JP3430748B2 - 半導体装置の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、各種半導体装置、
例えば半導体集積回路における回路素子としてのバイポ
ーラトランジスタ、あるいはＬＤＤ（Ｌｉｇｈｔｌｙ
Ｄｏｐｅｄ Ｄｒａｉｎ）型絶縁ゲート型電界効果トラ
ンジスタ（ＬＤＤ型ＭＩＳ−ＦＥＴ）等のサイドウオー
ルを形成する工程を有する半導体装置の製法に係わる。 【０００２】 【従来の技術】例えばバイポーラトランジスタを有する
半導体集積回路において、その集積密度の向上がはから
れるにつれ、微小面積をもって形成された、したがって
浅い例えばベース領域上に、限定的にエミッタ領域を形
成することが必要となる。この場合、エミッタ領域の形
成において、先に形成したベース領域と自己整合いわゆ
るセルフアラインして形成される方法をとることが必要
となってくる。 【０００３】図１〜図５の各工程における要部の断面図
を参照して、従来のバイポーラトランジスタの製法の一
例を説明する。この場合図１に示すように、シリコン基
板１に形成された第１導電型例えばｎ型のコレクタ領域
２上に、第２導電型の例えばｐ型の不純物がドープされ
てグラフトベース領域形成の不純物源となり、更に最終
的にベース電極の少なくとも一部となる多結晶半導体層
３例えば多結晶シリコン層を選択的に形成し、これを覆
って例えばＳｉＯ₂ による絶縁層４を全面的に形成す
る。 【０００４】図２に示すように、絶縁層４とこれの下の
多結晶半導体層３の全厚さを横切ってベース動作領域の
形成部に開口５を形成し、絶縁層４および多結晶半導体
層３等をマスクとしてその開口５を通じて選択的に第２
導電型の不純物を例えばイオン注入によってドープして
ベース動作領域６を形成するとともに、多結晶半導体層
３からｐ型不純物をコレクタ領域２中に拡散させてグラ
フトベース領域７すなわち低比抵抗のベース電極取出し
領域を形成する。この場合、基板１上には、多結晶半導
体層３とこれの上に形成された絶縁層４によって段部８
が生じる。 【０００５】図３に示すように、ＳｉＯ₂ による酸化膜
９を、開口５を閉塞するように基板１上に全面的に形成
する。この酸化膜９の形成は、段部８の側面すなわちこ
の例では開口５の内側面にも良く被着されるいわゆるカ
バレージにすぐれた方法をもって形成する。このように
して形成した酸化膜９の、基板１の板面と直交する方向
の厚さは、開口５の底面に対して堆積した厚さＴｂに比
し、開口５の側面に被着された部分における厚さＴｓが
大となる。 【０００６】図４に示すように、酸化膜９を、その表面
から全面的に基板１の板面と直交する方向に大なるエッ
チングレートを有する異方性ドライエッチング例えばＲ
ＩＥ（反応性イオンエッチング）によって厚さＴｂに相
当する厚さにエッチングして、ベース動作領域６の一部
を外部に露呈させる開口１０を形成する。このようにす
ると、酸化膜９の、大なる厚さＴｓとされた開口５の内
側面に被着された酸化膜を残存させることができ、これ
によって段部８の側面すなわち開口５の側面にサイドウ
オール１１が形成される。この場合のエッチングは、開
口１０の形成を確実に行うこと等の目的をもって多少オ
ーバーエッチングによって行うが、このとき開口１０下
にシリコン基板１の表面すなわちベース動作領域６内に
一部入り込んでエッチングがなされることによって凹部
１２が生じる。 【０００７】図５に示すように、サイドウオール１１に
よって囲まれた開口１０を通じて不純物ドーピングがな
されてエミッタ領域１３の形成がなされる。このエミッ
タ領域１３の形成は、例えば開口１０を通じてベース動
作領域６上にこのベース動作領域６とは異なる導電型の
不純物がドープされエミッタ電極を構成し得る多結晶半
導体層１４、例えば多結晶シリコン層を形成し、これか
らの不純物を開口１０を通じてベース動作領域６の一部
に拡散させてエミッタ領域１３の形成を行う。 【０００８】このようにして、コレクタ領域２、ベース
