(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン製の半導体基板の一主面にパッド酸化膜を形成する工程と、
前記パッド酸化膜上に窒化珪素膜を形成する工程と、
前記一主面の前記パッド酸化膜の一部を前記窒化珪素膜の一部と共に選択的に除去した領域において、前記半導体基板の一部を除去して溝を形成する工程と、
前記溝の深さを測定する工程と、前記測定した溝の深さに応じた後退量で、前記パッド酸化膜を前記溝の側壁から後退させるために、前記溝の形成領域を熱酸化していない状態で、前記溝の周辺部に位置する前記パッド酸化膜の前記溝側の端部をフッ酸系のエッチング液で除去し、前記溝周囲の前記半導体基板上面と前記窒化珪素膜とに挟まれた前記パッド酸化膜の端部を４ｎｍ以上１０ｎｍ以下後退させた位置に形成する工程と、
前記パッド酸化膜の端部が４ｎｍ以上１０ｎｍ以下後退した状態で、前記半導体基板の前記溝の形成領域を熱酸化する工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体メモリ装置に代表される半導体装置とその製造方法及び設計方法に係り、特に高集積半導体装置に好適な半導体装置とその製造方法及び設計手法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
高集積半導体装置の開発においては、隣接した素子形成領域を電気的に絶縁分離する素子分離領域をいかに小さく作り込むかが重要な課題となっている。
【０００３】
この素子分離領域の形成には熱酸化膜が一般によく用いられている。熱酸化膜を局所的に形成するためには、素子形成領域表面に窒化珪素膜を堆積した後に熱酸化反応を進行させる。この熱酸化反応は、酸化種すなわち酸素或いは水蒸気の拡散と酸化膜／半導体基板界面における反応で進行する。
【０００４】
酸化種の拡散は、３次元的に進行するため、酸化膜を形成したくない窒化珪素膜下側でも進行してしまう。この窒化珪素膜下の酸化膜の成長形状は鳥のくちばし形となるためバーズビークと呼ばれる。このバーズビークの成長は素子形成領域の面積を削減してしまうため、成長を抑制することが高集積化のための重要な課題となる。
【０００５】
このバーズビーク成長を抑制するために、従来、窒化珪素膜端部近傍の半導体基板に溝を形成し、その溝内壁を酸化することにより素子分離領域を形成するという技術が発明されていた。この具体的な方法は、例えば特開平３−９６２４９号公報，特開平４−127433号公報に開示されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
酸化防止膜として使用されている窒化珪素膜は一般に大きな内部応力を持っている。このため、半導体基板表面近傍にも高い応力が発生し、結晶のすべり面方向（Ｓｉ結晶の場合は（１１１）結晶面）のせん断応力成分（分解せん断応力成分）が限界値以上となると転位が発生してしまい、素子の電気特性を著しく劣化させてしまう。
【０００７】
特に熱酸化工程が実施される１０００℃近傍では半導体基板の強度が室温近傍と比較すると著しく低下してしまうため、転位が発生し易い状況にあり、応力の制御が重要な課題となる。
【０００８】
通常の熱酸化工程では窒化珪素膜の内部応力から半導体基板を守ることを目的として、薄い熱酸化膜（パッド酸化膜と以下称する）を半導体基板表面に形成した上に窒化珪素膜を堆積する。このパッド酸化膜の膜厚を制御することで窒化珪素膜端下部の半導体基板に発生する分解せん断応力の値を転位発生限界以下に抑えることができ、転位発生を防止することが可能となる。
【０００９】
しかし、バーズビークの成長を抑制することを目的に基板表面に溝を形成すると、基板表面近傍に発生する応力のバランスが変化してしまい、一般に分解せん断応力の値が形成した溝の深さに応じて増加してしまう。
