JPS5853843A - 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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JPS5853843A
JPS5853843A JP15148681A JP15148681A JPS5853843A JP S5853843 A JPS5853843 A JP S5853843A JP 15148681 A JP15148681 A JP 15148681A JP 15148681 A JP15148681 A JP 15148681A JP S5853843 A JPS5853843 A JP S5853843A
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JP
Japan
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layer
oxide film
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etching
film
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JP15148681A
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English (en)
Inventor
Sanehiro Sekiguchi
関口 修弘
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Tokyo Shibaura Electric Co 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
    • H01L21/762Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers
    • H01L21/76202Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO
    • H01L21/76213Dielectric regions, e.g. EPIC dielectric isolation, LOCOS; Trench refilling techniques, SOI technology, use of channel stoppers using a local oxidation of silicon, e.g. LOCOS, SWAMI, SILO introducing electrical inactive or active impurities in the local oxidation region, e.g. to alter LOCOS oxide growth characteristics or for additional isolation purpose
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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】 本発明は半導体装置の製造方法に関する。
最近、半導体装置はプロセス技術の進歩に↓り増々高速
動作化、高集積化されたものが開発されているO特に高
速動作化に関しては、例えばバイポーラトランジスタに
おいて、エミツ々・ベース接合容量、ベース・コレクタ
接合容量、コレクタ・基板接合容量、コレクタ・シリー
ズ抵抗及びペース抵抗がスイッチング速度を決定−する
要因になっており、これらを減少させることが高速動作
化につながる。したがって、以上のような寄生容量及び
寄生抵抗を減少する技術としての酸化膜分離法が注目さ
れている。
ところで従来の半導体装置、例えば酸化膜分離を用いた
バイポーラトランジスタは第1図に示すような構造を有
しており、これは以下に述べる如き方法により製造され
ている。
まずP型シリコン基板1上にn 埋込み層2を形成する
。次に該基板1上にnWエピタキシャル層3を成長させ
る。つづいて、該エビタキンヤlし層3表面に熱酸化に
エリ酸化膜を成長させ、さらにシリコン窒化膜を堆積し
、゛これ全パターニングして素子形成領域上にシリコン
窒化膜パターンを形成し、さらに酸化膜を選択エツチン
グして酸化膜パターン管形成する。つづいて、シリコン
窒化膜パターンをマスクとしてフィールド酸化膜形成予
