JPS6026301B2 - 半導体集積回路の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、半導体本体の表面上に絶縁層を設け、この絶
縁層上にこの絶縁層の材料とは異なる材料の他の絶縁層
を設け、この他の絶縁層において、形成すべき半導体装
置のすべての表面隣接領域の区域に孔をあげ、これらの
孔のうち少くとも第１の孔の少くとも一部分を被覆せず
に残りの孔を被覆層により被覆し、その後に非被覆領域
内の前記の最初の絶縁層を除去し、その後に前記の被覆
層を除去し、この最初の絶縁層に得られた第１の孔内で
半導体装置の第１表面領域を得る処理を行ない、次に前
記他の絶縁層の少くとも第２の孔の少くとも一部分内の
前記の最初の絶縁層を除去し、これによりこの最初の絶
縁層に得られた第２の孔内で半導体回路素子に属する半
導体領域を得る処理を行なう半導体装置の製造方法に関
するものである。

この種の半導体装置の製造方法はフランス国特許出願公
告第２１３０３９７号明細書に記載されており既知であ
る。

集積回路を有する半導体装置は多数の処理、例えばェピ
タキシャル成長、拡散、イオン注入、腐食処理等を行な
うことにより形成される。

これらの処理の大部分は多数のマスク工程によって局部
的に行なう必要がある。しかし、順次に用いるマスクを
位置決めする際の誤差の蓄積の為に誤差が大きくなり、
素子の寸法および素子相互間の距離が増大する。更に、
集積回路の複雑性が増大するにつれてマスク工程の回教
が増大し、これにより重畳層が多くなり、腐食処理の精
度を減少させる。

更にこのようにして形成されたレベル差は金属化に分断
を生ぜしめる場合がある。更に、高周波を用いる傾向に
ある為、寸法は著しく減少されるようになっており、従
って精度を増大させる必要がある。

上述した点に鑑み、同一のマスク、すなわち基礎マスク
で行ないうる処理数を最大にする努力が払われている。

このようにする方法を以後セルファラィン形成法と称す
る。フランス国特許出願公告第２２８２１６２号明細書
には、集積回路においてトランジスタのェミツタ領域、
ベース接点領域およびコレクタ接点領域をセルフアラィ
ン形成したり、１回の写真食刻処理によって得た基礎マ
スクから開始する拡散によって得た島間の領域をセルフ
アラィン形成する方法が記載されている。

各処理に対しては、この処理に用いないマスクの窓は被
覆されている。

しかしこの方法は、半導体材料の穿孔処理および酸化処
理によって形成した絶縁領域によって横方向の島分離を
得る場合には用いることができない。この処理を低温度
で行なう場合でも熱酸化に耐えうるフオトラツカー層は
ない。本発明の目的は、少くとも位置および寸法の双方
或はいずれか一方が半導体装置の特性に直接影響を及ぼ
すすべての素子（熱酸化により形成される絶縁領域を含
む）、従って極めて正確に形成する必要のある素子をセ
ルフアラィン形成する方法を提供せんとするにある。

上述の“絶縁領域”には、関連する絶縁部分の形状およ
び寸法に関するいかなる制限をも伴なうものではない。

例えばこの絶縁領域は、能動および受動素子によって占
められる表面を除いた半導体ディスクの全表面を占める
場合もある。本発明は特に、同一の基礎マスクから開始
される順次のマスクを形成する３つの絶縁層を適当に組
合せたものを用いることにより本発明の目的を達成し得
るという事実を基に成したものである。

本発明半導体集積回路の製造方法は、少くとも１つの半
導体回路素子を有する半導体集積回路を製造するに当り
、‘１｝ 第１導電型とは反対の第２導電型の基板上に
第１導電型のェピタキシアル層を有する半導体本体を準
備し、■ 半導体本体の表面上に第１の絶縁層を直接設
け、【３’前記第１の絶縁層の材料とは異なる材料より
成り、窒化珪素を有する第２の絶縁層を前記第１の絶縁
層上に設け、【４１前記第２の絶縁層の材料とは異なる
材料の第３の絶縁層を前記第２の絶縁層上に設け、‘５
１ 前記の半導体回路素子の表面隣接領域を形成すべき
複数の並置領域で前記の第３の絶縁層に孔をあげ、これ
らの孔には、前記の半導体回路素子を設けるべき半導体
の島を囲む少くとも１個の孔を含ませ、これにより、形
成すべき半導体回路素子の、寸法的に臨界的なすべての
領域の寸法および位置を同時に且つ正確に画成する基礎
マスクを前記第３の絶縁層に形成し、（６’前記の半導
体の島を囲む前記の少くとも１つの孔の少くとも一部分
を除いて前記のすべての孔を被覆層で被覆し、‘７｝
非被覆領域内で前記第２の絶縁層を除去し、‘８１ 非
被覆領域内で前記第１の絶縁層を除去し、‘９｝ 前記
の少くとも１つの孔内で露出された半導体材料に凹所を
腐食形成し、‘ＩＱ 前記の凹所を腐食形成した後或い
はその前に前記の被覆層を除去し、（１１）前記の少く
とも１つの孔内で露出された半導体材料を熱酸化し、こ
れにより下方に向って基板まで延在し且つ前記の島を囲
む酸化物絶縁領域を形成し、（１２）前記第３の絶縁層
の基礎マスクのすべての残りの孔内で第２の絶縁層を除
去し、これにより下側の第１の絶縁層を除去することな
く前記の基礎マスクのレプリカを前記第２の絶縁層内に
形成し、（１３ 前記第１の絶縁層を経てイオン注入す
ることにより前記残りの孔のうちの少くとも１個内に前
記半導体回路素子の前記表面隣接領域を形成することを
特徴とする。

