JP3159249B2 - Diffusion check transistor for measurement - Google Patents

Diffusion check transistor for measurement

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JP3159249B2 JP30878197A JP30878197A JP3159249B2 JP 3159249 B2 JP3159249 B2 JP 3159249B2 JP 30878197 A JP30878197 A JP 30878197A JP 30878197 A JP30878197 A JP 30878197A JP 3159249 B2 JP3159249 B2 JP 3159249B2
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Description

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

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は半導体装置に関し、
特にバイポーラトランジスタの測定用拡散チェックトラ
ンジスタと、該測定結果利用による半導体装置に関す
る。
The present invention relates to a semiconductor device,
In particular , diffusion check tracing for bipolar transistor measurements.
Transistor and a semiconductor device using the measurement result .

【0002】[0002]

【従来の技術】図15にポリシリコンからの不純物拡散
によってエミッタ領域が形成された従来のトランジスタ
を示す。このポリシリコンエミッタ構造のシリコンバイ
ポーラトランジスタは、電流増幅率が増加する点で優れ
ており、現在の主流となっている。
2. Description of the Related Art FIG. 15 shows a conventional transistor in which an emitter region is formed by impurity diffusion from polysilicon. The silicon bipolar transistor having the polysilicon emitter structure is excellent in that the current amplification factor is increased, and is currently the mainstream.

【0003】従来の半導体装置、および、その製造方法
に関し、図面を参照して説明する。
A conventional semiconductor device and a method for manufacturing the same will be described with reference to the drawings.

【0004】デイビド ジェー ルールストン著「バイ
ポーラ セミコンダクタ デバイスイズ(David J. Roul
ston著,“Bipolar Semiconductor Devices,”McGraw-H
ill社,)ページ343−345(1990年)を参照
する。
[0004] Bipolar Semiconductor Devices by David J. Ruleston (David J. Roul
ston, “Bipolar Semiconductor Devices,” McGraw-H
ill, pp. 343-345 (1990).

【0005】図15は、この第一の従来の半導体装置の
一例の断面図を示す。これはNTTの酒井らによって開
発された、スーパーセルフアラインドプロセステクノロ
ジー(Super Self-aligned process Technology(略称
はSST))と呼ばれるトランジスタの製造工程順の断
面図である。ここでエミッタの開口を形成し、その後無
添加ポリシリコンをウエハー全面に堆積後、ヒ素をイオ
ン注入法によってポリシリコンに添加してフォトリソグ
ラフィとドライエッチングとによる加工でエミッタ開口
から一定距離以内の領域上にN+型のポリシリコンを残
す。更に、熱処理を施すことによりポリシリコンから単
結晶シリコンへヒ素を拡散させてエミッタを形成する。
FIG. 15 is a sectional view showing an example of the first conventional semiconductor device. This is a sectional view of a transistor called Super Self-aligned process Technology (abbreviated as SST), which is developed by Sakai et al. Of NTT, in the order of the manufacturing process. Here, an opening for the emitter is formed, and after depositing undoped polysilicon on the entire surface of the wafer, arsenic is added to the polysilicon by an ion implantation method, and a region within a certain distance from the emitter opening is processed by photolithography and dry etching. Leave N + type polysilicon on top. Further, by performing a heat treatment, arsenic is diffused from polysilicon to single crystal silicon to form an emitter.

【0006】次に、第二の従来技術として、真性ベース
層をエピタキシャル成長法で形成したバイポーラトラン
ジスタについて説明する。
Next, as a second prior art, a bipolar transistor having an intrinsic base layer formed by an epitaxial growth method will be described.

【0007】第二の従来の半導体装置、および、その製
造方法に関し、佐藤等によるアセルフアラインドセレク
ティブMBEテクノロジーフォーハイパフォーマンスバ
イポーラトランジスタ(インターナショナルエレクトロ
ンデバイスミーティング(IEDM))1990,p
p.607−610を参照して説明する。
[0007] A second conventional semiconductor device and a method of manufacturing the same are described in Self-Aligned Selective MBE Technology for High Performance Bipolar Transistors by Sato et al. (International Electron Device Meeting (IEDM)) 1990, p.
p. This will be described with reference to 607-610.

【0008】図16は、この第二の従来の半導体装置の
一例の断面図を示す。P-型シリコン基板1上には、N+
型埋め込み層2、更に上には、N-型シリコンエピタキ
シャル層3を有し、素子分離のためのロコス酸化膜1
4、およびN+型コレクタ引き出し領域15が形成され
ている。以上によりシリコン基体100が構成される。
このシリコン基体100の表面は、シリコン酸化膜6で
覆われている。
FIG. 16 is a sectional view of an example of the second conventional semiconductor device. On the P - type silicon substrate 1, N +
Type buried layer 2, and further thereon an N type silicon epitaxial layer 3, a LOCOS oxide film 1 for element isolation
4, and an N + -type collector lead-out region 15 are formed. The silicon substrate 100 is configured as described above.
The surface of the silicon substrate 100 is covered with a silicon oxide film 6.

【0009】シリコン酸化膜6には、コレクタ領域を構
成するシリコンコレクタ層3の一部を露出し、ベース形
成のための開口101と、コレクタ引き出し領域15を
露出する開口102とが形成されている。
The silicon oxide film 6 has an opening 101 for exposing a part of the silicon collector layer 3 constituting the collector region and forming a base, and an opening 102 for exposing the collector lead-out region 15. .

【0010】シリコン酸化膜6上は、P+型ベース電極
用ポリシリコン膜7が、選択的に形成されている。この
ポリシリコン膜7は、開口101のエッジから開口内に
水平方向にせり出している。このせり出し部分の下面か
らコレクタ領域を構成するシリコンコレクタ層3に向か
ってP型のポリシリコン層10が形成されている。
On the silicon oxide film 6, a P + -type base electrode polysilicon film 7 is selectively formed. The polysilicon film 7 protrudes horizontally from the edge of the opening 101 into the opening. A P-type polysilicon layer 10 is formed from the lower surface of the protruding portion to the silicon collector layer 3 constituting the collector region.

【0011】一方、シリコンコレクタ層3の露出した部
分には、選択エピタキシャル成長による単結晶シリコン
によりP型ベース領域9が形成されている。これらポリ
シリコン層10とP型ベース領域9とは、互いに接触し
ている。
On the other hand, in the exposed portion of the silicon collector layer 3, a P-type base region 9 is formed of single crystal silicon by selective epitaxial growth. The polysilicon layer 10 and the P-type base region 9 are in contact with each other.

