JP2576513B2 - バイポ−ラトランジスタの製造方法 - Google Patents

バイポ−ラトランジスタの製造方法

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JP2576513B2 JP62166533A JP16653387A JP2576513B2 JP 2576513 B2 JP2576513 B2 JP 2576513B2 JP 62166533 A JP62166533 A JP 62166533A JP 16653387 A JP16653387 A JP 16653387A JP 2576513 B2 JP2576513 B2 JP 2576513B2
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Description

【発明の詳細な説明】 A.産業上の利用分野 本発明はバイポーラトランジスタの製造方法に関す
る。
B.発明の概要 本発明は、半導体基体に酸化膜を形成してから、その
酸化膜を介してイオン注入でコレクタ取り出し領域,素
子分離領域,ベース領域,エミッタ領域の各領域を形成
するバイポーラトランジスタの製造方法において、上記
酸化膜上に外部拡散防止用窒化膜を設け且つその外部拡
散防止用窒化膜を少なくともエミッタ領域形成のイオン
注入の前に除去することにより、有効に半導体基体の表
面での不純物拡散を防止するものである。
C.従来の技術 半導体装置の高集積化の傾向から、その微細化を図る
ために、ウェットエッチングの工程を減らしてイオン注
入技術を多用した技術が知られており、このような技術
として、本件出願人は、先に、特願昭57−230604号明細
書及び図面に記載した技術を提案している。
D.発明が解決しようとする問題点 その特願昭57−230604号明細書及び図面に記載した技
術によれば、従来のウェットエッチングを極力少なくし
てイオン注入技術を最大限に活用することができ、寸法
精度的に極めて微細な加工が可能となる。
しかしながら、素子分離領域の形成のための拡散を行
う際の熱処理時に、その主面が酸化膜のみの場合には、
高濃度に打ち込んだボロン等の素子分離領域形成用の不
純物が外部に拡散する。その外部に拡散した不純物の一
部は、N型のエピタキシャル成長層の表面へ再び拡散
し、その表面をP型の導電型へと変化させる。すると、
その表面のポテンシャル等が変動し、製造されるバイポ
ーラトランジスタの特性が変動してばらつくこととな
る。
そこで、本発明は上述の問題点に鑑み、半導体基体の
表面での不純物拡散を防止するバイポーラトランジスタ
の製造方法を提供することを目的とする。
E.問題点を解決するための手段 本発明は、半導体基体の一主面に各イオン注入工程の
投影飛程より薄い膜厚の酸化膜と不純物の外部拡散を防
止するための外部拡散防止用窒化膜とを順次形成する工
程と、上記外部拡散防止用窒化膜上にその都度マスクを
形成しコレクタ取り出し領域、素子分離領域を形成する
不純物を各々イオン注入する工程と、少なくともエミッ
タ領域の形成のイオン注入前に、上記外部拡散防止用窒
化膜を除去して、上記酸化膜を露出させる工程と、上記
酸化膜上にその都度マスクを形成しベース領域,エミッ
タ領域を形成する不純物を各々イオン注入する工程とを
有するバイポーラトランジスタの製造方法により上述の
技術的課題を解決する。
F.作用 イオン注入技術を用いて微細な加工を施すために、各
イオン注入工程の投影飛程より薄い膜厚の酸化膜が形成
されるが、本発明ではその酸化膜上に外部拡散防止用窒
化膜が形成され、その外部拡散防止用窒化膜によって、
例えばエピタキシャル成長層のP型への反転等が防止さ
れる。しかし、その窒化膜は砒素等の投影飛程(プロジ
ェクション・レンジ)の小さいイオン注入に対して障害
となることから、砒素を用いるエミッタ領域のイオン注
入前に少なくとも外部拡散防止用窒化膜を除去すること
としている。
G.実施例 本発明の好適な実施例を図面を参照しながら説明す
る。
本実施例は、NPN型のバイポーラトランジスタの製造
