JPS6056284B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は半導体装置の製造方法、特にシリコン半導体基
板表面の酸化膜形成方法に関する。

集積回路等では第１図に示すようにシリコン半。導体基
板（詳しくは該基板上に成長したエピタキシャル層）１
に不純物を拡散してベース領域１ａおよびエミッタ領域
ｌｂを形成し、基板１の表面の二酸化ケイ素絶縁膜２に
電極窓２ａ、２ｂをあけ、アルミニウムを蒸着してエミ
ッタ電極配線３およびベース電極配線４等を形成すると
いう作業がしばしば行なわれる。絶縁膜２の厚みは厚い
方が配線の耐圧および分布容量などの点で好ましい。し
カル絶縁膜２が厚いと、エッチングして窓開きするとき
第２図に示すようにサイドエッチングにより窓が大きく
なり、またアルミニウムを蒸１着して電極配線を形成す
るとき、絶縁膜２と基板１の表面との間の段差が大きい
ので第３図に示すようにその角部で断線をを生じやすい
。なおＲはレジスト膜である。そこで第４図に示すよう
に窓を２段構造にすることが考えられ、この方式だと各
段の段差は半減するので蒸着アルミニウム膜３に断線が
生じにくくなるが、この方式ては窓を２段形状にするた
め大開口および小開口を持つマスク２枚を用いて２度フ
ォトエッチングを行なう必要があり、また小開口を持つ
マスクでの２度目のエッチングのときは最初のエッチン
グにより下地にくぼみができているのでマスクの密着性
が悪く、所望通りの形状の窓を開けにくい等の難点があ
る。

多段構造の代りに窓部にテーパを付ける方法もあるが、
再現性に問題がある。本発明はかゝる点を改善し、厚み
が厚くてしかも上述の如き欠点を持たない半導体装置の
製造方法、特にその絶縁膜の形成方法を提案するもので
ある。

本発明の半導体装置の製造方法は略平らな一導電型半導
体基板表面に選択的にベース拡散用の反対導電型不純物
をデポジットしベース領域を形成する工程と、該基板上
に薄い酸化膜を形成する工程と、該酸化膜上にシリコン
窒化膜を形成しエッチングして該ベース領域上のエミッ
タ電極領域とベース電極領域及びベース領域に隣接する
コレクタ電極領域に該シリコン窒化膜を残す工程と、該
基板を酸化性雰囲気で熱処理し該シリコン窒化膜で覆わ
れない基板表面部分に基板内及び前記ベース領域の基板
表面への垂直方向の接合部に食い込みかつ基板表面上に
盛上る酸化膜を形成する工程と、該シリコン窒化膜を除
去する工程と、該エミッタ電極領域を介してベース領域
中に一導電型不純物を導入し前記酸化膜にぶつかる接合
面を有するエミッタ領域を形成する工程と、前記電極領
域の基板上にコレクタ、ベース、エミッタ電極を形成す
る工程とを含むことを特徴とするが、次に実施例を参照
しながらこれを詳細に説明する。第５図〜第７図に示す
本発明の一実施例では、先ず第５図に示すように、半導
体基板１にベース拡散用ｐ型不純物をデポジットし、次
いで酸化性雰囲気で熱処理する。

１１は不純物をデポジットした基板部分を示し、また１
２は熱処理で生成した酸化膜を示す。次にＣＶＤ法など
によりシリコン窒化膜（Ｓｌ３Ｎ４）１１３を酸化膜１
２上に成長させ、かつこれをフォトエッチングによりパ
タニングして電極窓開きすべき部分の窒化膜を残して他
の部分を除去する。次に再び酸化性雰囲気で熱処理し、
ベース拡散のランニングを兼ねて酸化を行なう。周知の
ように窒化膜は酸化阻止機能を持ち、従つての窒化膜で
覆われた部分のシリコン半導体基板は酸化性雰囲気で熱
処理されても酸化せず、窒化膜で覆われない他の部分の
みが酸化される。またシリコン（Ｓｉ）が酸化されると
二酸化シリコン（ＳｌＯ２）が生じるが、このＳｉ＜５
Ｓｉ０２の大よその割合はＳｉが１食われてＳｉＯ２が
２生じるといつた関係にあり、この結果第６図に示す如
くＳｉＯ２は基板内に食い込んだ長さＬとほＳ゛同じ長
さＬだけ基板上へ盛り上る。酸化膜１４が第６図に示す
如く基板内へ半分食い込み、基板上へ半分突出して形成
されるということは、前述の絶縁膜を厚くしかも蒸着金
属膜に断線を生じさせないようにするのに極めて好都合
である。

