JP2000058780A - Semiconductor device and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 素子特性の劣化を可及的に防止する。
【解決手段】 本願発明は、一導電型半導体基板に形成
されたトレンチの表面を水素熱処理することを特徴とす
る。また、本願発明は、一導電型半導体基板の不純物濃
度を通常よりも低くしておくことを特徴とする。また、
本願発明は、トレンチから一導電型半導体基板にむけて
反対導電型不純物を拡散させることを特徴とする。ま
た、本願発明は、水素熱処理により、トレンチ付近から
一導電型不純物を外方拡散させることを特徴とする。ま
た、本願発明は、p型シリコン基板101上に絶縁膜1
03、105を形成した後、この絶縁膜およびシリコン
基板をエッチングすることによりトレンチ109を形成
する工程と、所定の還元雰囲気でアニールする工程と、
を備えていることを特徴とする。
(57) [Summary] [PROBLEMS] To prevent deterioration of device characteristics as much as possible. SOLUTION: The present invention is characterized in that a surface of a trench formed in a semiconductor substrate of one conductivity type is subjected to hydrogen heat treatment. Further, the invention of the present application is characterized in that the impurity concentration of the one conductivity type semiconductor substrate is set lower than usual. Also,
The present invention is characterized in that an impurity of the opposite conductivity type is diffused from the trench to the semiconductor substrate of one conductivity type. Further, the present invention is characterized in that one-conductivity-type impurity is outwardly diffused from the vicinity of the trench by hydrogen heat treatment. Further, the present invention provides an insulating film 1 on a p-type silicon substrate 101.
03, 105, a step of forming the trench 109 by etching the insulating film and the silicon substrate, and a step of annealing in a predetermined reducing atmosphere.
It is characterized by having.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本願発明は、トレンチを有す
る半導体装置及びその製造方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a semiconductor device having a trench and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】トレンチを有する従来の半導体装置、例
えばDRAMの製造方法を説明する。ここでのトレンチ
はDRAMにおけるトレンチキャパシタの一部として利
用される。2. Description of the Related Art A method of manufacturing a conventional semiconductor device having a trench, for example, a DRAM will be described. The trench here is used as a part of a trench capacitor in a DRAM.
【0003】まず、図1に示したように、半導体基板、
例えばp型シリコン基板1の上面に、熱酸化法を用いて
シリコン酸化膜2を厚さ8nm程度に形成する。そし
て、CVD(Chemical Vapor Deposition )法を用いて
シリコン酸化膜2の上面にシリコン窒化膜3を厚さ22
0nm程度に形成する。さらに、CVD法を用いてシリ
コン窒化膜3の上面にTEOS膜4を厚さ200nm程
度に形成する。次に、回転塗布法を用いてTEOS膜4
の上面に図示せぬレジストを塗布する。次に、写真蝕刻
法を用いてこのレジストを所定の形状にパターニングす
る。この所定の形状にパターニングされた図示せぬレジ
ストをマスクとして、異方性エッチング法、例えばRI
E法によりTEOS膜4及びシリコン窒化膜3並びにシ
リコン酸化膜2を所定の形状にエッチングする。これに
より、p型シリコン基板1の上面の一部が露出する。さ
らに、TEOS膜4をマスクとして異方性エッチング
法、例えばRIE法を用いてp型シリコン基板1をエッ
チングする。これにより、トレンチ5が形成される。な
お、あらかじめp型シリコン基板1の所定の位置にn型
拡散層6を形成しておく。また、このトレンチ5の深さ
は7μm程度とする。[0003] First, as shown in FIG.
For example, a silicon oxide film 2 is formed to a thickness of about 8 nm on the upper surface of the p-type silicon substrate 1 by using a thermal oxidation method. Then, a silicon nitride film 3 having a thickness of 22 is formed on the upper surface of the silicon oxide film 2 by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
It is formed to about 0 nm. Further, a TEOS film 4 having a thickness of about 200 nm is formed on the upper surface of the silicon nitride film 3 by using the CVD method. Next, the TEOS film 4 is formed using a spin coating method.
(Not shown) is applied to the upper surface of the substrate. Next, this resist is patterned into a predetermined shape using a photolithography method. Using a resist (not shown) patterned in this predetermined shape as a mask, an anisotropic etching method such as RI
The TEOS film 4, the silicon nitride film 3, and the silicon oxide film 2 are etched into a predetermined shape by the E method. Thereby, a part of the upper surface of the p-type silicon substrate 1 is exposed. Further, using the TEOS film 4 as a mask, the p-type silicon substrate 1 is etched using an anisotropic etching method, for example, an RIE method. Thereby, a trench 5 is formed. Note that an n-type diffusion layer 6 is formed at a predetermined position on the p-type silicon substrate 1 in advance. The depth of the trench 5 is about 7 μm.
【0004】次に、図2に示したように、CVD法を用
いて全面に、不純物を含む膜、例えばAsSG膜7を厚
さ30nm程度に形成する。さらに、回転塗布法を用い
て全面にレジスト8を厚さ数千nm程度に形成する。そ
して、露光現像法やダウンフローエッチング法を用い
て、レジスト8をトレンチ5の所定の深さまで除去す
る。これにより、AsSG膜7の一部が露出する。Next, as shown in FIG. 2, a film containing impurities, for example, an AsSG film 7 is formed on the entire surface to a thickness of about 30 nm by the CVD method. Further, a resist 8 is formed on the entire surface to a thickness of about several thousand nm using a spin coating method. Then, the resist 8 is removed to a predetermined depth of the trench 5 by using an exposure development method or a downflow etching method. Thereby, a part of the AsSG film 7 is exposed.
【0005】次に、図3に示したように、フッ酸系のウ
ェットエッチング法を用いて、露出しているAsSG膜
7を除去する。次に、図4に示したように、アッシング
法やウェットエッチング法によりレジスト8を除去す
る。そして、CVD法を用いて全面にTEOS膜9を形
成する。このTEOS膜9により、AsSG膜7は被覆
される。Next, as shown in FIG. 3, the exposed AsSG film 7 is removed by using a hydrofluoric acid-based wet etching method. Next, as shown in FIG. 4, the resist 8 is removed by an ashing method or a wet etching method. Then, a TEOS film 9 is formed on the entire surface by using the CVD method. The AsSG film 7 is covered with the TEOS film 9.
【0006】次に、図5に示したように、熱拡散法を用
いて、AsSG膜7に含まれるAsをトレンチ5の側面
からp型シリコン基板1に拡散させる。これにより、プ
レート電極となる埋め込みプレート10が形成される。
ここで、TEOS膜9はAsをトレンチ5の側面からp
型シリコン基板1に拡散させる際に、Asがトレンチ5
内に拡散してトレンチ5の側面のうちAsSG膜7が形
成されていない部分からp型シリコン基板1に拡散する
ことを防止するためのものである。さらに、ウェットエ
ッチング法を用いてTEOS膜9及びAsSG膜7をそ
れぞれ除去する。Next, as shown in FIG. 5, As contained in the AsSG film 7 is diffused from the side surface of the trench 5 into the p-type silicon substrate 1 by using a thermal diffusion method. As a result, an embedded plate 10 serving as a plate electrode is formed.
Here, the TEOS film 9 is formed by depositing As from the side of the trench 5 by p.
When diffusing into the silicon substrate 1, As
This is for preventing diffusion into the p-type silicon substrate 1 from a portion of the side surface of the trench 5 where the AsSG film 7 is not formed. Further, the TEOS film 9 and the AsSG film 7 are respectively removed by using a wet etching method.
【0007】次に、図6に示したように、CVD法を用
いて、全面に絶縁膜11を厚さ数十nm程度に形成す
る。ここで、絶縁膜11としては、例えば窒化膜と酸化
膜との複合膜であるNO膜が挙げられる。また、絶縁膜
11の代わりに誘電体膜を利用しても構わない。さら
に、CVD法を用いて、全面に導電膜12を形成する。
この導電膜12としては、例えば不純物がドープされた
ポリシリコン膜が挙げられる。Next, as shown in FIG. 6, an insulating film 11 is formed on the entire surface to a thickness of about several tens nm by using the CVD method. Here, the insulating film 11 is, for example, an NO film which is a composite film of a nitride film and an oxide film. Further, a dielectric film may be used instead of the insulating film 11. Further, the conductive film 12 is formed on the entire surface by using the CVD method.
As the conductive film 12, for example, a polysilicon film doped with an impurity is used.
【0008】次に、図7に示したように、CMP法等の
所定の平坦化プロセスや所定のエッチング工程により、
導電膜12をトレンチ5内の所定の深さまで除去する。
これにより、絶縁膜11の一部が露出される。この際、
TEOS膜4は除去されることとなる。Next, as shown in FIG. 7, a predetermined flattening process such as a CMP method or a predetermined etching process is performed.
The conductive film 12 is removed to a predetermined depth in the trench 5.
Thereby, a part of the insulating film 11 is exposed. On this occasion,
The TEOS film 4 will be removed.
【0009】次に、図8に示したように、例えばリン酸
系のウェットエッチング法を用いて、露出した絶縁膜1
1を除去する。次に、図9に示したように、CVD法を
用いて、全面に絶縁膜、例えばTEOS膜13を厚さ3
5nm程度に形成する。このTEOS膜13は寄生トラ
ンジスタの発生を防止するためのものであり、膜厚を十
分に取る必要がある。そして、異方性エッチング法、例
えばRIE法を用いて絶縁膜13をトレンチ5の側面に
のみ残す。Next, as shown in FIG. 8, the exposed insulating film 1 is etched using, for example, a phosphoric acid-based wet etching method.
Remove one. Next, as shown in FIG. 9, an insulating film, for example, a TEOS film 13 having a thickness of 3
It is formed to about 5 nm. The TEOS film 13 is for preventing the occurrence of a parasitic transistor, and needs to have a sufficient thickness. Then, the insulating film 13 is left only on the side surfaces of the trench 5 by using an anisotropic etching method, for example, an RIE method.
【0010】次に、図10に示したように、CVD法を
用いて、全面に例えば砒素をドープした多結晶シリコン
膜からなる導電膜14をトレンチ5が充填されるよう
に、厚さ数百nm程度に形成する。そして、CMP法等
の平坦化プロセスにより、シリコン窒化膜3の上面まで
平坦化する。そして、例えばダウンフローエッチング法
を用いて導電膜14を所定の深さまでエッチングする。[0010] Next, as shown in FIG. 10, a conductive film 14 made of, for example, an arsenic-doped polycrystalline silicon film is used to fill the trench 5 with a thickness of several hundreds by using the CVD method. It is formed to a thickness of about nm. Then, the upper surface of the silicon nitride film 3 is flattened by a flattening process such as a CMP method. Then, the conductive film 14 is etched to a predetermined depth by using, for example, a downflow etching method.
【0011】次に、図11に示したように、例えばウェ
ットエッチング法を用いてTEOS膜13を所定の深さ
までエッチングする。そして、CVD法を用いて全面
に、例えば砒素がドープされた多結晶シリコン膜からな
る導電膜15を厚さ数百nm程度に形成する。そして、
CMP法等の所定の平坦化プロセスや所定のエッチング
工程により、導電膜15をトレンチ5内の所定の深さま
でエッチングする。Next, as shown in FIG. 11, the TEOS film 13 is etched to a predetermined depth using, for example, a wet etching method. Then, a conductive film 15 made of, for example, an arsenic-doped polycrystalline silicon film is formed on the entire surface to a thickness of about several hundred nm using the CVD method. And
The conductive film 15 is etched to a predetermined depth in the trench 5 by a predetermined planarization process such as a CMP method or a predetermined etching process.
【0012】次に、図12に示したように、所定のエッ
チング工程により、p型シリコン基板1の上部を所定の
形状にエッチングする。次に、図13に示したように、
CVD法を用いて全面に絶縁膜、例えばTEOS膜16
を厚さ数百nm程度に形成する。その後、所定のエッチ
ング工程や、例えばCMP法等の平坦化プロセスを用い
て、p型シリコン基板1の上面で平坦化する。これによ
り、TEOS膜16からなる素子分離領域が形成され
る。Next, as shown in FIG. 12, the upper portion of the p-type silicon substrate 1 is etched into a predetermined shape by a predetermined etching process. Next, as shown in FIG.
An insulating film, for example, a TEOS film 16
Is formed to a thickness of about several hundred nm. Thereafter, the upper surface of the p-type silicon substrate 1 is planarized by using a predetermined etching process or a planarization process such as a CMP method. As a result, an element isolation region composed of the TEOS film 16 is formed.
【0013】次に、図14に示したように、例えば熱酸
化法を用いて、全面にシリコン酸化膜17を厚さ8nm
程度に形成する。このシリコン酸化膜17はゲート絶縁
膜となる。次に、CVD法を用いて、全面にポリシリコ
ン膜18を厚さ100nm程度に形成する。そして、例
えばスパッタ法を用いて、ポリシリコン膜18の上面に
タングステンシリサイド膜19を厚さ55nm程度に形
成する。さらに、例えばCVD法を用いて、タングステ
ンシリサイド膜19の上面にシリコン窒化膜20を厚さ
150nm程度に形成する。さらに、シリコン窒化膜2
0の上面に所定の形状にパターニングされた図示せぬレ
ジストをマスクとして、異方性エッチング法、例えばR
IE法を用いてシリコン窒化膜20及びタングステンシ
リサイド膜19並びにポリシリコン膜18をエッチング
する。このシリコン窒化膜20及びタングステンシリサ
イド膜19並びにポリシリコン膜18がゲート電極とな
る。Next, as shown in FIG. 14, a silicon oxide film 17 is formed to a thickness of 8 nm on the entire surface by using, for example, a thermal oxidation method.
Formed to the extent. This silicon oxide film 17 becomes a gate insulating film. Next, a polysilicon film 18 is formed to a thickness of about 100 nm on the entire surface by using the CVD method. Then, a tungsten silicide film 19 is formed to a thickness of about 55 nm on the upper surface of the polysilicon film 18 by using, for example, a sputtering method. Further, a silicon nitride film 20 is formed to a thickness of about 150 nm on the upper surface of the tungsten silicide film 19 by using, for example, a CVD method. Further, the silicon nitride film 2
An anisotropic etching method, for example, using an unillustrated resist patterned in a predetermined shape on the upper surface of
The silicon nitride film 20, the tungsten silicide film 19, and the polysilicon film 18 are etched by using the IE method. The silicon nitride film 20, the tungsten silicide film 19, and the polysilicon film 18 serve as gate electrodes.
【0014】次に、図15に示したように、所定の拡散
層21を形成する。そして、CVD法を用いて全面にシ
リコン窒化膜22を厚さ30nm程度に形成する。さら
に、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例えばBPSG膜
23を厚さ700nm程度に形成する。このBPSG膜
23を平坦化プロセス、例えばCMP法を用いてシリコ
ン窒化膜20の上方、100nm程度まで除去して平坦
化する。そして、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例え
ばTEOS膜24を厚さ200nm〜400nm程度に
形成する。さらに、このTEOS膜24及びBPSG膜
23を所定の形状にエッチングし、導電膜、例えばポリ
シリコン膜25、タングステン膜26を所定の形状に形
成する。ここで、ポリシリコン膜25はコンタクトとな
り、タングステン膜26は第一配線層となる。Next, as shown in FIG. 15, a predetermined diffusion layer 21 is formed. Then, a silicon nitride film 22 is formed to a thickness of about 30 nm on the entire surface by using the CVD method. Further, an insulating film, for example, a BPSG film 23 is formed to a thickness of about 700 nm on the entire surface by using the CVD method. The BPSG film 23 is planarized by removing it to a thickness of about 100 nm above the silicon nitride film 20 by using a flattening process, for example, a CMP method. Then, an insulating film, for example, a TEOS film 24 is formed with a thickness of about 200 nm to 400 nm on the entire surface by using the CVD method. Further, the TEOS film 24 and the BPSG film 23 are etched into a predetermined shape to form a conductive film, for example, a polysilicon film 25 and a tungsten film 26 into a predetermined shape. Here, the polysilicon film 25 becomes a contact, and the tungsten film 26 becomes a first wiring layer.
【0015】以上のようにしてトレンチ型DRAMのセ
ルキャパシタ部の基本的構造が形成される。ここで、図
2から図5に示した工程を省略して、埋め込みプレート
10を形成しない方法も考えられている。この場合、ト
レンチ型DRAMのセルキャパシタ部の基本的構造は図
16に示したようになる。このトレンチキャパシタ27
の構造について説明する。導電膜12に正の電圧が加わ
ると、p型シリコン基板1のうち、絶縁膜11を挟んで
導電膜12に対抗する位置がn型となる。この図示せぬ
n型部分がプレート電極となるのである。As described above, the basic structure of the cell capacitor portion of the trench DRAM is formed. Here, a method in which the steps shown in FIGS. 2 to 5 are omitted and the buried plate 10 is not formed is also considered. In this case, the basic structure of the cell capacitor portion of the trench DRAM is as shown in FIG. This trench capacitor 27
Will be described. When a positive voltage is applied to the conductive film 12, the position of the p-type silicon substrate 1 opposing the conductive film 12 across the insulating film 11 becomes n-type. The n-type portion (not shown) becomes a plate electrode.
