JP2611454B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、半導体装置の製造方法に関し、さらに詳
しくは、半導体装置におけるポリシリコン抵抗体膜の製
造方法に係るものである。
〔従来の技術〕
第2図(a)ないし(g)は、従来のこの種のポリシ
リコン抵抗膜を有する半導体装置の製造方法の主要な工
程を順次模式的に示すそれぞれに断面構成図である。
これらの第2図(a)ないし(g)において、従来の
製造方法は、まず、p型シリコン基板1の主面上に、n
型埋込み層2を選択的に形成させ、ついで、これらの上
にn型エピタキシャル層3を形成させると共に、このn
型エピタキシャル層3をp型分離層4により区分して、
前記n型押込み層2に該当する部分対応に、のちにn型
エピタキシャル層3内に形成される素子相互間を分離さ
せ(第2図(a))、また、前記n型エピタキシャル層
3上の全面に絶縁酸化膜5を形成させた後、写真製版法
により、ベースp型拡散層の形成予定領域に対応する表
面部をパターニング除去したフォトレジスト6を形成
し、かつこのフォトレジスト6をマスクに用い、ボロン
イオンを選択的に注入してベースB注入領域7を形成す
る(同図(b))。
続いて、前記マスクに用いたフォトレジスト6を全面
除去した上で、CVD法などにより、その露出された表面
の全面に亘つて、のちにポリシリコン抵抗体層となるポ
リシリコン膜8aを形成させ、さらに、その表面に3×10
14cm-2以下のボロンイオンを注入し(同図(c))、そ
の後、写真製版法およびエッチング法により、前記ボロ
ンイオンを注入したポリシリコン膜8aを所期通りの形状
に加工してポリシリコン抵抗体膜8を選択的に形成さ
せ、かつこれを800〜1100℃程度で熱処理し、前記ベー
スB注入領域7のボロンイオンを活性化させてベースp
型拡散層9を形成させ、同時に、ポリシリコン抵抗体膜
8のボロンイオンについてもこれを活性化させる(同図
(d))。
次に、再度,写真製版法により、今度は、エミッタ・
コレクタ各n型拡散層の形成予定領域に対応する表面部
をパターニング除去したフォトレジスト10を形成し、か
つこのフォトレジスト10をマスクに用い、これらのエミ
ッタ・コレクタ各n型拡散層の形成予定領域に対応して
前記絶縁酸化膜5を選択的に除去しておき、さらに、砒
素イオンを注入した後(同図(e))、これを800〜110
0℃程度で熱処理し、注入された砒素イオンを活性化さ
せてエミッタn型拡散層11およびコレクタn型拡散層12
を形成させ、また、これらの全面をPSG膜13によつて被
覆させる(同図(f))。
最後に、前記PSG膜13に対して、再度,写真製版法に
より、ポリシリコン抵抗体膜8およびベースp型拡散層
9,エミッタn型拡散層11,コレクタn型拡散層12のそれ
ぞれに達するコンタクト孔を開口させた後、これらに対
してアルミ−ンシリコン膜などの金属配線14および15,1
6,17を接続させ、かつこれらの表面の全面にプラズマ窒
化膜などの表面絶縁膜18を形成させて(同図(g))、
所期通りのポリシリコン抵抗体膜を有する半導体装置を
得るのである。
〔発明が解決しようとする課題〕
しかしながら、前記のようにして製造される従来構成
の半導体装置にあつては、ポリシリコン抵抗体膜8のシ
ート抵抗が600Ω/□程度以上になると、このポリシリ
コン抵抗体膜8自体のコンタクト抵抗が増加するという
欠点があり、また、こゝでのシート抵抗が600Ω/□程
度以上のポリシリコン抵抗体膜8に関し、その抵抗の経
時変化を確認するための加速試験として、これを高温雰
囲気(例えば、175℃)中に放置すると、試験の開始前
後で、抵抗値が著るしく変化するという不安定性をもつ
などの問題点があつた。
この発明は、従来のこのような問題点を解消するため
になされたもので、その目的とするところは、シート抵
抗が600Ω/□程度以上のポリシリコン抵抗体膜におい
て、コンタクト抵抗の低減を図ると共に、経済変化によ
る抵抗値の不安定さを解消した,この種の半導体装置の
製造方法,こゝでは、ポリシリコン抵抗体膜を有する半
導体装置の製造方法を提供することである。
〔課題を解決するための手段〕
前記目的を達成するために、この発明に係る半導体装
置の製造方法は、第1導電型の半導体層上第1の絶縁酸
化膜およびポリシリコン抵抗体膜となるポリシリコン膜
を順次に形成し、このポリシリコン膜に3×1014cm-2
下の第2導電型の不純物を導入し、このポリシリコン膜
をパターニングしてポリシリコン抵抗体膜とし、半導体
