JP2000068496A - Manufacture of bipolar transistor - Google Patents

Manufacture of bipolar transistor

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JP2000068496A
JP2000068496A JP10233945A JP23394598A JP2000068496A JP 2000068496 A JP2000068496 A JP 2000068496A JP 10233945 A JP10233945 A JP 10233945A JP 23394598 A JP23394598 A JP 23394598A JP 2000068496 A JP2000068496 A JP 2000068496A
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conductivity type
semiconductor film
bipolar transistor
region
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JP10233945A
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Japanese (ja)
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Teruto Onishi
照人 大西
Takeshi Takagi
剛 高木
Akira Asai
明 浅井
Yoshihiro Hara
義博 原
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Panasonic Holdings Corp
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Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce the change in characteristics and deterioration in reliability by forming first and second semiconductor films on a silicon substrate, injecting impurities with a member corresponding to an emitter region formed on the second semiconductor film as a mask, and introducing impurities of opposite conductivity to that of the collector region into the collector region. SOLUTION: A silicon oxide film 2 which is to be an element isolation region is formed on a silicon substrate 1 having a bipolar transistor forming region 3, and then after an excessive silicon oxide film 2 on a surface of the bipolar transistor forming region 3 is removed, a first P-type silicon film 4 is grown as a first semiconductor film. Subsequently, a second silicon film 5 of N-type is grown as a second semiconductor film. Impurities are introduced with a silicon oxide film 6, corresponding to an emitter region formed on the second silicon film 5 as a mask, and impurities of opposite conductivity to that of a collector region are introduced into the collector region.

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】本発明はバイポーラトランジ
スタの製造方法に関し、特に自己整合式バイポーラトラ
ンジスタまたはヘテロ接合式バイポーラトランジスタな
どの高性能なバイポーラトランジスタの製造方法に関す
るものである。
The present invention relates to a method for manufacturing a bipolar transistor, and more particularly to a method for manufacturing a high-performance bipolar transistor such as a self-aligned bipolar transistor or a heterojunction bipolar transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、バイポーラトランジスタは、高速
性、高電流容量の特性をもった回路素子として使用され
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, bipolar transistors have been used as circuit elements having characteristics of high speed and high current capacity.

【0003】特に高性能なバイポーラトランジスタの一
つのタイプとして、自己整合式ベース・トランジスタを
挙げることができるが、その一例がUSP第43199
32号で開示されている。ここでは、注入窓を介する注
入によって、盛り上がったサブコレクタ、真性ベースお
よびエミッタを形成する方法が開示されている。
One type of particularly high performance bipolar transistor is a self-aligned base transistor, one example of which is US Pat.
No. 32. Here, a method is disclosed for forming raised subcollectors, intrinsic bases and emitters by implantation through an implantation window.

【0004】さらに、バイポーラトランジスタの性能向
上のためにヘテロ接合を形成する方法がある。シリコン
トランジスタでそのようなヘテロ接合を設けるには広い
バンドギャップの材料(ベース上に成長したGaP、S
iC、アモルファスSi)を使用する方法と、狭いバン
ドギャップの材料(ベースにSiGe合金)を使用する
手法が開発されている(例えば特開平6ー77245号
公報)。
Further, there is a method of forming a heterojunction to improve the performance of a bipolar transistor. Providing such a heterojunction in a silicon transistor requires a wide bandgap material (GaP, S grown on the base).
A method using iC, amorphous Si) and a method using a material with a narrow band gap (SiGe alloy as a base) have been developed (for example, JP-A-6-77245).

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記のよ
うに、開口部を有するマスクを利用し、この開口部を通
してエッミタ直下のベース層を介してコレクタ側に高濃
度に不純物を注入すると、不純物注入の際にベース層に
欠陥が導入されてしまうという問題点が発生する。特に
ヘテロ接合トランジスタの場合は、自己整合化のための
注入により、組成が変化したり結晶内の歪み量が変化し
たりし、その結果、特性が不安定になるという問題点が
生じる。
However, as described above, when a mask having an opening is used and high-concentration impurities are implanted into the collector through the opening through the base layer immediately below the emitter, the impurity is implanted. At this time, there is a problem that defects are introduced into the base layer. In particular, in the case of a heterojunction transistor, the composition changes or the amount of strain in the crystal changes due to implantation for self-alignment, and as a result, there arises a problem that the characteristics become unstable.

