JPH049371B2 - - Google Patents

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JPH049371B2
JPH049371B2 JP57148926A JP14892682A JPH049371B2 JP H049371 B2 JPH049371 B2 JP H049371B2 JP 57148926 A JP57148926 A JP 57148926A JP 14892682 A JP14892682 A JP 14892682A JP H049371 B2 JPH049371 B2 JP H049371B2
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silicate glass
glass film
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substrate
layer
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/70Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components formed in or on a common substrate or of parts thereof; Manufacture of integrated circuit devices or of parts thereof
    • H01L21/71Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
    • H01L21/74Making of localized buried regions, e.g. buried collector layers, internal connections substrate contacts

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  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • General Physics & Mathematics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (a) 発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特にバ
イポーラ型半導体装置に於ける埋没拡散層の形成
方法に関する。
(b) 技術の背景 半導体基板面に不純物拡散領域を形成する方法
の一つに導電型不純物を含んだ珪酸ガラス(シリ
ケート・グラス)から固相−固相・拡散を行つて
形成する方法がある。
この方法は通常のガス拡散法に比べて、拡散領
域の深さ、シート抵抗等の基板内ばらつきが少な
く、又イオン注入法に比べて不純物の選択が自由
で(イオン注入法に於ては適切なアンチモン・ソ
ースが得がたい)、且つ高価な設備を必要とした
い等の利点を持つているので、特に大きな径を有
する半導体基板面にアンチモン(Sb)拡散領域
を形成する際には主な方法として用いられる。
(c) 従来技術と問題点 従来例えばバイポーラICに於ける埋没拡散層
は、固相−固相・拡散技術を用い、次のような工
程で形成していた。
即ち先ず第1図イに示すように、例えばp-
半導体基板1上に二酸化シリコン(SiO2)膜2
を形成し、該SiO2膜2に前記半導体基板1に於
ける埋没拡散層を形成しようとする領域面を選択
的に表出する開孔3を形成する。次いで第1図ロ
に示すように該半導体基板1上に、ドーパント・
グラス或るいはスピンオングラス等と称する例え
ばアンチモン(Sb)を所望の高濃度に含んだ珪
酸ガラス層4をスピンコート法により形成し、例
えば900〔℃〕程度で該珪酸ガラス層4を固化す
る。
そして該基板を酸素(O2)と窒素(N2)の混
合ガス中に於て1200〜1250〔℃〕程度の高温に加
熱し、珪酸ガラス層4から前記SiO2膜2の開孔
3を介して半導体基板1面に選択的にSbを熱拡
散させ、第1図ハに示すようにp-型半導体基板
1面に選択的にn+型埋没(n+ b)層5を形成して
いた。
しかし該従来方法に於ては、(i)第1図ロに示す
SiO2膜2による段差hの部分で珪酸ガラス層4
にクラツクが入り、該珪酸ガラス層4が剥離して
拡散が不完成になる、(ii)前記段差部h近傍の珪酸
ガラス層4が厚くなり、その部分のSb供給量が
増すため、第1図ハに示すように埋没拡散層5の
深さが一定にならない、(iii)熱拡散に於ける高温処
