JPH11224896A - Semiconductor device and its manufacture - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関するものである。The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same.
【0002】[0002]
【従来の技術】半導体装置における2種類の深さの分離
溝を形成する従来の技術を図6を用いて以下に示す。図
6は従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面図であ
る。まず、図6(a)に示すように、シリコン基板20
0上にシリコン酸化膜201とシリコン窒化膜202を
形成した後、浅い分離溝を形成する領域を除きフォトレ
ジスト203でパターニングし(図6(b))、その
後、フォトレジスト203をマスクとしてシリコン窒化
膜202とシリコン酸化膜201に続いてシリコン基板
200を所定の深さまでエッチングし、浅い分離溝20
4を形成する(図6(c))。2. Description of the Related Art A conventional technique for forming isolation grooves having two different depths in a semiconductor device will be described below with reference to FIG. FIG. 6 is a process sectional view showing a conventional method for manufacturing a semiconductor device. First, as shown in FIG.
After the silicon oxide film 201 and the silicon nitride film 202 are formed on the substrate 0, patterning is performed using a photoresist 203 except for a region where a shallow isolation groove is to be formed (FIG. 6B). After the film 202 and the silicon oxide film 201, the silicon substrate 200 is etched to a predetermined depth to form the shallow isolation trench 20.
4 is formed (FIG. 6C).
【0003】次に、フォトレジスト203を除去した
後、深い分離溝を形成する領域を除きフォトレジスト2
05でパターニングし(図6(d))、その後、フォト
レジスト205をマスクとしてシリコン窒化膜202と
シリコン酸化膜201に続いてシリコン基板200を所
定の深さまでエッチングし、深い分離溝206を形成す
る(図6(e))。Next, after removing the photoresist 203, the photoresist 2 is removed except for a region where a deep isolation groove is to be formed.
Then, the silicon substrate 200 is etched to a predetermined depth following the silicon nitride film 202 and the silicon oxide film 201 using the photoresist 205 as a mask to form a deep isolation groove 206 (FIG. 6D). (FIG. 6 (e)).
【0004】その後、フォトレジスト205を除去した
後、浅い分離溝204と深い分離溝206とを絶縁膜2
07によって埋め込み、シリコン窒化膜202をストッ
パ膜としてCMP法(化学的機械的研磨法)によって平
坦化を行い(図6(f))、その後、シリコン窒化膜2
02とシリコン酸化膜201とを除去する(図6
(g))。After removing the photoresist 205, the shallow separation groove 204 and the deep separation groove 206 are
07, and planarization is performed by CMP (chemical mechanical polishing) using the silicon nitride film 202 as a stopper film (FIG. 6F).
02 and the silicon oxide film 201 are removed (FIG. 6).
(G)).
【0005】次に、n型半導体形成領域を開口したパタ
ーンのフォトレジスト208をマスクとしてイオン注入
によりn型半導体領域209を形成する(図6
(h))。フォトレジスト208を除去した後、p型半
導体形成領域を開口したパターンのフォトレジスト21
0をマスクとしてイオン注入によりp型半導体領域21
1を形成する(図6(i))。そして、フォトレジスト
210を除去すると、シリコン基板200表面に、絶縁
膜207が充填された深い分離溝206により分離され
たn型半導体領域209とp型半導体領域211とが形
成され、p型半導体領域211内に絶縁膜207が充填
された浅い分離溝204が形成された構造となる(図6
(j))。Next, an n-type semiconductor region 209 is formed by ion implantation using the photoresist 208 having a pattern in which the n-type semiconductor formation region is opened as a mask.
(H)). After removing the photoresist 208, the photoresist 21 having a pattern in which the p-type semiconductor formation region is opened
P-type semiconductor region 21 by ion implantation using 0 as a mask
1 (FIG. 6 (i)). Then, when the photoresist 210 is removed, an n-type semiconductor region 209 and a p-type semiconductor region 211 separated by a deep isolation groove 206 filled with an insulating film 207 are formed on the surface of the silicon substrate 200, and the p-type semiconductor region The structure is such that a shallow isolation groove 204 filled with an insulating film 207 is formed in 211.
(J)).
【0006】この半導体装置では、絶縁膜207の充填
された2つの分離溝204,206が素子分離領域であ
り、n型半導体領域209と、浅い分離溝204の両側
の領域のp型半導体領域211とが、活性領域すなわち
MOS型トランジスタ等の素子形成領域となる。In this semiconductor device, two isolation trenches 204 and 206 filled with an insulating film 207 are element isolation regions, and include an n-type semiconductor region 209 and a p-type semiconductor region 211 on both sides of the shallow isolation trench 204. Are active regions, that is, regions for forming elements such as MOS transistors.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】近年、半導体素子の微
細化に伴いフォト工程において必要な露光マージンを低
減するために、製造工程におけるシリコン基板200表
面の平坦化が重要になっている。MOS型トランジスタ
のゲート電極形成工程においては、とりわけ厳密な加工
寸法の制御が必要とされる。したがって、それに先立つ
分離溝204,206の埋め込み・平坦化工程(図6
(f))では、特に平坦性の向上が要求される。しかし
ながら上記従来のように、断面が矩形で深さの異なる分
離溝204,206に絶縁膜207を同時に埋め込み、
平坦化を行う方法では、平坦性の向上が困難であり、半
導体素子の微細化を阻害することになる。In recent years, with the miniaturization of semiconductor devices, flattening the surface of the silicon substrate 200 in the manufacturing process has become important in order to reduce the exposure margin required in the photo process. In the step of forming the gate electrode of a MOS transistor, particularly strict control of the processing size is required. Therefore, the step of embedding and flattening the separation grooves 204 and 206 (FIG. 6)
In (f)), improvement in flatness is particularly required. However, as in the above-described conventional case, the insulating films 207 are simultaneously buried in the separation grooves 204 and 206 having a rectangular cross section and different depths.
In the method of flattening, it is difficult to improve flatness, which hinders miniaturization of a semiconductor element.
【0008】本発明は、上記従来の問題に鑑み、深さの
異なる分離溝に埋め込んだ絶縁膜の平坦性の向上を図る
ことのできる半導体装置およ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 consideration of the above-described conventional problems, and has as its object to provide a semiconductor device capable of improving the flatness of insulating films embedded in isolation trenches having different depths, and a method of manufacturing the same.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】請求項1記載の半導体装
置は、半導体基板上に形成した第1導電型の半導体領域
と第2導電型の半導体領域とを分離する第1の分離用絶
縁膜と、第1導電型の半導体領域および第2導電型の半
導体領域のうち少なくとも一方の領域内に形成した第2
の分離用絶縁膜とを備えた半導体装置であって、第1の
分離用絶縁膜は、所定の幅を有する深い溝部の両側に浅
い溝部を有する第1の分離溝に埋め込まれ、第2の分離
用絶縁膜は、第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2
の分離溝に埋め込まれたことを特徴とする。According to a first aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device, comprising: a first isolation insulating film for isolating a first conductivity type semiconductor region and a second conductivity type semiconductor region formed on a semiconductor substrate; A second conductive layer formed in at least one of the first conductive type semiconductor region and the second conductive type semiconductor region;
A first isolation insulating film embedded in a first isolation groove having shallow grooves on both sides of a deep groove having a predetermined width; The isolation insulating film has a second depth equal to the depth of the shallow groove of the first isolation groove.
Embedded in the separation groove.
【0010】この構成によれば、第1の分離用絶縁膜
は、所定の幅を有する深い溝部の両側に浅い溝部を有す
る第1の分離溝に埋め込まれ、第2の分離用絶縁膜は、
第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝に埋
め込まれているため、深さの異なる第1および第2の分
離用絶縁膜の埋め込み、平坦化を行う際に、パターン依
存性が小さく、平坦性を向上することができる。According to this structure, the first isolation insulating film is embedded in the first isolation groove having shallow grooves on both sides of the deep groove having a predetermined width, and the second isolation insulating film is
Since it is buried in the second separation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first separation groove, it is difficult to embed and planarize the first and second separation insulating films having different depths. Dependence is small and flatness can be improved.
【0011】請求項2記載の半導体装置は、請求項1記
載の半導体装置において、第1の分離用絶縁膜は、第1
の分離溝の深い溝部内に空隙部を有したことを特徴とす
る。これにより、第1導電型の半導体領域と第2導電型
の半導体領域との間の容量を減少させることができる。
また、第1の分離用絶縁膜の埋め込みの限界に起因した
第1の分離溝の深い溝部の深さの制限がなくなり、深く
設定することにより分離幅を縮小することができる。According to a second aspect of the present invention, in the semiconductor device of the first aspect, the first isolation insulating film is formed of a first insulating film.
Characterized by having a void portion in the deep groove portion of the separation groove. Thereby, the capacitance between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type can be reduced.
In addition, there is no limit on the depth of the deep groove portion of the first isolation groove due to the limit of the embedding of the first isolation insulating film, and the isolation width can be reduced by setting the depth to be deep.
【0012】請求項3記載の半導体装置は、請求項2記
載の半導体装置において、第1の分離溝の深い溝部の幅
に対する第1の分離溝の深さの比が3以上であることを
特徴とする。このように設定することで、第1の分離溝
の深い溝部内に空隙部を容易に設けることができる。According to a third aspect of the present invention, in the semiconductor device of the second aspect, a ratio of a depth of the first isolation groove to a width of a deep groove portion of the first isolation groove is 3 or more. And With such a setting, a void can be easily provided in the deep groove of the first separation groove.
【0013】請求項4記載の半導体装置は、請求項2ま
たは3記載の半導体装置において、第1の分離溝の深い
溝部の幅が0.15μm以下であることを特徴とする。
このように設定することで、第1の分離溝の深い溝部内
に空隙部を容易に設けることができる。請求項5記載の
半導体装置の製造方法は、半導体基板上に隣接した第1
導電型の半導体領域および第2導電型の半導体領域を形
成する工程と、第1導電型の半導体領域と第2導電型の
半導体領域との境界部の半導体基板をエッチングして仮
設溝を形成する工程と、半導体基板上の所定の領域にフ
ォトレジストを形成し、このフォトレジストをマスクと
して半導体基板をエッチングすることにより、仮設溝を
掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い溝
部とを有する第1の分離溝と、この第1の分離溝の浅い
溝部と同じ深さの第2の分離溝とを形成する工程と、フ
ォトレジストを除去した後、第1および第2の分離溝に
分離用絶縁膜を埋め込み、分離用絶縁膜の平坦化を行う
工程とを含んでいる。According to a fourth aspect of the present invention, in the semiconductor device according to the second or third aspect, the width of the deep groove of the first isolation groove is 0.15 μm or less.
With such a setting, a void can be easily provided in the deep groove of the first separation groove. A method of manufacturing a semiconductor device according to claim 5, wherein the first method comprises:
Forming a semiconductor region of a conductivity type and a semiconductor region of a second conductivity type; and forming a temporary groove by etching a semiconductor substrate at a boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type. Forming a photoresist in a predetermined region on the semiconductor substrate, and etching the semiconductor substrate using the photoresist as a mask to form a deep groove formed by drilling a temporary groove and shallow grooves on both sides of the deep groove. Forming a first separation groove having the first separation groove and a second separation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first separation groove; and removing the photoresist and forming the first and second separation grooves. Embedding the isolation insulating film and flattening the isolation insulating film.
【0014】この製造方法によれば、第1導電型の半導
体領域と第2導電型の半導体領域との境界部に仮設溝を
形成した後、フォトレジストをマスクとして半導体基板
をエッチングして、仮設溝を掘り下げてなる深い溝部と
この深い溝部の両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝
と、第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝
とを形成することにより、深さの異なる第1および第2
の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、平坦化を行う工程
において、パターン依存性が小さく、平坦性を向上させ
ることができる。According to this manufacturing method, after the provisional groove is formed at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type, the semiconductor substrate is etched using the photoresist as a mask, and the provisional groove is formed. By forming a first separation groove having a deep groove formed by digging a groove and shallow grooves on both sides of the deep groove, and a second separation groove having the same depth as the shallow groove of the first separation groove. First and second with different depths
In the step of burying the isolation insulating film in the isolation groove and flattening, the pattern dependency is small and the flatness can be improved.
【0015】請求項6記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に隣接した第1導電型の半導体領域および
第2導電型の半導体領域を形成する工程と、第1導電型
の半導体領域と第2導電型の半導体領域との境界部の半
導体基板にイオン注入を行い高濃度n型不純物領域を形
成する工程と、半導体基板上の所定の領域にフォトレジ
ストを形成し、このフォトレジストをマスクとして半導
体基板をエッチングすることにより、高濃度n型不純物
領域部分を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両
側に浅い溝部とを有する第1の分離溝と、この第1の分
離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝とを形成する
工程と、フォトレジストを除去した後、第1および第2
の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、分離用絶縁膜の平
坦化を行う工程とを含んでいる。According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device.
