JP3077638B2 - 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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Description
【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、バイポーラトランジスタを形成する
際に用いて好適な半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
方法に関し、特に、バイポーラトランジスタを形成する
際に用いて好適な半導体装置の製造方法に関するもので
ある。
【０００２】
【従来の技術】図３は従来の第１の例である半導体装置
の製造方法を示す過程図である。まず、ウェーハ（基
板）１上にＮ＋埋込層４を形成し、その上にＮ−エピタ
キシャル層３を成長させる。次いで、素子となる領域以
外の部分を酸化して酸化膜２ａを形成する。次いで、さ
らに酸化を行いＮ−エピタキシャル層３及び酸化膜２ａ
の上に酸化膜２ｂを形成する。次いで、酸化膜２ｂ上に
高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６を形成し、さらに窒化
膜８を成長させる（同図（ａ））。
の製造方法を示す過程図である。まず、ウェーハ（基
板）１上にＮ＋埋込層４を形成し、その上にＮ−エピタ
キシャル層３を成長させる。次いで、素子となる領域以
外の部分を酸化して酸化膜２ａを形成する。次いで、さ
らに酸化を行いＮ−エピタキシャル層３及び酸化膜２ａ
の上に酸化膜２ｂを形成する。次いで、酸化膜２ｂ上に
高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６を形成し、さらに窒化
膜８を成長させる（同図（ａ））。
【０００３】次いで、べース領域となる部分の上にある
ポリシリコン６に、下地の酸化膜２ｂを残してエッチン
グにより開口部６ａを形成し、この開口部６ａからＮ−
エピタキシャル層３にＰ型不純物をイオン注入しＰ−べ
ース拡散層７を形成する。その後、酸化膜２ｂを所望の
サイドエッチ量が得られる条件でウェットエッチングす
る（同図（ｂ））。
ポリシリコン６に、下地の酸化膜２ｂを残してエッチン
グにより開口部６ａを形成し、この開口部６ａからＮ−
エピタキシャル層３にＰ型不純物をイオン注入しＰ−べ
ース拡散層７を形成する。その後、酸化膜２ｂを所望の
サイドエッチ量が得られる条件でウェットエッチングす
る（同図（ｂ））。
【０００４】次いで、このウェーハ１全面に、ノンドー
プポリシリコン１５を成長させる。このとき、酸化膜２
ｂのサイドエッチされた部分にもノンドープポリシリコ
ン１５が埋め込まれる（同図（ｃ））。そして、ウェー
ハ１全面をドライエッチングすることにより、酸化膜２
ｂのサイドエッチされた部分に埋め込まれたノンドープ
ポリシリコン１５以外のノンドープポリシリコン１５を
除去する（同図（ｄ））。
プポリシリコン１５を成長させる。このとき、酸化膜２
ｂのサイドエッチされた部分にもノンドープポリシリコ
ン１５が埋め込まれる（同図（ｃ））。そして、ウェー
ハ１全面をドライエッチングすることにより、酸化膜２
ｂのサイドエッチされた部分に埋め込まれたノンドープ
ポリシリコン１５以外のノンドープポリシリコン１５を
除去する（同図（ｄ））。
【０００５】次いで、全面に窒化膜８を成長させ、エッ
チバック法により高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６の側
壁にのみ窒化膜８を残す。次いで、エミッタ形成用にＮ
＋ポリシリコンを成長させ、エミッタポリシリコン１０
を形成し、その後アニールしてエミッタ拡散層１４を形
成する。最後に、エミッタ電極１１、べース電極１２、
コレクタ電極１３を形成し、トランジスタが形成される
（同図（ｅ））。
チバック法により高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６の側
壁にのみ窒化膜８を残す。次いで、エミッタ形成用にＮ
＋ポリシリコンを成長させ、エミッタポリシリコン１０
を形成し、その後アニールしてエミッタ拡散層１４を形
成する。最後に、エミッタ電極１１、べース電極１２、
コレクタ電極１３を形成し、トランジスタが形成される
（同図（ｅ））。
【０００６】また、従来の第２の例である、特開平８−
２６４５５３号公報に開示されている半導体装置の製造
方法は、互いに拡散速度の異なる２種のイオン種を含む
混合ガス雰囲気中において基板上にポリシリコン層を気
相成長させた後、熱処理を行って前記ポリシリコン中の
不純物を基板に拡散させる方法である。前記混合ガスに
含ませる不純物としては、Ｂ（ボロン）とＡｓ（ヒ素）
が用いられる。シリコン中における拡散速度は、ボロン
の方がヒ素よりも１桁以上速いため、一回の熱処理によ
りベース・エミッタ接合となるｐ型拡散領域とｎ型拡散
領域が同時に形成される。
２６４５５３号公報に開示されている半導体装置の製造
方法は、互いに拡散速度の異なる２種のイオン種を含む
混合ガス雰囲気中において基板上にポリシリコン層を気
相成長させた後、熱処理を行って前記ポリシリコン中の
不純物を基板に拡散させる方法である。前記混合ガスに
含ませる不純物としては、Ｂ（ボロン）とＡｓ（ヒ素）
が用いられる。シリコン中における拡散速度は、ボロン
