JP2000182985A - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 半導体領域に不純物が拡散されている拡散層
からなる配線層などの構成要素の高性能化および高信頼
度化ができる半導体装置およびその製造方法を提供す
る。 【解決手段】 ＳＯＩ基板４などの絶縁膜２の表面に形
成されている半導体領域３の一部に、絶縁膜２の表面と
接触されている不純物イオン打込み領域が形成されて、
不純物イオン打込み領域の不純物が熱拡散して形成され
ている拡散層９が備えられているものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置および
その製造方法に関し、特に、半導体領域に不純物が拡散
されている拡散層からなる配線層などの構成要素の高性
能化および高信頼度化ができる半導体装置およびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ところで、本発明者は、ＳＯＩ（Silico
n on Insulator）基板を用いた半導体集積回路装置の製
造技術について検討した。以下は、本発明者によって検
討された技術であり、その概要は次のとおりである。

【０００３】すなわち、ＳＯＩ基板を用いた半導体集積
回路装置の製造技術は、ＳＯＩ基板におけるシリコン基
板の上に酸化シリコン膜を介在して存在する単結晶シリ
コン層（薄膜状態のシリコン基板などの半導体領域）
に、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field
Effect Transistor ）などからなる半導体素子とシリコ
ン層に不純物が拡散されている拡散層からなる配線層が
形成されているものがある。

【０００４】なお、ＳＯＩ基板を用いた半導体集積回路
装置の製造技術について記載されている文献としては、
例えば１９９０年１２月１５日、啓学出版株式会社発行
のＷ・マリ著「図説超ＬＳＩ工学」ｐ３２１〜ｐ３２５
に記載されているものがある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したＳ
ＯＩ基板を用いた半導体集積回路装置の製造技術におい
て、シリコン層に不純物としての例えばホウ素（Ｂ）が
拡散されている拡散層からなる配線層などの構成要素を
形成する場合、種々の問題点が発生していることを、本
発明者が見い出した。

【０００６】前述したＳＯＩ基板を用いた半導体集積回
路装置の製造技術において、ＳＯＩ基板におけるシリコ
ン層に不純物としてのホウ素が拡散されている拡散層か
らなる配線層を形成する製造工程として、シリコン層に
ホウ素をイオン打込みした後、熱拡散装置を使用して、
イオン打込みされたホウ素をシリコン層に熱拡散して拡
散層を形成している。

【０００７】この場合、拡散層からなる配線層を形成す
る際に、高濃度のホウ素を使用し薄膜状態のホウ素イオ
ン打込み領域を形成し、その後、高い温度状態の熱拡散
処理を行っていることにより、ホウ素イオン打込み領域
からホウ素が大きく拡散されてホウ素イオン打込み領域
よりも大きな領域からなる拡散層が形成されてしまうの
で、拡散層の性能が低下すると共に、拡散層が大きくな
るので微細加工化ができなくなったり、高い温度状態の
熱拡散処理によって、半導体集積回路装置の構成要素の
性能と信頼度が低減化するという問題点が発生してい
る。

【０００８】前述した拡散層の形成方法を使用して、拡
散層を配線層などの種々の半導体装置の構成要素とされ
ていることにより、半導体装置の性能や製造歩留りが低
減化されている。

【０００９】本発明の目的は、半導体領域に不純物が拡
散されている拡散層からなる配線層などの構成要素の高
性能化および高信頼度化ができる半導体装置およびその
製造方法を提供することにある。

【００１０】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本明細書の記述および添付図面から明らかに
なるであろう。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００１２】すなわち、（１）．本発明の半導体装置
は、ＳＯＩ基板などの絶縁膜の表面に形成されている半
導体領域の一部に、絶縁膜の表面と接触されている不純
物イオン打込み領域が形成されて、不純物イオン打込み
領域の不純物が熱拡散して形成されている拡散層が備え
られているものである。

【００１３】（２）．本発明の半導体装置の製造方法
は、絶縁膜の表面に形成されている半導体領域の一部
に、不純物をイオン打込みして、絶縁膜の表面と接触さ
れている不純物イオン打込み領域を形成する工程と、不
純物イオン打込み領域の不純物を、熱拡散して、拡散層
を形成する工程とを有するものである。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて詳細に説明する。なお、実施の形態を説明す
るための全図において同一機能を有するものは同一の符
号を付し、重複説明は省略する。

