JPS6250973B2 - - Google Patents

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JPS6250973B2
JPS6250973B2 JP8527179A JP8527179A JPS6250973B2 JP S6250973 B2 JPS6250973 B2 JP S6250973B2 JP 8527179 A JP8527179 A JP 8527179A JP 8527179 A JP8527179 A JP 8527179A JP S6250973 B2 JPS6250973 B2 JP S6250973B2
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JP
Japan
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film
oxide film
silicon
region
mask
Prior art date
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Application number
JP8527179A
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Japanese (ja)
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JPS5610923A (en
Inventor
Juichi Hirofuji
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication of JPS5610923A publication Critical patent/JPS5610923A/en
Publication of JPS6250973B2 publication Critical patent/JPS6250973B2/ja
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    • 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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  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
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  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体装置の製造方法に関し、選択
的にイオン注入を行う場合に、特にマスク合せ工
程において位置合せの基準となる膜を設け、イオ
ン注入された部分と他の部分との境界を明確にし
て、マスク合せ精度を向上させること、およびイ
オン注入の均一性を向上させること、これにより
半導体装置の製造工程における歩留を向上させる
ことおよび半導体装置の高密度化を計ることを目
的とする。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and when selectively implanting ions, a film is provided as a reference for positioning, especially in a mask alignment process, and the ion-implanted part and other parts are separated from each other. To improve mask alignment accuracy and uniformity of ion implantation by clarifying the boundary between the parts of The purpose is to measure.

半導体基板(以下ウエハと称す)にイオン注入
を行う場合、ウエハ主表面の汚染やイオンビーム
のチヤンネリングの影響を軽減するための保護膜
としてウエハ主表面に通常1000Å程度またはそれ
より薄い酸化膜を設け、この酸化膜を通してイオ
ン注入を行う方法が一般的である。またイオン注
入を選択的に行うためのマスクとして、Alや感
光性樹脂(以下ホトレジストと称す)等が用いら
れる。以上のように、選択的にイオン注入を行う
ためには、ウエハ主表面に薄い酸化膜と、イオン
注入のマスクとなる材料の少なくとも2層構造を
形成する必要がある。この最も簡単な手段を第1
図を用いて説明する。第1図において11はSi半
導体ウエハ、12は1000Å程度より薄い酸化膜、
13はイオン注入のマスクとなる材料でここでは
ホトレジストとしておく。ホトレジスト13には
ホトエツチングによりパターンが形成されてい
る。この構造を用いてイオン注入を行つた場合イ
オン注入後の、最初の工程としてホトレジスト1
3を除去してしまえば、酸化膜12にはホトレジ
スト13のパターンが残つていないので、イオン
注入された領域と他の領域の区別をすることがで
きなくなる。そこで、イオン注入後の最初の工程
として、ホトレジスト13をマスクとして酸化膜
12をエツチングし、その後にホトレジスト13
を除去すれば、酸化膜12にはホトレジスト13
に形成されていたと同一のパターンを残すことが
できる。この方法により酸化膜12に残されたパ
ターンは、イオン注入された領域と他の領域との
境界における段差すなわち酸化膜12の厚さ1000
Å程度のみによつて識別することができる。しか
しながら、後のホトエツチング工程において、こ
の1000Å程度の段差によつて形成されたパターン
を基準としてマスク合せを行う場合には、段差が
小さいために基準のパターンを明確に識別するこ
とが難かしく、マスク合せの精度が低下する。そ
してこのことは、半導体集積回路等半導体装置の
高密度化、微細化が進むにつれて、歩留を低下さ
せる。
When implanting ions into a semiconductor substrate (hereinafter referred to as a wafer), an oxide film of approximately 1000 Å or thinner is usually provided on the main surface of the wafer as a protective film to reduce the effects of contamination on the main surface of the wafer and channeling of the ion beam. A common method is to implant ions through this oxide film. Furthermore, Al, photosensitive resin (hereinafter referred to as photoresist), or the like is used as a mask for selectively performing ion implantation. As described above, in order to selectively implant ions, it is necessary to form at least a two-layer structure on the main surface of the wafer, consisting of a thin oxide film and a material that serves as a mask for ion implantation. This simplest method is the first
This will be explained using figures. In Fig. 1, 11 is a Si semiconductor wafer, 12 is an oxide film thinner than about 1000 Å,
A material 13 serves as a mask for ion implantation, and here it is a photoresist. A pattern is formed on the photoresist 13 by photoetching. When ion implantation is performed using this structure, the first step after ion implantation is to apply photoresist 1.
Once 3 is removed, no pattern of the photoresist 13 remains in the oxide film 12, so it becomes impossible to distinguish between the ion-implanted region and other regions. Therefore, as the first step after ion implantation, the oxide film 12 is etched using the photoresist 13 as a mask, and then the photoresist 13 is etched.
If the oxide film 12 is removed, the photoresist 13 is removed.
The same pattern that was formed can be left behind. The pattern left on the oxide film 12 by this method is a step difference at the boundary between the ion-implanted region and other regions, that is, the thickness of the oxide film 12 is 1000 mm.
It can be distinguished only by the degree of Å. However, in the later photo-etching process, when mask alignment is performed using the pattern formed by this step of about 1000 Å as a reference, it is difficult to clearly identify the reference pattern because the step is small. The accuracy of alignment decreases. This reduces the yield as the density and miniaturization of semiconductor devices such as semiconductor integrated circuits progress.

