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JPH07114211B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents
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JPH07114211B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JPH07114211B2
JPH07114211B2 JP4150933A JP15093392A JPH07114211B2 JP H07114211 B2 JPH07114211 B2 JP H07114211B2 JP 4150933 A JP4150933 A JP 4150933A JP 15093392 A JP15093392 A JP 15093392A JP H07114211 B2 JPH07114211 B2 JP H07114211B2
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etching
semiconductor layer
layer
impurity
polycrystalline
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昭夫 栢沼
稔 中村
勝昭 浅野
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Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は各種単体半導体装置、或
いは半導体集積回路装置等の半導体装置の製造方法に係
わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing various single semiconductor devices or semiconductor devices such as semiconductor integrated circuit devices.

【0002】[0002]

【従来の技術】各種半導体装置の製造に当って半導体基
板例えばシリコン基板上に形成した多結晶半導体層或い
は非晶質半導体層を選択的にエッチングする工程を伴う
場合がしばしばある。
2. Description of the Related Art In the manufacture of various semiconductor devices, a process of selectively etching a polycrystalline semiconductor layer or an amorphous semiconductor layer formed on a semiconductor substrate, such as a silicon substrate, is often involved.

【0003】図9ないし図13を参照してシリコン基板
上にシリコンの多結晶半導体層を形成し、これに対して
選択的エッチングを施して半導体装置を得る従来方法の
一例を説明する。
An example of a conventional method for forming a polycrystalline semiconductor layer of silicon on a silicon substrate and selectively etching the polycrystalline semiconductor layer to obtain a semiconductor device will be described with reference to FIGS. 9 to 13.

【0004】この例においては、NPN型のバイポーラ
トランジスタを得る場合である。
In this example, an NPN type bipolar transistor is obtained.

【0005】まず、図9Aに示すように、P型の単結晶
シリコンサブストレイト1を設け、その一主面1aに臨
んで選択的拡散等によってN型の埋め込み領域2を形成
する。
First, as shown in FIG. 9A, a P-type single crystal silicon substrate 1 is provided, and an N-type buried region 2 is formed facing one main surface 1a thereof by selective diffusion or the like.

【0006】図9Bに示すようにサブストレイト1の主
面1a上に全面的にN型のシリコン半導体層3をエピタ
キシャル成長して、単結晶シリコン基板4を形成する。
As shown in FIG. 9B, an N type silicon semiconductor layer 3 is epitaxially grown on the main surface 1a of the substrate 1 to form a single crystal silicon substrate 4.

【0007】図10Aに示すように、基板4のシリコン
半導体層3に、埋め込み領域2上において最終的にエミ
ッタ・ベース領域を形成する部分3aとコレクタ取り出
し電極を形成する部分3bとを残して他部を選択的に熱
酸化して厚い酸化物絶縁層5を形成する。
As shown in FIG. 10A, in the silicon semiconductor layer 3 of the substrate 4, a portion 3a which finally forms an emitter / base region and a portion 3b which forms a collector extraction electrode are left on the buried region 2. The portion is selectively thermally oxidized to form a thick oxide insulating layer 5.

【0008】図10Bに示すように、半導体層3上に酸
化物絶縁層5上を含んで全面的にP型の不純物例えばボ
ロンBがドープされた多結晶シリコン半導体層6を化学
的気相成長法(CVD法)によって形成し、例えば最終
的にベース電極取り出し領域とベース電極となる部分を
残し、他部を選択的にエッチングしてパターン化する。
そしてこの多結晶シリコン半導体層6上を含んで全面的
に同様に例えばCVD法によってSiO2 酸化物のマス
ク層7を形成する。
As shown in FIG. 10B, a polycrystalline silicon semiconductor layer 6 which is entirely doped with P-type impurities such as boron B on the semiconductor layer 3 including the oxide insulating layer 5 is chemically vapor-deposited. Method (CVD method), and, for example, the base electrode lead-out region and the portion which will finally become the base electrode are left, and the other portions are selectively etched and patterned.
Then, a mask layer 7 of SiO 2 oxide is similarly formed on the entire surface including the polycrystalline silicon semiconductor layer 6 by the CVD method, for example.

【0009】図11Aに示すようにマスク層7に対して
フォトエッチングを行って半導体層3の部分3aの一
部、特に最終的にエミッタ領域が形成される部分上に選
択的に窓7aを穿設し、この窓7aを通じて多結晶シリ
コン層6を選択的エッチングして窓7aに対応する窓6
aを穿設する。
As shown in FIG. 11A, the mask layer 7 is photoetched to selectively form a window 7a on a portion of the portion 3a of the semiconductor layer 3, particularly on a portion where an emitter region is finally formed. The polycrystalline silicon layer 6 is selectively etched through the window 7a to form the window 6 corresponding to the window 7a.
a is drilled.

【0010】図11Bに示すように、窓7a及び6aを
通じて多結晶シリコン層6及びこれの上のマスク層7を
マスクとして半導体層3の部分3aに選択的にP型の不
純物例えばボロンBをイオン注入してP型の不純物の注
入領域8を形成する。
As shown in FIG. 11B, P-type impurities such as boron B are selectively ion-implanted into the portion 3a of the semiconductor layer 3 through the windows 7a and 6a using the polycrystalline silicon layer 6 and the mask layer 7 thereabove as a mask. Implantation is performed to form a P-type impurity implantation region 8.

【0011】図12Aに示すように、窓7aを閉塞する
ように領域8上を含んでSiO2 酸化物絶縁膜9を、C
VD法等によって全面的に形成し、さらに熱処理を行っ
てイオン注入領域8を活性化処理してベース領域とする
と共に、部分3a上に直接的に被着された不純物がドー
プされた多結晶シリコン層6からその不純物を部分3a
に拡散させることによってベース領域8の例えば周囲に
ベース電極取り出し用の高濃度領域8aを形成する。
As shown in FIG. 12A, the SiO 2 oxide insulating film 9 including C on the region 8 is formed so as to close the window 7a.
Polysilicon which is entirely formed by the VD method or the like, and is further heat-treated to activate the ion-implanted region 8 to form a base region, and the impurity-doped polycrystalline silicon directly deposited on the portion 3a. Part 6a of the impurities from layer 6
To form a high-concentration region 8a for taking out the base electrode, for example, around the base region 8.

【0012】図12Bに示すように、酸化物絶縁層9に
対してフォトエッチングを行って領域8上の一部に窓9
aを穿設すると共に半導体層3の他部3b上に酸化物絶
縁層9とこれの下のマスク層7を夫々選択的エッチング
して部分3bを外部に露出する窓10を穿設する。そし
てこれら窓9a及び10を通じてN型の不純物を夫々例
えばイオン注入してエミッタ領域11とコレクタ電極取
り出しの低抵抗領域12を形成する。
As shown in FIG. 12B, the oxide insulating layer 9 is photoetched to form a window 9 in a part of the region 8.
The oxide insulating layer 9 and the mask layer 7 under the oxide insulating layer 9 are selectively etched on the other portion 3b of the semiconductor layer 3 to form a window 10 exposing the portion 3b to the outside. Then, N type impurities are ion-implanted through the windows 9a and 10, respectively, to form an emitter region 11 and a low resistance region 12 for taking out the collector electrode.

