JPH02202032A - 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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JPH02202032A
JPH02202032A JP1021684A JP2168489A JPH02202032A JP H02202032 A JPH02202032 A JP H02202032A JP 1021684 A JP1021684 A JP 1021684A JP 2168489 A JP2168489 A JP 2168489A JP H02202032 A JPH02202032 A JP H02202032A
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polysilicon
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好明 久本
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  • Metal-Oxide And Bipolar Metal-Oxide Semiconductor Integrated Circuits (AREA)
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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) この発明は高濃度な電極領域を有する半導体装置及びそ
の製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
第3図は従来の素子分離型複合素子構造の半導体装置を
示す断面図である。同図に示すように、n−ポリシリコ
ン基体1上層部に絶縁ゲート型電界効果トランジスタ1
0A、接合型バイポーラトランジスタIOBがそれぞれ
絶縁I!12により絶縁分離され形成されている。この
絶縁膜2上に所定の膜厚のn+層3が形成され、このn
 層3上にn−層4が形成されている。
電界効果トランジスタ10Aが形成されている素子形成
領Wt<以下「島」という。)では、0層4の上層部に
pウェル領域5が形成されており、このpウェル領域5
の表面部にn+ソース領域6が選択的に形成されている
n−層4の表面とn+ソース領域6の表面とで挟まれた
pウェル領域5の表面上には、ゲート酸化膜7を介して
ポリシリコンゲート8が形成されている。また、n 層
3表面にはドレイン電極9が形成され、n+ソース領域
6の表面の一部からn4ン一ス領域6間のpウェル領域
5上にかけてソース電極11が形成され、ポリシリコン
ゲート8上にはゲート電極12が形成されている。これ
らの電極9.11..12はそれぞれパッシベーション
1$18により絶縁されている。
一方、バイポーラトランジスタ10Bの島では、n−1
14の上層部にpベース領域13が形成されている。こ
のpベース領域13の表面部の一部にn+エミッタ領域
14が形成されている。そして、n+エミッタ領域14
上にエミッタ電極15が、pベース領域13上にベース
電極16が、nlS上にコレクタ電極17が形成されて
いる。これらのffm15〜17はそれぞれパッシベー
ション膜18により絶縁されている。
第4図(a)〜((1)は各々第3図で示した半導体装
置における島の形成方法を示す断面図である。
以下、同図を参照しつつその形成方法の説明をする。
第4図(a)で示すような単結晶のn 基板21表面に
レジスト22を形成し、同図(b)に示すようにバター
ニングする。そして、バターニングされたレジスト22
をマスクとして、n−基板21エツチングし、同図(C
)に示すようにV字型のくぼみ23を形成する。各くぼ
み23間の距離lが各島間の幅となる。
次に、くぼみ23を含むn−基板21の表面上にリン等
のn型の不純物を拡散しn+層3を形成する。その模、
弗酸系の薬品で前処理(n+層3上に形成されたリンガ
ラス層等の除去)を施した模、n+層3上に熱酸化膜等
の絶縁膜2を同図(d)に示すように形成する。
そして、絶縁112上にエピタキシャル成長技術により
n−ポリシリコン層24を同図(e)に示すように形成
する。次に、n−l板21の裏面より研磨し、同図(f
)に示すように、絶縁膜2及びn”113をn−基板2
1裏面に露出させる。
その結果、このn−基板21を裏返すと、同図(0)に
示すように、n−ポリシリコン層24を第3図のn ポ
リシリコン基体1とし、残ったn基板21を第3図のn
”層4とし、絶縁膜2により各々が絶縁された複数の島
25が完成する。そして、このようにして得られた島2
5の各々の中に、電界効果トランジスタ10A、バイポ
ーラトランジスタ108等が製造される。
(発明が解決しようとする課題) ところで、電界効果トランジスタ10Aにおいては、オ
ン抵抗、ドレイン−ソース間の順方向電圧を極力小さく
するため、バイポーラトランジスタ10Bにおいては、