【００１５】（実施の形態１）図１〜図６は、本発明の
一実施の形態（実施の形態１）である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。同図を用いて、本実施の形態
の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明する。

【００１６】まず、図１に示すように、例えばｐ型のシ
リコン単結晶からなる半導体基体１の上に例えば酸化シ
リコン膜などの絶縁膜２を介して例えばｎ型のシリコン
単結晶からなる半導体領域３を有するＳＯＩ（Silicon
on Insulator）基板４を用意する。

【００１７】次に、ＳＯＩ基板４における半導体領域３
の表面に例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜５を
形成し、その後その絶縁膜５の表面にレジスト膜６を形
成した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技術とを
使用して、絶縁膜５に開口部７を形成する。この場合、
開口部７は、半導体領域３に不純物イオン打込み領域を
形成するための開口部であり、絶縁膜５は、半導体領域
３に不純物イオン打込み領域を形成する際のマスクとさ
れる絶縁膜である。したがって、絶縁膜５は、酸化シリ
コン膜以外に、窒化シリコンなどからなる種々の材料か
らなる絶縁膜を適用することができる。

【００１８】その後、不要となったレジスト膜６を取り
除いた後、イオン注入装置を使用して、イオン注入法に
よって、絶縁膜５における開口部７を通して、その開口
部７の下部の半導体領域３に、ホウ素からなる不純物
（ｐ型の不純物）をイオン打込みして、半導体領域３に
不純物イオン打込み領域８を形成する（図２）。

【００１９】この場合、本発明者の検討の結果、絶縁膜
２の表面に形成されている半導体領域３の一部に、不純
物をイオン打込みして、絶縁膜２の表面と接触されてい
る不純物イオン打込み領域８を形成する工程としてお
り、不純物イオン打込み領域８が絶縁膜２の表面と接触
している態様となるような製造工程を採用している。

【００２０】次に、熱拡散装置を使用して、ホウ素から
なる不純物（ｐ型の不純物）を熱拡散して、ｐ型拡散層
（拡散層）９を形成する（図３）。この場合、本実施の
形態のｐ型拡散層９は、配線層としてのｐ型拡散層９と
されている。

【００２１】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、絶縁膜２の表面に形成されている半導体領域３の
一部に、不純物をイオン打込みして、絶縁膜２の表面と
接触されている不純物イオン打込み領域８を形成する工
程と、不純物イオン打込み領域８の不純物を、熱拡散し
て、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する工程とを有する
ことを特徴としている。

【００２２】図７は、本発明の半導体装置の製造方法よ
り形成したｐ型拡散層（絶縁膜の表面と接触されている
不純物イオン打込み領域を用いて、形成された拡散層）
に対して、本発明者が検討した結果を示すグラフ図であ
り、ｐ型拡散層におけるホウ素からなる不純物濃度と距
離との関係を示すグラフ図である。

【００２３】図８は、従来の半導体装置の製造方法より
形成したｐ型拡散層（絶縁膜の表面と接触されていない
不純物イオン打込み領域を用いて、形成された拡散層）
に対して、本発明者が検討した結果を示すグラフ図であ
り、ｐ型拡散層におけるホウ素からなる不純物濃度と距
離との関係を示すグラフ図である。

【００２４】したがって、本実施の形態の半導体装置の
製造方法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する
場合、絶縁膜２の表面と接触している不純物イオン打込
み領域８を形成した後、その不純物イオン打込み領域８
における不純物を熱拡散する製造工程を採用しているこ
とにより、図７および図８に示されているグラフ図から
も明らかであるが、不純物イオン打込み領域８よりほと
んど延長しない領域のｐ型拡散層（拡散層）９を形成す
ることができる。さらに、不純物イオン打込み領域８に
おける不純物を熱拡散する製造工程の条件を極めて容易
とすることができる。また、ｐ型拡散層（拡散層）９を
設計仕様に応じた形態とすることができ、微細加工がで
き、高性能でしかも高信頼度のｐ型拡散層（拡散層）９
とすることができる。

【００２５】その後、半導体領域３に半導体素子として
のＭＯＳＦＥＴを形成する工程を行う（図４）。この場
合、この製造工程は、先行技術などを使用した種々の態
様を適用することができるが、ｎ型の半導体領域３に、
半導体素子としてのＭＯＳＦＥＴを形成する製造方法を
具体的に説明する。

