JPS60109262A - 半導体装置の製造法 - Google Patents

半導体装置の製造法

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JPS60109262A
JPS60109262A JP58216172A JP21617283A JPS60109262A JP S60109262 A JPS60109262 A JP S60109262A JP 58216172 A JP58216172 A JP 58216172A JP 21617283 A JP21617283 A JP 21617283A JP S60109262 A JPS60109262 A JP S60109262A
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JP
Japan
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oxide film
mask
semiconductor
nitride
substrate
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JP58216172A
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English (en)
Inventor
Toshinori Hirashima
平島 利宣
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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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
    • H01L21/77Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate
    • H01L21/78Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices
    • H01L21/82Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components
    • H01L21/822Manufacture or treatment of devices consisting of a plurality of solid state components or integrated circuits formed in, or on, a common substrate with subsequent division of the substrate into plural individual devices to produce devices, e.g. integrated circuits, each consisting of a plurality of components the substrate being a semiconductor, using silicon technology
    • H01L21/8248Combination of bipolar and field-effect technology
    • H01L21/8249Bipolar and MOS technology

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  • Element Separation (AREA)
  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (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】 し技術分野〕 本発明は半導体のM造技術Jさらにはマスフケ用いた選
択的不純物導入技術に関し、1ことえば・(イボーラC
MO3−10におけるベース拡散技術に関するものであ
る。
〔背景技術〕
一つのシリコン半導体基体表面にノ(イボーラ形トラン
ジスタや相補形絶縁ゲート電界効果トランジスタ(0−
MOSFET)で回路を構成する半導体集積回路装置(
以下B i −0MO8−ICと。
称する)%−製造する場合に、各素子の形成された領域
を電気的に分離する分離手段(アイソレーション)とし
て半導体基体表面を選択的に酸化した厚い半導体酸化膜
(フィールド酸化膜)が利用されている。
本発明者は例えば第1図に示すようにシリコン半導体基
体10表面に薄い酸化膜2を下地にシリコン窒化物(ナ
イトライド)膜3を部分的に形成し、これをマスクとし
て適当な温匿及び湿度灸件で半導体基体表面を酸化する
ことにより第2図に示すように部分的に厚いフィールド
酸化膜2aY形成している。このフィールド酸化膜2 
’a Y形成した後、第3図に示すようにナイトライド
膜3は除去される。
ところでこのようにフィールド酸化膜により分離された
一つの半導体領域にバイポーラ・トランジスタのベース
を形成しようとする場合、全面に0VD(気相化学堆積
)技術によるシリコン酸化膜17Y堆積し、その一部を
エッチ除去して、第4図に示すように手記フィールド酸
化膜2aとOvD酸化膜17とをマスクとして不純物?
半導体基体内に導入することにより、例えばP型ベース
領域15を形成し、その後、OVD酸化膜ン取り除くこ
とになる。
このようなプロセスによれば、OVD酸化膜の堆積及び
p型ベース拡散後にこのOVD酸化膜の除去の゛工程が
必要であり、工数が多く複雑となること奢さけられない
