JPS5992548A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JPS5992548A
JPS5992548A JP20229082A JP20229082A JPS5992548A JP S5992548 A JPS5992548 A JP S5992548A JP 20229082 A JP20229082 A JP 20229082A JP 20229082 A JP20229082 A JP 20229082A JP S5992548 A JPS5992548 A JP S5992548A
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JP
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layer
groove
semiconductor substrate
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buried
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JP20229082A
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Yutaka Etsuno
越野 裕
Seiji Yasuda
聖治 安田
Takashi Yasujima
安島 隆
Toshio Yonezawa
敏夫 米沢
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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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】 〔発明の技術分野〕 この発明は特に高耐圧バイポーラ素子に用いられる素子
間分離法竣を縮少化した半導体装置及びその製造方法に
関する。
〔発明の技術的背景〕
半導体集積回路素子の素子間分離として一般には拡散法
を用いてP−N接合分離技術により、深さが15μm程
度の素子間分離を行なっているが、最近、高集積度、高
速化素子の要求に応じて2μm程度の浅い素子間分離を
行かうために選択酸化法、あるいはメサエッチング+埋
立て法が用いられ成果をあげている。一方、高出力、高
耐圧素子を形成するための深い素子間分離法に対する技
術としては上記P−N接合法を応用した埋めエピタキシ
ャル技術が用いられている。
第1図にこのような方法により製造された半導体装置の
断面図を示す。第1図において、11はP型半導体基板
、12はr埋込層、13はN型エピタキシャル層、14
はエミッタ領域、15はペース領域、16はコレクタ領
域、17は1層、18はアイソレーション、19は絶縁
膜、20は電極配線である。
〔背景技術の問題点〕
しかして、特に深い素子間分離を形成する場合、拡散を
用いたPN接合による分離法では拡散層の横方向の広が
りによる分離部のみならず、一層17として広い領域が
占有されて4し、ト面積が大きくなるという欠点がある
。また、絶縁膜を用いた分離法でも特に深いエピタキシ
ャル層を有する高耐圧素子の様な場合、埋込層に達する
様な継拡散層を形成するために高温で長時間の拡散が必
要であシ、この工程で形成される拡散層の占有する面積
が大きく、イレットの面積が大きくなるという欠点があ
った。
〔発明の目的〕
この発明は上記の点に鑑みてなされたもので、その目的
は分離領域を縮小化しかつ分離領域を形成すると同時に
、埋込層に達する深い拡散層を従来より短時間に狭い面
積で形成するようにした半導体装置及びその製造方法を
提供することにある。
〔発明の概要〕
素子間分離及びnpn )ランジスタのコレクタ等埋込
層に達する様な深い拡散層を同時にしかも占有領域をで
きるだけ狭く形成するために電極取り出し用高濃度拡散
層を選択的に形成し、上記拡散層を側面に露出した溝を
、その底部に埋込層が露出するまで堀り、その側面及び
底部に上記拡散層及び埋込層と同導電型高濃度拡散層を
形成して一体化し、更に溝をその底部及び側面の一部に
基板層を露出するまで堀り進み、上記底部に基板と同導
電型高濃度拡散層を形成し、溝を絶縁膜で埋立て、この
埋立て工程によシ溝以外に被着された絶縁膜を除去する
ことによって表面を平坦化することによって素子間分離
と深い拡散層を同時に形成した半導体装置及びその製造
方法である。
〔発明の実施例〕