【0012】開口102には、N型ポリシリコン層21
が形成され、コレクタ引き出し領域15と接触してい
る。シリコン窒化膜8、およびシリコン酸化膜11によ
って、エミッタ形成部を除いてP型ベース領域9、およ
びポリシリコン層7及び10がそれぞれ覆われている。
P型ベース領域9の露出部分には、単結晶シリコンによ
るN型エミッタ領域16が形成されている。アルミニウ
ム系のエミッタ電極18b,ベース電極18a、および
コレクタ電極18cは、それぞれ、エミッタポリシリコ
ン17、ポリシリコン層7、および8に、それぞれ、接
触している。
In the opening 102, an N-type polysilicon layer 21 is formed.
Are formed and are in contact with the collector lead-out region 15. The P-type base region 9 and the polysilicon layers 7 and 10 are covered with the silicon nitride film 8 and the silicon oxide film 11 except for the emitter formation portion.
An N-type emitter region 16 made of single crystal silicon is formed in an exposed portion of the P-type base region 9. Aluminum-based emitter electrode 18b, base electrode 18a, and collector electrode 18c are in contact with emitter polysilicon 17, polysilicon layers 7 and 8, respectively.

【0013】この第二の従来技術も、エミッタポリシリ
コンがフォトリソグラフィ工程とエッチング工程とによ
って加工される点は、第一の従来技術と同じである。
This second prior art is also the same as the first prior art in that the emitter polysilicon is processed by a photolithography step and an etching step.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】第一および第二の従来
の半導体装置(エミッタポリシリコンをパターニングす
る)、及びその製造方法では、エミッタ電極としてのN
+型ポリシリコンをシリコン基板に全面にわたって堆積
を、ポリシリコン上にフォトレジストのパターニング
を、ドライエッチングによるポリシリコンのパターニン
グを行う。結果として、エミッタ直上にエミッタポリシ
リコンの厚さの段差が形成される。
In the first and second conventional semiconductor devices (patterning the emitter polysilicon) and the method of manufacturing the same, N as an emitter electrode is used.
+ -Type polysilicon is deposited on the entire surface of the silicon substrate, photoresist is patterned on the polysilicon, and the polysilicon is patterned by dry etching. As a result, a step in the thickness of the emitter polysilicon is formed immediately above the emitter.

【0015】ところが、微細な寸法をフォトリソグラフ
ィ工程によってパターニングしようとした場合、平坦な
面に比較して凹凸がある場合は困難である。すなわち微
細な寸法を加工するには短い波長の光を用いる方が有利
であるが、短い波長の光は焦点深度が浅くなる。したが
って、表面の凹凸の段差が大きいほど微細化に適さな
い。
[0015] However, it is difficult to pattern fine dimensions by a photolithography process when there are irregularities compared to a flat surface. That is, it is advantageous to use light having a short wavelength to process fine dimensions, but light having a short wavelength has a shallow focal depth. Therefore, it is not suitable for miniaturization as the step of the surface unevenness is large.

【0016】そこでエミッタ直上部分の段差を大きくし
ない方法としてエミッタポリシリコンがエミッタ開口内
部だけ存在する構造(以下、この構造をプラグ構造と呼
ぶ)がある。この構造を実現する方法としては、2通り
の方法がある。
Therefore, as a method of not increasing the level difference just above the emitter, there is a structure in which the emitter polysilicon exists only inside the emitter opening (hereinafter, this structure is called a plug structure). There are two ways to realize this structure.

【0017】プラグ構造を形成する第一の方法として、
エミッタポリシリコン堆積後、ドライエッチ法でエッチ
バックする方法がある。更にエミッタポリシリコンをパ
ターニングするためのフォトリソグラフィ工程が省略出
来るので価格面でも有利である。しかし、この形成方法
では大きな開口上に堆積したポリシリコンはエッチバッ
クの際に完全に除去されてしまうので特性をチェックで
きない。
As a first method of forming a plug structure,
After the emitter polysilicon is deposited, there is a method of etching back by a dry etch method. Further, a photolithography process for patterning the emitter polysilicon can be omitted, which is advantageous in terms of cost. However, according to this forming method, the characteristics cannot be checked because the polysilicon deposited on the large opening is completely removed during the etch back.

【0018】第二の方法としては、選択的結晶成長法に
よってポリシリコンを推積し、イオン注入法によってヒ
素を添加してエミッタポリシリコンを形成する。この形
成法であれば、真性ベース上の開口内だけにポリシリコ
ンが形成されるので上に述べたエミッタポリシリコンの
段差は無い。しかし、この方法では、回路内部で使われ
る製品としてのトランジスタのエミッタ寸法が数μmの
レベルであるのに対して、製造段階で使用される特性を
チェックするための拡散チェックトランジスタのエミッ
タ寸法は100μm角前後の大きさを必要とし、両者の
トランジスタ特性は必ずしも一致しない。その理由は、
エミッタの寸法が大きく異なると、微細な開口内部には
イオン注入時にヒ素がポリシリコンの底部迄、十分に添
加されないで、結果としてエミッタ不純物(ここではヒ
素)の拡散の様子が開口の寸法が異なると変わってしま
う。
As a second method, polysilicon is deposited by a selective crystal growth method, and arsenic is added by an ion implantation method to form an emitter polysilicon. According to this forming method, the polysilicon is formed only in the opening on the intrinsic base, so that there is no step of the emitter polysilicon described above. However, according to this method, the emitter size of a transistor used as a product used inside the circuit is on the order of several μm, whereas the emitter size of a diffusion check transistor for checking characteristics used in a manufacturing stage is 100 μm. A size around the corner is required, and the transistor characteristics of both do not always match. The reason is,
If the dimensions of the emitter are significantly different, arsenic is not sufficiently added to the inside of the fine opening to the bottom of the polysilicon at the time of ion implantation, and as a result, the state of diffusion of the emitter impurity (here, arsenic) differs in the size of the opening. Will change.

