JPS5871641A - 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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Publication number
JPS5871641A
JPS5871641A JP56170524A JP17052481A JPS5871641A JP S5871641 A JPS5871641 A JP S5871641A JP 56170524 A JP56170524 A JP 56170524A JP 17052481 A JP17052481 A JP 17052481A JP S5871641 A JPS5871641 A JP S5871641A
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JP
Japan
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film
region
thick
sio2
collector contact
Prior art date
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Pending
Application number
JP56170524A
Other languages
English (en)
Inventor
Tadashi Kirisako
桐迫 正
Yoshinobu Monma
門馬 義信
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
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Publication of JPS5871641A publication Critical patent/JPS5871641A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/01Manufacture or treatment
    • H10W10/011Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials
    • H10W10/012Manufacture or treatment of isolation regions comprising dielectric materials using local oxidation of silicon [LOCOS]
    • HELECTRICITY
    • H10SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10WGENERIC PACKAGES, INTERCONNECTIONS, CONNECTORS OR OTHER CONSTRUCTIONAL DETAILS OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
    • H10W10/00Isolation regions in semiconductor bodies between components of integrated devices
    • H10W10/10Isolation regions comprising dielectric materials
    • H10W10/13Isolation regions comprising dielectric materials formed using local oxidation of silicon [LOCOS], e.g. sealed interface localised oxidation [SILO] or side-wall mask isolation [SWAMI]

Landscapes

  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Bipolar Transistors (AREA)
  • Element Separation (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】 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にシリコン(
Si)基板上にエピタキシャル層を形成する半導体集積
回路において、半導体集積回路を構成する素子間分離帯
領域jよびその領域を含む表面番こ形成する酸化シリコ
ン(Sl 02)膜に関する。
一般に、半導体集積回路を製造する場合、半導体素子領
域以外の表面上には厚いStへ膜(フィールド酸化層と
称される)を形成することが多い。
その主目的は上面に形成する配線層とエビタ中シャに層
を含む基板との間の寄生容量を減少させるためである。
また、半導体素子相互間に寄生効果があられれないよう
に、エピタキシャル層とは逆4−e11.型で、シリコ
ン基板とは同一導電型の素子間分離領域が形成される。
第1図は、このような通称O5T構造とよばれるバイポ
ーラ半導体素子領域の断面図な示しており、lはPWS
iJi板、2はn型エピタキシ’rnI層。
3はコレクタのシリーズ抵抗を減少させるために設けた
n+型埋没層、4はPalベース領域、5はn型エミッ
タ領域、6A、6B、6Cは厚いSiO□膜。
7はP型素子間分離帯領域、また8はコレクタコンタク
ト@@、9は半導体素子の表面を保護するためのSi 
O,膜である。
このような構造暑こ形成するための、従来の製造工程順
断面図を第2図ないしII6図に示す。先づ第2mに示
すようにn−型埋没層3を有するP型St基板l上にn
型エピタキシャル層2を形成し、そのエピタキシャル層
