JPS588139B2 - 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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JPS588139B2
JPS588139B2 JP54067611A JP6761179A JPS588139B2 JP S588139 B2 JPS588139 B2 JP S588139B2 JP 54067611 A JP54067611 A JP 54067611A JP 6761179 A JP6761179 A JP 6761179A JP S588139 B2 JPS588139 B2 JP S588139B2
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畑石治
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    • 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

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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し、特にシリコン
基板上のエピタキシャル層に形成する半導体集積回路に
おいて、上記集積回路装置を構成する半導体素子周辺に
形成する基板と逆導電型の素子間分離帯領域および上記
素子間分離帯領域上に形成するシリコン酸化膜の形成法
に関するものである。
一般にトランジスタ等の半導体素子をシリコン基板上の
エピタキシャル層に形成して半導体集積回路素子を製造
する場合、上記トランジスタ等の半導体素子の表面に保
護膜としてのSi酸化膜を形成した後、該Si酸化膜上
に半導体素子を接続するためのAl等の配線がAl等の
蒸着によって形成されることが多い。
このような場合シリコン基板とAl配線との間の寄生容
量を減少する目的で上記半導体素子の周辺に厚いSi酸
化膜を形成する方法がとられている。
また上記トランジスタ等の半導体素子の相互間に寄生効
果を生じないようにするため、上記半導体素子間にエピ
タキシャル層と逆の導電性の不純物を添加して素子間分
離帯領域を形成する方法が用いられている。
第1図は従来のバイポーラトランジスタの形成領域を示
す断面図で1は例えばP型のSi基板、2はトランジス
タのコレクターベース間の耐圧を向上させるために該基
板上に形成した高抵抗のn型のエピタキシャル層で、3
は上記トランジスタのコレクタのシリーズ抵抗を減少さ
せることを目的とした高濃度のn型の埋込み層である。
また4は上記トランジスタのP型のベース領域で、5は
上記トランジスタのn型のエミツタ領域で、6A,6B
,6Cは基板と上記基板上のSi酸化膜上に形成される
Al電極との寄生容量を減少させるための厚いSi酸化
膜で、7は上記エピクキシャル層に多数形成されるトラ
ンジスタ等の素子間を電気的に分離するためのエピタキ
シャル層と逆の導電型を有するP型の素子間分離帯領域
である。
また8は上記トランジスタ等の半導体素子の表面を保護
するSi酸化膜である。
ここで第2図より第8図まではバイポーラトランジスタ
のベース領域形成までの工程を示す断面図で上記の図面
を用いて従来の製造工程を順次説明する。
第2図に示すように前記した高濃度のn型の埋込み層3
を有するP型のSi基板1上にn型の高抵抗のエピタキ
シャル層2を形成し、該エピタキシャル層上に所定のパ
ターンのSi窒化膜9を形成する。
又、Si窒化膜の下に、薄い熱酸化膜あるいは、気相成
長酸化膜を、形成しておいても良い。
図においてAの部分はエピタキシャル層に形成するトラ
ンジスタ等の各素子を分離する分離帯形成予定領域で、
Bの部分は前記トランジスタのベース形成予定領域、C
の部分は前記トランジスタのコレクタ電極接続部の形成
予定領域である。
次に上記基板を約1000℃の温度で約2時間熱酸化し
て、上記Si窒化膜9をマスクとして約7000ÅのS
i酸化物層10を第3図のように形成する。
その後上記形成したSi酸化物層10を一旦エッチング
して除去する。
次にこのようにして形成したSi基板を約1000℃の
温度で5時間再び熱酸化して、第4図に示すように上記
Si酸化物層10を除去せる箇所に約1.0μmの厚い
Si酸化物層11を再び形成する。
この場合Si窒化膜9は酸素の通過を妨げるのでSi窒
化膜9下にはほとんどSi酸化膜は形成されない。
このようにしてトランジスタ領域の表面と、該表面上の
Si酸化膜上に形成されるAl電極との間に生ずる寄生
