JPS63278326A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPS63278326A
JPS63278326A JP11391987A JP11391987A JPS63278326A JP S63278326 A JPS63278326 A JP S63278326A JP 11391987 A JP11391987 A JP 11391987A JP 11391987 A JP11391987 A JP 11391987A JP S63278326 A JPS63278326 A JP S63278326A
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JP
Japan
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mask
grooves
region
film
regions
Prior art date
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Pending
Application number
JP11391987A
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Japanese (ja)
Inventor
Seiichiro Yamaguchi
清一郎 山口
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To enable forming the grooves doped in high precision and at low concentration on their inner walls, by performing ion implantation in the channel ing direction on regions where the grooves are aimed to be formed and next by forming the grooves on these doped regions. CONSTITUTION:Ion implantation of p-type impurities is performed in the channel ing direction perpendicularly to a surface of an epitaxial layer 3, and next heat treatment is performed to form p-type regions 6 on element isolation regions. After a CVD silicon dioxide film is formed, a reactive ion etching method is used to remove this film so that the film remains only inside edge parts of a first mask 4 to serve as a second mask. This second mask 7 is used to perform reactive ion etching and to form grooves 8 in the p-type regions 6. Hence the deep grooves, where impurities are introduced in high precision and at low concentration on their inner walls, can be formed.

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 イオンのチャンネリング現象(半導体のチャンネリング
方向にイオン注入をなすと、深くまた濃度制御よく イ
オン注入がなされるという性質)を利用して、内壁に不
純物が高精度・低濃度に導入されている比較的深い溝を
形成する工程を有する半導体装置の製造方法である。
[Detailed Description of the Invention] [Summary] By utilizing the ion channeling phenomenon (the property that when ions are implanted in the channeling direction of a semiconductor, the ions are implanted deeply and with well-controlled concentration), impurities are added to the inner wall. This is a method for manufacturing a semiconductor device that includes a step of forming relatively deep grooves introduced with high precision and low concentration.

半導体層上の溝形成予定領域以外を第1のマスクをもっ
てカバーし、前記の半導体層のチャンネリング方向に不
純物イオンをイオン注入し、熱処理をなして、前記のイ
オン注入された不純物を活性化して前記の不純物がドー
プされた領域を形成し、マスク材の膜を形成した後、こ
のマスク材の膜をエツチングして、これを前記の第1の
マスクの縁に接する領域のみに残留して第2のマスクと
なし、この第2のマスクを使用して異方性エツチングを
なして前記の不純物を含有する領域の中に溝を形成する
ことにある。
Covering areas other than the region where the trench is to be formed on the semiconductor layer with a first mask, impurity ions are implanted in the channeling direction of the semiconductor layer, and heat treatment is performed to activate the implanted impurity ions. After forming the impurity-doped region and forming a mask material film, this mask material film is etched so that it remains only in the region contacting the edge of the first mask. The second mask is used to perform anisotropic etching to form a groove in the impurity-containing region.

〔産業上の利用分野〕[Industrial application field]

本発明は半導体装置の製造方法の改良に関する。特に、
溝を形成し、その内壁に不純物を導入する工程を有する
半導体装置の製造方法の改良に関する。
The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a semiconductor device. especially,
The present invention relates to an improvement in a method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of forming a trench and introducing impurities into the inner wall of the trench.

(従来の技術〕 半導体装置の製造方法において、比較的深い溝を形成し
、その内壁に不純物を導入する必要のある場合がある。
(Prior Art) In a method of manufacturing a semiconductor device, there are cases where it is necessary to form a relatively deep trench and introduce impurities into the inner wall of the trench.

埋め込み式素子分離や立型埋め込み式°のキャパシタを
形成する場合等である。
This is the case when forming a buried type element isolation or a vertical type buried type capacitor.

