JP3068733B2 - Method for manufacturing semiconductor device - Google Patents

Method for manufacturing semiconductor device

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JP3068733B2
JP3068733B2 JP5151985A JP15198593A JP3068733B2 JP 3068733 B2 JP3068733 B2 JP 3068733B2 JP 5151985 A JP5151985 A JP 5151985A JP 15198593 A JP15198593 A JP 15198593A JP 3068733 B2 JP3068733 B2 JP 3068733B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は半導体装置の製造方法に
関する。更に詳しくは、ローノイズのNPNトランジス
タの製造方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device. More specifically, the present invention relates to a method for manufacturing a low noise NPN transistor.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体の高密度化及び高速化に伴って、
構成素子であるトランジスタの微細化、エミッタ−ベー
ス接合の微細化等が行われている。このような、従来の
製造方法の例として図6に示した方法が挙げられる。以
下図6に従って従来の製造方法を簡単に説明する。
2. Description of the Related Art As the density and speed of semiconductors increase,
Miniaturization of transistors as constituent elements, miniaturization of emitter-base junction, and the like have been performed. As an example of such a conventional manufacturing method, there is a method shown in FIG. Hereinafter, a conventional manufacturing method will be briefly described with reference to FIG.

【0003】まず、p型基板1内に埋め込みコレクタ層
2を形成した後、エピタキシャル層3を成長させる。続
いてエピタキシャル層3に分離用拡散領域として高濃度
p型拡散領域4及びコレクタとの接続用n型拡散領域5
を形成する。この後全面に酸化膜6を成長させる(図6
(a))。次に、フォトエッチングによりベース領域7上を
開口し、レジストおよび酸化膜をマスクにp型不純物を
注入する(図6(b))。
First, after a buried collector layer 2 is formed in a p-type substrate 1, an epitaxial layer 3 is grown. Subsequently, a high-concentration p-type diffusion region 4 as an isolation diffusion region and an n-type diffusion region 5 for connection to a collector are formed in the epitaxial layer 3.
To form Thereafter, an oxide film 6 is grown on the entire surface (FIG. 6).
(a)). Next, an opening is formed on the base region 7 by photoetching, and a p-type impurity is implanted using the resist and the oxide film as a mask (FIG. 6B).

【0004】更に、フォトリソグラフィーにより、ベー
スコンタクト部を含む外部ベース領域8に開口を有する
レジスト9を形成する。このレジスト9をマスクとして
p型不純物を注入し、その後レジスト9を除去する(図
6(c))。続いてフォトリソグラフィーによりエミッタ部
10に開口を有するレジスト11を形成する。このレジスト
11をマスクとしてn型不純物を注入する(図6(d))。
Further, a resist 9 having an opening in an external base region 8 including a base contact portion is formed by photolithography. Using the resist 9 as a mask, a p-type impurity is implanted, and then the resist 9 is removed (FIG. 6C). Next, the emitter section is formed by photolithography.
A resist 11 having an opening in 10 is formed. This resist
An n-type impurity is implanted using 11 as a mask (FIG. 6D).

【0005】次に、熱処理により不純物の活性化をはか
った後メタライゼーションにより配線16を行うことによ
って半導体装置を製造できる(図6(e))。また、微細化
のために自己整合技術を使用して、高精度に位置合わせ
を行う方法も種々提案されている。このような従来の製
造方法は、例えば特開平2-10737号公報に記載されてお
り、その製造方法は、図7に示したように、エミッタ−
ベース間を自己整合的に形成している。以下この製造方
法を簡単に説明する。
Next, a semiconductor device can be manufactured by performing wiring 16 by metallization after activating impurities by heat treatment (FIG. 6 (e)). Also, various methods for performing high-accuracy alignment using a self-alignment technique for miniaturization have been proposed. Such a conventional manufacturing method is described in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-10737, and the manufacturing method is, as shown in FIG.
The bases are formed in a self-aligned manner. Hereinafter, this manufacturing method will be briefly described.

【0006】まず、p型基板1内に埋め込みコレクタ層
2を形成した後、エピタキシャル層3を成長させる。続
いて分離用拡散領域として高濃度p型拡散領域4及びコ
レクタとの接続用n型拡散領域5を形成する。この後全
面に酸化膜6を成長させる(図7(a))。次に、フォトエ
ッチングによりグラフトベース(外部ベース)17と活性
ベース(内部ベース)18を決定する部分を開口する(図
7(b))。
First, after a buried collector layer 2 is formed in a p-type substrate 1, an epitaxial layer 3 is grown. Subsequently, a high-concentration p-type diffusion region 4 and an n-type diffusion region 5 for connection to the collector are formed as isolation diffusion regions. Thereafter, an oxide film 6 is grown on the entire surface (FIG. 7A). Next, openings for determining the graft base (external base) 17 and the active base (internal base) 18 are opened by photoetching (FIG. 7B).