定部のエピタキシャル層S會エツチング除去する。つづ
いて、写真蝕刻法によりチャンネルカット形成予定部が
開孔したレジストパターンを形成し、これをマスクとし
て選択的に基板と同導電型の不純物、例えばボロンをエ
ピタキシャル層Sにイオン注入した後、レジストパター
ンを除去し、高温酸化雰囲気中で酸化を行い、エピタキ
シャル層Sに素子形成領域を分離するためのフィールド
酸化INm、分離酸化膜5及びフィールド酸化膜4下に
P+型のチャンネルカット領域Cを形成する。つづいて
、シリコン窒化膜パターン及び酸化膜パターンt−順次
エツチング除去する。ひきつづき、エピタキシャル層3
にPfi内部ベース領域1、p+波型外ペース領域8及
びn1lJ工電ツタ領域9とコレクタ取出し領域10會
順次形成し、npn  I!バイポーラトランジスタを
製造する。
しかしながら、上記従来方法にあっては以下に述べる如
き問題点がある。すなわち、通常フィールド酸化膜4は
バターシ交換差、バーズビークの高さ及びストレス等管
考慮して、エピタキシャル層3の厚さに比較してかなり
薄く形成される0例えば、エピタキシャル層8の厚さ3
μmに対し、フィールド酸化膜4の厚さは1.6声m程
度である。し次がって、深さ1.4fimのエピタキシ
ャル層JKボロンをイオン注入してチャンネルカット領
域6t−形成しなければならず、ボロンのイオン注入の
条件は 230Key、  2 X 10 ”/cr/i  と
いう高加速電圧、高ドーズ量となる。こうした高加速電
圧、高ドーズ量のイオン注入を行えるイオン注入装置は
製作が難しく、価格が極めて高くなる。
また、第2図に示す如く、素子形成領域上の酸化膜パタ
ーン11、シリコン窒化膜パターン12及びエピタキシ
ャル層8を覆うチャンネルカット形成予定部が開孔した
レジストパターン13は、素子形成領域端部J4におい
て薄くなるという現象が生じ、上記の1うな高加速電圧
、高ドーズ量でイオン注入した場合、素子形成領域端部
14でボロンがつきぬけ現象を起こし、素子の特性に悪
影響を及ぼすという問題がある。
この1うなことから、上記のつきぬけ現象を避けるため
に、第3図に示す如くフィールド酸化膜形成予定部のエ
ピタキシャル層3をエツチング除去した後、cvn−s
to!膜15全15に堆積し、その上にレジストパター
ン16を形成し、チャンネルカット形成予定部上の CVD−5io、膜15t″エツチング除去した後、イ
オン注入を行うという工程が採用されている。
しかしながら、上記方法では注入されるイオンの素子形
成領域へのつきぬけ現象を避けることはできるが、イオ
ン注入を高加速電圧、高ドーズ量で行うという問題点は
解消できない0そこで、チャンネルカット領域の形成に
イオン注入を用いない方法が考えられる。すなわち、第
4図に示す如く、フィールド酸化膜形成予定部のエピタ
キシャル層jt−エツチング除去し皮板、CVD−8i
o、膜15を全面に堆積し、写真蝕刻法によりチャンネ
ルカット形成予定部上のCVD−810,$I lfエ
ッf/グ除去し、さらにB10膜(Boron l1l
lieat@Glas−膜)JFt全面に堆積し、これ
t拡散源として熱拡散によりボロンを拡散させ、チャン
ネルカット領域Iiを形成するという方法である。
しかしながら、上記方法においても、チャンネルカット
領域Cの深さが探いため、熱拡散工程に長時間を要し、
かつ横方向への拡散も大きくなり、この結果製造される
素子に悪影響1及はすという問題がある〇 本発明は上記事情に僑みてなされたものであり、素子に
悪影響を及ぼすことなく所定のチャンネルカット領域を
簡単に形成できる高性能の半導体装置の製造方法を提供
しようとするものであるD すなわち、本発明は第1導電型の半導体基板に第2導電
蓋の半導体層を形成させる工程と、該半導体層の素子形
成領域上に選択的に耐酸化性膜を形成する工程と、誼耐
酸化性膜をマスクとして前記半導体層をエツチングする
工程と、半導体層のエツチング部のチャンネルカット形
成予定部を選択的に更にエツチングする工程と、前記二
縦のエツチングにより設けられた溝部に選択的に第1導
電瀝の不純物をドーピングして、前記基板表面にまで達
する第1導電製の高濃度不純物層を形成する工程とを具
備することを特徴とするものである0 本発明に用いられる耐酸化性膜は、半一導体層のエツチ
ングマスクとフィールド酸化膜及び分離酸化膜を形成す
る際のマスクとして作用し、例えばシリコン窒化膜、ム
t*os膜等を挙げることができる。
本発明に用いられる不純物tドーピングする方法として
は、例えばイオン注入法あるいは不純物をドープした絶
