JPS59198723A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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、窒化シリコン層の表面の一部にイオンを注入
した後、この窒化シリコン層にエツチング処理を施して
行う半導体装置の製造方法に関するものである。

このような方法は、例えばホトラッカーのような追加の
マスクを用いることなく、窒化シリコン層の所望の区域
に自己整合的にパターンを形成する場合に特に適してい
る。シリコン技術における通常の方法では、これらのパ
ターンは、シリコンや酸化シリコンをエツチングすると
きにエツチングマスクとして、またはシリコンを局部的
に酸化するときに酸化マスクとして用いることができる
。

日本国特許出願に係る特開昭５３−４５９７４号公報に
よって、冒頭に述べた種類の方法は既に知られている。

この公報に記載の方法では、窒化シリコン層にホウ素イ
オンを局部的に注入し、フッ化水素の溶液中でエツチン
グ処理を行っている。イオンが注入された窒化シリコン
層の部分は、イオンが注入されない部分よりも容易に溶
解され得る。エツチング処理中に、イオンが注入された
窒化シリコン層の部分は除去され、イオンが注入されな
かった窒化シリコン層の部分はそのまま残される。

このようにして、パターン化されたイオン照射の正の像
が、窒化シリコン層に形成される。

上記既知の方法の欠点は、多くの応用に対しては負の像
が望まれているにもかかわらず、イオン照射パターンの
正の像のみを窒托シリコン層に形成し得るにすぎないこ
とである。このことは、イオンが注入された窒化シリコ
ン層の部分が、イオンが注入されない部分よりも容易に
エツチングされ得ない場合には、多くの場合に望ましく
なることを意味している。

実験によれば、像形成イオン照射による窒化シリコン層
の前記正の作用は、窒化シリコン層に対して通常用いら
れるすべての腐食剤に適用でき、注入に用いられるイオ
ンの種類には依存しないことを示している。

本発明の目的は、特に、イオンが注入された窒化シリコ
ン層の部分がイオンが注入されない部分よりも容易にエ
ツチングされ得ない半導体装置の製造方法を提供するこ
とにある。

この目的のため本発明によれば、冒頭において述べた種
類の半導体装置の製造方法において、イオン注入後であ
ってエツチング処理の前に、窒化シリコン層に熱処理を
施して、窒化シリコン層のイオン注入部分が、窒化シリ
コン層の非イオン注入部分よりも高い耐エツチング性を
得るようにすることを特徴としている。驚くべきことに
、熱処理は、窒化シリコン層の前述した正の作用を負の
作用に変化させ得ることを見い出した。

本発明半導体装置の製造方法の好適な実施例によれば、
窒崇、アンチモン、ホウ素、ガリウム、リン、ヒ素、ア
ルゴン、クリプトンおよびキセノンよりなる群から選択
される元素から形成されるイオンを、窒化シリコン層内
に注入する。この元素群から形成されるイオンによって
、窒化シリコン層の耐エツチング性に次のような影響を
与えることができる。すなわち、イオンによって照射さ
れなかった窒化シリコン層部分は、イオンが照射された
窒化シリコン層部分に対して、実際の応用において選択
的かつ十分に除去することができるイオンが窒化シリコ
ン層の少なくとも半分内に侵入するようなエネルギーで
イオンを注入し、照射ドーズ量を１０１２　イオン／　
ｃｎｆより大きくなるように選択するのが好適である。

これらの条件のもとで、窒化シリコン層の非照射部分を
、窒化シリコン層の照射部分をエツチングすることので
きる速度よりも、１．５倍大きい速度でエツチングする
ことができる。非常に有用な熱処理を、７５０℃〜１１
００℃の温度で１０〜１２０分間行う。このような熱処
理の間に、窒化シリコン層が上部に設けられる基板を、
不所望な結果を得ることなく同時に加熱することができ
るので、例えばレーザ照射による窒化シリコン層の非常
に局部的な加熱が不必要となる。窒化シリコン層は、ジ
クロロシランおよびアンモニアを含む混合気体から７５
０℃〜８５０℃の温度で且つ低減圧力でデポジットさせ
るのが好適である。本発明製造方法によれば、追加のマ
スクを用いることなくエツチングマスクあるいは酸化マ
スクを形成することのできる層として窒化シリコン層を
利用できる場合の回数をかなり増大さぜる。このことは
、後により詳細に説明する。

このため本発明の第１の重要な製造方法によれば、窒化
シリコン層上に、一時的に補助層が設けられる垂直縁部
を有するステップ状隆起部を形成し、この垂直縁部にほ
ぼ平行に照射されるイオンビームによってイオン注入を
行う。このイオン注入は、縁部上に補助層が存在する状
態で、あるいはこの補助層がない状態で実行することが
できる。

