JP2722829B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP2722829B2 JP3045917A JP4591791A JP2722829B2 JP 2722829 B2 JP2722829 B2 JP 2722829B2 JP 3045917 A JP3045917 A JP 3045917A JP 4591791 A JP4591791 A JP 4591791A JP 2722829 B2 JP2722829 B2 JP 2722829B2
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polycrystalline silicon
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channel stopper
semiconductor device
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明はチャンネルストッパを有
する半導体装置の製造方法に関し、特にチャンネルスト
ッパを製造する方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device having a channel stopper, and more particularly to a method for manufacturing a channel stopper.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種のチャンネルストッパを有
する半導体装置として、図3に示すものがある。この半
導体装置は、P型サブストレート1の素子領域にN型埋
込層2を形成した後、全面にN型エピタキシャル層3を
形成する。そして、P型素子分離層4を形成して素子領
域を画成しかつ全面にシリコン酸化膜5を形成した後、
トランジスタ領域にはP型ベース層6とN型エミッタ層
7を形成し、拡散抵抗領域には抵抗電極としてのP型不
純物層8を形成する。そして、拡散抵抗領域には、表面
反転防止のためにチャンネルストッパとしてのN型不純
物層12を形成している。
2. Description of the Related Art FIG. 3 shows a conventional semiconductor device having such a channel stopper. In this semiconductor device, after an N-type buried layer 2 is formed in an element region of a P-type substrate 1, an N-type epitaxial layer 3 is formed on the entire surface. Then, after forming a P-type element isolation layer 4 to define an element region and forming a silicon oxide film 5 on the entire surface,
A P-type base layer 6 and an N-type emitter layer 7 are formed in the transistor region, and a P-type impurity layer 8 as a resistance electrode is formed in the diffusion resistance region. Then, an N-type impurity layer 12 as a channel stopper is formed in the diffusion resistance region to prevent surface inversion.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の半導体
装置では、拡散抵抗領域に形成するN型のチャンネルス
トッパ12はNPNトランジスタのN型エミッタ層7と
同時に形成しているため、チャンネルストッパ12の不
純物濃度が高くなり、表面近傍で欠陥が生じ易いという
問題がある。又、チャンネルストッパ12に不純物を拡
散した後の酸化時間が長く取れないため、このチャンネ
ルストッパの表面に形成する酸化膜が他部分より薄くな
り、特にエピタキシャル層3とチャンネルストッパ12
の接点部分の酸化膜が薄くなり、静電破壊に弱いという
問題がある。
In the conventional semiconductor device described above, the N-type channel stopper 12 formed in the diffusion resistance region is formed simultaneously with the N-type emitter layer 7 of the NPN transistor. There is a problem that the impurity concentration becomes high and defects are likely to be generated near the surface. Further, since the oxidation time after the impurity is diffused into the channel stopper 12 cannot be made long, the oxide film formed on the surface of the channel stopper becomes thinner than the other portions.
There is a problem that the oxide film of the contact portion becomes thin and is susceptible to electrostatic breakdown.

【0004】このため、チャンネルストッパの濃度を低
くすることが考えられるが、このためにはチャンネルス
トッパを独立した工程で製造する必要があり、工数が増
大し、かつコスト高になるという問題もある。本発明の
目的は工数を増大することなく低い濃度のチャンネルス
トッパを製造可能な半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。
[0004] For this reason, it is conceivable to lower the concentration of the channel stopper. However, for this purpose, it is necessary to manufacture the channel stopper in an independent process, and there is a problem that the number of steps is increased and the cost is increased. . An object of the present invention is to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of manufacturing a low concentration channel stopper without increasing the number of steps.