そこで従来は、ウエハの主表面に予め厚い酸化
膜を形成し、その上にホトレジストパターンを設
け、ホトレジストをマスクとして厚い酸化膜の一
部を残してエツチングする方法が用いられてい
る。第2図をもつて説明すれば、例えばシリコン
ウエハ21の主表面に2000Å程度より厚い酸化膜
22を設け、さらにその上に、ホトレジスト23
を塗布してホトエツチングにより開孔部23aを
形成する(第2図A)。次にホトレジスト23を
マスクとして、開孔部23aの部分の酸化膜22
をエツチングする。この時に開孔部23aの部分
の酸化膜22を必要なだけ残つた状態でエツチン
グを止めれば、酸化膜22に大きな段差を形成す
ることが可能である(第2図B)。しかしながら
この方法によれば、酸化膜22のエツチング工程
において、ウエハ全体で酸化膜22のエツチング
量を均一にすることおよび、開孔部23aの部分
に残す酸化膜の厚さを精度良く制御することが困
難である。例えば、スパツタエツチング装置を用
いて厚い酸化膜22をエツチングした場合、ウエ
ハの中においてエツチング量の不均一は200Å程
度よりも大きいので、上記開孔部23aに残す酸
化膜の厚さの不均一も200Å程度より大きくな
る。それゆえ、この上から行うウエハの中におけ
るイオン注入の不均一が大きくなり、半導体装置
の製造工程における歩留りが低下する。
Conventionally, therefore, a method has been used in which a thick oxide film is previously formed on the main surface of the wafer, a photoresist pattern is provided thereon, and the photoresist is used as a mask for etching, leaving a portion of the thick oxide film. To explain with reference to FIG. 2, for example, an oxide film 22 thicker than about 2000 Å is provided on the main surface of a silicon wafer 21, and a photoresist 23 is further formed on the oxide film 22.
The openings 23a are formed by coating and photoetching (FIG. 2A). Next, using the photoresist 23 as a mask, remove the oxide film 22 at the opening 23a.
etching. At this time, if etching is stopped with the necessary amount of oxide film 22 remaining in the opening 23a, it is possible to form a large step in the oxide film 22 (FIG. 2B). However, according to this method, in the etching process of the oxide film 22, it is difficult to make the etching amount of the oxide film 22 uniform over the entire wafer and to precisely control the thickness of the oxide film left in the opening portion 23a. is difficult. For example, when a thick oxide film 22 is etched using a sputter etching device, the nonuniformity of the etching amount within the wafer is greater than about 200 Å, so the thickness of the oxide film left in the opening 23a is nonuniform. also becomes larger than about 200 Å. Therefore, the non-uniformity of ion implantation within the wafer which is performed from above increases, and the yield in the manufacturing process of semiconductor devices decreases.

