JPS58169932A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS58169932A JPS58169932A JP5208982A JP5208982A JPS58169932A JP S58169932 A JPS58169932 A JP S58169932A JP 5208982 A JP5208982 A JP 5208982A JP 5208982 A JP5208982 A JP 5208982A JP S58169932 A JPS58169932 A JP S58169932A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/70—Manufacture 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
- H01L21/71—Manufacture of specific parts of devices defined in group H01L21/70
- H01L21/76—Making of isolation regions between components
- H01L21/763—Polycrystalline semiconductor regions
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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- General Physics & Mathematics (AREA)
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- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Element Separation (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(a) 発明の技、術分野
本究明は半導体装置の製造方法、特にバイポーラ大観模
絹積回路等の素子分離技術ならひにJレフタ分離領域形
成のための溝等のエツチング方法に関する。
絹積回路等の素子分離技術ならひにJレフタ分離領域形
成のための溝等のエツチング方法に関する。
(b) 技術の背景
情報処理装置のコストパフォーマンスの一層の向上はこ
れに使用される半導体装IKかかっていると目され、論
理素子の高速化、低消**力化、記憶素子の大容量化が
強力に推進されている。
れに使用される半導体装IKかかっていると目され、論
理素子の高速化、低消**力化、記憶素子の大容量化が
強力に推進されている。
バイポーラ大規模集積回路(Jソ下LSIという)につ
いても、集積規模、回路の動作速度及び消費電力の低下
勢について急速な向上が重ねらtlでいるが、これはプ
ロセス技術と回路技術の総合的な速歩によって達成され
たものである。
いても、集積規模、回路の動作速度及び消費電力の低下
勢について急速な向上が重ねらtlでいるが、これはプ
ロセス技術と回路技術の総合的な速歩によって達成され
たものである。
バイポーラ集積回路における素子分離技術のLSIに利
る進歩は、そのプロセス技術の進歩の中で大きい比重を
占めてお)集a度の向上と特性改善の両面に寄与してい
る。
る進歩は、そのプロセス技術の進歩の中で大きい比重を
占めてお)集a度の向上と特性改善の両面に寄与してい
る。
(c) 従来技術と問題点
素子分離技術として集積回路の誕生のとき以来用いられ
た接合分離方式では逆バイアスされたpn綺合には大き
な寄生容量が発生するのに対し、酸化膜障壁で必要な分
離を施すことKよって寄生容量を大幅に軽減し、かつ、
素子分離領域を大幅に減少するアイソル−ナ(Isop
lanar)法等が提供さね、更に第1図に断面図を示
すl0P(Isola −tlon with 0xi
de and Po1ya目1con)もしくはVIP
(V−groove Iaolatlon )oly
crystal backfill)と呼ばれる素子分
離法が既にバイポーラメモリLSIに実用化され−てい
る。
た接合分離方式では逆バイアスされたpn綺合には大き
な寄生容量が発生するのに対し、酸化膜障壁で必要な分
離を施すことKよって寄生容量を大幅に軽減し、かつ、
素子分離領域を大幅に減少するアイソル−ナ(Isop
lanar)法等が提供さね、更に第1図に断面図を示
すl0P(Isola −tlon with 0xi
