JP2595676B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2595676B2 JP63211108A JP21110888A JP2595676B2 JP 2595676 B2 JP2595676 B2 JP 2595676B2 JP 63211108 A JP63211108 A JP 63211108A JP 21110888 A JP21110888 A JP 21110888A JP 2595676 B2 JP2595676 B2 JP 2595676B2
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【発明の詳細な説明】 〔概要〕 オーバーエッチングを防止する手段を具備して行う集
積回路素子等、半導体装置の製造方法に関し、 内部回路形成に際して、エッチング方法を切り換え
て、エッチング終点付近で微調整をしながらエッチング
を進めるといった手間を払うこともなく、また仮に所望
のエッチング深さまでエッチングできなくとも素子とし
ての機能に欠陥が生じないような半導体装置の製造方法
の提供を目的とし、 半導体基板表面の、導電型不純物を第1不純物濃度で
含有する第1半導体層表面に、該第1半導体層と同じ半
導体の多結晶からなり、かつ該導電型不純物を第1不純
物濃度よりも低い第2不純物濃度で含有する第2半導体
層を形成する工程と、該第2半導体層表面に、絶縁層を
形成する工程と、該絶縁層表面に、該第2半導体層上の
領域に開孔部を有するマスクを形成する工程と、該絶縁
層のうち、該マスクの開孔部によって露出した部分を第
2半導体層が露出するまでエッチング除去する工程と、
該第2半導体層が露出した後に、該第2半導体層が該第
1半導体層とほぼ等しい不純物濃度を有するように、該
第2半導体層に該導電型不純物を添加する工程とを有し
て構成する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as an integrated circuit element provided with a means for preventing over-etching. When an internal circuit is formed, the etching method is switched and fine adjustment is made near the etching end point. The object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device which does not require the trouble of performing etching while performing etching, and which does not cause a defect in the function as an element even if it cannot be etched to a desired etching depth. A second impurity which is made of the same semiconductor polycrystal as the first semiconductor layer and has a conductivity type impurity lower than the first impurity concentration on a surface of the first semiconductor layer containing the conductivity type impurity at the first impurity concentration. Forming a second semiconductor layer containing at a concentration, forming an insulating layer on the surface of the second semiconductor layer; Forming a mask having an opening in a region on the second semiconductor layer; and etching and removing a portion of the insulating layer exposed by the opening in the mask until the second semiconductor layer is exposed. ,
After the second semiconductor layer is exposed, adding the conductivity type impurity to the second semiconductor layer so that the second semiconductor layer has an impurity concentration substantially equal to that of the first semiconductor layer. Configure.

〔産業上の利用分野〕[Industrial applications]

本発明は、オーバーエッチングを防止する手段を具備
して行う集積回路素子等、半導体装置の製造方法に関す
る。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device such as an integrated circuit element which is provided with a means for preventing over-etching.

従来半導体素子、特にIC,LSI等の集積回路素子の内部
回路形成時に採られていたエッチング方法には、イオン
注入領域へ電極窓を開ける工程でのエッチング停止制御
を伴う問題が多い。イオン注入領域では、エッチレート
が高くなりがちである。この理由は、イオン注入がなさ
れた半導体層では、元の結晶格子の整然とした配列が乱
されるため、結晶自体の強度が低下し、弱いエネルギー
で容易に壊れてしまうからである。このためオーバエッ
チをかけすぎると、イオン注入領域がえぐれ、層抵抗の
増大という結果を招くこととなる。
Conventionally, the etching method employed when forming an internal circuit of a semiconductor element, particularly an integrated circuit element such as an IC or LSI, has many problems accompanied by an etching stop control in a step of opening an electrode window in an ion implantation region. In the ion implantation region, the etch rate tends to be high. The reason for this is that the orderly arrangement of the original crystal lattice is disturbed in the ion-implanted semiconductor layer, so that the strength of the crystal itself is reduced and the semiconductor layer is easily broken with weak energy. For this reason, if over-etching is performed too much, the ion-implanted region will be scrambled, resulting in an increase in the layer resistance.

つまり、本来第1半導体層が素子として有さねばなら
ない定格通りに機能しないという支障をきたすことにな
る。そこでこのような事態を未然に防止する手段が必要
になる。
In other words, there is a problem that the first semiconductor layer does not function as rated, which must be provided as an element. Therefore, means for preventing such a situation is required.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

このような事態の発生を未然に防ぐ手段として、「エ
ッチストッパ」と呼ばれるものを利用する方法が広く知
られている。
As means for preventing such a situation from occurring, a method using a so-called "etch stopper" is widely known.

以下、この方法をエッチングの進行に従って説明した
第5図を参照しながら説明する。
Hereinafter, this method will be described with reference to FIG.