熱処理後に、イオン注入の間に遮蔽されていた窒化シリ
コン層の部分を除去することができる（ステップ状隆起
部の除去後）。イオンが注入された窒化シリコン層の部
分はそのまま残される。したがって、ステップ状隆起部
をマスクとして用いることにより、縁部上に補助層が存
在しない状態であるいは補助層が存在する状態で行うこ
とのできる処理操作に対して位置が正確に定められるパ
ターンが窒、化シリコン層に形成させる。特に、補助層
の厚さによって相対距離が定められる。

追加のマスクを用いることなく、エツチングマスクまた
は酸化マスクを製造する本発明に基づく第２の重要な製
造方法は、窒化シリコン層を、垂直縁部を有するステッ
プ状隆起部上に設けた後、この垂直縁部にほぼ平行に照
射されるイオンビームによってイオン注入を行う。イオ
ン注入の間、ステップ状隆起部の縁部のそばにある窒化
シリコン層部分は、ステップ状隆起部め上部にある窒化
シリコン層の部分によって遮蔽される。熱処理の後、遮
蔽された窒化シリコン層の部分を除去し、イオン注入が
行われた部分を残すことができる。

このように、追加のマスクを用いることなく、ステップ
状隆起部に対して位置が正確に定められたパターンが窒
化シリコン層に形成される。この場合、窒化シリコン層
の厚さは、縁部とこの縁部に対して直角に延在する窒化
シリコン層の残留部分との間の距離の値を定める要因の
１つである。

前記第１の製造方法の好適な実施例では、補助層を、窒
化シリコン層の下側の基板にイオンを注入する際のマス
クとして形成し、補助層を、窒化シリコン層内へのイオ
ンの注入の際のマスクとして用いないようにしている。

このようにして、基板に注入されたイオンを、残留窒化
シリコン層の下側に存在させることができる。窒化シリ
コン層のイオン注入部分から一定距離にある基板の部分
を露出させる穴を、エツチングによって窒化シリコン層
に形成することができる。

第１の製造方法の他の好適な実施例によれば、補助層を
、窒化シリコン層のエツチング処理の際のマスクとして
用いることなく、補助層を、窒化シリコン層内へのイオ
ン注入のためのマスクとして用いている。このようにし
て、補助層の厚さにほぼ等しい幅を有する間隙を、窒化
シリコン層内にエツチングすることができる。したがっ
て、サブミクロンく１ミクロンよりも小さい）範囲で細
部を実現することができる。

第２の製造方法の好適な実施例では、窒化シリコン層の
エツチングによって、イオンが注入されていない部分を
除去した後、その残留部分を、窒化シリコン層の下側に
ある多結晶シリコン層内に間隙をエツチングするための
マスクとして用い、間隙を酸化処理によって酸化シリコ
ンにより充てんしている。このようにして、ステップ状
隆起部の縁部に、ステップ状隆起部の下側にある基板に
非常に近接する絶縁層を設けることができる。これは、
ステップ状隆起部の縁部と、エツチング処理の結果、縁
部に対して直角に延在する窒化シリコン層の残留部分と
の間に一定め距離が得られるという事実に基づいている
。

第２製造方法の他の好適な実施例では、窒化シリコン層
の残留部分を、ステップ状隆起部の露出縁部と共に、窒
化シリコン層の下側にある連続層のエツチング処理に対
するマスクとして用いている。ステップ状隆起部の縁部
とこの縁部に対して直角に延在する窒化シリコン層の部
分との間の距離は、この場合、連続層にエツチングされ
る溝の幅を定めるために用いられる。この幅は、窒化シ
リコン層の厚さにほぼ等しくすることができるので、ザ
ブミクロン範囲で細部を実現することができる。

以下、本発明を図面に基づいてさらに詳細に説明する。

なお、図は線図的なものであり寸法通り描かれたもので
はない。同一部分には、同一の番号を付して示している
。

第１図〜第３図は、本発明方法によって得られる半導体
装置の連続する製造工程における略断面図を示す。出発
材料は、窒化シリコン層２が上部に形成された基板１で
ある。窒化シリコン層の表面部分４（この場合には、ホ
トラッカーマスク３によって定められる）に亘って、矢
印５で示すように、窒化シリコン層内にイオンを注入す
る。本発明によれば、次に、窒化シリコン層２に熱処理
を施す。その結果、窒化シリコン層２のイオン注入部分
４は、非イオン注入部分６より高い耐エツチング性を得
ることとなる。次に、窒化シリコン層２を、エツチング
処理する。イオンが照射された窒化ンリコン層２の部分
４は、イオンが照射されなかった部分６よりもエツチン
グがされにくくなるので、第３（Ｘ］に示すようにパタ
ーン化されたイオン照射の負の像を形成することができ
る。

