JPS58172A - 半導体集積回路装置の製造方法 - Google Patents

半導体集積回路装置の製造方法

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JPS58172A
JPS58172A JP56097422A JP9742281A JPS58172A JP S58172 A JPS58172 A JP S58172A JP 56097422 A JP56097422 A JP 56097422A JP 9742281 A JP9742281 A JP 9742281A JP S58172 A JPS58172 A JP S58172A
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polycrystalline silicon
silicon layer
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Akira Kawakatsu
川勝 章
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Oki Electric Industry Co Ltd
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Oki Electric Industry Co Ltd
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    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10D—INORGANIC ELECTRIC SEMICONDUCTOR DEVICES
    • H10D48/00—Individual devices not covered by groups H10D1/00 - H10D44/00
    • H10D48/30—Devices controlled by electric currents or voltages
    • H10D48/32—Devices controlled by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H10D48/34—Bipolar devices
    • H10D48/345—Bipolar transistors having ohmic electrodes on emitter-like, base-like, and collector-like regions

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  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Bipolar Integrated Circuits (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】 この発明は、パイポー2厘の半導体集積回路装置の製造
方法に関するものでらる○ 半導体集積回路装置の製造において索子面積を縮少させ
ることは、集積密度の向上のみならず、寄生容量の低減
化により高速動作を可能にする。
集積fIj度向上のため、現在、最も実用的な従来〜の
バイI−ラ型半導体集積回路装置の製造方法の一例を第
1図に示している0 まず、第1図(4)に示すようKPMシリコyi&板+ 1にN埋込み層2【形成した後、上記シリコン基板1上
にN型エビタ中シャル層3を形成する。
次に、エピタキシャル層3の選択された表面に、熱成長
シリコ/ml化膜4と窒化シリコン膜5からなる選択酸
化のためのマスク層6【形成する。そして、表面に窒化
シリコンM5t−有しないエピタキシャル層3をエツチ
ングして溝7を形成する。
ここで、溝7の深さは、次の酸化工程において溝部に酸
化膜が体積が増大して形成されても、基板表面がほぼ平
坦となるように設定される0第1図(4)に示す基板を
酸化処理すると、第1図03)のように分離酸化膜8が
形成され、マスタ層6の下に、エピタキシャル層3から
なるコレクタ領域丁およびコレクタ電@に取出し領域3
′が形成される0 次に、第1図Ωに示すように、マスク層6を除去した後
、コレクタ電極取出し領域3′にコレクタ抵抗形成予定
領域(7′イーノコレクタ領域)9【形成して堀込み層
2と結合させ、さらにコレクタ領域3′にペース抵抗低
減用o p”*域(サイドペース領域)10會形成する
O 次に、第1図(2)K示すように、コレクタ領域rにP
麺メイン(−ス領域11會形成する0次に、第1図(へ
