JPS5937867B2 - 半導体装置およびその製造方法 - Google Patents

半導体装置およびその製造方法

Info

Publication number
JPS5937867B2
JPS5937867B2 JP52137353A JP13735377A JPS5937867B2 JP S5937867 B2 JPS5937867 B2 JP S5937867B2 JP 52137353 A JP52137353 A JP 52137353A JP 13735377 A JP13735377 A JP 13735377A JP S5937867 B2 JPS5937867 B2 JP S5937867B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
window
layer
insulating layer
silicon
conductivity type
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
JP52137353A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS5364486A (en
Inventor
アリ−・スロブ
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Koninklijke Philips NV
Original Assignee
Koninklijke Philips Electronics NV
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Koninklijke Philips Electronics NV filed Critical Koninklijke Philips Electronics NV
Publication of JPS5364486A publication Critical patent/JPS5364486A/ja
Publication of JPS5937867B2 publication Critical patent/JPS5937867B2/ja
Expired legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/28Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
    • H01L21/283Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current
    • H01L21/285Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation
    • H01L21/28506Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers
    • H01L21/28512Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System
    • H01L21/28525Deposition of conductive or insulating materials for electrodes conducting electric current from a gas or vapour, e.g. condensation of conductive layers on semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic System the conductive layers comprising semiconducting material
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02367Substrates
    • H01L21/0237Materials
    • H01L21/02373Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02381Silicon, silicon germanium, germanium
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02518Deposited layers
    • H01L21/02521Materials
    • H01L21/02524Group 14 semiconducting materials
    • H01L21/02532Silicon, silicon germanium, germanium
    • 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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/02104Forming layers
    • H01L21/02365Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
    • H01L21/02612Formation types
    • H01L21/02617Deposition types
    • H01L21/02636Selective deposition, e.g. simultaneous growth of mono- and non-monocrystalline semiconductor materials
    • H01L21/02639Preparation of substrate for selective deposition
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L23/00Details of semiconductor or other solid state devices
    • H01L23/52Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames
    • H01L23/522Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body
    • H01L23/532Arrangements for conducting electric current within the device in operation from one component to another, i.e. interconnections, e.g. wires, lead frames including external interconnections consisting of a multilayer structure of conductive and insulating layers inseparably formed on the semiconductor body characterised by the materials
    • H01L23/53204Conductive materials
    • H01L23/53271Conductive materials containing semiconductor material, e.g. polysilicon
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/02Bonding areas ; Manufacturing methods related thereto
    • H01L24/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L24/05Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process of an individual bonding area
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/02Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/06Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions
    • H01L29/08Semiconductor bodies ; Multistep manufacturing processes therefor characterised by their shape; characterised by the shapes, relative sizes, or dispositions of the semiconductor regions ; characterised by the concentration or distribution of impurities within semiconductor regions with semiconductor regions connected to an electrode carrying current to be rectified, amplified or switched and such electrode being part of a semiconductor device which comprises three or more electrodes
    • H01L29/0804Emitter regions of bipolar transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/02Bonding areas; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/04Structure, shape, material or disposition of the bonding areas prior to the connecting process
    • H01L2224/04042Bonding areas specifically adapted for wire connectors, e.g. wirebond pads
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/484Connecting portions
    • H01L2224/48463Connecting portions the connecting portion on the bonding area of the semiconductor or solid-state body being a ball bond
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/12Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1203Rectifying Diode
    • H01L2924/12036PN diode
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/13Discrete devices, e.g. 3 terminal devices
    • H01L2924/1304Transistor
    • H01L2924/1305Bipolar Junction Transistor [BJT]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11Device type
    • H01L2924/14Integrated circuits