第４図は、イオンが注入されない窒化シリコン層のエツ
チング速度と、イオンが注入された窒化シリコン層のエ
ツチング速度との仕ｒ＋／ｒ２　を、イオン注入後であ
ってエツチング処理前に施される熱処理の温度の関数と
して示している。前記特開昭５３−４５９７４号公報に
も記載されているように、熱処理を行わなければ、イオ
ンが注入された窒化シリコンは、イオンが注入されなか
った窒化シリコンよりも一層急速にエツチングされるこ
とがわかっている。このことは、７５０℃までの温度で
の熱処理によって変化しない。驚くべきことに、７５０
℃より高い温度での熱処理は、イオンが注入された窒化
シリコンを、イオンが注入されない窒化シリコンよりも
急速にエツチングし得ないようにする。この実施例では
ジクロロシランとアンモニアとの混合気体から、８２０
℃の温度および１０Ｐａの圧力で窒化シリコンをシリコ
ン基板上に成長させた。この実施例では、２００　Ｋｅ
Ｖのエネルギーおよび１０′４　イオン／　ｃｄのドー
ズ量でヒ素イオンを注入した。窒化シリコン層を、約４
容積％のフッ化水素を含む水溶液でエツチングした。

窒素、アンチモン、ホウ素、ガリウム、リン、アルゴン
、クリプトンおよびキセノンより成る群から選択した元
素から形成したイオンを同様に成長させた窒化シリコン
層に注入しても同様の結果が得られた。イオンは、少な
くとも窒化シリコン層の中間まで侵入するようなエネル
ギーで注入することが望ましく、このことは、２５〜２
５０ＫｅＶのエネルギーを用いなければならないことを
意味している。この場合、ドーズ量は、１０′２〜．．
ｔｏ＋５イオン／　ｃｕｔとなるようにする。このよう
にして、エツチング速度の比ｒ’＋／ｒ２を１．５　に
することができきる。エツチング処理の前に行われる熱
処理としては、７５０℃〜１１００℃の温度で１５〜１
２０分間加熱するのが好適であることがわかった。７５
０℃〜８５０　℃の温度および低減圧力のもとで、ジク
ロロシランとアンモニアとを含む混合気体から窒化シリ
コン層をデポジットするのが好適である。

イオン注入された窒化シリコン層とイオン注入されなか
った窒化シリコン層とを本発明に従って熱処理後にエツ
チングする場合のエツチング速度の比ｒｌ／ｒ２　は、
使用される腐食剤に依存する。

５０容積％のフッ化水素を含む水溶液ではｒｌ／ｒ２　
は多くとも１．５　であり、０．３〜５５容積のフッ化
水素を含む水溶液では１．３５であり、８５容積％のリ
ン酸を含む水溶液では１．１　である。

０．３〜５容積％のフッ化水素を含む水溶液の場合、１
０００℃の温度での熱処理後は、’ｒ＋　　＝５．５　
ｎｍ”７分およびｒ２　＝４ｎｍ／分である。四フッ化
炭票（ＣＦ）と数容積％の酸素とを含む混合気体中で発
生されるプラズマ中では、ｒ１／ｒ２　は多くともＩＪ
　である。

本発明による方法によれば、以下に説明するように窒化
シリコン層の有用性が増大する。

第５図から第１０図は、本発明による方法の重要な第１
実施例に基づく半導体装置の連続する製造工程における
略断面図を示す。二の実施例では、ドープされた半導体
区域２９が下側に存在する酸化物領域３２によって、半
導体本体２１の表面領域３１を横方向に絶縁するために
本発明を用いている（第１０図）。

出発材料は、約５００ｎｍの厚さの酸化シリコンの上部
層２２を有するシリコンの半導体本体２１を具える基板
１である。上部層２２には、約３０ｎｍの厚さの窒化シ
リコン層２を形成し、次に、窒化ンリコン層２上に、通
常のホトラッカーマスクおよび通常の異方性エツチング
処理によって、この場合約１１０００ｎの高さを有する
多結晶シリコンのステップ状隆起部２３を形成する。こ
のステップ状隆起部２３は、補助層２５が一時的に設け
られる垂直状１．号部２４を有している。こ、の縁部２
４にほぼ平行に照射されるイオンビームによって、以下
に説明するようにイオン注入を行う。イオン注入は、縁
部２４上に補助層２５が存在する状態て、あるいは補助
層２５が存在しない状態で行うことができる。熱処理後
、イオン注入の行われた窒化ンリコン層２の部分４を残
して、イオン注入の間遮蔽されていた窒化シリコン層２
のｒ；Ｉ＜分６を除去することができる。このようにし
て、Ｆ’ｄ　Ｈｌｉ２４　Ｊ：に補助層２５が存在する
状態または存在しない状態において行われる他の処理操
作に対して正確に位置が定められたパターンが窒化シリ
コン層２内に形成される。

