JP2002184783A - Method of manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method of manufacturing semiconductor device

Info

Publication number
JP2002184783A
JP2002184783A JP2000380877A JP2000380877A JP2002184783A JP 2002184783 A JP2002184783 A JP 2002184783A JP 2000380877 A JP2000380877 A JP 2000380877A JP 2000380877 A JP2000380877 A JP 2000380877A JP 2002184783 A JP2002184783 A JP 2002184783A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
base electrode
insulating layer
etching
film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2000380877A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Tomokazu Kasahara
朋一 笠原
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
NEC Yamagata Ltd
Original Assignee
NEC Yamagata Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by NEC Yamagata Ltd filed Critical NEC Yamagata Ltd
Priority to JP2000380877A priority Critical patent/JP2002184783A/en
Publication of JP2002184783A publication Critical patent/JP2002184783A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing a bipolar transistor wherein a lead base electrode can be connected to an epitaxial silicon layer in a low damage process in a simple and convenient manner. SOLUTION: In forming a base/emitter, damage of a surface of the epitaxial silicon layer 3 by etching can be eliminated by stopping dry etching of a silicon oxide film 11 and thereafter wet etching the film. Further, deformation of a polysilicon film 12 as a lead base electrode can be enhanced by heating the film at an ultra-high vacuum level (of 1×10-4 to 1×10-5 Pa). As a result, self alignment enables the base electrode to be connected to the silicon layer 3. A part 18 contacted with the silicon layer 3 is formed to have an eaves structure due to the above wet etching, so that the contact area of the part 18 with the base electrode can be made large and thus a base resistance can be reduced.

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、特に高周波動作を必要とするバイポーラト
ランジスタの製造方法に関する。
The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and more particularly to a method for manufacturing a bipolar transistor requiring high-frequency operation.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリコン半導体基板上に搭載するバイポ
ーラトランジスタでは、近年HBT(Hetero B
ipolar Transistor)等が実用化さ
れ、動作周波数50GHz以上の高速動作が可能になっ
てきている。このような中で、バイポーラトランジスタ
の製造方法の簡素化が急務になってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, bipolar transistors mounted on a silicon semiconductor substrate have recently been developed using HBT (Hetero B).
Ipolar Transistors) have been put to practical use, and high-speed operation at an operating frequency of 50 GHz or more has become possible. Under such circumstances, simplification of the manufacturing method of the bipolar transistor is urgently required.

【0003】本発明は、バイポーラトランジスタにおい
て、引き出しベース電極とベース領域を簡便に接続する
方法に関するものである。本発明と非常に近い従来の技
術として、特開平6−104271号公報に記載の技術
を図7と図8に基づいて説明する。
[0003] The present invention relates to a method for easily connecting a lead base electrode and a base region in a bipolar transistor. As a conventional technique very similar to the present invention, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-104271 will be described with reference to FIGS.

【0004】図7に示すように、導電型がP型のシリコ
ン基板101に、N+ 埋込み領域102を形成し、基板
全面にN型エピタキシャルエピタキシャルシリコン層1
03を成長させる。このエピタキシャルシリコン層10
3はコレクタ領域でもある。上記のエピタキシャルシリ
コン層103を選択酸化して、フィールド酸化層104
を形成する。そして、レジストパターンを形成してか
ら、N型不純物をイオン注入してN+ 型コレクタコンタ
クト領域105をN+ 埋込み領域102に達するように
形成する。
As shown in FIG. 7, an N + buried region 102 is formed in a P-type silicon substrate 101 and an N-type epitaxial epitaxial silicon layer 1 is formed on the entire surface of the substrate.
Grow 03. This epitaxial silicon layer 10
3 is also a collector region. The above-mentioned epitaxial silicon layer 103 is selectively oxidized to form a field oxide layer 104.
To form Then, after forming a resist pattern, an N + -type impurity is ion-implanted to form an N + -type collector contact region 105 so as to reach the N + buried region 102.

【0005】次にU溝素子分離領域107を形成し、こ
のU溝の側面を熱酸化して、絶縁膜108を形成し、U
溝内にポリシリコン層109を充填する。そして該ポリ
シリコン層109の上部を熱酸化してフィールド酸化層
と一体となった酸化物層を形成する。
Next, a U-groove element isolation region 107 is formed, and a side surface of the U-groove is thermally oxidized to form an insulating film 108.
The trench is filled with a polysilicon layer 109. Then, the upper portion of the polysilicon layer 109 is thermally oxidized to form an oxide layer integrated with the field oxide layer.