Forming a first conductivity type semiconductor region and a second conductivity type semiconductor region adjacent to each other on a semiconductor substrate; and forming a semiconductor substrate at a boundary between the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region. Forming a high-concentration n-type impurity region by performing ion implantation; forming a photoresist in a predetermined region on the semiconductor substrate; and etching the semiconductor substrate using the photoresist as a mask, thereby forming a high-concentration n-type impurity region. Forming a first separation groove having a deep groove formed by digging a portion, a shallow groove on both sides of the deep groove, and a second separation groove having the same depth as the shallow groove of the first separation groove; And after removing the photoresist, the first and second
Burying the isolation insulating film in the isolation groove, and planarizing the isolation insulating film.
【0016】この製造方法によれば、第1導電型の半導
体領域と第2導電型の半導体領域との境界部に高濃度n
型不純物領域を形成した後、フォトレジストをマスクと
して半導体基板をエッチングして、高濃度n型不純物領
域部分を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側
に浅い溝部とを有する第1の分離溝と、第1の分離溝の
浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝とを形成することに
より、深さの異なる第1および第2の分離溝に分離用絶
縁膜を埋め込み、平坦化を行う工程において、パターン
依存性が小さく、平坦性を向上させることができる。According to this manufacturing method, the high concentration n is formed at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type.
After the formation of the impurity region, the semiconductor substrate is etched using the photoresist as a mask, and a first isolation groove having a deep groove formed by digging down the high-concentration n-type impurity region and shallow grooves on both sides of the deep groove. And a second isolation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first isolation groove, thereby embedding an isolation insulating film in the first and second isolation grooves having different depths, thereby achieving planarization. In the step to be performed, pattern dependency is small and flatness can be improved.
【0017】請求項7記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、その上に第2の
絶縁膜を形成する工程と、第2の絶縁膜上の所定の領域
に第1のフォトレジストを形成し、この第1のフォトレ
ジストをマスクとして不純物導入を行い半導体基板に第
1導電型の半導体領域を形成する工程と、第1のフォト
レジストをマスクとして第1導電型の半導体領域上の第
2の絶縁膜を除去する工程と、第1のフォトレジストを
除去した後、第1の絶縁膜上の所定の領域に第2のフォ
トレジストを形成し、この第2のフォトレジストをマス
クとして不純物導入を行い半導体基板に第2導電型の半
導体領域を形成する工程と、第2のフォトレジストと第
2の絶縁膜とをマスクとして第1導電型の半導体領域と
第2導電型の半導体領域との境界部の第1の絶縁膜およ
び半導体基板をエッチングして仮設溝を形成する工程
と、第2のフォトレジストと第2の絶縁膜とを除去した
後、全面にストッパ用絶縁膜を形成する工程と、ストッ
パ用絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレジストを形
成し、この第3のフォトレジストをマスクとしてストッ
パ用絶縁膜,第1の絶縁膜および半導体基板をエッチン
グすることにより、仮設溝を掘り下げてなる深い溝部と
この深い溝部の両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝
と、この第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分
離溝とを形成する工程と、第3のフォトレジストを除去
した後、第1および第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め
込み、ストッパ用絶縁膜を基準に分離用絶縁膜の平坦化
を行う工程とを含んでいる。According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device.
Forming a first insulating film on a semiconductor substrate, forming a second insulating film thereon; forming a first photoresist in a predetermined region on the second insulating film; Forming a first conductivity type semiconductor region on a semiconductor substrate by introducing impurities using the first photoresist as a mask, and removing a second insulating film on the first conductivity type semiconductor region using the first photoresist as a mask And removing the first photoresist, forming a second photoresist in a predetermined region on the first insulating film, and introducing impurities into the semiconductor substrate using the second photoresist as a mask. Forming a semiconductor region of the second conductivity type; and forming a first region of the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type using the second photoresist and the second insulating film as a mask. Of insulating film and semiconductor substrate Forming a temporary groove by etching, removing the second photoresist and the second insulating film, and then forming a stopper insulating film on the entire surface, and forming a predetermined region on the stopper insulating film. A third photoresist is formed, and the stopper insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate are etched using the third photoresist as a mask. Forming a first isolation groove having shallow groove portions on both sides and a second isolation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first isolation groove; and, after removing the third photoresist, Embedding an isolation insulating film in the first and second isolation trenches and flattening the isolation insulating film with reference to the stopper insulating film.
【0018】この製造方法によれば、第1導電型の半導
体領域と第2導電型の半導体領域との境界部に仮設溝を
形成した後、仮設溝を掘り下げてなる深い溝部とこの深
い溝部の両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝と、第
1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝とを形
成することにより、深さの異なる第1および第2の分離
溝に分離用絶縁膜を埋め込み、平坦化を行う工程におい
て、パターン依存性が小さく、平坦性を向上させること
ができる。また、第1の分離溝の深い溝部となる仮設溝
は、新たなフォト・リソ工程を追加することなく、第1
導電型および第2導電型の半導体領域の形成とともに行
うことができ、低コストで深さの異なる分離溝を形成す
ることができる。According to this manufacturing method, after forming a temporary groove at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type, the deep groove formed by digging the temporary groove and the deep groove are formed. By forming a first separation groove having shallow groove portions on both sides and a second separation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first separation groove, first and second separation portions having different depths are formed. In the step of burying the insulating film for isolation in the groove and performing planarization, pattern dependency is small and planarity can be improved. Further, the temporary groove which is a deep groove of the first separation groove can be formed by the first groove without adding a new photolithography step.
This can be performed together with the formation of the semiconductor regions of the conductivity type and the second conductivity type, and separation grooves having different depths can be formed at low cost.
【0019】請求項8記載の半導体装置は、半導体基板
上に第1の絶縁膜を形成し、その上に第2の絶縁膜を形
成する工程と、第2の絶縁膜上の所定の領域に第1のフ
ォトレジストを形成し、この第1のフォトレジストをマ
スクとして不純物導入を行い半導体基板に第1導電型の
半導体領域を形成する工程と、第1のフォトレジストを
マスクとして第1導電型の半導体領域上の第2の絶縁膜
をその膜厚の約半分エッチング除去する工程と、第1の
フォトレジストを除去した後、第2の絶縁膜上の所定の
領域に第2のフォトレジストを形成し、この第2のフォ
トレジストをマスクとして不純物導入を行い半導体基板
に第2導電型の半導体領域を形成する工程と、第2のフ
ォトレジストをマスクとして、第2導電型の半導体領域
上の第2の絶縁膜をその膜厚の約半分エッチング除去す
るとともに第1導電型の半導体領域と第2導電型の半導
体領域との境界部の第2の絶縁膜をエッチング除去する
工程と、第2のフォトレジストを除去した後、第2の絶
縁膜をマスクとして第1導電型の半導体領域と第2導電
型の半導体領域との境界部の第1の絶縁膜および半導体
基板をエッチングして仮設溝を形成する工程と、第2の
絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレジストを形成
し、この第3のフォトレジストをマスクとして第2の絶
縁膜,第1の絶縁膜および半導体基板をエッチングする
ことにより、仮設溝を掘り下げてなる深い溝部とこの深
い溝部の両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝と、こ
の第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝と
を形成する工程と、第3のフォトレジストを除去した
後、第1および第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込
み、第2の絶縁膜を基準に分離用絶縁膜の平坦化を行う
工程とを含んでいる。In the semiconductor device according to the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate and forming a second insulating film thereon, and a step of forming a first insulating film on a predetermined region on the second insulating film. Forming a first photoresist, introducing impurities using the first photoresist as a mask to form a semiconductor region of the first conductivity type on the semiconductor substrate, and using the first photoresist as a mask; Etching the second insulating film on the semiconductor region of about half of its thickness and removing the first photoresist, and then depositing the second photoresist on a predetermined area on the second insulating film. Forming a second conductive type semiconductor region on a semiconductor substrate by introducing impurities using the second photoresist as a mask; and forming a second conductive type semiconductor region on the second conductive type semiconductor region using the second photoresist as a mask. Second insulating film A step of etching and removing the second insulating film at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type, and removing the second photoresist; Forming a temporary groove by etching the first insulating film and the semiconductor substrate at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type using the second insulating film as a mask; A third photoresist is formed in a predetermined region on the second insulating film, and the second insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate are temporarily etched by using the third photoresist as a mask. Forming a first separation groove having a deep groove formed by digging a groove, shallow grooves on both sides of the deep groove, and a second separation groove having the same depth as the shallow groove of the first separation groove; And the third photo register After removal of the door, and a step of the first and second isolation trench burying isolation insulating film is planarized isolation insulating film a second insulating film as a reference.
【0020】この製造方法によれば、請求項7と同様の
効果が得られる他、分離用絶縁膜の平坦化を行う際に第
2の絶縁膜をストッパ用絶縁膜として用いるため、新た
にストッパ用絶縁膜の膜堆積工程を追加する必要が無い
ため、より低コスト化を図ることができる。また、第1
導電型の半導体領域と第2導電型の半導体領域との境界
部に形成された仮設溝が、第1の分離溝の深い溝部とな
り分離用絶縁膜が埋め込まれるまでに他の絶縁膜によっ
て埋め込まれることが無いため、深い溝部の幅が狭い場
合でも、深い溝部の深さを深くすることができ、第1導
電型の半導体領域と第2導電型の半導体領域との分離耐
圧を向上させることができる。According to this manufacturing method, the same effect as that of claim 7 can be obtained, and the second insulating film is used as the stopper insulating film when the isolation insulating film is planarized. Since there is no need to add a film deposition step of the insulating film for use, cost reduction can be achieved. Also, the first
The temporary groove formed at the boundary between the semiconductor region of the conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type becomes a deep groove portion of the first separation groove and is filled with another insulating film until the separation insulating film is filled. Therefore, even when the width of the deep groove is narrow, the depth of the deep groove can be increased, and the separation withstand voltage between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type can be improved. it can.
【0021】請求項9記載の半導体装置の製造方法は、
半導体基板上に第1の絶縁膜,その上に第2の絶縁膜,
その上に第3の絶縁膜を形成する工程と、第3の絶縁膜
上の所定の領域に第1のフォトレジストを形成し、この
第1のフォトレジストをマスクとして不純物導入を行い
半導体基板に第1導電型の半導体領域を形成する工程
と、第1のフォトレジストをマスクとして第1導電型の
半導体領域上の第3の絶縁膜を除去する工程と、第1の
フォトレジストを除去した後、第2の絶縁膜上の所定の
領域に第2のフォトレジストを形成し、この第2のフォ
トレジストをマスクとして不純物導入を行い半導体基板
に第2導電型の半導体領域を形成する工程と、第2のフ
ォトレジストと第3の絶縁膜とをマスクとして第1導電
型の半導体領域と第2導電型の半導体領域との境界部の
第2の絶縁膜をエッチング除去する工程と、第2のフォ
トレジストをマスクとして第3の絶縁膜および第1の絶
縁膜をエッチング除去する工程と、第2のフォトレジス
トを除去した後、第2の絶縁膜をマスクとして第1導電
型の半導体領域と第2導電型の半導体領域との境界部の
半導体基板をエッチングして仮設溝を形成する工程と、
第2の絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレジストを
形成し、この第3のフォトレジストをマスクとして第2
の絶縁膜,第1の絶縁膜および半導体基板をエッチング
することにより、仮設溝を掘り下げてなる深い溝部とこ
の深い溝部の両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝
と、この第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分
離溝とを形成する工程と、第3のフォトレジストを除去
した後、第1および第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め
込み、第2の絶縁膜を基準に分離用絶縁膜の平坦化を行
う工程とを含んでいる。According to a ninth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device.
A first insulating film on a semiconductor substrate, a second insulating film on the first insulating film,
Forming a third insulating film thereon; forming a first photoresist in a predetermined region on the third insulating film; introducing the impurity using the first photoresist as a mask; A step of forming a semiconductor region of the first conductivity type, a step of removing the third insulating film over the semiconductor region of the first conductivity type using the first photoresist as a mask, and a step of removing the first photoresist. Forming a second photoresist in a predetermined region on the second insulating film, introducing impurities using the second photoresist as a mask, and forming a second conductivity type semiconductor region in the semiconductor substrate; Etching the second insulating film at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type by using the second photoresist and the third insulating film as a mask; Photoresist mask Removing the third insulating film and the first insulating film by etching, and after removing the second photoresist, using the second insulating film as a mask, forming a semiconductor region of the first conductivity type and a second conductivity type. Forming a temporary groove by etching the semiconductor substrate at the boundary with the semiconductor region,
A third photoresist is formed in a predetermined region on the second insulating film, and a second photoresist is formed using the third photoresist as a mask.