第５図〜第１０図に示す実施例では、補助層２５が設け
られたステップ状隆起部２３は、矢印２６で示されるイ
オン注入の間、マスクとして用いられる。

このイオン注入は、窒化ンリコン層２の下側にある半導
体本体２１内へ例えばホウ素イオン２７により行われ、
そのイオンビームは、縁部２４にほぼ平行に照射されて
いる。窒化シリコン層２が酸化シリコン層２２の保護層
として働く通常のエツチング処理によっ２て補助層２５
を除去した後、矢印２８によって示され且つ縁部２４に
ほぼ平行に向けられたイオンビームによって、イオンを
窒化シリコン層２内１こ注入する。本発明による熱処理
の後には、イオンが注入された窒化シリコン層２の部分
４は、イオンが注入されなかった窒化シリコン層２の部
分６よりもエツチングが非容易になり、イオン２７の拡
散によって半導体区域２９が同時に形成される。

次にフッ化水素の水溶液によって窒化シリコン層２内に
開口３０をエツチングすることができ、この開口３０の
位置は、半導体区域２９に対し、て正確に定められる。

開口３０と半導体区域２９との相対的な距離は、特に、
補助層２５の厚さによって決定される。

窒化ンリコン層２の部分４は、最終的に、開口３０の下
側にある酸化シリコン層２２の部分を除去するために用
いられる。酸化シリコン層２２の部分の除去は、例えば
フッ化水素の水溶液によって行われる（開口３０を形成
しおよび酸化シリコン層２２を除去するためのエツチン
グプロセスは１工程で行われる）。窒化シリコン層は、
特にそれがアンダーエツチングされる区域では前記フッ
化水素の水溶液で溶解されるので、第９図および第１０
図に示すようにエツチングされた形状が酸化ンリコン層
２２内に得られる。このようにして露出された半導体本
体２１の部分３１は、下側に区域２９が存在する酸化物
領域３２によっ−ご横方向に絶縁されている。窒化シリ
コンＩ；：’ｔ　２の残留部分４が最終的に除去される
。イオンが酸化ンリコン層２２に注入されるならば、酸
化ンリコン層２２は、りれ処理の後であってもより急速
にエツチングし得るようになる。イオンが酸化シリコン
層２２に達するようにイオン注入が行われると、表面３
１に対して角度３４をなす傾斜縁部３３が得られる。角
度３４は、イオン注入２８によって影響を受は得る。

第１１図〜第１５図は、わずかに異なる同様の半導体装
置の製造の連続工程における略断面図を示している。こ
の場合、ステップ状隆起部２３を、例えば適切に選択さ
れた気体から低圧力で補助層３５をデポジットさせるこ
とによって補助層３５によって覆う。残りの製造工程は
、上述した実施例におけると同様に行われる。この方法
の利点は、ステップ状隆起部をホトラッカーによって作
ることができ、その結果前記製造方法に比べていくつか
の処理工程を省略できることである。

第１６図〜第２１図は、前述の第１実施例の方法に匹敵
しく−Ｗる方法を用いた半導体装置の連続する製造工程
における略断面図である。この場合においても、補助層
２５が一時的に設けられる垂直縁部２４を有するステッ
プ状隆起部２３を窒化シリコン層２　　　。

上に形成し、垂直縁部２４にほぼ平行に照射されるイオ
ンビームによってイオン注入を行う。この場合、近接し
相互に絶縁された多数の導体４８が多結晶シリコン層４
２内に形成される。

出発材料は、約５０ｎｍの厚さの酸化シリコンの上部層
４１を有するシリコンの半導体本体４０を具える基板１
である。この上部層上には、５００ｎｍの厚さの多結晶
シリコン層４２を設け、この多結晶シリコン層上には約
１５０　ｎｍの厚さの窒化シリコン層２を設ける。次に
、この窒化シリコン層２の上側には、通常のホトラッカ
ーマスクおよび通常の異方性エツチング工程によって、
この場合約１１０００ｎの高さを有する多結晶シリコン
のステップ状隆起部２３を形成する。このステップ状隆
起部２３は、例えばステップ状隆起部２３を熱酸化させ
ることによって約１１００ｎ　の厚さの補助層２５が一
時的に設けられる垂直縁部２４を有している。補助層２
５を有するステップ状隆起部２３は、窒化シリコン層２
へのイオン注入のためのマスクとして用いられる。矢印
４３で示されるイオンビームは、縁部２４にほぼ平行に
照射される。次に、補助層２５を除去し、本発明に基づ
いて窒化シリコン層２に熱処理を施す。補助層２５が取
除かれたステップ状隆起部２３は、窒化シリコン層２の
エツチング処理の間にマスクとして用いられる。このエ
ツチング処理の間、イオンが注入されなかった窒化シリ
コン層２の露出部分は除去され、窒化シリコン層２に開
口４４が形成される。これらの開口４４は、補助層２５
の厚さにほぼ等しい幅を有している。