)に示すように、周知のエツチング方法によpコレクタ
およびエンツタ;ンタクトのための開口部12.13を
形成した後、メインペース領域11に−”エヤツタ領域
141?形成する○そして、次に、第1図いに示すよう
にペースのコ/タクY穴を形成した後、配線金属からな
る電極15−16s17?形成する0 このようなパイポー2型半導体集積回路装置において、
ペース領域10.11およびエミッタ領域14の縮少化
は、サイドペース領域10と電極15tオー電ツクコン
タクトさせる開口部と、ニオツタ領域14と電極16會
オー書ツクコンタクトさせる開口部間に存在するシリコ
ン酸化膜180寸法により制限される0このシリコン酸
化膜18の大きさは、第2図に示す電極15と16間の
離間距離すと、開口部から酸化膜180表面に、電極ノ
譬ターン形成0ためのマスク合わせ誤差余裕分だけ残在
する寸法aとの和、つまり2&+bにより決定される0 しかるに、第1図に示す従来方法では、ナイドペース領
域10お工びエイツタ領域140真上に販出し電極15
.lft形成するため、酸化膜18の寸法の縮少が困難
であり、したがってペース領域10.11とエミッタ領
域140面積O縮少に11ii界かめる欠点金有してい
た。
この発明は上記の点に悔みなされたもので、ペースお工
びエミッタ領域、ひいては素子全体上大幅に縮少するこ
とができ、高集積化と同時に高速動作を可能にする半導
体集積回路装置の製造方法t−提供することt目的とす
る。
以下この発明の実施例を図m會参照して説明する。第3
図はこり発明0実施例を示す図である0この実施例にお
いて扛、分離酸化膜の形成およびそのためのマスク層の
除去までは従来と同一工程上とる0そこで、分離酸化膜
の形成工程ならびにそのためのマスク層の除去工@まで
Oa明は、ここでは割愛することにし、マスク層除去工
鴨終了後の状態を第3図(4)に示す0第all(A)
においては、21がPffiシリコン基板、22がN−
込み層、ム□がNにエピタキシャル層からなるコレクタ
領域(第11i域)、231が同エピタキシャル層から
なるコレクタ電極取出し領域、24が分離酸化膜である
0 分離酸化膜24の形成力らびに、そのためのマスク層の
除去t−終了したならば、次に、シリコン基板21上O
全面に第1の多結晶シリーン層26を概ね5000 A
厚に育成し、さらにその第1の多結晶シリコン層26上
の所定部分、つまりサイドペース形成予定領域上および
ベース引出し部、ならびに抵抗形成予定領域(図示せず
)の第1の多結晶シリコン層261p面に選択酸化Oた
めのマスク層27□27−t−形成するOこ01スク層
27凰。
271は、下に薄いシリコン歇化膜、上にシリコy窒化
l[【有する2層膜からなる0(第3図03)参照)次
に、マスク層21@m21mk用いて第1の多結晶シリ
コン層26の選択酸化を行う。この選択酸化【行うと、
マスタ層27m−271直下の第1の多結晶シリコン層
26は依然多結晶シリコン層26□。
26−とじて残るが、表面にマスク層を有しない第1の
多結晶シリコン層26は熱成長シリコン酸化1F2gと
なる。(第3図(Q参照) 続いて、マスク層27*−27s會除去した後、イオン
注入などの手段によって、多結晶シリコン層26.12
61KIEね10” 〜10”at”−”@lOP!1
1不M物たとえば線素を導入する。そして、その後、熱
処理を行うことにより、多結晶シリコン層26倉。
26・直下のコレクタ領域231にP型サイドペース領
域(第2領域)291−29雪を形成する。(第3図(
2)参照) 次に、シリコン酸化1[28¥を全面除去した後、概ね
700℃以下の低温で酸化処理を施す。これにより、高
濃度の不純物を含む多結晶シリコン層26□26露の表
面には厚いシリコン酸化膜3o1゜30、が、他方、コ
レクタ領域231およびコレクタ電極取出し領域2謁0
表面には薄いシリコン酸化膜31□3hが成長する。(
第3図(ト)参照)しかる後、コレクタ電極取出し領域
23s K N蓋不純物たとえば燐を概ね1011 程
度イオン注入などの手段によって選択的に導入して、非
酸化性雰囲気中で熱処理を施すことにより、コレクタ電
+ 極取出し領域j!3s’tsNII込み層22に到達し
た十 N領域、つまシディーグ;レクタ領域25とする。
続いて、薄いシリコン酸化膜31st通してPWi不純
不純物見ば硼素會概ね1014− 程度イオン注入など
の手段によってコレクタ領域2$1に導入し、再び非酸
化性雰囲気中で熱処理上農すことによって、pHlメイ
ンペース領域(第3領域)32を、十 コレクタ領域231内に、P1iiサイドペース領域g
91,29mに延圧させて形成する。この時、ディープ
コレクタ領域2Isにも同時に硼素が拡散されるが、デ
ィープコレクタ領域25に線、既に高濃度のN型不純物
