JPH03203350A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
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- JPH03203350A JPH03203350A JP34225489A JP34225489A JPH03203350A JP H03203350 A JPH03203350 A JP H03203350A JP 34225489 A JP34225489 A JP 34225489A JP 34225489 A JP34225489 A JP 34225489A JP H03203350 A JPH03203350 A JP H03203350A
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- trench
- substrate
- semiconductor device
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- Local Oxidation Of Silicon (AREA)
- Element Separation (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 この発明は、半導体装置の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] (b) Industrial application field The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.
特にサブミクロンデバイスの素子分離領域の形成方法に
関する。In particular, the present invention relates to a method for forming element isolation regions of submicron devices.
(ロ)従来の技術
従来、素子分離領域は、広< LOCOS法によって形
成されているか、バーズビーク(鳥の口ばし状の絶縁領
域)発生の為、素子分離領域巾を1μm以下にするのが
困難である。(b) Conventional technology Conventionally, element isolation regions have been formed by the LOCOS method, or it has been difficult to reduce the width of the element isolation regions to 1 μm or less to prevent bird's beak (bird's beak-shaped insulation regions) from forming. Have difficulty.
最近では、シリコン半導体表面にトレンチを形成後、C
VD法により酸化膜を埋め込むボックス法がある。Recently, after forming a trench on the surface of a silicon semiconductor, C
There is a box method in which an oxide film is embedded using the VD method.
(ハ)発明が解決しようとする課題
従来のボックス法は、配線パターンの高密度化に伴って
トレンチの微細化とアスペクト比(深さ/開口幅)の増
大化が要求されるようになり、トレンチ内に埋設材を均
一性よく埋設することが困難という欠点がある。(c) Problems to be Solved by the Invention With the conventional box method, as the density of wiring patterns increases, trench miniaturization and an increase in aspect ratio (depth/opening width) are required. There is a drawback that it is difficult to bury the embedding material in the trench with good uniformity.
この発明は、上記欠点を解消するためなされたものであ
って、小さな幅の開口でかつ大きなアスペクト比の横断
面形状で形成されたトレンチ内と開口幅の広いアスペク
ト比の小さなトレンチ内とを同時に均一性よく平坦な表
面になるように埋設材を埋設することができる半導体装
置の製造方法を提供しようとするものである。The present invention has been made to solve the above-mentioned drawbacks, and it is possible to simultaneously fill the inside of a trench formed with a cross-sectional shape with a small opening width and a large aspect ratio, and the inside of a small trench with a wide opening width and a small aspect ratio. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which a embedding material can be buried so as to have a flat surface with good uniformity.
(ニ)課題を解決するための手段
この発明によれば、小さな幅の開口と大きなアスペクト
比の横断面形状で形成された複数のトレンチを有する基
板に、a)少なくともそのトレンチ内が埋設されるよう
に良溶融性のガラス層を積層し、b)高温アニール処理
し、次にC)乾式又は湿式のエツチング処理をして、上
記基板上のガラス層を除去し、更にa) 、 b) 、
c)の各工程を1回以上繰り返し、トレンチ内を埋設
することからなる半導体装置の製造方法が提供される。(D) Means for Solving the Problems According to the present invention, in a substrate having a plurality of trenches formed with openings having a small width and a cross-sectional shape having a large aspect ratio, a) at least the inside of the trenches is buried; A glass layer with good meltability is laminated as shown in FIG.
A method of manufacturing a semiconductor device is provided, which comprises repeating each step of c) one or more times to fill the trench.
この発明の方法に用いる基板は、例えばシリコン基板上
に小さな幅の開口を大きなアスペクト比の横断面形状を
有するトレンチが形成されたものである。小さな幅の開
口と大きなアスペクト比の横断面形状のトレンチとは、
微細な素子分離領域を形式するためのものである。その
寸法は特に限定されない。その具体的寸法としては、例
えば開口の幅か05〜2.04ua、アスペクト比か0
5〜3が挙げられる。基板上トレンチのパ”ターンは特
に限定されない。The substrate used in the method of the present invention is, for example, a silicon substrate in which a trench having a cross-sectional shape with a small width opening and a large aspect ratio is formed. A trench with a small width opening and a large aspect ratio cross section is
It is used to form a fine element isolation region. Its dimensions are not particularly limited. As for its specific dimensions, for example, the width of the opening is 05 to 2.04 ua, and the aspect ratio is 0.
