(57)【要約】【課題】  本発明は、素子分離酸化膜の膜厚変化部位を所定の膜厚に保持してイオン注入を規制することにより、実効ベース領域の安定化による特性向上を図る半導体装置及びその製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】  素子分離酸化膜５の、素子形成領域６との境界領域に形成される膜厚変化部位１３に所定の厚さのイオン注入規制段部１４を形成することにより、膜厚変化部位１３が全域に亘りイオン注入を規制する所定の厚みで構成されるようにする。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリコン基板の主面上に堆積形成したシリコン窒化膜にパターニングを施して開口した素子分離領域に熱酸化処理を施して厚膜の素子分離酸化膜を形成し、前記シリコン窒化膜を除去して前記素子分離酸化膜により区分された素子形成領域に不純物元素のイオン注入を行ってベース領域を形成する半導体装置において、
前記素子分離酸化膜が、前記素子形成領域との境界領域に形成される膜厚変化部位に所定の高さを有するイオン注入規制段部を形成することにより前記膜厚変化部位が全域に亘りイオン注入を規制する所定の膜厚に保持されるように構成したことを特徴とする半導体装置。
【請求項２】
前記素子分離酸化膜に形成した前記イオン注入規制段部に囲まれた前記素子形成領域の対応領域が、薄膜の酸化シリコン膜で被覆されることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置。
【請求項３】
前記素子分離酸化膜の前記イオン注入規制段部が、前記素子形成領域に注入する不純物元素の前記シリコン基板内における飛程距離の２倍以下の高さを有して形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２のいずれか１項に記載の半導体装置。
【請求項４】
シリコン基板の主面上にシリコン窒化膜を堆積形成するシリコン窒化膜形成工程と、前記シリコン窒化膜に対して素子分離領域の対応部位を開口するパターンニングを施すシリコン窒化膜パターンニング工程と、開口された前記素子分離領域に熱酸化処理を施して厚膜の素子分離酸化膜を形成する素子分離酸化膜形成工程と、前記シリコン窒化膜を除去して前記素子分離酸化膜により区分された領域を素子形成領域としその内部に不純物元素のイオン注入を行ってベース領域を形成するベース領域形成工程とを有する半導体装置の製造方法において、
前記ベース領域形成工程の前工程として、前記素子分離酸化膜に対して前記素子形成領域の対応領域を開口するパターニングを施す素子分離酸化膜パターニング工程を有し、この素子分離酸化膜パターニング工程が、前記素子形成領域との境界領域に形成される膜厚変化部位に所定の高さのイオン注入規制段部を形成することにより、前記層厚変化部位が全域に亘りイオン注入を規制する所定の膜厚に保持されるように形成されることを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記素子分離酸化膜パターニング工程の後工程において、前記素子分離酸化膜の開口部から前記ベース形成領域に熱酸化処理を施し、前記素子分離酸化膜よりも薄膜で不純物元素のイオン注入を可能とする厚みを有する酸化シリコン膜を形成する工程を施すことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記素子分離酸化膜パターニング工程が、前記素子分離酸化膜に対して前記素子形成領域に注入する不純物元素の前記シリコン基板内における飛程距離の２倍以上の高さを有する前記イオン注入規制段部を形成することを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれか１項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、ロコス（LOCOS:local Oxidation of silicon）法による素子分離技術を用いて製造する半導体装置及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置においては、素子間を電気的に絶縁分離することが必要であり、ロコス法や誘電体分離法等の様々な素子分離技術が用いられている。ロコス法は、シリコン基板の局所酸化を行って厚膜の素子分離酸化膜（ＳｉＯ２層）を形成し、この素子分離酸化膜により素子間を分離する酸化膜分離方法である。ロコス法は、集積度の向上或いは接合容量や寄生効果の低減、高速動作化等の特徴を有した半導体装置を製造する。