動作領域６およびエミッタ領域１３が形成され、グラフ
トベース領域７上およびエミッタ領域１３上にはそれぞ
れ多結晶半導体層３および１４よりなるベース電極１５
Ｂおよびエミッタ電極１５Ｅが形成されたバイポーラト
ランジスタが形成される。 【０００９】このようにして形成されたトランジスタ
は、サイドウオール１１によってベース電極１５Ｂと、
エミッタ電極１５Ｅおよびエミッタ領域１３とが電気的
に分離されかつエミッタ領域１３がベース動作領域と自
己整合して形成されることから、確実に充分微小面積を
もって形成できる。すなわち、バイポーラトランジスタ
を回路素子とする半導体集積回路において、高い信頼性
をもって高密度化できることになる。 【００１０】しかしながら、この方法による場合、上述
したようにサイドウオール１１の形成において、オーバ
ーエッチングがなされることからシリコン基板１の表面
すなわちベース動作領域６に比較的深く凹部１２が彫り
込まれることから、半導体集積回路のより高密度化の要
求によって例えば上述のトランジスタにおいてそのベー
ス動作領域６が微細化されて、これに伴ってベース・コ
レクタ間接合が浅くなると、エミッタ領域の突き抜けが
発生し、信頼性の低下を来す。 【００１１】ところで、上述の酸化膜９をエッチングす
る異方性ドライエッチングは、通常平行平板型の反応性
イオンエッチング装置を用いて行われてきた。この装置
では、ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒによる３元系ガスによっ
て行われている。 【００１２】シリコン（Ｓｉ）基板１における比較的深
い凹部１２の発生は、上述の反応性イオンエッチング装
置による全面エッチングを行うとき、酸化膜ＳｉＯ
₂ と、下地すなわちＳｉ基板１のＳｉとの選択比が低い
ことによる。すなわち、この場合、ＳｉＯ₂ のエッチン
グによってラジカルな酸素Ｏ＊が発生するが、このラジ
カルな酸素Ｏ＊が存在するとエッチングガス中のフッ素
の活性化を進行させたり、フロロカーボン系のデポジシ
ョンを低減させることで、エッチングの選択性の低下を
来すことになる。 【００１３】 【発明が解決しようとする課題】本発明は、Ｓｉ基板等
のＳｉ下地上に形成された段部の側面に酸化膜によるサ
イドウオールを形成する工程を有する半導体装置の製
法、例えばバイポーラトランジスタ、ＬＤＤ型ＭＩＳ−
ＦＥＴ等の単体半導体装置、あるいはこれらを回路素子
とする半導体集積回路の製法において、下地Ｓｉに対す
る選択比の低下によるエッチングの進行、すなわち凹部
の発生を極力減少させることができるようにする。 【００１４】また、上述のサイドウオールは、エミッタ
領域の多結晶半導体層３、ベース領域の多結晶半導体層
１４の絶縁膜も兼ねているためエッチング後のベース領
域の多結晶半導体層１４の肩部に残された残膜が重要と
なるが、下地シリコン選択比を維持しつつ肩部の残膜を
確保することができるようにする。 【００１５】 【課題を解決するための手段】本発明は、シリコン（Ｓ
ｉ）下地の上に形成された段部の側面にサイドウオール
を形成する工程を有する半導体装置の製法にあって、段
部の側面を含んで全面的に酸化膜を形成する工程と、酸
化膜を異方性ドライエッチングして、段部の側面に被着
形成された酸化膜を局部的に残してサイドウオールを形
成する工程とを有し、この異方性ドライエッチングを、
無磁場平行平板型の反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）
装置によるドライエッチングとすると共に、シリコン下
地が露出するまでの第１の工程と、それ以後の第２の工
程との２工程とする。 【００１６】そしてこの第１の工程は、Ｓｉ下地が露出
するまでは１５００ｍTorr以上の高圧力下において、Ｃ
ＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒの３元系によるドライエッチング
