていない領域のシリコン基板101を露呈
する。その後、レジストパターン104を除去する(図
25)。次に、シリコン窒化膜103をマスクとして、
シリコン基板101を上面から所定の深さだけエッチン
グすることにより、トレンチ105を形成する(図2
6)。これにより、トレンチ105の側面及び底面にお
いてシリコン基板101が露呈される。
Next, the silicon nitride film 103 and the silicon oxide film 102 are sequentially etched using the resist pattern 104 as a mask, so that the resist pattern 10
The silicon substrate 101 in a region where no 4 is formed is exposed. After that, the resist pattern 104 is removed (FIG. 25). Next, using the silicon nitride film 103 as a mask,
The trench 105 is formed by etching the silicon substrate 101 from the upper surface to a predetermined depth.
6). As a result, the silicon substrate 101 is exposed on the side and bottom surfaces of the trench 105.

【0006】次に、トレンチ105の形成によって露呈
したシリコン基板101を熱酸化することにより、シリ
コン酸化膜106を形成する(図27)。次に、CVD
法によって、シリコン酸化膜109を全面に堆積する
(図28)。これにより、トレンチ105はシリコン酸
化膜109によって充填される。次に、CMP(Chemic
al Mechanical Polishing)法によって、シリコン酸化
膜106が露呈しない程度にシリコン酸化膜109をエ
ッチバックし、表面を平坦化する(図29)。次に、シ
リコン窒化膜103を熱リン酸によって除去した後、シ
リコン基板101の素子形成領域に存在するシリコン酸
化膜102が除去されるまで、シリコン酸化膜102,
109をフッ酸溶液によって除去する(図30)。
Next, silicon oxide film 106 is formed by thermally oxidizing silicon substrate 101 exposed by formation of trench 105 (FIG. 27). Next, CVD
By a method, a silicon oxide film 109 is deposited on the entire surface (FIG. 28). As a result, the trench 105 is filled with the silicon oxide film 109. Next, CMP (Chemic
The surface is planarized by etching back the silicon oxide film 109 to such an extent that the silicon oxide film 106 is not exposed by an Al Mechanical Polishing method (FIG. 29). Next, after the silicon nitride film 103 is removed by hot phosphoric acid, the silicon oxide film 102 is removed until the silicon oxide film 102 existing in the element formation region of the silicon substrate 101 is removed.
109 is removed with a hydrofluoric acid solution (FIG. 30).

【0007】以上の工程により、図30に示すシリコン
酸化膜106,109として、シリコン基板101の素
子間分離領域に素子間分離絶縁膜を形成することができ
る。
Through the above steps, an element isolation insulating film can be formed in the element isolation region of the silicon substrate 101 as the silicon oxide films 106 and 109 shown in FIG.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】以上のように、トレン
チ分離技術を用いた素子間分離絶縁膜の従来の形成方法
によると、シリコン基板にトレンチを形成した後、露呈
したシリコン基板をそのまま熱酸化することによりシリ
コン酸化膜を形成する。このとき、シリコン基板を構成
する単結晶シリコンの面方位性のため、シリコン基板の
表面とトレンチの側面との交差により形成されるコーナ
ー部分、及びトレンチの側面とトレンチの底面との交差
により形成されるコーナー部分の熱酸化反応が進みにく
い。その結果、例えば図27に示したようにシリコン酸
化膜106の膜厚が不均一になり、シリコン基板101
に突起107が生じたり、シリコン酸化膜106に鋭角
部108が生じるという問題がある。かかるシリコン基
板の突起やシリコン酸化膜の鋭角部の存在は、熱酸化に
伴うシリコン基板とシリコン酸化膜との界面の歪みに起
因する応力を不均一にする。特に、トレンチの側面とト
レンチの底面との交差により形成されるコーナー部分に
応力が集中し、シリコン基板の結晶格子の規則性を崩し
て結晶欠陥を発生させ、リーク電流を増加することにも
なる。
As described above, according to the conventional method of forming an isolation insulating film using a trench isolation technique, after a trench is formed in a silicon substrate, the exposed silicon substrate is directly thermally oxidized. By doing so, a silicon oxide film is formed. At this time, due to the plane orientation of the single crystal silicon constituting the silicon substrate, a corner formed by the intersection of the surface of the silicon substrate and the side surface of the trench and the intersection of the side surface of the trench and the bottom surface of the trench are formed. It is difficult for the thermal oxidation reaction to proceed at the corners where As a result, the thickness of the silicon oxide film 106 becomes non-uniform as shown in FIG.
There is a problem that a projection 107 is formed on the silicon oxide film 106 and an acute angle portion 108 is formed on the silicon oxide film 106. The presence of the protrusions on the silicon substrate and the sharp corners of the silicon oxide film makes the stress caused by the distortion of the interface between the silicon substrate and the silicon oxide film due to the thermal oxidation uneven. In particular, stress is concentrated at a corner formed by the intersection of the side surface of the trench and the bottom surface of the trench, which breaks the regularity of the crystal lattice of the silicon substrate, generates crystal defects, and increases the leak current. .

【0009】また、シリコン基板の突起は、逆ナローチ
ャネル効果を引き起こす原因にもなる。図31は、図2
3に示した半導体装置のX部分の奥行き方向の断面図で
ある。素子間分離領域にシリコン酸化膜が形成されてか
らゲート電極を形成するまでの間には複数回のウェット
処理が施されるため、突起部107上のシリコン酸化膜
が除去されて、この部分のシリコン基板101が露呈す
る。その結果、シリコン基板101の突起部107の上
方にゲート電極201bの窪みが生じ、図31に示した
Y部分に寄生MOSトランジスタが形成される。そし
て、ゲート電極201bの窪みに起因する電界集中によ
って、この寄生MOSトランジスタがMOSトランジス
タ201Bよりも早く動作して、MOSトランジスタ2
01Bの動作しきい値電圧が低下する。そして、その影
響は、半導体装置の微細化に伴ってゲート幅が狭くなる
につれて一層顕著となる。
[0009] Further, the projections on the silicon substrate may cause an inverse narrow channel effect. FIG.
FIG. 4 is a sectional view in a depth direction of an X portion of the semiconductor device shown in FIG. 3. Since a plurality of wet treatments are performed between the time when the silicon oxide film is formed in the element isolation region and the time when the gate electrode is formed, the silicon oxide film on the protrusion 107 is removed, and The silicon substrate 101 is exposed. As a result, a depression of the gate electrode 201b occurs above the protrusion 107 of the silicon substrate 101, and a parasitic MOS transistor is formed in the Y portion shown in FIG. The parasitic MOS transistor operates earlier than the MOS transistor 201B due to the electric field concentration caused by the depression of the gate electrode 201b, and the MOS transistor 2
The operating threshold voltage of 01B decreases. Then, the influence becomes more remarkable as the gate width becomes narrower with miniaturization of the semiconductor device.

【0010】本発明はこのような問題を解決するために
成されたものであり、シリコン基板にトレンチを形成し
た後、熱酸化によって形成するシリコン酸化膜の膜厚を
均一にし、シリコン基板の突起やシリコン酸化膜の鋭角
部の発生を回避し得る素子間分離絶縁膜の形成方法を得
ることを目的とするものである。
The present invention has been made to solve such a problem. After a trench is formed in a silicon substrate, the thickness of a silicon oxide film formed by thermal oxidation is made uniform, and the protrusion of the silicon substrate is formed. It is another object of the present invention to provide a method for forming an element isolation insulating film capable of avoiding generation of an acute angle portion of a silicon oxide film.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】この発明のうち請求項1
に記載の素子間分離絶縁膜の形成方法は、(a)素子間
分離領域における基板の上面から凹部を形成する工程
と、(b)基板のうち、少なくとも凹部の側面と凹部の
底面との交差により形成される第1の角部を非単結晶化
する工程と、(c)工程(b)よりも後に実行され、凹
部内に熱酸化膜を形成する工程と、(d)凹部内におい
て熱酸化膜上に絶縁膜を形成することにより、凹部を前
記絶縁膜で充填する工程とを備えるものである。
Means for Solving the Problems Claim 1 of the present invention
The method for forming an inter-element isolation insulating film according to (1), comprises: (a) forming a recess from the upper surface of the substrate in the inter-element isolation region; and (b) intersecting at least a side surface of the recess and a bottom surface of the recess in the substrate. (C) a step of forming a thermal oxide film in the concave portion, which is performed after the step (b), and (d) a thermal process in the concave portion. Filling the recess with the insulating film by forming an insulating film on the oxide film.