【０００３】
ロコス法においては、一般にシリコン基板の主面上に歪みを緩和する酸化シリコン膜を形成した後に、耐酸化膜であるシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）を形成する。ロコス法においては、シリコン窒化膜に対して素子分離領域を開口するパターンニングを施し、この開口部に熱処理（アニール処理）を施して厚膜の酸化シリコン膜からなる素子分離酸化膜を形成する（例えば、特許文献１を参照）。
【０００４】
図１５に示した半導体装置は、ロコス法による素子分離技術を用いて製造したＮＰＮ型トランジスタ１００を示し、ｐ型シリコン基板１０１の主面から不純物元素をイオン注入（ドープ）して内部に拡散させることによりｎ型埋込み拡散層１０２を形成し、この埋込み拡散層１０２とシリコン基板１０１の主面上にｎ型エピタキシャル成長層１０３を形成する。トランジスタ１００においては、エピタキシャル成長層１０３上にロコス法によってパターン形成した厚膜の素子分離酸化膜１０４により、埋込み拡散層１０２との対応領域を薄膜の酸化シリコン膜１０５で被覆した状態で区分して素子形成領域１０６を構成する。
【０００５】
図１６に示すように、トランジスタ１００においては、素子分離酸化膜１０４を被覆してレジスト層１０７を形成し、このレジスト層１０７に素子形成領域１０６を開口するパターニングを行う。トランジスタ１００においては、図１６矢印で示すようにレジスト層１０７の開口部から素子形成領域１０６にイオン注入を行ってｐ型ベース領域１０８とｎ型コレクタコンタクト領域１０９を形成するとともに、ベース領域１０８内にｐ型ベースコンタクト領域１１０とｎ型エミッタ領域１１１を形成する。トランジスタ１００においては、図１５に示すように、酸化シリコン膜１０５を介してコレクタコンタクト領域１０９とベースコンタクト領域１１０とエミッタ領域１１１に対応してコレクタ電極１１２とベース電極１１３とエミッタ電極１１４を形成する。
【特許文献１】特開平６−７７２３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、トランジスタ１００においては、上述したようにロコス法によりシリコン窒化膜の開口部に熱処理を施して底部がエピタキシャル成長層１０３に沈み込んで所定の膜厚を有する素子分離酸化膜１０４を形成する。トランジスタ１００においては、シリコン窒化膜の開口端において、図１６に示すように素子形成領域１０６に向かって次第に素子分離酸化膜１０４の膜厚が薄くなる膜厚変化部位１１５を構成して形成される。
【０００７】
トランジスタ１００においては、素子分離酸化膜１０４上に形成した素子形成領域１０６の対応部位を開口したレジスト層１０７をマスクとしてエピタキシャル成長層１０３にイオン注入を行ってベース領域１０７を形成する。トランジスタ１００においては、上述したように周辺部に膜厚変化部位１１５を構成して形成される素子分離酸化膜１０４の影響により、ベース領域１０７がこの膜厚変化部位１１５との対向領域において厚さとイオン注入条件により不純物濃度にバラツキを生じて形成される。
【０００８】
トランジスタ１００においては、ベース領域１０７の膜厚が一定の領域を実効ベース領域１０７Ａとして図１５矢印ａで示すように縦方向の動作（接合）が行われるように構成される。しかしながら、トランジスタ１００においては、不純物濃度のバラツキにより膜厚変化部位１１５との対向領域１０７Ｂにおいても同図矢印ｂで示すように実効ベース領域として動作することにより、実効ベース領域１０７Ａにおける縦方向の動作とともに対向領域１０７Ｂにおける横方向の動作する現象が生じてしまうことがあった。トランジスタ１００においては、この現象により例えばｈＦＥ（直流電流増幅率）にバラツキが生じて既定の特性と異なる特性になるといった問題があった。
【０００９】