によって行い、第２の工程は、４００ｍTorr以下、印加
電力４Ｗ／ｃｍ² 以下、Ａｒガスの流量は全体の５０％
以上６０％以下、ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒ、ＣＯの４元
系で且つＣＯとＣＦ₄ とのガス比を２０以上として行
い、半導体装置を製造する。 【００１７】上述の本発明製法によれば、従来型の平行
平板型反応性イオンエッチング（ＲＩＥ）装置を使用し
てフッ素系ガスおよびＡｒというガス系を用いて酸化膜
全面エッチングを行った場合においては得られなかった
対Ｓｉに対する選択性（１０未満）が、ＣＯガスを適量
混在させることにより、対Ｓｉに対する選択性を１０以
上に改善することができる。 【００１８】特に、ＣＯガスを適量混在させることによ
り、選択性の源となるＳｉ下地に生成されるポリマーの
組成がＣが強く（カーボンリッチ）また厚く生成するた
め、ガスにより酸化膜をエッチングする際にラジカルな
酸素Ｏ＊が発生するのを低減し、ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａ
ｒという３元系のガス系では実現できなかった酸化膜全
面エッチング工程でのＳｉ下地上へのフロロカーボン膜
の堆積を実現でき、酸化膜例えばＳｉＯ₂ と、下地のＳ
ｉとのエッチングの選択性の低下を回避できる。 【００１９】したがって、これによってサイドウオール
形成のエッチング工程に際してのオーバーエッチングに
よっても、Ｓｉ下地に深い凹部が発生することを効果的
に回避できる。また本発明においては、異方性ドライエ
ッチングを２つの工程に分けて行うことによって、下地
Ｓｉ選択比を維持しつつサイドウオールの肩部の残膜の
厚さを確保することができて、半導体装置のより微細
化、高密度化及び高速化が可能となる。 【００２０】 【発明の実施の形態】図を参照して、本発明により、例
えば回路素子としてバイポーラトランジスタを有する半
導体集積回路を製造する一実施例を説明する。 【００２１】図１に示すように、Ｓｉ下地すなわちシリ
コン基板１に形成された第１導電型例えばｎ型のコレク
タ領域２上に、第２導電型の例えばｐ型の不純物がドー
プされてグラフトベース領域形成の不純物源となり、更
に最終的にベース電極の少なくとも一部となる多結晶半
導体層３例えば多結晶シリコン層を選択的に形成し、こ
れを覆って例えばＳｉＯ₂ による絶縁層４を全面的に形
成する。 【００２２】図２に示すように、絶縁層４とこれの下の
多結晶半導体層３の全厚さを横切ってベース動作領域の
形成部に開口５を形成し、絶縁層４および多結晶半導体
層３等をマスクとしてその開口５を通じて選択的に第２
導電型の不純物を例えばイオン注入によってドープして
ベース動作領域６を形成するとともに、多結晶半導体層
３からｐ型不純物をコレクタ領域２中に拡散させてグラ
フトベース領域７すなわち低比抵抗のベース電極取出し
領域を形成する。この場合、基板１上には、多結晶半導
体層３とこれの上に形成された絶縁層４によって段部８
が生じる。 【００２３】図３に示すように、ＳｉＯ₂ による酸化膜
９を、開口５を閉塞するように基板１上に全面的に形成
する。この酸化膜９の形成は、段部８の側面すなわちこ
の例では開口５の内側面にも良く被着されるいわゆるカ
バレージにすぐれた方法をもって形成する。このように
して形成した酸化膜９の、基板１の板面と直交する方向
の厚さは、開口５の底面に対して堆積した厚さＴｂに比
し、開口５の側面に被着された部分における厚さＴｓが
大となる。 【００２４】図６に示すように、酸化膜９を、その表面
から全面的に基板１の板面と直交する方向に大なるエッ
チングレートを有する異方性ドライエッチングの無磁場
平行平板型反応性イオンエッチングによって厚さＴｂに
相当する厚さにエッチングして、ベース動作領域６の一
部を外部に露呈させる開口１０を形成する。本発明にお
いてはこの異方性エッチングを図８にその一例の概略構
