(57)【要約】【課題】絶縁膜破壊による耐圧不良を抑制することができるＳＴＩ構造を有する半導体装置とする【解決手段】浅溝１ａを形成してから犠牲酸化を行って犠牲酸化膜１０を形成したのち、犠牲酸化膜１０を除去してＳｉＮ残５ａをリフトオフする。さらに、その際に発生した異物１１を洗浄により除去してから、トレンチ２を形成するためのエッチングを行う。これにより、ＳｉＮ残５ａの位置においてＳｉ残が発生しても、犠牲酸化によってそれを酸化して微小なものにできる。したがって、犠牲酸化膜１０を除去した後に残る突起部１ｂを微小なものにでき、トレンチ２の形成後に残る突起部２ａについても微小なものにできる。よって、絶縁膜３の膜厚が局所的に薄くなったとしても、高電界に対応できる膜厚とすることが可能となる。【選択図】図２
2019179878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トレンチ（２）が形成されたシリコン層（１）と、
前記トレンチ内に絶縁膜（３）が埋め込まれることで構成されたＳＴＩ構造と、を有する半導体装置であって、
前記トレンチ（２）の底面には突起部（２ａ）が形成され、該突起部の高さが前記トレンチの深さよりも小さくなっている半導体装置。
【請求項２】
前記突起部の高さが１００ｎｍ以下である請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記トレンチの深さと前記突起部の高さとの差が、回路の使用条件を満たす値以上である請求項１または２に記載の半導体装置。
【請求項４】
シリコン層（１）を用意することと、
前記シリコン層の上にパッド酸化膜（４）とシリコン窒化膜（５）を順に成膜することと、
前記シリコン窒化膜の上に、所望パターンのレジスト（６）を形成することと、
前記レジストをマスクとして、前記シリコン窒化膜と前記パッド酸化膜をエッチングし、前記シリコン窒化膜および前記パッド酸化膜の所望領域を開口させると共に、前記シリコン層の表層部までオーバエッチングして浅溝（１ａ）を形成することと、
前記浅溝の表面において前記シリコン層を犠牲酸化することで犠牲酸化膜（１０）を形成することと、
前記犠牲酸化膜を除去することと、
前記犠牲酸化膜を除去した後の前記浅溝の表面を洗浄することと、
前記洗浄することの後に、前記シリコン窒化膜をマスクとして前記シリコン層をエッチングしてトレンチ（２）を形成することと、
前記トレンチ内に絶縁膜を埋め込むことでＳＴＩ構造を構成することと、を含んでいる半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記犠牲酸化膜を形成することでは、前記犠牲酸化膜の膜厚を４５〜１００ｎｍとする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記犠牲酸化膜を除去することでは、前記犠牲酸化膜を除去することで、前記トレンチの形成予定領域に残っている前記シリコン窒化膜の残り（５ａ）をリフトオフして除去する請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＳＴＩ（Shallow  Trench  Isolation）構造を有する半導体装置およびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、半導体装置における素子分離の絶縁構造としてＳＴＩ構造がある。このＳＴＩ構造は、例えば以下のような方法により製造される（特許文献１参照）。
【０００３】
まず、Ｓｉ（シリコン）層の表面にパッド酸化膜とハードマスクとなるＳｉＮ（シリコン窒化）膜を順に成膜した後、ＳｉＮ膜上にレジスト膜を形成し、レジスト膜を露光によりパターニングしてトレンチ形成予定領域を開口させる。続いて、レジスト膜をマスクとしてＳｉＮ膜およびパッド酸化膜をパターニングし、ＳｉＮ膜およびパッド酸化膜のうちのトレンチ形成予定領域を開口させる。そして、ＳｉＮ膜およびパッド酸化膜をマスクとしたドライエッチングを行うことで、トレンチを形成する。
