特開 2024-135307 半導体装置及びその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024135307

(43)【公開日】2024-10-04

(54)【発明の名称】半導体装置及びその製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01L 21/762 20060101AFI20240927BHJP

   H01L 21/76 20060101ALI20240927BHJP

【ＦＩ】

H01L21/76 D

H01L21/76 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023045930

(22)【出願日】2023-03-22

(71)【出願人】

【識別番号】308033711

【氏名又は名称】ラピスセミコンダクタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001519

【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】沼澤 時生

【テーマコード（参考）】

5F032

【Ｆターム（参考）】

5F032AA35

5F032AA44

5F032CA17

5F032DA01

5F032DA04

5F032DA22

5F032DA33

5F032DA53

(57)【要約】

【課題】素子形成領域の素子分離領域に隣接する端部において、酸化膜の成膜性を損なうことがなく、形成される酸化膜の厚さばらつきを低減することができる、半導体装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】半導体基板と、半導体基板上に形成され、半導体素子が形成される素子形成領域と、半導体基板上に形成され、素子形成領域を半導体素子毎に分離する素子分離領域と、素子形成領域及び素子分離領域を覆う酸化膜と、を備え、素子形成領域の素子分離領域に隣接する端部が、半導体基板の主面と平行な平坦部と、素子形成領域の表面と素子分離領域の表面との段差を面取りした面取り部と、を備え、面取り部は、素子分離領域の幅方向に沿った断面において、素子形成領域と素子分離領域との境界から平坦部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなる形状である、半導体装置とする。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

半導体基板と、
前記半導体基板上に形成され、半導体素子が形成される素子形成領域と、
前記半導体基板上に形成され、前記素子形成領域を半導体素子毎に分離する素子分離領域と、
前記素子形成領域及び素子分離領域を覆う酸化膜と、
を備え、
前記素子形成領域の前記素子分離領域に隣接する端部が、前記半導体基板の主面と平行な平坦部と、前記素子形成領域の表面と前記素子分離領域の表面との段差を面取りした面取り部と、を備え、
前記面取り部は、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界から前記平坦部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなる形状である、
半導体装置。

【請求項2】

前記面取り部は、前記曲率半径が無限大になる斜面を備える、請求項１の半導体装置。

【請求項3】

前記素子形成領域上に形成される前記酸化膜は、自然酸化膜と絶縁酸化膜の二層構造である、請求項１又は請求項２に記載の半導体装置。

【請求項4】

半導体基板上の素子分離領域に素子分離溝を形成する工程と、
前記素子分離溝に半導体酸化物を充填する工程と、
前記素子分離溝に充填された前記半導体酸化物をエッチングする工程と、
前記半導体基板上の素子形成領域及び前記素子分離領域の表面を洗浄する工程と、
を含み、
前記洗浄する工程は、前記素子形成領域の表面に形成された自然酸化膜を第１洗浄液により除去する第１洗浄と、前記第１洗浄の後に行われ、前記素子形成領域の半導体基板の表面を第２洗浄液により削り取ると共に、露出した前記素子形成領域の半導体基板の表面に自然酸化膜を形成する第２洗浄とにより行われ、
前記素子形成領域の表面と前記素子分離領域の表面との間に段差部が生じている場合に、前記第２洗浄では、前記第２洗浄液を斜め上方から前記段差部に噴射して、前記段差部を面取りする、
半導体装置の製造方法。

【請求項5】

前記洗浄する工程を、複数回繰り返し行う、
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項6】

前記段差部が面取りされて形成される面取り部が、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子分離領域との境界から中央部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなる形状になるまで、前記洗浄する工程を複数回繰り返し行う、
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項7】

前記段差部が面取りされて形成される面取り部が、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子分離領域との境界から中央部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなり、前記曲率半径が無限大になる斜面を含む形状になるまで、前記洗浄する工程を複数回繰り返し行う、
請求項４に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項8】

前記第１洗浄が、前記第１洗浄液として希フッ酸を用いるＤＨＦ洗浄であり、
前記第２洗浄が、前記第２洗浄液として塩酸、過酸化水素水、及び水の混合物を用いるＨＰＭ洗浄である、
請求項４から請求項７までのいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。