理で第1図ハに示すようにSiO2膜2上の珪酸ガ
ラス層4にロゼツト(単結晶粒)6が生じ、その
周囲にSbの極度に高濃度な部分が形成されるた
め、該高濃度領域からSiO2膜2を突きぬけてSb
が半導体基板1面に拡散し、その領域の基板面に
島状n+領域7が形成され、第1図ニに示すよう
に該p-型半導体基板1上にn型エピタキシヤル
層8を形成し、該エピタキシヤル層8を複数の素
子領域に分離する際、該図のように素子間分離領
域9が前記島状n+領域7に接した場合に素子間
分離が不完全になる、等の問題があり、バイポー
ラICの製造歩留まりを低下させていた。
(d) 発明の目的 本発明の目的とするところは、上記問題点を鑑
み、拡散ソースである珪酸ガラス層の剥離や厚さ
の不均一をなくし一様な深さの拡散領域を容易に
形成させることができ、且つ素子間分離を阻害す
るような島状拡散領域を形成することのない珪酸
ガラス層からの固相−固相・拡散方法を提供し、
バイポーラIC等の製造歩留まりを向上せしめる
ことにある。
(e) 発明の構成 即ち本発明は第1の導電型を有する半導体基板
上にアンチモンを所望の高濃度に含んだ珪酸ガラ
ス液をスピン・コート法により塗布し、熱処理に
より該珪酸ガラス液を固化させ珪酸ガラス膜を形
成し、該珪酸ガラス膜を選択的にエツチング除去
して珪酸ガラス膜パターンを形成し、更に該珪酸
ガラス膜をエツチング除去した領域の半導体基板
表面をエツチング除去して凹部を形成し、該凹部
及び該珪酸ガラス膜パターン表面上に、珪酸ガラ
ス膜パターンからのアウトデイフユージヨンを抑
え、且つ酸素を透過する耐熱性カバー膜を形成
し、前記珪酸ガラス膜パターンから前記半導体基
板内に前記アンチモンを熱拡散せしめて第2導電
型の拡散層を形成し、前記耐熱性カバー膜及び珪
酸ガラス膜パターンを除去した後、前記凹部によ
る段差をもつ前記半導体基板表面上にエピタキシ
ヤル層を成長する工程を有することを特徴とす
る。
(f) 発明の実施例 以下本発明を一実施例について、第2図イ乃至
ヘに示す一実施例に於ける工程断面図を用いて詳
細に説明する。
本発明の方法を用いて、例えば埋没拡散層を有
するバイポーラIC基板を形成するに際しては、
例えば10〜30(Ω−cm)程度の高比抵抗を有する
p-型シリコン(Si)基板上に、ドーパント・グラ
ス或るいはスピンオン・グラス等と称する例えば
アンチモン(Sb)を所望の高濃度に含んだ珪酸
ガラス液を通常のスピン・コート法で塗布し、
900〔℃〕程度の温度で該塗布ガラス層を固化せし
め、第2図イに示すように、、前記p-型Si基板1
1上に厚さ例えば3000〜5000〔Å〕程度のSbドー
プ珪酸ガラス膜12′を形成する。そして通常の
フオト・プロセスを用い、前記珪酸ガラス膜1
2′上に埋没拡散層形成領域の上部を覆うレジス
ト・パターン13a,13bを形成する。
次いで前記レジスト・パターン13a,13b
をマスクにし、例えば三ふつ化メタン(CHF3
によるドライエツチング或るいはふつ酸系の液に
よるウエツトエツチング等、通常用いられるエツ
チング手段により前記珪酸ガラス膜12′のパタ
ーンニングを行い、第2図ロに示すように、p-
型Si基板11の埋没拡散層形成領域上にSbドー
プ珪酸ガラス膜パターン12a,12bを形成す
る。
次いで前記レジスト・パターン13a,13b
をマスクにしてふつ硝酸(HF+HNO3)系の液
によるウエツト・エツチング方法等通常のエツチ
ング手段により、前記Sbドープ珪酸ガラス膜パ
ターン12a,12bに覆われていないp-型Si基
板11面を選択的にエツチングして、第2図ハに
示すように1000〜1500〔Å〕程度の段差(h1)を
有する凹部14を形成する。この凹部14は該基
板上にエピタキシヤル層を形成した後、素子間分
離を行う際の目印しになる。なお前記エツチング
はレジスト・パターンを除去した後、珪酸ガラス
膜パターン12a,12bをマスクにして行つて
も良い。
次いでレジスト・パターン13a,13bを除
去した後、第2図ニに示すように該基板面即ち珪
酸ガラス膜パターン12a,12b及びp-型Si基
板11面に、珪酸ガラス膜パターン12a,12
bからのSbのアウトデイフユージヨンを阻止し、
且つ酸素(O2)を透過する、例えば1000〜2000
〔Å〕程度の厚さの化学気相成長(CVD)二酸化
シリコン(SiO2)膜等からなる耐熱性カバー膜
15を形成する。なお該耐熱性カバー膜15はス
パツタSiO2膜、プラズマSiO2膜等でも良い。
次いで該基板を例えば酸素(O2)20容対窒
素(N2)80容程度の混合組成を有する酸化性
雰囲気中に於て、例えば1200〜1250〔℃〕程度の
温度で所望の時間加熱し、珪酸ガラス膜パターン
12a,12b中からSbをp-型Si基板11面に
