(57)【要約】【課題】  イオン注入装置の注入条件の設定を変更しなくても、基板表面からの深さを小さく変更して、不純物拡散領域を形成することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  バイポーラトランジスタを製造する際、ベースウェハ２と、ＳｉＯ２膜３と、Ｎ＋型層４と、Ｎ型層５とにより構成されたＳＯＩ基板１を用意する。そして、Ｎ型層５の表層にベース領域６を形成した後、イオン注入および熱処理により、エミッタ領域６を形成する。このとき、基板１の表面上に、基板１のうちの１つのエミッタ形成予定領域に対向する位置に配置されており、すべて同じ形状、同じ面積であり、互いに離間している複数の開口部２１を有するマスク２２を用いて、イオン注入する。これにより、１つのエミッタ領域６を形成する。【選択図】        図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
半導体基板（１）に不純物拡散領域（７）を形成する工程を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板（１）のうち、１つの前記不純物拡散領域（７）の形成予定領域内に位置し、かつ、互いに離間している複数の領域に対してイオン注入した後、前記イオンの拡散処理を施すことで、１つの前記不純物拡散領域（７）を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
前記複数の領域は、互いに、基板表面上での形状と面積が同一であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項３】
同一の半導体基板（１）に、前記半導体基板表面上での形状および面積が異なっている複数の不純物拡散領域（７）を形成する工程を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板（１）における前記複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対応する位置ごとに、１つの開口部、もしくは、互いに離間している複数の開口部（２１）が形成されており、前記複数の不純物拡散領域の形成予定領域（７）ごとに前記開口部の数が異なり、かつ、前記開口部の形状および開口面積がすべて同一であるマスク（２２）を、前記半導体基板（１）の表面上に形成する工程と、
前記マスク（２２）の前記開口部から、前記半導体基板（１）の各前記不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入し、前記イオンの拡散処理を施すことにより、同一の半導体基板（１）に、前記半導体基板表面上での形状および面積が異なり、かつ、前記不純物の拡散深さが同じである前記複数の不純物拡散領域（７）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。
【請求項４】
同一の半導体基板（１）に、前記不純物拡散領域（７）の基板表面上での形状と面積が同一である複数の不純物拡散領域（７）を形成する工程を有する半導体装置の製造方法において、
半導体基板（１）のうち、前記複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対応する位置ごとに、１つの開口部、もしくは、互いに離間している複数の開口部（２１）が形成されており、前記複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域ごとに、前記開口部の数および開口面積が異なっているマスク（２２）を、前記半導体基板（１）の表面上に形成する工程と、
前記マスク（２２）の前記開口部から、前記複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入した後、前記イオンの拡散処理を施すことにより、前記半導体基板（１）に、基板表面上での形状および面積が同じで、かつ、前記不純物の拡散深さが異なっている複数の不純物拡散領域（７）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。
【請求項５】
半導体基板（１）の表面側から、基板表面に対して垂直な方向で、エミッタ領域（７）、ベース領域（６）およびコレクタ領域（５）が順に配置された２つのバイポーラトランジスタが同一の前記半導体基板（１）に形成されており、２つの前記エミッタ領域（７）の基板表面上での形状および面積が、互いに異なる半導体装置の製造方法において、
