JP2000150533A - 半導体装置及びその製造方法 - Google Patents

半導体装置及びその製造方法

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JP2000150533A
JP2000150533A JP10328608A JP32860898A JP2000150533A JP 2000150533 A JP2000150533 A JP 2000150533A JP 10328608 A JP10328608 A JP 10328608A JP 32860898 A JP32860898 A JP 32860898A JP 2000150533 A JP2000150533 A JP 2000150533A
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Japan
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polysilicon film
forming
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type polysilicon
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Naoya Matsumoto
直哉 松本
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NEC Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 エミッタ・ベースコンタクトとコレクタコン
タクトが2回のフォトリソグラフィー工程で形成されて
いたため、目ズレによるマージンを考慮する必要があ
り、微細化の障害となっていた。 【解決手段】 エミッタ・ベースコンタクトの直下は高
融点金属サリサイド膜を形成し、コレクタコンタクト
は、埋込層まで達している。ベース引き出しポリシリコ
ン膜上に高融点金属サリサイド膜を形成しているため、
層抵抗が1/10以下となり、また1回のフォトリソグ
ラフィー工程で全コンタクトホールを形成することがで
き、半導体装置の微細化が可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、バイポーラ・トラ
ンジスタを有する集積回路からなる半導体装置及びその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】バイポーラ・トランジスタを有する集積
回路からなる半導体装置においては、高速動作を可能と
するため、従来から、各種寄生抵抗を低減する努力が続
けられており、その中でも、コレクタ抵抗を低減するた
めの工夫がなされてきた。例えば、特開平6−2959
17号公報にその技術が紹介されている。
【0003】この従来技術による半導体装置及び製造方
法を、図面を用いて説明する。
【0004】まず、図6に従来の半導体装置を示す。P
型シリコン基板101上にN型埋込層102及びエピタ
キシャル層103が形成され、第1の酸化膜106が埋
設された絶縁分離用の溝104及びリーク防止用のチャ
ンネルストッパー105が形成されている。
【0005】さらに基板101上に第2の酸化膜11
0、第3の酸化膜11が形成され、開口部が設けられ、
この開口部に第1のP型ポリシリコン膜112が形成さ
れ、さらにこの第1のポリシリコン膜に第2の開口部が
設けられ、第4の酸化膜113及びサイドウォール11
5で絶縁分離された第2のN型ポリシリコン膜116が
形成されている。
【0006】また第1のP型ポリシリコン膜112を拡
散源として外部ベース層(符号省略)が形成されてお
り、第2のN型ポリシリコン膜116を拡散源として、
エミッタ領域108が形成されており、外部ベース層と
エミッタ領域108の間にベース領域107が形成され
ている。
【0007】さらに、第5の酸化膜117が形成されて
おり、配線接続用の第1,2、3のコンタクトホール1
29、132、135が形成されており、コレクタ接続
用のコンタクトホールのみ、前記埋込層102に到達し
ている。
【0008】前記コンタクトホールは、タングステン1
28、131、134が埋設されており、その上にアル
ミニウム電極130、133、136が形成されている
構造を有している。
【0009】この従来技術による半導体装置は、埋込層
と金属膜が直接に接続されているので、コレクタ抵抗が
