JPH11176922A - 半導体集積回路装置 - Google Patents
半導体集積回路装置Info
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- JPH11176922A JPH11176922A JP33584797A JP33584797A JPH11176922A JP H11176922 A JPH11176922 A JP H11176922A JP 33584797 A JP33584797 A JP 33584797A JP 33584797 A JP33584797 A JP 33584797A JP H11176922 A JPH11176922 A JP H11176922A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 半導体基板表面に形成された素子分離のため
の溝内に、多結晶半導体膜と絶縁膜とを備えることによ
り、溝内のボイドの発生を防止して、かつ配線や半導体
膜と基板間の寄生容量を低減できる半導体集積回路装置
を提供する。 【解決手段】 素子分離のための溝104が、N型エピ
タキシャル層103a、103bの表面からP型シリコ
ン基板101に到達するように掘られ、溝104の側面
および底面を熱酸化して酸化膜106が形成され、溝1
04の下部はポリシリコン膜107が埋め込まれ、溝1
04の上部はCVD酸化膜108で埋め込まれている。
このことにより、溝内のボイド状の空洞の発生を防止で
き、溝104上の配線とP型シリコン基板101との間
の寄生容量も、溝104にポリシリコン膜だけを充填す
る場合に比較して低減できる。
の溝内に、多結晶半導体膜と絶縁膜とを備えることによ
り、溝内のボイドの発生を防止して、かつ配線や半導体
膜と基板間の寄生容量を低減できる半導体集積回路装置
を提供する。 【解決手段】 素子分離のための溝104が、N型エピ
タキシャル層103a、103bの表面からP型シリコ
ン基板101に到達するように掘られ、溝104の側面
および底面を熱酸化して酸化膜106が形成され、溝1
04の下部はポリシリコン膜107が埋め込まれ、溝1
04の上部はCVD酸化膜108で埋め込まれている。
このことにより、溝内のボイド状の空洞の発生を防止で
き、溝104上の配線とP型シリコン基板101との間
の寄生容量も、溝104にポリシリコン膜だけを充填す
る場合に比較して低減できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体集積回路装
置の素子分離、特にバイポーラトランジスタとMOSト
ランジスタとが同じ半導体基板上に形成された半導体集
積回路装置の素子分離に関するものである。
置の素子分離、特にバイポーラトランジスタとMOSト
ランジスタとが同じ半導体基板上に形成された半導体集
積回路装置の素子分離に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、バイポーラ集積回路やバイポ
ーラトランジスタとMOSトランジスタとを同一基板上
に集積したBi−CMOS集積回路においては、バイポ
ーラトランジスタ相互間を素子分離するために、基板に
溝を掘った構造により、バイポーラトランジスタのコレ
クタ基板間の寄生容量の低減を図ってきた。このような
従来の半導体集積回路装置の一例が、特開昭63−60
553号公報に提案されている。
ーラトランジスタとMOSトランジスタとを同一基板上
に集積したBi−CMOS集積回路においては、バイポ
ーラトランジスタ相互間を素子分離するために、基板に
溝を掘った構造により、バイポーラトランジスタのコレ
クタ基板間の寄生容量の低減を図ってきた。このような
従来の半導体集積回路装置の一例が、特開昭63−60
553号公報に提案されている。
【0003】以下、図面を参照しながらこの従来の半導
体集積回路装置の一例について説明する。図5(a)、
(b)は第1の従来例の半導体集積回路装置の断面図で
ある。図5(a)に示したように、P型シリコン基板4
01の表面に形成されたN型埋め込み層402上にN型
エピタキシャル層403が形成されている。N型エピタ
キシャル層403表面からN型埋め込み層402を突き
抜けてP型シリコン基板401に到達する溝404が掘
られている。さらに、溝404の表面の酸化膜405を
介して、ポリシリコン膜406が埋め込まれている。
体集積回路装置の一例について説明する。図5(a)、
(b)は第1の従来例の半導体集積回路装置の断面図で
ある。図5(a)に示したように、P型シリコン基板4
01の表面に形成されたN型埋め込み層402上にN型
エピタキシャル層403が形成されている。N型エピタ
キシャル層403表面からN型埋め込み層402を突き
抜けてP型シリコン基板401に到達する溝404が掘
られている。さらに、溝404の表面の酸化膜405を
介して、ポリシリコン膜406が埋め込まれている。
【0004】N型埋め込み層402とN型エピタキシャ
ル層403とからなる第1のN型島領域407と、N型
埋め込み層402とN型エピタキシャル層403とから
なる第2のN型島領域408とが溝404により素子分
離されている。
ル層403とからなる第1のN型島領域407と、N型
埋め込み層402とN型エピタキシャル層403とから
なる第2のN型島領域408とが溝404により素子分
離されている。
【0005】また、図5(b)ではポリシリコン膜40
6で充填された溝404の表面に素子分離のためのLO
COS膜409が形成されている。次に、特開平4−4
4261号公報に提案されている従来の半導体集積回路
装置の一例について説明する。図6(a)〜(c)は第
2の従来例の半導体集積回路装置の工程順断面図であ
る。図6(a)に示した工程では、P型シリコン基板5
01の表面にN型埋め込み層502が形成された後、N
型エピタキシャル層503が成長している。
6で充填された溝404の表面に素子分離のためのLO
