JPS62226666A - 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】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は半導体装置、特に横型の高耐圧接合型トランジ
スタを製造する方法の改良に関する。

（従来の技術） 通常のＩＣにおける横型の接合型トランジスタは、Ｎ型
の半導体層の表面にＰ型のエミッタ領域およびＰ型コレ
クタ領域を形成したラテラルＰ’ＮＰ）ランジスタとし
て形成される。特に高耐圧のラテラルＰＮＰトランジス
タの場合には、Ｐ型コレクタ領域をＰ十型領域およびそ
の周囲のＰ−型領域からなる二重拡散層で構成し、コレ
クタ接合の耐圧を向上が図られている。

上記のような高耐圧のコレクタ接合をもった横型の接合
型トランジスタを製造するために、Ｐ＋型拡散層とＰ−
型拡散層とを夫々別々の拡散工程で形成する方法が従来
用いられている。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の製造方法では、高耐圧のコレクタ接合を形成
するために二重の不純物拡散を必要とする。従って、通
常の低耐圧構造のラテラルＰＮＰ　）ランジスタを製造
する場合に比較すると、Ｐ　Ｅ　Ｐ　（Ｐ　ｂｏｔｏ−
Ｅ　ｎｇｒａｖｉｎｇ−Ｐ　ｒｏｃｅｓｓ）および不純
物拡散工程が夫々−回づつ多く必要になり、製造工程が
繁雑になる問題があった。

また、二重の不純物拡散で前記高耐圧構造のコレクタ構
造を形成するためには、夫々のＰＥＰにおけるマスク合
せズレを考慮しなければならない。

従って、その分の余裕をとった設計的配置が必要があり
、二重拡散という構造的必要以上に素子面積が増大して
微細化が妨げられる問題があった。

上記問題に鑑み、本発明では高耐圧構造を有する横型の
接合型トランジスタの製造工程を簡略化し、且つ素子の
微細化および高集積化を図ることを課題とする。

［発明の構成］ （問題点を解決するための手段） 本発明による半導体装置の製造方法は、第一導電型の半
導体基板上に該基板から電気的に分離された第二導電型
半導体層からなる素子領域を形成した後、該素子領域内
に横型の高耐圧接合型トランジスタを形成するに際し、
前記素子領域のコレクタ領域予定部上に開孔部を有する
絶縁膜であって、前記開孔部近傍における膜厚が開孔端
縁に向けて徐々に薄くなっている絶縁膜を形成する工程
と、該絶縁膜をブロッキングマスクとして前記第二導電
型素子領域内に第一導電型不純物をイオン注入すること
により、高濃度領域とその周囲の低濃度領域とからなる
第一導電型コレクタ領域を形成することを特徴とするも
のである。

本発明において、前記開孔部近傍の膜厚が徐々に薄くな
っている絶縁膜を形成する方法としては、コレクタ領域
予定部上を覆う耐酸化性膜パターン（例えばシリコン窒
化膜）を形成するした後、これをマスクとして半導体層
表面を選択酸化する方法を用いることができる。この選
択酸化では耐酸化性膜パターンの端部から横方向にも酸
化が進行するため、所謂バーズビークが形成され、該バ
ーズビーク部分が前記膜厚の暫減部となる。

（作用） 本発明において、前記絶縁膜をブロッキングマスクとし
てコレクタ領域を形成するためのイオン注入を行なうと
、その開孔端に高濃度で不純物がドープされると同時に
、膜厚の薄い周縁部にも低濃度でドープされる。従って
、イオン注入された不純物を熱拡散すると、高濃度領域
とその周囲を取囲む低濃度領域とからなる高耐圧構造の
コレクタ領域が自己整合で形成される。

（実施例） 以下に本発明の一実施例を説明する。

（１）　　まず、Ｐ型シリコン基板１の表面にＮ＋型の
埋め込み拡散２を施した後、全面にＮ型エピタキシャル
２９２２層３を成長させる。次いで、Ｎ型エピタキシャ
ル層３の表面から選択的に前記Ｐ型基板１に達するＰ十
型アイソレーション拡散層４・・・を形成し、Ｎ型索子
領域を分離する（第１図（Ａ）図示）。