【0006】そこで本発明は上記問題点に鑑み、特性の
変化や信頼性の低下が少ない自己整合式バイポーラトラ
ンジスタおよびヘテロ接合式バイポーラトランジスタの
製造方法を提供することを主たる目的とする。
SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is a main object of the present invention to provide a method of manufacturing a self-aligned bipolar transistor and a heterojunction bipolar transistor with less change in characteristics and lower reliability.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに本発明のバイポーラトランジスタの製造方法は、バ
イポーラトランジスタを動作させる際の電流経路を構成
する際の不純物導入を、電流経路領域に不純物をイオン
注入することにより形成するのではなく、電流経路領域
以外に逆導電型の不純物を注入することにより形成する
構成となっている。
SUMMARY OF THE INVENTION In order to solve the above-mentioned problems, a method of manufacturing a bipolar transistor according to the present invention comprises introducing an impurity into a current path region when forming a current path when operating the bipolar transistor. Is formed not by ion implantation but by injecting impurities of the opposite conductivity type into regions other than the current path region.

【0008】この構成によれば、バイポーラトランジス
タを動作させる際の電流経路となる領域に不純物のイオ
ン注入に基づく欠陥等が発生するのを防止することがで
きる。
According to this configuration, it is possible to prevent a defect or the like due to impurity ion implantation from being generated in a region serving as a current path when operating the bipolar transistor.

【0009】具体的には、本発明のバイポーラトランジ
スタの製造方法は、一方導電型のシリコン基板上に他方
導電型の第1の半導体膜及び一方導電型の第2の半導体
膜を順次形成する工程と、前記第2の半導体膜上に形成
されたエミッタ領域に対応する部材をマスクとして他方
導電型の不純物注入を行い、コレクタ領域にコレクタ領
域とは逆導電型の不純物を導入する工程とを有する構成
となっている。
More specifically, a method of manufacturing a bipolar transistor according to the present invention comprises the steps of sequentially forming a first semiconductor film of the other conductivity type and a second semiconductor film of the one conductivity type on a silicon substrate of one conductivity type. And implanting impurities of the other conductivity type using a member corresponding to the emitter region formed on the second semiconductor film as a mask, and introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the collector region into the collector region. It has a configuration.

【0010】そして、より具体的には、一方導電型のシ
リコン基板上に他方導電型の第1の半導体膜及び一方導
電型の第2の半導体膜を順次形成する工程と、前記第2
の半導体膜上にエミッタ電極膜との選択エッチングが可
能な膜を形成する工程と、前記選択エッチングが可能な
膜のバイポーラトランジスタ形成領域に対応する部分を
除去した後、エミッタ電極膜を形成し、更にエミッタ電
極膜の一部を除去してエミッタ電極を形成する工程と、
少なくとも前記エミッタ電極をマスクとして他方導電型
の不純物注入を行い、コレクタ領域にコレクタ領域とは
逆導電型の不純物を導入する工程とを有する構成、また
は、一方導電型のシリコン基板上に他方導電型の第1の
半導体膜及び一方導電型の第2の半導体膜を順次形成す
る工程と、前記第2の半導体膜上のバイポーラトランジ
スタ形成領域に対応する部分に前記第2の半導体膜との
選択エッチングが可能な膜を形成する工程と、少なくと
も前記選択エッチングが可能な膜をマスクとして他方導
電型の不純物注入を行い、コレクタ領域にコレクタ領域
とは逆導電型の不純物を導入した後、前記選択エッチン
グが可能な膜を除去し、その領域にエミッタ電極を形成
する工程とを有する構成となっている。
More specifically, a step of sequentially forming a first semiconductor film of another conductivity type and a second semiconductor film of one conductivity type on a silicon substrate of one conductivity type;
Forming a film capable of selective etching with the emitter electrode film on the semiconductor film of the above, and removing the portion corresponding to the bipolar transistor formation region of the film capable of selective etching, forming an emitter electrode film, Further removing the part of the emitter electrode film to form an emitter electrode;
Implanting impurities of the other conductivity type at least using the emitter electrode as a mask, and introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the collector region into the collector region; or Forming a first semiconductor film and a second semiconductor film of one conductivity type sequentially, and selectively etching the second semiconductor film with a portion corresponding to a bipolar transistor formation region on the second semiconductor film. Forming a film capable of performing the etching, and performing impurity implantation of the other conductivity type using at least the film capable of the selective etching as a mask, and introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the collector region into the collector region; Removing a film capable of forming an emitter electrode and forming an emitter electrode in that region.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態における
バイポーラトランジスタの製造方法について、図面を参
照しながら説明する。なお、以下に示す例では、NPN
型バイポーラトンジスタを採り上げて説明を行うが、本
発明はPNP型バイポーラトランジスタにも適用するこ
とができる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A method for manufacturing a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the example shown below, NPN
The present invention will be described with reference to a bipolar transistor, but the present invention can also be applied to a PNP bipolar transistor.