COS膜409が形成されている。次に、特開平4−4
4261号公報に提案されている従来の半導体集積回路
装置の一例について説明する。図6(a)〜(c)は第
2の従来例の半導体集積回路装置の工程順断面図であ
る。図6(a)に示した工程では、P型シリコン基板5
01の表面にN型埋め込み層502が形成された後、N
型エピタキシャル層503が成長している。
【0006】その後、所定の領域に開口されたレジスト
をマスクとして、溝504がドライエッチングにより掘
られている。溝504は、N型エピタキシャル層503
表面からN型埋め込み層502を突き抜けてP型シリコ
ン基板501に到達している。レジスト除去後は、熱酸
化によりN型エピタキシャル層503および溝504の
表面に酸化膜505を形成している。
をマスクとして、溝504がドライエッチングにより掘
られている。溝504は、N型エピタキシャル層503
表面からN型埋め込み層502を突き抜けてP型シリコ
ン基板501に到達している。レジスト除去後は、熱酸
化によりN型エピタキシャル層503および溝504の
表面に酸化膜505を形成している。
【0007】次に、図6(b)に示した工程では、溝5
04を充填するCVD酸化膜506を全面に成長させた
後に、平坦化のためのレジスト508を全面に塗布して
いる。図6(c)に示した工程では、レジスト508お
よびCVD酸化膜506表面をエッチング除去し、CV
D酸化膜506で埋め込まれた溝504を形成する。
04を充填するCVD酸化膜506を全面に成長させた
後に、平坦化のためのレジスト508を全面に塗布して
いる。図6(c)に示した工程では、レジスト508お
よびCVD酸化膜506表面をエッチング除去し、CV
D酸化膜506で埋め込まれた溝504を形成する。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら前記のよ
うな第1の従来例の半導体集積回路装置では、図5
(a)に示したように、ポリシリコン膜406を介する
などにより、N型エピタキシャル層403表面の酸化膜
405上の配線や半導体膜とP型シリコン基板401間
の寄生の容量が大きくなり、半導体集積回路の特性が低
下するという問題があった。
うな第1の従来例の半導体集積回路装置では、図5
(a)に示したように、ポリシリコン膜406を介する
などにより、N型エピタキシャル層403表面の酸化膜
405上の配線や半導体膜とP型シリコン基板401間
の寄生の容量が大きくなり、半導体集積回路の特性が低
下するという問題があった。
【0009】また、図5(b)に示したように、ポリシ
リコン膜406で充填された溝404の表面にLOCO
S膜409を形成した場合には、ポリシリコン膜406
と溝404との境界の酸化膜405に沿って縦方向バー
ズビーク410が形成され、応力に伴う結晶欠陥により
半導体集積回路の製造歩留まりが低下するという問題が
あった。
リコン膜406で充填された溝404の表面にLOCO
S膜409を形成した場合には、ポリシリコン膜406
と溝404との境界の酸化膜405に沿って縦方向バー
ズビーク410が形成され、応力に伴う結晶欠陥により
半導体集積回路の製造歩留まりが低下するという問題が
あった。
【0010】また、図6に示した従来例は、前記のよう
な問題を解決するものであるが、図6(b)、(c)に
示したように、溝504に埋め込まれるCVD酸化膜5
06の成長時のカバレージがポリシリコン膜よりも悪い
ため、溝504のアスペクト比が大きい場合、空洞とな
るボイド507が発生するという問題があった。このよ
うにボイドが発生すると、製造歩留まりが低下したり、
素子特性の変化等により信頼性が低下してしまう。
な問題を解決するものであるが、図6(b)、(c)に
示したように、溝504に埋め込まれるCVD酸化膜5
06の成長時のカバレージがポリシリコン膜よりも悪い
ため、溝504のアスペクト比が大きい場合、空洞とな
るボイド507が発生するという問題があった。このよ
うにボイドが発生すると、製造歩留まりが低下したり、
素子特性の変化等により信頼性が低下してしまう。
【0011】本発明は、前記問題を解決するものであ
り、半導体基板表面に形成された素子分離のための溝内
に多結晶半導体膜と絶縁膜とを備えることにより、溝内
のボイドの発生を防止して、かつ配線や半導体膜と基板
間の寄生容量を低減できる半導体集積回路装置を提供す
ることを目的とする。
り、半導体基板表面に形成された素子分離のための溝内
に多結晶半導体膜と絶縁膜とを備えることにより、溝内
のボイドの発生を防止して、かつ配線や半導体膜と基板
間の寄生容量を低減できる半導体集積回路装置を提供す
ることを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
に本発明の第1番目の半導体集積回路装置は、半導体基
板表面に形成された素子分離のための溝を備え、前記溝
の下部には多結晶半導体膜が充填され、前記溝の上部に
は絶縁膜が充填されていることを特徴とする。
に本発明の第1番目の半導体集積回路装置は、半導体基
板表面に形成された素子分離のための溝を備え、前記溝
の下部には多結晶半導体膜が充填され、前記溝の上部に
は絶縁膜が充填されていることを特徴とする。
【0013】前記のような半導体集積回路装置によれ
ば、溝内のボイド状の空洞の発生を防止でき、溝上の導
電膜と半導体基板間との寄生容量を低減することができ
る。前記第1番目の半導体集積回路装置においては、前
記溝の深さが3〜5μm程度で、前記絶縁膜の深さが
0.3〜1μm程度であることが好ましい。
ば、溝内のボイド状の空洞の発生を防止でき、溝上の導
電膜と半導体基板間との寄生容量を低減することができ
る。前記第1番目の半導体集積回路装置においては、前
記溝の深さが3〜5μm程度で、前記絶縁膜の深さが
0.3〜1μm程度であることが好ましい。
【0014】次に、本発明の第2番目の半導体集積回路
