JPH04180234A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH04180234A
JPH04180234A JP30920690A JP30920690A JPH04180234A JP H04180234 A JPH04180234 A JP H04180234A JP 30920690 A JP30920690 A JP 30920690A JP 30920690 A JP30920690 A JP 30920690A JP H04180234 A JPH04180234 A JP H04180234A
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JP
Japan
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silicon film
diffusion layer
single crystal
insulating layer
manufacturing
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JP30920690A
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English (en)
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Matsuo Takaoka
高岡 松雄
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概要〕 半導体装置の製造方法に関し、 エミッタ拡散層及びコレクタ拡散層を深さ方向で略垂直
な形状で形成することができ、ヘース幅の深さ方向の変
化を少なくすることができ、安定した電流増幅率を得る
ことができる半導体装置の製造方法を提供することを目
的とし、 絶縁層上に形成された単結晶シリコン膜に該絶縁層が露
出されるとともに、該単結晶シリコン膜を略垂直に貫通
する溝を形成する工程と、該溝内に不純物含有の多結晶
シリコン膜を埋め込む工程と、該多結晶シリコン膜を熱
処理して、該多結晶シリコン膜中の不純物を該単結晶シ
リコン膜中に熱拡散して拡散層を形成する工程とを含む
ように構成する。
〔産業上の利用分野〕
本発明は、半導体装置の製造方法に係り、特に5CII
構造を有する横型バイポーラトランジスタの電流増幅率
の制御を容易に行うことができる半導体装置の製造方法
に関する。
近時、エミ・ツタ拡散層及びコレクタ拡散層を深さ方向
で略垂直な形状で形成することができ、ベース幅の深さ
方向の変化を少なくすることができ、安定した電流増幅
率を得ることができる半導体装置の製造方法が要求され
ている。
〔従来の技術〕
第3図は従来の半導体装置の製造方法を説明する図であ
る。図示例の半導体装置の製造方法はSOT横型バイポ
ーラトランジスタの製造方法に適用する場合である。第
3図において、31はSi等からなる支持基板、32は
5iOZ等からなる絶縁層、33は単結晶S1からなり
、例えばp型の素子基板、34aは素子基板33内に形
成された例えばn・型のエミッタ拡散層、34bは素子
基板33内に形成された例えばn゛型のコレクタ拡散層
である。
次に、その製造方法について説明する。
まず、p型のSi支持基板31を熱酸化して絶縁層32
を形成した後、この絶縁層32が形成され1こ支持基板
31と単結晶Si素子基板33とを張り合わせ接着して
支持基板31、絶縁層32及び素子基板33からなるS
OI基板を形成する。
そして、単結晶Si素子基板33にAS”等をイオン注
入し、アニール処理してn゛型のエミッタ拡散層34a
及びn゛型のコレクタ拡散層34bを形成した後(第3
図)、層間絶縁膜、コンタクトホール、配線層等を形成
することにより半導体装置を得ることができる。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、上記した従来の半導体装置の製造方法で
は、エミッタ拡散層10a及びコレクタ拡散層10bを
単結晶Si素子基板33に不純物をイオン注入、熱処理
により形成していたため、不純物が単結晶Si素子基板
33中を縦(垂直)方向と横(水平)方向に略同し速度
で拡散していた。このため、エミッタ拡散層10a及び
コレクタ拡散層10bが深さ方向で狭くなりながら形成
され、第3図に示すA部の如くベース幅の深さ方向の変
化が大きく、安定した電流増幅率を得難いという問題が
あった。
そこで本発明は、エミッタ拡散層及びコレクタ拡散層を
深さ方向で略垂直な形状で形成することができ、ベース
幅の深さ方向の変化を少なくすることができ、安定した
