JPH07183370A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

Info

Publication number
JPH07183370A
JPH07183370A JP5347357A JP34735793A JPH07183370A JP H07183370 A JPH07183370 A JP H07183370A JP 5347357 A JP5347357 A JP 5347357A JP 34735793 A JP34735793 A JP 34735793A JP H07183370 A JPH07183370 A JP H07183370A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
trench
polysilicon
oxide film
silicon
etching
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
Application number
JP5347357A
Other languages
English (en)
Inventor
Nobutaka Nagai
信孝 長井
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Corp filed Critical NEC Corp
Priority to JP5347357A priority Critical patent/JPH07183370A/ja
Priority to US08/361,665 priority patent/US5716868A/en
Publication of JPH07183370A publication Critical patent/JPH07183370A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/763Polycrystalline semiconductor regions

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Element Separation (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 素子分離用トレンチにおいて、ポリシリコン
のオーバエッチングによって発生する段差を軽減して、
その上を通過する配線の段切れを防止する。 【構成】 p型半導体基板1上にコレクタ埋め込み層と
なるn+ 型拡散層2を形成し、その上にn型エピタキシ
ャル層3を形成する。表面にシリコン酸化膜4を形成し
た後、素子領域外にロコス酸化膜5を形成する。素子領
域のシリコン酸化膜4を選択的にエッチングして酸化膜
開口部6を形成し[(a)図]、続いて、開口部のシリ
コンをエッチングしてトレンチを形成する。側壁酸化膜
7を形成した後、ポリシリコン8を堆積する[(b)
図]。ポリシリコン8をエッチバックし[(c)図]、
その後ポリシリコン8上にシリコンを選択的に成長させ
て選択成長シリコン9を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置の製造方法
に関し、特に素子間の分離手段等にトレンチ(溝)を用
いた半導体装置の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】半導体装置、特にバイポーラ型の半導体
集積回路装置においては、素子間を相互に分離するため
の手段としてトレンチが用いられている。以下に、この
種トレンチを含む半導体装置の従来の製造方法の2、3
について説明する。図2は、第1の従来例を示す工程断
面図である。まず、p型半導体基板1上にnpnトラン
ジスタのコレクタ埋め込み層となるn+ 型拡散層2をリ
ソグラフィ技術およびイオン注入法あるいは拡散法を用
いて選択的に形成し、次いで、半導体基板1上にリン等
のn型不純物のドープされたシリコンを2μm程度成長
させてn型エピタキシャル層3を形成する。
【0003】次に、n型エピタキシャル層3の表面にシ
リコン酸化膜4を形成した後、配線容量の低減および各
領域間の分離を目的として選択酸化法により厚さ0.5
〜1.0μm程度のロコス(LOCOS;Local Oxidat
ion of Silicon)酸化膜5を形成する。続いて、素子領
域のシリコン酸化膜4をフォトリソグラフィ技術および
ドライまたはウェットエッチング法により選択的にエッ
チングして酸化膜開口部6を形成する[図2(a)]。
【0004】次に、酸化膜開口部のシリコンを異方性エ
ッチングにより深さ5μmに掘り下げてトレンチを形成
する。エッチングの結果生じた付着物を除去した後、露
出しているシリコンの表面を数百Å程度酸化し、トレン
チの側面および底面に側壁酸化膜7を形成する[図2
(b)]。その後、ポリシリコン8を、CVD法により
トレンチ内を完全に埋め込みかつ基板表面がほぼ平坦に
なる膜厚に堆積し[図2(c)]、このポリシリコン8
を、RIE(Reactive Ion Etching)法等のドライエッ
チング法を用いてエッチバックしてシリコン酸化膜4の
表面を露出させる[図2(d)]。
【0005】この第1の従来例によるトレンチ形成方法
では、ポリシリコン8のエッチバック工程において、ト
レンチ内のポリシリコンが深く(3000〜5000
Å)エッチングされるため、ここに大きな段差が生じる
という問題点があった。これは、基板表面にエッチング
残りを発生させないようにエッチング時間を多少長めに
設定しておくことによって起こる。すなわち、基板表面
のポリシリコンがなくなった後はエッチングはトレンチ
内のポリシリコンに集中するため、エッチングが急速に
進行して段差を発生させてしまう。このトレンチでの段
差問題を解決するものとして図3に示す製造方法が提案
されている。
【0006】この第2の従来例では、図2に示した第1
の従来例の場合と同様に、p型半導体基板1上にn+
拡散層2およびn型エピタキシャル層3を形成した後、
シリコン酸化膜4およびロコス酸化膜5を形成する。そ
の上に、酸化膜エッチング時にストッパとなるシリコン
窒化膜10をCVD法により0.1μm程度の膜厚に成
長させ、さらにその上に、シリコンエッチング時のマス
ク用およびポリシリコンをエッチングした後もポリシリ
コン表面がエピタキシャル層表面より低くならないよう
にするためのCVD酸化膜11を0.5μm程度の厚さ
に堆積する。続いて、CVD酸化膜11、シリコン窒化
膜10およびシリコン酸化膜4をフォトリソグラフィ技
術およびドライエッチング法により選択的にエッチング
して素子領域周辺に酸化膜開口部6を形成する[図3
(a)]。
【0007】次に、酸化膜開口部6のシリコンを異方性
エッチングにより掘り下げ深さ約5μmのトレンチを形
成する。エッチングにより生じた付着物を除去した後、
シリコン表面を数百Å程度熱酸化し、トレンチの側壁お
よび底面に側壁酸化膜7を形成する。その後、ポリシリ
