JPH02228039A - バイポーラ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］ 本発明は埋込拡散層のパターンエツジ効果及びパターン
効果を回避したバイポーラ集積回路装置の製造方法に関
する。

［従来の技術］ 一般的に、バイポーラ集積回路装置においては、半導体
基板上に形成されたエピタキシャル成長層を相互に絶縁
分離して複数個の島状の素子形成領域に分割し、この素
子形成領域内にトランジスタ等を形成している。このト
ランジスタの下方にはシリーズ抵抗等を減少させるため
に、前記エピタキシャル成長層に比して不純物濃度が高
い埋込拡散領域を形成しである。

第３図（ａ）乃至（ｅ）は従来のバイポーラ集積回路装
置の製造方法を工程順に示す断面図である。

先ず、第３図（ａ）に示すように、Ｐ型シリコン基板２
１の表面に熱酸化膜２４を形成し、埋込拡散領域形成予
定領域の熱酸化膜２４を通常のパターン形成方法により
選択的に除去して窓２５を開口する。

次に、第３図（ｂ）に示すように、全面にＡｓ又はｓｂ
等のＮ型不純物を高濃度に含有したシリカフィルム塗布
液を塗布する。そして、９００℃以上の温度で熱処理を
行うことによりシリカフィルム塗布膜２２を形成する。

次に、第３図（Ｃ）に示すように、１０００℃以上の温
度で熱処理を行うことにより、窓２５部の塗布膜２２か
らシリコン基板２１の表面に前記Ｎ型不純物を拡散させ
てＮ＋型埋込拡散領域２６を形成する。

次に、第３図（ｄ）に示すように、シリカフィルム塗布
膜２２及び熱酸化膜２４を除去する。その後、全面にエ
ピタキシャル成長層２８を形成する。このとき、埋込拡
散領域２６中の不純物はオートドーピング及びアウトデ
イフュージョンによりエピタキシャル成長層２８の下部
領域に拡散する。

次いで、第３図（ｅ）に示すように、Ｐ型不純物を選択
的に拡散させることにより、エピタキシャル成長層２８
の表面からシリコン基板２１に到達する絶縁拡散領域３
０を形成する。エピタキシャル成長層２８は、この絶縁
拡散領域３０により、相互に絶縁分離された複数個の島
状の素子形成領域に分割される。

この素子形成領域にＰ型ベース拡散領域３２及びＮ型コ
レクタ拡散領域３３を選択的に形成し、更にベース拡散
領域３２の表面内にＮ型エミッタ拡散領域３４を形成す
ることによりトランジスタを形成する。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、上述した従来方法においては、第３図（
ｂ）に示す工程において、シリカフィルム塗布液を基板
２１に塗布するときに、塗布液の表面張力により窓２５
のパターンエツジ部に塗布液が多く付着する。このため
、パターンエツジ部２２ａにおいて、塗布膜２２の膜厚
は中央部に形成された塗布膜２２の膜厚に比して厚いも
のとなる。

従って、第３図（ｃ）に示す工程において、熱処理を行
って塗布膜２２中の不純物をシリコン基板２１に拡散さ
せると、パターンエツジ部は不純濃度が高いため、不純
物が中央部に比して深く押し込まれ、形成された埋込拡
散領域２６の縁部が下方に突出して凸部２６ａが形成さ
れる。

その後、第３図（ｄ）に示すように、エピタキシャル成
長層２８を形成するときに、埋込拡散領域２６内の不純
物がオートドーピング及びアウトデイフュージョンによ
りエピタキシャル成長層２８中に拡散するが、埋込拡散
領域２６の凸部２６ａは不純物表面密度が高いため、埋
込拡散領域２６の縁部の直上域のエピタキシャル成長層
２８にはその中央部に比して一層多くの不純物が拡散す
る。そして、エピタキシャル成長１２８の下部に形成さ
れた埋込拡散領域２６は、そのエツジ部が上方に突出し
た凸部２６ｂを有する形状となる。

この凸部２６ｂのために、ベース拡散領域３２と埋込拡
散領域２６とが所定の間隔より接近して形成されたこと
となり、トランジスタの耐圧（ＢＶｃａｏ）が低下して
しまい、所謂パターンエツジ効果が発生するという問題
点がある。

また、埋込拡散領域２６が微細なパターンである場合、
熱酸化膜２４の表面とシリコン基板２１の表面とが面一
でないため、シリカフィルム塗布液はこの細い窓５内に
侵入し難＜＜、所謂パターン効果が発生する。