低いという特長を有している。
【0010】図6に示した従来の半導体装置の製造方法
を図7〜図12にしたがって説明する。
【0011】図7において、半導体基板101上に例え
ばAsイオンを1E15〜1E16/cm2程度注入
し、高温アニールによりN型埋込層102を形成し、さ
らにその上にエピタキシャル成長によりN型エピタキシ
ャル層103を順次形成する。次にエピタキシャル層1
03層上に第2の酸化膜110を形成した後、溝104
を形成し、溝部底部にBイオンを注入し、チャンネルス
トッパー層105を形成後、第1の酸化膜106を埋設
する。
【0012】次に第2の酸化膜110上に第3の酸化膜
111を成長し、所定の開口部を設け、エピタキシャル
層を露出させる。次に、第1のポリシリコン膜112を
成長し、所定のパターンにエッチングした後、フォトレ
ジスト125をマスクとして、第1のポリシリコン膜1
12だけにBイオンを注入し、P型ポリシリコン膜を形
成する。
【0013】ついで、図8に示すように、図7のフォト
レジスト125を除去後、その上に第4の酸化膜113
を堆積させる。
【0014】そして図示しないフォトレジストをマスク
として、第1のポリシリコン膜の所定の位置をエピタキ
シャル層103が露出させるまで、第4の酸化膜113
及び第1のポリシリコン膜112をエッチングし開口部
を形成する。次に開口部のエピタキシャル層103及び
第1のポリシリコン膜112を酸化し酸化膜(番号省
略)を形成した後Bイオンを注入することにより、ベー
ス領域107を形成する。
【0015】図8から、図示しない酸化膜を堆積させ、
異方性エッチングにより、前記開口部側壁にサイドウォ
ール115を形成し、同時にベース領域107を露出さ
せる(図9)。
【0016】第2のポリシリコン膜116形成後Asイ
オンを5E15〜2E16注入し、N型ポリシリコン膜
を形成した後、所定のパターンを形成するためマスクと
なるフォトレジスト127を形成する(図10)。
【0017】図10から、エッチングにより、所定のパ
ターンが形成された後、フォトレジスト127を除去
し、第5の酸化膜117を堆積する。次にアニールを行
い、それぞれポリシリコン膜を拡散源として、エミッタ
領域108及び外部ベース層(番号省略)を形成した
後、研磨による平坦化を行う。次にエミッタ部とベース
部のみ開口されたフォトレジスト137を形成し、エッ
チングを行いコンタクトホールを形成する(図11)。
【0018】図11から、フォトレジスト137を除去
し、新たにコレクタ部のみ開口されたフォトレジスト1
38を形成し、エッチングを行い埋込層102にまで達
するコンタクトホールを形成する(図12)。
【0019】その後、コンタクトホールにタングステン
の埋設を行い、アルミニウム電極を形成すると図6の半
導体装置が形成される。
【0020】
【発明が解決しようとする課題】上に述べた従来の技術
では、エミッタ・ベースコンタクトとコレクタコンタク
トが2回のフォトリソグラフィー工程で形成されていた
ため、目ズレによるマージンを考慮する必要があり、微
細化の障害となっていた。
【0021】本発明は、前述のような従来技術の欠点を
解消することを目的とする。
【0022】
【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置は、
P型シリコン基板上に設けられたN型埋込層及びエピタ
キシャル層と、第1の絶縁膜が埋設された絶縁分離用領
域と、第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜と、これらの膜を
貫通して設けられた開口部に形成された第1のP型ポリ
シリコン膜と、第1のポリシリコン膜12に設けられた
第2の開口部内に形成され、第4の絶縁膜及びサイドウ
ォールで絶縁分離された第2のN型ポリシリコン膜と、
第1のP型ポリシリコン膜を拡散源として形成された外
部ベース層と、第2のN型ポリシリコン膜を拡散源とし
て形成されたエミッタ領域と、外部ベース層とエミッタ
領域の間に形成されたベース領域と、前記第1のP型ポ
リシリコン膜の所定部位及び前記第2のN型ポリシリコ
ン膜上に形成された高融点金属サリサイド膜と、第4の
絶縁膜上に形成された第5の絶縁膜と、前記第5の絶縁
膜を貫通して形成された配線接続用のコンタクトホール
と、前記第5の絶縁膜を貫通して形成されたエミッタ、
ベース及びコレクタコンタクトホールと、を備え、前記
エミッタ、ベースコンタクトホールは前記高融点金属サ
