JPS6325947A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6325947A JPS6325947A JP61169245A JP16924586A JPS6325947A JP S6325947 A JPS6325947 A JP S6325947A JP 61169245 A JP61169245 A JP 61169245A JP 16924586 A JP16924586 A JP 16924586A JP S6325947 A JPS6325947 A JP S6325947A
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- H—ELECTRICITY
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- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
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- H01L21/31—Treatment of semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/26 to form insulating layers thereon, e.g. for masking or by using photolithographic techniques; After treatment of these layers; Selection of materials for these layers
-
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- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
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- H01L21/76—Making of isolation regions between components
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
この発明は半導体装置の製造方法に係り、特に素子の分
離方法を改良した半導体装置の製造方法に関する。
離方法を改良した半導体装置の製造方法に関する。
（従来の技術）
半導体集積回路では同一半導体基板上にトランジスタ、
ダイオード、抵抗など種々の素子が形成されており、そ
れぞれの素子の分離が不可欠である。このような素子分
離は従来では、ＰＮ接合による分離や膜厚の厚い熱酸化
膜による選択酸化分離が用いられていた。しかし、分離
領域を縮小し、併せて奇生客員を減少させるため、近年
では基板内に溝を形成し、この溝内に絶縁膜を介して多
結晶シリコン層を埋め込むことにより素子分離を行なう
方式が用いられるようになってきた。一般にこのような
素子分離技術をトレンチアイソレーション方式と称して
いる。
ダイオード、抵抗など種々の素子が形成されており、そ
れぞれの素子の分離が不可欠である。このような素子分
離は従来では、ＰＮ接合による分離や膜厚の厚い熱酸化
膜による選択酸化分離が用いられていた。しかし、分離
領域を縮小し、併せて奇生客員を減少させるため、近年
では基板内に溝を形成し、この溝内に絶縁膜を介して多
結晶シリコン層を埋め込むことにより素子分離を行なう
方式が用いられるようになってきた。一般にこのような
素子分離技術をトレンチアイソレーション方式と称して
いる。
第３図は従来のトレンチアイソレーション方式を用いた
半導体装置の製造方法による工程を順次示す断面図であ
る。
半導体装置の製造方法による工程を順次示す断面図であ
る。
まず、シリコン半導体基板３１の表面を酸化して酸化膜
３２を形成した後、その上にシリコン窒化膜３３を、さ
らに基板３１をエツチングする際のマスク材料となるＣ
ＶＤ法（化学的気相成長法）によるシリコン酸化膜３４
を順次堆積し、この上にフォトレジストｖＡ３５を塗布
形成する。しかる後、フォトレジスト膜３５の露光及び
現像を行なって不要部分を除去してパターニングを行な
う （第３図（ａ））。
３２を形成した後、その上にシリコン窒化膜３３を、さ
らに基板３１をエツチングする際のマスク材料となるＣ
ＶＤ法（化学的気相成長法）によるシリコン酸化膜３４
を順次堆積し、この上にフォトレジストｖＡ３５を塗布
形成する。しかる後、フォトレジスト膜３５の露光及び
現像を行なって不要部分を除去してパターニングを行な
う （第３図（ａ））。
続いて上記レジスト１Ｉ３５をエツチング用のマスクと
して、上記シリコン酸化膜３４、シリコン窒化１１３３
及び酸化１１３２を順次選択的にエツチングし、その後
、レジスト膜３５も除去する。次に上記シリコン酸化Ｄ
Ｉ３４をエツチング用のマスクとし、ＲＩＥ（反応性イ