【0006】次に、図7及び図8(a)に示すように、
フィールド絶縁層104の無いところのN型エピタキシ
ャルシリコン層103を熱酸化して、シリコン酸化膜1
11を形成する。全面に化学気相成長(CVD)法によ
り、ポリシリコン膜112を成長させ、これに不純物
(例えばB)をイオン注入する。次に全面にCVD法に
よって絶縁膜113を形成する。この絶縁膜113の上
にレジスト層114を塗布し、エミッタコンタクト開孔
115を露光・現像で形成して、レジストマスク114
を形成する。このレジストマスク114で覆われていな
い絶縁層113を反応性イオンエッチング(RIE)法
によってエッチング除去し、ポリシリコンをエッチング
するエッチングガスに変えてRIE法でポリシリコンの
ベース電極112をエッチング除去してエミッタコンタ
クト116を開ける。この段階では、シリコン酸化膜1
11が残る。
Next, as shown in FIGS. 7 and 8 (a),
The N-type epitaxial silicon layer 103 where there is no field insulating layer 104 is thermally oxidized to form a silicon oxide film 1.
11 is formed. A polysilicon film 112 is grown on the entire surface by a chemical vapor deposition (CVD) method, and impurities (for example, B) are ion-implanted therein. Next, an insulating film 113 is formed on the entire surface by a CVD method. A resist layer 114 is applied on the insulating film 113, and an emitter contact opening 115 is formed by exposure and development.
To form The insulating layer 113 that is not covered with the resist mask 114 is removed by etching by reactive ion etching (RIE), and the polysilicon base electrode 112 is removed by etching by RIE using an etching gas for etching polysilicon. The emitter contact 116 is opened. At this stage, the silicon oxide film 1
11 remains.

【0007】さらに、エッチングガスを酸化膜用にし
て、RIE法によってシリコン酸化膜111をエッチン
グ除去して、図8(b)に示すように、真性ベース領域
形成用のベースコンタクト117を完成する。
Further, the silicon oxide film 111 is etched and removed by RIE using an etching gas for an oxide film to complete a base contact 117 for forming an intrinsic base region, as shown in FIG. 8B.

【0008】次に、常圧のH2 雰囲気中で、700℃〜
900℃にて5〜20分間加熱(アニール)して、図8
(c)に示すように、引き出しベース電極となる不純物
ドープのポリシリコン膜112の端部をリフローして、
エピタキシャルシリコン層103に接触する接触部分1
18を形成する。
Next, in an H 2 atmosphere at normal pressure,
After heating (annealing) at 900 ° C. for 5 to 20 minutes, FIG.
As shown in (c), the end of the impurity-doped polysilicon film 112 serving as the extraction base electrode is reflowed,
Contact part 1 that contacts epitaxial silicon layer 103
18 are formed.

【0009】次に、P型不純物119(例えばB)を、
ベースコンタクト117を通してエピタキシャルシリコ
ン層103にイオン注入して、真性ベース領域121を
形成する。イオン注入後のアニール処理を施し、ベース
領域121が横方向へも拡大して絶縁層111の下まで
も延び、この時にポリシリコンの接触部分118からそ
のP型不純物がエピタキシャルシリコン層103へ固相
拡散する。
Next, a P-type impurity 119 (for example, B) is
Ion implantation into the epitaxial silicon layer 103 through the base contact 117 forms the intrinsic base region 121. An annealing process is performed after the ion implantation, so that the base region 121 expands in the lateral direction and extends below the insulating layer 111. At this time, the P-type impurity is transferred from the polysilicon contact portion 118 to the epitaxial silicon layer 103 in a solid phase. Spread.

【0010】そして、図8(d)に示すように、ベース
コンタクト117の側壁絶縁膜122を接触部分118
を覆うように形成する。その後、ポリシリコン層を成長
させ、通常のフォトリソグラフィー法によって所定のパ
ターンのエミッタポリシリコン層123からN型不純物
をベース領域121内へ固相拡散して、エミッタ領域1
24を形成する。
Then, as shown in FIG. 8D, the side wall insulating film 122 of the base contact 117 is connected to the contact portion 118.
Is formed so as to cover. After that, a polysilicon layer is grown, and an N-type impurity is solid-phase diffused into the base region 121 from the emitter polysilicon layer 123 having a predetermined pattern by a normal photolithography method.
24 are formed.

【0011】それから、図7に示すように、絶縁層11
3をRIE法によって選択的にエッチングして、コレク
タコンタクトホールおよび、ベースコンタクトホールを
開け、全面に金属層をスパッタし、これをフォトリソグ
ラフィー法とRIE法により、所定の配線パターンのコ
レクタ電極126、ベース電極127、およびエミッタ
電極128を形成し、バイポーラトランジスタを形成す
る。
[0011] Then, as shown in FIG.
3 is selectively etched by RIE, a collector contact hole and a base contact hole are opened, and a metal layer is sputtered on the entire surface. The metal layer is formed by photolithography and RIE. The base electrode 127 and the emitter electrode 128 are formed to form a bipolar transistor.

【0012】[0012]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の方法では、エミッタ領域、ベース領域部の形成時で
あって、エミッタコンタクト116開口後のシリコン酸
化膜111エッチング除去時において、ドライエッチン
グにより、エピタキシャルシリコン層103にエッチン
グダメージが入ってしまい、トランジスタ形成後、低電
流側でリークを起こし、トランジスタの歩留りを下げる
という問題が生じる。
However, in the above-described conventional method, when the emitter region and the base region are formed, and when the silicon oxide film 111 is removed by etching after the opening of the emitter contact 116, the epitaxial method is performed by dry etching. Etching damage occurs in the silicon layer 103, and after the transistor is formed, a leak occurs on the low current side, which causes a problem that the yield of the transistor is reduced.