【0013】図13に示すように、ベース電極取り出し
領域8aに連接する多結晶シリコン層6上の一部にこれ
を外部に露呈する窓13を形成し、窓9a,10,13
を通じて夫々エミッタ電極14、コレクタ電極15、ベ
ース電極16の各金属電極、例えばアルミニウム電極を
形成する。この場合、必要に応じて薄いシリコン多結晶
層17をCVD法等によって形成しておく。
As shown in FIG. 13, a window 13 for exposing the polycrystalline silicon layer 6 to the outside is formed in a part of the polycrystalline silicon layer 6 connected to the base electrode take-out region 8a, and the windows 9a, 10, 13 are formed.
Through, metal electrodes of the emitter electrode 14, the collector electrode 15, and the base electrode 16, for example, aluminum electrodes are formed respectively. In this case, the thin silicon polycrystalline layer 17 is formed by the CVD method or the like, if necessary.

【0014】このようにして基板4に低抵抗の埋め込み
領域2上において半導体層3の部分3aの一部18をコ
レクタ領域とし、これの上にベース領域8が形成され、
さらにこれの上にエミッタ領域11が形成されたNPN
バイポーラトランジスタが得られる。
In this way, the portion 18 of the portion 3a of the semiconductor layer 3 on the buried region 2 of low resistance on the substrate 4 is used as the collector region, and the base region 8 is formed thereon.
Further, an NPN having an emitter region 11 formed thereon
A bipolar transistor is obtained.

【0015】上述したようなバイポーラトランジスタの
製造方法によれば、ベース電極の一部となる多結晶シリ
コン半導体層6の、半導体層3の部分3aに直接的に連
接する部分からの不純物拡散によってベース領域8のベ
ース電極取り出し領域8aを形成するものであるからこ
の領域8aとベース電極としてのシリコン多結晶層6と
の位置関係は自動的に設定、すなわちいわゆるセルフア
ラインされるものであるのでベース領域の狭隘な表面部
分からのベース電極取り出しを容易に行うことができる
ものである。
According to the method of manufacturing the bipolar transistor as described above, the base is formed by impurity diffusion from the portion of the polycrystalline silicon semiconductor layer 6 which is a part of the base electrode, which is directly connected to the portion 3a of the semiconductor layer 3. Since the base electrode take-out region 8a of the region 8 is formed, the positional relationship between the region 8a and the silicon polycrystalline layer 6 as the base electrode is automatically set, that is, so-called self-aligned. The base electrode can be easily taken out from the narrow surface portion of the.

【0016】[0016]

【発明が解決しようとする課題】上述した半導体装置の
製造方法のように多結晶層に対する選択的エッチングを
伴う場合種々の問題点が生じる。
Various problems occur when selective etching of a polycrystalline layer is involved as in the method of manufacturing a semiconductor device described above.

【0017】この問題点について図14を参照して説明
する。図14は前述した図12Aにおいて酸化物絶縁層
9を取り除いた状態の要部の拡大断面を示すもので、図
14において図12Aと対応する部分には同一符号を付
す。
This problem will be described with reference to FIG. FIG. 14 shows an enlarged cross-section of the main part of FIG. 12A with the oxide insulating layer 9 removed, and in FIG. 14, parts corresponding to those of FIG. 12A are denoted by the same reference numerals.

【0018】まず第1の問題点は、多結晶層6の表面が
その粒子によって凹凸を有しているために、これの上に
形成した酸化物膜7の窓7aを通じて選択的エッチング
を行う場合、そのエッチングの深さを半導体層3の表面
にとどめる場合、多結晶シリコン層6の表面の凹凸を踏
襲した凹凸表面19を形成することであり、このような
凹凸表面19が形成された場合、この表面19からイオ
ン注入されて形成されたベース領域8もまたその下面が
凹凸を有するために、これの上に図12Bで説明したよ
うに、エミッタ領域11を形成する場合、ベース幅、す
なわちエミッタとコレクタ間の間隔が一様でなくいわゆ
るパンチスルーするなどの事故を招来するばかりでな
く、その不安定な凹凸面のために安定した特性が得られ
ないとか、その特性の制御性及び再現性が悪いという欠
点を有する。
The first problem is that when the surface of the polycrystalline layer 6 has irregularities due to the particles, selective etching is carried out through the window 7a of the oxide film 7 formed thereon. When the etching depth is limited to the surface of the semiconductor layer 3, the uneven surface 19 that follows the unevenness of the surface of the polycrystalline silicon layer 6 is formed. When such an uneven surface 19 is formed, Since the lower surface of the base region 8 formed by ion implantation from the surface 19 also has irregularities, when the emitter region 11 is formed on the base region 8 as described above with reference to FIG. The distance between the collector and the collector is not uniform, which causes an accident such as so-called punch-through. In addition, stable characteristics cannot be obtained due to the unstable uneven surface. Control and reproducibility has the disadvantage that bad.

【0019】また、第2の問題点は、この多結晶シリコ
ン層6のエッチングを通常のウエットエッチングによっ
て行う場合、そのエッチング速度は等方性を有するため
に、そのエッチング窓6aは、酸化物マスク層7の窓7
aに比して大きいすなわち窓7aの周縁下に入り込んだ
いわゆるサイドエッチングが生じるために、この多結晶
シリコン層6からの不純物を半導体層3に拡散して領域
8aを形成する場合、この領域8aと中央の本来のベー
ス領域8との間に間隙gが生じて両者が連通しないなど
不都合が生じてくる場合がある。
The second problem is that when the polycrystalline silicon layer 6 is etched by ordinary wet etching, the etching rate is isotropic, so that the etching window 6a has an oxide mask. Window 7 of layer 7
When a region 8a is formed by diffusing impurities from the polycrystalline silicon layer 6 into the semiconductor layer 3 because a so-called side etching that is larger than a, that is, enters into the periphery of the window 7a occurs, the region 8a is formed. There may be a problem such that a gap g is formed between the center base region 8 and the original base region 8 and the two do not communicate with each other.

【0020】さらに、また第3の問題点としては、上述
したように不純物が予めドープされた多結晶シリコン層
を用いる場合、例えば半導体集積回路においてこの多結
晶層の他部によって抵抗体を構成しようとする場合、こ
れがベース電極としても用いられているために低比抵抗
とされているので抵抗体として用いる部分においては、
そのパターンを繊細なパターンにするとか抵抗体パター
ン長を大にするなどの集積度の低下を招来する欠点があ
る。
Furthermore, as a third problem, when a polycrystalline silicon layer pre-doped with impurities as described above is used, for example, in a semiconductor integrated circuit, a resistor is formed by the other portion of this polycrystalline layer. In this case, since this is also used as the base electrode, it has a low specific resistance.
There is a drawback in that the degree of integration is reduced, such as making the pattern delicate or increasing the length of the resistor pattern.

【0021】このような諸欠点を回避する方法として後
述するように、結晶学的エッチングを適用することが有
効である。
As described below, it is effective to apply crystallographic etching as a method for avoiding such drawbacks.

【0022】ところがこのようなエッチング方法による
場合、その被エッチング層としての半導体層に対しては
等方性エッチングとなり、サイドエッチングによるエッ
チングによって形成して開口(窓)が大となって微細パ
ターンを正確に形成する上で問題となり、更に上述した
ように半導体層で不純物導入がなされる場合、この不純
物導入によって上述の等方性エッチングに耐性が生じて
来る場合がある。
However, in the case of such an etching method, the semiconductor layer as the layer to be etched is isotropically etched and is formed by side etching to form a large opening (window) to form a fine pattern. This is a problem for accurate formation, and when impurities are introduced into the semiconductor layer as described above, this introduction of impurities may cause resistance to the above-mentioned isotropic etching.