即ち図面から明らかなように絶縁膜の厚みはユてあるの
に対し電極窓部の段差はその半分のＬで済み、従つて断
線に対しては第４図に示した２段型のものと同様であり
、しかも第４図のもののようにフォトエッチングを２度
行ない、２度目のエッチングではマスクを密着させにく
く、かつ電極窓部が広くなつて集積度が落ちるという様
な問題はない。酸化膜１４を第６図に示すように形成し
たら次は煮沸燐酸によりエッチングして窒化膜１３を除
き、然るのち酸化膜を全面にわたつてエッチングして基
板表面が露出するまで窒化膜１３の下の酸化膜１２を除
去する。

こうして第７図に示す状態になり、電極窓開きされた酸
化膜１４の該窓１４ａ，１４ｂ，１４ｃから基板１の表
面が露出する。次はエミッタ拡散工程に入り、窓１４ｃ
を通してｎ型不純物を拡散してエミッタ領域１ｂを作り
、この拡散工程で生じた表面酸化膜を除き、アルミニウ
ム膜１５をパタニングしてコレクタ、ベース、エミッタ
各電極およびその配線部を形成する。

第５図に示す工程で基板表面に酸化膜 （ＳｉＯ２）１２を形成したのは、窒化膜１３を基板１
の表面に直接被着させるとこれを除去するとき基板表面
にダメージを与えるので、これを防止するためである。

従つて酸化膜１２はダメージ防止が可能な程度に薄くて
よく、例えば５００〜１０００Ａ程度でよい。なお窒化
膜１３の厚みは１５００〜２５００Ａ程度、酸化膜１４
の厚みは５０００Ａで段差つまり基板表面からの突出高
さは２０００Ａ程度である。また窒化膜（Ｓｉ３Ｎ，）
１３のエッチング液には既知の熱リン酸を、酸化膜（Ｓ
ｉＯ２）１２のエッチング液にはフッ酸を用いる。以上
の説明から明らかなように本発明ではシリコン半導体基
板表面の酸化膜つまり絶縁膜を、その半分は基板内に食
い込ませ、残りの半分のみをノ基板上に突出させて形成
するので、電極窓部の段差が半減して電極配線の断線を
防止でき、しかも絶縁膜それ自体は厚いので該絶縁膜上
の配線の耐圧向上および分布容量の減少を図ることがで
きる。

上記実施例で窒化膜１３は酸化阻止機能を持つマスク層
として用いられている。

また酸化膜１４を成長させる工程は単独で行なつてもよ
いが、上記実施例のようにベース拡散などの他の工程を
兼ねて行なうと工程を簡素化することができる。

【図面の簡単な説明】 第１図は代表的な集積回路の一部を示す断面図、第２図
はサイドエッチングの説明用断面図、第３図は断線を説
明する断面図、第４図はこれを防止する二段構造の窓部
の断面図、第５図〜第７図は本発明の製造方法を説明す
る工程図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 略平らな一導電型半導体基板表面に選択的にベース
   拡散用の反対導電型不純物をデポジットしベース領域を
   形成する工程と、該基板上に薄い酸化膜を形成する工程
   と、該酸化膜上にシリコン窒化膜を形成しエッチングし
   て該ベース領域上のエミッタ電極領域とベース電極領域
   及び該ベース領域に隣接するコレクタ電極領域に該シリ
   コン窒化膜を残す工程と、該基板を酸化性雰囲気で熱処
   理し該シリコン窒化膜で覆われない基板表面部分に基板
   内及び前記ベース領域の基板表面への垂直方向の接合部
   に食い込みかつ基板表面上盛上る酸化膜を形成する工程
   と、該シリコン窒化膜を除去する工程と、該エミッタ電
   極領域を介してベース領域中に一導電型不純物を導入し
   前記酸化膜にぶつかる接合面を有するエミッタ領域を形
   成する工程と、前記電極領域の基板上にコレクタ、ベー
   ス、エミッタ電極を形成する工程とを有することを特徴
   とする半導体装置の製造方法。