半導体基板（１）のうち、面積が小さい方の前記エミッタ領域（７）の形成予定領域に対応する位置に１つの開口部のみが配置されており、面積が大きい方の前記エミッタ領域（７）の形成予定領域に対応する位置では、互いに離間している複数の開口部（２１）が配置されているマスク（２２）を、前記半導体基板（１）の表面上に形成する工程と、
前記マスク（２２）の前記開口部から、前記半導体基板（１）の各前記エミッタ領域（７）の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入し、前記イオンの拡散処理を施すことにより、同一の半導体基板（１）に、基板表面上での形状および面積が異なる前記２つのエミッタ領域（７）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。
【請求項６】
前記マスクを形成する工程では、形状および開口面積が同一である前記複数の開口部（２１）を有する前記マスク（２２）を形成することを特徴とする請求項４または５に記載の半導体装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不純物拡散領域を有する半導体装置の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
バイポーラトランジスタのエミッタ領域等の不純物拡散領域は、半導体基板に対して、イオン注入することにより形成される。
【０００３】
そして、従来では、半導体基板のうちの１つの領域にのみ、イオン注入することで、１つの不純物拡散領域を形成していた。すなわち、従来では、半導体基板のうち、直接イオン注入される領域は、１つの不純物拡散領域の形成予定領域に対して、１つであった。
【０００４】
この場合、不純物拡散領域の基板表面からの深さは、加速電圧等のイオン注入装置の注入条件により、決まる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、半導体基板に、基板表面からの深さを異ならせて、不純物拡散領域を形成する場合、形成しようとする不純物拡散領域ごとに、イオン注入装置の注入条件を変更しなければならなかった。
【０００６】
また、同一の半導体基板に、基板表面上での形状と面積が同一であり、かつ、基板表面からの深さが異なる複数の不純物拡散層をイオン注入により形成する場合、製造工程の簡略化の観点より、同一のイオン注入工程で、これらの不純物拡散領域を同時に形成できることが好ましいが、上記した従来の方法では、不可能であった。
【０００７】
このため、従来では、形成しようとする不純物拡散層ごとに、イオン注入装置の注入条件を変更して、別々のイオン注入工程を行わなければならなかった。
【０００８】
同様に、同一の半導体基板に、基板表面上での形状と面積が異なり、かつ、基板表面からの深さが同一である複数の不純物拡散層をイオン注入により形成する場合においても、従来では、形成しようとする不純物拡散層ごとに、イオン注入装置の注入条件を変更して、別々のイオン注入工程を行わなければならなかった。
【０００９】
本発明は、上記点に鑑み、イオン注入装置の注入条件の設定を変更しなくても、基板表面からの深さを小さく変更して、不純物拡散領域を形成することができる半導体装置の製造方法を提供することを第１の目的とする。
【００１０】
また、同一のイオン注入工程により、同一の半導体基板に、基板表面上での形状と面積が同一であり、かつ、基板表面からの深さが異なる複数の不純物拡散層を形成できる半導体装置の製造方法を提供することを第２の目的とする。
【００１１】
また、同一のイオン注入工程により、同一の半導体基板に、基板表面上での形状と面積が異なり、かつ、基板表面からの深さが同一である複数の不純物拡散層を形成できる半導体装置の製造方法を提供することを第３の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明は、半導体基板（１）のうち、１つの不純物拡散領域（７）の形成予定領域内に位置し、かつ、互いに離間している複数の領域に対してイオン注入した後、イオンの拡散処理を施すことで、１つの不純物拡散領域（７）を形成することを第１の特徴としている。
【００１３】
本発明では、１つの不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対するイオン注入領域を複数にすることで、１つのイオン注入領域を小さくしている。そして、イオン注入装置の注入条件が一定の場合、イオン注入領域が小さいほど、不純物拡散領域の基板表面からの深さが小さくなる傾向がある。  
【００１４】
