JPH0562922A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 半導体基板に形成される拡散層の接合耐圧を
向上させる。 【構成】 半導体基板１に不純物５をイオン注入した
後、この不純物５を熱拡散させて拡散層を形成する工程
に先立って、半導体基板１上の絶縁膜２およびフィール
ド絶縁膜４を除去することにより、フィールド絶縁膜４
中の不純物５を同時に除去する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体集積回路装置の
製造技術に関し、特に、半導体基板に形成される拡散層
の接合耐圧の向上に適用して有効な技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体基板の所定の領域に拡散層を形成
する方法の一つに、厚い絶縁膜をイオン注入防止膜とし
て用いる方法がある。この方法は、半導体基板上にあら
かじめ絶縁膜を厚く形成しておき、まず、拡散層を形成
しようとする領域上の上記絶縁膜をエッチングにより除
去して半導体基板の一部を露出させる。

【０００３】次に、露出した上記半導体基板の表面にイ
オン注入によるダメージを防止するための薄い絶縁膜を
形成した後、半導体基板の全面に所定の不純物をイオン
注入し、次いで半導体基板を熱処理して不純物の引き伸
ばし拡散を行うことにより拡散層を形成する。

【０００４】上記方法では、絶縁膜の膜厚を約７０００
Å以上と厚くすることによって、絶縁膜にイオン注入さ
れた不純物が拡散層形成領域以外の半導体基板中に外方
拡散するのを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来技術は、厚い絶縁膜にイオン注入された不純物がその
後の熱処理によって拡散層形成領域以外の半導体基板中
に外方拡散するのを充分に防止することができないの
で、拡散層の接合耐圧が低下し、半導体基板上に形成さ
れる素子の電気特性が劣化するという問題があった。

【０００６】本発明は、上記した問題点に着目してなさ
れたものであり、その目的は、接合耐圧の高い拡散層を
形成することのできる技術を提供することにある。

【０００７】本発明の前記ならびにその他の目的と新規
な特徴は、本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。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本願において開示される
発明のうち、代表的なものの概要を簡単に説明すれば、
次のとおりである。

【０００９】本願の一発明による半導体集積回路装置の
製造方法は、半導体基板上に厚い絶縁膜を形成する工
程、拡散層を形成する領域上の前記厚い絶縁膜をエッチ
ングにより除去して前記半導体基板の一部を露出させる
工程、露出した前記半導体基板の表面に薄い絶縁膜を形
成する工程、前記薄い絶縁膜を通じて前記半導体基板に
不純物をイオン注入する工程、前記厚い絶縁膜および薄
い絶縁膜をエッチングにより除去する工程、および前記
半導体基板にイオン注入された前記不純物を熱拡散させ
て拡散層を形成する工程を有する。

【００１０】本願の他の発明による半導体集積回路装置
の製造方法は、前記厚い絶縁膜および薄い絶縁膜をエッ
チングにより除去した後、半導体基板上に絶縁膜を形成
し、次いで前記半導体基板にイオン注入された不純物を
熱拡散させて拡散層を形成する工程を有する。

【００１１】

【作用】上記した手段によれば、薄い絶縁膜を通じて半
導体基板に不純物をイオン注入した後、拡散層を形成す
る工程に先立って半導体基板上の絶縁膜を除去すること
により、厚い絶縁膜にイオン注入された不純物が拡散層
を形成する工程で半導体基板中に外方拡散するのを確実
に防止することができる。

【００１２】また、上記した手段によれば、半導体基板
上の絶縁膜を除去した後、拡散層を形成する工程に先立
って半導体基板上に新たな絶縁膜を形成することによ
り、拡散層を形成する工程で不純物の一部が半導体基板
の表面から気相中に外方拡散するのを防止することがで
きるので、気相中の不純物が拡散層形成領域以外の半導
体基板中に再拡散するオートドーピングを防止すること
ができる。

【００１３】

【実施例】本実施例による拡散層形成方法を図１〜図６
を用いて説明する。まず、図１に示すように、例えばｐ
形シリコン単結晶からなる半導体基板１を９００〜１０
００℃程度で熱処理して、その表面に酸化珪素からなる
膜厚２００Å程度の薄い絶縁膜２を形成する。

【００１４】次に、図２に示すように、ＣＶＤ法を用い
て上記絶縁膜２の上に膜厚５００Å程度の窒化珪素膜３
を堆積した後、フォトレジスト（図示せず）をマスクに
してこの窒化珪素膜３をエッチングすることにより、後
にフィールド絶縁膜が形成される領域上の窒化珪素膜３
を除去する。

【００１５】次に、図３に示すように、半導体基板１を
１０５０〜１１００℃程度で熱処理することにより、半
導体基板１上の素子分離領域に酸化珪素からなる膜厚１
３００Å程度の厚いフィールド絶縁膜４を形成する。

【００１６】次に、図４(a) に示すように、半導体基板
１上の窒化珪素膜３をエッチングによって除去した後、
フィールド絶縁膜４によって囲まれた活性領域上の前記
絶縁膜２を通じて半導体基板１にｎ形不純物（例えばリ
ン、ヒ素など）５をイオン注入する。このとき、厚いフ
ィールド絶縁膜４は、イオン注入防止膜として作用する
ので、活性領域以外の半導体基板１中に上記ｎ形不純物
５がイオン注入されることはない。

