JPS61184872A

JPS61184872A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPS61184872A
Application number: JP2449585A
Authority: JP
Inventors: Masao Kato; 雅夫加藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1985-02-13
Filing date: 1985-02-13
Publication date: 1986-08-18

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領域方法に関し、特に比較的小型
で良好な特性を有する半導体装置の製造に適した領域方
法に関する。

〔従来の技術〕

半導体装置たとえばトランジスタやＩＣなどを製造する
には、一般にシリコン等の半導体の表面に酸化膜を形成
し、該酸化膜にホトエツチング技術を用いて拡散用窓を
形成し、該酸化膜をマスクとして半導体に不純物を拡散
して所望の導電型を有する領域を形成するというマスク
拡散法が行なわれる。

この様な従来のマスク拡散法において【↓トランジスタ
のコレクタ、ペース、エミッタの各領域形成のための拡
散工程と各領域に接続する電極の形成工程とは別工程で
行なわれる。従って、これら各工程において行なわれる
ノやターニングのずれや拡散程度のバラツキ等を考慮し
て、実際にはペース領域及びエミッタ領域は比較的大き
目に形成されている。このため、ペース抵抗や接合容量
が大きくなシ、スイッチング速度が大きくなったシする
問題があシ、更に装置自体の小型化も制限されていた。

この様な問題点を解決するものとして、不純物拡散工程
と電極形成工程とを自己整合的に行なう方法が提案され
ている。即ち、たとえば拡散によりエミッタ領域を形成
する際の不純物供給源として多結晶シリコンを用い、該
多結晶シリコンをそのままエミッタ電極として用いるこ
とが提案されている。

第７図はこの様な方法により製造される半導体装置の一
例を示す部分断面図である。

本図において、１０２はトランジスタのコレクタ領域で
ろｐＮ型シリコンからなる。１０４はトランジスタのペ
ース領域でろシＰ型シリコンからなる。１０６はトラン
ジスタのエミッタ領域で必シＮ型シリコンからなる。１
０８は絶縁膜であるシリコン酸化膜である。１１０はペ
ース電極でろシＰ型不純物のドープされた多結晶シリコ
ンからなる。１１２は絶縁膜であるシリコン酸化膜であ
る。１１４は絶縁膜でアシ窒化シリコンからなる。

１１６はエミッタ電極でろυＮ型不純物のドープされた
多結晶シリコンからなる。

この半導体装置は次の様にして製造される。

先ず、Ｎ型不純物拡散によ多形成されたコレクタ領域１
０２の表面に熱酸化膜を形成し、ホ）　ＩＪンエッチン
グ忙よシ該酸化膜のパターニングを行ない絶縁膜１０８
を形成し、これをマスクとしてＰ型不純物の拡散を行な
いペース領域１０４を形成する。次に、その上にＰ凰不
純物のドープされた多結晶シリコンの層を形成し、その
上にシリコン酸化膜及び更にその上に窒化シリコン膜を
形成する。更に、その上にホトレジストを塗布して／４
’ターニングを行ない、このホトレジストをマスクとし
て窒化シリコン膜、シリコン酸化膜及び多結晶シリコン
の層をエツチングし開孔を形成する。

次に、熱酸化により多結晶シリコンの露出面と即ニ形成
されたく一ス領域の露出面とにシリコン酸化膜を形成す
る。次いで、方向性のあるドライエツチングにより、側
壁部分を除く部分の露出せる窒化シリコン膜またはシリ
コン酸化膜を除去する。

これによりイ−スミ極１１０とシリコン酸化膜からなる
絶縁膜１１２と窒化シリコン膜からなる絶縁膜１１４と
を形成する。次た、その上にＮｉ不純物のドープされた
多結晶シリコンの層を形成し、ドライブインによりエミ
ッタ領域１０６を形成する。尚、多結晶シリコン層はエ
ミッタ′成極１１６となる。

この領域方法によれば、エミッタ電極１１６はエミッタ
領域１０６に対し極めて良好な整合性をもって形成され
るため、エミッタ領域１０６を小さくしても電極との接
続が不都合になることはない。

しかしながら、この様な領域方法においては、絶縁膜１
１２，１１４の開孔部を形成する際のエツチングの程度
が大きすぎると該開孔部の端縁がオーバーエツチングさ
れ、該開孔部を介してＮ型不純物をドライツインさせる
際に横方向への拡散が大きくなシ過ぎて、エミッタ領域
１０６が第７図において点線で示される様忙形成される
。かくして、エミッタ領域１０６がペース電極１１０と
接触し、トランジスタ特性が失なわれたシ劣化したシす
る。