が拡散されているため、Pfjji領域は生じない。(
第3図日参照) 続いて、全体をシリコン酸化膜のエツチング液に浸漬す
ることにより、薄いシリコン酸化$31.。
31−金除去してP盟メインペース領域32など0表面
【露出させる一方、厚いシリコン酸化1[so、。
30、 #′i着千M厚が滅っ良状態で残存させるよう
にする、その後、シリコン基板21上の全面、つます、
シリコンll化M 30h −30m、メインペース領
域32、ディープコレクタ領域25および分離酸化膜2
4などの表面に#!2の多結晶シリコン層33【育成す
る。(第3図日参照) しかる後、イオン注入などの手段にょp1第2の多結ム
シリコン層33に、NfJ不純物たとえば!lIt素を
値ね10m  程度導入する。続いて、第2の多結晶シ
リコン層33の選択除去を行うことにより、繭2の多結
晶シリコン層33會、メインペース領域32およびディ
ープコレクタ領域25のe、面など必要部分にのみ残す
。第3図Iでは、メインペース領域320表面に残され
た第2の多結晶シリコン層33t−多結晶シリコン層3
8mで示すとともに、ディープコレクタ領域250表面
に残され次第2の多結晶シリコン層88f:多結晶シリ
コン層33.で示しである。その後、シリコン基板21
上の全面にシリコン酸化膜などの絶絶膜34會育成し、
熱処理することKより、多結晶シリコン層331からメ
インペース領域32中にNJiM不純愉不純物され、エ
ンツタ領域(第4a域)35がメインペース領域32中
に形成される。(第3図日参照) しかる後は、図示しないが通常の手段によってコンタク
トホールt−開口し、金属配at形成することにより、
パイが一う型半導体集積回路装置が完成する○ 第4図はこのようにして完成され先手導体集積U路装置
の主要部の平面図の一例であり、ペース部に引き出され
ている。第4m110例では、多結晶シリコン層26t
e26*t″コの字型に接続しているが、口の字型に接
続してもよい。また、エミッタ、コレクタOコ/タクト
を形成する次めの多結晶クリコン層aBxeBB智も、
必要に応じて能動素子領域の外部に引き出すことかで龜
ることはいうまでもない0 以上のような実施例によれば、次のような効果を得るこ
とがでをる。
■自己整合によってエイツタ領域35およびペース領域
29i−2h−32の電極取出し部分の間隔をサブ書ク
ロン、すなわち第3図0にdで示すシリコン酸化膜30
s−30嘗の厚み分だけに縮小でき、またペース電極金
、高濃度KP型不純物が含まれた多結晶シリコン層26
s=26會によって両者t−接続して能動素子領域の外
部に引出している九め、配線合わせ余裕?減じることな
く、エミッタ領#35およびペース領域29□、29曽
、32ひいては素子全体上極限まで做細化し、高集積化
することができ、さらには、寄生容量が殆どない多結晶
シリコン抵抗【同時に形成できることと相まって高速化
ならびに低消費電力化を達成できる。
■従来の方法では、メインペース領域、サイドペース領
域およびエイツタ領域を形成するために3回のマスキン
グ工程1*するが、実施例によれば、第1の多結晶シリ
コン層26の選択酸化および第2の多結晶シリコン層3
3の選択除去の2回vqスキンダニ程ですみ、工at簡
略化できる。
なお、上記実施例では素子間分離に酸化膜分離を用いた
が、PN分離、あるいはPN分離と酸化膜分離の両者を
併用するなどの分離方法を用いることもできる。
また1ンンドープの多結晶シリコンを用いて第2の多結
^シリコン層33を形成し、以後、第2の多結晶シリコ
ン層33にN型不純物を導入するようにしたが、予め高
#kfのN型不純物たとえば砒素を含んだ多結晶シリコ
ンを用すて第2の多結晶シリコン層33を形成するよう
にしてもよ−。
さらに、第2の多結晶シリコン層33の選択除去は選択
酸化に代えることができ、その場合には、選択酸化後に
不純物を導入する工程が望ましい。
また、実施例では、サイドペース領域291゜291を
コレクタ領域231に配置したが、エンツタ領域35を
分離酸化膜24に接近させて、サイドペース領域29□
291の一方をなくす構成とすることもできる。このよ
うKすれば、さらにペース・エミッタ領域の表面積の大
幅な縮少が可能となる。
以上の説明から明らかなように、この発明の半導体集積
回路装置の製造方法においては、表面にコレクタとなる
一導電証の第1領域を有する逆導電蓋のシリコン基板上
に第1の多結晶シリコン層【形成して、これ【選択酸化
した後、逆導電蓋の不純物を第1の多結晶シリコン層に
導入する工程を経て第1領斌内にサイドペースとなる逆
導電蓋の第2領域を形成し、上記選択酸化によるシリコ
ン酸化at除去し上で、再度、@1の多結晶シリコン層
の表面および第1領域の露出表面に厚さの異なるシリコ
