JP2000021896A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JP2000021896A
JP2000021896A JP10188901A JP18890198A JP2000021896A JP 2000021896 A JP2000021896 A JP 2000021896A JP 10188901 A JP10188901 A JP 10188901A JP 18890198 A JP18890198 A JP 18890198A JP 2000021896 A JP2000021896 A JP 2000021896A
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film
forming
insulating film
polycrystalline silicon
heating
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Katsuyuki Kato
克幸 加藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the resistance value variation by forming an insulation film contg. a thermally diffusing impurity on a substrate, forming a film which absorbs or reflects the heat and uniformizes the temp. of an underlying part at heating on the insulation film and heating the insulation film to thermally diffuse the impurity in the insulation film to make it conductive. SOLUTION: An insulation film 2 of Si oxide, etc., is formed on an Si semiconductor substrate 1, a polycrystal Si film 3 doped with an impurity is formed, an impurity diffusion-blocking film 4 such as insulation film, etc., is formed to cover the film 3, a film 5 is formed the entire surface thereon which absorbs or reflects the heat and uniformizes the temp. of an underlying part at heating and heated, using a lamp type heat treating apparatus. This heat-treatment uniformly activates the impurity in the polycrystal Si film 3 to obtain a polycrystal Si resistance having specified resistance value, the film 5 is removed by etching, holes are opened at regions forming a wiring layer, and a wiring material is deposited to form a wiring layer 6.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置の製造方
法に関し、特にポリシリコン抵抗及び/又はバイポーラ
ートランジスタ等を有する半導体装置の製造方法におい
て、不純物がドープされたポリシリコン膜等の絶縁膜を
熱処理することによって、該絶縁膜中の不純物を活性化
あるいは半導体基板に不純物を均一に熱拡散させる工程
に特徴を有する半導体装置の製造方法に関する。
The present invention relates to a method of manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method of manufacturing a semiconductor device having a polysilicon resistor and / or a bipolar transistor. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device characterized by a step of activating impurities in the insulating film by heat treatment or uniformly thermally diffusing the impurities into a semiconductor substrate.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年、半導体装置の微細化、高性能化が
ますます進んでいる。例えば、ポリシコン抵抗又はバイ
ポーラートランジスタを有する半導体装置においては、
半導体装置のさらなる高精度化・高性能化が要求され、
ポリシリコン抵抗の均一化やバイポーラートランジスタ
のベース幅の縮小が不可欠となっている。
2. Description of the Related Art In recent years, miniaturization and high performance of semiconductor devices have been increasingly advanced. For example, in a semiconductor device having a polysilicon resistor or a bipolar transistor,
There is a demand for higher precision and higher performance of semiconductor devices,
It is essential to make the polysilicon resistance uniform and to reduce the base width of the bipolar transistor.

【0003】例えば、図7に示すNPN トランジスタ
を有するバイポーラートランジスタの製造においては、
ベース幅をより縮小する方法として、近年、浅い接合形
成方法としてエミッタ拡散熱処理工程において、ランプ
アニール装置を用いた高温短時間の加熱処理する方法が
用いられるようになってきた。これによって、ベース拡
散層を維持したまま、エミッタ拡散層を形成、活性化さ
せることが可能となり、ベース幅をより縮小させること
ができるものである。
For example, in manufacturing a bipolar transistor having an NPN transistor shown in FIG.
In recent years, as a method of further reducing the base width, a method of performing a high-temperature short-time heat treatment using a lamp annealing apparatus has been used in an emitter diffusion heat treatment step as a shallow junction formation method. As a result, it is possible to form and activate the emitter diffusion layer while maintaining the base diffusion layer, so that the base width can be further reduced.

【0004】以下に、上記ランプ式半導体熱処理装置を
用いて高温短時間の加熱処理することによりエミッタ拡
散層を形成、活性化する工程を有するNPNトランジス
タ(以下、「NPN Tr」と略す。)を搭載した従来
の半導体装置の製造方法を図面により詳細に説明する。
[0004] An NPN transistor (hereinafter abbreviated as "NPN Tr") having a step of forming and activating an emitter diffusion layer by performing high-temperature and short-time heat treatment using the above-described lamp-type semiconductor heat treatment apparatus is described below. A method for manufacturing a mounted conventional semiconductor device will be described in detail with reference to the drawings.

【0005】図7に、NPNトランジスタを半導体基板
に有する従来の半導体装置の製造方法により製造される
NPN Tr部の構造断面図を示す。
FIG. 7 is a structural sectional view of an NPN Tr portion manufactured by a conventional method of manufacturing a semiconductor device having an NPN transistor on a semiconductor substrate.

【0006】図7において、NPN Trは、p型シリ
コン半導体基板201の所定の位置にn+ 埋め込み拡散
層202と、その上層にn型エピタキシャル層205を
有し、L−PNP Trのアクティブ領域は素子分離膜
204により分離されている。さらに、素子分離膜20
4の下層には、隣接するトランジスタと分離するための
素子分離拡散層203が設けられている。
In FIG. 7, an NPN Tr has an n + buried diffusion layer 202 at a predetermined position on a p-type silicon semiconductor substrate 201 and an n-type epitaxial layer 205 above the buried diffusion layer 202. The active region of the L-PNP Tr is They are separated by an element separation film 204. Further, the element isolation film 20
4, an element isolation diffusion layer 203 for isolating the transistor from an adjacent transistor is provided.

【0007】NPN Trのベース電極218aは、ポ
リシリコン層208を介して、p型不純物拡散領域であ
るグラフトベース層216と接続し、エミッタ電極21
8bは、ポリシリコン層212を介して、n型不純物拡
散領域であるエミッタ領域217と接続している。ま
た、コレクタ電極218cは、n型拡散層207を介し
て、n型埋め込み層202と接続している。
The base electrode 218a of the NPN Tr is connected to the graft base layer 216 which is a p-type impurity diffusion region via the polysilicon layer 208, and the emitter electrode 21
8b is connected via a polysilicon layer 212 to an emitter region 217 that is an n-type impurity diffusion region. Further, the collector electrode 218c is connected to the n-type buried layer 202 via the n-type diffusion layer 207.

【0008】次に、従来の図7に示す半導体装置の製造
方法について、図面を参照にしながら説明する。先ず、
図8(a)に示すように、p型シリコン半導体基板20
1に、n型埋め込み層202を形成し、さらにその上に
ベース領域となるn型エピタキシャル層205を形成す
る。次いで、LOCOS(Local Oxidati
on of Silicon)法により素子分離膜20
4を形成し、該素子分離膜204により分離されたNP
N Trのコレクタ電極形成領域に、リン、砒素等のn
型の不純物を拡散させることによりn型不純物拡散層2
07を形成する。その後、例えば熱酸化法により酸化シ
リコン膜206を全面に形成する。
Next, a conventional method for manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 7 will be described with reference to the drawings. First,
As shown in FIG. 8A, the p-type silicon semiconductor substrate 20
First, an n-type buried layer 202 is formed, and an n-type epitaxial layer 205 serving as a base region is further formed thereon. Next, LOCOS (Local Oxidati
element isolation film 20 by an on-silicon method.
4 and the NP separated by the device isolation film 204
The nTr collector electrode forming region is filled with n such as phosphorus or arsenic.
N type impurity diffusion layer 2
07 is formed. After that, a silicon oxide film 206 is formed on the entire surface by, for example, a thermal oxidation method.

【0009】次に、図8(b)に示すように、エミッタ
電極形成のためのパターニングを行い、エミッタ電極形
成部を開口する。続いて、ポリシリコン等からなる第1
の導電膜208を成膜し、前記開口部にp型不純物であ
るホウ素をイオン注入し、フォトリソグラフィの技術を
用いるドライエッチング法により加工して、ベース電極
の取り出し兼外部ベースのp+ 領域208’の拡散源を
形成する。
Next, as shown in FIG. 8B, patterning for forming an emitter electrode is performed to open an emitter electrode forming portion. Then, the first made of polysilicon or the like
Of boron, which is a p-type impurity, is ion-implanted into the opening and processed by a dry etching method using a photolithography technique to take out a base electrode and to form a p + region 208 of an external base. Form a diffusion source.

【0010】さらに、図9(c)に示すように、酸化シ
リコン膜等の絶縁膜209を、例えばCVD(Chem
ical Vapour Deposition)法に
より全面に成膜したのち、レジスト膜210を全面に成
膜し、フォトリソグラフィとRIE(Reactive
Ion Eching)の技術により、エミッタ領域
形成部をn型エピタキシャル層205が露出するまで開
口する。
Further, as shown in FIG. 9C, an insulating film 209 such as a silicon oxide film is formed by, for example, CVD (Chem).
After a film is formed on the entire surface by an ideal vapor deposition method, a resist film 210 is formed on the entire surface, and photolithography and RIE (reactive) are performed.
The emitter region forming portion is opened until the n-type epitaxial layer 205 is exposed by the technique of Ion Etching.

【0011】次に、図9(d)に示すように、NPN
Tr部のエミッタ電極形成領域の開口部211にホウ素
等のp型の不純物を、例えばイオン注入法により注入す
ることにより、真性ベース領域211を形成する。この
工程は、例えば、5keV〜200keVのエネルギー
で、5.0×1011〜5.0×1014/cm2 程度のド
ーズ量のホウ素(B+ 又はBF2 + )をイオン注入する
ことにより行う。
Next, as shown in FIG.
The intrinsic base region 211 is formed by implanting a p-type impurity such as boron into the opening 211 of the Tr portion emitter electrode formation region by, for example, an ion implantation method. This step is performed by, for example, ion-implanting boron (B + or BF 2 + ) with an energy of 5 keV to 200 keV and a dose of about 5.0 × 10 11 to 5.0 × 10 14 / cm 2. .

【0012】次いで、前記レジスト膜210を除去した
後、図10(e)に示すように、図示しない酸化シリコ
ン膜等の絶縁膜を、例えば、CVD法により、膜厚40
0〜1000nmで形成し、RIE法によりエッチバッ
クすることにより、サイドウォール213を形成する。
Next, after removing the resist film 210, as shown in FIG. 10E, an insulating film such as a silicon oxide film (not shown) is
The side wall 213 is formed by forming the layer with a thickness of 0 to 1000 nm and performing etch back by the RIE method.