de and Po1ya目1con)もしくはVIP
(V−groove Iaolatlon )oly
crystal backfill)と呼ばれる素子分
離法が既にバイポーラメモリLSIに実用化され−てい
る。
第1図において、lはp−8i基板であって、表面の面
指数は(100)である。2はn−埋込層、3tfp+
−チャネルカット層、4はn−エピタキシャル成長M、
5はSiO,M[を示す。素子分離領域A及びコレクタ
分離領域Bは、水酸化カリウム(K OH)溶液による
異方性エツチングによシ形成されたVIHClSin、
膜6を形成し、多結晶Si7を充填してその表面にSi
n、膜8を形成するととKよって形成される。
指数は(100)である。2はn−埋込層、3tfp+
−チャネルカット層、4はn−エピタキシャル成長M、
5はSiO,M[を示す。素子分離領域A及びコレクタ
分離領域Bは、水酸化カリウム(K OH)溶液による
異方性エツチングによシ形成されたVIHClSin、
膜6を形成し、多結晶Si7を充填してその表面にSi
n、膜8を形成するととKよって形成される。
しかしながらこのV溝IOP法にょる集子分離において
は、素子分離領域B4D@が、エピタキシャル成長層4
の厚さなどの深さ方向−の条件によって制限される丸め
に、LSIの集積度向上に限界がある。
は、素子分離領域B4D@が、エピタキシャル成長層4
の厚さなどの深さ方向−の条件によって制限される丸め
に、LSIの集積度向上に限界がある。
この問題を解決するために前記■溝IOP法を拡張し、
素子分離溝を81の反応性スパッタエツチングによって
U字状に形成する方法が最近提案されている。既に知ら
れているとのU溝を形成する反応性スパッタエツチング
法は四塩化災素(CC4+もしくはCCj、に例えば2
0〔チ〕程度の酸素(Ol)を添加した混合気体をエッ
チャントとするものである。。
素子分離溝を81の反応性スパッタエツチングによって
U字状に形成する方法が最近提案されている。既に知ら
れているとのU溝を形成する反応性スパッタエツチング
法は四塩化災素(CC4+もしくはCCj、に例えば2
0〔チ〕程度の酸素(Ol)を添加した混合気体をエッ
チャントとするものである。。
しかしながら、CCl4もしくはO6を添加したCCJ
、tエッチャントとする反応性スパッタエツチング法は
下記の問題点を伴っている。
、tエッチャントとする反応性スパッタエツチング法は
下記の問題点を伴っている。
すなわち、第2図の′#T面図に示す如<、p−’81
基板1IKn+−堀込層12、n−エピタキシャル成長
層ta、sto、膜14及びSi、N4膜15を設けて
U溝を前記エツチング法によって形成するならば、不純
物濃度の高い箇込層12においてサイドエツチングを生
じ、溝の形状は図示の如くアンダーカットされて、その
後の製造工程の障害となり、LSIの特性、信頼性を低
下させる。
基板1IKn+−堀込層12、n−エピタキシャル成長
層ta、sto、膜14及びSi、N4膜15を設けて
U溝を前記エツチング法によって形成するならば、不純
物濃度の高い箇込層12においてサイドエツチングを生
じ、溝の形状は図示の如くアンダーカットされて、その
後の製造工程の障害となり、LSIの特性、信頼性を低
下させる。
なお、v#ll0P法においては、素子分離領域と同時
にコレクタ分離領域を形成することが可能であるが、従
来知られているU@IOP法においては、コレクタ分離
領域と素子分離領域とを全く同一工程で形成することは
できない。
にコレクタ分離領域を形成することが可能であるが、従
来知られているU@IOP法においては、コレクタ分離
領域と素子分離領域とを全く同一工程で形成することは
できない。
(d) 発明の目的
本発明は、バイポーラLSI等に用いる畠不糾物lII
#の埋込層を廟するシリコン基体に前記の如きアンダー
カットを生ぜず、かつコレクタ分離領域の形成を素子分
離領域の形成に結合するに適した溝状エツチング法を提
供することを目的とする。
#の埋込層を廟するシリコン基体に前記の如きアンダー
カットを生ぜず、かつコレクタ分離領域の形成を素子分
離領域の形成に結合するに適した溝状エツチング法を提
供することを目的とする。
(e) 発明の構成
本発明の前記目的は、第1の導電型を有する半導体基板
と前記半導体基板上に形成された第2導電型を有する半
導体層と、前記半導体基板と半導体層との間に配設され
たあ1導電型埋込層とを有する半導体基体に1前記半導
体層の表面から前記埋込層近傍に到達する深さに選択的
に不純物を導入し、次いで前記不純物が導体された領域
