JPH02161751A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents
Manufacture of semiconductor deviceInfo
- Publication number
- JPH02161751A JPH02161751A JP27986289A JP27986289A JPH02161751A JP H02161751 A JPH02161751 A JP H02161751A JP 27986289 A JP27986289 A JP 27986289A JP 27986289 A JP27986289 A JP 27986289A JP H02161751 A JPH02161751 A JP H02161751A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- groove
- substrate
- oxidation
- grooves
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 title claims abstract description 63
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 155
- 238000005530 etching Methods 0.000 claims abstract description 44
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims abstract description 23
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 claims description 66
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 claims description 65
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 46
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 32
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 10
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 6
- 238000005468 ion implantation Methods 0.000 abstract description 15
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 abstract description 11
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 7
- 229910052681 coesite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052906 cristobalite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 229910052682 stishovite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 abstract description 4
- 229910052905 tridymite Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 abstract description 3
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 abstract description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 45
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 41
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 39
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 39
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 27
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 description 21
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052796 boron Inorganic materials 0.000 description 16
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 16
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 10
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 10
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 description 9
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 229910021332 silicide Inorganic materials 0.000 description 8
- FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N silicide(4-) Chemical compound [Si-4] FVBUAEGBCNSCDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 7
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 7
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910005091 Si3N Inorganic materials 0.000 description 6
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 6
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 5
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 4
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 4
- 229910021420 polycrystalline silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000992 sputter etching Methods 0.000 description 4
- 241000293849 Cordylanthus Species 0.000 description 3
- 238000000059 patterning Methods 0.000 description 3
- 238000001259 photo etching Methods 0.000 description 3
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 230000000994 depressogenic effect Effects 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000007667 floating Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 2
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 2
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 description 2
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 1
- 229910001423 beryllium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 210000003127 knee Anatomy 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 150000003376 silicon Chemical class 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000009279 wet oxidation reaction Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Element Separation (AREA)
Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[発明の目的]
(産業上の利用分野)
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特にM OS
L S I (Metal 0xide Semic
onductorLarge 5calc Integ
rated C1rcuit)の素子間分離技術を改良
した半導体装置の製造方法に関するものである。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and in particular to a method for manufacturing a semiconductor device.
LSI (Metal Oxide Semic
onductorLarge 5calc Integ
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device that improves the isolation technology of C1rcuit.
従来、半導体装置、特にMO3LSIの製造工程での素
子間分離方法としては、選択酸化法が一般的に用いられ
ている。この方法をn−チャンネルMO8LSIを例に
して以下に説明する。Conventionally, a selective oxidation method has been generally used as a method for isolating elements in the manufacturing process of semiconductor devices, particularly MO3LSIs. This method will be explained below using an n-channel MO8LSI as an example.
まず、第1図(a)に示す如< (100)の結晶面を
もつp型Si基板1上に5i02膜2を熱酸化により成
長させ、更にこのS i O2膜2上にSi3N4膜3
を堆積する。つづいて、写真蝕刻法により素子形成部に
レジスト膜4を形成し、これをマスクとして素子成形部
以外のSi3N4膜をエツチング除去してSi3N4パ
ターン3″を形成する。その後、例えばボロンのイオン
注入を行なってフィールド部にチャンネルストッパ領域
としてのp+領域5を形成する(第1図(b)図示)。First, a 5i02 film 2 is grown by thermal oxidation on a p-type Si substrate 1 having a < (100) crystal plane as shown in FIG.
Deposit. Next, a resist film 4 is formed on the element forming area by photolithography, and using this as a mask, the Si3N4 film other than the element forming area is etched away to form a Si3N4 pattern 3''.After that, for example, boron ion implantation is performed. Then, a p+ region 5 as a channel stopper region is formed in the field portion (as shown in FIG. 1(b)).
レジスト膜4を除去後、Si3N4パターン3′をマス
クとしてウェット酸化を施し選択的に厚いフィールド酸
化膜6を成長させる(第1図(c)図示)。ひきつづき
、Si3N4パターン3″及び5i02膜2″をエツチ
ング除去してフィールド酸化膜6で分離された素子形成
領域7を形成する(第1図(d)図示)。次いで、第1
図(c)に示す如く素子形成領域7にゲート酸化膜8を
介して多結晶シリコンからなるゲート電極りを形成した
後、例えば砒素を拡散してソース、ドレインとしてのn
°領域to、iiを形成する。最後に層間絶縁膜として
のCVD−’S i 02膜12を堆積し、n′領域1
0. I l及びゲート電極9に対応するCVD−3i
02膜12部分に悪数のコンタクトホール13を開孔し
た後、A、Q配線14を形成してnチャンネルMO3L
SIを製造する(第1図(r)図示)。After removing the resist film 4, wet oxidation is performed using the Si3N4 pattern 3' as a mask to selectively grow a thick field oxide film 6 (as shown in FIG. 1(c)). Subsequently, the Si3N4 pattern 3'' and the 5i02 film 2'' are removed by etching to form an element forming region 7 separated by a field oxide film 6 (as shown in FIG. 1(d)). Then the first
As shown in Figure (c), after forming a gate electrode made of polycrystalline silicon in the element formation region 7 via a gate oxide film 8, for example, arsenic is diffused to form n
° form regions to, ii. Finally, a CVD-'S i 02 film 12 as an interlayer insulating film is deposited, and the n' region 1
0. CVD-3i corresponding to I l and gate electrode 9
After opening a bad number of contact holes 13 in the 02 film 12 portion, A and Q wirings 14 are formed to form an n-channel MO3L.
SI is manufactured (as shown in FIG. 1(r)).
しかしながら、上述した従来の選択酸化法を用いてMO
3LSIを製造する方法にあっては次に示すように種々
の欠点があった。However, using the conventional selective oxidation method mentioned above, MO
The method for manufacturing 3LSI has various drawbacks as shown below.
第2図は前記第1図((ニ)に示すSi3N、1パタン
3′をマスクにしてフィールド酸化膜6を形成した時の
断面構造を詳しく描いたものでる。FIG. 2 shows in detail the cross-sectional structure when the field oxide film 6 is formed using the Si3N 1 pattern 3' shown in FIG. 1 ((d)) as a mask.
般に選択酸化法ではフィールド酸化膜6がSi3N4パ
ターン3−の下の領域に喰い込んで成長することが知ら
れている(同第2図のF領域)。これは、フィ−ルド酸
化中に酸化剤が513N4パターン3′下の薄い5i0
2膜2を通して拡散していくために酸化膜が形成される
部分D1いわゆるバードビークとフィールド酸化膜6の
厚い部分が横方向にも回り込んだ部分Eとからなる。F
の長さは、例えばSi3N4パターン3′の厚さが10
00人、その下の5i02膜2が1000人の条件で1
μmの膜厚のフィールド酸化膜6を成長させた場合、約
1μmに達する。このため、フィールド領域の巾CはS
i3N4パターン3′間の距MAを2μInとすると、
Fが1μmであるから4μm以下に小さくできずLSI
の集積化にとって大きな妨げとなる。このようなことか
ら、最近、Si3N、1パターン3−を厚くし、この下
の5i02膜2を薄くしてバードビーク(図中の0部分
)を抑制する方法やフィールド酸化膜6の成長膜厚を薄
くしフィールド酸化膜の喰い込み(F)を抑制する方法
が試みられている。しかし、前者ではフィールド端部に
おけるストレスが大きくなり、欠陥が生じ易くなり、後
者ではフィールド反転電圧低ドなどの問題があり、選択
酸化法による島集積化には限界がある。It is generally known that in the selective oxidation method, the field oxide film 6 grows by digging into the region below the Si3N4 pattern 3- (region F in FIG. 2). This is due to the fact that during field oxidation, the oxidant is
The field oxide film 6 consists of a portion D1 where an oxide film is formed due to diffusion through the two films 2, a so-called bird's beak, and a portion E where a thick portion of the field oxide film 6 wraps around in the lateral direction. F
For example, the length of the Si3N4 pattern 3' is 10
00 people, and the 5i02 membrane 2 below it is 1 under the condition of 1000 people.
When the field oxide film 6 is grown to a thickness of 1 μm, the thickness reaches approximately 1 μm. Therefore, the width C of the field area is S
If the distance MA between the i3N4 patterns 3' is 2μIn,
Since F is 1 μm, it cannot be made smaller than 4 μm, so LSI
This is a major hindrance to the integration of For these reasons, we have recently developed a method of increasing the thickness of the Si3N 1 pattern 3- and thinning the underlying 5i02 film 2 to suppress bird's beak (part 0 in the figure), as well as methods of increasing the growth thickness of the field oxide film 6. Attempts have been made to reduce the thickness of the field oxide film and to suppress the penetration (F) of the field oxide film. However, in the former case, the stress at the edge of the field becomes large and defects are likely to occur, and in the latter case, there are problems such as a low field inversion voltage, and there are limits to island integration using the selective oxidation method.
また、チャンネルストッパーを設けた場合はチャンネル
ストッパー用にイオン注入したボロンがフィールド酸化
中に横方向に再拡散して、第3図(a)に示す如く素子
形成領域7の一部がp1領域5となり、実効的な素子領
域がGの幅からHの幅まで狭くなってしまう。この結果
、トランジスタの電流が減少したり、しきい値電圧が上
がってしまうなどのナロウチャンネル効果が生じ、素子
の微細化と共に問題となる。しかも、p+領領域横方向
に広がることにより、第3図(b)の如く素子形成領域
7におけるn+領域11(10)とp+領域5の接合部
が広くなり、n′領域10.11と基板1間の浮遊キャ
パシタが大きくなる。この浮遊キャパシタは素子が小さ
くなるに従い無視できなくなる。In addition, when a channel stopper is provided, boron ion-implanted for the channel stopper is re-diffused laterally during field oxidation, and a part of the element forming region 7 becomes the p1 region 5 as shown in FIG. 3(a). Therefore, the effective device area becomes narrow from the width of G to the width of H. As a result, narrow channel effects such as a decrease in transistor current and an increase in threshold voltage occur, which becomes a problem as devices become smaller. Furthermore, by expanding the p+ region in the lateral direction, the junction between the n+ region 11 (10) and the p+ region 5 in the element forming region 7 becomes wider, as shown in FIG. The floating capacitor between 1 and 1 becomes large. This floating capacitor cannot be ignored as the device becomes smaller.
以上のように選択酸化法を用いるとLISの集積化にと
って種々の問題が生ずることになるが、さらは次に上げ
るような問題がある。これを第4図を参照して説明する
。As described above, when the selective oxidation method is used, various problems arise in the integration of LIS, and the following problems arise. This will be explained with reference to FIG.
完成したLSIのペレットをパッケージするには基板1
をパッケージのベツド15にマウントする。Substrate 1 to package the completed LSI pellet
Mount it on bed 15 of the package.
LISの動作状態では、ソース、ドレインなどの各素子
領域1(i1〜103の電位は回路動作により任意に変
動する。この場、合基板1には素子領域161〜l[i
qの電位の変動に応じた変位電流が流れることになる。In the operating state of the LIS, the potential of each element region 1 (i1 to 103) such as the source and drain varies arbitrarily depending on the circuit operation.
A displacement current will flow in accordance with the variation in the potential of q.
例えば、素子領域18.に対する変位電流はベツド15
が導電性で、基板1とベツド15が電気的に接続されて
いる場合は、たとえば素子領域161=抵抗R1−ベツ
ド15、素子領域161−抵抗R2−ベツド151、素
子領域161−抵抗R。For example, element region 18. The displacement current for bed 15
is conductive and the substrate 1 and the bed 15 are electrically connected, for example, element region 161 = resistor R1 - bed 15, element region 161 - resistor R2 - bed 151, element region 161 - resistor R.
ベツド15・・・などのバスを通って流れ、この電圧降
下分だけ素子領域1G、近傍の基板1の電位が変動する
ことになる。このような基板電位の変動は、回路動作上
好ましくない。特に、素子領域1B+の電圧が変動し、
素子領域162は変動しない場合は素子領域161と1
132間近傍の基板1の電位も異なることになってしま
い、ベレット上の場所によって素子特性が異なってくる
というような不都合が生ずる。これを改善するには基板
中の抵抗を減らせば良いが、抵抗R5〜R8r R9
〜R11などは素子特性から設定される基板の濃度と基
板をベツドに接続するときの基板の膜厚との関係できま
ってしまい、−船釣には1009〜数100Ω程度の値
となっており、これを極端に下げることは難しい。The voltage flows through buses such as the bed 15, etc., and the potential of the element region 1G and the nearby substrate 1 fluctuates by this voltage drop. Such variations in substrate potential are unfavorable in terms of circuit operation. In particular, the voltage in the element region 1B+ fluctuates,
If the element region 162 does not change, the element regions 161 and 1
The potential of the substrate 1 in the vicinity of 132 also differs, resulting in an inconvenience in that the device characteristics differ depending on the location on the pellet. To improve this, it would be better to reduce the resistance in the board, but resistors R5 to R8r R9
~ R11 etc. are determined by the relationship between the concentration of the substrate set from the element characteristics and the film thickness of the substrate when connecting the substrate to the bed, and the value for boat fishing is about 1009 to several 100 Ω. It is difficult to reduce this to an extreme level.