【請求項9】

前記洗浄する工程の終了後に、前記素子分離領域上と、前記第２洗浄により自然酸化膜が形成された前記素子形成領域上とに、絶縁酸化膜と形成する工程をさらに含む、
請求項４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、半導体装置及びその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

ＳＴＩ(Shallow Trench Isolation)技術を用いて作製される半導体装置は、図５に示すように、シリコン基板１１０上に、素子分離溝１５４と、素子分離溝１５４によって分離された素子形成領域１１４とを備えている。素子分離溝１５４には、酸化シリコン１１２が埋め込まれている。素子形成領域１１４のウェル１１８には、ゲート電極１２０、チャネル領域１２２、ソース領域１２４及びドレイン領域１２６を備えるＭＯＳトランジスタ１１６が形成されている。

【0003】

図６に示すように、素子形成領域１１４の端部１１４Ｅの表面と、素子分離溝１５４内に埋め込まれた酸化シリコン１１２の表面との間に段差が生じる場合がある。段差は、製造工程において酸化シリコン１１２が過剰にエッチバックされることで発生する。このような段差は、その上に形成されるゲート絶縁膜１２８等の酸化膜１３０の成膜性に影響を及ぼし、ひいては半導体装置の性能の低下を引き起こす。例えば、矢印で示すように、段差のエッジの尖った角部では酸化膜が薄くなるため、電解集中が発生し、耐圧不良の原因となる。

【0004】

この問題を解決するために、特許文献１に記載の半導体装置の製造方法は、ウエットエッチングによりトレンチの上端部に丸みを形成する工程を含む。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０００－２１９７０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、特許文献１に記載の方法では、エッジのみがエッチングにより削れて丸くなるだけであり、段差が無くなる訳ではない。その結果、酸化膜の成膜性が悪化するという問題は依然として存在する。

【0007】

本発明は上記課題に鑑み成されたものであり、本発明の目的は、素子形成領域の素子分離領域に隣接する端部において、酸化膜の成膜性を損なうことがなく、形成される酸化膜の厚さばらつきを低減することができる、半導体装置及びその製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の１つの態様は、半導体装置に係るものであり、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、半導体素子が形成される素子形成領域と、前記半導体基板上に形成され、前記素子形成領域を半導体素子毎に分離する素子分離領域と、前記素子形成領域及び素子分離領域を覆う酸化膜と、を備え、前記素子形成領域の前記素子分離領域に隣接する端部が、前記半導体基板の主面と平行な平坦部と、前記素子形成領域の表面と前記素子分離領域の表面との段差を面取りした面取り部と、を備え、前記面取り部は、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界から前記平坦部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなる形状である、半導体装置とする。

【0009】

本発明のもう１つの態様は、半導体装置の製造方法に係るものであり、半導体基板上の素子分離領域に素子分離溝を形成する工程と、前記素子分離溝に半導体酸化物を充填する工程と、前記素子分離溝に充填された前記半導体酸化物をエッチングする工程と、前記半導体基板上の素子形成領域及び前記素子分離領域の表面を洗浄する工程と、を含み、前記洗浄する工程は、前記素子形成領域の表面に形成された自然酸化膜を第１洗浄液により除去する第１洗浄と、前記第１洗浄の後に行われ、前記素子形成領域の半導体基板の表面を第２洗浄液により削り取る第２洗浄とにより行われ、前記素子形成領域の表面と前記素子分離領域の表面との間に段差部が生じている場合に、前記第２洗浄では、前記第２洗浄液を斜め上方から前記段差部に噴射して、前記段差部を面取りする、半導体装置の製造方法とする。

【発明の効果】

【0010】

本発明によれば、素子形成領域の素子分離領域に隣接する端部において、酸化膜の成膜性を損なうことがなく、形成される酸化膜の厚さばらつきを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】本発明の実施形態に係る半導体装置の構成の一例を示す断面図である。