という問題点が生じるということが本発明者によつ又あ
ぎらかとされた。
〔発明の目的〕
本発明はE記にかんがみフィールド酸化時のナイトライ
ドマスクをベース拡散マスクに利用することにより、バ
イポーラ0M08−IOの製造工数を削減することン目
的と専るものである。
本発明の前記ならびにそのほかの目的と新規な特徴は本
明細省の記述および添付図面からあきらかになるであろ
・ハ 〔発明の概要] 本願において開示される発明のうち代表的なものの概要
?簡単に説明すれば、下記のとおりである。
すなわち、本発明は半導体基体表面にアイソレーション
(又はフィールド)酸化膜を形成し、この酸化膜をマス
クとして選択的に拡散層を形成するにあたり、上記アイ
ソレーション酸化j4:、マスクとして使用したナイト
ライド膜とアイソレーション酸化膜ンともに拡散マスク
として使用することにより、0VD−酸化膜等を使用す
ることなくプロセスを簡易化し、前記目的ヲ達成するも
のである。
〔実施例1〕 第5図乃至第8図は本発明の実施例であって、アイソレ
ージラン酸化膜を利用したベース拡散プロセスの要部Y
示す工程断面図であって、以下の工程(al −(dl
に従う。
(a) 第5図に2いて示すように、半導体シリコン基
体1上に酸化膜(SiOx膜)2を下地とし℃気相中に
成長したナイトライド(SisN、)Yデポジットし、
ホトエツチングによりその不要部をエッチしてナイトラ
イドマスク3を形成する。
(bl 高温(又は低温)、高湿条件でフィールド酸化
を行い、第6図に示すようにナイトライドマスクの形成
されない部分に厚いフィールド(アイソレーション)酸
化膜2aY形成する。
(C)ベースが形成される領域上の3i、、N、のみ乞
除去し、第7図に示すようにシリコン基体表面の酸化膜
(2)を除去した状態で基体表面にボロンをイオン打込
み(又はデポジット)する。
(dl ボロンを基体1内に熱拡散して第8図に示すよ
うにp型ベース領域15Y形成する。
上記のプロセス忙よれば局部酸化時のマスクとして用い
たナイトライドをベース拡散してもそのままマスクとし
て利用できるため、例えばOVD・5101マスクを使
用することなく工程数7削減できる。
〔実施例2〕 第9図乃至第20図は本発明の他の一実施例であってバ
イポーラ0Ml5・工0プロセスの工程断面図である。
以下各工程に従って詳述する。
(al 第9図に示すように、p型シリコン半導体基板
(サブストレート)5上にn+型埋込層6を埋込んだ上
にn型シリコ7層7ンエビタキシヤル成長させ、n型シ
リコン層の表面に酸化膜2を生成した基体乞用意する。
(bl 酸化膜2の一部Zホトエッチすることにより形
成したマスフケ通し又アイソレーション部に高濃度のボ
ロンを深く打込み、次いで別なマスクを通して0MO8
素子のウェル部に低濃度のボロンを打込み、さらに別な
マス27通し、て)くイボ−ラ部のコレクタ部に高濃度
のリン乞打込み、然るのち熱拡散することにより、第1
06に示すようにアイソレーションp型領域L pmウ
ェル領域9及びn++コレクタ取出し、領域1oを形成
する。
(C1全面にSi、N4(ナイトライド)をデポジット
し、第11図に示すようにホトレジストよりなルマスク
13により不要部を除去し、てナイトライドマスク12
を形成する。
(dl 新たにホトレジストによるマスフケ形成し、チ
ャネルストッパのためのポロン拡散及びリン拡散を順次
行う。第12図はリン拡散のためのホトレジストマス月
4を形成した状態を示す。
(e) アイソレーション(フィールド)酸化を行い、
第13図に示すようにナイトライドマスクの形成されな
い基体表面に厚いアイソレーション(フィールド)酸化
膜2ag形成する。
(fl 次いで第14図に示すようにバイポーラ部の基
体表面の一部のナイトライド膜を除去し、残ったナイト
ライド膜とアイソレーション酸化膜とをマスクドしてベ
ース領域a!9形成のためボロンイオン打込み(又はデ
ポジット)する。
(gl 第15図に示すようにボ≦ンY[&してベース
p型領域15)k形成し、新たにホトレジストマスク1
6で覆い、p−型ウェル領域9の表面にリンをイオンあ
さくイオン打込みする。
(hl ホトレジスト16及び薄い酸化膜を取り除き、
0MO8部の表面に新たにゲート絶縁膜とし℃薄い熱酸
化膜を形成1した後、全面に気相よりシリコンビデポジ
ットし、バターニングエッチすることにより第16図に
示すようにポリシリコンゲート1B、19を形成する。
(il OV D−8iot Jlj 17 ?: 全
面kC形成シ、第17図に示すようにその一部tホトエ
ッチにより窓開し、これをマスクとしてボロンを打込む
こと九よりバイポーラ部のベース取出し部にp−型拡散
層22を形成すると同時に0MO8部のpチャネル側に
ソース・ドレインとなるp型拡散層20゜21を形成す
る。
(jl 次いで図示されないが、前工程(i)で形成し
たp+型型数散層OV D−5t Ot膜で覆い、バイ
ポーラ部の一部と0MO8部の一部乞窓開し、リンをイ
オン打込みし、熱拡散することにより、第18図に示す
ようにバイポーラ部にエミッタn+型領域25を形成す
ると同時に0MO3部のnチャネル側にソース・ドレイ
ンとなるn+W+域23.247形成する。
(k+ この後、全面なPSG(リン・シリケートガラ
ス)で覆い、各領域のコンタクトホトエッチを行い、さ
いごにアルミニウム’KEN、バターニングエッチを行
うことにより、第19図に示すようにnチャネルMO8
FETのドレイン電極27、同じくソース電極28、p
チャネルMO8FETのドレイン電極29、同ソース電
極3o、バイポーラnpn)ランジスタのエミッタ電極
31.ペース電極32、及びコレクタ電極33を形成し
、この上を保護用パッシベーション膜(図示しない)で