装置は、半導体基板表面に形成された素子分離のための
第1の溝と第2の溝とを備え、前記第2の溝の深さは前
記第1の溝の深さよりも浅く、前記第1の溝には多結晶
半導体膜が充填され、前記第2の溝には絶縁膜が充填さ
れていることを特徴とする。
装置は、半導体基板表面に形成された素子分離のための
第1の溝と第2の溝とを備え、前記第2の溝の深さは前
記第1の溝の深さよりも浅く、前記第1の溝には多結晶
半導体膜が充填され、前記第2の溝には絶縁膜が充填さ
れていることを特徴とする。
【0015】前記のような半導体集積回路装置によれ
ば、第1の溝の溝内のボイド状の空洞の発生を防止で
き、第2の溝の溝上の導電膜と半導体基板間との寄生容
量を低減することができる。
ば、第1の溝の溝内のボイド状の空洞の発生を防止で
き、第2の溝の溝上の導電膜と半導体基板間との寄生容
量を低減することができる。
【0016】前記第2番目の半導体集積回路装置におい
ては、半導体基板表面に複数のバイポーラトランジスタ
と複数のMOSトランジスタとが形成され、前記第1の
溝が前記バイポーラトランジスタとこれと隣接する素子
との分離のために形成され、前記第2の溝が前記MOS
トランジスタ間の素子分離のために形成されていること
が好ましい。
ては、半導体基板表面に複数のバイポーラトランジスタ
と複数のMOSトランジスタとが形成され、前記第1の
溝が前記バイポーラトランジスタとこれと隣接する素子
との分離のために形成され、前記第2の溝が前記MOS
トランジスタ間の素子分離のために形成されていること
が好ましい。
【0017】また、前記第1の溝の下部に多結晶半導体
膜が充填され、前記第1の溝の上部に絶縁膜が充填され
ていることが好ましい。前記のような半導体集積回路装
置によれば、第1の溝の溝内のボイド状の空洞の発生を
防止でき、第1の溝の溝上の導電膜と半導体基板間との
寄生容量及び第2の溝の溝上の導電膜と半導体基板間と
の寄生容量を低減することができる。
膜が充填され、前記第1の溝の上部に絶縁膜が充填され
ていることが好ましい。前記のような半導体集積回路装
置によれば、第1の溝の溝内のボイド状の空洞の発生を
防止でき、第1の溝の溝上の導電膜と半導体基板間との
寄生容量及び第2の溝の溝上の導電膜と半導体基板間と
の寄生容量を低減することができる。
【0018】また、前記第1の溝の深さが3〜5μm程
度で、前記第2の溝の深さが0.3〜1μm程度である
ことが好ましい。前記第1番目及び第2番目の半導体集
積回路装置においては、前記多結晶半導体膜がポリシリ
コン膜で、前記絶縁膜がCVD酸化膜であることが好ま
しい。
度で、前記第2の溝の深さが0.3〜1μm程度である
ことが好ましい。前記第1番目及び第2番目の半導体集
積回路装置においては、前記多結晶半導体膜がポリシリ
コン膜で、前記絶縁膜がCVD酸化膜であることが好ま
しい。
【0019】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体集積回路装
置の一実施形態について、図面を参照しながら説明す
る。
置の一実施形態について、図面を参照しながら説明す
る。
【0020】(実施の形態1)図1は、本発明の実施形
態1に係る半導体集積回路装置の断面図である。P型シ
リコン基板101は不純物のホウ素が1×1015cm-3
程度導入された面方位が(100)のシリコン基板であ
る。N型埋込み層102a、102bは表面濃度が1×
1019cm-3程度で接合深さが1μm程度の砒素または
アンチモンの不純物による拡散層である。また、N型エ
ピタキシャル層103a、103bはリンまたは砒素の
不純物が1×1016cm-3程度導入された厚さ1μm程
度のエピタキシャル層である。
態1に係る半導体集積回路装置の断面図である。P型シ
リコン基板101は不純物のホウ素が1×1015cm-3
程度導入された面方位が(100)のシリコン基板であ
る。N型埋込み層102a、102bは表面濃度が1×
1019cm-3程度で接合深さが1μm程度の砒素または
アンチモンの不純物による拡散層である。また、N型エ
ピタキシャル層103a、103bはリンまたは砒素の
不純物が1×1016cm-3程度導入された厚さ1μm程
度のエピタキシャル層である。
【0021】溝104は、素子分離のための溝であり、
N型エピタキシャル層103a、103bの表面からP
型シリコン基板101に到達するように掘られている。
溝幅は1μm程度で、溝の深さは3〜5μm程度であ
る。溝104の底面に接するP型シリコン基板101中
には、P型チャネルストッパ層105が形成されてお
り、溝104の底面に接する部分のホウ素の不純物濃度
が1×1017cm-3程度で、拡散深さは1μm程度であ
る。溝104の側面および底面を熱酸化して形成された
酸化膜106の厚さは100nm程度である。
N型エピタキシャル層103a、103bの表面からP
型シリコン基板101に到達するように掘られている。
溝幅は1μm程度で、溝の深さは3〜5μm程度であ
る。溝104の底面に接するP型シリコン基板101中
には、P型チャネルストッパ層105が形成されてお
り、溝104の底面に接する部分のホウ素の不純物濃度
が1×1017cm-3程度で、拡散深さは1μm程度であ
る。溝104の側面および底面を熱酸化して形成された
酸化膜106の厚さは100nm程度である。
【0022】溝104の底面から3〜4μm程度の下部
はポリシリコン膜107で埋め込まれ、溝104の上部
の深さ0.3〜1μm程度がCVD酸化膜108で埋め
込まれている。減圧CVDで成長したポリシリコン膜は
成長時の溝の充填率が良好であり、またCVD酸化膜1
08で充填する溝104の上部の深さの溝104の幅に
対するアスペクト比を1程度以下にすることにより、ボ
イド状の空洞の発生を防止できる。 深さ5μm程度に
溝104が掘られることにより、1×1015cm-3程度
のP型シリコン基板101中での溝104の深さが3μ