このような、工程においては、従来、異方性エツチング
法を使用して比較的深い溝を形成した後、マスクを使用
してなす気相輸送法を使用して、その壁面にドーピング
をなしていた。
Conventionally, in such a process, a relatively deep groove is formed using an anisotropic etching method, and then the wall surface is doped using a vapor phase transport method using a mask. Ta.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problem that the invention seeks to solve]

上記せる従来の技術に係る方法(異方性エツチング法を
使用して比較的深い溝を形成した後、マスクを使用して
なす気相輸送法を使用して、その壁面にドーピングする
方法)を使用すると、壁面の不純物濃度が高濃度となり
、上記の例に示すような比較的深い溝を形成する場合に
求められる高精度・低濃度層を壁面に形成することはで
きない。
The method according to the conventional technology mentioned above (method of forming a relatively deep groove using an anisotropic etching method, and then doping the wall surface using a vapor phase transport method using a mask). When used, the impurity concentration on the wall surface becomes high, and it is impossible to form a high-precision, low-concentration layer on the wall surface, which is required when forming a relatively deep groove as shown in the above example.

本発明の目的は、この欠点を解消することにあり、その
内壁に不純物が高精度・低濃度に導入されている比較的
深い溝を形成する工程を有する半導体装置の製造方法を
提供することにある。
An object of the present invention is to eliminate this drawback, and to provide a method for manufacturing a semiconductor device that includes a step of forming a relatively deep groove into which impurities are introduced with high accuracy and low concentration into the inner wall. be.

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

上記の目的を達成するために本発明が採った手段は、半
導体層(3)上の溝形成予定領域(5)以外を第1のマ
スク(4)をもってカバーし、前記の半導体層(3)の
チャンネリング方向に不純物イオンをイオン注入し、熱
処理をなして、前記のイオン注入された不純物を活性化
して前記の不純物がドープされた領域(6)を形成し、
マスク材の膜を形成した後、このマスク材の膜をエツチ
ングして、これを前記の第1のマスク(4)の縁に接す
る領域のみに残留して第2のマスク(7)となし、この
第2のマスク(7)を使用して異方性エツチングをなし
て前記の不純物を含有する領域(6)の中に溝(8)を
形成することにある。
The means taken by the present invention to achieve the above object is to cover the area other than the groove formation area (5) on the semiconductor layer (3) with a first mask (4), and ion-implanting impurity ions in the channeling direction, and performing heat treatment to activate the implanted impurity ions to form a region (6) doped with the impurity;
After forming a film of the mask material, etching the film of the mask material so that it remains only in the region contacting the edge of the first mask (4) and serves as a second mask (7); This second mask (7) is used to perform anisotropic etching to form a trench (8) in the impurity-containing region (6).

〔作用〕[Effect]

半導体のチャンネリング方向にイオン注入をなすと、深
く、濃度の制御よくイオン注入がなされるという性質(
イオンのチャンネリング現象)は知られている。たC1
深く注入されるため、通常の用途には不適切であるから
、従来、この方向になすイオン注入法は実用されていな
い、すなわち、イオン注入は、意識的にこの方向から7
°程度ずらした方向に向ってなされる。
When ions are implanted in the channeling direction of a semiconductor, the ions can be implanted deeply and with well-controlled concentration (
ion channeling phenomenon) is known. C1
Traditionally, ion implantation in this direction has not been put into practice, as the implantation is deep and inappropriate for normal applications.
It is done in a direction shifted by about .

本発明は上記の性質(半導体のチャンネリング方向にイ
オン注入をなすと、深くイオン注入がなされるという性
質)を利用したものであり、まず、溝形成予定領域にお
いて、チャンネリング方向に向ってイオン注入をなして
深く低濃度にドープされた領域を形成し、このドープさ
れた領域の中に溝を形成することとしたものであり、内
壁に高精度・低濃度にドープされている溝を形成するこ
とができる。
The present invention utilizes the above-mentioned property (the property that ions are implanted deeply when ions are implanted in the channeling direction of a semiconductor). First, in the region where a groove is to be formed, ions are implanted in the channeling direction. A deep, lightly doped region is formed by implantation, and a groove is formed in this doped region, and a highly precise and lightly doped groove is formed on the inner wall. can do.