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、単結晶シリコンの半導体本体を有し、この半
導体本体の表面に少なくとも1個の窓を持つ電気的絶縁
層を設けた少なく共1個の半導体回路素子と、この絶縁
層上および窓内のシリコン表面上に延在すると共に、第
1の導電型の第1部分と、これと少なく共窓内において
隣接する第2の導電型の第2部分とを具えたシリコン層
を具えた半導体装置に関するものである。
また本発明はこの半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
上述した種類の半導体装置は、例えば米国特許明細書第
3600651号に記載されている。
この装置では、少なく共半導体回路素子のゾーンを窓内
に存在するシリコン層の一部分中に設け、このゾーンと
同じ導電型のシリコン層の一部分をこのゾーンへの接続
導体として使用する。半導体素子に属する他の導電型の
他のゾーンへの接続が金属層または基板を介して行なわ
れる。斯種既知の半導体装置の重大な欠点は、上述の金
属層を用いることによつて形成されるキヤパシタンスが
比較的大きなことである。
この金属層を所定のゾーン上に設けるために、このゾー
ンは実際上、所定の最小寸法を有しなければならない。
ゾーンならびに半導体回路素子のこれと組み合されたp
−n接合の表面および従つて対応するキャパシタンスは
、極めて高い周波数で使用する場合および整列誤差にお
いて、許容できない程度に大きなものになつてしまう欠
点がある。本発明の目的は、最小の表面層、従つて最少
の漂遊容量を有し、しかも比較的大きな許容誤差で製造
し得る半導体装置を提供することにある。
また本発明の他の目的は、上述した半導体装置を最少の
処理工程で製造することが出来る方法を提供することで
ある。また、更に本発明の他の目的は、極めて高い周波
数で使用するためのバイポーラトランジスタを提供する
ことで、このトランジスタでは3個の活性ゾーンの少な
く共2個のゾーンは金属層によつて接触されないもので
ある。
本発明は、接続導体のパターン中の前述のシリコン層お
よび半導体回路素子の電極を効果的に使用することによ
つて上述の目的が達成し得るという認識に基いて成され
たものである。
本発明半導体装置は、単結晶シリコンから成る半導体本
体を有し、この半導体本体の表面に少なく共1個の窓を
持つ電気的絶縁層を設けた少なく共1個の半導体回路素
子と、この絶縁層上および窓以内のシリコン表面上に延
在すると共に、第1の導電型の第1部分およびこれと少
なく共窓以内において隣接する第2の導電型の第2部分
を有したシリコン層とを具えた半導体装置において、前
記窓。
以内の前記シリコン層の第1部分によつて電極を形成す
ると共に前記絶縁層上の窓の外側の前記第1部分によつ
て第1の導電型の第1活性ゾーンの接続導体を形成し、
前記窓以内の前記シリコン層の第2部分によつて電極を
形成すると共に前記絶縁層上の窓の外側の前記第2部分
によつて前記半導体回路素子の第2の導電型の第2活性
ゾーンの接続導体を形成したことを特徴とするものであ
る。電極およびp型とn型のゾーンの接続導体として互
いに隣接するシリコン層の部分を用いることによつて、
半導体回路素子の表面および従つて漂遊容量が最少とな
る。この結果、半導体回路素子を極めて高い周波数で使
用できると共に、この素子を独立した素子としてあるい
は集積回路内で極めて好適に用いることが可能となる。
容易に製造することが出来る簡単な実施例によれば、こ
のシリコン層を窓の内側および外側において全体に多結
晶材料で構成する。
しかし、所定の状態の下では、シリコン層の第1および
第2の部分間に形成されるp−n接合が多結晶材料中全
体的に存在する事実によつて例えば大きな洩れ電流が生
じる欠点となる。
本発明の他の実施例によれば前述の米国特許明細書で行
なわれた様にシリコン層を窓以内においてはシリコン表
面上にエピタキシヤル成長した単結晶材料で形成し、窓
の外側においては多結晶材料で形成する。第1および第
2の活性ゾーン全体をシリコン層中に存在させるけれど
も、この第2の活性ゾーンは、窓以内で表面に隣接する
と共に半導体本体の隣接部分と相俟つてp−n接合を形
成するシリコン本体のゾーンであることが望ましいもの
である。
この結果、活性ゾーンが互いに垂直方向に位置する構造
の半導体、例えばバーチカル(垂直)バイポーラトラン
ジスタを形成することができる。所望の表面積を出来る
限り制限すると共に最少のマスク工程数で製造するため
に、この第2の活性ゾーンを適切に設けることによりこ
のゾーンが窓の縁で実際上規定されるようになる(但し
、横方向の拡散を除外する)。第2の活性ゾーン全体を
窓によつて適当に決定する。即ち、このゾーン全体を、
窓をマスクとして使用しながら、ドーピングによつて形
成する。本発明による他の半導体回路素子も構成するこ
とができるが、極めて重要な実施例によればこの第2の
活性ゾーンを第1の活性ゾーンと半導体本体の隣接部分
との間に位置させ、第1および第2の活性ゾーンならび
にその下の半導体本体の部分によつてバイポーラトラン
ジスタの3個の活性ゾーンを形成するものである。
また、他の重要な実施例は、上述の活性ゾーンの1つを
、窓以内に存在すると共に前述の活性ゾーンの導電型を
呈するシリコン層の部分の単結晶部分によつて形成した
ことを特徴とするものである。
また本発明半導体装置の製造方法は、シリコン本体の表
面に電気的絶縁層を設け、該電気的絶縁層中に少なく共
窓を設け、シリコン層を前記絶縁層上および前記窓以内
のシリコン表面上の気体相から堆積し、窓以内に延在す
る前記シリコン層の少なく共一部分が第1ドーピング工