【００２６】まず、ＭＯＳＦＥＴを形成する領域の半導
体領域３の表面の絶縁膜５を、リソグラフィ技術と選択
エッチング技術とを使用して、取り除く作業を行う。こ
の場合、絶縁膜５を素子分離用のフィールド絶縁膜とし
て使用しているが、別の態様として、絶縁膜５以外の酸
化シリコン膜などからなる絶縁膜を形成して、素子分離
用のフィールド絶縁膜を形成する態様を設計仕様に応じ
て適用することができる。

【００２７】次に、半導体素子が形成される領域である
素子形成領域の半導体領域３に、ゲート絶縁膜１０、ゲ
ート電極１１、絶縁膜１２、サイドウォールスペーサ１
３を形成する。

【００２８】その後、半導体領域３に、例えばホウ素な
どのｐ型の不純物をイオン注入法を使用してイオン打込
みした後、熱拡散装置を使用してｐ型の不純物を熱拡散
して、ＰチャネルＭＯＳＦＥＴのソースおよびドレイン
となるｐ型半導体領域１４を形成する。

【００２９】その後、配線層としてのｐ型拡散層９の表
面のゲート絶縁膜１０を、リソグラフィ技術と選択エッ
チング技術とを使用して、取り除く作業を行う（図
５）。

【００３０】次に、ＳＯＩ基板４の上に、スパッタ法を
使用して、例えばアルミニウム層などからなる配線層１
５を堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技
術とを使用して、パターン化された配線層１５を形成す
る（図６）。

【００３１】その後、ＳＯＩ基板４の上に、設計仕様に
応じて、層間絶縁膜と配線層とからなる多層配線層を形
成した後、パシベーション膜を形成することにより、半
導体装置の製造工程を終了する。

【００３２】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、絶縁膜２の表面に形成されている半導体
領域３の一部に、不純物をイオン打込みして、絶縁膜２
の表面と接触されている不純物イオン打込み領域８を形
成する工程と、不純物イオン打込み領域８の不純物を、
熱拡散して、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する工程と
を有することを特徴としている。

【００３３】したがって、本実施の形態の半導体装置の
製造方法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する
場合、絶縁膜２の表面と接触している不純物イオン打込
み領域８を形成した後、その不純物イオン打込み領域８
における不純物を熱拡散する製造工程を採用しているこ
とにより、図７および図８に示されているグラフ図から
も明らかであるが、不純物イオン打込み領域８よりほと
んど延長しない領域のｐ型拡散層（拡散層）９を形成す
ることができる。さらに、不純物イオン打込み領域８に
おける不純物を熱拡散する製造工程の条件を極めて容易
とすることができる。また、ｐ型拡散層（拡散層）９を
設計仕様に応じた形態とすることができ、微細加工がで
き、高性能でしかも高信頼度のｐ型拡散層（拡散層）９
とすることができる。

【００３４】また、本実施の形態の半導体装置の製造方
法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する場合、
絶縁膜２の表面と接触している不純物イオン打込み領域
８を形成した後、その不純物イオン打込み領域８におけ
る不純物を熱拡散する製造工程を採用していることによ
り、高濃度でしかも浅いｐ型拡散層（拡散層）９を形成
することができる。

【００３５】さらに、本実施の形態の半導体装置によれ
ば、本実施の形態の半導体装置の製造方法によって製造
されていることにより、高温でしかも長時間の熱処理を
しても濃度変化が少なく、しかも浅いｐ型拡散層（拡散
層）９を備えており、設計仕様に応じた形態とされ、微
細加工ができ、高性能でしかも高信頼度のｐ型拡散層
（拡散層）９を備えているので、半導体領域３に不純物
が拡散されているｐ型拡散層（拡散層）９からなる配線
層などの構成要素の高性能化および高信頼度化ができる
半導体装置とすることができる。

【００３６】（実施の形態２）図９〜図１４は、本発明
の他の実施の形態（実施の形態２）である半導体装置の
製造工程を示す断面図である。同図を用いて、本実施の
形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明す
る。

【００３７】まず、図９に示すように、前述した実施の
形態１の半導体装置の製造方法と同様に、例えばｐ型の
シリコン単結晶からなる半導体基体１の上に例えば酸化
シリコン膜などの絶縁膜２を介して例えばｎ型のシリコ
ン単結晶からなる半導体領域３を有するＳＯＩ基板４を
用意する。

