JPS58218137A - 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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JPS58218137A
JPS58218137A JP10094682A JP10094682A JPS58218137A JP S58218137 A JPS58218137 A JP S58218137A JP 10094682 A JP10094682 A JP 10094682A JP 10094682 A JP10094682 A JP 10094682A JP S58218137 A JPS58218137 A JP S58218137A
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film
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forming
mask
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Pending
Application number
JP10094682A
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English (en)
Inventor
Tadashi Kirisako
桐迫 正
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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
    • H01L21/76Making of isolation regions between components
    • H01L21/761PN junctions

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (AREA)
  • Electrodes Of Semiconductors (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。

Description

【発明の詳細な説明】 蛛) 発明の技術分野 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にバイポーラ
トランジスタからなる半導体集積回路(IC)の改良さ
れた製造方法に関する。
(b)  従来技術と問題点 周知のように、ICにおいては高速動作させるため高密
度化・高集積化されており、その製法としてセルファラ
イン(自己整合)方式が採られている。
このようなバイポーラトランジスタからなる工Cのエミ
ッタ領域を形成するまでの従来の製造工程順断面図を第
1図ないし第5図に示す。該工程順断面図にしたがって
1.製造工程を順次説明すると、先づ第1図に示すよう
VCP型シリコン(Sl)基板1面に高濃度のn型埋込
層2を形成し、その上面に高抵抗のn型エピタキシャル
層3を成長し、このエピタキシャル層3上に所定パター
ンの酸化シリコン(S:LO2)膜4を介した窒化シリ
コン(S:13N。
膜5f:形成する。図において、A部分は素子間分離帯
形成予定領域、B部分はトランジスタのコレクタコンタ
クト形成予定領域、C部分はベース形成予定領域である
次いで、第2図に示すように温度1000℃、2〜3時
間酸化処理して、膜厚8000Aの厚い5102膜6を
形成する二この時、Si3N4膜5がマスクとなって、
上記p、 、’ B 、Cの各部分には厚いS:lO2
膜は生成されないう次い□で、第8図に示すようにフォ
トレジスト膜(図=’、’、シていない)をマス、りと
□ して、素子間分離帯形成予定領域A Ic S 13 
N 4膜す上から硼素イオンを注入して、高濃度のp+
型層7を形成し、更に他のフォトレジ・ヌト膜(同じく
図示していない)をマスクとして、コレクタコンタクト
形成予定領域Bに5iaN4膜す上から燐イオンを注入
して、高濃度のn十型層8を形成する。次いで、第4図
に示すように高温度熱処理して、素子間分離帯領域9お
よびコレクタ、コンタクト領域10を同時に画定する。
次いで、513N4膜6および5102膜会を除去した
後、第す図に示すように、新しい5102膜11を素子
間分離帯領域9.コレクタコンタクト領域10およびベ
ース形成予定領域C上に診成し、以下ベース領域12.
エミッタ領域18を形成する。
以上の従来の製造方法は、素子間分離帯形成予定領域、
コレクタコンタクト形成予定領域、ヘース形成予定領域
、トよび抵抗素子形成予定領域(上記説明では省略して
いる)などを予めSi3N4膜5をマスクとし卆形成す
るセルファフィン方式の通称O8T構造と呼ばれるIC
形成の代表的製□ 111 法である。この製法に1部分的な改良もなされており、
例えば素子間分離帯領域とコレクタコンタクト領域を別
々に熱処理して画定する方法、あるいは素子間分離帯領
域上には厚いSin、膜を形成する方法などが提案され
ている。
ところで、この上うなO3T構造の製造方法においては
、Si3N4膜をパターンニングし、厚いSin、膜6
を生成して、各形成予定領域を分離させることが基本と
なっている。且つ各形成予定領域に不純物をイオン注入
する場合は、通常上記の製法のようにSi3N、膜上よ
りイオン注入する方法が用いられることが多い。一方、
素子間分離帯領域は上面に電極を設ける必要がないから
Si3N4膜を除去して、イオン注入することも可能で