〔発明の目的〕

本発明は、以上の如き従来技術に鑑み、特性を損なうこ
となく小屋の半導体装置を製造することを目的とする。

〔発明の概要〕

本発明によれば、以上の如き目的は、第１導電型不純物
領域の表面の一部を選択的に除去して凹部を形成する工
程と、少なくとも該凹部内面に絶縁膜を形成する工程と
、該凹部底面の少なくとも一部の絶縁膜を除去し開孔部
を形成する工程と、該開孔部を通じて第２導電型不純物
を拡散させて第２導電型不純物領域を形成する工程とを
含むことを特徴とする、半導体装置の領域方法により達
成される。

〔実施例〕

以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。

第１図〜第６図は本発明による半導体装置の領域方法の
工程を説明するための断面図である。

第１図において、２はＰ型の導電型を有するシリコン基
板であり、該シリコン基板２はＮ型埋め込み層４を有す
る。該Ｎｕ埋め込み層４上にはＮ型エピタキシャル層（
コレクタ領域）６が形成され、このエピタキシャル層６
を貫通して素子分離のためのシリコン酸化膜層８が設け
られる。エピタキシャル層６上に４０００Ｘ厚の熱酸化
によるシリコン酸化膜を形成し、該シリコン酸化膜をパ
ターニングして、これをマスクとしてＮ型不純物を拡散
することＫよシＮ型拡散層１０が形成される。該Ｎ型拡
散層ｌＯはＮ型埋め込み層４と接続されて、これにより
コレクタ抵抗を低下させる〇＋Ｎ型拡散層１０上に熱酸化膜を形成する。同様にして熱
酸化膜のパターニングを行ない開孔部１２．１４を有す
る絶縁膜１６を形成し、これをマスクとしてＰ型不純物
をイオン注入で拡散させるととにより、Ｐａ不純物拡散
領域（ペース領域）１８が形成される。尚、この際Ｎ型
拡散層１０の表面部分にもＰ型不純物が拡散するが、こ
の部分には高濃度のＮ型不純物が含まれているためＰ型
に反転するおそれはない。

更に、その上に４０００Ｘ厚のＰ型不純物のドープされ
た多結晶シリコン層２０を形成する。該層２０はペース
電極となる。この多結晶シリコン層２０の形成は、予め
Ｐ型不純物のドーグされた材料を用いて堆積を行なうこ
とにより行なってもよいし、あるいはノンドープの多結
晶シリコンを堆積した後にイオン注入により高濃度のＰ
型不純物をドープすることにより行なってもよい。

また、上記工程においてペース領域を形成することなく
、多結晶シリコン層２０を形成し、次に熱処理を行なう
ことにより多結晶シリコン層２０中のＰ型不純物を拡散
させてペース領域１８を形成してもよい。

次に、第２図に示される様に、多結晶シリコン層２０上
に５００Ｘ厚のシリコン酸化膜２２を形成し、該シリコ
ン酸化膜２２上にｉ　ｓ　ｏ　ｏ１厚の第１の窒化シリ
コン膜２４を堆積する。該窒化シリコン膜２４上にホト
レジストを塗布し、ノ母ターニングを行ない、ドライエ
ツチングにより第１の窒化シリコン膜２４、シリコン酸
化膜２２の一部、多結晶シリコン層２０及びＮ型拡散層
１０とペース領域１８との表面部分を除去する。これに
より、ペース領域１８の表面の一部には凹部２６が形成
される。該凹部２６の深さはペース領域１８の深さに比
べてかなシ小さい。また、この工程によりＮ＋型拡散層
１０の表面部分が除去されるので、上記工程により該表
面部分のＰ型不純物濃度が高くなっていたとしても何ら
問題はない。

次に１第３図に示される様に、多結晶シリコン層２０の
露出側面とＮ型拡散層１０の露出表面とペース領域１８
の露出面とに熱酸化により２０００芙厚のシリコン酸化
膜２８を形成する。更に、露出表面全体にわたって１５
００１厚の第２の窒化シリコン膜３０を堆積する。