抵抗R,−R5は、フィールド領域6なので本来は素子
特性に関係なく下げるべきものである。しかしながら、
前述した方法ではplの濃度を上げることができず抵抗
は非常に高い。例えば、フィールドイオン注入El I
X 1013/ cd程度でp+層のシート抵抗は約
10に97口以上である。Since the resistors R and -R5 are in the field region 6, they should originally be lowered regardless of the device characteristics. however,
With the method described above, the concentration of pl cannot be increased and the resistance is extremely high. For example, field ion implantation El I
At approximately X 1013/cd, the sheet resistance of the p+ layer is approximately 10:97 or more.
(発明が解決しようとする課題)
本発明は、上記従来の課題を解消するためになされたも
ので、新規な素子分離方式の確立により高集積化と高性
能化を達成した半導体装置の製造方法を提供しようとす
るものである。(Problems to be Solved by the Invention) The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and is a method for manufacturing a semiconductor device that achieves high integration and high performance by establishing a new element isolation method. This is what we are trying to provide.
[発明の構成]
(課題を解決するための手段及び作用)以上、本発明の
詳細な説明する。[Structure of the Invention] (Means and Effects for Solving the Problems) The present invention will be described in detail above.
本願第1の発明の詳細な説明する。The first invention of the present application will be explained in detail.
まず、半導体基板上に溝部形成予定部が除去されたマス
ク材、例えばレジストパターンを形成した後、該マスク
材から露出する基板部分を所望深さ選択エツチングして
溝部を設ける。この場合、エツチング手段として反応性
イオンエツチング又はリアクティブイオンエツチングを
用いれば、側面が垂直な溝部を設けることが可能となる
。但し、その他のエツチング手段で逆テーパ状の側面を
有する溝部を設けてもよい。溝部の数は、基板中に1つ
或いは2つ以上設けてもよく、溝部の深さを変えてもよ
い。First, a mask material, such as a resist pattern, from which a portion where a groove is to be formed is removed is formed on a semiconductor substrate, and then a portion of the substrate exposed from the mask material is selectively etched to a desired depth to form a groove. In this case, if reactive ion etching or reactive ion etching is used as the etching means, it is possible to provide a groove portion with vertical side surfaces. However, the groove portion having reversely tapered side surfaces may be provided by other etching means. One or more grooves may be provided in the substrate, and the depth of the grooves may be changed.
次いで、レジストパターンなどのマスク材をマスクとし
て溝部に基板と同導電型の不純物(例えば基板がp型の
場合はボロン等、n型の場合は燐。Next, using a mask material such as a resist pattern as a mask, impurities of the same conductivity type as the substrate are added to the groove (for example, boron if the substrate is p-type, phosphorus if it is n-type).
砒素など)をI X 1014/ c−以上のドーズ量
でイオン注入、あるいは拡散法などにより注入又は拡散
して不純物領域を形成する。不純物のドーピングは、溝
部すべてに行なう場合に限らず、写真蝕刻法などにより
溝部の一部あるいは他のいくつかの溝部を塞ぎ、いくつ
かの溝部あるいは溝部の一部にのみ行なってもよい。ま
た、このドーピングはイオン注入を斜めに行なうか、又
は横方向への拡散などにより溝の側面に行なってもよい
。Arsenic, etc.) is implanted or diffused by ion implantation or a diffusion method at a dose of I x 1014/c- or more to form an impurity region. Doping with impurities is not limited to the case where all the grooves are doped; it may also be carried out only on some grooves or a part of the grooves by blocking a part of the groove or some other grooves by photolithography or the like. Further, this doping may be performed on the side surfaces of the trench by oblique ion implantation or lateral diffusion.
つづいて、マスク材の除去後、溝部を含む半導体基板全
面に絶縁材料を少なくとも1つの溝部の開口部の短い幅
の半分以上の厚さとなるように堆積して少なくとも1つ
の溝部の開口部まで絶縁材料で埋める。かかる絶縁材料
としては、例えば5i02.Si3N4或L’はAg2
03等を挙げることができ、場合によってはリン珪化ガ
ラス。Subsequently, after removing the mask material, an insulating material is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate including the grooves to a thickness equal to or more than half the short width of the opening of at least one groove to insulate the opening of at least one groove. Fill with materials. Examples of such an insulating material include 5i02. Si3N4 or L' is Ag2
03, and in some cases, phosphorus silicide glass.
ボロン珪化ガラス等の低温溶融性絶縁材料を用いてもよ
い。この絶縁材料の堆積手段としてCVD法、スパッタ
法などのPVD法等を挙げることができる。また、この
堆積時において、絶縁材料を溝部の開口部の短い巾の半
分より小さい厚さで堆積すると、溝部内に埋め込まれた
絶縁材料に開口部と連通ずる凹状穴が形成され、エツチ
ングに際し、凹状穴を介して溝部内の絶縁材料がエツチ
ングされるという不都合さを生じる。なお、絶縁材料の
堆積に先立って溝部を有する半導体基板全体、もしくは
溝部の少なくとも一部を酸化又は窒化処理して溝が塞が
れない程度の酸化膜又は窒化膜を成長されてもよい。こ
の時、不純物のドーピングは酸化又は窒化の前でもよい
し後でもよい。このようなh゛法を併用することによっ
て、得られたフィールド領域は溝部の基板に接した緻密
性の優れた酸化膜又は窒化膜の堆積により形成された絶
縁材料とから構成され、絶縁材料のみからなるものに比
べて素子分離性能を著しく向上できる。更に絶縁材料の
堆積後、その絶縁膜の全体もしくは一部の表層に低温溶
融化物質、例えばボロン、リン。A low temperature melting insulating material such as boron silicide glass may also be used. As a means for depositing this insulating material, a CVD method, a PVD method such as a sputtering method, etc. can be used. Furthermore, during this deposition, if the insulating material is deposited to a thickness less than half the short width of the opening of the groove, a concave hole communicating with the opening will be formed in the insulating material embedded in the groove, and during etching, The disadvantage is that the insulating material within the groove is etched through the recessed hole. Note that, prior to depositing the insulating material, the entire semiconductor substrate having a groove, or at least a portion of the groove, may be oxidized or nitrided to grow an oxide film or a nitride film to an extent that the groove is not blocked. At this time, impurity doping may be done before or after oxidation or nitridation. By using such a h method in combination, the obtained field region is composed of an insulating material formed by depositing a highly dense oxide film or nitride film in contact with the substrate in the trench, and only the insulating material is used. The element isolation performance can be significantly improved compared to the one consisting of the following. Furthermore, after depositing the insulating material, a low-temperature melting substance such as boron or phosphorus is applied to the entire or part of the surface layer of the insulating film.
砒素等をドーピングし、熱処理して該絶縁膜のドーピン
グ層を溶融するか、或いは前記絶縁膜の全体もしくは一
部の上に低温溶融性絶縁材料、例えばボロン硅化ガラス
(BSG)、リン硅化ガラス(PSG)、或いは砒素硅
化ガラス(A s S G)等を堆積し、この低温溶融
性絶縁膜を溶融するか、いずれかの処理を施してもよい
。このような手段を採用することによって、絶縁材料の
堆積条件によって溝部に対応する部分が凹状となった場
合、その凹状部を埋めて平坦化でき、その結果全面エツ
チングに際して溝部に残存した絶縁材料がその開口部の
レベルより下になるという不都合さを防止できる等の効
果を有する。Either arsenic or the like is doped and heat treated to melt the doped layer of the insulating film, or a low-temperature melting insulating material such as boron silicide glass (BSG), phosphorus silicide glass ( PSG) or arsenic silicide glass (A s S G), etc. may be deposited, and this low-temperature melting insulating film may be melted, or any one of the following treatments may be performed. By adopting such a method, if the part corresponding to the groove becomes concave due to the deposition conditions of the insulating material, the concave part can be filled and flattened, and as a result, the insulating material remaining in the groove can be removed when the entire surface is etched. This has the effect of preventing the inconvenience of being below the level of the opening.
次いで、半導体基板上に堆積した絶縁膜をマスク材を用
いずに溝部以外の半導体基板部が露出するまてエツチン
グ除去して溝部内に絶縁材料を残置させたフィールド領
域を形成する。この工程におけるエツチング手段として
は、例えば工・ソチンダ液或いはプラズマエッチャント
を用いた全面エツチング法さらにはりアクティブイオン
エ、ソチング法などが採用し得る。その後、フィールド
領域で分離された素子形成領域にMOS、バイポーラ等
の能動素子を形成して半導体を製造する。Next, the insulating film deposited on the semiconductor substrate is removed by etching without using a mask material until the semiconductor substrate portions other than the groove are exposed to form a field region in which the insulating material remains in the groove. As the etching means in this step, for example, a whole surface etching method using an etching solution or a plasma etchant, an active ion etching method, a soching method, etc. can be adopted. Thereafter, active elements such as MOS and bipolar are formed in element formation regions separated by field regions to manufacture a semiconductor.
しかして、本願第1の発明によれば半導体基板に溝部を
設け、この溝部の一部に基板と同導電型の不純物を所定
のドーズ量でドーピングし、該溝部を含む基板全面に絶
縁材料を少なくとも1つの溝部の開口部の短い巾の半分
以上の厚さとなるように堆積した後、絶縁膜を溝部以外
の基板部分が露出するまでエツチングすることによって
、マスク合せ余裕度をとることなく溝部に対してセルフ
ァラインで埋込み拡散層を設け、その上に絶縁材料を残
置でき、これによりフィールド領域を形成できるため、
以下に示すような種々の効果を有する半導体装置を提供
できる。According to the first invention of the present application, a groove is provided in a semiconductor substrate, a part of the groove is doped with an impurity of the same conductivity type as the substrate at a predetermined dose, and an insulating material is applied to the entire surface of the substrate including the groove. After the insulating film is deposited to a thickness that is more than half the short width of the opening of at least one trench, the insulating film is etched until the parts of the substrate other than the trench are exposed. On the other hand, a buried diffusion layer can be provided with self-line, and an insulating material can be left on top of it, which can form a field region.
A semiconductor device having various effects as shown below can be provided.
(1)フィールド領域の面積は基板に予め設けた溝部の
面積で決まるため、溝部の面積を縮小化することによっ
て容易に所期目的の微細なフィールド領域を形成でき、
^集積度の半導体装置を得ることができる。(1) Since the area of the field region is determined by the area of the groove portion prepared in advance on the substrate, the desired fine field region can be easily formed by reducing the area of the groove portion.
^ It is possible to obtain a semiconductor device with a high degree of integration.
(2)フィールド領域の深さは面積に関係なく、基板に
設けた溝部の深さで決まるため、その深さを任意に選択
することが可能であると共に、素子間の電流リーク等を
フィールド領域で確実に阻止でき高性能の半導体装置を
得ることができる。(2) The depth of the field region is determined by the depth of the groove provided in the substrate, regardless of the area, so the depth can be arbitrarily selected, and current leakage between elements can be prevented in the field region. This can be reliably prevented and a high-performance semiconductor device can be obtained.
(3)溝部を設け、反転防止用の不純物を溝部に選択的
にドーピングした後においては、従来の選択酸化法のよ
うな高温、長時間の熱酸化工程をとらないため、該不純
物領域が再拡散して素子形成領域の表面まで延びて実効
的なフィールド領域の縮小化を防止できる。さらに不純
物がアウトデイフュージョンして基板表面に不純物がド
ーピングされることも防止できる。この場合、不純物の
ドビングをイオン注入により行なえばその不純物イオン
注入層を溝部の底部に形成することができ、そのイオン
注入層が再拡散しても素子形成領域の表層(素子形成部
)にまで延びることがないため、実効的なフィールド領
域の縮小を防止できる。(3) After forming the groove and selectively doping the groove with an impurity to prevent inversion, the impurity region is regenerated because it does not require a high-temperature, long-time thermal oxidation process like the conventional selective oxidation method. It is possible to diffuse and extend to the surface of the element forming region, thereby preventing reduction of the effective field area. Furthermore, it is also possible to prevent out-diffusion of impurities and doping of the substrate surface with impurities. In this case, if the impurity doping is performed by ion implantation, the impurity ion implantation layer can be formed at the bottom of the trench, and even if the ion implantation layer is re-diffused, it will still reach the surface layer of the element formation region (element formation area). Since it does not extend, reduction of the effective field area can be prevented.
(4)前記(3)の結果として不純物ドーピングの濃度
を高くすることができ、不純物領域の抵抗を下げ、基板
電位の変動、チップ上の場所によって基板電位が異なる
という不都合さを改答することができる。(4) As a result of (3) above, the concentration of impurity doping can be increased, the resistance of the impurity region can be lowered, and the inconvenience of fluctuations in substrate potential and substrate potential differing depending on the location on the chip can be corrected. Can be done.
(5)溝部の全てに絶縁材料を残置させてフィールド領
域を形成した場合、基板は平坦化されるため、その後の
電極配線の形成に際して段切れを生じることを防II−
できる。(5) When a field region is formed by leaving insulating material in all of the grooves, the substrate is flattened, which prevents breakage from occurring during subsequent electrode wiring formation.
can.
次に、本願第2の発明の詳細な説明する。Next, the second invention of the present application will be explained in detail.