【図2】（Ａ）及び（Ｂ）は図１の領域Ａの詳細構成の一例を示す拡大図である。

【図3】（Ａ）～（Ｇ）は半導体装置の素子分離溝形成工程の一例を示す断面図である。

【図4】（Ａ）～（Ｆ）は、図３に示す素子分離溝形成工程における洗浄工程の処理手順の一例を示す模式図である。

【図5】従来の半導体装置の構成の一例を示す断面図である。

【図6】図５の領域Ｂの詳細構成の一例を示す拡大図である。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、図面を参照して本発明の実施の形態の一例を詳細に説明する。

【0013】

＜半導体装置＞
まず、図１を参照して、本発明の実施形態に係る半導体装置の構成について説明する。
図１に示すように、本実施形態に係る半導体装置１は、半導体基板の一例であるシリコン基板１０上に、素子分離領域の一例である素子分離溝５４と、素子分離溝５４によって分離された素子形成領域１４とを備えている。素子分離溝５４には、半導体酸化物の一例である酸化シリコン１２が埋め込まれている。素子形成領域１４のウェル１８には、半導体素子の一例であるＭＯＳトランジスタ１６が形成されている。

【0014】

ＭＯＳトランジスタ１６は、ウェル１８の表面にゲート絶縁膜２８を介して形成されたゲート電極２０と、ゲート電極２０の下方に位置するチャネル領域２２と、チャネル領域２２の両側に配置されたソース領域２４及びドレイン領域２６とを備えている。素子形成領域１４及び素子分離溝５４が形成される素子分離領域の各々は、酸化シリコンからなる絶縁酸化膜３０で覆われている。

【0015】

（素子形成領域の端部の構造）
図２（Ａ）及び図２（Ｂ）は、図１に領域Ａで示す素子形成領域１４の端部の構造を拡大して示す図である。後述するように、製造工程で素子形成領域１４の端部に生じる段差は、ＤＨＦ洗浄とＨＰＭ洗浄を組み合わせた洗浄工程を複数回繰り返すことより取り除かれる（図３（Ｆ）及び（Ｇ）を参照）。洗浄工程を繰り返す回数が多くなるほど、段差部が大きく削り取られて行く。

【0016】

図２（Ａ）は、洗浄工程を閾値未満の回数だけ繰り返した場合の構造を示す。この場合、素子形成領域１４の端部１４Ｅは、素子形成領域１４中央の平坦部１４Ｔと、平坦部１４Ｔから続く面取り部１４Ｒとで構成される。面取り部１４Ｒはなだらかな曲面である。面取り部１４Ｒは、素子分離溝５４の幅方向に沿った断面を見たときに、素子形成領域１４と素子分離溝５４（すなわち、酸化シリコン１２）との境界から平坦部１４Ｔに向かって曲率半径が大きくなる形状である。

【0017】

図２（Ｂ）は、洗浄工程を閾値未満の回数だけ繰り返した場合の構造を示す。この場合、素子形成領域１４の端部１４Ｅは、素子形成領域１４中央の平坦部１４Ｔと、平坦部１４Ｔから続く面取り部１４Ｒとで構成される。面取り部１４Ｒはなだらかな斜面を含む。面取り部１４Ｒは、素子分離溝５４の幅方向に沿った断面を見たときに、素子形成領域１４と素子分離溝５４との境界から平坦部１４Ｔに向かって曲率半径が大きくなる形状である。斜面の部分では、曲率半径は無限大となる。また、図２（Ａ）と比べると、平坦な部分（平坦部１４Ｔ）が減少し、傾斜部分（面取り部１４Ｒ）が増加している。

【0018】

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、素子形成領域１４の端部１４Ｅでは、段差の角部が削り取られて略平坦にされるので、素子形成領域１４及び酸化シリコン１２の表面上に酸化膜３０を形成すると、酸化膜３０は略均一な厚さで形成される。また、何れの構造でも、素子形成領域１４の表面は、ケミカル酸化膜３２で覆われている。このため、素子形成領域１４上では、酸化膜は、ケミカル酸化膜３２と絶縁酸化膜３０の二層構造となる。ここで「ケミカル酸化膜」とは、例えば洗浄剤処理等の化学的酸化処理が施されて形成された酸化膜であり、特許請求の範囲に記載した「自然酸化膜」の一例である。