をエツチング紅去して溝を形成し、次いで紡記溝のうち
選択された領域を更にエツチング処理して前記半導体層
の弐血から前記半導体基板に到達する深さの溝を形成シ
1、次いで前記溝内に絶縁膜を形成する工程を1する製
造方法によって達成される。
と前記半導体基板上に形成された第2導電型を有する半
導体層と、前記半導体基板と半導体層との間に配設され
たあ1導電型埋込層とを有する半導体基体に1前記半導
体層の表面から前記埋込層近傍に到達する深さに選択的
に不純物を導入し、次いで前記不純物が導体された領域
をエツチング紅去して溝を形成し、次いで紡記溝のうち
選択された領域を更にエツチング処理して前記半導体層
の弐血から前記半導体基板に到達する深さの溝を形成シ
1、次いで前記溝内に絶縁膜を形成する工程を1する製
造方法によって達成される。
(f) 発明の実施例 ゛
以1本発明を冥施例によシ、図面を参照して具体的に政
明する。、“ 第3図(alh至(e)は本発明の一実施例を丞す断面
図である。
明する。、“ 第3図(alh至(e)は本発明の一実施例を丞す断面
図である。
縞3図(a)に示す如く、p−8i基板21Kn”jm
込層22、n−”−xピタキシャル成長層23.810
゜11124、窒化シリコン(S i IN4 )膜2
5及び燐珪酸ガラス(以下PSGという)膜26を形成
する。
込層22、n−”−xピタキシャル成長層23.810
゜11124、窒化シリコン(S i IN4 )膜2
5及び燐珪酸ガラス(以下PSGという)膜26を形成
する。
PS(426上にレジスト27を一塗布し、リングラフ
ィ法によって素子分離領域及びコレクタ分離領域とする
位置のレジストを除去し、これをマスクとし”rPsG
M26、Si、N、膜25及びSiO。
ィ法によって素子分離領域及びコレクタ分離領域とする
位置のレジストを除去し、これをマスクとし”rPsG
M26、Si、N、膜25及びSiO。
1124をエツチングする。
しかる後に蜘や)等のn型不純峻を5X10’“cIL
” 程度のドース量でイオン注入法によって、図中に破
線で示す如く、素子分離領域及びコレクタ分離領域を形
成するn−エピタキシャル成長層23に導入する。不純
物の導入深さFin+−jl込層に通してはならず、コ
レクタ分離領域の深さ程度とする。
” 程度のドース量でイオン注入法によって、図中に破
線で示す如く、素子分離領域及びコレクタ分離領域を形
成するn−エピタキシャル成長層23に導入する。不純
物の導入深さFin+−jl込層に通してはならず、コ
レクタ分離領域の深さ程度とする。
素子分離のみを行なう場合にはn−理込簀に達しない範
囲で、できるだけ深くするが、との場合の不純物イオン
の加速エネルギは例えば300(KeV程度とする。
囲で、できるだけ深くするが、との場合の不純物イオン
の加速エネルギは例えば300(KeV程度とする。
このようにして、第3図(b)に示す如く、小軸物濃度
が例えば10”cm ’程度のn+領域28及び29を
形成する。
が例えば10”cm ’程度のn+領域28及び29を
形成する。
しかる後に例えば硝酸(HNO,):弗酸(HF)=1
00: 1ないしは500:1程度の溶液をエッチャン
トとするエツチングを行なう0このエッチャントに対し
ては、n+領域28及び29は、n−エピタキシャル層
23に比較して10倍程度の被エツチングレートを有し
、#E3図(e)に示すμr+(n”領域28及び29
s分が訣〕とられた形状にエツチングが進行する。
00: 1ないしは500:1程度の溶液をエッチャン
トとするエツチングを行なう0このエッチャントに対し
ては、n+領域28及び29は、n−エピタキシャル層
23に比較して10倍程度の被エツチングレートを有し
、#E3図(e)に示すμr+(n”領域28及び29
s分が訣〕とられた形状にエツチングが進行する。
n領域2B及び29が除去され溝30及び31が形成妊
れるのを待りてエツチングを停止1 、Sin。
れるのを待りてエツチングを停止1 、Sin。
もしくはPSG膜を化学気相成長法によって形成し、素
子分離領域のための溝及びその近傍の当該層を選択的に
除去することによってマスク32を設ける。
子分離領域のための溝及びその近傍の当該層を選択的に
除去することによってマスク32を設ける。
続いて第3図(d)K示す如く、反応性スパッタエ1
ツチングを行なう。すなわち前記基体を反応性スパ
ッタエツチング室内の高周波電圧印加電惨上に配fll
i+1、CCI* 100(ce/1m−1、に対しB
CJI50乃至100 (c e/1111)、程度の
流量比、例えば70[ec/m”lの流i比で圧力0.