程によつて第1導電型を得、次に窓の一部分以内および
窓の外側の絶縁層上に延在する前記シリコン層の一部分
をマスクによつて遮蔽し、次に窓以内および窓の外側の
絶縁層上に部分的に位置する前記シリコン層のマスクに
よつて遮蔽されていない部分を第2ドーピング工程によ
つて第2反対導電型に変換し、窓以内の第1導電型の前
記シリコン層のドープした部分を前記表面に隣接する第
1導電型のゾーンに接触させる様にしたことを特徴とす
るものである。
以下図面につき本発明を詳細に説明する。
ここで図面は図式的に描いたものにすぎず、決して寸法
通りに表現されていないことを明記する。
また横断面図にあつては、同じ導電型の領域を同方向の
ハツチングを施した。一般に。各々の図面中の素子で同
じものについては同じ番号を付した。第1図は本発明に
よる半導体装置の一実施例の平面図であり、第2図は第
1図の−線に沿つて切断した時の横断面図である。この
半導体装置には単結晶シリコンから成り、第1の導電型
の領域を有する半導体本体1が設けられ、本例ではこの
領域を厚さが例えば1.25μmで抵抗率が約1Ω・m
であるn型シリコン層2によつて形成し、この層を例え
ば抵抗率0.01Ω・mの高度にドープした(不純物過
剰添加した)n型シリコンから成る支持部材3の上に設
ける。また本半導体装置は、エミツタゾーン9、ベース
ゾーン10およびコレクタゾーン2を有するバイポーラ
トランジスタ形態の半導体回路素子を具える。半導体本
体の表面4には(電気的に)絶縁する層5があり、本例
では絶縁層5は酸化けい素の層5Aおよびこの上にある
窒化けい素の薄い層5Bから成つている。窓7が絶縁層
5の中に存在し、他方、絶縁層5上およびシリコン表面
上にも延在するシリコン層8は、第1の導電型、即ちこ
こではn型の第1部分8Aおよび第2の導電型、即ちこ
こではp型の第2の部分8Bを具えており、これら部分
8A,8Bは窓7の中で互いに隣接している。本発明に
よれば、シリコン層から成る第1の部分8Aによつて窓
7の中では電極を構成すると共に、窓の外の絶縁層5の
上では第1の導電型(n型)の第1の活性ゾーン、ここ
ではエミツタゾーン9の接続導体を構成する。
またこの第2の部分8Bによつて窓7の中では電極を構
成すると共に、窓の外の絶縁層5の上では半導体回路素
子(本例ではトランジスタ9,10,2)の第2の導電
型(p型)の第2の活性ゾーン、ここではベースゾーン
10の接続導体を構成する。窓7の中においてベースゾ
ーン10は前述の表面4に隣接しており、また領域2の
隣接部分と共にp−n接合を形成する。またゾーン10
は窓7の縁に実質的に隣接すると共に、本例ではゾーン
10はこの窓によつてもつばら決められる。また本例で
は、窓7内のシリコン層8はエピタキシヤル成長した単
結晶材料から成り、この層8内の窓の境界を破線で表わ
す。しかし、或る場合においては、窓7の中のシリコン
層8を多結晶とすることもでき、これによつて製造が簡
単となる。その理由はこの様な場合にはシリコン層8を
形成する条件は余り厳しいものでないからである。活性
ゾーンの一方、即ちエミツタゾーン9を、本例ではゾー
ン9と同じ導電型を有し、窓7の中に存在するシリコン
層8の部分8Aの単結晶部分によつて形成する。そこで
本例ではベースーエミツタ接合は表面4とほぼ一致して
いる。しかしこのことに限定される必要はなく、エミツ
タゾーンを以下の例において説明する様に、ベースゾー
ン10の表面4の下に延長することも可能である。コレ
クタゾーン2を領域3に形成した電極層12によつて接
触させる。上述した例においては、第1の活性ゾーン9
、第2の活性ゾーン10および半導体本体の隣接するn
型領域2は共に3つの活性ゾーン、即ちバイポーラトラ
ンジスタのエミツタ、ベースおよびコレクタゾーンを形
成する。このバイポーラトランジスタの代りに、本発明
による半導体装置は極めて異つた回路素子(以下で説明
する様な)を具えることもできる。例えば、前述の例に
おいては第1の活性ゾーン9および領域2の間に存在す
る第2の活性ゾーン10を第1の活性ゾーンの横に存在
させることもできる。上述の記載においては、ゾーン9
をエミツタゾーン、領域2をコレクタゾーンと呼んでい
たが、勿論トランジスタを上述したのと反対の状態、即
ちゾーン9をコレクタゾーンおよび領域2をエミツタゾ
ーンとして使用することもでき、このことは例えば所謂
゛I2L゛″回路で行われている。
前述のトランジスタによつてかなりの空間を既知の構造
のものと比べて節約することができる。その理由は特に
僅か1個の窓だけで良いからである。例えば、窓7が所
定の技術、例えば通常のフオトレジストエツチング技術
によつて達成された最小寸法を表わす場合、少なく共2
個の窓(エミツタおよびベース接点窓)および必要な許
容誤差によつて決められる中間の領域が既知の構造のプ
レーナトランジスタには必要なものである。従つてこれ
らの窓の周りに延在するベースゾーンの部分と共に既知
のトランジスタのベースゾーンによつて3〜4倍の面積
が独占されてしまう。上述の例において、シリコン層8
は本体の全表面に亘つて延在しており、ドーブしたn型
部分8AおよびP型部分8Bの外側の層はドープされて
いない部分8Cから成つている。
これら部分8A,8Bはまた基板の表示していない部分
上にも延在しており、相互接続部として作用する。この
ドープしていない多結晶シリコンは例えば約1000倍
も高い高抵抗を有しているために、これはドープした部
分に対して電気的に絶縁することになる。この結果、シ
リコン層8から導体パターンを得るための分離エツチン
グ手段が不要となる。しかしながら、所望するならば、
例えば結果的にドープされないシリコンが必要な高抵抗
を呈さない場合、活性ゾーン、接続導体、電極または相