【0019】近年の高性能バイポーラトランジスタは、
その高速性を実現させるために、ベ−ス接合深さXJB
およびエミッタ接合深さXJEが極めて浅くなっている。
例えば、アイトリップルEインターナショナルエレクト
ロンデバイスミーティング(IEEE International Elect
ron Devices Meeting(IEDM))1989 pp.221
−224によれば、ベース深さ0.09μmと報告され
ている。エミッタを形成する方法としては通常、熱処理
を施す事でエミッタポリシリコンからヒ素やリンといっ
たN型不純物を単結晶ベース領域の表面から拡散させる
こと(以下「エミッタ押し込み」と呼ぶ)によりエミッ
タ領域を形成する。この拡散は単結晶ベースとエミッタ
ポリシリコンの界面の状態によって著しく影響される。
すなわち、ポリシリコン推積前には単結晶ベース表面に
10オングストローム前後の厚さを有する自然酸化膜が
存在する。この自然酸化膜厚のウエハ毎のバラツキや同
一ウエハ面内における膜厚均一性がよくない。したがっ
て、エミッタ押し込み工程で、試しに1枚だけエミッタ
押し込みをして特性を測定し(以下測定するトランジス
タを「拡散チェックトランジスタ」と呼ぶ)、その結果
から同一ロットの残りのウエハをエミッタ押し込みする
という手法がとられる。
Recent high-performance bipolar transistors include:
In order to realize the high speed, the base junction depth X JB ,
And the emitter junction depth X JE is extremely shallow.
For example, the IEEE Ripple E International Electron Device Meeting (IEEE International Elect
ron Devices Meeting (IEDM)) 1989 pp. 221
According to -224, it is reported that the base depth is 0.09 μm. As a method of forming the emitter, an emitter region is usually formed by diffusing an N-type impurity such as arsenic or phosphorus from the emitter polysilicon from the surface of the single crystal base region by performing a heat treatment (hereinafter referred to as "emitter indentation"). I do. This diffusion is significantly affected by the state of the interface between the single crystal base and the emitter polysilicon.
In other words, a natural oxide film having a thickness of about 10 Å exists on the surface of the single crystal base before the polysilicon is deposited. The natural oxide film thickness varies from wafer to wafer and the film thickness uniformity within the same wafer surface is poor. Therefore, in the emitter indenting step, the characteristics are measured by injecting only one emitter as a test (hereinafter, the transistor to be measured is referred to as "diffusion check transistor"), and from the result, the remaining wafers of the same lot are indented. An approach is taken.

【0020】ところが、先に説明した従来技術のエミッ
タポリシリコンを選択的に形成する方法ならば探針でき
る大きさ(例えば80μm2以上)の領域にエミッタを
形成すれば、エミッタ押し込みの状況をモニターするた
めの測定が可能である。しかし、実際に回路内部で使用
される製品としてのトランジスタのエミッタの寸法は1
μm以下であるのに対してモニターするためのトランジ
スタは数10μmであるためにエミッタ不純物の拡散の
様子が異なる。従って拡散チェックトランジスタを測定
することで回路内部のトランジスタを推定する事は困難
である。両者で特性が異なる理由は、厳密には不明であ
るが、エミッタポリシリコンを取り囲む絶縁膜(例えば
シリコン窒化膜やシリコン酸化膜)とポリシリコンとの
熱膨張係数の違いに起因する応力の発生状況が異なるせ
いで拡散深さが異なると推定される。
However, according to the prior art method of selectively forming the emitter polysilicon described above, if the emitter is formed in a region having a size that can be probed (for example, 80 μm 2 or more), the state of the emitter pressing can be monitored. Measurement is possible. However, the size of the emitter of the transistor as a product actually used inside the circuit is 1
The transistor for monitoring is several tens of μm, whereas the diffusion of the emitter impurity is different from that of μm or less. Therefore, it is difficult to estimate the transistor inside the circuit by measuring the diffusion check transistor. The reason why the characteristics are different between the two is not exactly known, but the state of stress generation due to the difference in the thermal expansion coefficient between the insulating film (for example, a silicon nitride film or a silicon oxide film) surrounding the emitter polysilicon and the polysilicon. Is presumed to be different due to the difference in

【0021】したがって、回路内部で使用するトランジ
スタと同一寸法のエミッタを有するトランジスタを拡散
チェックする必要がある。しかし、この場合には次に述
ベる、問題がある。
Therefore, it is necessary to perform a diffusion check on a transistor having an emitter of the same size as a transistor used inside the circuit. However, in this case, there is a problem described below.

【0022】すなわち第一の問題点は、途中工程でトラ
ンジスタ特性を測定することができない点である。
That is, the first problem is that the transistor characteristics cannot be measured in the course of the process.

【0023】その理由は、従来構造のトランジスタで
は、リソグラフィ工程とドライエッチングとの組み合わ
せによってエミッタポリシリコンをパターニングしない
と微細(1μm程度の寸法)なエミッタを有するトラン
ジスタのエミッタから探針可能な寸法(例えば100μ
2以上)の電極パッドを形成できないためである。
The reason is that, in a transistor having a conventional structure, unless the emitter polysilicon is patterned by a combination of a lithography step and dry etching, a dimension (dimension of about 1 μm) that can be probed from the emitter of a transistor having a fine emitter (dimension of about 1 μm). For example, 100μ
it can not be formed to the electrode pads of the m 2 or more).

【0024】本発明の目的は、微細な寸法のエミッタ内
部にプラグ状に埋め込まれたエミッタポリシリコン構造
を有するバイポーラトランジスタのトランジスタ特性
を、エミッタ押し込み直後の段階で測定できる構造のト
ランジスタを作成することにある。
An object of the present invention is to produce a transistor having a structure in which the transistor characteristics of a bipolar transistor having an emitter polysilicon structure embedded in a plug shape inside a fine-sized emitter can be measured immediately after the emitter is pushed. It is in.

【0025】[0025]

【課題を解決するための手段】これに対して、本発明で
はエミッタの寸法と同程度の寸法の溝を絶緑膜に形成
し、エミッタポリシリコンをこの溝に埋設させることで
外部に引き出すと共に、この引き出し部分をコレクタと
電気的に分離されている大面積のN型単結晶シリコン領
域に接続することにより、フォトリソグラフィ工程無し
で拡散チェックトランジスタを作製する。
On the other hand, according to the present invention, a groove having a size approximately equal to the size of the emitter is formed in the green film, and the emitter polysilicon is buried in the groove to be drawn out. By connecting this lead-out portion to a large-area N-type single-crystal silicon region electrically separated from the collector, a diffusion check transistor is manufactured without a photolithography step.

【0026】この方法によりエミッタポリシリコンを加
工するためのフォトリソグラフィ工程を省略できるので
低価格を実現するとともに、エミッタ直上の平坦性が改
善されるので配線加工の微細化が推進される。
According to this method, a photolithography process for processing the emitter polysilicon can be omitted, thereby realizing a low cost and improving the flatness immediately above the emitter, thereby promoting finer wiring processing.

【0027】[0027]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態として
第1の実施例について図面を参照して説明する。
Next, a first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0028】本実施例では、npn型バイポーラに関し
て説明をするが、pnp型バイポーラにも本発明が、適
用可能なことは言うまでもない。
In this embodiment, an npn-type bipolar transistor will be described. However, it goes without saying that the present invention can be applied to a pnp-type bipolar transistor.

【0029】図1(a)は本発明の半導体装置製造に使
用される拡散チェックトランジスタの第一の実施例の縦
断面図、図1(b)はその平面図を示す。すなわち、エ
ミッタ押し込みをモニターするための拡散チェックトラ
ンジスタの縦断面図と平面図である。
FIG. 1A is a longitudinal sectional view of a first embodiment of a diffusion check transistor used for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof. That is, a vertical cross-sectional view and a plan view of a diffusion check transistor for monitoring the indentation of the emitter.