この方法は、Si(シリコン)等からなる半導体基板1
表面に第1半導体層10(多結晶シリコン)を形成後、こ
の第1半導体層10表面に、予めエッチング速度が著しく
遅くなるような層、すなわちエッチストッパ20を窒化膜
等の形成によって設けるものである。
This method uses a semiconductor substrate 1 made of Si (silicon) or the like.
After the first semiconductor layer 10 (polycrystalline silicon) is formed on the surface, a layer whose etching rate is significantly reduced, that is, an etch stopper 20 is formed on the surface of the first semiconductor layer 10 by forming a nitride film or the like. is there.

前記エッチストッパ20を具備することによって、エッ
チングの停止を指示するための猶予を得ることとなり、
(イ)のように、酸化膜(SiO2)31の除去を進め、
(ロ)でエッチストッパ20に達する。次いで、エッチス
トッパ20に達したと認識した時点、すなわち(ハ)のよ
うになった時点で、一旦エッチングを停止する。この後
(ニ)のように、エッチングを正確に第1半導体層(多
結晶シリコン)10表面で停止しようとして、ガスを切り
換えて少しづつエッチングすることで、意に反して窒化
膜31の下層である第1半導体層(多結晶シリコン)10ま
でをも除去してしまうという従来生じていた事態を回避
しようとする方法である。
By providing the etch stopper 20, it is possible to obtain time to instruct to stop the etching,
As shown in (a), the removal of the oxide film (SiO 2 ) 31 is advanced,
(B), the etching stopper 20 is reached. Next, the etching is temporarily stopped when it is recognized that the etching stopper 20 has been reached, that is, at the time shown in (c). Thereafter, as shown in (d), the gas is switched little by little in an attempt to stop the etching at the surface of the first semiconductor layer (polycrystalline silicon) 10 accurately. This is a method for avoiding a situation that has conventionally occurred such that even a certain first semiconductor layer (polycrystalline silicon) 10 is removed.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problems to be solved by the invention]

ところがこの方法では、エッチストッパ20が窒化膜か
らなる一方、第1半導体層10は多結晶シリコンからな
り、両者は異なる物質である。このために、素子として
機能させるためには、エッチンストッパ20をなす窒化膜
をすべて除去してしまわないといけない。
However, in this method, while the etch stopper 20 is made of a nitride film, the first semiconductor layer 10 is made of polycrystalline silicon, and both are made of different materials. For this reason, in order to function as an element, it is necessary to remove all of the nitride film forming the etching stopper 20.

しかも、エッチングが第1半導体層10にまで達してし
まっては、オーバーエッチの問題がある。
Moreover, if the etching reaches the first semiconductor layer 10, there is a problem of overetching.

つまり課題となっているのは、従来のエッチストッパ
を利用したエッチング方法では、エッチストッパとその
下層である半導体層との境界面で正確に止めなければな
らなくって、エッチング終点付近、すなわち第5図
(ハ)ではエッチング速度を遅くしてエッチングを進め
ねばならなくなる。結果、作業能率という点において多
大な無駄を払わねばならなくなるというものである。
In other words, the problem is that in the conventional etching method using an etch stopper, the etching must be stopped accurately at the boundary surface between the etch stopper and the semiconductor layer under the etch stopper. In FIG. 3C, the etching must be advanced with the etching rate reduced. As a result, great waste must be paid in terms of work efficiency.

本発明は、このような従来のエッチストッパが抱える
課題に鑑みてなされたものであり、内部回路形成に際し
て、エッチング方法を切り換えて、エッチング終点付近
で微調整をしながらエッチングを進めるといった手間を
払うこともなく、また仮に所望のエッチング深さまでエ
ッチングできなくとも素子としての機能に欠陥が生じな
いような半導体装置の製造方法の提供を目的とする。
The present invention has been made in view of the above-described problems of the conventional etch stopper, and takes care of switching the etching method when forming an internal circuit and performing the etching while performing fine adjustment near the etching end point. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a semiconductor device which does not cause a defect in its function as an element even if it cannot be etched to a desired etching depth.

〔課題を解決するための手段〕[Means for solving the problem]

本発明の半導体装置の製造方法は、上述のような課題
を解決するために、半導体基板表面の、導電型不純物を
第1不純物濃度で含有する第1半導体層表面に、該第1
半導体層と同じ半導体の多結晶からなり、かつ該導電型
不純物を第1不純物濃度よりも低い第2不純物濃度で含
有する第2半導体層を形成する工程と、該第2半導体層
表面に、絶縁層を形成する工程と、該絶縁層表面に、該
第2の半導体層上の領域に開孔部を有するマスクを形成
する工程と、該絶縁層のうち、該マスクの開孔部によっ
て露出した部分を第2半導体層が露出するまでエッチン
グ除去する工程と、該第2半導体層が露出した後に、該
第2半導体層が該第1半導体層とほぼ等しい不純物濃度
を有するように、該第2半導体層に該導電型不純物を添
加する工程とを手段として有する。
In order to solve the above-described problems, a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: providing a first semiconductor layer surface containing a conductive impurity at a first impurity concentration;
Forming a second semiconductor layer made of polycrystal of the same semiconductor as the semiconductor layer and containing the conductivity type impurity at a second impurity concentration lower than the first impurity concentration; and forming an insulating layer on the surface of the second semiconductor layer. Forming a layer, forming a mask having an opening in a region on the second semiconductor layer on the surface of the insulating layer, and exposing the opening of the mask in the insulating layer. Etching the portion until the second semiconductor layer is exposed; and removing the second semiconductor layer after the second semiconductor layer is exposed such that the second semiconductor layer has an impurity concentration substantially equal to that of the first semiconductor layer. Adding the conductive impurity to the semiconductor layer.

