JP3325692B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3325692B2
JP3325692B2 JP03579294A JP3579294A JP3325692B2 JP 3325692 B2 JP3325692 B2 JP 3325692B2 JP 03579294 A JP03579294 A JP 03579294A JP 3579294 A JP3579294 A JP 3579294A JP 3325692 B2 JP3325692 B2 JP 3325692B2
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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】この発明は、半導体基板上の半導
体層に深さの異なる複数の溝が形成された半導体装置の
製造方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a plurality of grooves having different depths are formed in a semiconductor layer on a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】図9は従来の半導体装置の構成を示す断
面図である。図において、1は例えばp型の半導体基
板、2はこの半導体基板1上に形成された例えばn+
の埋込み領域、3はこの埋込み領域2上に形成された例
えばn-型のエピタキシャル層(以下エピ層と称す)、
4及び5は素子間を分離するための半導体基板1の深さ
まで形成された第1及び第2の溝、6はこの両溝4及び
5にはさまれた領域に設けられ素子内能動領域を分離す
るためのエピ層3に設けられた第3の溝である。
2. Description of the Related Art FIG. 9 is a sectional view showing a structure of a conventional semiconductor device. In the figure, reference numeral 1 denotes a p-type semiconductor substrate, 2 denotes an n + -type buried region formed on the semiconductor substrate 1, and 3 denotes an n -- type epitaxial layer (for example) formed on the buried region 2. Hereinafter referred to as the epi layer),
Reference numerals 4 and 5 denote first and second grooves formed to the depth of the semiconductor substrate 1 for separating elements, and 6 is provided in a region sandwiched between the grooves 4 and 5 to define an active region in the element. This is a third groove provided in the epi layer 3 for separation.

【0003】7はこれら各溝4、5及び6に埋め込まれ
た酸化膜、8は第1及び第3の溝4、6にはさまれた領
域に形成されたベース拡散領域、9はこのベース拡散領
域8内に形成されたエミッタ拡散領域、10は第2及び
第3の溝5、6にはさまれた領域で埋込み領域2に接続
して形成されたコレクタ拡散領域、11はエピ層3上に
形成された層間絶縁膜、12はこの層間絶縁膜11に設
けられたコンタクトホールを介してベース拡散領域8、
エミッタ拡散領域9及びコレクタ拡散領域10にそれぞ
れ接続して形成された配線電極である。
Reference numeral 7 denotes an oxide film buried in each of the trenches 4, 5, and 6, reference numeral 8 denotes a base diffusion region formed in a region sandwiched between the first and third trenches 4, 6, and reference numeral 9 denotes a base diffusion region. An emitter diffusion region 10 formed in the diffusion region 8 is a region sandwiched between the second and third trenches 5 and 6, a collector diffusion region connected to the buried region 2, and 11 is an epi layer 3. An interlayer insulating film 12 formed on the base diffusion region 8 through a contact hole provided in the interlayer insulating film 11,
These are wiring electrodes formed to be connected to the emitter diffusion region 9 and the collector diffusion region 10, respectively.

【0004】次いで、図9ないし図12にもとづいて従
来の半導体装置の製造工程について説明する。まず、p
型の半導体基板1に例えばAsのイオン注入などでn+
型の埋込み領域2を形成し、その上にn-型のエピ層3
を成長させる(図10−a)。次に、このエピ層3上に
レジスト材を塗布し、写真製版により第3の溝6を形成
するための開口がパターニングされた第1の溝形成用マ
スク13を形成する(図10−b)。
[0004] Next, a manufacturing process of a conventional semiconductor device will be described with reference to FIGS. 9 to 12. First, p
N + into the semiconductor substrate 1 by, for example, As ion implantation.
Buried region 2 is formed, and an n - type epi layer 3 is formed thereon.
Is grown (FIG. 10-a). Next, a resist material is applied on the epi layer 3 to form a first groove forming mask 13 in which openings for forming the third grooves 6 are patterned by photolithography (FIG. 10B). .

【0005】次に、この第1の溝形成用マスク13を介
してエピ層3をエッチングし第3の溝6を形成する(図
10−c)。そして、第1の溝形成用マスク13を除去
する(図10−d)。次に、再びエピ層3上にレジスト
材を塗布し、写真製版により第1及び第2の溝4、5を
形成するための開口がパターニングがされた第2の溝形
成用マスク14を形成する(図11−a)。
Next, the epitaxial layer 3 is etched through the first groove forming mask 13 to form a third groove 6 (FIG. 10-c). Then, the first groove forming mask 13 is removed (FIG. 10D). Next, a resist material is applied on the epi layer 3 again, and a second groove forming mask 14 in which openings for forming the first and second grooves 4 and 5 are patterned by photolithography is formed. (FIG. 11-a).

