(57)【要約】【課題】フィールド領域を閉鎖させるようにアクティブ構造を変更することで、流れ性がある絶縁物質を用いた場合でもフィールド領域内のトレンチギャップフィル能力に優れた素子分離膜を形成することができる半導体素子のアクティブ構造を提供する。【解決手段】第1〜第nのフィールド領域と、第1〜第nのフィールド領域と交互に形成された第1〜第n+1のアクティブ領域とを含み、第1〜第n+1のアクティブ領域はエッジ部分で１つ以上が連結され、フィールド領域を１つ以上閉鎖させるように構成されている。これにより、フィールド領域を閉鎖させるようにアクティブ構造を変更することで、素子分離膜の形成時に流れ性がある絶縁物質を用いた場合でも、フィールド領域のエッジ部分で蒸着物質が流れるのを防止し、トレンチギャップフィル能力に優れた素子分離膜を形成することができる。【選択図】図１Ａ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１〜第ｎのフィールド領域と、
前記第１〜第ｎのフィールド領域と交互に形成された第１〜第ｎ＋１のアクティブ領域と、を含み、
前記第１〜第ｎ＋１のアクティブ領域はエッジ部分で少なくとも１つが連結され、前記フィールド領域の少なくとも１つを閉鎖させることを特徴とする半導体素子のアクティブ構造。
【請求項２】
第１〜第ｎのフィールド領域と、
前記第１〜第ｎのフィールド領域と交互に形成された第１〜第ｎ＋１のアクティブ領域と、を含み、
前記第１および前記第ｎ＋１のアクティブ領域はエッジ部分で第ｎ＋２および第ｎ＋３のアクティブ領域と連結され、前記フィールド領域を閉鎖させることを特徴とする半導体素子のアクティブ構造。
【請求項３】
前記フィールド領域は、トレンチ構造を有することを特徴とする請求項１または２に記載の半導体素子のアクティブ構造。
【請求項４】
前記トレンチには、素子分離膜が形成されることを特徴とする請求項３に記載の半導体素子のアクティブ構造。
【請求項５】
閉鎖された前記フィールド領域は、前記第２〜第ｎのアクティブ領域を孤立させることを特徴とする請求項２に記載の半導体素子のアクティブ構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体素子のアクティブ構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
半導体素子の高集積化に伴って素子分離膜の形成工程も一層困難性を増している。これまでの形成方法は、も半導体基板にトレンチを形成した後、これを埋め込むSTI(Shallow Trench Isolation)方法を用いて素子分離膜を形成している。しかし、高集積化された素子の場合、トレンチの入口幅に比べてトレンチの深さが深いため、トレンチをボイド(void)なしに埋め込むことは非常に困難であるのが実情である。その理由は、トレンチに酸化膜を埋め込む際、トレンチの入口がトレンチの底に比べて蒸着速度が速いため、酸化膜蒸着が進行されながらトレンチの入口が塞がるいわゆるオーバーハング(over hang)が発生し、トレンチの内部にボイドが発生するためである。
【０００３】
そうした問題を解決するために、埋め込み物質をSOD(Spin on Dielectric)またはSOG(Spin On Glass)物質に変更してトレンチを埋め込む方式が導入された。特に、SOD物質のうち、粘度が低いため、水のように流れる性質を有するPSZ(polysilazane)を用いてトレンチを完全にギャップフィルする方法がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、従来、アクティブ領域が互いに分離されていて、フィールド領域のエッジ部分がオープンでPSZ物質のように流れ性がある絶縁物質によってトレンチをギャップフィルする場合、フィールド領域のエッジ部分で蒸着物質が流れて膜厚が薄くなるため、ギャップフィルに困難がある。
【０００５】