m程度となる。さらに、不純物濃度が1×1017cm-3
程度のP型チャネルストッパ層105が形成されている
ことから、溝104で隔てられた第1のN型島領域10
9と第2のN型島領域110との間の素子分離耐圧は、
10V以上となる。
はポリシリコン膜107で埋め込まれ、溝104の上部
の深さ0.3〜1μm程度がCVD酸化膜108で埋め
込まれている。減圧CVDで成長したポリシリコン膜は
成長時の溝の充填率が良好であり、またCVD酸化膜1
08で充填する溝104の上部の深さの溝104の幅に
対するアスペクト比を1程度以下にすることにより、ボ
イド状の空洞の発生を防止できる。 深さ5μm程度に
溝104が掘られることにより、1×1015cm-3程度
のP型シリコン基板101中での溝104の深さが3μ
m程度となる。さらに、不純物濃度が1×1017cm-3
程度のP型チャネルストッパ層105が形成されている
ことから、溝104で隔てられた第1のN型島領域10
9と第2のN型島領域110との間の素子分離耐圧は、
10V以上となる。
【0023】また、溝104の上部が厚さ0.3〜1μ
m程度のCVD酸化膜108で埋め込まれていることか
ら、溝104上の配線(図示せず)とP型シリコン基板
101との間の寄生容量も、溝104にポリシリコン膜
だけを充填する場合に比較して低減できる。
m程度のCVD酸化膜108で埋め込まれていることか
ら、溝104上の配線(図示せず)とP型シリコン基板
101との間の寄生容量も、溝104にポリシリコン膜
だけを充填する場合に比較して低減できる。
【0024】図2(a)〜(c)、図3(a)〜(c)
は、本発明の実施形態1に係る半導体集積回路装置の工
程順断面図である。まず、図2(a)に示した工程で
は、ホウ素を導入した面方位が(100)のP型シリコ
ン基板201の表面全面に、砒素またはアンチモンをド
ーズ量1×1015cm-2程度、注入エネルギー40Ke
V程度でイオン注入する。その後、1150℃程度で3
0分程度の熱処理を行い、表面濃度が1×1019cm-2
程度で接合深さが1μm程度のN型埋込み層202を形
成する。
は、本発明の実施形態1に係る半導体集積回路装置の工
程順断面図である。まず、図2(a)に示した工程で
は、ホウ素を導入した面方位が(100)のP型シリコ
ン基板201の表面全面に、砒素またはアンチモンをド
ーズ量1×1015cm-2程度、注入エネルギー40Ke
V程度でイオン注入する。その後、1150℃程度で3
0分程度の熱処理を行い、表面濃度が1×1019cm-2
程度で接合深さが1μm程度のN型埋込み層202を形
成する。
【0025】次に、P型シリコン基板201の表面に、
厚さが1μm程度でリンあるいは砒素の不純物を1×1
016cm-3程度導入したN型エピタキシャル層203を
成長させる。N型エピタキシャル層203はジクロール
シランと、不純物が砒素の場合アルシンとの混合ガスを
用いて、温度が1050℃、圧力が80×133.32
2Pa程度で成長する。
厚さが1μm程度でリンあるいは砒素の不純物を1×1
016cm-3程度導入したN型エピタキシャル層203を
成長させる。N型エピタキシャル層203はジクロール
シランと、不純物が砒素の場合アルシンとの混合ガスを
用いて、温度が1050℃、圧力が80×133.32
2Pa程度で成長する。
【0026】次に、図2(b)に示した工程では、フォ
トリソグラフィにより素子分離領域を開口したレジスト
パターン(図示せず)をマスクとして、塩素と臭化水素
と酸素の混合ガス中でN型エピタキシャル層203a、
203b、N型埋め込み層202a、202b、及びP
型シリコン基板201を異方性エッチングする。このエ
ッチングにより幅1μm程度で深さ3〜5μm程度の溝
205が、P型シリコン基板201に到達するように形
成する。
トリソグラフィにより素子分離領域を開口したレジスト
パターン(図示せず)をマスクとして、塩素と臭化水素
と酸素の混合ガス中でN型エピタキシャル層203a、
203b、N型埋め込み層202a、202b、及びP
型シリコン基板201を異方性エッチングする。このエ
ッチングにより幅1μm程度で深さ3〜5μm程度の溝
205が、P型シリコン基板201に到達するように形
成する。
【0027】次に、溝205を選択的にエッチングした
際に用いたレジストパターンをマスクとして、ホウ素を
ドーズ量1×1013cm-2程度、注入エネルギー40K
eV程度でイオン注入し、P型チャネルストッパ層20
6を溝205の底部に接するP型シリコン基板201中
に形成する。その後、酸素ガス雰囲気中でのプラズマア
ッシングによりレジストを除去する。
際に用いたレジストパターンをマスクとして、ホウ素を
ドーズ量1×1013cm-2程度、注入エネルギー40K
eV程度でイオン注入し、P型チャネルストッパ層20
6を溝205の底部に接するP型シリコン基板201中
に形成する。その後、酸素ガス雰囲気中でのプラズマア
ッシングによりレジストを除去する。
【0028】さらに、酸素雰囲気中での900℃、30
分程度の酸化により、溝205の側面および底面、N型
エピタキシャル層203a、203b表面に酸化膜20
4、207を形成する。この酸化の熱処理により、P型
チャネルストッパ層206は、溝205の底部に接する
部分での不純物濃度が1×1017cm-3程度で拡散深さ
が1μm程度となる。
分程度の酸化により、溝205の側面および底面、N型
エピタキシャル層203a、203b表面に酸化膜20
4、207を形成する。この酸化の熱処理により、P型
チャネルストッパ層206は、溝205の底部に接する
部分での不純物濃度が1×1017cm-3程度で拡散深さ
が1μm程度となる。
【0029】次に、図2(c)に示した工程では、シラ
ンガスを用いた減圧CVD法によりポリシリコン膜20
8を1μm程度の厚さで、N型エピタキシャル層203
a、203b表面の酸化膜207上全面に成長させる。
このポリシリコン膜208が成長したときの膜厚を、溝