【0013】続いて、図10(f)に示すように、A
s、P等のn型不純物を含有するポリシリコンを、例え
ばCVD法により膜厚100〜200nm堆積させるこ
とにより、不純物がドープされたポリシリコン膜212
を形成する。なお、不純物を含まないポリシリコンを堆
積させたのち、As,P等のn型不純物をイオン注入す
ることによって、不純物がドープされたポリシリコン膜
212を形成することもできる。
Subsequently, as shown in FIG.
Polysilicon containing an n-type impurity such as s and P is deposited to a thickness of 100 to 200 nm by, for example, a CVD method to form a polysilicon film 212 doped with the impurity.
To form Note that after depositing polysilicon containing no impurity, an impurity-doped polysilicon film 212 can be formed by ion-implanting n-type impurities such as As and P.

【0014】その後、図示しない酸化シリコン膜を、例
えばCVD法により、膜厚100〜500nmで成膜
し、800℃で30〜60分熱処理を行い、さらにラン
プ式熱処理装置を用いて、900〜1100℃の高温、
5秒〜2時間程度の熱処理を行う。この熱処理によっ
て、n型不純物がドープされたポリシリコン膜208か
らの不純物拡散により、エピタキシャル層205にp+
領域(グラフトベース拡散層)216を形成することが
できる。また、n+ 多結晶シリコン抵抗層212からn
型の不純物がエピタキシャル層205に拡散することに
より、エミッタ領域217を形成することができる。
Thereafter, a silicon oxide film (not shown) is formed to a thickness of 100 to 500 nm by, for example, a CVD method, and heat-treated at 800 ° C. for 30 to 60 minutes. ℃ high temperature,
The heat treatment is performed for about 5 seconds to 2 hours. By this heat treatment, p + is added to epitaxial layer 205 by impurity diffusion from polysilicon film 208 doped with an n-type impurity.
Regions (graft-based diffusion layers) 216 can be formed. Also, n + polycrystalline silicon resistance layer 212 to n
The emitter region 217 can be formed by diffusing the type impurity into the epitaxial layer 205.

【0015】次に、n型不純物がドープされた第2の導
電膜212をフォトリソグラフィ技術とドライエッチン
グ法により加工し、NPNトランジスタのエミッタ電極
部以外の部分を除去する。
Next, the second conductive film 212 doped with an n-type impurity is processed by a photolithography technique and a dry etching method to remove portions other than the emitter electrode portion of the NPN transistor.

【0016】そして、NPN Trのコレクタ電極部及
びベース電極部の開口を行い、チタニウム等からなるバ
リアメタル層とアルミニウム等の導電性材料を積層し
て、フォトリソグラフィ技術とドライエッチング法によ
り加工して、NPNトランジスタのベース電極、エミッ
タ電極及びコレクタ電極をそれぞれ形成することができ
る。以上のようにして、図7に示すようなNPNトラン
ジスタを有する半導体装置を製造することができる。
Then, openings are made in the collector electrode portion and the base electrode portion of the NPN Tr, and a barrier metal layer made of titanium or the like and a conductive material such as aluminum are laminated and processed by a photolithography technique and a dry etching method. , An NPN transistor, a base electrode, an emitter electrode, and a collector electrode can be formed. As described above, a semiconductor device having an NPN transistor as shown in FIG. 7 can be manufactured.

【0017】なお、本発明に関連する技術として、特開
昭61−59738号公報においては、多結晶シリコン
膜等のシリコンより熱伝導度の小さい材質からなる膜に
よって、シリコンウェーハの周縁を包囲されたシリコン
ウェーハが開示されている。これは、シリコンウェーハ
を熱処理する際に、ウェーハ周辺部とウェーハを収容し
た石英容器との接触部分で主として発生するウェーハの
スリップラインの発生を、ウェーハ周縁部にシリコンよ
り熱伝導度の小さい材質からなる膜により覆うことによ
って極力抑制しようとするものである。
As a technique related to the present invention, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 61-59738, the periphery of a silicon wafer is surrounded by a film made of a material having a lower thermal conductivity than silicon, such as a polycrystalline silicon film. A silicon wafer is disclosed. This is because when heat-treating a silicon wafer, the occurrence of the slip line of the wafer, which mainly occurs at the contact portion between the wafer peripheral portion and the quartz container containing the wafer, is reduced by using a material having a lower thermal conductivity than silicon at the wafer peripheral portion. It is intended to suppress as much as possible by covering with a film.

【0018】[0018]

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
半導体装置の製造工程の内、ランプ式熱処理装置により
基板全体を高温、短時間加熱して、多結晶シリコン中に
含まれる不純物をn型エピタキシャル層に熱拡散させる
工程(いわゆるランプアニール)においては、均一な拡
散層を形成することが信頼性の高い半導体装置を得る上
で重要であり、加熱により熱のウェーハ内部への到達温
度が重要なファクターとなる。
In the above-described conventional semiconductor device manufacturing process, the entire substrate is heated at a high temperature for a short time by a ramp type heat treatment apparatus to remove impurities contained in the polycrystalline silicon by n-type epitaxial growth. In the step of thermally diffusing a layer (so-called lamp annealing), it is important to form a uniform diffusion layer to obtain a highly reliable semiconductor device, and the temperature at which heat reaches the inside of the wafer by heating is important. It is a factor.

【0019】基板内部への到達温度は、ランプ光の吸収
レベルとそこからの熱伝導によって決定されることが知
られている。例えば、不純物が多結晶シリコンにドープ
された多結晶シリコン抵抗は、それ自身の光吸収だけで
なく、例えば周辺部のシリコン酸化膜の光吸収およびそ
こからの熱伝導によって到達温度が定まる。
It is known that the temperature reached inside the substrate is determined by the level of absorption of the lamp light and the heat conduction therefrom. For example, a polycrystalline silicon resistor in which an impurity is doped in polycrystalline silicon has a temperature reached by not only its own light absorption but also, for example, the light absorption of a peripheral silicon oxide film and heat conduction therefrom.

【0020】これは、上述したNPN Trの縦膜構造
の違いによって内部への到達温度が異なることを意味す
る。つまり、基板内部への到達温度は、例えば、バイポ
ーラートランジスタ、多結晶シリコン抵抗のレイアウト
における粗密度パターン依存に大きく影響を受けること
になる。
This means that the temperature reaching the inside differs depending on the difference in the vertical film structure of the NPN Tr. In other words, the temperature that reaches the inside of the substrate is greatly affected by, for example, the dependence of the coarse density pattern on the layout of the bipolar transistor and the polycrystalline silicon resistor.

【0021】即ち、上述の従来法におけるランプアニー
ルの工程前においては、例えば、図11(a),(b)
に示すように、多結晶シリコンA中の不純物Bは、微視
的に見ると不均一に分散しており、縦膜構造に差が生じ
ている。従って、上下、左右からの熱の伝わり方に差が
生じることとなり、結果的にウェーハ内部への熱の到達
温度に差が生じ、不均一に不純物が拡散されることにな
る。
That is, prior to the lamp annealing step in the above-described conventional method, for example, FIGS.
As shown in the figure, the impurities B in the polycrystalline silicon A are non-uniformly dispersed when viewed microscopically, and a difference occurs in the vertical film structure. Therefore, there is a difference in the way heat is transmitted from the top, bottom, left and right, resulting in a difference in the temperature at which the heat reaches the inside of the wafer, and uneven diffusion of impurities.

【0022】このことは、高い精度を要求されるバイポ
ーラートランジスタおよび多結晶シリコン抵抗におい
て、パターン依存によるVf(順方向電圧)値のバラツ
キや抵抗値のバラツキを生じさせる原因となり、パター
ン依存によるVf(順方向電圧)値のバラツキや抵抗値
のバラツキがすくない導電部の形成方法や半導体装置の
製造方法の開発が求められていた。
This causes a pattern-dependent Vf (forward voltage) value variation and a resistance value variation in a bipolar transistor and a polycrystalline silicon resistor that require high accuracy. There has been a demand for the development of a method of forming a conductive portion and a method of manufacturing a semiconductor device in which variations in (forward voltage) values and resistance values are small.

【0023】そこで、本発明はかかる問題点を解決すべ
く、均一なウェーハの加熱処理を実現することにより、
高い精度を要求されるバイポーラートランジスタのVf
値のバラツキ及び多結晶シリコン抵抗の抵抗値のバラツ
キを制御して、信頼性の高い半導体装置を歩留りよく製
造する方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention solves this problem by realizing a uniform wafer heat treatment.
Vf of bipolar transistor requiring high accuracy
It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a highly reliable semiconductor device with good yield by controlling the variation in the value and the variation in the resistance value of the polycrystalline silicon resistor.

【0024】[0024]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく本
発明は、基板上に熱拡散用不純物を含有する絶縁膜を形
成する工程と、前記絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加
熱に対してその下部の温度を均一化する膜を形成する工
程と、前記絶縁膜を加熱して前記不純物を前記絶縁膜内
に熱拡散して、前記絶縁膜を導電化させる工程とを有す
る導電部形成方法を提供する。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, the present invention comprises a step of forming an insulating film containing impurities for thermal diffusion on a substrate; Forming a film that equalizes the temperature of the lower portion of the insulating film, and thermally diffusing the impurities into the insulating film by heating the insulating film to make the insulating film conductive. A part forming method is provided.

【0025】前記本発明の導電部形成方法において、前
記絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下
部の温度を均一化する膜を形成する工程は、好ましく
は、前記絶縁膜上に、シリコンカーバイド、アモルファ
スシリコン、チタニウムまたはTiONからなる膜を成
膜する工程を有する。
In the conductive part forming method of the present invention, the step of forming a film on the insulating film that absorbs or reflects heat and makes the temperature below the film uniform with respect to the heating is preferably performed by using the insulating film. There is a step of forming a film made of silicon carbide, amorphous silicon, titanium or TiON thereon.

【0026】前記基板上に熱拡散用不純物を含有する絶
縁膜を形成する工程は、前記基板上に不純物がドープさ
れた多結晶シリコンからなる層を形成する工程を有する
のが好ましい。
The step of forming an insulating film containing impurities for thermal diffusion on the substrate preferably includes the step of forming a layer made of polycrystalline silicon doped with impurities on the substrate.

【0027】また、前記本発明においては、前記絶縁膜
上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度
を均一化する膜を形成する工程の後に、前記絶縁膜上に
熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均
一化する膜上に、不純物拡散防止層を形成する工程をさ
らに有するのがより好ましい。不純物拡散防止層は、不
純物が熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温
度を均一化する膜中に熱拡散するのを防止するために設
けられる。
In the present invention, after the step of forming a film that absorbs or reflects heat on the insulating film and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, heat is applied to the insulating film. More preferably, the method further includes a step of forming an impurity diffusion preventing layer on a film that absorbs or reflects and makes the temperature below the film uniform with respect to heating. The impurity diffusion preventing layer is provided to prevent the impurity from absorbing or reflecting heat and thermally diffusing into a film below the film to make the temperature uniform when heated.