【0030】また、図2(a)は回路内部に使われる製
品としての微細エミッタ寸法のトランジスタの縦断面
図、図2(b)はその平面図である。
FIG. 2A is a longitudinal sectional view of a transistor having a fine emitter dimension as a product used inside a circuit, and FIG. 2B is a plan view thereof.

【0031】抵抗率が10〜15ΩcmのP-型シリコ
ン基板1と、その上にN+型埋め込み層2と、更にその
上にシリコンコレクタ層31、32となっているN-型シ
リコンエピタキシャル層3が形成されており、素子分離
のための絶縁物埋設トレンチ5が形成され、その下部に
はチャンネルストッパー用p+型埋め込み層4を有す
る。
A P type silicon substrate 1 having a resistivity of 10 to 15 Ωcm, an N + type buried layer 2 thereon, and N type silicon epitaxial layers 3 1 and 3 2 thereon. A layer 3 is formed, an insulator buried trench 5 for element isolation is formed, and a p + type buried layer 4 for a channel stopper is provided below the trench.

【0032】N-型シリコンエピタキシャル層3の表面
は、シリコン酸化膜6で覆われている。
The surface of N type silicon epitaxial layer 3 is covered with silicon oxide film 6.

【0033】シリコン酸化膜6には、コレクタ領域を構
成するシリコンコレクタ層31の一部を露出し、ベース
形成のための開口101と、コレクタ引き出しを形成す
るために埋め込み層2に到達する開口201(以下コレ
クタ開口と略称する)とが形成されている。この図で
は、コレクタ開口201の横方向の寸法はモニターのた
めに針をあてることができる程度に十分大きくする(例
えば100μm角)。
The silicon oxide film 6, opening to expose a portion of the silicon collector layer 3 1 which constitutes the collector region, and an opening 101 for the base form, to reach the buried layer 2 to form a collector lead-out 201 (hereinafter abbreviated as a collector opening). In this figure, the lateral dimension of the collector opening 201 is large enough (eg, 100 μm square) to allow a needle to be used for monitoring.

【0034】シリコン酸化膜上、および開口101内部
のコレクタ領域を構成するシリコンコレクタ層上には、
+型ベース電極用ポリシリコン膜7が、選択的に形成
されている。
On the silicon oxide film and on the silicon collector layer constituting the collector region inside the opening 101,
A P + type base electrode polysilicon film 7 is selectively formed.

【0035】一方、シリコンコレクタ層31の露出した
部分には、開口101内部のn型単結晶シリコン上に、
p型単結晶シリコン真性ベース領域9が、また、p+
ベース電極用ポリシリコン7の下面にはp+型ポリシリ
コン層10が形成され、真性ベース領域9とp+型ポリ
シリコン層10とは接続している。
On the other hand, the exposed portion of silicon collector layer 3 1, the opening 101 inside the n-type single crystal silicon,
p-type single crystal silicon intrinsic base region 9, also on the lower surface of the p + type base electrode polysilicon 7 p + -type polysilicon layer 10 is formed, the intrinsic base region 9 and the p + -type polysilicon layer 10 Is connected.

【0036】コレクタ開口201の側面には、N+型ポ
リシリコン層12−bが形成されている。
On the side surface of the collector opening 201, an N + type polysilicon layer 12-b is formed.

【0037】また、トレンチ5の外側にシリコンコレク
タ層31と隣接する他のシリコンコレクタ層32に設けら
れたエミッタ探針用開口301(100μm角程度の寸
法があり、直接探針できる)の側面および真性ベース9
上にエミッタ電極用N+ポリシリコン12−aが存在す
る。
Further, (there is about 100μm square dimensions, direct probe can be) outside the silicon collector layer 3 1 and another adjacent silicon collector layer 3 emitter tip provided in second opening 301 of the trench 5 Lateral and intrinsic base 9
There is N + polysilicon 12-a for an emitter electrode on top.

【0038】図1(b)には、更に別のベース探針用開
口401が設けられている(ベース探針用開口も100
μm角程度の寸法があり、直接探針できる)。
FIG. 1B shows another base probe opening 401 (the base probe opening is also 100).
It has a size of about μm square and can be directly probed.)

【0039】次に、本発明の第一の実施例の主要工程に
関して図面を参照して説明する。
Next, the main steps of the first embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0040】抵抗率が10〜15ΩcmのP-型(10
0)面方位のシリコン基板1に、数100オングストロ
ームのシリコン酸化膜(図示せず)を通して、ヒ素をイ
オン注入する。注入条件としては、例えば、エネルギー
50kV〜120kVで、ドース量5E15〜2E16
cm-2が適当である。次に、注入された際の損傷回復、
ヒ素の活性化、および押し込みのために、1000℃〜
1150℃の温度で処理する。このようにしてN+型埋
め込み層2が形成される。
A P - type (10 to 15 Ωcm resistivity)
0) Arsenic is ion-implanted into the silicon substrate 1 having a plane orientation through a silicon oxide film (not shown) of several hundred angstroms. The implantation conditions include, for example, an energy of 50 kV to 120 kV and a dose of 5E15 to 2E16.
cm -2 is appropriate. Next, damage recovery when injected,
1000 ° C. for arsenic activation and forcing
Treat at a temperature of 1150 ° C. Thus, the N + type buried layer 2 is formed.

【0041】次に、シリコン酸化膜を全面除去した後
に、通常の方法によってN-型シリコンエピタキシャル
層3を形成する。成長温度は、950℃〜1050℃が
適当であり原料ガスは、SiH4またはSiH2Cl2
用いる。ドーピングガスとしてPH3を用い、5E15
〜2E16cm-3の不純物を含有し、厚さが0.8μm
〜1.3μmが適当である。このようにして埋め込み層
上に、N-型シリコンエピタキシャル層3を形成する。
Next, after the entire surface of the silicon oxide film is removed, an N - type silicon epitaxial layer 3 is formed by an ordinary method. An appropriate growth temperature is 950 ° C. to 1050 ° C., and SiH 4 or SiH 2 Cl 2 is used as a source gas. 5E15 using PH 3 as doping gas
Contains impurities of ~ 2E16 cm -3 and has a thickness of 0.8 μm
〜1.3 μm is appropriate. Thus, the N - type silicon epitaxial layer 3 is formed on the buried layer.

