JPH07120747B2 - Method for manufacturing semiconductor integrated circuit - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor integrated circuit

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JPH07120747B2
JPH07120747B2 JP18678789A JP18678789A JPH07120747B2 JP H07120747 B2 JPH07120747 B2 JP H07120747B2 JP 18678789 A JP18678789 A JP 18678789A JP 18678789 A JP18678789 A JP 18678789A JP H07120747 B2 JPH07120747 B2 JP H07120747B2
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epitaxial layer
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oxide film
insulating film
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忠良 高田
信之 関川
勝浩 早坂
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Description

【発明の詳細な説明】 (イ)産業上の利用分野 本発明は半導体集積回路の製造方法に関し、特に集積密
度を大幅に向上させた半導体集積回路の製造方法に関す
るものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit, and more particularly to a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit with greatly improved integration density.

(ロ)従来の技術 半導体集積回路は、高性能化、高機能化が進む中で、高
集積化が非常に重要なポイントとなっている。
(B) Conventional Technology As semiconductor integrated circuits have advanced in performance and functionality, high integration has become a very important point.

例えばバイポーラトランジスタの構造や製造方法が「最
新LSIプロセス技術」工業調査会(1984年4月25日発
行)等に詳しく述べられている。
For example, the structure and manufacturing method of the bipolar transistor are described in detail in "Latest LSI Process Technology" Industrial Research Group (issued April 25, 1984).

このバイポーラトランジスタ(1)は第2図の如く、P
型の半導体基板(2)上にN型のエピタキシャル層
(3)が積層され、この半導体基板(2)とエピタキシ
ャル層(3)の間には、N+型の埋込み層(4)が形成
されている。
This bipolar transistor (1) has a P
An N type epitaxial layer (3) is laminated on the semiconductor substrate (2) of the type, and an N + type buried layer (4) is formed between the semiconductor substrate (2) and the epitaxial layer (3). ing.

またこの埋込み層(4)の周囲には、前記エピタキシャ
ル層(3)表面から前記半導体基板(2)に到達された
+型の分離領域()がある。この分離領域(
は、エピタキシャル層表面より一気に拡散しても良い
し、第2図の如く、上下分離法によって拡散しても良
い。
Around the buried layer (4), there is a P + -type isolation region ( 5 ) which reaches the semiconductor substrate (2) from the surface of the epitaxial layer (3). This separation area ( 5 )
May be diffused all at once from the surface of the epitaxial layer, or may be diffused by a vertical separation method as shown in FIG.

また前記分離領域()によって、前記エピタキシャル
層(3)より成るアイランド(6)が形成され、このア
イランド(6)がN型のコレクタ領域と成る。またこの
アイランド(6)内に形成されたP型のベース領域
(7)と、このベース領域(7)内に形成されたN+
のエミッタ領域(8)と、前記コレクタとなるエピタキ
シャル層が露出している領域に形成されたコレクタコン
タクト領域(9)とがあり、また前記エピタキシャル層
(3)上に形成されたSiO2膜のコンタクト孔を介して形
成された夫々の電極がある。
Further, the isolation region ( 5 ) forms an island (6) made of the epitaxial layer (3), and the island (6) serves as an N-type collector region. Further, the P type base region (7) formed in the island (6), the N + type emitter region (8) formed in the base region (7), and the epitaxial layer serving as the collector are formed. There is a collector contact region (9) formed in the exposed region, and there are respective electrodes formed through the contact holes of the SiO 2 film formed on the epitaxial layer (3).

次にこのバイポーラトランジスタ(1)の製造方法につ
いて述べる。先ずP型の半導体基板(2)上に、SiO2
を形成し、このSiO2膜に埋込み層(4)の拡散孔を形成
し、この拡散孔を介してアンチモンを前記半導体基板
(2)に拡散する第1の工程がある。
Next, a method of manufacturing this bipolar transistor (1) will be described. First, a SiO 2 film is formed on a P-type semiconductor substrate (2), a diffusion hole of an embedding layer (4) is formed in this SiO 2 film, and antimony is added to the semiconductor substrate (2) through the diffusion hole. There is a first step to diffuse into.

ここで第2図の場合、前記分離領域()は、上下分離
によって達成されているので、拡散孔を介してボロンを
前記半導体基板(2)に拡散し、P+型の下側拡散層(1
0)も形成される。
Here, in the case of FIG. 2, since the separation region ( 5 ) is achieved by upper and lower separation, boron is diffused into the semiconductor substrate (2) through a diffusion hole, and the P + -type lower diffusion layer is formed. (1
0) is also formed.

次に前記半導体基板(2)表面にエピタキシャル層
(3)を積層し、このエピタキシャル層(3)にSiO2
を形成する。このSiO2膜は、ホトレジスト膜の塗布、マ
スク合わせ、露光およびエッチング等によって、分離領
域()の上側拡散領域(11)の拡散孔が形成され、こ
の拡散孔を介してボロンが拡散されて前記分離領域
)が形成される第2の工程がある。
Next, an epitaxial layer (3) is laminated on the surface of the semiconductor substrate (2), and a SiO 2 film is formed on this epitaxial layer (3). In this SiO 2 film, a diffusion hole in the upper diffusion region (11) of the separation region ( 5 ) is formed by applying a photoresist film, mask alignment, exposure, etching, etc., and boron is diffused through this diffusion hole. There is a second step in which the isolation region ( 5 ) is formed.