【0013】また、上記の従来の技術では、H2 雰囲気
で行うため、ベースポリシリコンからドーパントが抜け
たり、酸化膜等の絶縁膜が還元されその膜質が劣化して
しまう。
Further, in the above-mentioned conventional technique, since the etching is performed in an H 2 atmosphere, the dopant is removed from the base polysilicon or an insulating film such as an oxide film is reduced and the film quality is deteriorated.

【0014】本発明の主な目的は、エミッタ部、ベース
部の形成時に、エピタキシャルシリコン層103にダメ
ージが入らず、また、引き出しベース電極との接触領域
を増やすことでベース抵抗を低減させ、また、引き出し
ベース電極となるポリシリ膜12からのドーパント抜け
を起こすことなく、エミッタ部およびベース部を形成す
ることで、トランジスタ形成後も低電流リークが無く、
かつ、簡便な製造工程であり高歩留りで高周波特性に優
れたトランジスタを提供することにある。
A main object of the present invention is to prevent the epitaxial silicon layer 103 from being damaged during the formation of the emitter section and the base section, and to reduce the base resistance by increasing the contact area with the extraction base electrode. By forming the emitter portion and the base portion without causing the dopant to escape from the polysilicon film 12 serving as the extraction base electrode, there is no low current leakage even after the transistor is formed.
Another object of the present invention is to provide a transistor which is a simple manufacturing process, has a high yield, and has excellent high-frequency characteristics.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段】本発明の半導体装置の製
造方法は、半導体基板上にコレクタ領域となる第1導電
型の半導体層を形成し、前記半導体層上に第1の絶縁
層、第2導電型の引き出しベース電極および第2の絶縁
層をこの順に形成する工程と、前記第2の絶縁層と引き
出しベース電極とを選択的にドライエッチングしスルー
ホールを形成し、引き続いて、前記第1の絶縁層を膜厚
の途中までドライエッチングする工程と、前記ドライエ
ッチング後にウェットエッチングを施し前記スルーホー
ル部に残存する第1の絶縁層を除去すると共に前記引き
出しベース電極下の第1の絶縁層をサイドエッチする工
程と、加熱により前記引き出しベース電極を変形させ前
記サイドエッチの領域において前記半導体層に接続させ
る工程と、前記スルーホールを通して第2導電型の不純
物をドープして前記半導体層の表面にベース領域を形成
する工程と、前記引き出しベース電極の側面に側壁絶縁
層を形成し、前記側壁絶縁層の内側のスルーホールを通
して第1導電型の不純物をドープしてエミッタ領域を形
成する工程と、前記スルーホール内にエミッタ電極を形
成する工程とを含む。
According to a method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, a first conductive type semiconductor layer serving as a collector region is formed on a semiconductor substrate, and a first insulating layer and a second insulating layer are formed on the semiconductor layer. Forming a two-conductivity-type extraction base electrode and a second insulating layer in this order; selectively dry-etching the second insulation layer and the extraction base electrode to form a through-hole; A step of dry-etching the first insulating layer halfway through the film thickness, and performing a wet etching after the dry etching to remove the first insulating layer remaining in the through-hole portion and to form a first insulating layer under the lead base electrode. A step of side-etching a layer; a step of deforming the extraction base electrode by heating to connect to the semiconductor layer in a region of the side-etch; Doping a second conductivity type impurity through a hole to form a base region on the surface of the semiconductor layer; forming a side wall insulating layer on a side surface of the extraction base electrode; and passing through a through hole inside the side wall insulating layer. Forming an emitter region by doping first conductivity type impurities; and forming an emitter electrode in the through hole.

【0016】本発明により、バイポーラトランジスタの
製造工程が簡便になり工程数が短縮するようになる。
According to the present invention, the manufacturing steps of the bipolar transistor are simplified and the number of steps is reduced.

【0017】ここで、前記第1の絶縁層は膜厚10nm
〜40nmの範囲のシリコン酸化膜である。そして、前
記サイドエッチの量は200nm以上となるように設定
する。また、前記引き出しベース電極は不純物含有の多
結晶シリコン層である。
Here, the first insulating layer has a thickness of 10 nm.
It is a silicon oxide film in a range of 4040 nm. The amount of the side etch is set to be 200 nm or more. Further, the extraction base electrode is a polycrystalline silicon layer containing impurities.

【0018】そして、前記加熱は10-4Pa〜10-5
aの真空度の範囲で行い、前記加熱の温度は750℃〜
900℃の範囲になるように設定する。
The heating is performed at 10 -4 Pa to 10 -5 P
a, the temperature of the heating is from 750 ° C.
Set to be in the range of 900 ° C.

【0019】上記のような数値限定の下であれば、上記
引き出しベース電極の変形が非常に容易となり半導体層
に容易に接続する。
Under the above numerical limitation, the extraction base electrode can be very easily deformed and easily connected to the semiconductor layer.

