JPH0284714A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH0284714A
JPH0284714A JP1028686A JP2868689A JPH0284714A JP H0284714 A JPH0284714 A JP H0284714A JP 1028686 A JP1028686 A JP 1028686A JP 2868689 A JP2868689 A JP 2868689A JP H0284714 A JPH0284714 A JP H0284714A
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成瀬 泰弘
Genzo Kadoma
玄三 門間
Hiroshi Yuzurihara
浩 譲原
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  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
  • Recrystallisation Techniques (AREA)

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の製造方法に関し、特に気相結晶成
長11i1に形成されたパターンと気相結晶成長後に形
成するパターンとのアライメントを良好に行なうことの
できる半導体装置の製造方法に関する。
[従来の技術及び発明が解決しようとする課題]第2図
は半導体基板における段差パターン形成の一例を示す図
である。
先ず、比抵抗10〜20Ω・Cmのp型半導体(Si)
基板[面方位<1,0.0>] I(7)表面に厚さ0
.5〜2.OμmQ度の5i02膜2を全面に形成し、
次に該股上にレジスト層を形成する。該レジスト層をバ
ターニングしてマスクパターンを形成し、11F系エツ
チング液を用いたエツチングでS i 02膜2の露出
部を除去する。
これにより第2図(a)に示される様に、埋め込み層形
成の所望位置において5i02膜2に開口3が形成され
る。
次に、n型不純物としてAsイオンをイオン打ち込みに
より半導体基板lの露出表面部にドーピングし、酸化性
雰囲気下で加熱処理する。ここで、イオン打ち込みの条
件は、ドーズm ] x1014〜I X 1016/
cm2、加速電圧30〜90keVであり、また加熱温
度は900〜1200℃である。これにより、第2図(
b)に示される様に、半導体基板1の露出表面が酸化さ
れて新たに5i02膜4が形成され、該膜の下方に高濃
度不純物領域5が形成される。
次に、HF系エツチング液を用いた工9チングで上記5
i02膜2及び5i02膜4を除去する。これにより、
第2図(C)に示される様に、」ユ記半導体基板1の表
面には高濃度不純物領域5と他の領域との境界において
1段差6が形成される。
その後、全面で気相結晶成長を行μう。ここで、気相結
晶成長の条件は、ガス種: S i HCl3.5iC
14,5il12 C12、温度=950〜1150℃
、圧カー大気圧〜50TOrr、成長速度: O,l〜
1.5μm/m i nである。これにより、第2図(
d)に示される様に、半導体基板1上に気相結晶成長層
7が形成される。該成長層の表面には上記基板1の表面
の段差6に対応して段差8が形成される。
かくして、高濃度不純物領域5として埋め込み層が形成
されたことになる。この埋め込み層の形成は、たとえば
トランジスタのコレクタ抵抗を小さくするために半導体
基板の表面に予め気相結晶成長層と同一の導電型の層を
形成しておくためになされる。
以上の様に埋め込み層5の形成された半導体に対し更に
加工を行なう際には、該埋め込み層のパターン(段差6
のパターンに相当する)に対し十分に整列(アライメン
ト)された状態で行なう必妥がある。このアライメント
は半導体装置の構成要素としての埋め込み層と同時にア
ライメント用に形成された埋め込み層5の段差6のパタ
ーン(位置合せ認識パターン)に対応する気相結晶成長
層表面の段差8のパターンを基準として行なうことがで
きる。
ところで、以上の様な半導体装置の1lil造は一般に
半導体基板に形成されたオリエンテーションフラットを
基準として行なわれる。そして、上記位置合せ認識パタ
ーンの形状は該オリエンテーションフラットの面法線方
向に対し斜め方向としてバターニングされることが多い
第3図(a)に上記第2図(c)に示される状態の平面
図を示し、第3図(b)、(c)に上記第2図(d)に
示される状態の平面図を示す。
従来は、第3図に示される様に、Si基板lのオリエン
テーションフラット10は(1,1゜0)而として形成
されている。6a、6bは半導体装置の機能部分に関す
る段差パターンであり、6cは位置合せ認識のための段
差パターンである。該パターン6cはオリエンテーショ
ンフラットtoの面法線方向に対し45度をな、す2つ
の直線部分からなる「<」の字形状である。
しかして、気相結晶成長においては、(+。
0.0)方向または(0,1,0)方向にパターン成長
速度が大きい。尚、該2つの方向のいずれが大成長速度
方向となるかは成長条件に応じて決まる。このため、第
3図(b)の様に、へ方向が大成長速度方向である場合
には、気相結晶成長層7を形成すると、気相結晶成長に
ともない機能部分パターンの幅は殆ど成長せず気相結晶
成長の終了時には該成長層7の表面に形成される段差8
a、8bは上記段差6a、6bと正確に対応しているが
、位置合せ認識パターンのうちの一方の直線部分の幅が
次第に成長し気相結晶成長の終了時には該成長層7の表
面に形成される段差8CはL記段差6cとは正確には対
応しなくなる。また、第3図(c)の様に、B方向が大
成長速度方向である場合も同様である。
従って、従来の方法では、気相結晶成長により位置合せ
認識パターンが変化するのでアライメントの精度を十分
に高めることは困難であった。
そこで、本発明は、上記の様な従来技術の問題点を解決
して、正確なアライメントを可能とする半導体装置の製
造方法を提供することを目的とする。
E問題点を解決するための手段] 本発明によれば1以上の如き目的を達成するものとして
、 半導体基板の表面に所望のパターンにて段差を形成し更
にその上に気相結晶成長層を形成する工程を含む半導体
装置の製造方法において、上記パターンのうちの位置合
せ認識パターンを気相結晶成長における該パターンの成
長速度が大なる表面内方向に対し斜めになる様に設定す
ることを特徴とする、半導体装置の製造方法、 が提供される。
本発明方法においては、斜め角度が45度近傍であるの
が好ましい。
また、本発明方法においては、半導体基板のオリエンテ
ーションフラットの面法線方向を位置合せ認識パターン
に対し斜めに形成することができる。
更に1本発明方法においては1段差の形成を、半導体基
板表面に所望パターンのマスクを形成し、イオン打ち込
みまたは熱拡散を行ない、史に加熱処理し、続いて該加
熱処理で形成された酸化膜を除去することにより行なう
ことができる。
[実施例] 以下、図面を参照しながら本発明の具体的実施例を説明
する。
本実施例において、段差パターン形成は−1ユ記第2図
に示される様にして行なわれる。
即ち、先ず、比抵抗10〜20Ω・cmのp型半導体(
Si)基板[面方位(+、0.0>]  lの表面に厚
さ0.5〜2.0μm程度の5i02膜2を全面に形成
し、次に該膜上にレジスト層を形成する。該レジスト層
をバターニングしてマスクパターンを形成し、HF系エ
ツチング液を用いたエツチングで5i02膜2の露出部
を除去する。これにより第2図(a)に示される様に、
埋め込み層形成の所望位置において5i02膜2に開口
3が形成される。
次に、n型不純物としてAsイオンをイオン打ち込みに
より半導体基板lの露出表面部にドーピングし、酸化性
雰囲気下で加熱処理する。ここで、イオン打ち込みの条
件は、ドーズrttlX10 ”〜I X 10 ”/
 c m2.加速電圧30〜90keVであり、また加
熱温度は900〜1200℃である。これにより、第2
図(b)に示される様に、半導体基板1の露出表面が酸
化されて新たにS i 02膜4が形成され、該膜の下
方に高濃度不純物領域5が形成される。
次に、FIFHF系エツチング液いたエツチングで上記
S i 02膜2及びS i 02膜4を除去する。こ
れにより、第2図(C)に示される様に、1−記事導体
基板lの表面には高濃度不純物領域5と他の領域との境
界において、段停6が形成される。
その後、全面で気相結晶成長を行、なう。ここで、気相
結晶成長の条件は、ガス種: S i HCl3.5i
CIa、5il12CI2.温度=950〜1150℃
、圧カニ大気圧〜50TOrr、成長速度: O,l〜
1.5μm/m i nである。これにより、第2図(
d)に示される様に、半導体基板表面に気相結晶成長層
7が形成される。該成長層の表面には1〕記基板1の表
面の段差6に対応して段差8が形成される。
かくして、高濃度不純物領域5として埋め込み層が形成
されたことになる。
第1図(、a)は上記第2図(c)に示される状態の平
面図であり、第1図(b)、(c)は上記第2図(d)
に示される状態の平面図である。
本実施例においては、第1図に示される様に、Si基&
Iのオリエンテーションフラット10は(1,O,O)
血として形成されている。6a。
6bは半導体装置の機能部分に関する段差パターンであ
り、6Cは位置合せ認識のための段差パターンである。
該パターン6Cはオリエンテーションフラット10の面
法線方向に対し45度をなす2つの直線部分からなる「
<」の字形状である。
しかして、気相結晶成長においては、(1゜0.0)方
向または(0,1,0)方向にパターン成長速度が大き
い。尚、該2つの方向のいずれが大成長速度方向となる
かは成長条件に応じて決まる。このため、第1図(b)
の様に、へ方向が大成長速度方向である場合には、気相
結晶成長層7を形成すると、気相結晶成長にともない一
方の機能部分パターンの幅は次第に成長し気相結晶成長
の終了時には該成長層7の表面に形成される段差8aは
上記段差6aとは正確には対応しなくなるが、他方の機
能部分パターン及び位置合せ認識パターンの幅は殆ど成
長せず気相結晶成長の終了時には該成長層7の表面に形
成される段差8b。
8cは上記段差6b、6cと正確に対応している。また
、第1図(c)の様に、B方向が大成長速度方向である
場合には、気相結晶成長層7を形成すると、気相結晶成
長にともない一方の機能部分パターンの幅は次第に成長
し気相結晶成長の終了時には該成長層7の表面に形成さ
れる段差8bは上記段差6 L)とは正確には対応しな
くなるが、他方の機能部分パターン及び位置合せ認識パ
ターンの幅は殆ど成長せず気相結晶成長の終了時には該
成長層7の表面に形成される段差8a、8cは上記段差
6a、8cと正確に対応している。
従って、本実施例によれば、アライメントのItlJ度
を十分に高める(たとえばコ1差1μm以下)ことが可
能である。
尚、この様な効果を更に向上させるためには、半導体基
板の表面を結晶面に対しわずかに傾けておく(たとえば
4度程度)のが好ましい。
以上の様に半導体基板表面に対し結晶面を傾は且つオリ
エンテーションフラットを(+、0゜0)とした場合に
得られた半導体装置におけるキャリア移動度と、半導体
基板表面に対し結晶面を傾けず且つオリエンテーション
フラットを(+、1.0)とした場合に得られた従来の
半導体装置におけるキャリア移動度とを比較した。該比
較は、各基板、ヒにそれぞれN・−MOSトランジスタ
(ポリSiゲート)を作成して行なった。比較結果を第
1表に示す。
第  1  表 時に行なう例が示されているが1本発明は半導体基板表
面にそれ以外の方法で段差を形成する場合にも同様に適
用できる。
[発明の効果] 以上、詳細に説明した様に、本発明によれば、゛V、導
体基板の表面に形成する位置合せ認識段差パターンの方
向を気相結晶成長における該パターンの成長速度が大な
る表面内方向に対し斜めになる様に設定するので、気相
結晶成長層表面には該位置合せ認識段差パターンに正確
に対応した段差パターンが形成され、かくして気相結晶
成長前に形成された各種パターンと気相結晶成長後に形
成する各種パターンとのアライメントを良好に行なうこ
とが可能となる。
第1表から分る様に、本発明実施例によっても従来例と
比較して移動度は殆ど低下せず、十分良好な特性の半導
体装置を得ることができる。
上記実施例では1段差の形成を埋め込み層形成
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明方法の実施例における段差パターン形成
を示す平面図である。 第2図は半導体基板における段差パターン形成の−例を
示す図である。 第3図は従来の方法における段差パターン形成の一例を
示す平面図である。 半導体基板、 4 : S i 02膜、 高濃度不純物領域、 6a、8b、6c:段差、 気相結晶成長層。 8a、8b、8c:段差。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)半導体基板の表面に所望のパターンにて段差を形
    成し更にその上に気相結晶成長層を形成する工程を含む
    半導体装置の製造方法において、上記パターンのうちの
    位置合せ認識パターンを気相結晶成長における該パター
    ンの成長速度が大なる表面内方向に対し斜めになる様に
    設定することを特徴とする、半導体装置の製造方法。
  2. (2)斜め角度が45度近傍である、請求項1に記載の
    半導体装置の製造方法。
  3. (3)半導体基板のオリエンテーションフラットの面法
    線方向を位置合せ認識パターンに対し斜めに形成する、
    請求項1または2に記載の半導体装置の製造方法。
  4. (4)段差の形成を、半導体基板表面に所望パターンの
    マスクを形成し、イオン打ち込みまたは熱拡散を行ない
    、更に加熱処理し、続いて該加熱処理で形成された酸化
    膜を除去することにより行なう、請求項1〜3のいずれ
    かに記載の半導体装置の製造方法。
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