JP2882211B2 - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JP2882211B2 JP2882211B2 JP30207392A JP30207392A JP2882211B2 JP 2882211 B2 JP2882211 B2 JP 2882211B2 JP 30207392 A JP30207392 A JP 30207392A JP 30207392 A JP30207392 A JP 30207392A JP 2882211 B2 JP2882211 B2 JP 2882211B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関し、特に高周波用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。
関し、特に高周波用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。
【0002】
【従来の技術】高周波用バイポーラトランジスタにはキ
ャリア走行時間を短縮するため極めて浅いベース拡散層
およびエミッタ拡散層が要求される。またベース拡散層
に対するエミッタ拡散層の濃度を大きくしてエミッタ注
入効率の向上を図っている。
ャリア走行時間を短縮するため極めて浅いベース拡散層
およびエミッタ拡散層が要求される。またベース拡散層
に対するエミッタ拡散層の濃度を大きくしてエミッタ注
入効率の向上を図っている。
【0003】その結果、ベース抵抗が大きくなって引き
出し電極とのコンタクト抵抗が大きくなりトランジスタ
特性が低下する。この対策として、低濃度活性ベースに
連なるコンタクト領域に引き出し電極と接続する高濃度
グラフトベースが形成されている。
出し電極とのコンタクト抵抗が大きくなりトランジスタ
特性が低下する。この対策として、低濃度活性ベースに
連なるコンタクト領域に引き出し電極と接続する高濃度
グラフトベースが形成されている。
【0004】従来の高周波用バイポーラトランジスタに
ついて、図2(a)〜(g)を参照して説明する。
ついて、図2(a)〜(g)を参照して説明する。
【0005】はじめに図2(a)に示すように、レジス
ト(図示せず)をマスクとしてN型シリコン基板1表面
にボロンなどのP型不純物をイオン注入して表面濃度1
×1013〜1×1016cm-3の活性ベース2を形成した
のち、絶縁保護膜として厚さ30〜100nmの酸化膜
3および厚さ100〜200nmの窒化膜4を堆積す
る。
ト(図示せず)をマスクとしてN型シリコン基板1表面
にボロンなどのP型不純物をイオン注入して表面濃度1
×1013〜1×1016cm-3の活性ベース2を形成した
のち、絶縁保護膜として厚さ30〜100nmの酸化膜
3および厚さ100〜200nmの窒化膜4を堆積す
る。
【0006】つぎに図2(b)に示すように、レジスト
5をマスクとしてCF4 系プラズマガスにより窒化膜4
をエッチングしたのち、CHF3 系プラズマガスにより
酸化膜3をエッチングしてエミッタ開口6およびベース
コンタクト7を形成する。
5をマスクとしてCF4 系プラズマガスにより窒化膜4
をエッチングしたのち、CHF3 系プラズマガスにより
酸化膜3をエッチングしてエミッタ開口6およびベース
コンタクト7を形成する。
【0007】つぎに図2(c)に示すように、レジスト
5を除去したのち燐などを約1×1021cm-3ドープし
た厚さ100〜1000nmのN型ポリシリコン8を全
面に堆積してからCVD法により厚さ50〜300nm
の酸化膜11を堆積する。
5を除去したのち燐などを約1×1021cm-3ドープし
た厚さ100〜1000nmのN型ポリシリコン8を全
面に堆積してからCVD法により厚さ50〜300nm
の酸化膜11を堆積する。
【0008】つぎに図2(d)に示すように、レジスト
9をマスクとしてCHF3 系プラズマガスまたは弗酸系
の溶液を用いて酸化膜11をエッチングしたのち、CC
l4+O2 系のプラズマガスを用いてポリシリコン8を
エッチングする。
9をマスクとしてCHF3 系プラズマガスまたは弗酸系
の溶液を用いて酸化膜11をエッチングしたのち、CC