2上に薄いSi O,ill 10を介して窒化シリコ
ン(Sil N4 ) [uの所定パターンを形成する
。このSiO,族10を介在させる理由は、直接Si、
N4膜11をエピタキシャル層上に被着すれば、ストレ
スによる結晶欠陥が基板画に形成され、そこに素子を作
るとコレクタ エミッタリークなどが発生し易くて、品
質の高い半導体素子を形成することが離しいためで、そ
の基板のストレスをなくする緩衝層の役目をさせるのが
5iO1膜lOである。図において、A部分は素子間分
離帯形成領域。
8部分は半導体素子のベース形成領域、C部分はコレク
タ・コンタクト形成領域を示す。
次に、第3fiに示すように、温度1000℃、2〜3
時間熱酸化し、上記5ilN4膜11をマスクとして、
膜厚8o+7+遥の厚い510.!112を形成する。
次に、素子間分離帯形成領域以外の箇所に)tトレジス
ト膜マスクを形成して、素子間分離帯値域領域壷こS巣
(B゛)イオンを注入し、114図に示すように高濃度
のP”l1層13を形成する。コレクタ・コンタクト形
成領域以外の箇所にフォトレジスト膜マスクを形成して
、コレクタ・コンタクト形成領域に、燐(P+)イオン
を注入し、#l4w1に示すように高濃度のn+型層1
4を形成する。
次に、第5図醗こ示すように熱処理して素子間分離帯値
域δおよびコレクタ・コンタクト![16を一定し1次
に11611に示すように熱燐酸にてSi3N4膜11
をエツチング除去し、更に弗酸にてsio□1il12
およびSin、腰10をエツチングする。弗酸によるS
t O,膜のエツチング量は膜厚2000λ程度で、こ
れは表向の平坦化と清浄化を意図したものである。そう
すると、図のように膜厚数100^の薄い5iOj膜1
0は消失するため、次に、第7図に示すように再度酸化
熱処理して膜厚10i)0^の新しいSiへ模17を素
子間分離帯領域およびベース形成領域、コレクタ・コン
タクト領域1番こ形成し、以下ベース領域18.エミッ
タ領域19を順次に形成する。
このようにして、バイポーラ半導体素子が形成されるが
、素子間分離帯領域上の5i0![17はベース領域、
コレクタコンタクト領域などと同じく表面を保護する目
的であるから、膜厚10υ0λの厚さであり、このよう
な薄いSfO□展上に配線電極を形成すれば、基板との
間に寄生容蓋が発生して、素子の特性、特に動作速度を
劣化させる欠点がある。又素子間分離帯値域は集積回路
表面上で相当広い面積を占めており、且つ厚い5i01
膜12H分は膜厚70(ト)1の厚さで、阿者の段差が
著しくて、′これらの上面に設けた配線[極はその断線
が助長される傾向にある。
本発明はこのような欠点を除去することを目的としてお
り、その特徴は厚いSiO□膜を2工程に分割し熱地理
して所定の膜厚とし、そのうち112の熱酸化処理工程
において、素子間分離帯領域を形成すると同時に、該素
子間分離帯領域上にも厚い5i01膜を形成させる半導
体装置の製造方法を提案するもので、以下wJWJを参
照して詳細に説明する。
第8WAないし第14図は本発明にが\る製造方法の工
程順断面図を示している。先づ、第8図に示すよう曇こ
n″m埋没層幻を有するP型s1基板21上に高抵抗の
n型エピタキシャル層22を形成する。ここで、埋没層
幻は高濃度であるからエピタキシャル層成長中に多少這
い1抄現像を生じ、図はそれな示している。そして、エ
ピタキシャル層曇こ形成する素子間分離帯形成領域E、
ベース形成領域G。
コレクタコンタクト形成#Ii域F上に膜厚300 i
のSj Os II 24 ヲ介L”C1躾厚700 
X (D Si、N411[25A。
258.25Cをそれぞれパターンニングして形成する
。これらのSj O,膜24およびSf、 N、 M 
25は同じ気相iIt&装置により、送入ガスを変えて
被着させることができる。
次に、第9図に示すように55 N4換25A、 25
B。
25Cをマスクとして、膜厚4000^の厚い510.
膜圧を熱酸化して形成する。次に第1051に示すよう
に菓子閏分離帯形成領域E上に形成した引s Ns M
 25A以外の誼所にフォトレジストll1at−形成
した後、プラズマエツチングを行なって上記St、 N
4膜25Aを除去し、この素子間分離帯形成領域に備素
(止)イオンを注入して、P÷型層詔を形成する。注入
電圧は30K(IVと低い電圧で注入し、ドーズ墓は5
膜1吋−程度にする。
次に、第11図に示すように、フォトレジスト膜!を除
去した後、温度1000℃で2〜3時間熱酸化して、素
子間分離帯領域29を画定する。また同時に素子間分離
帯領域器上に膜厚7000λの厚いSin、膜30を形
成する。且つ、他のSing膜加も膜圧酸化されて膜厚
4000λから膜厚8200スに厚く形成される。この
様に既に膜厚40+)OXの5i02膜が形成されてい
ると、酸化がおそくなるので、新しいSi面に膜厚70
f)CはのS10.膜が形成されても、jlIi!厚4
2(10Aしか生成されずに、都合8200λの厚さと
なる。
このようにして第2の熱酸化処理を行なった後、次に1
iG1211jこ示すよう番こコレクタコンタクト形成
領域F上に形成したSi3 N4膜25c以外の一所を
こフォトレジスト膜31を形成し、これをマスクとして
5iIN、膜25e上からこのコレクタコンタクト形成
値域に燐CP”)イオンを注入して、n+型層羽な形成
する。この場合、燐イオンの注入はSil N4 農2
5 cを透過させるため、100Kav程度の^注入電
圧を用いる。上記−索イオン注入の際には、5ilN4
膜25Aを除去して低注入電圧としたが、これは注入阻
止層としてのSi 02g 26が膜厚4000^と比
較的薄かったため、それを透過しないように配慮したた
めである。しかし、燐イオン注入の場合はsio2M2
6.30がInk lII 7oooスアルイは820
0 XとJPイカら注入′−圧な加減する必要はない。