【０００４】
その後、トレンチの上端や下端の丸まりを調整するために、トレンチ形成後に犠牲酸化および犠牲酸化膜の除去を行い、さらにトレンチの加工時のダメージ層の除去および汚染物質の除去を行うようにしている。そして、トレンチ内を含めてＳｉＮ膜の上に絶縁膜を構成する埋込酸化膜を成膜し、さらに埋込酸化膜の平坦化を行ったり、ＳｉＮ膜を除去するなどして、トレンチ内に埋込酸化膜を残す。これにより、トレンチ内に埋込酸化膜が配置されたＳＴＩ構造が構成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２２７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、ＳｉＮ膜およびパッド酸化膜をパターニングする際にレジスト残りなどの異物の存在によって、ＳｉＮ膜の残り（以下、ＳｉＮ残という）が生じ、トレンチとなるべき領域にＳｉ層の残り（以下、Ｓｉ残という）が生じる。このため、トレンチ内に埋込酸化膜を形成した際に、ＳｉＮ残が生じた位置において円錐台形状または円錐形状のＳｉ残が生じた状態となり、埋込酸化膜の厚みが薄くなる。高耐圧素子においてＳＴＩ構造を構成する埋込酸化膜中にＳｉ残が有った場合、局所的に埋込酸化膜が薄くなることで高電界が掛かり、絶縁膜破壊による耐圧不良を招くことになる。
【０００７】
本発明は上記点に鑑みて、絶縁膜破壊による耐圧不良を抑制することができるＳＴＩ構造を有する半導体装置およびその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明では、トレンチ（２）が形成されたシリコン層（１）と、トレンチ内に絶縁膜（３）が埋め込まれることで構成されたＳＴＩ構造と、を有する半導体装置であって、トレンチ（２）の底面には突起部（２ａ）が形成され、該突起部の高さがトレンチの深さよりも小さくなっている。
【０００９】
このように、トレンチの底面に形成された突起部の高さがトレンチの深さよりも低い、つまりシリコン層の表面の高さと比較して低くなっている。このため、絶縁膜の膜厚について、突起部が形成されている位置でも厚くすることができる。したがって、トレンチの底面に突起部が形成されていることで絶縁膜の膜厚が局所的に薄くなっていたとしても、高電界に対応できる膜厚を維持することができ、絶縁膜破壊による耐圧不良を抑制することが可能となる。
【００１０】
請求項４に記載の発明では、シリコン層（１）を用意することと、シリコン層の上にパッド酸化膜（４）とシリコン窒化膜（５）を順に成膜することと、シリコン窒化膜の上に、所望パターンのレジスト（６）を形成することと、レジストをマスクとして、シリコン窒化膜とパッド酸化膜をエッチングし、シリコン窒化膜およびパッド酸化膜の所望領域を開口させると共に、シリコン層の表層部までオーバエッチングして浅溝（１ａ）を形成することと、浅溝の表面においてシリコン層を犠牲酸化することで犠牲酸化膜（１０）を形成することと、犠牲酸化膜を除去することと、犠牲酸化膜を除去した後の浅溝の表面を洗浄することと、洗浄後に、シリコン窒化膜をマスクとしてシリコン層をエッチングしてトレンチ（２）を形成することと、トレンチ内に絶縁膜を埋め込むことでＳＴＩ構造を構成することと、を含んでいる。
【００１１】
このように、浅溝を形成してから犠牲酸化を行って犠牲酸化膜を形成したのち、犠牲酸化膜を除去すればＳｉＮ残をリフトオフできる。さらに、その後に洗浄しているため、犠牲酸化膜を除去する際に発生した異物を除去してから、トレンチを形成するためのエッチングを行うことができる。このため、ＳｉＮ残の位置においてＳｉ残が発生しても、犠牲酸化によってそれを酸化して微小なものにできる。したがって、犠牲酸化膜を除去した後に残る突起部を微小なものにでき、トレンチの形成後に残る突起部についても微小なものにできる。これにより、絶縁膜の膜厚が局所的に薄くなったとしても、高電界に対応できる膜厚とすることが可能となる。
【００１２】