【0028】さらに本発明においては、前記絶縁膜を加
熱して前記不純物を前記絶縁膜内に熱拡散して前記絶縁
膜を導電化させる工程は、ランプ式半導体熱処理装置を
用いて前記絶縁膜を加熱する工程を有するのが好まし
い。
Further, in the present invention, the step of heating the insulating film to thermally diffuse the impurities into the insulating film to make the insulating film conductive includes the step of using a ramp type semiconductor heat treatment apparatus to form the insulating film. It is preferable to have a heating step.

【0029】本発明の導電部形成方法は、不純物がドー
プされた絶縁膜上に、例えば、絶縁膜等の不純物拡散防
止層を介して、ポリシリコン、シリコンカーバイド(S
iC)やチタニウム、TiON等のような熱を吸収又は
反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化する膜を
形成した後に、不純物がドープされた絶縁膜を加熱処理
する工程に特徴を有する。
According to the conductive part forming method of the present invention, polysilicon, silicon carbide (S) is formed on an impurity-doped insulating film via an impurity diffusion preventing layer such as an insulating film.
After forming a film that absorbs or reflects heat such as iC), titanium, TiON, etc., and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, the process of heat-treating the insulating film doped with impurities is characterized. Have.

【0030】即ち、不純物がドープされたポリシリコン
膜等の絶縁膜上に、ポリシリコン、シリコンカーバイ
ド、チタニウム等の熱を吸収しやすく、熱伝導性のよい
材料からなる膜を形成した後に基板を熱処理した場合に
は、縦構造のパターンの差による熱の到達速度が緩和さ
れ、不純物がドープされたポリシリコン膜等の絶縁膜全
体に均一な熱処理を施すことができるものである。
That is, after a film made of a material having good thermal conductivity, such as polysilicon, silicon carbide, or titanium, is easily formed on an insulating film such as a polysilicon film doped with impurities, the substrate is formed. When the heat treatment is performed, the speed of arrival of heat due to the difference in the vertical structure pattern is reduced, and a uniform heat treatment can be performed on the entire insulating film such as a doped polysilicon film.

【0031】また、TiONのような熱伝導性の低い材
料からなる膜を成膜した場合には、パターン差のある縦
構造側(基板表面側)ではなく、パターン差の少ない基
板裏面から均一に熱が伝わり、基板パターンに依存する
不均一な熱伝導がなくなる。
When a film made of a material having low thermal conductivity such as TiON is formed, the film is uniformly formed not from the vertical structure side having the pattern difference (substrate surface side) but from the back surface of the substrate having the small pattern difference. Heat is transmitted, and non-uniform heat conduction depending on the substrate pattern is eliminated.

【0032】従って、結果として基板全体に均一な熱処
理を施すことができ、均一な抵抗を有する(均一に不純
物がドープされた)導電性多結晶シリコン膜あるいは多
結晶シリコン抵抗を形成することができる。
Therefore, as a result, a uniform heat treatment can be applied to the entire substrate, and a conductive polycrystalline silicon film or a polycrystalline silicon resistor having a uniform resistance (uniformly doped with impurities) can be formed. .

【0033】また、本発明は、バイポーラートランジス
タを有する半導体装置の製造方法において、一方導電型
半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程と、前記第
1の絶縁膜をエッチングして、所定の領域を開口する工
程と、熱拡散用不純物を含有する第2の絶縁膜を形成す
る工程と、前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を全面に
形成する工程と、前記第3、第2および第1の絶縁膜を
エッチングして所定の領域を開口する工程と、熱拡散用
不純物を含有する第4の絶縁膜を形成する工程と、前記
第4の絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してそ
の下部の温度を均一化する膜を形成する工程と、前記第
2および第4の絶縁膜を加熱して前記不純物を前記第2
および第4の絶縁膜内に熱拡散して、前記第2および第
4の絶縁膜を導電化させ、前記不純物を前記一方導電型
半導体基板の前記開口領域中に拡散させることにより、
前記一方導電型半導体基板に不純物拡散領域を形成する
工程とを有する半導体装置の製造方法を提供する。
Further, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device having a bipolar transistor, comprising: forming a first insulating film on one conductivity type semiconductor substrate; and etching the first insulating film. A step of opening a predetermined region, a step of forming a second insulating film containing impurities for thermal diffusion, a step of forming a third insulating film on the entire surface of the second insulating film, 3. a step of opening a predetermined region by etching the second and first insulating films, a step of forming a fourth insulating film containing impurities for thermal diffusion, and a step of forming a thermal insulating film on the fourth insulating film. Forming a film that absorbs or reflects light and makes the temperature below the film uniform with respect to heating; and heating the second and fourth insulating films to remove the impurities from the second insulating film.
And thermally diffusing into the fourth insulating film to make the second and fourth insulating films conductive, and diffusing the impurities into the opening region of the one conductivity type semiconductor substrate,
Forming an impurity diffusion region in the one conductivity type semiconductor substrate.

【0034】前記本発明において、前記第1の絶縁膜上
に熱拡散用不純物を含有する第2の絶縁膜を成膜する工
程は、前記第1の絶縁膜上に不純物がドープされた多結
晶シリコンからなる層を形成する工程を有するのが好ま
しい。
In the present invention, the step of forming a second insulating film containing an impurity for thermal diffusion on the first insulating film may comprise the step of forming a polycrystalline doped impurity on the first insulating film. It is preferable to include a step of forming a layer made of silicon.

【0035】また、前記不純物を含有する第2の絶縁膜
を全面に成膜する工程は、不純物がドープされた多結晶
シリコンからなる層を全面に形成する工程を有するのが
好ましい。
The step of forming the second insulating film containing the impurity on the entire surface preferably includes the step of forming a layer made of polycrystalline silicon doped with the impurity on the entire surface.

【0036】また本発明においては、前記第4の絶縁膜
上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度
を均一化する膜を形成する工程は、前記第2の絶縁膜上
に、シリコンカーバイド、アモルファスシリコン、チタ
ニウムまたはTiONからなる膜を成膜する工程を有す
るのが好ましい。
Further, in the present invention, the step of forming a film for absorbing or reflecting heat on the fourth insulating film and making the temperature below the fourth insulating film uniform is performed on the second insulating film. Preferably, the method further comprises a step of forming a film made of silicon carbide, amorphous silicon, titanium or TiON.

【0037】さらに本発明においては、前記第2の絶縁
膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温
度を均一化する膜を形成する工程の後に、前記熱を吸収
又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化する
膜上に不純物拡散防止層を形成する工程をさらに有する
のがより好ましい。
Further, in the present invention, after the step of forming a film for absorbing or reflecting heat on the second insulating film and making the temperature below the second insulating film uniform, the heat is absorbed or reflected. It is more preferable that the method further includes a step of forming an impurity diffusion preventing layer on a film for making the temperature below the film uniform with respect to heating.

【0038】また前記熱を吸収又は反射し、加熱に対し
てその下部の温度を均一化する膜を形成する工程上に不
純物拡散防止層を形成する工程は、前記熱を吸収又は反
射する材料からなる膜上に酸化シリコンからなる膜を成
膜する工程を有するのが好ましい。
The step of forming an impurity diffusion preventing layer on the step of forming a film that absorbs or reflects the heat and makes the temperature below the layer uniform with respect to the heating includes the step of forming a film that absorbs or reflects the heat. It is preferable to include a step of forming a film made of silicon oxide on the film made of silicon oxide.

【0039】また前記第2および第4の絶縁膜を加熱す
る工程は、ランプ式半導体熱処理装置を用いて加熱する
ことによって、前記第2および第4の絶縁膜を加熱する
工程を有するのがより好ましい。
The step of heating the second and fourth insulating films may further include the step of heating the second and fourth insulating films by heating using a ramp type semiconductor heat treatment apparatus. preferable.

【0040】本発明は、不純物がドープされた絶縁膜上
に、例えば、絶縁膜等の不純物拡散防止層を介して、ポ
リシリコン、シリコンカーバイド(SiC)、チタニウ
ム、TiON等のような熱を吸収又は反射し、加熱に対
してその下部の温度を均一化する膜を形成した後に、不
純物がドープされた絶縁膜を加熱処理する工程に特徴を
有する。
According to the present invention, heat such as polysilicon, silicon carbide (SiC), titanium, TiO, or the like is absorbed on an impurity-doped insulating film through an impurity diffusion preventing layer such as an insulating film. Alternatively, the method is characterized in that after forming a film that reflects and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, the insulating film doped with impurities is subjected to heat treatment.

【0041】本発明によれば、均一な不純物拡散層及び
均一な抵抗を有する(均一に不純物がドープされた)導
電性多結晶シリコン膜、多結晶シリコン抵抗を形成する
ことができるので、Vf値や抵抗値のバラツキの極めて
少ない高精度の導電部や半導体装置を製造することがで
きる。
According to the present invention, a conductive polycrystalline silicon film having a uniform impurity diffusion layer and a uniform resistance (uniformly doped with impurities) and a polycrystalline silicon resistor can be formed. And a highly accurate conductive portion and a semiconductor device with very little variation in resistance value can be manufactured.

【0042】さらに本発明は、バイポーラートランジス
タと多結晶シリコン抵抗を有する半導体装置の製造方法
において、一方導電型半導体基板上に第1の絶縁膜を形
成する工程と、前記第1の絶縁膜をエッチングして、所
定の領域を開口する工程と、熱拡散用不純物を含有する
第1の多結晶シリコン膜を形成する工程と、前記第1の
多結晶シリコン膜上に第2の絶縁膜を全面に形成する工
程と、前記第2の絶縁膜、多結晶シリコン膜および第1
の絶縁膜をエッチングして所定の領域を開口する工程
と、熱拡散用不純物を含有する第2の多結晶シリコン膜
を形成する工程と、前記第2の多結晶シリコン膜上に熱
を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一
化する膜を形成する工程と、前記第1および第2の多結
晶シリコン膜を加熱して前記不純物を前記第1および第
2の多結晶シリコン膜内に熱拡散して前記第1および第
2の多結晶シリコン膜を導電化させ、前記不純物を前記
一方導電型半導体基板の前記開口領域中に拡散させるこ
とにより、前記一方導電型半導体基板に不純物拡散領域
を形成する工程とを有する半導体装置の製造方法を提供
する。
Further, according to the present invention, in a method of manufacturing a semiconductor device having a bipolar transistor and a polycrystalline silicon resistor, a step of forming a first insulating film on one conductivity type semiconductor substrate; Etching to open a predetermined region, forming a first polycrystalline silicon film containing a thermal diffusion impurity, and forming a second insulating film on the entire surface of the first polycrystalline silicon film. Forming the second insulating film, the polycrystalline silicon film and the first
Opening a predetermined region by etching the insulating film, forming a second polycrystalline silicon film containing impurities for thermal diffusion, absorbing or absorbing heat on the second polycrystalline silicon film. Forming a film that reflects and equalizes the temperature below the film, and heating the first and second polycrystalline silicon films to remove the impurities from the first and second polycrystalline silicon films; The first and second polycrystalline silicon films are thermally diffused in the film to make the first and second polycrystalline silicon films conductive, and the impurities are diffused into the opening region of the one-conductivity-type semiconductor substrate. Forming an impurity diffusion region.