次に、第13図に示すように、フォトレジスト族31を
除去した後、熱処理して、コレクタコンタクト領域おを
一定し、埋没層おに到達させる。史にSi3 N、朕2
5Bを絃表し、次いで弗酸にてSi6膜あおよびSiO
□d1.30をエツチングする。その工、チング菫は2
帖以でそうすればSing膜24は消失するが、これは
従来法と同じく表面の平坦化を主目的としたものである
2 以降は従来法と同様で、第14図に丞すように膜厚11
Jutl Aの新しいSi0g膜あをベース形成領域G
コレクタコンタクト領域F、その他の領域上に形成し、
次いでフォトレジスト膜マスクを用いてベース領域35
.エミッタ領域36をイオン注入法にて形成して、バイ
ポーラ半導体素子が完成される以上が本発明にか−る実
施例の製造方法であるが、このように2回に分割して熱
酸化すること番こより、第2回の熱酸化処理工程で素子
間分離帯領域上にも膜# 7(1(10λの厚いSin
、膜30を形成する。
そうすれば、従来からの厚いSiO,P&26と本発明
によって形成される厚い5i021Ik3o上に配線電
極が設けられて、基板との間に生ずる寄生容量は減少し
、素子特性を改善し、スイッチング速度を向上させるこ
とができる。
尚、S1g N4 @ 35の下に薄いSiO□腺24
全24させない場合には、従来法と同様に#l初に膜i
1 soo。
又の厚いSiO□膜tt形成した後、本発明と同じよう
に素子間分離帯領域の形成と同時にその上Gこ厚いSi
 O,膜を形成する方法が用いられている、その場合に
は、敏初に形成した上記膜厚8UO1lAのSiOx膜
は、表面の平坦化のため、直ぐ次工程で、Si3 N4
パターンを残したまb、SiO□膜をエツチングして、
その後酸化膜を再成長させている。しかし、本発明のよ
うにSi、 N4膜の下に藩いStO,膜が介在すれば
、その工程では、Sis N*!14下のSt O,膜
もエツチングされて、Sls Nagがはがれて、St
N411マスクのパターンを傷つけることになる。従っ
て、表向の平坦化のためには窒化膜の除去後、酸化膜を
全面エツチングすることになるが、そのエツチング量が
大きすぎるとシリコン突出面の周囲に溝ができ、顔部に
て断線が生ずる。
素子間分離帯領域での配線の寄生容量を小さくし、且つ
、顔部での配線の断線が生ずることのないように、本発
明では2囲に分けて層いStO,膜を形成するものであ
る。
このように、本発明は素子領域にストレスを与えること
のないように薄いStO,膜を介在させた5t3N*膜
マスクを用い、且つ素子間分離帯領域上にも厚い5io
J農を形成する製造方法であり、半導体集積回路の高品
質化に極めて貢献するものである。
又、上記実施例とは逆導電型の半導体集積回路にも適用
できることは言うまでもない、。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の半導体装置断面構造図、第2図ないし第
7図はその工程順断面図、第8図ないし第14図は本発
明醗こか\る製造方法の工程順断面図である。 図中A1.21はP型St基板、2.22はn型エピタ
午シャル層、3,23はr型埋設層、4. IL 35
はと型ペース′fA域、5.36はn1型エミツタ領域
、6、12.26は厚い5101躾、7.15.29は
P中型素子間分離?II物領域、10.24はSil 
N4膜Fに介在させる薄いSin、膜、11.25は5
jshL#、 16.33はコレクタコンタクト14M
、、27.31はフォトレジスト族、30は素子間分離
4Ir−埴土の厚いS10.膜をポしている。 第1図 第2図 第3図 第−4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. シリコン基板上に形成したシリコンエピタキシャル層の
    半導体素子形成予定領域上および素子間分離帯形成予定
    領域上に、薄い酸化シリコン膜を介して窒化シリコン族
    の所定パターンを形成した後、該窒化シリコン膜をマス
    クとしてエピタキシャル層上に厚い酸化シリコン族を形
    成する工程と、その後素子間分離帯形成予定領域上の窒
    化シリコン族を除去した後、該素子間分離帯形成予定領
    域に所定の不純物を注入し、次いで、熱酸化処理な行な
    って、素子間分離帯領域を一定すると共に、該索子関分
    離帯領域上に厚い酸化シリコン族を形成し、同時に上記
    厚い酸化シリコン膜な更に厚い酸化シリコン膜とする工
    程が含まれることを特徴とする半導体装置の製造方法
JP56170524A 1981-10-23 1981-10-23 半導体装置の製造方法 Pending JPS5871641A (ja)

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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55143048A (en) * 1979-04-25 1980-11-08 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS55160444A (en) * 1979-05-31 1980-12-13 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS55143048A (en) * 1979-04-25 1980-11-08 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device
JPS55160444A (en) * 1979-05-31 1980-12-13 Fujitsu Ltd Manufacture of semiconductor device

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