【0020】上述した方法でエミッタ部およびベース部
を形成することで、トランジスタ形成後も低電流リーク
が無く、かつ、高歩留りで高周波特性に優れたトランジ
スタの製造が可能になる。
By forming the emitter portion and the base portion by the above-described method, it becomes possible to manufacture a transistor having no low current leakage even after forming the transistor, having a high yield, and having excellent high-frequency characteristics.

【0021】[0021]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を図1
乃至図6に基づいて詳細に説明する。図1はバイポーラ
トランジスタの断面構造である。そして、図2乃至図6
はその製造工程を説明するための各工程の断面図であ
る。
FIG. 1 shows an embodiment of the present invention.
This will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 1 shows a cross-sectional structure of a bipolar transistor. 2 to 6
FIG. 4 is a cross-sectional view of each step for explaining the manufacturing process.

【0022】図1で説明した従来の技術の場合と同様
に、P型シリコン基板1に、N+ 埋込み領域2を形成
し、基板全面に半導体層であるN型のエピタキシャルシ
リコン層3を成長させる。このエピタキシャルシリコン
層3はコレクタ領域である。このエピタキシャルシリコ
ン層3を選択酸化して、フィールド酸化層4を形成す
る。レジストパターンを形成してから、N型不純物をイ
オン注入し、押込みを行い、N+ 型のコレクタコンタク
ト領域5を形成する。
As in the case of the conventional technique described with reference to FIG. 1, an N + buried region 2 is formed in a P-type silicon substrate 1, and an N-type epitaxial silicon layer 3 as a semiconductor layer is grown on the entire surface of the substrate. . This epitaxial silicon layer 3 is a collector region. This epitaxial silicon layer 3 is selectively oxidized to form a field oxide layer 4. After a resist pattern is formed, N-type impurities are ion-implanted and pressed to form an N + -type collector contact region 5.

【0023】次に、図1および図2に示すように、半導
体層であるN型エピタキシャルシリコン層3を熱酸化し
て、第1の絶縁層であるシリコン酸化膜11を10nm
〜40nmで形成する。そして、CVD法により全面に
ポリシリコン膜12を100nm〜300nm成膜さ
せ、これに不純物(例えばB)を、加速エネルギー5〜
50KeV、ドース量1×1014〜1×1016/cm2
の条件にてイオン注入する。このポリシリコン膜12が
引き出しベース電極となる。ここで、シリコン酸化膜1
1を10nm以上にするのは、コレクタ領域となるエピ
タキシャルシリコン層3と引き出しベース電極となるポ
リシリコン膜12との間の絶縁性を確保するためであ
る。また、シリコン酸化膜11を40nm以下にするの
は、後述するポリシリコン膜12とエピタキシャルシリ
コン層3との接続が容易になるようにするためである。
Next, as shown in FIGS. 1 and 2, the N-type epitaxial silicon layer 3 as a semiconductor layer is thermally oxidized to form a silicon oxide film 11 as a first insulating layer to a thickness of 10 nm.
It is formed with a thickness of 40 nm. Then, a polysilicon film 12 is formed to a thickness of 100 nm to 300 nm on the entire surface by the CVD method, and impurities (for example, B) are added thereto with an acceleration energy of 5 to 5 nm.
50 KeV, dose amount 1 × 10 14 -1 × 10 16 / cm 2
The ion implantation is performed under the following conditions. This polysilicon film 12 becomes a lead base electrode. Here, the silicon oxide film 1
The reason why 1 is set to 10 nm or more is to ensure insulation between the epitaxial silicon layer 3 serving as the collector region and the polysilicon film 12 serving as the extraction base electrode. The reason why the thickness of the silicon oxide film 11 is set to 40 nm or less is to facilitate connection between the polysilicon film 12 described later and the epitaxial silicon layer 3.

【0024】次に全面にCVD法によって第2の絶縁層
となる絶縁膜13(例えば窒化膜)を100nm〜50
0nm形成する。この絶縁膜13の上にレジスト層14
を塗布し、エミッタ部、ベース部に対応するエミッタ開
孔15を露光、現像で形成する。このレジストマスク1
4で覆われていない絶縁層13をRIE法によってエッ
チング除去し、その後、ポリシリコンをエッチングする
エッチングガスに変えてRIE法でポリシリコン膜12
をエッチング除去してスルーホールとなるエミッタコン
タクト16を開ける。この段階では、シリコン酸化膜1
1が残る。この時、酸化膜残膜を5nm〜10nm程度
にするように、ポリシリコンのエッチング条件を決定す
る。
Next, an insulating film 13 (for example, a nitride film) serving as a second insulating layer is formed on the entire surface by CVD to a thickness of 100 nm to 50 nm.
0 nm is formed. A resist layer 14 is formed on the insulating film 13.
Is applied, and an emitter opening 15 corresponding to the emitter portion and the base portion is formed by exposure and development. This resist mask 1
Then, the insulating layer 13 not covered with the insulating film 13 is removed by etching by the RIE method.
Is removed by etching to open an emitter contact 16 to be a through hole. At this stage, the silicon oxide film 1
1 remains. At this time, the etching conditions for the polysilicon are determined so that the remaining oxide film is about 5 nm to 10 nm.