したがって、本発明は、素子分離酸化膜の膜厚変化部位を所定の膜厚に保持してイオン注入を規制することにより、実効ベース領域の安定化による特性向上を図る半導体装置及びその製造方法を提供することを目的に提案されたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した目的を達成する本発明にかかる半導体装置は、シリコン基板の主面上に堆積形成したシリコン窒化膜にパターニングを施して開口した素子分離領域に熱酸化処理を施すロコス法により厚膜の素子分離酸化膜を形成し、シリコン窒化膜を除去して素子分離酸化膜により区分された素子形成領域に不純物元素のイオン注入を行ってベース領域が形成される。半導体装置は、素子分離酸化膜が、熱酸化処理を施す際に素子形成領域側にも進行することにより境界領域に素子形成領域に向かって次第に厚みが薄くなる膜厚変化部位が形成されることから、エッチング処理により膜厚変化部位に所定の厚さのイオン注入規制段部を形成することにより膜厚変化部位が全域に亘りイオン注入を規制する所定の厚みで形成されるようにする。半導体装置においては、素子形成領域が所定の厚みを有する素子分離酸化膜により区分されて開口されることから、イオン注入により全域に亘り安定した濃度分布のベース領域が形成される。したがって、半導体装置においては、実効ベース領域の安定化が図られ、例えばｈＦＥのバラツキを低減して特性向上が図られる。
【００１１】
また、半導体装置は、イオン注入規制段部を形成することにより酸化シリコン膜を除去した素子形成領域に対して、薄膜の酸化シリコン膜が形成される。
【００１２】
さらに、半導体装置は、素子分離酸化膜のイオン注入規制段部が、素子形成領域に注入する不純物元素のシリコン基板内における飛程距離の２倍以上の厚みを有して形成される。半導体装置においては、不純物イオンの酸化シリコン膜内の飛程距離がシリコン中の各種不純物とほぼ同等と見なされることから、素子分離酸化膜の厚みを飛程距離の２倍以上とすることによりシリコン中へのイオン注入を規制することが可能である。
【００１３】
また、上述した目的を達成する本発明にかかる半導体装置の製造方法は、シリコン基板の主面上にシリコン窒化膜を堆積形成するシリコン窒化膜形成工程と、シリコン窒化膜に対して素子分離領域の対応部位を開口するパターンニングを施すシリコン窒化膜パターンニング工程と、シリコン窒化膜に開口された素子分離領域に熱酸化処理を施して厚膜の素子分離酸化膜を形成する素子分離酸化膜形成工程と、残ったシリコン窒化膜を除去して素子分離酸化膜により区分された領域を素子形成領域としその内部に不純物元素のイオン注入を行ってベース領域を形成するベース領域形成工程とを有する。半導体装置の製造方法は、ベース領域形成工程の前工程として、素子分離酸化膜上にレジスト層を形成し、このレジスト層に対して素子形成領域の対応領域を開口するパターニングを施し、開口に露出された素子分離酸化膜を除去するエッチング処理を施す素子分離酸化膜パターニング工程を施す。半導体装置の製造方法は、素子分離酸化膜パターニング工程により、素子分離酸化膜の素子形成領域との境界領域に形成される膜厚変化部位が所定の厚さのイオン注入規制段部を構成して開口部を形成する。半導体装置の製造方法においては、素子分離酸化膜が膜厚変化部位においても全域に亘りイオン注入を規制する所定の厚みを有して素子形成領域を開口形成する。半導体装置の製造方法は、ベース領域形成工程において素子形成領域に対して不純物元素のイオンが全域に亘り安定した濃度分布で注入されてベース領域を有する半導体装置を製造する。したがって、半導体装置の製造方法においては、ベース領域における実効ベース領域の安定化が図られ、例えばｈＦＥのバラツキを低減して特性向上を図った半導体装置を製造する。
【００１４】
また、半導体装置の製造方法は、素子分離酸化膜パターニング工程の後工程において、開口部から素子形成領域に対して熱酸化処理を施すことによりベース領域の表面上に素子分離酸化膜よりも膜薄で不純物元素のイオン注入を可能とする厚みの酸化シリコン膜を形成する工程を施す。半導体装置の製造方法においては、イオン注入規制段部を形成することにより酸化シリコン膜を除去した素子形成領域に薄膜の酸化シリコン膜を再び形成することにより、イオン注入や電極形成等に際してエピタキシャル成長層等の歪み発生を緩和して安定した半導体装置を形成する。
【００１５】