Etching the first insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate to form a first isolation groove having a deep groove formed by drilling a temporary groove and shallow grooves on both sides of the deep groove; Forming a second isolation groove having the same depth as the shallow groove portion, and removing the third photoresist, filling the first and second isolation grooves with an isolation insulating film, and forming a second isolation groove. Flattening the isolation insulating film on the basis of the insulating film.
【0022】この製造方法によれば、請求項7と同様の
効果が得られる他、第1導電型の半導体領域と第2導電
型の半導体領域との境界部に形成された仮設溝が、第1
の分離溝の深い溝部となり分離用絶縁膜が埋め込まれる
までに他の絶縁膜によって埋め込まれることが無いた
め、深い溝部の幅が狭い場合でも、深い溝部の深さを深
くすることができ、第1導電型の半導体領域と第2導電
型の半導体領域との分離耐圧を向上させることができ
る。なお、分離用絶縁膜の平坦化を行う際に第2の絶縁
膜をストッパ用絶縁膜として用いるため、新たにストッ
パ用絶縁膜の膜堆積工程を追加する必要は無いが、はじ
めに第3の絶縁膜の膜堆積が必要となる。また、第1の
分離溝の深い溝部となる仮設溝は、第1導電型の半導体
領域と第2導電型の半導体領域との境界部にセルフアラ
インで形成されるため、第1の分離溝の深い溝部と第1
導電型および第2導電型の半導体領域の形成のためのマ
スク合わせずれマージンを必要としないため、分離領域
を削減することができる。According to this manufacturing method, the same effect as the seventh aspect is obtained, and the temporary groove formed at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type is formed by 1
It becomes a deep groove of the isolation groove and is not buried by another insulating film until the isolation insulating film is buried, so that even if the width of the deep groove is narrow, the depth of the deep groove can be increased, The separation withstand voltage between the semiconductor region of one conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type can be improved. Note that since the second insulating film is used as a stopper insulating film when planarizing the isolation insulating film, it is not necessary to add a new step of depositing a stopper insulating film. Film deposition of the film is required. In addition, since the temporary groove serving as a deep groove of the first isolation groove is formed in a self-aligned manner at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type, the temporary groove is formed in the first isolation groove. Deep groove and first
Since there is no need for a mask misalignment margin for forming the semiconductor regions of the conductivity type and the second conductivity type, the separation region can be reduced.
【0023】請求項10記載の半導体装置の製造方法
は、請求項9記載の半導体装置の製造方法において、第
1および第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込んだ際
に、第1の分離溝の深い溝部内に空隙部を生じることを
特徴とする。これにより、第1導電型の半導体領域と第
2導電型の半導体領域との間の容量を減少させることが
できる。また、分離用絶縁膜の埋め込みの限界に起因し
た第1の分離溝の深い溝部の深さの制限がなくなり、深
く設定することにより分離幅を縮小することができる。According to a tenth aspect of the present invention, in the method of manufacturing a semiconductor device according to the ninth aspect, when the isolation insulating film is embedded in the first and second isolation trenches, the first isolation is performed. A void is formed in the deep groove. Thereby, the capacitance between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type can be reduced. In addition, there is no longer any limitation on the depth of the deep groove portion of the first isolation groove due to the limit of the embedding of the isolation insulating film, and the isolation width can be reduced by setting it deep.
【0024】請求項11記載の半導体装置の製造方法
は、請求項8,9または10記載の半導体装置の製造方
法において、第2の絶縁膜はシリコン窒化膜であること
を特徴とする。このように、第2の絶縁膜にシリコン窒
化膜を用いて、分離用絶縁膜の平坦化を行う際に第2の
絶縁膜をストッパ用絶縁膜とすることができる。According to an eleventh aspect of the present invention, in the method of the eighth, ninth or tenth aspect, the second insulating film is a silicon nitride film. As described above, when the isolation insulating film is planarized by using the silicon nitride film as the second insulating film, the second insulating film can be used as the stopper insulating film.
【0025】請求項12記載の半導体装置の製造方法
は、半導体基板上に第1の絶縁膜を形成し、その上に第
2の絶縁膜を形成する工程と、第2の絶縁膜上の所定の
領域に第1のフォトレジストを形成し、この第1のフォ
トレジストをマスクとして不純物導入を行い半導体基板
に第1導電型の半導体領域を形成する工程と、第1のフ
ォトレジストをマスクとして第1導電型の半導体領域上
の第2の絶縁膜を除去する工程と、第1のフォトレジス
トを除去した後、第1の絶縁膜上の所定の領域に第2の
フォトレジストを形成し、この第2のフォトレジストを
マスクとして不純物導入を行い半導体基板に第2導電型
の半導体領域を形成する工程と、第2のフォトレジスト
と第2の絶縁膜とをマスクとしてイオン注入を行い、第
1導電型の半導体領域と第2導電型の半導体領域との境
界部の半導体基板に高濃度n型不純物領域を形成する工
程と、第2のフォトレジストと第2の絶縁膜とを除去し
た後、全面にストッパ用絶縁膜を形成する工程と、スト
ッパ用絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレジストを
形成し、この第3のフォトレジストをマスクとしてスト
ッパ用絶縁膜,第1の絶縁膜および半導体基板をエッチ
ングすることにより、高濃度n型不純物領域部分を掘り
下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い溝部と
を有する第1の分離溝と、この第1の分離溝の浅い溝部
と同じ深さの第2の分離溝とを形成する工程と、第3の
フォトレジストを除去した後、第1および第2の分離溝
に分離用絶縁膜を埋め込み、ストッパ用絶縁膜を基準に
分離用絶縁膜の平坦化を行う工程とを含んでいる。According to a twelfth aspect of the invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising: forming a first insulating film on a semiconductor substrate and forming a second insulating film thereon; Forming a first photoresist in a region of the semiconductor substrate and introducing impurities by using the first photoresist as a mask to form a semiconductor region of a first conductivity type on a semiconductor substrate; Removing the second insulating film on the one-conductivity-type semiconductor region; removing the first photoresist; forming a second photoresist on a predetermined region on the first insulating film; Forming a second conductivity type semiconductor region in the semiconductor substrate by introducing impurities using the second photoresist as a mask, and performing ion implantation using the second photoresist and the second insulating film as a mask; Conductive semiconductor region Forming a high-concentration n-type impurity region in the semiconductor substrate at the boundary between the semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region, removing the second photoresist and the second insulating film, and then forming a stopper insulating film on the entire surface. Forming a film, forming a third photoresist in a predetermined region on the stopper insulating film, etching the stopper insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate using the third photoresist as a mask; By doing so, a first isolation groove having a deep groove formed by digging down the high-concentration n-type impurity region and shallow grooves on both sides of the deep groove, and a first isolation groove having the same depth as the shallow groove of the first isolation groove are formed. A step of forming a second isolation groove and, after removing the third photoresist, burying an isolation insulating film in the first and second isolation grooves, and forming the isolation insulating film on the basis of the stopper insulating film; The step of performing planarization And Nde.
【0026】この製造方法によれば、第1導電型の半導
体領域と第2導電型の半導体領域との境界部に高濃度n
型不純物領域を形成した後、高濃度n型不純物領域部分
を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い
溝部とを有する第1の分離溝と、第1の分離溝の浅い溝
部と同じ深さの第2の分離溝とを形成することにより、
深さの異なる第1および第2の分離溝に分離用絶縁膜を
埋め込み、平坦化を行う工程において、パターン依存性
が小さく、平坦性を向上させることができる。また、第
1の分離溝の深い溝部と、第1の分離溝の浅い溝部およ
び第2の分離溝とは、高濃度n型不純物領域とそれ以外
の領域とのエッチングレートの差を利用することにより
同時に形成されるため、低コストで深さの異なる分離溝
を形成することができる。According to this manufacturing method, the high concentration n is formed at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type.
After the formation of the impurity region, a first isolation groove having a deep groove formed by digging the high-concentration n-type impurity region and shallow grooves on both sides of the deep groove, and the same as the shallow groove of the first isolation groove By forming a second separation groove of a depth,
In the step of burying isolation insulating films in the first and second isolation trenches having different depths and performing flattening, pattern dependency is small and flatness can be improved. In addition, the difference between the etching rate of the high-concentration n-type impurity region and that of the other region is determined between the deep groove portion of the first isolation groove, the shallow groove portion of the first isolation groove, and the second isolation groove. Therefore, the separation grooves having different depths can be formed at low cost.
【0027】請求項13記載の半導体装置の製造方法
は、請求項7,8,9,10,11または12記載の半
導体装置の製造方法において、第1のフォトレジストを
形成した領域と所定の間隔を設けて第2のフォトレジス
トを形成することを特徴とする。このように、第1のフ
ォトレジストの形成領域と第2のフォトレジストの形成
領域との間の所定の間隔により、第1の分離溝の深い溝
部の幅を決定することができる。According to a thirteenth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device according to the seventh, eighth, ninth, tenth, eleventh, or twelfth aspect, wherein the first photoresist is formed at a predetermined distance from the region where the first photoresist is formed. And forming a second photoresist. As described above, the width of the deep groove portion of the first separation groove can be determined by the predetermined interval between the formation region of the first photoresist and the formation region of the second photoresist.
【0028】[0028]
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 〔第1の実施の形態;請求項1,5,7,13に関連〕
図1は本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造方
法を示す工程断面図である。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. [First Embodiment; Related to Claims 1, 5, 7, and 13]
FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【0029】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板100上に、10nm程度のシリコン酸化膜101
と、50nm程度のシリコン窒化膜102とを堆積す
る。次に、隣接して配置されたp型半導体形成領域とn
型半導体形成領域との境界上に絶縁膜112を充填した
第1の分離溝111(図1(j))を設ける場合、図1
(b)に示すように、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.20μm)だけ拡張処理した領域以外を覆
うようにフォトレジスト103にてパターニングを行っ
た後、フォトレジスト103をマスクとして、シリコン
窒化膜102をエッチングし、続いてP(リン)をイオ
ン注入することによって、n型半導体領域104を形成
する。First, as shown in FIG. 1A, a silicon oxide film 101 of about 10 nm is formed on a silicon substrate 100.
And a silicon nitride film 102 of about 50 nm are deposited. Next, the p-type semiconductor formation region and the n-type semiconductor
In the case where a first isolation groove 111 (FIG. 1 (j)) filled with an insulating film 112 is provided on the boundary with the type semiconductor formation region, FIG.
As shown in (b), after patterning the photoresist 103 so as to cover the area other than the area where the n-type semiconductor formation region is expanded by a predetermined value (for example, 0.20 μm), the photoresist 103 is used as a mask. Then, the silicon nitride film 102 is etched, and then P (phosphorus) is ion-implanted to form an n-type semiconductor region 104.
【0030】次に、図1(c)に示すように、フォトレ
ジスト103を除去し、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.20μm)だけ縮少処理した領域を覆うよ
うにフォトレジスト105にてパターニングを行った
後、フォトレジスト105をマスクとしてB(ボロン)
をイオン注入することにより、p型半導体領域106を
形成する。Next, as shown in FIG. 1 (c), the photoresist 103 is removed, and the photoresist is formed so as to cover the region where the n-type semiconductor formation region has been reduced by a predetermined value (for example, 0.20 μm). After patterning at 105, B (boron) using photoresist 105 as a mask
Is ion-implanted to form a p-type semiconductor region 106.
【0031】次に、図1(d)に示すように、フォトレ
ジスト105とシリコン窒化膜102をマスクとして、
シリコン酸化膜101、さらにはシリコン基板100を
所定の深さ(例えば100nm)までドライエッチング
によって除去し、仮設溝107を形成する。次に、フォ
トレジスト105とシリコン窒化膜102を除去した
(図1(e))後、図1(f)に示すようにシリコン基
板100の全面にシリコン窒化膜108を例えば100
nm程度堆積する。次に、図1(g)に示すように、活
性領域を覆うようにしてパターニングされたフォトレジ
スト109をマスクとして、シリコン窒化膜108を異
方性ドライエッチングによって除去する。ここでは、例
えば100%のオーバーエッチングを行うことによっ
て、仮設溝107の側壁にシリコン窒化膜が残らないよ
うにする。Next, as shown in FIG. 1D, using the photoresist 105 and the silicon nitride film 102 as a mask,
The silicon oxide film 101 and the silicon substrate 100 are removed by dry etching to a predetermined depth (for example, 100 nm), and a temporary groove 107 is formed. Next, after removing the photoresist 105 and the silicon nitride film 102 (FIG. 1E), as shown in FIG. 1F, a silicon nitride film 108 of, for example, 100
Deposit about nm. Next, as shown in FIG. 1G, the silicon nitride film 108 is removed by anisotropic dry etching using the photoresist 109 patterned to cover the active region as a mask. Here, for example, 100% over-etching is performed so that the silicon nitride film does not remain on the side wall of the temporary groove 107.