、またそのようにして熱処理後に厚いSl、02膜を生
成すると配線容量を減少させることができ−る長所もあ
って、むしろ望ましいことである。(特願昭56−17
0524 参照)。マタ、ヘー ス領域ハs:i3N4
膜を除去した後、イオン注入を行っても、その熱処理温
度も低く、時間も短かいので、上面に生成される5i0
2膜が薄くて、表面の平坦化が余り害されずに電極形成
が容易で問題はない。
しかしながら、コレクタコンタクト領域はSi3N4膜
を除去してイオン注入すると、熱処理時間が長くて、温
度も高いため、上面に厚い5102膜が生成され、N、
極形成が困難となる。即ち厚いS:102膜に窓あけし
て、vl電極形成れば断線の恐れがあり、また表面の′
凹凸が激しくなる。
したがって、上記の製造方法および他の改良した製法に
おいてもコレクタコンタクト領域は5i31t+4膜を
除去せず、その主面から不純物のイオン注入がなされて
いる。ところが、5iaN4膜を介してイオン注入を行
えば、注入効率が悪い上にコレクタコンタクト領域のよ
うに高濃度に、ドーズ量を多くすれば、レジスト膜マス
クなど表面にダメージを与え易い。しかも、燐イオンは
硼素イオンなど他の不純物イオンと比べて深く注入され
にくく、したがって、無理な注入を行うことになってそ
の1悪影響が製造歩留と品質との両面に及んでいる。
([3)  発明の目的 本発明はこのような欠点を解消せしめて、コレクタコン
タクト領域を形成する場合に、レジスト膜マスクその他
の表面にダメージ(損傷)を与えることのない製造方法
を提案するもめである。
(d)  発明の構成 その目的は、シリコン基板上に成長したシリコンエピタ
キシャル層全面に好捷しくは5i02膜を介してSi3
N4膜を被着し、その上に第2のS:lO2等の絶縁物
膜を被着し、これをパターンニングして、素子間分離帯
形成予定領域、コレクタコンタクト形成予定領域、およ
びベース形成予定領域を窓あけし、次いで該第2の5i
02膜をマスクとして、素子間分離帯形成予定領域とコ
レクタコンタクト形成予定領域上のS+:13 N 4
膜および5in2膜を除去して、露出したシリコンエピ
タキシャル層に直接不純物をイオン注入し、素子間分離
帯領域およびコレクタコンタクト領域を形成する製造方
法によって達成することができる。
(e)  発明の実施例    :“ ・、11・?1 以下、図面を参照して−・−流側によって詳細に1、、 説明する。第6図ないし第15図は本発明にか\る製造
工程順断面図である。先づ、第6図に示すようにn生型
埋没層22を有するP型シリコン基板21上に高抵抗の
n型エピタキシャμ層28を形成する。こkで、埋没層
22は高濃度であるためエピタキシャル層成長中に多少
這い上り現象を生じ1図はそれを示している。且つ、エ
ピタキシャル層23上の全面に膜厚1ooo人の5i0
2膜24を介して、同じく膜厚1000人の513N4
膜25を形成し、更にその上に膜厚5000人の第2の
SiO,膜26を被着し、フォトプロセスによシレジス
゛ト膜マスク(図示していない)を用いて、第2の5j
−0,膜26をパターンニングして、素子間す蘭帯形成
予定領域E、コレクタコンタクト形成予定領域F、およ
びベース形成予定領域Gを窓あけする。この場合、第2
のSiO2膜26膜上6Si3N4膜25は化学気相成
長(CVD)法で被着させるが、5102膜2′4は熱
酸化して生成した膜で、この5xo2膜2養1盲Si3
N4膜25の緩衝層アあ1、x e II ’f V 
W’・1・;ヮ。よ1、□、□褌 することが目的である。
次いで、第7回に示すようにその上面にフォトプロセス
によって、フォトレジスト膜マスク27を形成し、これ
をパターンニングしてベース形成予定領域上を被覆し、
次いで、第8図に示すように、プレーナ型エツチング装
置でエツチングして素子間分離帯形成予定領域Eおよび
コレクタコン゛ タクト形成予定領域P゛の表面を覆っ
たSi3N4膜25を除去し、次いで弗酸溶液でエツチ
ングして膜厚1000人の5i02膜を除去して、上記
素子間分離帯形成予定領域Eとコレクタコンタクト形成
予定領域Fとのシリコン面を露出させる。この際、弗酸
エツチングにより第2の5102膜26はエツチングさ
れて薄くなるが、膜厚が厚いためなお残存し、ベース形
成予定領域はまだSi3N4膜25に被覆された状態に
ある。  。
次いで、第9図に示すように7オトグロセスによりフォ
トレジスト膜マスク28を形成し、素子間分離帯形成予
定領域Eのみシリコン面を露出させて、その上面より約
30にθVの低注入電圧で硼素イオンを注入し、高濃度
のp 型層29を形成する。次いで、第1O図に示すよ
うにフォトレジスト膜マスク28を除去し、約1000
℃の高温度で酸化処理して、素子間分離帯形成予定領域
Eおよびコレクタコンタクト形成予定領域F上に膜厚a
oooλ程度のS i、’02膜30を生成する。この
酸化処理は、繰り返し行われるマスク位置合わせのマー
クとして、′素子間分離帯領域のパターンを鮮明にする
ためであり、このように酸化処理すればシリコン面の酸
化生成によって段差が明らかとなる。しかし、素子間分
離帯領域を位置合わせマークとして利用する必要がなけ
れば、この酸化処理工程は必要がない。
次いで、第11図に示すように、再びフォトレジスト膜
マスク31を形成し、コレクタコンタクト形成予定領域
P゛のみシリコン面を露出させて、  −その面上の5
10Q膜29をエツチングして除去した後、上面から5
0KeV程度の低い注入電圧で燐イオンを注入し、高濃
度のn 型層82を形成する。(この場合、燐イオンの