【0023】本発明は、このような問題の解決をはか
る。
The present invention solves such a problem.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】本発明においては半導体
基板上の半導体層を選択的にエッチング除去する工程を
含む半導体装置の製造方法において、半導体層にこの半
導体層の等方性エッチングに対して耐エッチング性を有
する不純物を導入する第一の工程と、上記半導体層をそ
の厚さ方向に一部残して選択的に異方性エッチングする
第二の工程と、上記半導体層の厚さ方向に一部残した領
域を上記等方性エッチングによって除去する第三の工程
とを採る。
According to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device including a step of selectively etching and removing a semiconductor layer on a semiconductor substrate, a semiconductor layer is provided with respect to isotropic etching of the semiconductor layer. A first step of introducing impurities having etching resistance, a second step of selectively anisotropically etching the semiconductor layer while leaving a part of the semiconductor layer in the thickness direction, and in the thickness direction of the semiconductor layer The third step of removing the partially left region by the above isotropic etching is adopted.

【0025】また、本発明は、上記第二の工程の後の第
三の工程の前に、上記不純物の拡散処理を行う。
Further, according to the present invention, the impurity diffusion process is performed before the third process after the second process.

【0026】更に本発明は上記第一の工程において、上
記半導体層にその厚さ方向の少なくとも一部に上記不純
物濃度のピークを有するように上記不純物を導入する。
Further, according to the present invention, in the first step, the impurities are introduced into the semiconductor layer so that the semiconductor layer has a peak of the impurity concentration in at least a part of its thickness direction.

【0027】更にまた、本発明は、上記第二の工程にお
いて、異方性エッチングによって上記不純物濃度のピー
ク部分を含む領域を除去する。
Furthermore, according to the present invention, in the second step, the region including the peak portion of the impurity concentration is removed by anisotropic etching.

【0028】[0028]

【作用】上述の本発明方法によれば、半導体基板上の半
導体層に対し先ず異方性エッチングを或る程度の深さに
エッチングし、その後、等方性エッチングを行うのでサ
イドエッチの極めて少ないエッチングを行うことができ
るが、特にその半導体層に等方性エッチングに対して耐
エッチングを示す不純物を導入する場合において、その
不純物導入の不純物濃度ピークを厚さ方向の一部に位置
するようにすることによってこのピーク部を開口部にお
いて、つまりエッチングを行う部分において異方性エッ
チングで除去することができ、次の等方性エッチングに
対する不純物導入によるエッチングの阻害を効果的に回
避できる。
According to the above-mentioned method of the present invention, the semiconductor layer on the semiconductor substrate is first anisotropically etched to a certain depth, and then isotropically etched, so that side etching is extremely small. Etching can be performed, but particularly when introducing an impurity that is resistant to etching against isotropic etching to the semiconductor layer, the impurity concentration peak of the impurity introduction should be located in a part of the thickness direction. By doing so, this peak portion can be removed by anisotropic etching in the opening, that is, in the portion where etching is performed, and the inhibition of etching due to the introduction of impurities for the subsequent isotropic etching can be effectively avoided.

【0029】[0029]

【実施例】本発明の実施例を説明する。この場合、半導
体基板例えばシリコン基板に対していわゆる結晶学的エ
ッチングすなわち単結晶半導体の面指数に依存性を有す
るエッチング液を用い、一方、半導体基板としてその表
面、すなわち板面方向の結晶面、云い換えればその面指
数を特定することによって、これと、これの上に形成し
た多結晶ないしは非晶質半導体層とのエッチング速度の
相違を利用してそのエッチングを行う。
EXAMPLES Examples of the present invention will be described. In this case, a so-called crystallographic etching is applied to a semiconductor substrate, for example, a silicon substrate, that is, an etching solution having a dependence on a plane index of a single crystal semiconductor is used. In other words, by specifying the plane index, the etching is carried out by utilizing the difference in etching rate between this and the polycrystalline or amorphous semiconductor layer formed thereon.

【0030】さらにまた多結晶ないしは非晶質シリコン
半導体層に対する不純物のドーピング量にそのエッチン
グ速度が依存することを利用してエッチングの制御性を
得る。
Furthermore, the controllability of etching is obtained by utilizing the fact that the etching rate depends on the doping amount of impurities into the polycrystalline or amorphous silicon semiconductor layer.

【0031】さらにまたこの不純物ドーピング量とエッ
チング性との関係と、さらにドライエッチングとの組み
合わせによって多結晶ないしは非晶質半導体層に対する
選択的エッチングの制御性をさらに向上させるものであ
る。
Furthermore, the controllability of the selective etching for the polycrystalline or amorphous semiconductor layer is further improved by the relationship between the impurity doping amount and the etching property, and by the combination with the dry etching.

【0032】半導体単結晶基板の面指数に対するエッチ
ング速度の依存性の大きいエッチング液としては例えば
KOHエッチング液、或いはAPW(アミン、ピロカテ
コール、水)エッチング液を用い、一方上述の半導体基
板の主面をこのエッチング液に対してのエッチング速度
の小さい面指数の111結晶面に特定して、これの上に
おいて多結晶半導体層または非晶質半導体層を形成し
て、これに対してその選択的エッチングを行う。
As the etching liquid having a large dependence of the etching rate on the plane index of the semiconductor single crystal substrate, for example, KOH etching liquid or APW (amine, pyrocatechol, water) etching liquid is used, while the above-mentioned main surface of the semiconductor substrate is used. Is specified as a 111 crystal plane having a small surface index with respect to the etching solution, a polycrystalline semiconductor layer or an amorphous semiconductor layer is formed on the crystal plane, and the selective etching I do.

【0033】また、上述した半導体基板上の多結晶半導
体層、または非晶質半導体層にその厚さ方向の少なくと
も一部に不純物イオン注入の濃度のピークを有するイオ
ン注入を行い、その後この多結晶半導体層または非晶質
半導体層の厚さ方向に関する一部を残すドライエッチン
グを行って、その後上述した面指数に対するエッチング
速度に依存性を有するウエットエッチングを行う。
Ion implantation having a peak concentration of impurity ion implantation is performed in at least a part of the thickness direction of the polycrystalline semiconductor layer or the amorphous semiconductor layer on the semiconductor substrate described above, and then this polycrystalline Dry etching is performed to leave a part of the semiconductor layer or the amorphous semiconductor layer in the thickness direction, and then wet etching having dependency on the above-described surface index on the etching rate is performed.

【0034】さらに、上述した面指数に選定した半導体
基板上に形成された多結晶半導体層または非晶質半導体
層の厚さ方向に関して、その半導体基板との界面近傍を
除く一部に不純物濃度ピークを有するイオン注入を行っ
てこのイオン注入ピーク部を少なくとも含んだ部分をド
ライエッチングで除去した後、アニール処理を行って、
実質的にその多結晶半導体層または非晶質半導体層の面
方向に関して不純物のドープ量が相違する部分を形成
し、その後、多結晶半導体層または非晶質半導体層に対
して上述した面指数に依存性を有するウエットエッチン
グを行う。
Further, with respect to the thickness direction of the polycrystalline semiconductor layer or the amorphous semiconductor layer formed on the semiconductor substrate selected to have the above-mentioned plane index, the impurity concentration peak is partially present except in the vicinity of the interface with the semiconductor substrate. After removing the portion including at least the ion implantation peak portion by dry etching after performing an ion implantation having, an annealing treatment is performed,
Substantially different amounts of impurities are formed in the plane direction of the polycrystalline semiconductor layer or the amorphous semiconductor layer, and then the plane index described above is applied to the polycrystalline semiconductor layer or the amorphous semiconductor layer. Wet etching having dependence is performed.