【0043】前記本発明において、第2の多結晶シリコ
ン膜上に、熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部
の温度を均一化する膜を形成する工程は、前記第2の多
結晶シリコン膜上に、シリコンカーバイド、アモルファ
スシリコン、チタニウムまたはTiONからなる膜を成
膜する工程を有するのが好ましい。
In the present invention, the step of forming a film on the second polycrystalline silicon film for absorbing or reflecting heat and making the temperature below the second polycrystalline silicon film uniform with respect to the heating is performed by the second polycrystalline silicon film. It is preferable to include a step of forming a film made of silicon carbide, amorphous silicon, titanium, or TiON on the silicon film.

【0044】前記本発明は、前記第2の多結晶シリコン
膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温
度を均一化する膜を形成する工程の後に、前記熱を吸収
又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化する
膜上に不純物拡散防止層を形成する工程をさらに有する
のがより好ましい。
According to the present invention, after the step of forming a film which absorbs or reflects heat on the second polycrystalline silicon film and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, the heat is absorbed or reflected. More preferably, the method further includes a step of forming an impurity diffusion preventing layer on the film which reflects and makes the temperature below the film uniform with respect to heating.

【0045】また、前記本発明は、前記熱を吸収又は反
射し、加熱に対してその下部の温度を均一化する膜を形
成する工程上に不純物拡散防止層を形成する工程は、前
記熱を吸収又は反射する材料からなる膜上に酸化シリコ
ンからなる膜を成膜する工程をさらに有するのがより好
ましい。
Further, in the present invention, the step of forming an impurity diffusion preventing layer on the step of forming a film that absorbs or reflects the heat and makes the temperature below the film uniform with respect to heating includes the step of: More preferably, the method further includes a step of forming a film made of silicon oxide on a film made of a material that absorbs or reflects light.

【0046】さらに前記本発明は、前記第1および第2
の多結晶シリコン膜を加熱して前記不純物を前記第1お
よび第2の多結晶シリコン膜内に熱拡散して前記第1お
よび第2の多結晶シリコン膜を導電化させ、前記不純物
を前記一方導電型半導体基板の前記開口領域中に拡散さ
せることにより、前記一方導電型半導体基板に不純物拡
散領域を形成する工程前記第1および第2の多結晶シリ
コン膜を加熱する工程は、好ましくは、ランプ式半導体
熱処理装置を用いて加熱することによって、前記第1お
よび第2の多結晶シリコン膜を加熱する工程を有する。
Further, the present invention provides the first and second embodiments.
Heating the polycrystalline silicon film to thermally diffuse the impurities into the first and second polycrystalline silicon films to make the first and second polycrystalline silicon films conductive, and Forming an impurity diffusion region in the one-conductivity-type semiconductor substrate by diffusing into the opening region of the conduction-type semiconductor substrate; heating the first and second polycrystalline silicon films; Heating the first and second polycrystalline silicon films by heating using a semiconductor heat treatment apparatus.

【0047】即ち、上記本発明は、同一の半導体基板上
にバイポーラートランジスタと多結晶シリコン抵抗を同
時に形成する半導体装置の製造方法である。
That is, the present invention is a method for manufacturing a semiconductor device in which a bipolar transistor and a polycrystalline silicon resistor are simultaneously formed on the same semiconductor substrate.

【0048】本発明は、不純物がドープされた絶縁膜上
に、例えば、絶縁膜等の不純物拡散防止層を介して、ポ
リシリコン、シリコンカーバイド(SiC)やチタニウ
ム等のような熱伝導性のよい材料からなる膜を形成した
後に、不純物がドープされた絶縁膜を加熱処理する工程
に特徴を有する。
According to the present invention, a heat conductive material such as polysilicon, silicon carbide (SiC), titanium, or the like is formed on an impurity-doped insulating film via an impurity diffusion preventing layer such as an insulating film. The method is characterized in that after forming a film made of a material, a heat treatment is performed on an insulating film doped with impurities.

【0049】従って、均一な不純物拡散層及び均一な抵
抗を有する(均一に不純物がドープされた)多結晶シリ
コン抵抗及びVf値のバラツキの極めて少ない高精度の
多結晶シリコン抵抗及びバイポーラートランジスタを有
する半導体装置を製造することができる。
Accordingly, a polycrystalline silicon resistor having a uniform impurity diffusion layer and a uniform resistance (uniformly doped with impurities), a highly accurate polycrystalline silicon resistor with a very small variation in Vf value, and a bipolar transistor are provided. A semiconductor device can be manufactured.

【0050】[0050]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態によ
り、本発明を更に詳細に説明する。第1実施形態 本発明の第1の実施形態は、均一に不純物が拡散、活性
化されたポリシリコン抵抗を形成する例である。以下、
図面を参照にしながら説明を加える。先ず、図1(a)
に示すように、一方導電型(p型又はn型)シリコン半
導体基板1上に、酸化シリコン膜等の絶縁膜2を形成す
る。なお、絶縁膜2は複数形成されていてもよい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to embodiments of the present invention. First Embodiment A first embodiment of the present invention is an example of forming a polysilicon resistor in which impurities are uniformly diffused and activated. Less than,
Description will be made with reference to the drawings. First, FIG.
As shown in FIG. 1, an insulating film 2 such as a silicon oxide film is formed on a silicon semiconductor substrate 1 of one conductivity type (p-type or n-type). Note that a plurality of insulating films 2 may be formed.

【0051】次いで、不純物がドープされた多結晶シリ
コンからなる膜3を所定の膜厚で成膜し、フォトリソグ
ラフィとエッチングの技術により所定の形状に加工す
る。前記多結晶シリコン中への不純物の導入法として
は、予めn型あるいはp型の不純物を含有させた多結晶
シリコンを、例えばCVD法、蒸着法などにより堆積さ
せる方法、あるいは多結晶シリコンを堆積させた後、n
型あるいはp型の不純物をイオン注入法により注入する
方法を挙げることができる。なお、n型不純物としては
リンや砒素等を、p型不純物としてはホウ素を例示する
ことができる。
Next, a film 3 made of polycrystalline silicon doped with impurities is formed in a predetermined thickness, and is processed into a predetermined shape by a technique of photolithography and etching. As a method of introducing impurities into the polycrystalline silicon, a method of depositing polycrystalline silicon containing an n-type or p-type impurity in advance by, for example, a CVD method or a vapor deposition method, or a method of depositing polycrystalline silicon After n
And a method of implanting a p-type impurity by ion implantation. Note that phosphorus or arsenic can be exemplified as the n-type impurity, and boron can be exemplified as the p-type impurity.

【0052】次に、前記多結晶シリコン膜3を覆うよう
に、絶縁膜等の不純物拡散防止層4を全面に形成する。
不純物拡散防止層4としては、例えば、酸化シリコン等
の熱伝導性と耐熱性に優れる材料からなるのが好まし
い。不純物拡散防止層4は、不純物の拡散を後に形成す
る熱を吸収又は反射する材料からなる膜5に拡散するの
を防止するために設けられる。
Next, an impurity diffusion preventing layer 4 such as an insulating film is formed on the entire surface so as to cover the polycrystalline silicon film 3.
The impurity diffusion preventing layer 4 is preferably made of a material having excellent thermal conductivity and heat resistance, such as silicon oxide. The impurity diffusion preventing layer 4 is provided to prevent diffusion of the impurity from diffusing into the film 5 made of a material that absorbs or reflects heat formed later.

【0053】さらに、前記不純物拡散防止層4の上に、
熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均
一化する膜5を全面に形成する。該熱を吸収又は反射
し、加熱に対してその下部の温度を均一化する膜5を構
成する材料としては、例えば、シリコンカーバイド、ア
モルファスシリコン、チタニウム等の熱を吸収し、熱伝
導性に優れる物質又はTiON等の熱を反射し、熱伝導
性が低い物質を挙げることができる。
Further, on the impurity diffusion preventing layer 4,
A film 5 that absorbs or reflects heat and equalizes the temperature below the film 5 with respect to heating is formed on the entire surface. As a material constituting the film 5 that absorbs or reflects the heat and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, for example, it absorbs heat such as silicon carbide, amorphous silicon, and titanium, and has excellent heat conductivity. A material that reflects heat and has low thermal conductivity, such as a substance or TiON, can be given.

【0054】シリコンカーバイド膜は、例えば、SiC
4 +C3 8 +H2 ,SiH4 +C3 8 +H2 ,S
iHCl3 +C3 8 +H2 ,SiH4 +C2 4 +H
2 等の混合ガスを用いる熱CVD法により成膜すること
ができる。アモルファスシリコン膜は、例えば、SiH
4 ガスを用いたCVD法により形成することができる。
また、TiON膜は、例えば、O2 +N2 混合ガスの存
在下で、チタニウムをスパッタリング法により成膜する
ことにより得ることができる。
The silicon carbide film is made of, for example, SiC
l 4 + C 3 H 8 + H 2 , SiH 4 + C 3 H 8 + H 2 , S
iHCl 3 + C 3 H 8 + H 2 , SiH 4 + C 2 H 4 + H
The film can be formed by a thermal CVD method using a mixed gas such as 2 . The amorphous silicon film is made of, for example, SiH
It can be formed by a CVD method using four gases.
The TiON film can be obtained, for example, by forming titanium by a sputtering method in the presence of an O 2 + N 2 mixed gas.

【0055】なお、前記熱を吸収又は反射し、加熱に対
してその下部の温度を均一化する膜の膜厚には特に制限
はなく、本発明の効果を奏する範囲で自由に設定するこ
とができる。
The thickness of the film that absorbs or reflects the heat and makes the temperature below the film uniform with respect to the heating is not particularly limited, and can be set freely within a range where the effects of the present invention can be obtained. it can.

【0056】その後、ランプ式半導体熱処理装置を用い
て、基板の熱処理を行う。この熱処理は、例えば、ラン
プ式半導体熱処理装置を用いて、ウェーハを700〜1
200℃、好ましくは、900〜1100℃で5秒〜2
時間程度加熱するのが好ましい。
Thereafter, the substrate is subjected to a heat treatment using a lamp type semiconductor heat treatment apparatus. This heat treatment is performed by, for example, using a ramp-type semiconductor heat treatment apparatus and
200 ° C., preferably at 900 to 1100 ° C. for 5 seconds to 2
It is preferable to heat for about an hour.