覆うことによりバイポーラ0MO8・IOが完成する。
〔効果〕
以上の実施例で・饅明Iず一大尭l旧r計躬蒔r4−小
効果が得られる。
(1)ベース拡散のため0vD−8iO7′ftデボジ
・ントし、かつその後に取除く工程が削減できる。
(210VD−8in、ハ熱酸化K (S iOx )
 ノj ’)にち密な膜ではなくピンホールが存在する
。したがってOVD −show全面除去工程でこのピ
ンホールを通し、て下層のりすい熱酸化膜がエッチされ
てしまうという不良ヲ生じることがあった。本発明夕月
いれば、ベース拡散のための0VD−8iO。
マスクは不要となり、前記の不良はおこらず、半導体製
品の信頼性と歩留りの向上7図ることかできる。
以上本発明者によってなされた発明を実施例にもとづき
具体的に説明したが、本発明は上記実施例に限定される
ものではなく、その要旨を逸脱(−1ない範囲で種々変
更可能であることはいうまでもない。
たとえばアイソレーション酸化膜形成プロセスで下記の
ように工夫することによりIOの高集積化が図られる。
すなわち、第20図(第6図に対応する)に示すように
Si、N4膜3tマスクとして厚いアイソレージ田ン(
フィールド)酸化膜2a&形成し、その後第21図に示
すようにベースを形成すべき基体1表面の薄い酸化膜2
をエッチ除去し、次いで第22図に示すようにさらにフ
ィールド酸化膜の表面部をある厚さだけエッチする。こ
のようにすれば素子となる領域は第21図のdlから第
22図のd、のように実質的に拡がる。すなわち、厚く
もり上った酸化膜2aの1バードビーク」部分が減少す
ることにより分離領域を小ζくすることで、実質的にア
クティブ領域を拡げ集積度を大とする効果が得られる。
さらに本発明の実施例ではアイソレーション構造として
酸化膜のみを利用するLOOO3(局部的選択酸化法)
の場合について説明したが、局部酸化の前に溝を掘るア
イソプレーナ法を利用しうろことはいうまでもない。
〔利用分野〕
以上の発明では、主とし℃本発明者によってなされた発
明をその背景となった利用分野であるノくイボーラ・0
MO8半導体製品の製造プロセスに適用した場合につい
て説明したかそれに限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
第1図乃至第4図はこれまでの0VD−3iO。 を用いる選択酸化拡散プロセスの例を示す工程断面図で
ある。 第5図乃至第8図は本発明の一実施例を示すものであっ
て、選択酸化拡散プロセスの工程断面図である。 第9図乃至第′19図は本発明の他の一実施例2示すバ
イポーラ・0MO8半導体装置の製造プロセスの工程断
面図である。 第20図乃至第22図は本発明の変形実施例を示す局部
酸化プロセスの工程断面図である。 l・・・シリコン半導体基体、2・・・表面酸化膜(S
in、)、2a・・・フィールド(アイソレーション)
酸化膜、3・・・ナイトライド膜(Si、N、)、4・
・・ベース領域、5・・・Si基板、6・・・n+型埋
込み層、7・・・エピタキシャルSi層、8・・・アイ
ソレーションp型領域、9・・・p−型ウェル領域、1
0・・・コレクタn+型領域、11・・・表面酸化膜、
12・・・ナイトライド膜、13.14・・・レジスト
、15・・・ベース領域、16・・・レジスト、17・
・・OVD・Sin、、18・・・nチャオ、ルゲート
電極、19・・・pチャネルゲート電極、20・・・p
チャネルドレイン領域、21・・・pチャネル領域、2
2・・・ベース領域、23・・・nチャネルドレイン領
域、24・・・nチャネルソース領域、25・・・エミ
ッタ領域、26・・・リンシリケートガラス(PSG 
)、27−30・・・電極。 代理人 弁理士 高 橋 明 夫7/〜2、)1 “ 第 1 図 。 /

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、半導体基体の一工面上にこの半導体の酸化を統御す
    る材料からなるマスク層を形成する工程、上記マスク層
    をマスクとし2て上記半導体基体表面を選択的に酸化し
    、て厚い酸化膜を形成する工程及び、手記マスク材の一
    部と上記厚い酸化膜をマスクとして上記半導体基体内に
    不純物を選択的に導入する工程とを含む半導体装置の製
    造法。 2、前記半導体基体はシリコン結晶であり、前記半導体
    の酸化を統御する材料はシリコン窒化物である特許請求
    の範囲第1項に記載の半導体装置の製造法。 3、前記半導体装置はバイポーラ・0MO8半導体集積
    回路装置であり、前記不純物の選択的導入によって、0
    MO8素子のウェル領域又は及びパイホーラ素子のベー
    ス領域を形成するものである特許請求の範囲第1項又は
    第2項に記載の半導体装置の製造法。
JP58216172A 1983-11-18 1983-11-18 半導体装置の製造法 Pending JPS60109262A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6381970A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
JPS63131562A (ja) * 1986-11-21 1988-06-03 Seiko Epson Corp 半導体装置の製造方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6381970A (ja) * 1986-09-26 1988-04-12 Hitachi Ltd 半導体装置の製造方法
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