コン8を、CVD法によりトレンチ内を完全に埋め込み
かつ基板表面がほぼ平坦になる膜厚に堆積し[図3
(b)]、これをエッチバックしてCVD酸化膜11の
表面を露出させる。このとき、トレンチ内のポリシリコ
ンはオーバエッチングされその表面はCVD酸化膜11
の表面より若干低くなる[図3(c)]。
【0008】その後、CVD酸化膜11およびシリコン
窒化膜10をウェット法によりエッチング除去する[図
3(d)]。この製造方法によれば、埋設したポリシリ
コン8がCVD酸化膜11の表面より0.3μm程度低
くエッチバックされても、CVD酸化膜11、シリコン
窒化膜10がエッチングされるためポリシリコンの表面
がエピタキシャル層表面より低くなることはない。
【0009】トレンチ開口部の段差を少なくするための
他の従来例として、特開平3−21040号公報にて提
案されたものがある。これは、トレンチを図2(c)に
示す状態に埋め込んだ後、コロイダルシリカ等の研磨材
を用いて研磨することによりシリコン酸化膜表面のポリ
シリコンを除去するものである。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】上述した第1の従来例
のトレンチ形成方法では、ウエハ上の不要なポリシリコ
ンを完全に除去するために、ポリシリコン堆積時のウエ
ハ面内での厚さのバラツキ、LOCOS等の前工程によ
って生じた表面の段差、あるいはエッチングレートの面
内不均一性等を考慮して、エッチング時間は堆積したポ
リシリコンの厚さ分以上に設定される。そしてこの剰余
のエッチング時間においてトレンチ上部のポリシリコン
が急速にエッチングされるため、ここに大きな段差が生
じる。そのため、次工程で形成されるAl等の配線材の
段切れおよびAlパターニング時にAlにエッチング残
りが発生するという問題点があった。
【0011】また、第2の従来例では、シリコン窒化
膜、シリコン酸化膜の堆積およびそのウェット法による
エッチングが必要となるため、工数が多くなり工程が複
雑化するという欠点があった。さらに、特開平3−21
040号公報に記載された従来例では、終点検知が困難
であり、また凹凸のある表面では凹部での研磨レートが
低いため凹部でのポリシリコンを完全に除去しようとす
ると、トレンチ部のポリシリコンも一定程度除去され第
1の従来例同様にトレンチ部における段差がおおきくな
るという問題点があった。よって、この発明の目的とす
るところは、多くの工程を追加することなくトレンチ部
の段差を軽減することのできる手段を提供し、もって段
切れや短絡等の配線不良を防止しようとするものであ
る。
【0012】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明によれば、半導体基板を選択的にエッチング
してトレンチを形成する工程と、前記トレンチを完全に
埋め込みかつ半導体基板上を覆うようにポリシリコンを
堆積する工程と、前記ポリシリコンを前記トレンチの開
口部以下の深さにまでエッチングする工程と、前記トレ
ンチ内のポリシリコン上にシリコンを選択的に成長させ
る工程と、を含む半導体装置の製造方法が提供される。
【0013】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図1は、本発明の一実施例を示す半導体チ
ップの工程断面図である。まず、p型半導体基板1上
に、フォトリソグラフィ技術およびイオン注入法または
拡散法を適用して、npnトランジスタのコレクタ埋め
込み層となるn+ 型拡散層2を形成し、その上に、n型
不純物のドープされたシリコンを成長させて膜厚約2μ
mのn型エピタキシャル層3を形成する。次いで、熱酸
化を行って基板表面にシリコン酸化膜4を形成しその上
にCVD法によりシリコン窒化膜(図示なし)を形成す
る。フォトレジストをマスクにシリコン窒化膜、シリコ
ン酸化膜4をエッチング除去し、さらにエピタキシャル
層3を所定の深さにまでエッチングする。次に、シリコ
ン窒化膜をマスクに熱酸化を行って膜厚0.5〜1.0
μm程度のロコス酸化膜5を形成し、シリコン窒化膜を
除去する。フォトリソグラフィ技術およびドライまたは
ウェットエッチング法を用いてシリコン酸化膜4をエッ
チング除去して素子領域周辺部上に酸化膜開口部6を形
成する[図1(a)]。
【0014】酸化膜開口部6のシリコンを異方性エッチ
ングにより掘り下げ、深さ約5μmのトレンチを形成す
る。エッチングにより生じた付着物を除去した後、熱酸
化によりトレンチの内壁に厚さ数百Åの側壁酸化膜7を
形成する。次に、LPCVD法によりシリコンをトレン
チ内を埋設し表面が平坦となる膜厚に堆積してポリシリ
コン8を形成する[図1(b)]。
【0015】続いて、ドライ法などを用いてポリシリコ
ン8をエッチバックしてシリコン酸化膜4の表面を露出
させる。このとき、ポリシリコン8のトレンチ内の表面
はオーバエッチングのためにシリコン酸化膜4の表面よ
り0.3〜0.5μm程度低くなされる[図1
(c)]。
【0016】このトレンチ上部の段差を低減するため
に、清浄化を行った後、SiH2 Cl2 −H2 −HCl
の反応ガスを用いてトレンチ上部にのみシリコンを選択
的に成長させ、選択成長シリコン9を形成する[図1
(d)]。この結果、段差は−0.1〜+0.2μmに
低減される。
【0017】以上好ましい実施例について説明したが、
本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本願発
明の要旨を変更しない範囲内において各種の変更が可能
である。例えば、実施例では、コレクタ埋め込み層(n
+ 型拡散層2)はトレンチに接触しないように形成され
ていたが、埋め込み層をより広く形成しトレンチを埋め
込み層を貫通するように形成してもよい。また実施例で
はnpnトランジスタについて説明したが実施例の導電
型をすべて逆にした場合についても本発明を適用するこ
とができる。
【0018】
【発明の効果】以上説明したように、本発明による半導
体装置の製造方法は、トレンチを埋設したポリシリコン
をエッチングした後に、トレンチ内のポリシリコン上に
シリコンを選択的に成長させるものであるので、本発明
によれば、ポリシリコンエッチバック工程時に発生する
トレンチ開口部での段差を軽減することができる。した
がって、本発明によれば、その後に形成される配線がト
レンチを跨ぐことがあっても段切れを起こすことがなく
なり、また配線のパターニング時における配線材料のエ
ッチング残りの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施例を示す工程断面図。
【図2】 第1の従来例の工程断面図。
【図3】 第2の従来例の工程断面図。
【符号の説明】
1 p型半導体基板 2 n+ 型拡散層 3 n型エピタキシャル層 4 シリコン酸化膜 5 ロコス酸化膜 6 酸化膜開口部 7 側壁酸化膜 8 ポリシリコン 9 選択成長シリコン 10 シリコン窒化膜 11 CVD酸化膜