成を示す平行平板型反応性イオンエッチング装置によっ
て、フッ素系ガスのＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ と、Ａｒと、ＣＯ
との混合ガスを用いて行う。このようにすると、酸化膜
９の、大なる厚さＴｓとされた開口５の内側面に被着さ
れた酸化膜を残存させることができ、これによって段部
８の側面すなわち開口５の側面にサイドウオール１１が
形成される。この場合のエッチングは、開口１０の形成
を確実に行うこと等の目的をもって多少オーバーエッチ
ングによって行うが、本発明によればこのとき開口１０
下にシリコン基板１の表面すなわちベース動作領域６内
にほとんど入り込むことがなく、深い凹部の発生を回避
できる。 【００２５】図８に本発明製法で用いる平行平板型反応
性イオンエッチング装置を示す。この装置はそのチャン
バー２４内に、上部電極２５と下部電極２２が配置さ
れ、この下部電極２２上に、図３の構成を有する基板２
１が載置されて、クランプリング２３により機械的に保
持される。 【００２６】上部電極２５側からは、両電極２５および
２２間には、シャワー板２６を通してチャンバー２４内
にフッ素系ガスのＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ と、Ａｒと、ＣＯと
の混合ガスが導入される。 【００２７】下部電極２２はチラー（図示せず）により
−１０℃〜２０℃に冷却されており、下部電極２２の基
板２１の載置面にＨｅが導入され、基板２１と下部電極
２２との熱的結合を高める。 【００２８】チャンバー２４内は真空装置により排気さ
れており、圧力コントロールシステムによってコントロ
ールされている。 【００２９】上部電極２５と下部電極２２との間には例
えば３８０ｋＨｚの高周波電力が印加される。基板２１
と上部電極２５との間隔は１ｃｍ程度の間隔である。 【００３０】表１に上述した装置によりエッチングを行
った場合で、この場合ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒの流量比
をＣＨＦ₃ ／ＣＦ₄ ／Ａｒ＝１５／１０／３００とし
て、ＣＯを加えた場合と、ＣＯを加えない場合とのエッ
チングレートと選択比を示す。表１から明らかなように
ＣＯを適量入れることにより、ＳｉＯ₂ のＳｉに対する
選択性を高めることができる。 【００３１】 【表１】 【００３２】また、表２にようにＳｉ上のポリマーをＸ
ＰＳ法により分析すると本発明によるＣＯがある場合
（表２中の条件１）は、ＣＯがない場合（表２中の条件
２）に比べてポリマー中のＯの含有率が高く、また膜厚
も厚くなっている。このことからＣＯによりポリマー層
が厚くなり、下地シリコンＳｉに対する選択比が上昇し
ていることがわかる。 【００３３】 【表２】【００３４】次に、表２の条件２および条件３に示すよ
うに、圧力が高真空（条件２）になると低真空（条件
３）の場合に比べ、Ｓｉ上にカーボンの含有率の高いポ
リマーを形成している。一般的にカーボンリッチなポリ
マーではシリコンのエッチングに寄与するＦが少ないた
め下地選択性が上昇することとなる。そして、種々の実
験考察を行った結果、４００ｍTorr以下の圧力とすると
き、良好な選択性が得られることが確認された。 【００３５】また、ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒ、ＣＯのガ
ス系では主にＣＦ₄ からＦラジカルを放出し、下地エッ
チングを生じる。ＣＯはデポジションの成分として働く
ため、ＣＯ／ＣＦ₄ のガス比が選択比に大きな影響を及
ぼす。 【００３６】また、図９中の曲線９１および９２は、Ｃ
Ｏ／ＣＦ₄ のガス比に対するＳｉＯ ₂ のエッチングレー
トと基板２１の各部におけるエッチングの均一性の測定
結果を示す。これによればＣＯ／ＣＦ₄ のガス比が変化
してもＳｉＯ₂ による酸化膜９のエッチングレートはほ