互接続体として作用しない層8の部分8Cを全体又は部
分的にエツチングして取り去ることもできる。上述した
半導体装置を本発明によつて以下に示す様に製造するこ
とが出来る。
極めて多くのトランジスタを同一半導体スライス上に同
時に製造できることは勿論であり、これらトランジスタ
によつて集積回路の部分を形成することが可能である。
同一シリコン基板上に製造するトランジスタまたは集積
回路は、製造した後で例えば割つたり、折つたりして各
々の回路として取り出される。しかしながら、簡単のた
めに、僅か1個のトランジスタの製造について第3〜6
図を参照しながら説明する。出発材料(第3図参照)を
単結晶シリコン本体1とし、この本体1を、抵抗率0.
01Ω・mを有するn型支持部材3およびこの上にエピ
タキシヤル成長させた抵抗率1Ω・鼎のn型シリコン層
2(厚さ1.25μm)から作り上げる。
この本体1の表面4に電気的絶縁層を設ける。この目的
のため、例えば1100℃で約30分の熱酸化を湿つた
酸素中で行なう。その結果、厚さ約0.3μmの酸化け
い素層5Aが得られる。この層5Aの上に、厚さ約0.
1μmの窒化けい素層5Bを本例では既知の方法、即ち
、1000℃でNH3とSiH4とを有する雰囲気で堆
積する方法によつて設ける。既知のフオトリトグラフエ
ツチング法によって、例えば5μm×10μmの寸法を
有する窓7を合成絶縁層5A,5B中に設ける(第4図
参照)。窒化物をエッチングするために、フオトレジス
トによつて規定した薄い酸化物マスクを窒化物層5B上
に設け、窒化けい素・のエツチングを加熱したリン酸中
で行なうことができる。例えばほう素を拡散することに
よつて、それの縁が窓7によつて規定されたP型ゾーン
10をこの窓を介して拡散する。層5はこのドーピング
に対してマスクとして働く。次に、シリコン層を絶縁層
5の上および窓7内のシリコン表面4の上の気体相から
堆積させる(第5図参照)。
このことは、例えば上述した米国特許明細書第3600
651号(コラム2、37〜48行)に記載されている
様に、SiH4雰囲気中で約1020℃で行なわれる。
この結果、ドープされていないエピタキシヤル単結晶層
が窓7内に形成されると共に、ドープされていないエピ
タキシヤル多結晶層(厚さ約1μm)が窓7の外の絶縁
層上に形成される。層8をも窓内に多結晶で造る場合、
例えば約900℃の如き低い成長温度とすることも可能
である。窓7中に延在するシリコン層8の第1部分8B
を第1のドーピング工程、例えばほう素イオンを矢印2
0の方向にインプランテーシヨン(注入)することによ
つて高度にP型にドープする(シート抵抗は約200Ω
/口)。
フオトレジストマスクM1(第5a図の平面図、ハツチ
ングされた部分M1)はこのイオン注入に対して遮蔽作
用があり、このマスクM1の下のシリコン層8は高オー
ミツク状態のままである。所定の状態の下で、例えばそ
れ以後、導体パターンをシリコン層8からエツチングす
る場合、マスクM1を省略することができる。窓7の一
部分および絶縁層5の上に延在するシリコン層8の他の
部分を、マスクM1を除去した後で、例えばフオトレジ
ストマスクM2によつて遮蔽する(第6図およびそれの
平面図第6a図参照)。
次に、窓7の内側および外側の絶縁層5の上に部分的に
存在するシリコン層8のマスクされていない部分8Aを
、第2のドーピング工程、例えばリンイオンを矢印21
の方向に注入することによつて約10Ω/口のシート抵
抗を有する高度にドープしたn型シリコンに変換する。
最初にドープした、窓7内のシリコン層のP型導電部分
8Dは表面4に隣接するP型導電ゾーン10に接触する
。電極層、例えば金層12を領域3上に設けた後で、第
1および2図に示した構成が得られる。接続接点を多結
晶層部分8Aおよび8B上に設けることができ、または
これら部分をシリコンプレート上の他の部分に存在する
回路素子に接続する。所望によつて、層8を酸化物また
はカラスの層で被覆5したままとし、この層の上に第2
の金属層を形成し、必要に応じて、これを前述のガラス
層中の窓23を介して層部分8Aおよび8Bに局部的に
接続する(第2図の破線で示す)。第7図から第11図
は第1図および第2図に示4すトランジスタの他の製造
方法を段階毎に示す横断面図である。
簡単のために、出発材料を単一のn型シリコン本体2と
し、本例でもまた、領域2を支持部材上に成長させたエ
ピタキシヤル層とすノることができることは明らかであ
る。
本例では絶縁層が用いられるから、選択酸化によつて得
たシリコン層30が領域2中に埋設される(第11図参
照)。更にまた、第1のn型活性ゾーン9(エミツタゾ
ーン)および第2のP型活性ゾーン10によつて本例で
は互いにp−n接合31,32を構成L、その上に部分
31は半導体中に広がり、部分32はシリコン層8中に
広がりp−n接合の部分31,32は互いに表面4の領
域で溶け合う。従つて、連続したp−n接合が構成され
る。少なくとも窓以内のシリコン層を好適には単結晶と
する。シリコン層を全体的に多結晶とすることもできる
が、この場合には、不所望な洩れ電流がp一n接合の部
分32を介して流れることもある。本例の平面図は例え
ば第1図のものと等しいものである。図面中の記号およ
び番号で第1図〜第6図のものと同じのものは同一素子
を表わす。本発明半導体装置の他の実施例を製造するた
めに、エツチングおよび酸化に対して遮蔽する層羽、例
えば窒化けい素層または窒素酸化物を組み合せた層を領
域2の表面上に通常の方法で形成する。
窓7を形成するための寸法分だけの層8の部分にエツチ
ングマスクを設け、シリコン本体のマスクで覆われてい
ない部分を深さ約1μmでエッチングして除去してしま