【００３８】次に、前述した実施の形態１の半導体装置
の製造方法と同様に、ＳＯＩ基板４における半導体領域
３の表面に例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜５
を形成し、その後リソグラフィ技術と選択エッチング技
術とを使用して、絶縁膜５とその下部の半導体領域３に
開口部７を形成する。

【００３９】その後、開口部７の側面に、酸化シリコン
膜などからなる絶縁膜１６を形成する。この場合、この
製造工程は、開口部７によって表面が露出されている半
導体領域３の側面に絶縁膜１６を形成する工程である。

【００４０】次に、ＣＶＤ法を使用して、開口部７に多
結晶シリコン層などからなる半導体領域１７を埋め込む
工程を行い、側面に絶縁膜１６が存在する半導体領域１
７を形成する。

【００４１】前述の製造工程の他の態様として、絶縁膜
５に開口部７を形成した後、その開口部７の下部の半導
体領域３に絶縁膜１６を形成するための溝を形成し、そ
の溝に絶縁膜１６を埋め込む工程を行って、開口部７の
下部の半導体領域３の側面に絶縁膜１６を形成する態様
を設計仕様に応じて適用することができる。

【００４２】その後、イオン注入装置を使用して、イオ
ン注入法によって、絶縁膜５および絶縁膜１６をマスク
として、半導体領域１７に、ホウ素からなる不純物をイ
オン打込みして、半導体領域１７に不純物イオン打込み
領域８を形成する（図１０）。

【００４３】この場合、本発明者の検討の結果、絶縁膜
２の表面に形成されている半導体領域１７に、不純物を
イオン打込みして、絶縁膜２の表面と接触されている不
純物イオン打込み領域８を形成する工程としており、不
純物イオン打込み領域８が絶縁膜２の表面と接触してい
る態様となるような製造工程を採用している。

【００４４】次に、熱拡散装置を使用して、ホウ素から
なる不純物を熱拡散して、ｐ型拡散層（拡散層）９を形
成する（図１１）。この場合、本実施の形態のｐ型拡散
層９は、配線層および抵抗層としてのｐ型拡散層９とさ
れている。

【００４５】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、絶縁膜２の表面に形成されている半導体領域１７
であって、側面に絶縁膜１６が存在する半導体領域１７
に、不純物をイオン打込みして、絶縁膜２の表面と接触
されている不純物イオン打込み領域８を形成する工程
と、不純物イオン打込み領域８の不純物を、熱拡散し
て、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する工程とを有する
ことを特徴としている。

【００４６】したがって、本実施の形態の半導体装置の
製造方法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する
場合、絶縁膜２の表面と接触している不純物イオン打込
み領域８を形成した後、その不純物イオン打込み領域８
における不純物を熱拡散する製造工程を採用しているこ
とにより、図７および図８に示されているグラフ図から
も明らかであるが、不純物イオン打込み領域８よりほと
んど延長しない領域のｐ型拡散層（拡散層）９を形成す
ることができる。

【００４７】また、側面に絶縁膜１６が存在する半導体
領域１７に不純物イオン打込み領域８を形成した後、そ
の不純物イオン打込み領域８における不純物を熱拡散す
る製造工程を採用していることにより、半導体領域１７
の側面に存在する絶縁膜１６より延長しない領域のｐ型
拡散層（拡散層）９を形成することができる。さらに、
不純物イオン打込み領域８における不純物を熱拡散する
製造工程の条件を極めて容易とすることができる。ま
た、ｐ型拡散層（拡散層）９を設計仕様に応じた形態と
することができ、微細加工ができ、高性能でしかも高信
頼度のｐ型拡散層（拡散層）９とすることができる。

【００４８】その後、前述した実施の形態１の半導体装
置の製造方法と同様に、半導体領域３に半導体素子とし
てのＭＯＳＦＥＴを形成する工程を行う（図１２）。

【００４９】次に、配線層および抵抗層としてのｐ型拡
散層９の表面のゲート絶縁膜１０を、リソグラフィ技術
と選択エッチング技術とを使用して、取り除く作業を行
う（図１３）。

【００５０】次に、ＳＯＩ基板４の上に、スパッタ法を
使用して、例えばアルミニウム層などからなる配線層１
５を堆積した後、リソグラフィ技術と選択エッチング技
術とを使用して、パターン化された配線層１５を形成す
る（図１４）。