【0032】次に、フォトレジスト109をマスクとし
て、シリコン酸化膜101、さらにはシリコン基板10
0を所定の深さ(例えば200nm)だけドライエッチ
ングすることにより、浅い第2の分離溝110と深い第
1の分離溝111とを形成する(図1(h))。次に、
フォトレジスト109を除去した後、周知の手法によっ
て、第2の分離溝110と第1の分離溝111とを絶縁
膜112によって埋め込み、例えば化学的機械的研磨
(CMP)法によって平坦化を行い(図1(i))、そ
の後、シリコン窒化膜108とシリコン酸化膜101と
を除去する(図1(j))。Next, using the photoresist 109 as a mask, the silicon oxide film 101 and the silicon substrate 10
0 is dry-etched to a predetermined depth (for example, 200 nm) to form a shallow second separation groove 110 and a deep first separation groove 111 (FIG. 1H). next,
After the photoresist 109 is removed, the second separation groove 110 and the first separation groove 111 are buried with an insulating film 112 by a well-known method, and planarization is performed by, for example, a chemical mechanical polishing (CMP) method ( After that, the silicon nitride film 108 and the silicon oxide film 101 are removed (FIG. 1 (j)).
【0033】以上の製造方法によって、n型半導体領域
104とp型半導体領域106との境界に所定の幅
(0.40μm)で深さ300nmの深い溝部とその両
側に深さ200nmの浅い溝部とを有する第1の分離溝
111と、n型半導体領域104内に深さ200nmの
第2の分離溝110とを設け、それらの分離溝110,
111に絶縁膜112を埋め込み・平坦化した半導体装
置を製造できる。By the above-described manufacturing method, a deep groove having a predetermined width (0.40 μm) and a depth of 300 nm and a shallow groove having a depth of 200 nm on both sides thereof are formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106. And a second isolation groove 110 having a depth of 200 nm in the n-type semiconductor region 104.
A semiconductor device in which the insulating film 112 is buried and flattened in 111 can be manufactured.
【0034】なお、ここでは、シリコン基板100が半
導体基板、シリコン酸化膜101が第1の絶縁膜、シリ
コン窒化膜102が第2の絶縁膜、フォトレジスト10
3が第1のフォトレジスト、n型半導体領域104が第
1導電型の半導体領域、フォトレジスト105が第2の
フォトレジスト、p型半導体領域106が第2導電型の
半導体領域、シリコン窒化膜108がストッパ用絶縁
膜、フォトレジスト109が第3のフォトレジスト、絶
縁膜112が分離用絶縁膜である。Here, the silicon substrate 100 is a semiconductor substrate, the silicon oxide film 101 is a first insulating film, the silicon nitride film 102 is a second insulating film, and the photoresist 10
3, a first photoresist, an n-type semiconductor region 104 is a semiconductor region of the first conductivity type, a photoresist 105 is a second photoresist, a p-type semiconductor region 106 is a semiconductor region of the second conductivity type, and a silicon nitride film 108 Is a stopper insulating film, the photoresist 109 is a third photoresist, and the insulating film 112 is a separating insulating film.
【0035】本実施の形態によれば、n型半導体領域1
04とp型半導体領域106との境界部に所定の幅の仮
設溝107を形成した後、仮設溝107を掘り下げてな
る深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い溝部とを有する
第1の分離溝111と、第1の分離溝111の浅い溝部
と同じ深さの第2の分離溝110とを形成することによ
り、深さの異なる分離溝110,111に絶縁膜112
を埋め込み、平坦化を行う工程において、パターン依存
性が小さく、平坦性を向上させることができる。また、
第1の分離溝111の深い溝部となる仮設溝107は、
新たなフォト・リソ工程を追加することなく、n型半導
体領域104とp型半導体領域106のイオン注入のた
めのフォト・リソ工程を用いて形成することができ、低
コストで異なる深さの分離溝110,111を形成する
ことができる。According to the present embodiment, n-type semiconductor region 1
After a temporary groove 107 having a predetermined width is formed at the boundary between the semiconductor substrate 04 and the p-type semiconductor region 106, a first isolation groove having a deep groove formed by digging the temporary groove 107 and shallow grooves on both sides of the deep groove is formed. By forming the second separation groove 110 having the same depth as the shallow groove portion of the first separation groove 111, the insulating film 112 is formed in the separation grooves 110 and 111 having different depths.
In the process of embedding and flattening, pattern dependency is small and flatness can be improved. Also,
The temporary groove 107, which is a deep groove of the first separation groove 111,
It can be formed using a photolithography process for ion implantation of the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 without adding a new photolithography process. Grooves 110 and 111 can be formed.
【0036】なお、本実施の形態においては、フォトレ
ジスト103,105のパターニングを行う際に、n型
半導体形成領域を拡張、縮少処理する値として、0.2
0μmを用いているが、この値はフォト・リソ工程の合
わせマージン値の半分の値以上の範囲で設定することが
できる。 〔第2の実施の形態;請求項1,5,8,11,13に
関連〕図2は本発明の第2の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す工程断面図である。In this embodiment, when patterning the photoresists 103 and 105, the value for expanding or reducing the n-type semiconductor formation region is set to 0.2.
Although 0 μm is used, this value can be set in a range equal to or more than half the alignment margin value in the photolithography process. [Second Embodiment: Related to Claims 1, 5, 8, 11, and 13] FIG. 2 is a process sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【0037】まず、図2(a)に示すように、シリコン
基板100上に、10nm程度のシリコン酸化膜101
と、300nm程度のシリコン窒化膜102とを堆積す
る。次に、隣接して配置されたp型半導体形成領域とn
型半導体形成領域との境界上に絶縁膜112を充填した
第1の分離溝111(図2(i))を設ける場合、図2
(b)に示すように、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.10μm)だけ拡張処理した領域以外を覆
うようにフォトレジスト103にてパターニングを行っ
た後、フォトレジスト103をマスクとして、シリコン
窒化膜102を150nmエッチングし、続いてPをイ
オン注入することによって、n型半導体領域104を形
成する。First, as shown in FIG. 2A, a silicon oxide film 101 of about 10 nm is formed on a silicon substrate 100.
And a silicon nitride film 102 of about 300 nm is deposited. Next, the p-type semiconductor formation region and the n-type semiconductor
In the case where a first isolation groove 111 (FIG. 2 (i)) filled with an insulating film 112 is provided on the boundary with the type semiconductor formation region, FIG.
As shown in (b), after patterning the photoresist 103 so as to cover the area other than the area where the n-type semiconductor formation region is expanded by a predetermined value (for example, 0.10 μm), the photoresist 103 is used as a mask. Then, the silicon nitride film 102 is etched by 150 nm, and then P ions are implanted to form an n-type semiconductor region 104.
【0038】次に、図2(c)に示すように、フォトレ
ジスト103を除去し、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.10μm)だけ縮少処理した領域を覆うよ
うにフォトレジスト105にてパターニングを行った
後、フォトレジスト105をマスクとしてBをイオン注
入することにより、p型半導体領域106を形成し、そ
の後、フォトレジスト105をマスクとして、シリコン
窒化膜102を150nmエッチングによって除去す
る。Next, as shown in FIG. 2C, the photoresist 103 is removed, and the n-type semiconductor formation region is reduced by a predetermined value (for example, 0.10 μm) so as to cover a region where the n-type semiconductor formation region is reduced. After patterning at 105, B is ion-implanted using the photoresist 105 as a mask to form a p-type semiconductor region 106. Thereafter, the silicon nitride film 102 is removed by 150 nm etching using the photoresist 105 as a mask. I do.
【0039】次に、図2(d)に示すように、フォトレ
ジスト105を除去した後、シリコン窒化膜102をマ
スクとして、シリコン基板100を所定の深さ(例えば
100nm)までエッチングし、仮設溝107を形成す
る。次に、図2(e)に示すように、活性領域を覆うよ
うにしてパターニングされたフォトレジスト109をマ
スクとして、シリコン窒化膜102をドライエッチング
によって除去し、続いてシリコン酸化膜101、さらに
図2(f)に示すように、シリコン基板100を所定の
深さ(例えば300nm)だけドライエッチングするこ
とにより、浅い第2の分離溝110と深い第1の分離溝
111とを形成する。Next, as shown in FIG. 2D, after the photoresist 105 is removed, the silicon substrate 100 is etched to a predetermined depth (for example, 100 nm) using the silicon nitride film 102 as a mask to form a temporary groove. 107 is formed. Next, as shown in FIG. 2E, using the photoresist 109 patterned so as to cover the active region as a mask, the silicon nitride film 102 is removed by dry etching. As shown in FIG. 2F, the silicon substrate 100 is dry-etched to a predetermined depth (for example, 300 nm) to form a shallow second isolation groove 110 and a deep first isolation groove 111.
【0040】次に、フォトレジスト109を除去(図2
(g))した後、周知の手法によって、第2の分離溝1
10と第1の分離溝111とを絶縁膜112によって埋
め込み、シリコン窒化膜102をストッパ膜として、C
MP法によって平坦化を行い(図2(h))、その後、
シリコン窒化膜102とシリコン酸化膜101とを除去
する(図2(i))。Next, the photoresist 109 is removed (FIG. 2).
(G)) After that, the second separation groove 1 is formed by a known method.
10 and the first isolation groove 111 are buried with an insulating film 112, and the silicon nitride film 102 is
The planarization is performed by the MP method (FIG. 2 (h)).
The silicon nitride film 102 and the silicon oxide film 101 are removed (FIG. 2 (i)).
【0041】以上の製造方法によって、n型半導体領域
104とp型半導体領域106との境界に所定の幅
(0.20μm)で深さ400nmの深い溝部とその両
側に深さ300nmの浅い溝部とを有する第1の分離溝
111と、n型半導体領域104内に深さ300nmの
第2の分離溝110とを設け、それらの分離溝110,
111に絶縁膜112を埋め込み・平坦化した半導体装
置を製造できる。According to the above-described manufacturing method, a deep groove having a predetermined width (0.20 μm) and a depth of 400 nm and a shallow groove having a depth of 300 nm on both sides thereof are formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106. And a second isolation groove 110 having a depth of 300 nm in the n-type semiconductor region 104.
A semiconductor device in which the insulating film 112 is buried and flattened in 111 can be manufactured.
【0042】本実施の形態によれば、第1の実施の形態
同様、n型半導体領域104とp型半導体領域106と
の境界部に所定の幅の仮設溝107を形成した後、仮設
溝107を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両
側に浅い溝部とを有する第1の分離溝111と、第1の
分離溝111の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝11
0とを形成することにより、深さの異なる分離溝11
0,111に絶縁膜112を埋め込み、平坦化を行う工
程において、パターン依存性が小さく、平坦性を向上さ
せることができる。また、第1の分離溝111の深い溝
部となる仮設溝107は、新たなフォト・リソ工程を追
加することなく、n型半導体領域104とp型半導体領
域106のイオン注入のためのフォト・リソ工程を用い
て形成することができ、低コストで異なる深さの分離溝
110,111を形成することができる。さらに、本実
施の形態によれば、絶縁膜112のCMP法による平坦
化を行う際にシリコン窒化膜102をストッパ用絶縁膜
として用いるため、新たにストッパ用絶縁膜の膜堆積工
程を追加する必要が無いため、より低コスト化を図るこ
とができる。また、n型半導体領域104とp型半導体
領域106との境界部に形成された仮設溝107が、第
1の分離溝111の深い溝部となり分離用の絶縁膜11
2が埋め込まれるまでに他の絶縁膜によって埋め込まれ
ることが無いため、深い溝部の幅が0.20μm以下と
狭い場合でも、深い溝部の深さを深くすることができ、
n型半導体領域104とp型半導体領域106との分離
耐圧を向上させることができる。According to the present embodiment, as in the first embodiment, after a temporary groove 107 having a predetermined width is formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106, the temporary groove 107 is formed. A first separation groove 111 having a deep groove formed by digging a groove and shallow grooves on both sides of the deep groove, and a second separation groove 11 having the same depth as the shallow groove of the first separation groove 111.
0, the separation grooves 11 having different depths are formed.
In the step of burying the insulating film 112 in 0 and 111 and performing planarization, pattern dependency is small and planarity can be improved. Further, the provisional groove 107 which is a deep groove of the first isolation groove 111 can be formed by photolithography for ion implantation of the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 without adding a new photolithography process. The separation grooves 110 and 111 having different depths can be formed at low cost at a low cost. Furthermore, according to the present embodiment, the silicon nitride film 102 is used as a stopper insulating film when the insulating film 112 is planarized by the CMP method, so that a new step of depositing a stopper insulating film must be added. Therefore, the cost can be further reduced. In addition, the temporary groove 107 formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 becomes a deep groove of the first isolation groove 111 and the insulating film 11 for isolation.