【0019】

＜半導体装置の製造工程＞
次に、図３を参照して図１に示す半導体装置の製造工程について説明する。
なお、ここでは、ＭＯＳトランジスタ１６を形成する工程は省略し、酸化シリコン１２が充填された素子分離溝５４を形成する工程を中心に説明する。なお、ＭＯＳトランジスタ１６は、従来から周知の方法で形成することができる。

【0020】

まず、シリコン基板１０の表面にパッド酸化膜５０を形成した後、ＣＶＤ法を用いてシリコン窒化膜５２を形成する（図３（Ａ））。

【0021】

次に、シリコン窒化膜５２上にレジスト膜（図示せず）を塗布した後、フォトリソグラフィ技術によって、素子分離溝５４に対応する開口を有するレジストパターンを形成する。続いて、レジストパターンをマスクにして、シリコン窒化膜５２及びパッド酸化膜５０を順次エッチングする。続いて、エッチングされずに残ったシリコン窒化膜５２及びパッド酸化膜５０をマスクにして、シリコン基板１０をエッチングして、素子分離溝５４を形成する（図３（Ｂ））。

【0022】

次に、熱酸化法によって、素子分離溝５４の側面及び底面を酸化して熱酸化膜（図示せず）を形成する。続いて、高密度プラズマＣＶＤ法によって、シリコン窒化膜５２上及び素子分離溝５４内に酸化シリコン１２を堆積して、酸化シリコン１２を素子分離溝５４内に埋め込む（図３（Ｃ））。

【0023】

次に、化学的機械研磨（ＣＭＰ）によって、酸化シリコン１２の表面を平坦化する（図３（Ｄ））。続いて、熱リン酸を用いたウエットエッチングによって、シリコン窒化膜５２を除去してパッド酸化膜５０を露出させる。続いて、フッ酸を用いたウエットエッチングによって、パッド酸化膜５０を除去した後、露出したシリコン基板１０の表面に、犠牲酸化膜５６を形成する。

【0024】

次に、フッ酸を用いたウエットエッチングによって、素子分離溝５４内の酸化シリコン１２を、シリコン基板１０の表面の高さまでエッチバックする。ここで、犠牲酸化膜５６で覆われていない酸化シリコン１２の表面は、過剰にエッチバックされて、シリコン基板１０の表面よりも低くなり、段差が形成される。続いて、犠牲酸化膜５６を除去してシリコン基板１０の表面を露出させる（図３（Ｆ））。

【0025】

次に、後述する洗浄工程を複数回繰り返し行い、シリコン基板１０の表面及び酸化シリコン１２の表面を洗浄する。この洗浄により、シリコン基板１０の素子形成領域１４の角部を削って段差を解消する。洗浄工程終了後、シリコン基板１０の表面にはケミカル酸化膜３２が形成されている。最後に、シリコン基板１０の表面上、及び酸化シリコン１２の表面上に、絶縁酸化膜３０を所定の厚さで形成する（図３（Ｇ））。

【0026】

（洗浄工程）
次に、図４（Ａ）～（Ｆ）を参照して洗浄工程について説明する。
図４（Ａ）～（Ｆ）は、素子形成領域１４の端部１４Ｅ周辺の拡大図であり、洗浄工程により端部１４Ｅにある角部が削られて、面取り部１４Ｒが形成されて行く様子を表している。

【0027】

洗浄工程は、ＤＨＦ洗浄とＨＰＭ洗浄との組み合わせにより行う。ＤＨＦ洗浄は、希フッ酸（ＨＦ／Ｈ_２Ｏ）を洗浄液として用いて、シリコン表面のケミカル酸化膜を除去する処理である。ＨＰＭ洗浄は、塩酸と過酸化水素水と純水が１：１～２：５～７の容積配合比で組成された洗浄液を用いて、金属を除去する処理である。ＤＨＦ洗浄と、ＤＨＦ洗浄後のＨＰＭ洗浄とを１セットの洗浄工程とし、１セットの洗浄工程を複数回実施する。