なお、各構成要素等に付された括弧付きの参照符号は、その構成要素等と後述する実施形態に記載の具体的な構成要素等との対応関係の一例を示すものである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】第１実施形態にかかる半導体装置のＳＴＩ構造を示した断面図である。
【図２】図１に示すＳＴＩ構造の製造工程を示した断面図である。
【図３】図２に続くＳＴＩ構造の製造工程を示した断面図である。
【図４】犠牲酸化を行わずにトレンチを形成した場合の様子を示した断面図である。
【図５】犠牲酸化を行っていない場合に形成されるＳｉ残りの形状を示した図であり、紙面右側は二値化画像図、紙面右側はその模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態について図に基づいて説明する。なお、以下の各実施形態相互において、互いに同一もしくは均等である部分には、同一符号を付して説明を行う。
【００１５】
（第１実施形態）
第１実施形態について説明する。本実施形態では、ＳＴＩ構造によって素子分離、または高耐圧素子の形成が為される半導体装置およびその製造方法について説明する。なお、ＳＴＩ構造によって素子分離される半導体素子としては、ＭＯＳＦＥＴ、ダイオード、コンデンサなど様々なものが挙げられ、半導体素子の間にＳＴＩ構造が備えられることで各半導体素子の間が電気的に分離されたものとされる。ＳＴＩ構造を用いた高耐圧ＭＯＳＦＥＴなどが挙げられる。以下の説明では、半導体装置に備えられるＳＴＩ構造についてのみ説明するが、実際にはＳＴＩ構造に囲まれた素子領域に各半導体素子が形成されている、またはＳＴＩ構造を用いた高耐圧素子が形成されることで、半導体装置が構成されている。
【００１６】
図１に示すように、シリコン層１に対してトレンチ２を形成し、そのトレンチ２内を絶縁膜３で埋め込むことでＳＴＩ構造が構成されている。
【００１７】
シリコン層１は、シリコン基板であっても良いし、シリコン基板に対してエピタキシャル成膜などによって成長させたエピタキシャル層など、どのようなものであっても良い。このシリコン層１の表面から所定深さのトレンチ２が形成されている。トレンチ２の深さは、例えば３００〜６００ｎｍとされ、ここでは３７０ｎｍの深さのトレンチ２が形成されている。
【００１８】
トレンチ２は、エッチングにより形成されたものであり、トレンチ２の底面は平坦面とされているのが好ましく、突起部２ａが形成されている場合もあるが、その突起部２ａは微小なものであり、例えば０〜１００ｎｍ、ここでは６０ｎｍ以下の高さとなっている。突起部２ａの形状は、例えば円錐台形状や円錐形状となっていて、トレンチ２の底面からシリコン層１の表面までの高さよりも十分に低くなっている。
【００１９】
絶縁膜３は、シリコン酸化膜などで構成され、トレンチ２内に埋め込まれる埋込酸化膜に相当するものである。絶縁膜３は、トレンチ２内に埋め込まれたのち、不要部分が表面研磨などによって除去されていることから、表面は平坦面となっている。
【００２０】
このように、シリコン層１のトレンチ２内に埋め込んだ絶縁膜３によってＳＴＩ構造による素子分離構造が構成されている。そして、図示していないが、ＳＴＩ構造に囲まれた素子領域に半導体素子が形成される、またはＳＴＩ構造を用いた高耐圧素子が形成されることで、半導体装置が構成されている。
【００２１】
このような半導体装置では、トレンチ２の底面が平坦面となっているか、もしくは突起部２ａが形成されていたとしても、その高さがシリコン層１の表面の高さと比較して十分に低くなっている。このため、絶縁膜３の膜厚について、突起部２ａが形成されている位置でも厚くすることができる。
【００２２】
したがって、トレンチ２の底面に突起部２ａが形成されていることで絶縁膜３の膜厚が局所的に薄くなっていたとしても、高電界に対応できる膜厚を維持することができ、絶縁膜破壊による耐圧不良を抑制することが可能となる。
【００２３】