【0042】次に、素子分離のためのトレンチ5とp+
チャネルストッパー4を形成する。まず、エピタキシャ
ル層3の表面に20nm〜50nmの熱酸化膜(図示せ
ず)を形成し、シリコン窒化膜(図示せず)を厚さ70
nm〜150nm形成し、更に、シリコン酸化膜400
nm(図示せず)を形成する。引き続きフォトリソグラ
フィによってフォトレジスト(図示せず)をパターニン
グして、ドライエッチングによりシリコン酸化膜、シリ
コン窒化膜、シリコン酸化膜の3層構造の一部を除去す
る。フォトレジストを除去後、最上層のシリコン酸化膜
をマスク材として、シリコン基板1に到達するトレンチ
分離用の溝を形成する。
Next, trench 5 for element isolation and p +
The channel stopper 4 is formed. First, a thermal oxide film (not shown) having a thickness of 20 nm to 50 nm is formed on the surface of the epitaxial layer 3 and a silicon nitride film (not shown) having a thickness of 70 nm is formed.
and a silicon oxide film 400
nm (not shown). Subsequently, a photoresist (not shown) is patterned by photolithography, and part of a three-layer structure of a silicon oxide film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film is removed by dry etching. After removing the photoresist, a trench for trench isolation reaching the silicon substrate 1 is formed using the uppermost silicon oxide film as a mask material.

【0043】次に、ボロンをエネルギー100KeV、
ドーズ1E13/cm-2によるイオン注入、および活性
化の熱処理により、チャンネルストッパー用埋め込み層
4を形成する。次に、トレンチ溝内部の充填材として絶
緑物(ポリシリコンやシリコン酸化膜など)を堆積す
る。ここでは、BPSGを堆積することとして説明を続
ける。BPSG(図示せず)を溝の幅(例えば0.8μ
mから1.5μm。ここでは、1.0μmを例に説明)
の2倍程度の膜厚を堆積し、熱処理(例えば、1000
℃、1時間)を施し、表面を平坦にする。
Next, boron is supplied with an energy of 100 KeV,
The channel stopper buried layer 4 is formed by ion implantation with a dose of 1E13 / cm -2 and heat treatment for activation. Next, a green material (polysilicon, silicon oxide film, or the like) is deposited as a filler inside the trench groove. Here, the description will be continued assuming that BPSG is deposited. BPSG (not shown) is set to the groove width (for example, 0.8 μm).
m to 1.5 μm. Here, 1.0 μm is described as an example)
Is deposited twice as thick as that of
C. for 1 hour) to flatten the surface.

【0044】絶縁膜のエッチバックと熱したリン酸によ
るシリコン窒化膜を除去、およびシリコン酸化膜のHF
系液による除去を経てシリコンコレクタ層31の表面を
露出させる。これらのエッチバツクの条件は最終形状
が、ほぼ、平坦になるように選ばれている。
The silicon nitride film is removed by etch back of the insulating film and heated phosphoric acid, and HF of the silicon oxide film is removed.
Through the removal by the system solution to expose the surface of the silicon collector layer 3 1. The conditions for these etch backs are selected so that the final shape is substantially flat.

【0045】次に、シリコンコレクタ層31の表面は、
シリコン酸化膜6で覆われる。その膜厚としては、50
nm〜200nmが適当であり、ここでは、100nm
である。
Next, silicon collector layer 3 1 of the surface,
It is covered with a silicon oxide film 6. The film thickness is 50
nm to 200 nm is appropriate, and here 100 nm
It is.

【0046】次に、ポリシリコンを堆積する。ポリシリ
コンの厚さとしては、200nm〜350nmが適当で
あり、ここでは250nmである。このポリシリコン
は、将来ベース電極用ポリシリコンとして使うのでボロ
ンをイオン注入(例えば30keV,5E15〜2E1
6cm-2)し、活性化の熱処理を行う。
Next, polysilicon is deposited. An appropriate thickness of the polysilicon is 200 nm to 350 nm, and here is 250 nm. Since this polysilicon is used as the base electrode polysilicon in the future, boron is ion-implanted (for example, 30 keV, 5E15 to 2E1).
6 cm -2 ) and heat treatment for activation is performed.

【0047】次に、フォトレジストをパターニングした
後ドライエッチングにより不要なポリシリコンを除去す
る。こようにしてP+型ベース電極用ポリシリコン7が
形成される。
Next, after patterning the photoresist, unnecessary polysilicon is removed by dry etching. In this manner, the P + type base electrode polysilicon 7 is formed.

【0048】引き続きシリコン窒化膜8をLPCVD法
によって約150nm堆積する(シリコン窒化膜の膜厚
は、100nm〜200nmが適当である)。
Subsequently, a silicon nitride film 8 is deposited to a thickness of about 150 nm by LPCVD (the thickness of the silicon nitride film is suitably from 100 nm to 200 nm).

【0049】また、図3(a)と(b)とは、同程度の
寸法であるかの様に描かれているが、実際には、横方向
の寸法が全く異なる。すなわち、同一図中でのトレンチ
5間の寸法は、図3(a)では、100μm程度である
のに対して、図3(b)では10μm程度と小さい。
Although FIGS. 3 (a) and 3 (b) are drawn as if they have similar dimensions, the dimensions in the horizontal direction are actually completely different. That is, the dimension between the trenches 5 in the same figure is about 100 μm in FIG. 3A, and is as small as about 10 μm in FIG. 3B.

【0050】この状態が図3(a)(特性チェックのた
めの拡散チェックトランジスタ)と図3(b)(回路内
部で使う製品とする微細寸法のトランジスタ)である。
This state is shown in FIG. 3 (a) (diffusion check transistor for characteristic check) and FIG. 3 (b) (micro-sized transistor used as a product used inside the circuit).

【0051】次に、通常のフォトリソグラフイによっ
て、将来エミッタを形成する部分にフオトレジスト20
(図4(a),(b))に開口を形成する。引き続き異
方性ドライエッチングによりシリコン窒化膜を除去す
る。
Next, a photoresist 20 is formed on a portion where an emitter will be formed in the future by ordinary photolithography.
An opening is formed in (FIGS. 4A and 4B). Subsequently, the silicon nitride film is removed by anisotropic dry etching.

【0052】この状態が図4(a)(拡散チェックトラ
ンジスタ)と図4(b)(製品とする微細寸法のトラン
ジスタ)である。
This state is shown in FIG. 4A (diffusion check transistor) and FIG. 4B (fine-sized transistor as a product).

【0053】この時ベース電極用ポリシリコン7で覆わ
れていない部分のシリコン酸化膜6(図4(a))の膜
厚が若干減少するが、シリコンコレクタ層31が露出し
ない限り問題とはならないので図面上は膜厚減少を無視
して描かれている。
[0053] The film thickness of the silicon oxide film 6 which is not covered in this case the base electrode polysilicon 7 (FIG. 4 (a)) is reduced slightly, a problem as long as the silicon collector layer 3 1 is not exposed Since it is not necessary, the drawing is drawn ignoring the decrease in film thickness.

【0054】引き続きべ−ス電極用ポリシリコンをドラ
イエッチングで除去しフオトレジストを除去する。
Subsequently, the polysilicon for the base electrode is removed by dry etching to remove the photoresist.