オンエツチング）を用いた異方性エツチング技術により
基板３１を選択的にエツチングして満３６を形成する。
して、上記シリコン酸化膜３４、シリコン窒化１１３３
及び酸化１１３２を順次選択的にエツチングし、その後
、レジスト膜３５も除去する。次に上記シリコン酸化Ｄ
Ｉ３４をエツチング用のマスクとし、ＲＩＥ（反応性イ
オンエツチング）を用いた異方性エツチング技術により
基板３１を選択的にエツチングして満３６を形成する。
この後、マスクとして用いた上記シリコン酸化１Ｉ３４
を除去し、次いで満３６の内周面にシリコン酸化膜３７
を形成した後、溝３６の幅の２倍程度の厚さの多結晶シ
リコン１ｉ１３８を成長させる（第３図（ｂ））。
を除去し、次いで満３６の内周面にシリコン酸化膜３７
を形成した後、溝３６の幅の２倍程度の厚さの多結晶シ
リコン１ｉ１３８を成長させる（第３図（ｂ））。
次に上記多結晶シリコン届３８をエツチングしていき、
シリコン窒化１Ｉ３３の表面が露出した時点でエツチン
グを止め、これにより満３６の内部にのみ多結晶シリコ
ン層３８を残す（第３図（Ｃ））。
シリコン窒化１Ｉ３３の表面が露出した時点でエツチン
グを止め、これにより満３６の内部にのみ多結晶シリコ
ン層３８を残す（第３図（Ｃ））。
次にシリコン窒化１１３３を耐酸化マスクとして、溝１
６の内部に残されている多結晶シリコン！Ｉ３８の表面
を酸化し、そこに厚いＩｌ厚のフィールド酸化！！３９
を形成する（第３図（ｄ））。この後は、上記溝３６の
部分以外のところに素子を形成する。
６の内部に残されている多結晶シリコン！Ｉ３８の表面
を酸化し、そこに厚いＩｌ厚のフィールド酸化！！３９
を形成する（第３図（ｄ））。この後は、上記溝３６の
部分以外のところに素子を形成する。
ところで、このような分離方法では次のような問題点が
ある。
ある。
■ 溝３６を埋めるために多結晶シリコンＩ！１３８の
膜厚を厚くしなければならず、この多結晶シリコンＷＡ
Ｇ８の成長及びエツチングに長い時間が必要である。
膜厚を厚くしなければならず、この多結晶シリコンＷＡ
Ｇ８の成長及びエツチングに長い時間が必要である。
■ 多結晶シリコン層３８をエツチングする際の制御が
雌しく、溝３６のところで段差を生じ易い。
雌しく、溝３６のところで段差を生じ易い。
例えば、上記■の問題については、溝３６の幅を１．５
μｍにすると、多結晶シリコン層３８の厚さは３μｍ程
度必要となるが、膜厚のばらつきとエツチングのばらつ
きとにより、１μｍ以上もの段差が生じる可能性がある
。
μｍにすると、多結晶シリコン層３８の厚さは３μｍ程
度必要となるが、膜厚のばらつきとエツチングのばらつ
きとにより、１μｍ以上もの段差が生じる可能性がある
。
このような問題を解決するために、特開昭５７−６０８
５１号公報に記載されている発明では、溝の上部で溝の
傾きを緩くすることにより段差が急峻になるのを防止し
ている。しかし、この方法では分離領域が溝の幅よりも
広がってしまい、分ＩＩＩの縮小には限界がある。
５１号公報に記載されている発明では、溝の上部で溝の
傾きを緩くすることにより段差が急峻になるのを防止し
ている。しかし、この方法では分離領域が溝の幅よりも
広がってしまい、分ＩＩＩの縮小には限界がある。
また、配線容量を減少させたり、集積回路の信頼性を上
げるためには、素子部以外のフィールド領域などの酸化
膜を厚く形成する必要がある。ところが、フィールド酸
化膜をシリコン基板の酸化により形成すると、溝の近傍
で結晶欠陥が生じ易いことが報告されている。第３図に
示す従来方法では、第３図（ｄ）の工程で満３６の内部
に残されている多結晶シリコン層３８の表面を酸化して
厚い膜厚のシリコン酸化膜３９を形成する際に、溝３６
の周囲付近の基板３１も同時に酸化されるため、基板３
１のこの部分に結晶欠陥が生じ易いという問題がある。
げるためには、素子部以外のフィールド領域などの酸化
膜を厚く形成する必要がある。ところが、フィールド酸
化膜をシリコン基板の酸化により形成すると、溝の近傍
で結晶欠陥が生じ易いことが報告されている。第３図に
示す従来方法では、第３図（ｄ）の工程で満３６の内部
に残されている多結晶シリコン層３８の表面を酸化して
厚い膜厚のシリコン酸化膜３９を形成する際に、溝３６
の周囲付近の基板３１も同時に酸化されるため、基板３
１のこの部分に結晶欠陥が生じ易いという問題がある。
（発明が解決しようとする問題点）
このように従来の方法では、多結晶シリコン層の成長及
びエツチングに長い時間が必要となり、かつ表面に段差
が生じ易く、また基板に結晶欠陥が生じ易いという欠点
がある。
びエツチングに長い時間が必要となり、かつ表面に段差
が生じ易く、また基板に結晶欠陥が生じ易いという欠点
がある。
この発明は上記のような事情を考慮してなされたもので
あり、その目的は多結晶シリコン層の成長及びエツチン
グを短時間で行なうことができ、また表面に段差が発生
せず、かつ基板に結晶欠陥が発生しない半導体装置の製
造方法を提供することにある。
あり、その目的は多結晶シリコン層の成長及びエツチン
