JPS6022508B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPS6022508B2
JPS6022508B2 JP422576A JP422576A JPS6022508B2 JP S6022508 B2 JPS6022508 B2 JP S6022508B2 JP 422576 A JP422576 A JP 422576A JP 422576 A JP422576 A JP 422576A JP S6022508 B2 JPS6022508 B2 JP S6022508B2
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diffusion
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稔 荒木
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の能動素子形成と同時に基板表面
に基板電極を形成する半導体装置の製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device in which a substrate electrode is formed on a substrate surface simultaneously with the formation of active elements of the semiconductor device.

従来、シリコンゲート型電界効果トランジスタにおいて
は、チャンネル電流を制御する基板電極を半導体基板裏
面に形成していたが、電極が基板裏面にあるため基板と
同電位になる基板表面電極とはケース組立で接続してい
て、基板表面では接続できなかった。ケースにおいて、
基板電極を、他の基板表面電極と接続する否かでケース
を、それに応じて製造しなければならなかった。そこで
、この問題を解決するために基板表面に基板電極を形成
する方法が採用されているが、従来の方法では絶縁膜閉
口のための作業工程を増加させなければならなかった。
第1図は従来の基板電極を半導体基板表面に有するシリ
コンゲート型電界効果トランジスタと該トランジスタと
は別の拡散配線電極を形成する方法を説明する工程図で
ある。シリコン基板1の表面に厚さ約1〃mの二酸化シ
リコン膜2を形成し、通常の写真食刻法により、トラン
ジスタ部と拡散配線となるべき領域の二酸化シリコン膜
2を選択除去し、露出したシリコン面上に厚さ約0.1
〆mの二酸化シリコン膜3を熱酸化法によって形成し、
更にその上に多結晶シリコン膜4に気相成長法により形
成する(第1図a)。
Conventionally, in silicon gate field effect transistors, the substrate electrode that controls the channel current was formed on the back side of the semiconductor substrate, but since the electrode is on the back side of the substrate, it is difficult to assemble the case with the substrate surface electrode, which has the same potential as the substrate. It was connected, but the connection could not be made on the surface of the board. In the case
Depending on whether or not the substrate electrode is connected to other substrate surface electrodes, the case had to be manufactured accordingly. In order to solve this problem, a method of forming a substrate electrode on the surface of the substrate has been adopted, but in the conventional method, the number of work steps for closing the insulating film had to be increased.
FIG. 1 is a process diagram illustrating a method of forming a conventional silicon gate field effect transistor having a substrate electrode on the surface of a semiconductor substrate and a diffusion wiring electrode separate from the transistor. A silicon dioxide film 2 with a thickness of about 1 m is formed on the surface of a silicon substrate 1, and the silicon dioxide film 2 in the regions that are to become transistor parts and diffusion wiring is selectively removed and exposed by ordinary photolithography. Approximately 0.1 thickness on silicon surface
A silicon dioxide film 3 of 〆m is formed by a thermal oxidation method,
Furthermore, a polycrystalline silicon film 4 is formed thereon by vapor phase growth (FIG. 1a).

トランジスタのゲートと配線となるべき多結晶シリコン
4を選択形成し、この多結晶シリコンをマスクにし、二
酸化シリコン3を徐去し、基板と反対伝導型の不純物を
拡散し、ソース領域5、ドレィン領域6、配線拡散領域
7を形成する(第1図b)。
Selectively form polycrystalline silicon 4 that will become the gate and wiring of the transistor, use this polycrystalline silicon as a mask, remove silicon dioxide 3, diffuse impurities of the opposite conductivity type to the substrate, and form the source region 5 and drain region. 6. Form a wiring diffusion region 7 (FIG. 1b).

次に、気相成長法により二酸化シリコン膜8を表面に形
成した後、亀極取出し窓を開口する。
Next, after a silicon dioxide film 8 is formed on the surface by a vapor phase growth method, a window for taking out the Kazoku electrode is opened.