ぼ一定であり、また基板２１全体のエッチングの均一性
も保たれている。 【００３７】また、図１０中の曲線９３および９４は、
ＣＯ／ＣＦ₄ のガス比に対するシリコン（Ｓｉ）のエッ
チングレートと、選択比（ＳｉＯ₂ ／Ｓｉ）を示してい
る。これに示すように、ＣＦ₄ に対するＣＯの割合を大
きくすると、シリコンのエッチングレートが低下し、選
択比が向上する。この選択比を１０以上に確保するた
め、ＣＯ／ＣＦ₄ のガス比は、２０以上にするのがよ
い。しかし、あまりＣＯを多くすると、除去不可能なデ
ポジションを生じる。したがって、ＣＯ／ＣＦ₄ のガス
比は２０〜２５程度が好ましい。 【００３８】また、図１１中の曲線９５および９６は、
Ａｒの含有率に対するＳｉＯ₂ のエッチングレートと、
基板２１の各部におけるエッチングの均一性の測定結果
を示す。これに示すようにＡｒの含有率が増えると、Ｓ
ｉＯ₂ 酸化膜９のエッチングレートはわずかに上がり、
基板２１全体のエッチングの均一性にも極端な変化は見
られない。 【００３９】また、図１２中の曲線９７および９８は、
Ａｒの含有率に対するシリコン（Ｓｉ）のエッチングレ
ートと、選択比（ＳｉＯ₂ ／Ｓｉ）を示している。これ
に示すように、Ａｒの含有率が増えると、スパッタリン
グの効果が生じるため、選択比に影響する。この選択比
を１０以上に確保するためにＡｒの含有量は６０％以下
にするのが良い。しかし、あまりＡｒの含有率を少なく
しすぎると、除去不可能なデポジションを生じるため、
５０％以上とすることが好ましい。 【００４０】ところで図８で説明した平行平板型反応性
イオンエッチング装置によりエッチングを行うと、肩部
の残膜の厚さに圧力依存性が見られる。肩部の残膜の厚
さと、圧力との関係を、図１３および図１４に示す。高
圧力下においてエッチングを行った場合の概略断面図を
図１３中の実線で示し、低圧力下においてエッチングを
行った場合を図１３中の破線で示した。 【００４１】低圧力下において反応性イオンの方向性が
高まるため、角の部分にエッチング効果が働き、肩部の
残膜が薄くなる。 【００４２】一方、図１４により、圧力が１５００ｍTo
rr以上の高圧領域下においては、充分な肩部の残膜の厚
さが得られていることがわかる。 【００４３】そこで、このような肩部の残膜が確実に生
じ、サイドウオールが確実に形成されるように本発明製
法の一においては、異方性ドライエッチングを２つの工
程に分けて行う。 【００４４】第１の工程は、シリコン下地が露出するま
では１５００ｍTorr以上の高圧力下において、ＣＨ
Ｆ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒの３元系によるドライエチングによ
って行い、第２の工程は、４００ｍTorr以下の低圧力下
においてドライエッチングを行う。また、これらにおい
ては、印加電力は４Ｗ／ｃｍ² 以下、Ａｒガスの流量は
全体の５０％以上６０％以下、ＣＯとＣＦ₄ とのガス比
が２０以上とする。 【００４５】この場合の具体的な実施例を説明する。ま
ず前述した図１〜図３で説明したと同様の工程を経て、
ＳｉＯ₂ による酸化膜９を、開口５を閉塞するように基
板１の上に全面的に形成する。この酸化膜９の形成は、
段部８の側面すなわちこの例では開口５の内側面にも良
く被着させるいわゆるカバレージにすぐれた方法をもっ
て形成する。この場合、図１５に示すように、開口５の
面積が比較的小さい場合、その厚さＴｂ₂ は、平坦面上
における厚さＴｂ₁ に比して小（Ｔｂ₁ ＞Ｔｂ ₂ ）とな
る。 【００４６】第１の工程においては、上述したように高
圧力下で、ドライエッチングを行う。この高圧力下にお
いては肩残膜は厚いが、下地シリコン選択比が低いた
め、図１６に示すように、Ｔｂ₂ がほぼなくなるまでエ
ッチングを行い、サイドウオール形状を作る。 【００４７】第２の工程においては、低圧力下で、ドラ
イエッチングを行う。図１７に示すようにオーバーエッ
チングを行い、開口１０を確実に形成し、かつ肩部の残