グを短時間で行なうことができ、また表面に段差が発生
せず、かつ基板に結晶欠陥が発生しない半導体装置の製
造方法を提供することにある。
［発明の構成］
（問題点を解決するための手段）
この発明の半導体装置の製造方法は、半導体基体に溝部
を形成する工程と、上記溝部の内周面及び上記基体の表
面を連続して第１の絶縁膜で被覆する工程と、上記溝部
が埋まらない程度に上記第１の絶縁膜上に第１の多結晶
シリコン層を堆積する工程と、上記第１の多結晶シリコ
ン層を第２の絶縁膜で被覆する工程と、上記溝部が埋ま
るように上記第２の絶ａｍ上に第２の多結晶シリコン層
を堆積する工程と、上記第２の多結晶シリコン層をエツ
チングしてこの第２の多結晶シリコン層を上記溝部内に
のみ残す工程と、上記基体表面上の第１の多結晶シリコ
ン層を少なくとも上記溝部の位置付近に残す工程と、上
記工程で残された第１の多結晶シリコン１層を酸化する
工程とから構成されている。
を形成する工程と、上記溝部の内周面及び上記基体の表
面を連続して第１の絶縁膜で被覆する工程と、上記溝部
が埋まらない程度に上記第１の絶縁膜上に第１の多結晶
シリコン層を堆積する工程と、上記第１の多結晶シリコ
ン層を第２の絶縁膜で被覆する工程と、上記溝部が埋ま
るように上記第２の絶ａｍ上に第２の多結晶シリコン層
を堆積する工程と、上記第２の多結晶シリコン層をエツ
チングしてこの第２の多結晶シリコン層を上記溝部内に
のみ残す工程と、上記基体表面上の第１の多結晶シリコ
ン層を少なくとも上記溝部の位置付近に残す工程と、上
記工程で残された第１の多結晶シリコン１層を酸化する
工程とから構成されている。
（作用）
この発明の半導体装置の製造方法では、半導体基体に形
成した溝部の内周面及び基体の表面を連続して第１の絶
縁膜で被覆し、この上に溝部が埋まらない程度に第１の
多結晶シリコン層を堆積し、さらにこの上を第２の絶縁
膜で被覆し、次にこの上に溝部が埋まるように第２の多
結晶シリコン層をＪ［する。そして、上記第２の多結晶
シリコン層をエツチングしてこの第２の多結晶シリコン
層を上記溝部内にのみ残すようにしている。さらに第１
の多結晶シリコン層を少なくとも上記溝部の位置付近に
残した後にこの第１の多結晶シリコン層を酸化してフィ
ールド酸化膜を形成するようにしている。
成した溝部の内周面及び基体の表面を連続して第１の絶
縁膜で被覆し、この上に溝部が埋まらない程度に第１の
多結晶シリコン層を堆積し、さらにこの上を第２の絶縁
膜で被覆し、次にこの上に溝部が埋まるように第２の多
結晶シリコン層をＪ［する。そして、上記第２の多結晶
シリコン層をエツチングしてこの第２の多結晶シリコン
層を上記溝部内にのみ残すようにしている。さらに第１
の多結晶シリコン層を少なくとも上記溝部の位置付近に
残した後にこの第１の多結晶シリコン層を酸化してフィ
ールド酸化膜を形成するようにしている。
これにより、この第２の多結晶シリコン層の堆積は最初
の溝部の幅よりも狭い幅を埋めることになるので短時間
で埋めることができ、かつエツチングに必要な時間も短
くすることができる。また、第２の多結晶シリコン層の
エツチングの際に、基体の平坦面上に位置している第２
の絶縁膜の表面が露出した時点でエツチングを止めれば
よいため、エツチングの制御性が容易である。
の溝部の幅よりも狭い幅を埋めることになるので短時間
で埋めることができ、かつエツチングに必要な時間も短
くすることができる。また、第２の多結晶シリコン層の
エツチングの際に、基体の平坦面上に位置している第２
の絶縁膜の表面が露出した時点でエツチングを止めれば
よいため、エツチングの制御性が容易である。
さらに、残された第１の多結晶シリコン層を酸化してフ
ィールド酸化膜を形成するようにしており、溝部付近の
基体を酸化することなしにフィールド酸化膜を形成する
ことができるため、結晶欠陥の発生が押さえられる。
ィールド酸化膜を形成するようにしており、溝部付近の
基体を酸化することなしにフィールド酸化膜を形成する
ことができるため、結晶欠陥の発生が押さえられる。
（実施例）
以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。
第１図はこの発明に係る半導体装置の製造方法の一実施
例による主要な製造工程を順次示す断面図である。
例による主要な製造工程を順次示す断面図である。
まず、シリコン半導体基板１１の表面を熱酸化法、もし
くはＣＶＤ法によりシリコン酸化！１ｉ１２を形成し、
その上にシリコン窒化膜１３を減圧ＣＶＤ法などの方法
で堆積する。次に、上記シリコン窒化膜１３上に、基板
１１を選択エツチングする際のマスク材料となるシリコ
ン酸化１１４をＣＶＤ法により堆積する。さらに、この
シリコン酸化膜１４上にフォトレジスト膜１５を塗布形
成する。しかる後、フォトレジスト膜１５の露光及び現
象を行ない不要部分を除去してバターニングを行なう
（第１図（ａ））。
くはＣＶＤ法によりシリコン酸化！１ｉ１２を形成し、
その上にシリコン窒化膜１３を減圧ＣＶＤ法などの方法
