JPH01189159A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体集積回路装置の製造方法に関し、特に
、窒化シリコン膜上に形成された多結晶シリコン膜を熱
酸化する工程を有し、かつ前記多結晶シリコン膜の形成
前に前記窒化シリコン膜に不純物がイオン打ち込みされ
る半導体集積回路装置の製造に適用して有効な技術に関
するものである。

〔従来技術〕

従来、バイポーラトランジスタのエミッタとベースとを
自己整合的に形成する技術として５ＥＰＴ　（Ｓａｌｅ
ｃｔｉｖａ　Ｅｔｃｈｉｎｇ　ｏｆ　Ｐｏ１ｙｓｉｌｉ
ｃｏｎ　Ｔａｃｈｎｏｌｏｇｙ）技術が知られている（
特公昭５５−２７４６９号公報）。この５ＥＰＴ技術に
おいては、ベース引き出し電極を構成する多結晶シリコ
ン膜を窒化シリコン（５４３Ｎ４）膜上に形成した後、
この多結晶シリコン膜を熱酸化することにより、エミッ
タとベースとを分離させるためのＳｉＯ２膜を形成する
工程がある。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかしながら、本発明者の検討によれば、前記技術は、
前記熱酸化時に多結晶シリコン膜の熱酸化膜がＳｉ３Ｎ
４膜から剥離し、その結果、エミッタ・ベース間の短絡
が生じてしまう等の不良が発生するという問題があった
。

本発明の目的は、熱酸化時に多結晶シリコン膜の熱酸化
膜が窒化シリコン膜から剥離するのを防止することがで
きる技術を提供することにある。

本発明の前記ならびにその他の目的と新規な特徴は１本
明細書の記述及び添付図面によって明らかになるであろ
う。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者は、上述の問題を解決すべく鋭意検討を行った
結果、熱酸化時に多結晶シリコン膜の熱酸化膜が窒化シ
リコン膜から剥離するのは、グラフトベース領域を形成
するためのＢＦ、のような不純物のイオン打ち込み時に
この窒化シリコン膜にも不純物がイオン打ち込みされる
ためにこの窒化シリコン膜に組織や組成の変化が生じる
ことに起因することを見出した。本発明は、このような
不良原因の解明の結果、案出されたものである。

本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。

すなわち、窒化シリコン膜上に絶縁膜を形成した後に不
純物をイオン打ち込みするようにしている。

〔作用〕

上記した手段によれば、不純物の大部分を絶縁膜でスト
ップさせることができるので、窒化シリコン膜には不純
物がほとんどイオン打ち込みされず、このため窒化シリ
コン膜に組織や組成の変化が生じることがなくなる。こ
れによって、熱酸化時に多結晶シリコン膜の熱酸化膜が
窒化シリコン膜から剥離するのを防止することができる
。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を用いて具体的に説明す
る。

なお、実施例を説明するための全図において、同一機能
を有するものには同一符号を付け、その繰り返しの説明
は省略する。

第１図〜第８図は１本発明の一実施例によるバイポーラ
ＬＳＩの製造方法を工程順に示す断面図である。

第１図に示すように、まず例えばｐ−型シリコン基板の
ような半導体基板１の表面に例えばｎ゛型の埋め込み層
２を形成した後、この半導体基板１上に例えばｎ型シリ
コンのエピタキシャル層３を形成する６次に１例えばｐ
゛型のチャネルストッパ領域４を形成する。次に、前記
エピタキシャル層３の所定部分を選択的に熱酸化するこ
とにより、例えばＳｉｎ、膜のようなフィールド絶縁膜
５を形成し、これによって素子間分離及び素子内の分離
を行う。次に、このフィールド絶縁膜５で囲まれた活性
領域の表面に熱酸化により例えばＳｉＯ□膜のような絶
縁膜６を形成する。次に、このフィールド絶縁膜５で囲
まれた活性領域中に例えばイオン打ち込みにより例えば
ｎ１型のコレクタ取り出し領域７を形成する０次に、例
えばＣＶＤにより全面にＳｉ３Ｎ４膜８、例えばＳｉｎ
、膜のような絶縁膜９゜多結晶シリコン膜１０、例えば
ＳｉＯ２膜のような絶縁膜１１及び例えばＳｉ、Ｎ４膜
のような絶縁膜１２を順次形成する。