さらに、後続の工程において酸化膜22の厚い
部分と薄い部分の両方に開孔を設ける場合、弗化
水素酸と弗化アンモニウムとの混合液を用いて両
方同時にエツチングすると、薄い酸化膜と厚い酸
化膜のエツチング時間の差が大きい。従つて1回
のホトエツチングで同時に開孔を形成すると、薄
に酸化膜がまずエツチングされた後、厚い酸化膜
がエツチングされるまでの間、薄い酸化膜は横方
向にエツチングが進行する。これゆえ、薄い酸化
膜に精度良く開孔することは難かしい。さらに、
上述のように、薄い酸化膜の厚さの不均一が大き
いと、横方向のエツチング量も不均一が大きくな
つて、ウエハ内における開孔寸法にも大きな不均
一を生じるとともに寸法精度も低下する。
Furthermore, when forming holes in both the thick and thin parts of the oxide film 22 in the subsequent process, if both are etched simultaneously using a mixed solution of hydrofluoric acid and ammonium fluoride, the thin oxide film and the thick oxide film 22 can be etched simultaneously. There is a large difference in film etching time. Therefore, if holes are simultaneously formed in one photoetching process, the thin oxide film will be etched laterally after the thin oxide film is first etched until the thick oxide film is etched. Therefore, it is difficult to accurately form holes in a thin oxide film. moreover,
As mentioned above, if the thickness of the thin oxide film is highly non-uniform, the amount of etching in the lateral direction will also be non-uniform, resulting in large non-uniformities in the opening dimensions within the wafer and a decrease in dimensional accuracy. .

本発明はこのような欠点を除去するために、ウ
エハの主表面に各々選択エツチングの可能な、上
記ウエハのイオン注入される領域の表面保護膜
と、位置合せの基準となるシリコン膜と、イオン
注入のマスクとなる感光性樹脂膜とを積層し、ホ
トエツチング工程により上記感光性樹脂膜に開孔
を設ける。次に上記感光性樹脂膜をマスクとし、
上記保護膜をエツチングストツパとして、上記シ
リコン膜に開孔を形成し、この開孔部内の上記保
護膜を通してイオン注入を行う。次に、上記感光
性樹脂を除去して、上記シリコン膜を全部酸化
し、酸化されて厚くなつたシリコン膜を基準とし
てマスク合せを行うことを特徴とする半導体装置
の製造方法である。
In order to eliminate such drawbacks, the present invention provides a surface protective film for the ion-implanted region of the wafer, which can be selectively etched on the main surface of the wafer, a silicon film that serves as a reference for alignment, and a silicon film that serves as a reference for alignment. A photosensitive resin film serving as a mask for injection is laminated, and holes are formed in the photosensitive resin film by a photoetching process. Next, use the photosensitive resin film as a mask,
An opening is formed in the silicon film using the protective film as an etching stopper, and ions are implanted through the protective film in the opening. Next, the photosensitive resin is removed, the silicon film is completely oxidized, and mask alignment is performed using the oxidized and thickened silicon film as a reference.

本発明の一実施例として、上記保護膜として二
酸化シリコンを用いて、シリコンウエハに硼素の
イオン注入を行つてバイポーラトランジスタを製
造する方法について第3図を用いて説明する。
As an embodiment of the present invention, a method for manufacturing a bipolar transistor by using silicon dioxide as the protective film and implanting boron ions into a silicon wafer will be described with reference to FIG.

