JPS6037614B2 - Manufacturing method of semiconductor device - Google Patents

Manufacturing method of semiconductor device

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JPS6037614B2
JPS6037614B2 JP51156766A JP15676676A JPS6037614B2 JP S6037614 B2 JPS6037614 B2 JP S6037614B2 JP 51156766 A JP51156766 A JP 51156766A JP 15676676 A JP15676676 A JP 15676676A JP S6037614 B2 JPS6037614 B2 JP S6037614B2
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JP
Japan
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region
polycrystalline silicon
silicon layer
film
window
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晃 田畑
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Fujitsu Ltd
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Fujitsu Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、lop(Isolation by Oxi
de &Pol$ilicon)又はVIP(Vee−
Isolation MthPol俺iliconBa
ck−Fill)と称される技術(以下lOPと称する
)で素子間分離絶縁を行なう半導体装置の製造方法に関
する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention provides lop (Isolation by Oxi)
de &Pol$ilicon) or VIP (Vee-
Isolation MthPolore iliconBa
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device that performs isolation and insulation between elements using a technique called ck-fill (hereinafter referred to as lOP).

一般に、lOP法で素子間分離絶縁を行なった半導体装
置はベース領域、ェミッタ領域をアィソレーション領域
に衛合させることが可能であるから、素子の占有面積を
小さくすることができ、集積度を向上させることができ
る。
Generally, in a semiconductor device in which element isolation is performed using the IOP method, it is possible to align the base region and emitter region with the isolation region, so the area occupied by the element can be reduced and the degree of integration can be increased. can be improved.

第1図はlOP法を適用して製造したバィポーラ半導体
装置の要部説明図である。
FIG. 1 is an explanatory diagram of the main parts of a bipolar semiconductor device manufactured by applying the IOP method.

図に於いて、1はp型シリコン半導体基板、2はn型シ
リコン・ェピタキシャル層、3は二酸化シリコン膜、4
は多結晶シリコン層、5はp型ベース領域、6はn+型
ェミッタ領域、7はn+コレクタ・コンタクト領域、8
はベース・コンタクト領域をそれぞれ示す。
In the figure, 1 is a p-type silicon semiconductor substrate, 2 is an n-type silicon epitaxial layer, 3 is a silicon dioxide film, and 4 is a p-type silicon semiconductor substrate.
is a polycrystalline silicon layer, 5 is a p-type base region, 6 is an n+ type emitter region, 7 is an n+ collector contact region, 8
indicate the base contact area, respectively.

ところで、この構造の半導体装置では、コレクタ・ェミ
ッ夕(C・B)短絡を発生し易いことが従来から問題に
なっている。
Incidentally, in semiconductor devices having this structure, it has been a problem that collector-emitter (CB) short circuits are likely to occur.

その原因は、ェミッタ領域をセルフ・アラィンメント方
式で製造する工程にある。
The reason for this is the process of manufacturing the emitter region using a self-alignment method.

これを第2図乃至第5図を参照して説明する。第2図参
照 (1} 図はベース領域形成用窓38が形成された状態
を表わしている。
This will be explained with reference to FIGS. 2 to 5. Refer to FIG. 2 (1). The figure shows a state in which the base region forming window 38 has been formed.

尚、各部の記号は第1図に倣うものとする。尚、記号3
′は窓38をセルフ・アィソレーションで形成した為に
生じた段差を指示している。第3図参照 ‘2} 熱拡散法を適用し、窓3Bからp型不純物を拡
散してp型ベース領域5を形成する。
The symbols for each part shall be as shown in FIG. 1. Furthermore, symbol 3
' indicates a step created by forming the window 38 by self-isolation. Refer to FIG. 3 '2} A p-type impurity is diffused from the window 3B using a thermal diffusion method to form a p-type base region 5.