このようにパターンが微細であることに起因してパター
ン効果が発生するため、所定の寸法及び不純物濃度の埋
込拡散領域が形成されず、トランジスタ特性のバラツキ
が多いという難点がある。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、
パターンエツジ効果及びパターン効果が低減され、特性
が均一であり、耐圧性能が優れたトランジスタを得るこ
とができるバイポーラ集積回路装置の製造方法を提供す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明に係るバイポーラ集積回路装置の製造方法は、第
１導電型半導体基板の表面に第２導電型拡散層を形成す
る工程と、この拡散層上に所定の形状の保護膜を形成す
る工程と、この保護膜をマスクとして前記拡散層を選択
的に除去する工程と、熱処理を施すことにより残存した
拡散層中の不純物を前記半導体基板中に導入して埋込拡
散領域を形成する工程と、前記保護膜を除去する工程と
、全面にエピタキシャル成長層を形成する工程と、を有
することを特徴とする。

［作用コ 本発明においては、半導体基板の表面に拡散層を形成し
、この拡散層上に所定の形状の保護膜を形成する。そし
て、この保護膜をマスクとして前記拡散層を選択的に除
去する。これにより、保護膜の下方に残存した拡散層に
おける不純物の表面密度分布は均一となる。

次に、熱処理を施すことによりこの拡散層から半導体基
板に不純物を導入して埋込拡散領域を形成する。この場
合、上述の如く、拡散層の不純物の表面密度分布は均一
であるため、凸部を有しない埋込拡散領域を形成できる
。

［実施例］ 次に、本発明の実施例について添付の図面を参照して説
明する。

第１図（ａ）乃至（ｇ）は本発明の第１の実施例方法を
工程順に示す断面図である。

先ず、第１図（ａ）に示すように、Ｐ型シリコン基板１
の上にＡｓ又はｓｂ等のＮ型不純物を高濃度に含有しな
シリカフィルム塗布液を塗布し、その後、９００℃以下
の温度で熱処理することによりＮ＋型シリカフィルム塗
布膜２を形成する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、１０００℃以上の温
度で熱処理を行うことにより、塗布膜２中の不純物をシ
リコン基板１中に拡散させてＮ十型拡散層３を形成する
。このとき、拡散層３の深さは０．２乃至０．５μｍに
する。

次に、第１図（Ｃ）に示すように、全面に保護膜として
窒化膜７を形成する。その後、ウェットエツチング又は
プラズマエツチング等のドライエツチングを使用する一
般的なパターン形成技術により、埋込拡散領域形成予定
領域以外の領域の窒化膜７を除去する。そして、残存し
た窒化膜７をマスクとしてウェットエツチングを施し、
シリカフィルム塗布膜２を選択的に除去して埋込拡散領
域形成予定領域以外の拡散層３が露出するように開口部
９を設ける。

次に、第１図（ｄ）に示すように、温度が９５０℃の高
圧雰囲気下で窒化膜７をマスクとした選択酸化を行う。

これにより、開口部９の拡散層３等が酸化されて選択酸
化膜４ａが形成される。

次に、第１図（ｅ）に示すように、選択酸化膜４ａを除
去した後、熱処理を行うことにより、拡散Ｎ３中のＮ型
不純物をシリコン基板１中に拡散させて、所定の拡散層
深さの埋込拡散領域６を形成する。

次に、第１図（ｆ）に示すように、窒化１１！７及びシ
リカフィルム塗布Ｍ２を除去した後、全面にＮ型エピタ
キシャル成長層８を形成する。

次いで、第１図（ｇ）に示すように、Ｐ型不純物を選択
的に拡散させることにより、エピタキシャル成長層８の
表面からシリコン基板１に到達する絶縁分離領域１０を
形成する。この絶縁分離領域１０により他の領域と島状
に絶縁分離されたエピタキシャル成長層８の領域は素子
形成領域となり、この素子形成領域にＰ型ベース拡散領
域１２及びＮ中型コレクタ拡散領域１３を選択的に形成
し、更にベース拡散領域１２の表面にＮ＋型エミッタ拡
散領域１４を形成する。