【0006】次に、この第2の溝形成用マスク14を介
して上記エッチン時よりエッチング量を多くして半導体
基板1にとどくまでエッチングし第1及び第2の溝4、
5を形成する(図11−b)。そして、第2の溝形成用
マスク14を除去する(図11−c)。次に、各溝4、
5及び6に酸化膜7を埋め込み(図12−a)、次に、
熱拡散で例えばリン等のN型不純物をドーピングして、
コレクタ拡散領域10を形成する。次に、例えばボロン
等のP型不純物と例えばヒ素等のN型不純物をイオン注
入し、熱処理を施すことにより活性化させてベース拡散
領域8及びエミッタ拡散領域9をそれぞれ形成する(図
12−b)。
Next, through the second groove forming mask 14, the etching amount is increased from the etching time to reach the semiconductor substrate 1, and the first and second grooves 4 are formed.
5 is formed (FIG. 11-b). Then, the second groove forming mask 14 is removed (FIG. 11C). Next, each groove 4,
An oxide film 7 is buried in 5 and 6 (FIG. 12-a).
Doping with N-type impurities such as phosphorus by thermal diffusion,
A collector diffusion region 10 is formed. Next, a P-type impurity such as boron and an N-type impurity such as arsenic are ion-implanted and activated by heat treatment to form a base diffusion region 8 and an emitter diffusion region 9, respectively (FIG. 12B). ).

【0007】次に、エピ層3上に層間絶縁膜11を形成
し、そして、この層間絶縁膜11にコンタクトホールを
形成し、これらコンタクトホールを介してベース拡散領
域8、エミッタ拡散領域9及びコレクタ拡散領域10に
それぞれ接続された配線電極12をそれぞれ形成して、
図9に示したバイポーラトランジスタを備えた半導体装
置ができる。
Next, an interlayer insulating film 11 is formed on the epi layer 3, and contact holes are formed in the interlayer insulating film 11, and the base diffusion region 8, the emitter diffusion region 9 and the collector are formed through these contact holes. Forming wiring electrodes 12 connected to the diffusion regions 10 respectively,
A semiconductor device including the bipolar transistor shown in FIG. 9 can be obtained.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】従来の半導体装置の製
造方法は以上のように、深さの異なる複数の溝を形成す
るのに、それぞれの深さの溝の形成ごとに写真製版をし
てエッチングを行う工程を繰り返し行っているので、マ
スク合わせずれによる溝の相対的な位置ずれが生じると
いう問題点があった。
As described above, in the conventional method of manufacturing a semiconductor device, a plurality of grooves having different depths are formed by performing photolithography for each of the grooves having the respective depths. Since the etching process is repeatedly performed, there is a problem that relative misalignment of the groove due to misalignment of the mask occurs.

【0009】この発明は上記のような問題点を解消する
ためになされたもので、マスク合わせずれによる溝間の
相対的な位置ずれが防止できる半導体装置の製造方法を
提供することを目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has as its object to provide a method of manufacturing a semiconductor device which can prevent relative displacement between grooves due to misalignment of a mask. .

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】この発明の請求項1に係
る半導体装置の製造方法は、深い方の溝を形成する領域
深い方の溝の開口領域よりも狭い開口領域がパターニ
ングされたイオン注入用マスクを形成し、半導体層にイ
オン注入用マスクを介して、イオン注入し、イオン注入
用マスクを除去して、溝の開口領域の幅に対応した溝形
成用マスクを半導体層上に形成し、溝形成用マスクを介
してエッチングを行い溝を形成するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, wherein an opening area narrower than an opening area of a deep groove is formed in a region where a deep groove is formed.
To form a mask for ion implantation, and
Ion implantation through an on-implantation mask and ion implantation
Groove corresponding to the width of the groove opening area by removing the mask for
A formation mask is formed on the semiconductor layer, and a mask is formed through the groove formation mask.
Then, etching is performed to form a groove .

【0011】又、この発明の請求項2に係る半導体装置
の製造方法は、第1の導電型の基板上に第2の導電型の
埋込層および第2の導電型のエピタキシャル層を順次堆
積させて半導体基板を形成し、深い方の溝を形成する領
域に浅い方の溝を形成する領域より深くイオンを注入
し、イオン注入と同時に埋込層の所定の領域にもイオン
を注入してコレクタ拡散領域を形成した後、溝を形成す
る箇所に開口を有するマスクを半導体層上に形成し、マ
スクを介してエッチングを行い溝を形成するものであ
る。
A semiconductor device according to a second aspect of the present invention.
Is a method of manufacturing the second conductive type on a substrate of the first conductive type.
The buried layer and the epitaxial layer of the second conductivity type are sequentially deposited.
To form a semiconductor substrate and form a deeper groove.
Implants deeper than the region where the shallow trench is formed
At the same time as ion implantation,
To form a trench after forming a collector diffusion region.
A mask having an opening at a location where
Etching through a mask to form a groove.
You.

【0012】[0012]

【作用】この発明の請求項1における半導体装置の製造
方法は、深い方の溝を形成する領域に深い方の溝の開口
領域よりも狭い開口領域がパターニングされたイオン注
入用マスクを形成し、半導体層にイオン注入用マスクを
介して、イオン注入し、イオン注入用マスクを除去し
て、溝の開口領域の幅に対応した溝形成用マスクを半導
体層上に形成し、溝形成用マスクを介してエッチングを
行い溝を形成することにより、深さの異なる溝を同時に
形成する。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of:
Ion injection where the opening area smaller than the area is patterned
A mask for ion implantation and a mask for ion implantation on the semiconductor layer.
Through the ion implantation and remove the ion implantation mask
To form a groove forming mask corresponding to the width of the groove opening area.
Formed on the body layer and etched through a groove forming mask.
By forming the grooves, grooves having different depths are simultaneously formed.