【0005】本発明の半導体装置の製造方法は、半導体
基体の表面に絶縁膜を形成し、チャンネルストッパを形
成する箇所の前記絶縁膜を選択的にエッチング除去して
開口を形成する工程と、全面に所要濃度の不純物を含む
多結晶シリコン膜を形成する工程と、熱処理を行って前
記多結晶シリコン膜から前記開口を通して前記半導体基
体に不純物を拡散して前記チャンネルストッパを形成す
る工程と、前記多結晶シリコン膜をパターン形成して多
結晶シリコン抵抗素子を形成する工程を含んでいる。
[0005] The method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a semiconductor
Form an insulating film on the surface of the base and form a channel stopper
By selectively etching away the insulating film where it forms
Step of forming an opening, including the required concentration of impurities on the entire surface
Before forming a polycrystalline silicon film and performing heat treatment
The semiconductor substrate from the polycrystalline silicon film through the opening;
Diffusing impurities into the body to form the channel stopper
Patterning the polycrystalline silicon film to form a polycrystalline silicon film.
Forming a crystalline silicon resistance element.

【0006】[0006]

【実施例】次に、本発明について図面を参照して説明す
る。図1は本発明の第1実施例を製造工程順に示す断面
図である。先ず、図1(a)に示すようにP型シリコン
基板1の素子領域にN型埋込層2を形成し、その上にN
型エピタキシャル層3を成長する。そして、このN型エ
ピタキシャル層にP型素子分離層4を形成し素子領域を
画成する。更に、全面にシリコン酸化膜5を形成した
後、図では鎖線で示すように、トランジスタ領域には従
来と同様にP型ベース層6とN型エミッタ層7を形成す
る。又、熱拡散抵抗領域には、レジスト9を利用したフ
ォトリソグラフィ技術を用いてP型不純物、例えばボロ
ンを 30KeV,5×1013〜1×1014cm-2程度打込みP型拡
散抵抗電極8を形成する。
Next, the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a sectional view showing a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps. First, as shown in FIG. 1A, an N-type buried layer 2 is formed in an element region of a P-type silicon substrate 1, and an N-type buried layer 2 is formed thereon.
A type epitaxial layer 3 is grown. Then, a P-type element isolation layer 4 is formed on the N-type epitaxial layer to define an element region. Further, after a silicon oxide film 5 is formed on the entire surface, a P-type base layer 6 and an N-type emitter layer 7 are formed in the transistor region in the same manner as in the prior art, as indicated by a chain line in FIG. In the thermal diffusion resistance region, a P-type impurity, for example, boron is implanted at 30 KeV, about 5 × 10 13 to 1 × 10 14 cm -2 by photolithography using a resist 9 to form a P-type diffusion resistance electrode 8. Form.

【0007】次に、図1(b)に示すように全面にシリ
コン窒化膜10を1500Å成長させたのち、フォトリソグ
ラフィ技術を用いてチャンネルストッパとしてのN型不
純物層を形成する領域を開孔し、その上で全面に多結晶
シリコン膜11を1500Å成長し、これにN型不純物、例
えばヒ素を 70KeV,8.0 ×1013〜1.0 ×1014cm-2でイオ
ン注入する。
Next, as shown in FIG. 1B, after a silicon nitride film 10 is grown on the entire surface by 1500 °, a region for forming an N-type impurity layer as a channel stopper is opened by using a photolithography technique. Then, a polycrystalline silicon film 11 is grown on the entire surface at 1500 °, and an N-type impurity, for example, arsenic is ion-implanted at 70 KeV and 8.0 × 10 13 to 1.0 × 10 14 cm −2 .