【0016】次に、例えばDRAMの周辺回路部で用い
られるSTI(Shallow Trench Isolation)を有する従
来の半導体装置の平面図を図17に示し、切断線A−
A’で切断した断面図を図18に示し、切断線B−B’
で切断した断面図を図19に示す。この従来の半導体装
置はMOSトランジスタ構造になっていて、半導体基板
31上にゲート絶縁膜32を介して形成されたゲート電
極33と、このゲート電極33を挟むように形成された
拡散領域(ソース・ドレイン領域)34とを備えてい
る。そして、このMOSトランジスタはSTI35によ
って他の素子と電気的に絶縁される。このSTI35は
半導体基板31にトレンチを形成した後、このトレンチ
を絶縁膜で埋込むことによって形成される。Next, FIG. 17 shows a plan view of a conventional semiconductor device having STI (Shallow Trench Isolation) used in, for example, a peripheral circuit portion of a DRAM, and FIG.
FIG. 18 shows a cross-sectional view taken along a line A ′, and a section line BB ′.
FIG. 19 shows a cross-sectional view taken along the line in FIG. This conventional semiconductor device has a MOS transistor structure, and has a gate electrode 33 formed on a semiconductor substrate 31 with a gate insulating film 32 interposed therebetween, and a diffusion region (source / source) formed so as to sandwich the gate electrode 33. Drain region) 34. The MOS transistor is electrically insulated from other elements by the STI 35. The STI 35 is formed by forming a trench in the semiconductor substrate 31 and filling the trench with an insulating film.
【0017】[0017]
【発明が解決しようとする課題】まず、図1から図16
に示したようなDRAMの製造工程における問題点につ
いて説明する。図20に埋め込みプレート10を形成
し、これをプレート電極として用いる場合(図15参
照)の拡大図を示す。このトレンチキャパシタは、絶縁
膜11を導電膜12と埋め込みプレート10によって挟
むことにより構成される。通常、導電膜12には電源電
圧Vcが加わる。そして、埋め込みプレート10には電
源電圧の1/2、すなわちVc/2が加わる。これによ
り、絶縁膜11に印可される電圧は電源電圧の1/2に
緩和される利点がある。しかし、埋め込みプレート10
を形成する工程は複雑であり、その構造を制御すること
が困難となる問題がある。また、導電膜14に電圧が印
可されることにより、TEOS膜16に隣接した拡散層
21と、n型拡散層6とが電気的に接続されてしまう寄
生トランジスタの発生が問題となる。この寄生トランジ
スタは、トレンチ5の表面の界面準位密度が高いほど発
生しやすくなる。そして、トレンチ5の形成時にトレン
チの表面に生じたエッチングダメージにより界面準位密
度が高くなることから、この寄生トランジスタの発生が
助長されるのである。First, FIG. 1 to FIG.
A problem in the manufacturing process of the DRAM as shown in FIG. FIG. 20 shows an enlarged view of a case where the buried plate 10 is formed and used as a plate electrode (see FIG. 15). This trench capacitor is formed by sandwiching an insulating film 11 between a conductive film 12 and a buried plate 10. Usually, the power supply voltage Vc is applied to the conductive film 12. Then, 埋 め 込 み of the power supply voltage, that is, Vc / 2 is applied to the embedded plate 10. Thereby, there is an advantage that the voltage applied to the insulating film 11 is reduced to の of the power supply voltage. However, the embedding plate 10
Is complicated, and there is a problem that it is difficult to control the structure. In addition, when a voltage is applied to the conductive film 14, there is a problem of occurrence of a parasitic transistor in which the diffusion layer 21 adjacent to the TEOS film 16 and the n-type diffusion layer 6 are electrically connected. This parasitic transistor is more likely to occur as the interface state density on the surface of the trench 5 increases. Since the interface state density is increased by etching damage generated on the surface of the trench when the trench 5 is formed, the occurrence of the parasitic transistor is promoted.
【0018】図21に埋め込みプレート10を形成する
工程を省略した場合のトレンチキャパシタの拡大図を示
す。このトレンチキャパシタでは、導電膜12に正の電
圧が加わると、p型シリコン基板1のうち、絶縁膜11
を挟んで導電膜12に対抗する位置がn型となる。この
図示せぬn型部分がプレート電極となる。この場合、埋
め込みプレートを形成するための複雑な工程を回避する
ことができる利点がある。しかし、絶縁膜11に隣接す
る領域においてn型拡散層6とシリコン基板1との間で
の寄生ダイオードリーク電流が発生するのを防止するた
め、そのn型拡散層6の電位とシリコン基板1の基板電
位を等しくする必要がある。つまり、n型拡散層6の電
位を接地電位とすることとなる。そして、通常、導電膜
12には電源電圧Vcが加わる。このとき絶縁膜11を
挟んで導電膜12と対抗する位置に発生する図示せぬプ
レート電極の電位はn型拡散層6の電位、すなわち、接
地電位となる。このようにして、トレンチキャパシタの
キャパシタ絶縁膜である絶縁膜11には、電源電圧がそ
のまま印可されることとなる。よって、図20のよう
に、埋め込みプレート10を形成する場合と比べると、
絶縁膜11に2倍の電圧が印可されるという問題が生じ
る。また、導電膜14に電圧が印可されることにより、
TEOS膜16に隣接した拡散層21と、n型拡散層6
とが電気的に接続されてしまう寄生トランジスタの発生
が問題となる。この寄生トランジスタは、トレンチ5の
表面の界面準位密度が高いほど発生しやすくなる。そし
て、トレンチ5の形成時にトレンチ表面に生じたエッチ
ングダメージにより界面準位密度が高くなる。このた
め、寄生トランジスタの発生が助長されるのである。ま
た、絶縁膜11に隣接する領域におけるn型拡散層6と
シリコン基板1との間での寄生ダイオードリーク電流
も、界面準位密度が高いほど発生しやすくなる。これら
の問題は、埋め込みプレート10を形成した場合に比べ
て拡散層21とn型拡散層6との電位差が2倍になって
いるため、より大きな問題となる。そして、素子の微細
化に伴って、さらに大きな問題となる。また、導電膜1
2に正の電圧がかかっていないと、シリコン基板1との
間で空乏層が発生し、キャパシタ容量の低下が問題とな
る。FIG. 21 is an enlarged view of the trench capacitor when the step of forming the buried plate 10 is omitted. In this trench capacitor, when a positive voltage is applied to the conductive film 12, the insulating film 11 of the p-type silicon substrate 1
The position opposing the conductive film 12 with n is sandwiched between the n-type. The n-type portion (not shown) becomes a plate electrode. In this case, there is an advantage that a complicated process for forming the embedded plate can be avoided. However, in order to prevent the occurrence of a parasitic diode leakage current between the n-type diffusion layer 6 and the silicon substrate 1 in a region adjacent to the insulating film 11, the potential of the n-type diffusion layer 6 and the potential of the silicon substrate 1 The substrate potential needs to be equal. That is, the potential of the n-type diffusion layer 6 is set to the ground potential. Normally, the power supply voltage Vc is applied to the conductive film 12. At this time, the potential of the plate electrode (not shown) generated at a position opposite to the conductive film 12 with the insulating film 11 interposed therebetween becomes the potential of the n-type diffusion layer 6, that is, the ground potential. Thus, the power supply voltage is applied to the insulating film 11 which is the capacitor insulating film of the trench capacitor as it is. Therefore, as compared with the case where the embedded plate 10 is formed as shown in FIG.
There is a problem that a double voltage is applied to the insulating film 11. In addition, when a voltage is applied to the conductive film 14,
A diffusion layer 21 adjacent to the TEOS film 16;
This causes a problem of generation of a parasitic transistor that is electrically connected. This parasitic transistor is more likely to occur as the interface state density on the surface of the trench 5 increases. Then, the interface state density increases due to etching damage generated on the trench surface when the trench 5 is formed. Therefore, the generation of the parasitic transistor is promoted. Also, the higher the interface state density, the more easily the parasitic diode leakage current between the n-type diffusion layer 6 and the silicon substrate 1 in the region adjacent to the insulating film 11 increases. These problems become more serious since the potential difference between the diffusion layer 21 and the n-type diffusion layer 6 is doubled as compared with the case where the buried plate 10 is formed. Then, with the miniaturization of the element, a more serious problem occurs. In addition, conductive film 1
If a positive voltage is not applied to 2, a depletion layer is generated between silicon substrate 1 and silicon substrate 1, which causes a problem of lowering the capacitance of the capacitor.
【0019】次に、図17から図19に示したような、
例えばDRAMの周辺回路部で用いられるSTIを有す
る従来の半導体装置の製造工程における問題点について
説明する。Next, as shown in FIGS.
For example, a problem in a manufacturing process of a conventional semiconductor device having an STI used in a peripheral circuit portion of a DRAM will be described.
【0020】図17から図19に示したような従来の半
導体装置においては、STIの製造工程においてSTI
35を形成するためのトレンチの角部36a,36b
(図18参照)が尖る。この結果、a)MOSFETの
ゲート絶縁膜32が薄膜化して耐圧が劣化することおよ
びb)上記角部36aで電界が集中することによるMO
SFETのしきい値が低下してカットオフ特性の劣化が
生じるという問題がある。In the conventional semiconductor device as shown in FIGS. 17 to 19, the STI
Corners 36a, 36b of the trench for forming
(See FIG. 18). As a result, a) the gate insulating film 32 of the MOSFET is thinned and the withstand voltage is deteriorated, and b) the MO due to the concentration of the electric field at the corner 36a is reduced.
There is a problem that the threshold value of the SFET is lowered and the cutoff characteristic is deteriorated.
【0021】また、STI35を形成するためのトレン
チの角部36a,36bが尖っていることにより、絶縁
材を上記トレンチに埋込んでSTI35を形成する際に
絶縁材のカバレッジが悪く図18に示すようにシーム4
0が生じるという問題がある。このシーム40は、MO
Sトランジスタを形成する場合にゲート配線がシーム4
0に残り短絡するという問題を引起こす。Further, since the corners 36a and 36b of the trench for forming the STI 35 are sharp, when the insulating material is embedded in the trench to form the STI 35, the coverage of the insulating material is poor, as shown in FIG. Seam 4
There is a problem that 0 occurs. This seam 40 is
When forming an S transistor, the gate wiring is seam 4
This causes the problem of remaining at 0 and short-circuiting.
【0022】本願発明は上記事情を考慮してなされたも
のであって、素子の特性が劣化するのを可及的に防止し
た半導体装置及びその製造方法を提供することを目的と
する。The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a semiconductor device and a method of manufacturing the same, which prevent deterioration of element characteristics as much as possible.
【0023】[0023]
【課題を解決するための手段】本願発明は、一導電型半
導体基板に形成されたトレンチの表面を水素熱処理する
ことを特徴とする。また、本願発明は、一導電型半導体
基板の不純物濃度を通常よりも低くしておくことを特徴
とする。The present invention is characterized in that the surface of a trench formed in a semiconductor substrate of one conductivity type is subjected to a hydrogen heat treatment. Further, the invention of the present application is characterized in that the impurity concentration of the one conductivity type semiconductor substrate is set lower than usual.
【0024】また、本願発明は、トレンチから一導電型
半導体基板にむけて反対導電型不純物を拡散させること
を特徴とする。また、本願発明は、水素熱処理により、
トレンチ付近から一導電型不純物を外方拡散させること
を特徴とする。Further, the present invention is characterized in that impurities of the opposite conductivity type are diffused from the trench to the semiconductor substrate of one conductivity type. In addition, the present invention, by hydrogen heat treatment,
The method is characterized in that one conductivity type impurity is diffused outward from the vicinity of the trench.
【0025】また、本願発明は、一導電型半導体基板の
底面から所定の高さまでの一導電型不純物濃度が前記所
定の高さから上面までの一導電型不純物濃度よりも高濃
度であることを特徴とする。Further, according to the present invention, it is preferable that the one-conductivity-type impurity concentration from the bottom surface of the one-conductivity-type semiconductor substrate to a predetermined height is higher than the one-conductivity-type impurity concentration from the predetermined height to the top surface. Features.
【0026】また、本願発明は、シリコン基板上に絶縁
膜を形成した後、この絶縁膜および前記シリコン基板を
エッチングすることによりトレンチを形成する工程と、
所定の還元雰囲気でアニールする工程と、を備えている
ことを特徴とする。Further, the present invention provides a step of forming a trench by forming an insulating film on a silicon substrate and then etching the insulating film and the silicon substrate.
Annealing in a predetermined reducing atmosphere.
【0027】また、本願発明は、シリコン基板上に絶縁
膜を形成した後、この絶縁膜および前記シリコン基板を
エッチングすることによりトレンチを形成する工程と、
前記シリコン基板上に残存している前記絶縁膜の側部を
エッチングすることにより前記トレンチの上側の角部近
傍の前記シリコン基板の表面を露出させる工程と、所定
の還元雰囲気でアニールする工程と、を備えていること
を特徴とする。Further, the present invention provides a method of forming a trench by forming an insulating film on a silicon substrate and then etching the insulating film and the silicon substrate.
Exposing the surface of the silicon substrate near the upper corner of the trench by etching a side portion of the insulating film remaining on the silicon substrate, and annealing in a predetermined reducing atmosphere; It is characterized by having.
【0028】また、本願発明は、シリコン基板上に第1
の絶縁膜を形成した後、この第1の絶縁膜および前記シ
リコン基板をエッチングすることによりトレンチを形成
する工程と、前記トレンチを埋込むように基板全体の第
2の絶縁膜を堆積した後、前記第1の絶縁膜の表面が露
出するまで前記第2の絶縁膜をエッチングする工程と、
露出している前記第1の絶縁膜を除去する工程と、所定
の還元雰囲気でアニールする工程と、を備えていること
を特徴とする。Also, the present invention provides a method of forming a first substrate on a silicon substrate.
Forming a trench by etching the first insulating film and the silicon substrate, and depositing a second insulating film on the entire substrate so as to fill the trench. Etching the second insulating film until the surface of the first insulating film is exposed;
A step of removing the exposed first insulating film; and a step of annealing in a predetermined reducing atmosphere.
【0029】また、本願発明は、シリコン基板をエッチ
ングすることによりトレンチを形成する工程と、前記ト
レンチを埋込むように基板全面に絶縁膜を堆積した後、
前記シリコン基板の表面が露出するまで前記絶縁膜をエ
ッチングする工程と、所定の還元雰囲気でアニールする
工程と、を備えていることを特徴とする。さらに、前記
還元雰囲気は圧力が大気圧より低く、温度が900℃〜
1100℃の範囲の温度であって、水素濃度が100%
の雰囲気であることが好ましい。Further, according to the present invention, a step of forming a trench by etching a silicon substrate, and a step of depositing an insulating film over the entire surface of the substrate so as to fill the trench,
A step of etching the insulating film until the surface of the silicon substrate is exposed; and a step of annealing in a predetermined reducing atmosphere. Further, the reducing atmosphere has a pressure lower than the atmospheric pressure and a temperature of 900 ° C.
A temperature in the range of 1100 ° C. and a hydrogen concentration of 100%
The atmosphere is preferably
【0030】[0030]
【発明の実施の形態】本願発明の第一の実施の形態につ
いて図面(図22〜図37)を参酌して説明する。ここ
では、トレンチを有する半導体装置として、DRAMを
例として説明する。ここでのトレンチはDRAMにおけ
るトレンチキャパシタの一部として利用される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 22 to 37). Here, a DRAM will be described as an example of a semiconductor device having a trench. The trench here is used as a part of a trench capacitor in a DRAM.
【0031】まず、図22に示したように、半導体基
板、例えばp型シリコン基板51の上面に、熱酸化法を
用いてシリコン酸化膜52を厚さ8nm程度に形成す
る。そして、CVD(Chemical Vapor Deposition )法
を用いてシリコン酸化膜52の上面にシリコン窒化膜5
3を厚さ220nm程度に形成する。さらに、CVD法
を用いてシリコン窒化膜53の上面にTEOS膜54を
厚さ200nm程度に形成する。次に、回転塗布法を用
いてTEOS膜54の上面に図示せぬレジストを塗布す
る。次に、写真蝕刻法を用いてこのレジストを所定の形
状にパターニングする。この所定の形状にパターニング
された図示せぬレジストをマスクとして、異方性エッチ
ング法、例えばRIE法によりTEOS膜54及びシリ
コン窒化膜53並びにシリコン酸化膜52を所定の形状
にエッチングする。これにより、p型シリコン基板51
の上面の一部が露出する。さらに、TEOS膜54をマ
スクとして異方性エッチング法、例えばRIE法を用い
てp型シリコン基板51をエッチングする。これによ
り、トレンチ55が形成される。なお、あらかじめp型
シリコン基板51の所定の位置にn型拡散層56を形成
しておく。また、このトレンチ55の深さは、例えば7
μm程度とする。First, as shown in FIG. 22, a silicon oxide film 52 is formed to a thickness of about 8 nm on the upper surface of a semiconductor substrate, for example, a p-type silicon substrate 51 by using a thermal oxidation method. Then, a silicon nitride film 5 is formed on the upper surface of the silicon oxide film 52 by using a CVD (Chemical Vapor Deposition) method.