したがって、本発明によれば、イオン注入装置の注入条件の設定を変更しなくても、イオン注入する複数の領域の大きさを変更することで、不純物拡散領域の基板表面からの深さを小さく変更することができる。なお、本発明に加えて、イオン注入装置の条件を変更することで、不純物拡散領域の基板表面からの深さを小さく変更することもできる。
【００１５】
例えば、２つの縦型バイポーラトランジスタが同一の半導体基板に形成されており、２つのエミッタ領域（７）の基板表面上での形状および面積が、互いに異なる半導体装置を製造する場合、半導体基板（１）のうち、面積が小さい方のエミッタ領域（７）の形成予定領域に対応する位置に１つの開口部のみが配置されており、面積が大きい方のエミッタ領域（７）の形成予定領域に対応する位置では、互いに離間している複数の開口部（２１）が配置されているマスク（２２）を、半導体基板（１）の表面上に形成する工程を行う。
【００１６】
続いて、マスク（２２）の開口部から、半導体基板（１）の各エミッタ領域（７）の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入し、イオンの拡散処理を施すことにより、同一の半導体基板（１）に、基板表面上での形状および面積が異なる２つのエミッタ領域（７）を形成する工程を行う。
【００１７】
これにより、同一の半導体基板に、エミッタ領域の面積が異なる２つのバイポーラトランジスタを製造する際、それぞれのエミッタ領域を同一のイオン注入工程で形成した場合であっても、エミッタ領域の面積が大きなバイポーラトランジスタにおけるエミッタ領域の基板表面からの深さを従来よりも小さくすることができる。この結果、エミッタ領域の面積が大きなバイポーラトランジスタの耐圧を、従来よりも、向上させることができる。
【００１８】
なお、上記した複数の領域および複数の開口部（２１）は、互いに、基板表面上での形状と面積が同一であることが好ましい。これにより、エミッタ領域等の不純物拡散領域（７）の底面を平坦にすることができる。
【００１９】
また、本発明は、半導体基板（１）における複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対応する位置ごとに、１つの開口部、もしくは、互いに離間している複数の開口部（２１）が形成されており、複数の不純物拡散領域の形成予定領域（７）ごとに開口部の数が異なり、かつ、開口部の形状および開口面積がすべて同一であるマスク（２２）を、半導体基板（１）の表面上に形成する工程と、マスク（２２）の開口部から、半導体基板（１）の各不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入し、イオンの拡散処理を施す工程を有することを第２の特徴としている。
【００２０】
これにより、同一のイオン注入工程により、同一の半導体基板に、基板表面上での形状と面積が異なり、かつ、基板表面からの深さが同一である複数の不純物拡散層を形成することができる。
【００２１】
また、本発明は、半導体基板（１）における複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対応する位置ごとに、１つ、もしくは、互いに離間している複数の開口部（２１）が形成されており、かつ、複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域ごとに、開口部の数および開口面積が異なっているマスク（２２）を、半導体基板（１）の表面上に形成する工程と、マスク（２２）の開口部から、複数の不純物拡散領域（７）の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入した後、イオンの拡散処理を施す工程を有することを第３の特徴としている。
【００２２】
これにより、同一のイオン注入工程により、同一の半導体基板に、基板表面上での形状と面積が同一であり、かつ、基板表面からの深さが異なる複数の不純物拡散層を形成することができる。
【００２３】
また、この場合においても、上記した複数の開口部（２１）は、互いに、基板表面上での形状と面積が同一であることが好ましい。これにより、不純物拡散領域（７）の底面を平坦にすることができる。
【００２４】
なお、特許請求の範囲およびこの欄で記載した各手段の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
（第１実施形態）
本実施形態では、電源回路等の用途に用いられ、エミッタ領域の面積が異なる複数のバイポーラトランジスタが同一の半導体基板に形成されている半導体装置の製造方法に本発明を適用した場合を説明する。
【００２６】
図１に、本発明の第１実施形態における半導体装置の断面図を示す。図１に示すように、本実施形態の半導体装置は、半導体基板としてのＳＯＩ基板１に縦型バイポーラトランジスタが形成されている。