〔作用〕[Action]

本発明では、第1図のように、半導体基板1をなすの
と同一の半導体多結晶からなる第2半導体層2を形成
し、従来のエッチストッパ同様、エッチングを遅らせる
手段として機能させる。
In the present invention, as shown in FIG. 1, a second semiconductor layer 2 made of the same semiconductor polycrystal as the semiconductor substrate 1 is formed, and functions as a means for delaying the etching as in the conventional etch stopper.

以下、このことについて詳述する。 Hereinafter, this will be described in detail.

第2半導体層2は、導電型不純物の添加がない。加え
て第2半導体層2は、比較的低温で形成可能な多結晶か
らなるため、第1半導体層10からの不純物の拡散は最小
限に留まる。
The second semiconductor layer 2 has no addition of conductive impurities. In addition, since the second semiconductor layer 2 is made of polycrystal which can be formed at a relatively low temperature, diffusion of impurities from the first semiconductor layer 10 is minimized.

このように第2半導体層2には、導電型不純物が添加
されていないから、原子の結合が不純物イオンによって
乱されることもなく、結晶格子の配列は整然としたまま
である。すなわち、このように導電型不純物の添加がな
い半導体層は、不純物が添加された状態に比べて強固に
なる。つまり強いエネルギーを与えなければ壊れること
はない。
As described above, since the conductivity type impurities are not added to the second semiconductor layer 2, the bonding of atoms is not disturbed by the impurity ions, and the arrangement of the crystal lattice remains orderly. That is, the semiconductor layer without the addition of the conductive impurity becomes stronger than the state where the impurity is added. In other words, it will not break unless you give it strong energy.

よって、導電型不純物を添加していない層(第2半導
体層2)は、導電型不純物を添加した層(第1半導体層
10)に比べてエッチグの進行が遅くなり、エッチストッ
パとして機能するものである。
Therefore, the layer to which the conductivity type impurity is not added (the second semiconductor layer 2) is a layer to which the conductivity type impurity is added (the first semiconductor layer 2).
The progress of the etching is slower than in 10), and it functions as an etch stopper.

また第2半導体層2には、最終的には不純物の添加が
なされ、第1半導体層10に等しいものになるから、第2
半導体層2を完全に除去しようとしなくてもよい。第2
半導体層2自体の厚さはエッチストッパ機能を得るため
には、例えば500〜1000Åと薄くてもよく、そうすると
第2半導体層2のうちエッチングされずに残る部分は、
多くても数百Å程度である。よって、電極として例えば
Al(アルミニウム)を開孔部に形成したときに、電気抵
抗値が大きくなることもなく、このために第2半導体層
2のエッチングされずに残った部分が素子としての定格
を左右することもない。したがって、エッチングを第2
半導体層2と第1半導体層10との境界面にいたる以前に
停止してもよいことになる。
Further, the second semiconductor layer 2 is finally doped with an impurity and becomes equal to the first semiconductor layer 10.
It is not necessary to completely remove the semiconductor layer 2. Second
In order to obtain an etch stopper function, the thickness of the semiconductor layer 2 itself may be as thin as, for example, 500 to 1000 °. Then, a portion of the second semiconductor layer 2 that remains without being etched is
At most a few hundred square meters. Therefore, for example, as an electrode
When Al (aluminum) is formed in the opening, the electrical resistance value does not increase, and the portion of the second semiconductor layer 2 that remains without being etched may affect the rating as an element. Absent. Therefore, the etching is
The stop may be performed before reaching the interface between the semiconductor layer 2 and the first semiconductor layer 10.

以上から、エッチストッパをなす層と第1半導体層10
との境界面で正確にエッチングを停止せねばならないと
いう従来の困難は一切解消される。
From the above, the layer forming the etch stopper and the first semiconductor layer 10
The conventional difficulty that the etching must be stopped accurately at the interface with the substrate is completely eliminated.

〔実施例〕〔Example〕

(A)第一の実施例の説明 以下、本発明の製造工程に沿って、各工程毎に半導体
装置の要部断面を示した第2図を参照して本発明の第一
の実施例を説明する。
(A) Description of First Embodiment Hereinafter, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 2 showing a cross section of a main part of a semiconductor device in each step along a manufacturing process of the present invention. explain.