方法であり、その素子分離領域の形成のためにボロン等
の不純物が打ち込まれ、さらにその拡散時には、外部拡
散防止用窒化膜が酸化膜上に配されていることから、不
純物の外部拡散も有効に防止される方法となっている。
以下、本実施例をその工程に従って、第1図a〜第1図
iを参照しながら説明する。
(a) 第1図aに示すように、P型のシリコン基板1
上に、N+型の埋め込み層2が形成され、これらP型のシ
リコン基板1及びN+型の埋め込み層2上にN型のエピタ
キシャル成長層3が形成される。次に、そのエピタキシ
ャル成長層3の表面に酸化膜4が形成される。この酸化
膜4の膜厚は、各イオン注入工程の投影飛程Rpより薄い
膜厚であり、本実施例では、砒素のイオン注入の投影飛
程Rpを考慮しておよそ150Åである。なお、上記各イオ
ン注入工程とは、コレクタ取り出し領域、素子分離領
域、ベース領域、グラフトベース領域、エミッタ領域の
各領域を形成するためのイオン注入工程を意味する。そ
して、このような各イオン注入工程の投影飛程Rpより薄
い膜厚の酸化膜4上には、外部拡散防止用窒化膜5が形
成される。この外部拡散防止用窒化膜5は、ボロン,リ
ン等の不純物の外部拡散を防止するための膜であり、素
子分離領域の拡散の際には、この外部拡散防止用窒化膜
5により、エピタキシャル成長層3の表面で不純物が拡
散することが防止される。この外部拡散防止用窒化膜5
の膜厚は、コレクタ取り出し領域の形成や素子分離領域
の形成のためのイオン注入の投影飛程Rpよりも薄い膜厚
とされ、本実施例では例えば500Åの膜厚とすることが
できる。
ここで、上記酸化膜4と上記外部拡散防止用窒化膜5
の形成条件の例をそれぞれ例示すると、酸化膜4は酸化
炉で酸素雰囲気中900℃の条件で形成することができ
る。また、外部拡散防止用窒化膜5は減圧CVD法により7
50℃,SiH2Cl2ガス+NH3ガスの条件で形成することがで
きる。
(b) 次に、第1図bに示すように、コレクタ取り出
し領域を形成するための第1レジスト層6が全面に形成
される。この第1レジスト層6には上記埋め込み層2の
上部で一部が開口されて開口部6aが形成される。次に、
その開口部6aを介してイオン注入が行われる。イオン注
入は例えばリンをドーパントとして行われ、上記酸化膜
4及び外部拡散防止用窒化膜5を介して上記N型のエピ
タキシャル成長層3にリンが打ち込まれる。
(c) 続いて第1図cに示すように、上記第1レジス
ト層6が除去され、上記外部拡散防止用窒化膜5上には
第2レジスト層7が形成される。この第2レジスト層7
には素子分離領域を形成するパターンに対応した開口部
7aが形成され、この開口部7aを介して素子分離領域を形
成するためのイオン注入が行われる。このイオン注入の
ドーパントとしてはPN接合を形成するためにボロンが用
いられる。
(d) 素子分離領域を形成するためのイオンの打ち込
みを行った後、第1図dに示すように、上記第2レジス
ト層7が除去(灰化処理)され、熱拡散が行われる。こ
の熱拡散は例えば1100℃程度の温度で行われ、このよう
な熱拡散によっては、上記各イオン注入によって不純物
が導入された領域がそれぞれ活性化し、N+型のコレクタ
取り出し領域9や素子分離領域8が形成されることにな
る。そして、この時、従来のバイポーラトランジスタの
製造方法では、酸化膜4を露出させたままで熱処理を行
っていたために、特に高濃度に打ち込んだボロンが素子
分離領域8の表面から外部に拡散(アウトディフュージ
ョン)し、それがエピタキシャル成長層3の表面へ拡散
して表面がP型へ反転する弊害がみられたが、本実施例
では、酸化膜4上には外部拡散を防止するための外部拡
散防止用窒化膜5が積層されており、このため、その不
純物の外部拡散を有効に防止することができる。
(e) この外部拡散を有効に防止した素子分離領域8
等の形成の後、本実施例のバイポーラトランジスタの製
造方法では、第1図eに示すように、外部拡散防止用窒
化膜5を除去する。除去は、ホットリン酸や選択比のあ
るドライエッチングにて行うことができる。このように
