JPH02250315A

JPH02250315A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH02250315A
Application number: JP7061789A
Authority: JP
Inventors: Tadayuki Taneoka; 種岡　忠行; Toshihiko Takakura; 俊彦高倉; Takeshi Takahashi; 毅高橋; Junichi Shibata; 淳一柴田
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1989-03-24
Filing date: 1989-03-24
Publication date: 1990-10-08

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、半導体装置の製造技術に関し、特に、不純物
導入技術に関するものである。

〔従来の技術〕

トランジスタ素子や抵抗素子等によって構成される半導
体装置の製造技術については、例えば、−オーム社、昭
和５９年２月２５日発行、「マイクロエレクトロニクス
入門」Ｐ５２〜Ｐ５９に記載があり、マスクによるパタ
ーン転写技術やこのパターン転写技術を使用したＭＯＳ
）ランジスタ素子、及びバイポーラトランジスタ素子の
形成技術、並びに抵抗素子や容量素子等の形成技術につ
いて説明されている。

とこ３で、従来、同一半導体基板に不純物量の異なる複
数の不純物層を形成するには、各不純物導入領域毎に不
純物を導入していた。

例えば、同一半導体基板にシート抵抗の異なる複数の拡
散抵抗素子を形成するには、次にようにしていた。

すなわち、第２図（ａ）に示すように、半導体基板３０
の表面にホトレジスト　（以下、レジストという）３１
を均一に塗布した後、例えば高抵抗形成領域３２のみが
透明領域となるガラスマスク３３を介して所定光をレジ
スト３１に照射する。続いて、第２図ら）に示すように
、半導体基板３０を現像液にさらして高抵抗形成領域３
２のレジスト３１のみを除去した後、残ったレジスト３
１をマスクとして半導体基板３０に所定量の不純物イオ
ンを注入する。その後、レジスト３１を除去し、不純物
を電気的に活性化するため熱処理を施し、第２図（Ｃ）
に示すように高抵抗層３４を形成する。

そして、各抵抗領域毎に、ガラスマスクを用意して上記
したレジスト塗布、露光、現像、不純物イオンの注入、
レジスト除去といった一連の処理を施し、同一半導体基
板３０に不純物量の異なる、すなわちシート抵抗の異な
る複数の拡散抵抗素子を形成していた。

〔発明が解決しようとする課題〕

ところが、同一半導体基板に不純物量の異なる複数の不
純物層を形成する際、各不純物導入領域毎に不純物の導
入を行う従来の技術においては、以下の課題があること
を本発明者は見い出した。

すなわち、拡散抵抗素子を例にすると、シート抵抗の異
なる各々の拡散抵抗素子の形成の度に、レジストの塗布
、露光、現像、不純物イオンの注入、ホトレジストの除
去といった一連の処理を施すため、同一半導体基板にシ
ート抵抗の異なる複数の拡散抵抗素子を形成すると半導
体装置の製造工数が増大する問題があった。

また、その製造工数の増大に起因して、半導体基板に形
成された素子への汚染が増大し、半導体装置の製造歩留
りが著しく低下する問題があった。

本発明は上記課題に着目してなされたものであり、その
目的は、半導体装置の製造工数を低減することのできる
技術を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、半導体装置の製造歩留りを
向上させることの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、明
細書の記述および添付図面から明らかになるであろう。

〔課題を解決するための手段〕

ものの概要を簡単に説明すれば、以下のとおりである。

すなわち、同一半導体基板、または半導体基板上におけ
る複数の不純物導入領域の各々に不純物層を形成する際
に、前記各不純物導入領域にそれぞれ露出面積の比率が
異なるようにレジストパターンを形成することによって
、露出面積の比率に対応した量の不純物を前記各不純物
導入領域毎に導入し、不純物の導入濃度の異なる複数の
不純物層を同一工程で形成する半導体装置の製造方法で
ある。