【0013】又、この発明の請求項2における半導体装
置の製造方法は、第1の導電型の基板上に第2の導電型
の埋込層および第2の導電型のエピタキシャル層を順次
堆積させて半導体基板を形成し、深い方の溝を形成する
領域に浅い方の溝を形成する領域より深くイオンを注入
し、イオン注入と同時に埋込層の所定の領域にもイオン
を注入してコレクタ拡散領域を形成した後、溝を形成す
る箇所に開口を有するマスクを半導体層上に形成し、マ
スクを介してエッチングを行うことによって、深さの異
なる溝とコレクタ拡散領域とを同時に形成する。
According to a second aspect of the present invention, a semiconductor device is provided.
The method of manufacturing the device comprises the steps of: forming a second conductive type on a substrate of a first conductive type;
Buried layer and the second conductivity type epitaxial layer
Deposit to form a semiconductor substrate, forming a deeper groove
Implant ions deeper than the region that forms the shallower groove in the region
At the same time as ion implantation,
To form a trench after forming a collector diffusion region.
A mask having an opening at a location where
Etching through a mask allows for different depths
And a collector diffusion region are simultaneously formed.

【0014】[0014]

【実施例】実施例1. 以下、この発明の実施例を図について説明する。図1は
実施例1における半導体装置の構成を示す断面図であ
る。図において、従来の場合と同様の部分は同一符号を
付して説明を省略する。15及び16は素子間を分離す
るため半導体基板1の深さまで形成された第1及び第2
の溝、17はこの両溝15及び16にはさまれた領域に
設けられ、素子内能動領域を分離するためエピ層3に設
けられた第3の溝である。
[Embodiment 1] Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating the configuration of the semiconductor device according to the first embodiment. In the figure, the same parts as those in the conventional case are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numerals 15 and 16 denote first and second layers formed to the depth of the semiconductor substrate 1 for separating the elements.
The groove 17 is a third groove provided in a region sandwiched between the grooves 15 and 16 and provided in the epi layer 3 for isolating the active region in the device.

【0015】次いで、上記のように構成された実施例1
の半導体装置の製造方法を図1ないし図3にもとづいて
説明する。まず、従来の場合と同様に、p型の半導体基
板1に例えばAsのイオン注入などでn+型の埋込み領
域2を形成し、その上にn-型のエピ層3を成長させる
(図2−a)。
Next, the first embodiment configured as described above
1 to 3 will be described with reference to FIGS. First, as in the conventional case, an n + -type buried region 2 is formed in a p-type semiconductor substrate 1 by, for example, As ion implantation, and an n -type epi layer 3 is grown thereon (FIG. 2). -A).

【0016】次に、このエピ層3上にレジスト材を塗布
し、写真製版により第1及び第2の溝15、16を形成
するための例えば1μmの幅W19の開口19、第3の
溝17を形成するための例えば0.1μmの幅W20の
開口20を溝の幅に応じてパターニングされた、溝形成
用マスク18を形成する(図2−b)。尚、この時深い
方の溝15、16の幅W19は浅い方の溝17の幅W2
0より広く形成されている。
Next, a resist material is applied on the epi layer 3 and an opening 19 having a width W19 of, for example, 1 μm and a third groove 17 for forming the first and second grooves 15 and 16 by photolithography. For example, a groove forming mask 18 is formed by patterning an opening 20 having a width W20 of, for example, 0.1 μm according to the width of the groove (FIG. 2B). At this time, the width W19 of the deeper grooves 15 and 16 is equal to the width W2 of the shallower groove 17.
It is formed wider than zero.

【0017】次に、溝形成用マスク18を介してエッチ
ングを行い各溝15、16、17を同時に形成する(図
2−c)。図からも明らかなように開口幅によりエッチ
ャントのエッチング部への到達量が変わるというマイク
ロローディング効果により、同時にエッチングを行って
も広い方の幅W19の箇所は半導体基板1までの深さ2
μm、又、狭い方の幅W20の箇所はエピ層3までの深
さ1μmとエッチング量が変わってくる。そして、溝形
成用マスク18を除去する(図3−a)。
Next, etching is performed through the groove forming mask 18 to simultaneously form the grooves 15, 16 and 17 (FIG. 2C). As is clear from the figure, the micro-loading effect in which the amount of the etchant reaching the etched portion changes depending on the opening width, so that even if etching is performed at the same time, the wider portion W 19 has a depth 2 to the semiconductor substrate 1.
μm, and the etching amount at the narrower width W20 is 1 μm to the epi layer 3. Then, the groove forming mask 18 is removed (FIG. 3A).