第3図において、コレクタとなるn型シリコン
ウエハ31を熱酸化して、ウエハ31の表面に約
400Åの酸化膜32を設ける。そしてウエハ31
の主表面の酸化膜32の表面に、気相成長法や蒸
着法等によつて多結晶もしくは非晶質のシリコン
33を約700Å形成する。ここでは33は多結晶
シリコンとする。さらにこの表面にホトレジスト
34を塗布し、ホトエツチングによつてたとえば
トランジスタのベース領域に相当する開孔部34
aを設け、ホトレジストパターンを形成する(第
3図A)。そしてこのホトレジスト34をマスク
として、例えばCF4ガスによるプラズマエツチン
グ法により、上記多結晶シリコン33をエツチン
グする。この場合、多結晶シリコン33の膜厚は
700Å程度と薄いので、エツチングによる横方向
への広がりは小さく、レジストパターン34との
一致性は良い。また、CF4ガスを用いたプラズマ
エツチングにおいて、多結晶シリコン33と熱酸
化膜32のエツチング速度の比は10倍以上である
ので、多結晶シリコン33のエツチングは容易に
下の酸化膜のみを残して停止できる(第3図
B)。
In FIG. 3, an n-type silicon wafer 31 that will serve as a collector is thermally oxidized so that approximately
An oxide film 32 of 400 Å is provided. and wafer 31
Polycrystalline or amorphous silicon 33 is formed to a thickness of about 700 Å on the surface of the oxide film 32 on the main surface by vapor phase growth, vapor deposition, or the like. Here, 33 is polycrystalline silicon. Furthermore, a photoresist 34 is applied to this surface, and an opening 34 corresponding to the base region of a transistor is formed by photoetching.
A is provided, and a photoresist pattern is formed (FIG. 3A). Using this photoresist 34 as a mask, the polycrystalline silicon 33 is etched by, for example, plasma etching using CF 4 gas. In this case, the film thickness of polycrystalline silicon 33 is
Since it is thin, about 700 Å, the lateral spread due to etching is small, and the conformity with the resist pattern 34 is good. In addition, in plasma etching using CF 4 gas, the etching rate ratio of polycrystalline silicon 33 and thermal oxide film 32 is more than 10 times, so polycrystalline silicon 33 can be easily etched leaving only the underlying oxide film. (Figure 3B).

しかる後にベースを形成する不純物として、硼
素のイオン注入を行えば、ホトレジスト34はイ
オン注入のマスクとなり、ベースとなる領域は、
約400Åの酸化膜を通してイオン注入されること
になる。イオン注入の後にはホトレジスト34を
除去して、例えば1000℃で窒素雰囲気中で約20分
の熱処理を行つた後、1000℃水蒸気雰囲気中で熱
処理すれば、多結晶シリコン33は約15分で完全
に酸化され、体積が膨張して約1300Åの酸化膜3
3′となりベース領域の境界に段差ができる。ま
たこの時イオン注入されたベース領域となるp型
領域35の表面も酸化が進行して、酸化膜32の
厚さは約1000Åに達し酸化膜32′となる(第3
図C)。この工程において、多結晶シリコン33
に予め燐等の不純物を適量ドーピングすれば、多
結晶シリコンの酸化速度が速くなつて、ベース領
域上の酸化膜32′の成長をもつと小さくするこ
とができる。または、酸化方法として、プラズマ
酸化等の低温酸化法を用いれば、さらにベース領
域に注入された硼素の拡散を小さくすることもで
きる。
If boron ions are then implanted as an impurity to form a base, the photoresist 34 becomes a mask for the ion implantation, and the region that will become the base is
Ions will be implanted through an oxide film of about 400 Å. After the ion implantation, the photoresist 34 is removed, heat treatment is performed at 1000°C for about 20 minutes in a nitrogen atmosphere, and then heat treatment is performed at 1000°C in a steam atmosphere to completely form the polycrystalline silicon 33 in about 15 minutes. The volume expands to form an oxide film 3 with a thickness of approximately 1300 Å.
3', and a step is created at the boundary of the base area. At this time, oxidation also progresses on the surface of the p-type region 35, which becomes the ion-implanted base region, and the thickness of the oxide film 32 reaches approximately 1000 Å, becoming an oxide film 32' (third
Figure C). In this step, polycrystalline silicon 33
If an appropriate amount of impurity such as phosphorus is doped in advance to increase the oxidation rate of polycrystalline silicon, the growth of the oxide film 32' on the base region can be made smaller. Alternatively, if a low-temperature oxidation method such as plasma oxidation is used as the oxidation method, the diffusion of boron implanted into the base region can be further reduced.