【0012】また、この発明のうち請求項2に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項1に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、工程(b)において
は、基板のうち、基板の上面と凹部の側面との交差によ
り形成される第2の角部も非単結晶化されることを特徴
とするものである。
According to a second aspect of the present invention, there is provided a method for forming an inter-element isolation insulating film according to the first aspect, wherein the step (b) comprises the steps of: In the substrate, the second corner formed by the intersection of the upper surface of the substrate and the side surface of the recess is also non-single-crystallized.

【0013】また、この発明のうち請求項3に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項2に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、工程(b)は、凹部の
側面及び底面においてそれぞれ露呈された基板内にイオ
ンを注入することにより実行されることを特徴とするも
のである。
According to a third aspect of the present invention, a method for forming an inter-element isolation insulating film according to the second aspect is the method for forming an inter-element isolation insulating film according to the second aspect. Is carried out by implanting ions into the substrate exposed on the side and bottom surfaces of the substrate.

【0014】また、この発明のうち請求項4に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項3に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、基板内へのイオンの注
入深さは、工程(c)によって形成される熱酸化膜のう
ち基板内に形成される部分の膜厚以下であることを特徴
とするものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an inter-element isolation insulating film according to the third aspect, wherein the method comprises the step of implanting ions into a substrate. The depth is not more than the thickness of a portion formed in the substrate in the thermal oxide film formed in the step (c).

【0015】また、この発明のうち請求項5に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項3に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、基板内へのイオンの注
入は、凹部の底面の法線方向に対して斜方から基板内に
イオンを注入する工程と、凹部の底面の法線方向から基
板内に前記イオンを注入する工程とによって実行される
ことを特徴とするものである。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method of forming an inter-element isolation insulating film according to the third aspect, wherein the method comprises the steps of implanting ions into a substrate. Is performed by a step of implanting ions into the substrate obliquely with respect to a normal direction of the bottom surface of the concave portion, and a step of implanting the ions into the substrate from a normal direction of the bottom surface of the concave portion. It is assumed that.

【0016】また、この発明のうち請求項6に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項2に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、工程(b)は、(e)
工程(a)よりも前に実行され、基板の上面のうち凹部
を形成することにより第2の角部となるべき領域にイオ
ンを注入する工程と、(f)工程(a)よりも後に実行
され、凹部の底面において露呈された基板内にイオンを
注入する工程とによって実行されることを特徴とするも
のである。
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method for forming an inter-element isolation insulating film according to the second aspect, wherein the step (b) comprises: e)
A step performed before the step (a), in which ions are implanted into a region to be a second corner by forming a recess on the upper surface of the substrate; and (f) a step performed after the step (a). And implanting ions into the substrate exposed at the bottom surface of the concave portion.

【0017】また、この発明のうち請求項7に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項6に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、工程(e)は、(e−
1)基板の第1及び第2の素子形成領域における上面上
に、第1及び第2の被覆層をそれぞれ形成する工程と、
(e−2)第1及び第2の被覆層をマスクとして、基板
内に前記イオンを注入する工程とによって実行され、工
程(a)は、(a−1)第1及び第2の被覆層の側壁部
に第1及び第2のサイドウォールをそれぞれ形成する工
程と、(a−2)第1及び第2の被覆層及び第1及び第
2のサイドウォールをマスクとして基板をエッチングす
る工程とによって実行されることを特徴とするものであ
る。
According to a seventh aspect of the present invention, a method for forming an inter-element isolation insulating film according to the sixth aspect is the method for forming an inter-element isolation insulating film according to the sixth aspect. e-
1) forming first and second coating layers on the upper surfaces of the first and second element formation regions of the substrate, respectively;
(E-2) implanting the ions into the substrate using the first and second coating layers as a mask. Step (a) is performed by (a-1) first and second coating layers. Forming the first and second sidewalls on the side wall portions of (a), and (a-2) etching the substrate using the first and second coating layers and the first and second sidewalls as a mask. It is characterized by being executed by.

【0018】また、この発明のうち請求項8に記載の素
子間分離絶縁膜の形成方法は、請求項2に記載の素子間
分離絶縁膜の形成方法であって、工程(b)は、工程
(a)によって露呈された基板上に非単結晶膜を形成す
ることによって実行され、工程(c)において、熱酸化
膜は、非単結晶膜を熱酸化することにより形成されるこ
とを特徴とするものである。
According to a second aspect of the present invention, a method for forming an inter-element isolation insulating film according to the second aspect is the method for forming an inter-element isolation insulating film according to the second aspect. The method is performed by forming a non-single-crystal film on the substrate exposed in (a), and in step (c), the thermal oxide film is formed by thermally oxidizing the non-single-crystal film. Is what you do.

【0019】また、この発明のうち請求項9に記載の半
導体装置は、(a)素子間分離領域における基板の上面
から凹部を形成する工程と、(b)基板のうち、少なく
とも凹部の側面と凹部の底面との交差により形成される
第1の角部を非単結晶化する工程と、(c)工程(b)
よりも後に実行され、凹部内に熱酸化膜を形成する工程
と、(d)凹部内において熱酸化膜上に絶縁膜を形成す
ることにより、凹部を絶縁膜で充填する工程とによって
形成される素子間分離絶縁膜を備えるものである。
According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising: (a) forming a concave portion from the upper surface of the substrate in the element isolation region; and (b) forming at least a side surface of the concave portion in the substrate. Non-single-crystallizing the first corner formed by the intersection with the bottom surface of the recess; and (c) step (b)
Forming a thermal oxide film in the concave portion, and (d) filling the concave portion with the insulating film by forming an insulating film on the thermal oxide film in the concave portion. It has an element isolation insulating film.

【0020】また、この発明のうち請求項10に記載の
半導体装置は、請求項9に記載の半導体装置であって、
工程(b)においては、基板のうち、基板の上面と凹部
の側面との交差により形成される第2の角部も非単結晶
化されることを特徴とするものである。
The semiconductor device according to a tenth aspect of the present invention is the semiconductor device according to the ninth aspect,
In the step (b), the second corner portion formed by the intersection of the upper surface of the substrate and the side surface of the concave portion in the substrate is also non-single-crystallized.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】トレンチ分離技術を用いた素子間
分離絶縁膜の従来の形成方法における問題、即ち、熱酸
化によって形成するシリコン酸化膜の膜厚が不均一にな
り、シリコン基板の突起やシリコン酸化膜の鋭角部が生
じるという問題は、熱酸化によってシリコン酸化膜を形
成する際に、単結晶シリコンから成るシリコン基板をそ
のまま熱酸化することが原因で生じる。これは、単結晶
シリコンの面方位性により、トレンチの側面とトレンチ
の底面との交差により形成されるコーナー部分(第1の
角部)、及びシリコン基板の上面とトレンチの側面との
交差により形成されるコーナー部分(第2の角部)での
熱酸化反応が進みにくいためである。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A problem in the conventional method for forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique, that is, the thickness of a silicon oxide film formed by thermal oxidation becomes non-uniform, and protrusions on a silicon substrate, The problem of the formation of the acute angle portion of the silicon oxide film occurs because the silicon substrate made of single crystal silicon is directly thermally oxidized when forming the silicon oxide film by thermal oxidation. This is formed by a corner portion (first corner) formed by the intersection between the side surface of the trench and the bottom surface of the trench due to the plane orientation of the single crystal silicon, and by the intersection between the upper surface of the silicon substrate and the side surface of the trench. This is because the thermal oxidation reaction does not easily proceed at the corner portion (second corner portion) that is formed.