リサイド膜に接続され、かつ前記コレクタ接続用のコン
タクトホールは、前記埋込層に到達していることを特徴
とする。
【0023】さらに本発明は、このような構成の半導体
装置を製造する方法を提供する。本発明の方法は、半導
体基板上にN型埋込層を形成し、その上にN型エピタキ
シャル層形成する工程と、前記エピタキシャル層上に第
1の絶縁膜を埋設し絶縁領域を形成し第2の絶縁膜を成
長する工程と、前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を成
長し、所定の開口部を設けて前記エピタキシャル層を露
出させ、所定のパターンに加工された第1のP型ポリシ
リコン膜を形成する工程と、前記第3の絶縁膜上に第4
の絶縁膜を堆積させる工程と、前記第1のポリシリコン
膜の所定の位置に、前記エピタキシャル層が露出される
ように開口部を形成する工程と、前記開口部のエピタキ
シャル層及び第1のポリシリコン膜を酸化して酸化膜を
形成した後、ベース領域を形成する工程と、前記開口部
側壁にサイドウォールを形成し、同時に前記ベース領域
を露出させる工程と、所定のパターンに加工された第2
のN型ポリシリコン膜を形成する工程と、新規にフォト
レジストをマスクとして、前記第1のP型ポリシリコン
膜に開口部を設ける工程と、前記第1のP型ポリシリコ
ン膜上の開口部および前記第2のN型ポリシリコン膜上
に高融点金属サリサイド膜を形成する工程と、前記第4
の酸化膜及び前記高融点金属サリサイド膜上に第5の酸
化膜を堆積した後、アニールを行い、それぞれポリシリ
コン膜を拡散源として、エミッタ領域及び外部ベース層
を形成した後、平坦化を行う工程と、エミッタ部、ベー
ス部、コレクタ部が開口されたフォトレジストを形成
し、エッチングを行いコレクタ部のみ埋込層に到達する
コンタクトホールを形成する工程と、を備える。
【0024】すなわち本発明の特徴は、バイポーラ・ト
ランジスタを有する集積回路からなる半導体装置におい
て、コレクタ抵抗の低減のみならず、ベース寄生抵抗の
低減を図るものである。
【0025】すなわち本発明の半導体装置は、エミッタ
・ベースコンタクトの直下は高融点メタルサリサイド膜
が形成されており、コレクタコンタクトは、埋込層まで
達している点に特徴がある。
【0026】さらに、ベース引き出しポリシリコン膜上
に高融点金属サリサイド膜を形成しているため、層抵抗
が1/10以下となり、ベース寄生抵抗を小さくするこ
とができる。また、シリコンと高融点金属サリサイド膜
とのエッチング選択比を大きくとることにより、1回の
フォトリソグラフィー工程で全コンタクトホールを形成
することができ、微細化が可能となる。
【0027】
【発明の実施の形態】図1は、本発明の半導体装置の一
例を示す断面図であり、図2〜図5は、図1の半導体装
置を製造する工程を示している。
【0028】図1において、P型シリコン基板1上に、
N型埋込層2及びエピタキシャル層3が形成され、第1
の酸化膜6が埋設された絶縁分離用の溝4及びリーク防
止用のチャンネルストッパー5が形成されている。また
基板1上には、第2の酸化膜10及び第3の酸化膜11
が形成され、これらの膜を貫通して設けられた開口部
に、第1のP型ポリシリコン膜12が形成されている。
さらに第1のポリシリコン膜12に第2の開口部が設け
られ、この開口部内に、第4の酸化膜13及びサイドウ
ォール15で絶縁分離された第2のN型ポリシリコン膜
16が形成されている。
【0029】さらに、第1のP型ポリシリコン膜12を
拡散源として、外部ベース層(番号省略)が形成されて
おり、第2のN型ポリシリコン膜16を拡散源として、
エミッタ領域8が形成されており、外部ベース層とエミ
ッタ領域8の間にベース領域7が形成されている。前記
第1のP型ポリシリコン膜12の所定部位及び第2のN
型ポリシリコン膜16上には高融点金属サリサイド膜、
例えばチタンサリサイド膜27が形成されている。
【0030】また第4の酸化膜13上に第5の酸化膜1
7が形成されており、この第5の酸化膜17を貫通し
て、配線接続用のコンタクトホール29、30、31が
形成されている。
【0031】さらに、第5の酸化膜17を貫通してエミ
ッタ及びコレクタコンタクトホールが形成され、エミッ
タコンタクトホールはチタンサリサイド膜27に接続し
ており、コレクタ接続用のコンタクトホールは、前記埋
込層2に到達している。そして前記コンタクトホールに
はタングステン28が埋設されており、その上にアルミ
ニウム電極32が形成されている。
【0032】つぎに、図1に示した半導体装置を製造す