【００５１】その後、ＳＯＩ基板４の上に、設計仕様に
応じて、層間絶縁膜と配線層とからなる多層配線層を形
成した後、パシベーション膜を形成することにより、半
導体装置の製造工程を終了する。

【００５２】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成する場
合、実施の形態１の半導体装置の製造方法と同様に、絶
縁膜２の表面と接触している不純物イオン打込み領域８
を形成した後、その不純物イオン打込み領域８における
不純物を熱拡散する製造工程を採用していることによ
り、図７および図８に示されているグラフ図からも明ら
かであるが、不純物イオン打込み領域８よりほとんど延
長しない領域のｐ型拡散層（拡散層）９を形成すること
ができるなどの実施の形態１の半導体装置の製造方法と
同様な効果を得ることができる。

【００５３】また、前述した本実施の形態の半導体装置
の製造方法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）９を形成す
る場合、側面に絶縁膜１６が存在する半導体領域１７に
不純物イオン打込み領域８を形成した後、その不純物イ
オン打込み領域８における不純物を熱拡散する製造工程
を採用していることにより、半導体領域１７の側面に存
在する絶縁膜１６より延長しない領域のｐ型拡散層（拡
散層）９を形成することができる。さらに、不純物イオ
ン打込み領域８における不純物を熱拡散する製造工程の
条件を極めて容易とすることができる。また、ｐ型拡散
層（拡散層）９を設計仕様に応じた形態とすることがで
き、微細加工ができ、高性能でしかも高信頼度のｐ型拡
散層（拡散層）９とすることができる。

【００５４】（実施の形態３）図１５〜図１７は、本発
明の他の実施の形態（実施の形態３）である半導体装置
の製造工程を示す断面図である。同図を用いて、本実施
の形態の半導体装置およびその製造方法を具体的に説明
する。

【００５５】まず、図１５に示すように、前述した実施
の形態１の半導体装置の製造方法と同様に、例えばｐ型
のシリコン単結晶からなる半導体基体１の上に例えば酸
化シリコン膜などの絶縁膜２を介して例えばｎ型のシリ
コン単結晶からなる半導体領域３を有するＳＯＩ基板４
を用意する。

【００５６】次に、前述した実施の形態１の半導体装置
の製造方法と同様に、ＳＯＩ基板４における半導体領域
３の表面に例えば酸化シリコン膜などからなる絶縁膜５
を形成し、その後リソグラフィ技術と選択エッチング技
術とを使用して、絶縁膜５に開口部７を形成する。

【００５７】その後、イオン注入装置を使用して、イオ
ン注入法によって、絶縁膜５をマスクとして、半導体領
域３に、ヒ素（Ａｓ）からなる不純物（ｎ型の不純物）
をイオン打込みして、半導体領域３に不純物イオン打込
み領域８を形成する。

【００５８】この場合、本発明者の検討の結果、絶縁膜
２の表面に形成されている半導体領域３の一部に、不純
物をイオン打込みして、絶縁膜２の表面と接触されてい
る不純物イオン打込み領域８を形成する工程としてお
り、不純物イオン打込み領域８が絶縁膜２の表面と接触
している態様となるような製造工程を採用している。

【００５９】次に、熱拡散装置を使用して、ヒ素からな
る不純物（ｎ型の不純物）を熱拡散して、ｎ型拡散層
（拡散層）１４を形成する（図１６）。この場合、本実
施の形態のｎ型拡散層１４は、ｎｐｎトランジスタ（バ
イポーラ素子としてのバイポーラトランジスタ）におけ
るｎ⁺ 型の埋め込み層（バイポーラ素子の下部に形成さ
れるコレクタ埋め込み層）としてのｎ型拡散層１４とさ
れている。

【００６０】本実施の形態の半導体装置の製造方法によ
れば、絶縁膜２の表面に形成されている半導体領域３の
一部に、不純物をイオン打込みして、絶縁膜２の表面と
接触されている不純物イオン打込み領域８を形成する工
程と、不純物イオン打込み領域８の不純物を、熱拡散し
て、ｎ型拡散層（拡散層）１４を形成する工程とを有す
ることを特徴としている。