電流増幅率を得ることができる半導体装置の製造方法を
提供することを目的としている。
〔課題を解決するための手段〕
本発明による半導体装置の製造方法は上記目的達成のた
め、絶縁層上に形成された単結晶シリコン膜に該絶縁層
が露出されるとともに、該単結晶シリコン膜を略垂直に
貫通する溝を形成する工程と、該溝内に不純物含有の多
結晶シリコン膜を埋め込む工程と、該多結晶シリコン膜
を熱処理して、咳多結晶シリコン膜中の不純物を該単結
晶シリコン膜中に熱拡散して拡散層を形成する工程とを
含むものである。
〔作用〕
本発明では、第1図(e)に示すように、ポリシリコン
膜7中の不純物を拡散しているため、ポリシリコン膜7
中では縦方向の不純物拡散が横方向よりも速くなり、単
結晶Si素子基板3中では横方向の不純物拡散が遅い。
このため、エミッタ拡散層10a及びコレクタ拡散層1
0bを深さ方向で略垂直な形状で形成することができる
。したがって、第1図(e)に示すX部の如くベース幅
の深さ方向の変化を少なくすることができる。
〔実施例〕
以下、本発明を図面に基づいて説明する。
第1図は本発明に係る半導体装置の製造方法の一実施例
を説明する図である。図示例の半導体装置の製造方法は
SOI横型バイポーラトランジスタの製造方法に適用す
る場合である。第1図において、1はSi等からなり、
例えばp型の支持基板、2はSiO□等からなる絶縁層
、3は単結晶Siからなる素子基板、4は素子基板3に
形成された溝、5は溝4内に埋め込まれたSiO□等か
らなる絶縁膜、6は素子基板3に形成された溝、7は溝
6内に埋め込まれたポリシリコン膜、8はSiO□等か
らなる絶縁層、9は絶縁層8に形成された開口部、10
aは素子基板3内に゛形成された例えばn゛型のエミッ
タ拡散層、10bは素子基板3内に形成された例えばn
゛型のコレクタ拡散層、11はA1等からなる配線層で
ある。
次に、その製造方法について説明する。
まず、第1回(a)に示すように、< 100>方位、
10Ω・cm、p型のSi支持基板1を熱酸化して膜厚
1μm程度の絶縁層2を形成した後、この絶縁層2が形
成された支持基板1と< 100>方位、0.05Ω・
国、p型で単結晶Siからなる素子基板3とを張り合わ
せて接着する。その後素子基板3をポリッシングして、
素子基板3の厚さを約0.3μmとする。ここでは、張
り合わせ接着により支持基板l、絶縁層2及び素子基板
3からなるSO■基板を形成する場合であるが、例えば
SIMOX法により形成する場合であってもよい。
次に、第1図(b)に示すように、例えばRIEにより
素子基板3をエツチングして絶縁N2が露出されるとと
もに、素子基板3を略垂直に貫通する溝4を形成した後
、溝4を覆うようにSOGを塗布する。次いで、SOG
を例えば900°C130分、乾燥酸素雰囲気中でアニ
ール処理した後、単結晶Si素子基板3をストッパーと
してSiO□をポリッシングして溝4内に素子分離領域
となるSin、絶縁膜5を埋め込む。
次に、第1図(c)に示すように、例えばRIEにより
素子基板3をエツチングして、絶縁層2が露出されるこ
とともに、素子基板3を略垂直に貫通し、かつ絶縁膜5
と隣接する溝6を形成した後、例えばCVD法により溝
6を覆うようにポリSiを膜厚0.3μm程度で堆積す
る。次いで、SiO□絶縁膜5をストッパーとしてポリ
Siをポリッシングして溝6内にポリシリコン膜7を埋
め込んだ後、このポリシリコン膜7内に60KeV 、
 5×1Q−16cll−”でAs”をイオン注入スル
次に、第1図(d)に示すように、例えばCVD法によ
り5iOzを堆積して膜厚0.3μm程度の絶縁層8を
形成し°た後、例えばRIEにより絶縁層8をエツチン
グしてポリシリコン膜7が露出された開口部9を形成す
る。
次に、ポリシリコン膜7を1150℃、1〜100秒程
度の乾燥酸素雰囲気中でアニール処理して、ポリシリコ
ン膜7中の不純物を活性化してポリシリコン膜7を導電
性化するとともに、ポリシリコン膜7中の不純物を単結
晶Si素子基板3中に熱拡散してn゛型のエミッタ拡散
層10a及びn゛型のコレクタ拡散層10bを形成する
。そして、開口部9内に熱拡散によって形成されたSi
O□膜を除去した後、例えばスパッタ法により全面に0
.5μm程度のA1を堆積した後、例えばRIEにより
Alをバターニングして導電性化されたポリシリコン膜
7とコンタクトするように開口部9を介してAl配線層
11を形成することにより、第1図(e)に示すような
半導体装置の製造方法を得ることができる。
すなわち、上記実施例では、単結晶Si素子基板3に形
成された略垂直に貫通する溝6内にポリシリコン膜7を
埋め込み、ポリシリコン膜7内にAs +等の不純物を
イオン注入した後、ポリシリコン膜7を熱処理してポリ
シリコン膜7中の不純物を活性化してポリシリコン膜7