さらに、半導体装置の製造方法は、素子分離酸化膜パターニング工程において、素子分離酸化膜に対して素子形成領域に注入する不純物元素のシリコン基板内における飛程距離の２倍以上の厚みを有するイオン注入規制段部を形成する。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、素子分離酸化膜が素子形成領域との境界領域の膜厚変化部位に所定の厚さを有するイオン注入規制段部を形成して全域に亘りイオン注入を規制する膜厚を有することにより、素子分離酸化膜により区分された素子形成領域の全域に亘って一定の濃度分布のイオン注入が行われて安定したベース領域が形成される。したがって、本発明によれば、ベース領域における実効ベース領域の安定化によるバラツキが低減されて特性向上が図られるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態として示すＮＰＮ型トランジスタ１及びその製造方法について図面を参照して詳細に説明する。実施の形態として図１に示したトランジスタ１は、上述した従来のトランジスタ１００と基本的な構成を同様とし、詳細を後述するようにロコス法による素子分離技術を用いて製造される。トランジスタ１は、ｐ型シリコン基板２が用いられ、その主面の所定領域に不純物元素をイオン注入（ドープ）し、この不純物元素がシリコン基板２の内部に拡散することによりｎ型埋込み拡散層３が形成される。
【００１８】
トランジスタ１は、シリコン基板２と埋込み拡散層３上にｎ型エピタキシャル成長層４が形成される。トランジスタ１は、エピタキシャル成長層４上に後述するロコス法により埋込み拡散層３との対向領域を開口部とした厚膜の素子分離酸化膜（ロコス酸化膜）５がパターン形成される。トランジスタ１は、素子分離酸化膜５の開口部位を素子形成領域６として区分し、この素子形成領域６のエピタキシャル成長層４内に不純物元素をイオン注入してｐ型ベース領域７とｎ型コレクタコンタクト領域８を形成する。また、トランジスタ１は、ベース領域７内に不純物元素をイオン注入して、ｐ型ベースコンタクト領域９とｎ型エミッタ形成領域１０を形成する。
【００１９】
トランジスタ１においては、後述する製造工程を施すことにより、図２に示すようにエピタキシャル成長層４の主面上に全面に亘って熱酸化法により酸化シリコン膜１１を形成する。酸化シリコン膜１１は、１０ｎｍ〜５０ｎｍ程度の膜厚を有し、後述する熱処理に際して結晶欠陥の発生を防止する。トランジスタ１においては、酸化シリコン膜１１上に膜厚が１００ｎｍ〜３００ｎｍ程度の耐酸化膜であるシリコン窒化膜（Ｓｉ３Ｎ４膜）１２を形成する。トランジスタ１においては、シリコン窒化膜１２にパターニングを施して素子形成領域６の対応部位をマスキングする。トランジスタ１においては、この状態で熱酸化処理を施した後にシリコン窒化膜１２を除去することにより、素子形成領域６を開口部とした膜厚の素子分離酸化膜５を形成する。
【００２０】
トランジスタ１においては、熱酸化処理に際してマスキングされた素子形成領域６側にも酸化が進行することにより、素子分離酸化膜５の素子形成領域６との境界領域において素子形成領域６側に向かって次第に厚みが薄くなる略紡錘型形状を呈する膜厚変化部位１３が全域に亘って形成される。トランジスタ１においては、図２に示すように膜厚変化部位１３の開口縁に沿って所定の厚さを有するイオン注入規制段部１４を形成することにより、素子分離酸化膜５が膜厚変化部位１３を含む全体で所定の厚み以上となるように構成される。
【００２１】
トランジスタ１においては、後述するように素子分離酸化膜５をマスクとして素子形成領域６に不純物元素のイオン注入を行ってベース領域７を形成する。トランジスタ１においては、上述したようにイオン注入規制段部１４を形成して膜厚変化部位１３を所定の厚み以上となるように構成したことにより、注入される不純物元素イオンが素子分離酸化膜５を貫通してシリコン基板２の膜厚変化部位１３に被覆された部位にまで透過されないようにする。
【００２２】
ところで、イオン注入においては、イオン注入装置を用いてシリコン基板２（エピタキシャル成長層４）にボロン、リン或いは砒素等の不純物元素イオンを注入するが、注入条件が注入エネルギー（ｅＶ）と注入量（ions/cm２）により制御可能である。一方、イオン注入においては、上述したように不純物元素イオンが素子分離酸化膜５により区分された開口部からなる素子形成領域６内に直接注入されるとともに、一部が素子分離酸化膜５にも注入される。イオン注入においては、シリコン基板１内と素子分離酸化膜５内における不純物元素イオンの飛程距離がほぼ同等と見なせ、素子分離酸化膜５の膜厚が飛程距離の２倍以上である場合に注入イオンが素子分離酸化膜５を透過してシリコン基板２に到達することが無い。
【００２３】