〔実施例〕〔Example〕

以下、図面を参照しつ一1本発明の一実施例に係る半導
体装置の製造方法についてさらに説明する。
Hereinafter, a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention will be further described with reference to the drawings.

一部2図参照 p型のシリコン基板の<Zoo>面上にn+型埋め込み
層2を形成した後、n型シリコ7層3をエピタキシャル
成長する。このn型シリコンエピタキシャル層3の上面
も<100>面となる。
After forming an n+ type buried layer 2 on the <Zoo> plane of a p-type silicon substrate, as shown in FIG. 2, an n-type silicon 7 layer 3 is epitaxially grown. The upper surface of this n-type silicon epitaxial layer 3 also becomes a <100> plane.

表面を酸化して二酸化シリコン膜を形成する。The surface is oxidized to form a silicon dioxide film.

素子分離領域5から二酸化シリコン膜を除去して、二酸
化シリコン膜よりなる第1のマスク4を形成する。
The silicon dioxide film is removed from the element isolation region 5 to form a first mask 4 made of a silicon dioxide film.

第1a図参照 °エピタキシャル層3の面(< l O0面〉)に直交
する方向(<100>方向)がチャンネリング方向であ
るから、このチャンネリング方向にp型不純物をイオン
注入した後熱処理をなして素子分離領域5にp型領域6
を形成する。チャンネリング方向にイオン注入されるの
で、このp型領域6の深さは十分深くなしうる。すなわ
ち、5ル一程度になしうる。
Refer to Figure 1a. Since the direction (<100> direction) perpendicular to the plane of the epitaxial layer 3 (<lO0 plane>) is the channeling direction, heat treatment is performed after ion-implanting the p-type impurity in this channeling direction. p-type region 6 in element isolation region 5.
form. Since ions are implanted in the channeling direction, the depth of this p-type region 6 can be made sufficiently deep. In other words, it can be done in about 5 ru.

第1b図参照 CVD二酸化シリコン膜を形成した後、反応性イオンエ
ツチング法を使用してこれを除去し、第1のマスク4の
縁の内部のみにこれを残留して第2のマスクとする。
After the CVD silicon dioxide film has been formed (see FIG. 1b), it is removed using a reactive ion etching method, leaving it only within the edges of the first mask 4 to form the second mask.

第1c図参照 この第2のマスク7を使用して反応性イオンエツチング
をなして、p型領域6の中に溝8を形成する。この溝8
の周囲の不純物濃度は低く、その拡散領域の形状精度は
高い。
Referring to FIG. 1c, this second mask 7 is used to form a trench 8 in the p-type region 6 by reactive ion etching. This groove 8
The impurity concentration around is low, and the shape accuracy of its diffusion region is high.

第3図参照 以下通常の手法をもって任意の機f克素子例えばバイポ
ーラトランジスタを形成する。まず、素子分離領域の開
口8を二酸化シリコン膜等9をもって埋め、ベース領域
にp型不純物を導入してベースIOを形成し、エミッタ
領域にn型不純物を導入してエミッタ11を形成し、二
酸化シリコン膜4に開口を設けた後、アルミニウム膜を
形成し、これをパターニングして、コレクタ電極12、
ベース電極13、エミッタ電極14を形成する。
Referring to FIG. 3, an arbitrary functional element such as a bipolar transistor is formed using a conventional method. First, the opening 8 in the element isolation region is filled with a silicon dioxide film 9, a p-type impurity is introduced into the base region to form a base IO, an n-type impurity is introduced into the emitter region to form an emitter 11, and then a silicon dioxide film is formed. After providing an opening in the silicon film 4, an aluminum film is formed and patterned to form the collector electrode 12,
A base electrode 13 and an emitter electrode 14 are formed.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明せるとおり、本発明に係る半導体装置において
は、溝形成予定領域以外を第1のマスクをもってカバー
し、前記の半導体層のチャンネリング方向に不純物イオ
ンをイオン注入し、イオンのチャンネリング現象(半導
体のチャンネリング方向にイオン注入をなすと、深くイ
オン注入がなされるという性質)を利用して不純物を高
精度・低濃度に導入して、不純物が高精度φ低濃度に導
入された領域を形成し、第1のマスクの縁に接する領域
に第2のマスクを形成し、この第2のマスクを使用して
異方性エツチングをなして前記の不純物を含有する領域
の中に溝を形成することとされているので、内壁に不純
物が高精度・低濃度に導入されている比較的深い溝を形
成することができる。
As explained above, in the semiconductor device according to the present invention, an area other than the region where the groove is to be formed is covered with a first mask, impurity ions are implanted in the channeling direction of the semiconductor layer, and the ion channeling phenomenon ( Taking advantage of the property that ion implantation is deep when ion implanted in the channeling direction of a semiconductor, the impurity is introduced with high precision and low concentration, and the region where the impurity is introduced with high precision and low concentration is created. forming a second mask in a region adjacent to an edge of the first mask, and using the second mask to anisotropically etch a groove in the impurity-containing region; Therefore, a relatively deep groove into which impurities are introduced with high precision and low concentration can be formed on the inner wall.