層上でのベース領域の形成に併せて整形されたポリシリ
コン抵抗体膜のコンタクト領域に対し、再度第2導電型
の不純物を導入して半導体層にベース拡散層を形成する
とともにコンタクト領域にコンタクト拡散層を形成した
後、第1の絶縁酸化膜上に第2の絶縁酸化膜を形成し、
この第2の絶縁酸化膜に少なくともベース拡散層および
コンタクト拡散層に達するコンタクト孔を形成し、この
コンタクト孔にベース拡散層およびコンタクト拡散層に
接続する金属配線を形成する工程を少なくとも有してい
る。
〔作用〕
従つて、この発明では、3×1014cm-2以下の第2導電
型の不純物を導入したポリシリコン抵抗体膜にあつて、
そのコンタクト領域に対し、半導体層上でのベース領域
の形成に併せて、再度,第2導電型の不純物を導入する
ようにしたので、このポリシリコン抵抗体膜におけるコ
ンタクト抵抗の低減,ならびに経時変化による抵抗値の
不安定さを解消し得るのである。
〔実 施 例〕
以下、この発明に係る半導体装置の製造方法の一実施
例につき、第1図を参照して詳細に説明する。
第1図(a)ないし(h)は、この実施例を適用した
ポリシリコン抵抗体膜を有する半導体装置の製造方法の
主要な工程を順次模式的に示すそれぞれに断面構成図で
ある。
すなわち,これらの第1図(a)ないし(h)におい
ても、この実施例による製造方法は、まず、p型シリコ
ン基板21の主面上にあつて、n型埋込み層22を選択的に
形成させ、ついで、これらの上にn型エピタキシャル層
23を形成させると共に、このn型エピタキシャル層23を
p型分離層24によつて区分することにより、前記n型埋
込み層22に該当する部分に対応して、のちにn型エピタ
キシャル層23内に形成される素子相互間を分離させてお
き(第1図(a))、また、前記p型分離層24を含むn
型エピタキシャル層23上の全面に絶縁酸化膜25を形成さ
せた後、CVD法などにより、この絶縁酸化膜25の表面の
全面に亘つて、のちにポリシリコン抵抗体膜となるポリ
シリコン膜26aを形成させ、かつその表面に3×1014cm
-2以下のボロンイオンを注入する(同図(b))。
続いて、写真製版法により、ポリシリコン抵抗体膜の
形成予定領域に対応する表面部をパターニング除去した
フォトレジスト27を形成し、かつこのフォトレジスト27
をマスクに用い、前記ボロンイオンを注入したポリシリ
コン膜26aを所期通りの形状に選択的に加工して整形さ
れたポリシリコン抵抗体膜26bとした上で(同図
(c))、マスクに用いたフォトレジスト27を一旦,除
去後、前記整形されたポリシリコン抵抗体膜26bを含む
絶縁酸化膜25上にあつて、再度,写真製版法により、ベ
ースp型拡散層およびポリシリコン抵抗体膜でのコンタ
クト孔の各形成予定領域に対応する表面部をそれぞれに
パターニング除去したフォトレジスト28を形成し、かつ
このフォトレジスト28をマスクに用い、ボロンイオンを
選択的に注入してベースB注入領域29およびポリシリコ
ン抵抗体膜のコンタクトB注入領域30をそれぞれに形成
し(同図(d))、かつその後、これを800〜1100℃程
度で熱処理して、前記ポリシリコン抵抗体膜26b内と、
それにベースB注入領域29内,およびコンタクトB注入
領域30内とのボロンイオンをそれぞれに活性化させるこ
とにより、ポリシリコン抵抗体膜26と、ベースp型拡散
層31およびコンタクトp型拡散層32とをそれぞれに形成
する(同図(e))。
次に、再度,写真製版法によつて、今度は、エミッタ
・コレクタ各n型拡散層の形成予定領域に対応する表面
部をパターニング除去したフォトレジスト33を形成し、
かつこのフォトレジスト33をマスクに用い、エッチング
法により、これらのエミッタ・コレクタ各n型拡散層の
形成予定領域に対応して前記絶縁酸化膜25を選択的に除
去しておき、かつ砒素イオンを注入した後(同図
(f))、これを800〜1100℃程度で熱処理し、注入さ
れた砒素イオンを活性化させてエミッタn型拡散層34お
よびコレクタn型拡散層35を形成させ、また、これらの
全面をPSG膜36によつて被覆させる(同図(g))。
最後に、前記PSG膜36に対して、再度,写真製版法に
より、ポリシリコン抵抗体膜26のコンタクトp型拡散層
32と、ベースp型拡散層31,エミッタn型拡散層34およ
びコレクタn型拡散層35とのそれぞれに達するコンタク
ト孔を開口させた後、これらに対してアルミ−シリコン
膜などの金属配線37と38,39および40とをそれぞれに接
続させ、かつこれらの表面の全面にプラズマ窒化膜など
の表面絶縁膜41を形成させて(同図(h))、所期通り