また、イオン注入においては、注入条件（注入エネルギー）に基づく注入イオンの飛程距離が不純物元素の種類により定量化が可能である。図３は、シリコン中における注入エネルギーに対する各種の不純物イオン、例えばボロン（Ｂ）、リン（Ｐ）、砒素（Ａｓ）の飛程距離変化を示す図であり、横軸に注入エネルギー（ｋｅＶ）、縦軸に飛程距離（μｍ）を示す。なお、同図において、実線はボロン、点線はリン、鎖線は砒素をそれぞれ示している。
【００２４】
したがって、素子分離酸化膜５は、２０ｋｅＶ〜１６０ｋｅＶの注入エネルギー条件の範囲でイオン注入を行う場合のシリコン基板２への透過を阻止する膜厚が、ボロンイオンの場合に１５０ｎｍ乃至９５０ｎｍ以上、リンイオンの場合に６０ｎｍ乃至４００ｎｍ以上、砒素イオンの場合に４０ｎｍ乃至２００ｎｍ以上であることが必要となる。素子分離酸化膜５は、熱処理により充分な膜厚で形成されるが、上述した膜厚変化部位１１では充分な膜厚が保持し得ない部位が生じる。トランジスタ１においては、後述するようにロコス法により形成した素子分離酸化膜５に対してエッチング処理を施して膜厚変化部位１３においても上述した膜厚条件、すなわち不純物元素イオンのシリコン基板２内における飛程距離の２倍以上の厚み条件が保持されるようにする上述したイオン注入規制段部１２が形成される。
【００２５】
トランジスタ１においては、上述したように素子分離酸化膜５の開口縁に沿ってエッチング処理を施すことによりイオン注入規制段部１４を形成する際に、素子形成領域６に形成した酸化シリコン膜１１も同時に除去される。トランジスタ１においては、イオン注入規制段部１４を介して素子分離酸化膜５により区分された素子形成領域６を被覆して薄膜の酸化シリコン膜１５が形成される。酸化シリコン膜１５は、イオン注入規制段部１４を介して素子分離酸化膜５と一体化されるが、全体に亘って均一な厚みを有するとともに不純物元素イオンの注入を可能とする厚みを以って形成される。
【００２６】
トランジスタ１は、素子形成領域６に形成されたコレクタコンタクト領域８と、ベース領域７に形成されたベースコンタクト領域９及びエミッタ領域１０にそれぞれ対応して、周知の電極形成工程により酸化シリコン膜１５を介してコレクタ電極１６と、ベース電極１７と、エミッタ電極１８が形成される。トランジスタ１は、例えば酸化シリコン膜１５のコレクタコンタクト領域８とベースコンタクト領域９及びエミッタ領域１０にそれぞれ対応して電極開口１９Ｃ、１９Ｂ、１９Ｅをパターン形成した後に、これら電極開口１９Ｃ、１９Ｂ、１９Ｅを介して相対する各形成領域と電気的に接続された電極を形成する。
【００２７】
トランジスタ１においては、上述したように開口縁に沿ってイオン注入規制段部１４により所定の厚みを保持された素子分離酸化膜５により素子形成領域６が区分され、この素子形成領域６に不純物元素のイオン注入が行われることから、全域に亘り安定した濃度分布のベース領域７が形成される。したがって、トランジスタ１においては、図１矢印で示すようにベース領域７におけるトランジスタ動作が縦方向のみ行うようになる。トランジスタ１においては、内部構造等を変えることなく実効ベース領域の安定化が図られることにより、例えばｈＦＥのバラツキを低減して特性向上が図られる。
【００２８】
上述したトランジスタ１は、図４乃至図１６に示した製造工程により製造される。トランジスタ１の製造工程も、従来のトランジスタ１００の製造工程とほぼ同様とし、ロコス法により素子分離酸化膜５が形成される。トランジスタ１の製造工程は、主たる工程として埋込み拡散層形成工程と、エピタキシャル成長層・酸化シリコン膜形成工程と、シリコン窒化膜形成工程と、シリコン窒化膜パターンニング工程と、素子分離酸化膜形成工程とを有し、素子形成領域６を開口区分する素子分離酸化膜５を形成する。
【００２９】
トランジスタ１の製造工程は、素子分離酸化膜形成工程の後工程として素子分離酸化膜５の開口縁に沿ってイオン注入規制段部１４を形成するための素子分離酸化膜パターニング工程を施す。トランジスタ１の製造工程は、素子分離酸化膜５のイオン注入規制段部１４に囲まれた素子形成領域６上に酸化シリコン膜１５を形成する酸化シリコン膜形成工程を有する。トランジスタ１の製造工程は、素子分離酸化膜５により区分された素子形成領域６に不純物元素のイオン注入を行い、ベース領域７を形成するベース領域形成工程を有する。
【００３０】
