JPS6038023B2 - 半導体装置の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体単結晶基板上に、半導体素子と、所要
のパターンを有する配線領域とを形成してなる半導体装
置の製法に関する。

従来の斯種半導体装置の製法に於ては、所要のパターン
を有する配線領域を得べく、半導体基板内に不純物を高
濃度で導入せしめて、低抵抗領域を形成せしめ、然して
、この低抵抗領域を、配線領域とするような工程を含ん
でいるのを普通としていた。

然しながら、斯る製法による場合、配線領域となる低抵
抗領域が、半導体基板内に、不純物を高濃度で所要のパ
ターンを以て導入せしめて得られる為、その低抵抗領域
のパターンが、半導体基板内に、不純物を、高濃度で所
要のパターンを以て導入せしめるとする、その所要のパ
ターンよりも拡がったものとして得られる。

この為、低抵抗領域、従って配線領域の占める面積が、
比較的大となり、依って得られる半導体装置を、小型化
するのに、一定の限度を有する、という欠点を有してい
た。又、配線領域となる低抵抗領域が、半導体基板内に
、不純物を、高濃度で導入せしめて得られるものである
が、その低抵抗領域、従って配線領域は、比較的大なる
厚さであるを可とし、然して、斯く低抵抗領域を厚くす
る場合、これを得る為の不純物の導入を、この為のみに
なすを要し、この分、全体としての半導体装置を得る工
程が増す、等の欠点を有していた。

依って、本発明は、上述せる欠点のない、新規な半導体
装置の製法を提案せんとするもので、以下詳述する所よ
り明らかとなるであろう。

先づ、第１図を伴なつて、本願第１番目の発明による半
導体装置の製法の実施例を述べよう。

第１図Ａに示す如き、例えばシリコン単結晶基板１が予
め用意される。然して、この主面２側から例えば１５０
ＫｅＶの加速ェネルギで加速された酸素イオンを、２３
×１び８イオン／仇の量で打込み、然る後、例えば１１
５０ｑｏの熱処理をなして、第１図Ｂに示す如く、シリ
コン単結晶基板１の主面２側から例えば０．４山ｍの深
さをとった位置から、主面２側とは反対側に所要の深さ
をとった位置までの間の領域を酸化せしめて、シリコン
酸化物でなる絶縁化層３を形成し、且つこれに基ずき、
シリコン単結晶基板１による、絶縁化層３上のシリコン
単結晶層４を形成する。

次に、例えばフオトェッチング手段によって、第１図Ｃ
に示す如く、単結晶層４を、シリコン単結晶領域Ｑを形
成すべく、所要のパターンを以て除去せしめて、絶縁化
層３を、所要のパターンを以て露呈せしめる。

次に、シリコン単結晶領域Ｑ上及び絶縁化層３の露呈せ
る領域上に、気相成長を行なう。

この際、気相成長の下地依存性、即ち、単結晶の上には
単結晶が成長するが、それ以外の、絶縁物が露呈してい
る部分には単結晶が成長せず、多結晶が堆積するという
性質により、第１図Ｄに示す如く、シリコン単結晶領域
Ｑ上には、シリコン単結晶領域Ｍを、一方、絶縁化層３
の露呈せる領域上には、領域Ｍに連続延長せる多結晶領
域５を形成せしめる。次に、シリコン多結晶領域５の所
要の領域内に、不純物を高濃度に導入せしめて、この領
域５の領域を、第１図Ｅ示す如く、低抵抗領域６として
形成せしめ、斯くて、シリコン単結晶領域Ｍ乃至シリコ
ン単結晶領域Ｑを、半導体素子形成領域Ｐとし、又、低
抵抗領域６を配線領域７として得る。この場合、半導体
素子形成領域Ｐ内に、通常の如く、所要の不純物を導入
し、又、必要に応りて電極付けをなして、半導体素子形
成領域Ｐに半導体素子を形成し、目的とする半導体装置
を得る。

以上で、本願第１番目の発明の実施例が明らかとなった
。本願第１番目の発明による半導体装置の製法は、半導
体（シリコン）単結晶基板１内に、その主面２側から所
定の元素を導入せしめて、半導体単結晶基板１内に、主
面２側から所定の深さをとった位置から、主面２側とは
反対側に所要の深さをとった位置までの間の領域を絶縁
化せしめて、絶縁化層３を形成し、且つ半導体単結晶基
板１による絶縁化層３上に半導体単結晶層４を形成する
工程（第１図Ｂ）と、次に、半導体単結晶層４を、それ
による半導体単結晶領域Ｑを形成すべく、所要のパター
ンを以て除去せしめて、絶縁化層３を、所要のパターン
を以て露呈せしめる工程（第１図Ｃ）と、次に、半導体
単結晶領域Ｑ上及び絶縁化層３の露呈せる領域上に、気
相成長により、半導体単結晶領域Ｑ上には、半導体（シ
リコン）単結晶領域Ｍを、一方、絶縁化層３の露呈せる
領域上には、半導体単結晶領域Ｍに連接延長してなる半
導体多結晶領域５を同時に形成せしめる工程（第１図Ｄ
）と、然る後、半導体多結晶領域５の所要の領域内に、
不純物を高濃度に導入せしめて、低抵抗領域６を、配線
領域７として形成せしめる工程（第１図Ｅ）とを含む事
を特徴とするというものである。