前述した本願第1の発明と同様な工程を経て不純物を溝
部に所定のドーズ量でドーピングした後、半導体基板上
に絶縁材料を少なくともその基板に設けられた1つの溝
部の開口部の短い幅の半分以上の厚さとなるように堆積
する。次いで、少なくとも絶縁材料により開口部まで埋
め込まれた溝部上の一部を含む絶縁膜の領域もしくは溝
部以外のフィールド領域となるべき絶縁膜の領域のうち
少なくともいずれかをマスク材、例えばレジストパター
ン等で覆う。つづいて、マスク材及び溝部以外の基板部
分が露出するまでエツチングし、溝部内に絶縁材料を残
置させてフィールド領域を、溝部以外の基板上にもフィ
ールド領域を形成する。After doping the impurity into the groove at a predetermined dose through a process similar to that of the first invention described above, an insulating material is applied onto the semiconductor substrate at least in the short width of the opening of one groove provided in the substrate. Deposit to more than half the thickness. Next, at least one of the region of the insulating film including a part of the trench filled up to the opening with an insulating material or the region of the insulating film that is to become a field region other than the trench is covered with a mask material, for example, a resist pattern. cover. Subsequently, etching is performed until the mask material and parts of the substrate other than the grooves are exposed, and the insulating material is left in the grooves to form a field region and also on the substrate other than the grooves.
この場合、溝部以外の基板上に形成されたフィールド領
域は該溝部のフィールド領域と一体化されたものをも含
む。その後、フィールド領域で分離された素子形成領域
にM OS 、バイポーラ等の能動素子を形成して半導
体装置を製造する。In this case, the field regions formed on the substrate other than the trench include those that are integrated with the field region of the trench. Thereafter, active elements such as MOS and bipolar are formed in element formation regions separated by field regions to manufacture a semiconductor device.
しかして、本願第2の発明によれば、前述した種々の効
果をHする他に、半導体基板内に埋込まれたフィールド
領域と、溝部以外の゛ト導体基板上に該フィールド領域
と一体的もしくは分離された異種形態のフィールド領域
とを備えた半導体装置を得ることができる。According to the second invention of the present application, in addition to achieving the various effects described above, the field region embedded in the semiconductor substrate and the field region on the conductive substrate other than the groove portion are integrally formed with the field region. Alternatively, it is possible to obtain a semiconductor device having separate field regions of different shapes.
次に、本願第3の発明を説明する。Next, the third invention of the present application will be explained.
まず、半導体基板上に少なくとも近接した2つ以上の溝
部形成予定部が除去されたマスク材、例えばレジストパ
ターンを形成した後、譲マスク材から露出する基板部分
を前記と同様な手段で所望深さ選択エツチングして少な
くとも近接した第1の溝部を設ける。この場合、第1の
溝部は近接した2つ以上の溝部群の他に、この溝部群と
離れた基板部分に1つ以上の溝部を設ける構成にしても
よい。First, after forming a mask material, such as a resist pattern, from which at least two or more proximate groove formation areas are removed on a semiconductor substrate, the portion of the substrate exposed from the mask material is removed to a desired depth by the same means as described above. Selective etching provides at least adjacent first grooves. In this case, the first groove may have a configuration in which, in addition to two or more adjacent groove groups, one or more grooves are provided in a portion of the substrate that is distant from this groove group.
つづいてマスク材を用いて基板と同導電型の不純物を第
1の溝部に所定のドーズ量でドーピングする。ひきつづ
き、マスク材の除去後、第1の溝部を含む半導体基板全
面に絶縁材料を少なくとも近接した2つ以上の溝部の開
口部の短い幅の半分以上の厚さとなるように堆積してそ
れら溝部の開口部まで絶縁材料で埋める。かかる絶縁材
料としては、例えば5i02.Si3N、1或いはAg
2O3等を挙げることができ、場合によってはリン硅化
ガラス(PSG)、砒素硅化ガラス(AsSG)、ボロ
ン硅化ガラス(BSG)などの低温溶融性絶縁材料を用
いてもよい。このような絶縁材の堆積手段としては、例
えばCVD法、スパッタ法などのPVD法等を挙げるこ
とができる。なお、絶縁材料の堆積に先端って第1の溝
部内の一部に基板と同導電型の不純物を選択的にドーピ
ングして基板にチャンネルストッパ領域を形成してもよ
い。また、絶縁材料の堆積に先端って第1の溝部を有す
る半導体基板全体、もしくは溝部の少なくとも一部を酸
化又は窒化処理して溝部が塞がれない程度の酸化膜又は
窒化膜を成長されてもよい。更に、前述したのと同様絶
縁材料の堆積後、低温溶融性絶縁材料を形成してもよい
。Subsequently, the first groove is doped with an impurity of the same conductivity type as the substrate at a predetermined dose using a mask material. Subsequently, after removing the mask material, an insulating material is deposited over the entire surface of the semiconductor substrate including the first trench to a thickness that is at least half the short width of the openings of two or more adjacent trenches, thereby forming a barrier between the trenches. Fill the opening with insulating material. Examples of such an insulating material include 5i02. Si3N, 1 or Ag
2O3, etc. In some cases, low-temperature melting insulating materials such as phosphorus silicide glass (PSG), arsenic silicide glass (AsSG), and boron silicide glass (BSG) may be used. Examples of the means for depositing such an insulating material include a CVD method, a PVD method such as a sputtering method, and the like. Note that a channel stopper region may be formed in the substrate by selectively doping a portion of the first groove with an impurity having the same conductivity type as the substrate prior to the deposition of the insulating material. Furthermore, prior to the deposition of the insulating material, the entire semiconductor substrate having the first groove portion, or at least a portion of the groove portion, is oxidized or nitrided to grow an oxide film or nitride film to an extent that the groove portion is not blocked. Good too. Additionally, a low-temperature melting insulating material may be formed after the insulating material is deposited as described above.
次いで、半導体基板上に堆積した絶縁膜をマスク材を用
いずに第1の溝部以外の半導体基板部分が露出するまで
エツチング除去して少なくとも近接した2つの溝部内に
絶縁材料を残置させる。この1程におけるエツチング手
段としては、例えばエツチング液或いはプラズマエッチ
ャントさらにはりアクティブイオンエツチングを用いた
全面エツチング法が採用し得る。Next, the insulating film deposited on the semiconductor substrate is removed by etching without using a mask material until portions of the semiconductor substrate other than the first groove are exposed, leaving the insulating material in at least two adjacent grooves. As the etching means in this first step, for example, an entire surface etching method using an etching solution, a plasma etchant, or even active ion etching can be adopted.
次いで、絶縁材料が残置し、近接した2つ以上の溝部間
の半導体基板部分を選択エツチングして近接した第1の
溝部間に第2の溝部を設ける。この場合、第1の溝部に
は絶縁材料で埋め込まれ、エツチングすべき溝部間の半
導体基板は該絶縁材料に対して選択エツチング性を有す
るため、近接した2つ以上の第1の溝部が一部露出した
状態でエツチングしても第1の溝部に対しセルファライ
ンで第2の溝部を形成できる。つづいて、第2の溝部に
必要に応じて基板と同導電型の不純物をドーピングした
後、半導体基板全面に絶縁材料を第2の溝部の開口部の
短い幅の半分以上の厚さとなるように堆積する。Next, a portion of the semiconductor substrate between two or more adjacent trenches is selectively etched, leaving an insulating material behind, to provide a second trench between adjacent first trenches. In this case, the first grooves are filled with an insulating material, and the semiconductor substrate between the grooves to be etched has selective etching properties with respect to the insulating material, so that two or more adjacent first grooves are partly etched. Even if etching is performed in an exposed state, the second groove can be formed with self-line in relation to the first groove. Next, after doping the second groove with an impurity of the same conductivity type as the substrate as necessary, an insulating material is applied to the entire surface of the semiconductor substrate to a thickness that is more than half the short width of the opening of the second groove. accumulate.
ここに用いる絶縁材料は前述したのと同様のものでよい
。ひきつづき、絶縁膜を半導体基板主面が露出するまで
エツチングして第2の溝部に絶縁材料を残置させ、この
溝部の両側の第1の溝部に残置した絶縁材料と一体化さ
せることにより広幅のフィールド領域を形成する。その
後、フィールド領域で分離された素子形成領域にMOS
バイポーラ等の能動素子を形成して半導体装置を製造す
る。The insulating material used here may be the same as described above. Subsequently, the insulating film is etched until the main surface of the semiconductor substrate is exposed, leaving the insulating material in the second groove, and is integrated with the insulating material left in the first groove on both sides of this groove to form a wide field. Form a region. After that, MOS is installed in the element formation region separated by the field region.
A semiconductor device is manufactured by forming active elements such as bipolar.
しかして、本発明によれば既述した<1)〜(5)の優
れた効果をHするとともに、段差を有さない任意の広幅
のフィールド領域を形成でき、ひいては高集積化、高性
能化及び高信頓性を達成した半導体装置を得ることがで
きる。According to the present invention, the excellent effects <1) to (5) described above can be achieved, and an arbitrary wide field region without steps can be formed, resulting in higher integration and higher performance. In addition, a semiconductor device that achieves high reliability can be obtained.
次に、本願第4の発明の詳細な説明する。Next, the fourth invention of the present application will be explained in detail.
まず、半導体基板上に溝部形成予定部が除去されたマス
ク材、例えばレジストパターンを形成した後、該マスク
材から露出する基板部分を前記と同様な手段で所望深さ
選択ユ、ツチングして第1の溝部を設ける。First, after forming a mask material, such as a resist pattern, from which a groove portion is to be formed on a semiconductor substrate, the portion of the substrate exposed from the mask material is selectively etched to a desired depth using the same means as described above. 1 groove is provided.
つづいて、マイク材を用いて基板と同導電型の不純物を
第1の溝部のうちの少なくとも一部にlXl0”/c−
以上のドーズ量でドーピングする。ひきつづき、マスク
材の除去後、第1の溝部を含む半導体基板全面に前述し
たのと同様で絶縁材料を堆聞してそれら溝部を埋める。Next, an impurity having the same conductivity type as the substrate is applied to at least a portion of the first groove using a microphone material.
Doping is carried out at a dose equal to or higher than the above. Subsequently, after removing the mask material, the entire surface of the semiconductor substrate including the first grooves is filled with an insulating material in the same manner as described above to fill the grooves.
次いで、半導体基板上の絶縁膜をマスク材を用いずにエ
ツチング除去して第1の溝部内に絶縁材料を残置させる
。つづいて、絶縁膜が残置した半導体基板主面に直接も
しくは絶縁層を介して耐酸化性膜を選択的に形成する。Next, the insulating film on the semiconductor substrate is removed by etching without using a mask material, leaving the insulating material in the first groove. Subsequently, an oxidation-resistant film is selectively formed directly or via an insulating layer on the main surface of the semiconductor substrate where the insulating film remains.
かかる耐酸化性膜としてはSi3N4膜、AJ7203
膜等を挙げることができる。ひきつづき、耐酸化性膜を
マスクとして第1の溝部間を選択エツチングして第2の
溝部を形成する。その後、この耐酸化性膜をマスクとし
てフィールド酸化を行ない第1の溝部間を酸(1,膜で
埋め、前記第1の溝部に残置した絶縁膜と一体化させる
ことにより広幅のフィールド領域を形成する。Such an oxidation-resistant film is Si3N4 film, AJ7203.
Examples include membranes and the like. Subsequently, using the oxidation-resistant film as a mask, selective etching is performed between the first trenches to form second trenches. After that, field oxidation is performed using this oxidation-resistant film as a mask, and a wide field region is formed by filling the space between the first trenches with acid (1) and integrating it with the insulating film left in the first trench. do.
(実施例)
次に、本発明をnチャンネルMO3LSIの製造に適用
した例について図面を参照して説明する。(Example) Next, an example in which the present invention is applied to manufacturing an n-channel MO3LSI will be described with reference to the drawings.
実施例1
まず、(100)の結晶面をもつp型シリコン基板10
1上に光蝕刻法により溝部形成予定部が除去されたレジ
ストパターン102を形成した(第5図(a)図不)。Example 1 First, a p-type silicon substrate 10 having a (100) crystal plane was prepared.
A resist pattern 102 in which the groove portions were to be formed was removed was formed on the resist pattern 102 by photoetching (FIG. 5(a), not shown).
つづいて、レジストパターン102をマスクとしてンリ
コン基板lotをリアクティブイオンエツチングにより
エツチングした。この時、第5図(b)に示す如く垂直
に近い側面をもち、幅1μm1深さ2μmの格子状の溝
部103が形成された。Subsequently, the silicon substrate lot was etched by reactive ion etching using the resist pattern 102 as a mask. At this time, as shown in FIG. 5(b), a lattice-shaped groove 103 having nearly vertical side surfaces and having a width of 1 μm and a depth of 2 μm was formed.
ひきつづき、同レジストパターン102をマスクとして
基板101と同導電型の不純物であるボロンを加速電圧
50keV 、ドーズm I X 1016/ cl
(7)条件でイオン注入した後、熱処理を施して溝部1
03底部に反転防止としてのp十領域104を形成した
(第5図(e)図示)。Subsequently, using the same resist pattern 102 as a mask, boron, which is an impurity having the same conductivity type as the substrate 101, is applied at an acceleration voltage of 50 keV and a dose of m I x 1016/cl.