【0012】(実施の形態1)図1は本発明の実施の形
態1におけるバイポーラトランジスタの製造工程断面図
を示したものである。ただしこの図1は、ベース、エミ
ッタ部の工程断面図を示しており、コレクタ部の引出電
極についてはエミッタ形成と同様な方法で形成すること
ができるため、ここでは説明を省略する。以下、本実施
の形態におけるバイポーラトランジスタの製造方法につ
いて順を追って説明する。
(First Embodiment) FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a bipolar transistor according to a first embodiment of the present invention. However, FIG. 1 shows a process sectional view of the base and the emitter, and the extraction electrode of the collector can be formed by the same method as the formation of the emitter. Hereinafter, a method for manufacturing a bipolar transistor according to the present embodiment will be described step by step.

【0013】まず、図1(a)に示すように、シリコン
基板1に対して例えばLOCOS法を用いて素子分離領
域となるシリコン酸化膜2を形成する。つまり、バイポ
ーラトランジスタ形成領域3にバイポーラトランジスタ
が形成されることになる。なお、バイポーラトランジス
タ形成領域3周辺は不純物濃度が約1E17cm-3のN型
領域となっており、さらにその奥(図面では下部)には
N型の高濃度層(約1E19cm-3の濃度に制御)N+
形成されている。これらの構造は通常の注入技術とエピ
タキシャル成長技術により形成することができる。
First, as shown in FIG. 1A, a silicon oxide film 2 serving as an element isolation region is formed on a silicon substrate 1 by using, for example, the LOCOS method. That is, a bipolar transistor is formed in the bipolar transistor formation region 3. The periphery of the bipolar transistor forming region 3 is an N-type region having an impurity concentration of about 1E 17 cm −3 , and further deep (lower in the drawing) an N-type high concentration layer (about 1E 19 cm −3). N + is formed. These structures can be formed by a normal implantation technique and an epitaxial growth technique.

【0014】次に、希弗酸を用いてバイポーラトランジ
スタ形成領域3表面上の余分なシリコン酸化膜(自然酸
化膜を含む)を除去後、UHV−CVD法を用いて第1
の半導体膜として、P型の第1のシリコン膜4(不純物
濃度は約1E18cm-3)を約50nmエピタキシャル成
長させる。その成長に引き続いて連続的に第2の半導体
膜として、N型の第2のシリコン膜5(不純物濃度は約
1E19cm-3)を約100nmエピタキシャル成長させ
る。これにより、最終的にはコレクタとなるバイポーラ
トランジスタ形成領域3、ベースとなる第1のシリコン
膜4、エミッタ形成時の欠陥導入バリア、エミッタの一
部、及びベースの一部となる第2のシリコン膜5が形成
されたことになる。
Next, after removing an excess silicon oxide film (including a natural oxide film) on the surface of the bipolar transistor formation region 3 using dilute hydrofluoric acid, the first silicon oxide film is removed using a UHV-CVD method.
As a semiconductor film, a P-type first silicon film 4 (impurity concentration is about 1E 18 cm −3 ) is epitaxially grown to about 50 nm. Subsequent to the growth, an N-type second silicon film 5 (impurity concentration is about 1E 19 cm −3 ) is epitaxially grown as a second semiconductor film by about 100 nm. As a result, a bipolar transistor formation region 3 that eventually becomes a collector, a first silicon film 4 that becomes a base, a defect introduction barrier when forming an emitter, a part of an emitter, and a second silicon that becomes a part of a base This means that the film 5 has been formed.