う。この結果、第7図の構造が得られる。次に、酸化雰
囲気中で加熱することによつて、全体の厚さが約2μm
の沈んだ酸化物層30が得られ、この層の表面はマスク
層33によつて酸化に対して保護されたシリコン表面4
とほぼ一致している。選択酸化による沈んだ酸化物層の
形成、酸化物層のエツチングおよび窒化物層のエツチン
グおよび窒化物層のエツチングに関する詳細については
、本願人の出版物であるPhilp8Research
RepOrt25(1970)第118〜132頁を参
照することによつて、これら公知技術を知ることができ
る。
前述の実施例と同様に、シリコン層8を、例えば絶縁層
30上に位置してなく、窓7以内にある層8の部分は単
結晶として成長し、他方、酸化物30上に位置する部分
は多結晶である。
次にこのシリコン層8を、少なくとも窓7以内の酸化物
層30中および酸化物層の一部分上に例えばほう素を用
いて、高度のp+導電性が達成されるまで堆積する。第
9図の横断面図において、層8全体をp+導電性にする
。この層8をソースとして用いることによつて、ほう素
を領域2の中に高温度(例えば約1050℃)で拡散さ
せて、P型ベースゾーン10を形成する。その後でフオ
トレジストマスクM2を窓7の一部分に亘つて延在する
様に設ける(第9図参照)。リンイオンを注入すること
によつて、シリコン層8のマスクM2(このイオン注入
に対して遮蔽効果を持つ)によつて被覆されていない部
分8Aを高度にドープしたn型シリコンに変換し、この
部分8Aはシリコン層8のマスクM2によつて被覆され
たp+型部分8Bに隣接している。このマスクM2を除
去した後、上昇した温度の下でリンイオンの一部分が、
シリコン層8の部分8Aの外のP型ゾーン10中で拡散
され、その結果エミツタゾーン9が形成される(第10
図参照)。電極12を形成すると共に層8のドープされ
ていない部分8C(第1図参照)をエツチング除去した
後で、第11図で示した様なトランジスタ構造が得られ
る。他の製造過程は勿論のこと、拡散の温度および回数
を、既知の技術思想範囲内で変化することができ、従来
の半導体技術手段によつてペースやエミツタの厚みを所
望の値にすることができる。低オーミツク接触を得るた
めに、所望に応じて高度にドーブしたn型層34を電極
12とn型領域2例えば拡散層との間に設ける(第11
図参照)。次に本発明による半導体装置の他の実施例お
よびその製造方法を第12〜14図を参照しながら説明
する。
第12図はこの実施例の装置の平面図を表わし、第13
図は第12図の一線に沿つて切断した場合の横断面図で
ある。
この装置は次の点において第11図に示したものと区別
されるものである。即ち、活性ゾーン9を、細条形状の
シリコン層8の部分8Aをドーピングすることによつて
形成することである。これによる利点は、少なく共、細
条8Aがそれの全幅に亘り窓7内に位置する限りにおい
て、この細条8Aが窓7に対して或る程度移動する場合
においても、活性ゾーン9の寸法がほぼ一定であること
である。この結果、活性ゾーン9は細条形状を有する様
になり、この形状は表面4においてそれの面側を窓7内
の活性ゾーン10によつて規制される。従つて、本例装
置の再現性は極めて良好なものである。第14図には、
細条形状ゾーンの形成が、溝状フオトレジストマスクM
2を介して例えばリンまたはひ素イオンの注入(矢印3
5)によつて行なわれるのが表わされている。この場合
、所望に応じて、フオトレジストマスクの代りに例えば
酸化けい素または窒化けい素のマスクを用いる時、ドー
ピングを拡散によつて行なうことが出来る。他の操作は
、前述の例と同様に行なうことが出来る。例えば、ベー
スおよびエミツタゾーンを接点パツドC1およびC2上
で接触することができる。本例の場合においても、第2
図を参照して記載した様に所望に応じて二重の金属層が
可能となる。最後に、第15〜17図に、本発明による
装置の更に他の実施例を表わし、このことから、本発明
はバイポーラトランジスタのみに限られないことがわか
る。
第15図に示す装置では、n型ゾーン9を窓内のシリコ
ン層8の単結晶領域中に存在させるが、シリコン層8の
厚さ全体に亘つて延在させない。この窓以内で、P型ベ
ースゾーン10をn型ゾーン9とn型領域2との間のシ
リコン層8中および表面4の下方にそれぞれ部分的に位
置させる。ドーピング原子が多結晶材料中では単結晶材
料中より相当程度急速に拡散する事実のために、この様
な装置を比較的簡単に製造することができる。この結果
、例えば、最初にシリコン層8の最上面層のみをドーピ
ングし、次に例えばリンイオンを注入し、そして適当に
加熱することによつて、リンを、酸化物層30上の多結
晶シリコンの層全体に亘つて同時に、および窓内の単結
晶シリコン層8の厚さの一部分のみに亘つて拡散するこ
とができる。第16図は、第15図のP型ゾーン10が
もつばら層8内に存在する場合の例が表わされており、
第17図は、ダイオードの例が表わされている。
このダイオードのP型領域10は表面4の下の本体中に
延在し、シリコン層のn型部分8Aはn型領域2の接点
電極および接続導体として作用し、そしてP型部分8B
は接続導体およびゾーン10上の接点電極として作用す
る。このゾーン10は窓7の一部分のみに亘つて延在す
ると共に、この窓の縁によつて部分的にだけ規制される
。また所定の状況の下では、このゾーン10は第17図
に破線で表わした様に、窓7の縁によつては殆んど規制
されなくなる。第17図に示した装置においては、シリ
コン層8もまた窓7以内で多結晶である。本発明は上述
した例のみに限られず幾多の変更を加え得ることは明ら
かである。例えば、本例の導電型を反対のものにするこ
とができると共に、他のドーピング方法を前述したドー