【0028】

図３（Ｆ）で犠牲酸化膜５６を除去した後の、素子形成領域１４の端部１４Ｅと、素子分離溝５４に充填された酸化シリコン１２との境界部分の状態を図４（Ａ）に示す。素子形成領域１４の表面は、酸化シリコン１２の表面よりも高い位置にあり、素子形成領域１４と酸化シリコン１２との間には段差が形成されている。素子形成領域１４の表面はケミカル酸化膜３２で覆われている。この状態では、端部１４Ｅの表面はすべてが平坦部１４Ｔであり、端部１４Ｅのエッジは段差によって尖った角部となっている。

【0029】

１回目の洗浄工程では、まずＤＨＦ洗浄が行われる。ＤＨＦ洗浄により、図４（Ｂ）に示すように、ケミカル酸化膜３２が除去されると共に、酸化シリコン１２が削り取られて酸化シリコン１２の表面が後退する。酸化シリコン１２の表面のＤＨＦ洗浄前の高さを点線で示す。酸化シリコン１２の表面が後退することにより、素子形成領域１４の側面（素子分離溝５４の壁面）の露出部分が増加する。

【0030】

続いてＨＰＭ洗浄が行われる。ＨＰＭ洗浄は浸漬処理により行われるのが通常であるが、本実施形態では、図４（Ｂ）に矢印で示すように、ＨＰＭ洗浄液を上方から素子形成領域１４の表面に向けて噴射して、素子形成領域１４の表面を洗浄する。素子形成領域１４の端部１４Ｅについては、斜め上方から角部に向かってＨＰＭ洗浄液を噴射する。

【0031】

ＨＰＭ洗浄液の噴射角度は、面取り部１４Ｒの所望の傾きに応じて決められる。例えば、面取り部１４Ｒの斜面を、基板の主面に対して４５度だけ傾けたい場合は、ＨＰＭ洗浄液を主面に対して４５度の角度で噴射する。

【0032】

このＨＰＭ洗浄により、図４（Ｃ）に示すように、金属であるシリコン表面が削り取られて、素子形成領域１４の表面が後退する。図４（Ｂ）に、素子形成領域１４の酸化シリコン１２の表面のＨＰＭ洗浄後の高さを一点鎖線で示す。素子形成領域１４の端部１４Ｅでは、角部が削り取られて面取りされ、曲面状の面取り部１４Ｒが形成される。また、露出した素子形成領域１４の表面にはケミカル酸化膜３２が形成される。ケミカル酸化膜３２が形成されると、ＨＰＭ洗浄液にそれ以上反応しなくなる。

【0033】

ＤＨＦ洗浄とＨＰＭ洗浄とをセットで行うのは、ＤＨＦ洗浄により、素子形成領域１４の表面に形成されたケミカル酸化膜３２を除去して、素子形成領域１４のシリコン表面を露出させた後でなければ、素子形成領域１４のシリコンはＨＰＭ洗浄液と反応しないためである。ＤＨＦ洗浄の後にＨＰＭ洗浄を行うのも同様の理由による。

【0034】

２回目の洗浄工程では、再度、ＤＨＦ洗浄が行われる。ＤＨＦ洗浄により、図４（Ｄ）に示すように、ＨＰＭ洗浄で形成されたケミカル酸化膜３２が除去されると共に、酸化シリコン１２が削り取られて酸化シリコン１２の表面が後退する。酸化シリコン１２の表面が後退することにより、素子形成領域１４の側面の露出部分がさらに増加する。また、２回目のＤＨＦ洗浄では、ＨＰＭ洗浄でケミカル酸化されたシリコンが除去されるので、間接的に素子形成領域１４のシリコン表面が削り取られることになる。

【0035】

続いてＨＰＭ洗浄が行われる。ＨＰＭ洗浄により、図４（Ｅ）に示すように、金属である素子形成領域１４のシリコン表面が削り取られて、素子形成領域１４の表面が後退する。素子形成領域１４の端部１４Ｅでは、面取り部１４Ｒがさらに丸められると共に、平坦部１４Ｔが斜めに削り取られて面取り部１４Ｒの領域が増加する。また、露出した素子形成領域１４の表面にはケミカル酸化膜３２が形成される。