る方法を説明する。本発明の製造方法において、前述の
従来技術に示した工程のうち、図7から図10までの工
程は同様に行われるので、その説明を省略し、その後の
工程について図2〜図5を参照して設目視する。
【0033】すなわち、図10の工程を経た後、図2に
示すように、第2のポリシリコン膜16を所定のパター
ンにエッチングを行った後、フォトレジストを除去し、
新規にフォトレジスト20をマスクとして、第1のP型
ポリシリコン膜12に開口部を設ける。
【0034】つぎに図3に示すように、第1のP型ポリ
シリコン膜12上に開口部を設け、第2のN型ポリシリ
コン膜16上にチタンサリサイド膜27を形成する。
【0035】図3の工程に続いて、図4に示すように、
第5の酸化膜17を堆積し、次にアニールを行い、それ
ぞれポリシリコン膜を拡散源として、エミッタ領域8及
び外部ベース層(番号省略)を形成した後、研磨による
平坦化を行う。次にエミッタ部、ベース部、コレクタ部
が開口されたフォトレジスト(図示せず)を形成し、エ
ッチングを行いコンタクトホールを形成する。
【0036】この時、シリコンのエッチングレートをチ
タンサリサイドのエッチングレートより大きく設定する
ことにより、コレクタ部のみ、N型埋込層2に到達す
る。
【0037】つぎに図5に示すように、コンタクト開口
後、タングステンを成長し、エッチバックによりコンタ
クト部のみタングステン31を埋設する。
【0038】その後、図1に示したようなアルミニウム
電極32を形成すると、本発明の半導体装置が形成され
る。
【0039】なお、上記の実施の形態では、チタンサリ
サイド膜を例として挙げたが、コバルトサリサイド、モ
リブデンサリサイド等の高融点金属サリサイド膜であれ
ば、同様の効果を得ることが出来る。
【0040】
【発明の効果】以上に説明したように本発明の半導体装
置においては、ベース引き出しポリシリコン膜上に高融
点金属サリサイド膜が形成されているので、層抵抗が1
/10以下となり、コレクタ抵抗の低減のみならず、ベ
ース寄生抵抗も低減される。
【0041】また、シリコンとチタンサリサイドとのエ
ッチング選択比を大きくとることにより1フォトリソグ
ラフィー工程で、全コンタクトホールを形成することが
できるため、従来技術のように、コレクタコンタクトと
エミッタコンタクトの間に目ズレマージンを取る必要が
なくなる。そのため、そのマージンの分だけ、電極ピッ
チを縮小することができ、トランジスタの電極ピッチを
縮小するいわゆる微細化が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態の半導体装置を示す縦断
面図。
【図2】図1に示した半導体装置を製造する工程を示す
工程断面図。
【図3】図2に示した工程に続く工程を示す工程断面
図。
【図4】図3に示した工程に続く工程を示す工程断面
図。
【図5】図4に示した工程に続く工程を示す工程断面
図。
【図6】従来の半導体装置を示す縦断面図。
【図7】図6に示した半導体装置を製造する工程を示す
工程断面図。
【図8】図7に示した工程に続く工程を示す工程断面
図。
【図9】図8に示した工程に続く工程を示す工程断面
図。
【図10】図9に示した工程に続く工程を示す工程断面
図。
【図11】図10に示した工程に続く工程を示す工程断
面図。
【図12】図11に示した工程に続く工程を示す工程断
面図。
【符号の説明】
1 P型シリコン基板 2 N型埋込層 3 エピタキシャル層 4 溝 5 チャンネルストッパー 6 第1の酸化膜 7 ベース領域 8 エミッタ領域 10 第2の酸化膜 11 第3の酸化膜 12 第1のポリシリコン膜 13 第4の酸化膜 15 サイドウォール 16 第2のポリシリコン膜 17 第5の酸化膜 27 チタンサリサイド膜 28 タングステン膜 29 ベースコンタクトホール 30 エミッタコンタクトホール 31 コレクタコンタクトホール 32 アルミニウム膜
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4M104 AA01 BB01 BB18 CC01 DD04 DD05 DD06 GG15 HH16 5F003 BA27 BB01 BB07 BB90 BC08 BE07 BH06 BH07 BH08 BH18 BM01 BP03 BP04 BP06 BP21 BP31 BP41 BP48 BP93 BP96 BS03 BS06 5F033 HH08 JJ19 KK01 KK04 KK26 LL01 MM07 MM09 MM15 NN08 PP09 QQ09 QQ16 QQ35 QQ39 QQ46 QQ59 QQ65 QQ68 QQ80 RR04 TT01 TT07 XX08 XX33