ステップ状隆起Ｂ２３を除去した後、窒化シリコン層２
に形成されたマスク（４，６，４４）を用いて、異方性
プラズマエツチングにより、酸化シリコン層４１に達す
るまで多結晶シリコン層４２内に間隙４６を形成する。

次に、層４２の多結晶シリコンに熱酸化処理を施すと、
間隙４６は、酸化物層４７によって充てんされる。この
ようにして、多結晶シリコン層４２内に、酸化物層４７
によって相互に絶縁された多数の近接する導体４８が形
成される。最後に、窒化シリ“コン層２の部分６を除去
し、窒化シリコン層２の部分４を残して、導体４８が接
点のために交互に露出するようにすることができる。

第２２図〜第２７図は、本発明方法の重要な第２実施例
を用いる半導体装置の連続する製造工程における略断面
図である。この実施例では、本発明は電界効果トランジ
スタの製造に用いられている。

出発材料は、シリコンの半導体本体５１を具える基板１
であり、この半導体本体５１は、約３０ｎｍの厚さの酸
化シリコン層５３が設けられた表面部５２を有しており
、この表面部５２は表面部を横方向に絶縁するための約
３００ｎｍの厚さの酸化シリコンの境界部５４によって
取り囲まれている。このような酸化物の境界部５４は、
フィールド酸化物（ｆｉｅｌｄＯＸ　ｉ　ｄ　Ｏ）と呼
ばれている。酸化シリコン層５３に約５００ｎｍの厚さ
の多結晶シリコン層５６を設け、マスク５７によって覆
われない部分を通常の異方性プラズマエツチング処理に
よって除去することによって、スナップ状隆起部５５を
酸化シリコン層５３上に形成する。窒化シリコン層２を
、垂直縁部を有するステップ状隆起部５５上に形成する
。次に、矢印５９によって示され且つ縁部５８にほぼ平
行に照射されるイオンビームによってイオン注入を行う
。イオン５９を表面領域５２内に注入することにも利用
される上記イオン注入の間、ステップ状隆起部５５の縁
部５８のそばにある窒化シリコン層２の部分６０は、ス
テップ状隆起部５５の上部にある窒化シリコン層２の部
分６１によって遮蔽される。本発明による熱処理の後、
拡散によって半導体区域６２が形成され、イオン注入が
行われた部分６１．６３を残して、遮蔽された部分６０
を除去することができる。このようにして、窒化シリコ
ン層２には、ステップ状隆起部５５の縁部５８の部分の
みが取り除かれたパターンが形成される。窒化シリコン
層２の厚さは、また、縁部５８と縁部５８に直角に延在
する窒化シリコン層２の部分６３との間の距離を決定す
る。

窒化シリコン層２の残留部６１．６３は、ステップ状隆
起部５５の露出縁部５８の酸化処理（これにより絶縁層
６４が形成される）の間、マスクとして用いられる。縁
部５８と窒化シリコン層の部分６３との間には一定の距
離があるので、絶縁層６４は、酸化処理の後、酸化シリ
コンの絶縁層５３と完全に接合する。

次に、窒化シリコン層の残留部分を除去し、半導体区域
６２を、矢印６５によって示されるイオン注入および次
の熱処理によって境界部５４の付近でより多量にドープ
する。接点穴６６および金属層６７を通常のように設け
た後に、トランジスタが形成される。

第２８図および第２９図は、第２イオン注入を行わない
ことを除き第２２図〜第２７図において示した方法と同
じ方法で製造したトランジスタを示す。窒化シリコン層
２の残留部分６１および６３を除去した後、半導体区域
６２が露出されるような量の酸化シリコンをフッ化水素
によるエツチング処理によって除去する。次に、全体を
例えば白金層６８で被覆する。この白金層６８は、熱処
理により露出シリコンと珪化物領域６９を形成する。白
金層６８は、酸化物と反応していないので除去すること
ができる。

第２７図および第２９図に示す両トランジスタは、半導
体区域６２との良好な電気的接点を有しており、これら
接点はトランジスタのソースおよびドレインとして機能
する。

第３０図から第３５図は、本発明方法の重要な第２実施
例を用いた他の半導体装置の連続する製造工程における
略断面図を示す。この実施例では、本発明をバイポーラ
トランジスタの製造のために用いている。

出発材料は、約５００ｎｍ　の厚さのフィールド酸化物
の境界部７２によって取り囲まれた第２導電形の表面部
７１を有する第１導電形のシリコンの半導体本体７０を
具える基板１である。表面部７１および境界部７２に、
上部に酸化シリコン層７６がデポジットされる多結晶シ
リコン層７５を設けることによって、縁部７４を有する
ステップ状隆起部７３を表面部７１上に形成する。酸化
シリコン層７６上に、ホトラッカーのパターンを形成し
た後、縁部７４を有するステップ状隆起部７３を、通常
の異方性プラズマエツチング法によってエツチングする
。そして、窒化シリコン層２を、ステップ状隆起部７３
上に設ける。