次に、この表面にさらにホトレジスト36を塗
布し、ホトエツチングにより、エミツタ領域およ
びコレクタ電極を取り出すための高不純物濃度領
域を形成するための開孔部36aおよび36bを
形成する(第3図D)。この工程でマスク合せを
行うにあたつて、前工程で形成された、ベース領
域35の境界の酸化膜の段差によつて、ベース領
域35の輪郭が明瞭であるために、ベース領域3
5の中の所定の位置に、正確にエミツタ領域用の
開孔を形成できる。そしてこのホトレジスト36
をマスクとして酸化膜33′および32をエツチ
ングする(第3図D)。このときコレクタ電極を
取り出すための高不純物濃度領域を形成するため
の開孔部36bの内部は、多結晶シリコンがすで
に酸化されて酸化膜33′となつているため、弗
化水素酸と、弗化アンモニウムの混合液のみで開
孔を設けることができる。次にホトレジスト36
を除去して、燐シリケートガラス37を堆積し、
熱処理を施すことによつてエミツタ領域38aお
よびコレクタ電極を取り出すためのコレクタ用高
不純物濃度領域38bを形成すれば、n―p―n
構造のバイポーラトランジスタが得られる(第3
図E)。
Next, a photoresist 36 is further applied to this surface, and apertures 36a and 36b are formed by photoetching to form a high impurity concentration region for taking out an emitter region and a collector electrode (FIG. 3D). When performing mask alignment in this step, the outline of the base region 35 is clear due to the step of the oxide film at the boundary of the base region 35 formed in the previous step.
The aperture for the emitter region can be formed accurately at a predetermined position within the opening. And this photoresist 36
The oxide films 33' and 32 are etched using the mask as a mask (FIG. 3D). At this time, since the polycrystalline silicon has already been oxidized to form an oxide film 33' inside the opening 36b for forming a high impurity concentration region for taking out the collector electrode, hydrofluoric acid and Apertures can be formed using only a mixed solution of ammonium chloride. Next, photoresist 36
and depositing phosphorus silicate glass 37;
If the emitter region 38a and the collector high impurity concentration region 38b for taking out the collector electrode are formed by heat treatment, n-p-n
A bipolar transistor with the structure is obtained (third
Figure E).

以上のように本発明によれば、第3図において
上記多結晶シリコン33のエツチング工程で、多
結晶シリコン33の下に酸化膜32が存在するこ
とにより、多結晶シリコン33を、酸化膜32の
みを残してエツチングすることは容易である。こ
の結果イオン注入される領域にはウエハ全面に渡
つて均一な厚さの酸化膜32を残すことができる
ので、イオン注入もウエハ全面に渡つて均一性良
く行うことができる。また多結晶シリコン33膜
は薄いので、エツチング工程で横方向へのエツチ
ングが小さく多結晶シリコンに形成されるパター
ンは、イオン注入される領域と良く一致する。さ
らにこの多結晶シリコン膜を酸化すれば約1300Å
の厚さの二酸化シリコンとなつて、イオン注入さ
れた領域の境界に段差を作るので、後のホトエツ
チング工程におけるマスク合せの時にイオン注入
された領域の境界を明瞭に認識することができる
ため、マスク合せ精度が向上する。また、イオン
注入後の酸化等の熱処理工程において、位置合せ
の基準となる膜が設けられていることから、上記
保護膜を残しておくことができる。すなわち、上
記保護膜は熱処理工程におけるイオン注入された
領域の表面保護膜としても使用でき、ウエハ表面
を汚染等から守る。以上により、半導体装置の製
造工程における歩留りが向上する。
As described above, according to the present invention, since the oxide film 32 exists under the polycrystalline silicon 33 in the etching process of the polycrystalline silicon 33 in FIG. It is easy to etch it leaving behind. As a result, an oxide film 32 having a uniform thickness can be left over the entire surface of the wafer in the region to be ion-implanted, so that ion implantation can be performed with good uniformity over the entire surface of the wafer. Furthermore, since the polycrystalline silicon 33 film is thin, the etching process causes little lateral etching, and the pattern formed in the polycrystalline silicon matches well with the ion-implanted region. Furthermore, if this polycrystalline silicon film is oxidized, it will become approximately 1300Å.
silicon dioxide with a thickness of 100 mL and creates a step at the boundary of the ion-implanted region, so the boundary of the ion-implanted region can be clearly recognized when aligning the mask in the subsequent photoetching process. The alignment accuracy is improved. Furthermore, since a film is provided that serves as a reference for positioning in a heat treatment process such as oxidation after ion implantation, the protective film can be left in place. That is, the above-mentioned protective film can also be used as a surface protective film for the ion-implanted region in the heat treatment process, and protects the wafer surface from contamination and the like. As a result, the yield in the semiconductor device manufacturing process is improved.