(7) After ion implantation under the conditions, heat treatment is performed to
A p-domain region 104 was formed at the bottom of 03 to prevent inversion (as shown in FIG. 5(e)).
次いで、レジストパターン102を除去した後、5i0
2をCVD法により溝部103の開口部の幅(S)の半
分(0,5μm)以上の厚さ(0,8μm)となるよう
に堆積した。この時、5to2は基板101及び溝部1
03内面に徐々に堆積され、第5図(d)に示す如く溝
部103の開口部まで十分埋めまれたCVD−8i02
膜105が形成された。なお、この堆積時においては選
択酸化法の如く高温、長時間の熱酸化処理が解消される
ことにより、p1領域104の再拡散は殆んど起きなか
った。Next, after removing the resist pattern 102, 5i0
2 was deposited by the CVD method so that the thickness (0.8 μm) was more than half (0.5 μm) of the width (S) of the opening of the groove portion 103. At this time, 5to2 is the substrate 101 and the groove 1.
CVD-8i02 was gradually deposited on the inner surface of 03 and was fully filled up to the opening of the groove 103 as shown in FIG. 5(d).
A film 105 was formed. It should be noted that during this deposition, rediffusion of the p1 region 104 hardly occurred because the high-temperature, long-time thermal oxidation treatment as in the selective oxidation method was eliminated.
次イテ、CVD−5i02膜105を弗化アンモンで、
溝部103以外のシリコン基板101部分が露出するま
で全面エツチングした。この時基板101上のCV D
−S i 02膜部分の膜厚分だけ除去され、第5図
(e)に示す如く溝部103内にのみCV D −S
i O2が残置し、1これによって基板lot内に埋め
込まれたフィールド領域10Bが形成された。その後、
常法に従ってフィールド領域10Gで分離された。Q状
の素子形成領域にゲート酸化@107を介して多結晶シ
リコンからなるゲート電極108を形成し、砒素拡散を
行なってソース、ドレインとしてのn+領域109,1
10を形成した。更に、CVD−5i02からなる層間
絶縁膜111を堆積し、ゲート電極108及びn+領域
109.110に対応する層間絶縁膜txt部分にコン
タクトホール112(ゲート電極のコンタクトホールは
図示せず)を開孔した後、全面に/it膜を蒸着し電極
分離を施してソース取出しAI電極113、ドレイン取
出しAJ電極目4及びゲート取出しAfi電極(図示せ
ず)を形成してnチャンネルMO3LSIを製造した(
第5図(「)図示)。Next, coat the CVD-5i02 film 105 with ammonium fluoride.
The entire surface of the silicon substrate 101 other than the groove 103 was etched until it was exposed. At this time, CVD on the substrate 101
-S i 02 film portion is removed by the film thickness, and CV D -S is removed only in the groove 103 as shown in FIG. 5(e).
iO2 was left behind, 1 thereby forming a field region 10B embedded within the substrate lot. after that,
They were separated in a field area 10G according to a conventional method. A gate electrode 108 made of polycrystalline silicon is formed in the Q-shaped element formation region via gate oxidation @107, and arsenic is diffused to form n+ regions 109 and 1 as sources and drains.
10 was formed. Furthermore, an interlayer insulating film 111 made of CVD-5i02 is deposited, and a contact hole 112 (the contact hole for the gate electrode is not shown) is opened in the interlayer insulating film txt portion corresponding to the gate electrode 108 and the n+ region 109, 110. After that, an /it film was deposited on the entire surface and electrode separation was performed to form a source extraction AI electrode 113, a drain extraction AJ electrode 4, and a gate extraction Afi electrode (not shown), thereby manufacturing an n-channel MO3LSI (
FIG. 5 (illustrated in ).
本実施例1で得られたMO5LSIは、フィールド領域
10Bが溝部103の幅で決定されることにより、幅が
1μmという極めて微細な面積にでき、LSI中に占め
るフィールド領域の面積の縮小化ひいては高集積化を達
成できた。また、従来の選択酸化法で第6図の如く狭い
幅のフィールド酸化1換6を形成すると、埋込み11層
と表面のn+層間の距74 M ) 、 M 2が短く
なり、n+層間にリーク電流が流れ易くなる傾向にあっ
た。これに対して、本実施例のフィールド領域10Bは
第7図に示す如く幅が狭くとも、深さが例えば2μmと
十分法いために、n′層間の距離を十分長くでき、01
層間にリーク電流が流れるのを防止することができた。In the MO5LSI obtained in Example 1, since the field region 10B is determined by the width of the groove 103, it can be made into an extremely fine area with a width of 1 μm, which reduces the area occupied by the field region in the LSI and increases the height of the field region. We were able to achieve integration. Furthermore, when a field oxidation layer 6 with a narrow width is formed using the conventional selective oxidation method as shown in FIG. tended to flow more easily. On the other hand, although the field region 10B of this embodiment has a narrow width as shown in FIG. 7, its depth is sufficiently large, for example, 2 μm, so that the distance between the n' layers can be sufficiently long.
It was possible to prevent leakage current from flowing between the layers.
更に、フィールド領域10B形成後のシリコン基板10
1は前記工程の第5図(e)に示す如くフィールド領域
と素子形成領域の間に段差がなく平坦であるため、Ap
電極113.114を形成した場合、フィールド領域と
素子形成領域間で段切れを起こすことを防止できた。Furthermore, the silicon substrate 10 after the field region 10B is formed
1, as shown in FIG. 5(e) in the above process, there is no step difference between the field region and the element forming region, and the area is flat.
When the electrodes 113 and 114 were formed, it was possible to prevent a break from occurring between the field region and the element formation region.
更にまた、選択酸化法のようなフィールド酸化かないた
めに、フィールド酸化膜がSi3N、1膜下に喰い込む
ときに生じるストレスに伴なうシリコン基板の欠陥発生
を防ILできる。更に、p′領域104は高濃度化でき
、低抵抗(シート抵抗で10〜2007口)にすること
が可能なため、基板電位のゆれ、及び場所による基板電
位のゆれが異なるという不都合さを改善できる。Furthermore, since there is no field oxidation as in the selective oxidation method, it is possible to prevent defects in the silicon substrate due to the stress generated when the field oxide film digs into the Si3N layer. Furthermore, the p' region 104 can be highly concentrated and have a low resistance (sheet resistance of 10 to 2007), which improves the inconvenience of fluctuations in substrate potential and variations in substrate potential depending on location. can.
なお、上記実施例1ではシリコン基板101に直接レジ
ストパターン102を形成した後、このレジストパター
ンをマスクとして基板lotに溝部103を設けたが、
第8図(a)に示す如く、シリコン基板101に絶縁膜
115を堆積した後、この上にレジストパターン102
を形成し、これをマスクとしてリアクティブイオンエツ
チングにより絶縁膜115をエツチングして開孔l16
を設け、更にその下の基板】01に溝部103を設ける
(第8図(b)図示)工程によって行なってもよい。こ
の場合、第9図(a)の如くシリコン基板101の絶縁
膜115をパタニングした後、この絶縁膜をマスクとし
てリアクチイブイオンエツチングを行ない溝部103を
形成してもよい(第9図(b)図示)。Note that in the first embodiment, after forming the resist pattern 102 directly on the silicon substrate 101, the groove portion 103 was provided in the substrate lot using this resist pattern as a mask.
As shown in FIG. 8(a), after depositing an insulating film 115 on a silicon substrate 101, a resist pattern 102 is placed on the insulating film 115.
is formed, and using this as a mask, the insulating film 115 is etched by reactive ion etching to form an opening l16.
This may be carried out by a step of providing a groove 103 in the substrate 01 below it (as shown in FIG. 8(b)). In this case, after patterning the insulating film 115 of the silicon substrate 101 as shown in FIG. 9(a), reactive ion etching may be performed using this insulating film as a mask to form the groove 103 (see FIG. 9(b). ).
実施例2
まず、第1O図(a)に示す妬く、p型シリコン基板1
01にリアクティブイオンエツチングを用いた写真蝕刻
法により開口部の幅がS、、Si、S3と異なる3fI
I!の溝部103.103’ 、103’を設けた。な
お、開口部幅の大小はSl<32<S3の関係とする。Example 2 First, a p-type silicon substrate 1 shown in FIG.
3fI whose opening width is different from S, Si, and S3 by photolithography using reactive ion etching in 01.
I! Grooves 103, 103' and 103' were provided. Note that the relationship between the widths of the openings is Sl<32<S3.
次に実施例1と同禄にして溝部に不純物(ボロン)を例
えばlXl0”/e−のシーズ量でドーピングしp十領
域を形成した。このとき溝部S3は写真蝕刻法などを用
いてレジストで覆い不純物のドーピングは行なわなかっ
た。つづいて、5i02をCVD法により溝部103′
の開口部の幅(Si)の1/2より若干厚くなるように
堆積した。この時、第10図(b) 1.:示す如く溝
部103.103’ I:CV D −3i02膜10
5がその開口部まで十分埋まるが、該溝部103,10
3’より開口部幅の大きい溝部103”にはCVD−5
iO□@105がその内周面にしか堆積されず凹状の窪
み部117が形成された。Next, using the same method as in Example 1, the groove was doped with an impurity (boron) at a seed amount of, for example, lXl0''/e- to form a p region.At this time, the groove S3 was formed with a resist using photolithography or the like. No cover impurity doping was performed.Subsequently, 5i02 was formed into the groove portion 103' by CVD.
The film was deposited to be slightly thicker than 1/2 of the width (Si) of the opening. At this time, Fig. 10(b) 1. :Groove portion 103.103' I:CV D-3i02 film 10 as shown
5 is fully filled up to the opening, but the grooves 103 and 10
CVD-5 is used in the groove 103'' whose opening width is larger than 3'.
iO□@105 was deposited only on the inner peripheral surface, and a concave depression 117 was formed.
次いて、基板101上のCVD−5i02膜105の厚
さ分(略S2 /2)だけ弗化アンモンで工・ンチング
したところ、第10図(e)に示す如(開口部の幅がS
、、52(7)溝部103.103’ l、: 4;i
CV D −8iO2が残置され所定のフィールド領
域10B。Next, when the thickness of the CVD-5i02 film 105 on the substrate 101 (approximately S2/2) was etched with ammonium fluoride, as shown in FIG.
,,52(7) Groove 103.103'l,: 4;i
CV D -8iO2 is left in the predetermined field area 10B.
10G’が形成すt’L tニー 1)<、溝部103
”内(7)CVD−5i02は全て除去され凹状部とな
った。こうした凹状部はその後の工程でVMO8領域等
として利用でき、フィールド領域形成後に再度四部を作
るための写真蝕刻工程を略くことができた。10G' forms t'L t knee 1)<, groove 103
(7) All of the CVD-5i02 was removed to form a concave portion. These concave portions can be used as the VMO8 region in subsequent steps, and the photo-etching process for creating the four parts again after the field region is formed can be omitted. was completed.
実施例3
まず、第11図(a)に示す如くp型シリコン基板10
1にリアクティブイオンエツチングを用いた写真蝕刻法
により開口部の幅がsl、Si、S、。Example 3 First, as shown in FIG. 11(a), a p-type silicon substrate 10 is prepared.
1, the widths of the openings are sl, Si, S, by photolithography using reactive ion etching.
S3と断続的に変化する溝部103”を設けた。なお、
溝部103′における開口部幅の大小はS、<82 <
83の関係とする。次いでボロンをI X 10】6/
cdのドーズ二でドーピングし5i02をCVD法に
より開口部の幅(Si)の1/2より若干厚くなるよう
に堆積して溝部103”の開口部幅がSl、Siの部分
にCVD−3i02膜を十分埋め込み開口部幅が83の
部分には内周面に堆積した後基板101上のCV D
S i O2膜の厚さ分だけ弗化アンモンでエツチン
グしたところ、第11図(b)の如く開口部は幅がS、
、Si 1.:cVD−3i 02膜105が残置され
、同幅S3の部分が除去されて開口したフィールド領域
LH”が得られた。A groove 103'' that changes intermittently from S3 is provided.
The width of the opening in the groove 103' is S, <82 <
The relationship is 83. Then, add boron to I x 10]6/
A CVD-3i02 film is doped with CD at a dose of 2 and deposited by CVD to be slightly thicker than 1/2 of the width of the opening (Si). CVD on the substrate 101 after being deposited on the inner circumferential surface of the part with an opening width of 83.
When etching was performed with ammonium fluoride by the thickness of the S i O2 film, the opening had a width of S, as shown in Fig. 11(b).
, Si 1. :cVD-3i 02 film 105 remained, and a portion of the same width S3 was removed to obtain an open field region LH''.
実施例4
まず、第12図(a)に示す如く、p型シリコン基板1
01に互に連結する夫々回申の複数の溝部103、.1
口32 、 103j 、 103Jを設けた後p型
不純物たとえばボロンを1 x 1016/ ciでド
ーピングしp+領域104を設け5i02をCVD法ニ
ヨり各溝部I03.〜1034の開口部の幅の半分以上
の厚さとなるように堆積してCVD−3i02膜105
を形成した(第12図(b)図示)。Example 4 First, as shown in FIG. 12(a), a p-type silicon substrate 1
A plurality of grooves 103, . 1
After forming the holes 32, 103j, and 103J, a p-type impurity such as boron is doped at 1 x 1016/ci to form a p+ region 104, and the grooves 5i02 are formed by CVD to form each trench I03. The CVD-3i02 film 105 is deposited to a thickness that is more than half the width of the opening of ~1034.
was formed (as shown in FIG. 12(b)).