【0007】更に、ポリSiを5000Å堆積しフォト
エッチングにより外部ベース上のポリSi19と内部ベー
ス上のポリSi20とを分離する(図7(c))。次に、全面
をおよそ2500Å酸化する。続いてフォトリソグラフ
ィーにより内部ベース領域のみ酸化膜21を残し、外部ベ
ース領域のポリSi19の上の酸化膜を除去し、続いてレ
ジストを除去する。
Further, poly Si is deposited at 5000.degree., And poly Si 19 on the external base and poly Si 20 on the internal base are separated by photoetching (FIG. 7C). Next, the entire surface is oxidized at about 2500 °. Subsequently, the oxide film 21 on the poly-Si 19 in the outer base region is removed by leaving the oxide film 21 only in the inner base region by photolithography, and then the resist is removed.

【0008】続いてp型不純物を注入する。この時内部
ベース上はポリSi20上に酸化膜21があるため、外部ベ
ース上のポリSi19には高濃度の不純物が注入され、内
部ベース上のポリSi20は低濃度となる(図7(d))。こ
の後、酸化性雰囲気で熱処理を施す。ここで外部ベース
上ポリSi19上に酸化膜22を成長させる(図7(e))。
Subsequently, a p-type impurity is implanted. At this time, since the oxide film 21 is on the internal base on the poly-Si 20, high-concentration impurities are implanted into the poly-Si 19 on the external base, and the poly-Si 20 on the internal base has a low concentration (FIG. 7D). ). Thereafter, heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere. Here, an oxide film 22 is grown on the poly-Si 19 on the external base (FIG. 7E).

【0009】次に、フォトエッチングによりエミッタ領
域のポリSi上酸化膜21を除去しn型不純物を注入す
る。続いて熱処理を行い不純物を活性化させる(図7
(f))。更に、層間酸化膜23を堆積し、メタライゼーショ
ンにより配線27を施すことによって半導体装置を製造す
ることができる(図7(g))。図6に示した製造方法で
は、内部、外部のベース構造を持つので内部ベースでは
エミッタ接地電流利得(hFE)等の特性を決定し、外
部ベースではメタルとの良好にコンタクトさせることが
できる。そのため、通常(外部ベースを持たない)のN
PNトランジスタに比べて、ベース抵抗の低い、高周波
特性の優れたNPNトランジスタの作成が可能である。
Next, the oxide film 21 on the poly-Si in the emitter region is removed by photoetching, and an n-type impurity is implanted. Subsequently, heat treatment is performed to activate the impurities (FIG. 7).
(f)). Furthermore, a semiconductor device can be manufactured by depositing an interlayer oxide film 23 and providing a wiring 27 by metallization (FIG. 7 (g)). In the manufacturing method shown in FIG. 6, since the internal base has an internal and external base structure, the characteristics such as the common emitter current gain (hFE) are determined in the internal base, and the external base can be in good contact with the metal. Therefore, the normal (no external base) N
An NPN transistor having a low base resistance and excellent high-frequency characteristics as compared with a PN transistor can be manufactured.

【0010】また、フォト・イオン注入のみでエミッ
タ、ベースを形成できるため再現性、コスト的に優れた
NPNトランジスタの形成が可能となる。また図7の従
来例では、エミッタ−外部ベースを自己整合的に形成す
ることができるため、さらにベース抵抗を低減すること
が可能となり、高性能なNPNトランジスタの形成が可
能となる。
Further, since the emitter and the base can be formed only by photo-ion implantation, an NPN transistor excellent in reproducibility and cost can be formed. In the conventional example of FIG. 7, since the emitter and the external base can be formed in a self-aligned manner, the base resistance can be further reduced, and a high-performance NPN transistor can be formed.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図6の
従来例に示す形成方法ではイオン注入でエミッタ、ベー
スを形成するため活性化、イオン注入のダメージ回復の
ための熱処理を行っても、イオン注入による、損傷は回
復しきれず特性的には1/fノイズの増大、バーストノ
イズの発生等の問題点があった。
However, in the formation method shown in the conventional example of FIG. 6, even if activation for forming an emitter and a base by ion implantation and heat treatment for recovery from damage due to ion implantation are performed, As a result, the damage cannot be completely recovered, and in terms of characteristics, there are problems such as an increase in 1 / f noise and generation of burst noise.

【0012】また図7の従来例では、外部ベースと内部
ベース間のリンク領域は酸化膜の幅と不純物の横方向の
拡散とによって決定され、酸化膜のフォト・エッチング
によるバラツキがベース抵抗、コレクタ−エミッタ間の
リーク特性等に直接影響を与える構造となっている。ま
た、酸化膜(幅約2μm)上で、ポリシリコンをフォト
・エッチングにより分離する構造となっており、アライ
メント精度が要求される。
In the conventional example shown in FIG. 7, the link region between the external base and the internal base is determined by the width of the oxide film and the lateral diffusion of impurities, and variations due to photo-etching of the oxide film are caused by the base resistance and the collector. -It has a structure that directly affects the leak characteristics between the emitters. In addition, the structure is such that polysilicon is separated by photo-etching on an oxide film (about 2 μm in width), and alignment accuracy is required.

