JPS59217364A - 半導体装置の製法 - Google Patents

半導体装置の製法

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JPS59217364A
JPS59217364A JP58092697A JP9269783A JPS59217364A JP S59217364 A JPS59217364 A JP S59217364A JP 58092697 A JP58092697 A JP 58092697A JP 9269783 A JP9269783 A JP 9269783A JP S59217364 A JPS59217364 A JP S59217364A
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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、特にバイポーラ・トランジスタ
のICデバイスの製法に関する。
背景技術とその問題点 従来の半導体集積回路(IC)の素子分離法として、例
えば選択酸化(LOGO8)法による分離がある・。第
1図は選択酸化法を使用して製作したバイポーラ・トラ
ンジスタICの要部断面図を示す。
同図において、fi+は例えばP形のシリコン半導体+ 基体、(2;はN形のコレクタ埋込層、(31はN形エ
ピタキシャル成長層によるコレクタ領域、(4)はベー
ス領域、(5)はエミッタ領域、(6)は選択酸化によ
るS+02層、(7)はコレクタ電極取出し部である。
また(C) 、 (E) 、 (B)は夫々コレクタ、
エミッタ、ベースの各端子である。しかしこのバイポー
ラ・トランジスタICを製作するための選択酸化プロセ
スには、次のような問題点があった。即ち、第1図に示
すようなバーズビーク(1μ近くバーズビークが侵入す
る)及びバーズヘッドが発生すること、選択酸化の際の
窓開けとエミッタ領域の窓開けの際に夫々マスク合わせ
が必要であり、その場合合わせ精度及びバーズビーク分
を含めたトレランスが必要であること、ベース電極取出
部とエミッタ電極取出部間がAffi電極のトレランス
により決まるため、狭くするの忙限界があること、コレ
フタの寄生容量が活性領域(所謂イントリンシック部)
以外の領域によって大きく影響されること、そして、こ
れらによってセルサイズの微細化に限界があること等で
ある。
一方、このような問題点を解決するために先に本出願人
は、第2図妊示すようなバイポーラ・トランジスタIC
が得られる製法を提案した(特願昭58−62701号
参照)。この製法は先ず例えばP形のシリコン半導体基
体filにN形のコレクタ埋込層(2)を形成して後、
基体主面に絶縁膜例えばS+02膜(8)を形成し、こ
のS+02膜(8)の所定部分即ちトランジスタの活性
領域とコレクタ電極取出し部に対応する部分に選択的に
窓孔(9)及び(1〔を形成する。次に5i02膜(8
)及び窓孔(91、(1αを含む全面に気相成長を施し
、窓孔(9)及び([I内に単結晶−シリコンtteを
、 S+02膜(8)上に多結晶シリコンan、  を
形成し・00後・単結晶パ1°′αQ及び多結晶シリコ
ン(t7)を平坦化し、且つ選択的に多結晶シリコン(
1ηを除去する。そして一方の窓孔(9)内の単結晶シ
リコン(16)KN 形のコレクタ領域(31,P形の
ベース領域(4)及び鹸形のエミッタ領域(5)を形成
し、多結晶シリコン(17)をベース[極取出部とし、
また他方の窓孔a1の単結晶シリコン(1印に計形のコ
レクタ電極取出部を形成してバイポーラ・トランジスタ
ICを得るようにしたものである。この製法によれば、
バーズビーク及びバーズヘッドの発生がなく、コレクタ
の寄生容量の減少、セルサイズの縮小等が得られる。し
づ1し、W、2図で明らかなよう忙ベース領域(4)、
エミッタ領域(5)、エミッタ電極取出し部aυの形成
はセル7アライン化されているが、コレクタ領域(31
とベース領域(4)間の形成についてはL及び20寸法
差があってセルファライン化されていないため、合わせ
精度とトレランスが必要であった。
発明の目的 本発明は、上述の点に鑑み、選択酸化法妃よる素子間分
離の問題点を解決し、さらにコレクタ、ベース、エミッ
タの各領域及びエミッタ電極取出し部をセル7アライン
により形成して素子のより微細化を可能にし、高性能、
高集積度のICデバイス装置を製作することができる半
導体装置の製法を提供するも゛のである。
発明の概要 本発明は、凹凸を有する基体王妃半導体層を形成する工
程と、この半導体層上に窒化物層を形成する工程と、こ
の窒化物層上に物質層を形成し、その表面を平坦化する
工程と、上記物質層及び窒化物層をエツチングし、凹部
上に窒化物層が残るようにする工程と、この窒化物層を
マスクに上記半導体層に不純物を導入する工程と、この
窒化物層をマスクに上記半導体層表面忙酸化物層を形成
する工程と、この窒化物層を除去する工程と、上記酸化
物層をマスクに上記半導体層に不純物を導入する工程を
有する半導体装置の製法である。
上記製法により、素子のより微細化かり能となり、高性