【0015】その後、図1(b)に示すように、低温の
シリコン酸化膜形成技術(例えば、AP−CVD法)を
用いて約100nmのシリコン酸化膜6(後に形成する
エミッタ電極膜との選択エッチングが可能な膜)を堆積
し、さらに、フォトリソグラフィ技術と酸化膜のドライ
エッチング技術を用いてエッミタの開口部7を形成す
る。この時、エッミタ開口部7の下にはドライエッチン
グ時のダメージや不純物導入が発生しやすいが、第2の
シリコン膜5が存在するために、これにより欠陥を吸収
し、本来のベース層に影響を与えないようにすることが
できる。
Then, as shown in FIG. 1B, a silicon oxide film 6 of about 100 nm (selection with an emitter electrode film to be formed later) is formed by using a low-temperature silicon oxide film forming technique (for example, AP-CVD method). A film that can be etched) is deposited, and an opening 7 of the emitter is formed using a photolithography technique and a dry etching technique for an oxide film. At this time, although damage and impurity introduction during dry etching are likely to occur under the opening 7 of the emitter, the presence of the second silicon film 5 absorbs defects and affects the original base layer. Not be given.

【0016】次に、図1(c)に示すように、希弗酸で
余分のシリコン酸化膜を除去後、N型にドープされたポ
リシリコン膜8を約200nm堆積する。そして、図1
(d)に示すように、フォトリソグラフィ技術とポリシ
リコン膜8のドライエッチング技術(選択エッチング)
を用いてエッミタ電極9の形成を行う。なお、13はエ
ミッタ電極9の形成を行う際に用いるレジストである。
Next, as shown in FIG. 1C, after removing an excess silicon oxide film with dilute hydrofluoric acid, an N-type doped polysilicon film 8 is deposited to a thickness of about 200 nm. And FIG.
As shown in (d), a photolithography technique and a dry etching technique for the polysilicon film 8 (selective etching)
Is used to form the emitter electrode 9. Reference numeral 13 denotes a resist used when forming the emitter electrode 9.

【0017】次に、図1(e)に示すように、少なくと
もエミッタ電極9をマスクとしてボロンを例えば20K
eVで注入することによりエミッタ電極9以外の第1の
シリコン膜4および第2のシリコン膜5を高濃度のP型
にし(約1E20cm-3)、シート抵抗を減少させるとと
もに、最終的にベースの引出電極となる領域を形成す
る。次に、注入エネルギーを高くして例えば80KeV
でボロンを注入することによりバイポーラトランジスタ
形成領域3でエッミタ電極9下部以外の領域にP型であ
るボロンを導入し、N型の実効的な不純物濃度を低下さ
せ、この領域とエッミタ電極9下部との濃度差(約8E
16cm-3)をつける。
Next, as shown in FIG. 1E, boron is applied to at least the
By implanting with eV, the first silicon film 4 and the second silicon film 5 other than the emitter electrode 9 are made to have a high-concentration P type (about 1E 20 cm −3 ) to reduce the sheet resistance and finally A region serving as a base extraction electrode is formed. Next, the implantation energy is increased to, for example, 80 KeV.
By implanting boron in the region, P-type boron is introduced into a region other than the lower portion of the emitter electrode 9 in the bipolar transistor formation region 3 to reduce the effective N-type impurity concentration. Density difference (about 8E
16 cm -3 ).

【0018】その後、図1(f)に示すように、層間絶
縁膜(例えばBPSG膜)10を形成し、さらに、この
工程までに導入した不純物の活性化と拡散を兼ねた熱処
理を行う。具体的にはRTA法により950℃、約30
秒の熱処理を行うことにより図1(g)に示すような構
造を得る。この熱処理では第2のシリコン膜5がNまた
はP型になり良好なPN接合界面を形成できるように最
適化しなければならないが、これによりエッミタ・ベー
ス界面の不純物濃度は約1E20cm-3になる。
Thereafter, as shown in FIG. 1 (f), an interlayer insulating film (for example, a BPSG film) 10 is formed, and a heat treatment for both activation and diffusion of the impurities introduced up to this step is performed. Specifically, 950 ° C., about 30
By performing the heat treatment for seconds, a structure as shown in FIG. 1 (g) is obtained. This heat treatment must be optimized so that the second silicon film 5 becomes N-type or P-type and a good PN junction interface can be formed. As a result, the impurity concentration at the interface between the emitter and the base is reduced to about 1E 20 cm -3 . Become.