第2図は、IC回路の抵抗素子になる部分を示してお
り、エッチング方法にはRIE(リアクティブイオンエッ
チング)を適用している。
FIG. 2 shows a portion to be a resistance element of an IC circuit, and RIE (reactive ion etching) is applied as an etching method.

第2図中、第1図と同じ番号を附したものは、第1図
と同じものを示しており、1は半導体基板であって、単
結晶シリコンを素材としてなるものであり、10は第1半
導体層であって、多結晶シリコンからなるものに不純物
イオン5としてB+(ボロンイオン)を注入したもの、2
は第2半導体層であり、多結晶シリコンからなり、導電
型不純物を含まない状態でエッチングされ、この後に第
1半導体層10同様の不純物濃度になるように不純物イオ
ンを添加されるもの、3は絶縁層であって、半導体基板
1表面を熱酸化等の手段によって、SiO2(二酸化珪素)
としたものである。また41及び42はともにフォトレジス
トである。
In FIG. 2, the same reference numerals as in FIG. 1 denote the same as those in FIG. 1, 1 is a semiconductor substrate, which is made of single-crystal silicon, and 10 is 1 a semiconductor layer in which B + (boron ion) is implanted as impurity ions 5 into a layer made of polycrystalline silicon; 2
Denotes a second semiconductor layer, which is made of polycrystalline silicon, is etched in a state where it does not contain a conductive impurity, and thereafter is doped with impurity ions so as to have an impurity concentration similar to that of the first semiconductor layer 10. An insulating layer, the surface of the semiconductor substrate 1 is made of SiO 2 (silicon dioxide) by means of thermal oxidation or the like.
It is what it was. Reference numerals 41 and 42 are photoresists.

まず、第2図(a)のシリコンからなる半導体基板1
表面を熱的に酸化することで一様な深さにSiO2(二酸化
珪素)からなる酸化膜3を形成する。
First, the semiconductor substrate 1 made of silicon shown in FIG.
An oxide film 3 made of SiO 2 (silicon dioxide) is formed at a uniform depth by thermally oxidizing the surface.

次いで酸化膜3表面に、一様に多結晶シリコン層を67
0℃〜860℃下で気相成長させる。この多結晶シリコン層
表面には、窒化膜(Si3N4)を気相成長により全面形成
する。この窒化膜(Si3N4)のうち素子領域に該当する
部分以外はエッチング除去する。この基板表面を熱酸化
して、前記酸化膜3表面の素子領域以外の部分に対して
は、SiO2(二酸化珪素)を形成する。この後基板全体を
80℃程度に加熱したH3PO4(リン酸)溶液中に置くこと
により窒化膜(Si3N4)を除去する。半導体基板1表面
の素子として機能させるべき表面以外には、一様に酸化
膜3が形成されることとなる。
Next, a polycrystalline silicon layer is uniformly formed on the surface of the oxide film 3 by 67.
Vapor phase growth is performed at 0 ° C to 860 ° C. A nitride film (Si 3 N 4 ) is entirely formed on the surface of the polycrystalline silicon layer by vapor phase growth. The portion of the nitride film (Si 3 N 4 ) other than the portion corresponding to the element region is removed by etching. This substrate surface is thermally oxidized to form SiO 2 (silicon dioxide) on the surface of the oxide film 3 other than the element region. After this, the whole board
The nitride film (Si 3 N 4 ) is removed by placing it in an H 3 PO 4 (phosphoric acid) solution heated to about 80 ° C. The oxide film 3 is uniformly formed on the surface of the semiconductor substrate 1 other than the surface to function as an element.

こうしてできた基板表面に、素子として機能させるべ
き部分に開孔部を有するマスクとして、フォトレジスト
41を形成する。
On the surface of the substrate thus formed, a photoresist having a hole at a portion to function as an element was used as a photoresist.
Form 41.

次に不純物イオン5を基板表面に入射、注入する。こ
うして添加された不純物の濃度は1016cm-3程度となる。
Next, impurity ions 5 are incident and implanted on the substrate surface. The concentration of the impurity added in this manner is about 10 16 cm −3 .

この後、フォトレジスタ41をO2(酸素)プラズマによ
りエッチング除去する。
Thereafter, the photoresist 41 is removed by etching with O 2 (oxygen) plasma.

以上で第1半導体層10は導電型不純物を含むこととな
り、一応素子としての素地を作ることができた。
As described above, the first semiconductor layer 10 contains the impurities of the conductivity type, and a substrate as an element can be formed.

次いで第2図(b)の工程では、第2半導体層2を形
成するために、多結晶シリコンを670℃〜680℃程度で50
0〜2000Åの厚さに気相成長させる。
Next, in the step of FIG. 2B, in order to form the second semiconductor layer 2, polycrystalline silicon is deposited at about 670 ° C. to 680 ° C.
Vapor growth to a thickness of 0 to 2000 mm.