次いで、基板101から溝部1032の一部にかかるC
VD−8i02膜105部分、溝部1033 ノー部か
ら溝部103.1の一部に渡るCVD−8iO□膜10
膜部05び基板toi上のCV D S i O2膜
105部分に夫々写真蝕刻法によりレジスト膜118+
、 1182 、 1183で覆った(第12図(
c)図示)。その後、レジスト膜118+ = 118
3及び溝部1031〜1034以外の基板101部分が
露出するまで弗化アンモンでエツチングしたところ第1
2図(d)に示す如く溝部 ioa、内にCVD−03
J
Si02が残置したフィールド領域108、溝部賢−内
に残置したCVD−5i02と基板101上に残置した
C V D S i O2が一体化されて構成された
フィールド領域1061 、?g部1033及び103
、、1.:残置したCVD−5i02と基板101上に
残置したCVD−3in2が一体化されて構成されたフ
ィールド領域1062、並びに基板101上に残置され
たCVD−3i02からなる広幅のフィールド領域10
6”′が形成された。こうしたシリコン基板101に常
法に従ってMOSトランジスタを複数設ける際、基板1
01上のCV D S iO2が残置した形態のフィ
ールド領域 10G+ 、 160□、to6”を利
用して金属配線を形成することができた。Next, the C applied from the substrate 101 to a part of the groove 1032 is
VD-8i02 film 105 part, groove part 1033 CVD-8iO□ film 10 extending from the no part to part of the groove part 103.1
A resist film 118+ is formed on the film portion 05 and the CV D Si O2 film 105 portion on the substrate toi by photolithography.
, 1182, 1183 (Fig. 12 (
c) As shown). After that, resist film 118+ = 118
3 and the grooves 1031 to 1034 were etched with ammonium fluoride until the parts of the substrate 101 other than the grooves 1031 to 1034 were exposed.
As shown in Figure 2(d), CVD-03 is inside the groove ioa.
Field region 108 left by J Si02, field region 1061 formed by integrating CVD-5i02 left in the trench and CVD SiO2 left on the substrate 101, ? g parts 1033 and 103
,,1. : A field region 1062 formed by integrating the remaining CVD-5i02 and the CVD-3in2 left on the substrate 101, and a wide field region 10 consisting of the CVD-3i02 left on the substrate 101.
6"' was formed. When providing a plurality of MOS transistors on such a silicon substrate 101 according to a conventional method, the substrate 1
Metal wiring could be formed using the field region 10G+, 160□, to6'' in which the CVD SiO2 on 01 remained.
なお実施例4でp+領域104を設けた直後に写真蝕刻
法などで形成されたレジストパターン118′をマスク
としてボロンのドーピングを行なってその後の工程で形
成されるフィールド領域10G11062下にp“領域
104を形成してもよい(第13図<:a> 、 (b
)図示)。また、p+領域104′の一部を必要であれ
ば、n+領領域して配線層にしてもよい。Immediately after providing the p+ region 104 in Example 4, boron doping is performed using the resist pattern 118' formed by photolithography as a mask to form the p" region 104 under the field region 10G11062 formed in the subsequent process. may be formed (Fig. 13<:a>, (b
). Further, if necessary, a part of the p+ region 104' may be made into an n+ region and used as a wiring layer.
実施例5
まず、p型シリコン基板lotにリアクティブイオンエ
ツチングを用いた写真蝕刻法により夫々開口部幅が同等
の3つの溝部103.、 1032. 103を設けた
後、ボロンなどをイオン注入して(1x 101b/
cd ) p+領域104を設は光蝕刻法により溝部1
032 、 1033間の基板101部分が除去された
レジストパターン119を形成した(第14図(a)図
示)。つづいてレジストパターン119をマスクとして
溝部1032 、 1033間の基板101部分の表面
をエツチングして除去部120を形成した後、レジスト
パターン119を除去した(第14図(b)図示)。な
お、p+領域104はこの後に形成してもよい。Example 5 First, three grooves 103. each having the same opening width were formed on a lot of p-type silicon substrate by photolithography using reactive ion etching. , 1032. After providing 103, ions such as boron are implanted (1x 101b/
cd) The p+ region 104 is formed in the groove 1 by optical etching.
A resist pattern 119 was formed in which a portion of the substrate 101 between 032 and 1033 was removed (as shown in FIG. 14(a)). Subsequently, the surface of the substrate 101 between the grooves 1032 and 1033 was etched using the resist pattern 119 as a mask to form a removed portion 120, and then the resist pattern 119 was removed (as shown in FIG. 14(b)). Note that the p+ region 104 may be formed after this.
次いで、5i02をCVD法により各溝部1031〜1
033の幅の半分より若干厚くなるように堆積した。こ
の時、第14図(e)に示す如く溝部103+ −10
33の開口部までCVD−5i02膜105で十分埋め
られると共に、除去部120に対応するCVD−5i0
2膜105゛部分が他の領域より陥没した。Next, 5i02 is formed into each groove part 1031 to 1 by CVD method.
It was deposited so that it was slightly thicker than half the width of 033. At this time, as shown in FIG. 14(e), the groove 103+ -10
33 is sufficiently filled with the CVD-5i02 film 105, and the CVD-5i0 film 105 corresponding to the removed portion 120 is
The 105'' portion of the second film was depressed more than the other areas.
次いで、第14図(d)に示す如く光蝕刻法により陥没
したCVD−3i02膜105゛部分をレジスト11+
21で覆った後、レジスト膜121及び溝部103、−
1033以外の基板101部分が露出するまで弗化アン
モンでエツチングしたところ、溝部1031〜1033
内にCVD−5iO□が残置したフィールド領域106
.〜1063及び溝部1032 。Next, as shown in FIG. 14(d), the depressed portion of the CVD-3i02 film 105 due to photolithography is coated with resist 11+.
21, the resist film 121 and the grooves 103, -
When etching was performed with ammonium fluoride until the parts of the substrate 101 other than 1033 were exposed, grooves 1031 to 1033 were etched.
Field area 106 left by CVD-5iO□
.. ~1063 and groove portion 1032.
1033のCV D S i 02と一体化され、上
面が基板101のレベルとなる広幅のCVD−5t02
からなるフィールド領域10 [i”″が形成された(
第14図(C)図示)。こうしたシリコン基11i 1
01に常法に従ってMOSトランジスタを複数設ける際
、基板101上のCVD−5i、O□からなる′広幅の
フィールド領域106′″′を利用して金属配線等を形
成できると共に、該フィールド領域10 B””は基板
lotと同レベルであるため配線の段切れも防止できた
。A wide CVD-5t02 that is integrated with the CVD S i 02 of 1033 and whose top surface is at the level of the substrate 101.
A field region 10 [i'''' was formed consisting of (
(Illustrated in FIG. 14(C)). Such a silicon group 11i 1
When a plurality of MOS transistors are provided on the substrate 101 according to a conventional method, metal wiring etc. can be formed by using the wide field region 106'' made of CVD-5i, O□ on the substrate 101, and the field region 10B Since "" is at the same level as the board lot, it was possible to prevent the wiring from breaking.
なお、第15図に示す如くフィールド領域100″″下
の基板領域に拡散配線層としてのn+領域104aを形
成してもよい。Note that as shown in FIG. 15, an n+ region 104a as a diffusion wiring layer may be formed in the substrate region below the field region 100''.
実施例6
まず、(100)の結晶面をもつp型シリコン基板20
!上に光蝕刻により溝部形成予定部が除去されたレジス
トパターン202を形成した(第16図(a)図示)。Example 6 First, a p-type silicon substrate 20 with a (100) crystal plane was prepared.
! A resist pattern 202 from which the groove portions were to be formed was removed by photoetching was formed thereon (as shown in FIG. 16(a)).
つづいて、レジストパターン202をマスクとしてシリ
コン基板20+をリアクティブイオンエツチングにより
エツチングした。この時、第16図(b)に示す如く、
垂直に近い側面をもつ複数の第1の溝部2031〜20
35が形成された。なお、溝部2031は幅1.5 p
m、 7Rさ2μmの寸法をなし、他の溝部とは十分離
れて設けた。−刃溝部2032〜2035はそれぞれ幅
1um、R4さ2μmの寸法をなし、互に1μmの間隔
をあけて近接して設けた。ひきつづき、同レジストパタ
ーン202をマスクとして基板201と同導電型の不純
物であるボロンを加速電圧50KeV 、 ドーズji
ilX1016/C−の条件でイオン注入した後、熱処
理を施して溝部2031〜2035底部に反転防止層と
してのp+領域204を形成した(第16図(e)図示
)。Subsequently, the silicon substrate 20+ was etched by reactive ion etching using the resist pattern 202 as a mask. At this time, as shown in Figure 16(b),
A plurality of first grooves 2031 to 20 with nearly vertical side surfaces
35 were formed. Note that the groove portion 2031 has a width of 1.5 p.
The grooves had dimensions of 2 μm and 7R, and were provided at a sufficient distance from other grooves. - The blade grooves 2032 to 2035 each have dimensions of 1 um in width and 2 um in R4, and are provided close to each other with an interval of 1 um. Subsequently, using the same resist pattern 202 as a mask, boron, which is an impurity of the same conductivity type as the substrate 201, is applied at an acceleration voltage of 50 KeV and a dose of ji.
After ion implantation under the conditions of ilX1016/C-, a heat treatment was performed to form a p+ region 204 as an inversion prevention layer at the bottoms of the grooves 2031 to 2035 (as shown in FIG. 16(e)).
次いで、レジストパターン202を除去した後、5i0
2をCVD法により溝部2031の開口部幅の半分(0
,75pm)以上の厚さ(1,0μm)となるように堆
積した。この時、5i02は基板201上及び溝部20
31〜2035内面に徐々に堆積され、第16図(d)
に示す如く溝部2031〜2035の開口部まで十分埋
め込まれたCVD−3i02膜205が形成された。な
お、この堆積時においては選択酸化法の如く高温、長時
間の熱処理が解消されることにより、p″領域204の
再拡散は殆んど起きなかった。Next, after removing the resist pattern 202, 5i0
2 to half the opening width (0) of the groove 2031 by CVD method.
, 75 pm) or more (1.0 μm). At this time, 5i02 is on the substrate 201 and in the groove 20.
Fig. 16(d)
As shown in FIG. 2, a CVD-3i02 film 205 was formed which was sufficiently filled up to the openings of the grooves 2031 to 2035. It should be noted that during this deposition, re-diffusion of the p'' region 204 hardly occurred because the high-temperature, long-term heat treatment such as in the selective oxidation method was eliminated.
次イテ、CV D S f O2膜205を弗化アン
モンでシリコン基板201主面が露出するまで全面エツ
チングした。この時、基板20+上のCVD−5102
M部分の膜厚骨だけ除去され、第16図(e)に示す如
くt31の溝部2031〜203 s内にのみCVD−
5i 02205が残置した。In the next step, the entire surface of the CVD S f O2 film 205 was etched with ammonium fluoride until the main surface of the silicon substrate 201 was exposed. At this time, CVD-5102 on board 20+
Only the thick bone of the M portion is removed, and CVD-
5i 02205 left behind.
次いで、互に近接して設けられた第1の溝部2032〜
2035の両端の溝部2032〜2035の残存CVD
−3i 02205上の一部から該溝部間の領域以外を
レジスト膜206で覆った後、リアクティブイオンエツ
チングを施した。この時、第16図(「)に示すように
レジスト膜20Bから露出した溝部203゜〜2035
間のシリコン基板201部分が選択的に除去され垂直に
近い側面をもち、幅1μm1高さ2μmの3つの第2の
溝部207、〜2073が形成された。ひきつづき、前
記レジスト膜206をマスクして基板201と同導電型
の不純物であるボロンを加速電圧50KcV 、 ド
ーズm 1 x 10’ ” /cdの条件でイオン注
入した後、熱処理を施して前記第2の溝部2071〜2
073の底部に反転防止層としてのp+領域204を形
成した(第16図(g)図示)次いで、レジスト膜20
6を除去した後、5LO2をCVD法ニヨり溝部207
1〜2073 (7)開口部幅の半分(0,5μm)以
上の厚さ(0,8μm)となるように堆積した。この時
、5i02は基板201上及び第2の溝部2071〜2
073内面に徐々に堆積され、第16図(11)に示す
如く第2の溝部2071〜2073の開口部まで十分埋
め込まれたCVD−3i02膜208が形成された。な
お、このCVD過程で第1の溝部2032〜2035底
部のp+領域204′と第2の溝部2071〜2073
底部のp+領域204゛が一体化されて広幅のp1領域
204が形成された。Next, the first groove portions 2032 to 2032 provided close to each other
Residual CVD in grooves 2032 to 2035 at both ends of 2035
-3i After covering a portion of 02205 except the area between the grooves with a resist film 206, reactive ion etching was performed. At this time, as shown in FIG.