（２）　　次に、エピタキシャル層３の表面を酸化して
膜厚１０００人ののバッファー酸化膜５を形成した後、
膜厚２０００人（７）ＣＶＤ−ＳＬ３Ｎ４膜ｌｉｆする
。続いて、このＣＶＤ　　Ｓｉ３Ｎ＋膜をパターンニン
グすることにより、コレクタ領域形成部を覆う窒化膜パ
ターン６１、エミッタ領域形成予定部を覆う窒化膜パタ
ーン６２、ベースコンタクト形成予定部を覆う窒化膜パ
ターン６３を夫々形成する（第１図（Ｂ）図示）。

（３）次に、前記窒化膜パターン６１〜６３を耐酸化性
マスクとして１０００℃の水素燃焼による選択酸化を行
ない、膜厚ｔｏｏｏｏ人の酸化膜７を形成する（第１図
（Ｃ）図示）。

このとき、窒化膜パターン６１〜６３の端部がら横力向
にも酸化が進行するため、酸化膜７の端部には、約１．
５〜２．Ｏｐ幅の所謂バーズビークが形成される。この
バーズビーク部分では、図示のように膜厚が徐々に薄く
なっている。

（４）次に、窒化膜パターン６１〜６３を除去した後、
コレクタ領域形成部およびエミッタ領域形成部上に開孔
を有するレジストパターン８を形成する。その際、コレ
クタ領域形成部においては酸化膜７のバーズビーク部分
が露出するように開孔を設け、またエミッタ領域形成部
ではバーズビーク部分が覆われるように開孔を形成する
。次いで、このレジストパターン８をブロッキングマス
クとしてボロンの高濃度イオン注入（例えば　１×１０
１４ｃ＋ａ″″２程度）を行なう（第１図（Ｄ）図示）
。

このイオン注入によりエミッタ開孔部、コレクタ開孔部
のバッファー酸化膜でのみ覆われている部分には高濃度
のボロンがドープされる。また、コレクタ開孔部のバー
ズビーク部分でもボロンがドープされるが、その量は膜
厚が厚くなるに従って減少する。

（５）次に、レジストパターン８を除去した後、熱処理
を行なって先にイオン注入したボロンを拡散することに
より、Ｐ型エミッタ領域９およびコレクタ領域１０を形
成する（第１図（Ｅ）図示）。

このとき、コレクタ領域１０はＰ十型領域１１及びその
周囲のＰ−型領域１２とからなる高耐圧構造となる。こ
れは、先のイオン注入において、バーズビーク部分にも
酸化膜７を通して低濃度のボロンがドープされているか
らである。

（６）　　次に、今度はベースコンタクト形成部に開孔
を有するレジストパターンを形成し、これをブロワキン
グマスクとして燐をイオン注入する。次いでレジストを
除去し、熱処理することによりＮ十型のベースコンタク
ト領域１３を形成する（第１図（Ｆ）図示）。

（７）次に、コンタクトホールの開孔、アルミニウムの
蒸着およびパターンニングを行ない、゛エミッタ電極、
ベース電極およびコレクタ電極等のＡ、ｌ？配線１４を
形成する。次いで、全面にパッシベーション膜としてＰ
ＳＧ膜（燐硅酸ガラス膜）１５を形成して装置を完成す
る（第１図（Ｇ）図示）。

こうして製造されたラテラルＰＮＰ　トランジスタは、
図示のようにコレクタ領域１０が高濃度のＰ十領域とそ
の外側の低濃度Ｐ−領領域２とからなり、Ｐ−型領域１
２がコレクタ拡散層端部における電界集中を緩和するた
め、高耐圧が得られる。

しかも、上記の説明から明らかなように、前記高耐圧構
造のコレクタ領域１０は一回の不純物拡散で形成されて
いるから、従来の製造方法に比較してＰＥＰおよび不純
物拡散の工程が夫々−回づつ少なくてすみ、工程を簡略
化できる効果が得られる。