【００２７】
具体的には、ＳＯＩ基板１は、下から順に、Ｓｉ（シリコン）で構成されたベースウェハ２と、ＳｉＯ２膜（シリコン酸化膜）３と、Ｎ＋型層４と、Ｎ型層５とを有している。そして、Ｎ型層５がコレクタ領域となり、Ｎ型層５の表面側にＰ型ベース領域６が形成され、Ｐ型ベース領域６の表面側に不純物拡散領域としてのＮ型エミッタ領域７が形成されている。すなわち、半導体基板１の表面側から、基板表面に対して垂直な方向で、エミッタ領域７、ベース領域６およびコレクタ領域５が順に配置されている。
【００２８】
また、ＳＯＩ基板１の表面上には、ＬＯＣＯＳ法により形成された酸化膜（以下、ＬＯＣＯＳ酸化膜と呼ぶ）８と、絶縁膜９と、コレクタ電極配線１０、ベース電極配線１１、エミッタ電極配線１２とが形成されている。
【００２９】
なお、図１では、１つのバイポーラトランジスタのみを示しているが、ＳＯＩ基板の他の領域にも、図示しないが、バイポーラトランジスタが形成されている。ただし、各バイポーラトランジスタにおけるエミッタ領域の基板表面での形状および面積は互いに異なっており、エミッタ領域の面積は、図中のバイポーラトランジスタの方が大きい。
【００３０】
次に、上記した構造の半導体装置の製造方法について説明する。図２（ａ）〜（ｃ）、図３（ａ）、（ｂ）に半導体装置の製造工程を示す。
【００３１】
まず、図２（ａ）に示すように、ベースウェハ２と、ＳｉＯ２膜３と、Ｎ＋型層４と、Ｎ型層５とにより構成されたＳＯＩ基板１を用意する。
【００３２】
続いて、図２（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１の表面上に、ＬＯＣＯＳ法により、ＬＯＣＯＳ酸化膜８を形成する。
【００３３】
続いて、図２（ｃ）に示すように、ベース領域６を形成する。このとき、図示しないが、ＳＯＩ基板１の表面上に、レジストにより構成されたマスクを形成し、マスクに設けられた開口部（窓）から、ＳＯＩ基板１のうちのベース形成予定領域に対してイオン注入する。そして、マスクを除去した後、ＳＯＩ基板１に対して熱処理を施すことにより、注入したイオンを拡散させることで、複数のバイポーラトランジスタのベース領域６を同時に形成する。
【００３４】
なお、このときの製造条件は、例えば、Ｎ型層５の不純物濃度はＰ（リン）：１×１０１５ｃｍ−３であり、イオン注入条件は、Ｂ（ボロン）：７０ｋｅＶ、ドーズ量：６．４×１０１３ｃｍ−２であり、熱処理条件は、１１７０℃、３０分である。
【００３５】
続いて、図３（ａ）に示すように、ＳＯＩ基板１の表面上に、レジストにより構成され、複数の開口部（窓）２１を有するマスク２２を形成する。そして、マスク２２の開口部２１からＳＯＩ基板１のうちのエミッタ形成予定領域に対して、イオン注入する。
【００３６】
ここで、図４にマスク２２の平面図を示す。なお、図４では、図３（ａ）と同一の構成部に、図３（ａ）と同一の符号を付している。
【００３７】
図４に示すように、複数の開口部２１は、マスク２２のうち、ＳＯＩ基板１のうちの１つのエミッタ形成予定領域に対向（対応）する位置に配置されている。複数の開口部２１は、すべて同じ形状、同じ面積であり、互いに離間している。例えば、各開口部２１は、正方形であり、一辺２３の長さが０．５μｍ、開口部２１同士の間隔２４が、０．３μｍである。なお、複数の開口部２１同士の間隔２４の設定方法については、後述する。また、各開口部２１の形状については、正方形に限らず、長方形等の他の形状とすることもできる。
【００３８】
また、図１に示されていない他のバイポーラトランジスタの形成予定領域では、従来と同様に、１つのエミッタ形成予定領域に対して、１つの開口部のみが形成されている。
【００３９】
このように、ＳＯＩ基板１のうち、図１に示すバイポーラトランジスタの形成予定領域上では、複数の開口部２１が配置されており、図示しない他のバイポーラトランジスタの形成予定領域上では、１つの開口部のみが配置されているマスク２２を用いて、イオン注入する。
【００４０】
これにより、ＳＯＩ基板１のうち、図１に示すバイポーラトランジスタのエミッタ形成予定領域内に位置し、基板表面上での形状と面積が同一で、かつ、互いに離間している複数の領域に対してイオンが注入される。すなわち、図１に示すバイポーラトランジスタのエミッタ形成予定領域に対して、部分的にイオンが注入される。また、同時に、ＳＯＩ基板１のうち、図示しない他のバイポーラトランジスタの形成予定領域内の１つの領域に対してイオンが注入される。
【００４１】
また、このときのイオン注入条件は、例えば、Ｐ（リン）：１３０ｋｅＶ、ドーズ量：８×１０１５ｃｍ−２ある。
【００４２】