【0035】実施例1 この例は、先に図9ないし図13を参照して説明したN
PN型バイポーラトランジスタを得る場合に対応するも
のであり、図1ないしは図10を参照して説明する。こ
れら図1ないし図10において図9ないし図13に対応
する部分には同一符号を付す。
Example 1 This example is the same as the case described above with reference to FIGS.
This corresponds to the case of obtaining a PN type bipolar transistor, and will be described with reference to FIGS. 1 to 10. 1 to 10, those parts corresponding to those in FIGS. 9 to 13 are designated by the same reference numerals.

【0036】この例において図1A,図1B,図1Cで
示すように、図9A,図9B,図10Aと同様の工程を
とる。すなわちこの例においても、単結晶の例えばシリ
コン半導体サブストレイト1上にシリコン半導体層3を
エピタキシャル成長してシリコン基板4を構成するもの
であるが、この場合、基板4としてその面方向が{11
1}結晶面を有する基板とする。すなわち図1Aに示す
サブストレイト1の主面1aが{111}結晶面に選定
されるものであり、したがってこれの上に形成するシリ
コン半導体層の面方向も{111}結晶面として形成さ
れる。
In this example, as shown in FIGS. 1A, 1B and 1C, the same steps as those in FIGS. 9A, 9B and 10A are performed. That is, also in this example, the silicon semiconductor layer 3 is epitaxially grown on the single crystal, for example, the silicon semiconductor substrate 1 to form the silicon substrate 4. In this case, the surface direction of the substrate 4 is {11.
1} A substrate having a crystal plane. That is, the principal surface 1a of the substrate 1 shown in FIG. 1A is selected as the {111} crystal plane, and therefore the plane direction of the silicon semiconductor layer formed on the principal surface 1a is also formed as the {111} crystal plane.

【0037】そして図2Aに示すようにその面指数{1
11}に選定された基板4上に例えば多結晶シリコン層
26をCVD法によって例えば3000Åの厚さに形成
するものであるが、特に本発明においてはこの多結晶シ
リコン半導体層26としてこれの生成時には不純物がド
ープされていない多結晶シリコン層として形成し、その
後不純物導入を行う。即ち半導体層26の所要部に所要
の不純物濃度をもって不純物イオン例えばB+ 或いはB
2 + またはAs+ 等を後述する濃度分布をもってイオ
ン注入をする。
Then, as shown in FIG. 2A, the surface index {1
For example, the polycrystalline silicon layer 26 is formed on the substrate 4 selected in 11} by the CVD method to have a thickness of 3000 Å, for example, but in the present invention, this polycrystalline silicon semiconductor layer 26 is formed at the time of formation thereof. It is formed as a polycrystalline silicon layer not doped with impurities, and then impurities are introduced. That is, impurity ions such as B + or B with a required impurity concentration in a required portion of the semiconductor layer 26.
Ions are implanted with F 2 + or As + having a concentration distribution described later.

【0038】即ちこの場合、多結晶シリコン層26に対
するイオン注入は、これが半導体層3に対する濃度に影
響が及ぶことをできるだけ回避するために、その不純物
濃度分布のピーク値が、半導体層3との界面より離間し
た位置に、すなわち例えば多結晶シリコン層26の厚さ
方向に関する中間部或いは表面側に存在するようにす
る。
That is, in this case, in the ion implantation to the polycrystalline silicon layer 26, the peak value of the impurity concentration distribution is set to the interface with the semiconductor layer 3 in order to avoid the influence on the concentration to the semiconductor layer 3 as much as possible. The polycrystalline silicon layer 26 is arranged at a more distant position, that is, at an intermediate portion or a surface side in the thickness direction of the polycrystalline silicon layer 26, for example.

【0039】図2Bに示すように同様に例えばCVD法
によって酸化物マスク層7を全面的に形成する。
Similarly, as shown in FIG. 2B, the oxide mask layer 7 is entirely formed by, eg, CVD method.

【0040】次いで、図2Cに示すように、この酸化物
マスク層7に対して例えばフォトエッチングによって図
11Aで説明したと同様に窓7aを穿設し、この窓7a
を通じてこれの下の多結晶シリコン層26に対して選択
的エッチングを行って窓7aに対応する窓26aを穿設
する。
Then, as shown in FIG. 2C, a window 7a is formed in the oxide mask layer 7 by, for example, photoetching in the same manner as described with reference to FIG. 11A, and the window 7a is formed.
Through, the polycrystalline silicon layer 26 thereunder is selectively etched to form a window 26a corresponding to the window 7a.

【0041】この窓26aの穿設すなわち多結晶シリコ
ン層26に対する選択的エッチングは、異方性エッチン
グと、結晶学的異方性ではあるものの、多結晶シリコン
層26に関しては等方性であるエッチングの少なくとも
2工程を採って行う。
The opening of the window 26a, that is, the selective etching of the polycrystalline silicon layer 26 is anisotropic etching and crystallographically anisotropic but isotropic with respect to the polycrystalline silicon layer 26. At least two steps are performed.

【0042】すなわち、この場合、この多結晶シリコン
層26に対するエッチングを方向性を有するエッチング
が可能なドライエッチング例えば反応性イオンエッチン
グ(RIE)と結晶学的エッチングによるウエットエッ
チングとの双方の組み合わせによって行う。
That is, in this case, the etching of the polycrystalline silicon layer 26 is performed by a combination of dry etching capable of directional etching, for example, reactive ion etching (RIE) and wet etching by crystallographic etching. .

【0043】すなわち、例えば図5Aに示すように、多
結晶シリコン層26に対するエッチングを窓7aを通じ
てRIEによるドライエッチングによって多結晶シリコ
ン層26の一部の厚さを残して所要の深さdだけエッチ
ングし、その後図5Bに示すように、結晶学的エッチン
グによるウエットエッチングによって多結晶シリコン層
26の残部の厚さを窓7aを通じてエッチングして窓2
6aの穿設を行うようにする。
That is, for example, as shown in FIG. 5A, the polycrystalline silicon layer 26 is etched through the window 7a by dry etching by RIE to a required depth d leaving a part of the thickness of the polycrystalline silicon layer 26. Then, as shown in FIG. 5B, the remaining thickness of the polycrystalline silicon layer 26 is etched through the window 7a by wet etching by crystallographic etching to obtain the window 2a.
6a is to be drilled.