ピング方法に追加して種々のドーピング方法として用い
ることができる。また、例えばイオンインプランテーシ
ヨン(注入)の代りに、例えば気体相またはドープした
酸化物またはカラスからの拡散を用いることもできる。
前述したドーピング原子やイオンも他のものと替えるこ
とができる。領域2をあらゆる基板上にエピタキシャル
層として設けることができる。第2図において、例えば
基板3をn型の代りにP型導電性とすることもでき、そ
の場合、これを層2に対して反対にドープする。この場
合、領域2を表面4において層8の部分8Cの何処かの
開口を介して基板上に勿論接触させなければならない。
また、基板を例えばその上で層2がエピタキシヤル成長
するサファイアで構成することもできる。更にまた、半
導体装置に1個の窓の代りに数個の窓を絶縁層5,30
中に設けることができる。前述した装置の総てを集積回
路内の他の半導体素子と組み合せて用いることもでき、
この回路はモノリシツクまたはモノリシツクでないもの
である。最後に、本文中で使つだ多結晶シリコン”と云
う表現は、単結晶シリコンでないシリコンを表わす広義
なものであるから、従つて多結晶シリコンは例えば無定
形シリコンをふくむものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明半導体装置の一実施例の平面図、第2図
は第1図の−線上の横断面図、第3図〜第6図は、第1
図および第2図に示した半導体装置を製造する時の工程
を表わす横断面図、第7図〜第11図は本発明装置の変
形例を製造する時の工程を表わす横断面図、第12図は
同じく他の例の平面図、第13図は第12図の一線上の
横断面図、第14図は第12図および第13図の装置を
製造する工程を表わす横断面図、第15図〜第17図は
本発明の他の装置の横断面図である。 1・・・半導体本体、2,8A,8B・・・シリコン層
、3・・・支持部材、4・・・表面、5A,5B・・・
絶縁層、7・・・窓、9・・・エミツタゾーン、10・
・・ベースゾーン、11,31.32・・・p−n接合
、12・・・電極、30・・・シリコン酸化物層、34
・・・ドーピング層、M1〜M3・・・マスク、C1〜
C2・・・接触パツド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 単結晶シリコン基板の半導体本体を有し、この基板
    の表面にはほぼ一様の厚さを有する電気的絶縁層を設け
    てあり、この絶縁層には窓を設けてあり、この窓の外側
    の前記絶縁層上とこの窓の内側の前記基板の表面上とに
    延在するシリコン層を有し、このシリコン層は第1の導
    電型の第1部分と、これと反対の第2の導電型の第2部
    分を有し、これら第1部分と第2部分とは前記窓の内側
    でp−n接合を形成し、また前記第1部分は前記窓内で
    半導体回路素子の第1の導電型の第1活性ゾーンの接続
    を形成し、窓外の絶縁層上で前記第1活性ゾーンの接続
    導体を形成し、前記第2部分は前記半導体回路素子の第
    2の導電型の第2活性ゾーンに対し窓内で接続を形成し
    、窓外の絶縁層上でこの第2活性ゾーンに対する接続導
    体を形成する如くした半導体装置。 2 単結晶シリコン基板の半導体本体を有し、この基板
    の表面にはほぼ一様の厚さを有する電気的絶縁層を設け
    てあり、この絶縁層には窓を設けてあり、この窓の外側
    の前記絶縁層上とこの窓の内側の前記基板の表面上とに
    延在するシリコン層を有し、このシリコン層は第1の導
    電型の第1部分と、これと反対の第2の導電型の第2部
    分を有し、これら第1部分と第2部分とは前記窓の内側
    でp−n接合を形成し、また前記第1部分は前記窓内で
    半導体回路素子の第1の導電型の第1活性ゾーンの接続
    を形成し、窓外の絶縁層上で前記第1活性ゾーンの接続
    導体を形成し、前記第2部分は前記半導体回路素子の第
    2の導電型の第2活性ゾーンに対し窓内で接続を形成し
    、窓外の絶縁層上でこの第2活性ゾーンに対する接続導
    体を形成する如くした半導体装置を製造するにあたり、
    単結晶シリコン基板上に窓を有するほぼ一様の厚さの電
    気絶縁層を設ける工程、該絶縁層上および前記窓内のシ
    リコン表面上に気相よりシリコン層を蒸着する工程、一
    部が前記窓の内側に一部がこの窓の外側に延在する前記
    シリコン層の少くとも一部にドーピングを行つて第1ド
    ーピング工程で第1の導電型の層の部分を得る工程、前
    記窓外に延在する前記第1導電型層の一部分とこの層の
    窓の内側の部分をマスクする工程、前記シリコン層のマ
    スクされない部分に第2のドーピングを加え反対の第2
    の導電型に変換する第2のドーピング工程とを有し、こ
    れによつて得られた第1、第2の導電型の第1、第2層
    部分が半導体回路素子の第1、第2導電型の各活性ゾー
    ンにそれぞれ接触する如くした半導体装置の製造方法。
JP52137353A 1976-11-19 1977-11-17 半導体装置およびその製造方法 Expired JPS5937867B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
NL7612883A NL7612883A (nl) 1976-11-19 1976-11-19 Halfgeleiderinrichting, en werkwijze ter ver- vaardiging daarvan.
NL000007612883 1976-11-19