【００６１】したがって、本実施の形態の半導体装置の
製造方法によれば、ｎ型拡散層（拡散層）１４を形成す
る場合、絶縁膜２の表面と接触している不純物イオン打
込み領域８を形成した後、その不純物イオン打込み領域
８における不純物を熱拡散する製造工程を採用している
ことにより、図７および図８に示されているグラフ図か
らも明らかであるが、不純物イオン打込み領域８よりほ
とんど延長しない領域のｎ型拡散層（拡散層）１４を形
成することができる。

【００６２】その後、不要となった絶縁膜５を取り除い
た後、ＳＯＩ基板４の表面に、ｎ型のシリコン層からな
る半導体領域１８を形成し、埋め込み層としてのｎ型拡
散層１４の上の半導体領域１８にｎｐｎトランジスタか
らなるバイポーラ素子１９を形成する工程を行う（図１
７）。この場合、この製造工程は、先行技術などを使用
した種々の態様を適用することができる。

【００６３】本実施のバイポーラ素子１９としてのｎｐ
ｎトランジスタの構造は、ｎ型のシリコン層からなる半
導体領域１８をコレクタ領域とし、そのコレクタ領域と
しての半導体領域１８にｐ型の半導体領域からなるベー
ス領域２０と高濃度のｎ型の半導体領域からなるコレク
タコンタクト層２１を形成している。また、ベース領域
２０の一部に高濃度のｎ型の半導体領域からなるエミッ
タ領域２２を形成している。さらに、バイポーラ素子１
９が含まれている半導体領域１８の表面に酸化シリコン
膜などからなる絶縁膜２３が形成されており、その絶縁
膜２３にスルーホールが形成されて、そのスルーホール
を含む領域にバイポーラ素子１９の電極２４が形成され
ている。

【００６４】その後、ＳＯＩ基板４の上に、設計仕様に
応じて、層間絶縁膜と配線層とからなる多層配線層を形
成した後、パシベーション膜を形成することにより、半
導体装置の製造工程を終了する。

【００６５】前述した本実施の形態の半導体装置の製造
方法によれば、ｎ⁺ 型の埋め込み層（バイポーラ素子の
下部に形成されるコレクタ埋め込み層）としてのｎ型拡
散層（拡散層）１４を形成する場合、実施の形態１の半
導体装置の製造方法と同様に、絶縁膜２の表面と接触し
ている不純物イオン打込み領域８を形成した後、その不
純物イオン打込み領域８における不純物を熱拡散する製
造工程を採用していることにより、図７および図８に示
されているグラフ図からも明らかであるが、不純物イオ
ン打込み領域８よりほとんど延長しない領域のｎ型拡散
層（拡散層）１４を形成することができるなどの実施の
形態１の半導体装置の製造方法と同様な効果を得ること
ができる。

【００６６】本実施の形態の半導体装置によれば、本実
施の形態の半導体装置の製造方法によって製造されてい
ることにより、ｎ⁺ 型の埋め込み層（バイポーラ素子の
下部に形成されるコレクタ埋め込み層）としてのｎ型拡
散層（拡散層）１４を、小面積でしかも浅い拡散で低抵
抗化ができ、浮遊容量を低減化できるので、高性能でし
かも高信頼度の半導体装置とすることができる。

【００６７】以上、本発明者によってなされた発明を発
明の実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は
前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を
逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでも
ない。

【００６８】たとえば、本発明の半導体装置の製造方法
に使用される基板としては、ＳＯＩ基板以外のシリコン
からなる半導体基板などの種々の態様の基板を適用する
ことができる。

【００６９】また、本発明の半導体装置およびその製造
方法における拡散層は、ｐ型またはｎ型の拡散層とする
ことができ、ホウ素（ｐ型不純物）およびヒ素（ｎ型不
純物）以外の種々の材料からなるｐ型の不純物またはｎ
型の不純物を有する拡散層に適用することができる。

【００７０】さらに、本発明の半導体装置およびその製
造方法における拡散層は、配線層としての拡散層以外
に、抵抗層としての拡散層などの種々の機能を有する拡
散層に適用することができる。

【００７１】また、本発明は、ＭＯＳＦＥＴ、ＣＭＯＳ
ＦＥＴおよびバイポーラトランジスタなどの種々の半導
体素子を組み合わせた態様のＭＯＳ型、ＣＭＯＳ型、Ｂ
ｉＭＯＳ型またはＢｉＣＭＯＳ型の半導体集積回路装置
およびその製造方法に適用できる。