の方がヒ素よりも１桁以上速いため、一回の熱処理によ
りベース・エミッタ接合となるｐ型拡散領域とｎ型拡散
領域が同時に形成される。
【０００７】この公報には、ポリシリコンから不純物を
２回に分けて拡散させるポリシリ２重拡散法も提示され
ている（同公報の「従来の技術」欄参照）。このポリシ
リ２重拡散法は、不純物を含んだポリシリコン層を基板
上に堆積した後に熱処理を行い、不純物を基板に拡散さ
せた後、もう一度不純物をポリシリコンヘイオン注入
し、熱処理を行って基板に不純物を拡散させるというも
のである。
２回に分けて拡散させるポリシリ２重拡散法も提示され
ている（同公報の「従来の技術」欄参照）。このポリシ
リ２重拡散法は、不純物を含んだポリシリコン層を基板
上に堆積した後に熱処理を行い、不純物を基板に拡散さ
せた後、もう一度不純物をポリシリコンヘイオン注入
し、熱処理を行って基板に不純物を拡散させるというも
のである。
【０００８】また、従来の第３の例である、特公平１−
３６２５７号公報に開示されている半導体装置の製造方
法は、ｎ型シリコン基板の主面の熱酸化膜に開孔部を形
成し、ｐ型不純物であるボロンを開孔部を通してｎ型シ
リコン基板に熱拡散しｐ型の内部ベース領域を形成した
後、開孔部を含む熱酸化膜上にｐ型不純物のボロンが添
加された多結晶シリコン膜及びＣＶＤによるＳｉＯ2膜
を順次堆積する方法である。
３６２５７号公報に開示されている半導体装置の製造方
法は、ｎ型シリコン基板の主面の熱酸化膜に開孔部を形
成し、ｐ型不純物であるボロンを開孔部を通してｎ型シ
リコン基板に熱拡散しｐ型の内部ベース領域を形成した
後、開孔部を含む熱酸化膜上にｐ型不純物のボロンが添
加された多結晶シリコン膜及びＣＶＤによるＳｉＯ2膜
を順次堆積する方法である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】第１の問題点は、従来
の第１の例では、ノンドープポリシリコン１５を埋め込
むための酸化膜２ｂのサイドエッチ量のコントロールが
困難であり、このサイドエッチ量が変動すると“す”が
発生し易い点である。その理由は、高濃度Ｐ型ドープポ
リシリコンをウェーハ上に直接形成すると、形成直後に
べ一ス部表面に高濃度Ｐ型不純物が拡散されてしまうた
めに、シャローベースが形成できず、高濃度Ｐ型ドープ
ポリシリコンの下に酸化膜を入れる必要があるためであ
る。
の第１の例では、ノンドープポリシリコン１５を埋め込
むための酸化膜２ｂのサイドエッチ量のコントロールが
困難であり、このサイドエッチ量が変動すると“す”が
発生し易い点である。その理由は、高濃度Ｐ型ドープポ
リシリコンをウェーハ上に直接形成すると、形成直後に
べ一ス部表面に高濃度Ｐ型不純物が拡散されてしまうた
めに、シャローベースが形成できず、高濃度Ｐ型ドープ
ポリシリコンの下に酸化膜を入れる必要があるためであ
る。
【００１０】第２の問題点は、従来の第１の例では、べ
ース拡散層をイオン注入法で形成しているために、イオ
ン注入後に表面にダメージが入り易く、このダメージを
回復するためにアニールを行なう必要があるが、このア
ニールにより拡散層が広がってしまい、また、イオン注
入法では深さ方向の不純物分布のバラツキが発生してし
まうために、シャローベースを形成することができない
点である。
ース拡散層をイオン注入法で形成しているために、イオ
ン注入後に表面にダメージが入り易く、このダメージを
回復するためにアニールを行なう必要があるが、このア
ニールにより拡散層が広がってしまい、また、イオン注
入法では深さ方向の不純物分布のバラツキが発生してし
まうために、シャローベースを形成することができない
点である。
【００１１】この第２の問題点を解決する手段が、上述
した特開平８−２６４５５３号公報、特公平１−３６２
５７号公報等で開示されているが、どちらの場合におい
ても、べ一ス上に直接、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン
を形成することになり、形成直後にべース部表面に高濃
度Ｐ型不純物が拡散されてしまい、十分な低濃度シャロ
ーべースを形成することができないという問題点があ
る。
した特開平８−２６４５５３号公報、特公平１−３６２
５７号公報等で開示されているが、どちらの場合におい
ても、べ一ス上に直接、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン
を形成することになり、形成直後にべース部表面に高濃
度Ｐ型不純物が拡散されてしまい、十分な低濃度シャロ
ーべースを形成することができないという問題点があ
る。
【００１２】さらに、上述したポリシリ２重拡散法の問
題点は、この２重拡散法を適用する場合、２度目の不純
物イオン注入時にＰＲ工程が必要となり、工程が複雑化
するとともに、目合せ時のズレにより素子特性が変動し
てしまう点である。また、イオン注入は窒化膜を介して
行うことになるが、窒化膜がイオン注入の遮蔽性が高い
膜であることから、イオン注入の際に高エネルギーが必
要になり、基板にダメージを与えてしまうという大きな
問題点もある。したがって、このポリシリ２重拡散法を
適用することはできない。
題点は、この２重拡散法を適用する場合、２度目の不純
物イオン注入時にＰＲ工程が必要となり、工程が複雑化
するとともに、目合せ時のズレにより素子特性が変動し
てしまう点である。また、イオン注入は窒化膜を介して