以上から、本発明の目的は、フィールド領域を閉鎖させるようにアクティブ構造を変更することで、流れ性がある絶縁物質を用いた場合でもフィールド領域内のトレンチギャップフィル能力に優れた素子分離膜を形成することができる半導体素子のアクティブ構造を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために本発明に係る代表的な半導体素子のアクティブ構造は、第1〜第nのフィールド領域と、第1〜第nのフィールド領域と交互に形成された第1〜第n+1のアクティブ領域とを含み、第1〜第n+1のアクティブ領域はエッジ部分で１つ以上が連結され、フィールド領域を１つ以上閉鎖させるように構成したことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の半導体素子のアクティブ構造は、フィールド領域を閉鎖させるようにアクティブ構造を変更する。それによって、素子分離膜の形成時に流れ性がある絶縁物質を用いた場合でも、フィールド領域のエッジ部分で蒸着物質が流れるのを防止し、トレンチギャップフィル能力に優れた素子分離膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明に係る半導体素子のアクティブ構造の好適な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【０００９】
≪第１実施形態≫
図１（Ａ），（Ｂ）、第１実施形態による半導体素子のアクティブ構造を説明するために工程順に示したレイアウト図である。まず、図１（Ａ）に示すように、半導体基板に第1〜第nのフィールド領域(F1〜 Fn)が形成され、第1〜第nのフィールド領域(F1〜Fn)と交互に第1〜第n+1のアクティブ領域(A1〜 An+1)が形成される。この時、第1〜第n+1のアクティブ領域(A1〜 An+1)は、エッジ(edge)部分(E1)で少なくとも一つ以上が連結され、フィールド領域(F1〜 Fn)を少なくとも一つ以上閉鎖させる。ここで、フィールド領域(F1〜 Fn)は、トレンチ(110)構造を有する。
【００１０】
次に続く工程において、素子分離膜の形成時に流れ性のある絶縁物質を用いる場合は、それぞれのフィールド領域(F1〜 Fn)のエッジ部分(E1)でのトレンチギャップフィル能力を向上させるために、第1〜第n+1のアクティブ領域(A1〜An+1)のエッジ(edge)部分(E1)が全て連結され、フィールド領域(F1〜 Fn)の全部を閉鎖させることが望ましい。
【００１１】
図１（Ｂ）に示すように、上記図１（Ａ）のフィールド領域(F1〜 Fn)内のトレンチ(110)に素子分離膜(120)が形成される。素子分離膜(120)は絶縁物質であれば全て適用可能であり、望ましくギャップフィル能力に優れたSODまたはSOG物質で形成することができる。
【００１２】
その際、アクティブ領域(A1〜 An+1)の１つ以上によって閉鎖されたフィールド領域(F1〜 Fn)中では、素子分離膜(120)の形成時に流れ性があるSOD物質を適用しても、フィールド領域(F1〜 Fn)のエッジ部分(E1)で既存のように蒸着物質が流れないため、フィールド領域(F1〜 Fn)の中央部だけでなく、エッジ部分(E1)でもトレンチ(110)のギャップフィル特性が向上することができる。
【００１３】
また、図２（Ａ），（Ｂ）は、図１（Ａ），（Ｂ）中のB-B’線で切り取った状態の断面図であり、これを参照して第１実施形態の製造方法を説明する。
【００１４】
まず、図２（Ａ）に示すように、アクティブ領域(A)及びフィールド領域(F)を備えた半導体基板(100)上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜(図示せず)を形成した後、既に設計されたレティクルを用いた露光及び現像によりフォトレジストパターン(図示せず)を形成する。その後、フォトレジストパターンをマスクにしたエッチング工程で半導体基板(100)のフィールド領域(F)を一部の厚さだけエッチングする。これにより、半導体基板(100)のフィールド領域(F)にトレンチ(110)が形成され、トレンチ(110)はアクティブ領域(A)により閉鎖される。
【００１５】
続いて、図２（Ｂ）に示すように、トレンチ(110)を含む半導体基板(100)上に絶縁物質を蒸着し、フィールド領域(F)のトレンチ(110)が形成された領域にのみ素子分離膜(120)を形成する。ここで、素子分離膜(120)は、絶縁物質であれば、全て適用可能であり、望ましくギャップフィル能力に優れたSODまたはSOG物質で形成する。これにより、素子分離膜(120)によりアクティブ領域(A)とフィールド領域(F)が定義される。このように、トレンチ(110)を含むフィールド領域(F)がアクティブ領域(A)により閉鎖されるため、素子分離膜(120)の形成時に流れ性があるSOD物質を適用しても、トレンチ(110)のギャップフィル特性を向上させることができる。
【００１６】
≪第２実施形態≫
図３（Ａ），（Ｂ）は、第２実施形態による半導体素子のアクティブ構造を説明するために工程順に示したレイアウト図である。
【００１７】
