JPH07120700B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
Method for manufacturing semiconductor deviceInfo
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- JPH07120700B2 JPH07120700B2 JP60206014A JP20601485A JPH07120700B2 JP H07120700 B2 JPH07120700 B2 JP H07120700B2 JP 60206014 A JP60206014 A JP 60206014A JP 20601485 A JP20601485 A JP 20601485A JP H07120700 B2 JPH07120700 B2 JP H07120700B2
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の製造方法に関する。The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
特に素子間分離方法を改良した半導体装置の製造方法に
関するものである。In particular, the present invention relates to a semiconductor device manufacturing method with an improved element isolation method.
本発明は、半導体装置の製造方法において、半導体基板
に溝を形成する工程と、該溝を含む上記半導体基板の表
面に第1の絶縁層を形成する工程と、該第1の絶縁層の
上に酸化可能な半導体層を形成する工程と、該半導体層
上に第2の絶縁層を上記溝の深さ以上に形成して上記溝
を埋める工程と、上記溝の外にある上記第2の絶縁層を
上記酸化可能な半導体層をエッチングストッパーとして
エッチング除去する工程と、上記溝の外にある上記半導
体層を上記第1の絶縁層をエッチングストッパーとして
エッチング除去する工程と、上記半導体層をエッチング
除去した後上記酸化可能な半導体層を酸化することで上
記溝上部の半導体層のオーバーエッチングによる凹部を
酸化膜により埋め込む工程とを有する構成にすることに
よって、エッチングの制御性を良好ならしめると共に、
オーバーエッチングにより露出する活性領域の部分が殆
どなくなるようにしたものである。According to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device, a step of forming a groove in a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating layer on the surface of the semiconductor substrate including the groove, and a step of forming a first insulating layer on the surface of the first insulating layer. A oxidizable semiconductor layer, a step of forming a second insulating layer on the semiconductor layer to a depth not less than the depth of the groove to fill the groove, and a second step outside the groove. Etching the insulating layer using the oxidizable semiconductor layer as an etching stopper; etching the semiconductor layer outside the groove using the first insulating layer as an etching stopper; and etching the semiconductor layer. After the removal, the oxidizable semiconductor layer is oxidized to fill the concave portion by over-etching of the semiconductor layer above the groove with an oxide film. The controllability with makes it good,
The active region exposed by overetching is almost eliminated.
集積回路等の半導体装置では、通常、半導体基板に溝を
形成し該溝に絶縁物を埋め込み、素子間を分離してい
る。In a semiconductor device such as an integrated circuit, usually, a groove is formed in a semiconductor substrate and an insulating material is embedded in the groove to separate elements.
第3図は従来の素子間分離方法の工程図である。従来
は、先ず半導体基板1に溝2をエッチングにより形成
し、次にSiO2層3をCVD等により半導体基板1の表面に
形成して溝2をSiO2で埋め、基板1上の該SiO2をエッチ
ングにより削り取ることで溝2内にSiO2が残るようし、
これにより素子を分離している。FIG. 3 is a process diagram of a conventional element isolation method. Conventionally, first grooves 2 are formed by etching the semiconductor substrate 1, to fill the grooves 2 with SiO 2 and then forming a SiO 2 layer 3 on the surface of the semiconductor substrate 1 by CVD or the like, the SiO 2 on the substrate 1 By etching away the so that SiO 2 remains in the groove 2,
This separates the elements.
上記従来技術では、SiO2を再現性よく均一にエッチング
することが難しい。即ち、SiO2の面内分布やRIE(リア
クティブ イオン エッチング)のエッチングレートの
面内バラツキ等がある為、SiO2の厚みなどにバラツキが
生じ、半導体基板1の活性領域上のSiO2が面内で完全に
エッチングされるように条件を設定すると、最も厚みの
大きい所までエッチングする条件にせざるを得ず、第3
図に符号4で示すように、部分的にオーバーエッチング
される所が生じ、活性領域の側壁4が露出してしまう虞
がある。かかる活性領域4が露出することは、リーク電
流を増大させる原因にもなり、好ましくない。With the above-mentioned conventional techniques, it is difficult to uniformly etch SiO 2 with good reproducibility. That is, because of the in-plane variations in the etching rate of the SiO 2 in the in-plane distribution and RIE (reactive ion etching), variations occur such as the thickness of the SiO 2, SiO 2 is the surface on the active region of the semiconductor substrate 1 If the conditions are set so that the film is completely etched in the inside, it is unavoidable to set the condition that the thickest part is etched.