基板電極を形成したい領域9は二酸化シリコン膜2と8
が重なって厚に為、上層の二酸化シリコン膜8のみが除
去され、二酸化シリコン膜2は除去されない(第1図c
)。基板電極取出し窓を関口するため、基板電極を形成
したい領域9内に、窓以外をホトレジスト膜で覆って、
二酸化シリコン膜2をエッチングし、開□部10を形成
する(第1図d)。
The region 9 where the substrate electrode is to be formed is made of silicon dioxide films 2 and 8.
Because of the overlap and thickness, only the upper silicon dioxide film 8 is removed, and the silicon dioxide film 2 is not removed (Fig. 1c).
). In order to close the substrate electrode extraction window, cover the area 9 other than the window with a photoresist film in the area 9 where the substrate electrode is to be formed.
The silicon dioxide film 2 is etched to form an opening 10 (FIG. 1d).

次に、真空蒸着法によりアルミニウムを被着し、選択除
去して、ソース電極11、ドレィン電極12、拡散配線
電極13、基板電極14を形成する。
Next, aluminum is deposited by vacuum evaporation and selectively removed to form a source electrode 11, a drain electrode 12, a diffusion wiring electrode 13, and a substrate electrode 14.

最後に熱処理によりアルミニウムとシリコンの共晶部1
5を形成する(第1図e)。上記説明のように、従釆方
法では基板電極14を半導体基板表面に形成するために
は二酸化シリコン膜徐去のため、マスキング工程が1回
増え、作業工数が増加するという欠点がある。
Finally, by heat treatment, the eutectic part 1 of aluminum and silicon is
5 (Fig. 1e). As described above, the conventional method has the drawback that in order to form the substrate electrode 14 on the surface of the semiconductor substrate, one additional masking step is required to remove the silicon dioxide film, which increases the number of work steps.

本発明は上記の欠点を除去し、シリコンゲート型電界効
果トランジスタあるいはこれと同時に形成できるダイオ
ードのような能動素子の形成と同時に基板電極または能
動素子とは別の電極を、作業工程を増加させることなく
形成する半導体装置の製造方法を提供するものである。
The present invention eliminates the above-mentioned drawbacks and increases the number of work steps by forming a substrate electrode or an electrode other than the active device at the same time as forming an active device such as a silicon gate field effect transistor or a diode that can be formed at the same time. The present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device that is formed without any process.

本発明を実施例により説明する。第2図は本発明の方法
をシリコンゲート型電界効果トランジスタと拡散配線電
極及び基板電極の形成に実施した場合の工程図である。
The present invention will be explained by examples. FIG. 2 is a process diagram when the method of the present invention is applied to the formation of a silicon gate field effect transistor, a diffusion wiring electrode, and a substrate electrode.

シリコン基板21の表面に、窒化シリコン膜22を設け
、トランジスタ、拡散配線と別の電極を形成すべき領域
以外を選択除去した後、熱酸化により、厚い二酸化シリ
コン膜23を形成する。
A silicon nitride film 22 is provided on the surface of a silicon substrate 21, and after selectively removing areas other than those where transistors, diffusion wiring and other electrodes are to be formed, a thick silicon dioxide film 23 is formed by thermal oxidation.

(第2図a)次に窒化シリコン膜22を除去し、熱酸化
法などによって二酸化シリコン膜24を、その上に気相
成長法などによって多結晶シリコン膜25を形成する。
(FIG. 2a) Next, the silicon nitride film 22 is removed, and a silicon dioxide film 24 is formed by a thermal oxidation method or the like, and a polycrystalline silicon film 25 is formed thereon by a vapor phase growth method or the like.