最下側の絶縁層は絶縁領域の形成中マスクとして作用し
、最終的に得られた半導体装置ではこの最下側の絶縁層
は不活性化層（表面安定化層）として作用する。

種々の領域の区域において基礎マスクに形成した孔は、
これらの孔から下側層に形成したレプリカマスクの孔を
経て上記の種々の領域を適正に画成する。

このようにして半導体領域の位置および寸法が絶縁領域
に対して正確に画成される。本発明方法によれば、２つ
の並置した半導体領域を中間の酸化物領域により互に絶
縁させ、これら半導体領域間の距離が半導体の島の絶縁
領域を用いる場合よりも小さくなり、この最小距離はｐ
−ｎ接合の降服電圧によって決まるようになる。周知の
ように、集積回路を製造する方法で行なう必要のある最
初の写真食刻処理は平坦な表面で行なわれる為、この写
真食刻処理は容易であり、極めて正確に行なうことがで
きる。本発明方法においては、基礎マスクの形成に際し
均一層中に同時に形成するすべての窓に対しこの利点が
得られる。これが為、位置および寸法は同一の表面上に
数個のマスクを順次に設ける場合よりも良好なものとな
る。本発明の実施に当っては、前記第３の絶縁層の前記
少くとも１つの孔の一部分内のみの前記第２の絶縁層を
第１の処理で除去し、熱酸化後に前記第３の絶縁層の前
記少くとも１つの孔の残存部分内の前記第２の絶縁層を
も除去し、前記の酸化物絶縁領域に隣接する不純物添加
半導体領域を前記の残存部分内の第１絶縁層を経て形成
するのが好適である。

このようにすることにより、少くとも寸法が高い精度を
必要としない絶縁領域の側で、寸法が抵抗接点領域或は
ベース接点領域のような他の領域の寸法よりも重要でな
いいかなる領域をも上記の絶縁領域に隣接させて設ける
ことができる。

更に本発明においては、前記の第１の絶縁層を経てイオ
ン注入することにより少くとも１個の半導体領域を形成
し、適当な不純物添加濃度と肉薄領域とが得られるよう
にするのが好適である。実際にはイオン注入に際しマス
クとして通常のフオトラツカー層を用いることができる
。更に、イオン注入は高温度で行なわれない為、不所望
な横方向拡散は生じない。必要なすべての拡散は、あら
ゆる不純物を添加した後に行なわれる同一の熱処理中に
行なうのが有利である。絶縁体材料として珪素を用いる
場合には、絶縁領域を低温度における穿孔処理および酸
化処理によって行なうのが好適である。

穿孔処理は絶縁層にあげた孔を経て適当な腐食剤により
行ない、この穿孔処理によって得られた溝の表面を酸化
する。珪素の酸化は、高水蒸気圧或は高酸素圧でしかも
低温度で行なうことができるということは既知である。
種々の絶縁マスク層に対して用いられる材料の選択は数
個の条件に依存する。

基礎マスクの材料は、その下側の層に対して作用しない
或は多くともほんのわずかだけ作用する腐食剤によって
選択的に腐食しうるようにし、基礎マスク材料は肉薄に
形成或は堆積させしかもこの基礎マスクを正確に腐食す
ることができるようにし、更に上記の基礎マスク材料は
他の材料を除去するのに用いる腐食剤に感応しないよう
にするとともに半導体領域の形成に用いる添加不純物を
全く或は多くともほんのわずかしか通さないようにする
必要がある。

上述したことから、第３の絶縁層は酸化アルミニウムを
以って構成するのが好適であり、第１の絶縁層は酸化珪
素とするのが好適である。

半導体表面上に直接設ける第１の絶縁層は数個の機能、
すなわち窒化珪素層の形成を容易にする機能或は窒化珪
素層の品質を改善する機能と、注入不純物添加イオンの
最大濃度部分を半導体表面の方向に偏移させる機能（こ
の偏移は第１の絶縁層を経てイオン注入することにより
生じる）を満足させることができる。

図面につき本発明を説明する。

図面に示す寸法は比例するものではなく、特に種々の層
の厚さ、例えばイオン注入により得た領域の厚さは誇張
して明瞭とした。

まず最初に、バィポーラトランジスタと小さな値の抵抗
とを有する珪素半導体装置に適用した本発明方法の一例
を第１〜１６図につき説明する。

第１図はわずかに不純物添加したｐ型珪素基板２９を示
す。この基板２９の表面上には例えば熱酸化により酸化
珪素層５０を形成し、この酸化珪素層に写真食刻処理に
より少くとも１個の窓５１を腐食形成することにより酸
化物領域５０１，５０２を形成する。この窓５１を経て
砥素或はアンチモン（好適にはアンチモン）を領域５２
に不純物添加し、その後に拡散を行ない領域５２内の最
終濃度が例えば１ぴ１枇素原子／塊或は５・１び‘９１
アンチモン原子／塊となるようにする。この結果の半導
体ディスクを第１図に示す。次に酸化物マスク５０を腐
食によって除去し、その後にこの露出した表面上に厚さ
が２００Ａの酸化物層５３を設ける。

この酸化物層５３は乾燥酸素雰囲気中で１０００℃で１
粉ご間熱酸化することにより得る。この酸化物層５３を
経て半導体ディスクの全表面に亘つて、イオンドーズ量
（線量）が１び２〜１び５棚素イオン／めでイオンエネ
ルギーが１２０〜１８皿ｅＶなるイオン注入を行なう。