The portions of the silicon substrate 201 in between were selectively removed to form three second grooves 207 to 2073 having nearly vertical side surfaces and each having a width of 1 μm and a height of 2 μm. Subsequently, the resist film 206 is masked and boron, which is an impurity of the same conductivity type as the substrate 201, is ion-implanted under the conditions of an acceleration voltage of 50 KcV and a dose of m 1 x 10'''/cd, and then heat treatment is performed to form the second impurity. Grooves 2071-2
A p+ region 204 as an anti-inversion layer was formed at the bottom of the resist film 20 (as shown in FIG. 16(g)).
After removing 6, 5LO2 is deposited in the CVD groove part 207.
1 to 2073 (7) The film was deposited to a thickness (0.8 μm) that was at least half the width of the opening (0.5 μm). At this time, 5i02 is located on the substrate 201 and the second groove portions 2071 to 2.
The CVD-3i02 film 208 was gradually deposited on the inner surface of the CVD-3i02 film 208, and was sufficiently filled up to the openings of the second trenches 2071 to 2073, as shown in FIG. 16 (11). Note that during this CVD process, the p+ region 204' at the bottom of the first grooves 2032 to 2035 and the second grooves 2071 to 2073 are removed.
The bottom p+ region 204' was integrated to form a wide p1 region 204.
次イテ、(:VD−8i02膜208を弗化アンモンで
、シリコン基板201主面が露出するまで仝面エツチン
グした。この時、ff1l13図(1)に示す如く基板
201上のCVD−5iO□膜部分の膜厚骨だけ除去さ
れ、第2の溝部2071〜2073にCVD−S i
0220&’#が残置し、この溝部2071〜2073
両側の第1の溝部2032〜2035に残置したCVD
−8i 02205’と一体化されることにより広幅(
7μm)のフィールド領域209が形成された。なお、
第1の溝部2031に残置したCVD−9i02205
は幅1.5μmのフィールド領域209′として利用さ
れる。その後、狭いフィールド領域209′と広幅のフ
ィールド領域209で分離された島状の素子形成領域に
ゲート酸化膜210を介して多結晶シリコンからなるゲ
ート電極211を形成し、砒素拡散を行なって、ソース
、ドレインとしてのn′鎮域212 、213を形成し
た。更に、CVD−3i02からなる層間絶縁膜214
を堆積し、ゲート電極2+1及びn′鎮域212 、2
13に対応する層間絶縁膜214部分にコンタクトホー
ル2I5(ゲート電極のコンタクトホールは図示せず)
を開孔した後、全面にAg膜を真空蒸着し、電極分離を
施してソース取出しAJ電極21B1 ドレイン取出
しAJ電極217及びゲート取出しAl電極(図示せず
)を形成してnチャンネルMO3−LSIを製造した(
第16図(j)図示)。Next, the VD-8i02 film 208 was etched with ammonium fluoride until the main surface of the silicon substrate 201 was exposed. Only part of the thick bone is removed, and CVD-S i
0220&'# remains, and these grooves 2071 to 2073
CVD left in the first grooves 2032 to 2035 on both sides
- Wide width (by integrating with 8i 02205')
A field region 209 of 7 μm) was formed. In addition,
CVD-9i02205 left in the first groove 2031
is used as a field region 209' having a width of 1.5 μm. Thereafter, a gate electrode 211 made of polycrystalline silicon is formed via a gate oxide film 210 in an island-shaped element formation region separated by a narrow field region 209' and a wide field region 209, and arsenic is diffused to form a source. , n' regions 212 and 213 were formed as drains. Furthermore, an interlayer insulating film 214 made of CVD-3i02
are deposited to form gate electrodes 2+1 and n′ regions 212, 2
A contact hole 2I5 is formed in the interlayer insulating film 214 portion corresponding to 13 (the contact hole for the gate electrode is not shown).
After opening the hole, an Ag film is vacuum-deposited on the entire surface, and electrode separation is performed to form a source extraction AJ electrode 21B1, a drain extraction AJ electrode 217, and a gate extraction Al electrode (not shown) to form an n-channel MO3-LSI. Manufactured (
(Illustrated in FIG. 16(j)).
本実施例6で得たMO3LSIは狭い幅のフィールド領
域209′と広幅のフィールド領域20gを有すると共
に、フィールド領域209 、209’形成後のシリコ
ン基板201は前記工程の第16図(1)に示す妬く、
フィールド領域と素子形成領域の間に段差がなく・1シ
坦であるため、AN電極218 、217を形成した場
合、フィールド領域と素子形成領域間で段切れなどに対
し有利な構造となっている。また、埋め込み拡散領域と
してのp゛領域204 、204°は溝部203 、
、2032〜2035 、2071〜2073底部に存
在するため、素子形成領域まで拡散することなく、LS
Iの集積化に大いに貢献した。The MO3LSI obtained in Example 6 has a narrow field region 209' and a wide field region 20g, and the silicon substrate 201 after forming the field regions 209 and 209' is shown in FIG. 16 (1) in the above step. jealous,
Since there is no step difference between the field region and the element formation region, and the structure is flat, the structure is advantageous against step breakage between the field region and the element formation region when the AN electrodes 218 and 217 are formed. . In addition, the p′ regions 204 and 204°, which serve as buried diffusion regions, are the groove portions 203,
, 2032 to 2035, and 2071 to 2073, the LS does not diffuse to the element formation region.
It greatly contributed to the integration of I.
サテ、本実地側テ1.t CV D S i O2膜
205.208下の両者の部分にp+領領域設けたが、
少なくともどちらか一方だけp+領領域あればよい(第
17図(a) 、 (b)図示)。更にCVD−5i0
2膜205′下又は208′下の全領域でなく、極く一
部の領域がp“領域であってもよい。また、CVD−8
102膜205′、208′の下のどちらか一方だけが
p+領領域あってもよいし、更にCVD−8i02膜2
05′、208′に関係なく写真蝕刻法などを用いるこ
とにより、p1領域と11領域(配線層)が混在してい
てもよい。特に第18図に示すようにフィールドの端の
部分はp+層204、フィールドの中央部はn+層20
4aとすればフィールドの反転防止に対しても余裕がで
きる。又本実施例6において半導体基板に第1の溝部又
は第2の溝部を設けた後に半導体基板全面もしくは少な
くとも溝部の一部を酸化膜又は窒化膜を成長させてもよ
い。この場合不純物のドーピングは酸化膜又は窒化膜の
形成前に行なってもよいし形成後に行なってもよい。Sate, this practical side 1. t CV D Si A p+ region was provided in both parts under the O2 film 205 and 208, but
It is sufficient that at least one of them is a p+ region (as shown in FIGS. 17(a) and 17(b)). Furthermore, CVD-5i0
Rather than the entire area under the two films 205' or 208', only a part of the area may be a p'' region.
Only one of the 102 films 205' and 208' may have a p+ region, and the CVD-8i02 film 2
Regardless of 05' and 208', the p1 region and the 11 region (wiring layer) may coexist by using photolithography or the like. In particular, as shown in FIG.
If it is set to 4a, there is a margin for preventing field inversion. Further, in the sixth embodiment, after providing the first groove portion or the second groove portion in the semiconductor substrate, an oxide film or a nitride film may be grown on the entire surface of the semiconductor substrate or at least a part of the groove portion. In this case, impurity doping may be performed before or after the formation of the oxide film or nitride film.
本実施例6において少なくとも第1の溝部を設けた半導
体基板に絶縁材を堆積後、又は第2の溝部を設けた半導
体基板に絶縁材料を堆積後、絶縁膜の全体もしくは一部
の表層に低温溶融化物質をドーピングし、しかる後に絶
縁膜のドーピング層を溶融させてもよい。In Example 6, after depositing an insulating material on a semiconductor substrate provided with at least a first groove, or after depositing an insulating material on a semiconductor substrate provided with a second groove, the whole or part of the surface layer of the insulating film is heated at a low temperature. The doping material may be doped and the doped layer of the insulating film may then be melted.
更に、本実施例6において少なくとも第1の溝部を設け
た半導体基板に絶縁材料を堆積後又は第2の溝部を設け
た同基板に絶縁材料を堆積後、絶縁膜の全体もしくは一
部の上に低温溶融性絶縁膜を堆積し、しかる後これを溶
融化せしめてもよい。Furthermore, in this Example 6, after depositing an insulating material on the semiconductor substrate provided with at least the first groove, or after depositing the insulating material on the same substrate provided with the second groove, the insulating material is deposited on the entire or part of the insulating film. A low-temperature melting insulating film may be deposited and then melted.
実施例7
まず、シリコン基板(p型、結晶方位: (100)
)301に写真蝕刻法などを用いてレレジスト膜302
のパターニングを行なう(第19図(a)図示)。Example 7 First, a silicon substrate (p type, crystal orientation: (100)
) 301 using a photolithography method etc. to form a resist film 302.
Patterning is performed (as shown in FIG. 19(a)).
レジストパターン302をマスクとして1.工・ノチン
グを行ない、垂直又は垂直に近い側面をもった幅の狭い
溝部303を形成する。この溝部303の深さは、例え
ば2μmとする。また、工・ソチングの方法は、イオン
エツチングやりアクティブイオンエツチングであっても
よい(第19図(b)図示)。1. Using the resist pattern 302 as a mask. Machining and notching are performed to form a narrow groove portion 303 with vertical or nearly vertical side surfaces. The depth of this groove portion 303 is, for example, 2 μm. Further, the etching/soching method may be ion etching or active ion etching (as shown in FIG. 19(b)).
次いで、レジストパターン302をマスクとして例えば
ボロンを加速電圧50keV s ドーピングff1I
XIO”/c−の条件でイオン注入し、溝部303の底
部にp°領領域反転防IL層)304を形成する(第1
9図(C)図示)。レジストパターン302を剥離した
後、溝部303)幅の半分以上の膜厚(例えば溝部30
3の幅が1.Ojtmのときは0.5μm以上の膜厚と
して例えば0.6μm)の絶縁膜(例えばCVD5i0
2膜またはSi3N4膜)305を堆積し溝部303を
埋める(第19図(d)図示)。絶縁膜貿lをシリコン
基11Z301が露出するまでエツチングする。これに
より溝部303部にのみ埋め込みフィールド絶縁膜30
5.、 3052. 3053が残る(第19図(e)
図示)。Next, using the resist pattern 302 as a mask, for example, boron is doped at an acceleration voltage of 50 keV s ff1I.
Ion implantation is performed under the condition of XIO''/c- to form a p° region inversion prevention IL layer (IL layer) 304 at the bottom of the trench 303 (first
Figure 9 (C) diagram). After peeling off the resist pattern 302, the thickness of the resist pattern 302 is at least half the width of the groove 303 (for example, the groove 303).
The width of 3 is 1. Ojtm, the film thickness is 0.5 μm or more, such as 0.6 μm) (for example, CVD5i0
2 film or Si3N4 film) 305 is deposited to fill the trench 303 (as shown in FIG. 19(d)). The insulating film layer 1 is etched until the silicon base 11Z301 is exposed. As a result, the field insulating film 30 is buried only in the groove portion 303.
5. , 3052. 3053 remains (Figure 19(e)
(Illustrated).
次いで、シリコン基板301上に薄い絶縁膜(例えば5
00人の熱酸化膜)306を形成し、この絶縁膜306
上に耐酸化性膜(例えば3000人のSi3N、1膜)
307を堆積する(第19図(f)図示)。写真蝕刻法
を用いて埋め込みフィールド絶縁膜305、〜3053
上に境界の全部又は一部が来るようにレジスト膜308
をバターニングする。そして、このレジスト膜308を
マスクにして耐酸化性膜307をエツチングし、薄い絶
縁膜306をエツチングし、さらにシリコン基板301
をエツチングし溝部309を形成する。このシリコン基
板301をエツチングするときには、埋め込みフィール
ド絶縁膜3051〜3053が全くエツチングされない
か、又は殆んどエツチングされないようにする(第19
図<g>図示)。なお、薄い絶縁膜30B又はシリコン
基板301をエツチングする前にレジスト膜308を剥
離してその後のエツチングは耐酸化性膜307をマスク
にして行なってもよい。また、シリコン基板301のエ
ツチング深さは後の酸化条件などによっても変えるが、
ここでは例えば5000人とする。Next, a thin insulating film (for example, 5
00 thermal oxide film) 306 is formed, and this insulating film 306
Oxidation resistant film on top (e.g. 3000 Si3N, 1 film)
307 (as shown in FIG. 19(f)). Buried field insulating films 305, ~3053 using photolithography
The resist film 308 is placed so that all or part of the boundary is on top.
Buttering. Then, using this resist film 308 as a mask, the oxidation-resistant film 307 is etched, the thin insulating film 306 is etched, and the silicon substrate 301 is etched.
A groove 309 is formed by etching. When etching this silicon substrate 301, the buried field insulating films 3051 to 3053 are not etched at all or are hardly etched (No. 19).
Figure<g>Illustrated). Note that the resist film 308 may be peeled off before etching the thin insulating film 30B or the silicon substrate 301, and the subsequent etching may be performed using the oxidation-resistant film 307 as a mask. Also, the etching depth of the silicon substrate 301 will vary depending on the subsequent oxidation conditions, etc.
For example, here it is assumed that there are 5,000 people.