第2半導体層2の素材としてシリコンを多結晶として
用いるのは、低温で気相成長可能であるために、先の工
程(a)で既に導電型不純物を注入済の第1半導体層10
から第2半導体層2への導電型不純物の拡散が少なくて
済むからである。
The reason why silicon is used as a polycrystalline material for the second semiconductor layer 2 is that the first semiconductor layer 10 into which the conductivity type impurity has already been implanted in the previous step (a) is used because vapor phase growth can be performed at a low temperature.
This is because the diffusion of the conductive impurity from the second into the second semiconductor layer 2 can be reduced.

第2図(c)の工程では、工程(b)でできた基板表
面に酸化膜31を形成する。まず既に基板表面に全面形成
した第2半導体層2のうち、所望箇所だけ残して他を除
去し、その後に酸化膜31を表面上に全面形成する。
In the step of FIG. 2 (c), an oxide film 31 is formed on the substrate surface formed in the step (b). First, of the second semiconductor layer 2 already formed on the entire surface of the substrate, other portions are removed except for desired portions, and thereafter, an oxide film 31 is entirely formed on the surface.

前記酸化膜31は、化学気相成長シリコン酸化膜であ
り、低温(800℃以下)で気相成長し、SiO2(二酸化珪
素)として形成するものである。
The oxide film 31 is a chemical vapor deposition silicon oxide film, and is formed as SiO 2 (silicon dioxide) by vapor phase growth at a low temperature (800 ° C. or lower).

第2図(d)の工程では、工程(c)でできた基板表
面の酸化膜31をエッチングする。この工程では、まず酸
化膜31表面の所望部分以外に対してフォトレジストを形
成する。次に、エッチング処理を行っても、第2半導体
層2と第1半導体層10との境界に到達する以前には、エ
ッチング作業を停止するように構成する。
In the step of FIG. 2D, the oxide film 31 on the substrate surface formed in the step (c) is etched. In this step, first, a photoresist is formed on a portion other than a desired portion of the surface of the oxide film 31. Next, even if the etching process is performed, the etching operation is stopped before reaching the boundary between the second semiconductor layer 2 and the first semiconductor layer 10.

第2図(e)の工程では、導電型不純物を含んでいな
い第2半導体層2に、第1半導体層10と同じ濃度の導電
型不純物を含有させようとする目的で、再び工程(a)
と同様に第2半導体層2に不順物イオン(B+)5を注入
する。
In the step shown in FIG. 2E, the second semiconductor layer 2 containing no conductive impurity contains the same impurity as the first semiconductor layer 10 in the same concentration as in the step (a).
In the same manner as described above, impurity ions (B + ) 5 are implanted into the second semiconductor layer 2.

(e)までの工程では、深さに従って不純物拡散が均
一なものではないことから、添加した導電型不純物の均
一拡散をなさせる。このため基板を熱処理(800〜900
℃)して、導電型不純物を第2半導体層2中に均一に拡
散させるとともに、第2は動態層2を活性化させる。
In the steps up to (e), since the impurity diffusion is not uniform according to the depth, the added conductivity type impurity is uniformly diffused. Therefore, heat treatment of the substrate (800-900
C.) to diffuse the conductive impurities uniformly into the second semiconductor layer 2 and activate the dynamic layer 2 second.

以上の工程を経てできる抵抗素子の斜視図を第3図と
して示した。第3図の断面は、第2図で示した断面に対
応する。
FIG. 3 is a perspective view of the resistance element formed through the above steps. The cross section in FIG. 3 corresponds to the cross section shown in FIG.

第3図の電極形成領域8にAl(アルミニウム)等で電
極を形成すれば、両電極間を抵抗素子として利用するこ
とができる。
If an electrode is formed of Al (aluminum) or the like in the electrode forming region 8 in FIG. 3, the space between both electrodes can be used as a resistance element.

このとき、従来のように第1半導体層10にまでエッチ
ングが達してしまい、予想外に電気抵抗値が大きくなる
ことはない。例えば、不純物濃度が1015cm-3程度の第1
半導体層10表面に形成した第2半導体層2の不純物濃度
が1013cm-3程であれば、第2半導体層でのエッチング速
度は第1半導体層のそれに比して、おそよ二分の一程度
になる。
At this time, the etching does not reach the first semiconductor layer 10 as in the related art, and the electric resistance value does not unexpectedly increase. For example, the first impurity concentration of about 10 15 cm -3
When the impurity concentration of the second semiconductor layer 2 formed on the surface of the semiconductor layer 10 is about 10 13 cm −3 , the etching rate of the second semiconductor layer is about half that of the first semiconductor layer. About.