【００７２】さらに、本発明は、ＭＯＳＦＥＴ、ＣＭＯ
ＳＦＥＴ、ＢｉＭＯＳＦＥＴ、ＢｉＣＭＯＳＦＥＴなど
を構成要素とするロジック系あるいはＳＲＡＭ（Static
Random Access Memory ）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random
Access Memory）などのメモリ系などを有する種々の半
導体集積回路装置およびその製造方法に適用できる。

【００７３】

【発明の効果】本願において開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００７４】（１）．本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、絶縁膜の表面に形成されている半導体領域の一
部に、不純物をイオン打込みして、絶縁膜の表面と接触
されている不純物イオン打込み領域を形成する工程と、
不純物イオン打込み領域の不純物を、熱拡散して、ｐ型
拡散層（拡散層）を形成する工程とを有することを特徴
としている。

【００７５】したがって、本発明の半導体装置の製造方
法によれば、ｐ型拡散層（拡散層）を形成する場合、絶
縁膜の表面と接触している不純物イオン打込み領域を形
成した後、その不純物イオン打込み領域における不純物
を熱拡散する製造工程を採用していることにより、図７
および図８に示されているグラフ図からも明らかである
が、不純物イオン打込み領域よりほとんど延長しない領
域のｐ型拡散層（拡散層）を形成することができる。さ
らに、不純物イオン打込み領域における不純物を熱拡散
する製造工程の条件を極めて容易とすることができる。
また、ｐ型拡散層（拡散層）を設計仕様に応じた形態と
することができ、微細加工ができ、高性能でしかも高信
頼度のｐ型拡散層（拡散層）とすることができる。

【００７６】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、ｐ型拡散層（拡散層）を形成する場合、絶縁膜の
表面と接触している不純物イオン打込み領域を形成した
後、その不純物イオン打込み領域における不純物を熱拡
散する製造工程を採用していることにより、高温でしか
も長時間の熱処理をしても、高濃度でしかも浅いｐ型拡
散層（拡散層）を形成することができる。

【００７７】（２）．本発明の半導体装置によれば、本
発明の半導体装置の製造方法によって製造されているこ
とにより、高温でしかも長時間の熱処理をしても濃度変
化が少ない浅いｐ型拡散層（拡散層）を備えており、設
計仕様に応じた形態とされ、微細加工ができ、高性能で
しかも高信頼度のｐ型拡散層（拡散層）を備えているの
で、半導体領域に不純物が拡散されているｐ型拡散層
（拡散層）からなる配線層などの構成要素の高性能化お
よび高信頼度化ができる半導体装置とすることができ
る。

【００７８】（３）．本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、ｐ型拡散層（拡散層）を形成する場合、側面に
絶縁膜が存在する半導体領域に不純物イオン打込み領域
を形成した後、その不純物イオン打込み領域における不
純物を熱拡散する製造工程を採用していることにより、
半導体領域の側面に存在する絶縁膜より延長しない領域
のｐ型拡散層（拡散層）を形成することができる。さら
に、不純物イオン打込み領域における不純物を熱拡散す
る製造工程の条件を極めて容易とすることができる。ま
た、ｐ型拡散層（拡散層）を設計仕様に応じた形態とす
ることができ、微細加工ができ、高性能でしかも高信頼
度のｐ型拡散層（拡散層）とすることができる。

【００７９】（４）．本発明の半導体装置の製造方法に
よれば、ｎ⁺ 型の埋め込み層（バイポーラ素子の下部に
形成されるコレクタ埋め込み層）としてのｎ型拡散層
（拡散層）を形成する場合、絶縁膜の表面と接触してい
る不純物イオン打込み領域を形成した後、その不純物イ
オン打込み領域における不純物を熱拡散する製造工程を
採用していることにより、図７および図８に示されてい
るグラフ図からも明らかであるが、不純物イオン打込み
領域よりほとんど延長しない領域のｎ型拡散層（拡散
層）を形成することができるなどの前述の（１）項に記
載の半導体装置の製造方法と同様な効果を得ることがで
きる。

【００８０】また、本発明の半導体装置によれば、本発
明の半導体装置の製造方法によって製造されていること
により、ｎ⁺ 型の埋め込み層（バイポーラ素子の下部に
形成される埋め込み層）としてのｎ型拡散層（拡散層）
を、小面積でしかも浅い拡散で低抵抗化ができ、浮遊容
量を低減化できるので、高性能でしかも高信頼度の半導
体装置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図２】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図３】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図４】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図５】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図６】本発明の実施の形態１である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図７】本発明の半導体装置の製造方法より形成したｐ
型拡散層に対して、本発明者が検討した結果を示すグラ
フ図であり、ｐ型拡散層におけるホウ素からなる不純物
濃度と距離との関係を示すグラフ図である。