l4+O2 系のプラズマガスを用いてポリシリコン8を
エッチングする。
【0009】つぎに図2(e)に示すように、レジスト
9を除去したのち900〜1000℃の窒素、アルゴン
などの不活性雰囲気で熱処理してエミッタ12を形成す
る。つぎにボロンなどのP型不純物をイオン注入(また
は熱拡散)して表面濃度約1×1018cm-3の高濃度グ
ラフトベース13を形成する。ここで酸化膜11は高濃
度グラフトベース13を形成するときの、マスク材とな
っている。
9を除去したのち900〜1000℃の窒素、アルゴン
などの不活性雰囲気で熱処理してエミッタ12を形成す
る。つぎにボロンなどのP型不純物をイオン注入(また
は熱拡散)して表面濃度約1×1018cm-3の高濃度グ
ラフトベース13を形成する。ここで酸化膜11は高濃
度グラフトベース13を形成するときの、マスク材とな
っている。
【0010】つぎに図2(f)に示すように、弗酸系の
溶液を用いて酸化膜11をエッチングする。
溶液を用いて酸化膜11をエッチングする。
【0011】つぎに図2(g)に示すように、蒸着また
はスパッタによりTi−Pt−Au(チタン−白金−
金)を堆積したのち、レジスト(図示せず)をマスクと
してイオンミリングまたはメタルドライエッチングによ
り、エミッタ電極14およびベース電極15を形成して
素子部が完成する。
はスパッタによりTi−Pt−Au(チタン−白金−
金)を堆積したのち、レジスト(図示せず)をマスクと
してイオンミリングまたはメタルドライエッチングによ
り、エミッタ電極14およびベース電極15を形成して
素子部が完成する。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】活性ベースの中にグラ
フトベースを形成するために、図2(d)および(e)
に示すようにエミッタ開口6をレジスト9で被覆してベ
ースコンタクト7を再び開口する。このときエミッタ開
口6を被覆するレジスト9には極めて精密な寸法加工精
度と位置合せ精度が要求される。
フトベースを形成するために、図2(d)および(e)
に示すようにエミッタ開口6をレジスト9で被覆してベ
ースコンタクト7を再び開口する。このときエミッタ開
口6を被覆するレジスト9には極めて精密な寸法加工精
度と位置合せ精度が要求される。
【0013】ベース抵抗を低減するためエミッタ開口6
とベースコンタクト7を極力近接して設計することによ
りトランジスタの高周波特性向上を図っている。したが
ってエミッタ開口6に対して十分な余裕をもたせてレジ
スト9の寸法を設計することができない。そのため位置
合せずれなどによってエミッタ開口6が露出したり、ベ
ース電極15とショートするという問題が生じる。
とベースコンタクト7を極力近接して設計することによ
りトランジスタの高周波特性向上を図っている。したが
ってエミッタ開口6に対して十分な余裕をもたせてレジ
スト9の寸法を設計することができない。そのため位置
合せずれなどによってエミッタ開口6が露出したり、ベ
ース電極15とショートするという問題が生じる。
【0014】例えば図2(f)に示すように、グラフト
ベース13を形成したのちポリシリコン8上の酸化膜1
1をエッチングするとき、ベースコンタクト7の酸化膜
3がアンダーカット(サイドエッチング)されてサイド
エッチング部7aが生じる。
ベース13を形成したのちポリシリコン8上の酸化膜1
1をエッチングするとき、ベースコンタクト7の酸化膜
3がアンダーカット(サイドエッチング)されてサイド
エッチング部7aが生じる。
【0015】高周波用のバイポーラトランジスタにおい
ては、浅い接合部への低融点金属の侵入を防止するた
め、通常、Ti−Ptなどからなる高融点金属をバリヤ
メタルとして、その上にAu層が形成されている。それ
でもバリヤメタルのステップカバレッジ(段差被覆性)
が悪くなると、図2(g)に示すように空洞16が生じ
てトランジスタの耐熱性や信頼性が悪くなる。
ては、浅い接合部への低融点金属の侵入を防止するた
め、通常、Ti−Ptなどからなる高融点金属をバリヤ
メタルとして、その上にAu層が形成されている。それ
でもバリヤメタルのステップカバレッジ(段差被覆性)
が悪くなると、図2(g)に示すように空洞16が生じ