【0025】その後、ウエットエッチングによりシリコ
ン酸化膜11の残膜をエッチングして、図3に示すよう
に真性ベース領域形成用のベースコンタクト17が完成
する。この時、エッチング時間をコントロールし、シリ
コン酸化膜11が横方向に200nm以上の量にわたり
サイドエッチするようにする。このようにして、ポリシ
リコン膜12下に庇が形成される。
Thereafter, the remaining film of the silicon oxide film 11 is etched by wet etching to complete a base contact 17 for forming an intrinsic base region as shown in FIG. At this time, the etching time is controlled so that the silicon oxide film 11 is side-etched in the lateral direction over an amount of 200 nm or more. Thus, an eave is formed below the polysilicon film 12.

【0026】次に、超高真空(10-4〜10-5Paの範
囲)の下に、750℃〜900℃にて5〜30分間加熱
すると、図4に示すように、引き出しベース電極となる
不純物ドープのポリシリコン膜12の端部が変形し、上
記のサイドエッチの領域すなわち庇のところでエピタキ
シャルシリコン層3に接続する接触部分18が形成され
る。その後、温度を800℃〜1000℃にして、1〜
2分間加熱すると、不純物がエピタキシャルシリコン層
3に固相拡散し、低抵抗接触が可能となる。
Next, when heated at 750 ° C. to 900 ° C. for 5 to 30 minutes under ultra-high vacuum (in the range of 10 -4 to 10 -5 Pa), as shown in FIG. The end of the impurity-doped polysilicon film 12 is deformed to form a contact portion 18 connected to the epitaxial silicon layer 3 at the above-mentioned side-etch region, that is, at the eaves. Then, the temperature is raised to 800 ° C. to 1000 ° C.,
When heating is performed for 2 minutes, impurities diffuse in the solid phase into the epitaxial silicon layer 3 and low-resistance contact becomes possible.

【0027】上記の引き出しベース電極となる不純物ド
ープのポリシリコン膜12の端部を、上記加熱処理で、
エピタキシャルシリコン層3に接続させる場合には、シ
リコン酸化膜11の膜厚が非常に重要となる。この膜厚
が大きくなると上記の接続は生じなくなる。本発明者の
試行実験ではその膜厚の上限値は40nmである。ま
た、庇の形状も重要である。上記サイドエッチの量が小
さくなると上記接続は生じない。サイドエッチの量は2
00nm以上は必須である。
The end of the impurity-doped polysilicon film 12 serving as the extraction base electrode is subjected to the above-described heat treatment.
When connecting to the epitaxial silicon layer 3, the thickness of the silicon oxide film 11 is very important. When the film thickness is increased, the above connection does not occur. In the trial experiment of the inventor, the upper limit of the film thickness is 40 nm. Also, the shape of the eaves is important. If the amount of the side etch is small, the connection does not occur. The amount of side etch is 2
00 nm or more is essential.

【0028】本発明の加熱によるポリシリコン膜12の
端部の変形のメカニズムは現在のところ明確ではない
が、ポリシリコン膜の結晶粒界の変化に依るものと思わ
れる。そして、酸素あるいは水分が微量に存在するよう
な加熱では、ポリシリコン膜12の表面に僅かの酸化膜
が形成され上記の変形がなくなる。このために、高真空
での加熱処理が非常に効果的になる。ここで、真空度は
10-4〜10-5Paの範囲がよい。
Although the mechanism of the deformation of the end portion of the polysilicon film 12 due to the heating according to the present invention is not clear at present, it is considered that it depends on the change of the crystal grain boundary of the polysilicon film. Then, when heating in which a trace amount of oxygen or moisture is present, a slight oxide film is formed on the surface of the polysilicon film 12, and the above-mentioned deformation is eliminated. For this reason, heat treatment in a high vacuum becomes very effective. Here, the degree of vacuum is preferably in the range of 10 -4 to 10 -5 Pa.

【0029】次に、図5に示すように、P型不純物19
(例えばB)を、エミッタコンタクト16を通してエピ
タキシャルシリコン層3にイオン注入して、真性ベース
領域21を形成する。イオン注入後のアニール処理を施
し、ベース領域21が横方向へも拡散して絶縁層11の
下まで延び、この時にポリシリコン膜12の接触部分1
8から、そのP型不純物がエピタキシャルシリコン層3
へ固相拡散する。このようにして、引き出しベース電極
であるポリシリコン膜12とベース領域21とが完全に
接続するようになる。
Next, as shown in FIG.
(For example, B) is ion-implanted into the epitaxial silicon layer 3 through the emitter contact 16 to form the intrinsic base region 21. An annealing process is performed after the ion implantation, so that the base region 21 also diffuses in the lateral direction and extends below the insulating layer 11.
8 that the P-type impurity is
Solid phase diffusion. Thus, the polysilicon film 12 serving as the extraction base electrode and the base region 21 are completely connected.