なお、図１に示すバイポーラトランジスタのエミッタ領域６と、図示しないバイポーラトランジスタのエミッタ領域ごとに、イオン注入条件を変更して、別々に、形成することもできるが、この場合、イオン注入工程が少なくとも２回必要となる。
【００４３】
そこで、本実施形態では、同じマスクを使用し、１回のイオン注入工程により、ＳＯＩ基板１に面積が異なるエミッタ領域を形成することで、製造工程を簡略化している。また、ここでは、イオン注入回数を１回としたが、それぞれのエミッタ領域を同一のイオン注入工程で形成するのであれば、イオン注入回数を複数回とすることもできる。このことは、第２実施形態以降も同様である。
【００４４】
そして、イオン注入した後、マスク２２を除去し、図３（ｂ）に示すように、ＳＯＩ基板１に対して熱処理を施すことにより、イオンを拡散させることで、図１に示すバイポーラトランジスタのエミッタ領域６と、図示しない他のバイポーラトランジスタのエミッタ領域をＳＯＩ基板１に形成する。なお、熱処理条件は、例えば、１０５０℃、８０分である。また、この熱処理が特許請求の範囲に記載のイオンの拡散処理に相当する。
【００４５】
続いて、ＳＯＩ基板１の表面上に、絶縁膜９としてのＢＰＳＧ膜を成膜する。その後、絶縁膜９にコンタクトホール９ａを形成し、絶縁膜９上にコンタクトホール９ａを介して、コレクタ領域５、ベース領域６、エミッタ領域７にそれぞれ、電気的に接続されたコレクタ電極配線１０、ベース電極配線１１、エミッタ電極配線１２を形成する。
【００４６】
このようにして、図１に示す構造の半導体装置を製造することができる。
【００４７】
次に、マスク２２に設ける複数の開口部２１同士の間隔２４の設定方法について説明する。
【００４８】
図５（ａ）にマスクの開口部の幅（開口幅）と拡散深さＸｊの関係についてのシミュレーション結果を示し、図５（ｂ）にそのシミュレーションモデルを示す。
【００４９】
このシミュレーション結果は、図５（ｂ）に示すように、マスク３１の開口部３２の幅（開口幅）３３を異なる大きさに変更して、半導体基板３４にイオン注入を行った後、熱処理を施すことにより、不純物拡散領域３５を形成したときの拡散深さＸｊの大きさを示したものである。なお、拡散深さＸｊは、基板表面から不純物拡散領域３５の底面までの距離を意味し、基板表面からの半導体基板中の濃度と同じ濃度の位置を測定した値である。
【００５０】
また、このときの半導体基板の不純物濃度はＰ（リン）：１×１０１５ｃｍ−３であり、イオン注入条件は、Ｂ（ボロン）：７０ｋｅＶ、ドーズ量：６．４×１０１３ｃｍ−２あり、熱処理条件は、１１７０℃、３０分である。
【００５１】
図５（ａ）から、開口幅３３が０．５μｍのとき、拡散深さＸｊは１．２３μｍであった。また、比例関係ではないが、開口幅３３が０．５μｍから１．０μｍ、４μｍと広くなるにしたがって、Ｘｊが大きくなることがわかる。これは、開口幅３３が広いほど、基板表面上に注入されるイオンが多く、熱処理が施されたときに、同じ方向に多くのイオンが拡散するためである。
【００５２】
図６（ａ）に、図６（ｂ）に示すように、マスク３１に２つの開口部３２を形成した場合であって、開口幅３３を０．５μｍとし、開口部３２同士の間隔３６を０．１μｍ〜１．０μｍと振ったときのＸｊ＝１．２３μｍでの濃度プロファイルのシミュレーション結果を示す。なお、図６（ｂ）は、そのときのシミュレーションモデルである。
【００５３】
また、このときのイオン注入条件、熱処理条件は図５と同じである。また、図６（ａ）の横軸は、図６（ｂ）に示すモデルの左端からの距離を示しており、図６（ｂ）の縦軸は濃度プロファイルを示している。
【００５４】
図６（ａ）に示すように、開口部３２同士の間隔３６が０．３μｍのとき、Ｘが１〜２μｍの範囲で、濃度が１×１０１５ｃｍ−３で一定であった。すなわち、不純物拡散領域３５の底面（ＰＮ接合面）が平坦であった。
【００５５】
そこで、本実施形態では、マスク２２の開口部２１の一辺２３を０．５μｍ、開口部２１同士の間隔２４を０．３μｍとした。
【００５６】
このように、複数の開口部２１同士の間隔２４は、イオン注入および熱処理を施したときに、不純物拡散領域の底面（ＰＮ接合面）が平坦となる大きさに設定する。
【００５７】
次に本実施形態の主な効果について説明する。
【００５８】
（１）従来では、同一の半導体基板に、エミッタ面積が異なる複数のバイポーラトランジスタを製造する際、それぞれのエミッタ領域を同一のイオン注入工程で形成した場合では、面積が大きなエミッタ領域は、面積が小さなエミッタ領域よりも、不純物の拡散深さが大きかった。
【００５９】
これは、半導体基板のうちの１つの領域にイオン注入することで、１つのエミッタを形成した場合、加速電圧等のイオン注入装置の条件が一定であれば、不純物の拡散深さは、イオン注入領域が大きいほど深くなるからである。