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS5364486A JPS5364486A (en) 1978-06-08
JPS5937867B2 true JPS5937867B2 (ja) 1984-09-12

Family

ID=19827254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP52137353A Expired JPS5937867B2 (ja) 1976-11-19 1977-11-17 半導体装置およびその製造方法

Country Status (7)

Country Link
US (2) US4161745A (ja)
JP (1) JPS5937867B2 (ja)
CA (1) CA1093702A (ja)
DE (1) DE2749607C3 (ja)
FR (1) FR2371779A1 (ja)
GB (1) GB1589938A (ja)
NL (1) NL7612883A (ja)

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL190710C (nl) * 1978-02-10 1994-07-01 Nec Corp Geintegreerde halfgeleiderketen.
NL7806989A (nl) * 1978-06-29 1980-01-03 Philips Nv Geintegreerde schakeling.
NL7900280A (nl) * 1979-01-15 1980-07-17 Philips Nv Halfgeleiderinrichting en werkwijze ter vervaardiging daarvan.
JPS55134962A (en) * 1979-04-09 1980-10-21 Toshiba Corp Semiconductor device
GB2050694B (en) * 1979-05-07 1983-09-28 Nippon Telegraph & Telephone Electrode structure for a semiconductor device
US4785341A (en) * 1979-06-29 1988-11-15 International Business Machines Corporation Interconnection of opposite conductivity type semiconductor regions
DE2945854A1 (de) * 1979-11-13 1981-05-21 Deutsche Itt Industries Gmbh, 7800 Freiburg Ionenimplantationsverfahren
EP0029887B1 (de) * 1979-12-03 1983-07-13 International Business Machines Corporation Verfahren zum Herstellen eines vertikalen PNP-Transistors und so hergestellter Transistor
DE3174500D1 (en) * 1980-05-20 1986-06-05 Toshiba Kk Semiconductor device
JPS5721838A (en) * 1980-07-15 1982-02-04 Toshiba Corp Semiconductor device
JPS5737870A (en) * 1980-08-20 1982-03-02 Toshiba Corp Semiconductor device
GB2086135B (en) * 1980-09-30 1985-08-21 Nippon Telegraph & Telephone Electrode and semiconductor device provided with the electrode
US4518981A (en) * 1981-11-12 1985-05-21 Advanced Micro Devices, Inc. Merged platinum silicide fuse and Schottky diode and method of manufacture thereof
NL8105920A (nl) * 1981-12-31 1983-07-18 Philips Nv Halfgeleiderinrichting en werkwijze voor het vervaardigen van een dergelijke halfgeleiderinrichting.
DE3245457A1 (de) * 1982-12-08 1984-06-14 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Halbleiterelement mit kontaktloch
NL8303179A (nl) * 1983-09-15 1985-04-01 Philips Nv Halfgeleiderinrichting.
US5298786A (en) * 1990-12-06 1994-03-29 International Business Machines Corp. SOI lateral bipolar transistor with edge-strapped base contact and method of fabricating same
US6326281B1 (en) * 1998-09-23 2001-12-04 Texas Instruments Incorporated Integrated circuit isolation
US6406981B1 (en) * 2000-06-30 2002-06-18 Intel Corporation Method for the manufacture of semiconductor devices and circuits
US6743697B2 (en) * 2000-06-30 2004-06-01 Intel Corporation Thin silicon circuits and method for making the same
WO2015067985A1 (en) * 2013-11-07 2015-05-14 Freescale Semiconductor, Inc. Adjustable losses of bond wire arrangement