【0022】そこで、熱酸化によってシリコン酸化膜を
形成する前に、シリコン基板の少なくとも上記コーナー
部分においてシリコンを非単結晶化し、面方位性を有し
ないシリコンを熱酸化してシリコン酸化膜を形成するこ
とにより、シリコン酸化膜の膜厚は均一となって上記の
問題を解決することができる。以下、本発明の具体的な
実施の形態について述べる。
Therefore, before forming a silicon oxide film by thermal oxidation, silicon is non-single-crystallized at least at the corners of the silicon substrate, and silicon having no plane orientation is thermally oxidized to form a silicon oxide film. Thereby, the thickness of the silicon oxide film becomes uniform, and the above problem can be solved. Hereinafter, specific embodiments of the present invention will be described.

【0023】実施の形態1.図1〜8は、本発明の実施
の形態1に係る素子間分離絶縁膜の形成方法を順に示す
断面図である。以下、図1〜8を参照しつつ、本実施の
形態1に係る素子間分離絶縁膜の形成方法を工程順に説
明する。まず、P型シリコン基板1の上面を熱酸化する
ことによって、P型シリコン基板1の上面の全面に、1
0〜30nmの膜厚を有するシリコン酸化膜2を形成す
る。次に、CVD法によって、シリコン酸化膜2上の全
面に、50〜250nmの膜厚を有するシリコン窒化膜
3を堆積する。次に、写真製版によって、P型シリコン
基板1の素子間分離領域の上方に開口を有するレジスト
パターン4を形成する(図1)。
Embodiment 1 1 to 8 are sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment will be described in the order of steps with reference to FIGS. First, the upper surface of the P-type silicon substrate 1 is thermally oxidized, so that 1
A silicon oxide film 2 having a thickness of 0 to 30 nm is formed. Next, a silicon nitride film 3 having a thickness of 50 to 250 nm is deposited on the entire surface of the silicon oxide film 2 by the CVD method. Next, a resist pattern 4 having an opening above the element isolation region of the P-type silicon substrate 1 is formed by photolithography (FIG. 1).

【0024】次に、レジストパターン4をマスクとし
て、シリコン窒化膜3及びシリコン酸化膜2を順にエッ
チングし、レジストパターン4が形成されていない領域
のP型シリコン基板1を露呈する。その後、レジストパ
ターン4を除去する(図2)。次に、シリコン窒化膜3
(被覆層)をマスクとして、P型シリコン基板1を上面
から200〜500nmの深さだけエッチングし、トレ
ンチ5を形成する(図3)。これにより、トレンチ5の
側面及び底面においてP型シリコン基板1がそれぞれ露
呈される。
Next, using the resist pattern 4 as a mask, the silicon nitride film 3 and the silicon oxide film 2 are sequentially etched to expose the P-type silicon substrate 1 in a region where the resist pattern 4 is not formed. After that, the resist pattern 4 is removed (FIG. 2). Next, the silicon nitride film 3
Using the (covering layer) as a mask, the P-type silicon substrate 1 is etched to a depth of 200 to 500 nm from the upper surface to form a trench 5 (FIG. 3). Thereby, the P-type silicon substrate 1 is exposed on the side and bottom surfaces of the trench 5, respectively.

【0025】次に、トレンチ5の側面及び底面において
それぞれ露呈されたP型シリコン基板1に、イオン加速
電圧が10keV、イオン注入量が5E14atoms/cm2
の条件でシリコンイオンを注入する。このとき、シャド
ーイングを防止して、トレンチ5の側面において露呈さ
れたP型シリコン基板1に対しても適切にシリコンイオ
ンを注入するために、P型シリコン基板1を回転しつ
つ、トレンチ5の底面の法線方向に対して15度の斜め
方向からシリコンイオンを注入する。これにより、シリ
コンイオンが平均飛程Rp=15nmでP型シリコン基
板1中に注入され、トレンチ5の側面及び底面において
それぞれ露呈されたP型シリコン基板1の表面付近に、
イオン注入領域6が形成される。そして、シリコンイオ
ンの注入により、イオン注入領域6のP型シリコン基板
1はアモルファス化され、この部分のP型シリコン基板
1の面方位性を無くすことができる。
Next, an ion acceleration voltage of 10 keV and an ion implantation amount of 5E14 atoms / cm 2 are applied to the P-type silicon substrate 1 exposed on the side and bottom surfaces of the trench 5, respectively.
The silicon ions are implanted under the conditions described above. At this time, the P-type silicon substrate 1 is rotated while rotating the P-type silicon substrate 1 in order to prevent shadowing and properly implant silicon ions into the P-type silicon substrate 1 exposed on the side surfaces of the trench 5. Silicon ions are implanted at an angle of 15 degrees with respect to the normal direction of the bottom surface. As a result, silicon ions are implanted into the P-type silicon substrate 1 at an average range Rp = 15 nm, and near the surface of the P-type silicon substrate 1 exposed on the side and bottom surfaces of the trench 5, respectively.
An ion implantation region 6 is formed. Then, by the implantation of silicon ions, the P-type silicon substrate 1 in the ion-implanted region 6 becomes amorphous, and the plane orientation of the P-type silicon substrate 1 in this portion can be eliminated.

【0026】ここで、イオン注入領域6の深さは、後述
する熱酸化工程で形成されるシリコン酸化膜の膜厚の半
分程度に設定する。熱酸化によってシリコン酸化膜を形
成すると、シリコン酸化膜の膜厚の半分程度はP型シリ
コン基板1の内部に形成される。従って、イオン注入領
域6の深さをシリコン酸化膜の膜厚の半分程度に設定す
ることにより、熱酸化工程後のP型シリコン基板1にア
モルファス化されたイオン注入領域6が残ることはな
く、P型シリコン基板1のアモルファス化に伴うリーク
電流の発生を回避できるからである。
Here, the depth of the ion implantation region 6 is set to about half the thickness of a silicon oxide film formed in a thermal oxidation step described later. When a silicon oxide film is formed by thermal oxidation, about half of the thickness of the silicon oxide film is formed inside the P-type silicon substrate 1. Therefore, by setting the depth of the ion-implanted region 6 to be about half the thickness of the silicon oxide film, the ion-implanted region 6 that has been made amorphous does not remain in the P-type silicon substrate 1 after the thermal oxidation process. This is because it is possible to avoid generation of a leak current accompanying the amorphization of the P-type silicon substrate 1.

【0027】但し、イオン注入領域6の深さを、熱酸化
工程で形成されるシリコン酸化膜の膜厚の半分未満に設
定してもよい。この場合は、熱酸化対象であるP型シリ
コン基板1は完全にはアモルファス化されないが、熱酸
化工程後のP型シリコン基板1にアモルファス化された
イオン注入領域6が残らないという効果は得ることがで
きる。
However, the depth of the ion implantation region 6 may be set to less than half the thickness of the silicon oxide film formed in the thermal oxidation step. In this case, the P-type silicon substrate 1 to be thermally oxidized is not completely amorphized, but the effect that the ion-implanted region 6 that has been amorphized does not remain in the P-type silicon substrate 1 after the thermal oxidation step is obtained. Can be.

【0028】次に、トレンチ5の側面及び底面において
それぞれ露呈されたP型シリコン基板1の表面を熱酸化
することにより、シリコン酸化膜7を形成する(図
5)。上述したように、熱酸化するP型シリコン基板1
にはイオン注入領域6が形成されており、この部分のP
型シリコン基板1は面方位性を有しない。従って、P型
シリコン基板1の上面とトレンチ5の側面との交差によ
り形成されるコーナー部分、及びトレンチ5の側面とト
レンチ5の底面との交差により形成されるコーナー部分
における熱酸化反応は、その他の部分における熱酸化反
応と同様の早さで進行する。
Next, a silicon oxide film 7 is formed by thermally oxidizing the surface of the P-type silicon substrate 1 exposed on the side and bottom surfaces of the trench 5 (FIG. 5). As described above, the P-type silicon substrate 1 to be thermally oxidized
Is formed with an ion-implanted region 6, and P
The type silicon substrate 1 has no plane orientation. Therefore, the thermal oxidation reaction at the corner formed by the intersection between the upper surface of the P-type silicon substrate 1 and the side surface of the trench 5 and at the corner formed by the intersection of the side surface of the trench 5 and the bottom surface of the trench 5 are different. Progresses at the same speed as the thermal oxidation reaction in the portion.