【0019】次に、図1(h)に示すようにベース、エ
ッミタ、コレクタのそれぞれの電極を形成するためのコ
ンタクトホール11を開口後、アルミ膜をスッパタ法で
堆積し、アルミ電極12をフォトリソブラフィ技術とア
ルミ膜のドライエッチング技術を用いて形成し、バイポ
ーラトランジスタが完成する。
Next, as shown in FIG. 1H, after opening contact holes 11 for forming respective electrodes of a base, an emitter, and a collector, an aluminum film is deposited by a sputtering method, and an aluminum electrode 12 is formed by photolithography. The bipolar transistor is completed by using a brazing technique and an aluminum film dry etching technique.

【0020】以上のような本実施の形態におけるバイポ
ーラトランジスタによれば、エミッタ電極9近傍以外の
コレクタ部を逆型不純物で補償することで電流経路を狭
くしてベース・コレクタ間容量を低減できると同時に、
電流経路となるエミッタ電極9下部には不純物をイオン
注入する必要がなくなり、ベース領域等に不純物のイオ
ン注入に基づく欠陥が発生するのを防止することがで
き、その結果、高周波特性を向上させることができる。
According to the bipolar transistor of the present embodiment as described above, the current path can be narrowed and the base-collector capacitance can be reduced by compensating the collector portion other than the vicinity of the emitter electrode 9 with the reverse impurity. at the same time,
It is not necessary to implant impurities into the lower portion of the emitter electrode 9 serving as a current path, and it is possible to prevent a defect due to the impurity ions from being implanted in the base region and the like, thereby improving high frequency characteristics. Can be.

【0021】なお、本実施の形態ではLOCOS法を用
いたシリコン酸化膜で素子分離を行ったが、シリコン基
板に溝を堀り、中に絶縁物を埋め込むトレンチ分離の方
法を用いても構わない。また、UHV−CVD(超高真
空化学蒸着)法を用いてP型の第1のシリコン膜4をエ
ピ成長させたが、LPーCVD(減圧化学蒸着)法やM
BE(分子ビームエピタキシ)法を用いて成長させても
構わない。
In the present embodiment, the device isolation is performed using a silicon oxide film using the LOCOS method. However, a trench isolation method in which a groove is formed in a silicon substrate and an insulator is embedded therein may be used. . The P-type first silicon film 4 was epitaxially grown using the UHV-CVD (ultra high vacuum chemical vapor deposition) method.
The growth may be performed using a BE (molecular beam epitaxy) method.

【0022】さらに、特性を向上させるためにP型の第
1のシリコン膜4の代わりにP型のシリコンゲルマニウ
ム膜を採用しても構わない。この場合は、性能を発揮す
るためにはP型の不純物濃度およびゲルマニウムの濃度
を最適化する必要がある。さらに、第2のシリコン膜5
をシリコンゲルマニウム膜の上に形成することで、デバ
イス作製時のゲルマニウム汚染を低減させることができ
る。また、第2のシリコン膜5を約20nmと極薄く形
成することにより、この膜を欠陥や不純物汚染防止の膜
にすることでPN接合界面はほぼ設計通りのところに形
成することができる。ただし、ベース引出電極を別途形
成(例えば、シリサイドを用いるなど)する必要があ
る。ベース・エミッタの形成が連続のため界面の整合性
も高く良好な接合が形成できる。将来、微細化によりエ
ッミタ電極9上にコンタクトホール11が形成困難にな
った場合は、第2のN型にドープしたポリシリコン膜を
形成してエッミタ電極9上に大きな電極を形成すること
も可能である。
Further, in order to improve the characteristics, a P-type silicon germanium film may be used instead of the P-type first silicon film 4. In this case, it is necessary to optimize the P-type impurity concentration and the germanium concentration in order to exhibit the performance. Further, the second silicon film 5
Is formed on the silicon germanium film, germanium contamination at the time of device fabrication can be reduced. Further, by forming the second silicon film 5 as extremely thin as about 20 nm, the PN junction interface can be formed almost as designed by making this film a film for preventing defects and impurity contamination. However, it is necessary to separately form a base extraction electrode (for example, using silicide). Since the formation of the base and the emitter is continuous, the matching of the interface is high and a good junction can be formed. If it becomes difficult to form the contact hole 11 on the emitter electrode 9 due to miniaturization in the future, it is possible to form a second N-type doped polysilicon film to form a large electrode on the emitter electrode 9. It is.