次に、矢印７８によって示され且つ第１導電形を決定す
るイオンビームによってイオン注入を行う。

このビームは、ステップ状隆起部７３の縁部７４にほぼ
平行に照射される。このイオン注入７８によって、イオ
ン７９が表面部７１および窒化シリコン層２内に注入さ
れる。この場合、窒化シリコン層２の部分８０は、ステ
ップ状隆起部７３の上部に設けられた部分８１によっ□
て遮蔽されている。本発明による熱処理の後には、イオ
ン７９の拡散によって第１導電形の半導体区域８３が形
成されており、窒化シリコン層２の部分８１および８２
を残して、窒化シリコン層２の部分８０を除去すること
ができる。このようにして、ステップ状隆起部７３の縁
部７４の部分のみが取り除かれたパターンが窒化シリコ
ン層２に形成される。このパターンは、ステップ状隆起
部７３の縁部７４を絶縁酸化シリコン８４に変換するだ
めの次の酸化処理においてマスクとして用いられる。

半導体区域８３に接触する導体８５および半導体本体７
０に接触する導体８６を設けた後、目的とするトランジ
スタが完成される。半導体区域８３に対するイオン注入
７９および絶縁領域８４を設けるためのマスク８１．．
８２が自己整合的に実現されるこの方法によって、ｐｎ
接合７１．８３が導体７５または導体８５により短絡さ
れないように保証される。

第３６図〜第４１図は、本発明方法の重要な第２実施例
の他の好適な変形例を用いて、第３５図に示されたバイ
ポーラトランジスタと同様のバイポーラトランジスタの
連続する製造工程における略断面図を示す。

出発材料は、フィールド酸化物の境界部７２によって絶
縁された表面部７１を有しミ全体が多結晶シリコン層７
５および酸化シリコン層７６で被覆される半導体本体７
０である。この場合、ホトラッカー７７のパターンを、
矢印９１によって示されるイオンビームによって、第２
導電形の特性を与えるイオン９０を表面部７１に注入す
る際に、マスクとして用いる。続いて、パターン７７は
、垂直縁部９４を有するステップ状隆起部９３を、通常
の異方性プラズマエツチング法によって酸化シリコン７
６内にエツチングするために用いられる。このステップ
状隆起部を、窒化シリコン層２で被覆する。次に、矢印
９５により示され且つ縁部９４にほぼ平行に照射される
イオンビームによって、窒化シリコン層２内にイオンを
注入する。この場合にも、窒化シリコン層２の部分９６
は、ステップ状隆起部９３の上部に設けられた窒化シリ
コン層２の部分９７によって遮蔽されている。本発明に
よる熱処理の後には、半導体区域８３が形成されており
、窒化シリコン層２の部分９７および９８を残して、部
分９Ｇを除去することができる。窒化シリコン層の残留
部９８およびステ・７プ状隆起部９３の露出縁部９６を
、多結晶シリコン層７５内に開口９９をエツチングする
際にマスクとして用いる。多結晶シリコン層７５を熱処
理した後には、絶縁層７６に連続する絶縁層１００が形
成され、２つの互いに絶縁された導体が多結晶シリコン
層７５から作られる。導体８６を設けた後に、第４１図
のトランジスタが完成される。このようにして形成され
たトランジスタは、第３５図のトランジスタと比較する
と、追加のイオン注入を犠牲にして得ることができるプ
レーナ構造を有している。

第４２図〜第４７図は、本発明方法の重要な第２実施例
のさらに池の変形例による連続する製造工程における半
導体装置の略断面図を示す。この゛実施例では、本発明
は静電誘導トランジスタを製造するために用いられてい
る。

出発材料は、第１導電形の表面層１１１　を有する第１
導電形のシリコンの半導体本体１１０を具える基板１で
ある。表面層１１１　を、約５００ｎｍ　の厚さの多結
晶シリコン層１１２で被覆し、次に、この多結晶シリコ
ン層１１２上に、約１１００ｎ　の厚さの酸化シリコン
の上部層１１３を熱酸化によって設ける。次に、ホウ素
イオンを、多結晶シリコン層１１２　内１元注入する。

続いて、ホトラッカーマスク１１４および普通の異方性
プラズマエツチング技術によって多結晶シリコン層１１
２　にステ、ンプ状隆起部１１５　を形成する。ステッ
プ状隆起部を、約１１００ｎの厚さの窒化ンリーコン層
２で被覆する。次に、矢印１１６によって示されるイオ
ンビームによってイオン注入を行い、窒化シリコン層２
の部分１１７および１１８にイオンを注入する。この場
合、窒化シリコン層２の部分１１９　は部分１１８　に
よって遮蔽されている。