【0018】次に、従来の場合と同様に、各溝15、1
6、17に酸化膜7を埋め込み(図3−b)、次に、熱
拡散で例えばリン等のN型不純物をドーピングして、コ
レクタ拡散領域10を形成する。次に、例えばボロン等
のP型不純物と例えばヒ素等のN型不純物をイオン注入
し、熱処理を施すことにより活性化させてベース拡散領
域8及びエミッタ拡散領域9をそれぞれ形成する(図3
−c)。次に、エピ層3上に層間絶縁膜11を形成し、
そして、この層間絶縁膜11にコンタクトホールを形成
し、これらコンタクトホールを介してベース拡散領域
8、エミッタ拡散領域9及びコレクタ拡散領域10にそ
れぞれ接続された配線電極12をそれぞれ形成して、図
1に示したバイポーラトランジスタを備えた半導体装置
ができる。
Next, as in the conventional case, each groove 15, 1
The oxide film 7 is buried in 6 and 17 (FIG. 3B), and then an N-type impurity such as phosphorus is doped by thermal diffusion to form a collector diffusion region 10. Next, a P-type impurity such as boron and an N-type impurity such as arsenic are ion-implanted and activated by heat treatment to form a base diffusion region 8 and an emitter diffusion region 9, respectively (FIG. 3).
-C). Next, an interlayer insulating film 11 is formed on the epi layer 3,
Then, contact holes are formed in the interlayer insulating film 11, and wiring electrodes 12 respectively connected to the base diffusion region 8, the emitter diffusion region 9 and the collector diffusion region 10 via these contact holes are formed. The semiconductor device provided with the bipolar transistor shown in FIG.

【0019】以上のように実施例1では深さの異なる複
数の溝15、16、17を深い方の溝15、16の開口
幅W19が浅い方の溝17の開口幅W20より広くパタ
ーニングされた溝形成用マスク18を介して1度のエッ
チング工程にて形成するようにしたので、製造工程が簡
略化されるのはもちろんのこと、マスク合わせずれによ
る各溝15、16、17間の相対的な位置ずれを防ぐこ
とができる。
As described above, in the first embodiment, the plurality of grooves 15, 16, 17 having different depths are patterned so that the opening width W19 of the deeper grooves 15, 16 is wider than the opening width W20 of the shallower groove 17. Since it is formed in a single etching process via the groove forming mask 18, the manufacturing process is of course simplified, and the relative positions between the grooves 15, 16 and 17 due to misalignment of the mask. Misalignment can be prevented.

【0020】実施例2. 図4はこの発明の実施例2における半導体装置の構成を
示す断面図である。図において、従来の場合と同様の部
分は同一符号を付して説明を省略する。21は第3の溝
6の底部に溝の幅より若干広く形成されたシリコン酸化
膜である。
Embodiment 2 FIG. FIG. 4 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to Embodiment 2 of the present invention. In the figure, the same parts as those in the conventional case are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numeral 21 denotes a silicon oxide film formed at the bottom of the third groove 6 slightly wider than the width of the groove.

【0021】次いで、図4ないし図6にもとづいて実施
例2の半導体装置の製造工程について説明する。まず、
実施例1の場合と同様に半導体基板1上に埋込み領域2
及びエピ層3を順次形成して、このエピ層3上にレジス
ト材を塗布して、写真製版により浅い方の第3の溝6を
形成する箇所に溝の幅より例えば片側を0.25μm以
上広い開口がパターニングされた酸素注入用マスク22
を形成する。そして、この酸素注入用マスク22を介し
てO+イオンを例えば300KeVで1018cm-2注入
して、第3の溝6の底部に相当する位置に溝の幅より例
えば片側を0.25μm以上広がった酸素イオン注入領
域23を形成し、熱処理を施すことによってこの酸素イ
オン注入領域23を10-1μm程度のシリコン酸化膜2
1に変化させる(図5−b)。
Next, a manufacturing process of the semiconductor device according to the second embodiment will be described with reference to FIGS. First,
As in the first embodiment, the buried region 2 is formed on the semiconductor substrate 1.
And an epi layer 3 are sequentially formed, a resist material is applied on the epi layer 3, and, for example, one side is 0.25 μm or more wider than the width of the groove at a position where the shallow third groove 6 is formed by photolithography. Oxygen implantation mask 22 with wide openings patterned
To form Then, O + ions are implanted through the oxygen implantation mask 22 at 10 18 cm −2 at, for example, 300 KeV, and at one side corresponding to the bottom of the third groove 6, for example, 0.25 μm or more from one side of the width of the groove An expanded oxygen ion implanted region 23 is formed, and heat treatment is performed so that the oxygen ion implanted region 23 has a silicon oxide film 2 of about 10 -1 μm.
1 (FIG. 5-b).

