JPS61129824A - 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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JPS61129824A
JPS61129824A JP25015784A JP25015784A JPS61129824A JP S61129824 A JPS61129824 A JP S61129824A JP 25015784 A JP25015784 A JP 25015784A JP 25015784 A JP25015784 A JP 25015784A JP S61129824 A JPS61129824 A JP S61129824A
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JP
Japan
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region
film
type
insulating film
crystal defects
Prior art date
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Pending
Application number
JP25015784A
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English (en)
Inventor
Yoshiharu Ito
伊藤 良春
Mitsuhiko Kanbayashi
神林 充比古
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Publication of JPS61129824A publication Critical patent/JPS61129824A/ja
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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
    • H01L21/02Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/04Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
    • H01L21/18Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
    • H01L21/26Bombardment with radiation
    • H01L21/263Bombardment with radiation with high-energy radiation
    • H01L21/265Bombardment with radiation with high-energy radiation producing ion implantation

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  • Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
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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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に係り、特に表面部に結
晶欠陥の無い不純物導入領域の形成方法に関する。
アナログ信号を処理する半導体集積回路装置(アナログ
IC)は主としてバイポーラ型の半導体icによって構
成される。
該アナログICにおいては、該ICを構成する半導体素
子から発生するノイズによってPF [Cの性能や信頼
性の低下が生じ易いが、特に微少アナログ信号の増幅を
行うプリアンプ回路等においてはこれを構成するバイポ
ーラトランジスタで発生するノイズが該回路の性能及び
信頼性を著しく低下せしめる。そこでノイズ発生の少な
いバイポーラトランジスタの形成方法が要望されている
〔従来の技術〕
従来上記アナログIcに配設されるバイポーラトランジ
スタは、第3図(a)乃至(elの工程断面図に示すよ
うな方法で形成されていた。
即ち第3図(alに示すように、 従来の方法においては、例えば通常の選択酸化(LOG
O3)法によって形成されたフィールド酸化膜3により
分離されたエピタキシャル層よりなる口型コレクタ領域
4及びコレクタ・コンタク上領域5上に、層間の絶縁機
能を果たすに充分な厚さ例えば4000人程度0厚さの
二酸化シリコン(Sing)よりなる下層絶縁膜6を最
初に形成する。
なお図中、1はp型シリコン基板、2はn゛型埋没層を
示す。
次いで第3図中)に示すように、 該基板上にレジスト膜7を形成し、該レジスト膜7にベ
ース形成領域の上部を表出する開孔即ちベース窓8を形
成しくベース窓開き)、該ベース窓8を介し前記SiO
2下層絶縁膜6を通して、150〜200KeV程度の
高加速エネルギーでIXlXlolsCl”程度の硼素
(B゛)をイオン注入する。
109は硼素注入領域を示す。