次に第２図に示すように、前記絶縁Ｗ４１２をエツチン
グにより所定形状にパターンニングした後、この絶縁膜
１２をマスクとして前記多結晶シリコン膜１０にホウ素
をイオン打ち込みする。次に、アニールを行うことによ
り、このイオン打ち込みされたホウ素を前記多結晶シリ
コン膜１０中で拡散させる（ホウ素が拡散された領域に
点描を付す）。次に、前記絶縁膜１２をマスクとして絶
縁膜１１を所定量のサイドエツチングが生じるようにエ
ツチングした後、前記絶縁Ｗ１１２をエツチング除去す
る。次に、これによって残された前記絶縁膜１１をマス
クとして、ヒドラジン（Ｎ　２　Ｈ４）により前記多結
晶シリコン膜１０をエツチングする。これによって。

前記絶縁膜１１の端部の下方における、ホウ素がドープ
されていない部分の前記多結晶シリコン膜１０が選択的
にエツチング除去されて、第３図に示すように溝１０ａ
が形成される。

次に、前記絶縁膜１１をエツチング除去した後、前記溝
１０ａを通じて前記絶縁膜９、Ｓｉ３Ｎ４膜８及び絶縁
膜６を順次エツチングして、第４図に示すように、この
溝１０ａ内に前記エピタキシャル層３を露出させる。次
に、ホウ素がドープされていない部分の前記多結晶シリ
コン膜１０をヒドラジンにより完全にエツチング除去す
る。この後１例えばＢＦ２のような不純物を例えばエネ
ルギー２０ｋｅＶ、ドーズ量５　Ｘ　１０１ｓ／ａ！の
条件でイオン打ち込みすることにより、前記溝１０ａに
対応する部分の前記エピタキシャル層３中に例えばｐ・
型のグラフトベース領域１３を形成する。このイオン打
ち込みの際には、Ｓｉ、Ｎ、膜８ａの上に絶縁膜９ａが
形成されているので、大部分のＢＦ２はこの絶縁膜９ａ
でストップされ、従ってＢＦ、はＳｉ、Ｎ、膜８ａには
ほとんどイオン打ち込みされない。この結果、このＳＬ
、Ｎ４膜８ａの組織や組成にはほとんど変化が生じない
。前記絶縁膜９ａの厚さは必要に応じて選定することが
できるが、例えば３００人程庇上することができる。

次に第５図に示すように、前記絶縁膜９ａをエツチング
除去した後、例えばＣＶＤ法により全面に多結晶シリコ
ン膜１４を形成する。

次に、アニールを行うことにより、前記多結晶シリコン
膜１０及びグラフトベース領域１３中のホウ素を前記多
結晶シリコン膜１４中に拡散させる。この後、ヒドラジ
ンによるエツチングにより、この多結晶シリコン膜１４
のうちのホウ素がドープされていない部分をエツチング
除去し、これによって第６図に示すようにｐ゛型多結晶
シリコン膜から成るベース引き出し電極１５を形成する
。

次に第７図に示すように、このベース引き出し電極１５
をエツチングにより所定形状にパターンユングした後１
例えばＳｉｎ、膜のような絶縁膜１６及び例えばＳｉ□
Ｎ４膜のような絶縁膜１７を形成する。

この後、ベース引き出し電極１５を構成する多結晶シリ
コン膜を絶縁膜１６をマスクとして熱酸化することによ
り例えばＳｉＯ２膜のような絶縁膜１８を形成する。こ
の絶縁膜１８により、ベース引き出し電極１５と後述の
多結晶シリコンエミッタ電極２２．すなわちエミッタ・
ベース間の分離が行われる。この熱酸化の際には、前記
ベース引き出し電極１５と接触している前記Ｓｉ、Ｎ４
膜８ａには上述のように組織や組成にほとんど変化が生
じていないため、このベース引き出し電極１５がこのＳ
Ｌ、Ｎ、膜８から剥離するのを防止することができる。