Examples are 5 to 3. The pattern of the trench on the substrate is not particularly limited.
かかるトレンチを有する基板に対してそのトレンチに埋
設されるガラス層としては、高温アニール処理の工程で
十分に流動する良溶融性のガラスによって形式するのが
よく、その例としては、ボロン ホスホラス シリケー
ト ガラス(BPSG)、ボロン シリケート ガラス
(BSG)、ホスホラスシリケート ガラス(PSG)
が挙げられる。ガラス層の積層は、トレンチ内にガラス
が埋設されればよく、通常トレンチ外′のシリコン基板
上にもガラス層が形成される。この方法としては、例え
ばCVD法、スパッター法等によって基板上にガラス層
を積層して行うことができる。このガラス層が積層され
た状態は、例えば第1図(a)に示すようにシリコン基
板lに形成されたトレンチ内に間隙が生じガラス層2a
の表面に段差が生じる傾向がある。For a substrate having such a trench, the glass layer embedded in the trench is preferably formed of a glass with good melting properties that flows sufficiently during the high-temperature annealing process, such as boron phosphorus silicate glass. (BPSG), boron silicate glass (BSG), phosphorus silicate glass (PSG)
can be mentioned. The glass layers may be laminated by embedding the glass in the trench, and usually the glass layer is also formed on the silicon substrate outside the trench. This method can be carried out by laminating a glass layer on a substrate by, for example, a CVD method, a sputtering method, or the like. When the glass layers are laminated, for example, as shown in FIG.
There is a tendency for unevenness to occur on the surface.
この発明方法においては、次いで高温アニール処理が行
われる。この高温アニール処理は、通常700℃〜12
00℃で行うことができる。この温度は使用したガラス
層の性質によって適宜選定するのが好ましい。この高温
アニール処理によって、例えば上記第1図(a)に示す
ようなガラス層2aは、第1図(b)に示すようにトレ
ンチ内の間隙か埋められ表面が平坦化されたガラス層2
bになる。In this invention method, a high temperature annealing treatment is then performed. This high temperature annealing treatment is usually 700°C to 12°C.
It can be carried out at 00°C. This temperature is preferably selected appropriately depending on the properties of the glass layer used. By this high-temperature annealing treatment, the glass layer 2a as shown in FIG. 1(a), for example, is changed to a glass layer 2 whose surface is flattened by filling the gaps in the trench, as shown in FIG. 1(b).
It becomes b.
次に、この発明の方法においては、次に乾式又は湿式の
エツチング処理をして、上記基板上のガラス層か除去さ
れる。乾式のエツチング処理としては、例えば反応性イ
オンエツチング(RI E)法が挙げられる。湿式のエ
ツチング処理としては、例えばバッフアートフッ酸(B
HF)等の希釈されたフッ酸からなるエツチング液等を
用いて行うことができる。このエツチング処理は、トレ
ンチ外の基板の表面が露出するまで行われる。この際、
トレンチ内のガラス層も一部除去されてもよい。Next, in the method of the present invention, a dry or wet etching process is performed to remove the glass layer on the substrate. An example of the dry etching process is reactive ion etching (RIE). As a wet etching process, for example, buffered hydrofluoric acid (B
This can be carried out using an etching solution made of diluted hydrofluoric acid such as HF). This etching process is continued until the surface of the substrate outside the trench is exposed. On this occasion,
A portion of the glass layer within the trench may also be removed.
この発明においては、更に上記の各工程を1回以上繰り
返し、トレンチ内にガラスが埋設され、基板表面が平坦
化されるまで行われる。この繰り返しは、1回でもよい
が、必要に応じて2回以上行われる。In the present invention, each of the above steps is further repeated one or more times until the glass is buried in the trench and the substrate surface is flattened. This repetition may be performed once, but may be repeated two or more times as necessary.
かくして得与れる基板は、微細な素子分離領域を有する
基板となる。The thus obtained substrate has a fine element isolation region.
