JPS62188369A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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関し、特に半導体基板
内に高不純物濃度の埋込拡散層を形成する方法に関する
。

〔従来の技術〕

一般に、バイポーラトランジスタを素子とする半導体装
置は、半導体基板に成長させたエピタキシャル層を絶縁
分離した島状の領域内に素子を形成しているが、シリー
ズ抵抗を低減する目的でエピタキシャル層の下側に高不
純物濃度の押込拡散層を形成している。例えば、第２図
（ａ）〜（ｄ）はこの種の埋込拡散層を形成す、るため
の従来方法である。

この方法は、例えば同図（ａ）のようにＰ型シリコン基
板２１の表面に熱酸化膜２２を形成し、これを選択エツ
チングして埋込拡散層を形成する領域に窓２３を開口す
る。

次に、同図（ｂ）のように砒素（ΔＳ）やアンチモン（
Ｓｂ）を高濃度に含むシリカフィルム塗布膜２４を形成
し、その後熱処理を行うことによりシリカフィルム塗布
膜２４中の不純物をシリコン基板２１に拡散させ埋込拡
散層２５を形成する。

その後、前記シリコン酸化膜２２及びシリカフィルム塗
布膜２４を除去した上で、同図（Ｃ）のように前記シリ
コン基板２１上にＮ型エピタキシャル層２６を成長させ
る。そして、このエピタキシャル層２６の表面からＰ型
不純物を拡散して絶縁分離領域２７を形成し、前記埋込
拡散層２５上に絶縁分離された島状のエピタキシャル層
領域を画成する。

しかる上で、同図（ｄ）のように、エピタキシャル層領
域にＰ型ベース拡散領域２８．Ｎ型コレクタ領域２９を
形成し、更にベース拡散領域２８内にＮ型エミッタ領域
３０を形成することによりバイポーラトランジスタを完
成する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述した従来の製造方法では、埋込拡散層２５を形成す
る際のマスクとして、選択エツチング法によってパター
ン形成したシリコン酸化膜２２を利用しているが、この
シリコン酸化膜２２に開口した窓２３のエツジ部が急峻
であるために、塗布形成したシリカフィルム膜２４がこ
のエツジ部において塗布厚が他の部分よりも厚くなる。

このため、この部分における不純物の拡散量も多くなり
、埋込拡散層２５を形成したときには第２図（ｂ）のよ
うに、埋込拡散層２５のエツジ部２５ａが深く拡散され
、また、その後にエピタキシャル層２６を成長したとき
にも、埋込拡散層２５のエツジ部２５ａの不純物濃度が
高くなっていることから、同図（Ｃ）のように埋込拡散
層２５のエツジ部２５ｂが他の部分よりも上方に向かっ
て拡散されてしまう等の所謂エツジ効果が生じることに
なる。

このため、エピタキシャル層２６に形成したバイポーラ
トランジスタのベース領域２８と埋込拡散層２５との間
隔がエツジ部２５ｂにおいて小さくなり、耐圧（ＢＣｃ
ｅｏ）の劣化が生じてトランジスタ特性を低下させる原
因になっている。

なお、上述の方法では素子パターンの微細化に伴ってシ
リコン酸化膜２２に開口した窓２３のアスペクト比が大
きくなってカバレジ性が低下して窓２３内へのシリカフ
ィルム膜２４の塗布が困難になり、所謂パターン効果に
よって窓２３に対応した領域への埋込拡散層の形成が難
しくなるという問題もある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、埋込拡散層における
エツジ効果及びパターン効果を防止し、高耐圧でしかも
微細な素子の形成を可能とするものである。

本発明の半導体装置の製造方法は、窒化膜を用いた選択
酸化法により形成したテーパ状のエツジを有する酸化膜
を押込拡散層のマスクとして利用するものである。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施例を製造工程順
に示す断面図である。

先ず、同図（ａ）のようにＰ型シリコン基板ｌの表面に
、ＣＶＤ法あるいは窒素雰囲気中での熱処理によって５
００Å以上、ここでは１５００人のシリコン窒化膜を形
成する。そして、通常のフォトリソグラフィ技術を用い
てこのシリコン窒化膜をパターン形成し、埋込拡散層を
形成する領域にのみ耐酸化膜としてのシリコン窒化膜１
１を選択的に形成する。このパターン形成にはドライ又
はウェットのいずれのエツチング法も採用できる。

次いで、同図（ｂ）のように、前記シリコン窒化膜１１
をマスクにしてシリコン基板１の表面を選択酸化し、０
．２〜０．８μｍ程度のシリコン酸化膜２を成長する。

このとき、シリコン酸化膜２はシリコン窒化膜１１下へ
の酸化の進入により、エツジ部２ａが所謂バーズビーク
としてテーパ状に形成される。このシリコン窒化膜１１
はその後除去し、これによりシリコン基板１が窓３内に
露呈される。