濃度比の関係上、多量に不純物添加されたｎ型領域６２
はその導電型において反転しないがイオン注入ｐ型領域
５４１，５４２によって分離され、これらｐ型領域は９
００℃における１５〜３０分間の燐なまし処理後に例え
ば１び６〜１び７原子／地の最大濃度を有するようにす
る。その結果の半導体ディスクを第２図に示す。次に、
例えば弗化水素酸および弗化アンモニウムを有する腐食
裕内で腐食処理することにより酸化物層５３を除去する
。

このようにして露出させた表面をヱピタキシヤル成長処
理に用い、本例ではｎ型層４８を気相からェビタキシャ
ル成長させる。この層４８には例えば５・１び４〜１び
６硯素原子／地の濃度に枇素を不純物添加し、この層の
抵抗値を０．５〜２０−抑とする。この結果の半導体デ
ィスクを第３図に示す。絶縁領域を形成する温度を低く
することにより半導体ディスクの熱処理を制限すること
ができ、従ってヱピタキシャル層４８における埋層層を
形成すべき領域５２の厚さ方向の成長は主に前記のェピ
タキシヤル成長中に行なわれ、この領域５２の厚さは約
０．２５〜０．４０ムのとなる。

これが為、ェピタキシヤル層の厚さを１．３山肌、場合
によっては０．８〃仇も制限でき、後に珪素を酸化する
ことによって絶縁領域を形成する処理中にこれら絶縁領
域の端縁におけるレベル減少が生じる。すなわち薄常の
長い酸化時間とする場合のように０．８仏のとならずに
０．４仏のとなる。層５２は図面の面においてｐ型領域
５４１，５４２によって互に分離された領域に分割され
る。

これらｐ型領域５４１，５４２は絶縁領域の下に反転層
が形成されるのを防止する作用をする。層５２はコレク
タ電流通路を形成し、この通路により、コレクタ電流を
コレクタ接続領域およびバィポーラトランジスタのコレ
クタ領域接点に導く。領域５４１によって占められる位
置は、コレクタ接続領域と同時に形成される低オーム抵
抗値Ｒｆの抵抗の位置に相当する。本発明によれば、ェ
ピタキシャル層４８の表面５５上に厚さが０．０１仏の
〜０．０４り仇の酸化珪素層５６（以後第１の絶縁層と
称する）を形成する。

次に半導体ディスクの全表面に亘り３皿ｅＶ〜６皿ｅＶ
のイオンエネルギーで棚素のイオン注入を行ない、１び
３〜１び４枇素原子／のの表面濃度を有するイオン注入
領域５９を得る。このイオン注入領域５９は特にバィポ
ーラトランジスタのベース領域の外因性部分を形成する
為のものであり、場合によっては約６０００／口の平均
値を有する抵抗を形成する為のものでもある。本発明に
よれば、プラズマにおけるように比較的低い温度を許容
する既知の方法により、レプリカマスクを形成すべき第
２の絶縁層５７を第１の絶縁層５６上に設ける。

この第２の絶縁層５７は例えば窒化珪素とし、その厚さ
を写真食刻条件に合致するとともに必要とする種々のイ
オン注入に対して充分にマスクしうる厚さとする。この
第２の絶縁層５７を形成する窒化物は０．０７ｒｍ〜０
．１５仏肌の厚さとするのが有利である。この製造段階
の半導体ディスクを第４図に示す。第２の絶縁層５７上
には陰極スパッタリングのような既知の方法により厚さ
が０．１ムｍ〜０．４〃肌で、基礎マスクを形成すべき
酸化アルミニウム（Ｎ２０３）の第３の絶縁層５８を設
ける。

次に第３の絶縁層５８を写真食刻処理により腐食して孔
６０１〜６０５を形成し、これにより基礎マスクを得る
。この腐食処理は氷酢酸１リットル当り１０〜３０夕の
熱化アンモニウムを含む腐食格によって行なうのが好適
である。腐食処理は窒化珪素層５７を腐食することなく
、この窒化珪素層５７で自動的に停止される。この結果
の半導体ディスクを第５図に示す。基礎マスクの端緑は
士０．２５仏のの精度で得ることができる為、幅が少く
とも２仏のの領域によって互に分離された約１一肌の孔
を最終的に第１の絶縁層内に有効に形成することができ
る。

孔６０３は、後にトランジスタのヱミッタ領域と、ベー
ス領域の真性部分とを順次に形成すべき位置に相当する
。

孔６０４および６０５は絶縁領域が占める位置に相当す
る。孔６０１および６０２の各々は少くとも２つの隣接
領域を有し、そのうちの一方の領域は絶縁領域より成り
、他方の領域は半導体接点領域より成る。

孔６０５内に形成すべき絶縁領域は、半導体回路素子（
トランジスタ、抵抗等）が形成される島状領域と集積回
路の残部との間を絶縁する作用をする。

孔６０４内に形成すべき絶縁領域はトランジスタのコレ
クタ接続領域とトランジスタの残部との間を絶縁する作
用をし、領域５２は上記のコレクタ接続領域とコレクタ
領域自体との間の導体として作用する。コレクタ接続領
域とトランジスタのベース領域とを互に接近させて配置
して面積を節約する為に、孔６０４内に形成すべき絶縁
領域は他の絶縁領域よりも幅狭にすることができ、この
孔６０４内に形成すべき絶縁領域の最小厚さは例えば下
側腐食（アンダーエッチング）や酸化の深さを考慮して
２ム仇〜２．５仏肌の孔に相当する４ムｍの厚さとし、
３ムｍ〜３．５仏のの孔に相当する５ム肌の厚さにしな
い。この工程で得られた半導体ディスクを第５図に示す
。