これによって、エミッタ・ベース間の短絡を防止するこ
とができる。従って、バイポーラＬＳＩの信頼性の向上
及び製造歩留まりの向上を図ることができる。

次に第８図に示すように、この絶縁膜１８をマスクとし
て前記ＳＬ、Ｎ、膜８ａ及び絶縁膜６を順次エツチング
することにより開口１９を形成する。次に、全面に多結
晶シリコン膜を形成した後、この多結晶シリコン膜を介
して例えばホウ素をエピタキシャル層３中にイオン打ち
込みすることにより例えばｐ型のベース領域２０を形成
する。次に、同様にして例えばヒ素をイオン打ち込みす
ることにより前記ベース領域２０中に例えばｎ・型のエ
ミッタ領域２１を形成する。このエミッタ領域２１と、
前記ベース領域２０と、このベース領域２０の下方にお
けるエピタキシャル層３及び埋め込み層２から成るコレ
クタ領域とにより、５ＥＰＴ構造のｎｐｎ型バイポーラ
トランジスタが構成されている。次に、前記多結晶シリ
コン膜をエツチングによりパターンユングして多結晶シ
リコンエミッタ電極２２を形成する。次に、全面に例え
ばＳｉＯ□膜のような絶縁膜２３１例えばＳｉ、Ｎ４膜
のような絶縁膜２４及び例えばリンシリケートガラス（
Ｐ　Ｓ　Ｇ）膜のような絶縁膜２５を形成した後、これ
らの絶縁膜２５．２４．２３の所定部分をエツチング除
去することにより開口２６ａ　、　２６ｂ　、　２６ｃ
を形成する。この後、これらの開口２６ａ、２６ｂ、２
６ｃを通じて例えばアルミニウムのような電極２７．２
８．２９を形成して、目的とする５ＥＰＴ構造のバイポ
ーラＬＳＩを完成される。

以上、本発明を実施例にもとづき具体的に説明したが、
本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、その
要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であること
は言うまでもない。

例えば１本発明は、バイポーラＬＳＩ以外の各種の半導
体集積回路装置の製造に適用することができる。

なお、本発明と同様な効果は、窒化シリコン膜上に例え
ばＳｉｎ、膜を形成し、このＳｉｎ、膜上に多結晶シリ
コン膜を形成することによっても得ることができる。こ
れは、窒化シリコン膜と多結晶シリコン膜との接着エネ
ルギーよりも、この５ｉＯｚ膜と多結晶シリコン膜との
接着エネルギーの方が高いことによる。このＳｕｎ、膜
は、窒化シリコン膜を熱酸化することによって形成して
もよいし、ＣＶＤにより形成してもよい。

〔発明の効果〕

本願において開示される発明のうち代表的なものによっ
て得られる効果を簡単に説明すれば、下記のとおりであ
る。

すなわち、熱酸化時に多結晶シリコン膜が窒化シリコン
膜から剥離するのを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第８図は、本発明の一実施例によるバイポーラ
ＬＳＩの製造方法を工程順に説明するための断面図であ
る。 図中、１・・・半導体基板、８・・・Ｓｉ、Ｎ、膜、９
・・・絶縁膜、　１０．１４・・・多結晶シリコン膜、
１３・・・グラフトベース領域、１４・・・ベース引き
出し電極、１８・・・絶縁膜、２０・・・ベース領域、
２１・・・エミッタ領域である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、窒化シリコン膜上に形成された多結晶シリコン膜を
   熱酸化する工程を有し、かつ前記多結晶シリコン膜の形
   成前に前記窒化シリコン膜に不純物がイオン打ち込みさ
   れる半導体集積回路装置の製造方法であって、前記窒化
   シリコン膜上に絶縁膜を形成した後に前記不純物をイオ
   ン打ち込みするようにしたことを特徴とする半導体集積
   回路装置の製造方法。 ２、前記絶縁膜がＳｉＯ＿２膜であることを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の半導体集積回路装置の製造
   方法。 ３、前記不純物がＢＦ＿２であることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項又は第２項記載の半導体集積回路装置
   の製造方法。 ４、前記半導体集積回路装置がバイポーラＬＳＩである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第３項のいず
   れか一項記載の半導体集積回路装置の製造方法。 ５、前記多結晶シリコン膜がベース引き出し電極である
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項〜第４項のいず
   れか一項記載の半導体集積回路装置の製造方法。