続いて、再度ホトレジスト膜の塗布、マスク合わせ、露
光およびエッチング等によって、前記SiO2膜に前記ベー
ス領域(7)の拡散孔を形成し、この拡散孔を介してボ
ロンを拡散し、ベース領域(7)を形成する第3の工程
がある。
Then, a diffusion hole of the base region (7) is formed in the SiO 2 film again by applying a photoresist film, mask alignment, exposure, etching, etc., and boron is diffused through the diffusion hole to form a base region (7). There is a third step of forming 7).

更に、再度ホトレジスト膜の塗布、マスク合わせ、露光
およびエッチング等によって、前記SiO2膜にエミッタ領
域(8)およびコレクタコンタクト領域(9)の拡散孔
を形成し、この拡散孔を介してヒ素を拡散し、エミッタ
領域(8)とコレクタコンタクト領域(9)を形成する
第4の工程がある。
Further, diffusion holes of the emitter region (8) and the collector contact region (9) are formed in the SiO 2 film by applying a photoresist film again, mask alignment, exposure, etching, etc., and arsenic is diffused through the diffusion holes. Then, there is a fourth step of forming the emitter region (8) and the collector contact region (9).

最後に、再度ホトレジスト膜の塗布、マスク合わせ、露
光およびエッチング等によって、前記SiO2膜に前記エミ
ッタ領域(8)、ベース領域(7)およびコレクタコン
タンクト領域(9)のコンタクト孔を形成し、例えばAl
蒸着して夫々の電極を形成する第5の工程がある。
Finally, contact holes for the emitter region (8), the base region (7) and the collector contact region (9) are formed in the SiO 2 film again by applying a photoresist film, aligning the mask, exposing and etching. For example Al
There is a fifth step of forming each electrode by vapor deposition.

(ハ)発明が解決しようとする課題 前述の第3の工程によって、ベース領域(7)上に形成
される熱酸化膜は、コレクタ領域(6)上の熱酸化膜よ
り膜厚が薄く形成される。この膜厚差によって、エミッ
タ領域(8)の拡散孔、ベースコンタクトおよびコレク
タコンタクト(9)を同時に形成する第4の工程を実施
すると次の問題が生じる。
(C) Problems to be Solved by the Invention By the above-described third step, the thermal oxide film formed on the base region (7) is formed to be thinner than the thermal oxide film on the collector region (6). It Due to this difference in film thickness, the following problem arises when the fourth step of simultaneously forming the diffusion hole, the base contact and the collector contact (9) in the emitter region (8) is performed.

先ず第1の問題は、湿式で第4の工程を実施すると、コ
レクタコンタクト(9)が完全にあくまでに、エミッタ
領域(8)の拡散孔およびベースコンタクト孔は予定サ
イズより大きくなってしまうことである。
The first problem is that when the fourth step is carried out by a wet method, the collector contact (9) is completely removed, and the diffusion hole and the base contact hole in the emitter region (8) are larger than expected sizes. is there.

第2の問題は、ドライエッチングで第4の工程を実施す
ると、コレクタコンタクト(9)が完全にあくまでに、
エミッタ領域(8)およびベースコンタクト領域のエピ
タキシャル層(3)を縦方向にエッチングしてしまうこ
とである。
The second problem is that when the fourth step is performed by dry etching, the collector contact (9) is completely removed.
That is, the epitaxial layer (3) in the emitter region (8) and the base contact region is vertically etched.

従って前者はセルサイズの縮小化を難しくし、後者はセ
ルの歩留りを低下させてしまう。
Therefore, the former makes it difficult to reduce the cell size, and the latter reduces the cell yield.

一方、この問題を解決するために、エピタキシャル層
(3)上の熱酸化膜を全て除去し、外部よりCVD膜を形
成する方法があった。しかし、SiO2膜とエピタキシャル
層は化学的に結合しずらく不安定であり、エピタキシャ
ル層表面にリーク電流が発生しやすい問題を有してい
た。
On the other hand, in order to solve this problem, there is a method of removing all the thermal oxide film on the epitaxial layer (3) and forming a CVD film from the outside. However, since the SiO 2 film and the epitaxial layer are difficult to chemically bond with each other and are unstable, there is a problem that a leak current is likely to occur on the surface of the epitaxial layer.

(ニ)課題を解決するための手段 本発明は前述の課題に鑑みてなされ、半導体層上に順次
形成された熱酸化膜、外部より被着されたシリコン酸化
膜によって、トランジスタ素子の半導体層上の絶縁膜を
実質的に同一膜厚にすることで解決するものである。
(D) Means for Solving the Problems The present invention has been made in view of the above problems, and a thermal oxide film sequentially formed on a semiconductor layer and a silicon oxide film externally deposited on the semiconductor layer of a transistor element. The problem is solved by making the insulating film of (1) substantially the same thickness.