【0008】次に、図1(c)に示すように常圧CVD
法によりシリコン酸化膜(図示せず)を3000Å成長後、
フォトリソグラフィ技術を用いて多結晶シリコン抵抗体
の電極部分及びチャンネルストッパ形成部分の各酸化膜
を除去後、N型不純物例えばヒ素を 70KeV,1×1016cm
-2導入する。そして、 950℃の窒素雰囲気にて50〜70分
加熱処理することで、多結晶シリコン膜11中及びこれ
から拡散抵抗領域のN型エピタキシャル層3中にN型不
純物を拡散させ、これにより多結晶シリコン抵抗体の電
極部14及びN型チャンネルストッパ12を形成する。
その後、多結晶シリコン膜11を選択的にパターニング
することにより、シリコン窒化膜10上に多結晶シリコ
ン抵抗体13が形成される。
Next, as shown in FIG.
After growing a silicon oxide film (not shown) by 3000mm by the method,
After removing the oxide film at the electrode portion and the channel stopper forming portion of the polycrystalline silicon resistor by using the photolithography technique, an N-type impurity such as arsenic is applied at 70 KeV and 1 × 10 16 cm.
-2 will be introduced. Then, by performing a heat treatment in a nitrogen atmosphere at 950 ° C. for 50 to 70 minutes, N-type impurities are diffused into the polycrystalline silicon film 11 and the N-type epitaxial layer 3 in the diffusion resistance region therefrom. The electrode portion 14 of the resistor and the N-type channel stopper 12 are formed.
Thereafter, the polycrystalline silicon film 11 is selectively patterned to form a polycrystalline silicon resistor 13 on the silicon nitride film 10.

【0009】したがって、この製造方法では、トランジ
スタ及び拡散抵抗を形成した後の、多結晶シリコン抵抗
体13を形成する工程、特に多結晶シリコン抵抗体13
の電極部14を形成する工程と同時にチャンネルストッ
パ12を形成することが可能となり、このチャンネルス
トッパ12の不純物濃度はNPNトランジスタのN型エ
ミッタ層よりも低い濃度に形成することができる。これ
により、表面欠陥が生じ難く、又拡散後に長い酸化時間
を取ることができるため表面の酸化膜を厚く形成でき、
静電破壊に対する強度を高めることができる。更に、チ
ャンネルストッパ12は多結晶シリコン抵抗体13の形
成工程と同時に形成しているため、工程数が増大される
こともない。
Therefore, in this manufacturing method, the step of forming the polycrystalline silicon resistor 13 after forming the transistor and the diffused resistor, especially the polycrystalline silicon resistor 13
The channel stopper 12 can be formed at the same time as the step of forming the electrode portion 14, and the impurity concentration of the channel stopper 12 can be formed lower than that of the N-type emitter layer of the NPN transistor. Thereby, surface defects are less likely to occur, and a long oxidation time can be taken after diffusion, so that a thick oxide film on the surface can be formed,
Strength against electrostatic breakdown can be increased. Further, since the channel stopper 12 is formed simultaneously with the step of forming the polycrystalline silicon resistor 13, the number of steps is not increased.

【0010】図2は本発明方法を用いて製造した半導体
装置の第2実施例の断面図である。この実施例では、B
i−CMOSトランジスタにおいてN型エピタキシャル
層3にP型ウェル15を形成し、このP型ウェル15内
にN型ソース・ドレイン層16を形成することでN型M
OSトランジスタを構成している。そして、このN型M
OSトランジスタ間にN型不純物層を拡散してチャンネ
ルストッパ12を形成しているが、この場合にもチャン
ネルストッパ12をN型多結晶シリコン抵抗体13を形
成するための多結晶シリコン膜11を利用してこれと同
時に形成していることは第1実施例と同じである。
FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of a semiconductor device manufactured by using the method of the present invention. In this embodiment, B
In an i-CMOS transistor, a P-type well 15 is formed in an N-type epitaxial layer 3 and an N-type source / drain layer 16 is formed in the P-type well 15 to form an N-type M-type transistor.
It constitutes an OS transistor. And this N-type M
The channel stopper 12 is formed by diffusing an N-type impurity layer between the OS transistors. In this case, too, the channel stopper 12 uses the polycrystalline silicon film 11 for forming the N-type polycrystalline silicon resistor 13. The formation at the same time as this is the same as in the first embodiment.