2 is not buried by another insulating film until it is buried, so that even if the width of the deep groove is as narrow as 0.20 μm or less, the depth of the deep groove can be increased.
The separation withstand voltage between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 can be improved.
【0043】なお、本実施の形態においては、フォトレ
ジスト103,105のパターニングを行う際に、n型
半導体形成領域を拡張、縮少処理する値として、0.1
0μmを用いているが、この値はフォト・リソ工程の合
わせマージン値の半分の値以上の範囲で設定することが
できる。 〔第3の実施の形態;請求項1,5,9,11,13に
関連〕図3は本発明の第3の実施の形態の半導体装置の
製造方法を示す工程断面図である。In this embodiment, when patterning the photoresists 103 and 105, the value for expanding and reducing the n-type semiconductor formation region is set to 0.1.
Although 0 μm is used, this value can be set in a range equal to or more than half the alignment margin value in the photolithography process. [Third Embodiment: Related to Claims 1, 5, 9, 11, and 13] FIG. 3 is a process sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【0044】まず、図3(a)に示すように、シリコン
基板100上に、10nm程度のシリコン酸化膜101
と、150nm程度のシリコン窒化膜102と、200
nm程度のシリコン酸化膜113(第3の絶縁膜)とを
堆積する。次に、隣接して配置されたp型半導体形成領
域とn型半導体形成領域との境界上に絶縁膜112を充
填した第1の分離溝111(図3(i))を設ける場
合、図3(b)に示すように、n型半導体形成領域を所
定の値(例えば0.10μm)だけ拡張処理した領域以
外を覆うようにフォトレジスト103にてパターニング
を行った後、フォトレジスト103をマスクとして、シ
リコン酸化膜113をエッチングし、続いてPをイオン
注入することによって、n型半導体領域104を形成す
る。First, as shown in FIG. 3A, a silicon oxide film 101 of about 10 nm is formed on a silicon substrate 100.
A silicon nitride film 102 of about 150 nm;
A silicon oxide film 113 (third insulating film) of about nm is deposited. Next, when a first isolation groove 111 (FIG. 3 (i)) filled with an insulating film 112 is provided on a boundary between a p-type semiconductor formation region and an n-type semiconductor formation region arranged adjacent to each other, FIG. As shown in (b), after patterning the photoresist 103 so as to cover the area other than the area where the n-type semiconductor formation region is expanded by a predetermined value (for example, 0.10 μm), the photoresist 103 is used as a mask. Then, the silicon oxide film 113 is etched, and then P ions are implanted to form the n-type semiconductor region 104.
【0045】次に、図3(c)に示すように、フォトレ
ジスト103を除去し、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.10μm)だけ縮少処理した領域を覆うよ
うにフォトレジスト105にてパターニングを行った
後、フォトレジスト105をマスクとしてBをイオン注
入することにより、p型半導体領域106を形成した
後、フォトレジスト105とシリコン酸化膜113をマ
スクとして、シリコン窒化膜102をエッチングする。
続いて、図3(d)に示すように、フォトレジスト10
5をマスクとして、シリコン酸化膜113およびシリコ
ン酸化膜101をエッチングする。Next, as shown in FIG. 3C, the photoresist 103 is removed, and the photoresist is formed so as to cover the region where the n-type semiconductor formation region has been reduced by a predetermined value (for example, 0.10 μm). After patterning at 105, B ions are implanted using the photoresist 105 as a mask to form a p-type semiconductor region 106, and then the silicon nitride film 102 is formed using the photoresist 105 and the silicon oxide film 113 as a mask. Etch.
Subsequently, as shown in FIG.
Using silicon mask 5 as a mask, silicon oxide film 113 and silicon oxide film 101 are etched.
【0046】次に、図3(e)に示すように、フォトレ
ジスト105を除去した後、シリコン窒化膜102をマ
スクとして、シリコン基板100を所定の深さ(例えば
200nm)までエッチングし、仮設溝107を形成す
る。次に、図3(f)に示すように、活性領域を覆うよ
うにしてパターニングされたフォトレジスト109をマ
スクとして、シリコン窒化膜102をドライエッチング
によって除去し、続いてシリコン酸化膜101、さらに
図3(g)に示すように、シリコン基板100を所定の
深さ(例えば200nm)だけドライエッチングするこ
とにより、浅い第2の分離溝110と深い第1の分離溝
111とを形成する。Next, as shown in FIG. 3E, after the photoresist 105 is removed, the silicon substrate 100 is etched to a predetermined depth (for example, 200 nm) using the silicon nitride film 102 as a mask to form a temporary groove. 107 is formed. Next, as shown in FIG. 3F, using the photoresist 109 patterned so as to cover the active region as a mask, the silicon nitride film 102 is removed by dry etching. As shown in FIG. 3G, a shallow second isolation groove 110 and a deep first isolation groove 111 are formed by dry-etching the silicon substrate 100 to a predetermined depth (for example, 200 nm).
【0047】次に、フォトレジスト109を除去した
後、周知の手法によって、第2の分離溝110と第1の
分離溝111とを絶縁膜112によって埋め込み、シリ
コン窒化膜102をストッパ膜として、CMP法によっ
て平坦化を行い(図3(h))、その後、シリコン窒化
膜102とシリコン酸化膜101とを除去する(図3
(i))。Next, after the photoresist 109 is removed, the second isolation groove 110 and the first isolation groove 111 are buried with an insulating film 112 by a known method, and the CMP is performed using the silicon nitride film 102 as a stopper film. Then, the silicon nitride film 102 and the silicon oxide film 101 are removed (FIG. 3H).
(I)).
【0048】以上の製造方法によって、n型半導体領域
104とp型半導体領域106との境界に所定の幅
(0.20μm)で深さ400nmの深い溝部とその両
側に深さ200nmの浅い溝部とを有する第1の分離溝
111と、n型半導体領域104内に深さ200nmの
第2の分離溝110とを設け、それらの分離溝110,
111に絶縁膜112を埋め込み・平坦化した半導体装
置を製造できる。According to the above-described manufacturing method, a deep groove having a predetermined width (0.20 μm) and a depth of 400 nm and a shallow groove having a depth of 200 nm on both sides thereof are formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106. And a second isolation groove 110 having a depth of 200 nm in the n-type semiconductor region 104.
A semiconductor device in which the insulating film 112 is buried and flattened in 111 can be manufactured.
【0049】本実施の形態によれば、第1の実施の形態
同様、n型半導体領域104とp型半導体領域106と
の境界部に所定の幅の仮設溝107を形成した後、仮設
溝107を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両
側に浅い溝部とを有する第1の分離溝111と、第1の
分離溝111の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝11
0とを形成することにより、深さの異なる分離溝11
0,111に絶縁膜112を埋め込み、平坦化を行う工
程において、パターン依存性が小さく、平坦性を向上さ
せることができる。また、第1の分離溝111の深い溝
部となる仮設溝107は、新たなフォト・リソ工程を追
加することなく、n型半導体領域104とp型半導体領
域106のイオン注入のためのフォト・リソ工程を用い
て形成することができ、低コストで異なる深さの分離溝
110,111を形成することができる。According to the present embodiment, as in the first embodiment, a temporary groove 107 having a predetermined width is formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106, and then the temporary groove 107 is formed. A first separation groove 111 having a deep groove formed by digging a groove and shallow grooves on both sides of the deep groove, and a second separation groove 11 having the same depth as the shallow groove of the first separation groove 111.
0, the separation grooves 11 having different depths are formed.
In the step of burying the insulating film 112 in 0 and 111 and performing planarization, pattern dependency is small and planarity can be improved. Further, the provisional groove 107 which is a deep groove of the first isolation groove 111 can be formed by photolithography for ion implantation of the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 without adding a new photolithography process. The separation grooves 110 and 111 having different depths can be formed at low cost at a low cost.
【0050】また、本実施の形態によれば、第2の実施
の形態同様、n型半導体領域104とp型半導体領域1
06との境界部に形成された仮設溝107が、第1の分
離溝111の深い溝部となり分離用の絶縁膜112が埋
め込まれるまでに他の絶縁膜によって埋め込まれること
が無いため、深い溝部の幅が0.20μm以下と狭い場
合でも、深い溝部の深さを深くすることができ、n型半
導体領域104とp型半導体領域106との分離耐圧を
向上させることができる。なお、絶縁膜112のCMP
法による平坦化を行う際にシリコン窒化膜102をスト
ッパ用絶縁膜として用いるため、新たにストッパ用絶縁
膜の膜堆積工程を追加する必要は無いが、はじめにシリ
コン酸化膜113の堆積が必要となる。According to the present embodiment, similarly to the second embodiment, the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 1
Since the provisional groove 107 formed at the boundary with the second groove 06 becomes a deep groove of the first separation groove 111 and is not buried by another insulating film until the insulating film 112 for separation is buried, the deep groove 107 Even when the width is as narrow as 0.20 μm or less, the depth of the deep groove can be increased, and the breakdown voltage between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 can be improved. The CMP of the insulating film 112
Since the silicon nitride film 102 is used as the stopper insulating film when performing the planarization by the method, it is not necessary to add a new film deposition step of the stopper insulating film, but the silicon oxide film 113 must first be deposited. .
【0051】さらに、本実施の形態によれば、第1の分
離溝111の深い溝部となる仮設溝107は、n型半導
体領域104とp型半導体領域106との境界部にセル
フアラインで形成されるため、第1の分離溝111の深
い溝部とn型半導体領域104とp型半導体領域106
の形成のためのマスク合わせずれマージンを必要としな
いため、分離領域を削減することができる。Further, according to the present embodiment, temporary groove 107 which is a deep groove of first isolation groove 111 is formed in a self-aligned manner at the boundary between n-type semiconductor region 104 and p-type semiconductor region 106. Therefore, the deep trench portion of the first isolation trench 111, the n-type semiconductor region 104, and the p-type semiconductor region 106
Since a mask misalignment margin for the formation of a mask is not required, the separation region can be reduced.
【0052】本実施の形態によれば、図3(c)の工程
におけるシリコン窒化膜102のエッチングによって第
1の分離溝111の深い溝部の幅が決定され、後の図3
(d)の工程におけるシリコン酸化膜101,113の
エッチング工程では、シリコン窒化膜102に対して十
分な選択比を有するため、寸法シフトが小さく、第1の
分離溝111の深い溝部の幅を制御性よく決定すること
ができる。According to the present embodiment, the width of the deep groove portion of the first isolation groove 111 is determined by the etching of the silicon nitride film 102 in the step of FIG.
In the step of etching the silicon oxide films 101 and 113 in the step (d), since the silicon oxide film 102 has a sufficient selectivity to the silicon nitride film 102, the dimensional shift is small, and the width of the deep groove of the first isolation groove 111 is controlled. Can be determined sexually.
【0053】なお、本実施の形態においては、フォトレ
ジスト103,105のパターニングを行う際に、n型
半導体形成領域を拡張、縮少処理する値として、0.1
0μmを用いているが、この値はフォト・リソ工程の合
わせマージン値の半分の値以上の範囲で設定することが
できる。 〔第4の実施の形態;請求項1,6,12,13に関
連〕図4は本発明の第4の実施の形態の半導体装置の製
造方法を示す工程断面図である。In this embodiment, when patterning the photoresists 103 and 105, the value for expanding and reducing the n-type semiconductor formation region is set to 0.1.
Although 0 μm is used, this value can be set in a range equal to or more than half the alignment margin value in the photolithography process. [Fourth Embodiment; Related to Claims 1, 6, 12, and 13] FIG. 4 is a process sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fourth embodiment of the present invention.
【0054】まず、図4(a)に示すように、シリコン
基板100上に、10nm程度のシリコン酸化膜101
と、200nm程度のシリコン窒化膜102とを堆積す
る。次に、隣接して配置されたp型半導体形成領域とn
型半導体形成領域との境界上に絶縁膜112を充填した
第1の分離溝111(図4(i))を設ける場合、図4
(b)に示すように、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.10μm)だけ拡張処理した領域以外を覆
うようにフォトレジスト103にてパターニングを行っ
た後、フォトレジスト103をマスクとして、シリコン
窒化膜102をエッチングし、続いてPをイオン注入す
ることによって、n型半導体領域104を形成する。First, as shown in FIG. 4A, a silicon oxide film 101 of about 10 nm is formed on a silicon substrate 100.
And a silicon nitride film 102 of about 200 nm is deposited. Next, the p-type semiconductor formation region and the n-type semiconductor
In the case where a first isolation groove 111 (FIG. 4 (i)) filled with an insulating film 112 is provided on the boundary with the type semiconductor formation region, FIG.
As shown in (b), after patterning the photoresist 103 so as to cover the area other than the area where the n-type semiconductor formation region is expanded by a predetermined value (for example, 0.10 μm), the photoresist 103 is used as a mask. Then, the silicon nitride film 102 is etched, and then P ions are implanted to form an n-type semiconductor region 104.