その上で、同図（Ｃ）のようにＡｓやｓｂ等の不純物を
高濃度に含むＮ型シリカフィルム液を全面に塗布し、か
つこれを９００℃以下で熱処理することによりシリカフ
ィルム膜４を形成する。このとき、前記シリコン酸化膜
２はエツジ部２ａがテーパ状とされているためにカバレ
ジ性は良好であリ、シリカフィルム膜４は略均−な厚さ
に形成される。そして、これを１０５０℃以上で熱処理
することにより、不純物をシリカフィルム膜４からシリ
コン基板１に熱拡散させ、同図（ｄ）のように所定の不
純物濃度及び深さの埋込拡散層５を形成する。

次いで、前記シリカフィルム膜４及びシリコン酸化膜２
を除去し、その上で常法によって同図（ｅ）のように全
面にエピタキシャル層６を成長させる。

その後、同図（ｆ）のようにＰ型不純物を選択拡散して
前記シリコン基板１に達する絶縁分離領域７を形成し、
エピタキシャル層６を島状に絶縁膜分離する。そして、
この島状のエピタキシャル層６内に、同図（ｇ）のよう
にＰ型ベース領域８及び前記埋込拡散層５に緊がるＮ型
コレクタ領域９を形成し、更にＰ型ベース領域８内にＮ
型エミッタ領域１０を形成することにより、ＮＰＮバイ
ポーラトランジスタを完成する。

したがって、この製造方法によれば、シリカフィルム膜
４を形成する際にマスクとして作用するシリコン酸化膜
２は、シリコン窒化膜１１を利用した選択酸化法により
形成しているため、そのエツジ部２ａはテーパ状にされ
る。このため、シリコン酸化膜２のエツジ部２ａにおけ
るカバレジ性は改善されシリカフィルム膜４は略均−な
厚さに形成される。このため、熱処理による埋込拡散層
５の形成時には不純物の不均一な濃度での拡散が生じる
ことはな（、埋込拡散層５は略均−な深さに形成される
。

また、シリコン酸化膜２を除去した状態では、第２図（
ｅ）のように埋込拡散層５の両側は台形状にされるため
、エピタキシャル層６を成長したときにも埋込拡散層５
のエツジ部が他の部分よりも上方に伸びることはなく、
略平坦な形状に形成される。

このため、バイポーラトランジスタにおけるベース領域
８と埋込拡散領域５との間隔が、埋込拡散層５の端部に
おいて低減されることはなく、エツジ効果を解消して耐
圧の高い素子を構成できる。

また、シリカフィルム膜４を良好なカバレジ性で形成で
きるので、素子パターンの微細化に十分対応した埋込拡
散層を形成でき、パターン効果を改善できる。

ここで、前記実施例ではＮＰＮバイポーラトランジスタ
を形成する場合を説明したが、これに限定されるもので
はない。また、シリカフィルムに代えて他の有機材を用
いて埋込拡散層を形成する場合にも同様に適用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、窒化膜を用いた選択酸化
法により形成したテーパ状のエツジを有する酸化膜を埋
込拡散層のマスクとして利用しているので、不純物の拡
散用のシリカフィルム膜等のエツジ部における厚さを他
と同じ厚さに形成でき、埋込拡散層のエツジ部における
高濃度状態を解消して均一かつ平坦な埋込拡散層を形成
でき、これにより埋込拡散層のエツジ効果やパターン効
果を防止して素子の耐圧の向上及びその微細化を達成で
きる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）〜（ｇ）は本発明の一実施例を製造工程順
に示す断面図、第２図（ａ）〜（ｄ）は従来方法を工程
順に示す断面図である。 １．２１・・・シリコン基板、２．２２・・・シリコン
酸化膜、２ａ・・・エツジ部、３，２３・・・窓、４．
２４・・・シリカフィルム膜、５，２５・・・埋込拡散
層、６゜２６・・・エピタキシャル層、７，２７・・・
絶縁分離層、８．２８・・・ベース領域、９，２９・・
・コレクタ領域、１０．３０・・・エミッタ領域、１１
・・・シリコン窒化膜。 第（図 第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一の導電型の半導体基板上に窒化膜等の耐酸化膜
   を選択形成する工程と、この耐酸化膜をマスクとしてエ
   ッジ部がテーパ状をした酸化膜を選択的に形成する工程
   と、逆導電型の不純物を含む膜を全面に形成する工程と
   、この膜から前記半導体基板に不純物を拡散させて埋込
   拡散層を形成する工程と、この埋込み拡散層を含む半導
   体基板の表面上の領域にエピタキシャル層を成長させる
   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. （２）不純物を含む膜は、不純物を含むシリカフィルム
   液を塗布しかつ熱処理して形成したシリカフィルム膜で
   ある特許請求の範囲第１項記載の半導体装置の製造方法
   。