縁膜又は多結晶シリコンを拡散源として熱拡散する方法
を挙げることができる。不純物をドープした絶縁膜とし
ては、例えば118G膜(Borot+  5illc
at@Glams 膜)、PIG膜(Pboipho 
5111cat@Glass膜)等を挙けることができ
る0 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する0 実施例1 03  tず(10G)の結晶方位を有する30〜so
ρaaopmvリコン基板101上にn+m塚込み層1
01管形成した後、0.4ρ国のnliエピタキVヤル
層10Sを3 pn@ 成長させた。次に、熱酸化法に
より1ooiの酸化膜を成長させ、さらKvシリコン窒
化膜toooX堆積させた後、該Vリコン窒化H1−パ
!−ニングして素子形成領域上にシリコン窒化膜パター
ンJ II 4’を形成し、さらに酸化膜を選択的に除
去して酸化膜パターン105を形成し次。つづいて、上
記v IJコン窒化膜パターン104Ytマスクとして
アルカリエツチング液(KOH+イソプロピルアルコー
ル)を用い、露出したエピタキシャル層103t″表面
から0.8μmエツチングした(第5図(−図示)0 a〕 次いで、全面にレジス)t−111布した後、こ
れ全写真蝕刻してチャンネルカット形成予定部上で開孔
したレジストパターン106を形成しfc(第5図(b
)図示)0っづいて、このレジストパターン106t−
マスクとしてエピタキシャル層xos1(o、ssm 
エツチングし、溝部1011f形成し’fLoひきつづ
き、同レジストパターン106′t−マスクとして溝部
10Fにボロンのイオン注入を行った(第5゛図(c)
図示)0このイオン注入工程は、従来の方法では230
KeVという高加速電圧を必要としたのに比較して、本
実施例の如く、チャンネルカット形成予定部上のエピタ
キシャル層103′frO,5声mエツチングすること
に1り加速電圧t100KeV以下に低減することがで
きた0圓 次いで、レジストパターン106′を除去し
た後、シリコン窒化膜パターン104を耐酸化性マース
フとして高圧酸化法を施して露出するエピタキシャル層
103に厚さ約1.6声mのフィールド酸化膜J ’O
’M及び分離酸化膜1tJ11f成長させた。これと同
時に、注入されたボロンイオンが電気的に活性化してフ
ィールド酸化膜1−1下にPalシリコン基板101表
面にまで達するチャンネルカット領域110が形成され
た(第5図(d)図示)。前記■の工程でチャンネルカ
ット形成予定部上のエピタキシャル層10J1″エツチ
ングし次ことにより、形成されたフィールド酸化膜10
8はチャンネルカット領域110上の表面でも段差音生
じるが、素子形成領域とチャンネルカット領域110と
の距離は約6μmであるので、前記段差はゆ゛るやかで
、後の工程において実質的に影響管及ぼさない0つづい
て、シリコン窒化膜パターン704irJ酸化膜パター
ン105tエツチング除去した後、素子形成領域上に再
度酸化膜111を成長させたoつづいて、ベース領域形
成予定部上が開孔されたレジストパターンを形成し、レ
ジストパターンをマスタとしてポーンをイオン注入した
。つづいて、外部ベース領域形成予足部上が開孔された
レジストパターンを形成し、レジストパターン上マスク
として再度ボロンを前記イオン注入1り高加速電圧、高
ドーズ量でイオン注入した。つづいて、レジストパター
ンを除去した後、活性化熱処理管施し、pm内部ベース
領域112及びpm外部ペース領域11st−夫々形成
しfCoつづいて、エミッタ領域形成予定部上及びコレ
クタ取出し領域形成予定部上の酸化膜I J Ji選択
的にエツチングして開孔部を形成した後、リンドープ多
結晶シリコンを堆積し、パターニングして開孔部付近に
多結晶レリコンパターン1141 、114m l−形
成し、これt拡散源として熱拡散に1リリンを拡散させ
s plf内部ペース領域112上にallエミッタ領
域領域J 5t−、フィールド酸化膜1ull、分離酸
化1に109間にn+y11コレクタ取出し領域116
を夫々形成し7joひきつづき、外部ベース領域113
上の酸化膜111にコンダクトホールを開孔した後、全
面にμ膜を蒸着し、パターニングしてベース、ニオツタ
、コレクタの取出しU配線JJF、7111゜119全
形成し、npn mlバイポーラトランジスタを#!造
した(第5図(・)図示)。
しかして、上記実施例によれば、チャンネルカット形成
予定部上のエピタキシャル層を二縦エツチングすると−
とにより、レジストパターン106をマスクとしたボロ