【0055】この状態が図5(a)(拡散チェックトラ
ンジスタ)と図5(b)(製品とする微細寸法のトラン
ジスタ)である。
This state is shown in FIG. 5 (a) (diffusion check transistor) and FIG. 5 (b) (transistor of fine dimensions as a product).

【0056】更にLPCVD法によりシリコン窒化膜を
50nm〜100nm堆積する。ここで再び異方性ドラ
イエッチングによりこの開口の底の部分のシリコン窒化
膜を完全に除去する。この結果開口内部のベース電極用
ポリシリコン7の側面は、シリコン窒化膜8により被覆
される。
Further, a silicon nitride film is deposited to a thickness of 50 to 100 nm by the LPCVD method. Here, the silicon nitride film at the bottom of the opening is completely removed again by anisotropic dry etching. As a result, the side surface of the base electrode polysilicon 7 inside the opening is covered with the silicon nitride film 8.

【0057】この状態が図6(a)(拡散チェックトラ
ンジスタ)と、図6(b)(製品の微細寸法のトランジ
スタ)である。
This state is shown in FIG. 6A (diffusion check transistor) and FIG. 6B (fine-sized transistor of the product).

【0058】次に、HF系のエッチング液によって開口
底面のシリコン酸化膜6をエッチングしてコレクタ領域
を構成するシリコンコレクタ層31の一部を露出し、ベ
ース形成のための開口101を形成する。シリコン酸化
膜6をエッチングして露出させるベース電極用ポリシリ
コン下面の寸法は、ベース電極用ポリシリコンの膜厚よ
り小さい寸法で充分である。例えば、100nm〜25
0nmが適当であり、ここでは、200nmとした。
Next, exposed portions of the silicon collector layer 3 1 which constitutes the collector region by etching the silicon oxide film 6 of the opening bottom by HF-based etchant to form an opening 101 for the base form . The dimension of the lower surface of the polysilicon for the base electrode that exposes the silicon oxide film 6 by etching is smaller than the thickness of the polysilicon for the base electrode. For example, 100 nm to 25
0 nm is appropriate, and here, it was 200 nm.

【0059】この状態が図7(a)(拡散チェックトラ
ンジスタ)と図7(b)(製品とする微細寸法のトラン
ジスタ)である。
This state is shown in FIG. 7A (diffusion check transistor) and FIG. 7B (fine sized transistor as a product).

【0060】この時、拡散チェック用のトランジスタで
は、図7(a)で明らかなように、開口101の片側は
トレンチ5上に位置するように形成しておく。
At this time, in the transistor for diffusion check, one side of the opening 101 is formed so as to be located on the trench 5 as is apparent from FIG.

【0061】次に、従来技術と同様に選択的エピタキシ
ャル成長法によって真性ベースを形成する。成長条件と
してはLPCVD法、ガスソースMBE法なども可能で
あるが、ここではUHV/CVD法を例として説明す
る。
Next, an intrinsic base is formed by a selective epitaxial growth method as in the prior art. As a growth condition, an LPCVD method, a gas source MBE method, and the like can be used. Here, the UHV / CVD method will be described as an example.

【0062】Si26 流量3sccm、温度605
℃、が条件の一例である。
Si 2 H 6 flow rate 3 sccm, temperature 605
C is an example of the condition.

【0063】この時、シリコンコレクタ層31の露出し
た部分にはp型単結晶シリコンベース領域9が形成され
る。同時に、ベース電極用ポリシリコン7のせり出し部
分の下面からコレクタ領域を構成するシリコンコレクタ
層31に向かってP型のポリシリコン層10が形成され
る。これらベース領域9とポリシリコン層10とは、互
いに接触する迄成長を続け、製品となるトランジスタは
開口104を示すまでになる。
[0063] At this time, the exposed portion of silicon collector layer 3 1 p-type single crystal silicon base region 9 is formed. At the same time, the polysilicon layer 10 P-type toward the silicon collector layer 3 1 which constitutes the collector region from the lower surface of the protruding portion of the base electrode polysilicon 7 is formed. The base region 9 and the polysilicon layer 10 continue to grow until they come into contact with each other.

【0064】引き続き、LPCVDによるシリコン酸化
膜の推積、および異方性ドライエッチングを行うことに
よりシリコン酸化膜11の側壁を形成し、拡散トランジ
スタでは開口101を、製品では開口102を示す状態
になる。この状態が図8(a)(拡散チェックトランジ
スタ)と図8(b)(製品とする微細寸法のトランジス
タ)である。
Subsequently, the side wall of the silicon oxide film 11 is formed by depositing a silicon oxide film by LPCVD and performing anisotropic dry etching. The diffusion transistor shows the opening 101 and the product shows the opening 102. . This state is shown in FIG. 8 (a) (diffusion check transistor) and FIG. 8 (b) (fine-sized transistor as a product).

【0065】引き続きフォトリソグラフィとドライエッ
チングとによって、コレクタ探針用開口201、およ
び、エミッタ探針用開口301を形成する。この際、ト
レンチ5上で、エミッタ開口101とエミッタ探針用開
口301とは少なくともオーバーラップする様にしてお
く。この理由は、後工程でn+型ポリシリコンを埋設す
る溝がエミッタ開口101とエミッタ探針用開口301
とで接続されている必要があるためである。この時、オ
ーバーラップ部分のトレンチ埋設絶緑物は若干へこむ。
Subsequently, an opening 201 for the collector probe and an opening 301 for the emitter probe are formed by photolithography and dry etching. At this time, the emitter opening 101 and the emitter probe opening 301 are at least overlapped on the trench 5. The reason for this is that the trench for burying n + -type polysilicon in a later step is formed by the emitter opening 101 and the emitter probe opening 301.
This is because it is necessary to be connected with. At this time, the greenery buried in the trench in the overlap portion is slightly dented.

【0066】この状態が図9(a)(拡散チェックトラ
ンジスタの縦断面図)と図9(b)(拡散チェックトラ
ンジスタの平面図)および図10(回路内に使用される
トランジスタ)である。
This state is shown in FIG. 9 (a) (vertical sectional view of the diffusion check transistor), FIG. 9 (b) (plan view of the diffusion check transistor), and FIG. 10 (transistor used in the circuit).

【0067】更にn型不純物(たとえば、リンやヒ素)
を添加したポリシリコン12をLPCVD法によって堆
積する。ここでは、リンを約5E20cm-3添加した。
ポリシリコンの膜厚は、エミッタ開口101の寸法の
1.5倍から2倍程度が適当であり、600nmから1
000nmが適している。ここでは、8000nmとし
た。
Further, n-type impurities (for example, phosphorus and arsenic)
Is deposited by LPCVD. In this case, about 5E20 cm -3 of phosphorus was added.
The thickness of the polysilicon is suitably about 1.5 to 2 times the dimension of the emitter opening 101, and
000 nm is suitable. Here, it was 8000 nm.