【0057】上記熱処理により、多結晶シリコン膜3中
に含まれる不純物が均一に活性化され、所定の抵抗値を
有する多結晶シリコン抵抗が得られる。
By the heat treatment, impurities contained in the polycrystalline silicon film 3 are uniformly activated, and a polycrystalline silicon resistor having a predetermined resistance value is obtained.

【0058】次に、図2(c)に示すように、前記熱を
吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化
する膜5をエッチングにより除去する。前記熱を吸収又
は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化する膜
5のエッチングは、例えば、シリコンカーバイド膜の場
合には、例えば、CHF3 −O2 系のエッチングガスを
用いるドライエッチング等により、アモルファスシリコ
ン膜の場合には、例えば、HF含有水溶液、エチレンジ
アミン−ピロカテコールの混合液等を用いるウェットエ
ッチング、CF4 等の含フッ素化合物を用いるプラズマ
エッチング等により行うことができる。
Next, as shown in FIG. 2C, the film 5 which absorbs or reflects the heat and makes the temperature below the film 5 uniform by heating is removed by etching. For example, in the case of a silicon carbide film, the film 5 that absorbs or reflects the heat and makes the temperature below the film uniform with respect to the heating is, for example, dry etching using a CHF 3 —O 2 -based etching gas. In the case of an amorphous silicon film by etching or the like, for example, it can be performed by wet etching using an HF-containing aqueous solution, a mixed solution of ethylenediamine-pyrocatechol, or plasma etching using a fluorine-containing compound such as CF 4 .

【0059】チタニウム又はTiON膜のエッチング
は、例えば、エッチングガスとして、CHF3 /SF6
/He系ガス、又はBCl3 /Cl2 系ガスを用い、プ
ラズマエッチング装置を用いて行うことができる。
For etching the titanium or TiON film, for example, CHF 3 / SF 6 is used as an etching gas.
/ He-based gas or BCl 3 / Cl 2 -based gas and a plasma etching apparatus.

【0060】次いで、図示しないレジスト膜を成膜後、
所定のパターニングを行い、エッチングにより配線層を
形成する部位の開口を行う。
Next, after forming a resist film (not shown),
A predetermined patterning is performed, and an opening is formed in a portion where a wiring layer is formed by etching.

【0061】最後に、図2(d)に示すように、アルミ
ニウム、アルミニウム合金等の配線材料を前記開口部を
埋めるように堆積させた後、所定の加工を施すことによ
り配線層6を形成することができる。
Finally, as shown in FIG. 2D, after a wiring material such as aluminum or an aluminum alloy is deposited so as to fill the opening, a predetermined processing is performed to form a wiring layer 6. be able to.

【0062】以上のようにして形成される多結晶シリコ
ン抵抗3’は、基板最表面に熱を吸収又は反射し、加熱
に対してその下部の温度を均一化する膜を形成すること
によって、表面からの熱がその下層以下に均一に与えら
れる、又は影響を与えない効果により、パターン依存に
よる抵抗値のバラツキの少ない高精度な多結晶シリコン
抵抗となっている。
The polycrystalline silicon resistor 3 'formed as described above absorbs or reflects heat on the outermost surface of the substrate, and forms a film for lowering the temperature under heating to make the surface uniform. Due to the effect that the heat from the substrate is uniformly applied to the lower layer or below, a high-precision polycrystalline silicon resistor having little variation in resistance value due to pattern dependence is obtained.

【0063】第2実施形態 本発明の第2の実施形態は、本発明の半導体装置の製造
方法を、NPNトランジスタを有する半導体装置の製造
に適用した例である。図7に、NPNトランジスタを半
導体基板に形成した本実施形態の半導体装置の製造方法
により製造されるNPN Tr部の構造断面図を示す。
Second Embodiment A second embodiment of the present invention is an example in which the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention is applied to the manufacture of a semiconductor device having an NPN transistor. FIG. 7 is a structural sectional view of an NPN Tr portion manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device according to the present embodiment in which an NPN transistor is formed on a semiconductor substrate.

【0064】図7において、NPN Trは、p型シリ
コン半導体基板101の所定の位置にn+ 埋め込み拡散
層102と、その上層にn型エピタキシャル層105を
有し、L−PNP Trのアクティブ領域は素子分離膜
104により分離されている。さらに、素子分離膜10
4の下層には、隣接するトランジスタと分離するための
素子分離拡散層103が設けられている。
In FIG. 7, the NPN Tr has an n + buried diffusion layer 102 at a predetermined position on a p-type silicon semiconductor substrate 101 and an n-type epitaxial layer 105 above the buried diffusion layer 102. The active region of the L-PNP Tr is They are separated by an element separation film 104. Further, the element isolation film 10
4, an element isolation diffusion layer 103 for isolating the transistor from an adjacent transistor is provided.

【0065】NPN Trのベース電極118aは、多
結晶シリコン層(第1の導電膜)108を介して、p型
不純物拡散領域であるグラフトベース層116と接続
し、エミッタ電極118bは、多結晶シリコン層(第2
の導電膜)112を介して、n型不純物拡散領域である
エミッタ領域117と接続している。また、コレクタ電
極118cは、n型拡散層107を介して、n型埋め込
み層102と接続している。
The base electrode 118a of the NPN Tr is connected to the graft base layer 116, which is a p-type impurity diffusion region, via the polycrystalline silicon layer (first conductive film) 108, and the emitter electrode 118b is Layer (second
Through a conductive film 112) and an emitter region 117 which is an n-type impurity diffusion region. The collector electrode 118c is connected to the n-type buried layer 102 via the n-type diffusion layer 107.

【0066】図7に示す本実施形態により製造される半
導体装置は、後述する本発明の製造方法により形成され
た均一に不純物が拡散されたグラフトベース層116、
エミッタ領域117及びp+ 多結晶シリコン層108を
有しているので、高精度、高性能のNPNトランジスタ
を有する半導体装置である。
The semiconductor device manufactured according to the present embodiment shown in FIG. 7 includes a graft base layer 116 formed by the manufacturing method of the present invention described later and in which impurities are uniformly diffused.
Since the semiconductor device has the emitter region 117 and the p + polycrystalline silicon layer 108, the semiconductor device has a high-precision and high-performance NPN transistor.

【0067】次に、図7に示した半導体装置を製造する
例について、図面を用いて詳細に説明する。
Next, an example of manufacturing the semiconductor device shown in FIG. 7 will be described in detail with reference to the drawings.

【0068】先ず、図3(a)に至るまでを説明する。
即ち、p型シリコン半導体基板101に、高濃度のn型
不純物を気相拡散法等によりn型埋め込み層102を形
成する。n型埋め込み層102は、例えば、1200℃
程度でSb2 3 等を用いたSbの気相拡散法により形
成することができる。
First, the process up to FIG. 3A will be described.
That is, an n-type buried layer 102 is formed in a p-type silicon semiconductor substrate 101 by a high concentration n-type impurity by a vapor phase diffusion method or the like. The n-type buried layer 102 is, for example, 1200 ° C.
It can be formed by a vapor phase diffusion method of Sb using Sb 2 O 3 or the like.

【0069】その後、半導体基板101の所定の領域
に、例えばLOCOS法により酸化シリコン膜104を
形成し、該酸化シリコン膜104により分離された領域
に、抵抗率0.3〜5.0Ωcm程度、膜厚0.7〜
2.0μm程度のn型エピタキシャル層105を形成す
る。n型エピタキシャル層105は、例えば、基板を1
200℃程度に加熱して、例えば、アルシン(As
3 )やホスフィン(PH3 )を含んだガスを用いるC
VD法により形成することができる。
Thereafter, a silicon oxide film 104 is formed in a predetermined region of the semiconductor substrate 101 by, for example, the LOCOS method, and a film having a resistivity of about 0.3 to 5.0 Ωcm is formed in a region separated by the silicon oxide film 104. 0.7 ~
An n-type epitaxial layer 105 of about 2.0 μm is formed. For example, the n-type epitaxial layer 105
By heating to about 200 ° C., for example, arsine (As
C using a gas containing H 3 ) or phosphine (PH 3 )
It can be formed by a VD method.

【0070】次に、該酸化シリコン膜104下に素子分
離拡散層103を、例えばアイソレーション拡散により
形成する。素子分離拡散層103は、隣接するトランジ
スタのアクティブ領域と分離するために形成される。さ
らに、CVD(Chemical Vapour De
position)法等により、酸化シリコン膜106
を、膜厚50〜200nm程度で全面に堆積させる。以
上のようにして、図1(a)に示す状態を得る。
Next, an element isolation diffusion layer 103 is formed below the silicon oxide film 104 by, for example, isolation diffusion. The element isolation diffusion layer 103 is formed to isolate the active region of an adjacent transistor. Further, CVD (Chemical Vapor De)
silicon oxide film 106 by a method such as a position method.
Is deposited on the entire surface with a thickness of about 50 to 200 nm. As described above, the state shown in FIG. 1A is obtained.

【0071】次に、図3(b)に示すように、半導体基
板101のアクティブ領域を選択的に開口し、多結晶シ
リコンを、例えばCVD法により、膜厚80〜250n
m程度で全面に堆積させる。さらに、前記開口部に、不
純物としてホウ素をイオン注入し、フォトリソグラフィ
の技術を用いるドライエッチング法により加工し、NP
N Trのベース電極の取り出し兼外部ベースのp+
域の拡散源、及びL−PNP Trのエミッタ電極の取
り出し及びコレクタ電極の取り出し兼エミッタ及びコレ
クタ電極のp+ 領域の拡散源となるp+ 多結晶シリコン
層108を形成する。
Next, as shown in FIG. 3B, an active region of the semiconductor substrate 101 is selectively opened, and polycrystalline silicon is formed by, eg, CVD method to a thickness of 80 to 250 nm.
m and deposited on the entire surface. Further, boron is ion-implanted into the opening as an impurity, and processed by a dry etching method using a photolithography technique.
N Tr diffusion source extraction Kengaibu based p + region of the base electrode, and L-PNP Tr becomes a diffusion source of the p + region of the extraction and emitter and collector electrodes of the extraction and the collector electrodes of the emitter electrode of the p + multi A crystalline silicon layer 108 is formed.