〔作用〕

上記した手段によれば、各不純物導入領域の露出面積比
に対応して、各不純物導入領域に導入される不純物量を
制御することができるため、１回の不純物導入で不純物
量の異なる複数の不純物層を形成することができる。

〔実施例〕

第１図（ａ）〜（（イ）は本発間の一実施例である半導
体装置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図である
。

本実施例の半導体装置の製造方法を、第１図（ａ）〜（
印により説明する。なお、以下の説明では、例えば、半
導体基板（以下、基板という）にバイポーラトランジス
タ　（以下、バイポーラＴｒという）、及び高、中、低
抵抗の３種の拡散抵抗素子を形成する場合について説明
する。

まず、例えば、ｐ形のシリコンウェハを基板１として、
この基板１に通常のバイポーラＴｒの製造プロセスに従
い、ｎ゛　形の埋め込み層２を形成し、さらにこの埋め
込み層２の上層に、エピタキシャル層３を形成する。

続いて、分離領域Ａのエピタキシャル層３を厚さ方向に
半分程エツチング除去した後、バイポーラＴｒ形成領域
Ｂの分離領域Ａを除く各分離領域へにチャネルストッパ
領域４を形成するためのｐ形不純物を注入する。その後
、エピタキシャル層３を選択的に酸化して、分離領域へ
にエピタキシャル層３と同程度の厚さの二酸化ケイ素（
Ｓ１０２）等からなる分離酸化膜５を形成するとともに
、分離酸化膜５の下層にｐ形のチャネルストッパ領域４
を形成する。

これによって、バイポーラＴｒ形成領域Ｂのエピタキシ
ャル層３に、ベース、エミッタ形成領域６ａｓ及びコレ
クタ取り出し領域６ｂを形成する。

また、不純物導入領域である低抵抗領域ＲＬ％中抵抗領
域ＲＸ％及び高抵抗領域Ｒ１のそれぞれに抵抗領域形成
用のエピタキシャル層７ａ、７ｂ。

７Ｃを形成する。なお、実施例では、各抵抗領域ＲＬ−
Ｒ，の幅、及び長さは同一とする（第１図（ａ））。

次に、基板１の上に、例えば、ポジ形のレジスト８を均
一に塗布した後、所定波長の光（図示せず）をマスクパ
ターンの描かれたガラスマスク９を通して照射してレジ
スト８にマスクパターンを転写する（第１１！Ｉ（ｂ）
）。その後、基板ｌを現像液にさらして感光したレジス
ト部分を除去する（第１図（Ｃ））。

この際、本実施例の半導体装萱の製造方法においては、
下記するように各抵抗領域Ｒｔ　＊　Ｒｗ　ｔＲＴｌ　
のそれぞ、れのエピタキシャル層７ａ、７ｂ。

７Ｃのレジスト８からの露出面積比が異なるようレジス
ト８を各抵抗領域Ｒ５〜Ｒ１に形成するため、予めガラ
スマスク９にマスクパターンを形成しておく。

すなわち、第１図（Ｃ）に示すように、例えば、低抵抗
領域ＲＬ　には、レジスト８を全く残さず、エピタキシ
ャル層７ａの表面上を全て露出させるようにする。

また、中抵抗領域ＲＸ　には、設定するシート抵抗値に
基づいて、低抵抗領域ＲＬ　に比ベレジスト８からの露
出面積が小となるように、かつ中抵抗領域Ｒ０に注入さ
れる不純物分布が略均−になるように、例えばスリット
状にレジスト８ａを残存させるようにする。

さらに、高抵抗領域Ｒ８には、設定するシート抵抗値に
基づいて中抵抗領域Ｒ６よりもレジスト８からの露出面
積が小となるように、かつ高抵抗領域ＲＩＩ　に注入さ
れる不純物分布が略均−になるさせるようにする。