膜すなわちサイドウオールを確保する。 【００４８】すなわち、このように２つの工程をとって
ドライエッチングを行うことにより、下地シリコンに対
する選択比を維持しつつ、肩部の残膜の厚さを確保する
ことができる。 【００４９】上述したドライエッチング後、図７に示す
ように、サイドウオール１１によって囲まれた開口１０
を通じて不純物ドーピングがなされてエミッタ領域３３
の形成がなされる。このエミッタ領域３３の形成は、前
述したと同様に例えば開口１０を通じてベース動作領域
６上にこのベース動作領域６とは異なる導電型の不純物
がドープされエミッタ電極を構成し得る多結晶半導体層
１４を形成し、これからの不純物を開口１０を通じてベ
ース動作領域６の一部に拡散させてエミッタ領域３３の
形成を行う。 【００５０】このようにして、コレクタ領域２、ベース
動作領域６およびエミッタ領域３３が形成され、グラフ
トベース領域７上およびエミッタ領域３３上にはそれぞ
れ多結晶半導体層３および１４よりなるベース電極１５
Ｂおよびエミッタ電極１５Ｅが形成されたバイポーラト
ランジスタが形成される。 【００５１】このようにして形成されたトランジスタ
は、サイドウオール１１によってベース電極１５Ｂと、
エミッタ電極１５Ｅおよびエミッタ領域３３とが電気的
に分離されかつエミッタ領域３３がベース動作領域と自
己整合して形成されることから、確実に充分微小面積を
もって形成できる。すなわち、バイポーラトランジスタ
を回路素子とする半導体集積回路において、高い信頼性
をもって高密度化できることになる。 【００５２】上述の本発明製法によれば、サイドウオー
ル１１を形成する酸化膜９に対する異方性ドライエッチ
ングに際して、平行平板反応性イオンエッチング装置に
ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、ＡｒにＣＯガスを追加することで酸
化膜全面エッチング工程でも下地Ｓｉとの選択性を向上
させることができる。 【００５３】したがって、これによってサイドウオール
形成のエッチングに際して下地Ｓｉに深い凹部が発生す
ることを効果的に回避できるので、浅い接合すなわち浅
い半導体領域例えばバイポーラトランジスタにおけるベ
ース動作領域６がサイドウオール形成部に形成されてい
る場合においても、この領域を突き抜けるような凹部を
発生させたり、またこの領域上にさらに他の半導体領域
例えばバイポーラトランジスタにおいてエミッタ領域１
３を形成する場合において、このエミッタ領域がベース
領域６を突き抜けて形成されるような不都合を回避で
き、信頼性の高い半導体装置を構成できる。 【００５４】したがってサイドウオール１１の形成にお
いても半導体領域の、より微細化、拡散層のシャロー化
が可能になり、半導体集積回路において、より高密度
化、高速化が可能となる。 【００５５】また異方性ドライエッチングを２つの工程
に分けて行い、下地シリコンが露出するまでは１５００
ｍTorr以上の高圧力でＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒの３元系
でエッチングし、下地シリコンが露出してからは圧力は
４００ｍTorr以下でエッチングし、これらの場合、印加
電力４Ｗ／ｃｍ² 以下、Ａｒのガス流量は全体の５０％
以上６０％以下、ＣＯとＣＦ₄ のガス比が２０以上、好
ましくは２０〜２５とすることにより、下地シリコン選
択比を維持しつつ残り残膜を確保することが可能とな
る。 【００５６】なお、上述の各例においては、コレクタ電
極の導出について、その説明および図示を省略したもの
であるが、コレクタ電極についても基板１の、ベース電
極およびエミッタ電極１５Ｂおよび１５Ｅの導出側と同
一側から導出させることができる。また、図示の例で
は、複数の同様のバイポーラトランジスタ、あるいは他
の回路素子を同一基板１上に形成した集積回路を構成で
きることはいうまでもなく、この場合において、基板１