本発明による熱処理の後、多結晶シリコン層１１２から
のホウ素の拡散によってｐ形導電性区域１２０を形成し
、窒化シリコン層２の部分１１９を除去することができ
る。このようにして露出されたステップ状隆起部１１５
　の縁部１２１　に熱酸化によって酸化シリコン層１２
２を設ける。窒化シリコン層２の残留部分１１７および
１１Ｂを除去し後、矢印１２３　によって示されるビー
ムによって、表面層１１１　にヒ素イオン１２４を注入
する。最後に、熱処理によってｎ形導電性区域１２５を
形成し、金属部１２６　および１２７　を設ける。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は、本発明方法によって得られる半導体
装置の連続製造工程における略断面図、第４図は、イオ
ンが注入されない窒化シリコン層のエツチング速度とイ
オンが注入された窒化シリコン層のエツチング速度との
比を、イオン注入後であってエツチング処理前に行われ
る熱処理の温度の関数として示す図、 第５図〜第１０図は、本発明の第１の製造方法の好適な
実、雄側によって製造される半導体装置の連続製造工程
における略断面図、 第１１図〜第１５図は、第５図〜第１０図において示し
た製造方法の変形例によって製造される半導体装置の連
続製造工程における略断面図、第１６図〜第２１図は、
本発明の第１の製造方法の他の好適な実施例によって製
造される半導体装置の連続製造工程における略断面図、 第２２図〜第２７図は、本発明の第２の製造方法の好適
な実施例によって製造される半導体装置の連続製造工程
における略断面図、 第２８図および第２９図は、第２２図〜第２７図におい
て示した製造方法の変形例によって製造される半導体装
置の連続製造工程における略断面図、第３０図〜第３５
図は、第２２図〜第２７図において示した製造方法の他
の変形例によって製造される半導体装置の連続製造工程
における略断面図、第３６図〜第４１図は、本発明の第
２の製造方法の他の好適な実施例によって製造される半
導体装置の連続製造工程における略断面図、 第４２図〜第４７図は、本発明の第２方法のさらに他の
好適な実施例によって製造される半導体装置の連続製造
工程における略断面図である。 １・・・・・基板 ２・・・・・窒化シリコン層 ３・・・・・ホトラッカーマスク ４・・パ・・イオン注入部分 ６・・・・・非イオン注入部分 ２１、４０．５１・・半導体本体 ２２、４１．７６・・酸化シリコン層 ２３、５５．７３・・ステップ状隆起部２４、５８．７
４・・垂直縁部 ２５、３５　　・・・補助層 ２９、６２．８３・・半導体区域 ３υ、４４　　・・・開口 ３３・・・・・傾斜縁部 ４２、５６．７５・・多結晶シリコン層４６・・・・・
間隙 ４８、８５．８６・・導体 ６８・・・・・白金層 ６９・・・・・珪化物領域。 ↓↓↓↓漆↓↓↓目−２６ ＦＩＧ、１１ １Ｇ１４ ＬＬ　　　　　　　　　ＬＬ　　　　　　　　　ＬＬ円 ｕ−ｕ−〇− 第１頁の続き ０発　明　者　ビルヘルムス・ヤコブス・マリア・ヨセ
フ・ジョスクイン オランダ国５６２１ベーアー・アイ ンドーフエン・フルーネヴアウ ツウエツハ１