【0013】ここでのアライメントが酸化膜の上からず
れた場合、エミッタ領域、あるいは外部ベース領域に予
定外の不純物を導入することになり、歩留まりの安定性
の面からみても不安定であると考えられる。次にエミッ
タ、ベースの形成のためのフォト工程の回数を考えてみ
ると、図6の従来例では、内部、外部のベースを持つ構
造のNPNトランジスタであり内部ベース形成、外部ベ
ース形成、エミッタ形成のためのフォト工程がそれぞれ
1回ずつ必要であり、最低3回のフォト工程が必要であ
る。
If the alignment here deviates from above the oxide film, an unexpected impurity is introduced into the emitter region or the external base region, and it is unstable from the viewpoint of yield stability. Conceivable. Next, considering the number of photo steps for forming the emitter and the base, the conventional example of FIG. 6 is an NPN transistor having a structure having an internal and an external base, and has an internal base, an external base, and an emitter. Is required once each, and at least three photo steps are required.

【0014】また図7の従来例ではエミッタ、ベースの
形成のために最低4回のフォト工程が必要である。以上
述べたように従来例ではフォト工程の削減によるコスト
ダウンは困難であった。一般的に半導体装置の製造にお
いてはこのフォト工程はバッチ処理が不可能であるため
最もコストのかかる工程となっている。
In the conventional example shown in FIG. 7, at least four photo steps are required for forming the emitter and the base. As described above, in the conventional example, it was difficult to reduce the cost by reducing the number of photo steps. Generally, in the manufacture of semiconductor devices, this photo process is the most costly process since batch processing is impossible.

【0015】[0015]

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、上記
問題点を鑑みてなされたものであり、すなわち、本発明
によれば、エミッタ、ベース及びコレクタを縦型に有し
てなるNPNトランジスタの製造方法であって、(i)基
板上に形成されたエピタキシャル層上に、第1のポリシ
リコン層を積層し、該第1にポリシリコン層の全面にp
型不純物イオンを注入する工程、(ii)前記第1のポリシ
リコン層の全面に第2のポリシリコン層を積層し、該第
2のポリシリコン層の全面にn型不純物イオンを注入す
る工程、(iii)エミッタ形成予定領域上のみにレジスト
マスクを形成し、該レジストマスクを使用して前記第2
のポリシリコン層をエッチングする工程、(iv)前記基板
全面に前記レジストマスクを使用してp型不純物イオン
を注入する工程、(v)前記レジストマスクを除去した
後、前記第1及び第2のポリシリコン層を酸化すること
によって、酸化膜を形成すると共にn型及びp型不純物
イオンをそれぞれ前記エピタキシャル層に拡散させ、エ
ミッタ拡散層及びベース拡散層を形成する工程及び(vi)
エミッタ電極、ベース電極及びコレクタ電極を形成する
工程からなる半導体装置の製造方法が提供される。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, that is, according to the present invention, an NPN transistor having a vertical emitter, base and collector. (I) laminating a first polysilicon layer on an epitaxial layer formed on a substrate, and forming a first polysilicon layer on the entire surface of the first polysilicon layer.
Implanting type impurity ions, (ii) laminating a second polysilicon layer on the entire surface of the first polysilicon layer, and implanting n-type impurity ions on the entire surface of the second polysilicon layer; (iii) forming a resist mask only on the region where the emitter is to be formed, and using the resist mask,
Etching the polysilicon layer, (iv) implanting p-type impurity ions over the entire surface of the substrate using the resist mask, (v) removing the resist mask, the first and second Oxidizing the polysilicon layer
Forming an oxide film and diffusing n-type and p-type impurity ions respectively into the epitaxial layer to form an emitter diffusion layer and a base diffusion layer; and (vi)
There is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising a step of forming an emitter electrode, a base electrode, and a collector electrode.

【0016】本発明は2層のポリシリコン層をエミッ
タ、ベースの不純物導入の拡散源として採用し、エミッ
タ、ベース形成のためのフォト工程を最小限の1回で形
成し、イオン注入の損傷の全く発生しない、かつ再現性
の優れたNPNトランジスタの製造方法を提供するもの
である。
The present invention employs two polysilicon layers as a diffusion source for introducing impurities into the emitter and the base, forms a photo step for forming the emitter and the base in a minimum of one time, and prevents damage due to ion implantation. An object of the present invention is to provide a method for manufacturing an NPN transistor which does not occur at all and has excellent reproducibility.