外部拡散用窒化膜5を除去することで、従来の工程を変
化させることなく、ベース領域,グラフトベース領域或
いはエミッタ領域の形成のためのイオン注入を行うこと
ができる。なお、この外部拡散防止用窒化膜5の除去
は、少なくともエミッタ領域の形成のためのイオン注入
の前であれば良い。これは、エミッタの形成のために砒
素を使用し、砒素はその投影飛程が小さいためである。
(f) 次に、上記と同様にレジスト層をマスクにして
イオン注入で不純物(ボロン)を上記酸化膜4を介しな
がら注入するという工程を繰り返し、窒素雰囲気中での
熱処理を施して活性化を図り、第1図fに示すように、
それぞれベース領域10およびグラフトベース領域11をN
型のエピタキシャル成長層3の主面に臨んで形成する。
(g) 次に第1図gに示すように、新たにレジスト層
12を上記酸化膜4上に形成し、そのレジスト層12のパタ
ーニングを行って、エミッタ領域およびコレクタ取り出
し領域に対応した領域に開口部12aおよび開口部12bを各
々形成する。
そして、これら開口部12a,12bを利用して、エミッタ
及びコレクタ取り出し領域を形成するためのイオン注入
を行う。このイオン注入の不純物は、砒素である。
(h) このようなエミッタ領域およびコレクタ取り出
し領域を形成するためのイオン注入を行った後、第1図
hに示すように、上記レジスト層12を除去し、全面にフ
ィールド部の酸化膜となる比較的厚い気相成長酸化膜14
を形成する。そして、砒素の導入された領域の活性化を
図り、エミッタ領域13,コレクタ取り出し領域表面部15
を形成する。
(i) 最後に、第1図iに示すように上記気相成長酸
化膜14の所要の部分が開口され、電極等が形成されてバ
イポーラトランジスタが完成する。
このような本実施例のバイポーラトランジスタの製造
方法においては、上述のように、素子分離領域8等の活
性化の際に、外部拡散防止用窒化膜5が形成されてお
り、このため不純物(ボロン)の外部への拡散が有効に
防止される。このためN型のエピタキシャル成長層3の
表面へ不純物が導入されることが防止され、製造される
バイポーラトランジスタの特性は安定したものとなる。
H.発明の効果 本発明のバイポーラトランジスタの製造方法は、上述
のように素子分離領域等の活性化の際に、表面に外部拡
散防止用窒化膜が形成されており、このため不純物の外
部への拡散が有効に防止される。このため製造されるバ
イポーラトランジスタの特性は安定したものとなる。
【図面の簡単な説明】
第1図a〜第1図iは本発明のバイポーラトランジスタ
の製造方法の一例をその工程に従って説明するためのそ
れぞれ断面図である。 1……シリコン基板 2……埋め込み層 3……エピタキシャル成長層 4……酸化膜 5……外部拡散防止用窒化膜 8……素子分離領域 13……エミッタ領域 14……気相成長酸化膜

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】半導体基体の一主面に各イオン注入工程の
    投影飛程より薄い膜厚の酸化膜と不純物の外部拡散を防
    止するための外部拡散防止用窒化膜を順次形成する工程
    と、 上記外部拡散防止用窒化膜上にその都度マスクを形成し
    コレクタ取り出し領域、素子分離領域を形成する不純物
    を各々イオン注入する工程と、 少なくともエミッタ領域形成のイオン注入前に、上記外
    部拡散防止用窒化膜を除去して、上記酸化膜を露出させ
    る工程と、 上記酸化膜上にその都度マスクを形成しベース領域,エ
    ミッタ領域を形成する不純物を各々イオン注入する工程
    とを有するバイポーラトランジスタの製造方法。
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JPS6038871A (ja) * 1983-08-12 1985-02-28 Hitachi Ltd バイポ−ラ型半導体装置の製造方法

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