かかる基板は、常法に従って、所望の素子を形式し最終
製品とすることができる。Such a substrate can be formed into a final product by forming desired elements according to conventional methods.
(ホ)作用
この発明によれば、トレンチを有する基板に、アニール
処理で良好な溶融性を示すガラス層の積層、アニール処
理及びエツチング処理の繰り返しにより、トレンチの開
口幅に関係なく簡便にガラスの埋設がされ、容易に微細
な素子分離領域の形成ができる。(E) Effect According to the present invention, by laminating a glass layer that exhibits good meltability in annealing treatment on a substrate having a trench, and repeating annealing treatment and etching treatment, it is possible to easily form a glass layer regardless of the opening width of the trench. It is possible to easily form a fine element isolation region.
(へ)実施例 この発明の実施例を図面を用いて説明する。(f) Example Embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
実施例1
まず、シリコン基板lに深さ1.0μm1幅0.5μm
1アスペクト比2.0の横断面形状を有するトレンチを
形成し、この中に第1のBPSG (ボロン ホスホラ
ス シリケート ガラス)層2をCVD法により形成す
る(第1図(a))。Example 1 First, a silicon substrate 1 with a depth of 1.0 μm and a width of 0.5 μm
A trench having a cross-sectional shape with an aspect ratio of 2.0 is formed, and a first BPSG (boron phosphorus silicate glass) layer 2 is formed in the trench by CVD (FIG. 1(a)).
次に、1000℃の高温アニール処理により平滑化を行
う。アスペクト比が小さい程トレンチ内の埋設容積が場
え、その結果としてBPSG層2bの膜厚が薄くたる(
第1図(b))。Next, smoothing is performed by high temperature annealing treatment at 1000°C. The smaller the aspect ratio, the larger the buried volume in the trench, and as a result, the thickness of the BPSG layer 2b becomes thinner (
Figure 1(b)).
次に第1のBPSG層2bを、ウェットエツチング液(
バッフアートフッ酸(BHF) )によりシリコン基板
表面が露出するまでエツチングする。Next, the first BPSG layer 2b is etched with a wet etching solution (
Etch the silicon substrate using buffered hydrofluoric acid (BHF) until the surface of the silicon substrate is exposed.
この結果トレンチ内のBPSG層2Cの膜厚は0.8μ
mとなる(第1図(C))。As a result, the thickness of the BPSG layer 2C in the trench is 0.8μ
m (Figure 1 (C)).
次に第1図(d)〜(f)に示す様に第2のBPSG層
3a、3bの堆積、高温アニール及びエツチング工程を
1回繰り返すことにより、トレンチ内で均一に平坦な表
面になるように埋設されたBPSGの埋設層を形成し素
子分離領域4を作製して半導体装置を製造する。Next, as shown in FIGS. 1(d) to 1(f), the deposition of the second BPSG layers 3a, 3b, high temperature annealing and etching steps are repeated once to obtain a uniformly flat surface within the trench. A buried layer of BPSG is formed to form an element isolation region 4, and a semiconductor device is manufactured.
実施例2
まず、シリコン基板11に深さ1.0μm1幅2.0μ
m1アスペクト比0.5の横断面形状を有するトレンチ
を形成し、この中に第1のBPSGl12aをCVD法
によって堆積させる(第2図(a))。Example 2 First, a silicon substrate 11 with a depth of 1.0 μm and a width of 2.0 μm
A trench having a cross-sectional shape with an m1 aspect ratio of 0.5 is formed, and the first BPSGl 12a is deposited in the trench by the CVD method (FIG. 2(a)).
次に、1000℃の高温アニール処理により平滑化を行
う。この結果、第1のBPSGI112bll:厚が薄
くなる(第2図(b))。Next, smoothing is performed by high temperature annealing treatment at 1000°C. As a result, the first BPSGI 112bll becomes thinner (FIG. 2(b)).
次に、第1のBPSG112bをウェットエツチング液
(バッフアートフッ酸(BHF))によりシリコン基板
表面が露出するまでエツチングする。Next, the first BPSG 112b is etched using a wet etching solution (buffered hydrofluoric acid (BHF)) until the surface of the silicon substrate is exposed.