【００６０】
ここで、図７に、縦型バイポーラトランジスタにおけるエミッタサイズとコレクタ−エミッタ間の耐圧との関係を示す。なお、ここでいうエミッタサイズは、図１に示すように、エミッタ領域の底面の平坦な部分の長さ３１を意味する。また、このときのエミッタ領域の奥行きは１μｍである。また、各測定時におけるベース領域の拡散深さは一定である。
【００６１】
図７に示すように、エミッタサイズが２μｍ、５μｍのとき、耐圧はそれぞれ約４１Ｖ、３８Ｖであり、エミッタ面積が大きなバイポーラトランジスタほど、耐圧が小さいことがわかる。これは、エミッタ領域の不純物の拡散深さが大きくなると、基板表面に対して垂直な方向におけるエミッタ底面とベース底面との間隔が狭くなり、エミッタ底面とベース底面との間において、空乏層が伸びる距離が短くなるためである。
【００６２】
したがって、同一の半導体基板に、エミッタ面積が異なる複数のバイポーラトランジスタを製造する際、それぞれのエミッタ領域を同一のイオン注入工程で形成した場合では、エミッタ面積が大きなバイポーラトランジスタの耐圧が、同一の半導体基板におけるエミッタ面積が小さな他のバイポーラトランジスタと比較して、小さくなってしまう。
【００６３】
このため、エミッタ面積が小さい方のバイポーラトランジスタを所望の耐圧となるように設計しても、エミッタ面積が大きな方のバイポーラトランジスタの耐圧が、所望の耐圧よりも小さくなってしまうという問題があった。
【００６４】
これに対して、本実施形態では、上記したように、ＳＯＩ基板１のうち、図１に示すバイポーラトランジスタの形成予定領域上では、複数の開口部２１が形成されており、図示しない他のバイポーラトランジスタの形成予定領域上では、１つの開口部のみが形成されているマスク２２を用いて、イオン注入している。
【００６５】
このように、本実施形態では、１つのエミッタの形成予定領域に対するイオン注入領域を複数に分割して、１つのイオン注入領域を小さくしている。そして、イオン注入装置の注入条件が一定の場合、イオン注入領域が小さいほど、不純物拡散領域の基板表面からの深さが小さくなる傾向がある。  
【００６６】
したがって、本実施形態によれば、従来のようにイオン注入領域を１つとしてエミッタ領域を形成する場合であって、イオン注入装置の条件を本実施形態と同一として、基板表面での形状および面積が本実施形態と同一であるエミッタ領域を形成する場合と比較して、エミッタ領域６の拡散深さを小さくすることができる。
【００６７】
これにより、同一のＳＯＩ基板１に、エミッタ面積が異なる複数のバイポーラトランジスタを製造する際、それぞれのエミッタ領域を同一のイオン注入工程で形成した場合であっても、従来よりも、エミッタ面積が大きなバイポーラトランジスタの耐圧を向上させることができる。
【００６８】
（２）また、面積が大きなエミッタ領域を、イオン注入領域を１つとしたイオン注入により形成する場合、熱処理が施されたときに、エミッタ領域の中央部は周りからも拡散してくるため、エミッタ領域の中央部が端部よりも深くなりやすく、エミッタ領域の底面が平坦にならない傾向がある。
【００６９】
これに対して、本実施形態では、ＳＯＩ基板１のエミッタ形成予定領域のうちの複数の領域にイオン注入しているので、１つの領域に対して注入されるイオンの量は、１つの領域にイオン注入して同じ面積のエミッタ領域を形成する場合と比較して、少ない。このため、面積が大きいエミッタ領域をイオン注入により形成する場合であっても、１つの領域にイオン注入して同じ面積のエミッタ領域を形成する場合と比較して、容易に、エミッタ領域６の底面を平坦にすることができる。
【００７０】
（第２実施形態）
本実施形態では、エミッタ面積が異なり、かつ、エミッタ領域の拡散深さが同じである複数のバイポーラトランジスタが同一の半導体基板に形成されている半導体装置の製造方法に、本発明を適用した場合を説明する。
【００７１】
本実施形態の各バイポーラトランジスタの構造は、図１に示すバイポーラトランジスタと同様である。ただし、同一のＳＯＩ基板１に形成された各バイポーラトランジスタのエミッタ領域は、互いに、同じ不純物（例えば、Ｐ）で構成され、不純物の拡散深さが同一であり、エミッタ領域の基板表面上での形状および面積が異なっており、一方のエミッタ領域の面積は、他方のエミッタ領域の複数倍の大きさである。
【００７２】
そして、このような構造の半導体装置は、第１実施形態で説明した製造工程と同様の製造工程により製造される。ただし、本実施形態では、図３（ａ）、図４に示されるマスク２２の複数の開口部２１の大きさを、図示しない他のバイポーラトランジスタの形成予定領域上に形成されている１つの開口部と同じ大きさとする。すなわち、マスク２２に形成される開口部の形状および大きさをすべて同じにする。