【0017】すなわち第1のポリシリコン層を層厚400
〜4000Åで積層し、内部ベースの不純物を全面にp型不
純物イオンを注入する。この際使用できる不純物イオン
としては、ボロン、BF2 等が挙げられる。注入条件と
しては、5〜30KeVの加速電圧で、1×1013〜1×1
14cm-3が好ましい。
That is, the first polysilicon layer has a thickness of 400
Then, p-type impurity ions are implanted into the entire surface of the internal base impurity. In this case, examples of the impurity ions that can be used include boron and BF 2 . As implantation conditions, an acceleration voltage of 5 to 30 KeV and 1 × 10 13 to 1 × 1
0 14 cm -3 is preferred.

【0018】続いて、第2のポリシリコン層にn型不純
物イオンを注入し、n+ ポリシリコン層を形成する。こ
の際使用できる不純物イオンとしては、ヒ素、リン等が
挙げられる。注入条件としては、30〜80KeVの加速電圧
で、3×1015〜1×1016cm-3が好ましい。
Subsequently, n-type impurity ions are implanted into the second polysilicon layer to form an n + polysilicon layer. In this case, arsenic, phosphorus, and the like can be used as impurity ions. The implantation conditions are preferably 3 × 10 15 to 1 × 10 16 cm −3 at an acceleration voltage of 30 to 80 KeV.

【0019】続いて、周知のフォト・エッチング法によ
り、第2のポリシリコン層をエミッタ形成予定領域の上
にのみ残した。次に、フォト・エッチング法に使用した
レジストマスクを用いて、第2のポリシリコン層が積層
されていない第1のポリシリコン層中に外部ベースの不
純物イオンを注入する。この際使用できる不純物イオン
としては、ボロン、BF2 等が挙げられる。注入条件と
しては、5×30KeVの加速電圧で、3×1014〜1×1
15cm-3が好ましい。
Subsequently, the second polysilicon layer is left only on the region where the emitter is to be formed by a known photo etching method. Next, using a resist mask used for the photo-etching method, impurity ions of an external base are implanted into the first polysilicon layer on which the second polysilicon layer is not stacked. In this case, examples of the impurity ions that can be used include boron and BF 2 . The injection conditions are as follows: an acceleration voltage of 5 × 30 KeV, 3 × 10 14 to 1 × 1
0 15 cm -3 is preferred.

【0020】その後、レジストマスクを除去し、第1、
第2のポリシリコン層の全面を約900 ℃で熱酸化するこ
とによって、膜厚2000〜4000Åの酸化膜を形成する。こ
の際、第2のポリシリコン層が積層されていない第1の
ポリシリコン層から外部ベース領域に、p+ の外部ベー
ス拡散層が熱拡散され、また、第2のポリシリコン層が
積層されている第1のポリシリコン層から内部ベース
に、p- の内部ベース拡散層が熱拡散され、更に、第2
のポリシリコン層から、第1のポリシリコン層を通し
て、n+ のエミッタ拡散層が熱拡散されることにより形
成される。この場合n型の不純物は第2のポリシリコン
層から第1のポリシリコン層に拡散し、第1のポリシリ
コン層はn+ ポリシリコン層となり、続いて、n+ ポリ
シリコン層となった第1のポリシリコン層よりシリコン
基板内にn型の不純物が拡散される。
Thereafter, the resist mask is removed, and the first,
By thermally oxidizing the entire surface of the second polysilicon layer at about 900 ° C., an oxide film having a thickness of 2000 to 4000 ° is formed. At this time, the p + external base diffusion layer is thermally diffused from the first polysilicon layer on which the second polysilicon layer is not laminated to the external base region, and the second polysilicon layer is laminated. the internal base of the first polysilicon layer are, p - internal base diffusion layer are thermally diffused, and further, the second
Is formed by thermally diffusing an n + emitter diffusion layer from the first polysilicon layer through the first polysilicon layer. In this case, the n-type impurity diffuses from the second polysilicon layer to the first polysilicon layer, and the first polysilicon layer becomes an n + polysilicon layer, and then becomes the n + polysilicon layer. An n-type impurity is diffused from the one polysilicon layer into the silicon substrate.

【0021】内部ベース部分の不純物拡散では、まず第
1のポリシリコン膜よりp型不純物が基板中に拡散す
る。続いてn型不純物は第2のポリシリコン膜より第1
のポリシリコン膜に拡散する。その後第1のポリシリコ
ン膜よりn型不純物が基板中に拡散するのであるが、こ
の時のp型不純物とn型不純物の基板中への拡散の時間
差によりn型不純物の拡散がp型不純物を追い越す事な
くエミッタとベースの拡散層を形成する。
In the impurity diffusion of the internal base portion, first, a p-type impurity diffuses from the first polysilicon film into the substrate. Subsequently, the n-type impurity is removed from the second polysilicon film to the first position.
To the polysilicon film. Thereafter, the n-type impurity diffuses into the substrate from the first polysilicon film. At this time, due to the time difference between the diffusion of the p-type impurity and the n-type impurity into the substrate, the diffusion of the n-type impurity removes the p-type impurity. Form emitter and base diffusion layers without overtaking.