【0030】そして、図6に示すように、上述したエミ
ッタコンタクト16の側壁に側壁絶縁膜22を形成す
る。その後、ポリシリコン層を成長させ、このポリシリ
コン層にN型不純物(例えばAs)を、加速エネルギー
20〜70keV、ドース量が3×1016/cm2 の条
件にてイオン注入する。その後、通常のフォトリソグラ
フィー法によって、所定のパターンのエミッタポリシリ
コン層23を形成し、熱処理により、エミッタポリシリ
コン層23からN型不純物をベース領域21内へ固相拡
散して、エミッタ領域24を形成する。
Then, as shown in FIG. 6, a sidewall insulating film 22 is formed on the sidewall of the emitter contact 16 described above. Thereafter, a polysilicon layer is grown, and an N-type impurity (for example, As) is ion-implanted into the polysilicon layer under the conditions of an acceleration energy of 20 to 70 keV and a dose of 3 × 10 16 / cm 2 . Thereafter, an emitter polysilicon layer 23 having a predetermined pattern is formed by a normal photolithography method, and an N-type impurity is solid-phase diffused from the emitter polysilicon layer 23 into the base region 21 by heat treatment, thereby forming the emitter region 24. Form.

【0031】それから、図1に示すように、絶縁層間膜
25(例えばBPSG膜)を成長させ、RIE法により
選択的にエッチングして、コレクタ、ベース、エミッタ
コンタクトホールを開け、所定配線パターンのコレクタ
電極26、ベース電極27、エミッタ電極28を通常の
工程で形成する。
Then, as shown in FIG. 1, an insulating interlayer film 25 (for example, a BPSG film) is grown and selectively etched by RIE to form collector, base and emitter contact holes, and a collector having a predetermined wiring pattern is formed. The electrode 26, the base electrode 27, and the emitter electrode 28 are formed by a normal process.

【0032】このようにして、ベース領域およびエミッ
タ領域を自己整合方式で形成し、バイポーラトランジス
タを製造する。
In this manner, the base region and the emitter region are formed by a self-alignment method, and a bipolar transistor is manufactured.

【0033】上記、引き出しベース電極の形成におい
て、ノンドープのポリシリコン膜12成長と不純物イオ
ン注入との代わりに、in−situでの不純物ドープ
のポリシリコン膜成長の方法を用いてもよい。同様に、
上記、引き出しエミッタ部の形成において、ノンドープ
のポリシリコン膜23成長と不純物イオン注入の代わり
に、in−situでの不純物ドープのポリシリコン膜
成長の方法を用いてもよい。
In the formation of the extraction base electrode, an in-situ impurity-doped polysilicon film growth method may be used instead of the non-doped polysilicon film 12 growth and the impurity ion implantation. Similarly,
In the formation of the extraction emitter section, instead of growing the non-doped polysilicon film 23 and implanting the impurity ions, a method of growing the impurity-doped polysilicon film in-situ may be used.

【0034】また、上記の実施の形態では、ベース領域
はシリコン(Si)層でなくSi−Ge層に形成しても
よい。この場合はHBTとなる。
In the above-described embodiment, the base region may be formed not in the silicon (Si) layer but in the Si-Ge layer. In this case, it is an HBT.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上に説明したように、本発明では、バ
イポーラトランジスタの製造において、加熱処理により
引き出しベース電極を変形させてベース領域となる半導
体層に接続させる。ここで、上記引き出しベース電極と
半導体層との間に介在するシリコン酸化膜の膜厚を10
nm〜40nmの範囲にする。そして、上記シリコン酸
化膜の一部のエッチングはウェットエッチングで行い、
その時に生じるサイドエッチ量は200nm以上となる
ように設定する。
As described above, according to the present invention, in the manufacture of a bipolar transistor, the extraction base electrode is deformed by heat treatment and connected to the semiconductor layer serving as the base region. Here, the thickness of the silicon oxide film interposed between the extraction base electrode and the semiconductor layer is set to 10
nm to 40 nm. Then, part of the silicon oxide film is etched by wet etching,
The side etch amount generated at that time is set to be 200 nm or more.

【0036】また、上記加熱処理は10-4Pa〜10-5
Paの真空度の範囲で行い、加熱処理の温度は750℃
〜900℃の範囲になるように設定する。
The heat treatment is performed at 10 −4 Pa to 10 −5 Pa.
It is performed within the range of the vacuum degree of Pa, and the temperature of the heat treatment is 750 ° C.
The temperature is set so as to be in a range of 900900 ° C.

【0037】本発明により、バイポーラトランジスタの
製造工程が簡便になり工程数が短縮するようになる。
According to the present invention, the manufacturing steps of the bipolar transistor are simplified and the number of steps is reduced.

【0038】また、上述した方法でベース部を形成する
ことで、トランジスタ形成後も低電流リークが無く、か
つ、高歩留りで高周波特性に優れたトランジスタの製造
が可能になる。
Further, by forming the base portion by the above-described method, it becomes possible to manufacture a transistor having no low current leakage even after forming the transistor, having a high yield, and having excellent high-frequency characteristics.

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

【図1】本発明に係わる製造方法によって作られたバイ
ポーラトランジスタの概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a bipolar transistor manufactured by a manufacturing method according to the present invention.

【図2】本発明に係わる製造過程における引き出しベー
ス電極のポリシリコン層をエッチングした時のバイポー
ラトランジスタの拡大断面図である。
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a bipolar transistor when a polysilicon layer of an extraction base electrode is etched in a manufacturing process according to the present invention.