このような、本願第１番目の発明によれば、半導体装置
が、半導体素子と、所要のパターンを有する配線領域７
とを半導体（シリコン）単結晶基板１上に形成してなる
もの、として得ることができるものであるが、この場合
、配線領域７が、絶縁化層３上に気相成長により成長さ
せて得られた半導体非単結晶領域５の所要の領域内に、
不純物を高濃度で導入せしめられて得られる。

ところで、一般に、非単結晶内での不純物の拡散速度は
、単結晶内でのそれに比し早い。従って非単結晶領域５
の所要の領域内に導入された不純物が、非単結晶領域５
の所要の領域外に広がることが実質的になく、従って、
配線領域７の占める面積が大となることはない。依って
、本願第１番目の発明によれば、半導体装置を小型化し
て得ることができるものである。

又、本願第１番目の発明によれば、低抵抗領域６、従っ
て配線領域７を、望ましい厚さに厚くすることができる
。さらに、本願第１番目の発明によれば、半導体素子を
、トランジスタとして得る場合、低抵抗領域６を得る為
の不純物の導入は、半導体素子形成領域Ｐ内にベース領
域を得べく不純物を導入して後、ェミッタ領域を得べく
不純物を導入するが、その不純物の導入と同時になされ
るものであるので、半導体装置を少ない工程及びマスク
数で得ることができるので、歩蟹りの向上とともに、経
済上大きな効果を得ることができるという大なる特徴を
有するものである。尚本願第１番目の発明のより得られ
るシリコン非単結晶領域５の低抵抗領域６としていない
領域は、それを挟んで半導体素子形成領域Ｐ上に形成さ
れた半導体素子を、互にシールドする作用をなすもので
ある。

次に、第２図を伴なつて、本願第２番目の発明の実施例
を述べよう。

第２図に於いて、第１図との対応部分には同一符号を付
して示すが、第２図Ａ、及び第２図Ｂに示す如く、第１
図Ａ、及び第１図Ｂにて上述せると同機の工程を経て、
シリコン単結晶基板１内に、絶縁化層３を形成し、且つ
その絶縁化層３上のシリコン単結晶層４を形成する。

次に、例えばシリコン単結晶層４内に、その上面側から
、例えば酸素イオンを、所要のパターンを以て打込んで
（但しそのイオンの加速ェネルギは絶縁化層３を得る場
合に比し４・である）、又はシリコン単結晶層４上に、
シリコン窒化膿による所要のパターンを有するマスクを
付して、熱酸化処理をなすことによって、第２図Ｃに示
す如く、シリコン単結晶層４を、シリコン単結晶領域Ｑ
を形成すべく、所要のパターンを以て絶縁化して、絶縁
化領域９を形成せしめる。

次に、第２図Ｄに示す如く、第１図Ｄ上にて上述せるに
準じて、シリコン単結晶領域Ｑ上及び絶縁化領域９上に
、気相成長法によって、第２図Ｄに示すごとく、単結晶
領域Ｑ上には単結晶領域Ｍを、一方、絶縁化領域９上に
はシリコン単結晶領域Ｍに連接延長せるシリコン多結晶
領域５を形成せしめる。

次に、第２図Ｅに示す如く、第１図Ｅにて上述せると同
様に、シリコン多結晶領域５内に、不純物を導入して、
低抵抗領域６を得、斯くて、シリコン単結晶領域Ｍを半
導体素子形成領域Ｐとし、低抵抗領域６を配線領域７と
して得、目的とする半導体装置を得る。

以上で、本願第２番目の発明の実施例が明らかとなった
。

本願第２番目の発明による半導体装置の製法は、半導体
（シリコン）単結晶基板１内に、その主面２側から所定
の元素を導入せしめて、半導体単結晶基板１内に、主面
２側から所要の深さをとった位置から、主面２側とは反
対側に所要の深さをとった位置までの間の領域を絶縁化
せしめて、絶縁化層３を形成し、且つ半導体単結晶基板
１による絶縁化層３上の半導体単結晶層４を形成する工
程（第２図Ｂ）と、次に、半導体単結晶層４を、それに
よる半導体単結晶領域Ｑを形成すべく、所要のパターン
を以て絶縁化せしめて、絶縁化領域９を形成せしめる工
程（第２図Ｃ）と、次に、半導体単結晶領域Ｑ上及び絶
縁化領域９上に、気相成長により、半導体単結晶領域Ｑ
上には半導体単結晶領域Ｍを、一方、絶縁化領域９上に
は、半導体単結晶領域Ｍに連接延長してなる半導体多結
晶領域５を形成せしめる工程と（第２図Ｄ）、然る後、
半導体多結晶領域５の所要の領域内に、不純物を高濃度
にせしめて、低抵抗領域６を、配線領域７として形成せ
しめる工程（第２図Ｅ）とを含む事を特徴とするという
ものである。