で堆積する。次に、上記シリコン窒化膜１３上に、基板
１１を選択エツチングする際のマスク材料となるシリコ
ン酸化１１４をＣＶＤ法により堆積する。さらに、この
シリコン酸化膜１４上にフォトレジスト膜１５を塗布形
成する。しかる後、フォトレジスト膜１５の露光及び現
象を行ない不要部分を除去してバターニングを行なう
（第１図（ａ））。
続いて上記レジスト１１１５をエツチング用のマスクと
して、ＣＦ４などのガスを用いた異方性ドライエツチン
グ（例えばＲＩＥ、すなわち反応性イオンエツチング）
により上記シリコン酸化ｖＡ１４、シリコン窒化膜１３
及びシリコン酸化１１１２を順次、選択的にエツチング
し、その後、レジスト膜１５を酸素プラズマ中で燃焼す
るか、ｌｉＩ！酸系水溶液で処理することにより剥離す
る。次にシリコン酸化膜１４をエツチング用のマスクと
し、ＲＩＥ（反応性イオンエツチング）を用いた異方性
エツチング技術により基板１１を選択的にエツチングし
て溝１６を形成する。このとき、異方性エツチング技術
の持つ特性により、溝１６の両面が基板１１の平坦面に
対して垂直もしくは略垂直となるように形成される。
して、ＣＦ４などのガスを用いた異方性ドライエツチン
グ（例えばＲＩＥ、すなわち反応性イオンエツチング）
により上記シリコン酸化ｖＡ１４、シリコン窒化膜１３
及びシリコン酸化１１１２を順次、選択的にエツチング
し、その後、レジスト膜１５を酸素プラズマ中で燃焼す
るか、ｌｉＩ！酸系水溶液で処理することにより剥離す
る。次にシリコン酸化膜１４をエツチング用のマスクと
し、ＲＩＥ（反応性イオンエツチング）を用いた異方性
エツチング技術により基板１１を選択的にエツチングし
て溝１６を形成する。このとき、異方性エツチング技術
の持つ特性により、溝１６の両面が基板１１の平坦面に
対して垂直もしくは略垂直となるように形成される。
この後、マスクとして用いた上記シリコン酸化膜１４を
除去し、次いで満１６の内周面に熱酸化法によりシリコ
ン酸化Ｂ１１７を形成する。この後、上記シリコン窒化
ｗＡ１３及びシリコン酸化１１１１２を全面除去し、新
たに溝１６の内周面を含む全面にシリコン酸化１１１８
及びシリコン窒化膜１９を形成する。この後、多結晶シ
リコン層２０をＣＶＤ法により１０００人ないし５００
０人程度成長させる （第１図（ｂ））。
除去し、次いで満１６の内周面に熱酸化法によりシリコ
ン酸化Ｂ１１７を形成する。この後、上記シリコン窒化
ｗＡ１３及びシリコン酸化１１１１２を全面除去し、新
たに溝１６の内周面を含む全面にシリコン酸化１１１８
及びシリコン窒化膜１９を形成する。この後、多結晶シ
リコン層２０をＣＶＤ法により１０００人ないし５００
０人程度成長させる （第１図（ｂ））。
次に上記多結晶シリコン層２０の表面に約１０００成長
度のシリコン窒化ｐ１１２１をＣＶＤ法により形成し、
次に溝１６が埋まるように多結晶シリコン層２２を成長
させる。このときの多結晶シリコン層２２の膜厚は溝１
６の幅にもよるが、溝１６の当初の幅を１．５μｍとす
ると１μｍ程度の厚さにすると溝１６がほぼ埋め込まれ
る（第１図（Ｃ））。
度のシリコン窒化ｐ１１２１をＣＶＤ法により形成し、
次に溝１６が埋まるように多結晶シリコン層２２を成長
させる。このときの多結晶シリコン層２２の膜厚は溝１
６の幅にもよるが、溝１６の当初の幅を１．５μｍとす
ると１μｍ程度の厚さにすると溝１６がほぼ埋め込まれ
る（第１図（Ｃ））。
次に上記多結晶シリコン！２２を塩素系ガスプラズマを
用いた異方性ドライエツチング法によりエツチングして
いき、基板１１の平坦面上のシリコン窒化膜２１の表面
が露出した時点でエツチングを止める。これにより満１
６の内部にのみ、後からｍ積した第２層目の多結晶シリ
コン層２２を残す。さらに、表面に露出しているシリコ
ン窒化膜２１を等方性ドライエツチング法で除去した後
、溝１６の付近及び素子を形成しない基板表面上にのみ
多結晶シリコン層２０を選択的に残すようにバターニン
グする。（第１図（ｄ））。
用いた異方性ドライエツチング法によりエツチングして
いき、基板１１の平坦面上のシリコン窒化膜２１の表面
が露出した時点でエツチングを止める。これにより満１
６の内部にのみ、後からｍ積した第２層目の多結晶シリ
コン層２２を残す。さらに、表面に露出しているシリコ
ン窒化膜２１を等方性ドライエツチング法で除去した後
、溝１６の付近及び素子を形成しない基板表面上にのみ
多結晶シリコン層２０を選択的に残すようにバターニン
グする。（第１図（ｄ））。
次に熱酸化法により、多結晶シリコン層２０及び溝１６
を埋めている多結晶シリコン層２２の表面を熱酸化して
厚い膜厚のフィールド酸化Ｉ！４２３を形成する（第１
図（ｅ））、この後は、上記溝１６の部分以外のところ
に素子を形成する。
を埋めている多結晶シリコン層２２の表面を熱酸化して
厚い膜厚のフィールド酸化Ｉ！４２３を形成する（第１
図（ｅ））、この後は、上記溝１６の部分以外のところ
に素子を形成する。
このような工程により、満１６で構成された分離領域が