3 is formed to a thickness of about 220 nm. Further, a TEOS film 54 is formed to a thickness of about 200 nm on the upper surface of the silicon nitride film 53 by using the CVD method. Next, a resist (not shown) is applied to the upper surface of the TEOS film 54 using a spin coating method. Next, this resist is patterned into a predetermined shape using a photolithography method. Using the resist (not shown) patterned in the predetermined shape as a mask, the TEOS film 54, the silicon nitride film 53, and the silicon oxide film 52 are etched into a predetermined shape by an anisotropic etching method, for example, an RIE method. Thereby, the p-type silicon substrate 51
A part of the upper surface of is exposed. Further, the p-type silicon substrate 51 is etched using an anisotropic etching method, for example, an RIE method using the TEOS film 54 as a mask. Thus, a trench 55 is formed. Note that an n-type diffusion layer 56 is formed at a predetermined position on the p-type silicon substrate 51 in advance. The depth of the trench 55 is, for example, 7
It is about μm.
【0032】次に、図23に示したように、水素熱処理
をする。水素熱処理の条件としては、例えば800℃〜
1000℃程度で、圧力数Torr〜数百Torr、処
理時間は数秒から数十分とするが、これに限られるもの
ではない。これにより、図23の拡大図に示したよう
に、トレンチ55の側面のエッチングダメージ78を除
去する。そして、エッチングダメージ78を除去するこ
とによって、トレンチ55の側壁の形状の凹凸が除去さ
れ、界面準位密度を低減させることができる。このよう
にして、トレンチ55の側面を安定化させると、寄生ト
ランジスタの発生を抑えることが可能となる。また、ト
レンチキャパシタの耐圧、信頼性等の電気的諸特性の改
善を図ることが可能となる。Next, as shown in FIG. 23, a hydrogen heat treatment is performed. The conditions of the hydrogen heat treatment are, for example, 800 ° C.
At about 1000 ° C., the pressure is several Torr to several hundred Torr, and the processing time is several seconds to several tens of minutes, but is not limited thereto. Thereby, as shown in the enlarged view of FIG. 23, the etching damage 78 on the side surface of the trench 55 is removed. Then, by removing the etching damage 78, the unevenness of the shape of the side wall of the trench 55 is removed, and the interface state density can be reduced. By stabilizing the side surface of the trench 55 in this way, it is possible to suppress the occurrence of a parasitic transistor. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor.
【0033】次に、図24に示したように、CVD法を
用いて全面に、不純物を含む膜、例えばAsSG膜57
を厚さ30nm程度に形成する。さらに、回転塗布法を
用いて全面にレジスト58を厚さ数千nm程度に形成す
る。そして、露光現像法やダウンフローエッチング法を
用いて、レジスト58をトレンチ55の所定の深さまで
除去する。これにより、AsSG膜57の一部が露出す
る。Next, as shown in FIG. 24, a film containing impurities, for example, an AsSG film 57 is formed on the entire surface by CVD.
Is formed to a thickness of about 30 nm. Further, a resist 58 is formed on the entire surface to a thickness of about several thousand nm using a spin coating method. Then, the resist 58 is removed to a predetermined depth of the trench 55 by using an exposure development method or a downflow etching method. Thereby, a part of the AsSG film 57 is exposed.
【0034】次に、図25に示したように、フッ酸系の
ウェットエッチング法を用いて、露出しているAsSG
膜57を除去する。次に、図26に示したように、アッ
シング法やウェットエッチング法によりレジスト58を
除去する。そして、CVD法を用いて全面にTEOS膜
59を形成する。このTEOS膜59により、AsSG
膜57は被覆される。Next, as shown in FIG. 25, the exposed AsSG is etched using a hydrofluoric acid-based wet etching method.
The film 57 is removed. Next, as shown in FIG. 26, the resist 58 is removed by an ashing method or a wet etching method. Then, a TEOS film 59 is formed on the entire surface by using the CVD method. As a result of this TEOS film 59, AsSG
The membrane 57 is coated.
【0035】次に、図27に示したように、熱拡散法を
用いて、AsSG膜57に含まれるAsをトレンチ55
の側面からp型シリコン基板51に拡散させる。これに
より、プレート電極となる埋め込みプレート60が形成
される。ここで、TEOS膜59はAsをトレンチ55
の側面からp型シリコン基板51に拡散させる際に、A
sがトレンチ55内に拡散してトレンチ55の側面のう
ちAsSG膜57が形成されていない部分からp型シリ
コン基板51に拡散することを防止するためのものであ
る。さらに、ウェットエッチング法を用いてTEOS膜
59及びAsSG膜57をそれぞれ除去する。Next, as shown in FIG. 27, As contained in the AsSG film 57 is formed in the trench 55 by using a thermal diffusion method.
Is diffused into the p-type silicon substrate 51 from the side surface. Thus, a buried plate 60 serving as a plate electrode is formed. Here, the TEOS film 59 is formed by forming As into the trench 55.
When diffusing from the side surface of the substrate into the p-type silicon substrate 51, A
This is for preventing s from diffusing into the trench 55 and diffusing into the p-type silicon substrate 51 from a portion of the side surface of the trench 55 where the AsSG film 57 is not formed. Further, the TEOS film 59 and the AsSG film 57 are respectively removed by using a wet etching method.
【0036】次に、図28に示したように、CVD法を
用いて、全面に絶縁膜61を厚さ数十nm程度に形成す
る。ここで、絶縁膜61としては、例えば窒化膜と酸化
膜との複合膜であるNO膜が挙げられる。また、絶縁膜
61の代わりに誘電体膜を利用しても構わない。さら
に、CVD法を用いて、全面に導電膜62を形成する。
この導電膜62としては、例えば不純物がドープされた
ポリシリコン膜が挙げられる。Next, as shown in FIG. 28, an insulating film 61 is formed on the entire surface to a thickness of about several tens nm by using the CVD method. Here, as the insulating film 61, for example, an NO film which is a composite film of a nitride film and an oxide film is exemplified. Further, a dielectric film may be used instead of the insulating film 61. Further, a conductive film 62 is formed on the entire surface by using the CVD method.
As the conductive film 62, for example, a polysilicon film doped with an impurity can be given.
【0037】次に、図29に示したように、CMP法等
の所定の平坦化プロセスや所定のエッチング工程によ
り、導電膜62をトレンチ55内の所定の深さまで除去
する。これにより、絶縁膜61の一部が露出される。こ
の際、TEOS膜54は除去されることとなる。Next, as shown in FIG. 29, the conductive film 62 is removed to a predetermined depth in the trench 55 by a predetermined planarization process such as a CMP method or a predetermined etching process. Thereby, a part of the insulating film 61 is exposed. At this time, the TEOS film 54 is removed.
【0038】次に、図30に示したように、例えばリン
酸系のウェットエッチング法を用いて、露出した絶縁膜
61を除去する。次に、図31に示したように、CVD
法を用いて、全面に絶縁膜、例えばTEOS膜63を厚
さ35nm程度に形成する。このTEOS膜63は寄生
トランジスタの発生を防止するためのものであり、膜厚
を十分に取る必要がある。そして、異方性エッチング
法、例えばRIE法を用いて絶縁膜63をトレンチ55
の側面にのみ残す。Next, as shown in FIG. 30, the exposed insulating film 61 is removed using, for example, a phosphoric acid-based wet etching method. Next, as shown in FIG.
An insulating film, for example, a TEOS film 63 is formed to a thickness of about 35 nm on the entire surface by using a method. The TEOS film 63 is for preventing the occurrence of a parasitic transistor, and needs to have a sufficient thickness. Then, the insulating film 63 is formed in the trench 55 by anisotropic etching, for example, RIE.
Leave only on the sides.
【0039】次に、図32に示したように、CVD法を
用いて、全面に、例えば砒素をドープした多結晶シリコ
ン膜からなる導電膜64をトレンチ55が充填されるよ
うに厚さ数百nm程度に形成する。そして、CMP法等
の平坦化プロセスにより、シリコン窒化膜53の上面ま
で平坦化する。そして、例えばダウンフローエッチング
法を用いて導電膜64を所定の深さまでエッチングす
る。Next, as shown in FIG. 32, a conductive film 64 made of, for example, an arsenic-doped polycrystalline silicon film having a thickness of several hundreds It is formed to a thickness of about nm. Then, the upper surface of the silicon nitride film 53 is flattened by a flattening process such as a CMP method. Then, the conductive film 64 is etched to a predetermined depth by using, for example, a downflow etching method.
【0040】次に、図33に示したように、例えばウェ
ットエッチング法を用いてTEOS膜63を所定の深さ
までエッチングする。そして、CVD法を用いて全面
に、例えば砒素がドープされた多結晶シリコン膜からな
る導電膜65を厚さ数百nm程度に形成する。そして、
CMP法等の所定の平坦化プロセスや所定のエッチング
工程により、導電膜65をトレンチ55内の所定の深さ
までエッチングする。Next, as shown in FIG. 33, the TEOS film 63 is etched to a predetermined depth by using, for example, a wet etching method. Then, a conductive film 65 made of, for example, a polycrystalline silicon film doped with arsenic is formed on the entire surface to a thickness of about several hundred nm using the CVD method. And
The conductive film 65 is etched to a predetermined depth in the trench 55 by a predetermined planarization process such as a CMP method or a predetermined etching process.
【0041】次に、図34に示したように、所定のエッ
チング工程により、p型シリコン基板51の上部を所定
の形状にエッチングする。次に、図35に示したよう
に、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例えばTEOS膜
66を厚さ数百nm程度に形成する。その後、所定のエ
ッチング工程や、例えばCMP法等の平坦化プロセスを
用いて、p型シリコン基板51の上面で平坦化する。こ
れにより、TEOS膜66からなる素子分離領域が形成
される。Next, as shown in FIG. 34, the upper portion of the p-type silicon substrate 51 is etched into a predetermined shape by a predetermined etching process. Next, as shown in FIG. 35, an insulating film, for example, a TEOS film 66 is formed on the entire surface to a thickness of about several hundred nm by using the CVD method. After that, the upper surface of the p-type silicon substrate 51 is planarized by using a predetermined etching process or a planarization process such as a CMP method. Thus, an element isolation region composed of the TEOS film 66 is formed.
【0042】次に、図36に示したように、例えば熱酸
化法を用いて、全面にシリコン酸化膜67を厚さ8nm
程度に形成する。このシリコン酸化膜67はゲート絶縁
膜となる。次に、CVD法を用いて、全面にポリシリコ
ン膜68を厚さ100nm程度に形成する。そして、例
えばスパッタ法を用いて、ポリシリコン膜68の上面に
タングステンシリサイド膜69を厚さ55nm程度に形
成する。さらに、例えばCVD法を用いて、タングステ
ンシリサイド膜69の上面にシリコン窒化膜70を厚さ
150nm程度に形成する。さらに、シリコン窒化膜7
0の上面に所定の形状にパターニングされた図示せぬレ
ジストをマスクとして、異方性エッチング法、例えばR
IE法を用いてシリコン窒化膜70及びタングステンシ
リサイド膜69並びにポリシリコン膜68をエッチング
する。このシリコン窒化膜70及びタングステンシリサ
イド膜69並びにポリシリコン膜68がゲート電極とな
る。Next, as shown in FIG. 36, a silicon oxide film 67 having a thickness of 8 nm is formed on the entire surface by, for example, a thermal oxidation method.
Formed to the extent. This silicon oxide film 67 becomes a gate insulating film. Next, a polysilicon film 68 is formed to a thickness of about 100 nm on the entire surface by using the CVD method. Then, a tungsten silicide film 69 having a thickness of about 55 nm is formed on the upper surface of the polysilicon film 68 by using, for example, a sputtering method. Further, a silicon nitride film 70 is formed to a thickness of about 150 nm on the upper surface of the tungsten silicide film 69 by using, for example, a CVD method. Further, the silicon nitride film 7
An anisotropic etching method, for example, using an unillustrated resist patterned in a predetermined shape on the upper surface of
The silicon nitride film 70, the tungsten silicide film 69, and the polysilicon film 68 are etched by using the IE method. The silicon nitride film 70, the tungsten silicide film 69, and the polysilicon film 68 serve as gate electrodes.
【0043】次に、図37に示したように、所定の拡散
層71を形成する。そして、CVD法を用いて全面にシ
リコン窒化膜72を厚さ30nm程度に形成する。さら
に、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例えばBPSG膜
73を厚さ700nm程度に形成する。このBPSG膜
73を平坦化プロセス、例えばCMP法を用いてシリコ
ン窒化膜70の上方、100nm程度まで除去して平坦
化する。そして、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例え
ばTEOS膜74を厚さ200nm〜400nm程度に
形成する。さらに、このTEOS膜74及びBPSG膜
73を所定の形状にエッチングし、導電膜、例えばポリ
シリコン膜75、タングステン膜76を所定の形状に形
成する。ここで、ポリシリコン膜75はコンタクトとな
り、タングステン膜76は第一配線層となる。Next, as shown in FIG. 37, a predetermined diffusion layer 71 is formed. Then, a silicon nitride film 72 is formed to a thickness of about 30 nm on the entire surface by using the CVD method. Further, an insulating film, for example, a BPSG film 73 is formed to a thickness of about 700 nm on the entire surface by using the CVD method. The BPSG film 73 is planarized by removing it to a thickness of about 100 nm above the silicon nitride film 70 using a planarization process, for example, a CMP method. Then, an insulating film, for example, a TEOS film 74 is formed with a thickness of about 200 nm to 400 nm on the entire surface by using the CVD method. Further, the TEOS film 74 and the BPSG film 73 are etched into a predetermined shape to form a conductive film, for example, a polysilicon film 75 and a tungsten film 76 into a predetermined shape. Here, the polysilicon film 75 becomes a contact, and the tungsten film 76 becomes a first wiring layer.
【0044】以上により、トレンチ型DRAMのセルキ
ャパシタ部の基本的構造が形成される。なお、図24か
ら図26に示した工程の代わりに、気相拡散法を用いて
n型不純物、例えばAsをp型シリコン基板に拡散させ
ても構わない。As described above, the basic structure of the cell capacitor portion of the trench DRAM is formed. Note that, instead of the steps shown in FIGS. 24 to 26, an n-type impurity, for example, As, may be diffused into a p-type silicon substrate by using a vapor phase diffusion method.
【0045】以上のように、本願発明の第一の実施の形
態によると、素子の特性が劣化するのを可及的に防止す
ることが可能となる。そして、トレンチ55の側面のエ
ッチングダメージ78を除去することにより(図23参
照)、界面準位密度を低下させ、寄生トランジスタの発
生を抑えることが可能となる。また、トレンチキャパシ
タの耐圧、信頼性等の電気的諸特性の改善を図ることが
可能となる。As described above, according to the first embodiment of the present invention, it is possible to prevent the characteristics of the device from deteriorating as much as possible. Then, by removing the etching damage 78 on the side surface of the trench 55 (see FIG. 23), it is possible to reduce the interface state density and suppress the occurrence of the parasitic transistor. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor.
【0046】次に、本願発明の第二の実施の形態につい
て図面(図38〜図49)を参酌して説明する。まず、
図38に示したように、半導体基板、例えばp型シリコ
ン基板51の上面に、熱酸化法を用いてシリコン酸化膜
52を厚さ8nm程度に形成する。そして、CVD(Ch
emical Vapor Deposition )法を用いてシリコン酸化膜
52の上面にシリコン窒化膜53を厚さ220nm程度
に形成する。さらに、CVD法を用いてシリコン窒化膜
53の上面にTEOS膜54を厚さ200nm程度に形
成する。次に、回転塗布法を用いてTEOS膜54の上
面に図示せぬレジストを塗布する。次に、写真蝕刻法を
用いてこのレジストを所定の形状にパターニングする。
この所定の形状にパターニングされた図示せぬレジスト
をマスクとして、異方性エッチング法、例えばRIE法
によりTEOS膜54及びシリコン窒化膜53並びにシ
リコン酸化膜52を所定の形状にエッチングする。これ
により、p型シリコン基板51の上面の一部が露出す
る。さらに、TEOS膜54をマスクとして異方性エッ
チング法、例えばRIE法を用いてp型シリコン基板5
1をエッチングする。これにより、トレンチ55が形成
される。なお、あらかじめp型シリコン基板51の所定
の位置にn型拡散層56を形成しておく。また、このト
レンチ55の深さは、例えば7μm程度とする。Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 38 to 49). First,
As shown in FIG. 38, a silicon oxide film 52 is formed to a thickness of about 8 nm on the upper surface of a semiconductor substrate, for example, a p-type silicon substrate 51 by using a thermal oxidation method. And CVD (Ch
A silicon nitride film 53 is formed on the upper surface of the silicon oxide film 52 to a thickness of about 220 nm by using an emical vapor deposition (EM) method. Further, a TEOS film 54 is formed to a thickness of about 200 nm on the upper surface of the silicon nitride film 53 by using the CVD method. Next, a resist (not shown) is applied to the upper surface of the TEOS film 54 using a spin coating method. Next, this resist is patterned into a predetermined shape using a photolithography method.
Using the resist (not shown) patterned in the predetermined shape as a mask, the TEOS film 54, the silicon nitride film 53, and the silicon oxide film 52 are etched into a predetermined shape by an anisotropic etching method, for example, an RIE method. Thereby, a part of the upper surface of the p-type silicon substrate 51 is exposed. Further, using the TEOS film 54 as a mask, the p-type silicon
1 is etched. Thus, a trench 55 is formed. Note that an n-type diffusion layer 56 is formed at a predetermined position on the p-type silicon substrate 51 in advance. The depth of the trench 55 is, for example, about 7 μm.