【0055】次に、図4(c)に示すように、フォトレ
ジスト103を除去し、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.10μm)だけ縮少処理した領域を覆うよ
うにフォトレジスト105にてパターニングを行った
後、フォトレジスト105をマスクとしてBをイオン注
入することにより、p型半導体領域106を形成する。
続いて、フォトレジスト105とシリコン窒化膜102
をマスクとして、シリコン基板100中にAsを5×1
015cm-2程度イオン注入することによって、深さ10
0nm程度のn+ 型不純物領域114を形成する。Next, as shown in FIG. 4C, the photoresist 103 is removed, and the photoresist is covered so as to cover the region where the n-type semiconductor formation region has been reduced by a predetermined value (for example, 0.10 μm). After patterning at 105, B is ion-implanted using the photoresist 105 as a mask to form a p-type semiconductor region 106.
Subsequently, the photoresist 105 and the silicon nitride film 102
Is used as a mask, As is injected into the silicon substrate 100 by 5 × 1
By ion implantation of about 0 15 cm -2 , a depth of 10
An n + -type impurity region 114 of about 0 nm is formed.
【0056】次に、図4(d)に示すように、フォトレ
ジスト105とシリコン窒化膜102を除去した後、図
4(e)に示すように、シリコン基板100の全面にシ
リコン窒化膜108を例えば200nm程度堆積する。
次に、図4(f)に示すように、活性領域を覆うように
してパターニングされたフォトレジスト109をマスク
として、シリコン窒化膜108とシリコン酸化膜101
とをエッチングによって除去する。Next, as shown in FIG. 4D, after removing the photoresist 105 and the silicon nitride film 102, a silicon nitride film 108 is formed on the entire surface of the silicon substrate 100 as shown in FIG. For example, about 200 nm is deposited.
Next, as shown in FIG. 4F, using the photoresist 109 patterned so as to cover the active region as a mask, the silicon nitride film 108 and the silicon oxide film 101 are used.
And are removed by etching.
【0057】次に、図4(g)に示すように、シリコン
窒化膜108をマスクとしてシリコン基板100をドラ
イエッチングし、浅い第2の分離溝110と深い第1の
分離溝111とを形成する。このとき、第2の分離溝1
10が例えば300nmの深さとなるようにエッチング
すると、n+ 型不純物領域114のエッチングレートは
その部分以外のシリコン基板100のエッチングレート
よりも2倍以上速いため、n+ 型不純物領域114が存
在した下部に深さ350nm程度の第1の分離溝111
が形成される。Next, as shown in FIG. 4G, the silicon substrate 100 is dry-etched using the silicon nitride film 108 as a mask to form a shallow second isolation groove 110 and a deep first isolation groove 111. . At this time, the second separation groove 1
When 10 is etched so as for example a depth of 300 nm, the etching rate of the n + -type impurity regions 114 for faster more than twice the etching rate of the silicon substrate 100 other than the portion, the n + -type impurity regions 114 were present A first isolation groove 111 having a depth of about 350 nm is formed at a lower portion.
Is formed.
【0058】次に、周知の手法によって、第2の分離溝
110と第1の分離溝111とを絶縁膜112によって
埋め込み、例えば化学的機械的研磨(CMP)法によっ
て平坦化を行い(図4(h))、その後、シリコン窒化
膜108とシリコン酸化膜101とを除去する(図4
(i))。以上の製造方法によって、n型半導体領域1
04とp型半導体領域106との境界に所定の幅(0.
20μm)で深さ350nmの深い溝部とその両側に深
さ300nmの浅い溝部とを有する第1の分離溝111
と、n型半導体領域104内に深さ300nmの第2の
分離溝110とを設け、それらの分離溝110,111
に絶縁膜112を埋め込み・平坦化した半導体装置を製
造できる。Next, the second separation groove 110 and the first separation groove 111 are buried with an insulating film 112 by a well-known method, and planarized by, for example, a chemical mechanical polishing (CMP) method (FIG. 4). (H)) Then, the silicon nitride film 108 and the silicon oxide film 101 are removed (FIG. 4).
(I)). By the above manufacturing method, the n-type semiconductor region 1
04 and a predetermined width (0.
20 μm) and a first isolation groove 111 having a deep groove having a depth of 350 nm and shallow grooves having a depth of 300 nm on both sides thereof.
And a second isolation groove 110 having a depth of 300 nm in the n-type semiconductor region 104, and these isolation grooves 110 and 111 are provided.
A semiconductor device in which the insulating film 112 is embedded and flattened can be manufactured.
【0059】本実施の形態によれば、n型半導体領域1
04とp型半導体領域106との境界部にn+ 型不純物
領域114を形成した後、n+ 型不純物領域114部分
を掘り下げてなる所定の幅の深い溝部とこの深い溝部の
両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝111と、第1
の分離溝111の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝1
10とを形成することにより、深さの異なる分離溝11
0,111に絶縁膜112を埋め込み、平坦化を行う工
程において、パターン依存性が小さく、平坦性を向上さ
せることができる。また、第1の分離溝111の深い溝
部と、第1の分離溝111の浅い溝部および第2の分離
溝110とは、n+ 型不純物領域114とそれ以外の領
域とのエッチングレートの差を利用することにより同時
に形成されるため、低コストで深さの異なる分離溝11
0,111を形成することができる。According to the present embodiment, n-type semiconductor region 1
After an n + -type impurity region 114 is formed at the boundary between the semiconductor substrate 104 and the p-type semiconductor region 106, a deep groove having a predetermined width formed by digging the n + -type impurity region 114 and shallow grooves on both sides of the deep groove are formed. A first separation groove 111 having
Of the second separation groove 1 having the same depth as the shallow groove portion of the separation groove 111 of FIG.
10 to form separation grooves 11 having different depths.
In the step of burying the insulating film 112 in 0 and 111 and performing planarization, pattern dependency is small and planarity can be improved. Further, the difference between the etching rate of the n + -type impurity region 114 and that of the other region is different between the deep groove portion of the first isolation groove 111, the shallow groove portion of the first isolation groove 111, and the second isolation groove 110. The separation grooves 11 having different depths at low cost because they are formed simultaneously by using
0,111 can be formed.
【0060】なお、本実施の形態においては、フォトレ
ジスト103,105のパターニングを行う際に、n型
半導体形成領域を拡張、縮少処理する値として、0.1
0μmを用いているが、この値はフォト・リソ工程の合
わせマージン値の半分の値以上の範囲で設定することが
できる。 〔第5の実施の形態;請求項1〜5,9,10,11,
13に関連〕図5は本発明の第5の実施の形態の半導体
装置の製造方法を示す工程断面図である。In this embodiment, when patterning the photoresists 103 and 105, the value for expanding and reducing the n-type semiconductor formation region is set to 0.1.
Although 0 μm is used, this value can be set in a range equal to or more than half the alignment margin value in the photolithography process. [Fifth Embodiment; Claims 1 to 5, 9, 10, 11,
13 is a process sectional view showing a method of manufacturing a semiconductor device according to a fifth embodiment of the present invention.
【0061】まず、図5(a)に示すように、シリコン
基板100上に、10nm程度のシリコン酸化膜101
と、150nm程度のシリコン窒化膜102と、200
nm程度のシリコン酸化膜113とを堆積する。次に、
隣接して配置されたp型半導体形成領域とn型半導体形
成領域との境界上に絶縁膜112を充填した第1の分離
溝111(図5(j))を設ける場合、図5(b)に示
すように、n型半導体形成領域を所定の値(例えば0.
05μm)だけ拡張処理した領域以外を覆うようにフォ
トレジスト103にてパターニングを行った後、フォト
レジスト103をマスクとして、シリコン酸化膜113
をエッチングし、続いてPをイオン注入することによっ
て、n型半導体領域104を形成する。First, as shown in FIG. 5A, a silicon oxide film 101 of about 10 nm is formed on a silicon substrate 100.
A silicon nitride film 102 of about 150 nm;
A silicon oxide film 113 of about nm is deposited. next,
FIG. 5B shows a case where a first isolation groove 111 (FIG. 5J) filled with an insulating film 112 is provided on a boundary between an adjacent p-type semiconductor formation region and an n-type semiconductor formation region. As shown in the figure, the n-type semiconductor formation region is set to a predetermined value (for example, 0.
After performing patterning with the photoresist 103 so as to cover the area other than the area subjected to the extension processing by only 0.05 μm), the silicon oxide film 113 is
Is etched, and then P ions are implanted to form an n-type semiconductor region 104.
【0062】次に、図5(c)に示すように、フォトレ
ジスト103を除去し、n型半導体形成領域を所定の値
(例えば0.05μm)だけ縮少処理した領域を覆うよ
うにフォトレジスト105にてパターニングを行った
後、フォトレジスト105をマスクとしてBをイオン注
入することにより、p型半導体領域106を形成した
後、フォトレジスト105とシリコン酸化膜113をマ
スクとして、シリコン窒化膜102をエッチングする。
続いて、図5(d)に示すように、フォトレジスト10
5をマスクとして、シリコン酸化膜113およびシリコ
ン酸化膜101をエッチングする。Next, as shown in FIG. 5C, the photoresist 103 is removed, and the n-type semiconductor formation region is reduced by a predetermined value (for example, 0.05 μm) so as to cover the reduced region. After patterning at 105, B ions are implanted using the photoresist 105 as a mask to form a p-type semiconductor region 106, and then the silicon nitride film 102 is formed using the photoresist 105 and the silicon oxide film 113 as a mask. Etch.
Subsequently, as shown in FIG.
Using silicon mask 5 as a mask, silicon oxide film 113 and silicon oxide film 101 are etched.
【0063】次に、図5(e)に示すように、フォトレ
ジスト105を除去した後、シリコン窒化膜102をマ
スクとして、シリコン基板100を所定の深さ(例えば
200nm)までエッチングし、仮設溝107を形成す
る。次に、図5(f)に示すように、活性領域を覆うよ
うにしてパターニングされたフォトレジスト109をマ
スクとして、シリコン窒化膜102をドライエッチング
によって除去し、続いてシリコン酸化膜101、さらに
図5(g)に示すように、シリコン基板100を所定の
深さ(例えば200nm)だけドライエッチングするこ
とにより、n型半導体領域104とp型半導体領域10
6との境界に所定の幅(0.10μm)で深さ400n
mの深い溝部とその両側に深さ200nmの浅い溝部と
を有する第1の分離溝111と、n型半導体領域104
内に深さ200nmの第2の分離溝110とを形成す
る。Next, as shown in FIG. 5E, after the photoresist 105 is removed, the silicon substrate 100 is etched to a predetermined depth (for example, 200 nm) using the silicon nitride film 102 as a mask to form a temporary groove. 107 is formed. Next, as shown in FIG. 5F, using the photoresist 109 patterned so as to cover the active region as a mask, the silicon nitride film 102 is removed by dry etching. 5 (g), the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 10 are dry-etched to a predetermined depth (for example, 200 nm) of the silicon substrate 100.
6 and a predetermined width (0.10 μm) and a depth of 400 n
a first isolation groove 111 having a deep groove having a depth of 200 m and shallow grooves having a depth of 200 nm on both sides thereof, and an n-type semiconductor region 104.
A second isolation groove 110 having a depth of 200 nm is formed therein.
【0064】次に、図5(h)に示すように、例えばH
DP−CVD法により、800nm程度のTEOS(S
i(OC2 H5 )4 )膜からなる絶縁膜112を堆積す
る。このとき、第1の分離溝111では、その深い溝部
におけるTEOS膜の成長速度と比べ、両側の浅い溝部
からのTEOS膜の成長が速いため、深い溝部には空隙
部115が形成される。その後、シリコン窒化膜102
をストッパ膜として、CMP法によって平坦化を行った
後(図5(i))、シリコン窒化膜102とシリコン酸
化膜101とを除去する(図5(j))。Next, as shown in FIG.
The TEOS (S
An insulating film 112 composed of an i (OC 2 H 5 ) 4 ) film is deposited. At this time, in the first isolation groove 111, the growth of the TEOS film from the shallow groove on both sides is faster than the growth rate of the TEOS film in the deep groove, so that a void 115 is formed in the deep groove. After that, the silicon nitride film 102
Is used as a stopper film, and planarization is performed by a CMP method (FIG. 5I), and then the silicon nitride film 102 and the silicon oxide film 101 are removed (FIG. 5J).