形成される。ところで、上記のような方法によれば、多
結晶シリコン層２２の堆積は満１６の当初よりも狭い幅
を埋めることになるので短時間で埋めることができる。
形成される。ところで、上記のような方法によれば、多
結晶シリコン層２２の堆積は満１６の当初よりも狭い幅
を埋めることになるので短時間で埋めることができる。
例えば、従来の方法では溝の当初の幅を１．５μｍとす
ると、この溝を埋めるためには多結晶シリコン層を３μ
ｍ程度堆積しなければならないが、上記実施例の場合に
は１μｍでよい。また、上記実施例によればこの多結晶
シリコン層２２の膜厚が薄いため、この層２２のエツチ
ングに必要な時間を短くすることができる。
ると、この溝を埋めるためには多結晶シリコン層を３μ
ｍ程度堆積しなければならないが、上記実施例の場合に
は１μｍでよい。また、上記実施例によればこの多結晶
シリコン層２２の膜厚が薄いため、この層２２のエツチ
ングに必要な時間を短くすることができる。
また、第２の多結晶シリコン層２２のエツチングの際に
、基体１１の平坦面上に位置しているシリコン窒化膜２
１の表面が露出した時点でエツチングを止めればよいた
め、エツチングの制御性が容易である。さらに、多結晶
シリコン層２２のエツチングを制陣性良く行なうことが
できるため、この後に形成されるフィールド酸化膜２３
の膜厚をＲ適値にすることができ、段差を発生が防止で
きて表面の平坦性を保つことができる。
、基体１１の平坦面上に位置しているシリコン窒化膜２
１の表面が露出した時点でエツチングを止めればよいた
め、エツチングの制御性が容易である。さらに、多結晶
シリコン層２２のエツチングを制陣性良く行なうことが
できるため、この後に形成されるフィールド酸化膜２３
の膜厚をＲ適値にすることができ、段差を発生が防止で
きて表面の平坦性を保つことができる。
また、残された第１層目の多結晶シリコン層２０を酸化
してフィールド酸化膜２３を形成するようにしているの
で、溝１６の位置で基体１１が酸化されることがなく、
従って基体１１の酸化による結晶欠陥の発生を押さえる
ことができる。
してフィールド酸化膜２３を形成するようにしているの
で、溝１６の位置で基体１１が酸化されることがなく、
従って基体１１の酸化による結晶欠陥の発生を押さえる
ことができる。
第２図はこの発明をバイポーラトランジスタの製造に実
施した場合の製造工程を順次示す断面図である。
施した場合の製造工程を順次示す断面図である。
ここでは前記シリコン半導体基板１１として、Ｐ型シリ
コン基板１１Ａの表面にＮ１型の埋め込み層１１Ｂを堆
積し、さらにこの層１１Ｂ上にＮ型エピタキシャル層１
１Ｃを成長させたものを使用する。そしてまず、エピタ
キシャル１１１１Ｃの表面に熱酸化法もしくはＣＶＤ法
によりシリコン酸化膜１２を形成し、その上にシリコン
窒化ｌｌ１１３を減圧ＣＶＤ法などの方法で堆積する。
コン基板１１Ａの表面にＮ１型の埋め込み層１１Ｂを堆
積し、さらにこの層１１Ｂ上にＮ型エピタキシャル層１
１Ｃを成長させたものを使用する。そしてまず、エピタ
キシャル１１１１Ｃの表面に熱酸化法もしくはＣＶＤ法
によりシリコン酸化膜１２を形成し、その上にシリコン
窒化ｌｌ１１３を減圧ＣＶＤ法などの方法で堆積する。
次に、上記シリコン窒化１９１３上に、基板１１を選択
エツチングする際のマスク材料となるシリコン酸化ｌ１
１４をＣＶＤ法により堆積する。さらに、このシリコン
酸化ｌｌ１１４上にフォトレジスト膜１５を塗布形成す
る。しかる後、フォトレジスト［１１５の露光及び現像
を行ない不要部分を除去してパターニングを行なう（第
２図（ａ））。
エツチングする際のマスク材料となるシリコン酸化ｌ１
１４をＣＶＤ法により堆積する。さらに、このシリコン
酸化ｌｌ１１４上にフォトレジスト膜１５を塗布形成す
る。しかる後、フォトレジスト［１１５の露光及び現像
を行ない不要部分を除去してパターニングを行なう（第
２図（ａ））。
続いて上記レジスト膜１５をエツチング用のマスクとし
て、ＣＦ４などのガスを用いた異方性ドライエッチング
（例えばＲＩＥ、すなわち反応性イオンエツチング）に
より上２シリコン酸化ｇ１１４、シリコン窒化膜１３及
びシリコン酸化膜１２を順次、選択的にエツチングし、
その後、レジストｆｉ！１５をＩＩ！素プラズマ中で燃
焼するか、硫酸系水溶液で処理することにより剥離する
。次にシリコン酸化膜１４をエツチング用のマスクとし
、ＲＩＥ（反応性イオンエツチング）を用いた異方性エ
ツチング技術により基板１１を選択的にエツチングして
Ｐ型シリコン基板１１Ａに達する溝１６を形成する。こ
のとき、異方性エツチング技術の持つ特性により、溝１
Ｇの側面が基板１１の平坦面に対して垂直もしくは略垂
直となるように形成される。この侵、ボロンを基板１１
表面より垂直にイオン注入して、チャネルストッパー領
域４１を溝１６の底部に位置する基板１１Ａに形成する
（第２図（ｂ））。
て、ＣＦ４などのガスを用いた異方性ドライエッチング
（例えばＲＩＥ、すなわち反応性イオンエツチング）に