(ホ)作用 半導体層と外部より被着されたシリコン酸化膜との間に
熱酸化膜を設けると、外部からの汚染を妨げ、半導体層
表面が安定化され、リーク電流の発生を防止できる。こ
れは、熱酸化膜と半導体層とが化学的に結合されるため
である。
(E) Action When a thermal oxide film is provided between the semiconductor layer and the silicon oxide film deposited from the outside, contamination from the outside is prevented, the surface of the semiconductor layer is stabilized, and the occurrence of leak current can be prevented. This is because the thermal oxide film and the semiconductor layer are chemically bonded.

(ヘ)実施例 以下に本発明の実施例である半導体集積回路の製造方法
を詳述する。
(F) Example A method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to an example of the present invention will be described in detail below.

先ず説明の都合上、第1図Jを使って全体の構成を述べ
る。第1図Jに示す如く、P型のシリコン半導体基板
(21)があり、この半導体基板(21)上にはN型のエピ
タキシャル層(22)がある。このエピタキシャル層(2
2)と前記半導体基板(21)の間にはN+型の埋込み層
(23)が複数個あり、この埋込み層(23)を囲み、且つ
前記エピタキシャル層を上下から上側拡散領域(24)と
下側拡散領域(25)を拡散して分離する上下分離領域
(26)がある。従ってこの上下分離領域(26)によって
複数のアイランドが形成されている。
First, for convenience of description, the overall configuration will be described using FIG. 1J. As shown in FIG. 1J, there is a P-type silicon semiconductor substrate (21), and an N-type epitaxial layer (22) is provided on this semiconductor substrate (21). This epitaxial layer (2
A plurality of N + type buried layers (23) are provided between the semiconductor substrate (21) and the semiconductor substrate (21), and the buried layers (23) are surrounded and the epitaxial layer is formed from above and below to the upper diffusion region (24). There is an upper and lower separation region (26) for diffusing and separating the lower diffusion region (25). Therefore, a plurality of islands are formed by the upper and lower isolation regions (26).

第1のアイランド内には、前記エピタキシャル層(22)
より成るコレクタ領域、ベース領域(27)およびエミッ
タ領域(28)より成るトランジスタ(29)がある。第2
のアイランド内には、MOS容量素子(30)があり、エピ
タキシャル層(22)表面には下層電極領域(31)があ
り、その上に誘電体層(32)および上層電極(33)があ
る。第3のアイランド内には拡散抵抗(34)があり、エ
ピタキシャル層(22)表面には拡散抵抗領域(35)とそ
の両端にコンタクト領域(36)が形成されている。
Within the first island, the epitaxial layer (22)
There is a transistor (29) consisting of a collector region, a base region (27) and an emitter region (28). Second
In the island, there is a MOS capacitor element (30), there is a lower layer electrode region (31) on the surface of the epitaxial layer (22), and a dielectric layer (32) and an upper layer electrode (33) are formed thereon. A diffusion resistance (34) is present in the third island, and a diffusion resistance region (35) and contact regions (36) at both ends thereof are formed on the surface of the epitaxial layer (22).

更に、エピタキシャル層(22)上には、ライト酸化によ
って形成されるおよそ400〜1000Åの熱酸化膜(37)
と、この熱酸化膜(37)上に外部より順次形成される
膜、例えばCVDによるノンドープのSiO2膜(38)とCVDに
よるリンドープのSiO2膜(39)がある。
Furthermore, on the epitaxial layer (22), a thermal oxide film (37) of about 400 to 1000 Å formed by light oxidation is formed.
And a film sequentially formed on the thermal oxide film (37) from the outside, for example, a non-doped SiO 2 film (38) by CVD and a phosphorus-doped SiO 2 film (39) by CVD.

本構成は本発明の特徴とする点であり、エピタキシャル
層(22)は、この熱酸化膜(37)と化学的に係合されて
いるため、エピタキシャル層(22)表面は構造的に安定
している。そのためリーク電流を抑制することができ
る。
This structure is a feature of the present invention. Since the epitaxial layer (22) is chemically engaged with the thermal oxide film (37), the surface of the epitaxial layer (22) is structurally stable. ing. Therefore, the leak current can be suppressed.

先ず第1図Aの如く、不純物濃度が1015atom/cm3程度の
P型シリコン半導体基板(21)の表面に熱酸化膜を形成
した後、N+型の埋込み層(23)の形成予定領域を蝕刻
した後、この開口部を介してN型の不純物であるアンチ
モンやヒ素をドープする。
First, as shown in FIG. 1A, a thermal oxide film is formed on the surface of a P-type silicon semiconductor substrate (21) having an impurity concentration of about 10 15 atom / cm 3 , and then an N + -type buried layer (23) is planned to be formed. After etching the region, N-type impurities such as antimony and arsenic are doped through this opening.

続いて第1図Bの如く、P+型の上下分離領域(26)の
下側拡散領域(25)の形成予定領域上の熱酸化膜を開口
し、この開口部を介してP型の不純物であるボロンをド
ープする。
Subsequently, as shown in FIG. 1B, a thermal oxide film is formed on the region where the lower diffusion region (25) of the P + type upper and lower isolation regions (26) is to be formed, and P type impurities are opened through this opening. Is doped with boron.