以上構成することによって、従来方法の課題は一切解
消される。しかも、本来エッチングすべきでない領域ま
でもエッチングしてしまうという事態を回避できるとい
う従来のエッチストッパが有していた最大の利点を何ら
損ねることもなく、承継することとなった。
With the above configuration, the problem of the conventional method is completely solved. In addition, the greatest advantage of the conventional etch stopper that it is possible to avoid a situation where a region that should not be etched is avoided can be avoided without any loss.

(B)第二の実施例の説明 ところで、上述の実施例では、IC回路の抵抗素子にな
る部分を採りあげて説明したが、他の素子機能を有する
ように構成しても、同様の効果を期待できる。
(B) Description of the Second Embodiment By the way, in the above-described embodiment, the description has been given by taking the part which becomes the resistance element of the IC circuit. Can be expected.

例として、IC回路のバイポーラ・トランジスタになる
部分を採りあげて、先の実施例同様、各工程毎に要部断
面図を第4図として示した。
As an example, a part to be a bipolar transistor of an IC circuit is taken, and a cross-sectional view of a main part for each process is shown in FIG. 4 as in the previous embodiment.

第4図中、101は、ボロンドープのp型第1半導体
層、102は、砒素ドープのn型第1半導体層、51は、不
純物イオン(As+)を示しており、他のもののうち番号
の同じものは、第2図と同じものを示す。
4, reference numeral 101 denotes a boron-doped p-type first semiconductor layer; 102, an arsenic-doped n-type first semiconductor layer; 51, an impurity ion (As + ); The same thing shows the same thing as FIG.

さて、図面の各工程は、第2図の工程に対応してお
り、ほぼ同じである。
Now, each step in the drawing corresponds to the step in FIG. 2 and is almost the same.

(a)では、まず図の断面にある二つの被エッチング
領域のうち、図面左側の領域には、不純物イオン(B+
5を注入してボロンドープのp型第1半導体層101を形
成する。一方図面右側の領域には、不純物イオン(A
s+)51を注入して砒素ドープのn型第1半導体層102を
形成する。
In (a), first, of the two etched regions in the cross section of the drawing, the region on the left side of the drawing contains impurity ions (B + ).
5 is implanted to form a boron-doped p-type first semiconductor layer 101. On the other hand, the region on the right side of the drawing contains impurity ions (A
s + ) 51 is implanted to form an arsenic-doped n-type first semiconductor layer 102.

この後、(b)の工程で第2半導体層2を形成し、
(c)の工程で酸化膜31をエッチングして(第2図の実
施例同様の手順を踏み)、(e)の工程に進む。
Thereafter, the second semiconductor layer 2 is formed in the step (b),
The oxide film 31 is etched in the step (c) (the same procedure as in the embodiment of FIG. 2 is performed), and the process proceeds to the step (e).

図面の(e)は、(d)の工程でエッチストッパとし
て機能した第2半導体層2に導電型不純物を注入する工
程を説明するものである。
(E) of the drawing illustrates a step of implanting a conductive impurity into the second semiconductor layer 2 which has functioned as an etch stopper in the step (d).

この工程では、導電型不純物を含んでいない第2半導
体層2のうち、ベース形成領域(第4図では、左側領域
のうち紙面の奥)にはボロンドープのp型第1半導体層
101と同じ濃度に、またコレクタ形成領域(第4図で
は、右側領域)には砒素ドープのn型第1半導体層102
と同じ濃度に導電型不純物を含有させるために、不純物
イオン(As+)51を注入する。ベース層の不純物濃度は1
015cm-3程度であり、コレクタ層の不純物濃度は1017cm
-3程度である。一方、エミッタ形成領域(第4図では、
左側領域のうち紙面の手前)へ不純物イオン(As+)51
を注入する際には、第2半導体層2の下層に達するよう
に注入して、新しく砒素ドープのn型第1半導体層102
を形成する。この層の不純物濃度は1017cm-3程度であ
る。
In this step, a boron-doped p-type first semiconductor layer is formed in the base formation region (the left side region in FIG. 4 of the second semiconductor layer 2 containing no conductivity type impurity).
At the same concentration as 101, the arsenic-doped n-type first semiconductor layer 102 is formed in the collector forming region (the right region in FIG. 4).
Impurity ions (As + ) 51 are implanted so as to contain the conductivity type impurity at the same concentration as the above. The impurity concentration of the base layer is 1
0 15 cm -3 and the impurity concentration of the collector layer is 10 17 cm
It is about -3 . On the other hand, the emitter formation region (in FIG. 4,
Impurity ion (As + ) 51 to the left side (before the paper)
Is implanted so as to reach the lower layer of the second semiconductor layer 2 and a new arsenic-doped n-type first semiconductor layer 102 is formed.
To form The impurity concentration of this layer is about 10 17 cm −3 .

こうしてエッチストッパとして機能した第2半導体層
2は、ベース,コレクタ,エミッタそれぞれ機能すべき
部分において、その下層と同一の半導体層になる。
In this way, the second semiconductor layer 2 functioning as an etch stopper becomes the same semiconductor layer as the lower layer in portions where each of the base, the collector and the emitter should function.