【0023】(実施の形態2)以下本発明の実施の形態
2におけるバイポーラトランジスタの製造方法について
図面を参照しながら説明する。図2は本実施の形態にお
けるバイポーラトランジスタの製造工程断面図を示すも
のであり、図2において、図1と同じものには同一の番
号を付与している。
(Embodiment 2) A method of manufacturing a bipolar transistor according to Embodiment 2 of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the bipolar transistor according to the present embodiment. In FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0024】まず図2(a)に示すような構造を形成す
るわけであるが、これは上記の図1(a)と同様である
ため、ここでは説明を省略する。その後、AP−CVD
法によりシランガスを用いたシリコン酸化膜30(第2
のシリコン膜との選択エッチングが可能な膜)を約50
nm堆積し、さらに引き続いて、LP−CVD法により
シリコン窒化膜31を約200nm堆積する。次に、レ
ジストパターン32を用いて、シリコン酸化膜30とシ
リコン窒化膜31をドライエッチング法(選択エッチン
グ)により除去する(図2(b))。
First, a structure as shown in FIG. 2A is formed. Since this structure is the same as that of FIG. 1A, the description is omitted here. After that, AP-CVD
Silicon oxide film 30 using silane gas (second
Film that can be selectively etched with a silicon film)
Subsequently, a silicon nitride film 31 is deposited to a thickness of about 200 nm by LP-CVD. Next, using the resist pattern 32, the silicon oxide film 30 and the silicon nitride film 31 are removed by dry etching (selective etching) (FIG. 2B).

【0025】次に、レジストパターン32をマスクに加
速エネルギー約30keVでBF2のイオンを、続いて
約100keVでボロンのイオンをそれぞれ全面に注入
する。これにより上記の実施の形態1と同様に、第2の
シリコン膜5はP型に反転し、バイポーラトランジスタ
形成領域3のエッミタ開口部下部以外のN型領域の濃度
が低下することになる(図2(c))。
Next, using the resist pattern 32 as a mask, BF 2 ions are implanted at an acceleration energy of about 30 keV, and then boron ions are implanted at about 100 keV over the entire surface. As a result, similarly to the above-described first embodiment, the second silicon film 5 is inverted to the P-type, and the concentration of the N-type region other than the lower part of the emitter opening of the bipolar transistor formation region 3 is reduced (FIG. 2 (c)).

【0026】その後、ベースおよびベース電極領域を覆
うレジストパターン33を形成し、このレジストパター
ン33をマスクとしてレジストパターンに覆われていな
い領域の第1のシリコン膜4及び第2のシリコン膜5を
ドライエッチング法によりエッチングする(図2
(d))。
Thereafter, a resist pattern 33 covering the base and the base electrode region is formed, and using the resist pattern 33 as a mask, the first silicon film 4 and the second silicon film 5 in the region not covered by the resist pattern are dried. Etching by etching method (Fig. 2
(D)).

【0027】次にシリコン酸化膜34を堆積後、ドライ
エッチング法の異方性エッチングを用いてシリコン酸化
膜30およびシリコン窒化膜31の側面にシリコン酸化
膜34のサイドウオールを、また、第1のシリコン膜4
および第2のシリコン膜5の側面にもシリコン酸化膜3
4のサイドウオールを形成する(図2(e))。
Next, after depositing the silicon oxide film 34, sidewalls of the silicon oxide film 34 are formed on the side surfaces of the silicon oxide film 30 and the silicon nitride film 31 by using anisotropic etching of a dry etching method. Silicon film 4
And silicon oxide film 3 on the side surface of second silicon film 5 as well.
4 are formed (FIG. 2E).