次に第1図Cの如く、前記半導体基板(21)上の熱酸化
膜を全て除去してから前記半導体基板(21)上に周知の
気相成長法によって比抵抗0.5〜5Ω・cm程度のN型の
エピタキシャル層(22)を2〜8μm程度の厚さで形成
する。この時は、先にドープした不純物は若干上下に拡
散が行なわれている。
Next, as shown in FIG. 1C, after removing all the thermal oxide film on the semiconductor substrate (21), a specific resistance of about 0.5 to 5 Ω · cm is formed on the semiconductor substrate (21) by a known vapor phase growth method. The N type epitaxial layer (22) is formed with a thickness of about 2 to 8 μm. At this time, the previously doped impurities are slightly diffused up and down.

次に、温度約1000℃、数時間の熱酸化によって、前記エ
ピタキシャル層(22)表面に、熱酸化膜(40)を形成し
た後、この半導体基板全体を再度熱処理して、先にドー
プした不純物を再拡散する。
Next, a thermal oxide film (40) is formed on the surface of the epitaxial layer (22) by thermal oxidation at a temperature of about 1000 ° C. for several hours, and then the entire semiconductor substrate is heat treated again to remove impurities previously doped. Redistribute.

従って前記下側拡散領域(25)は、前記エピタキシャル
層(22)の約半分以上まで上方拡散される。
Therefore, the lower diffusion region (25) is upwardly diffused up to about half or more of the epitaxial layer (22).

また本工程によってエピタキシャル層(22)表面の熱酸
化膜は数千Åの厚さまで成長をし、この熱酸化膜(40)
は、後述のマスクと同様な働きを示す。ただし、前記熱
酸化膜の代りに、例えばシリコン窒化膜等を拡散マスク
としても良いし、CVD法でシリコン酸化膜を形成しても
良い。
In addition, the thermal oxide film on the surface of the epitaxial layer (22) grows to a thickness of several thousand Å by this process, and this thermal oxide film (40)
Indicates a function similar to that of the mask described later. However, instead of the thermal oxide film, for example, a silicon nitride film or the like may be used as the diffusion mask, or the silicon oxide film may be formed by the CVD method.

またエピタキシャル層厚を従来にくらべ約半分以下とす
ると、拡散する熱処理量が少なくできるため、横方向の
広がりを減少できる。
Further, if the epitaxial layer thickness is about half or less as compared with the conventional one, the amount of heat treatment to diffuse can be reduced, so that the lateral spread can be reduced.

続いて、第1図Dの如く、予定のMOS容量素子(30)の
下層電極領域(31)上の前記シリコン酸化膜(40)を除
去し、全面に例えばリングラスを形成する。その後所定
温度、所定時間の熱処理を加え、リンをエピタキシャル
層(22)内に拡散させる。その後、リングラスを所定の
エッチング液で除去し、所定の深さまで達するように再
度熱処理を行なう。
Subsequently, as shown in FIG. 1D, the silicon oxide film (40) on the lower electrode region (31) of the intended MOS capacitor element (30) is removed, and a ring lath, for example, is formed on the entire surface. After that, heat treatment is performed at a predetermined temperature for a predetermined time to diffuse phosphorus into the epitaxial layer (22). Then, the ring lath is removed with a predetermined etching solution, and heat treatment is performed again so as to reach a predetermined depth.

続いて、第1図Eの如く、予定の上下分離領域(26)の
上側拡散領域(24)、予定のベース領域(27)および予
定の拡散抵抗(34)と対応する前記シリコン酸化膜(4
0)に不純物の導入孔(41),(42),(43)を形成す
る工程がある。
Subsequently, as shown in FIG. 1E, the upper diffusion region (24) of the planned upper and lower isolation regions (26), the planned base region (27), and the planned diffusion resistance (34) correspond to the silicon oxide film (4).
There is a step of forming the introduction holes (41), (42) and (43) of the impurity in (0).

ここではポジ型レジスト膜をマスクとし、ドライエッチ
ングによって形成する。この後、エピタキシャル層(2
2)の露出している領域をダミー酸化して、ダミー酸化
膜を形成する。このダミー酸化膜は、後のイオン注入工
程によるエピタキシャル層(22)のダメージを減少し、
また注入されるイオンをランダムに分散して均一にする
ために用いる。
Here, the positive resist film is used as a mask and is formed by dry etching. After this, the epitaxial layer (2
The exposed area of 2) is dummy-oxidized to form a dummy oxide film. This dummy oxide film reduces damage to the epitaxial layer (22) due to the subsequent ion implantation step,
It is also used to randomly disperse the implanted ions to make them uniform.

続いて、第1図Fの如く前記予定のベース領域および拡
散抵抗(27),(34)上の前記導入孔(42),(43)に
マスク(44)を設け、不純物を拡散して前記上側拡散領
域(24)を形成する。
Subsequently, as shown in FIG. 1F, a mask (44) is provided in the predetermined base region and the introduction holes (42) and (43) on the diffusion resistors (27) and (34) to diffuse impurities and An upper diffusion region (24) is formed.

