JPS6112031A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPS6112031A JPS6112031A JP13117584A JP13117584A JPS6112031A JP S6112031 A JPS6112031 A JP S6112031A JP 13117584 A JP13117584 A JP 13117584A JP 13117584 A JP13117584 A JP 13117584A JP S6112031 A JPS6112031 A JP S6112031A
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- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture 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
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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。
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〕
本発明は、集積回路等の半導体装置の製造方法に関する
ものである。
ものである。
し従来技術〕
一般に集積回路の高集積化、高速化および低消費電力化
のために祉素子間分離部分の平坦化が重要でるる。
のために祉素子間分離部分の平坦化が重要でるる。
従来この種の平坦化は、累子間分離領域に溝上形成し、
そこに絶縁物を埋め込むことによって行なわれているが
、幅の狭い微細な溝上完全に埋めるためには十分に厚い
膜上形成しなければならず、また余分な膜を除去するた
めに大量の異方性エツチングを行なう必要がめることか
ら、工程に長時間を有するとともに制御性にも問題がめ
った。また、配線下のフィールド領域の平坦化も別工程
で行なっていたため、工程が複雑とな9、かつホトリン
グラフィによるアライメントめ制御性の限界も良好な平
坦化の妨げとなっており、これらがLSI の集積度お
よび歩留Vを低下させる要因となっていた。
そこに絶縁物を埋め込むことによって行なわれているが
、幅の狭い微細な溝上完全に埋めるためには十分に厚い
膜上形成しなければならず、また余分な膜を除去するた
めに大量の異方性エツチングを行なう必要がめることか
ら、工程に長時間を有するとともに制御性にも問題がめ
った。また、配線下のフィールド領域の平坦化も別工程
で行なっていたため、工程が複雑とな9、かつホトリン
グラフィによるアライメントめ制御性の限界も良好な平
坦化の妨げとなっており、これらがLSI の集積度お
よび歩留Vを低下させる要因となっていた。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は、種々のバタン幅を有する基板段差の平坦化など
が非常に簡略なプロセスで行なえる半導体装置の製造方
法を提供することにろる。
目的は、種々のバタン幅を有する基板段差の平坦化など
が非常に簡略なプロセスで行なえる半導体装置の製造方
法を提供することにろる。
このようか目的を達成するために、本発明は、半導体基
板上に高濃度の不純物を含む不純物源薄[/<タンを形
成した上にノンドープポリシリコン層を形成し、下地バ
タンの不純物をポリシリコン層に選択的に熱拡散させた
後、不純物ドープポリシリコンとノンドープポリシリコ
ンとのエツチング特性の違いを利用して、前者のみ選択
的にエツチング除去よるものでめる。
板上に高濃度の不純物を含む不純物源薄[/<タンを形
成した上にノンドープポリシリコン層を形成し、下地バ
タンの不純物をポリシリコン層に選択的に熱拡散させた
後、不純物ドープポリシリコンとノンドープポリシリコ
ンとのエツチング特性の違いを利用して、前者のみ選択
的にエツチング除去よるものでめる。
ここで、予め段差を有する半導体基板を用い、上段部の
みに不純物源薄膜を形成し、かつノンドープポリシリコ
ン層を基板段差に相当する厚みに形成すれば、容易に平
坦化した構造が得られる。
みに不純物源薄膜を形成し、かつノンドープポリシリコ
ン層を基板段差に相当する厚みに形成すれば、容易に平
坦化した構造が得られる。
表お、ここでノンドープポリシリコン層とは、不純物源
薄膜が高濃度に含む不純を、全く含まないか、るるいは
上記不純物源薄膜に比較して低濃度にしか含まないポリ
シリコン層丘・意味する。
薄膜が高濃度に含む不純を、全く含まないか、るるいは
上記不純物源薄膜に比較して低濃度にしか含まないポリ
シリコン層丘・意味する。
また、不純物源薄膜は、ポリシリコン金はじめ、アモル
ファスるるいは単結晶状の半導体または絶縁物等、不純
物の拡散源となるものでめれば特に制約はない。これに
対し、熱拡散によりこの不純物源薄膜のバタンを転写す
る烏ヲポリシリコンとしたのは、後述するようにポリシ
リコンの場合、ブレーンが下地基板表面での法線に沿っ
て成長し、かつ不純物が当該ブレーンに沿って拡散する
ことから、不純物薄膜のバタン全忠実に転写できるため
である。以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する
。
ファスるるいは単結晶状の半導体または絶縁物等、不純