行うことになるが、窒化膜がイオン注入の遮蔽性が高い
膜であることから、イオン注入の際に高エネルギーが必
要になり、基板にダメージを与えてしまうという大きな
問題点もある。したがって、このポリシリ２重拡散法を
適用することはできない。
【００１３】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であって、シャローべースを形成することができ、高性
能でかつ量産性の高いトランジスタを形成することが可
能であり、さらに、特性の向上、信頼性の向上、生産性
の向上を図ることができ、将来の小型化、高速化に対応
することのできる半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
であって、シャローべースを形成することができ、高性
能でかつ量産性の高いトランジスタを形成することが可
能であり、さらに、特性の向上、信頼性の向上、生産性
の向上を図ることができ、将来の小型化、高速化に対応
することのできる半導体装置の製造方法を提供すること
にある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次の様な半導体装置の製造方法を採用し
た。すなわち、請求項１記載の半導体装置の製造方法
は、基板上に積層することによりトランジスタを形成す
る半導体装置の製造方法で、低濃度の不純物が添加され
た低濃度不純物半導体層、高濃度の不純物が添加された
高濃度不純物半導体層を順次積層し、次いで、前記低濃
度不純物半導体層中の不純物を拡散させてベース拡散層
を形成し、次いで、前記低濃度不純物半導体層及び高濃
度不純物半導体層を選択除去し、次いで、前記高濃度不
純物半導体層中の不純物を拡散させ、前記高濃度不純物
半導体層により前記低濃度不純物半導体層を取り込み一
体化する方法である。
に、本発明は次の様な半導体装置の製造方法を採用し
た。すなわち、請求項１記載の半導体装置の製造方法
は、基板上に積層することによりトランジスタを形成す
る半導体装置の製造方法で、低濃度の不純物が添加され
た低濃度不純物半導体層、高濃度の不純物が添加された
高濃度不純物半導体層を順次積層し、次いで、前記低濃
度不純物半導体層中の不純物を拡散させてベース拡散層
を形成し、次いで、前記低濃度不純物半導体層及び高濃
度不純物半導体層を選択除去し、次いで、前記高濃度不
純物半導体層中の不純物を拡散させ、前記高濃度不純物
半導体層により前記低濃度不純物半導体層を取り込み一
体化する方法である。
【００１５】請求項２記載の半導体装置の製造方法は、
基板上に積層することによりトランジスタを形成する半
導体装置の製造方法で、低濃度の不純物が添加された低
濃度不純物半導体層、高濃度の不純物が添加された高濃
度不純物半導体層を順次積層してベース引き出し用電極
とし、次いで、熱処理により前記低濃度不純物半導体層
中の不純物を拡散させてベース拡散層を形成し、次い
で、前記低濃度不純物半導体層及び高濃度不純物半導体
層を選択除去し、熱処理により前記高濃度不純物半導体
層中の不純物を拡散させてグラフトベース拡散層を形成
し、次いで、前記高濃度不純物半導体層により前記低濃
度不純物半導体層を取り込み一体化する方法である。
基板上に積層することによりトランジスタを形成する半
導体装置の製造方法で、低濃度の不純物が添加された低
濃度不純物半導体層、高濃度の不純物が添加された高濃
度不純物半導体層を順次積層してベース引き出し用電極
とし、次いで、熱処理により前記低濃度不純物半導体層
中の不純物を拡散させてベース拡散層を形成し、次い
で、前記低濃度不純物半導体層及び高濃度不純物半導体
層を選択除去し、熱処理により前記高濃度不純物半導体
層中の不純物を拡散させてグラフトベース拡散層を形成
し、次いで、前記高濃度不純物半導体層により前記低濃
度不純物半導体層を取り込み一体化する方法である。
【００１６】請求項３記載の半導体装置の製造方法は、
前記低濃度不純物半導体層及び高濃度不純物半導体層
を、ノンドープ半導体層に不純物を注入することにより
形成する方法である。
前記低濃度不純物半導体層及び高濃度不純物半導体層
を、ノンドープ半導体層に不純物を注入することにより
形成する方法である。
【００１７】請求項４記載の半導体装置の製造方法は、
前記半導体層を多結晶シリコン層とした方法である。
前記半導体層を多結晶シリコン層とした方法である。
【００１８】本発明の請求項１記載の半導体装置の製造
方法では、低濃度の不純物が添加された低濃度不純物半
導体層、高濃度の不純物が添加された高濃度不純物半導
体層を順次積層し、次いで、前記低濃度不純物半導体層
中の不純物を拡散させてベース拡散層を形成することに
より、該低濃度不純物半導体層の下にこの不純物拡散に
よるべース層が形成される。これにより、シヤローべ一
スを形成することが可能になる。
方法では、低濃度の不純物が添加された低濃度不純物半
導体層、高濃度の不純物が添加された高濃度不純物半導
体層を順次積層し、次いで、前記低濃度不純物半導体層
中の不純物を拡散させてベース拡散層を形成することに
より、該低濃度不純物半導体層の下にこの不純物拡散に
よるべース層が形成される。これにより、シヤローべ一
スを形成することが可能になる。
【００１９】また、前記高濃度不純物半導体層中の不純
物を拡散させ、前記高濃度不純物半導体層により前記低
濃度不純物半導体層を取り込み一体化することにより、
均一化された該高濃度不純物半導体層をそのままべース