(第2図b) 次に、トランジスタのゲート及び配線となるべきを領域
以外の多結晶シリコン膜25と二酸化シリコン膜24を
除去し、シリコン表面の露出面から基板と反対の導電型
の不純物を拡散して、ソ−ス領域26、ドレィン領域2
7、拡散配線領域28及び基板電極拡散領域29を形成
する。
(Figure 2b) Next, the polycrystalline silicon film 25 and the silicon dioxide film 24 are removed from areas other than the areas that are to become the transistor gate and wiring, and impurities of the opposite conductivity type to the substrate are removed from the exposed silicon surface. Diffused to form source region 26 and drain region 2
7. Form a diffusion wiring region 28 and a substrate electrode diffusion region 29.

この拡散において、厚い二酸化シリコン膜23は基板表
面下に酸化膜が入り込んでいるため、横方向への不純物
拡散が阻害されるので、拡散領域は横方向には拡がらな
い。(第2図c)次に、熱酸化によって、多結晶シリコ
ンを二酸化シリコンで覆うとともに、拡散領域上に二酸
化シリコン膜30を形成する。
During this diffusion, since the thick silicon dioxide film 23 has an oxide film that penetrates below the surface of the substrate, lateral diffusion of impurities is inhibited, so that the diffusion region does not expand in the lateral direction. (FIG. 2c) Next, by thermal oxidation, the polycrystalline silicon is covered with silicon dioxide and a silicon dioxide film 30 is formed on the diffusion region.

さらに、各拡散領域に電極取出し窓31を開口する。こ
のとき、基板亀極取出し窓31はその拡散領域29の上
端部の二酸化シリコン膜23の接触部を包含して開□さ
れ、このとき二酸化シリコン膜23の一部が除去される
。(第2図d)次に、アルミニウムを真空蒸着法などに
より被着後、選択除去してソース電極32、ドレィン電
極33、拡散配線電極34、基板電極35を形成する。
Furthermore, an electrode extraction window 31 is opened in each diffusion region. At this time, the substrate window 31 is opened to include the contact portion of the silicon dioxide film 23 at the upper end of the diffusion region 29, and at this time, a portion of the silicon dioxide film 23 is removed. (FIG. 2d) Next, aluminum is deposited by vacuum evaporation or the like, and then selectively removed to form a source electrode 32, a drain electrode 33, a diffusion wiring electrode 34, and a substrate electrode 35.

最後に、熱処理によって、アルミニウムとシリコンの共
晶部36,37を形成する。この熱処理において、基板
電極35のアルミニウムは拡散領域29と共品合金を形
成するが、このときこの共晶部37は二酸化シリコン膜
23の基板表面下に沿って保〈成長し、基板21と短絡
し、基板電極が形成される。これは、拡散領域29の基
板表面に終る接合端部とアルミニウムを接触させている
からであって、他の電極32,33,34のように、ア
ルミニウムが拡散領域26,27,28の内部で接して
いるような場合には、共晶部35は横に拡がっても、拡
散領域から飛び出すことがない。このようにして、工程
を増加せることなく、基板と短絡する電極35、基板と
短絡しない電極32,33,34を、能動素子の形成と
同時に形成することができる。(第2図e)上記実施例
では、シリコンゲート型電界効果トランジスタを形成す
ると同時に基板電極を基板表面に構成する方法について
説明したが、同様の工程で形成されるダイオ−ド‘こ対
しても、この主旨の電極を基板表面に同時に形成するこ
とも可能である。
Finally, eutectic portions 36 and 37 of aluminum and silicon are formed by heat treatment. In this heat treatment, the aluminum of the substrate electrode 35 forms a co-alloy with the diffusion region 29, but at this time, this eutectic part 37 is maintained and grows along the substrate surface of the silicon dioxide film 23, causing a short circuit with the substrate 21. Then, a substrate electrode is formed. This is because aluminum is in contact with the bonding end of the diffusion region 29 that ends on the substrate surface, and like the other electrodes 32, 33, 34, the aluminum is inside the diffusion regions 26, 27, 28. If they are in contact with each other, the eutectic portion 35 will not protrude from the diffusion region even if it spreads laterally. In this way, the electrode 35 that short-circuits with the substrate and the electrodes 32, 33, and 34 that do not short-circuit with the substrate can be formed simultaneously with the formation of the active element, without increasing the number of steps. (Fig. 2e) In the above embodiment, a method was explained in which a substrate electrode was formed on the substrate surface at the same time as a silicon gate field effect transistor was formed. It is also possible to simultaneously form electrodes to this effect on the substrate surface.