次に、本実施形態の半導体装置の製造方法について説明する。なお、半導体装置の製造方法のうち、ＳＴＩ構造の形成工程以外の半導体素子の形成工程などについては一般的なものと同様であるため、ここでは図２および図３を用いて、ＳＴＩ構造の形成工程についてのみ説明する。
【００２４】
〔図２（ａ）に示す工程〕
まず、シリコン層１を用意する。上記したように、シリコン層１は、シリコン基板そのものであっても良いし、シリコン基板に対して形成したエピタキシャル層などであっても良い。そして、シリコン層１の表面を熱酸化することなどにより、シリコン層１の上にパッド酸化膜４を形成する。さらに、パッド酸化膜４の上に、ＣＶＤ（chemical vapor deposition）法などによって、シリコン窒化（ＳｉＮ）膜５を成膜する。
【００２５】
〔図２（ｂ）に示す工程〕
シリコン窒化膜５の表面にレジスト６を塗布した後、図示しない所定パターンに開口したマスクを用いて露光、現像し、レジスト６をパターニングする。これにより、トレンチ２の形成予定領域が開口されられた、所定パターンのレジスト６ができる。
【００２６】
このとき、露光や現像の際に除去したレジスト６の残渣などがシリコン窒化膜５の表面に異物７として残ることがある。
【００２７】
〔図２（ｃ）に示す工程〕
レジスト６をマスクとしてシリコン窒化膜５およびパッド酸化膜４をエッチングし、シリコン窒化膜５およびパッド酸化膜４のうちのトレンチ２の形成予定領域を開口させる。また、このときにパッド酸化膜４を除去しきってシリコン層１の表面が露出しても、エッチングを停止せずに、シリコン層１の表層部が所定深さ除去されるまでオーバエッチングしてトレンチ２よりも浅い浅溝１ａを形成する。ここでは、オーバエッチング量、つまり浅溝１ａの深さを６０ｎｍとしているが、オーバエッチング量については例えば０〜１００ｎｍの範囲とすれば良い。その後、アッシングによりレジスト６を除去し、さらに酸、またはアルカリと過酸化水素(Ｈ２Ｏ２)の混合液などを用いた洗浄により異物７などを除去する。
【００２８】
このとき、シリコン窒化膜５およびパッド酸化膜４のうちのトレンチ２の形成予定領域が的確に開口させられると良い。しかしながら、エッチングの際に、シリコン窒化膜５の表面に異物７が残っていると、異物７がマスクとなって、異物７が付着している場所において、シリコン窒化膜５およびパッド酸化膜４がエッチングされずに残った状態となる。また、レジスト６をパターニングしたときの異物７に加えて、新たな異物９がシリコン窒化膜５およびパッド酸化膜４を除去したときに発生したり、異物７が落下したりすることで発生する。これが洗浄後にも残ることがある。したがって、洗浄後にも、異物７、９が残ったり、異物７がマスクとなって発生したシリコン窒化膜５の残りであるＳｉＮ残５ａが生じる。
【００２９】
なお、図２（ｃ）では、洗浄後にも、異物７が一部残ったままの状態で、かつ、新たに発生した異物９も浅溝１ａの表面に残っている様子を示してある。
【００３０】
〔図２（ｄ）に示す工程〕
犠牲酸化を行うことで、浅溝１ａの側面および底面に犠牲酸化膜１０を形成する。犠牲酸化膜１０の厚みは任意であるが、例えば４５〜１００ｎｍ、ここでは６０ｎｍとなるようにしている。これにより、浅溝１ａの側面および底面に犠牲酸化膜１０が形成されると共に、パッド酸化膜４と犠牲酸化膜１０が繋がった状態となる。また、浅溝１ａが形成していなければ、犠牲酸化膜１０はＳｉＮ残５ａの下方にはあまり入り込まないが、浅溝１ａを形成することで、ＳｉＮ残５ａの側面も犠牲酸化され、よりＳｉＮ残５ａの下方に入り込むように犠牲酸化膜１０が形成される。
【００３１】
〔図３（ａ）に示す工程〕
酸化膜を除去できるエッチャント、例えば希釈フッ酸（ＤＨＦ）やフッ酸とフッ化アンモニウムの混合液（ＢＨＦ）などを用いたウェットエッチングを行い、犠牲酸化膜１０を除去すると共にパッド酸化膜４の一部を除去する。これにより、浅溝１ａの側面および底面に形成された犠牲酸化膜１０が除去されると共に、パッド酸化膜４のうち異物７が付着したことで発生したＳｉＮ残５ａの下方の部分が除去される。このため、ＳｉＮ残５ａがリフトオフされて除去される。また、犠牲酸化膜１０の上の異物９やＳｉＮ残５ａの上に残っていた異物７も同時に除去される。そして、浅溝１ａの表面が露出させられる。また、浅溝１ａの底面に微小な突起部１ｂが残る。このときの突起部１ｂの高さについては、犠牲酸化膜１０の厚みにもよるが、例えば６０ｎｍ程度となる。このため、突起部１ｂが残るものの、微小なサイズとなる。