【図８】従来の半導体装置の製造方法より形成したｐ型
拡散層に対して、本発明者が検討した結果を示すグラフ
図であり、ｐ型拡散層におけるホウ素からなる不純物濃
度と距離との関係を示すグラフ図である。

【図９】本発明の実施の形態２である半導体装置の製造
工程を示す断面図である。

【図１０】本発明の実施の形態２である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態２である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１２】本発明の実施の形態２である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１３】本発明の実施の形態２である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１４】本発明の実施の形態２である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１５】本発明の実施の形態３である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１６】本発明の実施の形態３である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【図１７】本発明の実施の形態３である半導体装置の製
造工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基体 ２ 絶縁膜 ３ 半導体領域 ４ ＳＯＩ基板 ５ 絶縁膜 ６ レジスト膜 ７ 開口部 ８ 不純物イオン打込み領域 ９ ｐ型拡散層（拡散層） １０ ゲート絶縁膜 １１ ゲート電極 １２ 絶縁膜 １３ サイドウォールスペーサ １４ ｎ型半導体領域 １５ 配線層 １６ 絶縁膜 １７ 半導体領域 １８ 半導体領域 １９ バイポーラ素子 ２０ ベース領域 ２１ コレクタコンタクト層 ２２ エミッタ領域 ２３ 絶縁膜 ２４ 電極

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田辺 慎一 東京都小平市上水本町５丁目22番１号 株 式会社日立超エル・エス・アイ・システム ズ内 (72)発明者 堀内 光明 東京都青梅市新町六丁目16番地の３ 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 (72)発明者 川口 伸次 東京都青梅市新町六丁目16番地の３ 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Ｆターム(参考） 5F048 AC04 AC05 BA01 BF17 BG01 BG13 CA04 CA07 DA23 5F110 AA02 BB04 BB06 BB07 BB20 CC02 DD05 DD13 EE31 FF02 GG02 GG12 HJ01 HJ13 HL03 HL23 HM19 NN02 NN62 NN74 NN80

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 絶縁膜の表面に形成されている半導体領
   域の一部に、前記絶縁膜の表面と接触されている不純物
   イオン打込み領域が形成されて、前記不純物イオン打込
   み領域の不純物が熱拡散して形成されている拡散層が備
   えられていることを特徴とする半導体装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の半導体装置であって、前
   記半導体領域は、ＳＯＩ基板における絶縁膜の表面に形
   成されている半導体領域であることを特徴とする半導体
   装置。
3. 【請求項３】 請求項１または２記載の半導体装置であ
   って、前記不純物は、ホウ素からなるｐ型不純物または
   ヒ素からなるｎ型不純物であることを特徴とする半導体
   装置。
4. 【請求項４】 請求項１〜３のいずれかの１項記載の半
   導体装置であって、前記拡散層の側面に、絶縁膜が形成
   されていることを特徴とする半導体装置。
5. 【請求項５】 請求項１〜４のいずれか１項に記載の半
   導体装置であって、前記拡散層は、配線層としての拡散
   層であることを特徴とする半導体装置。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれか１項に記載の半
   導体装置であって、前記拡散層は、バイポーラ素子の下
   部に形成されている埋め込み層としての拡散層であるこ
   とを特徴とする半導体装置。
7. 【請求項７】 絶縁膜の表面に形成されている半導体領
   域の一部に、不純物をイオン打込みして、前記絶縁膜の
   表面と接触されている不純物イオン打込み領域を形成す
   る工程と、前記不純物イオン打込み領域の不純物を、熱
   拡散して、拡散層を形成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。
8. 【請求項８】 請求項７記載の半導体装置の製造方法で
   あって、前記半導体領域は、ＳＯＩ基板における絶縁膜
   の表面にある半導体領域を使用することを特徴とする半
   導体装置の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項７または８記載の半導体装置の製
   造方法であって、前記不純物イオン打込み領域を形成す
   る工程の前に、前記不純物イオン打込み領域が形成され
   る前記半導体領域の側面に、絶縁膜を形成する工程を有
   することを特徴とする半導体装置の製造方法。