【0028】次に、層間絶縁膜としてAP−CVD法で
BPSG膜35を形成する(図2(f))。そしてCM
P(ケミカルメカニカルポリッシング)法を用いてシリ
コン窒化膜31が露出するまで基板表面を平坦化する
(図2(g))。さらに、約150℃の熱リン酸を用い
てシリコン窒化膜31を除去し、希弗酸を用いてシリコ
ン酸化膜30を除去する。ここでシリコン酸化膜30と
サイドウオールの酸化膜34ではシリコン酸化膜30の
方がエッチングレートが約5倍早いために制御性よくシ
リコン酸化膜30を除去することができる(図2
(h))。
Next, a BPSG film 35 is formed as an interlayer insulating film by the AP-CVD method (FIG. 2F). And CM
The substrate surface is flattened by using a P (chemical mechanical polishing) method until the silicon nitride film 31 is exposed (FIG. 2G). Further, the silicon nitride film 31 is removed using hot phosphoric acid at about 150 ° C., and the silicon oxide film 30 is removed using dilute hydrofluoric acid. Here, since the etching rate of the silicon oxide film 30 of the silicon oxide film 30 and the sidewall oxide film 34 is about five times faster, the silicon oxide film 30 can be removed with good controllability (FIG. 2).
(H)).

【0029】その後、N型にドープされたポリシリコン
を堆積し、エッミタ電極37を形成する(図2
(i))。層間絶縁膜としてAP−CVD法でBPSG
膜36を形成後、不純物の活性化と拡散のために熱処理
を行う(図2(j))。
Thereafter, N-type doped polysilicon is deposited to form an emitter electrode 37 (FIG. 2).
(I)). BPSG by AP-CVD method as interlayer insulating film
After forming the film 36, a heat treatment is performed to activate and diffuse the impurities (FIG. 2 (j)).

【0030】最後に、ベース、エッミタ、コレクタのそ
れぞれの電極を形成するためのコンタクトホール11を
開口後、アルミ膜をスッパタ法で堆積し、アルミ電極1
2をフォトリソグラフィ技術とアルミ膜のドライエッチ
ング技術を用いて形成する(図2(k))ことによりバ
イポーラトランジスタが完成する。
Finally, after opening contact holes 11 for forming respective electrodes of a base, an emitter, and a collector, an aluminum film is deposited by a sputtering method, and an aluminum electrode 1 is formed.
2 is formed by using a photolithography technique and a dry etching technique for an aluminum film (FIG. 2 (k)) to complete a bipolar transistor.

【0031】以上のように本実施の形態によれば、実施
の形態1の効果に加えて、自己整合的にベース・エミッ
タおよびベース・コレクタの領域が形成できるため微細
化しても特性を安定して出すことが可能になる。
As described above, according to the present embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, since the base-emitter and base-collector regions can be formed in a self-aligned manner, the characteristics can be stabilized even if the device is miniaturized. It is possible to take out.

【0032】[0032]

【発明の効果】以上のように本発明は、高性能バイポー
ラトランジスタを作製するときにエッミタ電極部をマス
クにしてコレクタ側に逆型不純物を注入することでほぼ
自己整合的なコレクタをもつバイポーラトランジスタが
形成でき、注入時に問題となるデバイス領域に形成され
る欠陥やヘテロ接合をもつバイポーラトランジスタの組
成変化および特性変化を抑制することが可能になり、特
性の安定した素子を提供できる。
As described above, the present invention relates to a bipolar transistor having a substantially self-aligned collector by implanting a reverse impurity into the collector side using the emitter electrode portion as a mask when fabricating a high performance bipolar transistor. Can be formed, and it is possible to suppress a change in composition and a change in characteristics of a bipolar transistor having a defect or a heterojunction formed in a device region which becomes a problem at the time of implantation, thereby providing an element having stable characteristics.

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

【図1】本発明の実施の形態1におけるバイポーラトラ
ンジスタの製造工程断面図
FIG. 1 is a sectional view showing a manufacturing process of a bipolar transistor according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態2におけるバイポーラトラ
ンジスタの製造工程断面図
FIG. 2 is a sectional view showing a manufacturing process of the bipolar transistor according to the second embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 シリコン基板 2 素子分離用シリコン酸化膜 3 バイポーラトランジスタ形成領域 4 第1のシリコン膜 5 第2のシリコン膜 6,30,34 シリコン酸化膜 7 エッミタ開口部 8 N型にドープされたポリシリコン膜 9 エッミタ電極 10 層間絶縁膜 11 コンタクトホール 12 アルミ電極 31 シリコン窒化膜 35,36 BPSG膜 37 エミッタ電極 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon substrate 2 Element isolation silicon oxide film 3 Bipolar transistor formation region 4 First silicon film 5 Second silicon film 6,30,34 Silicon oxide film 7 Emitter opening 8 N-type doped polysilicon film 9 Emitter electrode 10 Interlayer insulating film 11 Contact hole 12 Aluminum electrode 31 Silicon nitride film 35, 36 BPSG film 37 Emitter electrode

