JPS584462B2 - シユウセキカイロソウチ ノ セイゾウホウホウ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体集積回路の製造方法に係り特に半導体基
板を共通の基板とし、各素子の分離方法に半導体酸化膜
アイソレーションを用いた集積回路に於で、エミツタお
よびベース面積を縮小できる半導体集積回路の製造方法
に関するものである。

半導体集積回路は、プレーナー技術や他の周知の技術を
使用して回路素子の高密度実装を可能にしたけれど、そ
の主たる用途である電子計算機の複雑さの増大に伴い、
高密度集積化、高速化の要求は尽きることがない。

集積回路を共通の半導体基板上に形成する場合、回路素
子相互間は電気的に絶縁されなければならない。

この絶縁のための方法として、従来迄便宜的に用いられ
ていた逆バイアスＰ−Ｎ接合による方法に代って、素子
を取囲むように形成された半導体酸化膜によって絶縁す
る方法（以下、酸化膜分離法と称す）は、上記高密度集
積化、高速化を飛躍的に押し進めた。

本発明の目的は上記酸化膜分離法を用いた集積回路のエ
ミツタ及びベース面積を縮小することにより更に高密度
集積化、高速化を計る集積回路装置の製造方法を提供す
ることにある。

又もう一つの目的は、従来法より容易な製造法によって
上記目的を達成し更に安全性の秀れた集積回路装置の製
造方法を提供することにある。

酸化分離法による集積回路の製造方法は例えば公開特許
公報特開昭４７−１８２８４に詳述されている。

その構成の一例は第１図に示すもので酸化膜分離法によ
るバイポーラ型集積回路の断面図である。

この構成を得るための製造工程は次の番号順に示す通り
である。

（１）Ｐ型基体１１を酸化する。

（２）マスクを施しＮ＋埋込領域１２を拡散により形成
する。

（３）酸化膜を除去し、Ｎ型エピクキシャル層１３を成
長させる。

（４）窒化ケイ素層（図示せず）を堆積し、マスクを施
す。

（５）分離領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃに接する部分の
窒化ケイ素層を除去し、次に酸化する。

この時分離領域１４ａ，１４ｂ，１４ｃは全部二酸化シ
リコンとなる。

（６）マスクを施し、ベース領域を形成すべき領域１３
ｂの表面の窒化ケイ層を除去する。

（７）Ｐ型不純物を拡散しベース領域１５を形成する。

尚１６は同時にできる二酸化シリコン膜である。

（８）残存する窒化ケイ素を除去する。

（９）マスクを施し、コレクタシンク領域１７およびエ
ミツク領域１８を拡散により形成する。

尚１９は同時に形成される二酸化シリコン膜である。

（１０）マスクを施し、コンタクト用窓を２０ａ，２０
ｂ，２０ｃとして開ける。

（１１）配線用金属を堆積し、マスクを施し、相互配線
を１０ａ，１０ｂ，１０ｃのように行う。

上記製造方法は、集積密度の向上に格段の進歩をもたら
したが、エミツタ拡散、それに対するコンタクトの形成
については従来通りの方法を採用しているため、トラン
ジスタが微小化してエミツタ幅が数ミクロン（１〜３μ
）になった場合に、エミツタが拡散された領域に、更に
コンタクト形成用の窓開けを行うことが非常に難しくな
ってくる。

これを解決するためにウオツシュドエミツタといわれる
方法があるけれど完全ではない。

本発明は、分離領域を形成する際に用いた窒化ケイ素層
をエミツク領域を拡散するためのマスクとして用い、こ
の層に設けられたエミツタ拡散用窓を同時にエミツタコ
ンタクト形成用窓として用いることにより、エミツクコ
ンタクト形成を容易にし、同時に、エミツタ幅、エミツ
タ面積従ってベース面積をも小さくすることにある。

その他本発明は上記窒化ケイ素膜を集積回路表面の安定
化、保護膜として用い特性の秀れた、安定な集積回路を
提供することにある。

しかも上記窒化ケイ素膜を通して、イオン注入法により
ベース領域を形成することによって製造工程を増加する
ことなくむしろ少ない且つ容易な製造工程で達成するこ
とができる。