【0044】この結晶学的エッチングは、シリコンの面
指数に対する依存性を有するエッチング液例えばKOH
溶液(H2 O2000ccに対してKOH250gの割
合とした水溶液)或いはAPW液(エチレンジアミンN
2 (CH2 2 とピロカテコールC6 4 (OH)2
とH2 Oを夫々255cc,45g,120ccで混合
した溶液)によってそのエッチングを行う。このとき多
結晶シリコン層26に対するエッチングは、比較的早く
進行するも半導体層3の表面の{111}結晶面が露呈
するところまで、シリコンに対するエッチングが進行す
ると、ここにおいてエッチング速度が急激に低下して見
かけ上そのエッチングが停止するので、この時点でエッ
チング処理をやめる。このようにすると多結晶シリコン
層26のみがエッチング除去された窓26aが形成さ
れ、この窓26a内に露出された半導体層3の表面は
{111}面による平滑な面となる。
This crystallographic etching is carried out by using an etching solution such as KOH which has a dependency on the surface index of silicon.
Solution (aqueous solution of KOH 250 g relative to H 2 O 2000 cc) or APW liquid (ethylenediamine N
H 2 (CH 2 ) 2 and pyrocatechol C 6 H 4 (OH) 2
And H 2 O are mixed at 255 cc, 45 g, and 120 cc) to perform the etching. At this time, the etching of the polycrystalline silicon layer 26 progresses relatively quickly, but when the etching of silicon progresses to the point where the {111} crystal planes of the surface of the semiconductor layer 3 are exposed, the etching rate here rapidly decreases. Since the etching apparently stops, the etching process is stopped at this point. By doing so, a window 26a is formed by removing only the polycrystalline silicon layer 26 by etching, and the surface of the semiconductor layer 3 exposed in the window 26a becomes a smooth surface of the {111} plane.

【0045】すなわち、上述したKOH溶液或いはAP
W溶液等のいわゆる結晶学的異方性を有するエッチング
液は、シリコン単結晶に対して、その{111}面に対
するエッチング速度が{100}面に対するそれの1/
1000程度にも低いものである。ところが、多結晶半
導体層においてはこれら両結晶面{100}面、{11
1}面等が混在して存在することになるので、この多結
晶シリコン層26に対するエッチングは主としてエッチ
ング速度の大きい{100}面を中心にそのエッチング
が進行するのでこの多結晶シリコン層26に対してはそ
のエッチングの進行が早く進行する。
That is, the above-mentioned KOH solution or AP
An etching solution having so-called crystallographic anisotropy, such as a W solution, has an etching rate for the {111} plane of a silicon single crystal that is 1/100 of that for the {100} plane.
It is as low as 1000. However, in the polycrystalline semiconductor layer, both of these crystal planes {100} and {11}
Since the 1} planes and the like exist in a mixed manner, the etching of the polycrystalline silicon layer 26 mainly progresses around the {100} plane having a high etching rate. As a result, the etching progresses quickly.

【0046】ところが、そのエッチングが{111}面
を有する基板4すなわち半導体層3の表面に達すると、
そのエッチング速度が格段的に低下するので見かけ上こ
こにおいてエッチングの進行が停止するのである。した
がってこの時点でエッチング処理を終了させれば、多結
晶層26のみが除去され{111}面による平滑な面を
有する半導体層3の表面が露呈することになる。
However, when the etching reaches the surface of the substrate 4 having the {111} plane, that is, the semiconductor layer 3,
Since the etching rate is remarkably reduced, the progress of etching is apparently stopped here. Therefore, if the etching process is terminated at this point, only the polycrystalline layer 26 is removed and the surface of the semiconductor layer 3 having a smooth surface of the {111} plane is exposed.

【0047】次に図3Aに示すように、窓7a及び26
aを通じて露呈した半導体層3の部分3aにP型の不純
物例えばボロンBをイオン注入してイオン注入領域8を
形成する。
Next, as shown in FIG. 3A, windows 7a and 26a are provided.
Ion-implanted regions 8 are formed by ion-implanting P-type impurities, such as boron B, into the portion 3a of the semiconductor layer 3 exposed through a.

【0048】次に図3Bに示すように図12Aで説明し
たと同様の酸化物絶縁層9を形成し、熱処理を施すこと
によってイオン注入領域8を活性化してベース領域とす
ると共に、その例えば周囲に多結晶シリコン層26より
のP型の不純物を拡散してベース電極取り出し領域8a
を形成する。この場合、注目すべきは領域8の底面は半
導体層3のイオン注入面が平滑且つ平坦面であるのでこ
れを踏襲した平滑且つ平坦な面として形成されることで
ある。
Next, as shown in FIG. 3B, an oxide insulating layer 9 similar to that described with reference to FIG. 12A is formed, and heat treatment is performed to activate the ion-implanted region 8 to be a base region and, for example, its periphery. To the base electrode extraction region 8a by diffusing P-type impurities from the polycrystalline silicon layer 26 into
To form. In this case, it should be noted that the bottom surface of the region 8 is formed as a smooth and flat surface following the ion implantation surface of the semiconductor layer 3 which is smooth and flat.

【0049】次に図4Aに示すように図12Bで説明し
たと同様に半導体層3の部分3aにおけるベース領域8
上の一部の絶縁層9と、さらに部分3bにおける絶縁層
7及び9を選択的にフォトエッチング等によってエッチ
ングして夫々窓9a及び10を開け、これら窓を通じて
N型の不純物をイオン注入してエミッタ領域11を形成
するとともに、低比抵抗のコレクタ電極取り出し領域1
2を形成する。
Next, as shown in FIG. 4A, the base region 8 in the portion 3a of the semiconductor layer 3 is the same as that described in FIG. 12B.
The upper insulating layer 9 and the insulating layers 7 and 9 in the portion 3b are selectively etched by photoetching or the like to open windows 9a and 10, respectively, and N type impurities are ion-implanted through these windows. The emitter region 11 is formed and the collector electrode lead-out region 1 having a low specific resistance is formed.
Form 2.

【0050】次に図4Bに示すようにベース電極となる
多結晶シリコン層26の一部上のマスク層7及び9にフ
ォトエッチングによって窓13を穿設し、この部分にベ
ース金属電極16を形成すると共に、各領域12及び1
1に夫々コレクタ電極15、エミッタ電極14をオーミ
ックに被着する。これら電極14,15及び16は夫々
アルミニウム金属電極等を全面蒸着して後、選択的エッ
チングすることによって夫々所望のパターンに形成し得
る。尚、この場合においても必要に応じて薄い多結晶シ
リコン層17をCVD法等によって形成することができ
る。
Next, as shown in FIG. 4B, a window 13 is formed in the mask layers 7 and 9 on a part of the polycrystalline silicon layer 26 to be a base electrode by photoetching, and a base metal electrode 16 is formed in this part. And each area 12 and 1
The collector electrode 15 and the emitter electrode 14 are ohmic-deposited on No. 1 respectively. Each of these electrodes 14, 15 and 16 can be formed in a desired pattern by selectively vapor-depositing an aluminum metal electrode or the like and then selectively etching it. Even in this case, the thin polycrystalline silicon layer 17 can be formed by the CVD method or the like, if necessary.

【0051】このようにして、図13で説明したと同様
のNPN型のバイポーラトランジスタが得られるもので
あるが、上述の実施例1の製造方法による場合、各エミ
ッタ領域11とベース領域8が半導体層3の部分3aの
平滑な表面からのイオン注入によって形成されたことに
よって夫々平坦な面として形成されるので両者間の間
隔、すなわちベース幅を均一安定に再現性よく得ること
ができるものである。またエミッタ領域11がその凹凸
によってコレクタ領域にパンチスルーするような事故も
回避でき、信頼性の高いトランジスタ、すなわち半導体
装置を得ることができるものである。
In this way, an NPN-type bipolar transistor similar to that described with reference to FIG. 13 is obtained, but in the case of the manufacturing method of the first embodiment described above, each emitter region 11 and base region 8 are semiconductors. Since the flat surface is formed by the ion implantation from the smooth surface of the portion 3a of the layer 3, the space between them, that is, the base width can be uniformly and reproducibly obtained. . Further, it is possible to avoid an accident in which the emitter region 11 is punched through to the collector region due to the unevenness, and it is possible to obtain a highly reliable transistor, that is, a semiconductor device.