【0068】この状態が図11(a)(拡散チェックト
ランジスタ)と図11(b)(製品とする微細寸法のト
ランジスタ)である。
This state is shown in FIG. 11 (a) (diffusion check transistor) and FIG. 11 (b) (fine sized transistor as a product).

【0069】引き続き、ポリシリコンのエッチバックを
行い、更に、フォトリソグラフィ工程とドライエッチン
グによりベース探針用開口401を形成し、この開口内
部では、ベース電極用ポリシリコンが露出する。
Subsequently, the polysilicon is etched back, and a base probe opening 401 is formed by a photolithography step and dry etching. Inside the opening, the base electrode polysilicon is exposed.

【0070】次に、エミッタ押し込みのための熱処理を
行いシリコン酸化膜11の側壁で囲まれたベース領域9
に、単結晶シリコンによるN型エミッタ領域13が形成
される。
Next, a heat treatment for pushing the emitter is performed, and the base region 9 surrounded by the side wall of the silicon oxide film 11 is formed.
Then, an N-type emitter region 13 of single crystal silicon is formed.

【0071】この様にして、図1(a),(b)に示す
第一の実施例の拡散チェックトランジスタが形成され
る。
In this way, the diffusion check transistor of the first embodiment shown in FIGS. 1A and 1B is formed.

【0072】図1(a)のトランジスタの探針用開口2
01、301、401は全て、直接探針できるほどに大
きな寸法を有するとともに、エミッタ領域13は、1μ
m以下例えば0.2から0.6μmという、微細な寸法
であり、回路内部と同一寸法を実現している。この段階
で、エミッタの形成状態を直接測定し、エミッタ押し込
みが不足の時は追加の押し込みをする。
The probe opening 2 of the transistor shown in FIG.
01, 301, and 401 all have dimensions large enough to directly probe, and the emitter region 13 is 1 μm.
m, which is a fine size of, for example, 0.2 to 0.6 μm, and realizes the same size as the inside of the circuit. At this stage, the state of formation of the emitter is directly measured, and if the pressing of the emitter is insufficient, additional pressing is performed.

【0073】引き続き絶緑膜(例えばシリコン酸化膜)
によって表面を覆い製品とするトランジスタ(図2
(a))に対しエミッタ、ベース、およびコレクタ電極
用ポリシリコンに達するコンタクトを開口し、アルミニ
ウム系合金をスパッタした後フォトリソグラフィと異方
性ドライエッチングを行いアルミニウム系のエミッタ電
極、ベース電極、およびコレクタ電極を形成する。
Subsequently, a green film (for example, a silicon oxide film)
Transistor whose surface is covered with a product (Fig. 2
For (a)), the contacts reaching the polysilicon for the emitter, base, and collector electrodes are opened, and an aluminum-based alloy is sputtered, followed by photolithography and anisotropic dry etching to perform aluminum-based emitter electrode, base electrode, and Form a collector electrode.

【0074】ここで、従来技術に比べて本発明によっ
て、特性がどの程度改善されたかを述べると、これら一
連の工程によって、エミッタ電極用ポリシリコンの加工
用フォトリソグラフィ工程無しで、しかも回路で使用す
るトランジスタと同一寸法のエミッタを有するトランジ
スタを拡散工程の途中で特性確認することができたこと
になる。
Here, the extent to which the characteristics of the present invention are improved by the present invention as compared with the prior art will be described. This means that the characteristics of a transistor having an emitter of the same size as that of the transistor can be confirmed during the diffusion process.

【0075】[0075]

【実施例】次に、本発明の第二の実施例につき図面を参
照して説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0076】図12は、本発明の第二の実施例の測定用
拡散チェックトランジスタの縦断面図である。
FIG. 12 is a longitudinal sectional view of a diffusion check transistor for measurement according to a second embodiment of the present invention.

【0077】基本的には、第一の実施例と同じであり、
異なる点はベース部分だけである。すなわち、選択的エ
ピタキシャル成長によるベースがp型SiGe合金(例
えば全体が一様にGe濃度10%であり、下からボロン
濃度が無添加状態で100オングストロームの層、7E
18cm-3のボロン添加領域が400オングストローム
の層)、更に将来エミッタを拡散によって形成するため
のシリコン層(ボロンは無添加で厚さは例えば200オ
ングストローム)の順番からなる積層膜である。この積
層膜が真性ベース層29である。当然、同時に形成され
る多結晶層30のGe、ボロンの添加もこれを反映して
変化する。
The operation is basically the same as that of the first embodiment.
The only difference is the base part. That is, the base formed by selective epitaxial growth is a p-type SiGe alloy (for example, a layer having a uniform Ge concentration of 10%, a 100 angstrom layer with no boron concentration added from below, and 7E
This is a laminated film in which a boron added region of 18 cm -3 has a thickness of 400 angstroms) and a silicon layer for forming an emitter by diffusion in the future (boron is not added and has a thickness of, for example, 200 angstroms). This laminated film is the intrinsic base layer 29. Naturally, the addition of Ge and boron to the polycrystalline layer 30 formed simultaneously also changes to reflect this.

【0078】第二の実施例の優れた点は、電流増幅率h
FEを向上しやすい点であるとともに、格子不整合から
なるコレクタベース接合のリーク電流の影響を受けやす
いので、この発明の様に拡散途中でのモニターの重要性
が高い。
The advantage of the second embodiment is that the current amplification factor h
In addition to the fact that the FE can be easily improved, and that it is easily affected by the leak current of the collector-base junction caused by lattice mismatch, the importance of monitoring during diffusion as in the present invention is high.

【0079】次に第三の実施例を図13に示す。Next, a third embodiment is shown in FIG.

【0080】本実施例では、真性ベースを拡散法によっ
て形成している。すなわち、ベース電極用ポリシリコン
37は、絶緑膜(例えば、シリコン窒化膜)38に覆わ
れている。シリコンコレクタ3に接しているベース電極
用ポリシリコン37からボロンが拡散されて形成された
グラフトベース39がある。イオン注入法によって形成
された、真性ベース40がある。絶緑膜(例えばシリコ
ン酸化膜)41で囲まれた領域内の真性ベース上にエミ
ッタ電極用ポリシリコン12からn型不純物の拡散によ
って形成されたエミッタ領域42がある。
In this embodiment, the intrinsic base is formed by a diffusion method. That is, the base electrode polysilicon 37 is covered with the green film (for example, silicon nitride film) 38. There is a graft base 39 formed by diffusing boron from the base electrode polysilicon 37 in contact with the silicon collector 3. There is an intrinsic base 40 formed by ion implantation. An emitter region 42 is formed on the intrinsic base in a region surrounded by an absolutely green film (for example, a silicon oxide film) 41 by diffusing n-type impurities from the emitter electrode polysilicon 12.