【0022】次に、再びエピ層3上にレジスト材を塗布
して写真製版により各溝4、5、6を形成するための開
口がパターニングされた溝形成用マスク24を形成する
(図5−c)。次に、この溝形成用マスク24を介して
エッチングを行い異なる深さの各溝4、5、6が形成さ
れる(図6−a)。図からも明らかなように、あらかじ
め形成されたシリコン酸化膜21のエッチングレートが
エピ層3のエッチングレートより大変遅いためストッパ
ーとなるため、第3の溝6は浅く形成されている。そし
て、溝形成用マスク24を除去する(図6−b)。
Next, a resist material is applied on the epi layer 3 again, and a photolithography is performed to form a groove forming mask 24 in which openings for forming the grooves 4, 5, and 6 are patterned (FIG. 5). c). Next, etching is performed through the groove forming mask 24 to form the grooves 4, 5, and 6 having different depths (FIG. 6A). As is apparent from the figure, the third groove 6 is formed shallow because the etching rate of the silicon oxide film 21 formed in advance is much slower than the etching rate of the epi layer 3 and serves as a stopper. Then, the groove forming mask 24 is removed (FIG. 6B).

【0023】次に、熱拡散で例えばリン等のN型不純物
をドーピングして、コレクタ拡散領域10を形成する。
次に、例えばボロン等のP型不純物と例えばヒ素等のN
型不純物をイオン注入し、熱処理を施すことにより活性
化させてベース拡散領域8及びエミッタ拡散領域9をそ
れぞれ形成する。次に、エピ層3上に層間絶縁膜11を
形成し、そして、この層間絶縁膜11にコンタクトホー
ルを形成し、これらコンタクトホールを介してベース拡
散領域8、エミッタ拡散領域9及びコレクタ拡散領域1
0にそれぞれ接続された配線電極12をそれぞれ形成し
て、図4に示すようなバイポーラトランジスタを備えた
半導体装置が形成される。尚、酸素注入用マスク22と
溝形成用マスク24とのマスク合わせずれがおこったと
しても、シリコン酸化膜21は第3の溝6の底部よりマ
スク合わせずれのマージン分の広い領域に形成されてい
るので、シリコン酸化膜21をはずれてエッチングされ
ることはない。
Next, an N-type impurity such as phosphorus is doped by thermal diffusion to form a collector diffusion region 10.
Next, a P-type impurity such as boron, for example, and an N-type impurity such as arsenic
The base diffusion region 8 and the emitter diffusion region 9 are respectively formed by ion-implanting the type impurity and activating it by performing a heat treatment. Next, an interlayer insulating film 11 is formed on the epitaxial layer 3, and contact holes are formed in the interlayer insulating film 11, and the base diffusion region 8, the emitter diffusion region 9, and the collector diffusion region 1 are formed through these contact holes.
By forming the wiring electrodes 12 connected to 0, respectively, a semiconductor device having a bipolar transistor as shown in FIG. 4 is formed. Even if a mask misalignment between the oxygen implantation mask 22 and the groove forming mask 24 occurs, the silicon oxide film 21 is formed in a region wider than the bottom of the third groove 6 by a margin for mask misalignment. Therefore, the silicon oxide film 21 is not etched off.

【0024】以上のように実施例3では深さの異なる複
数の溝4、5、6を、浅い方の第3の溝6の底部に相当
する領域にシリコン酸化膜21を形成した後、溝形成用
マスク24を介して1度のエッチングにて形成するよう
にしたので、マスク合わせずれによる各溝4、5、6間
の相対的な位置ずれを防ぐことができる。
As described above, in the third embodiment, the plurality of grooves 4, 5, and 6 having different depths are formed by forming the silicon oxide film 21 in the region corresponding to the bottom of the shallower third groove 6. Since it is formed by one-time etching via the forming mask 24, it is possible to prevent relative displacement between the grooves 4, 5, and 6 due to misalignment of the mask.

【0025】実施例3. 上記実施例2ではシリコン酸化膜21をエッチング時の
ストッパーとして用いる例を示したけれども、これに限
られることはなくO+イオンのかわりにN+イオンを実施
例3と同様にイオン注入し、アニール処理を施してシリ
コン窒化膜を溝の底部に相当する領域に形成した後、こ
のシリコン窒化膜をエッチング時のストッパーとするよ
うにしても上記実施例2と同様の効果を奏する。
Embodiment 3 FIG. In the second embodiment, an example is shown in which the silicon oxide film 21 is used as a stopper at the time of etching. However, the present invention is not limited to this, and instead of O + ions, N + ions are implanted in the same manner as in the third embodiment, and annealing is performed. The same effect as in the second embodiment can be obtained by forming the silicon nitride film in a region corresponding to the bottom of the groove by performing the processing, and then using the silicon nitride film as a stopper at the time of etching.

【0026】実施例4. 図7はこの発明の実施例4における半導体装置の構成を
示す断面図である。図において、従来の場合と同様の部
分は同一符号を付して説明を省略する。25及び26は
素子間を分離するため半導体基板1の深さまで形成され
た第1及び第2の溝である。
Embodiment 4 FIG. FIG. 7 is a sectional view showing a configuration of a semiconductor device according to Embodiment 4 of the present invention. In the figure, the same parts as those in the conventional case are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted. Reference numerals 25 and 26 denote first and second grooves formed to the depth of the semiconductor substrate 1 for separating the elements.