次にこの半導体ディスク上にフオトラッカー層（感光ラ
ッカー層）を設け、光重合することにより図面の面にお
いて孔６２１によって互に分離されたフオトラッカー領
域６１１および６１２が現像処理後に維持されるように
する。この結果の半導体ディスクを第６図に示す。この
フオトラッカーマスクの位置が基礎マスクの位置に対し
て一定となる精度は土１仏のである。

酸化珪素を腐食せずに窒化珪素を選択的に腐食処理する
方法を用いた場合にはフオトラッカー領域６１１，６１
２の位置は高精度で一定とならない。

このことを特に第６図では、フオトラッカー領域６１２
の一端６１０がその下側の層５８の領域５８２の端縁に
対し収縮しているということで表わす。これに対し、フ
オトラッカー領域６１２の他端は絶縁領域が占める位置
の境界を構成し、このフオトラッカー領域６１２で被覆
された隣接表面はベース接点領域で占められ、フオトラ
ッカー領域６１１の両端の場合も同様に層５８の領域５
８１のそばに位置する位置は形成すべき抵抗の接点領域
で占められる。

第６図の図面の平面で見てＸ，が層５８の領域５８３の
端緑とフオトラッカー領域６１の隣接機縁との間の孔６
２２の幅とした場合、フオトラッカ−領域６１１の端縁
はこの幅Ｘ，と抵抗接点の幅Ｘ２との双方を同時に決定
する。

フオトラッカー領域６１１，６１２の端緑の位置の為に
、トランジスタのベース接点領域の位置および寸法とト
ランジスタの他の接点領域の位置および寸法とは孔６２
１の両側で決定される。

大きな精度を必要とする領域の寸法、すなわちベース領
域の幅、ェミッタ領域の幅、抵抗の長さおよびコレクタ
接続領域とべ‐ス領域との間の距離はすべて層５８より
成る基礎マスクによって決定される。正燐酸による腐食
処理或は弗化物および酸素に基づくプラズマ中での腐食
処理により、孔６０４，６０５，６２１および６２２内
に位置する層５７の窒化珪素部分を除去する。

この腐食処理は酸化珪素層５６によって自動的に停止さ
れる。このようにして窒化珪素層５７内に孔が形成され
、これらの孔により図面の面内で領域５７１，５７２，
５７３，５７４および５７５を互に分離させる。酸化珪
素層５６は弗化水素酸および弗化アンモニウムを含有す
る溶液によって腐食し「層５７に形成された孔のレプリ
カである孔をこの酸化珪素層５６内に形成する。

次に、弗化水素酸、硝酸、酢酸およびヨウ素を含有する
既知の溶液により溝６５１〜６５４を腐食形成する（第
７図参照）。これらの溝を充填する為に酸化が用いられ
る為、これらの溝の深さは絶縁領域が有する厚さの半分
よりもわずかに大きく２′３よりも小さくする。この腐
食処理は第７図に示す下側腐食を生ぜしめる。上述した
場合において基板上にイオン注入することによりチャン
ネル阻止領域を形成しなかった場合には、この製造工程
でわずかなドーズ量の棚素イオンを注入することにより
これらのチャネル阻止領域を形成することができる。

これらイオンの注入は、これらのイオンがチャネル阻止
領域を形成する溝６５１〜６５４の区域を除いて、半導
体ディスク上に設けられた種々の層によって阻止される
。次にフオトラッカー層の残存領域６１１，６１２を通
常の方法で除去する。

溝６５１および６５２はフオトラッカー層の残存領域６
１１，６１２の存在にかかわらず形成しうろことから明
らかなように、これらの残存領域６１１，６１２は溝６
５１〜６５４を腐食形成する前に除去することができる
。この工程で得られた半導体ディスクを第７図に示す。
次に低温度でしかも圧力下で酸化することにより溝６５
１〜６５４を充填する。

この酸化は、例えば８００ｑｏで６疎気圧から６５０ｑ
ｏで９ぴ気圧までの範囲の圧力で飽和水蒸気の雰囲気中
で行なうか、８００℃で１０の気圧から６５０ｑｏで２
５０気圧までの範囲の圧力で純粋酸素雰囲気中で行なう
。この酸化には数時間、すなわち２〜１畑時間必要とす
る。この酸化の結果得られた半導体ディスクを第８図に
示す。

この第８図において絶縁領域の可視部分を６７１〜６７
４で示し、５４１１，５４１２および５４２はイオン注
入領域５４１，５４２のチャネル阻止領域を示し、これ
らチャネル阻止領域は０．６山肌以下の厚さおよび４０
００／□以上の抵抗値を有する。絶縁領域６７２および
６７４はトランジスタを形成すべき領域４８２と集積回
路の残存部との間を絶縁し、絶縁領域６７３は上記の領
域４８２を２部分に、すなわち部分４８２１内に形成さ
れるコレクタ接続領域と他の部分４８２２内に形成され
るベースおよびェミッタ領域とに分割する。

絶縁領域６７１および６７２は、コレクタ領域の形成に
用いるのと同じイオン注入によって低オーム抵抗値の抵
抗を形成すべき領域４８１を絶縁し、領域４８１におけ
る接点はェミッタ領域と同時に形成されるイオン注入領
域によって改善することができる。次に、基礎マスクの
孔を経て露出された層５７の部分を腐食除去することに
より、この層５７に基礎マスクのレプリカに相当する部
分を形成する。

この腐食処理には例えば正燐酸を用いる。この製造工程
において第２絶縁層５８の残存する基礎マスクを除去す
ることができる。この処理は弗化アンモニウムと氷酢酸
とを用いた腐食処理により行なう。この工程で得られた
半導体ディスクを第９図に示す。次にこの半導体ディス
ク上にフオトラツカー層６９を設け、このフオトラッカ
ー層６９に孔をあげ、このフオトラッカ−層を領域６９
１，６９２に分離する。