能、高集積度のICデバイスが得られる。
実施例 以下、本発明の半導体装置の製法の実施−について、第
3図な参照して説明する。なお、本例ばNPN トラン
ジスタ素子の場合であるが、PNPpランジスタ素子に
も適用できること勿論である。
本実施例においては、先ず第3図Nに示すように、P形
のシリコン半導体基体+211に酸化、膜(8i02)
四を形成した後、この酸化膜@に窓開けなして基体(2
1)にN形不純物を拡散し、N形のコレクタ埋込層(ハ
)を形成する。
次に1第3図Bに示すように、酸化膜(社)をエツチン
グ除去した後、薄い酸化膜(8102) (24)を形
成  。
し、この酸化膜C241の上九被着したフォトレジスト
′(ハ)をマスク圧してP形の不純物を注入し、チャン
ネルストッパ用の埋込層(ハ)を形成する。
次に、第3図C<示すように、基体(211に8i02
層(ハ)をCVD(化学気相成長)法により被着形成し
た後、反応性イオンエツチング(RIE)等を使用して
この8102層(27]の所要位置にすなわち活性領域
とコレクタ電極取出し部釦対応する部分に開口部−及び
−を形成する。
次に、第3図りに示すように5IH4を使用して気相成
長を行い、8102層(5)上KN形の多結晶シリコン
層備を、開口部−及び(ハ)にN形の単結晶シリコンの
エピタキシャル層01)及び(31’)を夫々形成する
。この気相成長で形成された多結晶シリコン石船とエピ
タキシャル層Gυ、 (31’)の厚さは等し−・ため
、開口部弼及び(2’、J上に対応する部分は凹状にな
る。このような形状は、基板の面が(2)、 (111
)のいず1であっても得られる。
次に、第3図Hに示すようにフォトレジスト層c3■を
マスクにして開口部の内のエピタキシャル層(31’)
にN形の不純物をイオン注入し、その後ドライブイン拡
散を行って低抵抗のコレクタ電極取出し部C3印を形成
する。
次に、第3図Hに示すように、フォトレジストGのを除
去した後、薄い酸化膜(8102) C34)とCVD
による窒化膜(81N)C351を被着形成するOなお
、この薄い酸化膜c34)は厚さが200〜500X位
が適当であるが、形成しないで装置を製作することもで
きる。
次に、第3図Gに示すように、フォトレジスト(ト)を
被僧して基体(211の表面を平坦化した後、イオンミ
リング又は反応性イオンエツチングにヨリ、多結晶シリ
コン層■の途中まで削る。凹部G7)の大きさは、通常
数ミクロン平方以下であるため、容易に平坦化すること
ができる。また、この際制御性よくエツチングすること
ができる。
次に、第3図Hに示すように、多結晶シリコン層(至)
にP形不純物をイオン注入する。この際、凹部07)の
薄い酸化膜(財)、窒化膜+351及びフォトレジスト
(1)の積層体がイオン注入のストッパとなって、活性
領域にはイオン注入されない。然る後、フォトレジスト
06)と所要領域の多結晶シリコン層1301を残して
不要の多結晶シリコン層(イ)をエツチング除去し、ベ
ース電極取出部(至)を形成する。この多結晶シリコン
層(至)のエツチング後拡散のためのアニールを行う。
この順序で処理すると、第3図Hのようにイオンミリン
グとイオン注入による損傷の影響で多結晶シリコン層(
至)がテーバ状にエッチされるため、後のAg配線の際
有利な形状となる。
逆に不要な多結晶シリコン層(7)の除去前にア二〜ル
すると、多結晶シリコン層(7)はテーパ状にエツチン
グされない。
次に、第3図Iに示すように1窒化膜□□□をマスクに
して多結晶シリコン層(7)の表面に選択的に酸化膜(
8102) C3!J (膜厚≧3000λが適当)を
形成した後、窒化膜1’151を除去する。この窒化膜
(ハ)の除去で自動的にベース領域及びエミッタ領域を
形成するための窓開けとコレクタ電極取出し部(至)の
窓開けがで穴る。
次に、第3図Jに示すように、フォトレジスト(41を
マスクにして酸化膜(39にベース電極取出し部(至)
用の窓開けを行い、同時にコレクタ電極取出し部0階上
の酸化膜(3優の開口部分を若干広げる。
次に、第3図Hに示すように、フォトレジスト(4υで
コレクタ電極取出し部□□□をマスクして活性領域にP
形の不純物をイオン注入してベース領域(4g)を形成
する。このとき同時にベース電極取出し部(至)にもイ
オン注入される。この後、アニール処理を施す。
次忙、第3図りに示すように、凹部c3力の酸化膜(財
)をエツチング除去した後、Affiのつき抜は防止用
の多結晶シリコン膜(42をCVDで形成し、必要に応
じてこの多結晶シリコン膜(420表面を薄く酸化する
。次に、フォトレジスト(43をマスクにしてベース領
域(a9vcN形の不純物例えばヒ素Asをイオン注入
した後、外部拡散防止用のS +02膜(図示せず)を
CVDで形成し、次いでドライブイン拡散してエミッタ
領域(47)を形成する。そしてこの81021jJの
エツチング除去を行い、この後、アニール処理を施す。
次に、第3図Mに示すように、Agを蒸着した彎、エツ
チングによりベース電極(44)、エミッタ電極(49
、コレクタ電極(461を形成し、次でシンタリングを
行い、目的のバイポーラ・トランジスタIC6Dを得る