【0029】次に、トレンチ5の内部を充填するよう
に、CVD法によってシリコン酸化膜8を全面に堆積す
る(図6)。次に、CMP法によって、シリコン酸化膜
2が露呈しない程度にシリコン酸化膜8をエッチバック
し、表面を平坦化する(図7)。次に、シリコン窒化膜
3を熱リン酸によって除去した後、P型シリコン基板1
の素子形成領域に存在するシリコン酸化膜2が除去され
るまでシリコン酸化膜2,8をフッ酸溶液によって除去
する(図8)。
Next, a silicon oxide film 8 is deposited on the entire surface by the CVD method so as to fill the inside of the trench 5 (FIG. 6). Next, the silicon oxide film 8 is etched back by CMP so that the silicon oxide film 2 is not exposed, and the surface is flattened (FIG. 7). Next, after removing the silicon nitride film 3 with hot phosphoric acid, the P-type silicon substrate 1 is removed.
The silicon oxide films 2 and 8 are removed with a hydrofluoric acid solution until the silicon oxide film 2 existing in the element formation region is removed (FIG. 8).

【0030】以上の工程により、図8に示すシリコン酸
化膜7,8として、P型シリコン基板1の素子間分離領
域に素子間分離絶縁膜を形成することができる。
Through the above steps, an element isolation insulating film can be formed in the element isolation region of the P-type silicon substrate 1 as the silicon oxide films 7 and 8 shown in FIG.

【0031】なお、以上の説明では、P型シリコン基板
1に注入するイオンとしてシリコンイオンを用いる場合
を例にとり説明したが、これに限るものではなく、ゲル
マニウム、酸素、窒素の各イオンを用いることもでき
る。後述する他の実施の形態についても同様である。
In the above description, the case where silicon ions are used as ions to be implanted into the P-type silicon substrate 1 has been described as an example. However, the present invention is not limited to this, and it is possible to use germanium, oxygen, and nitrogen ions. Can also. The same applies to other embodiments described later.

【0032】また、シャドーイングを防止するために、
トレンチ5の底面の法線方向に対して斜め方向からシリ
コンイオンを注入する場合について説明したが(図
4)、この工程に加えて、図9に示すように、トレンチ
5の底面の法線方向からシリコンイオンを注入する工程
を実行してもよい。これにより、トレンチ5の底面にお
いて露呈されたP型シリコン基板1に対してシリコンイ
オンを均一に注入することができ、この部分のシリコン
基板1のアモルファス化をより均一に行うことができ
る。
In order to prevent shadowing,
Although the case where silicon ions are implanted obliquely to the normal direction of the bottom surface of the trench 5 has been described (FIG. 4), in addition to this step, as shown in FIG. A step of implanting silicon ions from the substrate. Thereby, silicon ions can be implanted uniformly into the P-type silicon substrate 1 exposed at the bottom surface of the trench 5, and the silicon substrate 1 in this portion can be more uniformly amorphized.

【0033】さらに、トレンチ5の底面の法線方向に対
して斜め方向からシリコンイオンを注入する工程(図
4)を実行することなく、トレンチ5の底面の法線方向
からシリコンイオンを注入する工程(図9)のみを実行
してもよい。この場合はトレンチ5の側面において露呈
されたP型シリコン基板1へシリコンイオンは注入され
ないが、少なくともトレンチ5の底面において露呈され
たP型シリコン基板1へシリコンイオンを注入すること
ができ、この部分のシリコン基板1をアモルファス化す
ることができる。
Further, a step of implanting silicon ions from the direction normal to the bottom surface of the trench 5 without performing the step of implanting silicon ions obliquely to the direction normal to the bottom surface of the trench 5 (FIG. 4). Only (FIG. 9) may be executed. In this case, silicon ions are not implanted into the P-type silicon substrate 1 exposed on the side surfaces of the trench 5, but silicon ions can be implanted into at least the P-type silicon substrate 1 exposed on the bottom surface of the trench 5. Of the silicon substrate 1 can be made amorphous.

【0034】このように本実施の形態1に係る素子間分
離絶縁膜の形成方法によれば、シリコン基板を熱酸化す
る工程よりも前に、トレンチの側面及び底面においてそ
れぞれ露呈されたシリコン基板の表面付近にシリコンイ
オンを注入し、熱酸化により形成されるシリコン酸化膜
の膜厚の半分程度に相当する部分のシリコン基板をアモ
ルファス化する。従って、熱酸化対象であるシリコン基
板は面方位性を有しないため、熱酸化反応はトレンチの
側面及び底面において均一に進行する。その結果、熱酸
化によって形成されるシリコン酸化膜の膜厚は均一なも
のとなり、素子間分離絶縁膜の従来の形成方法において
問題となった、シリコン基板の突起やシリコン酸化膜の
鋭角部は生じない。これにより、シリコン基板の突起に
起因する電界集中や、シリコン酸化膜の鋭角部に起因す
る応力の集中は生じず、逆ナローチャネル効果やリーク
電流の発生を回避し得る、良好な素子間分離絶縁膜を得
ることができる。
As described above, according to the method for forming the element isolation insulating film according to the first embodiment, before the step of thermally oxidizing the silicon substrate, the silicon substrate exposed on the side and bottom surfaces of the trench, respectively. Silicon ions are implanted in the vicinity of the surface, and the portion of the silicon substrate corresponding to about half the thickness of the silicon oxide film formed by thermal oxidation is made amorphous. Therefore, since the silicon substrate to be thermally oxidized has no plane orientation, the thermal oxidation reaction proceeds uniformly on the side and bottom surfaces of the trench. As a result, the thickness of the silicon oxide film formed by thermal oxidation becomes uniform, and the projections on the silicon substrate and the sharp corners of the silicon oxide film, which have been problems in the conventional method of forming the inter-element isolation insulating film, occur. Absent. As a result, there is no electric field concentration caused by the protrusions of the silicon substrate or concentration of stress caused by the sharp corners of the silicon oxide film, and good element isolation insulation that can avoid the reverse narrow channel effect and the occurrence of leakage current. A membrane can be obtained.

【0035】なお、トレンチの底面の法線方向に対して
斜め方向からシリコンイオンを注入する工程を実行する
ことなく、トレンチの底面の法線方向からシリコンイオ
ンを注入する工程のみを実行した場合であっても、トレ
ンチの底面部分におけるシリコン基板のアモルファス化
によってシリコン酸化膜の鋭角部は生じず、応力の集中
に起因するリーク電流の発生を回避することができる。
It is to be noted that, in the case where only the step of implanting silicon ions from the direction normal to the bottom of the trench is performed without executing the step of implanting silicon ions obliquely to the direction normal to the bottom of the trench. Even so, an acute angle portion of the silicon oxide film does not occur due to the amorphization of the silicon substrate at the bottom portion of the trench, and generation of a leak current due to concentration of stress can be avoided.

【0036】実施の形態2.図10〜17は、本発明の
実施の形態2に係る素子間分離絶縁膜の形成方法を順に
示す断面図である。以下、これらの図を参照しつつ、本
実施の形態2に係る素子間分離絶縁膜の形成方法を工程
順に説明する。まず、上記実施の形態1と同様の工程を
経ることにより、図2に示した構造と同様の構造を得
る。
Embodiment 2 10 to 17 are sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the second embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for forming an element isolation insulating film according to the second embodiment will be described in the order of steps with reference to these drawings. First, a structure similar to the structure shown in FIG. 2 is obtained through the same steps as in the first embodiment.

【0037】次に、シリコン酸化膜2及びシリコン窒化
膜3が形成されていない領域のP型シリコン基板1の上
面に、イオン加速電圧が10keV、イオン注入量が5
E14atoms/cm2の条件でシリコンイオンを注入する。
これにより、シリコンイオンが平均飛程Rp=15nm
でP型シリコン基板1中に注入され、P型シリコン基板
1の上面付近にイオン注入領域9が形成される(図1
0)。そして、シリコンイオンの注入により、イオン注
入領域9のP型シリコン基板1はアモルファス化され、
この部分のP型シリコン基板1の面方位性を無くすこと
ができる。
Next, an ion accelerating voltage of 10 keV and an ion implantation amount of 5 are applied to the upper surface of the P-type silicon substrate 1 in a region where the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 3 are not formed.
Silicon ions are implanted under the condition of E14 atoms / cm 2 .
As a result, the average range Rp of silicon ions is 15 nm.
Is implanted into the P-type silicon substrate 1 to form an ion-implanted region 9 near the upper surface of the P-type silicon substrate 1.
0). Then, by the implantation of silicon ions, the P-type silicon substrate 1 in the ion implantation region 9 is made amorphous,
The plane orientation of the P-type silicon substrate 1 in this portion can be eliminated.