この結果、トレンチ内のBPSGIl12cの膜厚は0
.4μ−となる(第2図(C))。As a result, the film thickness of BPSGIl12c in the trench is 0.
.. 4μ- (Fig. 2(C)).
次に、第2図(d)〜(f)に示すように第2のBPS
G層13a、13bの形成、加熱、エツチング工程を2
回繰り返すことによってトレンチ内で均一に平坦な表面
になるように埋め込まれたBPSGの埋設層を形威し素
子分離領域14を作製して半導体装置を製造する。Next, as shown in FIG. 2(d) to (f), the second BPS
The formation, heating, and etching steps of the G layers 13a and 13b are performed in 2 steps.
By repeating this process several times, the buried layer of BPSG buried in the trench is shaped so as to have a uniformly flat surface, an element isolation region 14 is formed, and a semiconductor device is manufactured.
(ト)発明の効果
この発明によれば、微細な寸法でかつ大きいアスペクト
比の横断面形状を有するトレンチ内と開口幅の広いアス
ペクト比の小さなトレンチ内とを同時に均一性よく平坦
な表面になるように埋設材を埋設して微細な寸法の素子
分離領域を形成することのできる半導体装置の製造方法
を提供することかできる。この発明の方法を用いること
によって、トレンチの開口幅と配線パターン密度に関係
なく高密度の配線パターンを有する半導体装置を製造す
ることができる。(G) Effects of the Invention According to this invention, a flat surface with good uniformity can be obtained simultaneously in a trench having a cross-sectional shape with minute dimensions and a large aspect ratio, and in a trench with a wide opening width and a small aspect ratio. Thus, it is possible to provide a method for manufacturing a semiconductor device in which an element isolation region with minute dimensions can be formed by embedding a embedding material. By using the method of the present invention, a semiconductor device having a high-density wiring pattern can be manufactured regardless of the trench opening width and the wiring pattern density.
第1図及び第2図は、この発明の実施例で作製した半導
体装置の製造工程説明図である。
1.11・・・・・・シリコン基板、
2 a、2 b、2 c、12 a 12 b・・・
・・・第1のBPSG層、
3a、3b、3c、13a、l 3b・・・・・・第2
のBPSG層、
4、工4・・・・・・素子分離領域。
第
1
図
(a)
第
図
(b)FIGS. 1 and 2 are explanatory views of the manufacturing process of a semiconductor device manufactured in an example of the present invention. 1.11... Silicon substrate, 2 a, 2 b, 2 c, 12 a 12 b...
...First BPSG layer, 3a, 3b, 3c, 13a, l 3b...Second
BPSG layer, 4, Step 4... Element isolation region. Figure 1 (a) Figure (b)
Claims (1)
で形成された複数のトレンチを有する基板に、a)少な
くともそのトレンチ内が埋設されるように良溶融性のガ
ラス層を積層し、b)高温アニール処理し、次にc)乾
式又は湿式のエッチング処理をして、上記基板上のガラ
ス層を除去し、更にa)、b)、c)の各工程を1回以
上繰り返し、トレンチ内を埋設することからなる半導体
装置の製造方法。1. On a substrate having a plurality of trenches formed in a cross-sectional shape with a small width opening and a large aspect ratio, a) a glass layer with good meltability is laminated so that at least the inside of the trench is buried, and b) High-temperature annealing treatment, then c) dry or wet etching treatment to remove the glass layer on the substrate, and repeating each step of a), b), and c) one or more times to remove the inside of the trench. A method of manufacturing a semiconductor device comprising burying the device.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34225489A JPH03203350A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34225489A JPH03203350A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Manufacture of semiconductor device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03203350A true JPH03203350A (en) | 1991-09-05 |
Family
ID=18352300
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34225489A Pending JPH03203350A (en) | 1989-12-29 | 1989-12-29 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03203350A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012127821A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device and method for producing same |
-
1989
- 1989-12-29 JP JP34225489A patent/JPH03203350A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2012127821A1 (en) * | 2011-03-23 | 2012-09-27 | パナソニック株式会社 | Semiconductor device and method for producing same |
| US8748977B2 (en) | 2011-03-23 | 2014-06-10 | Panasonic Corporation | Semiconductor device and method for producing same |
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