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119874A (en) * 1976-04-02 1977-10-07 Hitachi Ltd Semi-conductor device

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3212162A (en) * 1962-01-05 1965-10-19 Fairchild Camera Instr Co Fabricating semiconductor devices
US3825997A (en) * 1969-10-02 1974-07-30 Sony Corp Method for making semiconductor device
US3600651A (en) * 1969-12-08 1971-08-17 Fairchild Camera Instr Co Bipolar and field-effect transistor using polycrystalline epitaxial deposited silicon
US3764413A (en) * 1970-11-25 1973-10-09 Nippon Electric Co Method of producing insulated gate field effect transistors
GB1342627A (en) * 1971-03-18 1974-01-03 Ferranti Ltd Semiconductor devices
CA969290A (en) * 1971-10-20 1975-06-10 Alfred C. Ipri Fabrication of semiconductor devices incorporating polycrystalline silicon
US3758830A (en) * 1972-04-10 1973-09-11 Hewlett Packard Co Transducer formed in peripherally supported thin semiconductor web
GB1399163A (en) * 1972-11-08 1975-06-25 Ferranti Ltd Methods of manufacturing semiconductor devices
US3837071A (en) * 1973-01-16 1974-09-24 Rca Corp Method of simultaneously making a sigfet and a mosfet
DE2335333B1 (de) * 1973-07-11 1975-01-16 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung von einer Anordnung mit Feldeffekttransistoren in Komplementaer-MOS-Technik
US3902188A (en) * 1973-08-15 1975-08-26 Rca Corp High frequency transistor
JPS50137478A (ja) * 1974-04-18 1975-10-31
GB1501114A (en) * 1974-04-25 1978-02-15 Rca Corp Method of making a semiconductor device
US3959025A (en) * 1974-05-01 1976-05-25 Rca Corporation Method of making an insulated gate field effect transistor
US4074304A (en) * 1974-10-04 1978-02-14 Nippon Electric Company, Ltd. Semiconductor device having a miniature junction area and process for fabricating same
JPS6041458B2 (ja) * 1975-04-21 1985-09-17 ソニー株式会社 半導体装置の製造方法
JPS51128268A (en) * 1975-04-30 1976-11-09 Sony Corp Semiconductor unit

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS52119874A (en) * 1976-04-02 1977-10-07 Hitachi Ltd Semi-conductor device

Also Published As

Publication number Publication date
NL7612883A (nl) 1978-05-23
GB1589938A (en) 1981-05-20
DE2749607B2 (de) 1981-06-11
US4161745A (en) 1979-07-17
JPS5364486A (en) 1978-06-08
DE2749607C3 (de) 1982-02-11
US4283837A (en) 1981-08-18
FR2371779B1 (ja) 1984-01-13
DE2749607A1 (de) 1978-05-24
FR2371779A1 (fr) 1978-06-16
CA1093702A (en) 1981-01-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS5937867B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
US4191595A (en) Method of manufacturing PN junctions in a semiconductor region to reach an isolation layer without exposing the semiconductor region surface
JPH0630359B2 (ja) バイポーラトランジスタの製造方法
US4430793A (en) Method of manufacturing a semiconductor device utilizing selective introduction of a dopant thru a deposited semiconductor contact layer
JPH0654795B2 (ja) 半導体集積回路装置及びその製造方法
JP2605030B2 (ja) 直交バイポーラ−トランジスタ
JPH0241170B2 (ja)
US4132573A (en) Method of manufacturing a monolithic integrated circuit utilizing epitaxial deposition and simultaneous outdiffusion
JPH02229437A (ja) 高性能バイポーラ構造製造方法
JPS62190875A (ja) バイポ−ラ・トランジスタとその製法
JPH05129320A (ja) 半導体装置及びその製造方法
JPS627704B2 (ja)
JP3703427B2 (ja) Mos電界効果トランジスタ
JP2757872B2 (ja) 半導体装置及びその製造方法
KR0137568B1 (ko) 바이폴라 트랜지스터의 제조방법
JPS5984469A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH01155660A (ja) 半導体装置の製造方法
JPS63146466A (ja) ベース・エミッタコンタクト構成体及びその製造方法
JP2531680B2 (ja) 半導体装置およびその製造方法
JP2594697B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0666275B2 (ja) 半導体装置の製造方法
JPH03505026A (ja) バイポーラトランジスタおよびそれの作製方法
JPH0136709B2 (ja)
JPS63152170A (ja) 半導体装置の製造方法
JPH0332232B2 (ja)