【0038】次に、CVD法によって全面にシリコン酸
化膜を堆積した後、P型シリコン基板1の深さ方向にエ
ッチングレートの高い異方性ドライエッチングによっ
て、シリコン酸化膜2及びシリコン窒化膜3の側壁部分
にサイドウォール10を形成する(図11)。次に、シ
リコン窒化膜3及びサイドウォール10をマスクとし
て、P型シリコン基板1を上面から200〜500nm
の深さだけエッチングし、トレンチ11を形成する(図
12)。これにより、トレンチ11の側面及び底面にお
いてP型シリコン基板1が露呈される。
Next, after a silicon oxide film is deposited on the entire surface by the CVD method, the silicon oxide film 2 and the silicon nitride film 3 are anisotropically dry-etched at a high etching rate in the depth direction of the P-type silicon substrate 1. The side wall 10 is formed on the side wall portion (FIG. 11). Next, using the silicon nitride film 3 and the sidewalls 10 as a mask, the P-type silicon substrate 1 is
To form a trench 11 (FIG. 12). Thereby, the P-type silicon substrate 1 is exposed on the side and bottom surfaces of the trench 11.

【0039】次に、トレンチ11の底面において露呈さ
れたP型シリコン基板1に、イオン加速電圧が10ke
V、イオン注入量が5E14atoms/cm2の条件で、トレ
ンチ11の底面の法線方向からシリコンイオンを注入す
る。これにより、シリコンイオンが平均飛程Rp=15
nmでP型シリコン基板1中に注入され、トレンチ11
の底面において露呈されたP型シリコン基板1の表面付
近にイオン注入領域12が形成される(図13)。そし
て、シリコンイオンの注入により、イオン注入領域12
のP型シリコン基板1はアモルファス化され、この部分
のP型シリコン基板1の面方位性を無くすことができ
る。ここで、イオン注入領域12の深さは、上記実施の
形態1で述べた理由と同様の理由により、続く熱酸化工
程で形成されるシリコン酸化膜の膜厚の半分程度に設定
する。
Next, an ion accelerating voltage of 10 ke is applied to the P-type silicon substrate 1 exposed on the bottom of the trench 11.
V, silicon ions are implanted from the normal direction of the bottom surface of the trench 11 under the condition that the ion implantation amount is 5E14 atoms / cm 2 . As a result, the average range Rp = 15
nm into the P-type silicon substrate 1 and the trench 11
An ion implantation region 12 is formed near the surface of the P-type silicon substrate 1 exposed on the bottom surface of FIG. Then, the ion implantation region 12 is implanted by the implantation of silicon ions.
The P-type silicon substrate 1 is made amorphous, and the plane orientation of the P-type silicon substrate 1 in this portion can be eliminated. Here, the depth of the ion implantation region 12 is set to about half the thickness of the silicon oxide film formed in the subsequent thermal oxidation step for the same reason as described in the first embodiment.

【0040】次に、トレンチ11の側面及び底面におい
てそれぞれ露呈されたP型シリコン基板1の表面を熱酸
化することにより、シリコン酸化膜13を形成する(図
14)。このとき、P型シリコン基板1のうち、P型シ
リコン基板1の上面とトレンチ11の側面との交差によ
り形成されるコーナー部分及びトレンチ11の底面部分
には、イオン注入領域9,12がそれぞれ形成されてい
る。従って、これら各部分のP型シリコン基板1は面方
位性を有しないため、これら各部分における熱酸化反応
は、P型シリコン基板1のその他の部分における熱酸化
反応と同様の早さで進行する。
Next, a silicon oxide film 13 is formed by thermally oxidizing the surface of the P-type silicon substrate 1 exposed on the side and bottom surfaces of the trench 11 (FIG. 14). At this time, in the P-type silicon substrate 1, ion implantation regions 9 and 12 are formed in a corner portion formed by the intersection of the upper surface of the P-type silicon substrate 1 and the side surface of the trench 11 and a bottom portion of the trench 11, respectively. Have been. Therefore, since the P-type silicon substrate 1 in each of these portions has no plane orientation, the thermal oxidation reaction in each of these portions proceeds at the same speed as the thermal oxidation reaction in the other portions of the P-type silicon substrate 1. .

【0041】次に、トレンチ11の内部を充填するよう
に、CVD法によってシリコン酸化膜8を全面に堆積す
る(図15)。次に、CMP法によって、シリコン酸化
膜2が露呈しない程度にシリコン酸化膜8をエッチバッ
クし、表面を平坦化する(図16)。次に、シリコン窒
化膜3を熱リン酸によって除去した後、P型シリコン基
板1の素子形成領域に存在するシリコン酸化膜2が除去
されるまでシリコン酸化膜2,8をフッ酸溶液によって
除去する(図17)。
Next, a silicon oxide film 8 is deposited on the entire surface by the CVD method so as to fill the inside of the trench 11 (FIG. 15). Next, the silicon oxide film 8 is etched back by CMP to such an extent that the silicon oxide film 2 is not exposed, and the surface is flattened (FIG. 16). Next, after removing the silicon nitride film 3 with hot phosphoric acid, the silicon oxide films 2 and 8 are removed with a hydrofluoric acid solution until the silicon oxide film 2 existing in the element formation region of the P-type silicon substrate 1 is removed. (FIG. 17).

【0042】以上の工程により、図17に示すシリコン
酸化膜13,8として、P型シリコン基板1の素子間分
離領域に素子間分離絶縁膜を形成することができる。
Through the above steps, an element isolation insulating film can be formed in the element isolation region of the P-type silicon substrate 1 as the silicon oxide films 13 and 8 shown in FIG.

【0043】このように本実施の形態2に係る素子間分
離絶縁膜の形成方法によれば、シリコン基板の熱酸化工
程よりも前の工程において、シリコン基板の上面とトレ
ンチの側面との交差により形成されるコーナー部分及び
トレンチの底面部分にイオン注入領域をそれぞれ形成す
る。従って、これら各部分のシリコン基板は面方位性を
有しないため、これら各部分における熱酸化反応は、シ
リコン基板のその他の部分における熱酸化反応と同様の
早さで進行する。その結果、熱酸化によって形成される
シリコン酸化膜の膜厚は均一なものとなり、素子間分離
絶縁膜の従来の形成方法において問題となった、シリコ
ン基板の突起やシリコン酸化膜の鋭角部は生じない。
As described above, according to the method for forming an element isolation insulating film according to the second embodiment, in the step before the thermal oxidation step of the silicon substrate, the intersection between the upper surface of the silicon substrate and the side surface of the trench is formed. Ion-implanted regions are formed at the corners to be formed and at the bottom of the trench. Therefore, since the silicon substrate in each of these portions has no plane orientation, the thermal oxidation reaction in each of these portions proceeds at the same speed as the thermal oxidation reaction in other portions of the silicon substrate. As a result, the thickness of the silicon oxide film formed by thermal oxidation becomes uniform, and the projections on the silicon substrate and the sharp corners of the silicon oxide film, which have been problems in the conventional method of forming the inter-element isolation insulating film, occur. Absent.

【0044】また、シリコン基板をエッチングしてトレ
ンチを形成する際に、シリコン窒化膜及びサイドウォー
ルをマスクとして用いるため、写真製版で実現可能な最
小のトレンチ幅よりも、サイドウォールの幅だけ狭い幅
でトレンチを形成することができ、素子形成領域の面積
を拡大することができる。
When a trench is formed by etching a silicon substrate, a silicon nitride film and a sidewall are used as a mask, so that the width of the trench is narrower than the minimum trench width achievable by photolithography. Thus, a trench can be formed, and the area of the element formation region can be increased.