には図示していないが、例えばいわゆるLOCOS(Local Ox
idation of Silicon) による分離絶縁層の形成がなされ
る。 【００５７】また、図示の例では、ｎｐｎ型バイポーラ
トランジスタを得る場合であるが、ｐｎｐ型バイポーラ
トランジスタを得る場合に適用できることはいうまでも
ない。 【００５８】また、上述した例では、Ｓｉ下地がＳｉ基
板とした場合であるが、Ｓｉ基板に限られず、所要の基
板上に形成されたＳｉ半導体層を下地とする場合に本発
明製法を適用できることは明らかである。 【００５９】また、本発明製法は、バイポーラトランジ
スタを形成する場合に限らず、例えばＬＤＤ型ＭＩＳ−
ＦＥＴを製造する場合等のサイドウオール形成工程を有
する半導体装置を得る場合に適用することができる。す
なわち、この場合には、例えばＳｉ基板上に形成された
例えば多結晶Ｓｉからなるゲート電極をマスクに、その
両側に低不純物濃度のソース領域およびドレイン領域を
形成し、その後ゲート電極すなわちこれによる段部の両
側面にサイドウオールを形成し、つぎにこのサイドウオ
ールとゲート電極をマスクに高濃度のソース領域および
ドレイン領域を形成する工程がとられる。本発明は、こ
のようなサイドウオールを形成する工程をとるＬＤＤ型
ＭＩＳ−ＦＥＴを製造する場合に適用することができる
ものである。 【００６０】 【発明の効果】上述したように本発明製法によれば、サ
イドウオールを形成するにあたって、平行平板型反脳性
イオンエッチング装置によって、フッ素系のＣＨＦ₃ 、
ＣＦ₄と、ＡｒにさらにＣＯガスを追加することによっ
て、全面的に形成された酸化膜に対するエッチングを、
下地シリコンとの高い選択性をもって確実にすることが
でき、またエッチングを２工程として、下地シリコンの
露出前と後で圧力とエッチングガスを変えることによっ
て、サイドウオールの肩部の膜厚を確実に保持し、良好
な形状をもってサイドウオールを形成することができ
る。 【００６１】従って、ＬＤＤ、バイポーラトランジスタ
におけるようにその製造過程で、サイオドウオールを形
成し、これに基づいて半導体領域を形成するような場合
において、この領域を確実に微細パターンをもって形成
することができる。従って、信頼性の高い各種半導体装
置を形成することができ、また、半導体集積回路装置に
適用して、高密度化、高速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】従来および本発明製法の一例の一工程の要部の
概略断面図である。 【図２】従来および本発明製法の一例の一工程の要部の
概略断面図である。 【図３】従来および本発明製法の一例の一工程の要部の
概略断面図である。 【図４】従来製法の一例の一工程の要部の概略断面図で
ある。 【図５】従来製法の一例の一工程の要部の概略断面図で
ある。 【図６】本発明製法の一例の一工程の要部の概略断面図
である。 【図７】本発明製法の一例の一工程の要部の概略断面図
である。 【図８】本発明製法の一例に使用する平行平板型反応性
イオンエッチング（ＲＩＥ）装置の概略断面図である。 【図９】本発明製法に係わる平行平板型反応性イオンエ
ッチング装置によりエッチングを行った場合のＣＦ₄ に
対するＣＯの割合と酸化膜のエッチング速度、基板全体
のエッチングの割合の測定結果を示すグラフである。 【図１０】本発明製法に係わる平行平板型反応性イオン
エッチング装置によりエッチングを行った場合のＣＦ₄
に対するＣＯの割合とシリコンのエッチング速度、選択
比の関係の測定結果を示すグラフである。 【図１１】本発明製法に係わる平行平板型反応性イオン
エッチング装置によりエッチングを行った場合のＡｒ含
有率と酸化膜のエッチング速度、基板全体のエッチング
の割合の関係の測定結果を示すグラフである。 【図１２】本発明製法に係わる平行平板型反応性イオン
エッチング装置によりエッチングを行った場合のＡｒ含
有率とシリコンのエッチング速度、選択比の測定結果を