【0022】また本発明によれば、外部ベース拡散層、
内部ベース拡散層、エミッタ拡散層の不純物はイオン注
入によって基板内に導入されずポリシリコン層からの拡
散で基板内に導入される。このように、ポリシリコン層
からの拡散により不純物が基板内に導入されるため、イ
オン注入にみられる損傷はなく欠陥のないジャンクショ
ンを形成することができるため、1/fノイズの少ない
ノイズ特性の優れたNPNトランジスタの製造が可能と
なる。
Further, according to the present invention, an external base diffusion layer,
The impurities of the internal base diffusion layer and the emitter diffusion layer are not introduced into the substrate by ion implantation but are introduced into the substrate by diffusion from the polysilicon layer. As described above, since impurities are introduced into the substrate by diffusion from the polysilicon layer, there is no damage seen in ion implantation and a defect-free junction can be formed. An excellent NPN transistor can be manufactured.

【0023】図4に周波数にたいするinノイズのグラ
フを示す。この図からも判るように、本発明によりNP
Nトランジスタのinノイズは約30%低くすることが
可能となった。次に、コスト低減の観点から見ると、本
発明では、エミッタ、ベースの形成のためのフォト工程
は2回で行うことができる。すなわち第1はベース領域
の酸化膜除去のためであり、第2はポリシリコン層のパ
ターニングのためである。これは従来に比して1回フォ
ト工程を削減することを可能とする。
FIG. 4 shows a graph of in-noise with respect to frequency. As can be seen from FIG.
The in-noise of the N transistor can be reduced by about 30%. Next, from the viewpoint of cost reduction, in the present invention, a photo step for forming an emitter and a base can be performed twice. That is, the first is for removing the oxide film from the base region, and the second is for patterning the polysilicon layer. This makes it possible to reduce the number of photo steps one time as compared with the related art.

【0024】更に、本発明によれば、第1のポリシリコ
ン層を、エミッタ形成予定領域にのみ残すことにより、
エミッタ電極として使用することをも提供する。エミッ
タ形成予定領域の下のみに、第1のポリシリコン層を残
すには、酸化工程においてポリシリコン層が酸化される
層厚を調整することによって残すことができる。酸化す
る層厚は1000〜2000Åの範囲が好ましい。
Furthermore, according to the present invention, by leaving the first polysilicon layer only in the region where the emitter is to be formed,
It also provides for use as an emitter electrode. In order to leave the first polysilicon layer only under the region where the emitter is to be formed, the first polysilicon layer can be left by adjusting the thickness of the layer where the polysilicon layer is oxidized in the oxidation step. The thickness of the oxidized layer is preferably in the range of 1000 to 2000 °.

【0025】上記方法は、ポリシリコンエミッタ構造を
採用する場合であるが、ポリシリコンエミッタ構造の場
合、従来では先に示したフォト回数に加えて、ポリシリ
コン電極のパターニングのためのフォト工程が付加され
るのに対して、本発明では、ポリシリコン電極のパター
ニングのためのフォト工程は必要ないため、さらに大幅
なコスト削減が可能となる。
In the above method, a polysilicon emitter structure is employed. In the case of a polysilicon emitter structure, a photo step for patterning a polysilicon electrode is conventionally added in addition to the number of times of photo shown above. On the other hand, according to the present invention, a photo step for patterning the polysilicon electrode is not required, so that further cost reduction can be achieved.

【0026】しかしながら、この方法では、エミッタの
ポリシリコン膜の膜厚が酸化されるため薄くなる恐れが
ある。そこで本発明では更に、第2のポリシリコン層の
上に膜厚500 〜2000Åのナイトライド膜を積層すること
によって、ポリシリコン層の酸化を防ぐ方法も提供され
る。この方法により、エミッタのポリシリコン膜は酸化
されないため、より自由度のあるプロセス設計が可能と
なる。またプロセスの安定性の面からもアライメント精
度が要求されることなくNPNトランジスタを形成でき
るので、再現性の優れたICを作成できる。
However, in this method, the thickness of the polysilicon film of the emitter may be oxidized and thus may be reduced. Therefore, the present invention further provides a method for preventing oxidation of the polysilicon layer by laminating a nitride film having a thickness of 500 to 2,000 ° on the second polysilicon layer. According to this method, the polysilicon film of the emitter is not oxidized, so that a more flexible process can be designed. Further, since an NPN transistor can be formed without requiring alignment accuracy also from the viewpoint of process stability, an IC with excellent reproducibility can be manufactured.