その後、例えばｐ形不純物ホウ素をイオン化し、これを
所定電界中で加速して、所定量の不純物を所定の深さで
エピタキシャル層７ａ−，７ｂ、７ｃに同時に注入する
。

この際、中抵抗領域Ｒ１Ｉ　に注入される不純物イオン
の一部は、レジスト８ａに阻止される。このため、中抵
抗領域Ｒ，Ｉ　における不純物量は、低抵抗領域Ｒ５に
比べて少なくなる。また、高抵抗領域ＲｉＩ　に注入さ
れる不純物イオンは、レジスト８ａに比べて多く残存す
るレジス）８ｂに阻止される。このため、高抵抗領域Ｒ
９における不純物量ｔは、中抵抗領域Ｒｍよりも少な（
なる（第１図（６））。

続いて、レジス）８，８ａ、８ｂを除去した後、注入さ
れた不純物を基板１の結晶格子に組み込み電気的に活性
化させるため熱処理を施し、上記したエピタキシャル層
７ａ〜７Ｃの上層に、それぞれ不純物量の異なるｐ形の
拡散抵抗層（抵抗層）１０ａ〜１０ｃを形成する。

これによって、最も多く不純物が注入された低抵抗領域
ＲＬ　には、低抵抗素子１１ａが形成され、低抵抗領域
Ｒ４に比べ少ない不純物量が注入された中抵抗領域Ｒ，
には、中抵抗素子１１ｂが形成され、中抵抗領域Ｒ，に
比べ少ない不純物量が注入された高抵抗領域ＲＩＩ　に
は、高抵抗素子１１ｃが形成される（第１図（ｅ））。

次に、コレクタ抵抗を低くするためコレクタ取り出し領
域６ｂにｎ形不純物を注入してコレクタ取り出し領域を
ｎ′″形化した後、基板１の表面にレジスト１２を塗布
する。続いて、ベース、エミッタ形成領域６ａの上方の
レジスト１２部分ヲ開孔した後、残ったレジスト１２を
マスクにして、例えばｐ形不純物を基板１に注入し、そ
の後これを活性化してベース領域１３を形成する（第１
図（ｆ））。

次いで、ベース領域１３の所定一部に、ｎ形不純物を導
入してエミッタ領域１４を形成し、ｎｐｎ形のバイポー
ラＴｒ１５を形成する。

抗素子１１ａ〜ＩＩＣめ各電極の上層の５ｉｎｓ等から
なる絶縁膜１６にコンタクトホール１７を開孔形成した
後、基板１の表面にアルミニウム等からなる導電層をス
パッタリング法、あるいは蒸着法等により堆積し、さら
にこの導電層をパターニングして配線１８を形成する（
第１図（ｌｉｄ）。

そして、図示はしないが、基板１０表面に保護膜を塗布
した後、シリコンウェハを複数のチップに分割して、こ
のチップを所定のパッケージに封止して半導体装置を製
造する。

このように本実施例によれば、各抵抗領域ＲＬＲｔｔ　
、　ＲＲに不純物イオンを注入する際、エピタキシャル
層７ａ、７ｂ、７ｃのレジスト８からの露出面積比に対
応して、各抵抗領域ＲＬ　、　ＲＩＩＲ，＋への不純物
注入量を制御することができるため、１回の不純物注入
で各領域に不純物量の異なる、すなわちシート抵抗値の
異なる複数の拡散抵抗層１０ａ〜１０ｃを形成すること
ができる。

この結果、半導体装置の製造工数を大幅に低減すること
ができる。

また、製造工数が大幅に低減し、かつガラスマスクの枚
数が低減するため、半導体装置を安価に提供することが
できる。

さら！こ、製造工数が大幅に低減するため、製造工数増
加に起因する素子への汚染が低減し、半導体装置の製造
歩留りが大幅に向上する。

以上、本発明者によってなされた発明を実施例に基づき
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で種々変更可
能であることはいうまでもない。