トランジスタ１の製造工程は、素子形成領域６の所定領域とともにベース領域７にそれぞれ所定の不純物元素のイオン注入を行うことにより、コレクタコンタクト領域８とベースコンタクト領域９とエミッタ領域１０をそれぞれ形成する工程を有する。トランジスタ１の製造工程は、酸化シリコン膜１５に電極開口を形成する電極開口形成工程と、各電極１６〜１８を形成する電極形成工程を有する。
【００３１】
トランジスタ１の製造工程は、埋込み拡散層形成工程が、マスク膜を構成する酸化シリコン膜２０を形成する工程と、酸化シリコン膜２０のパターニング工程と、不純物元素のイオン注入を行う工程と、結晶性回復等のためのアニール処理（熱酸化処理）工程等を経て図４に示した第１中間体２１を形成する。埋込み拡散層形成工程は、ｐ型シリコン基板２の主面上に熱酸化法、ＣＶＤ（chemical vapor deposited）法或いは陽極酸化法、スパッタ法等の適宜の方法によりマスク膜を構成する酸化シリコン膜２０を全面に亘って形成する。なお、トランジスタ１の製造工程においては、後述する各イオン注入工程の後工程として同様のアニール処理が施される。
【００３２】
埋込み拡散層形成工程は、酸化シリコン膜２０に対して、例えばフォトレジスト層の形成、所定領域の感光処理（又は露光処理。以下同様）と現像処理とによる開口部形成（又は開口部以外の除去）、開口部位における酸化シリコン膜２０のエッチング等を経るフォトリソグラフィ工程により、酸化シリコン膜２０に開口部２０Ａを形成する。埋込み拡散層形成工程は、同図矢印で示すように酸化シリコン膜２０をマスク膜として開口部２０Ａからイオン注入装置によって不純物元素のイオン注入を行い、内部に埋込み拡散させることによりｎ型埋込み拡散層３を形成する。
【００３３】
トランジスタ１の製造工程は、エピタキシャル成長層・酸化シリコン膜形成工程が、酸化シリコン膜２０を除去する工程と、エピタキシャル成長層４を形成する工程と、酸化シリコン膜１１を形成する工程とを経て図５に示した第２中間体２２を形成する。エピタキシャル成長層・酸化シリコン膜形成工程は、ドライエッチング処理等によりシリコン基板２の主面上に残った酸化シリコン膜２０を除去した状態で、第２中間体２２の主面上、すなわちシリコン基板２と埋込み拡散層３上にエピタキシャル成長装置によりｎ型エピタキシャル成長層４を形成する。エピタキシャル成長層・酸化シリコン膜形成工程は、熱酸化法により、エピタキシャル成長層４上に後工程における加熱処理等においてシリコン基板２の歪みを緩和する酸化シリコン膜１１を全面に亘って形成する。
【００３４】
トランジスタ１の製造工程は、シリコン窒化膜形成工程により、図６に示した酸化シリコン膜１１上に耐酸化膜であるシリコン窒化膜１２を形成した第３中間体２３を形成する。シリコン窒化膜形成工程は、例えば減圧条件で窒素ガスを酸化シリコン膜１１を介してエピタキシャル成長層４上に供給するＬＰＣＶＤ法（low pressure chemical vapor deposition）により、所定の膜厚を有するシリコン窒化膜１２を形成する。
【００３５】
トランジスタ１の製造工程は、シリコン窒化膜パターンニング工程により、図７に示した埋込み拡散層３との対応部位を残してシリコン窒化膜１２を酸化シリコン膜１１上から除去した第４中間体２４を形成する。シリコン窒化膜パターンニング工程は、シリコン窒化膜１２に対して、例えばフォトレジスト層２５の形成、所定領域の感光処理による開口部形成、開口部位における酸化シリコン膜１１をストッパ膜としたエッチング等を経るフォトリソグラフィ工程により、埋込み拡散層３との対応部位を残すパターニング処理を施す。なお、トランジスタ１の製造工程においては、パターニングされたシリコン窒化膜１２の開口部、すなわち素子分離酸化膜５の形成領域にイオン注入を行ってチャンネルストッパ層を形成するようにしてもよい。
【００３６】
トランジスタ１の製造工程は、素子分離酸化膜形成工程により、図８に示したシリコン窒化膜１２に被覆された埋込み拡散層３との対応部位を素子形成領域６とし、この素子形成領域６を区分する所定の膜厚を有する素子分離酸化膜５を形成した第５中間体２６を形成する。素子分離酸化膜形成工程は、フォトレジスト層２５を除去したシリコン窒化膜１２を耐酸化膜として素子形成領域６の酸化を抑制し、例えば１０００℃の高温環境下で水素燃焼酸化法により５００ｎｍ〜１０００ｎｍ程度の厚みを有する素子分離酸化膜５を選択的に形成する。素子分離酸化膜形成工程においては、熱酸化処理に際してマスキングされた素子形成領域６側にも酸化シリコン膜１１を介して酸化が進行し、同図に示すように素子分離酸化膜５の素子形成領域６との境界領域において素子形成領域６側に向かって次第に厚みが薄くなる略紡錘型形状を呈する膜厚変化部位１３が全域に亘って形成される。