【0052】そして、上述した方法によれば、窓26a
におけるサイドエッチの発生が効果的に抑制される。す
なわち、図5で説明した工程を省略して結晶学的エッチ
ングのみで窓2aの穿設を行う場合は、図15に示すよ
うに窓26aによって露出した半導体層3の表面は平滑
な面29として形成されるものの、多結晶シリコン層2
6においてのエッチングは等方性を有するために窓26
aの輪郭形状は窓7aに比して大きい、すなわちサイド
エッチングが生じる。
Then, according to the above-mentioned method, the window 26a
Occurrence of side etching in is effectively suppressed. That is, when the step described in FIG. 5 is omitted and the window 2a is formed only by crystallographic etching, the surface of the semiconductor layer 3 exposed by the window 26a becomes a smooth surface 29 as shown in FIG. Although formed, the polycrystalline silicon layer 2
Because the etching in 6 is isotropic, the window 26
The contour shape of a is larger than that of the window 7a, that is, side etching occurs.

【0053】これに比し、本発明方法では、多結晶シリ
コン層26の半導体基板1の大半の厚さdを異方性エッ
チングし、残った部分の半導体基板1との界面近傍での
み結晶学的エッチングすなわち多結晶シリコン層に対す
る等方性エッチングを行うのでサイドエッチの発生を小
さく抑えることができる。
In contrast to this, in the method of the present invention, most of the thickness d of the semiconductor substrate 1 of the polycrystalline silicon layer 26 is anisotropically etched, and the crystallography is performed only in the vicinity of the interface with the remaining portion of the semiconductor substrate 1. Since the static etching, that is, the isotropic etching of the polycrystalline silicon layer is performed, the occurrence of side etching can be suppressed to a small level.

【0054】上述した実施例1の方法によればドライエ
ッチングと結晶学的エッチングによるウエットエッチン
グとの組み合わせによってサイドエッチの発生を回避す
ることができるものであるが、さらにこの方法をとるこ
とによって多結晶シリコン層26に対して注入する不純
物濃度を大にして充分低い比抵抗を得るようにする場合
のエッチング上の不都合を回避することができる。
According to the method of the first embodiment described above, it is possible to avoid the occurrence of side etching by combining dry etching and wet etching by crystallographic etching. It is possible to avoid the inconvenience in etching when the impurity concentration implanted into the crystalline silicon layer 26 is increased to obtain a sufficiently low specific resistance.

【0055】すなわち、多結晶シリコン層に不純物イオ
ン例えばB+ 、或いはBF2 + 、或いはAs+ ,P+
Si+ 等をイオン注入した場合、これが高濃度をもって
ドープされた部分においては上述したウエットエッチン
グのエッチングレートは極めて低くなるが、前述した例
のように、予め多結晶シリコン層26に対する不純物イ
オンの注入に際してその不純物濃度の濃度分布のピーク
が多結晶シリコン層26と半導体層3との界面より離間
した中間部ないしは表面側に位置するようにして、前述
したドライエッチングに際してこの不純物イオンが高濃
度にドープされた部分例えばその濃度のピーク値を示す
深さよりも深い位置までそのエッチングをなし、その後
ウエットエッチングすれば不純物の高濃度部分が排除さ
れていることによってウエットエッチングは良好に行わ
れる。
That is, impurity ions such as B + , BF 2 + , As + , P + , are added to the polycrystalline silicon layer.
When Si + or the like is ion-implanted, the etching rate of the above-mentioned wet etching becomes extremely low in the portion doped with a high concentration, but as in the example described above, the impurity ions are previously implanted into the polycrystalline silicon layer 26. At that time, the peak of the concentration distribution of the impurity concentration is located at the intermediate portion or the surface side which is separated from the interface between the polycrystalline silicon layer 26 and the semiconductor layer 3, and the impurity ions are highly doped during the dry etching described above. By performing the etching to a deeper portion, for example, to a position deeper than the depth showing the peak value of the concentration, and then performing the wet etching, the high-concentration portion of impurities is removed, so that the wet etching is favorably performed.

【0056】そして、残された電極ないは配線となるべ
き多結晶シリコン層26には、充分不純物がドープされ
ているので、これからの不純物を半導体層3に拡散して
低抵抗の電極取り出し領域8aを形成することもできる
し、また、これ自体低比抵抗の電極ないしは配線となり
得るのである。
Since the polycrystalline silicon layer 26 to be the remaining electrode or wiring is sufficiently doped with impurities, the impurities from this are diffused into the semiconductor layer 3 and the low resistance electrode extraction region 8a is formed. Can be formed, and can itself be an electrode or wiring having a low specific resistance.

【0057】更に、上述したRIEによるドライエッチ
ングの後に、ウエットエッチングを施すことによって選
択的エッチングを行う場合の効果を、図6〜8を参照し
てこれら不純物濃度とエッチング速度との関連において
詳細に説明する。
Further, the effect of performing selective etching by performing wet etching after the above-mentioned dry etching by RIE will be described in detail with reference to FIGS. explain.

【0058】図6において破線図示の曲線31は多結晶
シリコン層26に対してBF2 + イオンを60keVの
加速度をもって5×1015の線量のイオン注入を行った
場合の濃度分布を示し、この場合の濃度のピーク値を示
す深さすなわちRP は440Å程度である。
In FIG. 6, a curve 31 indicated by a broken line shows a concentration distribution when BF 2 + ions are implanted into the polycrystalline silicon layer 26 at an acceleration of 60 keV and a dose of 5 × 10 15. The depth showing the peak value of the concentration of R, that is, R P is about 440 Å.

【0059】また、同図中実線曲線32は同様に多結晶
シリコン層26に対してB+ イオンを30keV、5×
1015線量をもってイオン注入した場合の多結晶シリコ
ン層における濃度分布を示すものでこの場合のピーク値
を示す深さRP は1000Å程度となった。このような
夫々の濃度分布31,32を示すものに対するものにお
ける多結晶シリコン層に対する結晶学的ウエットエッチ
ングのエッチング速度は夫々図7中、破線及び実線図示
の曲線41及び42に示すように夫々濃度分布が高い部
分においてほとんどエッチングが進行せずに濃度が低く
なる部分において急激に早いエッチング速度を示す。こ
のようにエッチング速度は多結晶シリコン層において大
きくイオン注入濃度に依存する。
Similarly, the solid curve 32 in the figure shows B + ions of 30 keV, 5 × in the polycrystalline silicon layer 26.
It shows the concentration distribution in the polycrystalline silicon layer when ions are implanted with a dose of 10 15 and the depth R P showing the peak value in this case is about 1000Å. The etching rates of the crystallographic wet etching for the polycrystalline silicon layer for those showing such respective concentration distributions 31, 32 are as shown by the curved lines 41 and 42 in FIG. In the portion where the distribution is high, the etching rate hardly increases and the concentration becomes low, and the etching rate is rapidly increased. As described above, the etching rate largely depends on the ion implantation concentration in the polycrystalline silicon layer.