また、マスク合せ精度が良くなることから、マ
スク合せの余裕を小さくすることができるので、
より高密度な半導体装置を実現できる。さらに、
上記多結晶シリコン33の厚さおよび不純物濃度
を選ぶことによつて、フイールド領域の酸化膜を
厚くすることができるので、寄生MOS効果や浮
遊容量を小さくすることができる。バイポーラ集
積回路の場合について第4図を用いて説明する。
In addition, since the mask alignment accuracy improves, the margin for mask alignment can be reduced.
Higher density semiconductor devices can be realized. moreover,
By selecting the thickness and impurity concentration of the polycrystalline silicon 33, it is possible to increase the thickness of the oxide film in the field region, thereby reducing the parasitic MOS effect and stray capacitance. The case of a bipolar integrated circuit will be explained using FIG. 4.

第4図において、41はp型シリコンウエハ、
42はn型エピタキシヤル層で、この場合npn型
トランジスタのコレクタ領域となる。41′はp
型の分離領域、43はn+埋込み層、44はp型
ベース領域、45はn型エミツタ領域、46は酸
化膜、47は配線に用いられている金属膜であ
る。例えば、このトランジスタをエミツタ接地動
作させる場合、コレクタ電位、エミツタ電位に対
して正電位となる。この時、エミツタ電極に接続
されている金属が、コレクタ領域の上方に存在す
る部分aにおいて、酸化膜46には強い電界が生
じる。この電界はコレクタに対して、金属膜47
が負になるため、コレクタ領域の表面42aは、
他のコレクタ領域に対して電位が下がる。酸化膜
中の電界強度が大きくなると、コレクタ領域の表
面42aはp型に反転してしまう。すると、ベー
ス領域44と分離領域41′の間にp型のチヤン
ネルが形成されたことになり、ベースからウエハ
に電流が流れてしまう。この現象を寄生MOS効
果という。本発明によれば、コレクタ上の酸化膜
を厚くすることができるので、上記金属膜とコレ
クタ領域との間に生ずる電界強度が小さくなつて
寄生MOS効果を防止できる。
In FIG. 4, 41 is a p-type silicon wafer;
42 is an n-type epitaxial layer, which in this case becomes a collector region of an npn-type transistor. 41' is p
43 is an n + buried layer, 44 is a p-type base region, 45 is an n-type emitter region, 46 is an oxide film, and 47 is a metal film used for wiring. For example, when this transistor is operated with its emitters grounded, the potential is positive with respect to the collector potential and the emitter potential. At this time, a strong electric field is generated in the oxide film 46 in the portion a where the metal connected to the emitter electrode exists above the collector region. This electric field is applied to the metal film 47 with respect to the collector.
becomes negative, so the surface 42a of the collector region is
The potential decreases with respect to other collector regions. When the electric field strength in the oxide film increases, the surface 42a of the collector region is inverted to p-type. Then, a p-type channel is formed between the base region 44 and the isolation region 41', and current flows from the base to the wafer. This phenomenon is called the parasitic MOS effect. According to the present invention, since the oxide film on the collector can be thickened, the electric field intensity generated between the metal film and the collector region is reduced, and parasitic MOS effects can be prevented.