次いで第3図(C1に示すように、 レジスト膜7を除去した後、該基板を窒素中で例えば1
150℃程度の温度で所定の時間加熱し、上記注入硼素
を活性化再分布せしめて例えば1μm程度の深さのp型
ベース領域9を形成する。(ベースアニール) なおこのベースアニール処理では上記イオン注入のダメ
ージによってベース領域9の表面部に生じた結晶欠陥り
は消滅しない。
次いで第3図+d)に示すように、 SiO□下層絶縁1116にエミッタ形成用窓10a及
びコレクタ・コンタクト形成用窓10bを形成し、次い
で該SiO□下層絶縁膜6をマスクにし、例えば不純物
に3臭化燐(PBrs)を用い、キャリア・ガスに酸化
性のガスを用いる通常のガス拡散手段により、該ベース
領域9内に例えば8000人程度0深さのn+型エミッ
タ領域11を、またn型コレクタ・コンタクト領域5に
同様の深さのn°型コレ、フタ・コンタクト領域12を
それぞれ形成する。
なおこの際n°型エミッタ領域11及びn゛型コレクタ
・コンタクト領域12上には新たに絶縁膜として機能す
るのに充分な厚さのSing下層絶縁膜106が形成さ
れる。
次いで第3図(elに示すように、通常のりソグラフィ
手段を用いて上記Sing下層絶縁膜6及びSiO2下
層絶縁膜106にエミッタ・コンタクト窓13a、ベー
ス・コンタクト窓13b及びコレクタ・コンタクト窓1
3cを形成し、蒸着法等により該主面上にアルミニウム
等の配線材料層を形成し、リソグラフィ手段により該配
線層のパターンニングを行って、エミッタ配!14a、
ヘース配wp14b、コレクタ配線14Cを形成する方
法であった。
〔発明が解決しようとする問題点〕
然し上記従来方法においては、ベース領域形成の際のイ
オン注入が前述したように厚い下層絶縁膜を通し高加速
エネルギーでなされるため、該イオン打ち込みの際のダ
メージによって該ベース領域の表面部に結晶欠陥りが多
量に形成され、該結晶欠陥にキャリアがトラップされる
ことによって生ずる電流のゆらぎや、該結晶欠陥によっ
て生ずるベース−エミッタ間のリーク電流の増大等によ
って、ノイズ・レベルが増大するという問題を生ずる。
〔問題点を解決するための手段〕
上記問題点の解決は、絶縁膜によって画定表出された素
子が形成される領域の一導電型半導体基体面に、第1の
熱酸化処理によって層間絶縁膜として機能する厚さより
も薄い酸化シリコン膜を形成し、該酸化シリコン膜上か
ら該酸化シリコン膜を通して該一導電型半導体基体内に
選択的に反対導電型不純物をイオン注入して該基体内に
反対導電型不純物導入領域を形成した後、第2の熱酸化
処理により該酸化シリコン膜を層間絶縁膜として必要な
所定の厚さまで成長せしめる工程を存する本発明による
半導体装置の製造方法によって達成される。
〔作用〕 即ち本発明の方法においては、イオン注入によって不純
物導入領域を形成しようとする半導体基体面に、先ず第
1の熱酸化処理により層間絶縁膜として機能する厚さよ
りも薄く、且つイオン注入に際してのダメージ緩衝効果
を有する厚さの二酸化シリコン膜を形成し、該薄い二酸
化シリコン膜を通して該基体面に低い加速エネルギーで
不純物をイオン注入して不純物導入領域を形成すること
によって、該イオン注入のダメージを減少させて該不純
物導入領域表面部に形成される結晶欠陥を減少せしめ、
更に第2の熱酸化処理によって前記薄い二酸化シリコン
膜を層間の絶縁膜として機能するのに充分な厚さまで成
長させることによって、上記不純物導入領域表面部の結
晶欠陥形成領域を該二酸化シリコン膜内に吸収せしめる
ものである。
かくて不純物導入領域即ち活性領域面に形成される結晶
欠陥は大幅に減少し、該半導体装置のノイズ特性が改善
される。
〔実施例〕
以下本発明の方法を一実施例について、第1図(a)乃
至fglに示す工程断面図、及び第2図に示す該実施例
の方法により形成したバイポーラICの出力ノイズ・レ
ベルの分布図を参照して具体的に説明する。
第1図(al参照 本発明の方法により例えばnpn型のバイポーラrCを
形成するに際しては、p型のシリコン基板1面にn°型
埋没層2が形成され、その上部にフィールド酸化膜3に
よって分離されたn型シリコン・エピタキシャル層から
なるn型コレクタ領域4とn型コレクタ・コンタクト領
域5とが形成されてなり、n型コレクタ領域4とn型コ
レクタ・コンタクトjI域5の表面が露出された被処理
半導体基板を用いる。
第1図(bl参照 そして先ず通常の熱酸化手段により、n型コレクタ領域
4及びn型コレクタ・コンタクト領域5上に500〜1
000人程度の薄いダメージ緩衝用SiO□膜15を形
成する。
第1図(C)参照 次いで該基板上にベース領域形成用の開孔16を有する
レジスト膜17を形成し、 該レジスト膜17の開孔16を介し、前記薄いダメージ
緩衝用5iOt膜15を通してコレクタ領域4内に50
〜60KeV程度の低い加速エネルギーで、1xlO”
 all−”程度の注入密度で硼素(B゛)をイオン注
入する。ここで109は硼素注入領域を示す。
第1図(dl参照 次いでレジスト膜17を除去した後、該基板を乾燥窒素
雰囲気内で例えば1150℃程度の温度で所定の時間加
熱して、上記注入硼素を活性化再分布せしめて深さ例え
ば1μm程度のp型ベース領域9を形成する。
なお該ベース領域9の表面部に上記イオン注入の際の硼
素イオンの衝撃によって形成される結晶欠陥りは、上記
のようにイオン注入に際しての加速エネルギーが小さい
ので、従来に比べて大幅に減少する。