【図3】本発明に係わる製造過程における第1の絶縁層
をエッチングしてベースコンタクトを形成した時のバイ
ポーラトランジスタの拡大断面図である。
FIG. 3 is an enlarged sectional view of a bipolar transistor when a first insulating layer is etched to form a base contact in a manufacturing process according to the present invention.

【図4】本発明に係わる製造過程における引き出しベー
ス電極とエピタキシャルシリコン層とを接続した時のバ
イポーラトランジスタの拡大断面図である。
FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a bipolar transistor when a lead base electrode and an epitaxial silicon layer are connected in a manufacturing process according to the present invention.

【図5】本発明に係わる製造過程におけるベース領域を
形成した時のバイポーラトランジスタの拡大断面図であ
る。
FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of the bipolar transistor when a base region is formed in a manufacturing process according to the present invention.

【図6】本発明に係わる製造過程におけるエミッタ領域
を形成した時のバイポーラトランジスタの拡大断面図で
ある。
FIG. 6 is an enlarged sectional view of the bipolar transistor when an emitter region is formed in a manufacturing process according to the present invention.

【図7】従来の技術での製造方法によって作られたバイ
ポーラトランジスタの概略断面図である。
FIG. 7 is a schematic sectional view of a bipolar transistor manufactured by a conventional manufacturing method.

【図8】従来の技術でのバイポーラトランジスタの製造
過程におけるそれぞれの拡大断面図である。
FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a conventional bipolar transistor in a manufacturing process of the bipolar transistor.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P型シリコン基板 2 N+ 埋込み領域 3 エピタキシャルシリコン層 4 フィールド酸化層 5 コレクタコンタクト領域 11 シリコン酸化膜 12 ポリシリコン膜 13 絶縁膜 14 レジスト層(レジストマスク) 15 エミッタ開孔 16 エミッタコンタクト 17 ベースコンタクト 18 接触部分 19 P型不純物 21 真性ベース領域 22 側壁絶縁膜 23 エミッタポリシリコン層 24 エミッタ領域 25 絶縁層間膜 26 コレクタ電極 27 ベース電極 28 エミッタ電極REFERENCE SIGNS LIST 1 P-type silicon substrate 2 N + buried region 3 epitaxial silicon layer 4 field oxide layer 5 collector contact region 11 silicon oxide film 12 polysilicon film 13 insulating film 14 resist layer (resist mask) 15 emitter opening 16 emitter contact 17 base contact DESCRIPTION OF SYMBOLS 18 Contact part 19 P-type impurity 21 Intrinsic base region 22 Side wall insulating film 23 Emitter polysilicon layer 24 Emitter region 25 Insulating interlayer film 26 Collector electrode 27 Base electrode 28 Emitter electrode

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 半導体基板上にコレクタ領域となる第1
導電型の半導体層を形成し、前記半導体層上に第1の絶
縁層、第2導電型の引き出しベース電極および第2の絶
縁層をこの順に形成する工程と、 前記第2の絶縁層と引き出しベース電極とを選択的にド
ライエッチングしスルーホールを形成し、引き続いて、
前記第1の絶縁層を膜厚の途中までドライエッチングす
る工程と、 前記ドライエッチング後にウェットエッチングを施し前
記スルーホール部に残存する第1の絶縁層を除去すると
共に前記引き出しベース電極下の第1の絶縁層をサイド
エッチする工程と、 加熱により前記引き出しベース電極を変形させ前記サイ
ドエッチの領域において前記半導体層に接続させる工程
と、 前記スルーホールを通して第2導電型の不純物をドープ
して前記半導体層の表面にベース領域を形成する工程
と、 前記引き出しベース電極の側面に側壁絶縁層を形成し、
前記側壁絶縁層の内側のスルーホールを通して第1導電
型の不純物をドープしてエミッタ領域を形成する工程
と、 前記スルーホール内にエミッタ電極を形成する工程と、
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
2. A semiconductor device comprising: a first substrate on a semiconductor substrate;
Forming a conductive type semiconductor layer, forming a first insulating layer, a second conductive type lead base electrode and a second insulating layer on the semiconductor layer in this order; The base electrode is selectively dry-etched to form a through hole, and subsequently,
A step of dry-etching the first insulating layer halfway through the film thickness; a step of performing wet etching after the dry etching to remove the first insulating layer remaining in the through-hole portion; A step of side-etching the insulating layer of (a), a step of deforming the extraction base electrode by heating to connect to the semiconductor layer in a region of the side-etch, and doping a semiconductor of the second conductivity type through the through hole. Forming a base region on the surface of the layer, forming a side wall insulating layer on a side surface of the extraction base electrode,
Doping an impurity of a first conductivity type through a through hole inside the sidewall insulating layer to form an emitter region; and forming an emitter electrode in the through hole.
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising:
【請求項2】 前記第1の絶縁層は、膜厚10nm〜4
0nmの範囲のシリコン酸化膜であることを特徴とする
請求項1記載の半導体装置の製造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the first insulating layer has a thickness of 10 nm to 4 nm.
2. The method according to claim 1, wherein the silicon oxide film has a thickness of 0 nm.
【請求項3】 前記サイドエッチの量は200nm以上
となることを特徴とする請求項1または請求項2記載の
半導体装置の製造方法。
3. The method of manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein the amount of the side etch is 200 nm or more.
【請求項4】 前記引き出しベース電極が不純物含有の
多結晶シリコン層であることを特徴とする請求項1、請
求項2または請求項3記載の半導体装置の製造方法。
4. The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, wherein said extraction base electrode is a polycrystalline silicon layer containing impurities.
【請求項5】 前記加熱は10-4Pa〜10-5Paの真
空度の範囲で行うことを特徴とする請求項1、請求項
2、請求項3または請求項4記載の半導体装置の製造方
法。
5. The manufacturing of a semiconductor device according to claim 1, wherein the heating is performed in a range of a vacuum degree of 10 −4 Pa to 10 −5 Pa. Method.
【請求項6】 前記加熱の温度は750℃〜900℃の
範囲に設定することを特徴とする請求項5記載の半導体
装置の製造方法。
6. The method according to claim 5, wherein the heating temperature is set in a range of 750 ° C. to 900 ° C.
JP2000380877A 2000-12-14 2000-12-14 Method of manufacturing semiconductor device Pending JP2002184783A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000380877A JP2002184783A (en) 2000-12-14 2000-12-14 Method of manufacturing semiconductor device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2000380877A JP2002184783A (en) 2000-12-14 2000-12-14 Method of manufacturing semiconductor device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2002184783A true JP2002184783A (en) 2002-06-28