また、第4図において、金属膜47はウエハ表
面で例えばコレクタ領域や分離領域との間で不必
要な静電容量を形成し、高速高周波動作する時に
障害となる。本発明によれば、いわゆるフイール
ド領域において、酸化膜を厚くすることができる
ので、このような不必要な静電容量の形成を減少
させることができて半導体装置の高速高周波特性
の改善にも役立つ。しかも、エピタキシアル成長
工程の後に、本発明を適用すれば、エピタキシア
ル成長層が、酸化によつて減少することなしに、
フイールド部に厚い酸化膜を形成できる。
Further, in FIG. 4, the metal film 47 forms unnecessary capacitance on the wafer surface, for example, between the collector region and the isolation region, which becomes an obstacle during high-speed, high-frequency operation. According to the present invention, since the oxide film can be made thicker in the so-called field region, the formation of such unnecessary capacitance can be reduced, which is also useful for improving the high-speed and high-frequency characteristics of semiconductor devices. . Moreover, if the present invention is applied after the epitaxial growth step, the epitaxial growth layer will not be reduced by oxidation.
A thick oxide film can be formed in the field portion.

さらに、上記多結晶シリコン33を酸化する方
法として、プラズマ酸化法や陽極酸化法等の低温
酸化法を用いれば、ベース領域にイオン注入され
た不純物の拡散が少ないので、不純物濃度のプロ
フアイルの制御が容易になる。
Furthermore, if a low-temperature oxidation method such as a plasma oxidation method or an anodic oxidation method is used to oxidize the polycrystalline silicon 33, the diffusion of impurities ion-implanted into the base region will be reduced, so that the profile of the impurity concentration can be controlled. becomes easier.

また、本発明において、上記保護膜として窒化
シリコンを、上記半導体膜としてシリコンを用
い、このシリコン膜の厚さを1500Å程度の厚さに
しておけば、エミツタおよびコレクタコンタクト
拡散窓を形成するホトエツチング工程における露
光時に、エミツタ拡散窓の形成される部分のホト
レジスト表面と、ホトマスクとの距離は1500Å程
度かそれよりも小さいので、ホトマスクのパター
ン端部からの光のまわりこみが少なく、エミツタ
拡散窓の寸法精度を高くできる。さらに後でこの
シリコンを酸化すれば、膜厚は約2倍に増加して
3000Åの二酸化シリコンとなつて、寄生MOS効
果を防止できる。この酸化工程において、ベース
領域上には窒化シリコン膜が存在するため、ベー
ス領域上は酸化されない。従つてベース領域の硼
素が酸化膜に吸収されて、ベース領域の表面不純
物濃度が低下し、不純物濃度プロフアイルが大き
く変化することや、ベースコンタクト抵抗が高く
なることを防止できる。
Further, in the present invention, if silicon nitride is used as the protective film and silicon is used as the semiconductor film, and the thickness of the silicon film is set to about 1500 Å, the photoetching process for forming the emitter and collector contact diffusion windows can be performed. During exposure, the distance between the photoresist surface where the emitter diffusion window is formed and the photomask is about 1500 Å or smaller, so there is less light deflection from the pattern edge of the photomask, which improves the dimensional accuracy of the emitter diffusion window. can be made higher. If this silicon is further oxidized later, the film thickness will approximately double.
It becomes 3000 Å silicon dioxide and can prevent parasitic MOS effects. In this oxidation step, since the silicon nitride film exists on the base region, the base region is not oxidized. Therefore, it is possible to prevent boron in the base region from being absorbed into the oxide film, reducing the surface impurity concentration of the base region, and preventing a large change in the impurity concentration profile and an increase in base contact resistance.