【0047】次に、図39に示したように、水素熱処理
をする。水素熱処理の条件としては、例えば800℃〜
1000℃程度で、圧力数Torr〜数百Torr、処
理時間は数秒から数十分とするが、これに限られるもの
ではない。これにより、図39の拡大図に示したよう
に、トレンチ55の側面のエッチングダメージ78を除
去する。そして、エッチングダメージ78を除去するこ
とによって、トレンチ55の側壁の形状の凹凸が除去さ
れ、界面準位密度を低減させることができる。このよう
にすると、寄生トランジスタの発生及び寄生ダイオード
リーク電流を抑えることが可能となる。また、トレンチ
キャパシタの耐圧、信頼性等の電気的諸特性の改善を図
ることが可能となる。Next, as shown in FIG. 39, a hydrogen heat treatment is performed. The conditions of the hydrogen heat treatment are, for example, 800 ° C.
At about 1000 ° C., the pressure is several Torr to several hundred Torr, and the processing time is several seconds to several tens of minutes, but is not limited thereto. Thereby, as shown in the enlarged view of FIG. 39, the etching damage 78 on the side surface of the trench 55 is removed. Then, by removing the etching damage 78, the unevenness of the shape of the side wall of the trench 55 is removed, and the interface state density can be reduced. This makes it possible to suppress the occurrence of parasitic transistors and the leakage current of parasitic diodes. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor.
【0048】次に、図40に示したように、CVD法を
用いて、全面に絶縁膜61を厚さ数十nm程度に形成す
る。ここで、絶縁膜61としては、例えば窒化膜と酸化
膜との複合膜であるNO膜が挙げられる。また、絶縁膜
61の代わりに誘電体膜を利用しても構わない。さら
に、CVD法を用いて、全面に導電膜62を形成する。
この導電膜62としては、例えば不純物がドープされた
ポリシリコン膜が挙げられる。Next, as shown in FIG. 40, an insulating film 61 is formed to a thickness of about several tens nm on the entire surface by using the CVD method. Here, as the insulating film 61, for example, an NO film which is a composite film of a nitride film and an oxide film is exemplified. Further, a dielectric film may be used instead of the insulating film 61. Further, a conductive film 62 is formed on the entire surface by using the CVD method.
As the conductive film 62, for example, a polysilicon film doped with an impurity can be given.
【0049】次に、図41に示したように、CMP法等
の所定の平坦化プロセスや所定のエッチング工程によ
り、導電膜62をトレンチ55内の所定の深さまで除去
する。これにより、絶縁膜61の一部が露出される。こ
の際、TEOS膜54は除去されることとなる。Next, as shown in FIG. 41, the conductive film 62 is removed to a predetermined depth in the trench 55 by a predetermined flattening process such as a CMP method or a predetermined etching process. Thereby, a part of the insulating film 61 is exposed. At this time, the TEOS film 54 is removed.
【0050】次に、図42に示したように、例えばリン
酸系のウェットエッチング法を用いて、露出した絶縁膜
61を除去する。次に、図43に示したように、CVD
法を用いて、全面に絶縁膜、例えばTEOS膜63を厚
さ35nm程度に形成する。このTEOS膜63は寄生
トランジスタの発生を防止するためのものであり、膜厚
を十分に取る必要がある。そして、異方性エッチング
法、例えばRIE法を用いて絶縁膜63をトレンチ55
の側面にのみ残す。Next, as shown in FIG. 42, the exposed insulating film 61 is removed by using, for example, a phosphoric acid-based wet etching method. Next, as shown in FIG.
An insulating film, for example, a TEOS film 63 is formed to a thickness of about 35 nm on the entire surface by using a method. The TEOS film 63 is for preventing the occurrence of a parasitic transistor, and needs to have a sufficient thickness. Then, the insulating film 63 is formed in the trench 55 by anisotropic etching, for example, RIE.
Leave only on the sides.
【0051】次に、図44に示したように、CVD法を
用いて、全面に、例えば砒素をドープした多結晶シリコ
ン膜からなる導電膜64をトレンチ55が充填されるよ
うに厚さ数百nm程度に形成する。そして、CMP法等
の平坦化プロセスにより、シリコン窒化膜53の上面ま
で平坦化する。そして、例えばダウンフローエッチング
法を用いて導電膜64を所定の深さまでエッチングす
る。Next, as shown in FIG. 44, a conductive film 64 made of, for example, an arsenic-doped polycrystalline silicon film having a thickness several hundreds It is formed to a thickness of about nm. Then, the upper surface of the silicon nitride film 53 is flattened by a flattening process such as a CMP method. Then, the conductive film 64 is etched to a predetermined depth by using, for example, a downflow etching method.
【0052】次に、図45に示したように、例えばウェ
ットエッチング法を用いてTEOS膜63を所定の深さ
までエッチングする。そして、CVD法を用いて全面
に、例えば砒素がドープされた多結晶シリコン膜からな
る導電膜65を厚さ数百nm程度に形成する。そして、
CMP法等の所定の平坦化プロセスや所定のエッチング
工程により、導電膜65をトレンチ55内の所定の深さ
までエッチングする。Next, as shown in FIG. 45, the TEOS film 63 is etched to a predetermined depth using, for example, a wet etching method. Then, a conductive film 65 made of, for example, a polycrystalline silicon film doped with arsenic is formed on the entire surface to a thickness of about several hundred nm using the CVD method. And
The conductive film 65 is etched to a predetermined depth in the trench 55 by a predetermined planarization process such as a CMP method or a predetermined etching process.
【0053】次に、図46に示したように、所定のエッ
チング工程により、p型シリコン基板51の上部を所定
の形状にエッチングする。次に、図47に示したよう
に、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例えばTEOS膜
66を厚さ数百nm程度に形成する。その後、所定のエ
ッチング工程や、例えばCMP法等の平坦化プロセスを
用いて、p型シリコン基板51の上面で平坦化する。こ
れにより、TEOS膜66からなる素子分離領域が形成
される。Next, as shown in FIG. 46, the upper portion of the p-type silicon substrate 51 is etched into a predetermined shape by a predetermined etching process. Next, as shown in FIG. 47, an insulating film, for example, a TEOS film 66 is formed on the entire surface to a thickness of about several hundred nm by using the CVD method. After that, the upper surface of the p-type silicon substrate 51 is planarized by using a predetermined etching process or a planarization process such as a CMP method. Thus, an element isolation region composed of the TEOS film 66 is formed.
【0054】次に、図48に示したように、例えば熱酸
化法を用いて、全面にシリコン酸化膜67を厚さ8nm
程度に形成する。このシリコン酸化膜67はゲート絶縁
膜となる。次に、CVD法を用いて、全面にポリシリコ
ン膜68を厚さ100nm程度に形成する。そして、例
えばスパッタ法を用いて、ポリシリコン膜68の上面に
タングステンシリサイド膜69を厚さ55nm程度に形
成する。さらに、例えばCVD法を用いて、タングステ
ンシリサイド膜69の上面にシリコン窒化膜70を厚さ
150nm程度に形成する。さらに、シリコン窒化膜7
0の上面に所定の形状にパターニングされた図示せぬレ
ジストをマスクとして、異方性エッチング法、例えばR
IE法を用いてシリコン窒化膜70及びタングステンシ
リサイド膜69並びにポリシリコン膜68をエッチング
する。このシリコン窒化膜70及びタングステンシリサ
イド膜69並びにポリシリコン膜68がゲート電極とな
る。Next, as shown in FIG. 48, a silicon oxide film 67 having a thickness of 8 nm is formed on the entire surface by using, for example, a thermal oxidation method.
Formed to the extent. This silicon oxide film 67 becomes a gate insulating film. Next, a polysilicon film 68 is formed to a thickness of about 100 nm on the entire surface by using the CVD method. Then, a tungsten silicide film 69 having a thickness of about 55 nm is formed on the upper surface of the polysilicon film 68 by using, for example, a sputtering method. Further, a silicon nitride film 70 is formed to a thickness of about 150 nm on the upper surface of the tungsten silicide film 69 by using, for example, a CVD method. Further, the silicon nitride film 7
An anisotropic etching method, for example, using an unillustrated resist patterned in a predetermined shape on the upper surface of
The silicon nitride film 70, the tungsten silicide film 69, and the polysilicon film 68 are etched by using the IE method. The silicon nitride film 70, the tungsten silicide film 69, and the polysilicon film 68 serve as gate electrodes.
【0055】次に、図49に示したように、所定の拡散
層71を形成する。そして、CVD法を用いて全面にシ
リコン窒化膜72を厚さ30nm程度に形成する。さら
に、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例えばBPSG膜
73を厚さ700nm程度に形成する。このBPSG膜
73を平坦化プロセス、例えばCMP法を用いてシリコ
ン窒化膜70の上方、100nm程度まで除去して平坦
化する。そして、CVD法を用いて全面に絶縁膜、例え
ばTEOS膜74を厚さ200nm〜400nm程度に
形成する。さらに、このTEOS膜74及びBPSG膜
73を所定の形状にエッチングし、導電膜、例えばポリ
シリコン膜75、タングステン膜76を所定の形状に形
成する。ここで、ポリシリコン膜75はコンタクトとな
り、タングステン膜76は第一配線層となる。Next, as shown in FIG. 49, a predetermined diffusion layer 71 is formed. Then, a silicon nitride film 72 is formed to a thickness of about 30 nm on the entire surface by using the CVD method. Further, an insulating film, for example, a BPSG film 73 is formed to a thickness of about 700 nm on the entire surface by using the CVD method. The BPSG film 73 is planarized by removing it to a thickness of about 100 nm above the silicon nitride film 70 using a planarization process, for example, a CMP method. Then, an insulating film, for example, a TEOS film 74 is formed with a thickness of about 200 nm to 400 nm on the entire surface by using the CVD method. Further, the TEOS film 74 and the BPSG film 73 are etched into a predetermined shape to form a conductive film, for example, a polysilicon film 75 and a tungsten film 76 into a predetermined shape. Here, the polysilicon film 75 becomes a contact, and the tungsten film 76 becomes a first wiring layer.
【0056】以上のようにしてトレンチ型DRAMのセ
ルキャパシタ部の基本的構造が形成される。このトレン
チキャパシタ77の構造について説明する。導電膜62
に正の電圧が加わると、p型シリコン基板51のうち、
絶縁膜61を挟んで導電膜62に対抗する位置がn型と
なる。この図示せぬn型部分がプレート電極となるので
ある。このキャパシタ部以外については、本願発明の第
一の実施の形態と同様である。As described above, the basic structure of the cell capacitor portion of the trench DRAM is formed. The structure of the trench capacitor 77 will be described. Conductive film 62
When a positive voltage is applied to the p-type silicon substrate 51,
The position opposing the conductive film 62 with the insulating film 61 interposed therebetween becomes the n-type. The n-type portion (not shown) becomes a plate electrode. Except for the capacitor section, it is the same as the first embodiment of the present invention.
【0057】以上のように、本願発明の第二の実施の形
態によると、素子の特性が劣化するのを可及的に防止す
ることが可能となる。さらに、埋め込みプレートを形成
しないため、埋め込みプレートを形成する複雑な工程や
その構造を制御する困難性を回避することが可能とな
る。また、トレンチ55の側面のエッチングダメージ7
8を除去することにより(図39参照)、界面準位密度
を低減することができ、寄生トランジスタの発生を抑え
ることが可能となる。また、トレンチキャパシタの耐
圧、信頼性等の電気的諸特性の改善を図ることが可能と
なる。さらに、絶縁膜61に隣接する領域において発生
する、n型拡散層56とp型シリコン基板51との間の
寄生ダイオードリーク電流を減少させることが可能とな
る。このため、n型拡散層56の電位を電源電圧Vcの
1/2であるVc/2にしておくことが可能となる。こ
れにより、絶縁膜61に印可される電圧を電源電圧の1
/2に緩和することが可能となる。それと同時に、キャ
パシタ絶縁膜の薄膜化が可能となり、素子の微細化に有
利となる。また、導電膜64に加わる電圧も電源電圧の
1/2となるため、寄生トランジスタの発生をさらに抑
えることが可能となる。As described above, according to the second embodiment of the present invention, it is possible to prevent the characteristics of the device from deteriorating as much as possible. Further, since the buried plate is not formed, it is possible to avoid complicated steps for forming the buried plate and difficulties in controlling the structure. Further, etching damage 7 on the side surface of the trench 55
By removing 8 (see FIG. 39), the interface state density can be reduced, and the occurrence of parasitic transistors can be suppressed. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor. Further, it is possible to reduce a parasitic diode leak current between the n-type diffusion layer 56 and the p-type silicon substrate 51, which is generated in a region adjacent to the insulating film 61. Therefore, it is possible to keep the potential of the n-type diffusion layer 56 at Vc / 2, which is 1/2 of the power supply voltage Vc. As a result, the voltage applied to the insulating film 61 is reduced to 1 of the power supply voltage.
/ 2 can be reduced. At the same time, the capacitor insulating film can be made thinner, which is advantageous for miniaturization of elements. In addition, since the voltage applied to the conductive film 64 is also の of the power supply voltage, it is possible to further suppress the occurrence of the parasitic transistor.
【0058】次に、本願発明の第三の実施の形態につい
て図面(図38〜図49)を参酌して説明する。本願発
明の第三の実施の形態は、第二の実施の形態において、
p型シリコン基板51の基板濃度を通常よりも薄くした
ものである。通常の不純物濃度は1×1015(atom
s/cm3)から1×1016(atoms/cm3)程度
である。これに対して、例えば、不純物濃度を1×10
14(atoms/cm3)から1×1015(atoms
/cm3)程度にしたものである。図49に示したよう
に、この第三の実施の形態においても、導電膜62に正
の電圧が加わると、p型シリコン基板51のうち、絶縁
膜61を挟んで導電膜62に対抗する位置がn型とな
る。この図示せぬn型部分がプレート電極となるのであ
るが、この第三の実施の形態のようにp型シリコン基板
51の基板濃度を薄くしておくと、プレート電極が形成
される強反転しきい値を下げる効果を得ることができ
る。これにより、絶縁膜61とp型シリコン基板51と
の間で空乏層が発生してキャパシタ容量が低下するのを
抑制することが可能となる。Next, a third embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 38 to 49). The third embodiment of the present invention is the same as the second embodiment,
The substrate concentration of the p-type silicon substrate 51 is made lower than usual. Normal impurity concentration is 1 × 10 15 (atom
s / cm 3 ) to about 1 × 10 16 (atoms / cm 3 ). On the other hand, for example, the impurity concentration is set to 1 × 10
14 (atoms / cm 3 ) to 1 × 10 15 (atoms
/ Cm 3 ). As shown in FIG. 49, also in the third embodiment, when a positive voltage is applied to the conductive film 62, the position of the p-type silicon substrate 51 opposed to the conductive film 62 with the insulating film 61 interposed therebetween. Becomes n-type. The n-type portion (not shown) serves as a plate electrode. However, if the substrate concentration of the p-type silicon substrate 51 is reduced as in the third embodiment, strong inversion in which the plate electrode is formed may occur. The effect of lowering the threshold can be obtained. Thus, it is possible to suppress the occurrence of a depletion layer between the insulating film 61 and the p-type silicon substrate 51 and a decrease in the capacitance of the capacitor.
【0059】なお、図39に既に示した水素熱処理の工
程を省略することも可能である。以上のように、本願発
明の第三の実施の形態によると、素子の特性が劣化する
のを可及的に防止することが可能となる。さらに、埋め
込みプレートを形成しないため、埋め込みプレートを形
成する複雑な工程やその構造を制御する困難性を回避す
ることが可能となる。また、トレンチ55の側面のエッ
チングダメージ78を除去することにより(図39参
照)、界面準位電位を低減させることができ、寄生トラ
ンジスタの発生を抑えることが可能となる。また、トレ
ンチキャパシタの耐圧、信頼性等の電気的諸特性の改善
を図ることが可能となる。さらに、絶縁膜11に隣接す
る領域において発生する、n型拡散層56とp型シリコ
ン基板51との間の寄生ダイオードリーク電流を減少さ
せることが可能となる。このため、n型拡散層56の電
位を電源電圧Vcの1/2であるVc/2にしておくこ
とが可能となる。これにより、絶縁膜61に印可される
電圧を電源電圧の1/2に緩和することが可能となる。
それと同時に、キャパシタ絶縁膜の薄膜化が可能とな
り、素子の微細化に有利となる。また、導電膜64に加
わる電圧も電源電圧の1/2となるため、寄生トランジ
スタの発生をさらに抑えることが可能となる。さらに、
絶縁膜61とp型シリコン基板51との間で空乏層が発
生してキャパシタ容量が低下するのを抑制することが可
能となる。The hydrogen heat treatment step already shown in FIG. 39 can be omitted. As described above, according to the third embodiment of the present invention, it is possible to prevent the characteristics of the device from deteriorating as much as possible. Further, since the buried plate is not formed, it is possible to avoid complicated steps for forming the buried plate and difficulties in controlling the structure. Further, by removing the etching damage 78 on the side surface of the trench 55 (see FIG. 39), the interface state potential can be reduced, and the occurrence of a parasitic transistor can be suppressed. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor. Further, it is possible to reduce a parasitic diode leak current between the n-type diffusion layer 56 and the p-type silicon substrate 51, which is generated in a region adjacent to the insulating film 11. Therefore, it is possible to keep the potential of the n-type diffusion layer 56 at Vc / 2, which is 1/2 of the power supply voltage Vc. As a result, the voltage applied to the insulating film 61 can be reduced to 電源 of the power supply voltage.