ここでは注入イオンのブロックが可能なレジスト膜、い
わゆるマスク(44)を全面に被覆した後、前記上側拡散
領域(24)に対応するマスク(44)を除去し、P型の不
純物であるポロンを所定条件で注入し、上側拡散領域
(24)を形成する。
Here, after covering the entire surface with a resist film capable of blocking implantation ions, that is, a so-called mask (44), the mask (44) corresponding to the upper diffusion region (24) is removed, and a P-type impurity of poron is removed. Implantation is performed under predetermined conditions to form the upper diffusion region (24).

本工程では、図の如くマスク(44)の開口部をシリコン
酸化膜(40)の導入孔(41)より大きく形成しても、こ
のシリコン酸化膜(40)がマスクとして働くので前記導
入孔(41)と前記上側拡散領域(24)の形成位置が一致
することを示している。
In this step, even if the opening of the mask (44) is formed larger than the introduction hole (41) of the silicon oxide film (40) as shown in the figure, since the silicon oxide film (40) acts as a mask, the introduction hole ( 41) and the upper diffusion region (24) are formed at the same position.

その後、前記マスク(44)の除去、所定の熱処理を行な
い、前記上側拡散領域(24)を下側拡散領域(25)へ第
1図Gの如く到達させる。
After that, the mask (44) is removed and a predetermined heat treatment is performed so that the upper diffusion region (24) reaches the lower diffusion region (25) as shown in FIG. 1G.

続いて、第1図Gの如く前記全ての導入孔(41),(4
2),(43)から不純物を拡散して前記ベース領域(2
7)および拡散抵抗領域(35)を形成する工程がある。
Then, as shown in FIG. 1G, all of the introduction holes (41), (4
Impurities are diffused from (2) and (43) to form the base region (2
7) and the step of forming the diffusion resistance region (35).

ここでは、前工程でマスク(44)が全て除去され、前記
上側拡散領域(24)、ベース領域(27)および拡散抵抗
領域(35)の導入孔(41),(42),(43)が露出され
る。この状態でボロン(B)をイオン注入する。
Here, the mask (44) is all removed in the previous step, and the introduction holes (41), (42), (43) of the upper diffusion region (24), the base region (27) and the diffusion resistance region (35) are removed. Exposed. In this state, boron (B) is ion-implanted.

従ってベース領域(27)が形成され、同時に拡散抵抗領
域(35)が形成される。しかも同時に上側拡散領域(2
4)に再度不純物が拡散される。
Therefore, the base region (27) is formed, and at the same time, the diffusion resistance region (35) is formed. At the same time, the upper diffusion area (2
Impurities are diffused again in 4).

第1図Fの如く、ベース領域(27)の導入孔(42)およ
び拡散抵抗領域(35)にマスクを設けるだけで、分離領
域(26)の形成位置は、前記分離領域(26)の導入孔
(41)で決定できる。またベース領域(27)は、第1図
Gの如く、マスクを設ける工程を用いないで、予め形成
したベース領域(27)の導入孔(42)で決定している。
従ってマスクの形成ずれやベース領域の導入孔のずれに
よる心配は全く不要となる。第1図Eの如く、一端精度
良く導入孔(41),(42),(43)が形成されれば、こ
の精度で夫々の拡散領域(24),(27),(35)の形成
位置が実現できる。
As shown in FIG. 1F, the formation position of the separation region (26) is determined by simply providing a mask in the introduction hole (42) and the diffusion resistance region (35) of the base region (27). It can be determined by the hole (41). Further, as shown in FIG. 1G, the base region (27) is determined by the introduction hole (42) of the base region (27) formed in advance without using the step of providing the mask.
Therefore, there is no need to worry about misalignment of mask formation or misalignment of the introduction hole in the base region. As shown in FIG. 1E, once the introduction holes (41), (42) and (43) are formed with high precision, the formation positions of the diffusion regions (24), (27) and (35) with this precision are formed. Can be realized.

しかもイオン注入で形成しているので、熱拡散と比べ夫
々の拡散領域の横方向への広がりを最小限にすることが
できる。またベース領域(27)の拡散深さを従来のそれ
より浅くすることで更に横方向への広がりを防止でき
る。
Moreover, since the ion diffusion is performed by ion implantation, the lateral spread of each diffusion region can be minimized as compared with thermal diffusion. Further, by making the diffusion depth of the base region (27) shallower than that of the conventional one, it is possible to prevent further spread in the lateral direction.

第1図Gの工程では、マスクを形成せずに拡散していた
が、本願の分離領域(26)上の導入孔(41)にマスクを
設け、その後不純物を拡散してベース領域(27)を拡散
しても良い。
In the step of FIG. 1G, the diffusion was performed without forming the mask, but the mask is provided in the introduction hole (41) on the isolation region (26) of the present application, and then impurities are diffused to form the base region (27). May be diffused.

第1図Fで説明した様に、ベース領域(27)および拡散
抵抗(34)と対応するマスクの開口部を、前記導入孔
(42),(43)よりやや大きくするだけで、精度良くベ
ース領域(27)および拡散抵抗(34)を決定できる。こ
こではマスクによって余剰な不純物が分離領域(24)へ
注入されるのを防止できる。
As described with reference to FIG. 1F, the opening of the mask corresponding to the base region (27) and the diffusion resistance (34) is made slightly larger than the introduction holes (42) and (43), and the base is accurately measured. The area (27) and the diffusion resistance (34) can be determined. Here, the mask can prevent excessive impurities from being implanted into the isolation region (24).