【0027】次いで、上記のように構成された実施例4
の半導体装置の製造方法を図7及び図8にもとづいて説
明する。まず、実施例1の場合と同様に半導体基板1上
に埋込み領域2及びエピ層3を順次形成して、このエピ
層3上にレジスト材を塗布して、写真製版により深い方
の第1及び第2の溝25、26を形成する箇所に溝の幅
より例えば片側0.25μm以上の狭い開口がパターニ
ングされたイオン注入用マスク27を形成する。そし
て、例えばリンイオン(P+)を100KeVで1016
〜1017cm-2及び300KeVで1016〜1017cm
-2にて注入し、イオン注入領域28を形成する(図8−
a)。
Next, the fourth embodiment configured as described above.
The method of manufacturing the semiconductor device will be described with reference to FIGS. First, the buried region 2 and the epi layer 3 are sequentially formed on the semiconductor substrate 1 in the same manner as in the first embodiment, a resist material is applied on the epi layer 3, and the first and second deeper layers are formed by photolithography. An ion implantation mask 27 is formed at a position where the second grooves 25 and 26 are to be formed, in which an opening narrower than, for example, 0.25 μm on one side is patterned. Then, 10 16 example, phosphorus ions (P +) at 100KeV
10 16 to 10 17 cm at -10 17 cm -2 and 300 KeV
-2 to form an ion implanted region 28 (FIG. 8-
a).

【0028】次に、イオン注入用マスク27を除去し、
再びエピ層3上にレジスト材を塗布して写真製版により
各溝25、26、6を形成するための開口がパターニン
グされた溝形成用マスク29を形成する(図8−b)。
次に、この溝形成用マスク29を介してエッチングを行
い異なる深さの各溝25、26、6を形成する(図8−
c)。図からも明らかなように、あらかじめ形成された
イオン注入領域28は、イオンを注入されていない領域
と比較するとエッチングレートがはやいため溝25、2
6は深く形成されている。そして、溝形成用マスク29
を除去する(図8−d)。
Next, the ion implantation mask 27 is removed,
A resist material is applied on the epi layer 3 again, and a photolithography process is performed to form a groove forming mask 29 in which openings for forming the grooves 25, 26, and 6 are patterned (FIG. 8B).
Next, etching is performed through the groove forming mask 29 to form the grooves 25, 26, and 6 having different depths (FIG. 8-).
c). As is clear from the figure, since the etching rate of the ion implantation region 28 formed in advance is higher than that of the region not ion-implanted, the grooves 25, 2
6 is deeply formed. Then, the groove forming mask 29
Is removed (FIG. 8D).

【0029】次に、熱拡散で例えばリン等のN型不純物
をドーピングして、コレクタ拡散領域10を形成する。
次に、例えばボロン等のP型不純物と例えばヒ素等のN
型不純物をイオン注入し、熱処理を施すことにより活性
化させてベース拡散領域8及びエミッタ拡散領域9をそ
れぞれ形成する。次に、エピ層3上に層間絶縁膜11を
形成し、そして、この層間絶縁膜11にコンタクトホー
ルを形成し、これらコンタクトホールを介してベース拡
散領域8、エミッタ拡散領域9及びコレクタ拡散領域1
0にそれぞれ接続された配線電極12をそれぞれ形成し
て、図7に示すようなバイポーラトランジスタを備えた
半導体装置が形成される。尚、イオン注入用マスク27
と溝形成用マスク29とのマスク合わせずれがおこった
としても、イオン注入領域28は第1及び第2の溝2
5、26の領域よりマスク合わせずれのマージン分狭く
形成されているので、エッチング終了時に不具合が生じ
る可能性のあるイオン注入領域28が残留することはな
い。
Next, the collector diffusion region 10 is formed by doping an N-type impurity such as phosphorus by thermal diffusion.
Next, a P-type impurity such as boron, for example, and an N-type impurity such as arsenic
The base diffusion region 8 and the emitter diffusion region 9 are respectively formed by ion-implanting the type impurity and activating it by performing a heat treatment. Next, an interlayer insulating film 11 is formed on the epitaxial layer 3, and contact holes are formed in the interlayer insulating film 11, and the base diffusion region 8, the emitter diffusion region 9, and the collector diffusion region 1 are formed through these contact holes.
By forming the wiring electrodes 12 respectively connected to 0, a semiconductor device having a bipolar transistor as shown in FIG. 7 is formed. The ion implantation mask 27
Even if a mask misalignment between the mask and the groove forming mask 29 occurs, the ion-implanted region 28 remains in the first and second grooves 2.
Since it is formed narrower than the regions 5 and 26 by the margin of the mask misalignment, the ion implantation region 28 which may cause a trouble at the end of the etching does not remain.

【0030】以上のように実施例4では深さの異なる複
数の溝25、26、6を深い方の第1及び第2の溝2
5、26の領域にイオン注入領域28を形成した後、溝
形成用マスク29により1度のエッチングにて形成する
ようにしたので、マスク合わせずれによる各溝25、2
6、6間の相対的な位置ずれを防ぐことができる。
As described above, in the fourth embodiment, the plurality of grooves 25, 26, and 6 having different depths are
After the ion implantation regions 28 are formed in the regions 5 and 26, they are formed by a single etching using the groove forming mask 29.
It is possible to prevent the relative displacement between 6,6.