ン酸化gt形成し、その状態で、第1領域上の薄いシリ
コン酸化11’e通して第1領域に逆導電型不純物を導
入する工程を経て第1領域内に、メインペースとなる逆
導電mo第3領域【上記第2領域に延在して形成し、し
かる後、薄いシリコン酸化膜を除去して第2の多結晶シ
リコン層を厚いシリコン酸化膜および上記1M3領域の
表面に形成し、#I3領域にニオツタとなる一導電型の
第4領域【形成するものである。した゛がって、ペース
およびエミッタ領域、ひいては素子全体を大幅に縮少す
ることがで亀、高集積化と同時に、高速動作など特性の
向上と低消費電力化を図ることができる0さらには、工
程も非常に簡略化されたものとなる。このような効果を
有する仁の発明の製造方法は、いわゆるECL、8TT
L、IILなど、あるいはそれらOSSする高密度かつ
高速のパイ/−′9mO半導体集積回路装置の製造方法
に広く利用することができるもOである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のパイーーツ瀧半導体集積回路装置の製造
方法の一例【示す断面図、第2図は従来の方法による装
置の一部を取出して示す断面図、第8図はこの発明の半
導体集積回路′装置の製造方法の実施例を示す断面図、
第4図は実施例により得られ良装置の要部を示す平面図
である021・・・P型シリコン基板、23.・・・コ
レクタ領域、26・・・第1の多結晶シリコン層、26
t −26m・・・多結晶シリコン層、27n、27−
・・・マスク層、28・・・+ 熱成長シリコン酸化膜、291 = 29m・・・P屋
すイドベース領域、301 t 3(h”・厚いシリコ
ン酸化膜、31、・・・薄いシリコン酸化膜、38・・
・pHメインペース領域、33・・−に2O多結晶シリ
コン層、381・・・多結晶シリコン層、35・・・エ
ンツタ領域。 特許出願人 沖電気工業株式会社 手続補正書 昭和56年9月221 特許庁長官島田春樹 殿 1、事件の表示 昭和66年 411  許  願第 9’1422  
号2・発明の名称 半導体集積−路装置の製造方法 3、補正をする者 事件との関係     特 許 出願人(02G)沖電
気工業株式金社 4、代理人 5、補正命令の日付  昭和  年  月  日 (自
発的)6、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄 7、補正の内容 別紙の通り 7゜ 補正の内容 1)明細書2頁16行、5真7行、同頁12行、14頁
1行それぞれ「縮少」t−「縮小」と訂正する。 2)同4頁14行「縮少化」を「縮小化」と訂正する。 3)同6頁11行「5000」をr2000〜5000
Jと訂正する。 4)同8頁13行「延圧」t−「延在」と訂正する。 5)同13頁9行「し上で」を「した上で」と訂正する
。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 a!!!面にコレクタとなる一導電塵の第1領域を有す
    る逆導電型のシリコン基板を準備する工程と、このシリ
    コン基板の表面にjiElの多結晶シリコン層を形成す
    る工程と、この11g1の多結晶シリコン層の選択され
    た表面に選択酸化のための1スフ層を形成する工程と、
    選択酸化により、表直に上記マスク層を有しない上記第
    1の多結晶シリコン層【シリコン酸化膜に変換する工程
    と、上記マスク層を除去した後、逆導電型の不純物を上
    記第1の多結晶シリコン層に導入する工程と、上記第1
    の多結晶シリコン層直下の上記第1領域内にサイドペー
    スとなる逆導電型の第2領域會形成する工程と、上記シ
    リコン酸化膜【除去して上記1g1領域の表面管露出さ
    せる工程と、低温酸化により上記第1の多結晶シリコン
    層の表面および上記第1領域の表面各々に厚いシリコン
    酸化膜および薄いシリコン酸化Xt形成する工程と、上
    記薄いシリコン酸化!It−通して上記第1領域に逆導
    電雛不純物を導入する工程と、上記第2領域へ延在し、
    かつメインベースとなる逆導電屋の第3領域會上記第1
    領域内に形成すゐ工程と、上記薄いシリコン酸化膜を除
    去した後、−導電層の第2の多結晶シリコン層を上記厚
    いシリコン酸化膜および上記第3領域の表面に形成する
    工程と、上記第3領斌に、エンツタとなる一導電数の第
    4領域を形成する工程とt具備してなる半導体集積回路
    装置の製造方法0
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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