【００１０】
この基板表面に形成した溝の深さと発生応力の関係の解析例を図２に示す。図の横軸は溝深さ（すなわち基板オ−バ−エッチ量Ｄ）、縦軸は最大応力（すなわちマスク端最大応力）である。
【００１１】
尚、縦軸は溝形成前の応力値で規格化してある。溝を形成することにより発生応力が増加することがわかる。これは、溝形成前は窒化珪素膜端のみに応力集中場が発生していたが、溝下端部にも応力集中場が発生して、この二つの応力集中場の相互干渉により溝側壁においてすべり面方向の分解せん断応力成分が増加することになる。
【００１２】
この場合、溝を形成する前の応力値が転位発生限界値以下でも、溝形成に伴い発生応力が転位発生限界値を超えてしまう場合がある。また、この応力増加現象には後の項で述べるようにパターン寸法依存性がある。従って、半導体基板表面に溝を形成する場合には、増加した応力が転位発生限界値を超えないように対策を施す必要がある。
【００１３】
本発明の目的は、半導体基板表面に溝を形成する場合（特に熱酸化工程において）に、発生応力が転位発生限界応力以下となるような溝形成方法を提供することにある。また本発明の他の目的は、半導体製造工程における熱酸化工程で結晶欠陥が発生しないような半導体装置の製造方法を提供することにある。
【００１４】
尚、転位限界応力とは、応力値がその値を超えるとシリコン単結晶内に転位が発生する応力の値である。ここで使用される応力とはシリコン単結晶の（１１１）すべり面方向の剪断応力が使用され、一般に分解剪断応力と呼ばれる。この応力値は、結晶の製造方法や不純物濃度或いは温度で変化するため、実際に使用する材質或いは温度に対応した値を使用しなければならない。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明の半導体装置の製造方法は、シリコン製の半導体基板の一主面にシリコン酸化膜を形成する工程と、前記シリコン酸化膜上に窒化シリコン膜を形成する工程と、前記一主面の前記シリコン酸化膜と前記窒化シリコン膜の一部を除去した領域に溝を形成する工程と、前記溝の周辺部に位置する前記シリコン酸化膜の前記溝側の端部をフッ酸系のエッチング液で除去し、前記溝周囲の前記半導体基板上面と前記窒化シリコン膜とに挟まれた前記シリコン酸化膜の端部を４ｎｍ以上１０ｎｍ以下後退させた位置に形成する工程と、前記シリコン酸化膜の端部が前記溝の上端部から４ｎｍ以上１０ｎｍ以下後退した状態で、前記半導体基板の前記溝の形成領域を熱酸化する工程と、を有することを特徴とする。
【００１６】
【作用】
溝を深く形成してしまったために発生応力は転位発生限界応力値を越えてしまうが、パッド酸化膜を後退させることで応力集中場所を分散させることにより応力緩和を達成し、発生応力が転位発生限界値以下とすることができる。
【００１７】
【実施例】
以下、本発明の実施例について、図面を用いて説明する。まず、本発明の原理説明をする。
図５に示すようにシリコン単結晶（１００）面方位基板１上に熱酸化前に＜１１０＞結晶軸と平行方向に幅ｓの溝を形成する場合を考える。溝形成深さを例えば１０ｎｍ、窒化硅素膜４の内部応力を１５００ＭＰａ、厚さを１５０ｎｍ、パッド酸化膜３の厚さを１０ｎｍと仮定した場合に、発生応力の予測値を、素子領域寸法Ｌ，Ｓ寸法をパラメータとして解析した例を図３に示す。
【００１８】
図３の横軸はＬ寸法（単位：μｍ）、縦軸はシリコン単結晶基板のすべり面方向である（１１１）結晶面方向の分解せん断応力成分の溝近傍最大値を示す。但し、縦軸は1000℃におけるシリコン基板の転位発生限界強度で規格化してある。
【００１９】