この際、窓3Bは二酸化シリコン膜3Aで覆われる。第
4図参照 糊 ァィソレーション領域側はセルフ・アラィンメント
として二酸化シリコン膜3Aのパターニングを行ない、
ェミッタ形成用窓3Eを形成する。
At this time, the window 3B is covered with a silicon dioxide film 3A. See Figure 4. On the isolation region side, pattern the silicon dioxide film 3A for self-alignment.
An emitter forming window 3E is formed.

尚、記号3″は窓3Eをセルフ・アラィンメント方式で
形成した為に生じた段差を指示している。ところで、こ
の工程では、窓38の形成のみならず、同時に、ベース
・コンクタト窓及びコレクタ・コンタクト窓(図示せず
)の形成も行なうようにしている。
Incidentally, the symbol 3'' indicates a level difference caused by forming the window 3E using the self-alignment method. By the way, in this step, not only the formation of the window 38 but also the base contamination window and the collector window 38 are formed. A contact window (not shown) is also formed.

一般に、コレクタ・コンタクト窓を形成する際、最も厚
い二酸化シリコン膜を除去しなければならない。従って
、そのエッチングを行なっている間に、窓3Eのエッチ
ングは、シリコン・ェピタキシヤル層2に形成されたV
カット溝に沿って深さ方向に進行する。第6図参照 {4} 化学気相成長法に依り、多結晶シリコン層9及
び燐桂酸ガラス層10を形成し、熱処理を行なって、燐
桂酸ガラス層101こ含まれる燐を所謂スルー拡散させ
、n十型ェミッタ領域6を形成する。
Generally, when forming the collector contact window, the thickest silicon dioxide film must be removed. Therefore, while performing the etching, the etching of the window 3E is caused by the V formed in the silicon epitaxial layer 2.
Proceeds along the cut groove in the depth direction. Refer to FIG. 6 {4} Polycrystalline silicon layer 9 and phosphosilicate glass layer 10 are formed by chemical vapor deposition, and heat treatment is performed to perform so-called through-diffusion of phosphorus contained in phosphosilicate glass layer 101. Then, an n+ type emitter region 6 is formed.

すると、燐は、Vカット溝に沿って深く拡散され、C・
E短絡を生ずることになる。本発明は、lOP法でアィ
ソレーション領域を形成した半導体装置のェミッタ領域
をセルフ・アラィンメント方式で形成しても、C・E短
絡を生じないようにするもので、以下これを詳細に説明
する。第6図乃至第12図は本発明−実施例の工程順序
を表わすもので、次に、これ等の図を参照して説明する
Then, phosphorus is deeply diffused along the V-cut groove, and C.
E short circuit will occur. The present invention prevents C/E short circuit from occurring even if the emitter region of a semiconductor device in which an isolation region is formed by the IOP method is formed by a self-alignment method, and this will be explained in detail below. . FIGS. 6 to 12 show the process sequence of the embodiment of the present invention, and will be described next with reference to these figures.

第6図参照 ‘1’ 図はIPO法を適用してアィソレーション領域
を形成した状態を示している。
Refer to FIG. 6 '1' The diagram shows a state in which an isolation region is formed by applying the IPO method.

尚、12はn型シリコン・ェピタキシャル層、13は二
酸化シリコン膜、14は多結晶シリコン層をそれぞれ示
している。また、素子形成領域表面には、例えば、二酸
化シリコン膜が存在しないようにエッチングを行なって
ェピタキシャル層12の表面を露出させあるものとする
。第7図参照 【2} 例えば化学気相成長法を適用し、多結晶シリコ
ン層15(第1の多結晶シリコン層)を例えば厚さ〜5
00〔A〕に形成する。
Note that 12 represents an n-type silicon epitaxial layer, 13 represents a silicon dioxide film, and 14 represents a polycrystalline silicon layer. Further, the surface of the epitaxial layer 12 is exposed by etching so that, for example, no silicon dioxide film is present on the surface of the element formation region. Refer to FIG. 7 [2] For example, by applying chemical vapor deposition method, the polycrystalline silicon layer 15 (first polycrystalline silicon layer) is grown to a thickness of, for example, ~5.
00 [A].