【0027】[0027]

【実施例】実施例1 本発明の実施例を図1を用いて説明する。まず、p型の
シリコン基板101 を酸化性雰囲気下にさらし、シリコン
酸化膜を形成した。この埋め込み層を形成するために形
成予定領域のシリコン酸化膜を、除去した。次にシリコ
ン酸化膜が除去された領域にn型不純物を熱拡散させ
て、埋め込み層102 形成した。次に、シリコン酸化膜を
除去し、シランガス使用してエピタキシャル成長させる
ことによって、エピタキシャル層103 を形成した。更に
エピタキシャル層103 上に、酸化膜を形成し、所望の形
状にパターニングし、アイソレーション拡散層104 とし
てp+ 拡散層、コレクタ拡散層105 としてn+拡散層を
形成した。更に、全面に酸化膜106 を約2000Å成長させ
た(図1(a))。
Embodiment 1 An embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. First, the p-type silicon substrate 101 was exposed to an oxidizing atmosphere to form a silicon oxide film. The silicon oxide film in the region to be formed for forming the buried layer was removed. Next, the buried layer 102 was formed by thermally diffusing an n-type impurity into the region where the silicon oxide film was removed. Next, the silicon oxide film was removed, and an epitaxial layer 103 was formed by epitaxial growth using silane gas. Further, an oxide film was formed on the epitaxial layer 103 and patterned into a desired shape, and ap + diffusion layer as an isolation diffusion layer 104 and an n + diffusion layer as a collector diffusion layer 105 were formed. Further, an oxide film 106 was grown on the entire surface by about 2000 ° (FIG. 1A).

【0028】次に周知のフォト・エッチング技術を用い
てベース拡散層形成予定領域上の酸化膜106 を除去した
(図1(b))。続いて、全面に第1のポリシリコン膜107
を約500 Å積層した。続いて全面にボロンをエネルギー
10KeV、ドーズ量4.0 ×1013/cm2 の条件でイオ
ン注入した(図1(c))。
Next, the oxide film 106 on the region where the base diffusion layer was to be formed was removed using a well-known photo-etching technique (FIG. 1B). Subsequently, a first polysilicon film 107 is formed on the entire surface.
Were laminated for about 500 Å. Next, energy is applied to boron over the entire surface.
Ion implantation was performed under the conditions of 10 KeV and a dose of 4.0 × 10 13 / cm 2 (FIG. 1C).

【0029】続いて、全面に第2のポリシリコン膜108
を約1000Å積層し、全面にAsをエネルギー30KeV、
ドーズ量8.0 ×1015/cm2 の条件でイオン注入した
(図1(d))。続いて、フォト工程によりエミッタ形成予
定領域の上にレジストマスク109 を残存させ、そのレジ
ストマスク109 を使用して第2のポリシリコン膜108 を
エッチングした。続いて、このレジストマスク109 使用
してボロンをエネルギー20KeV、ドーズ量5.0 ×10
14/cm2 の条件で注入した(図1(e))。
Subsequently, a second polysilicon film 108 is formed on the entire surface.
Are laminated at about 1000 を, and As is applied to the entire surface at an energy of 30 KeV,
Ion implantation was performed under the conditions of a dose of 8.0 × 10 15 / cm 2 (FIG. 1D). Subsequently, the resist mask 109 was left over the region where the emitter is to be formed by a photo process, and the second polysilicon film 108 was etched using the resist mask 109. Subsequently, using this resist mask 109, boron is applied at an energy of 20 KeV and a dose of 5.0 × 10 5.
The injection was performed under the condition of 14 / cm 2 (FIG. 1 (e)).

【0030】レジストマスク109を除去した後、ポリ
シリコン層全体を酸化し(約3000Åの酸化)、酸化
層115を形成すると共に、ポリシリコン層から不純物
を拡散させ、外部ベース拡散層110、内部ベース拡散
層111、エミッタ拡散層112を形成した(図1
(f))。周知の技術により、コレクタ補償拡散層10
5、外部ベース拡散層110及びエミッタ拡散層112
上にコンタクト窓あけ、金属電極113を形成する
とによりNPNトランジスタを作成した(図1
(g))。
After removing the resist mask 109, the entire polysilicon layer is oxidized (about 3000 ° oxidation) to form an oxide layer 115, and at the same time, impurities are diffused from the polysilicon layer. A diffusion layer 111 and an emitter diffusion layer 112 were formed (FIG. 1).
(F)). The collector compensation diffusion layer 10 is formed by a known technique.
5. External base diffusion layer 110 and emitter diffusion layer 112
Opened contact windows above to prepare a NPN transistor by this <br/> and forming a metal electrode 113 (FIG. 1
(G)).