上記第3図Iに示す工程で、第4図に示す如くバーズビ
ーク部−の侵入が少いと後の第3図りの酸化膜(至)を
除去する工程で凹部の底部のみならず側部の酸化膜もエ
ツチング除去され、その結果としてエミッタ領域とベー
ス電極取出し部間が短絡し易くなり、実際の半導体装置
へ応用する際の問題となる。上記実施例においては、下
地の薄い酸化膜(財)を適当な厚さである200〜50
0Xにしてこの問題を解決しているが、更に安定させる
ためには第3図IK示す工程の後に、次のような工程を
追加するのが良い。
即ち、CVDでS+02層を被着形成するかCVDで薄
く堆積した被覆性の良い多結晶シリコン層を熱酸化した
後、イオンミリング又は反応性イオンエツチングで削る
と四部の形状に基づき凹部の側面は削られないで底面の
みが削らガて窓開けすることかで般る。更に、この窓開
けされた部分を直接窒化して、こハをマスクにして選択
酸化を行っても良い。
上述した本発明は、バーズビーク及びバーズヘッドが発
生して問題となっていた従来の選択酸化法に代わる素子
間分離方法であることに加えて、第3図Cの工程釦おけ
る5in2層(27)に対する1回の窓開けで、以後コ
レクタ領域(49)、ベース領域(4印、j   エミ
ッタ領域(47)、エミッタ電極取出し部60)をセル
ファラインにより形成する。このため、従来の製法と比
較して素子のより微細化を図ることができ、1だコレク
タの寄生容量を減少することができ、高性能、高集積度
のバイポーラ・トランジスタICを製作することができ
る。特に、木表法によれば、最小線幅ルールが2〜3μ
mであっても、1ミクロン平方以下(即ちサブミクロン
平方)のエミッタ領域を形成することが可能である。
発明の効果 本半導体装置の製法によれば、バーズビーク及びバーズ
ヘッドの発生が問題である従来の選択酸化法に代わる素
子分離法であることに加えて、コレクタ領域、ベース領
域、エミッタ領域、エミッタ電極取出し部をセルファラ
インにより形成する゛ことができる。従つそ、従来の製
法と比較して、同一の線幅ルールで、コレクタの寄生容
量の減少(従って、活性領域以外の部分の減少)、セル
・サイズの小形化及び1ミクロン平方以下のエミッタ領
域の製作等が可能になり、高集積度且つ高性能の半導体
装置を製作することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図及び第2図は従来の製法により製作したバイポー
ラ・トランジスタの断面図、第3図A〜Mは本発明の実
施例に係る工程順の断面図、第4図は本発明の説明に供
する要部の拡大断面図である。 (211は半導体基体、(ハ)はコレクタ埋込層、C2
7)は5in2層、(イ)は多結晶シリコン層、(ト)
はコレクタ電極取出し部、(341は酸化膜、C15i
は窒化膜、(至)はペース電極取出し部、(44)はベ
ース電極、(45iはエミッタ電極、(4eはコレクタ
電極、 (47)はエミッタ領域、囮はベース領域、(
49)はコレクタ領域、I!51Jはバイポーラ・トラ
ンジスタである。 第1図 第3図 23 第3図 第3図 第3図 第4図 39 手続補正書 昭和58年8 月 18日 1、事件の表示 昭和58年特許願第 92697  号2、発明の名称
 半導体装置の製法 3、補正をする者 事件との関係   特許出願人 住所 東京部品用区北品用6丁目7番35−号名称(2
]8)  ソニー株式会社 代表11灯in役 大 賀 典 雄 6、補正により増加する発明の数 7、補正 の 対 象  明細書の発明の詳細な説明の
欄。 (1)  明細書中、第7頁3行「厚さ番工等し℃・」
を「jすさはほぼ等しい」と補正する。 (21同、第11’lj5行[CVDで5iOz層J’
Q「CVDでS i 3N4層又はS ioz層」と補
正する。 以   上

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 凹凸を有する基体上に半導体層を形成する工程と、該半
    導体層上に窒化物層を形成する工程と、該窒化物層上に
    物質層を形成し、その表面を平坦化する工程と、上記物
    質層及び窒化物層をエツチングし、凹部上に該窒化物層
    が残るようにする工程と、該窒化物層をマスクに上記半
    導体層に不純物を導入する工程と、該窒化物層をマスク
    に上記半導体層表面に酸化物層を形成する工程と、該窒
    化物層を除去する工程と、上記酸化物層をマスクに上記
    半導体層に不純物を導入する工程を有する半導体装置の
    製法。
JP58092697A 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製法 Granted JPS59217364A (ja)

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JP58092697A JPS59217364A (ja) 1983-05-26 1983-05-26 半導体装置の製法
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