At the same time, the capacitor insulating film can be made thinner, which is advantageous for miniaturization of elements. In addition, since the voltage applied to the conductive film 64 is also の of the power supply voltage, it is possible to further suppress the occurrence of the parasitic transistor. further,
It is possible to suppress the occurrence of a depletion layer between the insulating film 61 and the p-type silicon substrate 51 to reduce the capacitance of the capacitor.
【0060】次に、本願発明の第四の実施の形態につい
て図面(図38〜図49)を参酌して説明する。本願発
明の第四の実施の形態は、第二の実施の形態において図
39に既に示した工程と、図40に既に示した工程との
間で、トレンチ55の表面からp型シリコン基板51に
向けて薄いn型不純物を拡散させるものである。n型不
純物を拡散させる方法としては、例えば気相拡散法が挙
げられる。n型不純物としては、例えばP(リン)やA
s(砒素)が考えられる。また、p型シリコン基板51
の基板濃度が1×1015(atoms/cm3)から1
×1016(atoms/cm3)程度である場合には、
このn型不純物の濃度は、1×1016(atoms/c
m3)から1×1017(atoms/cm3)程度とす
る。ここで、後の工程で形成される図示せぬp型ウェル
領域の濃度は通常、1×1017(atoms/cm3)
以上であり、n型不純物の濃度よりも十分高い。このた
め、n型不純物を拡散しても、p型ウェル領域の電気的
特性に影響を与えることはない。Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 38 to 49). According to the fourth embodiment of the present invention, the p-type silicon substrate 51 is formed from the surface of the trench 55 between the step already shown in FIG. 39 and the step already shown in FIG. 40 in the second embodiment. It diffuses a thin n-type impurity toward it. As a method for diffusing the n-type impurity, for example, a gas phase diffusion method can be mentioned. Examples of the n-type impurity include P (phosphorus) and A
s (arsenic) is considered. Also, the p-type silicon substrate 51
Substrate concentration from 1 × 10 15 (atoms / cm 3 ) to 1
When it is about × 10 16 (atoms / cm 3 ),
The concentration of this n-type impurity is 1 × 10 16 (atoms / c
m 3 ) to about 1 × 10 17 (atoms / cm 3 ). Here, the concentration of a p-type well region (not shown) formed in a later step is usually 1 × 10 17 (atoms / cm 3 ).
This is sufficiently higher than the concentration of the n-type impurity. Therefore, even if the n-type impurity is diffused, the electric characteristics of the p-type well region are not affected.
【0061】なお、固相拡散法をもちいてn型不純物を
拡散させる場合には、例えばCVD法を用いてトレンチ
55の表面にn型不純物を含んだ膜を形成し、熱処理に
よりn型不純物をp型シリコン基板51に拡散させる。
この後、例えばウェットエッチング法を用いてn型不純
物を含んだ膜を除去する。このような工程により、n型
不純物を拡散させることとなる。When the n-type impurity is diffused using the solid-phase diffusion method, a film containing the n-type impurity is formed on the surface of the trench 55 by using, for example, a CVD method, and the n-type impurity is removed by heat treatment. Diffusion into the p-type silicon substrate 51.
Thereafter, the film containing the n-type impurity is removed using, for example, a wet etching method. By such a process, the n-type impurity is diffused.
【0062】ここで、この第四の実施の形態において
も、図49に示したように、導電膜62に正の電圧が加
わると、p型シリコン基板51のうち、絶縁膜61を挟
んで導電膜62に対抗する位置がn型となる。この図示
せぬn型部分がプレート電極となるのであるが、この第
四の実施の形態のようにトレンチ55の表面からp型シ
リコン基板51に向けて薄いn型不純物を拡散させてお
くと、トレンチ55付近のシリコン基板は薄いn型とな
っている。これにより、プレート電極が形成される強反
転しきい値を下げる効果を得ることができる。これによ
り、絶縁膜61とp型シリコン基板51との間で空乏層
が発生してキャパシタ容量が低下するのを抑制すること
が可能となる。Here, also in the fourth embodiment, as shown in FIG. 49, when a positive voltage is applied to conductive film 62, conductive film is sandwiched between insulating films 61 of p-type silicon substrate 51. The position opposing the film 62 becomes the n-type. The n-type portion (not shown) serves as a plate electrode. If a thin n-type impurity is diffused from the surface of the trench 55 toward the p-type silicon substrate 51 as in the fourth embodiment, The silicon substrate near the trench 55 has a thin n-type. Thereby, an effect of lowering the strong inversion threshold at which the plate electrode is formed can be obtained. Thus, it is possible to suppress the occurrence of a depletion layer between the insulating film 61 and the p-type silicon substrate 51 and a decrease in the capacitance of the capacitor.
【0063】なお、図39に既に示した水素熱処理の工
程を省略することも可能である。以上のように、本願発
明の第四の実施の形態によると、素子の特性が劣化する
のを可及的に防止することが可能となる。さらに、埋め
込みプレートを形成しないため、埋め込みプレートを形
成する複雑な工程やその構造を制御する困難性を回避す
ることが可能となる。また、トレンチ55の側面のエッ
チングダメージ78を除去することにより(図39参
照)、界面準位密度を低減させることができ、寄生トラ
ンジスタの発生を抑えることが可能となる。また、トレ
ンチキャパシタの耐圧、信頼性等の電気的諸特性の改善
を図ることが可能となる。さらに、絶縁膜11に隣接す
る領域において発生する、n型拡散層56とp型シリコ
ン基板51との間の寄生ダイオードリーク電流を減少さ
せることが可能となる。このため、n型拡散層56の電
位を電源電圧Vcの1/2であるVc/2にしておくこ
とが可能となる。これにより、絶縁膜61に印可される
電圧を電源電圧の1/2に緩和することが可能となる。
それと同時に、キャパシタ絶縁膜の薄膜化が可能とな
り、素子の微細化に有利となる。また、導電膜64に加
わる電圧も電源電圧の1/2となるため、寄生トランジ
スタの発生をさらに抑えることが可能となる。さらに、
絶縁膜61とp型シリコン基板51との間で空乏層が発
生してキャパシタ容量が低下するのを抑制することが可
能となる。The hydrogen heat treatment step already shown in FIG. 39 can be omitted. As described above, according to the fourth embodiment of the present invention, it is possible to prevent deterioration of the characteristics of the element as much as possible. Further, since the buried plate is not formed, it is possible to avoid complicated steps for forming the buried plate and difficulties in controlling the structure. Further, by removing the etching damage 78 on the side surface of the trench 55 (see FIG. 39), the interface state density can be reduced, and the occurrence of a parasitic transistor can be suppressed. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor. Further, it is possible to reduce a parasitic diode leak current between the n-type diffusion layer 56 and the p-type silicon substrate 51, which is generated in a region adjacent to the insulating film 11. Therefore, it is possible to keep the potential of the n-type diffusion layer 56 at Vc / 2, which is 1/2 of the power supply voltage Vc. As a result, the voltage applied to the insulating film 61 can be reduced to 電源 of the power supply voltage.
At the same time, the capacitor insulating film can be made thinner, which is advantageous for miniaturization of elements. In addition, since the voltage applied to the conductive film 64 is also の of the power supply voltage, it is possible to further suppress the occurrence of the parasitic transistor. further,
It is possible to suppress the occurrence of a depletion layer between the insulating film 61 and the p-type silicon substrate 51 to reduce the capacitance of the capacitor.
【0064】次に、本願発明の第五の実施の形態につい
て図面(図38〜図49)を参酌して説明する。本願発
明の第五の実施の形態は、第二の実施の形態において図
39に既に示した工程と図40に既に示した工程との間
で、トレンチ55の表面からp型不純物が外方拡散する
程度の水素熱処理をする工程を行うものである。この水
素熱処理の条件としては、例えば800℃〜1000℃
程度で、圧力は数Torr〜数百Torr、処理時間は
数秒から数十分とするが、これに限られるものではな
い。Next, a fifth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 38 to 49). In the fifth embodiment of the present invention, the p-type impurity is outwardly diffused from the surface of the trench 55 between the step already shown in FIG. 39 and the step already shown in FIG. 40 in the second embodiment. This is a step of performing a hydrogen heat treatment to a degree that is sufficient. The condition of the hydrogen heat treatment is, for example, 800 ° C. to 1000 ° C.
The pressure is several Torr to several hundred Torr, and the processing time is several seconds to several tens of minutes, but is not limited thereto.
【0065】ここで、この第五の実施の形態において
も、図49に示したように、導電膜62に正の電圧が加
わると、p型シリコン基板51のうち、絶縁膜61を挟
んで導電膜62に対抗する位置がn型となる。この図示
せぬn型部分がプレート電極となるのであるが、この第
五の実施の形態のように高温熱処理をすることによりト
レンチ55の表面からp型不純物を外方拡散させておく
と、トレンチ55の付近では、p型不純物の濃度が低下
する。これにより、プレート電極が形成される強反転し
きい値を下げる効果を得ることができる。これにより、
絶縁膜61とp型シリコン基板51との間で空乏層が発
生してキャパシタ容量が低下するのを抑制することが可
能となる。また、トレンチ55付近のp型不純物が外方
拡散した分、p型シリコン基板51のトレンチ55付近
におけるp型不純物の濃度が低くなり、その分だけ、ト
レンチ55付近以外の部分のp型不純物の濃度が高くな
る。そのため、p型シリコン基板51のトレンチ55付
近以外の部分は低抵抗となる。そして、第三の実施の形
態では、p型シリコン基板51のp型不純物濃度を低く
したのに対し、本実施の形態では、p型シリコン基板5
1のp型不純物濃度を高く保持することが可能となる。
これにより、寄生サイリスタがONすることを防止する
ことができるラッチアップ抑制効果を得ることが可能と
なる。Here, also in the fifth embodiment, as shown in FIG. 49, when a positive voltage is applied to conductive film 62, conductive film sandwiches insulating film 61 in p-type silicon substrate 51. The position opposing the film 62 becomes the n-type. The n-type portion (not shown) serves as a plate electrode. However, if a p-type impurity is outwardly diffused from the surface of the trench 55 by performing a high-temperature heat treatment as in the fifth embodiment, the In the vicinity of 55, the concentration of the p-type impurity decreases. Thereby, an effect of lowering the strong inversion threshold at which the plate electrode is formed can be obtained. This allows
It is possible to suppress the occurrence of a depletion layer between the insulating film 61 and the p-type silicon substrate 51 to reduce the capacitance of the capacitor. Further, the amount of the p-type impurity in the vicinity of the trench 55 of the p-type silicon substrate 51 becomes lower due to the outward diffusion of the p-type impurity in the vicinity of the trench 55. The concentration increases. Therefore, the portion other than the vicinity of the trench 55 of the p-type silicon substrate 51 has low resistance. In the third embodiment, the p-type silicon substrate 51 has a low p-type impurity concentration, whereas in the present embodiment, the p-type silicon substrate 5
1 can be kept high.
This makes it possible to obtain a latch-up suppression effect that can prevent the parasitic thyristor from turning on.
【0066】以上のように、本願発明の第五の実施の形
態によると、素子の特性が劣化するのを可及的に防止す
ることが可能となる。さらに、埋め込みプレートを形成
しないため、埋め込みプレートを形成する複雑な工程や
その構造を制御する困難性を回避することが可能とな
る。また、トレンチ55の側面のエッチングダメージ7
8を除去することにより(図39参照)、界面準位密度
を低減させることができ、寄生トランジスタの発生を抑
えることが可能となる。また、トレンチキャパシタの耐
圧、信頼性等の電気的諸特性の改善を図ることが可能と
なる。さらに、絶縁膜11に隣接する領域において発生
する、n型拡散層56とp型シリコン基板51との間の
寄生ダイオードリーク電流を減少させることが可能とな
る。このため、n型拡散層56の電位を電源電圧Vcの
1/2であるVc/2にしておくことが可能となる。こ
れにより、絶縁膜61に印可される電圧を電源電圧の1
/2に緩和することが可能となる。それと同時に、キャ
パシタ絶縁膜の薄膜化が可能となり、素子の微細化に有
利となる。また、導電膜64に加わる電圧も電源電圧の
1/2となるため、寄生トランジスタの発生をさらに抑
えることが可能となる。さらに、絶縁膜61とp型シリ
コン基板51との間で空乏層が発生してキャパシタ容量
が低下するのを抑制することが可能となる。また、寄生
サイリスタがONすることを防止することができるラッ
チアップ抑制効果を得ることも可能となる。As described above, according to the fifth embodiment of the present invention, it is possible to prevent the element characteristics from deteriorating as much as possible. Further, since the buried plate is not formed, it is possible to avoid complicated steps for forming the buried plate and difficulties in controlling the structure. Further, etching damage 7 on the side surface of the trench 55
By removing 8 (see FIG. 39), the interface state density can be reduced, and the occurrence of parasitic transistors can be suppressed. In addition, it is possible to improve various electrical characteristics such as withstand voltage and reliability of the trench capacitor. Further, it is possible to reduce a parasitic diode leak current between the n-type diffusion layer 56 and the p-type silicon substrate 51, which is generated in a region adjacent to the insulating film 11. Therefore, it is possible to keep the potential of the n-type diffusion layer 56 at Vc / 2, which is 1/2 of the power supply voltage Vc. As a result, the voltage applied to the insulating film 61 is reduced to 1 of the power supply voltage.
/ 2 can be reduced. At the same time, the capacitor insulating film can be made thinner, which is advantageous for miniaturization of elements. In addition, since the voltage applied to the conductive film 64 is also の of the power supply voltage, it is possible to further suppress the occurrence of the parasitic transistor. Further, it is possible to suppress the occurrence of a depletion layer between the insulating film 61 and the p-type silicon substrate 51 to reduce the capacitance of the capacitor. Also, it is possible to obtain a latch-up suppression effect that can prevent the parasitic thyristor from turning on.
【0067】次に、本願発明の第六の実施の形態につい
て図面(図38〜図49)を参酌して説明する。本願発
明の第六の実施の形態は、上記の第一の実施の形態乃至
第五の実施の形態において、p型不純物の濃度が通常よ
りも高いシリコン上にさらに通常の濃度のp型シリコン
を形成したシリコン基板を用いるものである。Next, a sixth embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings (FIGS. 38 to 49). The sixth embodiment of the present invention is the same as the first to fifth embodiments, except that the p-type impurity has a higher concentration than the normal concentration on the silicon. The formed silicon substrate is used.
【0068】これにはまず、p型不純物の濃度が通常よ
り高い、例えば不純物濃度が1×1018(atoms/
cm3)〜1×1019(atoms/cm3)程度のp型
シリコン膜を形成する。次に、エピタキシャル法(気相
成長法)を用いて、不純物濃度が通常の濃度、例えば1
×1015(atoms/cm3)〜1×1016(ato
ms/cm3)程度であるp型シリコン膜を、例えば厚
さ1μm程度に形成する。このような方法により、p型
シリコン基板を形成する。そして、このp型シリコン基
板を用いて第一の実施の形態乃至第五の実施の形態と同
様の工程によりDRAMのメモリセル部の基本的構造を
形成する。First, the p-type impurity concentration is higher than usual, for example, when the impurity concentration is 1 × 10 18 (atoms / atom /
A p-type silicon film of about cm 3 ) to 1 × 10 19 (atoms / cm 3 ) is formed. Next, the impurity concentration is set to a normal concentration, for example, 1 by using an epitaxial method (vapor phase growth method).
× 10 15 (atoms / cm 3 ) to 1 × 10 16 (atom
A p-type silicon film of about ms / cm 3 ) is formed to a thickness of about 1 μm, for example. With such a method, a p-type silicon substrate is formed. Then, by using this p-type silicon substrate, the basic structure of the memory cell portion of the DRAM is formed by the same steps as those of the first to fifth embodiments.
【0069】このようなp型シリコン基板を用いると、
p型シリコン基板51の下層におけるp型不純物の濃度
が高くなっている。そのため、p型シリコン基板51の
下層部分は低抵抗となる。これにより、寄生サイリスタ
がONすることを防止することができるラッチアップ抑
制効果を得ることが可能となる。When such a p-type silicon substrate is used,
The concentration of the p-type impurity in the lower layer of the p-type silicon substrate 51 is high. Therefore, the lower part of the p-type silicon substrate 51 has low resistance. This makes it possible to obtain a latch-up suppression effect that can prevent the parasitic thyristor from turning on.
【0070】以上のように、本願発明の第六の実施の形
態によると、第一の実施の形態乃至第五の実施の形態の
それぞれの実施の形態における効果を得ることができ
る。さらに、寄生サイリスタがONすることを防止する
ことができるラッチアップ抑制効果を得ることも可能と
なる。As described above, according to the sixth embodiment of the present invention, the effect of each of the first to fifth embodiments can be obtained. Further, it is possible to obtain a latch-up suppression effect that can prevent the parasitic thyristor from turning on.