この後、第2の実施例同様に、添加した導電型不純物
の均一拡散をなさせる工程に移る。この半導体基板の底
面を900℃で30分間加熱する。
Thereafter, as in the second embodiment, the process proceeds to the step of uniformly diffusing the added conductivity type impurities. The bottom surface of the semiconductor substrate is heated at 900 ° C. for 30 minutes.

以上説明したような工程を経てできたもののベース,
コレクタ,エミッタ領域それぞれにAl(アルミニウム)
等の金属で電極を形成すれば、バイポーラ・トランジス
タとしての機能を得ることとなる。
The base of what was made through the process described above,
Al (aluminum) for each of the collector and emitter regions
If the electrode is formed of such a metal, a function as a bipolar transistor can be obtained.

第二の実施例では、第2図の実施例同様に、電気抵抗
値を予想外に大きくしてしまうことがない。このことか
ら波及した効果として、エミッタ抵抗や、ベース抵抗を
大きくすることがないために、トランジスタの動作速度
を高めることができる。
In the second embodiment, similarly to the embodiment of FIG. 2, the electric resistance value does not unexpectedly increase. As an effect spread from this, the operating speed of the transistor can be increased because the emitter resistance and the base resistance are not increased.

また、第2半導体層2は不純物を含まない方がよいの
だが、第1の実施例の場合には第1半導体層10の不純物
濃度が1016cm-3であるのに対して、第2半導体層22に
は、1014cm-3程度の不純物濃度を含んでいても、エッチ
ストッパとしての機能に支障はなかった。
It is preferable that the second semiconductor layer 2 does not contain an impurity. In the case of the first embodiment, the second semiconductor layer 10 has an impurity concentration of 10 16 cm −3 , whereas the second semiconductor layer 2 has an impurity concentration of 10 16 cm −3 . Even if the semiconductor layer 22 contained an impurity concentration of about 10 14 cm −3 , it did not hinder the function as an etch stopper.

なお、素子として他の機能を有する部分に対しても同
様に、工程上の面倒をなくした等の効果を得るのはもち
ろんであり、本発明はこれらを排除するものではない。
あるいは導電型不純物として添加すべきイオンは、その
種類をAs+(砒素イオン)に限定されるものではなく、P
+(リンイオン)等他のイオンを用いることもできる。
また各工程において種々の層を重ねたが、これらの形成
に際して、実施例では拡散によっているが、気相成長で
得ることもできる。
It is to be noted that, of course, effects such as elimination of troublesome steps can be obtained for a portion having another function as an element, and the present invention does not exclude these effects.
Alternatively, the type of ion to be added as a conductive impurity is not limited to As + (arsenic ion).
Other ions such as + (phosphorus ion) can also be used.
In addition, various layers are stacked in each step. In the formation of these layers, diffusion is performed in the embodiment, but they can also be obtained by vapor phase growth.

〔発明の効果〕〔The invention's effect〕

本発明では、第1図のように、第1半導体層10の被エ
ッチング部分表面に不純物を含まないように第2半導体
層2を形成する。導電型不純物を添加していない層(第
2半導体層2)は、導電型不純物を添加した層(第1半
導体層10)に比べてエッチングが進みにくくなる。
In the present invention, as shown in FIG. 1, the second semiconductor layer 2 is formed so that the surface of the portion to be etched of the first semiconductor layer 10 does not contain impurities. The layer to which the conductive impurity is not added (the second semiconductor layer 2) is less likely to be etched than the layer to which the conductive impurity is added (the first semiconductor layer 10).

しかも、エッチング終了後に導電型不純物を含ませ
て、第1半導体層10と同じ組成のものにしているから、
最終的には、第2半導体層2は第1半導体層10と同じ機
能を有するものとなる。
In addition, since the conductive type impurities are included after the etching to have the same composition as the first semiconductor layer 10,
Eventually, the second semiconductor layer 2 has the same function as the first semiconductor layer 10.

よって、従来のように、酸化膜31をエッチングし終え
て後、エッチング深さがエッチストッパとして具備した
第2半導体層2に達したことから、エッチング終点であ
る第2半導体層2と第1半導体層10との境界にかなり近
づいたことを知って、エッチングの速度を遅くするよう
な手数は要しない。また本発明によれば、第2半導体層
2は最終的には、第1半導体層10と同じものになるか
ら、エッチストッパをなす第2半導体層2を完全に除去
してしまう必要も生じない。
Therefore, the etching depth reaches the second semiconductor layer 2 provided as an etch stopper after the etching of the oxide film 31 is completed, as in the related art, so that the etching ends at the second semiconductor layer 2 and the first semiconductor layer 2. Knowing that the boundary with the layer 10 has been considerably approached, there is no need to reduce the etching speed. Further, according to the present invention, since the second semiconductor layer 2 is finally the same as the first semiconductor layer 10, there is no need to completely remove the second semiconductor layer 2 serving as an etch stopper. .