より上２シリコン酸化ｇ１１４、シリコン窒化膜１３及
びシリコン酸化膜１２を順次、選択的にエツチングし、
その後、レジストｆｉ！１５をＩＩ！素プラズマ中で燃
焼するか、硫酸系水溶液で処理することにより剥離する
。次にシリコン酸化膜１４をエツチング用のマスクとし
、ＲＩＥ（反応性イオンエツチング）を用いた異方性エ
ツチング技術により基板１１を選択的にエツチングして
Ｐ型シリコン基板１１Ａに達する溝１６を形成する。こ
のとき、異方性エツチング技術の持つ特性により、溝１
Ｇの側面が基板１１の平坦面に対して垂直もしくは略垂
直となるように形成される。この侵、ボロンを基板１１
表面より垂直にイオン注入して、チャネルストッパー領
域４１を溝１６の底部に位置する基板１１Ａに形成する
（第２図（ｂ））。
この後、マスクとして用いた上記シリコン酸化膜１４を
除去し、次いで満１６の内周面に熱酸化法によりシリコ
ン酸化膜１７を形成する。この後、上記シリコン？化膜
１３及びシリコン酸化膜１２を全面除去し、新たに満１
６の内周面を含む全面にシリコン酸化膜１８及びシリコ
ン窒化膜１９を形成する。この後、多結晶シリコン層２
０をＣＶＤにより１０００人ないし５０００人程度成長
させる（第２図（Ｃ））。
除去し、次いで満１６の内周面に熱酸化法によりシリコ
ン酸化膜１７を形成する。この後、上記シリコン？化膜
１３及びシリコン酸化膜１２を全面除去し、新たに満１
６の内周面を含む全面にシリコン酸化膜１８及びシリコ
ン窒化膜１９を形成する。この後、多結晶シリコン層２
０をＣＶＤにより１０００人ないし５０００人程度成長
させる（第２図（Ｃ））。
次に上記多結晶シリコン層２０の表面に杓１０００人程
成長シリコン窒化膜２１をＣＶＤ法により形成し、次に
満１６が埋まるように多結晶シリコン層２２を成長させ
る。このときの多結晶シリコン層２２の膜厚は溝１６の
幅にもよるが、満１６の当初の幅を１．５μｍとすると
１μｍ程度の厚さにすると満１６がほぼ埋め込まれる（
第２図（ｄ））。
成長シリコン窒化膜２１をＣＶＤ法により形成し、次に
満１６が埋まるように多結晶シリコン層２２を成長させ
る。このときの多結晶シリコン層２２の膜厚は溝１６の
幅にもよるが、満１６の当初の幅を１．５μｍとすると
１μｍ程度の厚さにすると満１６がほぼ埋め込まれる（
第２図（ｄ））。
次に上記多結晶シリコン層２２を塩素系ガスプラズマを
用いた異方性ドライエツチング法によりエツチングして
いき、基板１１の平坦面上のシリコン窒化ｇｉ２１の表
面が露出した時点でエツチングを止める。これにより溝
１６の内部にのみ、後から堆積した第１！目の多結晶シ
リコン層２２をパす。さらに、表面に露出しているシリ
コン窒化膜２１を等方性ドライエツチング法で除去した
後、溝１６の付近及び素子を形成しない基板表面上にの
み多結晶シリコン層２０を選択的に残すようにバターニ
ングする。（第２図（ｅ））。
用いた異方性ドライエツチング法によりエツチングして
いき、基板１１の平坦面上のシリコン窒化ｇｉ２１の表
面が露出した時点でエツチングを止める。これにより溝
１６の内部にのみ、後から堆積した第１！目の多結晶シ
リコン層２２をパす。さらに、表面に露出しているシリ
コン窒化膜２１を等方性ドライエツチング法で除去した
後、溝１６の付近及び素子を形成しない基板表面上にの
み多結晶シリコン層２０を選択的に残すようにバターニ
ングする。（第２図（ｅ））。
次に熱酸化法により、多結晶シリコン層２０及び溝１６
を埋めている多結晶シリコン１２２の表面を熱酸化して
厚い膜厚のフィールド酸化！１１２３を形成する（第２
図（ｆ））。
を埋めている多結晶シリコン１２２の表面を熱酸化して
厚い膜厚のフィールド酸化！１１２３を形成する（第２
図（ｆ））。
次に、全面にフォトレジスト２４を塗布した後、ＮＰＮ
トランジスタのコレクタ電極形成部分に対応した位置に
開口を有するようにバターニングし、このレジスト２４
及び上記フィールド酸化膜２３をマスクにしてリンをイ
オン注入することによりＮ＋型のコレクタ引き出し１ｉ
１２５をＮ型エピタキシャル層１１Ｇに形成する（第２
図（Ｑ））。
トランジスタのコレクタ電極形成部分に対応した位置に
開口を有するようにバターニングし、このレジスト２４
及び上記フィールド酸化膜２３をマスクにしてリンをイ
オン注入することによりＮ＋型のコレクタ引き出し１ｉ
１２５をＮ型エピタキシャル層１１Ｇに形成する（第２
図（Ｑ））。
次に、再び全面にフォトレジスト２６を塗布した後、こ
のレジスト２６を上記コレクタ引き出し層２５を覆うよ
うな形状にバターニングした後、このレジスト２６及び
上記フィールド酸化１Ｉ２３をマスクにボロンをイオン
注入することによりＰ型のベース層２７をＮ型エピタキ
シャル層１１Ｇの表面に形成する（第２図（ｈ））。
のレジスト２６を上記コレクタ引き出し層２５を覆うよ
うな形状にバターニングした後、このレジスト２６及び
上記フィールド酸化１Ｉ２３をマスクにボロンをイオン
注入することによりＰ型のベース層２７をＮ型エピタキ