【0060】したがって今、多結晶シリコン層26に対
してその厚さ方向の濃度分布が図6の曲線31に示すイ
オン注入を行った場合においては図6に鎖線で示した深
さdのドライエッチングを行ってその後にウエットエッ
チングを施せば、不純物濃度の低い部分でエッチングが
なされるので高いエッチング速度で充分エッチングでき
る。
Therefore, when the polycrystalline silicon layer 26 is subjected to the ion implantation whose concentration distribution in the thickness direction is shown by the curve 31 in FIG. 6, the dry etching is performed at the depth d shown by the chain line in FIG. If wet etching is performed after that, etching is performed in a portion having a low impurity concentration, so that etching can be sufficiently performed at a high etching rate.

【0061】ところが、図6中曲線32の分布をもって
イオン注入する場合では同様に図6で示す深さdのドラ
イエッチング後に、ウエットエッチングを行ってもエッ
チングが進行しにくい。
However, in the case of ion implantation with the distribution of the curve 32 in FIG. 6, similarly, even if the wet etching is performed after the dry etching of the depth d shown in FIG. 6, the etching is difficult to proceed.

【0062】したがって、図5A及び図5Bで説明した
方法を採る場合において不純物濃度分布と、ドライエッ
チングの深さdとは相互の関連において選ばれる必要が
ある。因みに、不純物濃度が1019atoms/cm3
以上の場合、結晶学的ウエットエッチングでは、不純物
イオンがB+ ,BF2 + のときは50Å/分以下のエッ
チング速度となり、As+ のときは500Å/分、P+
のときは600Å/分、Si+ のときは400Å/分と
なる。濃度が1017atoms/cm3 以下では、夫々
高いエッチング速度を呈し、不純物を殆ど含まない多結
晶シリコンでは1500Å/分程度となる。また、同様
の濃度が1020atoms/cm3 以上でエッチング速
度は最小となる。
Therefore, when the method described with reference to FIGS. 5A and 5B is adopted, the impurity concentration distribution and the dry etching depth d must be selected in relation to each other. Incidentally, the impurity concentration is 10 19 atoms / cm 3
If above, the crystallographic wet etching, impurity ions B +, BF 2 + becomes 50 Å / min or less etch rate when, when the As + 500 Å / min, P +
Is 600 Å / min, and Si + is 400 Å / min. When the concentration is 10 17 atoms / cm 3 or less, the respective etching rates are high, and it is about 1500 Å / min for polycrystalline silicon containing almost no impurities. Further, when the similar concentration is 10 20 atoms / cm 3 or more, the etching rate becomes the minimum.

【0063】更にまた、上述したようにドライエッチン
グ後にウエットエッチングを施す手順をとるものにおい
て、ドライエッチング後に、アニール処理を施しその後
にウエットエッチングを行う方法をとるときは、更にサ
イドエッチングの抑制を行うことができる。
Furthermore, as described above, in the case where the wet etching is performed after the dry etching, when the method of performing the annealing treatment after the dry etching and then performing the wet etching is performed, the side etching is further suppressed. be able to.

【0064】すなわち、今、図8中実線曲線51に示す
濃度分布をもって多結晶シリコン層中に不純物のイオン
注入がなされた場合を考えるときそのイオン注入後にお
いてこれを熱処理、すなわちアニール処理する場合、そ
のピーク部の不純物が拡散して破線図示の曲線51′に
示すようにながらかな特性となる。ところがこのような
分布51を有するものにおいて表面から図8中深さdの
位置までそのドライエッチング、例えばRIEによって
これを排除し、その後アニール処理を施した場合、高濃
度部分が排除された低濃度部分での変化であるので、5
1″に示す程度に小なる変化である。
That is, now, when considering the case where impurity ions are implanted into the polycrystalline silicon layer with the concentration distribution shown by the solid line curve 51 in FIG. 8, when performing heat treatment, that is, annealing treatment after the ion implantation, Impurities in the peak portion are diffused to have a pinhole characteristic as shown by a curve 51 'shown by a broken line. However, in the case of having such a distribution 51, when it is removed by dry etching, for example, RIE from the surface to the position of depth d in FIG. Because it is a change in part, 5
The change is as small as 1 ″.

【0065】したがって図5で説明したように多結晶シ
リコン層26の一部を残してその不純物イオンのピーク
値を示す深さRP より大なる深さにまでドライエッチン
グを施した場合、そのドライエッチングが施された溝の
底部における濃度分布は、図8中曲線51″に示す低い
濃度を有するものであるに比し、これ以外の部分におい
てはドライエッチングによってその高濃度部分の排除が
なされていないために破線51′に示す、曲線51″に
比し高い濃度を示すことになる。
Therefore, as described with reference to FIG. 5, when a part of the polycrystalline silicon layer 26 is left and the dry etching is performed to a depth larger than the depth R P showing the peak value of the impurity ions, the dry etching is performed. The concentration distribution at the bottom of the etched groove is lower than that shown by the curve 51 ″ in FIG. 8, whereas in the other portions, the high concentration portion is eliminated by dry etching. Since it does not exist, the density is higher than that of the curve 51 "shown by the broken line 51 '.

【0066】したがって、その後結晶学的ウエットエッ
チングを行った場合、不純物濃度の低い溝すなわち窓7
a下においてはそのエッチング速度は大となるが、これ
以外の部分においてはそのエッチング速度はこれに比し
小となるためにサイドエッチがほとんど生じることなく
窓7aに一致したパターンのエッチングが多結晶シリコ
ン層26においてなされることになる。
Therefore, when the crystallographic wet etching is performed thereafter, the groove or window 7 having a low impurity concentration is formed.
Under a, the etching rate is high, but in other areas, the etching rate is lower than this, so that side etching hardly occurs and the etching of the pattern corresponding to the window 7a is polycrystalline. It will be done in the silicon layer 26.

【0067】尚この場合前述したようにそのイオン濃度
が1019/cm3 以上とするときに急激にそのエッチン
グ速度が低下するので、アニール処理後において、ドラ
イエッチングによる溝を形成した部分以外においてその
濃度が1019/cm3 を越えるようにイオン注入条件を
選定することが望ましいものであり、また、このような
濃度に選定するときは前述した多結晶シリコン層を例え
ばベース電極としての一部として用いるに充分な低い比
抵抗とすることができるものである。
In this case, as described above, the etching rate sharply decreases when the ion concentration is 10 19 / cm 3 or more. It is desirable to select the ion implantation conditions so that the concentration exceeds 10 19 / cm 3 , and when selecting such a concentration, the above-mentioned polycrystalline silicon layer is used as a part of the base electrode, for example. The specific resistance can be low enough to be used.

【0068】また、上述したように、ドライエッチング
→アニール処理→ウエットエッチングという手順による
方法によるときは、多結晶シリコン層26に対する選択
的微細パターンのエッチングを高繊細度をもって行うこ
とができるものである。
Further, as described above, when the method of dry etching → annealing → wet etching is used, the selective fine pattern etching of the polycrystalline silicon layer 26 can be performed with a high degree of fineness. .

【0069】尚、上述した例においては多結晶シリコン
層の選択的エッチングについて説明したが、他の多結晶
ないしは非晶質半導体のエッチング工程を伴う場合に適
用して同様の効果が得られる。
Although the selective etching of the polycrystalline silicon layer has been described in the above-mentioned example, the same effect can be obtained by applying it to the case where another polycrystalline or amorphous semiconductor etching process is involved.