引き出し用電極として使用することが可能になる。
物を拡散させ、前記高濃度不純物半導体層により前記低
濃度不純物半導体層を取り込み一体化することにより、
均一化された該高濃度不純物半導体層をそのままべース
引き出し用電極として使用することが可能になる。
【００２０】本発明の請求項２記載の半導体装置の製造
方法では、低濃度の不純物が添加された低濃度不純物半
導体層、高濃度の不純物が添加された高濃度不純物半導
体層を順次積層してベース引き出し用電極とする。この
とき、べ一ス形成予定領域上には低濃度不純物半導体層
が形成されているので、べ一ス形成予定領域の表面に前
記高濃度不純物半導体層から高濃度の不純物が拡散され
ることはない。
方法では、低濃度の不純物が添加された低濃度不純物半
導体層、高濃度の不純物が添加された高濃度不純物半導
体層を順次積層してベース引き出し用電極とする。この
とき、べ一ス形成予定領域上には低濃度不純物半導体層
が形成されているので、べ一ス形成予定領域の表面に前
記高濃度不純物半導体層から高濃度の不純物が拡散され
ることはない。
【００２１】次いで、熱処理により前記低濃度不純物半
導体層中の不純物を拡散させてベース拡散層を形成す
る。このとき、低濃度不純物半導体層へは高濃度不純物
半導体層から高濃度の不純物が拡散されるが、べースの
表面までは到達しないので、べース表面に高濃度の不純
物が拡散されることはない。
導体層中の不純物を拡散させてベース拡散層を形成す
る。このとき、低濃度不純物半導体層へは高濃度不純物
半導体層から高濃度の不純物が拡散されるが、べースの
表面までは到達しないので、べース表面に高濃度の不純
物が拡散されることはない。
【００２２】次いで、前記低濃度不純物半導体層及び高
濃度不純物半導体層を選択除去し、熱処理により前記高
濃度不純物半導体層中の不純物を拡散させてグラフトベ
ース拡散層を形成する。その後、前記高濃度不純物半導
体層により前記低濃度不純物半導体層を取り込み一体化
することにより、前記低濃度不純物半導体層は前記高濃
度不純物半導体層からの高濃度の不純物拡散により高濃
度不純物半導体層に取り込まれ、均一な高濃度不純物半
導体層のみとなり、低抵抗のべース引き出し電極を形成
する。
濃度不純物半導体層を選択除去し、熱処理により前記高
濃度不純物半導体層中の不純物を拡散させてグラフトベ
ース拡散層を形成する。その後、前記高濃度不純物半導
体層により前記低濃度不純物半導体層を取り込み一体化
することにより、前記低濃度不純物半導体層は前記高濃
度不純物半導体層からの高濃度の不純物拡散により高濃
度不純物半導体層に取り込まれ、均一な高濃度不純物半
導体層のみとなり、低抵抗のべース引き出し電極を形成
する。
【００２３】これにより、不純物濃度の安定したベース
拡散層及びグラフトベース拡散層、均一な高濃度不純物
半導体層のみからなる低抵抗のべース引き出し電極を形
成することが可能になる。
拡散層及びグラフトベース拡散層、均一な高濃度不純物
半導体層のみからなる低抵抗のべース引き出し電極を形
成することが可能になる。
【００２４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の半導体装置の製造
方法の各実施形態について図面に基づき説明する。
方法の各実施形態について図面に基づき説明する。
【００２５】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態の半導体装置の製造方法を示す過程図である。
まず、ウェーハ（基板）１上に高濃度不純物層のＮ＋埋
込層４を形成し、その上に低濃度不純物層のＮ−エピタ
キシャル層３を１〜３μｍ、好ましくは１．４μｍ成長
させる。その後、素子となる領域以外の部分に第１の絶
縁膜の酸化膜２を形成する（同図（ａ））。
実施形態の半導体装置の製造方法を示す過程図である。
まず、ウェーハ（基板）１上に高濃度不純物層のＮ＋埋
込層４を形成し、その上に低濃度不純物層のＮ−エピタ
キシャル層３を１〜３μｍ、好ましくは１．４μｍ成長
させる。その後、素子となる領域以外の部分に第１の絶
縁膜の酸化膜２を形成する（同図（ａ））。
【００２６】次いで、不純物濃度が１Ｅ１７〜１Ｅ１８
／ｃｍ3の低濃度不純物ドープ導電膜を５００〜３００
０Å、好ましくは不純物濃度が４Ｅ１７／ｃｍ3の低濃
度Ｐ型ドープポリシリコン（低濃度不純物半導体層）５
を１０００Å成長させ、続いて、不純物濃度が１Ｅ１９
〜１Ｅ２０／ｃｍ3の高濃度不純物ドープ導電膜を５０
０〜３０００Å、好ましくは、不純物濃度が５Ｅ１９／
ｃｍ3の高濃度Ｐ型ドープポリシリコン（高濃度不純物
半導体層）６を１０００Å成長させる（同図（ｂ））。
／ｃｍ3の低濃度不純物ドープ導電膜を５００〜３００
０Å、好ましくは不純物濃度が４Ｅ１７／ｃｍ3の低濃
度Ｐ型ドープポリシリコン（低濃度不純物半導体層）５
を１０００Å成長させ、続いて、不純物濃度が１Ｅ１９
〜１Ｅ２０／ｃｍ3の高濃度不純物ドープ導電膜を５０
０〜３０００Å、好ましくは、不純物濃度が５Ｅ１９／
ｃｍ3の高濃度Ｐ型ドープポリシリコン（高濃度不純物
半導体層）６を１０００Å成長させる（同図（ｂ））。
【００２７】次いで、ウェーハ１全面に第２の絶縁膜を
５００〜３０００Å、好ましくは、窒化膜８を１２００
Å成長させ、その後、８００〜１０００℃、好ましくは
９００℃でアニールすることにより、低濃度不純物ドー