205の幅(本実施形態では1μm程度)と同程度にす
ることにより、溝205に十分埋め込むと同時に、成長
後のポリシリコン膜208の表面を十分平坦化でき、良
好な充填形状が可能になる。
ンガスを用いた減圧CVD法によりポリシリコン膜20
8を1μm程度の厚さで、N型エピタキシャル層203
a、203b表面の酸化膜207上全面に成長させる。
このポリシリコン膜208が成長したときの膜厚を、溝
205の幅(本実施形態では1μm程度)と同程度にす
ることにより、溝205に十分埋め込むと同時に、成長
後のポリシリコン膜208の表面を十分平坦化でき、良
好な充填形状が可能になる。
【0030】次に、図3(a)に示した工程では、フッ
化硫黄と塩化フロン系の混合ガス中でのドライエッチン
グにより、N型エピタキシャル層203a、203bの
表面の酸化膜207上に形成されたポリシリコン膜20
8を除去し、さらに溝205中に埋め込まれた部分の
内、上部1μm程度のポリシリコン膜208を除去する
ことにより、深さ3〜5μm程度の溝205の下部3〜
4μm程度を充填するポリシリコン膜209を形成す
る。
化硫黄と塩化フロン系の混合ガス中でのドライエッチン
グにより、N型エピタキシャル層203a、203bの
表面の酸化膜207上に形成されたポリシリコン膜20
8を除去し、さらに溝205中に埋め込まれた部分の
内、上部1μm程度のポリシリコン膜208を除去する
ことにより、深さ3〜5μm程度の溝205の下部3〜
4μm程度を充填するポリシリコン膜209を形成す
る。
【0031】次に、図3(b)に示した工程では、N型
エピタキシャル層203a、203bの表面の酸化膜2
07上全面に、TEOSと酸素との混合ガス中での温度
700℃程度での減圧CVDにより、厚さ0.3〜1μ
m程度のCVD酸化膜210を成長させる。その後、C
VD酸化膜210上の全面にCVD酸化膜210を平坦
化するためにレジスト211を厚さ2μm程度で塗布す
る。
エピタキシャル層203a、203bの表面の酸化膜2
07上全面に、TEOSと酸素との混合ガス中での温度
700℃程度での減圧CVDにより、厚さ0.3〜1μ
m程度のCVD酸化膜210を成長させる。その後、C
VD酸化膜210上の全面にCVD酸化膜210を平坦
化するためにレジスト211を厚さ2μm程度で塗布す
る。
【0032】次に、図3(c)に示した工程では、フロ
ン、アルゴン、及び酸素の混合ガス中でのドライエッチ
ングにより、レジスト211に続いて、N型エピタキシ
ャル層203a、203b表面の酸化膜207上のCV
D酸化膜210を除去することにより、溝205の上部
を充填するCVD酸化膜212を形成する。
ン、アルゴン、及び酸素の混合ガス中でのドライエッチ
ングにより、レジスト211に続いて、N型エピタキシ
ャル層203a、203b表面の酸化膜207上のCV
D酸化膜210を除去することにより、溝205の上部
を充填するCVD酸化膜212を形成する。
【0033】溝205の上部0.3〜1μm程度のみを
CVD酸化膜212で充填することから、CVD酸化膜
212で充填する溝205の上部の深さの溝205の幅
に対するアスペクト比を1程度以下にできるので、ボイ
ド状の空洞の発生を防止することができ、製造歩留まり
の低下や信頼性の低下を防止することができる。また、
溝205上の配線(図示せず)とP型シリコン基板20
1との間の寄生容量も、溝205をポリシリコン膜だけ
で充填する場合に比較して低減できる。
CVD酸化膜212で充填することから、CVD酸化膜
212で充填する溝205の上部の深さの溝205の幅
に対するアスペクト比を1程度以下にできるので、ボイ
ド状の空洞の発生を防止することができ、製造歩留まり
の低下や信頼性の低下を防止することができる。また、
溝205上の配線(図示せず)とP型シリコン基板20
1との間の寄生容量も、溝205をポリシリコン膜だけ
で充填する場合に比較して低減できる。
【0034】(実施の形態2)次に、本発明の実施形態
2について、図面を参照しながら説明する。図4は本発
明の実施形態2に係る半導体集積回路装置の断面図であ
る。実施形態1と同様に、P型シリコン基板301表面
のN型埋込み層311a〜311cは、表面濃度が1×
1019cm-3程度で接合深さが1μm程度の拡散層であ
る。N型エピタキシャル層312は、不純物が1×10
16cm-3程度導入された厚さ1μm程度のエピタキシャ
ル層である。バイポーラトランジスタ分離のための溝3
05a、305bは幅1μm程度で深さ3〜5μm程度
であり、N型エピタキシャル層312の表面からP型シ
リコン基板301に到達するように掘られている。
2について、図面を参照しながら説明する。図4は本発
明の実施形態2に係る半導体集積回路装置の断面図であ
る。実施形態1と同様に、P型シリコン基板301表面
のN型埋込み層311a〜311cは、表面濃度が1×
1019cm-3程度で接合深さが1μm程度の拡散層であ
る。N型エピタキシャル層312は、不純物が1×10
16cm-3程度導入された厚さ1μm程度のエピタキシャ
ル層である。バイポーラトランジスタ分離のための溝3
05a、305bは幅1μm程度で深さ3〜5μm程度
であり、N型エピタキシャル層312の表面からP型シ
リコン基板301に到達するように掘られている。
【0035】一方、バイポーラトランジスタ内分離のた
めの溝307やMOSトランジスタ間分離のための溝3
06a、306bは幅1μm程度で深さ0.3〜1μm
程度であり、N型エピタキシャル層312中に掘られて
いる。バイポーラトランジスタ分離のための溝305
a、305bの底面に接するP型シリコン基板301中
には、バイポーラトランジスタ間分離のための溝305
a、305bの底面に接する部分の不純物濃度が1×1
017cm-3程度で拡散深さが1μm程度のP型チャネル
ストッパ層308a、308bが形成されている。
めの溝307やMOSトランジスタ間分離のための溝3
