JPH0340938B2 - - Google Patents

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JPH0340938B2
JPH0340938B2 JP58092697A JP9269783A JPH0340938B2 JP H0340938 B2 JPH0340938 B2 JP H0340938B2 JP 58092697 A JP58092697 A JP 58092697A JP 9269783 A JP9269783 A JP 9269783A JP H0340938 B2 JPH0340938 B2 JP H0340938B2
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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、特にバイポーラ・トラ
ンジスタのICデイバスの製法に関する。
背景技術とその問題点 従来の半導体集積回路(IC)の素子分離法と
して、例えば選択酸化(LOCOS)法による分離
がある。第1図は選択酸化法を使用して製作した
バイポーラ・トランジスタICの要部断面図を示
す。同図において、1は例えばP形のシリコン半
導体基体、2はN+のコレクタ埋込層、3はN形
エピタキシヤル成長層によるコレクタ領域、4は
ベース領域、5はエミツタ領域、6は選択酸化に
よるSiO2層、7はコレクタ電極取出し部である。
またC,B,Eは夫々コレクタ、エミツタ、ベー
スの各端子である。しかしこのバイポーラ・トラ
ンジスタICを製作するための選択酸化プロセス
は、次のような問題点があつた。即ち、第1図に
示すようなバーズビーク(1μ近くバーズビーク
が侵入する)及びバーズヘツドが発生すること、
選択酸化の際の窓開けとエミツタ領域の窓開けの
際に夫々マスク合わせが必要であり、その場合合
わせ精度及びバーズビーク分を含めたトレランス
が必要であること、ベース電極取出部とエミツタ
電極取出部間がAl電極のトレランスにより決ま
るため、狭くするのに限界があること、コレクタ
の寄生容量が活性領域(所謂イントリンシツク
部)以外の領域によつて大きく影響されること、
そして、これらによつてセルサイズの微細化に限
界があること等である。
一方、このような問題点を解決するために先に
本出願人は、第2図に示すようなバイポーラ・ト
ランジスタICが得られる製法を提案した(特願
昭58−62701号参照)。の製法は先ず例えばP形の
シリコン半導体基体1にN+形のコレスタ埋込層
2を形成して後、基体主面に絶縁膜例えばSiO2
膜8を形成し、このSiO2膜8の所定部分即ちト
ランジスタの活性領域とコレクタ電極取出し部に
対応する部分に選択的に窓孔9及び10を形成す
る。次にSiO2膜8及び窓孔9,10を含む全面
に気相成長を施し、窓孔9及び10内に単結晶シ
リコン16を、SiO2膜8上に多結晶シリコン1
7を形成し、この後、単結晶シリコン16及び多
結晶シリコン17を平坦化し、且つ選択的に多結
晶シリコン17を除去する。そして一方の窓孔9
内の単結晶シリコン16にN-形のコレクタ領域
3、P形のベース領域4及びN+形のエミツタ領
域5を形成し、多結晶シリコン17をベース電極
取出部とし、また他方の窓孔10の単結晶シリコ
ン16にN+形のコレクタ電極取出部を形成して
バイポーラ・トランジスタICを得るようにした
ものである。この製法によれば、バースビーク及
びバースヘツドの発生がなく、コレクタの寄生容
量の減少、セルサイズの縮小等が得られる。しか
し、第2図で明らかなようにベース領域4、エミ
ツタ領域5、エミツタ電極取出し部11の形成は
セルフアライン化されているが、コレクタ領域3
とベース領域4間の形成についてはL及びlの寸
法差があつてセルフアライン化されていないた
め、合わせ精度とトレランスが必要であつた。
発明の目的 本発明は、上述の点に鑑み、選択酸化法による
素子間分離の問題点を解決し、さらにコレクタ、
ベース、エミツタの各領域及びエミツタ電極取出
し部をセルフアラインにより形成して素子のより
微細化を可能にし、高性能、高集積度のICデバ
イス装置を製作することができる半導体装置の製
法を提供するものである。
発明の概要 本発明は、凹凸を有する基体上に半導体層を形
成する工程と、この半導体層上の全面に窒化物層
を形成する工程と、この窒化物層上に平坦化のた
めの物質層を形成する工程と、上記半導体層が臨
み且つ活性領域に対応する凹部に上記窒化物層が
残るように表面平坦にエツチングする工程と、こ
の窒化物層をマスクに上記半導体層に不純物を導