次いで、レジストパターン308(前記工程でレジスト
パターン308を剥離した場合は耐酸化性膜307)を
マスクにして例えば砒素又は燐を加速電圧50に、eV
、ドーズm I X 10” / cシでイオン注入
し溝部309の底部にn+領域310を形成する(第1
9図(h)図示)。つづいて、レジストパターン308
を剥離した後、耐酸化性膜307をマスクとしてフィー
ルド酸化を行ない、埋め込みフィールド絶縁膜3051
.3052の間にフィールド酸化膜311を例えば膜厚
1μmで形成し、幅の広いフィールド絶縁膜を形成する
。ここで、シリコン基板301のエツチング深さの2倍
のフィールド酸化膜311を形成すれば、素子形成領域
と平坦な幅の広いフィールド絶縁領域を形成することが
できる(第19図(1)図示)。この時、埋め込みフィ
ールド絶縁膜305 、 、305□としてSi3N、
1膜などを用いれば、フィールド酸化時におけるフィー
ルド酸化膜311の横方向への喰い込み(バードビーク
)は原理的に全く生じないし、また埋め込みフィールド
絶縁膜3052 、3053として5i02膜を用いた
場合もバードと−クは殆んど問題とならない。Next, using the resist pattern 308 (the oxidation-resistant film 307 if the resist pattern 308 is peeled off in the above step) as a mask, for example, arsenic or phosphorus is applied at an accelerating voltage of 50 eV.
, an n+ region 310 is formed at the bottom of the trench 309 by ion implantation at a dose m I
(Figure 9 (h) shown). Next, resist pattern 308
After stripping off the oxidation-resistant film 307, field oxidation is performed using the oxidation-resistant film 307 as a mask to form the buried field insulating film 3051.
.. A field oxide film 311 with a film thickness of 1 μm, for example, is formed between 3052 and a wide field insulating film. If the field oxide film 311 is formed to have a depth twice the etching depth of the silicon substrate 301, a wide field insulation region that is flat and wide with the element formation region can be formed (as shown in FIG. 19 (1)). . At this time, as the buried field insulating films 305, 305□, Si3N
If a 5i02 film is used as the buried field insulating films 3052 and 3053, in principle, no horizontal encroachment (bird's beak) of the field oxide film 311 occurs during field oxidation. Toku is hardly a problem.
次いで、耐酸化性膜307及びその下の薄い絶縁膜30
6をエツチング除去する(第19図(j)図示)。Next, the oxidation-resistant film 307 and the thin insulating film 30 thereunder are formed.
6 is removed by etching (as shown in FIG. 19(j)).
最後に、ゲート酸化膜312、ゲート電極(例えば多結
晶シリコン)313を設は例えば砒素を拡散してソース
、ドレインとなるn+領域314 、315を形成し、
層間絶縁膜(例えばCVD−3in2膜)31Bを堆積
し、コンタクトホール317を開け、例えばAllの配
線318 、319を施し、LISの主要な工程を終え
る(第19図(k)図示)。Finally, a gate oxide film 312 and a gate electrode (for example, polycrystalline silicon) 313 are formed, and arsenic, for example, is diffused to form n+ regions 314 and 315 that will become sources and drains.
An interlayer insulating film (for example, a CVD-3in2 film) 31B is deposited, a contact hole 317 is opened, and, for example, All wires 318 and 319 are provided, thereby completing the main steps of LIS (as shown in FIG. 19(k)).
以上のような工程を用いることにより、前述の選択酸化
法を用いた場合の種々の欠点を克服することができると
共に、埋め込み拡散層を下に有する段差を有しない任意
の幅のフィールド絶縁領域を形成することが可能となる
。従って、LSIの高集積化及び高性能化に大いに貢献
することができる。By using the above steps, it is possible to overcome various drawbacks when using the selective oxidation method described above, and also to form a field insulating region of any width with no step and having a buried diffusion layer underneath. It becomes possible to form. Therefore, it can greatly contribute to higher integration and higher performance of LSI.
ここでn+層とp+層の関係は第20図のようにフィー
ルド酸化膜311の下もp+層304°にしてもよいし
、逆に第21図のようにフィールド酸化膜311下のみ
p+層304′とし、他はn+層304aなどフィール
ドの下のどこか一部がp+層であればどのような組合わ
せでもよい。Here, the relationship between the n+ layer and the p+ layer may be such that the p+ layer 304° is formed under the field oxide film 311 as shown in FIG. ', and any other combination may be used as long as a part of the field below the field is a p+ layer, such as the n+ layer 304a.
なおシリコン基板301に溝部303を形成する場合、
第19図(a)〜(k)に示した実施例ではレジスト膜
302をマスクにして開いたが、これは写真蝕刻法を行
なう前にシリコン基板301に絶縁膜(例えば5i02
膜)320を成長させ、その後写真蝕刻法を用いレジス
ト膜321をマスクにして絶縁膜320、及びシリコン
基板301をエツチングして溝部303′を形成しても
よい(第22図図示)。Note that when forming the groove portion 303 in the silicon substrate 301,
In the embodiment shown in FIGS. 19(a) to 19(k), the resist film 302 was used as a mask to open the silicon substrate 301 before photolithography.
The groove portion 303' may be formed by growing the insulating film 320 and the silicon substrate 301 using a photolithography method and using the resist film 321 as a mask.
また、この絶縁膜320をパターニングした(第23図
(a)図示)後、この絶縁膜320をマスクにしてエツ
チングを行ない、溝部303を形成してもよい(第23
図(b)図示)。Further, after patterning this insulating film 320 (as shown in FIG. 23(a)), etching may be performed using this insulating film 320 as a mask to form the groove portion 303 (see FIG. 23(a)).
Figure (b) shown).
更に、溝部303に絶縁M305を埋め込む前に予め溝
部303の内部に絶縁膜322を成長させておいてもよ
い(第24図図示)。この絶縁膜322は、例えばシリ
コン基板301を酸化して形成してもよいし、CVD膜
などを堆積してもよい。なお、この時の溝部303の開
口部の幅は絶縁膜322の膜厚の2倍分だけ狭くなって
いる。Furthermore, an insulating film 322 may be grown inside the trench 303 before filling the trench 303 with the insulation M305 (as shown in FIG. 24). This insulating film 322 may be formed by, for example, oxidizing the silicon substrate 301, or may be formed by depositing a CVD film or the like. Note that the width of the opening of the groove 303 at this time is narrowed by twice the thickness of the insulating film 322.
絶縁膜304をエツチングして溝部303にのみ埋め込
みフィールド絶縁膜3051〜3o53を残すとき、こ
のフィールド絶縁膜3051〜3063がシリコン基1
k 301の表面から落ち込むような構造をとってもよ
い。When the insulating film 304 is etched to leave the buried field insulating films 3051 to 3o53 only in the trench 303, the field insulating films 3051 to 3063 are
The structure may be such that it falls down from the surface of k 301.
第19図(a)〜(k)に示した実施例では、耐酸化性
膜307を堆積してから写真蝕刻法を用い耐酸化性膜3
07及びシリコン基板301をエツチングしたが、始め
にシリコン基板301をエツチングして溝部309を設
け、後で耐酸化性Il!307を堆積し、写真蝕刻法を
用いて溝部309部の耐酸化性膜307をエツチングし
た後でフィールド酸化を行なってもよい。In the embodiment shown in FIGS. 19(a) to 19(k), the oxidation-resistant film 307 is deposited and then the oxidation-resistant film 307 is deposited using photolithography.
07 and the silicon substrate 301. First, the silicon substrate 301 was etched to form a groove 309, and later an oxidation-resistant Il! Field oxidation may be performed after depositing 307 and etching the oxidation-resistant film 307 in the groove 309 using photolithography.
第19図(a)〜(k)に示した実施例では、耐酸化性
膜307をエツチングした後シリコン基板301をエツ
チングして溝部309を設けてからフィールド酸化を行
なっていたが、耐酸化性膜307をエツチングした後シ
リコン基板303をエツチングせずにフィールド酸化を
行なってもよい(第25図(a)。In the embodiment shown in FIGS. 19(a) to (k), field oxidation was performed after etching the oxidation-resistant film 307 and etching the silicon substrate 301 to form a groove 309. After etching the film 307, field oxidation may be performed without etching the silicon substrate 303 (FIG. 25(a)).
(b)図示)。この時、絶縁膜30Bは必ずしも堆積し
なくてもよい。また、絶縁膜30Bが5i02膜のよう
に基板上に残置されても下の基板(例えばシリコン基板
301)がフィールド酸化時に酸化されるものであれば
、第25図(a)に示すようにではなく、薄い絶縁膜3
06をエツチングせずにフィールド酸化を行なってもよ
い。(b) As shown). At this time, the insulating film 30B does not necessarily have to be deposited. Furthermore, even if the insulating film 30B is left on the substrate like the 5i02 film, if the underlying substrate (for example, the silicon substrate 301) is oxidized during field oxidation, it will not be as shown in FIG. 25(a). Thin insulating film 3
Field oxidation may be performed without etching 06.
また、第25図(b)の後耐酸化性膜307をマスクと
してフィールド酸化M 311をエツチングして平坦な
構造としてもよい(第26図図示)。この場合、シリコ
ン基板301をエツチングせずにフィールド酸化を行な
ったもののみならず、シリコン基板301をエツチング
してフィールド酸化を行なったものについても適用され
る。これは、シリコン基板301をエツチングしたにも
かかわらず、フィールド酸化膜311が厚くつきシリコ
ン基板301表面より上に出て平坦性が損なわれている
場合に有効である。Alternatively, after the oxidation-resistant film 307 shown in FIG. 25(b) is used as a mask, the field oxidation M 311 may be etched to form a flat structure (as shown in FIG. 26). In this case, the present invention is applicable not only to a case where the silicon substrate 301 is subjected to field oxidation without being etched, but also to a case where the silicon substrate 301 is etched and then subjected to field oxidation. This is effective when the field oxide film 311 has become thick and extends above the surface of the silicon substrate 301, impairing its flatness, even though the silicon substrate 301 has been etched.
なお、以上の実施例1〜7では基板と同導電型の不純物
のドーピングをイオン注入を基板301に対しほぼ垂直
に行なっていたが、第27図に示すようにイオン注入を
斜めに打つことにより溝部303の側面にもp+領域3
04″を形成してもよく、またこれをイオン注入でなく
拡散法によって行なってもよい。In Examples 1 to 7 above, ion implantation was performed almost perpendicularly to the substrate 301 for doping with impurities of the same conductivity type as the substrate, but as shown in FIG. 27, ion implantation was performed diagonally. There is also a p+ region 3 on the side surface of the groove portion 303.
04'' may be formed, and this may be performed by a diffusion method instead of ion implantation.
また、以上の実施例では溝は垂直又は垂直に近いものを
用いたが、必ずしもこれにかぎらず側面が傾斜角θを有
する溝部403を形成してもよい(第28図(a) 、
(b)図示)、このとき堆積すべき絶縁膜405の
厚さは溝の開口部のIllをaとすれば[acoL (
θ/2)] /2以上となる。この場合、底部が平坦で
側面が傾斜した溝部を用いてもよい。Further, in the above embodiments, the grooves are vertical or nearly vertical, but the grooves 403 are not necessarily limited to this, and the grooves 403 whose side surfaces have an inclination angle θ may be formed (see FIG. 28(a),
(b) shown), the thickness of the insulating film 405 to be deposited at this time is [acoL (
θ/2)] /2 or more. In this case, a groove with a flat bottom and sloped sides may be used.
更に第29図(a)を示すように基板501上の絶縁膜
502をエツチングするときに必ずしも基板501が露
出するまでエツチングする必要はなく同図(b)に示す
ように絶縁膜502′を残してゲート膜1層間絶縁膜な
どあるいはその一部として使用してもよい。Furthermore, as shown in FIG. 29(a), when etching the insulating film 502 on the substrate 501, it is not necessary to etch until the substrate 501 is exposed; instead, as shown in FIG. 29(b), the insulating film 502' is left. It may also be used as an interlayer insulating film for a gate film or a part thereof.
その他、第30図(a)に示すように基板501上のマ
スク材504をマスクとして基板501に溝部503を
設けたときにはこのマスクを残しておいて絶縁+1fi
5G2を堆積し、次に絶縁膜502をエツチングすると
きマスク材504が残るようにしてもよい(第30図(
b)図示)。In addition, when a groove 503 is provided in the substrate 501 using the mask material 504 on the substrate 501 as a mask as shown in FIG.
5G2 may be deposited and then the mask material 504 may remain when etching the insulating film 502 (see FIG. 30).
b) As shown).
[発明の効果]
以上詳述した如く、本発明によれば新規な素子分離方式
の確立により高集積化と高性能化を達成したMOSLS
I等の半導体装置を製造し得る方法を提供できる。[Effects of the Invention] As detailed above, the present invention provides a MOSLS that achieves high integration and high performance by establishing a new element isolation method.
A method for manufacturing semiconductor devices such as I can be provided.