06a、306bは幅1μm程度で深さ0.3〜1μm
程度であり、N型エピタキシャル層312中に掘られて
いる。バイポーラトランジスタ分離のための溝305
a、305bの底面に接するP型シリコン基板301中
には、バイポーラトランジスタ間分離のための溝305
a、305bの底面に接する部分の不純物濃度が1×1
017cm-3程度で拡散深さが1μm程度のP型チャネル
ストッパ層308a、308bが形成されている。
【0036】前記の溝305a、305b、溝307、
及び溝306a、306bの側面および底面を熱酸化し
て酸化膜321a〜321eが形成され、これらの厚さ
は100nm程度である。
及び溝306a、306bの側面および底面を熱酸化し
て酸化膜321a〜321eが形成され、これらの厚さ
は100nm程度である。
【0037】バイポーラトランジスタ分離のための溝3
05a、305bには、各溝の底から3〜4μm程度の
下部は、それぞれポリシリコン膜322a、322bが
埋め込まれている。また、溝305a、305bの上部
の深さ0.3〜1μm程度の部分と、バイポーラトラン
ジスタ内分離のための溝307と、MOSトランジスタ
間分離のための溝306a、306bとは、それぞれC
VD酸化膜323a〜323eが埋め込まれている。
05a、305bには、各溝の底から3〜4μm程度の
下部は、それぞれポリシリコン膜322a、322bが
埋め込まれている。また、溝305a、305bの上部
の深さ0.3〜1μm程度の部分と、バイポーラトラン
ジスタ内分離のための溝307と、MOSトランジスタ
間分離のための溝306a、306bとは、それぞれC
VD酸化膜323a〜323eが埋め込まれている。
【0038】このため、実施形態1と同様に、減圧CV
Dで成長したポリシリコン膜は成長したときの溝の充填
率が良好であり、またCVD酸化膜323a〜323e
を充填する各溝深さの各溝幅に対するアスペクト比を1
程度以下にすることにより、ボイド状の空洞の発生を防
止することができる。また、各溝には厚さ0.3〜1μ
m程度のCVD酸化膜323a〜323eが埋め込まれ
ているので、各溝上の配線(図示せず)とP型シリコン
基板301との間の寄生容量も、各溝をポリシリコン膜
だけで充填する場合に比較して低減できる。
Dで成長したポリシリコン膜は成長したときの溝の充填
率が良好であり、またCVD酸化膜323a〜323e
を充填する各溝深さの各溝幅に対するアスペクト比を1
程度以下にすることにより、ボイド状の空洞の発生を防
止することができる。また、各溝には厚さ0.3〜1μ
m程度のCVD酸化膜323a〜323eが埋め込まれ
ているので、各溝上の配線(図示せず)とP型シリコン
基板301との間の寄生容量も、各溝をポリシリコン膜
だけで充填する場合に比較して低減できる。
【0039】ここで、バイポーラトランジスタ分離のた
めの溝305a、305bにより分離された領域には、
NPNトランジスタ302が形成されている。このNP
Nトランジスタ302は、ベース層335、表面の酸化
膜336a、336b、ベース層335中に形成された
エミッタ層355、エミッタ層355上に形成されたエ
ミッタ電極開口341、エミッタ電極開口341上にポ
リシリコンで形成されたエミッタ電極342、外部ベー
ス層353、及びコレクタコンタクト層351により構
成されている。
めの溝305a、305bにより分離された領域には、
NPNトランジスタ302が形成されている。このNP
Nトランジスタ302は、ベース層335、表面の酸化
膜336a、336b、ベース層335中に形成された
エミッタ層355、エミッタ層355上に形成されたエ
ミッタ電極開口341、エミッタ電極開口341上にポ
リシリコンで形成されたエミッタ電極342、外部ベー
ス層353、及びコレクタコンタクト層351により構
成されている。
【0040】溝305a、305bはP型シリコン基板
301に到達するように形成されているので、NPNト
ランジスタ302は、N型島領域として完全に周辺から
分離されている。また、バイポーラトランジスタ内分離
のための溝307によって、NPNトランジスタ302
内のベース層335とコレクタコンタクト層351とが
分離されている。この分離は、表面付近での寄生素子の
動作やチャネル性のリークを抑えるための分離であり、
溝307はN型エピタキシャル層312の表面にのみ形
成されている。
301に到達するように形成されているので、NPNト
ランジスタ302は、N型島領域として完全に周辺から
分離されている。また、バイポーラトランジスタ内分離
のための溝307によって、NPNトランジスタ302
内のベース層335とコレクタコンタクト層351とが
分離されている。この分離は、表面付近での寄生素子の
動作やチャネル性のリークを抑えるための分離であり、
溝307はN型エピタキシャル層312の表面にのみ形
成されている。
【0041】また、MOSトランジスタ間分離のための
溝306a、306bで素子分離された領域には、第1
のPchMOSトランジスタ303及び第2のPchM
OSトランジスタ304が形成されている。
溝306a、306bで素子分離された領域には、第1
のPchMOSトランジスタ303及び第2のPchM
OSトランジスタ304が形成されている。
【0042】第1のPchMOSトランジスタ303
は、N型ウエル層331a、Pchしきい値制御注入層
333a、ゲート酸化膜337a、ゲート酸化膜337
a上に形成されたポリシリコンからなるゲート電極34
3a、PchS/D層354aにより構成されている。
は、N型ウエル層331a、Pchしきい値制御注入層
333a、ゲート酸化膜337a、ゲート酸化膜337
a上に形成されたポリシリコンからなるゲート電極34
3a、PchS/D層354aにより構成されている。
【0043】また、第2のPchMOSトランジスタ3
04は、N型ウエル層331b、Pchしきい値制御注
入層333b、ゲート酸化膜337b、ゲート酸化膜3