次に、第４図に示される様に、方向性のあるドライエツ
チングにより第２の窒化シリコン膜３０をエツチングし
て、側面部分以外の窒化シリコン膜を除去する。次に、
側面に残りた第２の窒化シリコン［３０と露出している
第１の窒化シリコン膜２４とをマスクとしてＨＦ系のエ
ツチング液を用いてシリコン酸化膜２８の露出部分（即
ち　Ｕ＋拡散層１０の表面上及びペース領域１８の凹部
２６の底面上のシリコン酸化膜）を除去し、開孔部３２
及び３４を形成する。

このシリコン酸化膜２８の露出部分の除去は、窒化シリ
コン膜３０のエツチングに引き続いてドライエツチング
により行なうこともできる。但し、この場合には第１の
窒化シリコン膜２４及びその下層のシリコン酸化膜２２
もエツチング除去される可能性があるので、シリコン酸
化膜２２をよシ厚く形成しておく必要がある。

次に、第５図に示される様に、Ｎ型不純物のドープされ
た多結晶シリコン層を表面全体に４０００Ｘ厚に堆積し
、ドライブインによｐＮ型不純物拡散領域（エミッタ領
域）３８を形成する。同時にＮ＋型型数散層１０表面部
分にもＮ型不純物が拡散する。

尚、開孔部３２．３４を通じてのＮ型不純物の拡散は、
上記の様な方法の他に開孔部３２．３４からイオン注入
を行なう方法によってもよい。この場合には、続いて多
結晶シリコン層を堆積せしめる。次に、エツチングによ
り多結晶シリコン層のパターニングを行ない、ＮＷ拡散
層１０に接続する多結晶シリコン層部分をコレクタ電極
４０として形成し、エミッタ領域３８に接続する多結晶
シリコン層部分をエミッタ電極４２として形成する。更
に、第１の窒化シリコン膜２４とシリコン酸化膜２２と
の一部をエツチング除去して開孔部４３を形成し、多結
晶シリコン層２０を露出させる。次忙、Ａノを所望のノ
母ターンにて蒸着して、コレクタ配線４４、エミッタ配
線４６及びペース配線４８を形成する。

本実施例方法によれば、たとえば第６図に示される様に
、開孔部３４形成の際のオーバーエツチングにより該開
孔部３４が多少大きくなって、エミッタ領域３８形成の
際に該領域３８の横方向寸法が大きくなったとしても、
エミッタ領域３８とペース電極２０とは横方向に適宜の
距離隔てられているので接触することはない。

〔発明の効果〕

以上の様な本発明方法によれば、第１導電型不純物領域
のための電極と第２導電型不純物領域との接触を生ずる
ことなく半導体装置を製造することができるので、良好
な特性を維持しながら半導体装置の小型化をはかること
ができ、また製造上の歩留シも向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明方法の工程を示す断面図である
。第７図は従来の半導体装置の断面図である。２・・・シリコン基板、６・・・コレクタ領域、１０・
・・Ｎ”Ｗ拡散層、１６・・・シリコン酸化膜、１８・
・・ペース領域、２０・・・Ｐ型多結晶シリコン層、２
２．２８・・・シリコン酸化膜、２４．３０・・・窒化
シリコン膜、２６・・・凹部、３２．３４・・・開孔部
、３８・・・エミッタ領域、４０．４２・・・Ｎ型多結
晶シリコン層。代　理　人　弁理士　　山　　下　　穣　　子弟２図第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１導電型不純物領域の表面の一部を選択的に除
去して凹部を形成する工程と、少なくとも該凹部内面に
絶縁膜を形成する工程と、該凹部底面の少なくとも一部
の絶縁膜を除去し開孔部を形成する工程と、該開孔部を
通じて第２導電型不純物を拡散させて第２導電型不純物
領域を形成する工程とを含むことを特徴とする、半導体
装置の製造方法。
（２）開孔部上に第２導電型不純物領域のための電極を
形成する、特許請求の範囲第１項の半導体装置の領域方
法。
（３）第２導電型不純物領域のための電極が第２導電型
不純物のドープされた多結晶シリコンである、特許請求
の範囲第２項の半導体装置の製造方法。
（４）第２導電型不純物領域の形成が該不純物を含む多
結晶シリコンからの不純物の拡散により行なわれる、特
許請求の範囲第１項の半導体装置の製造方法。
（５）絶縁膜がシリコン酸化膜と窒化シリコン膜との積
層膜である、特許請求の範囲第１項の半導体装置の製造
方法。