【0071】次に、本願発明による半導体装置の製造方
法の第七の実施の形態を図50乃至図55を参照して説
明する。この実施の形態はMOSFETの製造方法であ
って、まず図50(a)に示すようにp型シリコン基板
101の表面を熱酸化することによりp型シリコン基板
101上に熱酸化膜103を形成した後、CVD法を用
いてこの熱酸化膜103上にシリコン窒化膜105を堆
積する。Next, a seventh embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. This embodiment relates to a method for manufacturing a MOSFET. First, as shown in FIG. 50A, a surface of a p-type silicon substrate 101 is thermally oxidized to form a thermal oxide film 103 on the p-type silicon substrate 101. Thereafter, silicon nitride film 105 is deposited on thermal oxide film 103 by using a CVD method.
【0072】次に図50(b)に示すように、シリコン
窒化膜105上にフォトレジストパターン107を形成
し、このフォトレジストパターン107をマスクにして
シリコン窒化膜105、熱酸化膜103、およびp型シ
リコン基板101を異方性エッチング、例えばRIE
(Reactive Ion-Etching)を用いてパターニングするこ
とにより浅いトレンチ(Shallow Trench)109を形成
する。Next, as shown in FIG. 50B, a photoresist pattern 107 is formed on the silicon nitride film 105, and using the photoresist pattern 107 as a mask, the silicon nitride film 105, the thermal oxide film 103, and the p-type Type silicon substrate 101 is anisotropically etched, for example, RIE
(Reactive Ion-Etching) to form a shallow trench (Shallow Trench) 109.
【0073】このトレンチ109を形成するには、上記
方法に限られず、図示していないが、例えば以下の方法
が考えられる。それにはまず、シリコン基板101上に
絶縁膜及びマスク材を形成する。そして、フォトレジス
トパターンで絶縁膜及びマスク材を所定の形状にパター
ニングする。その後、所定の形状にパターニングされた
マスク材をマスクとして異方性エッチング法、例えばR
IE法を用いてシリコン基板101をエッチングする。
これにより、トレンチ109が形成される。このとき、
絶縁膜としてはシリコン窒化膜やシリコン酸化膜が考え
られる。また、シリコン基板101と絶縁膜との間に薄
い熱酸化膜を形成することも考えられる。The method of forming the trench 109 is not limited to the above method, and the following method is conceivable, although not shown. First, an insulating film and a mask material are formed on the silicon substrate 101. Then, the insulating film and the mask material are patterned into a predetermined shape by a photoresist pattern. Thereafter, using a mask material patterned into a predetermined shape as a mask, an anisotropic etching method such as R
The silicon substrate 101 is etched using the IE method.
Thus, a trench 109 is formed. At this time,
As the insulating film, a silicon nitride film or a silicon oxide film can be considered. It is also conceivable to form a thin thermal oxide film between the silicon substrate 101 and the insulating film.
【0074】次に図51(a)に示すようにフォトレジ
ストパターン107を除去した後、HF/グリセリン溶
液を用いて熱酸化膜3およびシリコン窒化膜105の側
面をそれらの中心方向に後退させる(図51(b)参
照)。これによりトレンチ109の上側の角部112の
近傍の基板表面を露出させる(図51(b)参照)。Next, as shown in FIG. 51A, after removing the photoresist pattern 107, the side surfaces of the thermal oxide film 3 and the silicon nitride film 105 are retracted toward the center thereof using an HF / glycerin solution (FIG. 51A). FIG. 51 (b)). This exposes the substrate surface near the upper corner 112 of the trench 109 (see FIG. 51B).
【0075】次に圧力が100Torr、温度が100
0℃、水素濃度が100%の還元雰囲気中で、アニール
を行うことにより、p型シリコン基板101の表面にマ
イグレーションを生じさせ、図52(a)に示すよう
に、トレンチ109の上側の角部112および下側の角
部111を丸める。Next, when the pressure is 100 Torr and the temperature is 100
By performing annealing in a reducing atmosphere at 0 ° C. and a hydrogen concentration of 100%, migration occurs on the surface of the p-type silicon substrate 101, and as shown in FIG. Round 112 and the lower corner 111.
【0076】次に図52(b)に示すように、露出して
いるトレンチ109の表面を酸化して酸化膜113を形
成した後、CVD(Chemical Vapor Deposition )法を
用いてSiO2膜115を基板全面に堆積し、トレンチ
109を埋込む。このとき、トレンチ109の下側の角
111が丸まっていることにより、トレンチ109の見
かけのアスペクト比(深さ対幅の比)が下がり、埋込み
性が良くなる。これによりシーム40の発生を抑制する
ことができる。Next, as shown in FIG. 52B, after the exposed surface of the trench 109 is oxidized to form an oxide film 113, the SiO2 film 115 is formed on the substrate by CVD (Chemical Vapor Deposition). Deposited on the entire surface, the trench 109 is buried. At this time, since the lower corner 111 of the trench 109 is rounded, the apparent aspect ratio (ratio of depth to width) of the trench 109 is reduced, and the embedding property is improved. Thereby, generation of the seam 40 can be suppressed.
【0077】次に図53(a)に示すように、CMP
(Chemical Mechanical Polishing )法を用いてSiO
2膜115を、シリコン窒化膜105の表面が露出する
まで研磨する。続いて、熱いH3PO4溶液を用いて図
53(b)に示すようにシリコン窒化膜105を除去す
る。Next, as shown in FIG.
(Chemical Mechanical Polishing) method using SiO
The two films 115 are polished until the surface of the silicon nitride film 105 is exposed. Subsequently, the silicon nitride film 105 is removed using a hot H3PO4 solution as shown in FIG.
【0078】次に希HF溶液を用いて図54(a)に示
すように熱酸化膜103を除去する。続いて露出したシ
リコン基板表面に、例えば膜厚が100オングストロー
ムの酸化膜117を形成した後、MOSFETを形成す
るためのイオン注入を行う(図54(b)参照)。Next, using a diluted HF solution, the thermal oxide film 103 is removed as shown in FIG. Subsequently, after an oxide film 117 having a thickness of, for example, 100 angstroms is formed on the exposed silicon substrate surface, ion implantation for forming a MOSFET is performed (see FIG. 54B).
【0079】次に図55(a)に示すように酸化膜11
7を除去した後、例えば900℃、HC1雰囲気に置く
ことによりp型シリコン基板101の素子形成領域上に
ゲート酸化膜123を形成する(図55(b)参照)。
続いて基板全面にゲート電極材料の膜を堆積し、この膜
をパターニングすることによりゲート電極127を形成
する(図55(b)参照)。そしてこのゲート電極12
5をマスクにして素子形成領域にイオン注入することに
より、ソース・ドレイン領域(図示せず)を形成し、M
OSトランジスタを完成する。Next, as shown in FIG.
After removing 7, the gate oxide film 123 is formed on the element formation region of the p-type silicon substrate 101 by, for example, placing it in an HC1 atmosphere at 900 ° C. (see FIG. 55B).
Subsequently, a film of a gate electrode material is deposited on the entire surface of the substrate, and the film is patterned to form a gate electrode 127 (see FIG. 55B). And this gate electrode 12
5 is used as a mask to form a source / drain region (not shown) by ion implantation into the element formation region.
The OS transistor is completed.
【0080】ここで、図56に図52(a)に既に示し
た工程を図示する。この工程は、所定の条件でアニール
を行うことにより、p型シリコン基板101の表面にマ
イグレーションを生じさせ、トレンチ109の上側の角
部112及び下側の角部111を丸めるものである。こ
のときのトレンチ109の上側の角部112の丸め曲率
は図57(a)に示したような、シリコン窒化膜105
及び熱酸化膜103の後退量130によって制御するこ
とが可能となる。ここで、図57(a)及び図58
(a)にそれぞれ後退量130が異なる場合を示した。
図57(a)に示したものの方が図58(a)に示した
ものよりも、後退量130が大きい。これらのそれぞれ
に対してアニールを行うと、図57(b)及び図58
(b)にそれぞれ示した状態となる。つまり、図57
(b)に示したように、後退量130が大きと丸め曲率
131が大きくなる。一方で、図58(b)に示したよ
うに、後退量130が小さいと、丸め曲率133が小さ
くなる。ここで、アニールを行うことによりトレンチ1
09の角部112及び角部111が丸くなるのは、シリ
コン基板101の表面エネルギーが安定な状態に移行す
ることにより生じるものである。つまり、表面張力や結
晶表面が揃おうとする力によって起こるものであり、シ
リコン基板101の結晶方位が(100)である場合、
トレンチ109の角部112及び角部111の結晶方位
が(111)になろうとすることにより生じる現象であ
る。そして、トレンチ109の上側の角部112におい
ては、角部112が丸まろうとするときに熱酸化膜10
3の端部でシリコン基板101の表面が固定されてしま
う。この結果、熱酸化膜103及びシリコン窒化膜10
5をどこまで後退させるかによって角部112の丸め曲
率を制御することが可能となるのである。Here, FIG. 56 illustrates the steps already shown in FIG. In this step, by performing annealing under a predetermined condition, migration occurs on the surface of the p-type silicon substrate 101, and the upper corner 112 and the lower corner 111 of the trench 109 are rounded. At this time, the rounded curvature of the upper corner 112 of the trench 109 is the silicon nitride film 105 as shown in FIG.
It can be controlled by the retreat amount 130 of the thermal oxide film 103. Here, FIG. 57 (a) and FIG.
(A) shows a case where the retreat amount 130 is different from each other.
FIG. 57 (a) has a larger retreat amount 130 than that shown in FIG. 58 (a). When annealing is performed on each of these, FIGS. 57B and 58
The state shown in FIG. That is, FIG.
As shown in (b), the retreat amount 130 is large and the rounding curvature 131 is large. On the other hand, as shown in FIG. 58B, when the retreat amount 130 is small, the rounding curvature 133 becomes small. Here, the trench 1 is formed by annealing.
The rounded corners 112 and 111 of 09 are caused by the transition of the surface energy of the silicon substrate 101 to a stable state. In other words, it is caused by the surface tension and the force for aligning the crystal surfaces. When the crystal orientation of the silicon substrate 101 is (100),
This is a phenomenon that occurs when the crystal orientations of the corners 112 and 111 of the trench 109 are about to become (111). In the upper corner 112 of the trench 109, when the corner 112 is about to be rounded, the thermal oxide film 10 is formed.
3, the surface of the silicon substrate 101 is fixed. As a result, the thermal oxide film 103 and the silicon nitride film 10
It is possible to control the rounding curvature of the corner 112 depending on how far the 5 is retracted.
【0081】以上説明したように、本実施の形態の製造
方法によれば、トレンチ109の上側の角部112が丸
まっていることにより、電界集中が緩和され、MOSF
ETのしきい値の低下およびカットオフ特性の劣化を防
止することができる。As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the upper corner 112 of trench 109 is rounded, electric field concentration is reduced and MOSF
It is possible to prevent lowering of the threshold value of ET and deterioration of cutoff characteristics.
【0082】また本実施の形態においては、ゲート酸化
膜123を形成する前の素子形成領域の角部112が丸
まっていること、また素子形成領域の露出している表面
の結晶方位が(111)であることにより、角部112
でのゲート酸化膜123の薄膜化が抑えられ、耐圧の劣
化を抑制することができる。In this embodiment, the corner 112 of the element formation region before the gate oxide film 123 is formed is rounded, and the crystal orientation of the exposed surface of the element formation region is (111). , The corner 112
, The gate oxide film 123 can be suppressed from being thinned, and the deterioration of the breakdown voltage can be suppressed.
【0083】次に本願発明による半導体装置の製造方法
の第八の実施の形態を図59乃至図62を参照して説明
する。この第八の実施の形態の製造方法は、MOSFE
Tの製造方法であって、トレンチ109を形成するまで
は、図50(a)、(b)に示す第七の実施の形態の製
造方法と同様にして行う。続いてフォトレジストパター
ン107(図50(b)参照)を除去した後、圧力が1
00Torr、温度が1000℃、水素濃度が100%
の還元雰囲気中でアニールを行うことにより、トレンチ
109の下側の角部111を丸める(図59(a)参
照)。Next, an eighth embodiment of the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The manufacturing method according to the eighth embodiment uses a MOSFE
In the method of manufacturing T, the process until the trench 109 is formed is performed in the same manner as the manufacturing method of the seventh embodiment shown in FIGS. 50 (a) and 50 (b). Subsequently, after removing the photoresist pattern 107 (see FIG. 50 (b)), the pressure becomes 1
00 Torr, temperature 1000 ° C, hydrogen concentration 100%
The lower corner 111 of the trench 109 is rounded by annealing in a reducing atmosphere (see FIG. 59A).
【0084】次に図59(b)に示すように、露出して
いるトレンチ109の表面を酸化して酸化膜113を形
成した後、CVD法を用いてSiO2膜115を基板全
面に堆積し、トレンチ109を埋込む。このとき、トレ
ンチ109の下側の角111が丸まっていることによ
り、トレンチ109の見かけのアスペクト比(深さ対幅
の比)が下がり、埋込み性が良くなる。これによりシー
ム40の発生を抑制することができる。Next, as shown in FIG. 59 (b), after oxidizing the exposed surface of the trench 109 to form an oxide film 113, a SiO2 film 115 is deposited on the entire surface of the substrate by using the CVD method. The trench 109 is buried. At this time, since the lower corner 111 of the trench 109 is rounded, the apparent aspect ratio (ratio of depth to width) of the trench 109 is reduced, and the embedding property is improved. Thereby, generation of the seam 40 can be suppressed.
【0085】次に図60(a)に示すようにCMP(Ch
emical Mechanical Polishing )法を用いてSiO2膜
115を、シリコン窒化膜105の表面が露出するまで
研磨する。続いて、熱いH3PO4溶液を用いて図60
(b)に示すようにシリコン窒化膜105を除去する。Next, as shown in FIG.
The SiO2 film 115 is polished by using an mechanical mechanical polishing method until the surface of the silicon nitride film 105 is exposed. Subsequently, using hot H3PO4 solution, FIG.
The silicon nitride film 105 is removed as shown in FIG.
【0086】次に希HF溶液を用いて図61(a)に示
すように熱酸化膜103を除去する。続いて露出したシ
リコン基板表面に、例えば膜厚が100オングストロー
ムの酸化膜117を形成した後、MOSFETを形成す
るためにイオン注入を行う(図61(b)参照)。Next, as shown in FIG. 61A, the thermal oxide film 103 is removed using a dilute HF solution. Subsequently, after an oxide film 117 having a thickness of, for example, 100 Å is formed on the exposed silicon substrate surface, ion implantation is performed to form a MOSFET (see FIG. 61B).
【0087】次に図62(a)に示すように酸化膜11
7を除去した後、例えば900℃、HC1雰囲気に置く
ことによりp型シリコン基板101の素子形成領域上に
ゲート酸化膜123を形成する(図62(b)参照)。
続いて基板全面にゲート電極材料の膜を堆積し、この膜
をパターニングすることによりゲート電極127を形成
する(図62(b)参照)。そしてこのゲート電極12
5をマスクにして素子形成領域にイオン注入することに
より、ソース・ドレイン領域(図示せず)を形成し、M
OSトランジスタを完成させる。Next, as shown in FIG.
After removing 7, a gate oxide film 123 is formed on the element formation region of the p-type silicon substrate 101 by, for example, placing the substrate in an HC1 atmosphere at 900 ° C. (see FIG. 62B).
Subsequently, a film of a gate electrode material is deposited on the entire surface of the substrate, and the film is patterned to form a gate electrode 127 (see FIG. 62B). And this gate electrode 12
5 is used as a mask to form a source / drain region (not shown) by ion implantation into the element formation region.
The OS transistor is completed.
【0088】以上説明したように、本実施の形態の製造
方法によれば、トレンチ109の下側の角部111が丸
まっていることにより、トレンチ109の見かけのアス
ペクト比が下がり、埋込み性が良くなり、シーム40の
発生を抑制することができる。As described above, according to the manufacturing method of this embodiment, since the lower corner 111 of the trench 109 is rounded, the apparent aspect ratio of the trench 109 is reduced, and the embedding property is improved. Thus, the generation of the seam 40 can be suppressed.
【0089】次に本願発明による半導体装置の製造方法
の第九の実施の形態を図63乃至図67を参照して説明
する。この第九の実施の形態はMOSFETの製造方法
であって、トレンチ109を形成するまでは図50
(a)、(b)に示す第七の実施の形態の製造工程と同
様にして行う。続いて、フォトレジストパターン107
(図50(b)参照)を除去した後、図63(b)に示
すように、露出しているトレンチ109の表面を酸化し
て酸化膜113を形成した後、CVD(Chemical Vapor
Deposition )法を用いてSiO2膜115を基板全面
に堆積し、トレンチ109を埋込む。Next, a ninth embodiment of the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention will be described with reference to FIGS. The ninth embodiment relates to a method for manufacturing a MOSFET, and FIG.
This is performed in the same manner as in the manufacturing steps of the seventh embodiment shown in FIGS. Subsequently, the photoresist pattern 107
After removing (see FIG. 50 (b)), as shown in FIG. 63 (b), the exposed surface of the trench 109 is oxidized to form an oxide film 113, and then CVD (Chemical Vapor).
An SiO2 film 115 is deposited on the entire surface of the substrate by using a deposition method, and the trench 109 is buried.
【0090】次に図64(a)に示すよう、CMP(Ch
emical Mechanical Polishing )法を用いてSiO2膜
115を、シリコン窒化膜105の表面が露出するまで
研磨する。続いて、熱いH3PO4溶液を用いて図64
(b)に示すようにシリコン窒化膜105を除去する。Next, as shown in FIG.