プ導電膜の低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５から低濃度
不純物層のＮ−エピタキシャル層３に不純物が拡散しＰ
−べース拡散層７が形成される（同図（ｃ））。
５００〜３０００Å、好ましくは、窒化膜８を１２００
Å成長させ、その後、８００〜１０００℃、好ましくは
９００℃でアニールすることにより、低濃度不純物ドー
プ導電膜の低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５から低濃度
不純物層のＮ−エピタキシャル層３に不純物が拡散しＰ
−べース拡散層７が形成される（同図（ｃ））。
【００２８】このとき同時に、高濃度Ｐ型ドープポリシ
リコン６から低濃度Ｐ型ドーブポリシリコン５にＰ型不
純物が拡散し、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５の領域
は狭くなる。アニールの条件（温度、時間）は低濃度Ｐ
型ドープポリシリコン５の領域が無くならない程度の条
件に設定する．
リコン６から低濃度Ｐ型ドーブポリシリコン５にＰ型不
純物が拡散し、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５の領域
は狭くなる。アニールの条件（温度、時間）は低濃度Ｐ
型ドープポリシリコン５の領域が無くならない程度の条
件に設定する．
【００２９】次いで、エミッタ形成のために、不純物ド
ープ導電膜の不要な部分、すなわち低濃度Ｐ型ドープポ
リシリコン５及び高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６の不
要な部分を除去し、８００〜１０００℃、好ましくは９
００℃でアニールすることにより、高濃度Ｐ型ドープポ
リシリコン６からＰ型不純物を拡散させ、高濃度不純物
拡散層であるＰ＋グラフトベース拡散層９を形成する
（同図（ｄ））。
ープ導電膜の不要な部分、すなわち低濃度Ｐ型ドープポ
リシリコン５及び高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６の不
要な部分を除去し、８００〜１０００℃、好ましくは９
００℃でアニールすることにより、高濃度Ｐ型ドープポ
リシリコン６からＰ型不純物を拡散させ、高濃度不純物
拡散層であるＰ＋グラフトベース拡散層９を形成する
（同図（ｄ））。
【００３０】このアニール終了後、低濃度Ｐ型ドープポ
リシリコン５は高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６に取り
込まれて消失し、全体が均一な高濃度Ｐ型ドープポリシ
リコン６となる。次いで、ウェーハ１全面に第２の絶縁
膜を５００〜３０００Å、好ましくは窒化膜８を１２０
０Å成長させ、エッチバック法により高濃度不純物ドー
プ導電膜の側壁にのみ第２の絶縁膜を残す。すなわち、
高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６の側壁にのみ窒化膜８
を残す。
リシリコン５は高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６に取り
込まれて消失し、全体が均一な高濃度Ｐ型ドープポリシ
リコン６となる。次いで、ウェーハ１全面に第２の絶縁
膜を５００〜３０００Å、好ましくは窒化膜８を１２０
０Å成長させ、エッチバック法により高濃度不純物ドー
プ導電膜の側壁にのみ第２の絶縁膜を残す。すなわち、
高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６の側壁にのみ窒化膜８
を残す。
【００３１】続いて、エミッタ形成用に不純物濃度が１
Ｅ２０〜１Ｅ２１／ｃｍ3の高濃度不純物ドーブ導電膜
を５００〜５０００Å、好ましくは、不純物濃度が１Ｅ
２０／ｃｍ3のＮ＋ポリシリコンを２０００Å成長さ
せ、エミッタ形成用導電膜であるエミッタポリシリコン
１０を形成する。その後、８００〜１１００℃、好まし
くは９５０℃でアニールしてエミッタ拡散層１４を形成
する。最後にエミッタ電極１１、べース電極１２、コレ
クタ電極１３を形成し、トランジスタが形成される（同
図（ｅ））。
Ｅ２０〜１Ｅ２１／ｃｍ3の高濃度不純物ドーブ導電膜
を５００〜５０００Å、好ましくは、不純物濃度が１Ｅ
２０／ｃｍ3のＮ＋ポリシリコンを２０００Å成長さ
せ、エミッタ形成用導電膜であるエミッタポリシリコン
１０を形成する。その後、８００〜１１００℃、好まし
くは９５０℃でアニールしてエミッタ拡散層１４を形成
する。最後にエミッタ電極１１、べース電極１２、コレ
クタ電極１３を形成し、トランジスタが形成される（同
図（ｅ））。
【００３２】本実施形態の半導体装置の製造方法によれ
ば、べ一スの引き出し電極となるポリシリコンを低濃度
Ｐ型ドープポリシリコン５と高濃度Ｐ型ドープポリシリ
コン６の２層で形成し、Ｐ−べース拡散層７を低濃度Ｐ
ドープポリシリコン５からの不純物拡散により形成する
ので、低濃度のシャローべ一スを形成することができ
る。
ば、べ一スの引き出し電極となるポリシリコンを低濃度
Ｐ型ドープポリシリコン５と高濃度Ｐ型ドープポリシリ
コン６の２層で形成し、Ｐ−べース拡散層７を低濃度Ｐ
ドープポリシリコン５からの不純物拡散により形成する
ので、低濃度のシャローべ一スを形成することができ
る。
【００３３】また、Ｐ＋グラフトベース拡散層９は、低