【００７３】
このように、本実施形態では、ＳＯＩ基板１のうち、エミッタ面積が大きなバイポーラトランジスタの形成予定領域上であって、そのエミッタ形成予定領域に対応する位置に、形状および面積が同一であって、互いに離間している複数の開口部２１が設けられており（図４参照）、一方、エミッタ面積が小さなバイポーラトランジスタの形成予定領域上であって、そのエミッタ形成予定領域に対応する位置に、従来と同様に、１つの開口部が設けられたマスク２２を形成している。
【００７４】
そして、マスク２２の開口部から、ＳＯＩ基板１の各エミッタ領域の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入し、熱処理を施している。
【００７５】
これにより、同一のイオン注入工程により、同一のＳＯＩ基板１に基板表面上での形状と面積が異なり、かつ、基板表面からの深さが同一である複数のエミッタ領域を形成することができる。
【００７６】
なお、ここでは、マスク２２において、エミッタ面積が小さなバイポーラトランジスタの形成予定領域上であって、そのエミッタ形成予定領域上では、従来と同様に、１つの開口部を設ける場合を説明したが、１つの開口部の代わりに、形状および面積が同一であって、互いに離間している複数の開口部を設けることもできる。
【００７７】
この場合においても、マスク２２に設けられる開口部の形状および面積をすべて同じにする。また、この場合、エミッタ面積が大きなバイポーラトランジスタの形成予定領域上に位置する複数の開口部と、エミッタ面積が小さなバイポーラトランジスタの形成予定領域上に位置する複数の開口部とは、数が異なっている。
【００７８】
（第３実施形態）
本実施形態では、第２実施形態とは反対に、エミッタ面積が同じであり、かつ、エミッタ領域の拡散深さが異なる複数のバイポーラトランジスタが同一の半導体基板に形成されている半導体装置の製造方法に、本発明を適用した場合を説明する。
【００７９】
本実施形態の各バイポーラトランジスタの構造も、図１に示すバイポーラトランジスタと同様である。ただし、同一のＳＯＩ基板１に形成された各バイポーラトランジスタのエミッタ領域は、互いに、同じ不純物（例えば、Ｐ）で構成され、不純物の拡散深さが異なり、エミッタ領域の基板表面上での形状および面積が同じである。
【００８０】
そして、このような構造の半導体装置は、第１実施形態で説明した製造工程と同様の製造工程によって、製造される。なお、本実施形態では、ＳＯＩ基板１における各エミッタ形成予定領域の大きさが同じである点が、第１実施形態と異なっている。
【００８１】
本実施形態では、ＳＯＩ基板１の表面のうち、一方のエミッタ領域の形成予定領域に対応する位置に、形状および開口面積が同一であって、互いに離間している複数の開口部２１が設けられており（図４参照）、かつ、他方のエミッタ領域の形成予定領域に対応する位置に１つの開口部が設けられているマスク２２を、ＳＯＩ基板１の表面上に形成している。
【００８２】
そして、マスク２２の開口部から、ＳＯＩ基板１の各エミッタ領域の形成予定領域に対して、同時にイオンを注入し、熱処理を施している。
【００８３】
これにより、同一のイオン注入工程により、同一のＳＯＩ基板１に基板表面上での形状と面積が同じで、かつ、基板表面からの深さが異なる複数のエミッタ領域を形成することができる。
【００８４】
なお、ここでは、マスク２２において、他方のエミッタ領域の形成予定領域上では、従来と同様に、１つの開口部を設ける場合を説明したが、１つの開口部の代わりに、形状および面積が同一であって、互いに離間している複数の開口部を設けることもできる。
【００８５】
この場合、マスク２２に設けられる複数の開口部の数、形状および開口面積を、一方のエミッタ領域の形成予定領域上と、他方のエミッタ領域の形成予定領域上とで、異ならせる。
【００８６】
一般的に、図１に示すような縦方向に電流を流す構造のバイポーラトランジスタでは、ベースの幅（エミッタ領域の下に位置するベース領域の基板表面に対して垂直な方向での長さ）が異なると、電気特性（ｈｆｅ）が異なることが知られている。
【００８７】
したがって、本実施形態によれば、同一のイオン注入工程を施すことにより、同一のＳＯＩ基板１に、エミッタ面積が同じで、かつ、電気特性（ｈＦＥ）の異なるバイポーラトランジスタを製造することができる。
【００８８】
（他の実施形態）
（１）第１実施形態では、同一の半導体基板に複数のバイポーラトランジスタを有する半導体装置の製造方法に対して本発明を適用した場合を例として説明したが、半導体基板に１つのバイポーラトランジスタを有する半導体装置の製造方法に対しても、本発明を適用することができる。