容量及び、拡散層の側面での接合容量を減少させるため
のSi酸化物層11が形成される。
次に素子間分離帯形成予定領域以外の箇所にホトレジス
ト膜を被着して該素子間分離帯形成予定領域へP型の不
純物原子をイオン注入して第5図に示すように高濃度の
P型層12を形成する。
次にトランジスタのコレクタ電極接続予定領域以外の箇
所にホトレジスト膜を被着して該コレクタ電極接続予定
領域へn型の不純物原子をイオン注入して第5図に示す
ように高濃度のn型層13を形成する。
次に上記のように形成したSi基板を、1150℃で約
20分加熱処理することにより、第6図に示すように先
にイオン注入により形成された高濃度のP型層12中の
不純物をエピタキシャル層2から下部のSi基板1にま
で到達させて、第6図に示すように素子間分離帯領域1
4を形成する。
また同時にこの熱処理によって先にイオン注入により形
成された高濃度のn型層13中の不純物を基板に形成さ
れた埋込み層3に到るまで拡散させてトランジスタのコ
レクタ電極接続領域15を形成する。
更にコレクク電極接続領域15上及び、素子間分離帯領
域14上及びベース形成予定領域上のSi窒化膜は下部
のSi基板に結晶欠陥を形成する恐れがあるので該Si
窒化膜を一旦除去して、その部分に新たに第7図のよう
にSi酸化膜16を表面保護膜として約500Åの厚さ
で形成する。
次にベース形成予定領域以外の箇所にホトレジスト膜1
7を被着した後、該ベース形成予定領域へP型の不純物
原子をイオン注入してベース領域形成に必要な高濃度の
P型層18を形成する。
更に上記ホトレジスト膜17を除去したのち、約100
0℃の温度で10数分間加熱処理を行なって上記イオン
注入により形成した高濃度のP型層18中の不純物をベ
ース領域形成に必要な所定の寸法だけエピタキシャル層
に拡散して第8図に示すようなベース領域19を形成す
る。
このようにしてバイポーラトランジスタのベース領域ま
でが形成されるわけであるが、上記トランジスタのコレ
クタ電極接続領域、ベース領域ならびに素子間分離帯領
域上のSi酸化膜16は表面を保護する目的であるので
約500Åの厚さしかなく、このような薄いSi酸化膜
上にAl等の電極を形成すれば、基板とAl電極間に寄
生容量が生じるため、素子の特性が劣化するといった欠
点がある。
また上記の欠点を除去するため、更に厚いSi酸化膜を
、半導体素子形成領域特に素子間分離帯領域上に選択的
に形成するためには耐酸化性マスクの被着及びパターニ
ングと更に長時間の熱処理工程を必要とし、このような
熱処理工程の間に基板に形成したn型の高濃度の埋込み
層中の不縞物が、エピタキシャル層に拡散し、コレクタ
・ベース間の耐圧が低下するといった欠点を生ずる。
本発明は上記の欠点を除去するもので半導体基体上に耐
酸化性マスク膜をパターニング形成する工程と、該基体
の素子分離領域形成予定領域上の該マスク膜を除去し、
表出した該半導体基体に選択的に不純物を導入する工程
と、該マスク膜を通して選択的に不純物を導入する工程
と、該マスク膜に覆われない該半導体基体を酸化する工
程を含むことを特徴とする新規な半導体装置の製造方法
を提供せんとするものである。
以下図面を用いて本発明の一実施例につき詳細に説明す
る。
第9図より第14図までは、本発明によるバイポーラト
ランジスタのコレクタ電極接続領域及び素子間分離帯領
域形成までの実施例の断面図である。
第9図に示すように甫述したごとく例えば、n型の高濃
度の埋込み層32を有するP型のSi基板31上に高抵
抗のn型のエピタキシャル層33を形成する。
ここで図の埋込み層32中の不純物はエピタキシャル層
33を形成する過程で加熱によって該エピタキシャル層
33中に多少拡散する状態を示している。
その後該エピタキシャル層に形成する素子間分離帯形成
予定領域E1ベース形成予定領域G、コレクタ電極接続
予定領域F上に約500Åの厚さのSi窒化膜34A,
34B,34Cをそれぞれパターニングして形成する。
次に第10図に示すように上記パターニングされたSi
窒化膜34A,34B,34Cをマスクとして、エピタ
キシャル層中にSi酸化物層36を熱酸化法により約7
000Åの厚さに形成する。
更に素子間分離帯形成予定領域E上に形成したSi窒化
膜34A以外の箇所にホトレジスト膜を形成したのち、
プラズマエッチングを行なって上記Si窒化膜34Aを
除去したのち、更にその下のSi基板をも約3000Å
程度エッチングする。
このようにして形成された状態を第11図に示す,次に
第12図に示すように上記素子間分離帯形成予定領域以
外の箇所にホトレジスト膜37を形成したのち、該素子
間分離帯領域に硼素原子をイオン注入してP型の高濃度