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 半導体基板を選択的にエッチングしてト
    レンチを形成する工程と、前記トレンチを完全に埋め込
    みかつ半導体基板上を覆うようにポリシリコンを堆積す
    る工程と、前記ポリシリコンを前記トレンチの開口部以
    下の深さにまでエッチングする工程と、前記トレンチ内
    のポリシリコン上にシリコンを選択的に成長させる工程
    と、を含む半導体装置の製造方法。
  2. 【請求項2】 第1導電型半導体基板上に選択的に高不
    純物濃度の第2導電型埋め込み層を形成する工程と、前
    記半導体基板上に第2導電型のエピタキシャル層を形成
    する工程と、前記エピタキシャル層および前記第1導電
    型半導体基板を選択的にエッチングして、前記第2導電
    型埋め込み層を囲繞する形状の、深さが前記第2導電型
    埋め込み層の底面よりも深いトレンチを形成する工程
    と、熱酸化を行って前記トレンチの内壁に酸化膜を形成
    する工程と、前記トレンチを完全に埋め込みかつ半導体
    基板上を覆うようにポリシリコンを堆積する工程と、前
    記ポリシリコンを前記トレンチの開口部以下の深さにま
    でエッチングする工程と、前記トレンチ内のポリシリコ
    ン上にシリコンを選択的に成長させる工程と、を含む半
    導体装置の製造方法。
  3. 【請求項3】 前記シリコンを選択的に成長させる工程
    において、シリコンは前記トレンチの開口部表面と同程
    度の高さにあるいはそれより幾分高く成長されることを
    特徴とする請求項1または2記載の半導体装置の製造方
    法。
JP5347357A 1993-12-24 1993-12-24 半導体装置の製造方法 Pending JPH07183370A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5347357A JPH07183370A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 半導体装置の製造方法
US08/361,665 US5716868A (en) 1993-12-24 1994-12-22 Fabrication method of semiconductor device with trench isolation structure