以下一実施例により、図面に従って本発明の製造方法を
工程毎にのべる。

尚、図では説明の都合上、深さ方向の長さは領域によっ
て適当に拡大して描いている。

まず、第２図Ａでは、第１憾第一導電型、たとえばＰ型
を有するシリコン単結晶基板２１を用意し、周知の方法
で二酸化シリコン膜２２を形成する。

次に第２図Ｂで示すように周知のフォトエッチング技術
によって、上記二酸化シリコン膜２２の一部を除去し開
孔部２３を設け、この開孔部２３を通して基板２１と逆
導電型のＮ型不純物を選択的に拡散し、Ｎ＋埋込領域２
４を設ける。

第３には同図Ｃに示すように同図Ｂの二酸化シリコン膜
２２を除去し、Ｐ型基板２１の主表面にエビタキシャル
技術によって、たとえばＮ型エピタキシャル単結晶２５
を成長させる。

又、第４番目には、同図Ｄで示すように酸化性雰囲気に
対してマスク効果のある絶縁物、代表的には窒化ケイ素
膜２６を形成する。

尚この場合該膜２６とＮ型エピタキシャル層２５の間に
、二酸化シリコン等の介在物を入れて、該エビタキシャ
ル層２５への歪を緩和することができる。

続いて第５番目には、同図Ｅのように分離領域となるべ
きＮ型エピタキシャル層２５に接する部分の窒化ケイ素
膜２６を断片的に除去し、開孔部２７ａ，２７ｂ，２７
ｃを設ける。

従って残った窒化ケイ素膜は２６ａ，２６ｂ，２６ｃと
して切離して存する。

更にこれら窒化ケイ素膜２６ａ，２６ｂ，２６ｃをマス
クとして露出されたＮ型エピタキシャル層２５を一部エ
ッチング除去し、ついで酸化する。

エビタキシャル層２５のエッチング除去された領域を図
の点線で示している。

又、２８ａ，２８ｂ，２８ｃは二酸化シリコンで分離領
域となる。

尚、又場合によっては、次工程に移る前窒化ケイ素層２
６をエッチングによって適当な厚さに変えてもよい。

第６番目に、同図Ｆで示すようにフォトレジスト２９ａ
，２９ｂで窒化ケイ素膜２６ａ，２６ｃを被覆し、マス
クする。

続いてＰ型不純物、例えばボロンをイオン化し、加速し
てウエハの主表面から注入する。

この場合、加速エネルギは１００〜３００Ｋｅｖ、注入
量は１×１０１４〜１×１０１６／ｃｍ２で注入された
不純物は、窒化ケイ素膜を通過してＮ型エピクキシャル
層２５ｂへ選択的に導入され、而後の熱処理によってＰ
型ベース領域３０を形成する。

尚、レジストがある部分２６ａ，２６ｃは、注入イオン
に対するマスク効果のため、イオンはエビタキシャル層
２５ａ，２５ｃへ達しない。

又、加速注入されるイオンを図の矢印３１で表わしてい
る。

第８番目には、第２図Ｈのようにフォトエッチング技術
により窒化ケイ素膜２６ａ及び２６ｂの一部を除去し、
コレクタ及びエミツタを形成すべき領域に開孔部３２ａ
，３２ｂを設ける。

この開孔部３２ａ，３２ｂよりＮ型不純物を選択的に拡
散し、コレククシンク領域３３及びエミツタ領域３４を
形成する。

こゝで３５ａ，３５ｂは同時にコレクタシンク領域３３
及びエミツタ領域３４上に形成される二酸化シリコン膜
である。

ついで第９番目には、第２図１のようにフオートエッチ
ング技術により、窒化ケイ素膜２６ｂの一部を除去し、
ベース領域３０へのコンタクトのための窓３６を設ける
。

尚、エミッタ、コレクタ領域へのコンタクト用窓の形成
については、薄い二酸化シリコン膜３５ａ，３５ｂを次
工程の前処理の際に、弗酸系のエッチング液によって除
去することにより、簡単に形成できる。