【0031】実施例2 上記図1(a) 〜(e) までは実施例1と同様におこなっ
た。次に、レジストを除去した後、約1000Å酸化し、酸
化膜115 を形成した。このとき外部ベース拡散層110 上
のポリシリコン層はすべて酸化され、ポリシリコン層は
エミッタ拡散層112 の上にのみ存在していた(図2
(a))。次に、実施例1の図1(g) と同様にして金属電極
113 を形成しNPNトランジスタを作成した(図2
(b))。
Example 2 The same operation as in Example 1 was performed for FIGS. 1 (a) to 1 (e). Next, after removing the resist, it was oxidized by about 1000 ° C. to form an oxide film 115. At this time, the polysilicon layer on the external base diffusion layer 110 was entirely oxidized, and the polysilicon layer was present only on the emitter diffusion layer 112 (FIG. 2).
(a)). Next, in the same manner as in FIG.
113 and an NPN transistor was created (see FIG. 2).
(b)).

【0032】実施例3 上記図1(a) 〜(d) までは実施例1と同様におこなっ
た。次に、ナイトライド膜を全面に約1000Å積層し、フ
ォト工程によりエミッタ形成予定領域の上にレジストマ
スク109 を残存させ、そのレジストマスク109 を使用し
てナイトライド膜114 と第2のポリシリコン層108 をエ
ッチングした。続いて、このレジストマスク109 を使用
してボロンをエネルギー20KeV、ドーズ量5.0 ×10
14/cm2 の条件でイオン注入した(図3(a))。
Example 3 The same operation as in Example 1 was performed for FIGS. 1 (a) to 1 (d). Next, a nitride film is laminated on the entire surface to a thickness of about 1000 mm, and a resist mask 109 is left over the region where the emitter is to be formed by a photolithography process. The nitride film 114 and the second polysilicon layer are formed using the resist mask 109. 108 was etched. Subsequently, using this resist mask 109, boron is applied at an energy of 20 KeV and a dose of 5.0 × 10
Ion implantation was performed under the condition of 14 / cm 2 (FIG. 3A).

【0033】次に、レジストマスク109を除去し、ナ
イトライド膜114を耐酸化性マスクとして、約200
0Åの酸化をおこない酸化層115を形成すると共に、
ポリシリコン層からエピタキシャル層103内に不純物
を拡散しそれぞれエミッタ拡散層112、ベース拡散層
110及び111を形成した(図3(b))。更に、実
施例1の図1(g)と同様にして金属電極113を形成
しNPNトランジスタを作成した(図3(c))。
Next, the resist mask 109 is removed, and the nitride film 114 is used as an oxidation resistant mask for about 200 hours.
Oxidation of 0 ° is performed to form an oxide layer 115 ,
Impurities were diffused from the polysilicon layer into the epitaxial layer 103 to form an emitter diffusion layer 112 and base diffusion layers 110 and 111, respectively (FIG. 3B). Further, a metal electrode 113 was formed in the same manner as in FIG. 1 (g) of Example 1 to form an NPN transistor (FIG. 3 (c)).

【0034】図5に本実施例による濃度プロファイルを
示した。この図によれば、内部ベース部は、高濃度のn
+ 領域がp- 領域を追い越さず、確実にプロファイルが
形成されていることが示されている。
FIG. 5 shows a density profile according to the present embodiment. According to this figure, the internal base portion has a high concentration of n.
It is shown that the + region does not overtake the p - region and the profile is surely formed.

【0035】[0035]

【発明の効果】以上示してきたように、本発明によれ
ば、従来法に比してフォト工程の少ない簡便かつローコ
ストでノイズ特性の良好なそして再現性のすぐれたNP
Nトランジスタの作成が可能となる。
As has been described above, according to the present invention, an NP having good noise characteristics and excellent reproducibility with a simple and low cost process requiring less photo steps as compared with the conventional method.
N transistors can be formed.

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

【図1】本発明の半導体装置の製造方法の概略断面図で
ある。
FIG. 1 is a schematic sectional view of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図2】本発明の半導体装置の製造方法の概略断面図で
ある。
FIG. 2 is a schematic sectional view of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図3】本発明の半導体装置の製造方法の概略断面図で
ある。
FIG. 3 is a schematic sectional view of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図4】周波数に対するinノイズの関係を示す図であ
る。
FIG. 4 is a diagram illustrating a relationship between in-noise and frequency.

【図5】本発明の実施例の不純物濃度分布を示す図であ
る。
FIG. 5 is a diagram showing an impurity concentration distribution according to an example of the present invention.