【0031】実施例5. 尚、上記実施例4ではリンイオンによりイオン注入領域
28を形成する例を示したけれども、これに限られるこ
とはなく例えばBイオン、Asイオンなどを用いてイオ
ン注入領域を形成するようにしても上記実施例4と同様
の効果を奏することは言うまでもない。
Embodiment 5 FIG. In the fourth embodiment, the example in which the ion implantation region 28 is formed by phosphorus ions is described. However, the present invention is not limited to this. For example, the ion implantation region may be formed by using B ions, As ions, or the like. Needless to say, the same effect as in the fourth embodiment is obtained.

【0032】実施例6. 上記実施例4においてはコレクタ拡散領域10を、各溝
25、26、6を形成した後に形成する例を示したけれ
ども、これに限られることはなく、イオン注入領域28
に注入される注入イオン種に、PやAs等のn型の不純
物を用いるようにすれば、例えば図8(a)に示したイ
オン注入用マスク27形成時にイオン注入領域28の開
口と同時に、コレクタ拡散領域10の開口も設け、図8
(b)に示したようにイオン注入領域28を形成する時
に、コレクタ拡散領域10も同時に形成するようにして
もよく、このようにすれば製造工程を簡略化することが
可能となる。
Embodiment 6 FIG. In the fourth embodiment, the example in which the collector diffusion region 10 is formed after the formation of each of the grooves 25, 26, and 6 has been described. However, the present invention is not limited to this.
If an n-type impurity such as P or As is used as an ion species to be implanted into the ion implantation region, for example, simultaneously with the opening of the ion implantation region 28 at the time of forming the ion implantation mask 27 shown in FIG. An opening in the collector diffusion region 10 is also provided, as shown in FIG.
As shown in (b), when the ion implantation region 28 is formed, the collector diffusion region 10 may also be formed at the same time, so that the manufacturing process can be simplified.

【0033】実施例7. 上記各実施例では2種類の深さの溝を形成する場合につ
いて示したけれども、これに限られることはなく3種類
以上の深さの溝を形成する場合についても上記各実施例
と同様の効果を奏する。
Embodiment 7 FIG. In each of the above embodiments, the case where grooves of two kinds of depths are formed is shown. However, the present invention is not limited to this, and the same effects as those of the above embodiments can be obtained when grooves of three or more kinds of depths are formed. To play.

【0034】[0034]

【発明の効果】以上のように、この発明の請求項1によ
れば、深い方の溝を形成する領域に深い方の溝の開口領
域よりも狭い開口領域がパターニングされたイオン注入
用マスクを形成し、半導体層にイオン注入用マスクを介
して、イオン注入し、イオン注入用マスクを除去して、
溝の開口領域の幅に対応した溝形成用マスクを半導体層
上に形成し、溝形成用マスクを介してエッチングを行い
溝を形成することにより、マスク合わせずれによる溝間
の相対的な位置ずれを防止できる半導体装置の製造方法
を提供することができる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, the opening area of the deep groove is formed in the region where the deep groove is formed.
Ion implantation where the opening area smaller than the area is patterned
A mask for ion implantation through the semiconductor layer
And ion implantation, removing the ion implantation mask,
The semiconductor layer is provided with a groove forming mask corresponding to the width of the groove opening area.
Formed on top and etched through a groove forming mask
By forming the grooves, it is possible to provide a method of manufacturing a semiconductor device capable of preventing a relative positional shift between the grooves due to a mask misalignment.

【0035】又、この発明の請求項2によれば、第1の
導電型の基板上に第2の導電型の埋込層および第2の導
電型のエピタキシャル層を順次堆積させて半導体基板を
形成し、深い方の溝を形成する領域に浅い方の溝を形成
する領域より深くイオンを注入し、イオン注入と同時に
埋込層の所定の領域にもイオンを注入してコレクタ拡散
領域を形成した後、溝を形成する箇所に開口を有するマ
スクを半導体層上に形成し、マスクを介してエッチング
を行い溝を形成することにより、マスク合わせずれによ
る溝間の相対的な位置ずれを防止できるとともに製造工
程が簡略化できる半導体装置の製造方法を提供すること
ができる。
According to a second aspect of the present invention, the first
A buried layer of a second conductivity type on the substrate of the conductivity type and a second conductive layer;
Semiconductor substrate by successively depositing
And shallow groove in the area where the deep groove is to be formed
Implant ions deeper than the region to be
Ion implantation into specified area of buried layer and collector diffusion
After forming the region, a mask having an opening at the location where the groove is to be formed
Mask is formed on the semiconductor layer and etched through the mask
To form a groove,
Can prevent relative displacement between grooves
To provide a method of manufacturing a semiconductor device which can simplify the process.
Can be.

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

【図1】 この発明の実施例1における半導体装置の構
成を示す断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a first embodiment of the present invention.