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5347357A JPH07183370A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 半導体装置の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH07183370A true JPH07183370A (ja) 1995-07-21

Family

ID=18389683

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5347357A Pending JPH07183370A (ja) 1993-12-24 1993-12-24 半導体装置の製造方法

Country Status (2)

Country Link
US (1) US5716868A (ja)
JP (1) JPH07183370A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313906A (ja) * 2001-04-18 2002-10-25 Denso Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
US9064913B2 (en) 2011-09-26 2015-06-23 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and non-transitory computer-readable recording medium

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW396516B (en) * 1998-09-14 2000-07-01 United Microelectronics Corp Process and pattern for shallow trench isolation
US6566228B1 (en) * 2002-02-26 2003-05-20 International Business Machines Corporation Trench isolation processes using polysilicon-assisted fill
JP5048230B2 (ja) * 2005-03-30 2012-10-17 オンセミコンダクター・トレーディング・リミテッド 半導体装置およびその製造方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313363A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPH01187943A (ja) * 1988-01-22 1989-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JPH04277649A (ja) * 1991-03-06 1992-10-02 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4870029A (en) * 1987-10-09 1989-09-26 American Telephone And Telegraph Company, At&T-Technologies, Inc. Method of forming complementary device structures in partially processed dielectrically isolated wafers
US4847214A (en) * 1988-04-18 1989-07-11 Motorola Inc. Method for filling trenches from a seed layer
US5008208A (en) * 1988-12-07 1991-04-16 Honeywell Inc. Method of making planarized, self-aligned bipolar integrated circuits
JPH0321040A (ja) * 1989-06-19 1991-01-29 Matsushita Electron Corp 半導体装置の製造方法
US5130268A (en) * 1991-04-05 1992-07-14 Sgs-Thomson Microelectronics, Inc. Method for forming planarized shallow trench isolation in an integrated circuit and a structure formed thereby
US5212110A (en) * 1992-05-26 1993-05-18 Motorola, Inc. Method for forming isolation regions in a semiconductor device
US5387538A (en) * 1992-09-08 1995-02-07 Texas Instruments, Incorporated Method of fabrication of integrated circuit isolation structure

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6313363A (ja) * 1986-07-04 1988-01-20 Fujitsu Ltd 半導体装置の製造方法
JPH01187943A (ja) * 1988-01-22 1989-07-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 半導体装置の製造方法
JPH04277649A (ja) * 1991-03-06 1992-10-02 Nec Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002313906A (ja) * 2001-04-18 2002-10-25 Denso Corp 半導体装置の製造方法及び半導体装置
US9064913B2 (en) 2011-09-26 2015-06-23 Hitachi Kokusai Electric Inc. Substrate processing apparatus, method of manufacturing semiconductor device, and non-transitory computer-readable recording medium

Also Published As

Publication number Publication date
US5716868A (en) 1998-02-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4771328A (en) Semiconductor device and process
US4758531A (en) Method of making defect free silicon islands using SEG
US4519128A (en) Method of making a trench isolated device
EP0098374A2 (en) Isolated dielectric structure for integrated circuits and method for fabricating such structure
US7482210B2 (en) Method of fabricating semiconductor device having junction isolation insulating layer
US6074930A (en) Method for forming a trench isolation structure comprising an interface treatment for trench liner and a subsequent annealing process
US4661832A (en) Total dielectric isolation for integrated circuits
US5432118A (en) Process for forming field isolation
EP0405923B1 (en) Method for forming variable width isolation structures
US6143623A (en) Method of forming a trench isolation for semiconductor device with lateral projections above substrate
US5234861A (en) Method for forming variable width isolation structures
EP0068275B1 (en) Method for producing semiconductor devices including the use of reactive ion etching
US6033991A (en) Isolation scheme based on recessed locos using a sloped Si etch and dry field oxidation
JPH02102556A (ja) 集積回路構造のサブストレートの中に分離領域を形成するための方法
JPH07183370A (ja) 半導体装置の製造方法
US5926725A (en) Method of manufacturing semiconductor devices with a reverse tapered sectional configuration
US5851901A (en) Method of manufacturing an isolation region of a semiconductor device with advanced planarization
JP2812013B2 (ja) 半導体装置の製造方法
KR100383758B1 (ko) 반도체 소자의 소자 분리막 형성 방법
KR100325608B1 (ko) 반도체 소자 분리를 위한 얕은 트렌치 제조 방법
KR100249026B1 (ko) 반도체장치의 소자 격리 방법
KR20010001206A (ko) 반도체 소자 분리를 위한 얕은 트렌치 제조 방법
EP0137195A1 (en) Dielectric isolated circuit and method of making
JPH05114646A (ja) 半導体装置の製造方法
KR100202175B1 (ko) 반도체장치의 소자분리방법