まず、図３（Ａ）に示すように、半導体基板に第1〜第nのフィールド領域(F1〜 Fn)が形成され、第1〜第nのフィールド領域(F1〜Fn)と交互に第1〜第n+1のアクティブ領域(A1〜 An+1)が形成される。この時、第1及び第n+1のアクティブ領域(A1, An+1)は、エッジ部分(E2)で第n+2及び第n+3のアクティブ領域(An+2,An+3)と連結され、フィールド領域(F1〜 Fn)を閉鎖させる。ここで、フィールド領域(F1〜 Fn)は、トレンチ(310)構造を有する。一方、閉鎖されたフィールド領域(F1〜 Fn)により第2〜第nのアクティブ領域(A2〜An)は孤立する。
【００１８】
つぎに、図３（Ｂ）に示すように、上記図３（Ａ）のフィールド領域(F1〜 Fn)内のトレンチ(310)に素子分離膜(320)が形成される。素子分離膜(320)は絶縁物質であれば全て適用可能であり、望ましくギャップフィル能力に優れたSODまたはSOG物質で形成されることができる。
【００１９】
その際、第1及び第n+1のアクティブ領域(A1, An+1)のエッジ部分(E2)に第n+2及び第n+3のアクティブ領域(An+2, An+3)が連結され、フィールド領域(F1〜 Fn)が閉鎖されることにより、フィールド領域(F1〜 Fn)それぞれに素子分離膜(320)の形成時に流れ性あるSOD物質を適用しても、フィールド領域(F1〜 Fn)のエッジ部分で既存のように蒸着物質が流れないため、フィールド領域(F1〜 Fn)の中央部だけでなく、エッジ部分でもトレンチ(310)のギャップフィル特性が向上することができる。
【００２０】
図４（Ａ），（Ｂ）は、図３（Ａ），（Ｂ）中のC-C’線から切り取った状態の断面図であり、これを参照して第２実施形態の製造方法を説明する。
【００２１】
まず、図４（Ａ）に示すように、アクティブ領域(A)及びフィールド領域(F)を備えた半導体基板(300)上にフォトレジストを塗布してフォトレジスト膜(図示せず)を形成した後、露光及び現像してフォトレジストパターン(図示せず)を形成する。その後、フォトレジストパターンをマスクとしたエッチング工程で半導体基板(300)のフィールド領域(F)を一部の厚さだけエッチングする。これにより、半導体基板(300)のフィールド領域(F)にトレンチ(310)が形成され、トレンチ(310)はアクティブ領域(A)により閉鎖される。
【００２２】
つぎに、図４（Ｂ）に示すように、トレンチ(310)を含む半導体基板(300)上に絶縁物質を蒸着し、フィールド領域(F)のトレンチ(310)が形成された領域にのみ素子分離膜(320)を形成する。ここで、素子分離膜(320)は絶縁物質であれば、全て適用可能であり、望ましくギャップフィル能力に優れたSODまたはSOG物質で形成する。これにより、素子分離膜(320)によりアクティブ領域(A)とフィールド領域(F)が定義される。このように、トレンチ(310)を含むフィールド領域(F)がアクティブ領域(A)により閉鎖されるため、素子分離膜(320)形成時に流れ性があるSOD物質を適用してもトレンチ(310)のギャップフィル特性を向上させることができる。
【００２３】
なお、本発明による半導体素子のアクティブ構造は上記各実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施形態、応用例、変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１Ａ】本発明に係る第１実施形態において半導体素子のアクティブ構造を説明するために工程順に示すレイアウト図。
【図１Ｂ】同第１実施形態における半導体素子のアクティブ構造を説明するために工程順に示すレイアウト図。
【図２Ａ】図１（Ａ），（Ｂ）中のB-B’線から切り取った状態の断面図。
【図２Ｂ】図１（Ａ），（Ｂ）中のB-B’線から切り取った状態の断面図。
【図３Ａ】第２実施形態において半導体素子のアクティブ構造を説明するために工程順に示すレイアウト図。
【図３Ｂ】同第２実施形態において半導体素子のアクティブ構造を説明するために工程順に示すレイアウト図。
【図４Ａ】図３（Ａ），（Ｂ）中のC-C’線から切り取った状態の断面図。
【図４Ｂ】図３（Ａ），（Ｂ）中のC-C’線から切り取った状態の断面図。
【符号の説明】
【００２５】
100, 300     半導体基板
110, 310     トレンチ
120, 320     素子分離膜
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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