第1図(el参照 次いで該基板を加湿酸素雰囲気中で1000℃程度の温
度で所定の時間加熱し、該ベース領域9及びコレクタ・
コンタクト領域5上の薄いダメージ緩衝用Sin、膜1
5を充分な絶縁耐力を有する厚さ例えば4000人程度
O5i(h下層絶縁膜115に成長させる。
なおこの際ベース領域9表面部の前記イオン注入により
結晶欠陥りが形成されていた領域は、上記下層絶縁膜1
15内に吸収されるので、該ベース領域表面部の結晶欠
陥は殆ど皆無になる。
第1図<n参照 次いで従来通りSing下層絶縁膜115にエミッタ領
域形成用窓10a及びコレクタ・コンタクト領域形成用
窓10bを形成し、 次いで該SiO□下層絶縁膜115をマスクにし、例え
ば不純物に3臭化燐(PBr3)用い、キャリア・ガス
に酸化性のガスを用いる通常のガス拡散手段により、該
ベース右頁域9内に例えば8000人程度0深さのn゛
型エミッタ領域11を、またn型コレクタ・コンタクト
領域5に同様の深さのn゛型コレクタ・コンタクト領域
12をそれぞれ形成する。
なおこの際n゛型エミフタ領域11及びn4型コ  ル
クタ・コンタクト領域12上には新たに絶縁膜として機
能するのに充分な厚さのSiO□下層絶縁膜215が形
成される。
第1図(gl参照 次いで従来同様通常のリングラフィ手段を用いて上記S
iO2下層絶縁膜115及び215にエミッタ・コンタ
クト窓13a、ベース・コンタクト窓13b及びコレク
タ・コンタクト窓13cを形成し、蒸着法等により該主
面上にアルミニウム等の配線材料層を形成し、リソグラ
フィ手段により該配線材料層のパターンニングを行って
、エミッタ配線14a1ベース配線14b、コレクタ配
線14cを形成する。
上記実施例においては本発明をベース領域の形成に適用
している。
このようにして形成したベース領域は前述したように、
イオン注入エネルギーの低減によるダメージの減少効果
と、第2の熱酸化処理における結晶欠陥の酸化膜中への
吸収効果とによって、表面部の結晶欠陥は大幅に減少さ
れる。その結果該バイポーラ型半導体装置の出力ノイズ
は第2図に示すように、従来に比べ減少し且つ安定する
第2図の出力ノイズ分布図において、縦軸Nlは出力ノ
イズ・レベル、横軸は製造ロフトを示し、製造ロフト中
入、〜AZOは従来の方法によるロフト、B+”’Bz
。は上記実施例によるロフトである。
同図により、本発明の方法によれば一88dB近傍の従
来より低いノイズ・レベルを育するバイポーラ型半導体
装置が、安定して得られることが明瞭である。
〔発明の効果〕
以上説明のように本発明の方法によれば、結晶欠陥の非
常に少ない活性領域が形成できるので、ノイズ・レベル
が特に問題になるアナログ[C等の製造歩留り及び信頼
性の向上が図れる。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)乃至(幻はバイポーラIC形成の際の本発
明の一実施例を示す工程断面図、 第2図は実施例の方法により形成したバイポーラICの
出力ノイズ・レベルの分布図、    “第3図(al
乃至telは従来方法の工程断面図である。 図において、 1はp型のシリコン基板、 2はn゛型埋没層2. 3はフィールド酸化膜、 4はn型コレクタ領域、 5はn型コレクタ・コンタクト領域、 9はp型ベース領域、 10aはエミッタ領域形成用窓、 10bはコレクタ・コンタクト領域形成用窓、11はn
′″型エ主エミツタ領 域2はn゛型コレクタ・コンタクト領域、13a、 1
3b、 13cはコンタクト窓、14a+ 14b+ 
14cは配線、 15は薄いダメージ緩衝用 二酸化シリコン絶縁膜、 16はヘース領域形成用開孔、 17はレジスト膜、 115及び215は二酸化シリコン下層絶縁膜、Dは結
晶欠陥 を示す。 ¥−I酊

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 絶縁膜によって画定された素子が形成される領域の一導
    電型半導体基体面に、第1の熱酸化処理によって層間絶
    縁膜として機能する厚さよりも薄い酸化シリコン膜を形
    成し、該酸化シリコン膜上から該酸化シリコン膜を通し
    て該一導電型半導体基体内に選択的に反対導電型不純物
    をイオン注入して該基体内に反対導電型不純物導入領域
    を形成した後、第2の熱酸化処理により該酸化シリコン
    膜を層間絶縁膜として必要な所定の厚さまで成長せしめ
    る工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法
JP25015784A 1984-11-27 1984-11-27 半導体装置の製造方法 Pending JPS61129824A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63268264A (ja) * 1987-04-24 1988-11-04 Nec Yamagata Ltd 半導体装置の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5424269A (en) * 1977-07-26 1979-02-23 Hitachi Ltd Catalytic reactor

Patent Citations (1)

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