【００３２】
また、ウェットエッチングによって異物７、９やＳｉＮ残５ａが除去されるものの、犠牲酸化膜１０の残渣やＳｉＮ残５ａの残渣などによる新たな異物１１が発生し、これが浅溝１ａの表面に付着する。
【００３３】
〔図３（ｂ）に示す工程〕
異物１１を除去するための洗浄を行う。例えば、このときの洗浄は、Ｈ２Ｏ２とアンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）の混合液、Ｈ２Ｏ２と硫酸（Ｈ２ＳＯ４）の混合液、ＤＨＦを用いて行っている。洗浄の条件については任意であるが、例えばＨ２Ｏ２とＮＨ４ＯＨの混合液による洗浄は、４０〜８０℃で１０〜２０分間行っている。これらの洗浄により浅溝１ａの表面から異物１１が除去される。
【００３４】
〔図３（ｃ）に示す工程〕
洗浄後に、シリコン窒化膜５をマスクとしてＣｌ２やＨＢｒ等によるドライエッチングを行い、所定深さ、例えば３７０ｎｍのトレンチ２を形成する。これにより、シリコン窒化膜５が開口させられている位置にトレンチ２が形成される。そして、洗浄により異物１１が除去された状態でトレンチ２を形成していることから、異物１１が残っている際に異物１１が付着していた場所に生じる高さの高いシリコン層１の残りとなるＳｉ残の発生を抑制できる。
【００３５】
また、Ｓｉ残ではなく、エッチング前に浅溝１ａの底面に突起部１ｂが残っていた場合、エッチング時にもその形状が引き継がれ、トレンチ２の底面に突起部２ａが残ることがある。しかしながら、犠牲酸化によって突起部１ｂの高さを低くできることから、トレンチ２の底面に残る突起部２ａについても、６０ｎｍ程度と高さを低くでき、突起部２ａを微小なものとすることができる。このため、トレンチ２の深さと突起部２ａの高さとの差も、３７０−６０＝３１０ｎｍと大きくできる。
【００３６】
〔図３（ｄ）に示す工程〕
トレンチ２内を埋め込むように、例えば、ＣＶＤ法によってシリコン窒化膜５の表面から埋込酸化膜にて構成される絶縁膜３を成膜する。
【００３７】
この後の工程については図示しないが、シリコン窒化膜５をストッパとしたＣＭＰ（chemical mechanical polishing）を行うことで、絶縁膜３の平坦化を行ったのち、シリコン窒化膜５を除去する。更に、必要に応じて、半導体素子の形成工程の一部を経て、パッド酸化膜４を除去する。以上により、ＳＴＩ構造が構成され、図１に示した本実施形態にかかる半導体装置が完成する。
【００３８】
ここで、本実施形態で説明した製造方法では、上記したように浅溝１ａを形成してから犠牲酸化を行って犠牲酸化膜１０を形成したのち、犠牲酸化膜１０を除去してＳｉＮ残５ａをリフトオフしている。さらに、その際に発生した異物１１を洗浄により除去してから、トレンチ２を形成するためのエッチングを行うようにしている。
【００３９】
このため、ＳｉＮ残５ａの位置においてＳｉ残が発生しても、犠牲酸化によってそれを酸化して微小なものにできる。したがって、犠牲酸化膜１０を除去した後に残る突起部１ｂを微小なものにでき、トレンチ２の形成後に残る突起部２ａについても微小なものにできる。これにより、絶縁膜３の膜厚が局所的に薄くなったとしても、高電界に対応できる膜厚とすることが可能となる。
【００４０】
また、犠牲酸化膜１０を除去することでＳｉＮ残５ａをリフトオフして除去できるため、トレンチ２をエッチングする際には、ＳｉＮ残５ａが存在しない状態で行える。このため、ＳｉＮ残５ａによるＳｉ残りの発生を抑制できる。
【００４１】
さらに、犠牲酸化膜１０を除去した後に洗浄を行うことで、犠牲酸化膜１０の除去時に発生した異物１１を除去することができる。このため、エッチングによりトレンチ２を形成する際には、異物１１が除去された洗浄面に対してトレンチ２を形成することになる。したがって、異物１１が付着している場所においてＳｉ残が発生することを抑制できる。