シャル層１１Ｇの表面に形成する（第２図（ｈ））。
次に、さらに再び全面にフォトレジスト２８を塗布し、
上記コレクタ引き出し層２５及びベース層２７それぞれ
に対応した位置に開口を有する形状にレジスト２８をバ
ターニングする。この後、このレジスト２８をマスクに
リンをイオン注入することにより上記ベース層２７の表
面にＮ型のエミツタ層２９を形成する（第２図（ｉ））
。
上記コレクタ引き出し層２５及びベース層２７それぞれ
に対応した位置に開口を有する形状にレジスト２８をバ
ターニングする。この後、このレジスト２８をマスクに
リンをイオン注入することにより上記ベース層２７の表
面にＮ型のエミツタ層２９を形成する（第２図（ｉ））
。
この後は上記コレクタ引き出し層２５、ベース層２７及
びエミッタ！！２９それぞれの表面に通じるコンタクト
ホールを開口した後、全面に真空蒸着法によりアルミニ
ュームを被着させ、これをバターニングしてコレクタ電
極３０、ベースミル３１及びエミッタ電極３２それぞれ
を形成することによりＮＰＮトランジスタが完成する（
第２図（ｊ））。
びエミッタ！！２９それぞれの表面に通じるコンタクト
ホールを開口した後、全面に真空蒸着法によりアルミニ
ュームを被着させ、これをバターニングしてコレクタ電
極３０、ベースミル３１及びエミッタ電極３２それぞれ
を形成することによりＮＰＮトランジスタが完成する（
第２図（ｊ））。
この実施例の方法でも第１図の場合と同様の理由により
、短時間で多結晶シリコン層の成長及びエツチングを行
なうことができ、かつ表面には段差が発生することがな
く、基板に対して結晶欠陥を発生させることがない。
、短時間で多結晶シリコン層の成長及びエツチングを行
なうことができ、かつ表面には段差が発生することがな
く、基板に対して結晶欠陥を発生させることがない。
なお、この発明は上記した実施例に限定されるものでは
なく種々の変形が可能であることはいうまでもない。例
えば、上記実施例では溝１６を形成した後に表面にシリ
コン酸化膜１８とシリコン窒化膜１９の二層膜を堆積す
る場合について説明したが、これはシリコン酸化膜のみ
を堆積するようにしてもよい。そして、このような場合
には、堆積された多結晶シリコン層２０の膜厚と、形成
すべきフィールド酸化膜２３の膜厚との関係に基づいて
基板表面が酸化される量をＩＩ ｎすることができる。
なく種々の変形が可能であることはいうまでもない。例
えば、上記実施例では溝１６を形成した後に表面にシリ
コン酸化膜１８とシリコン窒化膜１９の二層膜を堆積す
る場合について説明したが、これはシリコン酸化膜のみ
を堆積するようにしてもよい。そして、このような場合
には、堆積された多結晶シリコン層２０の膜厚と、形成
すべきフィールド酸化膜２３の膜厚との関係に基づいて
基板表面が酸化される量をＩＩ ｎすることができる。
［発明の効果］
以上説明したようにこの発明によれば、多結晶シリコン
層の成長及びエツチングを短時間で行なうことができ、
また表面に段差が発生せず、かつ基板に結晶欠陥が発生
しない半導体装置の製造方法を提供することができる。
層の成長及びエツチングを短時間で行なうことができ、
また表面に段差が発生せず、かつ基板に結晶欠陥が発生
しない半導体装置の製造方法を提供することができる。
第１図（ａ）ないし第１図（ｅ）はこの発明の一実施例
による製造工程を示す断面図、第２図（ａ）ないし第２
図（ｊ）はこの発明の他の実施例による製造工程を示す
断面図、第３図（ａ）ないし第３図（ｄ）は従来方法に
よる製造工程を示す断面図である。 １１・・・シリコン半導体基板、１２・・・シリコン酸
化膜、１３・・・シリコン窒化膜、１４・・・シリコン
酸化膜、１５・・・フォトレジスト膜、１６・・・溝、
１７・・・シリコン酸化膜、１８・・・シリコン酸化膜
、１９・・・シリコン窒化膜、２０・・・多結晶シリコ
ン層、２１・・・シリコン窒化膜、２２・・・多結晶シ
リコン層、２３・・・フィールド酸化膜、２４．２６゜
２８・・・フォトレジスト、２５・・・コレクタ引き出
し層、２７・・・ベース層、２９・・・エミッタ、３０
・・・コレクタ電ｔｆＡ、３１・・・ベース電極、３２
・・・エミッタ電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第 １ 図 第２図 第３図
による製造工程を示す断面図、第２図（ａ）ないし第２
図（ｊ）はこの発明の他の実施例による製造工程を示す
断面図、第３図（ａ）ないし第３図（ｄ）は従来方法に
よる製造工程を示す断面図である。 １１・・・シリコン半導体基板、１２・・・シリコン酸
化膜、１３・・・シリコン窒化膜、１４・・・シリコン
酸化膜、１５・・・フォトレジスト膜、１６・・・溝、
１７・・・シリコン酸化膜、１８・・・シリコン酸化膜
、１９・・・シリコン窒化膜、２０・・・多結晶シリコ
ン層、２１・・・シリコン窒化膜、２２・・・多結晶シ
リコン層、２３・・・フィールド酸化膜、２４．２６゜
２８・・・フォトレジスト、２５・・・コレクタ引き出
し層、２７・・・ベース層、２９・・・エミッタ、３０