物の拡散源となるものでめれば特に制約はない。これに
対し、熱拡散によりこの不純物源薄膜のバタンを転写す
る烏ヲポリシリコンとしたのは、後述するようにポリシ
リコンの場合、ブレーンが下地基板表面での法線に沿っ
て成長し、かつ不純物が当該ブレーンに沿って拡散する
ことから、不純物薄膜のバタン全忠実に転写できるため
である。以下、実施例を用いて本発明の詳細な説明する
。
本発明によれば、段差を有する基板の平坦化プロセスが
簡略に行なえることは上述した通シでめるが、本発明の
プロセス鉱、もちろん平坦な基板上に選択的にポリシリ
コン層全形成する場合にも適用できる。はじめにこの例
について第1図゛を用いて説明する。
簡略に行なえることは上述した通シでめるが、本発明の
プロセス鉱、もちろん平坦な基板上に選択的にポリシリ
コン層全形成する場合にも適用できる。はじめにこの例
について第1図゛を用いて説明する。
半導体基板11の上にxoooXの厚みのAs ドープ
ポリシリコン膜12を形成し、その上にホトレジストバ
タン1st形成する(第1図(a))。
ポリシリコン膜12を形成し、その上にホトレジストバ
タン1st形成する(第1図(a))。
次に、このホトレジストバタン13f:マスクとしてA
8 ドープポリシリコン膜12をエツチングし、所定の
形状を有するA8ドープポリシリコンパタン12a と
する(第1図6))。
8 ドープポリシリコン膜12をエツチングし、所定の
形状を有するA8ドープポリシリコンパタン12a と
する(第1図6))。
このAsドープポリシリコンパタン12ai形成した半
導体基板11の上に、ノンドープポリシリコン膜14を
、例えばS i H4ガスを用いた減圧CVD法により
1μmの厚みに形成する(第1図(C))。
導体基板11の上に、ノンドープポリシリコン膜14を
、例えばS i H4ガスを用いた減圧CVD法により
1μmの厚みに形成する(第1図(C))。
この半導体基板11を例えば窒素雰囲気中で処理温度9
00℃で10秒間の熱処理を行なう。この時のノンドー
プポリシリコン[14中のAsの拡散鑞、当該ポリシリ
コンjilJ中のブレーンに沿つて進行するため、横方
向の拡散は抑制され、As鉱基板11の表面での法線方
向にきわめて速く拡散し、下地バタン12aに対してき
わめて忠実なAs ドープポリシリコン膜15が形成さ
れる(第1図(d)〕。
00℃で10秒間の熱処理を行なう。この時のノンドー
プポリシリコン[14中のAsの拡散鑞、当該ポリシリ
コンjilJ中のブレーンに沿つて進行するため、横方
向の拡散は抑制され、As鉱基板11の表面での法線方
向にきわめて速く拡散し、下地バタン12aに対してき
わめて忠実なAs ドープポリシリコン膜15が形成さ
れる(第1図(d)〕。
次に、A8ドープポリシリコンのエツチングレートがノ
ンドープポリシリコンのそれよりもきわめて大きい選択
性の高いエツチング法、例えばエツチング温度250℃
におけるctl プラズマエツチング法によりAs
ドープポリシリコン膜15を選択的に除去する。この結
果、半導体基板11上のA8ドープポリシリコン展15
部分を除いた領域のみにノンドープポリシリコン膜14
が厚み方向に対しては垂直形状で形成された構造が得ら
れる(第1図(e))。
ンドープポリシリコンのそれよりもきわめて大きい選択
性の高いエツチング法、例えばエツチング温度250℃
におけるctl プラズマエツチング法によりAs
ドープポリシリコン膜15を選択的に除去する。この結
果、半導体基板11上のA8ドープポリシリコン展15
部分を除いた領域のみにノンドープポリシリコン膜14
が厚み方向に対しては垂直形状で形成された構造が得ら
れる(第1図(e))。
次に、段差を有する基板を平坦化する例について第2図
を用いて説明する。
を用いて説明する。
段差を有する半導体基板21の上に上述した実施例と同
様にAs ドープポリシリコン膜ヲ形成し、エツチン
グによシ下段部を除去し上段部のみ残してAsドープポ
リシリコンパタン22a とする(第2図(a))。
様にAs ドープポリシリコン膜ヲ形成し、エツチン
グによシ下段部を除去し上段部のみ残してAsドープポ
リシリコンパタン22a とする(第2図(a))。
次に、減圧CVD法により基板段差に相当する厚みのノ
ンドープポリシリコン膜24全形成する(第2図(b)
)。
ンドープポリシリコン膜24全形成する(第2図(b)
)。
この半導体基板21を上述した実施例と同様に熱処理す
る。ノンドープポリシリコン膜24のクレーンは下地基
板の表面での法線に沿って成長しており、Asはそのク
レーンに沿って基板表面方向に拡散し、下地バタン22
aに対応して基板219上段部表面よp上の部分にのみ
As ドープポリシリコン膜25が形成される(第2図
(C))。
る。ノンドープポリシリコン膜24のクレーンは下地基
板の表面での法線に沿って成長しており、Asはそのク
レーンに沿って基板表面方向に拡散し、下地バタン22
aに対応して基板219上段部表面よp上の部分にのみ
As ドープポリシリコン膜25が形成される(第2図
(C))。
次に、A、ドープポリシリコン膜25のみを上述した実
施例と同様の方法で選択エツチングすれば、平坦な基板
表面を得ることができる(第2図(d))。これを、例
えばn+埋め込み層、n形エピタキシャル)@を含むp
−半導体基板に適用すればバイポーラLSIの平坦な素
子量分N#構造を得ることができる。その他、0MO8