【0065】以上の製造方法によって、n型半導体領域
104とp型半導体領域106との境界に所定の幅
(0.10μm)で深さ400nmの深い溝部とその両
側に深さ200nmの浅い溝部とを有する第1の分離溝
111と、n型半導体領域104内に深さ200nmの
第2の分離溝110とを設け、それらの分離溝110,
111に絶縁膜112を埋め込み・平坦化するととも
に、第1の分離溝111の深い溝部に空隙部115が形
成された半導体装置を製造できる。By the manufacturing method described above, a deep groove having a predetermined width (0.10 μm) and a depth of 400 nm and a shallow groove having a depth of 200 nm on both sides thereof are formed at the boundary between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106. And a second isolation groove 110 having a depth of 200 nm in the n-type semiconductor region 104.
A semiconductor device can be manufactured in which an insulating film 112 is buried and flattened in 111 and a void 115 is formed in a deep groove of the first isolation groove 111.
【0066】本実施の形態によれば、第3の実施の形態
と同様の効果が得られる。さらに、第1の分離溝111
の深い溝部内に空隙部115が形成されるため、n型半
導体領域104とp型半導体領域106との間の容量を
減少させることができる。また、分離用の絶縁膜112
の埋め込みの限界に起因した第1の分離溝111の深い
溝部の深さの制限がなくなり、深く設定することにより
分離幅を縮小することができる。According to this embodiment, the same effects as in the third embodiment can be obtained. Further, the first separation groove 111
Since the void 115 is formed in the deep groove, the capacitance between the n-type semiconductor region 104 and the p-type semiconductor region 106 can be reduced. Further, the insulating film 112 for isolation is used.
There is no limit on the depth of the deep groove portion of the first separation groove 111 due to the limit of embedding, and the separation width can be reduced by setting it deep.
【0067】なお、第1の分離溝111の深い溝部の幅
に対する第1の分離溝111の深さの比(アスペクト
比)を3以上とすることで、第1の分離溝111の深い
溝部内に空隙部115を容易に形成することができる。
また、第1の分離溝111の深い溝部の幅を0.15μ
m以下に設定することでも、第1の分離溝111の深い
溝部内に空隙部115を容易に形成することができ、さ
らに上記アスペクト比を3以上とすることと合わせれ
ば、より容易に空隙部115を形成することができる。By setting the ratio (aspect ratio) of the depth of the first separation groove 111 to the width of the deep groove of the first separation groove 111 to be 3 or more, the depth of the first separation groove 111 can be reduced. The gap 115 can be easily formed at the same time.
The width of the deep groove of the first separation groove 111 is set to 0.15 μm.
m, the gap 115 can be easily formed in the deep groove of the first separation groove 111. Further, when the aspect ratio is set to 3 or more, the gap 115 is more easily formed. 115 can be formed.
【0068】なお、本実施の形態においては、フォトレ
ジスト103,105のパターニングを行う際に、n型
半導体形成領域を拡張、縮少処理する値として、0.0
5μmを用いているが、この値はフォト・リソ工程の合
わせマージン値の半分の値以上の範囲で設定することが
できる。なお、上記第1〜第5の実施の形態において、
フォトレジスト103の形成領域とフォトレジスト10
5の形成領域との間の間隔により、第1の分離溝111
の深い溝部の幅を決定することができるのは、言うまで
もない。In this embodiment, when patterning the photoresists 103 and 105, the value for expanding and reducing the n-type semiconductor formation region is set to 0.0.
Although 5 μm is used, this value can be set in a range equal to or more than half the alignment margin value in the photolithography process. In the first to fifth embodiments,
Photoresist 103 formation region and photoresist 10
5, the first separation groove 111 is formed.
It is needless to say that the width of the deep groove can be determined.
【0069】なお、上記第1〜第5の実施の形態では、
n型半導体領域104を形成した後でp型半導体領域1
06を形成するようにしているが、先にp型半導体領域
106を形成しその後でn型半導体領域104を形成す
るようにしてもよい。また、第2の分離溝110を、n
型半導体領域104に形成しているが、p型半導体領域
106に形成するようにしてもよいし、あるいは両方の
半導体領域104,106に形成するようにしてもよ
い。In the first to fifth embodiments,
After forming the n-type semiconductor region 104, the p-type semiconductor region 1
06 is formed, but the p-type semiconductor region 106 may be formed first, and then the n-type semiconductor region 104 may be formed. Further, the second separation groove 110 is formed as n
Although it is formed in the type semiconductor region 104, it may be formed in the p-type semiconductor region 106 or may be formed in both the semiconductor regions 104 and 106.
【0070】[0070]
【発明の効果】以上のように本発明によれば、第1導電
型の半導体領域と第2導電型の半導体領域との境界部に
所定の幅を有する深い溝部の両側に浅い溝部を有する第
1の分離溝を形成し、第1導電型の半導体領域および第
2導電型の半導体領域のうち少なくとも一方の領域内に
第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝を形
成することで、深さの異なる第1および第2の分離溝へ
の分離用絶縁膜の埋め込み、平坦化を行う際に、パター
ン依存性が小さく、平坦性を向上することができる。As described above, according to the present invention, the shallow groove having a shallow groove on both sides of the deep groove having a predetermined width at the boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type. And forming a second isolation groove having the same depth as the shallow groove of the first isolation groove in at least one of the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region. By forming, when embedding and flattening the isolation insulating film in the first and second isolation trenches having different depths, pattern dependency is small and flatness can be improved.
【図1】本発明の第1の実施の形態の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。FIG. 1 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.
【図2】本発明の第2の実施の形態の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。FIG. 2 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention.
【図3】本発明の第3の実施の形態の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。FIG. 3 is a process sectional view illustrating a method for manufacturing a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.
【図4】本発明の第4の実施の形態の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。FIG. 4 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the fourth embodiment of the present invention.
【図5】本発明の第5の実施の形態の半導体装置の製造
方法を示す工程断面図。FIG. 5 is a process sectional view illustrating the method for manufacturing the semiconductor device of the fifth embodiment of the present invention.
【図6】従来の半導体装置の製造方法を示す工程断面
図。FIG. 6 is a process sectional view illustrating a conventional method for manufacturing a semiconductor device.
100 シリコン基板 101 シリコン酸化膜 102 シリコン窒化膜 103 フォトレジスト 104 n型半導体領域 105 フォトレジスト 106 p型半導体領域 107 仮設溝 108 シリコン窒化膜 109 フォトレジスト 110 第2の分離溝 111 第1の分離溝 112 絶縁膜 113 シリコン酸化膜 114 n+ 型不純物領域 115 空隙部REFERENCE SIGNS LIST 100 silicon substrate 101 silicon oxide film 102 silicon nitride film 103 photoresist 104 n-type semiconductor region 105 photoresist 106 p-type semiconductor region 107 temporary groove 108 silicon nitride film 109 photoresist 110 second separation groove 111 first separation groove 112 Insulating film 113 Silicon oxide film 114 N + type impurity region 115 Void
Claims (13)
導体領域と第2導電型の半導体領域とを分離する第1の
分離用絶縁膜と、前記第1導電型の半導体領域および前
記第2導電型の半導体領域のうち少なくとも一方の領域
内に形成した第2の分離用絶縁膜とを備えた半導体装置
であって、 前記第1の分離用絶縁膜は、所定の幅を有する深い溝部
の両側に浅い溝部を有する第1の分離溝に埋め込まれ、
前記第2の分離用絶縁膜は、前記第1の分離溝の浅い溝
部と同じ深さの第2の分離溝に埋め込まれたことを特徴
とする半導体装置。A first isolation insulating film for separating a first conductivity type semiconductor region and a second conductivity type semiconductor region formed on a semiconductor substrate; a first isolation type insulating film; A second isolation insulating film formed in at least one of the two conductivity type semiconductor regions, wherein the first isolation insulating film has a deep groove having a predetermined width. Embedded in a first isolation groove having shallow grooves on both sides of
The semiconductor device, wherein the second isolation insulating film is embedded in a second isolation groove having the same depth as a shallow groove portion of the first isolation groove.
深い溝部内に空隙部を有したことを特徴とする請求項1
記載の半導体装置。2. The method according to claim 1, wherein the first isolation insulating film has a gap in a deep groove of the first isolation groove.
13. The semiconductor device according to claim 1.
記第1の分離溝の深さの比が3以上であることを特徴と
する請求項2記載の半導体装置。3. The semiconductor device according to claim 2, wherein a ratio of a depth of said first separation groove to a width of a deep groove portion of said first separation groove is 3 or more.
μm以下であることを特徴とする請求項2または3記載
の半導体装置。4. The width of a deep groove of the first separation groove is 0.15.
The semiconductor device according to claim 2, wherein the thickness is not more than μm.
導体領域および第2導電型の半導体領域を形成する工程
と、 前記第1導電型の半導体領域と前記第2導電型の半導体
領域との境界部の前記半導体基板をエッチングして仮設
溝を形成する工程と、 前記半導体基板上の所定の領域にフォトレジストを形成
し、このフォトレジストをマスクとして前記半導体基板
をエッチングすることにより、前記仮設溝を掘り下げて
なる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い溝部とを有す
る第1の分離溝と、この第1の分離溝の浅い溝部と同じ
深さの第2の分離溝とを形成する工程と、 前記フォトレジストを除去した後、前記第1および第2
の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、前記分離用絶縁膜
の平坦化を行う工程とを含む半導体装置の製造方法。5. A step of forming a first conductivity type semiconductor region and a second conductivity type semiconductor region adjacent to each other on a semiconductor substrate; and forming the first conductivity type semiconductor region and the second conductivity type semiconductor region. Forming a temporary groove by etching the semiconductor substrate at the boundary of; and forming a photoresist in a predetermined region on the semiconductor substrate, and etching the semiconductor substrate using the photoresist as a mask, A first separation groove having a deep groove formed by drilling down the temporary groove, shallow grooves on both sides of the deep groove, and a second separation groove having the same depth as the shallow groove of the first separation groove are formed. And after removing the photoresist, the first and second
Embedding an isolation insulating film in the isolation groove and flattening the isolation insulating film.
導体領域および第2導電型の半導体領域を形成する工程
と、 前記第1導電型の半導体領域と前記第2導電型の半導体
領域との境界部の前記半導体基板にイオン注入を行い高
濃度n型不純物領域を形成する工程と、 前記半導体基板上の所定の領域にフォトレジストを形成
し、このフォトレジストをマスクとして前記半導体基板
をエッチングすることにより、前記高濃度n型不純物領
域部分を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側
に浅い溝部とを有する第1の分離溝と、この第1の分離
溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝とを形成する工
程と、 前記フォトレジストを除去した後、前記第1および第2
の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、前記分離用絶縁膜
の平坦化を行う工程とを含む半導体装置の製造方法。6. forming a semiconductor region of a first conductivity type and a semiconductor region of a second conductivity type adjacent to each other on a semiconductor substrate; and forming the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type. Forming a high-concentration n-type impurity region by ion-implanting the semiconductor substrate at the boundary of; and forming a photoresist in a predetermined region on the semiconductor substrate, and etching the semiconductor substrate using the photoresist as a mask. By doing so, a first isolation groove having a deep groove formed by digging down the high-concentration n-type impurity region and shallow grooves on both sides of the deep groove, and the same depth as the shallow groove of the first isolation groove Forming a second isolation groove, and after removing the photoresist, the first and second isolation grooves are formed.
Embedding an isolation insulating film in the isolation groove and flattening the isolation insulating film.
その上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上の所定の領域に第1のフォトレジス
トを形成し、この第1のフォトレジストをマスクとして
不純物導入を行い前記半導体基板に第1導電型の半導体
領域を形成する工程と、 前記第1のフォトレジストをマスクとして前記第1導電
型の半導体領域上の前記第2の絶縁膜を除去する工程
と、 前記第1のフォトレジストを除去した後、前記第1の絶
縁膜上の所定の領域に第2のフォトレジストを形成し、
この第2のフォトレジストをマスクとして不純物導入を
行い前記半導体基板に第2導電型の半導体領域を形成す
る工程と、 前記第2のフォトレジストと前記第2の絶縁膜とをマス
クとして前記第1導電型の半導体領域と前記第2導電型
の半導体領域との境界部の前記第1の絶縁膜および前記
半導体基板をエッチングして仮設溝を形成する工程と、 前記第2のフォトレジストと前記第2の絶縁膜とを除去
した後、全面にストッパ用絶縁膜を形成する工程と、 前記ストッパ用絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレ
ジストを形成し、この第3のフォトレジストをマスクと
して前記ストッパ用絶縁膜,前記第1の絶縁膜および前
記半導体基板をエッチングすることにより、前記仮設溝
を掘り下げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い
溝部とを有する第1の分離溝と、この第1の分離溝の浅
い溝部と同じ深さの第2の分離溝とを形成する工程と、 前記第3のフォトレジストを除去した後、前記第1およ
び第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、前記ストッ
パ用絶縁膜を基準に前記分離用絶縁膜の平坦化を行う工
程とを含む半導体装置の製造方法。7. A first insulating film is formed on a semiconductor substrate,
Forming a second insulating film thereon; forming a first photoresist in a predetermined region on the second insulating film; introducing the impurity using the first photoresist as a mask; Forming a first conductivity type semiconductor region on the substrate; removing the second insulating film on the first conductivity type semiconductor region using the first photoresist as a mask; After removing the photoresist, a second photoresist is formed in a predetermined region on the first insulating film,
Using the second photoresist as a mask to introduce impurities to form a second conductivity type semiconductor region in the semiconductor substrate; and forming the first photoresist using the second photoresist and the second insulating film as a mask. Etching the first insulating film and the semiconductor substrate at the boundary between the semiconductor region of the conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type to form a temporary groove; Forming a stopper insulating film on the entire surface after removing the second insulating film, forming a third photoresist in a predetermined region on the stopper insulating film, and masking the third photoresist. By etching the stopper insulating film, the first insulating film and the semiconductor substrate, a deep groove formed by digging down the temporary groove and shallow grooves on both sides of the deep groove are formed. Forming a first separation groove having a first separation groove and a second separation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first separation groove; and, after removing the third photoresist, forming the first and second separation grooves. Embedding an isolation insulating film in the isolation groove and flattening the isolation insulating film with reference to the stopper insulating film.