また、基板と短絡する電極と短絡しない電極のいづれか
一方を省くことも増加することも可能である。更に、相
補型電界効果トランジスタのように基板を、不純物拡散
基板とそうでない基板に分けて構成する場合にも、同様
に上記実施例に言う基板として適用できる。また、上記
実施例では電極用金属としてアルミニウムを用いたが、
アルミニウムに限らず、シリコンとオーム接触可能な金
属ならば使用可能である。
It is also possible to omit or increase the number of electrodes that short-circuit with the substrate and electrodes that do not short-circuit with the substrate. Further, even when the substrate is divided into an impurity-diffused substrate and a non-diffused substrate, such as in a complementary field effect transistor, the present invention can be similarly applied as the substrate mentioned in the above embodiment. In addition, in the above example, aluminum was used as the electrode metal, but
Not limited to aluminum, any metal that can make ohmic contact with silicon can be used.

更にまた、上記実施例では電極35のアルミニウムが拡
散領域29の表面に終る接合端部の全部と接触している
が、拡散領域29が二酸化シリコン膜23に接している
接合の表面端部を少なくとも含んで接続用窓が設けられ
、アルミニウムが拡散領域の接合端部に接しておれば充
分である。
Furthermore, in the above embodiment, the aluminum of the electrode 35 is in contact with all of the junction ends ending at the surface of the diffusion region 29, but at least the surface end of the junction where the diffusion region 29 is in contact with the silicon dioxide film 23 is It is sufficient that a connecting window is provided containing the aluminum and that the aluminum contacts the junction end of the diffusion region.

また、アルミウムが前記拡散領域の接合端部に接してい
る面積が小さくて、その部分を覆うアルミニウムの量が
充分大きければ本発明の効果は増大する。以上詳細に説
明したように本発明によれば、作業工程を増加さするこ
となく、基板電極を基板表面に形成できるので基板表面
電極から基板電位を制御できる。
Furthermore, if the area where aluminum is in contact with the junction end of the diffusion region is small and the amount of aluminum covering that area is sufficiently large, the effects of the present invention will be enhanced. As described in detail above, according to the present invention, the substrate electrode can be formed on the substrate surface without increasing the number of work steps, so that the substrate potential can be controlled from the substrate surface electrode.