続いて第1図Hの如く、ベース領域(27)内に形成予定
のベースコンタクト領域(45)に対応する領域と分離領
域(26)および拡散抵抗領域(35)のコンタクト領域
(36)上が開孔されるように、マスクとなるホトレジス
ト膜(46)を形成する工程がある。
Subsequently, as shown in FIG. 1H, the region corresponding to the base contact region (45) to be formed in the base region (27), the isolation region (26), and the contact region (36) of the diffusion resistance region (35) are formed. There is a step of forming a photoresist film (46) serving as a mask so as to be opened.

その後、ボロン(B)をイオン注入する工程がある。Then, there is a step of implanting boron (B) ions.

続いて第1図Iの如く、前記ホトレジスト膜(46)、シ
リコン酸化膜(40)を除去した後、エピタキシャル層
(22)表面上の絶縁膜を全面に渡り実質的に同一にする
工程がある。
Subsequently, as shown in FIG. 1I, there is a step of removing the photoresist film (46) and the silicon oxide film (40) and then making the insulating film on the surface of the epitaxial layer (22) substantially the same over the entire surface. .

本工程は本発明の特徴とする工程であり、後述するコレ
クタ孔(48)、ベース孔(49)およびエミッタ孔(50)
を開孔する工程前において、前記絶縁膜が実質的に同一
膜厚になるように形成すると、コレクタ孔(48)、ベー
ス孔(49)およびエミッタ孔(50)は同時にエッチング
を終了することができる。
This step is a step which is a feature of the present invention, and a collector hole (48), a base hole (49) and an emitter hole (50) which will be described later.
If the insulating film is formed to have substantially the same film thickness before the step of opening the holes, the collector hole (48), the base hole (49), and the emitter hole (50) may end the etching at the same time. it can.

これは、例えばドライエッチングの場合、第1図Hで示
したシリコン酸化膜であると、予定のエミッタ領域(2
8)上のシリコン酸化膜は、予定のコレクタコンタクト
領域(51)上のシリコン酸化膜より薄いため、コレクタ
コンタクト領域(51)の導入孔が完全に開くまでには、
エミッタ領域(28)となるエピタキシャル層がエッチン
グされてしまう。そのために、前述の如く、シリコン酸
化膜を形成し直し、実質的に膜厚差を無くしてエミッタ
領域(28)のエピタキシャル層のエッチングを防止して
いる。
This is because, for example, in the case of dry etching, if the silicon oxide film shown in FIG.
Since the silicon oxide film on 8) is thinner than the silicon oxide film on the planned collector contact region (51), it is necessary to completely open the introduction hole of the collector contact region (51).
The epitaxial layer that will become the emitter region (28) is etched. Therefore, as described above, the silicon oxide film is re-formed to substantially eliminate the film thickness difference and prevent the epitaxial layer in the emitter region (28) from being etched.

方法としては前記ホトレジスト膜(46)を除去した後、
湿式でシリコン酸化膜(40)のみを実質的に全て除去
し、再度シリコン酸化膜(ここでは熱酸化膜(37)と、
ゲッタリングのためのノンドープとリンドープの2層構
造のCVD法によるSiO2膜とより成っている。ただしCVD膜
はリンドープだけでも良い。)を付け直す方法がある。
As a method, after removing the photoresist film (46),
Substantially all of the silicon oxide film (40) is removed by a wet process, and the silicon oxide film (here, the thermal oxide film (37),
It is composed of a non-doped and phosphorus-doped two-layer structure SiO 2 film by the CVD method for gettering. However, the CVD film may be only phosphorus-doped. ) There is a method of reattaching.

従って、シリコンをエッチングしない湿式のエッチング
液でエッチングしても同時に終るのでエミッタ孔(50)
を大きくすることがない。またシリコンもエッチングし
てしまうようなドライエッチングでも、同時に終るので
エミッタ領域(28)となるシリコンのエッチングが無く
なり、特性の歩留りを向上させることができる。しかも
熱酸化膜(37)がエピタキシャル層(22)とCVD法によS
iO2膜(38),(39)との間に形成され、エピタキシャ
ル層は外部からの汚染を防止できるので、この熱酸化膜
(37)とエピタキシャル層(22)が化学的に結合されて
いる。従ってトランジスタを構成した際、この熱酸化膜
(37)の形成はエピタキシャル層(22)表面のリーク電
流の発生を防止できる。更に第1図Iに示す如く、ネガ
型のホトレジスト膜を使って、MOS容量素子(30)の予
定の誘電体薄膜(32)が形成されるシリコン酸化膜(3
7),(38),(39)を除去し、誘電体薄膜(32)を形
成する工程がある。ここでこのシリコン酸化膜は、ウェ
ットエッチングにより開口され、全面に数百Åのシリコ
ン窒化膜(32)が形成される。そしてケミカルドライエ
ッチングによって図の如くエッチングされる。
Therefore, even if etching is performed with a wet etching solution that does not etch silicon, the etching will end at the same time.
Does not increase. Further, since the dry etching that also etches silicon is finished at the same time, the etching of the silicon that becomes the emitter region (28) is eliminated, and the yield of characteristics can be improved. Moreover, the thermal oxide film (37) and the epitaxial layer (22) are deposited by the CVD method.
Formed between the iO 2 films (38) and (39), the epitaxial layer can prevent contamination from the outside, so that the thermal oxide film (37) and the epitaxial layer (22) are chemically bonded. . Therefore, when forming the transistor, the formation of the thermal oxide film (37) can prevent the generation of leak current on the surface of the epitaxial layer (22). Further, as shown in FIG. 1I, a negative photoresist film is used to form a silicon oxide film (3) on which a dielectric thin film (32) intended for a MOS capacitor element (30) is formed.
There is a step of removing 7), (38) and (39) to form a dielectric thin film (32). Here, this silicon oxide film is opened by wet etching, and several hundred liters of silicon nitride film (32) is formed on the entire surface. Then, chemical dry etching is performed as shown in the figure.