一般に、Ｓ寸法が小さく、Ｌ寸法が大きいほど発生応力が増加する傾向にある。本解析例においては、Ｓ寸法が２μｍの場合、Ｌ寸法が２μｍ以上の領域で発生応力が転位発生限界応力を越えてしまうことがわかる。一方、Ｓ寸法が４μｍの場合には発生応力が転位発生限界を越えるのはＬ寸法が４μｍ以上の場合である。
従って、素子分離領域と素子形成領域の寸法配置を設計する場合にはＬ寸法或いはＳ寸法のいずれか一方を定めた後で他方を転位が発生することのない寸法領域に設計すればよい。但し、場合によっては薄膜の加工が困難な領域に寸法が設定される場合も有り得るので、その場合には全体的に寸法のバランスを調整する必要がある。
【００２０】
更に、発生応力は図２に示すように溝形成深さでも変化するので、Ｌ寸法或いはＳ寸法の調整が困難な場合には、溝形成深さを浅くすることが好ましい。これにより転位発生領域を縮小させることが可能となり、設計可能領域を広げることができる。
【００２１】
本解析例を使用して転位発生を防止するための好適な設計に使用する設計チャート作成例を図４に示す。図の横軸はＳ寸法であり、縦軸はＬ寸法である。図中、転位発生が予測される領域を斜線で示している。本図は、溝形成深さをパラメータとして解析した例であり、溝形成深さが１０ｎｍから２０ｎｍに増加すると、転位発生パターン領域が拡大していくことがわかる。
【００２２】
このチャートを使用すると、溝形成深さが固定されている場合には、転位が発生しないようなＬ／Ｓ寸法の組み合わせを選定して設計を行えばよく、逆にＬ／Ｓ寸法が固定されている場合にはその寸法で転位が発生しないような溝深さをプロセス設計値として採用すればよい。
【００２３】
製造プロセスが固定されている場合には、このような設計チャートを作成しておくことで製品パターン設計段階であらかじめ隣接した素子形成領域と素子分離領域のＬ寸法及びＳ寸法を転位が発生しないような値の組み合わせに設計することが可能となり、製造段階での転位発生を防止することが可能となり、製品の製造歩留りの低下を防止することができる。
【００２４】
以上のような応力解析、或いは設計チャートの作成は、実際の製品製造プロセスで使用される熱酸化プロセスの製造条件（例えば窒化硅素膜の内部応力及び厚さ，パッド酸化膜厚，溝形成深さなど）が明らかになっていれば実行可能である。しかし、実際の製造工程を考えると、必ず製造ばらつき（公差）が存在する。従って、設計段階ではこの製造ばらつきを考慮して、ある程度の余裕（プロセスマージン）を持たせた設計が必要になる。
【００２５】
更に、製造現場においては、製造工程を追いながら実際の値を測定しながら次の工程の設計値を変更或いは修正していくことが可能である。すなわち、まずパッド酸化膜厚の測定を行い、設計値との差の有無を確認する。パッド酸化膜厚が設計値よりも厚い場合には応力に対する設計マージンが増えるので特に大きな問題は無いが、薄い場合には発生応力が増加するため、酸化を追加して膜厚を所定の値に修正するか、以降の工程に注意を促す。
【００２６】
次に窒化硅素膜堆積後に内部応力を例えばウエハの反り変形から測定し、初期設計段階での設定値（予測値）との差を把握する。測定値が設定値よりも低い場合は応力に対する設計マージンが増えるので特に問題はない。
しかし、内部応力が高い場合には、前の工程のパッド酸化膜厚のデータを含めて溝を形成する場合に発生する応力の増加量の見直しを行う必要がある。
【００２７】
評価結果に応じて次の溝形成深さの修正を行うことになる。これにより、転位発生を防止することが可能になり、製造現場においても本発明が有効に適用できることになる。
【００２８】
尚、溝深さの修正値が、応力以外の理由で不適当となる場合も有り得るので、その場合には窒化硅素膜を一度除去し、再堆積を行うか、窒化硅素膜を一部除去して膜厚を薄くするか、或いはそのロットは製造中止としてしまうなどの対策が必要になる。どの対策を実施するかは製造コスト等を考慮して決定すればよい。