また、Ｐ十型領域１１およびＰ−型領域１２が自己整合
で形成されているから、マスク合せ余裕をとらなくてす
むから、素子の微細化および製造歩留の向上によるコス
トの低減を達成することができる。

更に、上記実施例ではＰ−型領域１２の幅を必要最少限
に抑制できるから、Ｐ−領域１２での電圧効果が小さく
なる。従ってコレクタ／エミッタ間の駆動電圧と出力電
流との関係が改善され、より小さい素子面積で大きな出
力電流を得ることができる。

なお、本発明は所謂「埋めエピタキシャル法」と組合せ
て実施することもできる。第２図は、この方法で製造し
た高耐圧構造のラテラルＰＮＰ　トランジスタを示して
いる。同図を参照して説明すると、この実施例ではＰ型
シリコン基板１の表面から等方性エツチングで凹部を形
成した後、その四部表面にＮ型不純物を拡散し、Ｎ十型
埋め込み領域２′を形成する。続いて、前記凹部内にＮ
型エピタキシャルシリコン層を成長し、埋めエピタキシ
ャル構造のＮ型素子領域３′を形成する。その後はＴＳ
１図の実施例で説明したと同じ方法により、図示のラテ
ラルＰＮＰトランジスタを製造でき、同様の効果が得ら
れる。ただし、この実施例では、Ｎ十型ベースコンタク
ト領域１３を図示のようにＮ十型ドレイン領域３′に接
続して形成する。

［発明の効果］ 以上詳述したように、本発明によれば高耐圧構造を有す
る横型の接合型トランジスタの製造工程を簡略化し、且
つ素子の微細化および高集積化を図れる等、顕著な効果
が得られるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明をラテラルＰＮＰトランジスタの製造に
適用した一実施例を、その製造工程を追って説明するた
めの断面図、第２図は本発明の他の実施例で製造された
ラテラルＰＮＰ　）ランジスタを示す断面図である。 １・・・Ｐ型シリコン基板、２．２′・・・Ｎ十型埋め
込み拡散層、３，３′・・・Ｎ型エピタキシャルシリコ
ン層、４・・・Ｐ小型アイソレーション拡散層、５・・
・バッファー酸化膜、６１〜６３・・・Ｓｉ３Ｎ４膜パ
ターン、７・・・酸化膜、８・・・レジストパターン、
９・・・Ｐ型エミッタ領域、１０・・・Ｐ型コレクタ領
域、１１・・・Ｐ十型領域、１２・・・Ｐ−型領域、１
３・・・ベースコンタクト領域、１４・・・Ａノ配線、
１５・・・パッシベーション膜。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）第一導電型の半導体基板上に該基板から電気的に
   分離された第二導電型半導体層からなる素子領域を形成
   した後、該素子領域内に横型の高耐圧接合型トランジス
   タを形成するに際し、前記素子領域のコレクタ領域予定
   部上に開孔部を有する絶縁膜であって、前記開孔部近傍
   における膜厚が開孔端縁に向けて徐々に薄くなっている
   絶縁膜を形成する工程と、該絶縁膜をブロッキングマス
   クとして前記第二導電型素子領域内に第一導電型不純物
   をイオン注入することにより、高濃度領域とその周囲の
   低濃度領域とからなる第一導電型コレクタ領域を形成す
   ることを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. （２）前記素子領域のコレクタ領域予定部上を覆う耐酸
   化性膜パターンを形成した後、これをマスクとする選択
   酸化を行なうことにより、前記絶縁膜を形成することを
   特徴とする特許請求の範囲第（１）項記載の半導体装置
   の製造方法。
3. （３）前記第一導電型半導体層の所定領域に等方性エッ
   チングで凹部を形成した後、該凹部内に第二導電型エピ
   タキシャル半導体層を埋め込むことにより、前記素子領
   域を形成することを特徴とする特許請求の範囲第（１）
   項または第（２）項記載の半導体装置の製造方法。