【００８９】
これにより、イオン注入装置の注入条件の設定を変更しなくても、イオン注入する複数の領域の大きさを変更することで、エミッタ領域の基板表面からの深さを小さく変更することができる。なお、これに加えて、イオン注入装置の条件を変更することで、エミッタ領域の基板表面からの深さを小さく変更することもできる。
【００９０】
（２）第１実施形態では、マスク２２に形成されている複数の開口部２１において、形状および面積をすべて同じとする場合を例として説明したが、単に、エミッタ領域６の拡散深さを小さくするという観点では、複数の開口部２１の形状および面積を異ならせることもできる。
【００９１】
（３）上記した各実施形態では、エミッタ領域を形成するためのイオン注入において、レジストにより構成されたマスク２２を形成する場合を例として説明したが、他の材料により構成されたマスクを形成することもできる。
【００９２】
例えば、ＰｏｌｙＳｉ膜を所望のパターンに形成したり、厚い熱酸化膜を所望のパターンに形成したりすることで、マスクを形成することができる。
【００９３】
（４）上記した各実施形態では、ベース領域を形成するためのイオン注入をした後に、熱処理を行い、また、エミッタ領域を形成するためのイオン注入をした後に、熱処理を行う場合を例として説明した。
【００９４】
これに対して、各熱処理を同時に行うこともできる。すなわち、ベース領域を形成するためのイオン注入をした後に、エミッタ領域を形成するためのイオン注入を行い、その後、熱処理を施すことにより、ベース領域およびエミッタ領域を形成することもできる。
【００９５】
（５）上記した各実施形態では、ＮＰＮ型バイポーラトランジスタをＳＯＩ基板１に形成する場合を例として説明したが、これとは導電型が逆のＰＮＰ型バイポーラトランジスタをＳＯＩ基板１に形成する場合においても、本発明を適用することができる。
【００９６】
この場合、エミッタ領域を形成するイオン注入の際、Ｐ（リン）の代わりに、例えば、Ｂ（ボロン）をイオン注入する。
【００９７】
（６）上記した各実施形態では、不純物拡散領域を有する半導体素子としてバイポーラトランジスタを例として説明したが、他の半導体素子を有する半導体装置の製造方法に対しても本発明を適用することができる。例えば、ＭＯＳトランジスタを有する半導体装置の製造方法に対しても本発明を適用できる。この場合、不純物拡散領域としてのソース、ドレイン領域をイオン注入により形成するとき、上記した各実施形態のように、イオン注入領域を複数にする。
【００９８】
また、同一の半導体基板に複数のバイポーラトランジスタが形成されている半導体装置の製造方法について本発明を適用する場合を例として説明したが、この場合に限らず、不純物拡散領域を有する複数の半導体素子が同一の半導体基板に形成されている半導体装置の製造方法について本発明を適用することができる。なお、複数の半導体素子は、バイポーラトランジスタとＭＯＳトランジスタのように、異なる種類であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９９】
【図１】本発明の第１実施形態における半導体装置の断面図である。
【図２】図１に示す半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図３】図２に続く半導体装置の製造工程を説明するための断面図である。
【図４】図３（ａ）に示す工程で用いるマスク２２の平面図である。
【図５】（ａ）はマスクの開口部の幅と拡散深さＸｊの関係についてのシミュレーション結果を示す図であり、（ｂ）はそのときのシミュレーションモデルを示す図である。
【図６】（ａ）は開口部３２同士の間隔３６を０．１μｍ〜１．０μｍと振ったときのＸｊ＝１．２３μｍでの濃度プロファイルのシミュレーション結果を示す図であり、（ｂ）はそのときのシミュレーションモデルを示す図である。
【図７】縦型バイポーラトランジスタにおけるエミッタサイズとコレクタ−エミッタ間の耐圧との関係を示す図である。
【符号の説明】
【０１００】
１…ＳＯＩ基板、７…エミッタ領域、２１…開口部、２２…マスク。
【図１】
2007081021.tif 000003
【図２】
2007081021.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2007081021.tif 000007
【図６】
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【図７】
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