【００４２】
参考として、仮に、犠牲酸化を行うこと無く、図２（ｃ）に示す工程の後に続けてトレンチ２を形成するためのエッチングを行った場合を図４に示す。このような条件でエッチングを行った場合、図４に示すように、ＳｉＮ残５ａの下にＳｉ残が発生すると共に、異物９の付着した位置にもＳｉ残が発生する。このときのＳｉ残は、シリコン層１の表面に達する高さの高いものとなる。
【００４３】
具体的に、犠牲酸化を行っていない場合の実験結果について、二値化画像を確認すると、図５（ａ）に示すような円錐台形状、もしくは、図５（ｂ）に示すような円錐形状となるＳｉ残が発生していた。円錐台形状については、頂部にＳｉＮ残５ａが確認されており、直径が頂部では約１００ｎｍであった。円錐形状については、頂部に異物９が確認されており、頂部の直径は円錐台形状に比べ小さかった。また、いずれの形状においても、高さがトレンチ深さと同じであった。
【００４４】
このように、犠牲酸化を行っていない場合には、ＳｉＮ残や異物に起因した円錐台形状または円錐形状で高さの高いＳｉ残が発生する。したがって、埋込酸化膜による絶縁膜でトレンチ内を埋め込んでも、高いＳｉ残が存在した状態となり、その位置において絶縁膜が薄くなったり、絶縁膜を貫通してＳｉ残が存在する状態になってしまう。このような構造になると、絶縁膜破壊による耐圧不良を発生させる。
【００４５】
また、本実施形態の図２（ｄ）、図３（ａ）に示す犠牲酸化および犠牲酸化膜１０の除去工程については行い、その後に、図３（ｂ）に示す洗浄工程を行わない場合について、実験を行って欠陥検査を行った。このような工程を行った場合、犠牲酸化膜１０の除去によって、ＳｉＮ残５ａについては除去でき、浅溝１ａの底面の突起部１ｂも微小なサイズにできる。しかしながら、異物１１が残った状態でトレンチ２を形成するためのエッチングが行われる。このため、実験による欠陥個数の調査の結果、多数のチップにおいて欠陥個数が所定数を超えていた。これは、異物１１が残った状態でトレンチ２を形成した場合、異物１１が付着した位置において、浅溝１ａの底面からトレンチ２の底面までの高さのＳｉ残が生じるためである。このため、洗浄工程を行わずに、犠牲酸化および犠牲酸化膜１０の除去のみを行っても、良好な結果を得ることができなかった。
【００４６】
これらの結果からも、本実施形態のように犠牲酸化および犠牲酸化膜１０の除去の後に、さらに洗浄工程によって異物１１を除去することで、Ｓｉ残の発生を抑制できることが分かる。このように、本実施形態の製造方法とすることで、トレンチ２の底面の突起部２ａによって絶縁膜３の膜厚が局所的に薄くなっていたとしても、高電界に対応できる膜厚を維持でき、絶縁膜破壊による耐圧不良を抑制することが可能となる。
【００４７】
なお、犠牲酸化膜１０の膜厚については、犠牲酸化膜１０を除去した際にＳｉＮ残５ａをリフトオフでき、かつ、犠牲酸化し過ぎのためにＳＴＩ構造の形状が所望の形状から変わり過ぎないような寸法に調整している。
【００４８】
犠牲酸化を行った場合、犠牲酸化膜１０の厚みに対して０．４４倍の厚みのシリコンが消費される。すなわち、浅溝１ａの底面および突起部１ｂの側面全域、つまり図２（ｄ）の断面で言えば突起部１ｂの両側面において０．４４×犠牲酸化膜厚となる４０〜８８ｎｍのシリコンが消費される。
【００４９】
実験によれば、ＳｉＮ残５ａの多数は、〜１００ｎｍ程度の粒径となっていた。このため、その寸法のＳｉＮ残５ａが存在していた場合に、その下のＳｉ残を犠牲酸化によって微小化でき、さらに犠牲酸化膜１０を除去する際に後述するようにＳｉＮ残５ａをリフトオフできれば良い。犠牲酸化膜１０の膜厚については４５ｎｍ未満であっても、対応する粒径のＳｉＮ残５ａを除去し得る。このため、下限値を限定するわけではないが、ここでは実験で確認できている４５ｎｍを下限値に設定している。
【００５０】