【００３７】
トランジスタ１の製造工程は、素子分離酸化膜パターニング工程により、図９に示した素子分離酸化膜５の膜厚変化部位１３にイオン注入規制段部１４を形成して素子形成領域６との境界開口縁を形成した第６中間体２７を形成する。素子分離酸化膜パターニング工程は、素子形成領域６に残されたシリコン窒化膜１２を例えばドライエッチング処理により除去した状態で、例えばフォトリソグラフィ工程とエッチング工程により酸化シリコン膜１１と素子分離酸化膜５の膜厚変化部位１３を除去する。
【００３８】
素子分離酸化膜パターニング工程は、素子形成領域６上の酸化シリコン膜１１と素子分離酸化膜５に対して、例えばレジスト層２８の形成、所定領域の感光処理による開口部形成、開口部位における酸化シリコン膜１１と膜厚変化部位１３の一部を除去するエッチング等を経るフォトリソグラフィ工程により、イオン注入規制段部１４を形成する。素子分離酸化膜パターニング工程においては、レジスト層２８に対して、後述する不純物元素のイオン注入工程に際して膜厚変化部位１３がその膜下に存在するエピタキシャル成長層４への不純物元素イオンの注入を確実に阻止する膜厚を保持する部位、すなわち不純物元素イオンのシリコン基板２内における飛程距離の２倍以上の厚み条件が保持される位置で開口する開口部２９を形成する。
【００３９】
素子分離酸化膜パターニング工程においては、レジスト層２８の開口部２９を介して露出された酸化シリコン膜１１と膜厚変化部位１３の一部をドライエッチング等により除去する。素子分離酸化膜パターニング工程においては、これによりレジスト層２８の開口部２９に露出されて、素子分離酸化膜５の膜厚変化部位１３に高さＨを有するイオン注入規制段部１４を形成する。
【００４０】
トランジスタ１の製造工程は、酸化シリコン膜形成工程により、図１０に示した素子形成領域６の露出されたエピタキシャル成長層４上に酸化シリコン膜１５を形成した第７中間体３０を形成する。酸化シリコン膜形成工程は、素子分離酸化膜５上からレジスト層２８を除去した後に、例えば塩化水素（ＨＣＩ）の含有雰囲気のドライ酸素中で酸化を行うＨＣＩ酸化法等によりイオン注入規制段部１４に囲まれた素子形成領域６上に最適化された膜厚を有する酸化シリコン膜１５を形成する。
【００４１】
トランジスタ１の製造工程は、ベース領域形成工程により、図１１に示した素子形成領域６の所定領域に不純物元素のイオン注入を行ってベース領域７を形成した第８中間体を形成する。ベース領域形成工程は、レジスト層３２を形成し、このレジスト層３２に対するフォトリソグラフィ工程を施してベース領域７の対応部位の感光処理による開口部３３を形成し、この開口部３３からのｐ型不純物元素のイオン注入等を経てベース領域７を形成する。ベース領域形成工程においては、レジスト層３２の開口部３３を、同図に示すようにイオン注入規制段部１４との対応部位を同一面を構成するようにして形成する。ベース領域形成工程においては、注入される不純物元素イオンが膜厚変化部位１３でも上述したようにイオン注入規制段部１４を形成して所定の厚みを有することからこの膜厚変化部位１３からの注入を阻止され、開口部３３からのみエピタキシャル成長層４に注入されて拡散し、ベース領域７を形成する。したがって、ベース領域形成工程においては、均一な条件で不純物元素イオンの注入を行うことにより、全域に亘って安定した濃度分布のベース領域７を形成する。
【００４２】
トランジスタ１の製造工程は、ベース領域７を形成するためのレジスト層３２を除去するとともに酸化シリコン膜１５の熱酸化処理を施した後に、コレクタコンタクト領域８とエミッタ領域１０を形成して図１２に示した第９中間体３４を形成する。トランジスタ１の製造工程は、レジスト層３５を形成し、このレジスト層３５に対してフォトリソグラフィ工程を施してコレクタコンタクト領域８に対応する素子形成領域６の所定部位とともにベース領域７のエミッタ領域１０に対応する所定部位に対応して第１開口部３６と第２開口部３７を形成する。トランジスタ１の製造工程は、これら第１開口部３６と第２開口部３７からｎ型不純物元素のイオン注入を行い、それぞれ素子形成領域６とベース領域７に拡散させてコレクタコンタクト領域８とエミッタ領域１０を形成する。
【００４３】