以下、図面を参照してとの発明の一実施例を説明する。
第2図を用いてこの発明に係る半導体装置の製造方法に
ついて説明する。まず、第2図(4)に示すようにP型
半導体基板21上にアンチモンを高濃度にドープ(添加
)して一層22を形成する。次に、上記一層22上に気
相成長法によりN層23を形成する。次に、第2図(B
)に示すように周知の方法により、ペース領域24゜エ
ミッタ領域25、高濃度の1層であるコレクタ領域26
を拡散により形成する0次に、酸化膜27を形成して、
分離領域予定領域に工、チングによシ開ロ部28を形成
する。次に、第2図(Qに示すように上記酸化膜27を
マスクとしてRIE (反応性イオンエツチング)法に
よシ溝29の底部に一層22が露出するまで約30μm
エ5− ツチングする。ここで、RIE法を用いた理由は溝29
の巾が、開口部28の巾とほとんど変らず、側面がtl
ぼ垂直に形成されるためである。
次に、第2図(9)に示すようにpocl、  (オキ
シ塩化リン)を950℃でデポして溝29の側面及び底
部に一層30を形成する。ここで、N+層の厚さは1μ
mである。さらに、第2図(ト)に示すように再にRI
E法により溝29を堀)進み、半導体基板21が算出す
る壕でエツチングを行なう。次に、イオンインプランテ
ーションを用いて上記溝29の底部にゾロンを打込んで
P+層を形成する。次に、第2゛図(ト)に示すように
プラズマCUD法を用いて上記溝29にSiO2あるい
はS i 、N4を被着して溝29を埋立てて絶縁膜3
2を形成する。上記絶縁膜32Fi第2図(9)に示す
ように溝29の上部で谷を形成してしまうので、平坦化
するさめにポジレジスト33の様な有機材料を塗布する
ことによって平坦化している。次に、第2図(G)に示
すようにスパッタリング法を用いて所定の厚さになるま
で平坦になるように工。
6− チングしている。以下、従来の方法を用いて電極取り出
し用PEP (写真蝕刻工程)を行なって電極金属を被
着し、電極配線用PEPによシ配線を形成し、その後所
定の工程を経て半導体集積回路素子を完成させている。
なお、上記実施例においてはnpn )ランジスタの高
濃度一層の形成による素子間分離であるが、縦型pnp
 )ランジスタのコレクタ高濃度P+層の形成を第3図
に示しておく。第3図において、41はP型半導体基板
、42は耐埋込層、43はP埋込層、44けn型エピタ
キシャル層、45はエミッタ領域、46はコレクタ、4
7はコレクタ高涙度P層、48は絶縁膜、49はP+層
である。
さらに、上記したnpn )ランジスタと縦型pnp 
)ランジスタが混在する様な素子についても同様の工程
で一部溝側面にP層を形成して埋立てることができる。
この場合には?全面埋込層の上にP選択埋込層をあらか
じめ形成しておけば良い。
なお、上記実施例において埋込み層である1層22を全
面に形成していたが、そのN層22は厚くエツチングし
ずらいので、予め一層22を選択的に形成しておき、を
層22のない部分にRIE法を行なってシリコンをエツ
チングして蛸形成を行ない、その後N+の底部を少しエ
ツチングするだけで半導体基板にとどくようにしても良
い。
〔発明の効果〕
以上詳述したようにこの発明によれば、分離領塘を狭く
することができるので、同じ特性を有する従来素子のペ
レット面積より恥ないしkまで減少させることができる
。さらに、従来のようにPN接合による分離では200
V程度の耐圧しかもたなかったが、この発明による分離
では少なくとも700v以上の耐圧を持つことができる
さらにまた、従来のように高温長時間の拡散がないこと
や、最終の工程がPO(J 、デーであることや、Kレ
ットサイズが縮少されたこと等から、素子に対する結晶
欠陥の要素が減少し、素子歩留が従来平均55〜60チ
であったものが、90%以上の高歩留を保持するととが
できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の素子間分離高濃度1層を含む半導体装置
の断面図、第2図(4)〜(ロ)はこの発明の一実施例
における半導体装置の各製造工程での断面図、第3図は
この発明の他の実施例における半導体装置の断面図であ
る。 21・・・P型半導体基体、22−・・h 、z 7 
・・・酸化膜、28・・・開口部、29・・・溝。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦9− On 1!2 図 昭和 年 月 日 一゛ 若杉和夫殿 1示 願昭57−202290号 名称 導体装置及びその製造方法 する者 つ関係  aヶ許出願人 ・7)東京芝捕電気株式会社 人 対象 明細書 よシ増加する発明の数   4 騙補正の内容 (1)特許請求の範囲を別紙のとおり訂正する。 (2)明細書第6頁第11行目に「P+層」とあるを「