【0036】

その後、図４（Ｆ）に示すように、例えば５回目の洗浄工程終了後、シリコン基板１０の表面にはケミカル酸化膜３２が形成されている。最後に、シリコン基板１０の表面上、及び酸化シリコン１２の表面上に、絶縁酸化膜３０を所定の厚さで形成する。

【0037】

本実施の形態では、１セットの洗浄工程を複数回実施する。素子形成領域１４の最初から露出している部分は、ＨＰＭ洗浄を受ける回数に応じて削り取られる。ＨＰＭ洗浄液を斜め上方から噴射することで、素子形成領域１４の端部１４Ｅの段差部も削り取られる。また、素子形成領域１４の側面の新たに露出する部分は、露出後にＨＰＭ洗浄を受ける回数に応じて削り取られる。このため、面取り部１４Ｒは、素子分離溝５４の幅方向に沿った断面を見たときに、素子形成領域１４と素子分離溝５４との境界付近では曲率半径が小さく、平坦部１４Ｔに近づくほど曲率半径が大きくなる形状になる。

【0038】

また、最初から露出している段差部は、ＨＰＭ洗浄を受ける回数が多く、徐々に削り取られて平坦に近づく。例えば、洗浄工程を閾値未満の回数だけ繰り返すことで、図２（Ａ）に示すように、面取り部１４Ｒはなだらかな曲面となり、洗浄工程を閾値以上の回数だけ繰り返すことで、図２（Ｂ）に示すように、面取り部１４Ｒはなだらかな斜面となる。閾値は、洗浄条件に応じて決められるが、例えば、３回～８回とすることができる。

【0039】

以上の通り、本実施形態では、素子形成領域１４の端部１４Ｅの角部を面取りして、なだらかな曲面又はなだらかな斜面とすることができ、その上に形成される酸化膜の成膜性を向上させることができる。すなわち、面取り部１４Ｒを含む端部１４Ｅ上に酸化膜を形成する場合、角部の上に酸化膜を形成する場合に比べて、酸化膜の厚さばらつきを低減することができる。また、酸化膜の厚さが均一になることで、電解集中も発生し難くなり、耐圧特性も改善される。

【0040】

また、ＤＨＦ洗浄で酸化シリコン１２の表面が削り取られ、ＨＰＭ洗浄で素子形成領域１４のシリコン表面が削り取られる。より詳細には、２回目以降のＤＨＦ洗浄で、ＨＰＭ洗浄でケミカル酸化されたシリコンが除去され、間接的に素子形成領域１４のシリコン表面が削り取られる。図３では誇張しているが、洗浄で削り取られる量はエッチングに比べて微量である。また、ＨＰＭ洗浄では、ケミカル酸化膜３２の形成により素子形成領域１４の表面が不動態化し、ＨＰＭ洗浄液による浸食は停止する。ＤＨＦ洗浄でケミカル酸化膜３２を除去するまで、次のＨＰＭ洗浄を行うことはできない。したがって、洗浄工程を実施する回数によって削り取られる量を調整することができる。

【0041】

また、斜め上方からのＨＰＭ洗浄により、素子形成領域１４の端部１４Ｅを面取りすることが可能である。ＨＰＭ洗浄液の噴射角度により、面取り部１４Ｒの傾斜角度を決めることができる。したがって、ＨＰＭ洗浄の条件設定により、素子形成領域１４の端部１４Ｅを所望の形状とすることが可能である。

【0042】

＜変形例＞
上記実施の形態で説明した半導体装置及びその製造方法の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内においてその構成を変更してもよいことは言うまでもない。

【0043】

上記実施の形態では、面取り部１４Ｒが所定の傾きの斜面を有する構造（図２（Ｂ）参照）を例示したが、面取り部１４Ｒの構造はこれに限定されない。面取り部１４Ｒが斜面を有する場合、面取り部１４Ｒは傾きの異なる複数の斜面を有していてもよい。この場合、複数の斜面の傾きは、境界側で急であり、平坦部１４Ｔに近づくほど緩やかになる。

【0044】

また、上記実施の形態では、ＤＨＦ洗浄とＨＰＭ洗浄とを行う場合について説明したが、第１洗浄は、素子形成領域の表面に形成されたケミカル酸化膜を除去することができ、第２洗浄は、素子形成領域の半導体基板の表面を削り取ることができればよく、洗浄の種類はＤＨＦ洗浄とＨＰＭ洗浄には限定されない。