最後に、全面にホトレジスト膜を形成し、異方性エッチ
ングによって、予定のエミッタ領域(28)、予定のコレ
クタコンタクト領域(51)、予定の下層電極(31)のコ
ンタクト領域(52)、拡散抵抗領域(35)のコンタクト
領域(36)上のシリコン酸化膜(37),(38),(39)
を除去し、コレクタ孔(48)、ベース孔(49)、エミッ
タ孔(50)およびMOS容量素子(30)と拡散抵抗(34)
のコンタクト孔(52),(36)を形成する。そして前記
ホトレジスト膜を除去した後、再度予定のエミッタ領域
(28)、予定のコレクタコンタクト領域(51)および前
記下層電極領域(31)のコンタクト領域(52)に対応す
るエピタキシャル層が露出する様に、ホトレジスト膜を
形成する。
Finally, a photoresist film is formed on the entire surface, and by anisotropic etching, a planned emitter region (28), a planned collector contact region (51), a planned lower layer electrode (31) contact region (52), and a diffusion resistance. Silicon oxide films (37), (38), (39) on the contact region (36) of the region (35)
Removed, collector hole (48), base hole (49), emitter hole (50), MOS capacitor element (30) and diffusion resistance (34)
Contact holes (52) and (36) are formed. Then, after removing the photoresist film, the epitaxial layer corresponding to the intended emitter region (28), the intended collector contact region (51) and the contact region (52) of the lower electrode region (31) is exposed again. Forming a photoresist film.

そしてこのホトレジスト膜をマスクとして、ヒ素(As)
をイオン注入し、エミッタ領域(28)、コレクタコンタ
クト領域(51)および下層電極領域(31)のコンタクト
領域(52)を形成する。
Then, using this photoresist film as a mask, arsenic (As)
Are ion-implanted to form a contact region (52) of the emitter region (28), the collector contact region (51) and the lower electrode region (31).

そして前記レジスト膜を除去し、熱処理をしてエミッタ
領域(28)を下方拡散した後、ライトエッチングをして
第1図Jの如くアルミニウム電極を形成している。
Then, the resist film is removed, heat treatment is performed to diffuse the emitter region (28) downward, and then light etching is performed to form an aluminum electrode as shown in FIG. 1J.

(ト)発明の効果 以上の説明からも明らかな如く、エピタキシャル層表面
に、熱酸化膜、ノンドープのシリコン酸化膜およびリン
ドープのシリコン酸化膜の3層構造の膜を付け直すこと
で、エピタキシャル層表面全体に実質的に同一膜厚のSi
O2膜を形成される。従って湿式やドライエッチングでエ
ミッタ領域やコレクタコンタクト領域に対応するシリコ
ン酸化膜をエッチングしても、実質的に同時に終了する
ので、エピタキシャル層のエッチングや開孔部の拡大化
を防止できる。
(G) Effect of the Invention As is apparent from the above description, the surface of the epitaxial layer is re-attached by reattaching the film of the three-layer structure of the thermal oxide film, the non-doped silicon oxide film, and the phosphorus-doped silicon oxide film. Si with substantially the same film thickness as a whole
An O 2 film is formed. Therefore, even if the silicon oxide film corresponding to the emitter region or the collector contact region is etched by wet or dry etching, the etching is completed substantially at the same time, so that the etching of the epitaxial layer and the enlargement of the opening can be prevented.

しかも熱酸化膜が形成されているので外部からの汚染を
無くせ、トランジスタを形成した場合、リーク電流の発
生を防止できる。
Moreover, since the thermal oxide film is formed, contamination from the outside can be eliminated, and when a transistor is formed, the generation of leak current can be prevented.