いずれの場合にも無駄に転位を発生させることなく製造を継続できるので製品製造の歩留り低下を防止することができ製造コスト上昇を抑えることができる。
【００２９】
ところで、本願明細書にいう熱酸化膜は２通りあるので、これについて説明すると、各請求項に登場する熱酸化膜は最終的に半導体装置に形成されるものである。まず、半導体基板（Ｓｉウエハ）上にうすいパッド酸化膜３を熱酸化（加熱して酸化性雰囲気に曝して全面に酸化膜をつける）で形成した後、窒化珪素膜を一様に堆積させ、その後、局所的にパッド酸化膜の一部を窒化珪素膜の一部と共に選択的に除去する。この時、同時にシリコン基板の一部も除去される（図１３）。次いで、残ったパッド酸化膜３のみをエッチングにより後退させ（図１３）、その後、肉厚の酸化膜２を図３に示すように基板１の溝部上に形成する。この酸化膜２の形成工程により行い、よって得られる膜は熱酸化膜となる。
【００３０】
（第１実施例）
図１，図２，図３，図４，図５は本発明の第１実施例を説明するものである。図１は本実施例である半導体装置の素子分離構造を採用したＭＯＳトランジスタ構造を示したものである。本実施例では素子分離領域がストライプ状に形成されている。図５は素子分離領域の形成時における初期形状断面を示したものである。図２は初期形状形成時の溝深さと、窒化硅素膜下端近傍の基板に発生する応力の最大値との関係解析例を示したものである。図４は素子分離領域幅寸法Ｓと窒化硅素膜幅寸法Ｌの組み合わせで発生する応力を溝形成深さをパラメータとして解析し、基板強度との関係から転位発生領域を示した設計チャート例である。
【００３１】
本実施例においては、素子分離構造を形成する領域内のシリコン基板表面に図５に記載したように浅溝が形成される。本溝は故意に形成するものであっても窒化硅素膜を除去する際に止むを得ず形成されるものであっても差し支えない。窒化硅素膜厚、パッド酸化膜厚はそれぞれ１５０ｎｍ，１５ｎｍを仮定しているが必ずしもこの組み合わせである必要はない。
【００３２】
このような浅溝が形成されると、溝の深さに応じて図２に示したように窒化硅素膜端近傍のシリコン基板表面の応力が増加する。図２においては溝形成深さが約６ｎｍを越えると、発生応力の値が素子分離酸化膜形成温度における転位発生限界応力を越えてしまうことを示している。この現象は、任意の素子分離形成領域幅Ｌ寸法及びその間隔Ｓ寸法の組み合わせに依存して生じるが、応力の増加状況はＬ，Ｓ寸法依存性を持つ。その解析例を図３に示す。
【００３３】
図３は素子分離領域幅を２μｍと仮定した場合と４μｍと仮定した場合の解析例を示したものである。例えば素子分離領域の幅が２μｍの場合には溝深さが２μｍ以上の領域で発生応力の値が素子分離酸化膜形成温度における転位発生限界応力を越え、幅が４μｍの場合には４μｍ以上の溝が形成されると発生応力が転位発生応力を越えてしまう。
【００３４】
このような解析を任意のＬ寸法（素子形成領域寸法）或いはＳ寸法(素子分離領域の幅)の組み合わせで行い、転位発生が予測される領域を示したのが図４である。図４の横軸はＳ寸法、縦軸はＬ寸法であり、斜線の領域が発生応力が素子分離酸化膜形成温度において転位発生限界応力を越えると予測される領域である。
【００３５】
従って、図１の構造においては、Ｌ寸法とＳ寸法の組み合わせが図４の斜線領域に入らないように選択されている。Ｓ寸法が規定される場合にはＬ寸法が斜線領域に入らないように選択され、Ｌ寸法が規定される場合にはＳ寸法が斜線領域に入らないような適当な値に選択される。
【００３６】
また、Ｌ寸法，Ｓ寸法が希望の範囲に入らない場合には溝形成深さを調整する。すなわち、転位発生領域は溝形成深さ（１０ｎｍ）を浅くするほど狭くなるので、Ｌ，Ｓ寸法の適用範囲を広げることが可能となる。