従って、本願第２番目の発明は、本願第１番目の発明に
おける絶縁化層を所要のパターンを以て露呈させる工程
が、半導体（シリコン）単結晶層を所要のパターンを以
て絶縁化せしめて、絶縁化領域９を形成せしめるという
工程に置換されたことを除いては、本願第１番目の発明
と同様である。よって、本願第２番目の発明によっても
、本願第１番目の発明の場合と同様の特徴を有するもの
である。

以上で、本願第１及び第２の発明が明らかとなったが、
それ等の各発明の実施例として、シリコン単結晶基板１
を、任意所要の他の半導体単結晶基板とし、又、絶縁化
層３を酸素イオン以外の他のイオン、乃至放射線の打込
みにより得ることも出釆、又、上述せるＮ型をＰ型、Ｐ
型をＮ型と読み替えたものとすることも出釆、さらに、
本願第２番目の発明の各実施例として、絶縁化領域９を
酸素イオン以外の他のイオン、乃至放射線の打込みによ
り得ることも出来、その他、本発明の精神を脱すること
ないこ種々の変型変更をなし得るであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願第１番目の発明による半導体装置の製法の
実施例を示す略線的断面図である。 第２図は本願第２番目の発明による半導体装置の製法の
実施例を示す略線的断面図である。１・・・・・・シリ
コン基板、２・・・・・・主面、３…・・・絶縁化層、
４・・・・・・シリコン単結晶層、Ｑ，Ｍ・・・・・・
シリコン単結晶領域、５・・・・・・シリコン多結晶領
域、６・・・・・・低抵抗領域、７・・・・・・配線領
域、Ｐ・・・・・・半導体素子形成領域、９・・・・・
・絶縁化領域。 ※１図第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 半導体単結晶基板内に、その主面側から所定の元素
   を導入せしめて、当該半導体単結晶基板内に、上記主面
   側から所定の深さをとつた位置から、上記主面側とは反
   対側に所要の深さをとつた位置までの間の領域をも絶縁
   化せしめて、絶縁化層を形成し、且つ上記半導体単結晶
   基板による上記絶縁化層上の半導体単結晶層を形成する
   工程と、 次に、上記半導体単結晶層を、絶縁分離され
   た複数の第１の半導体単結晶領域に形成すべく、所要の
   パターンを以つて除去せしめて、上記絶縁化層を、上記
   所要のパターンを以つて露呈せしめる工程と、 次に、
   上記第１の半導体単結晶領域上及び上記絶縁化層の露呈
   せる領域上に、気相成長の下地依存性により、上記第１
   の半導体単結晶領域上には第２の半導体単結晶領域を、
   且つ上記絶縁化層の露呈せる領域上には、上記第２の半
   導体単結晶領域に連接延長してなる半導体多結晶領域を
   同時に形成せしめる工程と、 然る後、上記半導体多結
   晶領域の所要の領域内に、不純物を高濃度に導入せしめ
   て、低抵抗領域を、配線領域として形成せしめる工程と
   を含む事を特徴とする半導体装置の製法。 ２ 半導体単結晶基板内に、その主面側から所定の元素
   を導入せしめて、当該半導体単結晶基板内に、上記主面
   側から所定の深さをとつた位置から、上記主面側とは反
   対側に所要の深さをとつた位置までの間の領域をも絶縁
   化せしめて、絶縁化層を形成し、且つ上記半導体単結晶
   基板による上記絶縁化層上の半導体単結晶基板層を形成
   する工程と、 次に、上記半導体単結晶基板層を、絶縁
   分離された複数の第１の半導体単結晶領域に形成すべく
   、所要のパターンを以て絶縁化せしめて、絶縁化領域を
   形成せしめる工程と、 次に、上記第１の半導体単結晶
   領域上及び上記絶縁化領域上に、気相成長の下地依存性
   により、上記第１の半導体単結晶領域上には、第２の半
   導体単結晶領域を、且つ上記絶縁化領域上には、上記第
   ２の半導体単結晶領域に連接延長してなる半導体多結晶
   領域を同時に形成せしめる工程と、 然る後、上記半導
   体多結晶領域の所要の領域内に、不純物を高濃度に導入
   せしめて、低抵抗領域を、配線領域として形成せしめる
   工程とを含む事を特徴とする半導体装置の製法。