The SiO2 film 115 is polished by using an mechanical mechanical polishing method until the surface of the silicon nitride film 105 is exposed. Subsequently, using hot H3PO4 solution, FIG.
The silicon nitride film 105 is removed as shown in FIG.
【0091】次に希HF溶液を用いて図65(a)に示
すように熱酸化膜103を除去する。次に圧力が100
Torr、温度が1000℃、水素濃度が100%の還
元雰囲気中で、アニールを行うことにより、p型シリコ
ン基板101の表面にマイグレーションを生じさせ、図
65(b)に示すように、トレンチ109に上側の角部
112を丸める。Next, using a diluted HF solution, the thermal oxide film 103 is removed as shown in FIG. Next, when the pressure is 100
By performing annealing in a reducing atmosphere having a Torr temperature of 1000 ° C. and a hydrogen concentration of 100%, migration occurs on the surface of the p-type silicon substrate 101, and as shown in FIG. The upper corner 112 is rounded.
【0092】次に露出したシリコン基板表面に、例えば
膜厚が100オングストロームの酸化膜117の形成し
た後、MOSFETを形成するためのイオン注入を行う
(図66(a)参照)。Next, after an oxide film 117 having a thickness of, for example, 100 angstroms is formed on the exposed surface of the silicon substrate, ion implantation for forming a MOSFET is performed (see FIG. 66A).
【0093】次に図66(a)に示すように酸化膜11
7を除去した後、例えば900℃、HC1雰囲気に置く
ことによりp型シリコン基板101の素子形成領域上に
ゲート酸化膜123を形成する(図67参照)。続いて
基板全面にゲート電極材料の膜を堆積し、この膜パター
ニングすることによりゲート電極127を形成する(図
67参照)。そしてこのゲート電極125をマスクにし
て素子形成領域にイオン注入することにより、ソース・
ドレイン領域(図示せず)を形成し、MOSトランジス
タを完成する。Next, as shown in FIG.
After removing 7, the gate oxide film 123 is formed on the element formation region of the p-type silicon substrate 101 by, for example, placing it in an HC1 atmosphere at 900 ° C. (see FIG. 67). Subsequently, a film of a gate electrode material is deposited on the entire surface of the substrate, and this film is patterned to form a gate electrode 127 (see FIG. 67). Then, ions are implanted into the element formation region using the gate electrode 125 as a mask, so that the source
A drain region (not shown) is formed to complete a MOS transistor.
【0094】以上説明したように、本実施の形態の製造
方法によれば、トレンチ109の上側の角部112が丸
まっていることにより、電界集中が緩和され、MOSF
ETのしきい値に低下およびカットオフ特性の劣化を防
止することができる。As described above, according to the manufacturing method of the present embodiment, since the upper corner 112 of trench 109 is rounded, electric field concentration is reduced, and MOSF
It is possible to prevent the threshold of ET from being lowered and the cutoff characteristic from being deteriorated.
【0095】また本実施の形態においては、ゲート酸化
膜123を形成する前の素子形成領域の角部112が丸
まっていること、また素子形成領域の露出している表面
の結晶方位が(111)であることにより、角部112
でのゲート酸化膜123の薄膜化が抑えられ、耐圧の劣
化を抑制することができる。In this embodiment, the corner 112 of the element formation region before the gate oxide film 123 is formed is rounded, and the crystal orientation of the exposed surface of the element formation region is (111). , The corner 112
, The gate oxide film 123 can be suppressed from being thinned, and the deterioration of the breakdown voltage can be suppressed.
【0096】なお、上記第七乃至第九の実施の形態にお
いては、トレンチ109の角部を丸めるための還元雰囲
気条件は圧力が100Torr、温度が1000℃、水
素濃度が100%であったが、圧力は大気圧よりも低く
ければ同様に角部を丸めることができる。また温度も9
00℃〜1100℃の範囲にあれば同様の効果を得るこ
とができる。このとき、トレンチ表面に形成されている
厚さ数nm程度の自然酸化膜は除去されていることが望
ましい。In the seventh to ninth embodiments, the reducing atmosphere conditions for rounding the corners of the trench 109 were a pressure of 100 Torr, a temperature of 1000 ° C., and a hydrogen concentration of 100%. If the pressure is lower than the atmospheric pressure, the corner can be similarly rounded. The temperature is 9
The same effect can be obtained if it is in the range of 00 ° C to 1100 ° C. At this time, it is desirable that the natural oxide film having a thickness of about several nm formed on the trench surface is removed.
【0097】また上記第七乃至第九の実施の形態におい
てはSTI115はMOSFETの素子分離絶縁膜とし
て用いたが、本願発明はこれに限られるものではなく、
バイポーラトランジスタのSTIや、一般の半導体装置
のSTIに用いることができることは言うまでもない。In the seventh to ninth embodiments, the STI 115 is used as an element isolation insulating film of a MOSFET. However, the present invention is not limited to this.
Needless to say, it can be used for an STI of a bipolar transistor and an STI of a general semiconductor device.
【0098】なお、第九の実施の形態は、トレンチ10
9の上部の角部を丸める場合の製造方法であったが、ト
レンチの上部の角部を丸める場合は次のように行っても
良い。Note that, in the ninth embodiment, the trench 10
Although the manufacturing method was a case where the upper corner of the trench 9 was rounded, the rounding of the upper corner of the trench may be performed as follows.
【0099】シリコン基板上に第1の絶縁膜を形成した
後、この第1の絶縁膜および上記シリコン基板をエッチ
ングすることによりシリコン基板にトレンチを形成す
る。続いてこのトレンチを埋込むように基板全面に第2
の絶縁膜を堆積する。そしてシリコン基板が露出するま
で第2の絶縁膜をエッチングする。このとき第2の絶縁
膜のエッチングに伴って第1の絶縁膜は除去される。そ
の後、所定の還元雰囲気でアニールすることにより、ト
レンチの上部の角部は丸められる。なお、上述の方法で
第1の絶縁膜をシリコン基板に形成しないで行っても良
い。After forming a first insulating film on a silicon substrate, a trench is formed in the silicon substrate by etching the first insulating film and the silicon substrate. Subsequently, a second layer is formed on the entire surface of the substrate so as to fill the trench.
Is deposited. Then, the second insulating film is etched until the silicon substrate is exposed. At this time, the first insulating film is removed with the etching of the second insulating film. Thereafter, the upper corner portion of the trench is rounded by annealing in a predetermined reducing atmosphere. Note that the above-described method may be performed without forming the first insulating film over the silicon substrate.
【0100】[0100]
【発明の効果】以上述べたように本願発明によれば、素
子の特性が劣化するのを可及的に防止することができ
る。As described above, according to the present invention, it is possible to prevent the characteristics of the element from deteriorating as much as possible.
【図1】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図2】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図3】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図4】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 4 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図5】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図6】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 6 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図7】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図8】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図9】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 9 is a sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図10】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 10 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図11】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図12】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図13】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 13 is a sectional view showing a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図14】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 14 is a sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図15】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 15 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図16】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 16 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図17】従来の技術による半導体装置の製造工程断面
図。FIG. 17 is a cross-sectional view of a manufacturing process of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図18】図17に示す切断線A−A’で切断したとき
の従来の半導体装置の断面図。18 is a cross-sectional view of the conventional semiconductor device when cut along a cutting line AA 'shown in FIG.
【図19】図17に示す切断線B−B’で切断したとき
の従来の半導体装置の断面図。19 is a cross-sectional view of the conventional semiconductor device when cut along a cutting line BB 'shown in FIG.
【図20】従来の技術による半導体装置の断面図。FIG. 20 is a sectional view of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図21】従来の技術による半導体装置の断面図。FIG. 21 is a sectional view of a semiconductor device according to a conventional technique.
【図22】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 22 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図23】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 23 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図24】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 24 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図25】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 25 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図26】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 26 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図27】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 27 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図28】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 28 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図29】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 29 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図30】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 30 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図31】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 31 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図32】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 32 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図33】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 33 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図34】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 34 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図35】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 35 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図36】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 36 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図37】本願発明の第一の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 37 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the first embodiment of the present invention;
【図38】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 38 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図39】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 39 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図40】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 40 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図41】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 41 is a sectional view of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention in the manufacturing process.
【図42】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 42 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図43】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 43 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図44】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 44 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図45】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 45 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図46】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 46 is a manufacturing process cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図47】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 47 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図48】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 48 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図49】本願発明の第二の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 49 is a manufacturing process cross-sectional view of the semiconductor device according to the second embodiment of the present invention;
【図50】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 50 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図51】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 51 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図52】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 52 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図53】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 53 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図54】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 54 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図55】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 55 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図56】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 56 is a manufacturing process sectional view of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図57】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 57 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図58】本願発明の第七の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 58 is a process cross-sectional view of the semiconductor device according to the seventh embodiment of the present invention;
【図59】本願発明の第八の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 59 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;
【図60】本願発明の第八の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 60 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;
【図61】本願発明の第八の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 61 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;
【図62】本願発明の第八の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 62 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the eighth embodiment of the present invention;
【図63】本願発明の第九の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 63 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;
【図64】本願発明の第九の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 64 is a manufacturing process sectional view of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;
【図65】本願発明の第九の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 65 is a sectional view of the manufacturing process of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;
【図66】本願発明の第九の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 66 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;
【図67】本願発明の第九の実施の形態にかかる半導体
装置の製造工程断面図。FIG. 67 is a sectional view showing the manufacturing process of the semiconductor device according to the ninth embodiment of the present invention;
1・・・・p型シリコン基板 2・・・・シリコン酸化膜 3・・・・シリコン窒化膜 4・・・・TEOS膜 5・・・・トレンチ 6・・・・n型拡散層 7・・・・AsSG膜 8・・・・レジスト 9・・・・TEOS膜 10・・・・埋め込みプレート 11・・・・絶縁膜 12・・・・導電膜 13・・・・TEOS膜 14・・・・導電膜 15・・・・導電膜 16・・・・TEOS膜 17・・・・シリコン酸化膜 18・・・・ポリシリコン膜 19・・・・タングステンシリサイド膜 20・・・・シリコン窒化膜 21・・・・拡散層 22・・・・シリコン窒化膜 23・・・・BPSG膜 24・・・・TEOS膜 25・・・・ポリシリコン膜 26・・・・タングステン膜 27・・・・トレンチキャパシタ 31・・・・半導体基板 32・・・・ゲート絶縁膜 33・・・・ゲート電極 34・・・・拡散領域 35・・・・STI 36a・・・・角部 36b・・・・角部 40・・・・シーム 51・・・・p型シリコン基板 52・・・・シリコン酸化膜 53・・・・シリコン窒化膜 54・・・・TEOS膜 55・・・・トレンチ 56・・・・n型拡散層 57・・・・AsSG膜 58・・・・レジスト 59・・・・TEOS膜 60・・・・埋め込みプレート 61・・・・絶縁膜 62・・・・導電膜 63・・・・TEOS膜 64・・・・導電膜 65・・・・導電膜 66・・・・TEOS膜 67・・・・シリコン酸化膜 68・・・・ポリシリコン膜 69・・・・タングステンシリサイド膜 70・・・・シリコン窒化膜 71・・・・拡散層(n型) 72・・・・シリコン窒化膜 73・・・・BPSG膜 74・・・・TEOS膜 75・・・・ポリシリコン膜 76・・・・タングステン膜 77・・・・トレンチキャパシタ 78・・・・エッチングダメージ 101・・・・シリコン基板 103・・・・熱酸化膜 105・・・・シリコン窒化膜 107・・・・フォトレジストパターン 109・・・・トレンチ 111・・・・角部 112・・・・角部 113・・・・酸化膜 115・・・・STI 123・・・・ゲート酸化膜 125・・・・ゲート電極 130・・・・後退量 131・・・・丸め曲率 132・・・・丸め曲率 133・・・・丸め曲率 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... p-type silicon substrate 2 ... silicon oxide film 3 ... silicon nitride film 4 ... TEOS film 5 ... trench 6 ... n-type diffusion layer 7 ... ··· AsSG film 8 ··· Resist 9 ··· TEOS film 10 ··· Buried plate 11 ··· Insulating film 12 ··· Conductive film 13 ··· TEOS film 14 ··· Conductive film 15 Conductive film 16 TEOS film 17 Silicon oxide film 18 Polysilicon film 19 Tungsten silicide film 20 Silicon nitride film 21 ... Diffusion layer 22 ... Silicon nitride film 23 ... BPSG film 24 ... TEOS film 25 ... Polysilicon film 26 ... Tungsten film 27 ... Trench capacitor 31 .... Semiconductor substrate 32 ... ..Gate insulating film 33 ... Gate electrode 34 ... Diffusion area 35 ... STI 36a ... Corner 36b ... Corner 40 ... Seam 51 ... p-type silicon substrate 52... silicon oxide film 53... silicon nitride film 54... TEOS film 55... trench 56... n-type diffusion layer 57... AsSG film 58 ··· Resist 59 ··· TEOS film 60 ··· Buried plate 61 ··· Insulating film 62 ··· Conductive film 63 ··· TEOS film 64 ··· Conductive film 65 ··· ··· Conductive film 66 ··· TEOS film 67 ··· Silicon oxide film 68 ··· Polysilicon film 69 ··· Tungsten silicide film 70 ··· Silicon nitride film 71 ··· Diffusion layer (N-type) 72 ... silicon nitride film 73 BPSG film 74 TEOS film 75 Polysilicon film 76 Tungsten film 77 Trench capacitor 78 Etching damage 101 Silicon substrate 103 ··· Thermal oxide film 105 ··· Silicon nitride film 107 ··· Photoresist pattern 109 ··· Trench 111 ··· Corner 112 ··· Corner 113 ··· Oxidation Film 115 ··· STI 123 ··· Gate oxide film 125 ··· Gate electrode 130 ··· Regression amount 131 ··· Rounding curvature 132 ··· Rounding curvature 133 ··· Rounding curvature
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松田 聡 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 綱島 祥隆 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 水島 一郎 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 佐藤 力 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 岸 宏一 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 Fターム(参考) 5F040 DC01 EC02 EC07 EK05 EM04 EM06 FC10 FC12 FC21 FC22 5F083 AD15 AD17 GA21 JA03 JA35 JA53 NA01 PR03 PR05 PR06 PR12 PR40 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing from the front page (72) Inventor Satoshi Matsuda 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture Inside the Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Yoshitaka Tsunashima 8th Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa (72) Inventor Ichiro Mizushima, Kanagawa Prefecture, Yokohama, 8th, Shinsugita-cho, Isogo-ku, Kanagawa Prefecture Inside Toshiba Yokohama Office (72) Inventor Riki Sato, 8-8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama, Kanagawa, Japan Toshiba Corporation Inside Yokohama Office (72) Inventor Koichi Kishi 8 Shinsugita-cho, Isogo-ku, Yokohama-shi, Kanagawa Prefecture F-term (reference) 5F040 DC01 EC02 EC07 EK05 EM04 EM06 FC10 FC12 FC21 FC22 5F083 AD15 AD17 GA21 JA03 JA35 JA53 NA01 PR03 PR05 PR06 PR12 PR40
Claims (22)
oms/cm3)以下である一導電型半導体基板の上面
の所定の位置から所定の深さまで形成されたトレンチ
と、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。An impurity concentration of one conductivity type is 1 × 10 15 (at.
oms / cm 3 ) or less, a trench formed from a predetermined position on the upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate to a predetermined depth, and a first formed on a surface extending from the bottom surface of the trench to a first height. An insulating film, a side surface of the trench, a second insulating film formed from an upper surface of the first insulating film to a second height, and formed at a predetermined position of the one conductivity type semiconductor substrate. An element isolation region, a first conductive film formed in the trench, a first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first conductive film, A gate electrode formed at a predetermined position on the upper surface; a second opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first opposite conductivity type diffusion layer by the gate electrode; and the second opposite conductivity type Electrically connected to the diffusion layer and electrically connected to external circuits The semiconductor device characterized by comprising a second conductive film to be continued.
cm3)以下である一導電型半導体基板に所定の深さを
有するトレンチを形成する工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、 を具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。2. An impurity concentration of 1 × 10 15 (atoms / atom /
cm 3 ) or less, a step of forming a trench having a predetermined depth in a semiconductor substrate of one conductivity type, a step of forming a first insulating film over the entire surface, and a step of forming a first conductive film over the entire surface. A step of removing the first conductive film to a predetermined depth of the trench; a step of removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench; Forming a second insulating film from the upper surface of the film to a predetermined height; forming a second conductive film from the upper surface of the first conductive film in the trench to a predetermined height; Forming a device isolation region at a predetermined position on a semiconductor substrate; and forming an information transfer transistor on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate.
oms/cm3)以下である一導電型半導体基板の上面
の所定の位置から所定の深さまで形成され、平滑化され
た表面を有するトレンチと、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。3. An impurity concentration of one conductivity type is 1 × 10 15 (at.
oms / cm 3 ) or less, a trench formed from a predetermined position on the upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate to a predetermined depth and having a smoothed surface, and a surface from the bottom surface of the trench to a first height. A first insulating film formed on a side surface of the trench, a second insulating film formed from an upper surface of the first insulating film to a second height, and the one-conductivity-type semiconductor substrate. An element isolation region formed at a predetermined position, a first conductive film formed in the trench, a first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first conductive film, A gate electrode formed at a predetermined position on the upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate; a second opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first opposite conductivity type diffusion layer by the gate electrode; Electrically connected to the second opposite conductivity type diffusion layer It is a semiconductor device characterized by comprising a second conductive film electrically connected to an external circuit.
cm3)以下である一導電型半導体基板に所定の深さを
有するトレンチを形成する工程と、 前記トレンチの表面を水素熱処理する工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。4. An impurity concentration of 1 × 10 15 (atoms / atom /
cm.sup.3) or less, a step of forming a trench having a predetermined depth in a one-conductivity-type semiconductor substrate of not more than 3 cm. Forming a first conductive film, removing the first conductive film to a predetermined depth of the trench, removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench, Forming a second insulating film from the upper surface of the first insulating film to a predetermined height from the side surface of the trench; and forming a second insulating film from the upper surface of the first conductive film to a predetermined height from the upper surface of the trench. Forming a conductive film, forming an element isolation region at a predetermined position on the one conductivity type semiconductor substrate, and forming an information transfer transistor on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate. It is characterized by Method of manufacturing a semiconductor device that.
から所定の深さまで形成されたトレンチと、 前記一導電型半導体基板内に拡散していて、前記トレン
チとの界面から離れるに従って濃度が薄くなる反対導電
型不純物と、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。5. A trench formed from a predetermined position on the upper surface of the one-conductivity-type semiconductor substrate to a predetermined depth, and a concentration which diffuses into the one-conductivity-type semiconductor substrate and increases in distance from an interface with the trench. An impurity of the opposite conductivity type to be thinned; a first insulating film formed on a surface from a bottom surface of the trench to a substantially first height; and a side surface of the trench, and a second insulating film formed from a top surface of the first insulating film. A second insulating film formed up to a second height, an element isolation region formed at a predetermined position on the one conductivity type semiconductor substrate, a first conductive film formed in the trench, A first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the one conductive film; a gate electrode formed at a predetermined position on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate; Electrical contact with conductive diffusion layer A second conductive type diffusion layer, and a second conductive film electrically connected to the second conductive type diffusion layer and electrically connected to an external circuit. Semiconductor device.
るトレンチを形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の反対導電型不純物濃度が前記
トレンチとの界面から離れるに従って薄くなるように前
記トレンチの表面から前記一導電型半導体基板に向けて
反対導電型不純物を拡散させる工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。6. A step of forming a trench having a predetermined depth in the one-conductivity-type semiconductor substrate, wherein the opposite-conductivity-type impurity concentration of the one-conductivity-type semiconductor substrate decreases as the distance from the interface with the trench decreases. Diffusing an impurity of the opposite conductivity type from the surface of the trench toward the one conductivity type semiconductor substrate; forming a first insulating film over the entire surface; forming a first conductive film over the entire surface; Removing the first conductive film to a predetermined depth of the trench; removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench; and removing the first insulating film from the side surfaces of the trench. A step of forming a second insulating film from an upper surface to a predetermined height, a step of forming a second conductive film from the upper surface of the first conductive film in the trench to a predetermined height, and the one conductivity type semiconductor Base The method of manufacturing a step of forming an isolation region in a predetermined position, the semiconductor device characterized by comprising a step of forming a top surface in the information transfer transistors of the one conductivity type semiconductor substrate.
から所定の深さまで形成され、平滑化された表面を有す
るトレンチと、 前記一導電型半導体基板内に拡散していて、前記トレン
チとの界面から離れるに従って濃度が薄くなる反対導電
型不純物と、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。7. A trench formed from a predetermined position on an upper surface of the one-conductivity-type semiconductor substrate to a predetermined depth and having a smoothed surface; and a trench diffused into the one-conductivity-type semiconductor substrate; An impurity of the opposite conductivity type, the concentration of which decreases as the distance from the interface increases; a first insulating film formed on a surface from a bottom surface of the trench to a substantially first height; and a side surface of the trench, A second insulating film formed from the upper surface of the insulating film to a second height, an element isolation region formed at a predetermined position on the one conductivity type semiconductor substrate, and a first formed in the trench. A first conductive type diffusion layer electrically connected to the first conductive film; a gate electrode formed at a predetermined position on an upper surface of the one conductive type semiconductor substrate; The first opposite by the electrode A second opposite-conductivity-type diffusion layer electrically connected to the electric-type diffusion layer; and a second conductor electrically connected to the second opposite-conductivity-type diffusion layer and electrically connected to an external circuit. And a film.
るトレンチを形成する工程と、 前記トレンチの表面を水素熱処理する工程と、 前記一導電型半導体基板の反対導電型不純物濃度が前記
トレンチとの界面から離れるに従って薄くなるように前
記トレンチの表面から前記一導電型半導体基板に向けて
反対導電型不純物を拡散させる工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。8. A step of forming a trench having a predetermined depth in the one-conductivity-type semiconductor substrate, a step of performing a hydrogen heat treatment on a surface of the trench, and a step of setting the opposite-conductivity-type impurity concentration of the one-conductivity-type semiconductor substrate to the trench. Diffusing an impurity of the opposite conductivity type from the surface of the trench toward the semiconductor substrate of the one conductivity type so as to become thinner as the distance from the interface increases; forming a first insulating film on the entire surface; Forming one conductive film; removing the first conductive film to a predetermined depth of the trench; removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench; Forming a second insulating film from the upper surface of the first insulating film to a predetermined height from the side surface of the second conductive film; and forming a second conductive film from the upper surface of the first conductive film to a predetermined height from the upper surface of the trench. Forming a film; forming an element isolation region at a predetermined position on the one conductivity type semiconductor substrate; and forming an information transfer transistor on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
から所定の深さまで形成されたトレンチと、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備してい
て、 前記一導電型半導体基板の一導電型不純物濃度は前記ト
レンチから離れるほど濃くなることを特徴とする半導体
装置。9. A trench formed from a predetermined position on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate to a predetermined depth, a first insulating film formed on a surface from the bottom surface of the trench to a first height. A second insulating film formed on a side surface of the trench from the upper surface of the first insulating film to a second height, and an element isolation formed at a predetermined position of the one conductivity type semiconductor substrate A region, a first conductive film formed in the trench, a first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first conductive film, and a predetermined upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate. And a second opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first opposite conductivity type diffusion layer by the gate electrode, and the second opposite conductivity type diffusion layer. Second electrically connected to an external circuit Conductive films have provided a one conductivity type impurity concentration of the one conductivity type semiconductor substrate is a semiconductor device characterized by comprising darker away from the trench.
するトレンチを形成する工程と、 前記トレンチの表面を水素熱処理して、前記一導電型半
導体基板に含まれる一導電型不純物を外方拡散させる工
程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。10. A step of forming a trench having a predetermined depth in a semiconductor substrate of one conductivity type, and performing a hydrogen heat treatment on a surface of the trench to remove impurities of one conductivity type contained in the semiconductor substrate of one conductivity type. Diffusing, forming a first insulating film on the entire surface, forming a first conductive film on the entire surface, removing the first conductive film to a predetermined depth of the trench, Removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench; forming a second insulating film from the upper surface of the first insulating film to a predetermined height on a side surface of the trench; Forming a second conductive film from the upper surface of the first conductive film to a predetermined height in the trench; forming an element isolation region at a predetermined position on the one conductivity type semiconductor substrate; Information on the top of the Forming a data transfer transistor.
置から所定の深さまで形成され、平滑化された表面を有
するトレンチと、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備してい
て、 前記一導電型半導体基板の一導電型不純物濃度は前記ト
レンチ付近で低くなっていることを特徴とする半導体装
置。11. A trench formed from a predetermined position on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate to a predetermined depth and having a smoothed surface, and a trench formed from a bottom surface of the trench to approximately a first height. A first insulating film, a second insulating film formed on a side surface of the trench, from an upper surface of the first insulating film to a second height, and a predetermined one of the one conductivity type semiconductor substrate. An element isolation region formed at a position; a first conductive film formed in the trench; a first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first conductive film; A gate electrode formed at a predetermined position on the upper surface of the type semiconductor substrate; a second opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first opposite conductivity type diffusion layer by the gate electrode; Electrically connected to the diffusion layer of the opposite conductivity type And optionally comprising a second conductive film electrically connected, a semiconductor device in which one conductivity type impurity concentration of the one conductivity type semiconductor substrate is characterized in that it is low in the vicinity of the trench.
置から所定の深さまで形成され、平滑化された表面を有
するトレンチと、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板内であって、前記第一の絶縁膜
に対抗する位置に形成された埋め込みプレートと、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。12. A trench formed from a predetermined position on the upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate to a predetermined depth and having a smoothed surface, and a trench formed from a bottom surface of the trench to approximately a first height. A first insulating film, a buried plate formed in the one conductivity type semiconductor substrate at a position opposing the first insulating film, and a side surface of the trench, wherein the first insulating A second insulating film formed from the upper surface of the film to a second height, an element isolation region formed at a predetermined position of the one conductivity type semiconductor substrate, and a first conductive film formed in the trench. A film, a first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first conductive film, a gate electrode formed at a predetermined position on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate, and the gate electrode The first opposite conductivity type diffusion layer and A second conductive layer that is electrically connected to the second conductive layer, and a second conductive film that is electrically connected to the second conductive layer and electrically connected to an external circuit. A semiconductor device characterized by the above-mentioned.
するトレンチを形成する工程と、 前記トレンチの表面を水素熱処理する工程と、 前記トレンチの底面から所定の高さまでの表面から前記
一導電型半導体基板に向けて反対導電型不純物を拡散さ
せて埋め込みプレートを形成する工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。13. A step of forming a trench having a predetermined depth in a semiconductor substrate of one conductivity type, a step of performing a hydrogen heat treatment on a surface of the trench, and a step of forming the one conductivity type from a surface from a bottom surface of the trench to a predetermined height. Forming a buried plate by diffusing an impurity of the opposite conductivity type toward the type semiconductor substrate; forming a first insulating film over the entire surface; forming a first conductive film over the entire surface; Removing one conductive film to a predetermined depth of the trench; removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench; and an upper surface of the first insulating film among side surfaces of the trench Forming a second insulating film from the upper surface of the first conductive film to a predetermined height in the trench; forming the second conductive film from the upper surface of the first conductive film to a predetermined height in the trench; of A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: a step of forming an element isolation region at a predetermined position; and a step of forming an information transfer transistor on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate.
置から所定の深さまで形成され、平滑化された表面を有
するトレンチと、 前記トレンチの底面から概略第一の高さまでの表面に形
成された第一の絶縁膜と、 前記トレンチの側面であって、前記第一の絶縁膜の上面
から第二の高さまでに形成された第二の絶縁膜と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に形成された素子
分離領域と、 前記トレンチ内に形成された第一の導電膜と、 前記第一の導電膜と電気的に接続された第一の反対導電
型拡散層と、 前記一導電型半導体基板の上面の所定の位置に形成され
たゲート電極と、 前記ゲート電極により前記第一の反対導電型拡散層と電
気的に接続される第二の反対導電型拡散層と、 前記第二の反対導電型拡散層と電気的に接続され、外部
回路と電気的に接続される第二の導電膜とを具備するこ
とを特徴とする半導体装置。14. A trench formed from a predetermined position on the upper surface of the one-conductivity-type semiconductor substrate to a predetermined depth and having a smoothed surface, and a trench formed from a bottom surface of the trench to approximately a first height. A first insulating film, a second insulating film formed on a side surface of the trench, from an upper surface of the first insulating film to a second height, and a predetermined one of the one conductivity type semiconductor substrate. An element isolation region formed at a position; a first conductive film formed in the trench; a first opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first conductive film; A gate electrode formed at a predetermined position on the upper surface of the type semiconductor substrate; a second opposite conductivity type diffusion layer electrically connected to the first opposite conductivity type diffusion layer by the gate electrode; Electrically connected to the diffusion layer of the opposite conductivity type The semiconductor device characterized by comprising a second conductive film electrically connected with.
するトレンチを形成する工程と、 前記トレンチの表面を水素熱処理する工程と、 全面に第一の絶縁膜を形成する工程と、 全面に第一の導電膜を形成する工程と、 前記第一の導電膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記第一の絶縁膜を前記トレンチの所定の深さまで除去
する工程と、 前記トレンチの側面のうち前記第一の絶縁膜の上面から
所定の高さまで第二の絶縁膜を形成する工程と、 前記トレンチのうち前記第一の導電膜の上面から所定の
高さまで第二の導電膜を形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の所定の位置に素子分離領域を
形成する工程と、 前記一導電型半導体基板の上面に情報転送用トランジス
タを形成する工程と、を具備することを特徴とする半導
体装置の製造方法。15. A step of forming a trench having a predetermined depth in a semiconductor substrate of one conductivity type; a step of performing a hydrogen heat treatment on a surface of the trench; a step of forming a first insulating film on the entire surface; Forming a first conductive film; removing the first conductive film to a predetermined depth of the trench; removing the first insulating film to a predetermined depth of the trench; Forming a second insulating film from the upper surface of the first insulating film on the side surface of the trench to a predetermined height, and forming a second conductive film from the upper surface of the first conductive film on the trench to a predetermined height. Forming a film; forming an element isolation region at a predetermined position on the one conductivity type semiconductor substrate; and forming an information transfer transistor on an upper surface of the one conductivity type semiconductor substrate. Characterized by A method for manufacturing a semiconductor device.
定の高さまでの一導電型不純物濃度が前記所定の高さか
ら上面までの一導電型不純物濃度よりも高濃度であるこ
とを特徴とする請求項1、3、5、7、9、11、1
3、15記載の半導体装置。16. The one-conductivity-type impurity concentration from the bottom surface of the one-conductivity-type semiconductor substrate to a predetermined height is higher than the one-conductivity-type impurity concentration from the predetermined height to the top surface. Claims 1, 3, 5, 7, 9, 11, 1
16. The semiconductor device according to items 3 and 15.
定の高さまでの一導電型不純物濃度が前記所定の高さか
ら上面までの一導電型不純物濃度よりも高濃度であるこ
とを特徴とする請求項2、4、6、8、10、12、1
4記載の半導体装置の製造方法。17. The semiconductor device according to claim 17, wherein a concentration of the impurity of one conductivity type from the bottom surface of the one conductivity type semiconductor substrate to a predetermined height is higher than a concentration of the impurity of one conductivity type from the predetermined height to the top surface. Claims 2, 4, 6, 8, 10, 12, 1
5. The method for manufacturing a semiconductor device according to item 4.
後、この絶縁膜および前記シリコン基板をエッチングす
ることによりトレンチを形成する工程と、 所定の還元雰囲気でアニールする工程とを備えているこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。18. A method comprising the steps of: forming an insulating film on a silicon substrate, forming a trench by etching the insulating film and the silicon substrate, and annealing in a predetermined reducing atmosphere. A method for manufacturing a semiconductor device.
後、この絶縁膜および前記シリコン基板をエッチングす
ることによりトレンチを形成する工程と、 前記シリコン基板上に残存している前記絶縁膜の側部を
エッチングすることにより前記トレンチの上側の角部近
傍の前記シリコン基板の表面を露出させる工程と、 所定の還元雰囲気でアニールする工程とを備えているこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。19. forming a trench by forming an insulating film on a silicon substrate and then etching the insulating film and the silicon substrate; and forming a side portion of the insulating film remaining on the silicon substrate. A step of exposing a surface of the silicon substrate in the vicinity of an upper corner of the trench by etching the substrate, and a step of annealing in a predetermined reducing atmosphere.
した後、この第1 の絶縁膜および前記シリコン基板をエ
ッチングすることによりトレンチを形成する工程と、 前記トレンチを埋込むように基板全面に第2の絶縁膜を
堆積した後、前記第1の絶縁膜の表面が露出するまで前
記第2の絶縁膜をエッチングする工程と、 露出している前記第1の絶縁膜を除去する工程と、 所定の還元雰囲気でアニールする工程とを備えているこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。20. A step of forming a trench by forming a first insulating film on a silicon substrate and then etching the first insulating film and the silicon substrate; and forming an entire surface of the substrate so as to fill the trench. Depositing a second insulating film on the first insulating film, etching the second insulating film until the surface of the first insulating film is exposed, and removing the exposed first insulating film. And a step of annealing in a predetermined reducing atmosphere.
よりトレンチを形成する工程と、 前記トレンチを埋込むように基板全面に絶縁膜を堆積し
た後、前記シリコン基板の表面が露出するまで前記絶縁
膜をエッチングする工程と、 所定の還元雰囲気でアニールする工程とを備えているこ
とを特徴とする半導体装置の製造方法。21. A step of forming a trench by etching a silicon substrate, and depositing an insulating film on the entire surface of the substrate so as to fill the trench, and then etching the insulating film until the surface of the silicon substrate is exposed. And a step of annealing in a predetermined reducing atmosphere.
く、温度が900℃〜1100℃の範囲の温度であっ
て、水素濃度が100%の雰囲気であることを特徴とす
る請求項18乃至21のいずれかに記載の半導体装置の
製造方法。22. The reducing atmosphere, wherein the pressure is lower than the atmospheric pressure, the temperature is in the range of 900 ° C. to 1100 ° C., and the hydrogen concentration is 100%. The method for manufacturing a semiconductor device according to any one of the above.
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