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■、窒窒化シロ９フ ンを前記窒化シリコン層内に注入した後、前記窒化シリ
   コン層にエツチング処理を施す半導体装置の製造方法に
   おいて、前記′イオン注入後であって前記エツチング処
   理の前に、前記窒化シリコン層に熱処理を施して、前記
   窒化シリコン層のイオン注入部分が、前記窒化シリコン
   層の非イオン注入８１≦分よりも高い耐エツチング性を
   得るようにすることを特徴とする半導体装置の製造方法
   。 ２、特許請求の範囲第１項に記載の半導体装置の製造方
   法において、窒素、アンチモン、ホウ素、ガリウム、リ
   ン、ヒ素、アルゴン、クリプトンおよびキセノンよりな
   る群から選択される元素から形成されるイオンを、前記
   窒化シリコン層内に注入することを特徴とする半導体装
   置の製造方法。 ３、特許請求の範囲第１項または第２項に記載半導体装
   置の製造方法において、イオンが前記窒化シリコン層の
   少なくとも半分内に侵入するようなエネルギーでイオン
   を注入し、照射ドーズ量を１０１２イオン／　ｃｉより
   大きくなるように選択することを特徴とする半導体装置
   の製造方法。 ４、特許請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載
   の半導体装置の製造方法において、前記窒化シリコン層
   のイオン注入部分が前記窒化シリコン層の非イオン注入
   部分よりも高い耐エツチング性が得られる前記熱処理を
   、７５０℃〜１１００℃の温度で１５〜１２０分間行う
   ことを特徴とする半導体装置の製造，方法。 ５、特許請求の範囲第１項から第４項のいずれかに記載
   の半導体装置の製造方法において、前記窒化シリコン層
   を、ジクロロシランおよびアンモニアを含む混合気体か
   ら、７５０℃〜８５０℃の温度および低減圧力でデポジ
   ットさせることを特徴とする半導体装置の製造方法。 ６、特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載
   の半導体装置の製造方法において、１１り記窒化シリコ
   ン層上に、一時的に補助層が設けられる垂直縁部を有す
   るステップ状隆起部を形成し、この垂直縁部にほぼ平行
   に照射されるイオンビームによってイオン注入を行うこ
   とを特徴とする半導体装置の製造方法。 ７、特許請求の範囲第１項から第５項のいずれかに記載
   の半導体装置の製造方法において、前記窒化シリコン層
   を、垂直縁部を有するステップ状隆起部上に設けた後、
   この垂直縁部にほぼ平行に照射されるイオンビームによ
   ってイオン注入を行うことを特徴とする半導体装置の製
   造方法。 ８、特許請求の範囲第６項に記載の半導体装置の製造方
   法において、前記補助層を、前記窒化シリコン層の下側
   の基板にイオンを注入する際のマスクとして形成し、前
   記補助層を、前記窒化シリコン層内へのイオンの注入の
   際のマスクとして用いないことを特徴とする半導体装置
   の製造方法。 ９、特許請求の範囲第８項に記載の半導体装置の製造方
   法において、前記窒化シリコン層と前記基板との間に酸
   化シリコン層を形成し、前記窒化シリコン層のエツチン
   グ処理によって、イオンが注入されなかった部分を除去
   した後、その残留部分を、前記酸化シリコン層のエツチ
   ングのためのマスクとして用いることを特徴とする半導
   体装置の製造方法。 １０、特許請求の範囲第６項に記載の半導体装置の製造
   方法において、前記補助層を、前記窒化シリコン層のエ
   ツチング処理の際のマスクとして用いることなく、前記
   補助層を、前記窒化シリコン層内へのイオン注入のため
   のマスクとして用いることを特徴とする半導体装置の製
   造方法。 １１、特許請求の範囲第１０項に記載の半導体装置の製
   造方法において、前記窒化シリコン囮のエツチングによ
   って、イオンが注入されていない部分を除去した後、そ
   の残留部分を、前記窒化シリコン層の下側にある多結晶
   シリコン層内に間隙をエツチングするためのマスクとし
   て用い、前記間隙を酸化処理によって酸化シリコンによ
   り充てんすることを特徴とする半導体装置の製造方法。 １２、特許請求の範囲第７項に記載の半導体装置の製造
   方法において、前記窒化シリコン層の残留部分を、前記
   ステップ状隆起部の露出縁部の酸化処理の際にマスクと
   して用いることを特徴とする半導体装置の製造方法。 １３、特許請求の範囲第１２項に記載の半導体装置の製
   造方法において、前記窒化シリコン層内へのイオンの注
   入の際に、この窒化シリコン層の下側にある基板内にイ
   オンを同時に注入し、このイオンが前記窒化シリコン層
   の前記熱処理の際に拡散によって前記基板内に半導体区
   域を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。 １４、特許請求の範囲第１３項に記載の半導体装置の製
   造方法において、イオンが注入されない窒化シリコン属
   の部分を除去した後、その残留部分を、前記ステップ状
   隆起部の露出縁部の熱酸化のためのマスクとして用いる
   ことを特徴とする半導体装置の製造方法。 １５、特許請求の範囲第１４項に記載の半導体装置の製
   造方法において、酸化縁部を有する前記ステップ状隆起
   部を、次のイオン注入の際のマスクとして用いて、前記
   窒化シリコン層のイオン注入および熱処理の際に形成さ
   れる半導体区域を、局部的に一層多量にドープすること
   を特徴とする半導体装置の製造方法。 １６、特許請求の範囲第１４項に記載の半導体装置の製
   造方法において、前記ステップ状隆起部の酸化縁部を、
   珪化物を形成する際のマスクとして用い、全表面にエツ
   チング処理を施して、ステップ状隆起部とステップ状隆
   起部のそばにある基板部との上部を露出させ、前記全表
   面に金属を被覆し、熱処理を施して、前記ステップ状隆
   起部と前記基板部との露出部が前記金属と珪化物を形成
   するようにすることを特徴とする半導体装置の製造方法
   。 １７、特許請求の範囲第１２項に記載の半導体装置の製
   造方法において、前記ステップ状隆起部の下側にある基
   板内に第１導電形を定めるイオンを、前記ステップ状隆
   ゛起部に与えた後、前記露出縁部を熱酸化し、酸化され
   た縁部を有するステップ状隆起部を、前記基板への次の
   イオン注入の際にマスクとして用いることを特徴とする
   半導体装置の製造方法。