【００３７】
本実施例においては、製品パターン設計段階で予め隣接した素子形成領域と素子分離領域のＬ寸法及びＳ寸法を転位が発生しないような値の組み合わせに設計することが可能となり、製造段階での転位発生を防止することが可能となり、製品の製造歩留りの低下を防止することができる。
【００３８】
（第２実施例）
本発明の第２実施例を図６，図７，図８，図９，図１５を使用して説明する。図６は本実施例の半導体装置の素子分離酸化膜形成領域を示した平面図であり、図７は図６のＣ−Ｃ′線に沿った断面図、図８は図６のＢ−Ｂ′線図に沿った断面図、図９は図６のＡ−Ａ′線に沿った断面図、図１５はＢ−Ｂ′線に沿った領域に対応する素子分離酸化膜形成例を示したものである。
【００３９】
本実施例においては、図６に示したように素子分離領域が素子形成領域を取り囲むように形成されている。尚、本実施例においては素子分離領域が楕円形状で示されているが該領域は楕円形状である必要は必ずしも無く、任意形状であっても差し支えない。
【００４０】
また、図６では４個の素子形成領域が示されているが、素子形成領域数は４個に限るものではなく任意の個数であっても差し支えない。更に、各素子形成領域の形状は必ずしも同一である必要もないし配置（素子形成領域の間隔や互いの位置関係）も特に規定されるものではない。
【００４１】
本実施例においては、図７と図８の断面図を比較すると、Ｓ寸法が同一で、Ｌ寸法は図７、すなわち図６におけるＣ−Ｃ′線に沿った位置の方が大きいことがわかる。
【００４２】
従って、素子分離領域を形成する場合に作製される溝（第一の実施例においても述べたように本溝は故意に形成するものでも止むを得ず形成されるもののどちらでも差し支えない）の深さが図６の平面領域で一定の場合には、図３から明らかなようにこの二つの断面においてはＳ寸法が一定のため、Ｌ寸法の大きいＡ−Ａ′線図に沿った領域の発生応力がＢーＢ'線図に沿った領域の発生応力よりも大きくなる。
【００４３】
一方、図９に示したＣ−Ｃ′線に沿った断面図と図７に示したＡ−Ａ′線図に沿った断面図を比較すると、Ｃ−Ｃ′線図に沿った断面の方がＳ寸法が大きく、Ｌ寸法が小さい。従って、以上の３個の断面においてはＡ−Ａ′線に沿った位置における発生応力が最大になることが図３或いは図４からわかる。
【００４４】
それ故、本実施例においては、Ａ−Ａ′線に沿った断面における発生応力が、転位発生限界応力以下となるように素子分離構造寸法を決定すれば、他の領域で発生する応力は必ずこの値より小さくなるので、素子分離工程における転位発生の心配はなくなる。従って、溝形成深さに応じて、第一の実施例で述べた手順で図３或いは図４に示したような設計チャートを作成し、転位が発生しない領域で適当なＬ，Ｓ寸法を選択すればよい。
【００４５】
また、所定の溝深さで望みのＬ，Ｓ寸法を得られない場合には、溝形成深さを浅くして、希望のＬ，Ｓ寸法の組み合わせ領域が転位発生領域外となるようにすればよい。
【００４６】
素子分離領域が任意の形状或いは任意の個数存在する場合でも同様にして隣接した素子形成領域幅Ｌと素子分離領域幅Ｓの組み合わせの中から発生応力が最も大きくなる位置を明らかにし（基本的にはＬ／Ｓの比が最も大きな位置）その位置での発生応力が転位発生応力以下となるようにＳ寸法，Ｌ寸法、或いは溝形成深さを設計すればよい。
【００４７】
尚、図１５に示したように素子形成領域幅寸法Ｌと素子分離領域幅Ｓの設計値と実際の値は異なり、Ｌ寸法は小さく、Ｓ寸法は大きくなる。これは、酸化反応が酸化種の３次元的な拡散を経て進行するため窒化硅素膜下でも酸化反応が進行してしまうためである。
【００４８】