P+層31」と訂正する。 (3)明細書第6頁第12行目に[プラズマCUD J
とあるを[プラズマCVD J  と訂正する。 2、特許請求の範囲 (1)−導電形半導体基板に対して逆導電形を示す埋込
層と、この埋込層上に埋込層と同導電形の半導体層を積
層した半導体基板の一部をメサエッチングし、そのメサ
溝の側面に形成された上記埋込層に接触する上記埋込層
と同導電形の電極引出1,7用のゲ1の半導体層を設け
たことを特徴とする半導体装置。 (2)  −導電形半導体基板に対して逆導電形を示す
埋込層と、この埋込層上に埋込層と同導電形の半導体層
を積層した半導体基板の一部をメサエッチングし、その
メサ廊のFll)而に形成された上記埋込層に接触する
上記埋込層と同導電形の電極引出し用の第1の半導体層
と、上記メサ溝の底部に上nピ半導体基板に接し上記半
導体基板と同導電形を示す第2の半導体層とを具備した
ことを特徴とする半導体装置。 (3)−導電形半導体基板に対して逆導電形を示す埋込
層と、この埋込層上に埋込層と同導電形の半導体層を積
層した半導体基板の一部をメサエッチングし、そのメサ
溝の側面に形成され部に上記半導体基板に接し上記半導
体基板と同導電形を示す第2の半導体層と、上記メサ溝
に埋立てられた絶縁部材とを具備したことを特徴とする
半導体装置。 (7)半導体基板表面の選択された領域に電極取出し用
の第1の半導体層を形成する工程と、上記電極取出し用
の第1の半導体層を側面の一部に有し、底部に埋込層を
露出する溝を形成する工程と、上記溝の側面に上記電極
取出し用の第1の半導体層と同導電型の半導体層を形成
する工程と、上記溝に向は方向性エツチングを施し、上
記半導体基板層を露出する様に掘り込む工程とを具備し
たことを特徴とする半導体装置の製造方法。 (8)半導体基板表面の選択された領域に電極取出し用
の第1の半導体層を形成する工程と、上記電極取出し用
の第1の半導体層を側面の一部に有し、底部に埋込層を
露出する溝を形成する工程と、上記溝の側面に上記電極
取出し用の第1の半導体層と同導電をの半導体層を形成
する工程と、上記mK向は方向性エツチングを施し、半
導体基板層を露出する様に掘り込む工程と、上記底部に
半導体基板と同導電型で高濃度の第2の半導体層を形成
する工程とを具備したことを特徴とする半導体装置の製
造方法。 (9)半導体基板表面の選択された領域に電極取出し用
の第1の半導体層を形成する工程と、部に有し、底部に
埋込層を露出する溝を形成すし、上記半導体基板層を露
出する様に掘り込む工程と、上記底部に半導体基板と同
導電型で高濃度の第2の半導体層を形成する工程と、上
記溝を絶縁部材で埋立てる工程とを具備したことを特徴
とする半導体装置の製造方法。 の製造方法。 出願人代理人  弁理士 鈴 江 武 彦4− 235−

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)−導電形半導体基板上に逆導電形を示す埋込層と
    この埋込層上に埋込層と同導電形の工♂タキシャル層を
    積層した半導体基板の一部をメサエッチングし、そのメ
    サ溝の側面に形成された上記埋込層に接触する埋込層と
    同導電形の第1の拡散層と、上記メサ溝の底部に上記半
    導体基板に接し、基板と同導電形を示す第2の拡散層と
    、上記メサ溝に埋立てられた絶縁部材とを具備したこと
    を特徴とする半導体装置。
  2. (2)半導体基板表面の選択された領域に電極取出し用
    高濃度拡散層を形成する工程と、上記拡散層を側面の一
    部に有し、底部に埋込層を露出する溝を形成する工程と
    、上記溝の側面及び底部に上記拡散層と同導電型の拡散
    層を形成する工程と、上記溝を更に側面の一部と底部に
    半導体基板層を露出する様に堀シ込む工程と、上記底部
    に半導体基板と同導電型で高濃度の拡散層を形成する工
    程と、上記溝を絶縁部材で埋立てる工程と、上記埋立て
    工程によって溝以外に被着された膜を除去して表面を平
    坦化する工程とを具備したことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。
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