のポリシリコン抵抗体膜を有する半導体装置を得るので
ある。
従つて、この実施例方法においては、ポリシリコン膜
26aに3×1014cm-2以下のボロンイオンを注入した後、
これを整形してポリシリコン抵抗体膜26bとし、つい
で、素子間分離されたn型エピタキシャル層23でのベー
スp型拡散層の形成予定領域に対応する部分,および整
形されたポリシリコン抵抗体膜26bでのコンタクト孔の
形成予定領域に対応する部分のそれぞれにボロンイオン
を選択的に注入してベースB注入領域29,およびコンタ
クトB注入領域30をそれぞれに形成し、かつこれらを熱
処理してそれぞれに活性化させることにより、所期のポ
リシリコン抵抗体膜26と、ベースp型拡散層31およびコ
ンタクトp型拡散層32とを形成させるようにしたので、
ポリシリコン抵抗体膜26にあつては、そのコンタクト抵
抗を低減させ得ると共に、併せて、このように不純物,
こゝでは、ボロンイオンを多く含むポリシリコンは、そ
の後の熱処理時での結晶成長が速くて、コンタクト部が
単結晶ライクとなり、加速試験においても不安定性のな
い良好なポリシリコン抵抗を形成し得るのであり、ま
た、ポリシリコン抵抗体膜26のコンタクト部への不純物
注入については、これを素子形成,こゝでは、ベースp
型拡散層31への不純物注入と同時に行うようにしている
ために、あらためてコンタクト部への不純物注入工程を
必要としない。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、この発明方法によれば、第1導
電型の半導体層上に形成されるポリシリコン膜に3×10
14cm-2以下の第2導電型の不純物を導入した後、ポリシ
リコン膜を整形してポリシリコン抵抗体膜とし、かつ半
導体層上でのベース領域の形成に併せて、整形されたポ
リシリコン抵抗体膜のコンタクト領域に、再度,第2導
電型の不純物を導入するようにしたから、このようにし
て製造される半導体素子では、ポリシリコン抵抗体膜に
おけるコンタクト抵抗の低減が可能になると共に、かつ
経時変化による抵抗値の不安定性をも容易に解消できる
のであり、しかも、ポリシリコン抵抗体膜のコンタクト
部への不純物注入を、半導体層上でのベース形成時の不
純物注入と同時に行うようにしたので、あらためてコン
タクト部への不純物注入工程を必要としないなどの優れ
た特長を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)ないし(h)はこの発明方法の一実施例を
適用した半導体装置の主要な製造工程の概要を順次模式
的に示すそれぞれに断面構成図であり、また、第2図
(a)ないし(g)は従来例方法による同上装置の主要
な製造工程の概要を順次模式的に示すそれぞれに断面構
成図である。 21……p型シリコン基板、23……n型エピタキシャル
層、25……絶縁酸化膜、26a……ポリシリコン膜、26b…
…整形されたポリシリコン抵抗体膜、26……ポリシリコ
ン抵抗体膜、29……ベースB注入領域、30……コンタク
トB注入領域、31……ベースp型拡散層、32……コンタ
クト、p型拡散層、34……エミッタn型拡散層、35……
コレクタn型拡散層、36……PSG膜、37,38,39,40……金
属配線、41……表面絶縁膜。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1導電型の半導体層上に、第1の絶縁酸
    化膜,およびポリシリコン抵抗体膜となるポリシリコン
    膜を順次に形成させる工程と、 前記ポリシリコン膜に3×1014cm-2以下の第2導電型の
    不純物を導入する工程と、 前記ポリシリコン膜を選択加工して整形されたポリシリ
    コン抵抗体膜とする工程と、 前記半導体層上でのベース領域の形成に併せて、前記整
    形されたポリシリコン抵抗体膜のコンタクト領域に対
    し、再度,第2導電型の不純物を導入して前記半導体層
    にベース拡散層を形成するとともに前記コンタクト領域
    にコンタクト拡散層を形成する工程と、 前記第1の絶縁酸化膜上に第2の絶縁酸化膜を形成し、
    前記第2の絶縁酸化膜に少なくとも前記ベース拡散層お
    よびコンタクト拡散層に達するコンタクト孔を形成する
    工程と、 前記コンタクト孔に前記ベース拡散層およびコンタクト
    拡散層に接続する金属配線を形成する工程と、 を少なくとも含むことを特徴とする半導体装置の製造方
    法。
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