【0045】実施の形態3.図18〜22は、本発明の
実施の形態3に係る素子間分離絶縁膜の形成方法を順に
示す断面図である。以下、これらの図を参照しつつ、本
実施の形態3に係る素子間分離絶縁膜の形成方法を工程
順に説明する。まず、上記実施の形態1と同様の工程を
経ることにより、図3に示した構造と同様の構造を得
る。
Embodiment 3 18 to 22 are sectional views sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to the third embodiment of the present invention. Hereinafter, a method for forming an element isolation insulating film according to the third embodiment will be described in the order of steps with reference to these drawings. First, a structure similar to the structure shown in FIG. 3 is obtained through the same steps as in the first embodiment.

【0046】次に、CVD法によって、全面にポリシリ
コン膜14を堆積する(図18)。このとき、図18に
示すように、ポリシリコン膜14はトレンチ5の底面の
みならず側面にも堆積される。
Next, a polysilicon film 14 is deposited on the entire surface by the CVD method (FIG. 18). At this time, as shown in FIG. 18, the polysilicon film 14 is deposited not only on the bottom surface of the trench 5 but also on the side surface.

【0047】次に、トレンチ5の側面及び底面に堆積さ
れたポリシリコン膜14を熱酸化することにより、シリ
コン酸化膜15を形成する(図19)。ポリシリコンは
多結晶のシリコンであり、面方位性を有しない。従っ
て、P型シリコン基板1の上面とトレンチ5の側面との
交差により形成されるコーナー部分のポリシリコン膜1
4の熱酸化反応、及びトレンチ5の側面とトレンチ5の
底面との交差により形成されるコーナー部分のポリシリ
コン膜14の熱酸化反応は、ポリシリコン膜14のその
他の部分における熱酸化反応と同様の早さで進行する。
Next, a silicon oxide film 15 is formed by thermally oxidizing the polysilicon film 14 deposited on the side and bottom surfaces of the trench 5 (FIG. 19). Polysilicon is polycrystalline silicon and has no plane orientation. Therefore, the polysilicon film 1 at the corner formed by the intersection of the upper surface of the P-type silicon substrate 1 and the side surface of the trench 5 is formed.
4 and the thermal oxidation reaction of the polysilicon film 14 in the corner portion formed by the intersection of the side surface of the trench 5 and the bottom surface of the trench 5 are the same as the thermal oxidation reaction in other portions of the polysilicon film 14. It progresses at the speed of.

【0048】次に、トレンチ5の内部を充填するよう
に、CVD法によってシリコン酸化膜8を全面に堆積す
る(図20)。次に、CMP法によって、シリコン窒化
膜3上のシリコン酸化膜15が除去されるまでシリコン
酸化膜8,15をエッチバックし、表面を平坦化する
(図21)。次に、シリコン窒化膜3を熱リン酸によっ
て除去した後、P型シリコン基板1の素子形成領域に存
在するシリコン酸化膜2が除去されるまでシリコン酸化
膜2,8をフッ酸溶液によって除去する(図22)。
Next, a silicon oxide film 8 is deposited on the entire surface by the CVD method so as to fill the inside of the trench 5 (FIG. 20). Next, the silicon oxide films 8 and 15 are etched back by the CMP method until the silicon oxide film 15 on the silicon nitride film 3 is removed, and the surface is flattened (FIG. 21). Next, after removing the silicon nitride film 3 with hot phosphoric acid, the silicon oxide films 2 and 8 are removed with a hydrofluoric acid solution until the silicon oxide film 2 existing in the element formation region of the P-type silicon substrate 1 is removed. (FIG. 22).

【0049】以上の工程により、図22に示すシリコン
酸化膜15,8として、P型シリコン基板1の素子間分
離領域に素子間分離絶縁膜を形成することができる。
Through the above steps, an element isolation insulating film can be formed in the element isolation region of the P-type silicon substrate 1 as the silicon oxide films 15 and 8 shown in FIG.

【0050】なお、以上の説明では、トレンチ5の側面
及び底面にポリシリコン膜14を堆積する場合について
述べたが、ポリシリコン膜の代わりにアモルファスシリ
コン膜を堆積してもよい。
In the above description, the case where the polysilicon film 14 is deposited on the side and bottom surfaces of the trench 5 has been described. However, an amorphous silicon film may be deposited instead of the polysilicon film.

【0051】このように本実施の形態3に係る素子間分
離絶縁膜の形成方法によれば、トレンチの側面及び底面
に堆積したポリシリコン膜を熱酸化することによって、
シリコン酸化膜を形成する。ポリシリコンは多結晶のシ
リコンであり、面方位性を有しない。従って、シリコン
基板の上面とトレンチの側面との交差により形成される
コーナー部分におけるポリシリコン膜の熱酸化反応、及
びトレンチの側面とトレンチの底面との交差により形成
されるコーナー部分におけるポリシリコン膜の熱酸化反
応は、ポリシリコン膜のその他の部分における熱酸化反
応と同様の早さで進行する。その結果、熱酸化によって
形成されるシリコン酸化膜の膜厚は均一なものとなり、
素子間分離絶縁膜の従来の形成方法において問題となっ
た、シリコン基板の突起やシリコン酸化膜の鋭角部は生
じない。
As described above, according to the method of forming the isolation insulating film according to the third embodiment, the polysilicon film deposited on the side and bottom surfaces of the trench is thermally oxidized.
A silicon oxide film is formed. Polysilicon is polycrystalline silicon and has no plane orientation. Therefore, the thermal oxidation reaction of the polysilicon film at the corner formed by the intersection of the upper surface of the silicon substrate and the side surface of the trench, and the polysilicon film at the corner formed by the intersection of the side surface of the trench and the bottom surface of the trench. The thermal oxidation reaction proceeds at the same speed as the thermal oxidation reaction in other portions of the polysilicon film. As a result, the thickness of the silicon oxide film formed by thermal oxidation becomes uniform,
The projections on the silicon substrate and the sharp corners of the silicon oxide film, which are problems in the conventional method for forming the element isolation insulating film, do not occur.

【0052】[0052]

【発明の効果】この発明のうち請求項1に係るものによ
れば、工程(c)においては、工程(b)において第1
の角部が予め非単結晶化された基板を熱酸化することに
よって、凹部内に熱酸化膜を形成する。そして、第1の
角部の非単結晶化により、この部分の基板は面方位性を
有しないため、熱酸化反応は凹部内において均一に進行
し、その結果、均一の膜厚を有する熱酸化膜を形成する
ことができる。
According to the present invention, in the step (c), the first step is performed in the step (b).
A thermal oxide film is formed in the concave portion by thermally oxidizing a substrate whose corners are previously non-single-crystallized. Then, due to the non-single crystallization of the first corner, the substrate in this portion does not have plane orientation, so that the thermal oxidation reaction proceeds uniformly in the concave portion, and as a result, the thermal oxidation having a uniform film thickness A film can be formed.

【0053】また、この発明のうち請求項2に係るもの
によれば、工程(c)においては、工程(b)において
第1及び第2の角部が予め非単結晶化された基板を熱酸
化することによって、凹部内に熱酸化膜を形成する。そ
して、第1及び第2の角部の非単結晶化により、これら
の部分の基板は面方位性を有しないため、熱酸化反応は
凹部内においてさらに均一に進行し、その結果、さらに
均一の膜厚を有する熱酸化膜を形成することができる。
According to the second aspect of the present invention, in the step (c), the substrate in which the first and second corners are non-single-crystallized in the step (b) is heated. Oxidation forms a thermal oxide film in the recess. Then, due to the non-single crystallization of the first and second corners, the substrate in these portions does not have plane orientation, so that the thermal oxidation reaction proceeds more uniformly in the concave portion, and as a result, the thermal oxidation reaction becomes more uniform. A thermal oxide film having a thickness can be formed.

【0054】この発明のうち請求項3に係るものによれ
ば、凹部の側面及び底面においてそれぞれ露呈された基
板内にイオンを注入するため、凹部の形成により露呈さ
れた基板の表面を全面に渡って非単結晶化することがで
きる。
According to the third aspect of the present invention, since ions are implanted into the substrate exposed at the side and bottom surfaces of the recess, the surface of the substrate exposed by the formation of the recess extends over the entire surface. Can be non-single-crystallized.