トランジスタ１の製造工程は、レジスト層３５を除去した後に、ベースコンタクト領域９を形成して図１３に示した第１０中間体３８を形成する。トランジスタ１の製造工程は、レジスト層３９を形成し、このレジスト層３９に対してフォトリソグラフィ工程を施してベース領域７のベースコンタクト領域９に対応する所定部位に開口部４０を形成する。トランジスタ１の製造工程は、開口部４０からｐ型不純物元素のイオン注入を行い、ベース領域７に拡散させてベースコンタクト領域９を形成する。
【００４４】
トランジスタ１の製造工程は、酸化シリコン層１５に電極開口部１９Ｃ、１９Ｅ、１９Ｂを形成した図１４に示す第１１中間体４１を形成する。トランジスタ１の製造工程は、図示を省略するがレジスト層を形成し、このレジスト層に対してフォトリソグラフィ工程を施してコレクタコンタクト領域８とエミッタ領域１０及びベースコンタクト領域９に対応してそれぞれ開口部を形成する。トランジスタ１の製造工程は、各開口部から酸化シリコン層１５を除去してコレクタコンタクト領域８とエミッタ領域１０及びベースコンタクト領域９を外方に臨ませる各電極開口部１９Ｃ、１９Ｅ、１９Ｂを形成する。
【００４５】
トランジスタ１の製造工程は、上述した各工程を経て形成した第１１中間体４１に対して、各電極開口部１９Ｃ、１９Ｅ、１９Ｂを導電材で充填等するコンタクト形成工程や、コレクタ電極１６とベース電極１７とエミッタ電極１８を形成する電極形成工程を施して図１に示したトランジスタ１を形成する。
【００４６】
なお、トランジスタ１の製造工程については、素子分離酸化膜５に対してイオン注入規制段部１４を形成する工程を除いて従来の製造工程とほぼ同様の工程を採用することが可能である。
【００４７】
本発明は、上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲及びその主旨を逸脱することなく様々な変更、置換又は同等の方法で実施することが可能であることは当業者にとって明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の実施の形態として示すＮＰＮ型トランジスタの要部断面図である。
【図２】ベース領域を区分する素子分離酸化膜に形成される膜厚変化部位と、この膜厚変化部位に形成したイオン注入規制段部の構成説明図である。
【図３】不純物元素イオンの飛程距離−注入エネルギー図である。
【図４】ＮＰＮ型トランジスタの製造工程の説明図であり、埋込み拡散層を形成した第１中間体を示す図である。
【図５】エピタキシャル成長層を形成した第２中間体を示す図である。
【図６】シリコン窒化膜を形成した第３中間体を示す図である。
【図７】シリコン窒化膜をパターニングした第４中間体を示す図である。
【図８】素子分離酸化膜を形成した第５中間体を示す図である。
【図９】イオン注入規制段部を形成した第６中間体を示す図である。
【図１０】酸化シリコン膜を形成した第７中間体を示す図である。
【図１１】ｐ型不純物元素の注入によりベース領域を形成した第８中間体を示す図である。
【図１２】ｎ型不純物元素の注入によりコレクタコンタクト領域とエミッタ領域を形成した第９中間体を示す図である。
【図１３】ベースコンタクト領域を形成した第１０中間体を示す図である。
【図１４】電極開口部を形成した第１１中間体を示す図である。
【図１５】従来のＮＰＮ型トランジスタの要部断面図である。
【図１６】不純物元素のイオン注入工程の説明図である。
【符号の説明】
【００４９】
１        トランジスタ
２        シリコン基板
３        埋込み拡散層
４        エピタキシャル成長層
５        素子分離酸化膜
６        素子形成領域
７        ベース領域
８        コレクタコンタクト領域
９        ベースコンタクト領域
１０      エミッタ領域
１１      酸化シリコン膜
１２      シリコン窒化膜
１３      膜厚変化部位
１４      イオン注入規制段部
１５      酸化シリコン膜
１６      コレクタ電極
１７      ベース電極
１８      エミッタ電極
１９      電極開口
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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