【図2】 図1に示す半導体装置の製造方法の一部を示
す断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing a part of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

【図3】 図1に示す半導体装置の製造方法の残部を示
す断面図である。
3 is a cross-sectional view showing the remaining part of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

【図4】 この発明の実施例2における半導体装置の構
成を示す断面図である。
FIG. 4 is a sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a second embodiment of the present invention;

【図5】 図4に示す半導体装置の製造方法の一部を示
す断面図である。
5 is a cross-sectional view showing a part of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

【図6】 図4に示す半導体装置の製造方法の残部を示
す断面図である。
6 is a cross-sectional view showing the remaining part of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG.

【図7】 この発明の実施例3における半導体装置の構
成を示す断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a semiconductor device according to a third embodiment of the present invention.

【図8】 図7に示す半導体装置の製造方法を示す断面
図である。
FIG. 8 is a sectional view illustrating the method of manufacturing the semiconductor device illustrated in FIG. 7;

【図9】 従来の半導体装置の構成を示す断面図であ
る。
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional semiconductor device.

【図10】 図9に示す半導体装置の製造方法の工程の
一部を示す断面図である。
10 is a cross-sectional view showing a part of the step of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 9;

【図11】 図9に示す半導体装置の製造方法の工程の
一部を示す断面図である。
11 is a cross-sectional view showing a part of the step of the manufacturing method of the semiconductor device shown in FIG. 9;

【図12】 図9に示す半導体装置の製造方法の工程の
一部を示す断面図である。
12 is a cross-sectional view showing a part of the step of the method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 9;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体基板、2 埋込み領域、3 エピタキシャル
層、4,15,25 第1の溝、5,16,26 第2
の溝、6,17 第3の溝、18,24,29 溝形成
用マスク、21 シリコン酸化膜、22 酸素注入用マ
スク、23 酸素イオン注入領域、27 イオン注入用
マスク、28 イオン注入領域。
Reference Signs List 1 semiconductor substrate, 2 buried region, 3 epitaxial layer, 4, 15, 25 first groove, 5, 16, 26 second
Groove, 6, 17 third groove, 18, 24, 29 groove forming mask, 21 silicon oxide film, 22 oxygen implantation mask, 23 oxygen ion implantation region, 27 ion implantation mask, 28 ion implantation region.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平3−166748(JP,A) 特開 平5−121537(JP,A) 特開 昭60−171730(JP,A) 特開 昭62−213258(JP,A) 特開 昭62−165541(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/3065 H01L 21/331 H01L 21/76 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-3-166748 (JP, A) JP-A-5-121537 (JP, A) JP-A-60-171730 (JP, A) JP-A-62-162 213258 (JP, A) JP-A-62-165541 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/3065 H01L 21/331 H01L 21/76

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 半導体基板上の半導体層に深さの異なる
少なくとも2つの溝を形成する半導体装置の製造方法に
おいて、深い方の上記溝を形成する領域に上記深い方の
溝の開口領域よりも狭い開口領域がパターニングされた
イオン注入用マスクを形成する工程と、上記半導体層に
上記イオン注入用マスクを介して、イオン注入する工程
と、上記イオン注入用マスクを除去して、上記溝の開口
領域の幅に対応した溝形成用マスクを上記半導体層上に
形成する工程と、上記溝形成用マスクを介してエッチン
グを行い上記溝を形成する工程とを備えたことを特徴と
する半導体装置の製造方法。
In a method for manufacturing a semiconductor device, wherein at least two grooves having different depths are formed in a semiconductor layer on a semiconductor substrate, the deeper groove is formed in a region where the deeper groove is formed .
An opening area narrower than the opening area of the groove was patterned
Forming an ion implantation mask; and
A step of implanting ions through the ion implantation mask
And removing the ion implantation mask and opening the groove.
A groove forming mask corresponding to the width of the region is formed on the semiconductor layer.
Forming and etching through the groove forming mask
And forming the groove by performing etching .
【請求項2】 半導体基板上の半導体層に深さの異なる
少なくとも2つの溝を形成する半導体装置の製造方法に
おいて、第1の導電型の基板上に第2の導電型の埋込層
および上記第2の導電型のエピタキシャル層を順次堆積
させて半導体基板を形成する工程と、深い方の上記溝を
形成する領域に浅い方の上記溝を形成する領域より深く
イオンを注入する工程と、上記イオン注入と同時に上記
埋込層の所定の領域にも上記イオンを注入してコレクタ
拡散領域を形成する工程と、上記溝を形成する箇所に開
口を有するマスクを上記半導体層上に形成する工程と、
上記マスクを介してエッチングを行い上記溝を形成する
工程とを備えたことを特徴とする半導体装置の製造方
法。
2. The semiconductor device according to claim 1 , wherein the semiconductor layers on the semiconductor substrate have different depths.
A method for manufacturing a semiconductor device in which at least two grooves are formed.
A buried layer of a second conductivity type on a substrate of the first conductivity type.
And sequentially depositing the epitaxial layer of the second conductivity type.
To form a semiconductor substrate, and
Deeper than the shallow groove
The step of implanting ions, and
The above-mentioned ions are also implanted into a predetermined region of the buried layer to collect
Step of forming a diffusion region and opening at the location where the groove is to be formed.
Forming a mask having an opening on the semiconductor layer,
Etching through the mask to form the groove
And a method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
Law.
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