入する工程と、この窒化物層をマスクに上記半導
体層表面に酸化物層を形成する工程と、この窒化
物質層を除去する工程と、上記酸化物層をマスク
に上記半導体層に不純物を導入する工程を有する
半導体装置の製法である。
上記製法により、素子のより微細化が可能とな
り、高性能、高集積度のICデイバスが得られる。
実施例 以下、本発明の半導体装置の製法の実施例につ
いて、第3図を参照して説明する。なお、本例は
NPNトランジスタ素子の場合であるが、PNPト
ランジスタ素子にも適用できること勿論である。
本実施例においては、先ず第3図Aに示すよう
に、P形のシリコン半導体基体21に酸化膜
(SiO2)22を形成した後、この酸化膜22に窓
開けをして基体21にN形不純物を拡散し、N形
のコレクタ埋込層23を形成する。
次に、第3図Bに示すように、酸化膜22をエ
ツチング除去した後、薄い酸化膜(SiO2)24
を形成し、この酸化膜24の上に披着したフオト
レジスト25をマスクにしてP形の不純物を注入
し、チヤンネルストツパ用の埋込層26を形成す
る。
次に、第3図Cに示すように、基体21に
SiO2層27をCVD(化学気相成長)法により披着
形成した後、反応性イオンエツチング(RIE)等
を使用してこのSiO2層27の所要位置にすなわ
ち活性領域とコレクタ電極取出し部に対応する部
分に開口部28及び29を形成する。
次に、第3図Dに示すようにSiH4を使用して
気相成長を行い、SiO2層27上にN形の多結晶
シリコン層30を開口部28及び29にN形の単
結晶シリコンのエピタキシヤル層31及び31′
を夫々形成する。この気相成長で形成された多結
晶シリコン層30とエピタキシヤル層31,3
1′の厚さはほぼ等しいため、開口部28及び2
9上に対応する部分は凹状になる。このような形
状は、基板の面が100,111のいずれであつ
ても得られる。
次に、第3図Eに示すようにフオトレジスト層
32をマスクにして開口部29内のエピタキシヤ
ル層31′にN形の不純物をイオン注入し、その
後ドライブイン拡散を行つて低抵抗のコレクタ電
極取出し部33を形成する。
次に、第3図Fに示すように、フオトレジスト
32を除去した後、薄い酸化膜(SiO2)34と
CVDによる窒化膜(SiN)35を披着形成する。
なお、この薄い酸化膜34は厚さが200〜500Å位
が適当であるが、形成しないで装置を製作するこ
ともできる。
次に、第3図Gに示すように、フオトレジスト
36を披着して基体21の表面を平坦化した後、
イオンミリング又は反応性イオンエツチングによ
り、多結晶シリコン層30の途中までけ削る。凹
部37の大きさは、通常数ミクロン平方以下であ
るため、容易に平坦化することができる。また、
この際制御性よくエツチングすることができる。
次に、第3図Hに示すように、多結晶シリコン
層30にP形不純物をイオン注入する。この際、
凹部37の薄い酸化膜34、窒化膜35及びフオ
トレジスト36の積層体がイオン注入のストツパ
となつて、活性領域にはイオン注入されない。然
る後、フオトレジスト36と所要領域の多結晶シ
リコン層30を残して不要の多結晶シリコン層3
0をエツチング除去し、ベース電極取出部38を
形成する。この多結晶シリコン層30のエツチン
グ後拡散のためのアニールを行う。この順序で処
理すると、第3図Hのようにイオンミリングとイ
オン注入による損傷の影響で多結晶シリコン層3
0がテーパ状にエツチされるため、後のAl配線
の際有利な形状となる。
逆に不要な多結晶シリコン層30の除去前にア
ニールすると、多結晶シリコン層30はテーパ状
にエツチングされない。
次に、第3図Iに示すように、窒化膜35をマ
スクにして多結晶シリコン層30の表面に選択的
に酸化膜(SiO2)39(膜厚3000Åが適当)
を形成した後、窒化膜35を除去する。この窒化
膜35の除去で自動的にベース領域及びエミツタ
領域を形成するための窓開けとコレクタ電極取出
し部33の窓開けができる。
次に、第3図Jに示すように、フオトレジスト
40をマスクにして酸化膜39にベース電極取出
し部38用の窓開けを行い、同時にコレクタ電極
取出し部33上の酸化膜39の開口部分を若干広
げる。
次に、第3図Kに示すように、フオトレジスト
41でコレクタ電極取出し部33をマスクして活
性領域にP形の不純物をイオン注入してベース領
域48を形成する。このとき同時にベース電極取
出し部38にもイオン注入される。この後、アニ
ール処理を施す。
次に、第3図Lに示すように、凹部37の酸化
膜34をエツチング除去した後、Alのつき抜け
防止用の多結晶シリコン膜42をCVDで形成し、
必要に応じてこの多結晶シリコン膜42の表面を