1(Torr)程fflに混合気体を導入し、500〔
w〕乃至1(kw)程度、例えば約650〔w〕の高周
波電力を印加することによって、溝30をn−埋込層2
2を貫通する深さの$30’とする。
ツチングを行なう。すなわち前記基体を反応性スパ
ッタエツチング室内の高周波電圧印加電惨上に配fll
i+1、CCI* 100(ce/1m−1、に対しB
CJI50乃至100 (c e/1111)、程度の
流量比、例えば70[ec/m”lの流i比で圧力0.
1(Torr)程fflに混合気体を導入し、500〔
w〕乃至1(kw)程度、例えば約650〔w〕の高周
波電力を印加することによって、溝30をn−埋込層2
2を貫通する深さの$30’とする。
次に第3図(elに示す如<*aσの底面に硼素[有]
)入する。
)入する。
その後にマスク32及びPSG層26を除去し、溝3σ
及び31のエツチング面の酸化を行なって、S10.膜
34を厚さ300nm@度に形成する。しかる俵に溝3
σ及び31内に多結晶5i35を減圧CVD法によって
充填し、更に多結晶8135の表面を酸化してS10.
膜36を形成し、5isN4膜25を除去することによ
って、拡張されたIOP法による素子分離領域及びコレ
クタ分離領域が形成される。
及び31のエツチング面の酸化を行なって、S10.膜
34を厚さ300nm@度に形成する。しかる俵に溝3
σ及び31内に多結晶5i35を減圧CVD法によって
充填し、更に多結晶8135の表面を酸化してS10.
膜36を形成し、5isN4膜25を除去することによ
って、拡張されたIOP法による素子分離領域及びコレ
クタ分離領域が形成される。
第4図は本発明の他の実施例を示す断(2)図であり、
第3図(e)と同一符号は同一対象部分を示す。
第3図(e)と同一符号は同一対象部分を示す。
図に示す如く、本実施例においてFin 埋込層22
′は、素子分離領域を除外して、選択的に形成されてい
るが、この場合においても前記実施例と同様に本発明に
よる製造方法を実施することによって、良好な素子分離
領域及びコレクタ分離領域を形成することができる。
′は、素子分離領域を除外して、選択的に形成されてい
るが、この場合においても前記実施例と同様に本発明に
よる製造方法を実施することによって、良好な素子分離
領域及びコレクタ分離領域を形成することができる。
(,9) 発明の効果
本発明によれば、高不純物濃度の埋込層を有するシリコ
ン基体に、該埋込層に遜しない深さに、特にコレクタ分
離領域の深さに高不純物濃度領域を選択的に形成し、不
純物濃度差による選択的エツチングによって該高不純物
濃度領域を除来し、しかる後に素子分離領域のために、
CC1,とBCIsとの混合気体を用いる反応性スパッ
タエツチングにより、アンダーカットを生ずることなく
afm込層を貫通する溝を形成する。
ン基体に、該埋込層に遜しない深さに、特にコレクタ分
離領域の深さに高不純物濃度領域を選択的に形成し、不
純物濃度差による選択的エツチングによって該高不純物
濃度領域を除来し、しかる後に素子分離領域のために、
CC1,とBCIsとの混合気体を用いる反応性スパッ
タエツチングにより、アンダーカットを生ずることなく
afm込層を貫通する溝を形成する。
従来知られているV溝IOP法に比較して、素子分I1
1領域及びコレクタ分離領域幅を狭くし、或いは、埋込
層を非選択的に形成することを可能とし、また従来知ら
れているU@IOP法における高不純物11度の埋込層
におけるアンダーカットを排除し、艷にコレクタ分離領
域形成を合理的に結合する効果を有する。
1領域及びコレクタ分離領域幅を狭くし、或いは、埋込
層を非選択的に形成することを可能とし、また従来知ら
れているU@IOP法における高不純物11度の埋込層
におけるアンダーカットを排除し、艷にコレクタ分離領
域形成を合理的に結合する効果を有する。
第1図及び第2図は従来技術例を示す断面図、第3図(
aj乃至(e)及び第4図は本発明の夾り例を示す断面
図である。 図において、lはSt基板、2は埋込層、3はチャネル
カット層、4はエピタキシャル成長層、5は5ins膜
、6はSto、膜、7は多結晶Si鳩、8はSiO會展
、11はS量基板、・12は埋込鳩、13はエピタキシ
ャル成長層、21は81基板、22及び22IFi埋込
層、23はエピタキシャル成長層、24はStO,膜、
25はSi、N4M、 26tiPSG月−127はレ