またトランジスタのソース電極を基板と同電位にさせた
いときには接続用窓を拡散領域の上部境界部に設けるこ
とによって、容易に短絡することができるなど当該分野
における効果が著しい。
Further, when it is desired to make the source electrode of the transistor the same potential as the substrate, providing a connection window at the upper boundary of the diffusion region allows easy short-circuiting, which is a remarkable effect in this field.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来の基板電極を半導体基板表面に有するシリ
コンゲート型電界効果トランジスタと該トランジスタと
は別の拡散配線電極を形成する方法を説明する工程図、
第2図は本発明の方法をシリコンゲート型電界効果トラ
ンジスタと基板電極及び拡散配線電極の形成に実施した
場合の工程図である。 1・・…・シリコン基板、2……二酸化シリコン際、3
・・・・・・二酸化シリコン膜、4・・・・・・多結晶
シリコン膜、5……ソース領域、6…・・・ドレィン領
域、7・・・・・・配線拡散領域、8・・・・・・二酸
化シリコン膜、9・・・・・・基板電極を形成したい領
域、10・・・・・・基板電極用開□部、11・・・・
・・ソース電極、12・・・・・・ドレィン電極、13
・・・・・・拡散配線電極、14・・・・・・基板電極
、15・・・・・・アルミニウム.シリコン基板、21
・・・・・・シリコン基板、22・・・・・・窒化シI
Jコン膜、23・・・・・・二酸化シリコン膜、24・
・・・・・二酸化シリコン膜、25・・・・・・多結晶
シリコン膜、26・・・・・・ソース領域、27・・・
・・・ドレィン領域、28…・・・拡散配線領域、29
・・・・・・基板電極拡散領域、30・・・・・・二酸
化シリコン膜、31・・・・・・基板電極取出し窓、3
2・・・・・・ソース電極、33・・・・・・ドレィン
電極、34・・…・拡散配線電極、35・・・・・・基
板電極、36,37……アルミニウム.シリコン共晶部
。 汐’図(o)矛’図(b) チ’図(C) 才?図(d) 矛′図(e) づ2図(o) Z図(b) 才2図く0) 牙2図(d) 才2図(e)
FIG. 1 is a process diagram illustrating a method of forming a conventional silicon gate field effect transistor having a substrate electrode on the surface of a semiconductor substrate and a diffusion wiring electrode separate from the transistor;
FIG. 2 is a process diagram when the method of the present invention is applied to form a silicon gate field effect transistor, a substrate electrode, and a diffusion wiring electrode. 1...Silicon substrate, 2...Silicon dioxide, 3
... Silicon dioxide film, 4 ... Polycrystalline silicon film, 5 ... Source region, 6 ... Drain region, 7 ... Wiring diffusion region, 8 ... ...Silicon dioxide film, 9...Region where substrate electrode is to be formed, 10...Opening for substrate electrode, 11...
... Source electrode, 12 ... Drain electrode, 13
... Diffusion wiring electrode, 14 ... Substrate electrode, 15 ... Aluminum. silicon substrate, 21
...Silicon substrate, 22...Nitride silicon I
Jcon film, 23...Silicon dioxide film, 24.
... Silicon dioxide film, 25 ... Polycrystalline silicon film, 26 ... Source region, 27 ...
... Drain region, 28 ... Diffusion wiring region, 29
......Substrate electrode diffusion region, 30...Silicon dioxide film, 31...Substrate electrode extraction window, 3
2... Source electrode, 33... Drain electrode, 34... Diffusion wiring electrode, 35... Substrate electrode, 36, 37... Aluminum. Silicon eutectic part. Shio' diagram (o) Spear' diagram (b) Chi' diagram (C) Sai? Diagram (d) Spear' diagram (e) Zu2 diagram (o) Z diagram (b) Sai2 diagram ku0) Fang2 diagram (d) Sai2 diagram (e)

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 半導体基板の一主面に複数個の開口部を有する第一
の絶縁膜を形成する工程と、前記開口部から不純物を導
入して複数個の不純物拡散領域を形成する工程と、全面
に第2の絶縁膜を被覆する工程と、絶縁膜を選択的に除
去して前記拡散領のうちの少なくとも一個の拡散領域に
おいては、前記第1の絶縁膜に接している接合の表面端
部を包含する電極形成用窓を開口すると同時に、その他
の拡散領域においては、接合の表面端部から難間した内
側に電極形成用窓を開口する工程と、前記各電極形成用
窓を被覆する金属電極を形成する工程と、熱処理により
前記電極金属と基板体との共晶合金を形成し、前記少な
くとも一個の拡散領域において前記電極と基板とを短絡
する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法
1. A step of forming a first insulating film having a plurality of openings on one main surface of a semiconductor substrate, a step of introducing impurities through the openings to form a plurality of impurity diffusion regions, and a step of forming a first insulating film having a plurality of openings on one principal surface of the semiconductor substrate. and selectively removing the insulating film so that at least one of the diffusion regions includes a surface end portion of the junction in contact with the first insulating film. At the same time, in other diffusion regions, a step of opening an electrode forming window inward from the surface edge of the bonding, and a step of opening a metal electrode covering each of the electrode forming windows. a step of forming a eutectic alloy of the electrode metal and a substrate body by heat treatment, and short-circuiting the electrode and the substrate in the at least one diffusion region. .
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