【0072】その後、図4(c)に示すように、全面に
酸化シリコン膜等の第1の絶縁膜109を、例えばCV
D法により全面に形成する。さらに、レジスト膜110
を成膜し、所定のパターニングを行ったのち、NPN
Trのベース領域111形成のために、第1の絶縁膜1
09及びp+ 多結晶シリコン層108の等方性イオンエ
ッチングにより、エピタキシャル層102が露出するま
で開口する。
Thereafter, as shown in FIG. 4C, a first insulating film 109 such as a silicon oxide film is
Formed over the entire surface by D method. Further, the resist film 110
After forming a film and performing predetermined patterning, NPN
The first insulating film 1 for forming the base region 111 of Tr
Opening is performed by isotropic ion etching of the 09 and p + polysilicon layers 108 until the epitaxial layer 102 is exposed.

【0073】次に、図4(d)に示すように、前記開口
部111’に、NPN Trのベース領域111を形成
するためのホウ素(B+ またはBF2 + )をイオン注入
する。この工程は、例えば、5keV〜100keVの
エネルギーで、5.0×1011〜5.0×1014/cm
2 程度のドーズ量のホウ素、あるいは、5keV〜20
0keVのエネルギーで、5.0×1011〜5.0×1
14/cm2 程度のドーズ量のBF2 をイオン注入する
ことにより行うことができる。
Next, as shown in FIG. 4D, boron (B + or BF 2 + ) for forming the base region 111 of the NPN Tr is ion-implanted into the opening 111 '. In this step, for example, 5.0 × 10 11 to 5.0 × 10 14 / cm at an energy of 5 keV to 100 keV.
Boron with a dose of about 2 or 5 keV to 20
At an energy of 0 keV, 5.0 × 10 11 to 5.0 × 1
This can be performed by ion-implanting BF 2 at a dose of about 0 14 / cm 2 .

【0074】次いで、前記レジスト膜110を除去した
後、図示しない酸化シリコン膜等の第2の絶縁膜を、例
えばCVD法により、膜厚400〜1000nmで形成
し、RIE(Reactive Ion Ethchi
ng)法によりエッチバックすることにより、サイドウ
ォール113を形成する。
Next, after the resist film 110 is removed, a second insulating film such as a silicon oxide film (not shown) is formed to a thickness of 400 to 1000 nm by, for example, a CVD method, and RIE (Reactive Ion Etch) is performed.
The sidewalls 113 are formed by etching back by the ng) method.

【0075】続いて、例えばAs,P等のn型不純物を
含む多結晶シリコンを、例えばCVD法により堆積させ
ることにより、多結晶シリコン層112を、膜厚100
〜200nmで形成する。この場合、不純物を含まない
多結晶シリコンを堆積させた後、例えばAs,P等のn
型不純物をイオン注入することにより、多結晶シリコン
層112を形成することもできる。以上のようにして、
図5(e)に示す状態図を得る。
Subsequently, polycrystalline silicon containing an n-type impurity such as As or P is deposited by, for example, a CVD method so that the polycrystalline silicon layer 112 has a thickness of 100 nm.
It is formed with a thickness of 200 nm. In this case, after polycrystalline silicon containing no impurities is deposited, for example, n such as As or P is deposited.
The polycrystalline silicon layer 112 can also be formed by ion-implanting a type impurity. As described above,
The state diagram shown in FIG.

【0076】次に、多結晶シリコン層115上に、酸化
シリコン膜等の絶縁膜114を、例えばCVD法によ
り、膜厚200〜400nmで成膜する。絶縁膜114
は、多結晶シリコン層114中の不純物が、後の工程で
形成する熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の
温度を均一化する膜115に拡散するのを防止するため
に設けられる。
Next, an insulating film 114 such as a silicon oxide film is formed on the polycrystalline silicon layer 115 to a thickness of 200 to 400 nm by, for example, a CVD method. Insulating film 114
Is provided in order to prevent impurities in the polycrystalline silicon layer 114 from absorbing or reflecting heat formed in a later step and diffusing into a film 115 that uniforms the temperature under the heat. .

【0077】続いて、絶縁膜114上に、熱を吸収後熱
伝導、吸収又は反射する材料からなる膜115を、膜厚
300〜500nmで成膜する。該熱を吸収又は反射
し、加熱に対してその下部の温度を均一化する材料とし
ては、例えば、シリコンカーバイド(SiC)、アモル
ファスシリコン、チタニウム等の熱を吸収し、加熱に対
してその下部の温度を均一化する材料、TiON等のよ
うに熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度
を均一化する材料を挙げることができる。
Subsequently, a film 115 made of a material that absorbs heat, conducts, absorbs, or reflects heat is formed on the insulating film 114 to a thickness of 300 to 500 nm. As a material that absorbs or reflects the heat and makes the temperature of the lower portion uniform with respect to heating, for example, it absorbs heat of silicon carbide (SiC), amorphous silicon, titanium, or the like, and forms the lower portion with respect to heating. Examples of the material include a material for equalizing the temperature, a material that absorbs or reflects heat, such as TiON, and equalizes the temperature under the heating.

【0078】シリコンカーバイド膜は、例えば、SiC
4 +C3 8 +H2 ,SiH4 +C3 8 +H2 ,S
iHCl3 +C3 8 +H2 ,SiH4 +C2 4 +H
2 等の混合ガスを用いる熱CVD法により成膜すること
ができる。アモルファスシリコン膜は、例えば、SiH
4 ガスを用いたCVD法により形成することができる。
また、TiON膜は、例えば、O2 +N2 混合ガスの存
在下で、チタニウムをスパッタリング法により成膜する
ことにより得ることができる。
The silicon carbide film is made of, for example, SiC
l 4 + C 3 H 8 + H 2 , SiH 4 + C 3 H 8 + H 2 , S
iHCl 3 + C 3 H 8 + H 2 , SiH 4 + C 2 H 4 + H
The film can be formed by a thermal CVD method using a mixed gas such as 2 . The amorphous silicon film is made of, for example, SiH
It can be formed by a CVD method using four gases.
The TiON film can be obtained, for example, by forming titanium by a sputtering method in the presence of an O 2 + N 2 mixed gas.

【0079】その後、600〜900℃程度で熱処理を
行った後、ランプ式熱処理装置を用いて、700〜12
00℃程度の熱処理を5秒〜2時間程度行う。この熱処
理によって、NPN Tr部のエミッタ取り出し及びベ
ース電極の取り出しのための多結晶シリコン層108か
らの不純物拡散により、エピタキシャル層102にp+
領域(グラフトベース拡散層)116が形成される。ま
た、n+ 多結晶シリコン層112からn型の不純物がエ
ピタキシャル層105に拡散されて、エミッタ領域11
7が形成される。以上のようにして、図5(f)に示す
状態を得る。
Thereafter, heat treatment is performed at about 600 to 900 ° C., and then 700 to 12
A heat treatment at about 00 ° C. is performed for about 5 seconds to 2 hours. By this heat treatment, p + is added to the epitaxial layer 102 by impurity diffusion from the polycrystalline silicon layer 108 for taking out the emitter of the NPN Tr portion and taking out the base electrode.
A region (graft base diffusion layer) 116 is formed. Further, n-type impurities are diffused from n + polycrystalline silicon layer 112 into epitaxial layer 105 to form emitter region 11.
7 is formed. As described above, the state shown in FIG.

【0080】次いで、図6(g)に示すように、熱を吸
収後熱伝導、吸収又は反射する材料からなる膜115及
び絶縁膜114をエッチングにより除去する。前記熱を
吸収後熱伝導、吸収又は反射する材料からなる膜をエッ
チングする条件としては、第1実施形態のポリシコン抵
抗を製造する工程において例示したものと同様な条件を
用いることができる。
Next, as shown in FIG. 6G, the film 115 made of a material that conducts, absorbs or reflects heat after absorbing heat, and the insulating film 114 are removed by etching. As a condition for etching a film made of a material that conducts, absorbs, or reflects heat after absorbing the heat, the same conditions as those exemplified in the process of manufacturing the polysilicon resistor of the first embodiment can be used.

【0081】その後、図6(h)に示すように、n型不
純物がドープされた多結晶シリコン層112をフォトリ
ソグラフィの技術とドライエッチング法により加工す
る。
Thereafter, as shown in FIG. 6H, the polycrystalline silicon layer 112 doped with an n-type impurity is processed by a photolithography technique and a dry etching method.

【0082】そして、NPN Trのコレクタ電極部及
びベース電極部の開口を行い、チタニウム等からなるバ
リアメタル層、及びアルミニウム又はアルミニウム合金
からなる導電層を、例えば、CVD法、蒸着法、スパッ
タリング法により積層し、フォトレジストの技術及びR
IE法により加工することにより、NPN Trのベー
ス電極118a、エミッタ電極118b及びコレクタ電
極118cをそれぞれ形成することができる。
Then, the collector electrode portion and the base electrode portion of the NPN Tr are opened, and a barrier metal layer made of titanium or the like and a conductive layer made of aluminum or an aluminum alloy are formed by, for example, a CVD method, a vapor deposition method, or a sputtering method. Lamination, photoresist technology and R
By processing by the IE method, the base electrode 118a, the emitter electrode 118b, and the collector electrode 118c of the NPN Tr can be respectively formed.

【0083】以上のようにして、図7に示すようなNP
N Trを有する半導体装置を製造することができる。
As described above, the NP shown in FIG.
A semiconductor device having NTr can be manufactured.

【0084】本実施形態によれば、基板最表面に熱を吸
収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化す
る膜を形成することによって、表面からの熱がその下層
以下に均一に与えられる、又は影響を与えない効果によ
り、NPN Trのベース電極取り出し(多結晶シリコ
ン膜108)、グラフトベース拡散層116及びエミッ
タ領域117は、均一に不純物が熱拡散、活性化された
多結晶シリコンから形成されている。従って、Vf値の
バラツキの少ない高精度且つ高性能なNPNTrを有す
る半導体装置を得ることができる。
According to this embodiment, by forming a film that absorbs or reflects heat on the outermost surface of the substrate and makes the temperature below the substrate uniform with respect to the heating, the heat from the surface becomes uniform below the lower layer. Of the base electrode of the NPN Tr (polycrystalline silicon film 108), the graft base diffusion layer 116 and the emitter region 117 are uniformly diffused and thermally diffused and activated. It is formed from silicon. Therefore, it is possible to obtain a semiconductor device having a high-precision and high-performance NPN Tr with little variation in the Vf value.