てトランジスタの耐熱性や信頼性が悪くなる。
【0016】またエミッタ電極14およびベース電極1
5を形成する工程において、エミッタ用ポリシリコン8
およびベースコンタクト7との精密な位置合せが必要で
ある。位置ずれが生じるとエミッタポリシリコン8の側
壁にバリアメタルなどが付着してベース電極15とショ
ートすることにより、製品歩留が低下するという問題が
あった。
5を形成する工程において、エミッタ用ポリシリコン8
およびベースコンタクト7との精密な位置合せが必要で
ある。位置ずれが生じるとエミッタポリシリコン8の側
壁にバリアメタルなどが付着してベース電極15とショ
ートすることにより、製品歩留が低下するという問題が
あった。
【0017】
【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、一導電型半導体基板の表面に逆導電型の第1
領域を形成する工程と、全面に酸化膜および窒化膜のう
ち1つ以上からなる絶縁膜を堆積したのち、前記第1領
域上に複数個の開口を形成する工程と、全面に一導電型
不純物をドープした第1のポリシリコンを堆積したの
ち、エッチバックにより前記開口のみに前記第1のポリ
シリコンを残す工程と、前記開口の一部をレジストで覆
って前記開口の前記第1のポリシリコンをエッチングす
る工程と、全面に逆導電型不純物をドープした第2のポ
リシリコンを堆積したのち、エッチバックにより前記第
1のポリシリコンがエッチングされた前記開口に前記第
2のポリシリコンを残す工程とを含むものである。
造方法は、一導電型半導体基板の表面に逆導電型の第1
領域を形成する工程と、全面に酸化膜および窒化膜のう
ち1つ以上からなる絶縁膜を堆積したのち、前記第1領
域上に複数個の開口を形成する工程と、全面に一導電型
不純物をドープした第1のポリシリコンを堆積したの
ち、エッチバックにより前記開口のみに前記第1のポリ
シリコンを残す工程と、前記開口の一部をレジストで覆
って前記開口の前記第1のポリシリコンをエッチングす
る工程と、全面に逆導電型不純物をドープした第2のポ
リシリコンを堆積したのち、エッチバックにより前記第
1のポリシリコンがエッチングされた前記開口に前記第
2のポリシリコンを残す工程とを含むものである。
【0018】
【実施例】本発明の一実施例について、図1(a)〜
(i)を参照して説明する。
(i)を参照して説明する。
【0019】はじめに図1(a)に示すように、レジス
ト(図示せず)をマスクとしてN型シリコン基板1表面
にボロンなどのP型不純物をイオン注入して表面濃度1
×1013〜1×1016cm-3の活性ベース2を形成した
のち、絶縁保護膜として厚さ30〜100nmの酸化膜
3および厚さ100〜200nmの窒化膜4を堆積す
る。
ト(図示せず)をマスクとしてN型シリコン基板1表面
にボロンなどのP型不純物をイオン注入して表面濃度1
×1013〜1×1016cm-3の活性ベース2を形成した
のち、絶縁保護膜として厚さ30〜100nmの酸化膜
3および厚さ100〜200nmの窒化膜4を堆積す
る。
【0020】つぎに図1(b)に示すように、レジスト
5をマスクとしてCF4 系プラズマガスにより窒化膜4
をエッチングしたのち、CHF3 系プラズマガスにより
酸化膜3をエッチングしてエミッタ開口6およびベース
コンタクト7を形成する。
5をマスクとしてCF4 系プラズマガスにより窒化膜4
をエッチングしたのち、CHF3 系プラズマガスにより
酸化膜3をエッチングしてエミッタ開口6およびベース
コンタクト7を形成する。
【0021】つぎに図1(c)に示すように、レジスト
5を除去したのち砒素などをドープしたN型ポリシリコ
ン8を全面に堆積する。ここでN型ポリシリコン8の厚
さは少なくともエミッタ開口6のスリット幅の1/2以
上の厚さに形成してエミッタ開口6を完全に埋め込み表
面をなだらかにする。高周波用バイポーラトランジスタ
のエミッタ開口のスリット幅は0.5〜1.0μmと極
めて狭いので、厚さ0.25〜0.5μm以上のN型ポ
リシリコン8の形成することになる。
5を除去したのち砒素などをドープしたN型ポリシリコ
ン8を全面に堆積する。ここでN型ポリシリコン8の厚
さは少なくともエミッタ開口6のスリット幅の1/2以