示すグラフである。 【図１３】本発明製法に係わるサイドウオールの形状の
圧力依存性を示す要部の断面図である。 【図１４】本発明製法に係わるサイドウオールの肩部の
残膜の圧力依存性を示すグラフである。 【図１５】本発明製法に係わる２ステップエッチングを
行った場合の一例の一工程の要部の概略断面図である。 【図１６】本発明製法に係わる２ステップエッチングを
行った場合の一例の一工程の要部の概略断面図である。 【図１７】本発明製法に係わる２ステップエッチングを
行った場合の一例の一工程の要部の概略断面図である。 【符号の説明】 １ シリコン基板 ２ コレクタ領域 ３ 多結晶半導体層 ４ 絶縁層 ５ 開口 ６ ベース動作領域 ７ グラフトベース領域 ８ 段部 ９ 酸化膜 １０ 開口 １１ サイドウオール １２ 凹部 １３ エミッタ領域 １４ 多結晶半導体層 １５Ｂ ベース電極 １５Ｅ エミッタ電極 ２１ 基板 ２２ 下部電極 ２３ クランプリング ２４ チャンバー ２５ 上部電極 ２６ シャワー板 ３３ エミッタ領域

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−166762（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−258117（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−276626（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−22431（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−84929（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−338479（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−289662（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−49236（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−208872（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−201532（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01L 21/3065 H01L 21/302 H01L 21/33 - 21/331 H01L 29/68 - 29/737

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 シリコン下地の上に形成された段部の側
   面にサイドウオールを形成する工程を有する半導体装置
   の製法にあって、 上記段部の側面を含んで全面的に酸化膜を形成する工程
   と、 上記酸化膜を異方性ドライエッチングして、上記段部の
   側面に被着形成された上記酸化膜を局部的に残してサイ
   ドウオールを形成する工程とを有し、 上記異方性ドライエッチングを、無磁場平行平板型の反
   応性イオンエッチング装置によるドライエッチングとす
   ると共に、上記シリコン下地が露出するまでの第１の工
   程と、それ以後の第２の工程との２工程とし、 上記第１の工程は、上記シリコン下地が露出するまでは
   １５００ｍTorr以上の高圧力下において、ＣＨＦ₃ 、Ｃ
   Ｆ₄ 、Ａｒの３元系によるドライエッチングによって行
   い、 上記第２の工程は、４００ｍTorr以下、印加電力４Ｗ／
   ｃｍ² 以下、Ａｒガスの流量は全体の５０％以上６０％
   以下、ＣＨＦ₃ 、ＣＦ₄ 、Ａｒ、ＣＯの４元系で且つＣ
   ＯとＣＦ₄ とのガス比を２０以上として行うことを特徴
   とする半導体装置の製法。