【0045】

［付記］なお、以上の実施形態の説明に関して、更に以下の付記を開示する。
本開示の第１態様は、半導体基板と、前記半導体基板上に形成され、半導体素子が形成される素子形成領域と、前記半導体基板上に形成され、前記素子形成領域を半導体素子毎に分離する素子分離領域と、前記素子形成領域及び素子分離領域を覆う酸化膜と、を備え、前記素子形成領域の前記素子分離領域に隣接する端部が、前記半導体基板の主面と平行な平坦部と、前記素子形成領域の表面と前記素子分離領域の表面との段差を面取りした面取り部と、を備え、前記面取り部は、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子形成領域と前記素子分離領域との境界から前記平坦部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなる形状である、半導体装置である。
本開示の第２態様は、前記面取り部は、前記曲率半径が無限大になる斜面を備える、第１態様の半導体装置である。
本開示の第３態様は、前記素子形成領域上に形成される前記酸化膜は、自然酸化膜と絶縁酸化膜の二層構造である、第１態様又は第２態様の半導体装置。
本開示の第４態様は、半導体基板上の素子分離領域に素子分離溝を形成する工程と、前記素子分離溝に半導体酸化物を充填する工程と、前記素子分離溝に充填された前記半導体酸化物をエッチングする工程と、前記半導体基板上の素子形成領域及び前記素子分離領域の表面を洗浄する工程と、を含み、前記洗浄する工程は、前記素子形成領域の表面に形成された自然酸化膜を第１洗浄液により除去する第１洗浄と、前記第１洗浄後に行われ、前記素子形成領域の半導体基板の表面を第２洗浄液により削り取る第２洗浄とにより行われ、前記素子形成領域の表面と前記素子分離領域の表面との間に段差部が生じている場合に、前記第２洗浄では、前記第２洗浄液を斜め上方から前記段差部に噴射して、前記段差部を面取りする、半導体装置の製造方法である。
本開示の第５態様は、前記洗浄する工程を、複数回繰り返し行う、第４態様の半導体装置の製造方法である。
本開示の第６態様は、前記段差部が面取りされて形成される面取り部が、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子分離領域との境界から中央部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなる形状になるまで、前記洗浄する工程を複数回繰り返し行う、第４態様又は第５態様の半導体装置の製造方法である。
本開示の第７態様は、前記段差部が面取りされて形成される面取り部が、前記素子分離領域の幅方向に沿った断面において、前記素子分離領域との境界から中央部に向かって高さが高くなり且つ曲率半径が大きくなり、前記曲率半径が無限大になる斜面を含む形状になるまで、前記洗浄する工程を複数回繰り返し行う、第４態様又は第５態様の半導体装置の製造方法である。
本開示の第８態様は、前記第１洗浄が、前記第１洗浄液として希フッ酸を用いるＤＨＦ洗浄であり、前記第２洗浄が、前記第２洗浄液として塩酸、過酸化水素水、及び水の混合物を用いるＨＰＭ洗浄である、第４態様から第７態様までのいずれか１つの半導体装置の製造方法である。
本開示の第９態様は、前記洗浄する工程の終了後に、前記素子分離領域上と、前記第２洗浄により自然酸化膜が形成された前記素子形成領域上とに、絶縁酸化膜と形成する工程をさらに含む、第４態様から第８態様までのいずれか１つの半導体装置の製造方法である。

【符号の説明】

【0046】

１０ シリコン基板
１２ 酸化シリコン
１４ 素子形成領域
１４Ｅ 端部
１４Ｒ 面取り部
１４Ｔ 平坦部
１６ トランジスタ
１８ ウェル
２０ ゲート電極
２２ チャネル領域
２４ ソース領域
２６ ドレイン領域
２８ ゲート絶縁膜
３０ 絶縁酸化膜（酸化膜）
３２ ケミカル酸化膜
５０ パッド酸化膜
５２ シリコン窒化膜
５４ 素子分離溝
５６ 犠牲酸化膜

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】