、nMO8等の素子間分離にも適用でき、種々のパター
ン幅(溝幅)を有する基板段差を、ポリシリコンのエツ
チング特性を利用することにょクセルファライン的に容
易に平坦化することができる。
施例と同様の方法で選択エツチングすれば、平坦な基板
表面を得ることができる(第2図(d))。これを、例
えばn+埋め込み層、n形エピタキシャル)@を含むp
−半導体基板に適用すればバイポーラLSIの平坦な素
子量分N#構造を得ることができる。その他、0MO8
、nMO8等の素子間分離にも適用でき、種々のパター
ン幅(溝幅)を有する基板段差を、ポリシリコンのエツ
チング特性を利用することにょクセルファライン的に容
易に平坦化することができる。
さらに、段差を有する基板を用い、その上下段部に相互
に分離されたポリシリコン膜を形成する例を、第3図を
用いて説明する。
に分離されたポリシリコン膜を形成する例を、第3図を
用いて説明する。
段差を有する半導体基板31に上述した実施例と同様に
As ドープポリシリコン膜32′?!:形成する(
第3図(a))。
As ドープポリシリコン膜32′?!:形成する(
第3図(a))。
次にこの人8 ドープポリシリコン[32に異方性ドラ
イエツチングを施し、基板31の上下段の平坦部のみ除
去して段差部側壁にのみAs ドープポリシリコンパ
タン32a を残す(第3図(b))。
イエツチングを施し、基板31の上下段の平坦部のみ除
去して段差部側壁にのみAs ドープポリシリコンパ
タン32a を残す(第3図(b))。
ここで、異方性ドライエツチング法としては例えば5i
C14ガスを用いた垂直加工性にすぐれたりアクティブ
イオンエツチング法が好適である。
C14ガスを用いた垂直加工性にすぐれたりアクティブ
イオンエツチング法が好適である。
次いで、上述したと同様にノンドープポリシリコンrM
34を堆積した後、高温アニールを行なうことにより、
段差部側壁のAs ドーズシリコンバタン32a に接
しているノンドープポリシリコン膜にAs が拡散され
、As ドープポリシリコン膜35が形成される(第3
図(C))。
34を堆積した後、高温アニールを行なうことにより、
段差部側壁のAs ドーズシリコンバタン32a に接
しているノンドープポリシリコン膜にAs が拡散され
、As ドープポリシリコン膜35が形成される(第3
図(C))。
次にC4!プラズマエツチングによ5Aa ドープポリ
シリコン膜35を除去することにより、上下段の平坦部
にのみノンドープポリシリコン3434が残され、段差
部側壁にはポリシリコン膜がなく半導体基板31自体が
露出した基板a4造が得られる(第3図(d))。
シリコン膜35を除去することにより、上下段の平坦部
にのみノンドープポリシリコン3434が残され、段差
部側壁にはポリシリコン膜がなく半導体基板31自体が
露出した基板a4造が得られる(第3図(d))。
このように基板の段差部以外の創域にポリシリコンMr
セルファライン的に形成することにより、CれkMO8
,6るいはバイポーラデバイス等の製造プロセスに適用
した一合、基板段差の量によってデバイスのパターン幅
ケ正確に制御することができる。例えば第4図はMOS
+・ランジスタに適用し一7’C揚合の断面構造を示
すが、半導体基板41の上下段の平坦部に形成したポリ
シリコン膜に不純物をドープしてンーメ42およびドレ
イン43とし、基板露出部を含む段差部にゲート絶縁膜
44を介して不純物ドープポリシリコンからなるゲート
電極45を形成している。なお46祉半導体基板41の
上下段平坦部表面に形成された不純物(例えばボロン)
Mを示す。
セルファライン的に形成することにより、CれkMO8
,6るいはバイポーラデバイス等の製造プロセスに適用
した一合、基板段差の量によってデバイスのパターン幅
ケ正確に制御することができる。例えば第4図はMOS
+・ランジスタに適用し一7’C揚合の断面構造を示
すが、半導体基板41の上下段の平坦部に形成したポリ
シリコン膜に不純物をドープしてンーメ42およびドレ
イン43とし、基板露出部を含む段差部にゲート絶縁膜
44を介して不純物ドープポリシリコンからなるゲート
電極45を形成している。なお46祉半導体基板41の
上下段平坦部表面に形成された不純物(例えばボロン)
Mを示す。
同図から明ら力為なように、この構造では基板の表面段
差がそのtt−ゲート長りとなるため、ゲート長の制御
が容易となる利点を有する。
差がそのtt−ゲート長りとなるため、ゲート長の制御
が容易となる利点を有する。
以上説明したように、本発明によれば、半導体基板上に
不純物源薄膜パタン全弁して形成したノンドープポリシ
リコン層に、熱拡散により不純物ドープバタンを転写し
、その後エツチング特性の差を利用してこの不純物ドー
プポリシリコンのみ除去してノンドープポリシリコンの
み残すというきわめて簡単なプロセスにより、段差を有
する基板の平坦化をはじめとする種々の基板構造が実現
でき、微i累子間分離構造をはじめ高性能デバイスの製
造プロセスに利用してきわめて有用である。
不純物源薄膜パタン全弁して形成したノンドープポリシ
リコン層に、熱拡散により不純物ドープバタンを転写し
、その後エツチング特性の差を利用してこの不純物ドー
プポリシリコンのみ除去してノンドープポリシリコンの
み残すというきわめて簡単なプロセスにより、段差を有
する基板の平坦化をはじめとする種々の基板構造が実現
でき、微i累子間分離構造をはじめ高性能デバイスの製