次に化学的な腐食処理により窒化珪素の領域５７４を除
去し、次に酸化珪素の領域５６４を除去し、ェピタキシ
ヤル層の表面５５の部分５１を滋出させる。

この工程で得られた半導体ディスクを第１０図に示す。
次にフオトラッカー領域６９１および６９２を除去する
。

次に、コレクタ接続領域、低オーム抵抗値の抵抗および
この抵抗の接点を形成すべきイオン注入領域を得るのに
、１び５〜５・１び５礎イオン／地のイオンドーズ量お
よび４皿ｅＶ〜１０雌ｅＶのエネルギーでイオン注入す
る際のマスクとして、図面の面内で孔７２１，７２２に
よって部分７１１，７１２，７１３に分離された新たな
フオトラッカー層７１を半導体ディスクの同一能動表面
上に設ける。次に新たなイオン注入により、領域４８２
１内にコレクタ接続領域７３を形成し、領域４８１内に
低オーム抵抗値の抵抗体を構成するイオン注入領域７４
と、上記の抵抗体の接点を構成するイオン注入領域７５
１および７５２とを形成する。

この工程で得られた半導体ディスクを第１１図に示す。
次にフオトラッカー層７１を完全に除去し、ェミツタ領
域、他の浅いｎ型領域およびｎ型接点領域を形成するイ
オン注入に対するマスクとして、フオトラッカー層７６
を半導体ディスクの能動表面上に設け、このフオトラッ
カー層７６を図面の面内で孔７７１および７７２により
部分７６１，７６２，７６３に互に分離する。

次に酸化珪素層５６の露出部分を既知の腐食処理により
除去し、孔７８１，７８２および７８３を得る。

腐食俗は絶縁領域の酸化珪素をわずかに腐食するが、こ
の腐食は、層５６の厚さが絶縁領域に比べて薄い為に重
要なことではない。

次に、８・１び４〜７・１び５枇素イオン／地のイオン
ドーズ量および８０ＫｅＶ〜１４０ＫｅＶのエネルギー
で孔７８１，７８２，７８３および７７２を経てイオン
注入することにより、抵抗の表面接点領域７９１および
７９２と、コレクタ電極の表面接点領域７９３と、ェミ
ッタ領域７９とを形成する。

このェミッタ領域７９の寸法および位置は基礎マスクの
孔のレプリかこ相当する孔７８３によって決まる。この
工程で得た半導体ディスクを第１２図に示す。次にフオ
トラッカー層７６を除去した後、半導体ディスクの同一
能動表面上に新たなフオトラッカー層８０を設け、この
フオトラッカー層８０を孔８１により部分８０１，８０
２に分離し、この孔８１を経て、ベース接点領域で占め
られる位置に相当する層５６の露出部分を除去する。

次にこの孔８１を経て５・１び３〜５・１び４枇素イオ
ン／地のドーズ量および３皿ｅＶ〜５皿ｅＶのエネルギ
ーでイオン注入することによりベース接点領域８２１と
真性ベース領域８２２とを形成する。上記のベース領域
８２２はイオン注入ヱミッタ領域７９を経るイオン注入
により得られる。この工程で得られた半導体ディスクを
第１３図に示す。次にフオトラツカー層８０を除去し、
熱処理を行なって注入不純物を再分布させる。

この焼なまし処理は例えば酸素雰囲気中で９７ｙｏ〜１
０５０ｑｏの温度で３０分間行なう。半導体装置の種々
の領域、特にトランジスタのベース領域およびェミッタ
領域の最終的な厚さおよび不純物濃度はこの焼なまし処
理により所望な最適値とする必要がある。本発明方法に
よる半導体装置の製造は、通常アルミニウム導体パター
ンより成る所望の接続部を形成することにより終了する
。この接続部の形成は既知のいかなる方法によっても行
なうことができる。本例では、半導体装置の種々の領域
および絶縁領域を形成した後に半導体ディスクの全表面
を厚さが約０．７山肌でシラン雰囲気からの熱分解堆積
によって得た酸化珪素の絶縁層８３によって被覆する。

次にこの絶縁層８３にフオトラッカー層８４を被覆し、
このフオトラツカー層８４に光重合を行なってマスクを
形成し、このマスクの孔を、第１接続レベルを成す金属
導体のパターンにほぼ一致させる。

この工程で得た半導体ディスクを第１４図に示す。フオ
トラッカー層８４は絶縁層８３を腐食する為のマスクと
して用いる。

半導体ディスクの表面における絶縁は層５６および５７
の残存部および絶縁領域によって行なわれる為、絶縁層
８３の写真食刻処理を行なう精度を極めて高くする必要
はない。形成された酸化物層８３は弗化水素酸および弗
化アンモニウムより成る既知の溶液によってマスク８４
の孔を経て腐食し、この腐食処理を珪素表面が露出する
まで行ない、珪素と後に設けられる金属との間の接触を
良好にしうるようにする。

このようにして層８３にあげた孔は半導体装置の種々の
領域の接点用の孔を構成する。次にフオトラツカー層８
４の残存部を除去することなく、真空中での蒸着により
半導体ディスクの全表面に亘り肉薄のアルミニウム層８
５を設ける。