【0055】また、この発明のうち請求項4に係るもの
によれば、基板内のイオンが注入された領域には熱酸化
膜が形成されるため、工程(c)後の基板に非単結晶化
された領域が残ることはなく、基板の非単結晶化に伴う
リーク電流の発生を回避することができる。
According to the fourth aspect of the present invention, since a thermal oxide film is formed in the region of the substrate into which the ions have been implanted, the substrate after the step (c) is made of a non-single crystal. Thus, the formation of a leakage current due to non-single crystallization of the substrate can be avoided.

【0056】また、この発明のうち請求項5に係るもの
によれば、凹部の側面及び底面においてそれぞれ露呈さ
れた基板に対して、イオンを均一に注入することができ
る。
According to the fifth aspect of the present invention, ions can be uniformly implanted into the substrate exposed on the side and bottom surfaces of the recess.

【0057】また、この発明のうち請求項6に係るもの
によれば、工程(e)によって基板の第2の角部を非単
結晶化することができ、工程(f)によって基板の第1
の角部を非単結晶化することができる。従って、基板の
第1及び第2の角部はいずれも面方位性を有しないた
め、工程(c)における熱酸化反応は凹部内において均
一に進行する。
According to the sixth aspect of the present invention, the second corner of the substrate can be made non-single-crystallized by the step (e), and the first corner of the substrate can be made by the step (f).
Can be non-single-crystallized. Therefore, since the first and second corners of the substrate have no plane orientation, the thermal oxidation reaction in the step (c) proceeds uniformly in the recess.

【0058】また、この発明のうち請求項7に係るもの
によれば、工程(a)においては、第1及び第2の被覆
層及び第1及び第2のサイドウォールをマスクとして基
板をエッチングすることにより凹部を形成する。従っ
て、第1の被覆層と第2の被覆層との間隔よりも、第1
及び第2のサイドウォールの幅だけ狭い幅で凹部を形成
することができる。
According to the seventh aspect of the present invention, in the step (a), the substrate is etched using the first and second cover layers and the first and second sidewalls as a mask. Thereby, a concave portion is formed. Therefore, the distance between the first coating layer and the second coating layer is smaller than the distance between the first coating layer and the second coating layer.
In addition, the recess can be formed with a width narrower by the width of the second sidewall.

【0059】また、基板内へのイオンの注入は第1及び
第2の被覆層をマスクとして行い、一方、基板のエッチ
ングは第1及び第2の被覆層及び第1及び第2のサイド
ウォールをマスクとして行うため、第1及び第2のサイ
ドウォールのそれぞれ下方に、イオンの注入により非単
結晶化された領域を残すことができる。
The implantation of ions into the substrate is performed using the first and second coating layers as masks, while the etching of the substrate is performed by etching the first and second coating layers and the first and second sidewalls. Since this is performed as a mask, a region which is non-single-crystallized by ion implantation can be left below each of the first and second sidewalls.

【0060】また、この発明のうち請求項8に係るもの
によれば、工程(c)においては、工程(a)によって
露呈された基板上に形成した非単結晶膜を熱酸化するこ
とによって、熱酸化膜を形成する。従って、第1及び第
2の角部における非単結晶膜の熱酸化反応は、非単結晶
膜のその他の部分における熱酸化反応と同様の早さで進
行するため、均一の膜厚を有する熱酸化膜を形成するこ
とができる。
According to the eighth aspect of the present invention, in the step (c), the non-single-crystal film formed on the substrate exposed in the step (a) is thermally oxidized, A thermal oxide film is formed. Therefore, the thermal oxidation reaction of the non-single-crystal film at the first and second corners proceeds at the same speed as the thermal oxidation reaction at other portions of the non-single-crystal film. An oxide film can be formed.

【0061】また、この発明のうち請求項9に係るもの
によれば、工程(b)においては、予め第1の角部が非
単結晶化された基板を熱酸化することによって、凹部内
に熱酸化膜を形成する。そして、第1の角部の非単結晶
化により、この部分の基板は面方位性を有しないため、
熱酸化反応は凹部内において均一に進行し、その結果、
形成される熱酸化膜の膜厚は均一なものとなる。
Further, according to the ninth aspect of the present invention, in the step (b), the substrate whose first corner is non-single-crystallized in advance is thermally oxidized, so that the substrate is formed in the recess. A thermal oxide film is formed. Then, due to non-single crystallization of the first corner, the substrate in this portion does not have plane orientation,
The thermal oxidation reaction proceeds uniformly in the recess, and as a result,
The thickness of the formed thermal oxide film becomes uniform.

【0062】また、この発明のうち請求項10に係るも
のによれば、工程(c)においては、工程(b)におい
て第1及び第2の角部が予め非単結晶化された基板を熱
酸化することによって、凹部内に熱酸化膜を形成する。
そして、第1及び第2の角部の非単結晶化により、これ
らの部分の基板は面方位性を有しないため、熱酸化反応
は凹部内においてさらに均一に進行し、その結果、形成
される熱酸化膜の膜厚はさらに均一なものとなる。
According to the tenth aspect of the present invention, in the step (c), the substrate whose first and second corners are non-single-crystallized in the step (b) is heated. Oxidation forms a thermal oxide film in the recess.
Then, due to the non-single crystallization of the first and second corners, the substrate in these portions does not have a plane orientation, so that the thermal oxidation reaction proceeds more uniformly in the concave portions, and as a result, it is formed. The thickness of the thermal oxide film becomes more uniform.

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

【図1】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 1 is a sectional view sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 2 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図3】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
3A to 3C are cross-sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図4】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
4A to 4C are cross-sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図5】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIGS. 5A to 5C are cross-sectional views sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図6】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
6A to 6C are cross-sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図7】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIGS. 7A to 7C are cross-sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図8】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIGS. 8A to 8C are cross-sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the first embodiment of the present invention.

【図9】 本発明の実施の形態1に係る素子間分離絶縁
膜の形成方法の一工程を示す断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing one step of a method for forming an element isolation insulating film according to Embodiment 1 of the present invention.

【図10】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a second embodiment of the present invention.

【図11】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 11 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a second embodiment of the present invention.

【図12】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 12 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a second embodiment of the present invention.

【図13】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
13A to 13C are cross-sectional views sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to a second embodiment of the present invention.

【図14】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 14 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a second embodiment of the present invention.

【図15】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 15 is a cross-sectional view sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the second embodiment of the present invention.

【図16】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 16 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a second embodiment of the present invention.

【図17】 本発明の実施の形態2に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 17 is a cross-sectional view sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the second embodiment of the present invention.

【図18】 本発明の実施の形態3に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 18 is a cross-sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a third embodiment of the present invention.

【図19】 本発明の実施の形態3に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 19 is a cross-sectional view sequentially showing a method for forming an element isolation insulating film according to the third embodiment of the present invention.

【図20】 本発明の実施の形態3に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 20 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to the third embodiment of the present invention.

【図21】 本発明の実施の形態3に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 21 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to a third embodiment of the present invention.

【図22】 本発明の実施の形態3に係る素子間分離絶
縁膜の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 22 is a sectional view sequentially showing a method of forming an element isolation insulating film according to the third embodiment of the present invention.

【図23】 トレンチ分離技術によって形成された素子
間分離絶縁膜を有する従来の半導体装置の構造を模式的
に示す断面図である。
FIG. 23 is a cross-sectional view schematically showing a structure of a conventional semiconductor device having an element isolation insulating film formed by a trench isolation technique.

【図24】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 24 is a sectional view sequentially showing a conventional method for forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図25】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 25 is a sectional view sequentially showing a conventional method of forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図26】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 26 is a sectional view sequentially showing a conventional method for forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図27】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 27 is a sectional view sequentially showing a conventional method of forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図28】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 28 is a cross-sectional view sequentially showing a conventional method for forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図29】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 29 is a sectional view sequentially showing a conventional method of forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図30】 トレンチ分離技術を用いた素子間分離絶縁
膜の従来の形成方法を順に示す断面図である。
FIG. 30 is a cross-sectional view sequentially showing a conventional method for forming an element isolation insulating film using a trench isolation technique.