本発明は図１５，図７〜図９に示したように窒化硅素膜幅寸法をＬ、隣接した窒化硅素膜間隔Ｓを規定するものではあるが、実質的に酸化種の３次元拡散による寸法変化例えば０.１μｍ 程度の変化を許容するＬ′，Ｓ′寸法まで含めるものとする。本実施例においては、製品パターン設計段階で予め隣接した素子形成領域と素子分離領域のＬ寸法及びＳ寸法を転位が発生しないような値の組み合わせに設計することが可能となり、製造段階での転位発生を防止することが可能となり、製品の製造歩留りの低下を防止することができる。
【００４９】
（第３実施例）
次に本発明の第３実施例を図１０，図１１，図１２，図１３，図１４を使用して説明する。
【００５０】
図１０は本発明の第１実施例或いは第２実施例において述べた転位発生を防止する素子形成領域幅Ｌ（窒化硅素膜幅Ｌ）と該素子形成領域に隣接する素子分離酸化膜形成領域１１の幅Ｓ及び素子分離酸化膜を形成する領域に予め形成される溝１２深さＢの決定手順をフローチャートで表したものであり、図１１は該フローチャートに沿って設計された構造を、図２０に示す酸化８１及び酸化工程終了８２の工程を経て、実際に製造した段階における断面形状を表したものである。
【００５１】
図１２は溝形成深さが設計値よりも大きくなってしまった場合の応力緩和対策となるパッド酸化膜の後退量と溝端部近傍における発生応力の関係を解析した図であり、図１３は実際に発生応力を転位発生限界以下に緩和するためパッド酸化膜を後述のエッチングにより後退させた後の断面構造図を表したものである。
【００５２】
図１４は溝形成深さが設計とは異なってしまった場合を考慮した素子形成領域幅Ｌ（窒化硅素膜幅Ｌ）と該素子形成領域に隣接する４１素子分離酸化膜形成領域の幅Ｓ及び素子分離酸化膜を形成する領域に予め形成される４２溝深さＢ及び対策としてパッド酸化膜を後退させる４３場合のパッド酸化膜後退量の決定手順をフローチャートで表したものである。
【００５３】
第１実施例或いは第２実施例で示したように素子形成領域と該素子形成領域に隣接する素子分離酸化膜領域の幅寸法は図１０に示したフローチャートに沿って寸法配置を決定することによって転位を発生させない条件で設計可能である。しかし、実際の製造工程においては加工公差が存在し、製造装置の特性が使用環境により経年変化するなど、実際に製造現場では必ずしも設計寸法通りには加工されない場合もある。
【００５４】
図１１はその例として実際に製造過程で形成した溝深さが設計値よりも大きくなってしまった半導体装置の断面構造を示したものである。これまでの製造方法ではこのまま酸化工程を継続すると必ず転位が発生してしまうという問題があり、溝深さ測定段階で実際の溝深さが設計値を越えた場合には該製造過程品を滅却するしかなかった。しかし、新たな応力緩和対策としてパッド酸化膜を一部後退させることで転位発生を防止できることが明らかとなった。
【００５５】
図１２にパッド酸化膜の後退量と溝端部における最大応力の関係の解析例を示す。本例では溝形成深さの設計値が１０ｎｍであったのに対して実際には１５ｎｍ形成されてしまった場合の解析例を示しており、図の横軸はパッド酸化膜の後退量、縦軸は溝端部近傍における最大応力を示している。
【００５６】
溝形成深さが１５ｎｍとなってしまったために発生応力は転位発生限界応力値を越えてしまうが、パッド酸化膜を後退させることで応力集中場所を分散させることにより応力緩和を達成することができる。すなわちパッド酸化膜を後退させるとパッド酸化膜端が窒化硅素膜の応力を支える点となるため形成した溝上端部近傍は窒化硅素膜からの応力から開放され応力はゼロとなる。
【００５７】
またパッド酸化膜端と溝下端の応力集中場の距離も離れるため相互干渉の影響が小さくなり、結果的に溝側壁近傍に形成される応力集中の度合いが小さくなり応力緩和が達成されることになる。
【００５８】