本発明は、従来公知の方法が、必須要件としていたエ
ッチストッパをなす層と第1半導体層10との境界面で正
確にエッチングを停止せねばならないという困難を一切
解消した点に最大の特徴があり、本発明の方法によれ
ば、エッチングを正確に境界面で停止しようとしてエッ
チングの速度を鈍らせるといったことで、無駄に時間を
浪費することがなくなり、作業能率の向上、並びに素子
性能自体の信頼性の向上といった利益を手にすることに
なる。
The present invention is characterized in that the conventionally known method completely eliminates the difficulty that etching must be stopped accurately at the interface between the layer forming the etch stopper and the first semiconductor layer 10, which was an essential requirement. According to the method of the present invention, the etching speed is reduced by trying to stop the etching accurately at the boundary surface, so that time is not wasted, the work efficiency is improved, and the element performance itself is improved. You will get benefits such as improved reliability.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図は本発明の半導体装置の要部断面図、第2図は本
発明の第一の実施例に則した工程説明図(断面図)、第
3図は本発明の第一の実施例から完成する抵抗素子の説
明図(斜視図)、第4図は本発明の第二の実施例に則し
た工程説明図(断面図)、第5図は従来のエッチストッ
パの説明図(断面図)である。 図中、 1は、半導体基板 10は、第1半導体層(多結晶Si) 101は、ボロンドープのp型第1半導体層 102は、砒素ドープのn型第1半導体層 2は、第2半導体層(多結晶Si) 20は、エッチストッパ(窒化膜) 3は、絶縁層(酸化膜)(SiO2) 31は、絶縁層(酸化膜)(SiO2) 4は、マスク 41は、フォトレジスト 42は、フォトレジスト 5は、不純物イオン(B+) 51は、不純物イオン(As+) 8は、電極形成領域 である。
1 is a sectional view of a main part of a semiconductor device according to the present invention, FIG. 2 is a process explanatory view (cross-sectional view) according to the first embodiment of the present invention, and FIG. 3 is a first embodiment of the present invention. FIG. 4 is an explanatory view (perspective view) of a resistive element completed from FIG. 4, FIG. 4 is an explanatory view (cross-sectional view) of a process according to a second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an explanatory view (cross-sectional view) of a conventional etch stopper. ). In the figure, reference numeral 1 denotes a semiconductor substrate 10, a first semiconductor layer (polycrystalline Si) 101, a boron-doped p-type first semiconductor layer 102, an arsenic-doped n-type first semiconductor layer 2, a second semiconductor layer (Polycrystalline Si) 20, etch stopper (nitride film) 3, insulating layer (oxide film) (SiO 2 ) 31, insulating layer (oxide film) (SiO 2 ) 4, mask 41, photoresist 42 Is a photoresist 5, an impurity ion (B + ) 51 is an impurity ion (As + ) 8 is an electrode formation region.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/73 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Agency reference number FI Technical indication H01L 29/73

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】半導体基板(1)表面の、導電型不純物を
第1不純物濃度で含有する第1半導体層(10)表面に、
該第1半導体層(10)と同じ半導体の多結晶からなり、
かつ該導電型不純物を第1不純物濃度よりも低い第2不
純物濃度で含有する第2半導体層(2)を形成する工程
と、 該第2半導体層(2)表面に、絶縁層(31)を形成する
工程と、 該絶縁層(31)表面に、該第2半導体層(2)上の領域
に開孔部を有するマスク(4)を形成する工程と、 該絶縁層(31)のうち、該マスク(4)の開孔部によっ
て露出した部分を第2半導体層(2)が露出するまでエ
ッチング除去する工程と、 該第2半導体層(2)が露出した後に、該第2半導体層
(2)が該第1半導体層(10)とほぼ等しい不純物濃度
を有するように、該第2半導体層(2)に該導電型不純
物を添加する工程と を有する半導体装置の製造方法。
1. A method according to claim 1, wherein the surface of the semiconductor substrate has a first impurity concentration containing a conductive impurity at a first impurity concentration.
The first semiconductor layer (10) is made of the same semiconductor polycrystal;
Forming a second semiconductor layer (2) containing the conductivity type impurity at a second impurity concentration lower than the first impurity concentration; and forming an insulating layer (31) on the surface of the second semiconductor layer (2). Forming a mask (4) having an opening in a region on the second semiconductor layer (2) on the surface of the insulating layer (31); Etching away the portion of the mask (4) exposed by the opening until the second semiconductor layer (2) is exposed; and, after exposing the second semiconductor layer (2), the second semiconductor layer ( 2) adding the conductive impurity to the second semiconductor layer (2) so that the second semiconductor layer (2) has an impurity concentration substantially equal to that of the first semiconductor layer (10).
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