上述の如く、本実施例においては、シリコン基板１の全
面に拡散層３を形成し、その後所定領域以外の拡散層３
を除去して埋込拡散領域の形成予定領域にのみこの拡散
層３を残存させる。そして、この拡散層３から不純物を
拡散させることにより埋込拡散領域６を形成する。この
ため、凸部を有しないと共に、微細なパターンの埋込拡
散領域を形成できる。

第２図（ａ）及び（ｂ）は本発明の第２の実施例方法を
工程順に示す断面図である。

本実施例においては、第１図（ｄ）及び（ｅ）に示す工
程が第１の実施例と異なり、その外の工程は第１の実施
例と同様にしてバイポーラ集積回路装置を形成する。即
ち、第１図（ａ）乃至（ｃ）に示す第１の実施例と同様
に、Ｐ型シリコン基板１上にＮ型不純物を高濃度に含有
したシリカフィルム塗布膜２を形成し、その後熱処理す
ることによりシリコン基板１の表面にＮ型拡散層３を形
成する。そして、この拡散層３上に保護膜として窒化膜
７を選択的に形成し、この窒化膜７をマスクとしてエツ
チングを施し、窒化膜７の直下域のシリカフィルム塗布
膜２を残存させて、他の領域の塗布膜２を除去する。

次に、第２図（ａ）に示すように、窒化膜７をマスクと
してドライエツチング（例えば、プラズマエツチング）
により拡散層３をエツチング除去する。このとき、シリ
コン基板１が僅かにエツチングされるようにエツチング
条件を設定する。

次に、第２図（ｂ）に示すように、１ｏｏｏ℃以上の温
度で熱処理を行い、残存した拡散層３から不純物を拡散
させて所定の深さの埋込拡散領域６を形成する。

次いで、第１図（ｆ）及び（ｇ＞で示す第１の実施例の
工程と同様に、窒化膜７及びシリカフィルム塗布膜２を
除去した後、全面にエピタキシャル成長層８を形成する
。そして、このエピタキシャル成長層８を絶縁拡散領域
１０により複数個の素子形成領域に分割し、この素子形
成領域内にベース拡散領域１２、コレクタ拡散領域１３
及びエミッタ拡散領域１４を形成してトランジスタを形
成する。

本実施例においては、埋込拡散領域形成予定領域以外の
領域に形成された埋込拡散層３をプラズマエツチング等
のドライエツチングにより除去するため、微細なパター
ンの埋込拡散領域６を第１の実施例に比して一層高い精
度で形成することができる。

［発明の効果］ 以上説明したように本発明によれば、半導体基板表面に
拡散層を形成し、この拡散層上に保護膜を所定の形状に
形成し、この保護膜の直下域にのみ拡散層を残存させ、
残存させた拡散層から半導体基板に不純物を導入して埋
込拡散領域を形成するから、上方に向かって突出した凸
部を有しない微細な形状の埋込拡散領域を形成できる。

これにより、パターンエツジ効果及びパターン効果を抑
制できるため、均一な特性であると共に耐圧性能が優れ
たバイポーラトランジスタを有するバイポーラ集積回路
装置を製造できる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｇ）は本発明の第１の実施例方法を
工程順に示す断面図、第２図（ａ）及び（ｂ）は本発明
の第２の実施例方法を工程順に示す断面図、第３図（ａ
）乃至（ｅ）は従来のバイポーラ集積回路装置の製造方
法を工程順に示す断面図である。 １．２１；Ｐ型シリコン基板、２，２２ニジリカフイル
ム塗布膜、３；Ｎ＋型型数散層４；選択酸化膜、６，２
６：Ｎ＋＋埋込拡散領域、７；窒化膜、８，２８：Ｎ型
エピタキシャル成長層、９；開口部、１０，３０：絶縁
拡散領域、１２，３２；ベース拡散領域、１３．３３；
コレクタ拡散領域、１４，３４；エミッタ拡散領域、２
２ａ；エツジ部の塗布膜、２４；熱酸化膜、２６ａ、２
６ｂ：凸部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）第１導電型半導体基板の表面に第２導電型拡散層
   を形成する工程と、この拡散層上に所定の形状の保護膜
   を形成する工程と、この保護膜をマスクとして前記拡散
   層を選択的に除去する工程と、熱処理を施すことにより
   残存した拡散層中の不純物を前記半導体基板中に導入し
   て埋込拡散領域を形成する工程と、前記保護膜を除去す
   る工程と、全面にエピタキシャル成長層を形成する工程
   と、を有することを特徴とするバイポーラ集積回路装置
   の製造方法。