窒化ケイ素層２６ｂ，２６ｃが、エッチング液に対して
マスク作用を有するため、この工程は極めて容易になる
。

最後に第２図Ｊで示すように配線用金属を蒸着等により
堆積し、フォトエッチング技術によって相互配線３７ａ
，３７ｂ，３７ｃを形成する。

以上のべた製造工程によって分るように、本発明によっ
てエミツタ面積、特にエミツタ幅の縮小が可能になる。

このことは第３図の従来法と本発明方法によるエミツク
、ベースパターンを参照することにより明確になる。

第３図Ａが従来法によるもので、Ｂが本発明によるもの
である。

第３図Ａで３８がエミツタ拡散領域３９がエミッタコン
タクトのための窓になる。

又４０はベースコンタクト用の窓である。

その他４１，４２はそれぞれベース拡散、エミツタ拡散
時に形成される二酸化シリコン膜、４３は分離酸化膜で
ある。

第３図Ｂが本発明によるパターンで４４がエミッタ拡散
用窓とコンタクト用窓を兼用している。

４５はベースコンタクト用窓、４６は窒化ケイ素膜、４
７は分離酸化膜である。

トランジスタが微小化してくると第３図Ａのエミツタ輻
Ｘに対して、写真製版の重ね合せのための余裕幅ｙがｘ
≒ｙとなり領域４２の占める面積がトランジスタ全体か
らみると増加してくる。

しかもｘやｙが１〜２μとなると写真製版も非常に難し
い。

第３図Ｂでは４４はエミツタ拡散窓とコンタクト用窓を
兼用しているため、重ね合せの余裕を考慮することなく
写真製版技術のぎりぎりの限界までｘを小さくできる。

しかも点線で示すようにマスクが少々左側へずれても幅
ｘが狭くなるだけで問題ない。

勿論右側へずれてもかまわない。

Ａの方は後続のコンタクトの写真製版のことを考慮する
と余裕が少ない。

このように本発明ではより容易な技術でエミッタ幅を小
さくすることができ、高周波に於ける特性を改善できる
。

又相対的にトランジスタの面積が小さくなり集積度が上
る。

工程全体で比較すると、前述した従来法の工程（６），
（８）の窒化ケイ素層の除去工程が不要になり、簡略化
される。

写真製版工程数は同じであるが、コンタクトのフォトエ
ッチングがベースコンタクト用窓のみ開ければ良く容易
になる。

又回路素子の表面は窒化ケイ素膜でおおわれているため
、二酸化ケイ素膜で表面を保護した従来法より素子の安
定性が秀れている。

以上のことから明らかなように、本発明の製造方法によ
れば、従来法に比べて、高周波特性並びに安定性の秀れ
た集積回路を高密度に、しかもより容易に製造すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の集積回路装置の一部切り欠いた断面図
、第２図Ａ−Ｊは、この発明の一実施例製造方法を工程
順に示した一部切り欠き断面図である。 又、第３図Ａ，Ｂは、夫々従来法、本発明方法によるペ
ースエミツタ部分の拡大平面図である。 図に於て２１はＰ型基体、２２は二酸化シリコン膜、２
３はＮ＋埋込領域拡散用窓、２４はＮ＋埋込領域、２５
はＮ型エピタキシャル層、２６，２６ａ，２６ｂ，２６
ｃは窒化ケイ素膜層、２７は分離領域形成用窓、２８は
分離領域（二酸化シリコン膜）、２９はイオン阻止用レ
ジスト、３０はベース領域、３１はイオンビーム、３２
ａはＮ＋コレクタシンク領域形成用窓、３２ｂはエミツ
タ領域形成用窓、３３はＮ＋コレクタシンク領域、３４
はエミツタ領域、３５ａ，３５ｂはＮ＋領域拡散時に生
成した二酸化シリコン膜、３６はベースコンタクト形成
用窓、３７ａ，３７ｂ，３７ｃは配線用金属。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 半導体基板の表面に半導体エビタキシャル層を設け
   、該エビクキシャル層上に窒化ケイ素膜の絶縁層を設け
   、この絶縁層をパターンニングし、該絶縁層をマスクと
   して該エビタキシャル層を選択的に酸化絶縁物に変え、
   電気的に絶縁された複数の島状半導体エビタキシャル層
   を形成する工程と、前記選択酸化時にマスクとして用い
   た絶縁層を残したまゝ、イオン注入によってベース領域
   を形成する工程と、該絶縁層にエミツタ拡散用窓あけを
   する工程と、エミツタ拡散後、該窓内に形成された二酸
   化シリコン膜を、エッチング除去する工程とを含む集積
   回路装置の製造方法。