37b上に形成されたポリシリコンからなるゲート電極
343b、PchS/D層354bにより構成されてい
る。また、MOSトランジスタ間分離のための溝306
a、306bも、N型エピタキシャル層312の表面に
のみ形成されている。
04は、N型ウエル層331b、Pchしきい値制御注
入層333b、ゲート酸化膜337b、ゲート酸化膜3
37b上に形成されたポリシリコンからなるゲート電極
343b、PchS/D層354bにより構成されてい
る。また、MOSトランジスタ間分離のための溝306
a、306bも、N型エピタキシャル層312の表面に
のみ形成されている。
【0044】以上のように、本実施形態によれば、素子
分離の溝のボイド状の空洞の発生を防止することによ
り、製造歩留まりの低下や信頼性の低下を防止でき、さ
らに配線と基板間の寄生容量を低減できるバイポーラト
ランジスタ間の分離用とMOSトランジスタ間の分離用
の2種類の素子分離用溝を有するBi−CMOS集積回
路装置が得られる。
分離の溝のボイド状の空洞の発生を防止することによ
り、製造歩留まりの低下や信頼性の低下を防止でき、さ
らに配線と基板間の寄生容量を低減できるバイポーラト
ランジスタ間の分離用とMOSトランジスタ間の分離用
の2種類の素子分離用溝を有するBi−CMOS集積回
路装置が得られる。
【0045】
【発明の効果】以上のように本発明の半導体集積回路装
置によれば、半導体基板表面に形成された素子分離のた
めの溝内に多結晶半導体膜と絶縁膜とを備えることによ
り、溝内のボイドの発生を防止して、かつ配線や半導体
膜と基板間の寄生容量を低減できる。
置によれば、半導体基板表面に形成された素子分離のた
めの溝内に多結晶半導体膜と絶縁膜とを備えることによ
り、溝内のボイドの発生を防止して、かつ配線や半導体
膜と基板間の寄生容量を低減できる。
【0046】また、半導体基板表面に形成された素子分
離のための第1の溝と第2の溝とを備え、第2の溝の深
さは第1の溝の深さよりも浅く、第1の溝には多結晶半
導体膜が充填され、記第2の溝には絶縁膜が充填されて
いることにより、溝内のボイドの発生を防止して、かつ
配線や半導体膜と基板間の寄生容量を低減できる複数の
バイポーラトランジスタと複数のMOSトランジスタと
を備えた半導体集積回路装置を得ることができる。
離のための第1の溝と第2の溝とを備え、第2の溝の深
さは第1の溝の深さよりも浅く、第1の溝には多結晶半
導体膜が充填され、記第2の溝には絶縁膜が充填されて
いることにより、溝内のボイドの発生を防止して、かつ
配線や半導体膜と基板間の寄生容量を低減できる複数の
バイポーラトランジスタと複数のMOSトランジスタと
を備えた半導体集積回路装置を得ることができる。
【図1】本発明の実施形態1に係る半導体集積回路装置
の断面図
の断面図
【図2】本発明の実施形態1に係る半導体集積回路装置
の工程順断面図
の工程順断面図
【図3】本発明の実施形態1に係る半導体集積回路装置
の工程順断面図
の工程順断面図
【図4】本発明の実施形態2に係る半導体集積回路装置
の断面図
の断面図
【図5】従来の半導体集積回路装置の一例の断面図
【図6】従来の半導体集積回路装置の一例の工程順断面
図。
図。
101 P型シリコン基板 102a,102b N型埋込み層 103a,103b N型エピタキシャル層 104 溝 105 P型チャネルストッパ層 106 酸化膜 107 ポリシリコン膜 108 CVD酸化膜 109 第1のN型島領域 110 第2のN型島領域 201 P型シリコン基板 202,202a,202b N型埋込み層 203,203a,203b N型エピタキシャル層 204,207 酸化膜 205 溝 206 P型チャネルストッパ層 208,209 ポリシリコン膜 210,212 CVD酸化膜 211 レジスト 213 第1のN型島領域 214 第2のN型島領域 301 P型シリコン基板 302 NPNトランジスタ 303 第1のPchMOSトランジスタ 304 第2のPchMOSトランジスタ 311a,311b,311c N型埋込み層 312 N型エピタキシャル層 305a,305b バイポーラトランジスタ分離のた
めの溝 307 バイポーラトランジスタ内分離のための溝 306a、306b MOSトランジスタ分離のための
溝 308a、308b P型チャネルストッパ層 321a,321b,321c,321d,321e
酸化膜 322a,322b ポリシリコン膜 323a,323b,323c,323d,323e
CVD酸化膜 331a,331b N型ウエル層 333a,333b Pchしき値制御注入層 335 ベース層 336a,336b 酸化膜 337a,337b ゲート酸化膜 355 エミッタ層 341 エミッタ電極開口 342 エミッタ電極 343a,343b ゲート電極 353 外部ベース層 354a,354b PchS/D層 351 コレクタコンタクト層
めの溝 307 バイポーラトランジスタ内分離のための溝 306a、306b MOSトランジスタ分離のための
溝 308a、308b P型チャネルストッパ層 321a,321b,321c,321d,321e
酸化膜 322a,322b ポリシリコン膜 323a,323b,323c,323d,323e
CVD酸化膜 331a,331b N型ウエル層 333a,333b Pchしき値制御注入層 335 ベース層 336a,336b 酸化膜 337a,337b ゲート酸化膜 355 エミッタ層 341 エミッタ電極開口 342 エミッタ電極 343a,343b ゲート電極 353 外部ベース層 354a,354b PchS/D層 351 コレクタコンタクト層
Claims (7)
- 【請求項1】 半導体基板表面に形成された素子分離の
ための溝を備え、前記溝の下部には多結晶半導体膜が充
填され、前記溝の上部には絶縁膜が充填されていること