を導電性化するとともに、ポリシリコン膜7中の不純物
を単結晶Si素子基板3中に熱拡散して素子基板3内に
エミッタ拡散層10a及びコレクタ拡散層10bを形成
している。このように、ポリシリコン膜7中の不純物を
拡散しているため、ポリシリコン膜7中では縦方向の不
純物拡散が横方向よりも速くなり、単結晶Si素子基板
3中では横方向の不純物拡散が遅い。このため、エミッ
タ拡散層10a及びコレクタ拡散層10bを深さ方向で
略垂直な形状で形成することができる。したがって、第
1図(e)に示すX部の如くベース幅の深さ方向の変化
を少なくすることができ、安定した電流増幅率を得るこ
とができる。また、ポリシコン7成長時に砒素、燐等を
同時にドーピングする事も可能である。
なお、上記実施例では、バイポーラトランジスタの製造
方法に適用する場合について説明したが、本発明はこれ
に限定されるものではなく、第2図に示すようにMOS
)ランジスタの製造方法にも適用することができ、この
場合、ソース拡散層21a及びドレイン拡散層21bを
エミッタ拡散層10a及びコレクタ拡散層10bを形成
する際と同時に形成することができる。なお、第2図に
おいて、22は5in2等からなるゲート酸化膜、23
はポリSi等からなるゲート電極である。
〔発明の効果〕
本発明によれば、エミッタ拡散層及びコレクタ拡散層を
深さ方向で略垂直な形状で形成することができ、ベース
幅の深さ方向の変化を少なくすることができ、安定した
電流増幅率を得ることができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は一実施例の製造方法を説明する図、第2図は他
の実施例の製造方法を説明する図、第3図は従来例の製
造方法を説明する図である。 2・・・・・・絶縁層、 3・・・・・・素子基板、 6・・・・・・溝、 7・・・・・・ポリシリコン膜、 10a・・・・・・エミッタ拡散層、 10b・・・・・・コレクタ拡散要人 21a・・・・・・ソース拡散層、 21b・・・・・・ドレイン拡散層。 2:絶縁層 3:素子基板 6:溝  − 7:ポリシリコン膜 一実施例の製造方法を説明する図 第1図 10a:エミッタ拡散層 10b:コレクタ拡散層 一実施例の製造方法を説明する図 第1図 21a:ソース拡散層 21bニドレイン拡散層 他の実施例の製造方法を説明する図 従来例の製造方法を説明する図 姶   リ   声A

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)絶縁層(2)上に形成された単結晶シリコン膜(
    3)に該絶縁層(2)が露出されるとともに、該単結晶
    シリコン膜(3)を略垂直に貫通する溝(6)を形成す
    る工程と、 該溝(6)内に不純物含有の多結晶シリコン膜(7)を
    埋め込む工程と、 該多結晶シリコン膜(7)を熱処理して、該多結晶シリ
    コン膜(7)中の不純物を該単結晶シリコン膜(3)中
    に熱拡散して拡散層(10a、10b、21a、21b
    )を形成する工程とを含むことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
  2. (2)前記拡散層がエミッタ/コレクタ拡散層(10a
    、10b)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。
  3. (3)前記拡散層がソース/ドレイン拡散層(21a、
    21b)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。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645795B2 (en) * 2001-05-03 2003-11-11 International Business Machines Corporation Polysilicon doped transistor using silicon-on-insulator and double silicon-on-insulator

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6645795B2 (en) * 2001-05-03 2003-11-11 International Business Machines Corporation Polysilicon doped transistor using silicon-on-insulator and double silicon-on-insulator

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