その上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上の所定の領域に第1のフォトレジス
トを形成し、この第1のフォトレジストをマスクとして
不純物導入を行い前記半導体基板に第1導電型の半導体
領域を形成する工程と、 前記第1のフォトレジストをマスクとして前記第1導電
型の半導体領域上の前記第2の絶縁膜をその膜厚の約半
分エッチング除去する工程と、 前記第1のフォトレジストを除去した後、前記第2の絶
縁膜上の所定の領域に第2のフォトレジストを形成し、
この第2のフォトレジストをマスクとして不純物導入を
行い前記半導体基板に第2導電型の半導体領域を形成す
る工程と、 前記第2のフォトレジストをマスクとして、前記第2導
電型の半導体領域上の前記第2の絶縁膜をその膜厚の約
半分エッチング除去するとともに前記第1導電型の半導
体領域と前記第2導電型の半導体領域との境界部の前記
第2の絶縁膜をエッチング除去する工程と、 前記第2のフォトレジストを除去した後、前記第2の絶
縁膜をマスクとして前記第1導電型の半導体領域と前記
第2導電型の半導体領域との境界部の前記第1の絶縁膜
および前記半導体基板をエッチングして仮設溝を形成す
る工程と、 前記第2の絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレジス
トを形成し、この第3のフォトレジストをマスクとして
前記第2の絶縁膜,前記第1の絶縁膜および前記半導体
基板をエッチングすることにより、前記仮設溝を掘り下
げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い溝部とを
有する第1の分離溝と、この第1の分離溝の浅い溝部と
同じ深さの第2の分離溝とを形成する工程と、 前記第3のフォトレジストを除去した後、前記第1およ
び第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、前記第2の
絶縁膜を基準に前記分離用絶縁膜の平坦化を行う工程と
を含む半導体装置の製造方法。8. A first insulating film is formed on a semiconductor substrate,
Forming a second insulating film thereon; forming a first photoresist in a predetermined region on the second insulating film; introducing the impurity using the first photoresist as a mask; Forming a semiconductor region of the first conductivity type on the substrate; etching and removing the second insulating film on the semiconductor region of the first conductivity type by about half the thickness thereof using the first photoresist as a mask; Forming a second photoresist in a predetermined region on the second insulating film after removing the first photoresist,
Forming a second conductive type semiconductor region on the semiconductor substrate by introducing impurities using the second photoresist as a mask; and forming a second conductive type semiconductor region on the second conductive type semiconductor region using the second photoresist as a mask. Etching the second insulating film by about half its thickness and etching away the second insulating film at the boundary between the first conductive type semiconductor region and the second conductive type semiconductor region; And after removing the second photoresist, the first insulating film at a boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type using the second insulating film as a mask Forming a temporary groove by etching the semiconductor substrate; forming a third photoresist in a predetermined region on the second insulating film; and using the third photoresist as a mask, Etching the insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate to form a first isolation groove having a deep groove formed by drilling down the temporary groove and shallow grooves on both sides of the deep groove; Forming a shallow groove portion of the first separation groove and a second separation groove having the same depth; and, after removing the third photoresist, separating insulating films in the first and second separation grooves. And flattening the isolation insulating film with reference to the second insulating film.
第2の絶縁膜,その上に第3の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第3の絶縁膜上の所定の領域に第1のフォトレジス
トを形成し、この第1のフォトレジストをマスクとして
不純物導入を行い前記半導体基板に第1導電型の半導体
領域を形成する工程と、 前記第1のフォトレジストをマスクとして前記第1導電
型の半導体領域上の前記第3の絶縁膜を除去する工程
と、 前記第1のフォトレジストを除去した後、前記第2の絶
縁膜上の所定の領域に第2のフォトレジストを形成し、
この第2のフォトレジストをマスクとして不純物導入を
行い前記半導体基板に第2導電型の半導体領域を形成す
る工程と、 前記第2のフォトレジストと前記第3の絶縁膜とをマス
クとして前記第1導電型の半導体領域と前記第2導電型
の半導体領域との境界部の前記第2の絶縁膜をエッチン
グ除去する工程と、 前記第2のフォトレジストをマスクとして前記第3の絶
縁膜および前記第1の絶縁膜をエッチング除去する工程
と、 前記第2のフォトレジストを除去した後、前記第2の絶
縁膜をマスクとして前記第1導電型の半導体領域と前記
第2導電型の半導体領域との境界部の前記半導体基板を
エッチングして仮設溝を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレジス
トを形成し、この第3のフォトレジストをマスクとして
前記第2の絶縁膜,前記第1の絶縁膜および前記半導体
基板をエッチングすることにより、前記仮設溝を掘り下
げてなる深い溝部とこの深い溝部の両側に浅い溝部とを
有する第1の分離溝と、この第1の分離溝の浅い溝部と
同じ深さの第2の分離溝とを形成する工程と、 前記第3のフォトレジストを除去した後、前記第1およ
び第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、前記第2の
絶縁膜を基準に前記分離用絶縁膜の平坦化を行う工程と
を含む半導体装置の製造方法。9. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate, a second insulating film thereon, and a third insulating film thereon, and forming a first insulating film on a predetermined region on the third insulating film. Forming a first photoresist, introducing impurities using the first photoresist as a mask to form a semiconductor region of the first conductivity type on the semiconductor substrate, and forming the first photoresist using the first photoresist as a mask; Removing the third insulating film on the one conductivity type semiconductor region; and forming a second photoresist on a predetermined region on the second insulating film after removing the first photoresist. And
Forming a second conductivity type semiconductor region in the semiconductor substrate by introducing impurities using the second photoresist as a mask; and forming the first conductivity type semiconductor region on the semiconductor substrate using the second photoresist and the third insulating film as a mask. Etching the second insulating film at the boundary between the semiconductor region of the conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type; and etching the third insulating film and the second insulating film using the second photoresist as a mask. 1) removing the insulating film by etching, and removing the second photoresist, and forming the first conductive type semiconductor region and the second conductive type semiconductor region using the second insulating film as a mask. Forming a temporary groove by etching the semiconductor substrate at a boundary; forming a third photoresist in a predetermined region on the second insulating film; using the third photoresist as a mask Etching the second insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate to form a first isolation groove having a deep groove formed by digging down the temporary groove and shallow grooves on both sides of the deep groove. Forming a shallow groove portion of the first separation groove and a second separation groove having the same depth as the first separation groove; and, after removing the third photoresist, separating into the first and second separation grooves. Embedding an insulating film for isolation, and flattening the insulating film for isolation with reference to the second insulating film.
膜を埋め込んだ際に、前記第1の分離溝の深い溝部内に
空隙部を生じることを特徴とする請求項9記載の半導体
装置の製造方法。10. The semiconductor according to claim 9, wherein when the isolation insulating film is buried in the first and second isolation trenches, a void is formed in a deep trench of the first isolation trench. Device manufacturing method.
ことを特徴とする請求項8,9または10記載の半導体
装置の製造方法。11. The method according to claim 8, wherein the second insulating film is a silicon nitride film.
し、その上に第2の絶縁膜を形成する工程と、 前記第2の絶縁膜上の所定の領域に第1のフォトレジス
トを形成し、この第1のフォトレジストをマスクとして
不純物導入を行い前記半導体基板に第1導電型の半導体
領域を形成する工程と、 前記第1のフォトレジストをマスクとして前記第1導電
型の半導体領域上の前記第2の絶縁膜を除去する工程
と、 前記第1のフォトレジストを除去した後、前記第1の絶
縁膜上の所定の領域に第2のフォトレジストを形成し、
この第2のフォトレジストをマスクとして不純物導入を
行い前記半導体基板に第2導電型の半導体領域を形成す
る工程と、 前記第2のフォトレジストと前記第2の絶縁膜とをマス
クとしてイオン注入を行い、前記第1導電型の半導体領
域と前記第2導電型の半導体領域との境界部の前記半導
体基板に高濃度n型不純物領域を形成する工程と、 前記第2のフォトレジストと前記第2の絶縁膜とを除去
した後、全面にストッパ用絶縁膜を形成する工程と、 前記ストッパ用絶縁膜上の所定の領域に第3のフォトレ
ジストを形成し、この第3のフォトレジストをマスクと
して前記ストッパ用絶縁膜,前記第1の絶縁膜および前
記半導体基板をエッチングすることにより、前記高濃度
n型不純物領域部分を掘り下げてなる深い溝部とこの深
い溝部の両側に浅い溝部とを有する第1の分離溝と、こ
の第1の分離溝の浅い溝部と同じ深さの第2の分離溝と
を形成する工程と、 前記第3のフォトレジストを除去した後、前記第1およ
び第2の分離溝に分離用絶縁膜を埋め込み、前記ストッ
パ用絶縁膜を基準に前記分離用絶縁膜の平坦化を行う工
程とを含む半導体装置の製造方法。12. A step of forming a first insulating film on a semiconductor substrate and forming a second insulating film thereon, and forming a first photoresist on a predetermined region on the second insulating film. Forming a first conductive type semiconductor region on the semiconductor substrate by introducing impurities using the first photoresist as a mask; and forming the first conductive type semiconductor region on the first photoresist as a mask. Removing the second insulating film above, and after removing the first photoresist, forming a second photoresist in a predetermined region on the first insulating film;
Forming a second conductivity type semiconductor region in the semiconductor substrate by introducing impurities using the second photoresist as a mask; and performing ion implantation using the second photoresist and the second insulating film as a mask. Forming a high-concentration n-type impurity region in the semiconductor substrate at a boundary between the semiconductor region of the first conductivity type and the semiconductor region of the second conductivity type; Forming an insulating film for a stopper over the entire surface after removing the insulating film, and forming a third photoresist in a predetermined region on the insulating film for the stopper, and using the third photoresist as a mask. By etching the stopper insulating film, the first insulating film, and the semiconductor substrate, both the deep groove formed by digging down the high-concentration n-type impurity region and the deep groove are formed. Forming a first isolation groove having a shallow groove portion, and a second isolation groove having the same depth as the shallow groove portion of the first isolation groove. After removing the third photoresist, Embedding an isolation insulating film in the first and second isolation trenches and flattening the isolation insulating film based on the stopper insulating film.
と所定の間隔を設けて第2のフォトレジストを形成する
ことを特徴とする請求項7,8,9,10,11または
12記載の半導体装置の製造方法。13. The semiconductor according to claim 7, wherein the second photoresist is formed at a predetermined distance from a region where the first photoresist is formed. Device manufacturing method.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2563098A JPH11224896A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Semiconductor device and its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2563098A JPH11224896A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Semiconductor device and its manufacture |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11224896A true JPH11224896A (en) | 1999-08-17 |
Family
ID=12171197
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2563098A Pending JPH11224896A (en) | 1998-02-06 | 1998-02-06 | Semiconductor device and its manufacture |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11224896A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003078002A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Hynix Semiconductor Inc | Method for manufacturing semiconductor memory device |
| JP2016181717A (en) * | 2009-10-16 | 2016-10-13 | 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司Taiwan Semiconductor Manufacturing Company,Ltd. | Integrated circuit with multi-well shallow trench isolation |
-
1998
- 1998-02-06 JP JP2563098A patent/JPH11224896A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003078002A (en) * | 2001-08-30 | 2003-03-14 | Hynix Semiconductor Inc | Method for manufacturing semiconductor memory device |
| JP2016181717A (en) * | 2009-10-16 | 2016-10-13 | 台湾積體電路製造股▲ふん▼有限公司Taiwan Semiconductor Manufacturing Company,Ltd. | Integrated circuit with multi-well shallow trench isolation |
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