層38を形成する。
次に第13図に示すようにコレクタ電極接続予定領域以
外の箇所にホトレジスト膜39を形成したのち、該コレ
クク電極接続予定領域にりん原子をイオン注入して高濃
度のn型層40を形成する。
更に上記ホトレジスト膜39を除去したのち弗化水素酸
の希釈溶液にて上記基板をエッチングして先に形成した
Si酸化物層36を除去する。
この場合Si基板は弗化水素酸にはほとんど溶解しない
更に第14図に示すように上記基板を約1000℃の温
度で約5時間熱酸化をして、先にイオン注入によって形
成された高濃度のP型層38中の硼素原子をエピタキシ
ャル層3から下部のシリコン基板1にまで到達させて素
子間分離帯領域41を形成する。
また同時にこの熱処理によって先にイオン注入によって
形成したn型の高濃度層40中のりん原子をエピタキシ
ャル層3から下部のシリコン基板1に形成された埋込み
層に到るまで拡散してコレクタ電極接続領域42を形成
する。
またこの熱処理の工程で、上記コレクタ電極接続領域4
2及び素子間分離帯領域41が形成されると同時に素子
間分離帯領域41上にも厚いSi酸化膜43Aが同時に
形成される。
またベース形成予定領域とコレクク電極接続領域42の
間にも厚いSi酸化膜43Bが同時に形成され、これ等
の厚いS1酸化膜によって該Si酸化膜上に形成される
Alの電極と基板間に生ずる寄生容量が減少し上記トラ
ンジスタの特性が向上する。
また従来の方法ではコレクタ電極接続領域、素子分離帯
領域の形成の段階でこのような厚いSi酸化膜は形成さ
れておらず、このような厚いSi酸化膜を形成するには
更に長時間の熱処理を必要とし、この熱処理によって基
板中の高濃度のn型の埋込み層からの不純物がエピタキ
シャル層に拡散しトランジスタのコレクターベース間の
耐圧の低下につながるが、本発明の方法によれはこのよ
うな恐れもない。
以下述べたように本発明の方法を用いれば、半導体集積
回路のトランジスタ領域形成において熱処理工程が減少
しかつ素子分離帯領域上に厚いSi酸化膜が形成される
ので該酸化膜上に形成されるAl電極と基板間の寄生容
量が減少するので上記トランジスタの特性が向上する利
点を生ずる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の方法により形成したバイポーラトランジ
スタの断面図、第2図より第8図までは従来の方法によ
り形成したバイポーラトランジスタの断面図、第9図よ
り第14図までは本発明によるバイポーラトランジスタ
の製造方法を説明するための断面図である。 1:P型Si基板、2:エピタキシャル層、3:埋込み
層、4ニベース領域、5:エミツタ領域、6A,6B,
6C:Si酸化膜、7:素子間分離帯層、8:S1酸化
膜、9:Si窒化膜、10:Si酸化物層、11:Si
酸化物層、12:高濃度P型層、13:高濃度n型層、
14:素子間分離帯領域、15:コレクタ電極接続領域
、16:Si酸化膜、17:ホトレジスト膜、18:P
型高濃度層、19:ベース領域、31:P型Si基板、
32:埋込み層、38:エピタキシャル層、34A,3
4B,34C:Si窒化膜、36;Si酸化物層、37
:ホトレジスト膜、38:P型高濃度層、39:ホトレ
ジスト膜、40:n型高濃度層、41:素子間分離帯領
域、42:コレクタ電極接続領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 第1導電型のシリコン半導体基体上の半導体素子を
    構成する不純物領域形成予定領域上及び第2導電型を有
    する素子間分離帯形成予定領域上に、所定のパターンの
    耐酸化性膜を形成した後、該耐酸化性膜をマスクとして
    該半導体基体上にシリコン酸化物層を形成し、その後、
    該素子間分離帯形成予定領域上の該耐酸化性膜を除去し
    た後、該素子間分離帯形成予定領域に第2導電型不純物
    を導入し、半導体素子を構成する所定の不純物領域形成
    予定領域に該耐酸化性膜を通して選択的に不純物を導入
    し、しかる後、熱処理を行なうことによって、該素子間
    分離帯及び該所定の不純物領域を形成すると共に、該素
    子間分離帯上を含む耐酸化性膜除去領域上に厚いシリコ
    ン酸化膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造
    方法。
JP54067611A 1979-05-31 1979-05-31 半導体装置の製造方法 Expired JPS588139B2 (ja)

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