As indicated by reference numeral 4 in the figure, there is a possibility that a portion is overetched partially and the side wall 4 of the active region is exposed. The exposure of the active region 4 also causes an increase in leak current, which is not preferable.
本発明は上記従来技術の問題点に鑑みてなされたもの
で、活性領域が露出することがない安定した分離領域を
制御性良く形成する素子間分離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-mentioned problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an element isolation method for forming a stable isolation region in which an active region is not exposed with good controllability.
上記目的を達成するため、本発明の半導体装置の製造方
法は、 半導体基板に溝を形成する工程と、 該溝を含む上記半導体基板の表面に第1の絶縁層を形成
する工程と、 該第1の絶縁層の上に酸化可能な半導体層を形成する工
程と、 該半導体層上に第2の絶縁層を上記溝の深さ以上に形成
して、上記溝を埋める工程と、 上記溝の外にある上記第2の絶縁層を、上記酸化可能な
半導体層をエッチングストッパーとして、エッチング除
去する工程と、 上記第2の絶縁層をエッチング除去した後、上記溝の外
にある上記半導体層を、上記第1の絶縁層をエッチング
ストッパーとしてエッチング除去する工程と上記半導体
層を、エッチング除去した後、上記酸化可能な半導体層
を酸化することで、上記溝上部の半導体層のオーバーエ
ッチングによる凹部を酸化膜により埋め込む工程と を有する構成にする。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention comprises a step of forming a groove in a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating layer on the surface of the semiconductor substrate including the groove, A step of forming an oxidizable semiconductor layer on the first insulating layer; a step of forming a second insulating layer on the semiconductor layer to a depth not less than the depth of the groove to fill the groove; Etching away the second insulating layer outside by using the oxidizable semiconductor layer as an etching stopper; and removing the second insulating layer by etching, and then removing the semiconductor layer outside the groove. The step of etching away the first insulating layer as an etching stopper and the step of etching away the semiconductor layer, and then oxidizing the oxidizable semiconductor layer, thereby overetching the semiconductor layer above the groove. Part of a configuration and a step of embedding the oxide film.
上記構成により、第1の絶縁層が存在する為に半導体層
のエッチングの制御性が良くなり、半導体層が存在する
為に第2の絶縁層のエッチングの制御性が良くなる。ま
た、半導体層をエッチングしたときに溝開口部における
半導体層にオーバーエッチング部分が生じても、これを
酸化して膨張させ、オーバーエッチング部分を埋めるよ
うにすることができる。そして、第1の絶縁層のエッチ
ングで溝開口部における第1の絶縁層にオーバーエッチ
ングが生じても、第1の絶縁層は薄いために、殆ど活性
領域が露出することがない。With the above structure, the controllability of the etching of the semiconductor layer is improved due to the existence of the first insulating layer, and the controllability of the etching of the second insulating layer is improved due to the existence of the semiconductor layer. Further, even if an over-etched portion is generated in the semiconductor layer in the groove opening portion when the semiconductor layer is etched, it can be oxidized and expanded to fill the over-etched portion. Even if overetching occurs in the first insulating layer in the groove opening due to the etching of the first insulating layer, the active region is hardly exposed because the first insulating layer is thin.
以下、本発明の一実施例を第1図及び第2図を参照して
説明する。An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 and 2.
第1図は本発明の一実施例を示し、特にその素子間分離
方法の工程図である。FIG. 1 shows an embodiment of the present invention, and particularly is a process chart of the element isolation method.
先ず、工程Aでは、シリコンSiで成る半導体基板10の素
子間分離領域とする箇所に、深さが例えば5000Åになる
溝11をエッチングする。工程Bでは、基板10の全表面
に、第1の絶縁層である絶縁膜12を形成する。これは、
例えば基板10を熱酸化することにより行い、約500Åの
薄いSiO2膜を形成する。そして、工程Cで、SiO2膜12の
上に酸化可能な半導体層、例えばポリシリコン層13を厚
さ500Åで形成する。このポリシリコン層13を形成した
上に、工程Dで、絶縁物例えばSiO214をCVD等により約
1μm堆積させ、溝11をSiO2で埋める。この絶縁層14が
第2の絶縁層を構成するが、ここには、図示する様に、
溝11の上部において凹み15が生じている。この為、工程
Eにおいて、ガラスをスピンコートして絶縁層14上にSO
G層16を形成し、上面を平坦にする。First, in step A, a groove 11 having a depth of, for example, 5000 Å is etched in a portion of the semiconductor substrate 10 made of silicon Si to be an element isolation region. In step B, the insulating film 12 that is the first insulating layer is formed on the entire surface of the substrate 10. this is,
For example, the substrate 10 is thermally oxidized to form a thin SiO 2 film of about 500 Å. Then, in step C, an oxidizable semiconductor layer, for example, a polysilicon layer 13 is formed on the SiO 2 film 12 to a thickness of 500Å. After forming the polysilicon layer 13, in step D, an insulator such as SiO 2 14 is deposited to a thickness of about 1 μm by CVD or the like, and the groove 11 is filled with SiO 2 . This insulating layer 14 constitutes the second insulating layer, and here, as shown in the figure,
A recess 15 is formed in the upper part of the groove 11. Therefore, in step E, glass is spin-coated to form SO on the insulating layer 14.
The G layer 16 is formed and the upper surface is made flat.
上述の様にして溝11をSiO2で埋めてから、以下の様に溝
11以外の各堆積層をエッチングし、素子間分離領域形成
を完成する。After filling the groove 11 with SiO 2 as described above,
Each deposited layer except 11 is etched to complete the formation of the element isolation region.
先ず、工程Fにおいて、SOG層16及び絶縁層14をRIEによ
りエッチングする。このエッチングは、絶縁層14の下層
としてポリシリコン層13があるために制御性良く全面で
行われ、またSOG層16により凹み15が平坦化されている
ために、11内に残ったSiO214の上面は平坦になる。次
に、工程Gにより、ポリシリコン層13をRIEによりエッ
チングする。このエッチングも、ポリシリコン層13の下
にSiO2層12が形成されているために、制御性良く全面で
行われる。この工程Gのエッチングにより、ポリシリコ
ン層13が溝11の開口部において若干オーバーエッチング
され、凹み17ができる。そこで次に工程Hにおいて熱酸
化を行い、ポリシリコン層露出部を酸化すると、該酸化
部18は膨張し、凹み17がなくなる。そして、工程Iで、
SiO2膜12をRIEによりエッチングする。このSiO2膜12は
膜厚が薄い為、活性領域となる基板10の溝11開口端のオ
ーバーエッチング部分は非常にわずかで済む。First, in step F, the SOG layer 16 and the insulating layer 14 are etched by RIE. This etching is performed over the entire surface with good controllability due to the presence of the polysilicon layer 13 as the lower layer of the insulating layer 14. Further, since the recess 15 is flattened by the SOG layer 16, the SiO 2 14 remaining in 11 is removed. The top surface of is flat. Next, in step G, the polysilicon layer 13 is etched by RIE. This etching is also performed over the entire surface with good controllability because the SiO 2 layer 12 is formed under the polysilicon layer 13. By this etching in the step G, the polysilicon layer 13 is slightly over-etched at the opening of the groove 11 and a recess 17 is formed. Then, in step H, thermal oxidation is then performed to oxidize the exposed portion of the polysilicon layer, so that the oxidized portion 18 expands and the recess 17 disappears. And in step I,
The SiO 2 film 12 is etched by RIE. Since this SiO 2 film 12 has a small film thickness, the overetched portion at the opening end of the groove 11 of the substrate 10 which becomes the active region can be very small.
この工程では、第1の絶縁層であるSiO212を全面除去し
たが、このSiO212は部分的に除去するのでもよい。In this step, the SiO 2 12 which is the first insulating layer is entirely removed, but this SiO 2 12 may be partially removed.
尚、上述した実施例において、第1図の工程Cと工程D
との間に第2図に示す様なSi3N4によるパッシベーショ
ン膜20を設ける工程を設けることもできる。また、SiO2
膜12とポリシリコン層13との間にSi3N4膜を設けておく
と、活性領域が酸化されないのでよい。Incidentally, in the above-mentioned embodiment, the process C and the process D of FIG.
A step of providing a passivation film 20 of Si 3 N 4 as shown in FIG. In addition, SiO 2
It is preferable to provide a Si 3 N 4 film between the film 12 and the polysilicon layer 13 so that the active region is not oxidized.