【0085】以上、実施の形態により本発明を詳細に説
明したが、本発明はこれに限定されることなく、本発明
の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の半導体装置製造に適
用することができる。上記実施例においては、多結晶シ
リコン抵抗及びNPN Trを有する半導体装置の製造
例をそれぞれ示したが、横型PNPトランジスタや縦型
PNPトランジスタを有する半導体装置、NPNトラン
ジスタとPNPトランジスタとを有する半導体装置、バ
イポーラートランジスタとMOSトランジスタとを有す
る半導体装置、同一半導体基板に多結晶シリコン抵抗及
びバイポーラートランジスタを有する半導体装置等の製
造にも好ましく適用することができる。
The present invention has been described in detail with reference to the embodiments. However, the present invention is not limited to the embodiments and can be applied to various semiconductor device manufacturing without departing from the gist of the present invention. . In the above embodiments, the manufacturing examples of the semiconductor device having the polycrystalline silicon resistor and the NPN Tr are shown, respectively, but the semiconductor device having the horizontal PNP transistor and the vertical PNP transistor, the semiconductor device having the NPN transistor and the PNP transistor, The present invention can be preferably applied to the manufacture of a semiconductor device having a bipolar transistor and a MOS transistor, a semiconductor device having a polycrystalline silicon resistor and a bipolar transistor on the same semiconductor substrate, and the like.

【0086】[0086]

【発明の効果】以上説明したように本発明の導電部形成
方法は、不純物がドープされた絶縁膜上に、例えば、絶
縁膜等の不純物拡散防止層を介して、ポリシリコン、シ
リコンカーバイド(SiC)やチタニウム、TiON等
のような熱を吸収又は反射し、加熱に対してその下部の
温度を均一化する膜を形成した後に、不純物がドープさ
れた絶縁膜を加熱処理する工程に特徴を有する。
As described above, according to the method of forming a conductive portion of the present invention, polysilicon, silicon carbide (SiC) is formed on an impurity-doped insulating film via an impurity diffusion preventing layer such as an insulating film. ) Or titanium, TiON, etc., is characterized by the step of forming a film that absorbs or reflects heat and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, and then heat-treats the insulating film doped with impurities. .

【0087】即ち、不純物がドープされたポリシリコン
膜等の絶縁膜上に、ポリシリコン、シリコンカーバイ
ド、チタニウム等の熱を吸収しやすく、熱伝導性のよい
材料からなる膜を形成した後に基板を熱処理した場合に
は、縦構造のパターンの差による熱の到達速度が緩和さ
れ、不純物がドープされたポリシリコン膜等の絶縁膜全
体に均一な熱処理を施すことができるものである。
That is, after a film made of a material such as polysilicon, silicon carbide, titanium or the like which easily absorbs heat and has good heat conductivity is formed on an insulating film such as a polysilicon film doped with impurities, the substrate is formed. When the heat treatment is performed, the speed of arrival of heat due to the difference in the vertical structure pattern is reduced, and a uniform heat treatment can be performed on the entire insulating film such as a doped polysilicon film.

【0088】また、TiONのような熱伝導性の低い材
料からなる膜を成膜した場合には、パターン差のある縦
構造側(基板表面側)ではなく、基板裏面から均一に熱
が伝わり、基板パターンに依存する不均一な熱伝導がな
くなるため、結果として基板全体に均一な熱処理を施す
ことができるものである。
When a film made of a material having low thermal conductivity such as TiON is formed, heat is uniformly transmitted from the back surface of the substrate, not from the vertical structure side (substrate surface side) having a pattern difference. Since non-uniform heat conduction depending on the substrate pattern is eliminated, uniform heat treatment can be performed on the entire substrate as a result.

【0089】従って、均一な抵抗を有する(均一に不純
物がドープされた)導電性多結晶シリコン膜あるいは多
結晶シリコン抵抗を形成することができる。
Therefore, a conductive polycrystalline silicon film or a polycrystalline silicon resistor having a uniform resistance (uniformly doped with impurities) can be formed.

【0090】また、本発明の半導体装置の製造方法によ
れば、前記本発明の導電部形成方法の発明と同様の作用
により、均一に不純物が拡散、活性化された多結晶シリ
コン抵抗や不純物拡散領域等の導電性膜、導電性領域を
形成することができる。
Further, according to the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a polycrystalline silicon resistance or impurity diffusion in which impurities are uniformly diffused and activated by the same operation as in the method of forming a conductive portion of the present invention. A conductive film such as a region and a conductive region can be formed.

【0091】従って、抵抗のバラツキの少ない高精度な
多結晶シリコン抵抗や、Vf値のバラツキの少ない高精
度且つ高性能なNPN Trを有する半導体装置を製造
することができる。
Therefore, it is possible to manufacture a semiconductor device having a highly accurate polycrystalline silicon resistor with less variation in resistance and a highly accurate and high performance NPN Tr with less variation in Vf value.

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

【図1】図1は、ポリシリコン抵抗を有する半導体装置
を本発明の半導体装置の製造方法により製造する主要工
程断面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing main steps of manufacturing a semiconductor device having a polysilicon resistor by a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】図2は、ポリシリコン抵抗を有する半導体装置
を本発明の半導体装置の製造方法により製造する主要工
程断面図である。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing main steps of manufacturing a semiconductor device having a polysilicon resistor by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図3】図3は、NPNトランジスタを搭載した半導体
装置を本発明の半導体装置の製造方法により製造する主
要工程断面図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by a method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】図4は、NPNトランジスタを搭載した半導体
装置を本発明の半導体装置の製造方法により製造する主
要工程断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図5】図5は、NPNトランジスタを搭載した半導体
装置を本発明の半導体装置の製造方法により製造する主
要工程断面図である。
FIG. 5 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図6】図6は、NPNトランジスタを搭載した半導体
装置を本発明の半導体装置の製造方法により製造する主
要工程断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図7】図7は、本発明の半導体装置の製造方法により
製造されるNPNトランジスタを搭載した半導体装置を
本発明の半導体装置のNPN Tr部断面図である。
FIG. 7 is a cross-sectional view of an NPN Tr portion of the semiconductor device of the present invention, which is a semiconductor device mounted with an NPN transistor manufactured by the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention.

【図8】図8は、NPNトランジスタを搭載した半導体
装置を従来の半導体装置の製造方法により製造する主要
工程断面図である。
FIG. 8 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図9】図9は、NPNトランジスタを搭載した半導体
装置を従来の半導体装置の製造方法により製造する主要
工程断面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図10】図10は、NPNトランジスタを搭載した半
導体装置を従来の半導体装置の製造方法により製造する
主要工程断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view showing main processes of manufacturing a semiconductor device on which an NPN transistor is mounted by a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図11】図11は、微視的に見た場合の多結晶シリコ
ン中の不純物の分布、即ち膜構造の相違により、加熱処
理時のウェーハ内部への熱の到達速度に差異が生ずるこ
とを説明する図である。
FIG. 11 shows that the difference in the distribution of impurities in polycrystalline silicon when viewed microscopically, that is, the difference in the film structure causes a difference in the speed of heat reaching the inside of the wafer during the heat treatment. FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…一方導電型半導体基板、2…絶縁膜、3…不純物が
ドープされた多結晶シリコン膜、6…配線層、101,
201…p型シリコン半導体基板、102,202…n
型埋め込み層、103,203…素子分離拡散層、10
4,204…素子分離膜、105,205…n型エピタ
キシャル層、106,206…第1の絶縁膜、107,
207……n型拡散層、108,208…多結晶シリコ
ン膜(第1の導電膜)、108’,208’…p+ 多結
晶シリコン膜(第1の導電膜)、109,209…絶縁
膜、110,210…レジスト膜、111’,211’
…開口部、111,211…真性ベース領域、112,
212…多結晶シリコン膜(第2の導電膜)、113,
213…サイドウォール、4,114,214…不純物
拡散防止層、5,115…熱を吸収又は反射し、加熱に
対してその下部の温度を均一化する膜、116,216
…グラフトベース拡散層、117,217…エミッタ領
域、118,218a…ベース電極、118b,218
b…エミッタ電極、118c,218c…コレクタ電
極、A…不純物、B…多結晶シリコン
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... One conductivity type semiconductor substrate, 2 ... Insulating film, 3 ... Polycrystalline silicon film doped with impurities, 6 ... Wiring layer, 101,
201 ... p-type silicon semiconductor substrate, 102, 202 ... n
Mold buried layer, 103, 203 ... element isolation diffusion layer, 10
4,204: element isolation film, 105, 205: n-type epitaxial layer, 106, 206: first insulating film, 107,
207... N-type diffusion layer, 108, 208... Polycrystalline silicon film (first conductive film), 108 ′, 208 ′... P + polycrystalline silicon film (first conductive film), 109, 209. , 110, 210 ... resist film, 111 ', 211'
... Openings, 111, 211 ... Intrinsic base region, 112,
212 ... polycrystalline silicon film (second conductive film), 113,
213: sidewalls, 4, 114, 214: impurity diffusion preventing layer, 5, 115: films for absorbing or reflecting heat and making the temperature below the film uniform with respect to heating, 116, 216
... Graft base diffusion layer, 117,217 ... Emitter region, 118,218a ... Base electrode, 118b, 218
b: emitter electrode, 118c, 218c: collector electrode, A: impurity, B: polycrystalline silicon