第8図参照 【3} 選択的にフオト・レジスト膜16を形成する。See Figure 8 [3} Selectively form a photoresist film 16.

■ イオン注入法を適用し、棚素イオンをェピタキシャ
ル層12中に導入してp型ベース領域17を形成する。
尚、‘3’、■の工程のかわりに、二酸化ケイ素膜をマ
スクとして、熱拡散法によりホウ素を拡散し、p型ベー
ス領域17を形成してもよい。第9図参照 ■ 例えば、化学気相成長法を適用し、窒化シリコン膜
18を例えば厚さ〜2000〔A〕程度に形成する。
(2) Applying the ion implantation method, shelf ions are introduced into the epitaxial layer 12 to form the p-type base region 17.
Note that instead of the step '3' and (2), the p-type base region 17 may be formed by diffusing boron by thermal diffusion using the silicon dioxide film as a mask. See FIG. 9. For example, by applying chemical vapor deposition, the silicon nitride film 18 is formed to a thickness of, for example, about 2000 [A].

(6} 通常のフオト・エッチング法を適用しト窒化シ
リコン膜18の選択的エッチングを行ない酸化用窓18
Aを形成する。
(6) The silicon nitride film 18 is selectively etched using a normal photo-etching method to form the oxidation window 18.
Form A.

第10図参照 ‘71酸化性雰囲気中で熱処理を行ない、多結晶シリコ
ン層15の一部、ェピタキシャル層12の一部を酸化し
、二酸化シリコン膜13′を形成する。
Referring to FIG. 10, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere to oxidize a portion of the polycrystalline silicon layer 15 and a portion of the epitaxial layer 12 to form a silicon dioxide film 13'.

第11図参照 {8} 姿化シリコン膜18を除去する。See Figure 11 {8} Remove the exposed silicon film 18.

■ 例えば化学気相成長法を適用し、多結晶シリコン層
19(第2の多結晶シリコン層)を例えば〜500〔A
〕程度に形成する。
■ For example, by applying chemical vapor deposition, the polycrystalline silicon layer 19 (second polycrystalline silicon layer) is
] Form to a certain extent.

‘10 同じく化学気相成長法を適用して燐桂酸ガラス
膜20(不純物ドープ酸化膜)を形成する。
'10 Similarly, a phosphosilicate glass film 20 (impurity-doped oxide film) is formed by applying the chemical vapor deposition method.

(11)通常のフオト・エッチング法に依り、鱗桂酸ガ
ラス膜20のパタ−ニングを行ない、ベース・コンタク
ト領域上の部分を除去する。第12図参照 (12)熱処理を行なって、燐桂酸ガラス膜20に合さ
れる燐を多結晶シリコン層19,15を介してスルー拡
散させ、n+型ェミッタ領域21及びコレクタ・コンタ
クト領域22を形成する。
(11) The scaly silicate glass film 20 is patterned using a conventional photo-etching method, and the portion above the base contact region is removed. Refer to FIG. 12 (12) Heat treatment is performed to diffuse phosphorus which is incorporated into the phosphosilicate glass film 20 through the polycrystalline silicon layers 19 and 15, thereby forming the n+ type emitter region 21 and the collector contact region 22. Form.

この後、通常の工程を経て電極配線等を形成する。Thereafter, electrode wiring and the like are formed through normal steps.

前記説明で判るように、本発明に依れば、ェミッタ領域
形成用窓はエッチングで形成するものではないから、半
導体バルクに形成されたVカット溝に沿ってェミッタ領
域が延びてコレクタ領域と短絡することは全くない。
As can be seen from the above description, according to the present invention, since the emitter region forming window is not formed by etching, the emitter region extends along the V-cut groove formed in the semiconductor bulk and is short-circuited with the collector region. There's nothing to do.