コレクターエミッタ間飽和電圧を極力小さくするため、
ドレイン電極9.コレクタ電極17にそれぞれオーミッ
ク接続されるn+層3を厚く、高濃度に形成する必要が
ある。
しかしながら、不純物拡散法によって、膜厚が厚く、高
濃度なn” Ji13を形成することは、1つは処理に
時間がかかり過ぎて作業性が悪いという理由、他の1つ
は拡散によって実現できる濃度値に限界がある(およそ
10〜10”0z−3)という理由により、極めて困難
であるという問題点があった。
この発明は上記のような問題点を解決するためになされ
たもので、所望の膜厚で高濃度な電極領域を有する半導
体装置及びその製造方法を得ることを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
この発明にかかる半導体装置は、半導体基板と、前記半
導体基板上に形成された少なくとも1つの能動領域と、
前記能動領域内に形成された、所定の導電型の不純物を
高濃度に含む多結晶半導体層および該多結晶半導体層の
周囲に形成された前記所定の導電型の拡il!!層より
成る電極領域とを備えている。
一方、この発明にかかる半導体装置の製造方法は、半導
体基板を準備する工程と、前記半導体基板上に能動領域
を形成する工程と、前記能動領域内に所定の導電型の不
純物を高濃度に含む多結晶半導体層を形成する工程と、
前記多結晶半導体層を拡散源として前記所定の導電型の
不純物を拡散し、前記多結晶半導体層の周囲に拡散層を
形成する工程とを備え、前記拡散層は前記多結晶半導体
層とともに電極領域を形成している。
〔作用〕
この発明における電極領域は、能動領域に形成された、
所定の導電型の不純物を高濃度に含む多結晶半導体層と
、この多結晶半導体層を拡散源とした拡散により形成可
能な拡散層とからなるため、作業性良く、高濃度にかつ
膜厚を厚く形成することができる。
〔実施例〕
第1図はこの発明の一実施例である素子分離型複合素子
構造の半導体装置を示す断面図である。
同図に示すように、この実施例では、第3図の従来装置
において絶縁II!12の上に所定の膜厚で形成される
n+lIl!13に代えて、n型不純物を高濃度に含ん
だポリシリコンJI130aと、このポリシリコン層3
0aを拡散源とした不純物拡散により得られるn+拡散
層30bとを設けている。なお、他の構成は従来と同じ
であるので説明を省略する。
第2図(a)〜(a)は各々第1図で示した半導体装置
における島の形成方法を示す断面図である。
以下、同図を参照しつつその形成方法の説明をする。
第2図(a)で示すような単結晶のn 基板21表面に
レジスト22を形成し、同図(b)に示すようにバター
ニングする。そして、バターニングされたレジスト22
をマスクとして、n−基板21をエツチングし、同図(
C)に示すようにV字型のくぼみ23を形成する。各く
ぼみ23間の距離lが各島閤の幅となる。
次に、くぼみ23を含むn 基板21の表面上に高濃度
にn型の不純物を含むポリシリコン層30aを数十ミク
ロンの膜厚で形成する。その後、連続的に絶縁膜形成炉
に入れ、ポリシリコン層30a上に絶縁膜2を数ミクロ
ンの膜厚で形成する。
このとき、ポリシリコン層30a中の不純物の熱拡散に
より、ポリシリコン層30aの周囲のn基板21中に、
同図(d)に示すようにn+拡散層30bが同時に形成
される。
そして、絶縁l!I2上にエピタキシャル成長技術によ
りn ポリシリコン層24を同図(e)に示すように形
成する。次に、n−基板21の裏面より研磨し、同図(
f)に示すように、絶縁膜2.ポリシリコン層30及び
n1拡散層30bをn−基板21裏面に露出させる。
その結果、このn−基板21を裏返すと、nポリ991
7層24を第1図のn ポリシリコン基体1とし、残っ
たn−基板21を第1図のnJIW4とし、絶縁WA2
により各々が絶縁された複数の島25が完成する。
このようにして得られた島25の中に、以下の工程に従
い、電界効果トランジスタ10A、バイポーラトランジ
スタ10Bが製造される。第5図(a)〜(d)は電界
効果トランジスタ10A及びバイポーラトランジスタI
OBの製造方法を示す断面図である。以下、同図を参照
しつつその製造方法の説明をする。まず、弗酸系の薬品
によりnポリシリコン基体1の前処理を行う。次にn 
ポリシリコン基体1の表面上に熱酸化法等により酸化1
131を形成し、写真製版技術により酸化ff131を
選択的にバターニングして窓31aを形成する。そして
、この酸化膜31の窓31aからの不純物拡散により、
島25aのn−層4上層部pつx )Lt領1it!5
を、島25bのn−層4上層部にpベース領域13を同
図(a)に示すようにそれぞれ形成する。
次に、島25aにおける酸化m31を除去し、n エピ
タキシャル基体1表面に熱酸化法等により酸化膜32を
薄く形成し、この酸化wA32上にポリシリコン113
3を形成する。この酸化膜32は島25b上においては
酸化膜31と合体して若干厚くなる。次に、ポリシリコ
ン層33及び酸化111132を選択的にエツチングし
て窓33aを形成する。そして、同図(b)に示すよう