【００１７】次に、図４(b) に示すように、半導体基板
１上の絶縁膜２およびフィールド絶縁膜４を、例えばフ
ッ酸水溶液を用いたウェットエッチングによって除去す
る。

【００１８】このとき、フィールド絶縁膜４中に注入さ
れていた前記ｎ形不純物５も同時に半導体基板１上から
除去される。

【００１９】次に、半導体基板１を熱処理して活性領域
にイオン注入されたｎ形不純物５を拡散させてもよい
が、本実施例では、図５に示すように、半導体基板１を
９００〜１０００℃程度で熱処理して、その表面に酸化
珪素からなる膜厚４００Å程度の薄い絶縁膜６を形成す
る。この熱処理は、ｎ形不純物５の一部が半導体基板１
の表面から気相中に外方拡散しないよう、短時間で行う
必要がある。

【００２０】次に、図６に示すように、半導体基板１を
熱処理してｎ形不純物５を半導体基板１中に拡散させる
ことにより、活性領域にｎ形半導体領域からなる拡散層
７を形成する。この熱処理は、例えば窒素などの不活性
雰囲気中、１２００℃、１８０分程度の条件で行う。

【００２１】このとき、半導体基板１の表面には絶縁膜
６が形成されているので、ｎ形不純物の一部が半導体基
板１の表面から気相中に外方拡散するのを防止すること
ができ、これにより、気相中のｎ形不純物が拡散層７以
外の半導体基板１中に再拡散するオートドーピングを防
止することができる。

【００２２】このように、本実施例では、半導体基板１
を熱処理して拡散層７を形成する工程に先立って、半導
体基板１上のフィールド絶縁膜４を除去する。これによ
り、半導体基板１を熱処理して拡散層７を形成する工程
でフィールド絶縁膜４中のｎ形不純物５が半導体基板１
中に外方拡散するのを確実に防止することができるの
で、拡散層７の接合耐圧を向上させることができる。

【００２３】以上、本発明者によってなされた発明を前
記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。

【００２４】前記実施例では、フィールド絶縁膜によっ
て囲まれた活性領域に拡散層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、一般に厚い
絶縁膜をイオン注入防止膜に用いて基板に拡散層を形成
する工程に広く適用することができる。

【００２５】

【発明の効果】本願によっ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、
以下の通りである。

【００２６】基板に不純物をイオン注入した後、基板上
の厚い絶縁膜を除去することにより、基板を熱処理して
拡散層を形成する際に厚い絶縁膜中の不純物が基板中に
外方拡散するのを確実に防止することができるので、接
合耐圧の高い拡散層を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である半導体集積回路装置の
製造方法を示す半導体基板の要部断面図である。

【図２】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。

【図３】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。

【図４】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。

【図５】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。

【図６】この半導体集積回路装置の製造方法を示す半導
体基板の要部断面図である。

【符号の説明】

１ 半導体基板 ２ 絶縁膜 ３ 窒化珪素膜 ４ フィールド絶縁膜 ５ ｎ形不純物 ６ 絶縁膜 ７ 拡散層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松木 弘 茨城県日立市弁天町３丁目10番２号 日立 原町電子工業株式会社内 (72)発明者 佐藤 和重 茨城県日立市久慈町4026番地 株式会社日 立製作所日立研究所内 (72)発明者 吉住 圭一 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 高橋 正人 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 橋場 総一郎 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 鈴木 範夫 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 池田 修二 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 星野 裕 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 神田 隆行 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 吉田 安子 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 有賀 成一 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 藤田 絵里 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内 (72)発明者 井澤 龍一 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 株 式会社日立製作所武蔵工場内 (72)発明者 森 ちえみ 東京都小平市上水本町５丁目20番１号 日 立超エル・エス・アイ・エンジニアリング 株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 半導体基板上に厚い絶縁膜を形成する工
   程、拡散層を形成する領域上の前記厚い絶縁膜をエッチ
   ングにより除去して前記半導体基板の一部を露出させる
   工程、露出した前記半導体基板の表面に薄い絶縁膜を形
   成する工程、前記薄い絶縁膜を通じて前記半導体基板に
   不純物をイオン注入する工程、前記厚い絶縁膜および薄
   い絶縁膜をエッチングにより除去する工程、前記半導体
   基板にイオン注入された前記不純物を熱拡散させて前記
   半導体基板に拡散層を形成する工程を有することを特徴
   とする半導体集積回路装置の製造方法。
2. 【請求項２】 厚い絶縁膜および薄い絶縁膜をエッチン
   グにより除去した後、半導体基板上に絶縁膜を形成し、
   次いで前記半導体基板にイオン注入された不純物を熱拡
   散させて拡散層を形成することを特徴とする請求項１記
   載の半導体集積回路装置の製造方法。
3. 【請求項３】 前記厚い絶縁膜は、選択酸化法によって
   形成された素子分離用のフィールド絶縁膜であることを
   特徴とする請求項１または２記載の半導体集積回路装置
   の製造方法。