選択的に固相−固相熱拡散せしめ、第2図ホに示
すように、珪酸ガラス膜パターン12a,12b
の下部に例えば3〔μm〕程度の深さのSb拡散層
即ちn+型埋没拡散層(n+b層)16a,16bを
形成する。
なお、珪酸ガラス膜パターン12a,12bは
平らなSi基板11面に被着され且つカバー膜15
に覆われているので、該珪酸ガラス膜パターン1
2a,12bが該Si基板11面から剥離すること
はない。
又珪酸ガラス膜パターン12a,12bは一様
な厚さを有し、且つカバー膜15はO2を良く透
過するので該ガラス膜パターン12a,12bの
全領域に対して均等にO2が供給され、形成され
るn+型埋没拡散層16の不純物濃度及び深さは
一様になる。
更に又該方法に於てはn+型埋没拡散層16を
形成する領域上のみにSbドープ珪酸ガラス膜パ
ターン12a,12bが形成されるので、従来方
法のように素子間分離等を行う不必要な領域に島
状のn+領域が形成されることがない。
次いで前記カバー膜15及びSbドープ珪酸ガ
ラス膜パターン12a,12bを除去した後該
p-型Si基板11上に通常のエピタキシヤル成長技
術を用い、例えば厚さ2〔μm〕程度のn型Siエ
ピタキシヤル層を形成し、前記p-型Si基板11面
の段差h1がエピタキシヤル層の上面に投影された
段差部を位置合わせ基準にし、通常のガス拡散或
るいはイオン注入法によりp+型素子間分離領域
を形成し、第2図ヘに示すようなバイポーラIC
基板が提供される。なお同図に於て、11はp-
型Si基板、16a,16bはn+型埋没拡散層、1
6a′,16b′はn+型埋没拡散層這い上り部、17
はn+型Siエピタキシヤル層、18はp-型素子間
分離領域、h2は基板の段差h1が投影されたエピタ
キシヤル層上の段差を示している。
又同図に於てはp-型素子間分離領域18形成
の際、エピタキシヤル層17上に形成される酸化
膜は省略してある。
(g) 発明の効果 上記実施例に示したように本発明に於ては、固
相−固相・拡散により埋没拡散層を形成する際、
拡散ソースである珪酸ガラス膜は一様な厚さを有
し、且つ被拡散基板面から剥離することがなく、
又珪酸ガラス膜に均等に酸素が供給される。更に
又、埋没拡散層を形成する領域以外には拡散ソー
スである珪酸ガラス膜は存在しない。
従つて本発明によれば、一様な不純物濃度及び
深さを有する埋没拡散層が形成でき、且つ素子間
分離を行う領域に分離を不完全にするような島状
の不純物拡散領域が形成されることがないので、
バイポーラICの製造歩留まりが向上する。
なおSbドープ珪酸ガラス膜はCVD法で形成し
ても良い。
【図面の簡単な説明】
第1図イ乃至ニは従来方法の工程断面図で、第
2図イ乃至ヘは本発明の方法の一実施例に於ける
工程断面図である。 図に於て、11はp-型シリコン基板、12′は
アンチモンドープ珪酸ガラス膜、12a,12b
はアンチモンドープ珪酸ガラス膜パターン、13
a,13bはレジスト・パターン、14は凹部、
15は耐熱性カバー膜、16a,16bはn+
埋没拡散層、17はn型シリコン・エピタキシヤ
ル層、18はp+型素子間分離領域、h1,h2は段差
を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1の導電型を有する半導体基板上にアンチ
    モンを所望の高濃度に含んだ珪酸ガラス液をスピ
    ン・コート法により塗布し、 熱処理により該珪酸ガラス液を固化させ珪酸ガ
    ラス膜を形成し、 該珪酸ガラス膜を選択的にエツチング除去して
    珪酸ガラス膜パターンを形成し、更に該珪酸ガラ
    ス膜をエツチング除去した領域の半導体基板表面
    をエツチング除去して凹部を形成し、 該凹部及び該珪酸ガラス膜パターン表面上に、
    珪酸ガラス膜パターンからのアウトデイフユージ
    ヨンを抑え、且つ酸素を透過する耐熱性カバー膜
    を形成し、 前記珪酸ガラス膜パターンから前記半導体基板
    内に前記アンチモンを熱拡散せしめて第2導電型
    の拡散層を形成し、 前記耐熱性カバー膜及び珪酸ガラス膜パターン
    を除去した後、 前記凹部による段差をもつ前記半導体基板表面
    上にエピタキシヤル層を成長する工程を有するこ
    とを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5619107A (en) * 1979-07-26 1981-02-23 Mitsubishi Electric Corp Test unit for servo system

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