【図6】従来の半導体装置の製造方法の概略説明図であ
る。
FIG. 6 is a schematic explanatory view of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【図7】従来の半導体装置の製造方法の概略説明図であ
る。
FIG. 7 is a schematic explanatory view of a conventional method for manufacturing a semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

101 p型シリコン基板 102 埋め込み層 103 エピタキシャル層 104 アイソレーション拡散層 105 コレクタ補償拡散層 106 酸化膜 107 第1のポリシリコン層 108 第2のポリシリコン層 109 レジストマスク 110 外部ベース拡散層 111 内部ベース拡散層 112 エミッタ拡散層 113 金属電極 114 ナイトライド層 115 酸化層 101 p-type silicon substrate 102 buried layer 103 epitaxial layer 104 isolation diffusion layer 105 collector compensation diffusion layer 106 oxide film 107 first polysilicon layer 108 second polysilicon layer 109 resist mask 110 external base diffusion layer 111 internal base diffusion Layer 112 Emitter diffusion layer 113 Metal electrode 114 Nitride layer 115 Oxide layer

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−154267(JP,A) 特開 昭54−85680(JP,A) 特開 昭63−204648(JP,A) 特開 昭58−12358(JP,A) 特開 昭61−91961(JP,A) 特開 昭63−239856(JP,A) 特開 昭60−127760(JP,A) 特開 平1−222480(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/331 H01L 29/73 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (56) References JP-A-58-154267 (JP, A) JP-A-54-85680 (JP, A) JP-A-63-204648 (JP, A) JP-A-58-154 12358 (JP, A) JP-A-61-91961 (JP, A) JP-A-63-239856 (JP, A) JP-A-60-127760 (JP, A) JP-A-1-222480 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) H01L 21/331 H01L 29/73

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エミッタ、ベース及びコレクタを縦型に
有してなるNPNトランジスタの製造方法であって、 (i)基板上に形成されたエピタキシャル層上に、第1の
ポリシリコン層を積層し、該第1にポリシリコン層の全
面にp型不純物イオンを注入する工程、 (ii)前記第1のポリシリコン層の全面に第2のポリシリ
コン層を積層し、該第2のポリシリコン層の全面にn型
不純物イオンを注入する工程、 (iii)エミッタ形成予定領域上のみにレジストマスクを
形成し、該レジストマスクを使用して前記第2のポリシ
リコン層をエッチングする工程、 (iv)前記基板全面に前記レジストマスクを使用してp型
不純物イオンを注入する工程、 (v)前記レジストマスクを除去した後、前記第1及び第
2のポリシリコン層を酸化することによって、酸化膜を
形成すると共にn型及びp型不純物イオンをそれぞれ前
記エピタキシャル層に拡散させ、エミッタ拡散層及びベ
ース拡散層を形成する工程及び (vi)エミッタ電極、ベース電極及びコレクタ電極を形成
する工程からなる半導体装置の製造方法。
1. A method of manufacturing an NPN transistor having an emitter, a base and a collector in a vertical type, comprising: (i) laminating a first polysilicon layer on an epitaxial layer formed on a substrate. Implanting p-type impurity ions into the entire surface of the first polysilicon layer; (ii) laminating a second polysilicon layer over the entire surface of the first polysilicon layer; Implanting n-type impurity ions over the entire surface of (iii), forming a resist mask only on the region where the emitter is to be formed, and etching the second polysilicon layer using the resist mask; (iv) Implanting p-type impurity ions over the entire surface of the substrate using the resist mask; (v) removing the resist mask and oxidizing the first and second polysilicon layers to form an oxide film.
Forming an emitter diffusion layer and a base diffusion layer by diffusing n-type and p-type impurity ions into the epitaxial layer, respectively; and (vi) forming an emitter electrode, a base electrode, and a collector electrode. Manufacturing method.
【請求項2】 (v)の工程が、エミッタ形成予定領域
の第1のポリシリコン層以外の第1及び第2のポリシリ
コン層を酸化し、前記第1のポリシリコン層をエミッタ
電極とすることからなる請求項1記載の半導体装置の製
造方法。
2. The method according to claim 1, wherein the step (v) is performed in a region where an emitter is to be formed.
First and second polysilicon layers other than the first polysilicon layer.
2. The method according to claim 1 , further comprising oxidizing a capacitor layer and using the first polysilicon layer as an emitter electrode.
【請求項3】 (ii)の工程の後に、ナイトライド膜を第
2のポリシリコン膜全面に積層し、(iii)の工程でのエ
ッチングの際に前記第2のポリシリコン膜と共に前記ナ
イトライド膜をエッチングし、(v)の工程で該ナイトラ
イド膜を耐酸化マスクとして、第1のポリシリコン層を
酸化することからなる請求項1記載の半導体装置の製造
方法。
3. After the step (ii), a nitride film is laminated on the entire surface of the second polysilicon film, and the nitride film is formed together with the second polysilicon film at the time of etching in the step (iii). 2. The method according to claim 1, further comprising etching the film and oxidizing the first polysilicon layer in the step (v) using the nitride film as an oxidation-resistant mask.
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