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 P型シリコン基板上に設けられたN型埋
    込層及びエピタキシャル層と、第1の絶縁膜が埋設され
    た絶縁分離用領域と、第2の絶縁膜及び第3の絶縁膜
    と、これらの膜を貫通して設けられた開口部に形成され
    た第1のP型ポリシリコン膜と、第1のポリシリコン膜
    12に設けられた第2の開口部内に形成され、第4の絶
    縁膜及びサイドウォールで絶縁分離された第2のN型ポ
    リシリコン膜と、第1のP型ポリシリコン膜を拡散源と
    して形成された外部ベース層と、第2のN型ポリシリコ
    ン膜を拡散源として形成されたエミッタ領域と、外部ベ
    ース層とエミッタ領域の間に形成されたベース領域と、
    前記第1のP型ポリシリコン膜の所定部位及び前記第2
    のN型ポリシリコン膜上に形成された高融点金属サリサ
    イド膜と、第4の絶縁膜上に形成された第5の絶縁膜
    と、前記第5の絶縁膜を貫通して形成された配線接続用
    のコンタクトホールと、前記第5の絶縁膜を貫通して形
    成されたエミッタ、ベース及びコレクタコンタクトホー
    ルと、を備え、 前記エミッタ、ベースコンタクトホールは前記高融点金
    属サリサイド膜に接続され、かつ前記コレクタ接続用の
    コンタクトホールは、前記埋込層に到達していることを
    特徴とする半導体装置。
  2. 【請求項2】半導体基板上にN型埋込層を形成し、その
    上にN型エピタキシャル層形成する工程と、 前記エピタキシャル層上に第1の絶縁膜を埋設し絶縁領
    域を形成し第2の絶縁膜を成長する工程と、 前記第2の絶縁膜上に第3の絶縁膜を成長し、所定の開
    口部を設けて前記エピタキシャル層を露出させ、所定の
    パターンに加工された第1のP型ポリシリコン膜を形成
    する工程と、 前記第3の絶縁膜上に第4の絶縁膜を堆積させる工程
    と、 前記第1のポリシリコン膜の所定の位置に、前記エピタ
    キシャル層が露出されるように開口部を形成する工程
    と、 前記開口部のエピタキシャル層及び第1のポリシリコン
    膜を酸化して酸化膜を形成した後、ベース領域を形成す
    る工程と、 前記開口部側壁にサイドウォールを形成し、同時に前記
    ベース領域を露出させる工程と、 所定のパターンに加工された第2のN型ポリシリコン膜
    を形成する工程と、 新規にフォトレジストをマスクとして、前記第1のP型
    ポリシリコン膜に開口部を設ける工程と、 前記第1のP型ポリシリコン膜上の開口部および前記第
    2のN型ポリシリコン膜上に高融点金属サリサイド膜を
    形成する工程と、 前記第4の酸化膜及び前記高融点金属サリサイド膜上に
    第5の酸化膜を堆積した後、アニールを行い、それぞれ
    ポリシリコン膜を拡散源として、エミッタ領域及び外部
    ベース層を形成した後、平坦化を行う工程と、 エミッタ部、ベース部、コレクタ部が開口されたフォト
    レジストを形成し、エッチングを行いコレクタ部のみ埋
    込層に到達するコンタクトホールを形成する工程と、を
    備えたことを特徴とする半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1489662A2 (en) * 2003-06-13 2004-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Bipolar junction transistor and method of manufacturing the same

Cited By (2)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1489662A2 (en) * 2003-06-13 2004-12-22 Samsung Electronics Co., Ltd. Bipolar junction transistor and method of manufacturing the same
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