を特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項2】 前記溝の深さが3〜5μm程度で、前記
絶縁膜の深さが0.3〜1μm程度である請求項1に記
載の半導体集積回路装置 - 【請求項3】 半導体基板表面に形成された素子分離の
ための第1の溝と第2の溝とを備え、前記第2の溝の深
さは前記第1の溝の深さよりも浅く、前記第1の溝には
多結晶半導体膜が充填され、前記第2の溝には絶縁膜が
充填されていることを特徴とする半導体集積回路装置。 - 【請求項4】 半導体基板表面に複数のバイポーラトラ
ンジスタと複数のMOSトランジスタとが形成され、前
記第1の溝が前記バイポーラトランジスタとこれと隣接
する素子との分離のために形成され、前記第2の溝が前
記MOSトランジスタ間の素子分離のために形成されて
いる請求項3に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項5】 前記第1の溝の下部に多結晶半導体膜が
充填され、前記第1の溝の上部に絶縁膜が充填されてい
る請求項3または4に記載の半導体集積回路装置。 - 【請求項6】 前記第1の溝の深さが3〜5μm程度
で、前記第2の溝の深さが0.3〜1μm程度である請
求項3から5のいずれかに記載の半導体集積回路装置 - 【請求項7】 前記多結晶半導体膜がポリシリコン膜
で、前記絶縁膜がCVD酸化膜である請求項1から6の
いずれかに記載の半導体集積回路装置
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33584797A JPH11176922A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体集積回路装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33584797A JPH11176922A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体集積回路装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11176922A true JPH11176922A (ja) | 1999-07-02 |
Family
ID=18293067
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33584797A Pending JPH11176922A (ja) | 1997-12-05 | 1997-12-05 | 半導体集積回路装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11176922A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020055938A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 박종섭 | 반도체 소자의 소자 분리막 형성 방법 |
| KR20030043597A (ko) * | 2001-11-26 | 2003-06-02 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 트렌치 분리를 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| CN102928623A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-02-13 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种避免寄生电容结构的微加速度传感器及其制作方法 |
| JP5234886B2 (ja) * | 2004-10-25 | 2013-07-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
-
1997
- 1997-12-05 JP JP33584797A patent/JPH11176922A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020055938A (ko) * | 2000-12-29 | 2002-07-10 | 박종섭 | 반도체 소자의 소자 분리막 형성 방법 |
| KR20030043597A (ko) * | 2001-11-26 | 2003-06-02 | 미쓰비시덴키 가부시키가이샤 | 트렌치 분리를 갖는 반도체 장치 및 그 제조 방법 |
| JP5234886B2 (ja) * | 2004-10-25 | 2013-07-10 | ルネサスエレクトロニクス株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| CN102928623A (zh) * | 2012-10-26 | 2013-02-13 | 中国科学院上海微系统与信息技术研究所 | 一种避免寄生电容结构的微加速度传感器及其制作方法 |
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|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
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| A521 | Written amendment |
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| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20041129 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |