JPH0616545B2 - 半導体領域の形成方法 - Google Patents

半導体領域の形成方法

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JPH0616545B2
JPH0616545B2 JP20890189A JP20890189A JPH0616545B2 JP H0616545 B2 JPH0616545 B2 JP H0616545B2 JP 20890189 A JP20890189 A JP 20890189A JP 20890189 A JP20890189 A JP 20890189A JP H0616545 B2 JPH0616545 B2 JP H0616545B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、モノリシックICにおける抵抗領域の形成に
好適な半導体領域の形成方法に関し、更に詳細には、幅
狭な帯状の半導体領域の形成方法に関する。
[従来の技術] 典型的な従来のモノリシックICの抵抗素子は、第10
図に示すように半導体基体1の中に拡散によって形成さ
れたp形領域2と、この両端に設けられたオーミック電
極3、4とから成る。なお、半導体基体1はp形領域5
とこの上でエピタキシャル成長されたn形領域6とか
ら成り、p形領域2はn形領域6中に設けられてい
る。第10図のp形領域2を形成するときには、第11
図に示すように開口7を有するシリコン酸化膜8を設
け、このシリコン酸化膜8をマスクとして不純物をn
形領域6中に選択的に導入する。
[発明が解決しようとする課題] ところで、抵抗素子の抵抗値は一対の電極3、4間のp
形領域2の長さと、p形領域2の幅と、p形領域2のシ
ート抵抗値とに依存している。従って、高い抵抗値を得
るためには、p形領域2の幅を狭くすることが必要にな
る。しかし、開口7をフォトリソグラフィ工程で幅狭且
つ高精度に形成することには困難を伴う。
今、抵抗素子の形成について述べたが、この他の用途の
幅狭半導体領域の形成においても同様な問題がある。
そこで、本発明の目的は幅の狭い半導体領域を容易に形
成することができる方法を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 上記目的を達成するための本発明は、半導体基体に第1
の導電形の第1の半導体領域を形成し、更にこの第1の
半導体領域の中に前記第1の導電形と反対の第2の導電
形と第2の半導体領域を帯状に形成する方法において、
前記半導体基体の主面における前記第2の半導体領域の
形成予定領域をこれよりも広い幅を有して被覆する帯状
被覆部分を有し且つ前記帯状被覆部分の長手方向におけ
る一方の側端及び他方の側端に隣接して前記帯状被覆部
分の幅よりも大きな幅の開口部をそれぞれ有している第
1の導電形の不純物の導入を阻止するためのマスクを形
成する工程と、前記開口部を通じて第1の導電形の不純
物を前記半導体基体に導入し、この不純物を前記第1の
半導体領域の内部に向って拡散させると共に前記帯状被
覆部分の下の前記予定領域にも拡散させ、前記帯状被覆
部分の下に前記開口部から離れるに従って前記第1の導
電形の不純物濃度が徐々に低下している不純物濃度分布
が得られるように前記第1の半導体領域を形成する工程
と、少なくとも前記帯状被覆部分の全部を除去するか又
は少なくとも前記帯状被覆部分を前記予定領域の幅より
も広い幅にわって除去する工程と、前記第1の半導体領
域の少なくとも前記帯状被覆部分が除去された部分に前
記第2の導電形の不純物を導入し、前記予定領域が第2
の導電形に反転するように前記第2の導電形の不純物を
拡散させて前記第2の半導体領域を得る工程とを備えて
いることを特徴とする半導体領域の形成方法に係わるも
のである。
[作 用] 本発明によれば、マスクにおける帯状被覆部分の幅及び
帯状被覆部分と除去の幅はいずれも目的としている第2
の半導体領域の幅よりも大きいので、これ等を容易に形
成することができる。従って、極端に幅の狭いマスク部
分又は開口を形成することなしに、極端に幅の狭い第2
の半導体領域を形成することができる。
[実施例] 本発明の一実施例に係わるモノリシックICにおける拡
散抵抗の形成方法を第1図〜第5図に参照にして以下に
説明する。
まず、第1図(A)に示すように、出発母材であるp形
領域11とp形領域11の上面にエピタキシャル成長に
よって形成されたn形領域12とを有する半導体基体
(サブストレート)13を用意する。
次に、半導体基体13の上面からp形の不純物、例えば
ボロンを拡散して、第1図(B)に示すようにその下面
がp形領域11に隣接するp+形領域14を形成する。
形領域14は周知の素子分離領域として機能する部
分であって、n形領域を包囲している。なおp形領
域14は第1図(B)の段階ではp形領域11を離間さ
せ、これよりも後の拡散工程で更に下方に拡散させ、下
面をp形領域11に接続するようにしてもよい。
次に、半導体基体13の上面全域にシリコン酸化膜を形
成し、このシリコン酸化膜の一部をエッチングで除去し
て第1図(C)及び第2図に示すように開口15を有す
る第1のマスク16を形成する。第1のマスク16は、
抵抗形成予定領域を被覆する第1のシリコン酸化膜部分
(帯状被覆部分)16aとこれ以外の第2のシリコン酸
化膜部分16bとから成る。第1のマスク16の第1の
シリコン酸化膜部分16aは、開口15によって包囲さ
れて第2図に示すように幅狭の帯状に形成されている。
ここでは、開口15における第1のシリコン酸化膜部分
16aの長手方向に延びる一方の端縁17aに隣接する
部分を第1の開口部15aと称し、他方の端縁17bに
隣接する部分を第2の開口部15bと称することにす
る。マスクとして機能する第1のシリコン酸化膜部分1
6aの幅Wは約10μmであり、最終的に得る目標抵
抗領域の幅Wよりも大きい。また、第1及び第2の開
口部15a、15bの幅Wも目標抵抗領域の幅W
りも大きい。従って、帯状の第1のシリコン酸化膜成分
16a及び開口15を通常のフォトリソグラフィ技術で
容易に形成することができる。なお、第1のシリコン酸
化膜部分16aの長さは約100μmである。
次に、不純物を阻止するための第1のマスク16を使用
し、p形(第1の導電形)の不純物としてボロンを半導
体基体13内に周知の熱拡散法で拡散させる。なお、こ
のボロンを拡散させる際には、開口15において露出し
た半導体基体13の表面上に薄いシリコン酸化膜を形成
し、しかる後、ボロン(不純物)を開口15内に形成し
た薄いシリコン酸化膜を通して半導体基体13の内部に
熱拡散させる。この時、(不純物(ボロン)は半導体基
体13の表面から裏面に向って拡散すると共に、横方向
にも拡散し、第1図(D)に示すように第1のシリコン
酸化膜部分16aの下部を含むようにp形領域(第1の
半導体領域)18が形成される。即ち、第3図に拡大図
示するように第1及び第2の開口部15a、15bから
横方向に拡散して形成されたp形領域18a、18bが
互いに接続されて1つのp形領域18が生じる。p形領
域18の表面の不純物濃度は第3図の不純物濃度分布線
Aに示すように開口15に露出していた半導体基体13
の表面において最も高く、ここから遠ざかるに従って低
くなる。このために、帯状の第1のシリコン酸化膜部分
16aの中央部分(p〜p)の下部に濃度の低いp
形領域が生じる。この実施例ではp形領域18を形成す
るための不純物拡散の後期においてシリコン酸化膜を生
成することができる雰囲気にする。このため、p形領域
18の形成が終了すると、第1図(D)に示すように開
口15の内部にもマスクとして機能するシリコン酸化膜
19が生じる。この時、第1図(C)に示した第1及び
第2のシリコン酸化膜部分16a、16bの厚さも増大
するが、理解を容易にするために第1図(D)では第1
図(C)と同一の符号が付されている。次に、帯状の第
1のシリコン酸化膜部分16aの全部を除去し、第1図
(E)に示ようにシリコン酸化膜19に幅Wを有する
開口19aを形成し、第2のマスク20を得る。第2の
マスク20の開口19aの幅Wは、第1のマスク16
の帯状の第1のシリコン酸化膜部分16aの幅Wより
大きく、p形領域18の幅より小さい。即ち、第1図
(C)に示す開口15に含まれるように第1図(E)の
開口19aを形成する。開口19aの幅Wは、第1図
(C)及び第2図に示した帯状の第1のシリコン酸化膜
部分16aの幅Wよりも大きいので、フォトリソグラ
フィ技術によって容易に形成することができる。
次に、第1図(F)に示すように開口19aに露出した
半導体基体13の上面に極薄のシリコン酸化膜21を形
成した後に、開口19aから極薄のシリコン酸化膜21
を通じp形領域18内にn形の不純物としてリンをイ
オン注入法でほぼ均一に導入する。続いて、この半導体
基体13に熱処理を施してn形領域(第2の半導体領
域)22を形成する。イオン注入法によってn形の不純
物(リン)を開口19aの全部に導入しても、p形領域
18の不純物濃度が場所によって異なるために、n
領域22は開口19aに対応して形成されず、p形の不
純物濃度の低い領域のみに形成される。導電形が反転し
て形成されるn形領域22は、前述した抵抗形成予定領
域に対応し、第1図(C)(D)の第1のシリコン酸化
膜部分16aの下に対応している。即ち、第3図でp形
の不純物濃度分布が低下しているp〜p領域に対応
し、第1のシリコン酸化膜部分16aの中央の下部にn
形領域22が形成され、その他の領域はp形のままに
保たれる。n形領域22は、第4図に示すように、第
2図の第1のシリコン酸化膜部分16aに対応して幅狭
の帯状に形成される。このn形領域22の幅Wは、
第2図の第1のシリコン酸化膜部分16aの幅Wより
も小さい。従って、n形領域22の幅Wよりも大き
い幅Wを有する第1のシリコン酸化膜部分16a、及
び開口15a、15b、19aを利用して、これ等より
も幅狭のn形領域22を形成したことになる。
次に、半導体基体13の上の第2のシリコン酸化膜成分
16b及び開口19a内のシリコン酸化膜21を除去
し、第5図に示すように全面に新しいシリコン酸化膜2
3を形成し、ここにn形領域22から成る抵抗領域に
至る一対の開口24、25を形成し、n形領域22に
接続されるようにオーミック電極26、27を設ける。
これにより、電極26、27間に抵抗が得られる。なお
新しいシリコン酸化膜23を設ける代りに、第2のマス
ク20にシリコン酸化膜を加え、ここに電極用開口2
4、25を設けてもよい。
なお、半導体基体13には抵抗の他のトランジスタ等の
回路素子を形成する。n形領域22は、別の回路素子
の形成の最後の工程又は別の回路素子の形成が終了した
後に形成することが望ましい。例えば、回路素子がトラ
ンジスタの場合には、最後の拡散工程であるエミッタ領
域の拡散工程の後にn形領域22を形成する。このよ
うにすれば、n形領域22の幅及び不純物濃度分布が
これを形成した工程の後でほとんど変化しない。また、
第1のマスク16はトランジスタのベース領域を形成す
るマスクと同時に形成し、p形領域18のための拡散は
トランジスタのベース領域形成のための不純物拡散と同
時に行うことが望ましい。
本実施例は次の効果を有する。
(1) 幅狭のn形領域22をこれよりも幅の広いマ
スク及び開口を使用して容易に形成することができる。
(2) n形領域22を幅狭に形成することによって
高い抵抗値を得ることができる。また、抵抗値を従来と
同一とする場合には、n形領域22の長さを短くする
ことができる。
(3) 電極26、27間の抵抗値が従来と同一でよい
場合には、幅狭になった分だけ平均不純物濃度を高めて
形領域22のシート抵抗値を小さくすることができ
る。n形領域22の不純物濃度を高めると、温度変化
による抵抗値変化(温度依存性)が小さくなる。
[実施例] 本発明は上述の実施例に限定されるものでなく、例えば
次の変形が可能なものである。
(1) 第6図に示すように、帯状の第1のシリコン酸
化膜部分16aの両側の第1及び第2の開口15a、1
5bを互いに分離してもよい。
(2) 第7図に示すように、第2のマスク20の開口
19aを、第1のマスク16第1のシリコン酸化膜部分
16aの端部を含まないように形成してもよい。また、
シリコン酸化膜部分16aの幅方向における一部が残存
するようなパターンに開口19aを形成することもでき
る。
(3) 第8図に示すように、開口19aの右端が第1
のマスク16の第1のシリコン酸化膜部分16aの上に
位置するように第2のマスク20を形成してもよい。
(4) 第9図に示すように、n形領域22の側端面
の全部をp形領域18で包囲せずに、端部をn形領域
12に接続させることもできる。
(5) 第1のマスク16のシリコン酸化膜部分16
a、16bを第2のマスク20に使用しないで、第1の
マスク16を除去し、その後に新しいシリコン酸化膜を
作り、これによって第2のマスク20を作ってもよい。
(6) n形領域22を熱拡散法で形成することがで
きる。
(7) p型領域18をn形領域と同様にイオン注入
と熱処理とによって形成してもよい。
(8) 電極26、27の一方又は両方を有さない半導
体装置中のn又はp形の半導体領域の形成にも適用可能
である。例えば、高い不純物濃度のエミッタ領域の中に
帯状の抵抗領域を形成する場合にも適用可能である。
(9) 第1図(E)に示す第2のマスク20を半導体
基体13上に全く設けないで、n形不純物を半導体基体
13の全表面に導入することができる。この場合には、
p形領域18の中央部と左右両端との3箇所にn形領
域が生じる。
[発明の効果] 以上のように、本発明によれば、極めて幅の狭い半導体
領域を容易に形成することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図(A)〜(F)は本発明の実施例に係わる集積回
路中の抵抗素子と工程順に第2図のI−I線に対応する
部分で示す断面図、 第2図は第1図(C)の状態の平面図、 第3図は第1図(D)の中央部の拡大断面とこの表面の
左右方向における不純物濃度分布とを示す図、 第4図は第1図(F)の半導体基体の表面を示す平面
図、 第5図は完成した抵抗素子を第4図のV−V線に対応す
る部分で示す断面図、 第6図は第1のマスクの変形例を示す平面図、 第7図及び第8図は第2のマスクの変形例を示す平面
図、 第9図はn形半導体領域(第2の半導体領域)の配置
の変形例を示す平面図、 第10図は従来の抵抗素子を示す断面図、 第11図は第10図の抵抗領域を形成するためのマスク
を示す平面図である。 13……半導体基体、15……開口、15a……第1の
開口部、15b……第2の開口部、16……第1のマス
ク、16a……第1のシリコン酸化膜部分、16b……
第2のシリコン酸化膜部分、18……p形領域、20…
…第2のマスク、22……n形領域。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基体に第1の導電形の第1の半導体
    領域を形成し更にこの第1の半導体領域の中に前記第1
    の導電形と反対の第2の導電形の第2の半導体領域を帯
    状に形成する方法において、 前記半導体基体の主面における前記第2の半導体領域の
    形成予定領域をこれよりも広い幅を有して被覆する帯状
    被覆部分を有し且つ前記帯状被覆部分の長手方向におけ
    る一方の側端及び他方の側端に隣接して前記帯状被覆部
    分の幅よりも大きな幅の開口部をそれぞれ有している第
    1の導電形の不純物の導入を阻止するためのマスクを形
    成する工程と、 前記開口部を通じて第1の導電形の不純物を前記半導体
    基体に導入し、この不純物を前記第1の半導体領域の内
    部に向って拡散させると共に前記帯状被覆部分の下の前
    記予定領域にも拡散させ、前記帯状被覆部分の下に前記
    開口部から離れるに従って前記第1の導電形の不純物濃
    度が徐々に低下している不純物濃度分布が得られるよう
    に前記第1の半導体領域を形成する工程と、 少なくとも前記帯状被覆部分の全部を除去するか又は少
    なくとも前記帯状被覆部分を前記予定領域の幅よりも広
    い幅にわって除去する工程と、 前記第1の半導体領域の少なくとも前記帯状被覆部分が
    除去された部分に前記第2の導電形の不純物を導入し、
    前記予定領域が第2の導電形に反転するように前記第2
    の導電形の不純物を拡散させて前記第2の半導体領域を
    得る工程と を備えていることを特徴とする半導体領域の形成方法。
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