以上、一度に導入孔を形成する方法を採用することで、
分離領域とベース領域の間の占有面積を小さくでき、ト
ランジスタサイズを縮小化でき、しかもエミッタ領域の
エッチングやリーク電流の発生を防止できるので、より
安定したトランジスタを提供できる。
As described above, by adopting the method of forming the introduction hole at a time,
The occupied area between the isolation region and the base region can be reduced, the transistor size can be reduced, and etching of the emitter region and generation of leakage current can be prevented, so that a more stable transistor can be provided.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図A乃至第1図Jは、本発明の半導体集積回路の製
造方法を示す断面図、第2図は従来の半導体集積回路の
断面図である。
1A to 1J are sectional views showing a method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to the present invention, and FIG. 2 is a sectional view of a conventional semiconductor integrated circuit.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】形成予定の分離領域の下側の分離領域に対
応する部分に一導電型の不純物がドープされた同導電型
の半導体基板に逆導電型のエピタキシャル層を形成する
工程と、 前記エピタキシャル層を熱処理し、前記下側の分離領域
の不純物を前記エピタキシャル層の厚みの半分以上を占
めるように拡散し、この工程を利用して前記エピタキシ
ャル層に設けられた酸化膜を成長させる、または別途シ
リコン酸化膜またはシリコン窒化膜を付け直す工程によ
り、第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記エピタキシャル層上に形成される前記第1の絶縁膜
において、予定のベース領域と予定の上側の分離領域に
対応する前記絶縁膜に不純物の導入口を同時に形成する
工程と、 前記予定の上側の分離領域および前記予定のベース領域
の導入口から選択し、予定の上側の分離領域および予定
のベース領域に不純物をイオン注入する工程と、 前記第1の絶縁膜を全面に渡り除去し、改めて実質全体
の膜厚が全面に渡り均一となるように、前記エピタキシ
ャル層上にシリコン酸化膜よりなる第2の絶縁膜を形成
する工程と、 前記第2の絶縁膜の一部を除去して、前記エピタキシャ
ル層を露出したコレクタ孔、前記ベース領域を露出した
ベース孔およびエミッタ孔を形成する工程と、 前記エミッタ孔を介して前記ベース領域に不純物を導入
し、エミッタ領域を拡散する工程と、 前記コレクタ領域、前記ベース領域および前記エミッタ
領域とオーミックコンタクトするコレクタ電極、ベース
電極およびエミッタ電極を前記コレクタ孔、ベース孔お
よびエミッタ孔を介して形成する工程とを少なくとも備
えることを特徴とした半導体集積回路の製造方法。
1. A step of forming an epitaxial layer of opposite conductivity type on a semiconductor substrate of the same conductivity type in which an impurity of one conductivity type is doped in a portion corresponding to the isolation region below the isolation region to be formed, Heat-treating the epitaxial layer to diffuse impurities in the lower isolation region so as to occupy more than half of the thickness of the epitaxial layer, and use this step to grow an oxide film provided in the epitaxial layer, or A step of forming a first insulating film by a step of reattaching a silicon oxide film or a silicon nitride film separately, and a step of forming a first insulating film on the epitaxial layer, A step of simultaneously forming an impurity introduction port in the insulating film corresponding to the isolation region, and selecting from the planned upper isolation region and the planned base region introduction port. Then, a step of ion-implanting impurities into the planned upper isolation region and the planned base region, and removing the first insulating film over the entire surface, so that the substantially entire film thickness is made uniform over the entire surface. Forming a second insulating film made of a silicon oxide film on the epitaxial layer; removing a part of the second insulating film to expose the collector hole exposing the epitaxial layer and the base region. Forming the base hole and the emitter hole, introducing impurities into the base region through the emitter hole and diffusing the emitter region, and making ohmic contact with the collector region, the base region and the emitter region. And a step of forming a collector electrode, a base electrode and an emitter electrode through the collector hole, the base hole and the emitter hole. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit, comprising.
【請求項2】前記第1の絶縁膜を除去し、実質全体の膜
厚が全面に渡り均一となるように、前記第2の絶縁膜を
形成する工程において、前記第2の絶縁膜は、熱酸化
膜、CVD法によるノンドープのシリコン酸化膜およびCVD
法によるリンドープのシリコン酸化膜よりなることを特
徴とする請求項1記載の半導体集積回路の製造方法。
2. In the step of removing the first insulating film and forming the second insulating film so that the film thickness is substantially uniform over the entire surface, the second insulating film is formed. Thermal oxide film, non-doped silicon oxide film by CVD method and CVD
2. The method for manufacturing a semiconductor integrated circuit according to claim 1, wherein the method comprises a phosphorus-doped silicon oxide film formed by the method.
【請求項3】前記第1の絶縁膜を除去し、実質全体の膜
厚が全面に渡り均一となるように、前記第2の絶縁膜を
形成する工程において、前記第2の絶縁膜は、熱酸化膜
およびCVD法によるリンドープのシリコン酸化膜より成
ることを特徴とした請求項1記載の半導体集積回路装置
の製造方法。
3. In the step of removing the first insulating film and forming the second insulating film so that the film thickness of the substantially entire surface becomes uniform over the entire surface, the second insulating film comprises: 2. The method of manufacturing a semiconductor integrated circuit device according to claim 1, comprising a thermal oxide film and a phosphorus-doped silicon oxide film formed by a CVD method.
【請求項4】前記予定のベース領域に不純物を導入する
工程において、前記分離領域上の前記導入孔にマスクを
設けて不純物を拡散することを特徴とした請求項1記載
の半導体集積回路装置の製造方法。
4. The semiconductor integrated circuit device according to claim 1, wherein in the step of introducing the impurity into the predetermined base region, a mask is provided in the introduction hole on the isolation region to diffuse the impurity. Production method.
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