【0011】以上説明したように本発明は、多結晶シリ
コンからなる抵抗素子を形成するための多結晶シリコン
膜を利用し、この多結晶シリコンに含まれる不純物を半
導体基体の絶縁膜に設けた開口から半導体基体の表面に
拡散してチャンネルストッパを形成しているので、チャ
ンネルストッパをバイポーラトランジスタのエミッタと
は独立して形成することができ、その不純物濃度を低く
することができ、表面欠陥の発生を抑制するとともに、
その表面の酸化膜を厚く形成して静電破壊強度を高める
ことができる。又、多結晶シリコンからなる抵抗素子の
製造工程の一部を利用してチャンネルストッバを形成す
ることができるため、製造工程数を増大することがなく
コスト高が防止できる。
As described above, the present invention provides a polycrystalline silicon
Polycrystalline silicon for forming a resistor element consisting of a capacitor
Using a film, the impurities contained in this polycrystalline silicon
From the opening in the insulating film of the conductor base to the surface of the semiconductor base
Since the channel stopper is formed by diffusion, the channel stopper can be formed independently of the emitter of the bipolar transistor, the impurity concentration thereof can be reduced, and the occurrence of surface defects is suppressed.
By forming a thick oxide film on the surface, electrostatic breakdown strength can be increased. Also, the resistance element made of polycrystalline silicon
Since the channel stobber can be formed by utilizing a part of the manufacturing process, the cost can be prevented without increasing the number of manufacturing steps.

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

【図1】同図(a)乃至(c)は本発明の第1実施例を
製造工程順に示す断面図である。
FIGS. 1A to 1C are cross-sectional views showing a first embodiment of the present invention in the order of manufacturing steps.

【図2】本発明の第2実施例の断面図である。FIG. 2 is a sectional view of a second embodiment of the present invention.

【図3】従来の半導体装置の断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板 2 N型埋込
層 3 N型エピタキシャル層 4 P型素子
分離層 5 シリコン酸化膜 6 P型ベー
ス層 7 N型エミッタ層 10 シリコ
ン窒化膜 11 多結晶シリコン膜 12 チャン
ネルストッパ 13 多結晶シリコン抵抗体 15 P型ウ
ェル 16 N型ソース・ドレイン層
Reference Signs List 1 P-type silicon substrate 2 N-type buried layer 3 N-type epitaxial layer 4 P-type element isolation layer 5 silicon oxide film 6 P-type base layer 7 N-type emitter layer 10 silicon nitride film 11 polycrystalline silicon film 12 channel stopper 13 many Crystal silicon resistor 15 P-type well 16 N-type source / drain layer

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基体内にチャンネルストッパを有
し、かつ前記半導体基体の表面上に多結晶シリコンで構
成される抵抗素子を有する半導体装置の製造に際し、
記半導体基体の表面に絶縁膜を形成し、前記チャンネル
ストッパを形成する箇所の前記絶縁膜を選択的にエッチ
ング除去して開口を形成する工程と、全面に所要濃度の
不純物を含む多結晶シリコン膜を形成する工程と、熱処
理を行って前記多結晶シリコン膜から前記開口を通して
前記半導体基体に不純物を拡散して前記チャンネルスト
ッパを形成する工程と、前記多結晶シリコン膜をパター
ン形成して多結晶シリコン抵抗素子を形成する工程を含
ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
1. A semiconductor device having a channel stopper in a semiconductor substrate.
And made of polycrystalline silicon on the surface of the semiconductor substrate.
In the production of a semiconductor device having a resistance element made, before
Forming an insulating film on the surface of the semiconductor substrate;
Selectively etch the insulating film where stoppers are to be formed
Forming an opening by removing
Forming a polycrystalline silicon film containing impurities,
Through the opening from the polycrystalline silicon film
By diffusing impurities into the semiconductor substrate, the channel strike is performed.
Forming a mask, and patterning the polycrystalline silicon film.
Forming a polycrystalline silicon resistor element.
The method of manufacturing a semiconductor device according to claim no possible.
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