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅井 明 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 原 義博 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continued on the front page (72) Inventor Akira Asai 1006 Kadoma Kadoma, Osaka Prefecture Inside Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】一方導電型のシリコン基板上に他方導電型
の第1の半導体膜及び一方導電型の第2の半導体膜を順
次形成する工程と、前記第2の半導体膜上に形成された
エミッタ領域に対応する部材をマスクとして他方導電型
の不純物注入を行い、コレクタ領域にコレクタ領域とは
逆導電型の不純物を導入する工程とを有するバイポーラ
トランジスタの製造方法。
A step of sequentially forming a first semiconductor film of another conductivity type and a second semiconductor film of one conductivity type on a silicon substrate of one conductivity type, and forming the first semiconductor film and the second semiconductor film of one conductivity type on the second semiconductor film; Implanting impurities of the other conductivity type using a member corresponding to the emitter region as a mask, and introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the collector region into the collector region.
【請求項2】一方導電型のシリコン基板上に他方導電型
の第1の半導体膜及び一方導電型の第2の半導体膜を順
次形成する工程と、前記第2の半導体膜上にエミッタ電
極膜との選択エッチングが可能な膜を形成する工程と、
前記選択エッチングが可能な膜のバイポーラトランジス
タ形成領域に対応する部分を除去した後、エミッタ電極
膜を形成し、更にエミッタ電極膜の一部を選択エッチン
グにより除去してエミッタ電極を形成する工程と、少な
くとも前記エミッタ電極をマスクとして他方導電型の不
純物注入を行い、コレクタ領域にコレクタ領域とは逆導
電型の不純物を導入する工程とを有するバイポーラトラ
ンジスタの製造方法。
A step of sequentially forming a first semiconductor film of another conductivity type and a second semiconductor film of one conductivity type on a silicon substrate of one conductivity type; and forming an emitter electrode film on the second semiconductor film. Forming a film capable of selective etching with
After removing a portion corresponding to the bipolar transistor formation region of the film capable of selective etching, forming an emitter electrode film, further removing a part of the emitter electrode film by selective etching to form an emitter electrode, Implanting impurities of the other conductivity type at least using the emitter electrode as a mask, and introducing an impurity of a conductivity type opposite to that of the collector region into the collector region.
【請求項3】一方導電型のシリコン基板上に他方導電型
の第1の半導体膜及び一方導電型の第2の半導体膜を順
次形成する工程と、前記第2の半導体膜上のバイポーラ
トランジスタ形成領域に対応する部分に前記第2の半導
体膜との選択エッチングが可能な膜を形成する工程と、
少なくとも前記選択エッチングが可能な膜をマスクとし
て他方導電型の不純物注入を行い、コレクタ領域にコレ
クタ領域とは逆導電型の不純物を導入した後、前記選択
エッチングが可能な膜を除去し、その領域にエミッタ電
極を形成する工程とを有するバイポーラトランジスタの
製造方法。
3. A step of sequentially forming a first semiconductor film of another conductivity type and a second semiconductor film of one conductivity type on a silicon substrate of one conductivity type, and forming a bipolar transistor on the second semiconductor film. Forming a film that can be selectively etched with the second semiconductor film in a portion corresponding to a region;
Impurity implantation of the other conductivity type is performed by using at least the film capable of selective etching as a mask, and impurities of a conductivity type opposite to that of the collector region are introduced into the collector region. Then, the film capable of selective etching is removed. Forming an emitter electrode in the bipolar transistor.
【請求項4】第1の半導体膜がエピタキシャル成長によ
り形成されたシリコンゲルマニウムの化合物半導体膜で
あることを特徴とする請求項1〜3いずれかに記載のバ
イポーラトランジスタの製造方法。
4. The method for manufacturing a bipolar transistor according to claim 1, wherein the first semiconductor film is a silicon germanium compound semiconductor film formed by epitaxial growth.
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