Claims (17)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】基板上に熱拡散用不純物を含有する絶縁膜
を形成する工程と、 前記絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対してその
下部の温度を均一化する膜を形成する工程と、 前記絶縁膜を加熱して前記不純物を前記絶縁膜内に熱拡
散して、前記絶縁膜を導電化させる工程とを有する、 導電部形成方法。
1. A step of forming an insulating film containing impurities for thermal diffusion on a substrate, and forming a film on the insulating film for absorbing or reflecting heat and making the temperature below the film uniform with respect to heating. And a step of heating the insulating film to thermally diffuse the impurities into the insulating film to make the insulating film conductive.
【請求項2】前記絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱
に対してその下部の温度を均一化する膜を形成する工程
は、前記絶縁膜上に、シリコンカーバイド、アモルファ
スシリコン、チタニウムまたはTiONからなる膜を成
膜する工程を有する、 請求項1記載の導電部形成方法。
2. The step of forming a film on the insulating film that absorbs or reflects heat and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, comprises forming a film of silicon carbide, amorphous silicon, titanium or titanium on the insulating film. The conductive part forming method according to claim 1, further comprising a step of forming a film made of TiON.
【請求項3】前記基板上に熱拡散用不純物を含有する絶
縁膜を形成する工程は、前記基板上に不純物がドープさ
れた多結晶シリコンからなる層を形成する工程を有す
る、 請求項1記載の導電部形成方法。
3. The step of forming an insulating film containing impurities for thermal diffusion on the substrate includes the step of forming a layer made of polycrystalline silicon doped with impurities on the substrate. Conductive part forming method.
【請求項4】前記絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱
に対してその下部の温度を均一化する膜を形成する工程
の後に、前記絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対
してその下部の温度を均一化する膜上に不純物拡散防止
層を形成する工程をさらに有する、 請求項1記載の導電部形成方法。
4. After the step of forming a film that absorbs or reflects heat on the insulating film and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, absorbs or reflects heat on the insulating film and heats the film. 2. The method according to claim 1, further comprising the step of forming an impurity diffusion preventing layer on a film for lowering the temperature of the impurity diffusion layer.
【請求項5】前記絶縁膜を加熱して前記不純物を前記絶
縁膜内に熱拡散して、前記絶縁膜を導電化させる工程
は、ランプ式半導体熱処理装置を用いて前記絶縁膜を加
熱する工程を有する、 請求項1記載の導電部形成方法。
5. The step of heating said insulating film to thermally diffuse said impurities into said insulating film to make said insulating film conductive, wherein said step of heating said insulating film using a ramp type semiconductor heat treatment apparatus. The conductive part forming method according to claim 1, comprising:
【請求項6】バイポーラートランジスタを有する半導体
装置の製造方法において、 一方導電型半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜をエッチングして、所定の領域を開口
する工程と、 熱拡散用不純物を含有する第2の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を全面に形成する工
程と、 前記第3、第2および第1の絶縁膜をエッチングして所
定の領域を開口する工程と、 熱拡散用不純物を含有する第4の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第4の絶縁膜上に熱を吸収又は反射し、加熱に対し
てその下部の温度を均一化する膜を形成する工程と、 前記第2および第4の絶縁膜を加熱して、前記不純物を
前記第2および第4の絶縁膜内に熱拡散して、前記第2
および第4の絶縁膜を導電化させ、前記不純物を前記一
方導電型半導体基板の前記開口領域中に拡散させること
により、前記一方導電型半導体基板に不純物拡散領域を
形成する工程とを有する、 半導体装置の製造方法。
6. A method of manufacturing a semiconductor device having a bipolar transistor, comprising: forming a first insulating film on a conductive semiconductor substrate; and etching the first insulating film to form a predetermined region. An opening step, a step of forming a second insulating film containing a thermal diffusion impurity, a step of forming a third insulating film over the entire surface of the second insulating film, and the third and second steps And a step of opening a predetermined region by etching the first insulating film; a step of forming a fourth insulating film containing a thermal diffusion impurity; and absorbing or reflecting heat on the fourth insulating film. Forming a film that equalizes the temperature of the lower portion with respect to the heating; and heating the second and fourth insulating films to transfer the impurities into the second and fourth insulating films. Diffuse to the second
And making the fourth insulating film conductive, and diffusing the impurity into the opening region of the one conductivity type semiconductor substrate, thereby forming an impurity diffusion region in the one conductivity type semiconductor substrate. Device manufacturing method.
【請求項7】前記第1の絶縁膜上に熱拡散用不純物を含
有する第2の絶縁膜を成膜する工程は、前記第1の絶縁
膜上に不純物がドープされた多結晶シリコンからなる層
を形成する工程を有する、 請求項6記載の半導体装置の製造方法。
7. The step of forming a second insulating film containing an impurity for thermal diffusion on the first insulating film is made of polycrystalline silicon doped with an impurity on the first insulating film. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of forming a layer.
【請求項8】前記不純物を含有する第2の絶縁膜を形成
する工程は、不純物がドープされた多結晶シリコンから
なる層を全面に形成する工程を有する、 請求項6記載の半導体装置の製造方法。
8. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, wherein the step of forming the second insulating film containing impurities includes a step of forming a layer made of polycrystalline silicon doped with impurities on the entire surface. Method.
【請求項9】前記第4の絶縁膜上に、熱を吸収又は反射
し、加熱に対してその下部の温度を均一化する膜を形成
する工程は、前記第2の導電性膜上に、シリコンカーバ
イド、アモルファスシリコン、チタニウムまたはTiO
Nからなる膜を成膜する工程を有する、 請求項6記載の半導体装置の製造方法。
9. A step of forming a film on the fourth insulating film that absorbs or reflects heat and equalizes the temperature below the fourth insulating film, the step of forming a film on the second conductive film Silicon carbide, amorphous silicon, titanium or TiO
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of forming a film made of N.
【請求項10】前記第2の絶縁膜上に熱を吸収又は反射
し、加熱に対してその下部の温度を均一にする熱を均一
化する膜を形成する工程の後に、前記熱を吸収又は反射
し、加熱に対してその下部の温度を均一にする熱を均一
化する膜上に不純物拡散防止層を形成する工程をさらに
有する、 請求項6記載の半導体装置の製造方法。
10. The method according to claim 1, further comprising: forming a film on the second insulating film that absorbs or reflects heat so as to make the temperature below the second insulating film uniform, thereby absorbing the heat. 7. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 6, further comprising a step of forming an impurity diffusion preventing layer on a film which reflects and makes the temperature lower under the heating uniform.
【請求項11】前記不純物拡散防止層を形成する工程
は、酸化シリコンからなる膜を成膜する工程を有する、 請求項6記載の半導体装置の製造方法。
11. The method according to claim 6, wherein the step of forming the impurity diffusion preventing layer includes the step of forming a film made of silicon oxide.
【請求項12】前記第2および第4の絶縁膜を加熱する
工程は、ランプ式半導体熱処理装置を用いて加熱するこ
とによって、前記第2および第4の絶縁膜を加熱する工
程を有する、 請求項6記載の半導体装置の製造方法。
12. The step of heating the second and fourth insulating films includes a step of heating the second and fourth insulating films by heating using a ramp-type semiconductor heat treatment apparatus. Item 7. A method for manufacturing a semiconductor device according to Item 6.
【請求項13】バイポーラートランジスタと多結晶シリ
コン抵抗を有する半導体装置の製造方法において、 一方導電型半導体基板上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜をエッチングして、所定の領域を開口
する工程と、 熱拡散用不純物を含有する第1の多結晶シリコン膜を形
成する工程と、 前記第1の多結晶シリコン膜上に第2の絶縁膜を全面に
形成する工程と、 前記第2の絶縁膜、多結晶シリコン膜および第1の絶縁
膜をエッチングして所定の領域を開口する工程と、 熱拡散用不純物を含有する第2の多結晶シリコン膜を形
成する工程と、 前記第2の多結晶シリコン膜上に熱を吸収又は反射し、
加熱に対してその下部の温度を均一にする熱を均一化す
る膜を形成する工程と、 前記第1および第2の多結晶シリコン膜を加熱して、前
記不純物を前記第1および第2の多結晶シリコン膜内に
熱拡散して前記第1および第2の多結晶シリコン膜を導
電化させ、前記不純物を前記一方導電型半導体基板の前
記開口領域中に拡散させることにより、前記一方導電型
半導体基板に不純物拡散領域を形成する工程とを有す
る、 半導体装置の製造方法。
13. A method for manufacturing a semiconductor device having a bipolar transistor and a polycrystalline silicon resistor, comprising: forming a first insulating film on a conductive semiconductor substrate; and etching the first insulating film. Opening a predetermined region, forming a first polycrystalline silicon film containing a thermal diffusion impurity, and forming a second insulating film on the entire surface of the first polycrystalline silicon film. A step of etching the second insulating film, the polycrystalline silicon film, and the first insulating film to open a predetermined region; and forming a second polycrystalline silicon film containing impurities for thermal diffusion. Absorbing and reflecting heat on the second polycrystalline silicon film;
Forming a film for equalizing the temperature of the lower portion thereof with respect to heating; and heating the first and second polycrystalline silicon films to remove the impurities from the first and second polycrystalline silicon films. By thermally diffusing the first and second polycrystalline silicon films into a polycrystalline silicon film to make the first and second polycrystalline silicon films conductive and diffusing the impurities into the opening region of the one-conductivity-type semiconductor substrate, Forming an impurity diffusion region in a semiconductor substrate.
【請求項14】前記第2の多結晶シリコン膜上に、熱を
吸収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化
する膜を形成する工程は、前記第2の多結晶シリコン膜
上に、シリコンカーバイド、アモルファスシリコン、チ
タニウムまたはTiONからなる膜を成膜する工程を有
する、 請求項13記載の半導体装置の製造方法。
14. The step of forming a film on the second polycrystalline silicon film which absorbs or reflects heat and equalizes the temperature below the second polycrystalline silicon film. 14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, further comprising a step of forming a film made of silicon carbide, amorphous silicon, titanium, or TiON thereon.
【請求項15】前記第2の多結晶シリコン膜上に熱を吸
収又は反射し、加熱に対してその下部の温度を均一化す
る膜を形成する工程の後に、前記熱を吸収又は反射し、
加熱に対してその下部の温度を均一化する膜上に不純物
拡散防止層を形成する工程をさらに有する、 請求項13記載の半導体装置の製造方法。
15. After the step of forming a film on the second polycrystalline silicon film that absorbs or reflects heat and makes the temperature below the film uniform with respect to heating, absorbs or reflects the heat,
14. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 13, further comprising a step of forming an impurity diffusion preventing layer on a film for making the temperature below the film uniform with respect to heating.
【請求項16】前記不純物拡散防止層を形成する工程
は、酸化シリコンからなる膜を成膜する工程を有する、 請求項13記載の半導体装置の製造方法。
16. The method according to claim 13, wherein the step of forming the impurity diffusion preventing layer includes a step of forming a film made of silicon oxide.
【請求項17】前記第1および第2の多結晶シリコン膜
を加熱して、前記不純物を前記第1および第2の多結晶
シリコン膜内に熱拡散して前記第1および第2の多結晶
シリコン膜を導電化させ、前記不純物を前記一方導電型
半導体基板の前記開口領域中に拡散させることにより、
前記一方導電型半導体基板に不純物拡散領域を形成する
工程は、ランプ式半導体熱処理装置を用いて加熱するこ
とによって、前記第1および第2の多結晶シリコン膜を
加熱する工程を有する、 請求項13記載の半導体装置の製造方法。
17. The first and second polycrystalline silicon films are heated to thermally diffuse the impurities into the first and second polycrystalline silicon films so that the first and second polycrystalline silicon films are diffused. By making the silicon film conductive, by diffusing the impurity into the opening region of the one conductivity type semiconductor substrate,
14. The step of forming an impurity diffusion region in the one conductivity type semiconductor substrate includes a step of heating the first and second polycrystalline silicon films by heating using a ramp-type semiconductor heat treatment apparatus. The manufacturing method of the semiconductor device described in the above.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN1307719C (en) * 2000-08-30 2007-03-28 精工电子有限公司 Semi-conductor equipment and its manufacture method
KR20180062729A (en) * 2016-12-01 2018-06-11 현대오트론 주식회사 Method for manufacturing of power semiconductor device

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