濃度Ｐ型ドープポリシリコン５を通て高濃度Ｐ型ドープ
ポリシリコン６から高濃度の不純物を拡散して形成する
ため、パターニング後にアニールを追加するだけでグラ
フトベース層を形成することができる。
濃度Ｐ型ドープポリシリコン５を通て高濃度Ｐ型ドープ
ポリシリコン６から高濃度の不純物を拡散して形成する
ため、パターニング後にアニールを追加するだけでグラ
フトベース層を形成することができる。
【００３４】また、Ｐ＋グラフトベース拡散層９への不
純物拡散後、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５は高濃度
Ｐ型ドープポリシリコン６から高濃度の不純物が拡散す
ることにより、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６に取り
込まれて消失し、均−な高濃度Ｐ型ドープポリシリコン
６となるので、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６をその
ままべース引き出し用電極として使用することができ
る。
純物拡散後、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５は高濃度
Ｐ型ドープポリシリコン６から高濃度の不純物が拡散す
ることにより、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６に取り
込まれて消失し、均−な高濃度Ｐ型ドープポリシリコン
６となるので、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６をその
ままべース引き出し用電極として使用することができ
る。
【００３５】（第２の実施形態）図２は本発明の第２の
実施形態の半導体装置の製造方法を示す過程図である。
まず、ウェーハ１上にＮ＋埋込層４を形成し、その上に
Ｎ−エピタキシャル層３を１．４μｍ成長させ、その
後、素子となる領域以外の部分を酸化することにより酸
化膜２を形成する（同図（ａ））。次いで、ノンドープ
ポリシリコン１５を１０００Å成長させ、その後該ノン
ドープポリシリコン１５にＰ型不純物をイオン注入（ド
ーズ量４Ｅ１３／ｃｍ3）し、低濃度Ｐ型ドープポリシ
リコン５を形成する（同図（ｂ））。
実施形態の半導体装置の製造方法を示す過程図である。
まず、ウェーハ１上にＮ＋埋込層４を形成し、その上に
Ｎ−エピタキシャル層３を１．４μｍ成長させ、その
後、素子となる領域以外の部分を酸化することにより酸
化膜２を形成する（同図（ａ））。次いで、ノンドープ
ポリシリコン１５を１０００Å成長させ、その後該ノン
ドープポリシリコン１５にＰ型不純物をイオン注入（ド
ーズ量４Ｅ１３／ｃｍ3）し、低濃度Ｐ型ドープポリシ
リコン５を形成する（同図（ｂ））。
【００３６】続いて、ノンドープポリシリコン１６を１
０００Å成長させ、Ｐ型不純物をイオン注入（ドーズ量
５Ｅ１５／ｃｍ3）し、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン
６を形成する（同図（ｃ））。次いで、ウェ−ハ全面に
窒化膜８を１２００Å成長させ、９００℃でアニールす
ることにより、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５からＮ
−エピタキシャル層３にＰ型不純物を拡散させ、Ｐ−べ
ース拡散層７を形成する（同図（ｄ））。
０００Å成長させ、Ｐ型不純物をイオン注入（ドーズ量
５Ｅ１５／ｃｍ3）し、高濃度Ｐ型ドープポリシリコン
６を形成する（同図（ｃ））。次いで、ウェ−ハ全面に
窒化膜８を１２００Å成長させ、９００℃でアニールす
ることにより、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５からＮ
−エピタキシャル層３にＰ型不純物を拡散させ、Ｐ−べ
ース拡散層７を形成する（同図（ｄ））。
【００３７】このとき同時に、高濃度Ｐ型ドープポリシ
リコン６から低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５にＰ型不
純物が拡散し、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５の領域
は狭くなる。また、アニールの条件（温度、時間）は、
低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５の領域が消失しない程
度の条件に設定する。
リコン６から低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５にＰ型不
純物が拡散し、低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５の領域
は狭くなる。また、アニールの条件（温度、時間）は、
低濃度Ｐ型ドープポリシリコン５の領域が消失しない程
度の条件に設定する。
【００３８】次いで、エミッタ形成のため、低濃度Ｐ型
ドープポリシリコン５及び高濃度Ｐ型ドープポリシリコ
ン６の不要な部分を除去し、９００℃でアニールするこ
とにより高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６からＰ型不純
物を拡散させ、Ｐ＋グラフトベース拡散層９を形成する
（同図（ｅ））。このアニール終了後、低濃度Ｐ型ドー