本実施例ではパッド酸化膜を４ｎｍ程度後退させることで発生応力を再び転位発生限界以下に制御できることがわかる。具体的にパッド酸化膜を後退させた場合の断面構造例を図１３に示す。以上の設計及び対策方法決定手順を図１４のフローチャートに示す。パッド酸化膜の後退はフッ酸系のエッチング液で実現可能である。後退量はエッチングレートを予め測定しておくことによりエッチング時間で制御することが可能である。
【００５９】
図１２から明らかなようにパッド酸化膜は後退させるほど応力緩和が達成されるのでエッチング時間は応力緩和が達成させるぎりぎりの時間（本実施例では４ｎｍ後退させる）とするよりはマージンをもたせて少し長めに設定する(例えば後退量を６ｎｍ以上にする)とよい。
【００６０】
尚、パッド酸化膜の後退量は溝深さに依存するので、本実施例で示した４ｎｍが必ずしも最適ではなく、実際の構造寸法に応じて最適寸法を決定する必要がある。本実施例においては、製品パターン設計段階で予め隣接した素子形成領域と素子分離領域のＬ寸法及びＳ寸法を転位が発生しないような値の組み合わせに設計することが可能となるとともに、実際の製造段階で溝形成深さが設計深さよりも深くなってしまった場合でもパッド酸化膜を適量後退させるエッチングを追加することで、製造段階での転位発生を防止することが可能となり、製品の製造歩留りの低下を防止することができる。
【００６１】
【発明の効果】
本発明を用いると、半導体装置において、製造段階での転位発生を防止することが可能となり、製品の製造歩留りの低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  三次元ＬＯＣＯＳ形状の模式図である。
【図２】  本発明の実施例に係る溝形成時の応力増加状況の解析例を示す説明図である。
【図３】  本発明の実施例に係る発生応力のＬ／Ｓ寸法依存性の解析例を示す説明図である。
【図４】  本発明の実施例に係る設計チャートである。
【図５】  本発明の実施例に係る素子分離工程断面寸法を示す断面模式図である。
【図６】  本発明の実施例に係る素子分離領域形成の平面図である。
【図７】  図６のＡ−Ａ′線断面図である。
【図８】  図６のＢ−Ｂ′線断面図である。
【図９】  図６のＣ−Ｃ′線断面図である。
【図１０】  本発明の実施例に係る素子形成領域或いは素子分離領域幅寸法決定方法フロー図である。
【図１１】  本発明の実施例に係る溝形成後の半導体装置断面構造を示す模式図である。
【図１２】  本発明の実施例に係るパッド酸化膜後退量と溝端部近傍最大応力との関係を説明する特性図である。
【図１３】  本発明の実施例に係るパッド酸化膜の後退後の装置断面構造を示す模式図である。
【図１４】  本発明の実施例に係る溝形成深さを考慮した素子形成領域或いは素子分離領域幅寸法決定方法フロー図である。
【図１５】  本発明の実施例に係る素子分離領域形成例を示す半導体の結晶構造の顕微鏡写真である。
【図１６】  半導体メモリーデバイス中の周辺回路におけるＳ寸法とＬ寸法を示す説明図である。
【図１７】  応力解析のステップを示す説明図である。
【図１８】  応力解析に用いる粘弾性モデルを示す説明図である。
【図１９】  応力分布チャート及び設計チャートを示す図である。
【図２０】  応力解析を用いた半導体の設計と製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１…半導体基板、２…素子分離用熱酸化膜、３…パッド酸化膜、４…窒化硅素膜、５…ゲート電極、６…ゲート酸化膜。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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