本発明によれば、溝を埋める物質が殆ど絶縁物であるた
めに素子間分離領域の容量が大きくなるという事がな
く、また、エッチングにより活性領域が殆ど露出しな
い。また、半導体層を設けてから素子間分離用の絶縁物
を堆積させてあるため、制御性良く該絶縁物を全面エッ
チングでき、基板上に絶縁膜を設けてから前記半導体層
を設けてあるため、該半導体層を制御性良く全面エッチ
ングできる。According to the present invention, since the material filling the groove is almost an insulator, the capacitance of the element isolation region does not increase, and the active region is hardly exposed by etching. In addition, since the insulator for element isolation is deposited after the semiconductor layer is provided, the insulator can be etched over the entire surface with good controllability, and the semiconductor layer is provided after the insulating film is provided on the substrate. The entire surface of the semiconductor layer can be etched with good control.
第1図は本発明の一実施例に係る素子間分離方法の工程
図、第2図は本発明の第2実施例に係る素子間分離領域
形成中間工程断面図、第3図は従来の素子間分離方法の
工程図である。 10……半導体基板、11……溝、12……絶縁膜(第1の絶
縁層)、13……半導体層、14……絶縁層(第2の絶縁
層)、15……凹み、16……SOG層、17……凹み、18……
酸化部。FIG. 1 is a process diagram of an element isolation method according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view of an element isolation region formation intermediate step according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a conventional device. It is process drawing of the inter-separation method. 10 ... Semiconductor substrate, 11 ... Groove, 12 ... Insulating film (first insulating layer), 13 ... Semiconductor layer, 14 ... Insulating layer (second insulating layer), 15 ... Recess, 16 ... … SOG layer, 17 …… dent, 18 ……
Oxidation part.
Claims (1)
する工程と、 該第1の絶縁層の上に酸化可能な半導体層を形成する工
程と、 該半導体層上に第2の絶縁層を上記溝の深さ以上に形成
して、上記溝を埋める工程と、 上記溝の外にある上記第2の絶縁層を、上記酸化可能な
半導体層をエッチングストッパーとして、エッチング除
去する工程と、 上記第2の絶縁層をエッチング除去した後、上記溝の外
にある上記酸化可能な半導体層を、上記第1の絶縁層を
エッチングストッパーとしてエッチング除去する工程
と、 上記酸化可能な半導体層をエッチング除去した後、該酸
化可能な半導体層を酸化することで、上記溝上部の酸化
可能な半導体層のオーバーエッチングによる凹部を酸化
膜により埋め込む工程と を有する半導体装置の製造方法。1. A step of forming a groove in a semiconductor substrate, a step of forming a first insulating layer on the surface of the semiconductor substrate including the groove, and an oxidizable semiconductor layer on the first insulating layer. A step of forming a second insulating layer on the semiconductor layer to a depth of the groove or more to fill the groove, and a step of forming the second insulating layer outside the groove, Etching away the oxidizable semiconductor layer as an etching stopper; etching the second insulating layer, etching the oxidizable semiconductor layer outside the groove, and etching the first insulating layer. A step of removing the oxidizable semiconductor layer by etching as a stopper, and oxidizing the oxidizable semiconductor layer after the oxidizable semiconductor layer is removed by etching to form a concave portion due to over-etching of the oxidizable semiconductor layer above the groove into an oxide film. Yo Method of manufacturing a semiconductor device having a burying.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60206014A JPH07120700B2 (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | Method for manufacturing semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| JP60206014A JPH07120700B2 (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | Method for manufacturing semiconductor device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6265437A JPS6265437A (en) | 1987-03-24 |
| JPH07120700B2 true JPH07120700B2 (en) | 1995-12-20 |
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Family Applications (1)
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| JP60206014A Expired - Fee Related JPH07120700B2 (en) | 1985-09-18 | 1985-09-18 | Method for manufacturing semiconductor device |
Country Status (1)
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Families Citing this family (1)
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Family Cites Families (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS58204552A (en) * | 1982-05-24 | 1983-11-29 | Hitachi Ltd | Manufacture of semiconductor device by self-alignment |
| JPS59135743A (en) * | 1983-01-24 | 1984-08-04 | Hitachi Ltd | Semiconductor device and manufacture thereof |
-
1985
- 1985-09-18 JP JP60206014A patent/JPH07120700B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPS6265437A (en) | 1987-03-24 |
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