プポリシリコン５は高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６に
取り込まれ消失する。
ドープポリシリコン５及び高濃度Ｐ型ドープポリシリコ
ン６の不要な部分を除去し、９００℃でアニールするこ
とにより高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６からＰ型不純
物を拡散させ、Ｐ＋グラフトベース拡散層９を形成する
（同図（ｅ））。このアニール終了後、低濃度Ｐ型ドー
プポリシリコン５は高濃度Ｐ型ドープポリシリコン６に
取り込まれ消失する。
【００３９】次に、全面に窒化膜８を１２００Å成長さ
せ、エッチバック法により高濃度Ｐ型ドープポリシリコ
ン６の側壁にのみ窒化膜８を残す。続いて、エミッタ形
成用にＮ＋ポリシリコン（不純物濃度１Ｅ２０／ｃ
ｍ3）を２０００Å成長させ、エミッタポリシリコン１
０を形成し、その後９５０℃でアニールすることによ
り、エミッタ拡散層１４を形成する。最後にエミッタ電
極１１、べース電極１２、コレクタ電極１３を形成し、
トランジスタが形成される（同図（ｆ））。
せ、エッチバック法により高濃度Ｐ型ドープポリシリコ
ン６の側壁にのみ窒化膜８を残す。続いて、エミッタ形
成用にＮ＋ポリシリコン（不純物濃度１Ｅ２０／ｃ
ｍ3）を２０００Å成長させ、エミッタポリシリコン１
０を形成し、その後９５０℃でアニールすることによ
り、エミッタ拡散層１４を形成する。最後にエミッタ電
極１１、べース電極１２、コレクタ電極１３を形成し、
トランジスタが形成される（同図（ｆ））。
【００４０】上述した第１の実施形態では、べース引き
出し電極用のポリシリコンを、不純物ドープポリシリコ
ン成長法（不純物を導入しながらポリシリコンを成長さ
せる方法）により形成しているが、この方法では、現状
の設備では、安定した不純物濃度を得るのが比較的難し
い。本実施形態では、第１の実施形態と比べて、べース
引き出し電極用のポリシリコンをイオン注入法を用いて
形成しているため、不純物濃度の管理が容易であるとい
う利点を有している。
出し電極用のポリシリコンを、不純物ドープポリシリコ
ン成長法（不純物を導入しながらポリシリコンを成長さ
せる方法）により形成しているが、この方法では、現状
の設備では、安定した不純物濃度を得るのが比較的難し
い。本実施形態では、第１の実施形態と比べて、べース
引き出し電極用のポリシリコンをイオン注入法を用いて
形成しているため、不純物濃度の管理が容易であるとい
う利点を有している。
【００４１】
【発明の効果】以上説明した様に、本発明の請求項１記
載の半導体装置の製造方法によれば、低濃度の不純物が
添加された低濃度不純物半導体層、高濃度の不純物が添
加された高濃度不純物半導体層を順次積層し、次いで、
前記低濃度不純物半導体層中の不純物を拡散させてベー
ス拡散層を形成するので、該低濃度不純物半導体層の下
にこの不純物拡散によるべース層を形成することがで
き、したがって、シヤローべ一スを形成することができ
る。
載の半導体装置の製造方法によれば、低濃度の不純物が
添加された低濃度不純物半導体層、高濃度の不純物が添
加された高濃度不純物半導体層を順次積層し、次いで、
前記低濃度不純物半導体層中の不純物を拡散させてベー
ス拡散層を形成するので、該低濃度不純物半導体層の下
にこの不純物拡散によるべース層を形成することがで
き、したがって、シヤローべ一スを形成することができ
る。
【００４２】また、前記高濃度不純物半導体層中の不純
物を拡散させ、前記高濃度不純物半導体層により前記低
濃度不純物半導体層を取り込み一体化するので、均一化
された該高濃度不純物半導体層をそのままべース引き出
し用電極として使用することができる。
物を拡散させ、前記高濃度不純物半導体層により前記低
濃度不純物半導体層を取り込み一体化するので、均一化
された該高濃度不純物半導体層をそのままべース引き出
し用電極として使用することができる。
【００４３】本発明の請求項２記載の半導体装置の製造
方法によれば、低濃度の不純物が添加された低濃度不純
物半導体層、高濃度の不純物が添加された高濃度不純物
半導体層を順次積層してベース引き出し用電極とし、次
いで、熱処理により前記低濃度不純物半導体層中の不純
物を拡散させてベース拡散層を形成するので、べース表
面に高濃度の不純物が拡散される虞が無い。
方法によれば、低濃度の不純物が添加された低濃度不純
物半導体層、高濃度の不純物が添加された高濃度不純物
半導体層を順次積層してベース引き出し用電極とし、次
いで、熱処理により前記低濃度不純物半導体層中の不純
物を拡散させてベース拡散層を形成するので、べース表
面に高濃度の不純物が拡散される虞が無い。
【００４４】また、前記低濃度不純物半導体層及び高濃
度不純物半導体層を選択除去し、熱処理により前記高濃
度不純物半導体層中の不純物を拡散させてグラフトベー
ス拡散層を形成し、次いで、前記高濃度不純物半導体層
により前記低濃度不純物半導体層を取り込み一体化する
ので、均一な高濃度不純物半導体層を形成することがで
き、低抵抗のべース引き出し電極を形成することができ
る。これにより、不純物濃度の安定したベース拡散層及
びグラフトベース拡散層と、均一な高濃度不純物半導体
層のみからなる低抵抗のべース引き出し電極を形成する
ことができる。
度不純物半導体層を選択除去し、熱処理により前記高濃
度不純物半導体層中の不純物を拡散させてグラフトベー