ンのイオン注入に際しての加速電圧を低減することがで
き、レジストパターン1t16Vc通して素子形成領域
にイオンがつきぬける現象tm止できるため、製造され
る素子への悪影響を防止することができる0また、チャ
ンネルカット領域形成のための熱処理時間を短縮するこ
ともできる0 実施例2 前記実施例1の0〕工程に従い、11Wl!工ピタキシ
ヤル層103の素子形成領域上にシリコン窒化膜パター
ン′104及び酸化誤パターン105會形成し、シリコ
ン窒化膜パターン1015tマスクとしてエピタキシャ
ル層10St−08声mエツチングし次後、全面にCV
D−8i0.膜120を堆積した(第6図(a)図示)
。つづいて、1i810.膜120上にレジストパター
ン121を形成し、チャンネルカット形成予定部上の8
1O宜11120にエツチングし次後、エピタキシャル
層1113t−o、 5 sm エツチングして溝部1
22を形成した(第6図(C)図示)0つづいて、レジ
ストパターン121t−除去した後、全面に CVD−BAG 膜123を堆積し、前記溝部122上
のB8Gt拡散源としてメロンを熱拡散させ、pHシリ
コン基板101にまで達するチャンネルカット領域12
4管形成した(第6図(c)図示)。ツづいて、CVD
−BSG膜J :I J 、 CVD−gto、膜x2
oYrlK次除去した後、前記実施例1の圓工程に従い
、npn雛バイポーラトランジスタを製造した0しかし
て、上記実施例によれば、チャンネルカット領域形成の
ためにイオン注入を行う必要がないのでイオン注入に伴
う問題点は生じないOまた、チャンネルカット形成予定
部上のエピタキシャル層をエツチングしであるので、B
AG會拡散源としてボロンを拡散させる場合の拡散時間
を短縮できる0このため、素子形成領域への熱的影響を
抑制できるとともに横方向の拡散も抑制でき、微細化の
要請にも応じることができる。
以上詳述した如く本発明によれば、素子に悪影響を及は
すことなく所定のチャンネルカット領域を一簡単に形成
できる高性能の半導体装置の製造方法を提供で、きるも
のである0
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のnpHIj1バイボーラド2ンジスタを
示す断面図、第2図〜第4図は従来のnpn  Wバイ
ポーラ、)ランジスタの製造工程を示す断□面図、第5
図(a)〜(・)は本発明の実施例1におけるnpn 
mlバイポーラトランジスタの製造工1#At−示す断
面図、第6図(−〜(e)は本発明の実施例2における
npn litバイポーラトランジスタの製造工at示
す断面図である。 10J・・・p型シリコン基板、102・・・n+型埋
込み層、103・・・n型エビタキVヤル層、104・
・・シリコン窒化II! パターン、105・・・酸化
膜パターン、106,121・・・レジストパターン、
JOB・・・フィールド酸化膜、109・・・分離酸化
膜、110,124・・・チャンネルカット領域、11
ノ・・・酸化膜、112・・・p型内部ペース領域、1
13・・・p+製型外ペース領域、114、.1142
・°・リンドープ多結晶シリ°コンパターン、115・
・・n 型エミッタ領域、116・・・n+Wコレクタ
取出し領域、11’;1,1111゜119=−At 
配線、J J o−CVD −8t 6x M、123
−CVD−BSG @0 出願人代理人 弁理士  鈴 江 武 彦第 1 図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 第1導電型の半導体基板に第2導電波の牛導体層管形成
    させる工程と、咳半導体層の素子形成領域上に選択的に
    耐酸化性膜を形成する工程と、該耐酸化性膜をマスクと
    して前記半導体層をエツチングする工程と、半導体層の
    一エツチング部のテヤンネyカット形成予定部を選択的
    に更にエツチングする工程と、前記二縦のエツチングに
    より設けられた溝部に選択的に第1導電型の不純物をド
    ーピングして、前記基板表面にまで達する第1導電mの
    高濃度不純物層を形成する工程とを具備することを特徴
    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
JPS61219816A (ja) * 1985-03-27 1986-09-30 Yokogawa Electric Corp デイスク形状測定装置

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