造プロセスに利用してきわめて有用である。
第1図線本発明の一実施例を示す工程断面図、第2図お
よび第3図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す工程断
面図、第4図は第3図の実施例を利用したMOS )ラ
ンジスタを示す断面図でらる。 11,21.31・・・・半導体基板、12a。 22a、32a ・・争・As ドープポリシリコ
ン膜(タン(不純物源薄膜)、14,24.34・・・
・・ノンドープポリシリコンffl、15,25.35
・・・・As ドープポリシリコン膜。
よび第3図はそれぞれ本発明の他の実施例を示す工程断
面図、第4図は第3図の実施例を利用したMOS )ラ
ンジスタを示す断面図でらる。 11,21.31・・・・半導体基板、12a。 22a、32a ・・争・As ドープポリシリコ
ン膜(タン(不純物源薄膜)、14,24.34・・・
・・ノンドープポリシリコンffl、15,25.35
・・・・As ドープポリシリコン膜。
Claims (3)
- (1)半導体基板上に高濃度の不純物を含む不純物源薄
膜を所定のパタンに形成する工程と、この不純物源薄膜
を形成した半導体基板上にノンドープポリシリコン層を
堆積する工程と、熱処理によつて下地の不純物源薄膜中
の不純物をその上のポリシリコン層中に選択的に拡散さ
せる工程と、拡散部分のポリシリコン層を選択的にエッ
チングすることにより非拡散部分のポリシリコン層のみ
を残す工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法。 - (2)段差を有する半導体基板を用い、その上段部のみ
に不純物源薄膜を形成し、かつノンドープポリシリコン
層を基板段差に相当する厚みに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)段差を有する半導体基板を用い、その段差部側壁
のみに不純物源薄膜を形成し、エッチングにより上下段
部のみに相互に分離したポリシリコン層を残すことを特
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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13117584A JPS6112031A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13117584A JPS6112031A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS6112031A true JPS6112031A (ja) | 1986-01-20 |
Family
ID=15051757
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13117584A Pending JPS6112031A (ja) | 1984-06-27 | 1984-06-27 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS6112031A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5310698A (en) * | 1990-12-21 | 1994-05-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing an arsenic-doped smooth polycrystalline silicon layer for very large scale integrated circuits |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5312278A (en) * | 1976-07-20 | 1978-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of mos type semiconductor device |
-
1984
- 1984-06-27 JP JP13117584A patent/JPS6112031A/ja active Pending
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5312278A (en) * | 1976-07-20 | 1978-02-03 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Production of mos type semiconductor device |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5310698A (en) * | 1990-12-21 | 1994-05-10 | Siemens Aktiengesellschaft | Process for producing an arsenic-doped smooth polycrystalline silicon layer for very large scale integrated circuits |
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