注入はフォトレジスト膜マスク81を除去した後に行っ
てもよい。)次いで、フォトレジスト膜マスク31を除
去した後、第12図に示すように、1150℃の高温度
で2時間程度、酸化気流中で熱処理して、素子間分両帯
領域33およびコレクタコンタクト領域84を画定する
。且つ1図示のように、フォトレジスト膜マスク35を
再び形成して、ベース形成予定み 領域Gの■露出し、Si3N4膜25の上から約120
KeVO高注入電圧で硼素イオンを注入して、ベース領
域36(ベース領域は正確には後記のように以後の熱処
理工程で画定される)を形成する。
また、ベース領域と異なる濃度をもった抵抗素子領域を
形成する場合には、この工程で更に他のフォトレジスト
膜マスクを形成して、注入電圧を加減して硼素イオンを
注入するが、この抵抗素子形成については本実施例では
図面および説明を除外する。
□ 次いで、第13図に示すようにフォトレジヌト:゛1 膜マスク85を除去した後、第2のSl、02膜26′
“”)f:/l−h”旨、・iil、門116°゛山0
°。
を燐酸でエツチング除芙して、次いでCVD法にて新た
な第4の5102膜37を膜)4soooλ程度に被着
する。そうすれば、図示のように素子間分離帯領域およ
びコレクタコンタクト領域に僅かに段差があるだけの平
坦な素子表面がえられる。
以降の工程は公知の製法によって、第14図に示すよう
にフォトレジスト膜(図示していない)をマスクとして
′、各電極の窓あけを行い、その上にCVD法で多結晶
シリコン膜38f:被着して、エミッタ電極上にのみ砒
素又は燐を多量に含んだ燐シリケートガラス39を被着
し、パターンニングした後、1150℃、数分間熱処理
してエミッタ領域40を形成する。この時、同時にベー
ス領域36も画定される。更に、第15図に示すように
燐シリケートガヲス89を除去した後、各軍fM41を
形成して完成される。
以上が一実施例の説明であるが、このような製11′l 進方法を採れば、コレクタコンタクト領域の形成に際し
て高注入電圧を加えることもなくなる。ま、:1.・ た、表面が極め五y坦化される製法であり、従来)′・ のO8T構造の製法は厚い5102膜6を形成させるた
め、表面上に3000ないし5000人の凹凸が発生し
ていたが、本発明によれば僅かに1000人程度0凹凸
部分が生ずるのみである。
(f)1光明の効果 したがって、本発明によれば微細化されるICが精度良
く形成されて、且つ表面も平坦化され、ICの歩留並び
に品質を著しく安定にするものである。
【図面の簡単な説明】
第1図ないし第5図は従来の製造工程順断面図、第6図
ないし第15図は本発明にか\る製造工程順断面図であ
る。図中、1.21kl:P型シリコン基板、2.22
はn 型埋没層、3.23はn型エピタキシャル層、4
.24はS:13N41漢下のS:1−02膜、5,2
5はSi8N4膜、7,29は高濃度p 型層、8,3
2は高濃度n 型層、9゜33は素子間分離帯領域、1
0.34はコレクタコンタクト領域、26は第2の5i
02膜、27゜28.31.35はフォトレジスト膜マ
スク、12゜86はベース領域、87 ハ第4 (D 
5iOa膜、6゜11.80はSiO2膜、13’、4
0はエミッタ領域を示す。 第1図 第2図 第3図 第4図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 一導電型シリコン基板上に成長した反対溝1攬型シリコ
    ンエピタキシャル層全面に窒化シリコン膜を被着し、そ
    の上に第2絶縁膜を被着し、該第2絶縁膜に素子間分離
    帯形成予定領域、コレクタコンタクト形成予定領域、お
    よびペース形成予定領域を窓あけする工程と、その上面
    にフォトレジスト膜マスクを形成し、該フォトレジスト
    膜と上記第2絶縁膜をマスクとして、素子間分離帯形成
    予定領域、およびコレクタコンタクト形成予定領域上の
    窒化シリコン膜を除去し、シリコンエピタキシャル層を
    露出する工程と、再度フォトレジスト膜マスクを形成し
    て選択的に素子間分離帯形成予定領域に一導電型不純物
    をイオン注入し、該フォトレジスト膜マスクを除去する
    工程と、再び他のフォトレジスト膜マスクを形成して、
    選択的にコレクタコンタクト形成予定領域に反対導電型
    不純物をイオン注入し、次いで上記フォトレジスト膜マ
    スクを除去し、熱処理により素子間分離帯領域およびコ
    レクタコンタクト領域を画定する工程と、再度他のフォ
    トレジスト膜マスクを形成し、窒化シリコン膜上よりベ
    ース形成予定領域に一導電型不純物をイオン注入する工
    程とが含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60219770A (ja) * 1984-04-16 1985-11-02 Rohm Co Ltd 半導体装置の製造方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55160446A (en) * 1979-05-31 1980-12-13 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS5721861A (en) * 1980-07-14 1982-02-04 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor device

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