上述のように、本発明によれば、薄い保護膜を
通してイオン注入を行うことにより、イオン注入
される領域の表面を汚染することを防止できる。
さらに、特に位置合せの基準となる膜を設けるこ
とによつてイオン注入された領域を正確に認識で
きることから、マスク合せ精度が向上する。また
位置合せの基準となる膜を設けることによつて、
上記保護膜をイオン注入された領域の表面に残し
ておくことができる。従つて、イオン注入後に熱
処理を行う場合、イオン注入された領域の表面を
直接熱処理雰囲気に曝すことなく熱処理を行うこ
とができる。以上より、本発明は半導体装置の製
造工程における歩留を良くする。
As described above, according to the present invention, by performing ion implantation through a thin protective film, it is possible to prevent the surface of the region to be ion implanted from being contaminated.
Furthermore, by providing a film that serves as a reference for alignment, the ion-implanted region can be accurately recognized, which improves mask alignment accuracy. In addition, by providing a membrane that serves as a reference for alignment,
The protective film can be left on the surface of the ion-implanted region. Therefore, when performing heat treatment after ion implantation, the heat treatment can be performed without directly exposing the surface of the ion-implanted region to a heat treatment atmosphere. As described above, the present invention improves the yield in the manufacturing process of semiconductor devices.

一方マスク合せ精度が向上することは、マスク
合せ余裕を小さくできることであることから、半
導体集積回路において、素子寸法の縮少化ならび
に、高密度化が可能となる。
On the other hand, improving the mask alignment accuracy means that the mask alignment margin can be reduced, which makes it possible to reduce element dimensions and increase density in semiconductor integrated circuits.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は従来のイオン注入法における半導体基
板の断面図、第2図A,Bは従来のイオン注入法
の他の方法を示す工程断面図、第3図A〜Eは本
発明の第1の実施例におけるバイポーラトランジ
スタを製造する工程を示す断面図、第4図はバイ
ポーラトランジスタの断面図である。 31…半導体基板、32,32′,33′…酸化
膜、33…多結晶シリコン、34…イオン注入の
マスクとなるホトレジスト、35…ベース領域、
36…フオトレジスト、38a,38b…エミツ
タ,コレクタコンタクト領域。
FIG. 1 is a sectional view of a semiconductor substrate in a conventional ion implantation method, FIGS. 2A and B are process sectional views showing another method of the conventional ion implantation method, and FIGS. FIG. 4 is a cross-sectional view of the bipolar transistor according to the embodiment. 31... Semiconductor substrate, 32, 32', 33'... Oxide film, 33... Polycrystalline silicon, 34... Photoresist serving as a mask for ion implantation, 35... Base region,
36... Photoresist, 38a, 38b... Emitter, collector contact region.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 半導体基板の主表面に、各々選択エツチング
の可能な、上記基板のイオン注入される領域の表
面の保護膜と、位置合せの基準となる多結晶又は
非晶質のシリコン膜と、イオン注入のマスクとな
る感光性樹脂膜とを積層する工程、上記保護膜を
エツチングストツパとして上記感光性樹脂膜およ
び上記シリコン膜に開孔を形成する工程、上記開
孔部内の上記保護膜を通して上記半導体基板にイ
オン注入する工程、上記感光性樹脂を除去する工
程、上記シリコン膜を酸化する工程、上記酸化さ
れたシリコン膜を基準としてマスク合せをする工
程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方
法。 2 保護膜が二酸化シリコンより成ることを特徴
とする特許請求の範囲第1項に記載の半導体装置
の製造方法。 3 保護膜が窒化シリコンより成ることを特徴と
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。
[Scope of Claims] 1. On the main surface of a semiconductor substrate, a protective film on the surface of the ion-implanted region of the substrate, each of which can be selectively etched, and polycrystalline or amorphous silicon serving as a reference for alignment. a step of laminating a film and a photosensitive resin film that serves as a mask for ion implantation; a step of forming an opening in the photosensitive resin film and the silicon film using the protective film as an etching stopper; The method includes the steps of implanting ions into the semiconductor substrate through a protective film, removing the photosensitive resin, oxidizing the silicon film, and aligning a mask using the oxidized silicon film as a reference. A method for manufacturing a semiconductor device. 2. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the protective film is made of silicon dioxide. 3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the protective film is made of silicon nitride.
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