薄く酸化する。次に、フオトレジスト43をマス
クにしてベース領域48にN形の不純物例えばヒ
素Asをイオン注入した後、外部拡散防止用の
SiO2膜(図示せず)をCVDで形成し、次いでド
ライブイン拡散してエミツタ領域47を形成す
る。そしてこのSiO2膜のエツチング除去を行い、
この後、アニール処理を施す。
次に、第3図Mに示すように、Alを蒸着した
後、エツチングによりベース電極44、エミツタ
電極45、コレクタ電極46を形成し、次でシン
タリングを行い、目的のバイボーラ・トランジス
タIC51を得る。
上記第3図Iに示す工程で、第4図に示す如く
バーズビーグ部60の侵入が少いと後の第3図L
の酸化膜34を除去する工程で凹部の底部なのみ
ならず側部の酸化膜もエツチング除去され、その
結果としてエミツタ領域とベース電極取出し部間
が短絡し易くなり、実際の半導体装置へ応用する
際の問題となる。上記実施例においては、下地の
薄い酸化膜34を適当な厚さである200〜500Åに
してこの問題を解決しているが、更に安定させる
ためには第3図Iに示す工程の後に、次のような
工程を追加するのが良い。
即ち、CVDでSi3N4層又はSiO2層を披着形成す
るかCVDで薄く堆積した被覆性の良い多結晶シ
リコン層を熱酸化した後、イオンミリング又は反
応性イオンエツチングで削ると凹部の形状に基づ
き凹部の側面は削られないで底面のみが削られて
窓開けすることができる。更に、この窓開けされ
た部分を直接窒化して、これをマスクにして選択
酸化を行つても良い。
上述した本発明は、バーズビーグ及びバーズヘ
ツドが発生して問題となつていた従来の選択酸化
法に代わる素子間分離方法であることに加えて、
第3図Cの工程におけるSiO2層27に対する1
回の窓開けで、以後コレクタ領域49、ベース領
域48、エミツタ領域47、エミツタ電極取出し
部50をセルフアラインにより形成する。このた
め、従来の製法と比較して素子のより微細化を図
ることができ、またコレクタの寄生容量を減少す
ることができ、高性能、高集積度のバイボーラ・
トランジスタICを製作することができる。特に、
本製法によれば、最小線幅ルールが2〜3μmで
あつても、1ミクロン平方以下(即ちサブミクロ
ン平方)のエミツタ領域を形成することが可能で
ある。
発明の効果 本半導体装置の製法によれば、バーズビーク及
びバーズヘーツドの発生が問題である従来の選択
酸化法に代わる素子分離法であることを加えて、
コレクタ領域、ベース領域エミツタ電極取出し部
をセルフアラインにより形成することができる。
従つて、従来の製法と比較して、同一の線幅ルー
ルで、コレクタの寄生容量の減少(従つて、活性
領域以外の部分の減少)、セル・サイズの小形化
及び1ミクロン平方以下のエミツタ領域の製作等
が可能になり、高集積度且つ高性能の半導体装置
を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の製法により製作した
バイポーラ・トランジスタの断面図、第3図A〜
Mは本発明の実施例に係る工程順の断面図、第4
図は本発明の説明に供する要部の拡大断面図であ
る。 21は半導体基体、23はコレクタ埋込層、2
7はSiO2層、30は多結晶シリコン層、33は
コレクタ電極取出し部、34は酸化膜、35は窒
化膜、38はベース電極取出し部、44はベース
電極、45はエミツタ電極、46はコレクタ電
極、47はエミツタ領域、48はベース領域、4
9はコレクタ領域、51はバイポーラ・トランジ
スタである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 凹凸を有する基体上に半導体層を形成する工
    程と、 該半導体層上の全面に窒化物層を形成する工程
    と、 該窒化物層上に平坦化のための物質層を形成す
    る工程と、 上記半導体層が臨み且つ活性領域に対応する凹
    部に上記窒化物層が残るように表面平坦にエツチ
    ングする工程と、 該窒化物層をマスクに上記半導体層に不純物を
    導入する工程と、 該窒化物層をマスクに上記半導体層表面に酸化
    物層を形成する工程と、 該窒化物層を除去する工程と、 上記酸化物層をマスクに上記半導体層に不純物
    を導入する工程を有する半導体装置の製法。
JP58092697A 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製法 Granted JPS59217364A (ja)

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