一方、犠牲酸化膜１０の膜厚を厚くするほどＳｉＮ残５ａをリフトオフし易くなる。しかしながら、厚くし過ぎると、犠牲酸化膜１０を除去してからトレンチ２を形成する際に、トレンチ２が犠牲酸化膜１０の形状を引き継いだ形状になることから、犠牲酸化膜１０を厚くし過ぎない方が好ましい。そのため、１００ｎｍを上限値に設定している。
【００５１】
以上説明したように、本実施形態の半導体装置は、トレンチ２の底面が平坦面もしくは突起部２ａが形成されていたとしても、その高さがシリコン層１の表面の高さと比較して十分に低くなっている。このため、絶縁膜３の膜厚について、突起部２ａが形成されている位置でも厚くすることができる。したがって、トレンチ２の底面に突起部２ａが形成されていることで絶縁膜３の膜厚が局所的に薄くなっていたとしても、高電界に対応できる膜厚を維持することができ、絶縁膜破壊による耐圧不良を抑制することが可能となる。
【００５２】
また、本実施形態の製造方法では、浅溝１ａを形成してから犠牲酸化を行って犠牲酸化膜１０を形成したのち、犠牲酸化膜１０を除去してＳｉＮ残５ａをリフトオフしている。さらに、その際に発生した異物１１を洗浄により除去してから、トレンチ２を形成するためのエッチングを行うようにしている。このため、ＳｉＮ残５ａの位置においてＳｉ残が発生しても、犠牲酸化によってそれを酸化して微小なものにできる。したがって、犠牲酸化膜１０を除去した後に残る突起部１ｂを微小なものにでき、トレンチ２の形成後に残る突起部２ａについても微小なものにできる。これにより、絶縁膜３の膜厚が局所的に薄くなったとしても、高電界に対応できる膜厚とすることが可能となる。
【００５３】
（他の実施形態）
本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載した範囲内において適宜変更が可能である。
【００５４】
例えば、犠牲酸化膜１０の膜厚については、４５ｎｍ〜１００ｎｍとしているが、犠牲酸化膜１０の膜厚が４５ｎｍ未満であっても、犠牲酸化膜１０を除去したときにＳｉＮ残５ａをリフトオフできれば良い。また、犠牲酸化膜１０の膜厚が１００ｎｍ以上であっても、トレンチ２の形状が所望形状にできれば良い。同様に、浅溝１ａの深さについても、犠牲酸化によってＳｉＮ残５ａの下方に犠牲酸化膜１０が入り込み、犠牲酸化膜１０を除去したときにＳｉＮ残５ａをリフトオフできる程度であれば良い。
【００５５】
また、突起部２ａの高さについても、６０ｎｍと記載しているが、これも一例を示したに過ぎない。すなわち、突起部２ａの高さがトレンチ２の深さよりも小さく、かつ、トレンチ２の深さとの差が突起部２ａの形成位置での絶縁膜３の膜厚となるため、突起部２ａの高さとトレンチ２の深さの差が絶縁膜３の耐圧に要求される膜厚以上であれば良い。例えば、上記実施形態では、突起部２ａの高さとトレンチ２の深さの差が３１０ｎｍとなっているが、この差が、回路の使用条件を満たす値以上であれば良い。例えば、耐圧１５０Ｖ素子の場合、２００ｎｍ以上あれば良い。その場合、例えばトレンチ２の深さを３００ｎｍ以上に設定するとすれば、突起部２ａとの高さの差が２００ｎｍ以上あれば良いため、突起部２ａの高さについては１００ｎｍ以下であれば良い。
【００５６】
また、洗浄工程の際に用いる洗浄液などについても一例を示したに過ぎず、他の洗浄液などを用いても良い。すなわち、異物１１を除去できる洗浄液などを用いれば良い。
【符号の説明】
【００５７】
１            シリコン層
１ａ          浅溝
１ｂ          突起部
２            トレンチ
３            絶縁膜
５            ＳｉＮ膜
５ａ          ＳｉＮ残
６            レジスト
７、９、１１  異物
１０          犠牲酸化膜
【図１】
2019179878.tif 000003
【図２】
2019179878.tif 000004
【図３】
2019179878.tif 000005
【図４】
2019179878.tif 000006
【図５】
2019179878.tif 000007