この肉薄アルミニウム層８５の厚さは、層８３の厚さに
、半導体ディスクの表面に局部的に残存する保護材料層
の厚さを加えた値にほぼ等しくするのが好適である。露
出された珪素表面とフオトラッカ一層８４の上側表面と
の間のレベル差の為に、肉薄アルミニウム層８５は異な
るレベルにある２部分、すなわち珪素上に存在する部分
８５１とフオトラッカー層８４上に存在する部分８５２
とに分割される。この工程で得た半導体ディスクを第１
５図に示す。次にフオトラッカー層８４の残存部を除去
することによりアルミニウム部分８５２を除去し、第１
の金属化層を得る。

この工程で得た半導体ディスクを第１６図に示す。大部
分が半導体装置の製造が終了するまで腐食されずに残っ
ている層５６は表面状態を改善するとともに、窒化珪素
と珪素との間の界面に電荷が生じるのを防止する作用を
有する。

またこの層５６は第２の絶縁層を腐食する際の障壁層と
しても作用する。更にこの層５６は、イオンビームが固
体に入射される際に生じる結晶損傷を減少させ、またこ
の層５６は注入イオンの一部分を吸収する為、イオン注
入領域５９の最大濃度部分は珪素の表面と一致する。本
明細書では他の金属化しベルに対する説明は行なわない
が、第１の金属化しベルを有する半導体装置を製造する
上述した方法は数個の金属化しベルを有する半導体装置
を得るのにも用いることができること明らかである。

例えば、第１６図に示すような半導体装置上に新たな絶
縁層を設け、次にこの新たな絶縁層上にフオトラッカー
層を設け、このフオトラッカー層を光重合させ、次に前
記の新たな絶縁層を腐食してアルミニウムを設け残存す
るフオトラッカー層を除去し、第１接続レベル（第１金
属化しベル）に対応する一連の処理を繰返すようにする
ことができる。これが為、まず最初に第１および第２金
属化しベル間の連結部を構成する為の層を設け、次に第
２金属化しベルを形成することができる。本発明方法に
用いる基礎マスクおよびそのレプリカマスクによれば、
絶縁領域や半導体装置の領域および接」点孔の位置およ
び寸法を可能な最大の精度で画成することができる。

また半導体装置の製造を基礎マスクの１回の写真食刻処
理から開始するものとすれば、誤差が小さくなり、従っ
て種々の領域等の寸法を最小にすることができ、しかも
この製造を更に進行させる際新たな位置決め（アラィメ
ント）工程を必要とすることなく、すなわち基礎マスク
自体に対する場合と同様な精度で行なう必要のある順次
の処理の位置決めを行なうことなく基礎マスクによって
得られた画成から種々の領域等の位置および寸法を画成
することができる。特に絶縁領域のセルフアラィン形成
によれば空間を節約でき、例えば本発明の製造方法を説
明した半導体装置のベース領域とコレクタ接続領域７３
（第１６図）との間の距離は絶縁領域６７３の幅に等し
くすることができ、この距離はこの幅が最大となるレベ
ルでは６ム肌よりも４・さくなる。これに対し２０Ｖの
ブレークダウン電圧を得る最も好適な場合に通常の既知
の方法を用いると、固有抵抗が１０一肌のェピタキシャ
ル成長材料中で上述した距離は約８仏のとなった。第１
７〜２５図に示す本発明の他の例によれば、出発材料を
わずかに不純物添加したｐ型珪素基板３０より成る平坦
な半導体ディスクとし、この基板３川こ、硯素を不純物
添加したｎ型ェピタキシャル層３１を被覆する。

この層３１を設ける以前に、多量に不純物添加した埋層
ｎ型領域３０２，３０３と、棚素イオン注入によって形
成する肉薄のチャネル阻止ｐ型層３２とを設けておく。
埋層領域３０２，３０３は寄性ｐｎｐトランジスタを除
去する為のものである。ェピタキシャル層３１の露出表
面上には酸化珪素層３３を形成し、その後にこの層３３
を経て棚素イオンを注入し、ｐ型イオン注入領域３４を
得る。

次に窒化珪素より成る第２の絶縁層３５を設け、次に酸
化アルミニウムより成る第３の絶縁層３６を設ける。第
３の絶縁層３６には写真食刻処理により孔３７２〜３７
５をあげ、基礎マスクを形成する。

この工程で得た半導体ディスクを第１７図に示す。次に
絶縁領域を形成すべき個所を露出させる孔を有する部分
３８１，３８２および３８３より成るフオトラッカー層
（マスク）３８を半導体ディスク上に設ける。この工程
で得た半導体ディスクを第１８図に示す。このフオトラ
ッカー層３８より成るマスクは基礎マスク３６と同じ精
度を必要とするものではない。

部分３８２はいかなる妨害を及ぼすことなく部分３６２
および３６３の端緑に対して偏移させることができる。
部分３８１および３８３の端緑にはベース電極、ェミッ
タ電極、抵抗或は電界効果トランジスタの制御電極に対
し必要とするのと同じ高い精度を与える必要はない。こ
れらの電極或は抵抗に対して必要とする精度は基礎マス
クによって決定される。次にマスク３８或はマスク３６
によって保護されていない第２の絶縁層３５の部分を正
燐酸によって除去する。

この腐食処理は酸化珪素層３３上で自動的に終了される
。次にマスク３８を除去する。次に、第２の絶縁層３５
に形成された孔のレプリカである孔が酸化珪素層３３に
形成されるまで弗化水素酸溶液による腐食を行なう。

次に適当な腐食剤により絶縁領域に対する溝を珪素層３
１にあげ、次にこれらの溝を比較的低い温度で、しかも
例えば高水蒸気圧での酸化により充填させる。このよう
にして絶縁領域３９０〜３９３が得られ、これら絶縁領
域は深さに関して層３２まで延在し、ヱピタキシャル層
３１を互に絶縁された島状部分３１‐１，３１２，３１
３に分解する。これらの島状部分３１１，３１２，３１
３内には後に回路素子を形成する。この工程で得た半導
体ディスクを第１９図に示す。次に基礎マスク３６を経
て露出された窒化珪素部分を正燐酸によって腐食するこ
とにより第２の絶縁層３５に基礎マスク３６のレプリカ
を形成する。