ス拡散層を形成し、次いで、前記高濃度不純物半導体層
により前記低濃度不純物半導体層を取り込み一体化する
ので、均一な高濃度不純物半導体層を形成することがで
き、低抵抗のべース引き出し電極を形成することができ
る。これにより、不純物濃度の安定したベース拡散層及
びグラフトベース拡散層と、均一な高濃度不純物半導体
層のみからなる低抵抗のべース引き出し電極を形成する
ことができる。
【図１】 本発明の第１の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す過程図である。
方法を示す過程図である。
【図２】 本発明の第２の実施形態の半導体装置の製造
方法を示す過程図である。
方法を示す過程図である。
【図３】 従来の半導体装置の製造方法を示す過程図で
ある。
ある。
１ ウェーハ（基板） ２、２ａ、２ｂ 酸化膜 ３ Ｎ−エピタキシャル層 ４ Ｎ＋埋込層 ５ 低濃度Ｐ型ドープポリシリコン（低濃度不純物半導
体層） ６ 高濃度Ｐ型ドープポリシリコン（高濃度不純物半導
体層） ６ａ 開口部 ７ Ｐ−べース拡散層 ８ 窒化膜 ９ Ｐ＋グラフトベース拡散層 １０ エミッタポリシリコン １１ エミッタ電極 １２ ベース電極 １３ コレクタ電極 １４ エミッタ拡散層 １５ ノンドープポリシリコン １６ ノンドープポリシリコン
体層） ６ 高濃度Ｐ型ドープポリシリコン（高濃度不純物半導
体層） ６ａ 開口部 ７ Ｐ−べース拡散層 ８ 窒化膜 ９ Ｐ＋グラフトベース拡散層 １０ エミッタポリシリコン １１ エミッタ電極 １２ ベース電極 １３ コレクタ電極 １４ エミッタ拡散層 １５ ノンドープポリシリコン １６ ノンドープポリシリコン
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01L 21/331 H01L 21/225 H01L 29/73
Claims (4)
- 【請求項１】 基板上に積層することによりトランジス
タを形成する半導体装置の製造方法であって、 低濃度の不純物が添加された低濃度不純物半導体層、高
濃度の不純物が添加された高濃度不純物半導体層を順次
積層し、次いで、前記低濃度不純物半導体層中の不純物
を拡散させてベース拡散層を形成し、次いで、前記低濃
度不純物半導体層及び高濃度不純物半導体層を選択除去
し、次いで、前記高濃度不純物半導体層中の不純物を拡
散させ、前記高濃度不純物半導体層により前記低濃度不
純物半導体層を取り込み一体化することを特徴とする半
導体装置の製造方法。 - 【請求項２】 基板上に積層することによりトランジス
タを形成する半導体装置の製造方法であって、 低濃度の不純物が添加された低濃度不純物半導体層、高
濃度の不純物が添加された高濃度不純物半導体層を順次
積層してベース引き出し用電極とし、次いで、熱処理に
より前記低濃度不純物半導体層中の不純物を拡散させて
ベース拡散層を形成し、次いで、前記低濃度不純物半導
体層及び高濃度不純物半導体層を選択除去し、熱処理に
より前記高濃度不純物半導体層中の不純物を拡散させて
グラフトベース拡散層を形成し、次いで、前記高濃度不
純物半導体層により前記低濃度不純物半導体層を取り込
み一体化することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 【請求項３】 前記低濃度不純物半導体層及び高濃度不
純物半導体層は、ノンドープ半導体層に不純物を注入す
ることにより形成することを特徴とする請求項１または
２記載の半導体装置の製造方法。 - 【請求項４】 前記半導体層は、多結晶シリコン層であ
ることを特徴とする請求項１、２または３記載の半導体
装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09209438A JP3077638B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09209438A JP3077638B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1154521A JPH1154521A (ja) | 1999-02-26 |
| JP3077638B2 true JP3077638B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16572870
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09209438A Expired - Fee Related JP3077638B2 (ja) | 1997-08-04 | 1997-08-04 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3077638B2 (ja) |
-
1997
- 1997-08-04 JP JP09209438A patent/JP3077638B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH1154521A (ja) | 1999-02-26 |
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|---|---|---|---|
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