上の厚さに形成してエミッタ開口6を完全に埋め込み表
面をなだらかにする。高周波用バイポーラトランジスタ
のエミッタ開口のスリット幅は0.5〜1.0μmと極
めて狭いので、厚さ0.25〜0.5μm以上のN型ポ
リシリコン8の形成することになる。
【0022】つぎに図1(d)に示すように、CCl4
ガスを用いてN型ポリシリコン8をエッチバックするこ
とにより、エミッタ開口6およびベースコンタクト7の
みにN型ポリシリコン8を残す。
ガスを用いてN型ポリシリコン8をエッチバックするこ
とにより、エミッタ開口6およびベースコンタクト7の
みにN型ポリシリコン8を残す。
【0023】つぎに図1(e)に示すように、レジスト
9をマスクとして弗硝酸系の溶液を用いてベースコンタ
クト7のN型ポリシリコン8をエッチングする。このと
き弗硝酸系の溶液に窒化膜4および酸化膜3が耐える。
エミッタ開口6内のN型ポリシリコン8が露出しなけれ
ば良いので、レジスト9をパターニングするときの位置
合せ精度は緩和されている。
9をマスクとして弗硝酸系の溶液を用いてベースコンタ
クト7のN型ポリシリコン8をエッチングする。このと
き弗硝酸系の溶液に窒化膜4および酸化膜3が耐える。
エミッタ開口6内のN型ポリシリコン8が露出しなけれ
ば良いので、レジスト9をパターニングするときの位置
合せ精度は緩和されている。
【0024】つぎに図1(f)に示すように、レジスト
9を除去したのちボロンなどをドープしたP型ポリシリ
コン10を堆積する。このときP型ポリシリコン10は
ベースコンタクト7のスリット幅の1/2以上の厚さに
形成する。
9を除去したのちボロンなどをドープしたP型ポリシリ
コン10を堆積する。このときP型ポリシリコン10は
ベースコンタクト7のスリット幅の1/2以上の厚さに
形成する。
【0025】つぎに図1(g)に示すように、CCl4
ガスを用いてP型ポリシリコン10をエッチバックする
ことにより、ベースコンタクト7のみにP型ポリシリコ
ン10を残す。
ガスを用いてP型ポリシリコン10をエッチバックする
ことにより、ベースコンタクト7のみにP型ポリシリコ
ン10を残す。
【0026】つぎに図1(h)に示すように、CVD法
により全面に厚さ100〜300nmの酸化膜11を堆
積したのち、900〜1000℃の窒素、アルゴンなど
の不活性雰囲気で熱処理してエミッタ12およびグラフ
トベース13を形成する。
により全面に厚さ100〜300nmの酸化膜11を堆
積したのち、900〜1000℃の窒素、アルゴンなど
の不活性雰囲気で熱処理してエミッタ12およびグラフ
トベース13を形成する。
【0027】つぎに図1(i)に示すように、弗酸系の
溶液を用いて酸化膜11をエッチングする。つぎに蒸着
またはスパッタによりTi−Pt−Au(チタン−白金
−金)を堆積したのち、レジスト(図示せず)をマスク
としてイオンミリングまたはメタルドライエッチングに
より、エミッタ電極14およびベース電極15を形成し
て素子部が完成する。
溶液を用いて酸化膜11をエッチングする。つぎに蒸着
またはスパッタによりTi−Pt−Au(チタン−白金
−金)を堆積したのち、レジスト(図示せず)をマスク
としてイオンミリングまたはメタルドライエッチングに
より、エミッタ電極14およびベース電極15を形成し
て素子部が完成する。
【0028】本実施例ではNPNバイポーラトランジス
タについて述べたが、極性を反転することにより本発明
をPNPバイポーラトランジスタに適用することができ
る。さらにNPNおよびPNP双方のバイポーラトラン
ジスタを搭載した高周波用モノリシック集積回路や高速
Bi−CMOS集積回路にも適用することできる。
タについて述べたが、極性を反転することにより本発明
をPNPバイポーラトランジスタに適用することができ
る。さらにNPNおよびPNP双方のバイポーラトラン
ジスタを搭載した高周波用モノリシック集積回路や高速
Bi−CMOS集積回路にも適用することできる。
【0029】
【発明の効果】エッチバックによりセルフアラインで選
択的にエミッタ開口にN型ポリシリコンを形成すること
ができる。位置合せが不要になって、従来位置合せずれ
によって生じていた不良を解消することができた。