次にｎチャネル電界効果トランジスタのソースおよびド
レイン電極の区域に孔４０１，４０２をあげたフオトラ
ッカー層（マスク）４０を半導体ディスク上に設ける。
次に、バイポーラトランジスタのコレクタ接点領域を設
ける必要がある場合にはコレクタ接点領域の形成と同時
に上記の孔４０１，４０２を経て燐イオンを注入すると
によりソース領域４１１およびドレィン領域４１２を形
成する。この工程で得た半導体ディスクを第２０図に示
す。次に、マスク４０を除去した後半導体ディスク上に
設けた新たなフオトラッカ−層（マスク）４２を用いて
酸化珪素層３３の露出部分を除去し、その後にこれによ
ってこの酸化珪素層３３に形成された孔を経て砧素イオ
ン注入を行なうことにより領域４３を形成し、この領域
４３を以つてｐチャネル電界効果トランジスタの制御電
極を構成し（この制御電極４３の寸法は基礎マスクの孔
３７５によって決まる）、領域４３の形成と同時に領域
４１１および４１２の表面部分４１３および４１４内に
枇素がイオン注入される。

場合によってはこのイオン注入により同じ回路のバイポ
ーラトランジス夕のェミッタをも形成することができる
。この工程で得た半導体ディスクを第２１図に示す。次
に、フオトラツカー層（マスク）４２を除去した後、半
導体ディスクの表面上に新たなフオトラッカー層４５を
設け、このフオトラッカー層４５より成るマスクの孔を
経て基礎マスク３６の露出部分３６２，３６３を除去し
、次にｐチャネル電界効果トランジスタおよびドレィン
電極に相当するレプリカマスク３５の露出部分を除去す
る。

この工程で得られた半導体ディスクを第２２図に示す。
次にフオトラッカーマスク４５を除去した後半導体ディ
スク上に新たなフオトラッカー層４４より成るマスクを
形成し、このフオトラッカーマスク４４の孔を経て、ｐ
チャネル電界効果トランジスタのソースおよびドレィン
領域と抵抗の接点領域とに相当する酸化珪素層３３の部
分を腐食除去する。

次にこのようにして形成した孔を経て、また完全に露出
された領域４３を経て棚素イオン注入を行ない、ｐチャ
ネル電界効果トランジスタのソース領域４３１、ドレィ
ン領域４３２およびチャネル４３０と、抵抗の接点領域
４６１および４６２とを形成する。この工程で得られた
半導体ディスクを第２３図に示す。次にフオトラッカー
マスク４４を除去し、次に基礎マスク３６の残部を除去
し、次に熱処理を行なって注入添加不純物を再分布させ
ることができる。本発明方法による半導体装置の製造は
所望の接続部を形成することにより終了する。

第１４〜１６図につき説明した方法と同様な方法により
半導体ディスクに酸化珪素より成る絶縁層４７を被覆し
、次にこの絶縁層４７にフオトラッカー層を被覆し、こ
のフオトラッカー層で第１金属化しベルの金属導体のパ
ターンにほぼ相当する孔を有するマスクを形成する。次
に前記の絶縁層４７を腐食し、肉薄のアルミニウム層８
７を設け、フオトラツカーマスクを除去することにより
アルミニウム層８７の不要部分を除去する（第２４図参
照）。次に半導体ディスク上に窒化珪素層８８を設け、
次にこの上に酸化珪素層８９を設け、この酸化珪素層上
に再びフオトラッカーマスクを形成し、層８８および８
９を腐食した後肉薄のアルミニウム層を設け、上記のフ
オトラッカーマスクを除去し、アルミニウム層９０を得
る。このアルミニウム層９川まいよいま通路と称する２
つの金属化しベル間を相互接続する為の領域を構成する
。更に、新たな窒化珪素層９１と新たな酸化珪素層９２
とを用いることにより第２金属化しベルのアルミニウム
導体９３を形成することができる（第２５図参照）。種
々の窒化珪素層、酸化珪素層およびアルミニウム層の厚
さを適当に定めることによりレベル差が最４・の金属化
しベルを得ることができる。