に、ポリシリコン層33の窓33aからn型の不純物を
拡散し、pウェル領域5及びpベース領域13の上層部
にn+ソース領域6及びn 工くツタ領域14を形成す
る。なお、電界効果トランジスタ10Aが2重拡散タイ
プであれば、n+ソース領域6形成前にp型の不純物を
窓33aから拡散する。
その慢、ポリシリコン層33を選択的にエツチングして
、同図(C)に示すように、島25aにポリシリコンゲ
ート8を形成する。次に、n−エピタキシャル基体1全
而に酸化膜を形成し、この酸化膜を選択的にエツチング
し、同図(d)に示すように、島25aaよび25bに
パッシベーション膜18を形成する。
その後、パッシベーション膜18を含むn エピタキシ
ャル基体1上に導電層を形成し、この導電層を選択的に
エツチングすることで、第1図に示すように島25aに
ドレイン電極9.ソース電極11.ゲート電極12が形
成され、島25bにエミッタ電極15.ベース電極16
及びコレクタ電極17が形成される。このようにして、
島25aに電界効果トランジスタ10Aが、島25bに
バイポーラトランジスタ10Bが形成される。
上記実施例においては、島25中の電極領域となるn+
領領域高濃度にn型不純物がドープされたポリシリコン
層30aと、このポリシリコン層30a中の不純物の拡
散により得られたn 拡散1t130bとにより形成し
ている。ポリシリコン層30aは、10 〜1022m
+−3程度まで容易かつ正確に不純物濃度を高くするこ
とができる。また、20μmの膜厚のn+層を形成する
には、従来の不純物拡散法では4時間程度要していたも
のが、ポリシリコン1130aではわずか20分程度で
形成できるため、短時間で膜厚を厚くすることができる
。したがって、所望の膜厚で高濃度なn+層が島25中
に作業性良く形成できる。
その結果、この島25中に電界効果トランジスタ10A
を製造する場合は、ポリシリコン層30a及び拡散1i
130bをドレイン電極9とオーミック接続することで
、オン抵抗値、ドレイン−ソース間の順方向電圧を極力
小さくでき、島25中に接合型トランジスタ10Bを製
造する場合は、ポリシリコン層30a及び拡散Ji13
0bをコレクタ電極17とオーミック接続することで、
コレクターエミッタ間飽和電圧を極力小さくできる。
また、n+拡散層30bは、絶縁1[12の形成時に同
時に形成されるため、従来に比べ製造工程数が増えるこ
ともない。
なお、上記実施例では、素子分離型複合素子の半導体装
置を例に挙げたが、この発明は、半導体素子の能動領域
中に所望の膜厚で高濃度な電極領域を必要とするすべて
の半導体装置に適用することができる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によれば、電極領域を、
能動領域内に形成された所定の導電型の不純物を高濃度
に含む多結晶半導体層と、この多結晶半動体層を拡散源
とした拡散により形成可能な拡散層とから構成するため
、所望の膜厚で1Mm度な電極領域を有することができ
る効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明の一実施例である素子分離型複合素子
構造の半導体装置を示す断面図、第2図は第1図で示し
た半導体装置の製造方法を示す断面図、第3図は従来の
素子分離型複合素子構造の半導体装置を示す断面図、第
4図は第3図で示した半導体装置の製造方法を示す断面
図、第5図は電界効果トランジスタ及びバイポーラトラ
ンジスタの製造方法を示す断面図である。 図において、1はn”ポリシリコン基体、2は絶縁膜、
30aはポリシリコン層、30bはn+拡散層、4はn
−層、21はn″基板、24はn−ポリシリコン層であ
る。 なお、各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人   大  岩  増  雄 第2図(ぞの1) 24・・・n−ポリシリコン層 第 図(その2) 第 図 第4図(イの1) 第 図(その2)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板と、 前記半導体基板上に形成された少なくとも1つの能動領
    域と、 前記能動領域内に形成された、所定の導電型の不純物を
    高濃度に含む多結晶半導体層および該多結晶半導体層の
    周囲に形成された前記所定の導電型の拡散層より成る電
    極領域とを備える半導体装置。
  2. (2)半導体基板を準備する工程と、 前記半導体基板上に能動領域を形成する工程と、前記能
    動領域内に所定の導電型の不純物を高濃度に含む多結晶
    半導体層を形成する工程と、前記多結晶半導体層を拡散
    源として前記所定の導電型の不純物を拡散し、前記多結
    晶半導体層の周囲に拡散層を形成する工程とを備え、前
    記拡散層は前記多結晶半導体層とともに電極領域を形成
    している半導体装置の製造方法。
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