例えば、前８己実施例においては、基板に不純物イオン
を注入して拡散抵抗素子を形成する場合について説明し
たが、これに限定されるものではなく、基板上にポリシ
リコン等によって形成された抵抗層に不純物イオンを注
入して抵抗素子を形成する場合においても適用できる。

また、前記実施例においては、各不純物導入領域内にお
けるレジストパターンをスリット状としたが、これに限
定されるものではなく、例えば、格子状というように種
々変更可能である。

また、前記実施例においては、抵抗素子の形成に際して
ｐ形不純物ホウ素を注入した場合について説明したが、
これに限定されるものではなく、形成する抵抗素子の抵
抗値やその他の条件によりその不純物材料を変えても良
い。

また、前記実施例においては、基板にバイポーラトラン
ジスタを形成した場合について説明したが、これに限定
されるものではなく、例えば、基板にＭＯＳトランジス
タを形成した場合についても適用できる。

以上の説明では主として本発明者によってなされた発明
をその背景となった利用分野であ、る抵抗素子の形成に
適用した場合について説明したが、これに限定されず種
々適用可能であり、例えば、不純物量によりしきい値電
圧（Ｖｚｈ）　　を設定するＭＯＳ）ランジスタにおい
て、同一半導体基板にＶｔｈの異なるＭＯＳトランジス
タを同時に形成する場合等、他の半導体装置の製造方法
に適用することもできる。

〔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、同一半導体基板、または半導体基板上におけ
る複数の不純物導入領域の各々に不純物層を形成する際
に、前記各不純物導入領域にそれぞれ露出面積の比率が
異なるようにレジストパターンを形成することによって
、露出面積の比率に対応した量の不純物を前記各不純物
導入領域毎に導入し、不純物の導入濃度の異なる複数の
不純物層を同一工程で形成することにより、半導体装置
の製造工数を大幅に低減できる。

また、製造工数の低減により、製造工数増加に起因する
素子への汚染が低減するため、半導体装置の製造歩留り
を大幅に向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（勃は本発明の一実施例である半導体装
置の製造方法を示す半導体基板の要部断面図、第２図（
ａ）〜（Ｃ）は従来のシート抵抗の異なる複数の抵抗素
子の形成方法を示す基板の断面図である。１・・・半導体基板、２・・・埋め込み層、３・・・エ
ピタキシャル層、４・・・チャネルストッパ領域、５・
・・分離酸化膜、６ａ・・・ベース、エミッタ形成領域
、６ｂ・・・コレクタ取り出し領域、７ａ〜７Ｃ・・・
エピタキシャル層、８、　８ａ、８ｂ・・・レジスト、
９・・・ガラスマスク、ｌｏａ〜１０ｃ・・・拡散抵抗
層（抵抗層）、ｌｌａ・・・低抵抗素子、Ｉｌｂ・・・
中抵抗素子、ＩＩＣ・・・高抵抗素子、１２・・・レジ
スト、１３・・・ベース領域、１４・・・エミッタ領域
、１５・・・バイポーラＴｒ、１６・・・絶縁膜、１７
・・・コンタクトホール、１８・・・配線、Ａ・・・分
離領域、Ｂ・・・バイポーラＴｒ形成領域、ＲＬ　　・
・・低抵抗領域（不純物導入領域）、Ｒ，Ｉ　　・・・
中抵抗領域（不純物導入領域）、Ｒｉ　　・・・高抵抗
領域（不純物導入領域）。

Claims

【特許請求の範囲】１、同一半導体基板、または半導体基板上における複数
の不純物導入領域の各々に不純物層を形成する際に、前
記各不純物導入領域にそれぞれ露出面積の比率が異なる
ようにレジストパターンを形成することによって、露出
面積の比率に対応した量の不純物を前記各不純物導入領
域毎に導入し、不純物濃度の異なる複数の不純物層を同
一工程で形成することを特徴とする半導体装置の製造方
法。２、前記不純物層が不純物の導入によりその抵抗値を設
定する抵抗層であることを特徴とする請求項１記載の半
導体装置の製造方法。