第１〜１６図につき説明した方法は、第１７〜２５図に
つき説明した方法を用いて得た種類の電界効果トランジ
スタおよび抵抗を有する装置の製造にも適用でき、これ
とは逆に後者の方法は第Ｉ〜１６図につき説明したバィ
ポーラトランジスタおよび抵抗を有する装置の製造にも
適用できること勿論である。また本発明方法を用いるこ
とによりダイオード、コンデンサのような素子を有する
回路も得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜１６図は少くともバィポーラトランジス夕と抵抗
とを有する半導体集積回路を製造する種々の工程を示す
断面図、第１７〜２５図は少くともｎチャネル電界効果
トランジスタと、ｐチャネル電界効果トランジスタと、
抵抗とを有する半導体集積回路を具える半導体装置を製
造する種々の工程を示す断面図である。 ２９，３０・・・・・・ｐ型珪素基板、３１，４８・・
・・・・ｎ型ヱピタキシヤル層、３２……チャネル阻止
ｐ型層、３３，５６・・・・・・酸化珪素層（第１の絶
縁層）、３４，５９，７４，７５１，７５２・・・・・
・イオン注入領域、３５，５７・・・・・・第２の絶縁
層、３６，５８・…・・第３の絶縁層、３８，４０，４
２，４４，４５，６９，７１，７６，８０，８４・・・
・・・フオトラッカー層、４７，８３・・・・・・絶縁
層、５０……酸化珪素層（酸化物マスク）、５１……窓
、５２，３０２，３０３・・・・・・埋層ｎ型領域、５
３・・・・・・酸化物層、５５・・・・・・表面、７３
・・・・・・コレクタ接続領域、７９・・・・・・ェミ
ッタ領域、８５，８７，９０・・・・・・アルミニウム
層、８８，９１・・・・・・窒化珪素層、８９，９２・
・・・・・酸化珪素層、９３・・・・・・アルミニウム
導体、３１ １〜３１３・・…・島状部分、３９０〜３
９３，６７１〜６７４・・…・絶縁領域、４１１，４３
１・・・・・・ソース領域、４１２，４３２・・・・・
・ドレイン領域、４３０・・・・・・チャネル、４６１
，４６２・・…・抵抗の接点領域、５０１，５０２・・
・…酸化物領域、５４１・・・・・・ｐ型領域、５４２
・・・・・・ｐ型領域（チャネル阻止領域）、６１ １
，６１２，６９１，６９２・・・・・・フオトラッカー
領域、６５１〜６５４……溝、７９１〜７９３……表面
接点領域、８２１…・・・ベース接点領域、８２２・・
・・・・真性ベース領域、５４１１，５４１２・・・・
・・チャネル阻止領域。 Ｆｉｇ．ｌ Ｆね．２ Ｆｉｇ．３ Ｆｉｇ．４ Ｆ四．５ Ｆｉ９．６ Ｆｉｇ．フ Ｆｉｇ．８ Ｆｉｇ．９ Ｆｉｇ．１０ ＦｉｇＪ１ Ｆｉｇ．１２ Ｆｉ９．１３ Ｆｉ９．１４ Ｆｉ９．１５ Ｆｉ９．１６ Ｆｉｇ．１７ Ｆｉｇ．１８ Ｆｉ９．１９ Ｆｉ９．２０ Ｆｉ９．２１ ＩＦｉｇ．２２ Ｆｉ９．２３ Ｆｉｇ．２４ Ｆｉｇ．２５

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも１つの半導体回路素子を有する半導体集積
   回路を製造するに当り、（１）第１導電型とは反対の第
   ２導電型の基板上に第１導電型のエピタキシアル層を有
   する半導体本体を準備し、（２）半導体本体の表面上に
   第１の絶縁層を直接設け、（３）前記第１の絶縁層の材
   料とは異なる材料より成り、窒化珪素を有する第２の絶
   縁層を前記第１の絶縁層上に設け、（４）前記第２の絶
   縁層の材料とは異なる材料の第３の絶縁層を前記第２の
   絶縁層上に設け、（５）前記の半導体回路素子の表面隣
   接領域を形成すべき複数の並置領域で前記の第３の絶縁
   層に孔をあけ、これらの孔には、前記の半導体回路素子
   を設けるべき半導体の島を囲む少くとも１個の孔を含ま
   せ、これにより、形成すべき半導体回路素子の、寸法的
   に臨界的なすべての領域の寸法および位置を同時に且つ
   正確に画成する基礎マスクを前記第３の絶縁層に形成し
   、（６）前記の半導体の島を囲む前記の少くとも１つの
   孔の少くとも一部分を除いて前記のすべての孔を被覆層
   で被覆し、（７）非被覆領域内で前記第２の絶縁層を除
   去し、（８）非被覆領域内で前記第１の絶縁層を除去し
   、（９）前記の少くとも１つの孔内で露出された半導体
   材料に凹所を腐食形成し、（１０）前記の凹所を腐食形
   成した後或いはその前に前記の被覆層を除去し、（１１
   ）前記の少くとも１つの孔内で露出された半導体材料を
   熱酸化し、これにより下方に向つて基板まで延在し且つ
   前記の島を囲む酸化物絶縁領域を形成し、（１２）前記
   第３の絶縁層の基礎マスクのすべての残りの孔内で第２
   の絶縁層を除去し、これにより下側の第１の絶縁層を除
   去することなく前記の基礎マスクのレプリカを前記第２
   の絶縁層内に形成し、（１３）前記第１の絶縁層を経て
   イオン注入することにより前記残りの孔のうちの少くと
   も１個内に前記半導体回路素子の前記表面隣接領域を形
   成することを特徴とする半導体集積回路の製造方法。 ２ 特許請求の範囲１記載の半導体集積回路の製造方法
   において、前記第３の絶縁層の前記少くとも１つの孔の
   一部分内のみの前記第２の絶縁層を第１の処理で除去し
   、熱酸化後に前記第３の絶縁層の前記少くとも１つの孔
   の残存部分内の前記第２の絶縁層をも除去し、前記の酸
   化物絶縁領域に隣接する不純物添加半導体領域を前記の
   残存部分内の第１の絶縁層を経て形成することを特徴と
   する半導体集積回路の製造方法。 ３ 特許請求の範囲１或は２記載の半導体集積回路の製
   造方法において、前記第１の絶縁層を経てイオン注入す
   ることにより少くとも１個の半導体領域を形成すること
   を特徴とする半導体集積回路の製造方法。 ４ 特許請求の範囲１ないし３のいずれか１つに記載の
   半導体集積回路の製造方法において、前記第１の絶縁層
   を酸化珪素を以つて構成することを特徴とする半導体集
   積回路の製造方法。 ５ 特許請求の範囲１ないし４のいずれか１つに記載の
   半導体集積回路の製造方法において、前記第３の絶縁層
   を酸化アルミニウムを以つて構成することを特徴とする
   半導体集積回路の製造方法。