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

第1(a)〜(c)図は、本発明の要旨に係る工程完了
後の基板断面図である。 第2.3図は、本発明の一実施例に係る半導体装置の製
造方法の主要工程完了後の基板断面図である。 l・・’p型シリコン基板、 2・・・n+型埋め込み層。 3拳・IIn型シリコン層(コレクタ)、4φ・・第1
のマスク(二酸化シリコン膜)、51・開口。 6・・・p層領域、 7・・・第2のマスク(二酸化シリコンM)、8・・・
開口、 9φ・0二酸化シリコン膜、 10・・拳ベース、 11−−−エミッタ。 12−・・コレクタ電極、 13・・・ベース電極、 14・e拳エミッタ電極。 工亡σ 第2図 本発明 第1q図 本発明 第1b図 本発明 第1C図 工程図 第3図
FIGS. 1(a) to 1(c) are cross-sectional views of the substrate after completion of the process according to the gist of the present invention. FIG. 2.3 is a cross-sectional view of a substrate after completion of the main steps of a method for manufacturing a semiconductor device according to an embodiment of the present invention. l...'p-type silicon substrate, 2...n+ type buried layer. 3 fists/IIn type silicon layer (collector), 4φ...1st
mask (silicon dioxide film), 51/opening. 6...p layer region, 7... second mask (silicon dioxide M), 8...
Opening, 9φ・0 silicon dioxide film, 10...Fist base, 11---Emitter. 12--Collector electrode, 13--Base electrode, 14-e fist emitter electrode. Construction loss σ Figure 2 Present invention Figure 1q Present invention Figure 1b Present invention Figure 1C Process diagram Figure 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 半導体層(3)上の溝領域(5)以外を第1のマスク(
4)をもってカバーし、 前記半導体層(3)のチャンネリング方向に不純物イオ
ンをイオン注入し、 熱処理をなして、前記イオン注入された不純物を活性化
して前記不純物を含有する領域(6)を形成し、 マスク材の膜を形成した後、該マスク材の膜をエッチン
グして、これを前記第1のマスク(4)の縁に接する領
域のみに残留して第2のマスク(7)を形成し、 該第2のマスク(7)を使用して異方性エッチングをな
して前記不純物を含有する領域(6)の中に溝(8)を
形成す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。
[Claims] The first mask (
4), implanting impurity ions in the channeling direction of the semiconductor layer (3), and performing heat treatment to activate the implanted impurities to form a region (6) containing the impurity. After forming a film of the mask material, the film of the mask material is etched so that it remains only in the region contacting the edge of the first mask (4) to form a second mask (7). and forming a groove (8) in the impurity-containing region (6) by anisotropic etching using the second mask (7). manufacturing method.
JP11391987A 1987-05-11 1987-05-11 Manufacture of semiconductor device Pending JPS63278326A (en)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5118636A (en) * 1987-11-11 1992-06-02 Seiko Instruments Inc. Process for forming isolation trench in ion-implanted region
US7709925B2 (en) 2006-01-27 2010-05-04 Mitsubishi Electric Corporation Semiconductor device

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