【0070】また、上述の例はNPNバイポーラトラン
ジスタを得る場合に本発明を適用した場合であるが、他
の種々の単体半導体装置或いは高密度集積回路をはじめ
とする各種半導体集積回路装置を得る場合に本発明を適
用することができる。
Further, the above example is the case where the present invention is applied to the case of obtaining the NPN bipolar transistor, but in the case of obtaining various other single semiconductor devices or various semiconductor integrated circuit devices including high density integrated circuits. The present invention can be applied to.

【0071】[0071]

【発明の効果】上述したように本発明によれば、半導体
層のサイドエッチの小さい選択的エッチングを行うこと
ができる。
As described above, according to the present invention, selective etching with small side etching of the semiconductor layer can be performed.

【0072】特に不純物のイオン注入による濃度分布と
さらにドライエッチングとの組み合わせの適用によって
サイドエッチングを任意に制御でき、目的に即した半導
体層の微細パターン化が達成できるので信頼性の高い半
導体装置を得ることができると共に、例えば半導体集積
回路における高密度化が達成できるものである。
In particular, the side etching can be arbitrarily controlled by applying a combination of the concentration distribution by ion implantation of impurities and further dry etching, and a highly reliable semiconductor device can be obtained because fine patterning of the semiconductor layer can be achieved according to the purpose. In addition to being obtainable, it is possible to achieve high density in a semiconductor integrated circuit, for example.

【0073】また、本発明製法においては多結晶ないし
は非晶質半導体層を形成して後、不純物の導入例えばイ
オン注入を行うようにしたので、そのイオン注入の濃度
パターンを選定することによって例えば半導体集積回路
等において多結晶シリコン層によって抵抗体を形成する
場合にこの部分における比抵抗を高めることができ、こ
れによって抵抗体パターンの微小化が可能となりより集
積化の高密度化を図ることができる。
Further, in the manufacturing method of the present invention, after the polycrystalline or amorphous semiconductor layer is formed, impurities are introduced, for example, ion implantation is performed. Therefore, by selecting the concentration pattern of the ion implantation, for example, the semiconductor is used. When a resistor is formed by a polycrystalline silicon layer in an integrated circuit or the like, the specific resistance in this portion can be increased, which allows miniaturization of the resistor pattern and higher integration density. .

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

【図1】本発明方法の一実施例の工程図(その1)であ
る。
FIG. 1 is a process diagram (1) of an embodiment of the method of the present invention.

【図2】本発明方法の一実施例の工程図(その2)であ
る。
FIG. 2 is a process diagram (2) of an embodiment of the method of the present invention.

【図3】本発明方法の一実施例の工程図(その3)であ
る。
FIG. 3 is a process drawing (3) of an embodiment of the method of the present invention.

【図4】本発明方法の一実施例の工程図(その4)であ
る。
FIG. 4 is a process drawing (4) of an embodiment of the method of the present invention.

【図5】本発明方法の一実施例の一部の工程図である。FIG. 5 is a partial process chart of an embodiment of the method of the present invention.

【図6】不純物イオン濃度分布図である。FIG. 6 is a distribution diagram of impurity ion concentration.

【図7】エッチング速度の特性図である。FIG. 7 is a characteristic diagram of an etching rate.

【図8】不純物イオン濃度分布図である。FIG. 8 is an impurity ion concentration distribution chart.

【図9】従来方法の工程図(その1)である。FIG. 9 is a process diagram (1) of a conventional method.

【図10】従来方法の工程図(その2)である。FIG. 10 is a process diagram (2) of the conventional method.

【図11】従来方法の工程図(その3)である。FIG. 11 is a process diagram (3) of the conventional method.

【図12】従来方法の工程図(その4)である。FIG. 12 is a process diagram (4) of the conventional method.

【図13】従来方法の工程図(その5)である。FIG. 13 is a process diagram (5) of the conventional method.

【図14】従来方法による場合の説明に供する図であ
る。
FIG. 14 is a diagram for explaining a case of a conventional method.

【図15】比較例の説明に供する図である。FIG. 15 is a diagram for explaining a comparative example.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 半導体サブストレイト 3 半導体層 4 半導体基板 26 多結晶半導体層 7 酸化物マスク層 7a 窓 1 Semiconductor Substrate 3 Semiconductor Layer 4 Semiconductor Substrate 26 Polycrystalline Semiconductor Layer 7 Oxide Mask Layer 7a Window

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 単結晶半導体基板上の多結晶半導体層を
選択的にエッチング除去する工程を含む半導体装置の製
造方法において、 上記半導体層に該半導体層の等方性エッチングに対して
耐エッチング性を有する不純物を、該不純物の濃度のピ
ークが上記半導体基板との界面から離間した位置となる
ように導入する第一の工程と、 上記半導体層をその厚さ方向に一部残して選択的に上記
不純物濃度のピーク部分を含む領域を除去する深さに異
方性エッチングする第二の工程と、 上記半導体層の厚さ方向に一部残した領域を上記単結晶
半導体基板に対するエッチング速度が上記多結晶半導体
層に対するエッチング速度より小さい等方性エッチング
によって除去する第三の工程とをとることを特徴とする
半導体装置の製造方法。
1. A method for manufacturing a semiconductor device, which includes a step of selectively etching away a polycrystalline semiconductor layer on a single crystal semiconductor substrate, wherein the semiconductor layer has etching resistance against isotropic etching of the semiconductor layer. A first step of introducing an impurity having a concentration of the impurity so as to be located at a position separated from an interface with the semiconductor substrate, and selectively leaving the semiconductor layer partially in the thickness direction. A second step of anisotropically etching to a depth that removes a region including a peak portion of the impurity concentration, and a region left partially in the thickness direction of the semiconductor layer with respect to the etching rate with respect to the single crystal semiconductor substrate And a third step of removing the polycrystalline semiconductor layer by isotropic etching having a smaller etching rate than the etching rate of the polycrystalline semiconductor layer.
【請求項2】 単結晶半導体基板上の多結晶半導体層を
選択的にエッチング除去する工程を含む半導体装置の製
造方法において、 上記半導体層に該半導体層の等方性エッチングに対して
耐エッチング性を有する不純物を、該不純物の濃度のピ
ークが上記半導体基板との界面から離間した位置となる
ように導入する第一の工程と、 上記半導体層をその厚さ方向に一部残して選択的に上記
不純物濃度のピーク部分を含む領域を除去する深さに異
方性エッチングする第二の工程と、 上記半導体層の厚さ方向に一部残した領域上記単結晶半
導体基板に対するエッチング速度が上記多結晶半導体層
に対するエッチング速度より小さい上記等方性エッチン
グによって除去する第二の工程とをとり 上記第二の工程の後、第三の工程の前に、不純物の拡散
処理を行うことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A method of manufacturing a semiconductor device, which comprises a step of selectively etching away a polycrystalline semiconductor layer on a single crystal semiconductor substrate, wherein the semiconductor layer has etching resistance against isotropic etching of the semiconductor layer. A first step of introducing an impurity having a concentration of the impurity so as to be located at a position separated from an interface with the semiconductor substrate, and selectively leaving the semiconductor layer partially in the thickness direction. The second step of anisotropically etching to a depth that removes the region including the peak portion of the impurity concentration, and the region left partially in the thickness direction of the semiconductor layer, the etching rate for the single crystal semiconductor substrate A second step of removing the crystalline semiconductor layer by the isotropic etching having a smaller etching rate than the etching rate, and after the second step and before the third step, an impurity diffusion process is performed. Method of manufacturing a semiconductor device and performing.
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