Family

ID=18848990

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2000380877A Pending JP2002184783A (en) 2000-12-14 2000-12-14 Method of manufacturing semiconductor device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2002184783A (en)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007052668A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Rohm Co., Ltd. Method for manufacturing photoelectric converter and photoelectric converter
JP2009526396A (en) * 2006-03-10 2009-07-16 エヌエックスピー ビー ヴィ Bipolar transistor manufacturing method
CN102522335A (en) * 2011-12-31 2012-06-27 杭州士兰集成电路有限公司 Power device terminal ring production method and structure of terminal ring
CN103367398A (en) * 2013-07-23 2013-10-23 上海北车永电电子科技有限公司 Terminal guard ring and manufacturing method thereof
CN105097531A (en) * 2014-05-09 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Semiconductor device terminal structure manufacturing method

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2007052668A1 (en) * 2005-10-31 2007-05-10 Rohm Co., Ltd. Method for manufacturing photoelectric converter and photoelectric converter
JP2007123721A (en) * 2005-10-31 2007-05-17 Rohm Co Ltd Photoelectric transducer and method of manufacturing same
JP2009526396A (en) * 2006-03-10 2009-07-16 エヌエックスピー ビー ヴィ Bipolar transistor manufacturing method
CN102522335A (en) * 2011-12-31 2012-06-27 杭州士兰集成电路有限公司 Power device terminal ring production method and structure of terminal ring
CN103367398A (en) * 2013-07-23 2013-10-23 上海北车永电电子科技有限公司 Terminal guard ring and manufacturing method thereof
CN103367398B (en) * 2013-07-23 2017-03-15 上海北车永电电子科技有限公司 Terminal protection ring and its manufacture method
CN105097531A (en) * 2014-05-09 2015-11-25 中芯国际集成电路制造(上海)有限公司 Semiconductor device terminal structure manufacturing method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100219332B1 (en) Semiconductor device having shallow impurity region without short-circuit between gate electrode and source and drain regions and process of fabrication thereof
US6989557B2 (en) Bipolar junction transistor and fabricating method
US6875665B2 (en) Method of manufacturing a semiconductor device
KR19980033385A (en) Method for manufacturing semiconductor device using lateral gettering
JP4138806B2 (en) Method for forming a bipolar transistor
US4674173A (en) Method for fabricating bipolar transistor
US7129530B2 (en) Semiconductor device
US7564075B2 (en) Semiconductor device
JPH10326793A (en) Manufacture of semiconductor device
US6211029B1 (en) Process of fabricating a bipolar transistor having lightly doped epitaxial collector region constant in dopant impurity
JP2002184783A (en) Method of manufacturing semiconductor device
JP4870873B2 (en) Manufacturing method of semiconductor device
JPH10189754A (en) Manufacturing method of semiconductor device
JP3104067B2 (en) Semiconductor device manufacturing method
JP2680358B2 (en) Method for manufacturing semiconductor device
JP3254691B2 (en) Manufacturing method of bipolar transistor
JP2001203348A (en) Semiconductor device and manufacturing method
JP3612193B2 (en) Bipolar transistor manufacturing method
JP3820997B2 (en) Semiconductor device manufacturing method and semiconductor device
JPH0778979A (en) Fabrication of semiconductor device
KR950008251B1 (en) Making method of psa bipolar elements
KR0137580B1 (en) Pabrication method of self aligned bipolar transistor
KR0154309B1 (en) Method of fabricating npn transistor
JPH06163454A (en) Manufacture of semiconductor device
KR20020041626A (en) Manufacturing method for mos transister