【図31】 図23に示した半導体装置のX部分の奥行
き方向の断面図である。
FIG. 31 is a sectional view in the depth direction of an X portion of the semiconductor device shown in FIG. 23;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板、2,7,8,13,15 シリ
コン酸化膜、3 シリコン窒化膜、4 レジストパター
ン、5,11 トレンチ、6,9,12 イオン注入領
域、10 サイドウォール、14 ポリシリコン膜。
1 P-type silicon substrate, 2, 7, 8, 13, 15 silicon oxide film, 3 silicon nitride film, 4 resist pattern, 5, 11 trench, 6, 9, 12 ion implantation region, 10 sidewall, 14 polysilicon film .

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 上野 修一 東京都千代田区丸の内二丁目2番3号 三 菱電機株式会社内 Fターム(参考) 5F032 AA35 AA44 AA45 AA74 CA17 DA02 DA24 DA30 DA33 DA34 DA44 DA53 DA60 DA77 DA78 5F058 BA02 BA04 BD01 BD04 BE07 BF02 BF52 BH10 BJ06  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing from the front page (72) Inventor Shuichi Ueno 2-3-2 Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo F-term in Mitsubishi Electric Corporation (reference) 5F032 AA35 AA44 AA45 AA74 CA17 DA02 DA24 DA30 DA33 DA34 DA44 DA53 DA60 DA77 DA78 5F058 BA02 BA04 BD01 BD04 BE07 BF02 BF52 BH10 BJ06

Claims (10)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 (a)素子間分離領域における基板の上
面から凹部を形成する工程と、 (b)前記基板のうち、少なくとも前記凹部の側面と前
記凹部の底面との交差により形成される第1の角部を非
単結晶化する工程と、 (c)前記工程(b)よりも後に実行され、前記凹部内
に熱酸化膜を形成する工程と、 (d)前記凹部内において前記熱酸化膜上に絶縁膜を形
成することにより、前記凹部を前記絶縁膜で充填する工
程とを備える、素子間分離絶縁膜の形成方法。
1. A step of forming a recess from the top surface of a substrate in an inter-element isolation region; and (b) a step formed by intersecting at least a side surface of the recess and a bottom surface of the recess in the substrate. (C) forming a thermal oxide film in the concave portion, which is performed after the step (b), and (d) performing the thermal oxidation in the concave portion. Filling the concave portion with the insulating film by forming an insulating film on the film.
【請求項2】 前記工程(b)においては、前記基板の
うち、前記基板の前記上面と前記凹部の前記側面との交
差により形成される第2の角部も非単結晶化される、請
求項1に記載の素子間分離絶縁膜の形成方法。
2. In the step (b), of the substrate, a second corner formed by an intersection between the upper surface of the substrate and the side surface of the recess is also non-single-crystallized. Item 2. The method for forming an element isolation insulating film according to Item 1.
【請求項3】 前記工程(b)は、前記凹部の前記側面
及び前記底面においてそれぞれ露呈された前記基板内に
イオンを注入することにより実行される、請求項2に記
載の素子間分離絶縁膜の形成方法。
3. The element isolation insulating film according to claim 2, wherein the step (b) is performed by implanting ions into the substrate exposed on the side and bottom surfaces of the recess. Formation method.
【請求項4】 前記基板内への前記イオンの注入深さ
は、前記工程(c)によって形成される前記熱酸化膜の
うち前記基板内に形成される部分の膜厚以下であること
を特徴とする、請求項3に記載の素子間分離絶縁膜の形
成方法。
4. The method according to claim 1, wherein a depth of the ion implantation into the substrate is equal to or less than a thickness of a portion of the thermal oxide film formed in the step (c) formed in the substrate. The method for forming an element isolation insulating film according to claim 3.
【請求項5】 前記基板内への前記イオンの注入は、 前記凹部の前記底面の法線方向に対して斜方から前記基
板内に前記イオンを注入する工程と、 前記凹部の前記底面の法線方向から前記基板内に前記イ
オンを注入する工程とによって実行される、請求項3に
記載の素子間分離絶縁膜の形成方法。
5. The step of implanting the ions into the substrate, the step of: implanting the ions into the substrate obliquely with respect to a direction normal to the bottom surface of the recess; 4. The method according to claim 3, wherein the method is performed by implanting the ions into the substrate from a linear direction.
【請求項6】 前記工程(b)は、 (e)前記工程(a)よりも前に実行され、前記基板の
前記上面のうち前記凹部を形成することにより前記第2
の角部となるべき領域にイオンを注入する工程と、 (f)前記工程(a)よりも後に実行され、前記凹部の
前記底面において露呈された前記基板内にイオンを注入
する工程とによって実行される、請求項2に記載の素子
間分離絶縁膜の形成方法。
6. The step (b) is performed before (e) the step (a), and the second step is performed by forming the recess in the upper surface of the substrate.
(F) implanting ions into the substrate exposed after the step (a) and exposed at the bottom surface of the recess, which is performed after the step (a). The method for forming an element isolation insulating film according to claim 2, wherein:
【請求項7】 前記工程(e)は、 (e−1)前記基板の第1及び第2の素子形成領域にお
ける前記上面上に、第1及び第2の被覆層をそれぞれ形
成する工程と、 (e−2)前記第1及び第2の被覆層をマスクとして、
前記基板内に前記イオンを注入する工程とによって実行
され、 前記工程(a)は、 (a−1)前記第1及び第2の被覆層の側壁部に第1及
び第2のサイドウォールをそれぞれ形成する工程と、 (a−2)前記第1及び第2の被覆層及び前記第1及び
第2のサイドウォールをマスクとして前記基板をエッチ
ングする工程とによって実行される、請求項6に記載の
素子間分離絶縁膜の形成方法。
7. The step (e) includes: (e-1) forming first and second coating layers on the upper surfaces of the first and second element formation regions of the substrate, respectively. (E-2) Using the first and second coating layers as masks,
Implanting the ions into the substrate. The step (a) includes: (a-1) providing first and second sidewalls on sidewall portions of the first and second coating layers, respectively. The method according to claim 6, wherein the step of forming is performed by: (a-2) a step of etching the substrate using the first and second coating layers and the first and second sidewalls as a mask. A method for forming an element isolation insulating film.
【請求項8】 前記工程(b)は、前記工程(a)によ
って露呈された前記基板上に非単結晶膜を形成すること
によって実行され、 前記工程(c)において、前記熱酸化膜は、前記非単結
晶膜を熱酸化することにより形成される、請求項2に記
載の素子間分離絶縁膜の形成方法。
8. The step (b) is performed by forming a non-single-crystal film on the substrate exposed in the step (a). In the step (c), the thermal oxide film includes: 3. The method according to claim 2, wherein the non-single-crystal film is formed by thermally oxidizing the non-single-crystal film.
【請求項9】 (a)素子間分離領域における基板の上
面から凹部を形成する工程と、 (b)前記基板のうち、少なくとも前記凹部の側面と前
記凹部の底面との交差により形成される第1の角部を非
単結晶化する工程と、 (c)前記工程(b)よりも後に実行され、前記凹部内
に熱酸化膜を形成する工程と、 (d)前記凹部内において前記熱酸化膜上に絶縁膜を形
成することにより、前記凹部を前記絶縁膜で充填する工
程とによって形成される素子間分離絶縁膜を備える半導
体装置。
9. A step of (a) forming a recess from the top surface of the substrate in the element isolation region; and (b) a step formed by intersecting at least a side surface of the recess and a bottom surface of the recess in the substrate. (C) forming a thermal oxide film in the concave portion, which is performed after the step (b), and (d) performing the thermal oxidation in the concave portion. A step of filling the concave portion with the insulating film by forming an insulating film on the film.
【請求項10】 前記工程(b)においては、前記基板
のうち、前記基板の前記上面と前記凹部の前 記側面と
の交差により形成される第2の角部も非単結晶化され
る、請求項9に記載の半導体装置。
10. In the step (b), of the substrate, a second corner formed by an intersection between the upper surface of the substrate and the side surface of the recess is also non-single-crystallized. The semiconductor device according to claim 9.
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