従って、コレクタ・ェミッ夕耐圧が高く、集積性の高い
半導体装置を容易に製造することができる。尚、本発明
は前記実施例のlOP法以外にも、周知のアイソプレー
ナ法の如き酸化膜埋設アィソレーション法一般における
セルフ・アラィンメント工程の場合に適用しても前記同
様の効果が得られることは云うまでもなし、。
Therefore, a semiconductor device with high collector-emitter breakdown voltage and high integration can be easily manufactured. It should be noted that the present invention can also be applied to the self-alignment process in general oxide film buried isolation methods such as the well-known isoplanar method, in addition to the IOP method of the above embodiment, and the same effects as described above can be obtained. Needless to say.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第5図は従来例の説明図、第6図乃至第12
図は本発明一実施例の工程説明図をそれぞれ表わす。 図に於いて、12はェピタキシャル層、13は二酸化シ
リコン膜、14は多結晶シリコン層、15は多結晶シリ
コン層、16はフオト・レジスト膜、17はベース領域
、18は窒化シリコン膜、19は多結晶シリコン層、2
0は燐桂酸ガラス膜、21はヱミッタ領域、22はコレ
クタ・コンタクト領域をそれぞれ示す。 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 第10図 第11図 第12図
Figures 1 to 5 are explanatory diagrams of conventional examples, and Figures 6 to 12 are illustrations of conventional examples.
The figures each represent a process explanatory diagram of an embodiment of the present invention. In the figure, 12 is an epitaxial layer, 13 is a silicon dioxide film, 14 is a polycrystalline silicon layer, 15 is a polycrystalline silicon layer, 16 is a photoresist film, 17 is a base region, 18 is a silicon nitride film, 19 is a polycrystalline silicon layer, 2
0 represents a phosphosilicate glass film, 21 represents an emitter region, and 22 represents a collector contact region. Figure 1 Figure 2 Figure 3 Figure 4 Figure 5 Figure 6 Figure 7 Figure 8 Figure 9 Figure 10 Figure 11 Figure 12

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1 酸化膜が埋設されてなる素子形成領域分離用のアイ
ソレーシヨン領域を有している半導体基板に第1の多結
晶シリコン層を形成し、次いで、少なくとも一端を前記
アイソレーシヨン領域でセルフ・アラインメントとして
不純物を導入しベース領域を形成し、次いで、前記第1
の多結晶シリコン層上に選択酸化予定部分を除く全面に
窒化シリコン膜を形成し、次いで、前記窒化シリコン膜
を選択酸化用マスクとし少なくとも前記第1の多結晶シ
リコン層を選択的に酸化して二酸化シリコン膜となし、
次いで、前記選択酸化用マスクとして用いた窒化シリコ
ン膜を除去してから第2の多結晶シリコン層を形成し、
次いで、前記第2の多結晶シリコン層上に少なくともベ
ース・コンタクト領域に対応する部分を除き不純物ドー
プ酸化膜を形成し、しかる後、前記二酸化シリコン膜を
マスクとし且つ少なくとも一端を前記アイソレーシヨン
領域でセルフ・アラインメントとして不純物を導入しエ
ミツタ領域及びコレク・コンタクト領域を形成する工程
が含まれてなることを特徴とする半導体装置の製造方法
1. A first polycrystalline silicon layer is formed on a semiconductor substrate having an isolation region for separating element formation regions in which an oxide film is embedded, and then at least one end is self-contained in the isolation region. Impurities are introduced for alignment to form a base region, and then the first
A silicon nitride film is formed on the entire surface of the polycrystalline silicon layer except for a portion to be selectively oxidized, and then, using the silicon nitride film as a mask for selective oxidation, at least the first polycrystalline silicon layer is selectively oxidized. Without silicon dioxide film,
Next, after removing the silicon nitride film used as the selective oxidation mask, a second polycrystalline silicon layer is formed,
Next, an impurity-doped oxide film is formed on the second polycrystalline silicon layer except for at least a portion corresponding to the base contact region, and then, using the silicon dioxide film as a mask, at least one end is formed in the isolation region. 1. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of introducing impurities for self-alignment to form an emitter region and a collector contact region.
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