第1図(a)〜(r)は従来の選択酸化法を採用したn
チャンネルMOSLSIの製造工程を示す断面図、第2
図は前記工程の選択酸化後の半導体基板状態を示す拡大
断面図、第3図(a) 、 (b)は従来の選択酸化法
の問題点を説明するための断面図、第4図は従来の選択
酸化法を用いた場合に発生する基板電位のゆれを説明す
るための断面図、第5図(a)〜(f)は本発明の実施
例1におけるnチャンネルMOSLSIの製造工程を示
す断面図、第6図、第7図は従来法及び実施例1で形成
したフィールド領域で分離された素子間の長さ変化を示
す断面図、第8図(a) 、 (b) 、第9図(a)
。
(b)、は夫°々本発明の実施例1の変形例を示す溝部
形成までの工程の断面図、第10図(a)〜(e)は本
発明の実施例2におけるMOSLSIのフィールド領域
形成工程を示す断面図、第H図(a) 、 (b)は本
発明の実施例3におけるMOSLSIのフィールド領域
形成工程を示す平面図、第12図(a)〜(d)は本発
明の実施例4におけるMOSLSIのフィールド領域形
成工程を示す断面図、第13図(a) 、 (b)は実
施例4の変形例であるフィールド領域形成工程を示す断
面図、第14図(a)〜(e)は本発明の実施例5にお
けるMOSLSIのフィールド領域形成工程を示す断面
図、第15図は実施例5の変形例であるフィールド領域
形成後の状態を示す断面図、第16図(a)〜(j)は
本発明の実施例6におけるMOSLSIの製造工程を示
す断面図、第17図(a) 、 (b) 、第18図
は夫々実施例6の変形例であるフィールド領域形成後の
状態を示す断面図、第19図(a)〜(K)は本発明の
実施例7におけるMOSLSIの製造工程を示す断面図
、第20図。
第21図は夫々実施例7の変形例であるフィールド領域
形成後の状態を示す断面図、第22図、第23図(a)
、 (b)は前記実施例7の溝部形成の変形例を示す
断面図、第24図は実施例7の更に他の変形例を示す断
面図、第25図(a) 、 (b) 、第26図は夫々
前記実施例7のフィールド領域形成の変形例を示す断面
図、第27図、第28図(a) 、 (b) 、第29
図(a) 、 (b) 、第30図(a) 、 (b)
は夫々本発明の他の実施例を示すフィールド領域形成二
[程を示す断面図である。
101.201,301,401.501・・・半導体
基板、103゜103、 、 〜1034. 203+
〜 203s 、 303,403.503・・・
溝部、104.204.204’ 、204”、204
″’、304.304’・・・p″領域反転防止層)
、104a、204a、304a−n ”fffi域
(配線層)
105.205,305
■
域、
110.213,115
型
ドレイ
ン領域、
113゜
114.216,217,318.319・・・Ap
配線。Figures 1(a) to (r) show n using the conventional selective oxidation method.
Cross-sectional view showing the manufacturing process of channel MOSLSI, 2nd
The figure is an enlarged cross-sectional view showing the state of the semiconductor substrate after selective oxidation in the above process, Figures 3(a) and (b) are cross-sectional views for explaining the problems of the conventional selective oxidation method, and Figure 4 is the conventional method. 5(a) to 5(f) are cross-sectional views showing the manufacturing process of an n-channel MOSLSI in Example 1 of the present invention. 6 and 7 are cross-sectional views showing changes in length between elements separated by field regions formed by the conventional method and Example 1, and FIGS. 8(a), (b), and 9. (a)
. 10(b) is a cross-sectional view of the steps up to groove formation showing modified examples of the first embodiment of the present invention, and FIGS. 10(a) to (e) are field areas of MOSLSI in the second embodiment of the present invention. 12(a) to 12(d) are cross-sectional views showing the formation process, FIGS. 13(a) and 13(b) are cross-sectional views showing the field region forming step of MOSLSI in Example 4, and FIGS. 14(a) to 14(b) are cross-sectional views showing the field region forming step as a modification of Example 4. (e) is a cross-sectional view showing the MOSLSI field region forming step in Example 5 of the present invention, FIG. 15 is a cross-sectional view showing the state after forming the field region as a modification of Example 5, ) to (j) are cross-sectional views showing the manufacturing process of MOSLSI in Example 6 of the present invention, and FIGS. 17(a), (b), and 18 are modified examples of Example 6 after field region formation. 19(a) to (K) are sectional views showing the manufacturing process of MOSLSI in Example 7 of the present invention, and FIG. 20. FIG. 21 is a cross-sectional view showing the state after field region formation, which is a modified example of Example 7, FIG. 22, and FIG. 23(a).
, (b) are cross-sectional views showing a modification of the groove formation in the seventh embodiment, FIG. 24 is a cross-sectional view showing still another modification of the seventh embodiment, and FIGS. 25(a), (b), and 26 is a sectional view showing a modification of the field region formation in the seventh embodiment, FIGS. 27, 28(a), (b), and 29.
Figures (a), (b), Figure 30 (a), (b)
2A and 2B are cross-sectional views showing the second step of forming a field region, respectively, showing other embodiments of the present invention. 101.201, 301, 401.501...Semiconductor substrate, 103°103, , ~1034. 203+
~203s, 303,403.503...
Groove, 104.204.204', 204", 204
"'', 304.304'...p'' region inversion prevention layer)
, 104a, 204a, 304a-n'' fffi region (wiring layer) 105.205, 305 ■ region, 110.213, 115 type drain region, 113° 114.216, 217, 318.319...Ap wiring.
Claims (8)
側面を有する第1の溝部を設ける工程と、少なくとも1
つの溝部に基板と導電型の不純物を1×10^1^4/
cm^2以上のドーズ量でドーピングして不純物領域を
形成する工程と、前記第1の溝部を含む半導体基板全面
に絶縁膜を少なくとも第1の溝部の開口部の最小の幅の
半分以上の厚さとなるように堆積する工程と、この絶縁
膜を半導体基板主面が露出するまでエッチングして前記
第1の溝部内に絶縁膜を残置させる工程と、この絶縁膜
の残置した半導体基板主面に耐酸化性膜を堆積し、この
耐酸化性膜の第1の溝部間を選択的にエッチングして第
2の溝部を形成した後、この耐酸化性膜をマスクとして
フィールド酸化を行ない第1の溝部間を酸化膜で埋め、
前記第1の溝部に残置した絶縁膜と一体化させることに
より広幅のフィールド領域を形成する工程とを具備した
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。(1) providing a first groove portion having vertical or nearly vertical side surfaces in a desired portion of the semiconductor substrate;
Impurities of the substrate and conductivity type are added to each groove at 1×10^1^4/
forming an impurity region by doping with a dose of cm^2 or more; and forming an insulating film over the entire surface of the semiconductor substrate including the first trench to a thickness of at least half the minimum width of the opening of the first trench. a step of etching the insulating film until the main surface of the semiconductor substrate is exposed and leaving the insulating film in the first groove; and a step of depositing the insulating film on the remaining main surface of the semiconductor substrate. After depositing an oxidation-resistant film and selectively etching the oxidation-resistant film between the first trenches to form a second trench, field oxidation is performed using the oxidation-resistant film as a mask to form the first trench. Fill the space between the grooves with an oxide film,
A method of manufacturing a semiconductor device, comprising the step of forming a wide field region by integrating the insulating film left in the first trench.
た直後に行なうことを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の半導体装置の製造方法。(2) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the step of doping with impurities is performed immediately after providing the second groove portion.
た後、並びに第2の溝部を設けた後にも行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導体装置の製造
方法。(3) The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, characterized in that the step of doping with impurities is carried out after providing the first trench and also after providing the second trench.
堆積した後、この耐酸化性膜及び半導体基板の前記第1
の溝部間を選択的にエッチングすることにより、前記第
1の溝部に残置した絶縁膜を少なくとも側面の一部に有
する第2の溝部を設け、しかる後耐酸化性膜をマスクと
してフィールド酸化を行なうことを特徴とする特許請求
の範囲1項乃至第3項いずれか記載の半導体装置の製造
方法。(4) After depositing an oxidation-resistant film on the main surface of the semiconductor substrate where the insulating film remains, the oxidation-resistant film and the first
By selectively etching between the grooves, a second groove is provided that has the insulating film left in the first groove on at least part of the side surfaces, and then field oxidation is performed using the oxidation-resistant film as a mask. A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that:
物のドーピング後半導体基板全面又は少なくとも溝部の
一部を酸化又は窒化処理して第1の溝部が塞がれない程
度の酸化膜又は窒化膜を成長せしめることを特徴とする
特許請求の範囲第1項乃至第4項いずれか記載の半導体
装置の製造方法。(5) After providing the first groove in the semiconductor substrate or doping with impurities, the entire surface of the semiconductor substrate or at least a part of the groove is oxidized or nitrided to form an oxide film or an oxide film to an extent that the first groove is not blocked. A method of manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that a nitride film is grown.
、この絶縁膜の全体もしくは一部に低温溶融性絶縁膜を
堆積し、この低温溶融性絶縁膜を溶融させた後、絶縁膜
をエッチングすることを特徴とする特許請求の範囲第1
項乃至第4項いずれか記載の半導体装置の製造方法。(6) After depositing an insulating film on the semiconductor substrate provided with the first groove, a low-temperature melting insulating film is deposited on the whole or part of this insulating film, and after melting the low-temperature melting insulating film, Claim 1 characterized in that the film is etched.
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of items 1 to 4.
択的にエッチングすることにより前記第1の溝部に残置
した絶縁膜を少なくとも側面の一部に有する第2の溝部
を設けた後、半導体基板全面に耐酸化性膜を堆積し第2
の溝部の耐酸化性膜をエッチングし、しかる後この耐酸
化性膜をマスクとしてフィールド酸化を行なうことを特
徴とする特許請求の範囲第1項乃至第4項いずれか記載
の半導体装置の製造方法。(7) After providing a second groove portion having the insulating film left in the first groove portion on at least a part of the side surface by selectively etching the space between the first groove portions of the semiconductor substrate where the insulating film remains. , a second oxidation-resistant film is deposited on the entire surface of the semiconductor substrate.
A method for manufacturing a semiconductor device according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the oxidation-resistant film in the groove portion of the semiconductor device is etched, and then field oxidation is performed using the oxidation-resistant film as a mask. .
ィールド酸化膜の一部をエッチングして平坦な構造とし
たことを特徴とする特許請求の範囲第1項乃至7項いず
れか記載の半導体装置の製造方法。(8) The semiconductor device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that after field oxidation, a part of the field oxide film is etched using the oxidation-resistant film as a mask to obtain a flat structure. Production method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27986289A JPH02161751A (en) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Manufacture of semiconductor device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP27986289A JPH02161751A (en) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Manufacture of semiconductor device |
Related Parent Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP16131281A Division JPS5861642A (en) | 1981-09-17 | 1981-10-09 | Semiconductor device and manufacture thereof |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02161751A true JPH02161751A (en) | 1990-06-21 |
Family
ID=17616982
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP27986289A Pending JPH02161751A (en) | 1989-10-30 | 1989-10-30 | Manufacture of semiconductor device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02161751A (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS564245A (en) * | 1979-06-14 | 1981-01-17 | Ibm | Method of forming embedded oxide isolating region |
JPS56160051A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Formation of insulating layer |
JPS619737A (en) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Hitachi Ltd | Method and device for data base processing |
JPS6119111A (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Nec Corp | Choke coil |
-
1989
- 1989-10-30 JP JP27986289A patent/JPH02161751A/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS564245A (en) * | 1979-06-14 | 1981-01-17 | Ibm | Method of forming embedded oxide isolating region |
JPS56160051A (en) * | 1980-05-15 | 1981-12-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Formation of insulating layer |
JPS619737A (en) * | 1984-06-25 | 1986-01-17 | Hitachi Ltd | Method and device for data base processing |
JPS6119111A (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-28 | Nec Corp | Choke coil |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4392150A (en) | MOS Integrated circuit having refractory metal or metal silicide interconnect layer | |
KR930004984B1 (en) | Method of fabricating for semiconductor integrated circuit device | |
KR100227766B1 (en) | Semiconductor device and the manufacturing method thereof | |
US4394196A (en) | Method of etching, refilling and etching dielectric grooves for isolating micron size device regions | |
JPH0133945B2 (en) | ||
US4532696A (en) | Method of manufacturing a semiconductor device for forming a deep field region in a semiconductor substrate | |
EP0091984B1 (en) | Integrated circuit devices comprising dielectric isolation regions and methods for making such devices | |
JP4139586B2 (en) | Semiconductor device and manufacturing method thereof | |
JPS622708B2 (en) | ||
US4737831A (en) | Semiconductor device with self-aligned gate structure and manufacturing process thereof | |
KR19990030022A (en) | High Reliability Trench Capacitor Memory Cells | |
JPS62162353A (en) | Manufacture of mos semiconductor device | |
JPS6355780B2 (en) | ||
JPH02161751A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPS6119111B2 (en) | ||
JPH02161750A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPH0363220B2 (en) | ||
JPH0715954B2 (en) | Method of manufacturing nonvolatile semiconductor memory device | |
JPH01201940A (en) | Formation of electrode wiring of semiconductor device | |
JP4058710B2 (en) | Integrated circuit fabrication method | |
JP2674112B2 (en) | Method for manufacturing semiconductor device | |
JPS5834942A (en) | Mamufacture of semiconductor device | |
KR100579973B1 (en) | Method for fabricating semiconductor device | |
JPS61234046A (en) | Manufacture of semiconductor device | |
JPH0338742B2 (en) |