・・・コレクタ電ｔｆＡ、３１・・・ベース電極、３２
・・・エミッタ電極。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 第１図 第 １ 図 第２図 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 半導体基体に溝部を形成する工程と、上記溝部の内
周面及び上記基体の表面を連続して第１の絶縁膜で被覆
する工程と、上記溝部が埋まらない程度に上記第１の絶
縁膜上に第１の多結晶シリコン層を堆積する工程と、上
記第１の多結晶シリコン層を第２の絶縁膜で被覆する工
程と、上記溝部が埋まるように上記第２の絶縁膜上に第
２の多結晶シリコン層を堆積する工程と、上記第２の多
結晶シリコン層をエッチングしてこの第２の多結晶シリ
コン層を上記溝部内にのみ残す工程と、上記基体表面上
の第１の多結晶シリコン層を少なくとも上記溝部の位置
付近に残す工程と、上記工程で残された第１の多結晶シ
リコン層を酸化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。 ２ 前記第１の絶縁膜が耐酸化性を有する膜を含んでい
る特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置の製造方法
。 ３ 前記第２の多結晶シリコン層をエッチングしてこの
第２の多結晶シリコン層を上記溝部内にのみ残す工程の
後に、前記溝部以外の基体上の第２の絶縁膜を除去する
工程をさらに具備した特許請求の範囲第１項に記載の半
導体装置の製造方法。 ４ 前記溝部の側面が前記基体の平坦面に対して垂直も
しくは略垂直となるように形成される特許請求の範囲第
１項に記載の半導体装置の製造方法。 ５ 前記第１の多結晶シリコン層を酸化する際に同時に
前記溝部上の前記第２の多結晶シリコン層の表面も酸化
するようにした特許請求の範囲第１項に記載の半導体装
置の製造方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169245A JPH07105436B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
| US07/072,446 US4810668A (en) | 1986-07-18 | 1987-07-13 | Semiconductor device element-isolation by oxidation of polysilicon in trench |
| KR1019870007715A KR900005121B1 (ko) | 1986-07-18 | 1987-07-16 | 반도체장치의 제조방법 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61169245A JPH07105436B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6325947A true JPS6325947A (ja) | 1988-02-03 |
| JPH07105436B2 JPH07105436B2 (ja) | 1995-11-13 |
Family
ID=15882931
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61169245A Expired - Lifetime JPH07105436B2 (ja) | 1986-07-18 | 1986-07-18 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4810668A (ja) |
| JP (1) | JPH07105436B2 (ja) |
| KR (1) | KR900005121B1 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US5405806A (en) * | 1994-03-29 | 1995-04-11 | Motorola Inc. | Method for forming a metal silicide interconnect in an integrated circuit |
| JP2861856B2 (ja) | 1995-03-30 | 1999-02-24 | 日本電気株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US5724374A (en) * | 1996-08-19 | 1998-03-03 | Picolight Incorporated | Aperture comprising an oxidized region and a semiconductor material |
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