ジスト層、28及び29はn+領領域30.3σ及び3
1は溝、32はiスフ、33はp+領斌、34は810
.J[,35は多結晶S1器、36はS壜O,aを示す
。 T)f4 −j’5 4−−イ I’Th/] ・ρ・
aj乃至(e)及び第4図は本発明の夾り例を示す断面
図である。 図において、lはSt基板、2は埋込層、3はチャネル
カット層、4はエピタキシャル成長層、5は5ins膜
、6はSto、膜、7は多結晶Si鳩、8はSiO會展
、11はS量基板、・12は埋込鳩、13はエピタキシ
ャル成長層、21は81基板、22及び22IFi埋込
層、23はエピタキシャル成長層、24はStO,膜、
25はSi、N4M、 26tiPSG月−127はレ
ジスト層、28及び29はn+領領域30.3σ及び3
1は溝、32はiスフ、33はp+領斌、34は810
.J[,35は多結晶S1器、36はS壜O,aを示す
。 T)f4 −j’5 4−−イ I’Th/] ・ρ・
Claims (1)
- 第1の導電型を有する半導体基板とJil記半導体基板
上に形成された第2導電型を有する半導体層とζ起生導
体基板と半導体層との間に配設さハだ第1導電型卯込層
とを有する半導体1体に、前配半祷体層の表面から前記
埋込層近傍に到贈する陳さに選択的に不純物を導入し、
次いで前it、不純物が導体された領シイをエツチング
除去して溝を形成17、次いで前記溝のうち選択された
領−を更にエツチング処理して前記半導体層の表面から
前記半導体ノ^板に到達する−さの溝を形成し、次いで
前記溝内に絶縁膜を形成する工程を有することを特徴と
する半導体装置の」7造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5208982A JPS58169932A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5208982A JPS58169932A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS58169932A true JPS58169932A (ja) | 1983-10-06 |
Family
ID=12905096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5208982A Pending JPS58169932A (ja) | 1982-03-30 | 1982-03-30 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS58169932A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0665215B2 (ja) * | 1983-12-22 | 1994-08-22 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコ−ポレ−テッド | デバイスの製造における無転移スロット分離のための方法 |
JPH0770511B2 (ja) * | 1983-12-22 | 1995-07-31 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコ−ポレ−テッド | 二酸化珪素への改良された選択性を有する単結晶シリコンのためのプラズマエッチングプロセス |
-
1982
- 1982-03-30 JP JP5208982A patent/JPS58169932A/ja active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0665215B2 (ja) * | 1983-12-22 | 1994-08-22 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコ−ポレ−テッド | デバイスの製造における無転移スロット分離のための方法 |
JPH0770511B2 (ja) * | 1983-12-22 | 1995-07-31 | アドバンスト・マイクロ・ディバイシズ・インコ−ポレ−テッド | 二酸化珪素への改良された選択性を有する単結晶シリコンのためのプラズマエッチングプロセス |
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