択的にエミッタ開口にN型ポリシリコンを形成すること
ができる。位置合せが不要になって、従来位置合せずれ
によって生じていた不良を解消することができた。
【0030】さらにエッチバックにより平坦化されて、
ポリシリコンと絶縁膜との段差がなくなった。従来ポリ
シリコン段差によって生じていた電極のショートがなく
なった。
ポリシリコンと絶縁膜との段差がなくなった。従来ポリ
シリコン段差によって生じていた電極のショートがなく
なった。
【0031】またエッチバックによりベースコンタクト
にP型ポリシリコンを形成することにより、従来生じて
いたベースコンタクトのサイドエッチングがなくなっ
た。電極形成工程において、バリヤメタルのステップカ
バレッジが改善されて、歩留りおよび信頼性が向上し
た。
にP型ポリシリコンを形成することにより、従来生じて
いたベースコンタクトのサイドエッチングがなくなっ
た。電極形成工程において、バリヤメタルのステップカ
バレッジが改善されて、歩留りおよび信頼性が向上し
た。
【図1】本発明の一実施例を工程順に示す断面図であ
る。
る。
【図2】従来の高周波用バイポーラトランジスタの製造
方法を示す断面図である。
方法を示す断面図である。
1 N型シリコン基板 2 活性ベース 3 酸化膜 4 窒化膜 5 レジスト 6 エミッタ開口 7 ベースコンタクト 8 N型ポリシリコン 9 レジスト 10 P型ポリシリコン 11 酸化膜 12 エミッタ 13 グラフトベース 14 エミッタ電極 15 ベース電極
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01L 21/33 - 21/331 H01L 29/68 - 29/737
Claims (1)
- 【請求項1】 一導電型半導体基板の表面に逆導電型の
第1領域を形成する工程と、全面に酸化膜および窒化膜
のうち1つ以上からなる絶縁膜を堆積したのち、前記第
1領域上に複数個の開口を形成する工程と、全面に一導
電型不純物をドープした第1のポリシリコンを堆積した
のち、エッチバックにより前記開口のみに前記第1のポ
リシリコンを残す工程と、前記開口の一部をレジストで
覆って前記開口の前記第1のポリシリコンをエッチング
する工程と、全面に逆導電型不純物をドープした第2の
ポリシリコンを堆積したのち、エッチバックにより前記
第1のポリシリコンがエッチングされた前記開口に前記
第2のポリシリコンを残す工程とを含む半導体装置の製
造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30207392A JP2882211B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30207392A JP2882211B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH06151444A JPH06151444A (ja) | 1994-05-31 |
JP2882211B2 true JP2882211B2 (ja) | 1999-04-12 |
Family
ID=17904596
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30207392A Expired - Fee Related JP2882211B2 (ja) | 1992-11-12 | 1992-11-12 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2882211B2 (ja) |
-
1992
- 1992-11-12 JP JP30207392A patent/JP2882211B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Publication date |
---|---|
JPH06151444A (ja) | 1994-05-31 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990105 |
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