【0081】本実施例の優れた点を次に述ベる。第一、
第二の実施例では、真性ベース9、、および29の側面
のうち、トレンチ5の上に位置する部分は絶緑膜(例え
ばシリコン酸化膜11によって被覆されている。しか
し、この被覆が不十分であると側面部分にもエミッタ電
極用ポリシリコン12が接触してしまう。その場合真性
ベースの側面からもn型不純物の拡散が起きることにな
る。結果として、側面に形成されてしまったエミッタ領
域がシリコンコレクタと接してしまい、トランジスタと
して動作しないことになる危険がある。これに対して、
本実施例ではベース、およびエミッタは順次シリコンコ
レクタ3に拡散されていくのでエミッタ領域とシリコン
コレクタとがショートする危険がない。
The advantages of this embodiment will now be described. first,
In the second embodiment, of the side surfaces of the intrinsic bases 9 and 29, the portion located above the trench 5 is covered with a green film (for example, a silicon oxide film 11. However, this covering is insufficient. In this case, the emitter electrode polysilicon 12 comes into contact also with the side surface portion, in which case the diffusion of the n-type impurity also occurs from the side surface of the intrinsic base, resulting in the emitter region formed on the side surface. May come into contact with the silicon collector and not operate as a transistor.
In this embodiment, since the base and the emitter are sequentially diffused into the silicon collector 3, there is no danger that the emitter region and the silicon collector are short-circuited.

【0082】次に、本発明の第四の実施例について図1
4を参照して説明する。
Next, a fourth embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
This will be described with reference to FIG.

【0083】本実施例では、エミッタ開口101とエミ
ッタ探針用開口301とが、2本以上の溝で接続されて
いる。本実施例の長所は、両者の接続部が増えたことで
抵抗が低減されるので、電圧降下の影響を排除できる。
In this embodiment, the emitter opening 101 and the emitter probe opening 301 are connected by two or more grooves. The advantage of this embodiment is that the resistance is reduced by increasing the number of connection portions between the two, so that the influence of the voltage drop can be eliminated.

【0084】[0084]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、エ
ミッタ電極用ポリシリコンの加工用フォトリソグラフィ
工程無しで、しかも回路で使用するトランジスタと同一
寸法のエミッタを有するトランジスタを拡散工程の途中
で特性確認することができうる効果がある。
As described above, according to the present invention, a transistor having an emitter having the same dimensions as a transistor used in a circuit can be formed during a diffusion step without a photolithography step for processing polysilicon for an emitter electrode. There is an effect that characteristics can be confirmed.

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

【図1】(a)は本発明の半導体製造方法で使用される
測定用拡散チェックトランジスタの第1の実施例の縦断
面図(b)はその平面図である。
FIG. 1A is a vertical sectional view of a first embodiment of a diffusion check transistor for measurement used in a semiconductor manufacturing method of the present invention, and FIG. 1B is a plan view thereof.

【図2】(a)は本発明の半導体装置の第1の実施例の
縦断面図、(b)はその平面図である。
2A is a longitudinal sectional view of a first embodiment of the semiconductor device of the present invention, and FIG. 2B is a plan view thereof.

【図3】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図で、ベース電極用ポリシリコン7とシリコン窒素膜
8形成迄の工程結果を示し、(a)は拡散チェックトラ
ンジスタの縦断面図、(b)は製品の縦断面図である。
FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views of main processes of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, showing process results up to the formation of a base electrode polysilicon 7 and a silicon nitrogen film 8, and FIG. FIG. 1B is a longitudinal sectional view of the product.

【図4】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図で、フォトレジストをパターニングし、開口101
を明け、シリコン窒素膜8不要部分の除去の工程結果を
示し、(a)は拡散チェックトランジスタの縦断面図、
(b)は製品の縦断面図である。
FIG. 4 is a sectional view of a main step of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
Shows the result of the process of removing the unnecessary portion of the silicon nitrogen film 8, (a) is a longitudinal sectional view of the diffusion check transistor,
(B) is a longitudinal sectional view of the product.

【図5】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図で、フォトレジスタを除去し、ベース電極用ポリシ
リコン7の不要部分の除去工程結果を示し、(a)は拡
散チェックトランジスタの縦断面図、(b)は製品の縦
断面図である。
FIGS. 5A and 5B are cross-sectional views of a main process of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, showing a result of a process of removing a photoresistor and removing an unnecessary portion of polysilicon 7 for a base electrode, and FIG. (B) is a longitudinal sectional view of the product.

【図6】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図でベース電極用ポリシリコン7の側面被覆と開口底
部のシリコン窒化膜除去迄の工程結果を示し、(a)は
拡散チェックトランジスタの縦断面図、(b)は製品の
縦断面図である。
FIG. 6 is a cross-sectional view of a main process of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, showing the process results up to the side surface coating of the base electrode polysilicon 7 and the removal of the silicon nitride film at the bottom of the opening; FIG. 4 is a vertical cross-sectional view of a transistor, and FIG.

【図7】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図で、開口101を該当部分のシリコン酸化膜除去に
より完成した工程結果を示し、(a)は拡散チェックト
ランジスタの縦断面図、(b)は製品の縦断面図であ
る。
FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views of main processes of manufacturing the semiconductor device of the first embodiment, showing a result of a process in which an opening 101 is completed by removing a silicon oxide film in a corresponding portion, and FIG. And (b) are longitudinal sectional views of the product.

【図8】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図でベース電極用ポリシリコン7とポリシリコン10
との完成とシリコン酸化膜11の側壁作成工程結果を示
し、(a)は拡散チェックトランジスタの縦断面図、
(b)は製品の縦断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a main process of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment.
(A) is a longitudinal sectional view of a diffusion check transistor, and FIG.
(B) is a longitudinal sectional view of the product.

【図9】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の断
面図で、開口201と301の作成工程結果を示し、
(a)は拡散チェックトランジスタの縦断面図、(b)
はその平面図である。
FIG. 9 is a cross-sectional view of a main process of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, showing a result of forming openings 201 and 301;
(A) is a longitudinal sectional view of a diffusion check transistor, (b)
Is a plan view thereof.

【図10】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の
断面図で、製品の開口202の作成工程の結果を示す縦
断面図である。
FIG. 10 is a cross-sectional view of a main process of manufacturing the semiconductor device according to the first embodiment, and is a longitudinal cross-sectional view showing a result of a process of forming a product opening 202;

【図11】第1の実施例の半導体装置製造の主要工程の
断面図で、N+型ポリシリコン12堆積工程結果を示
し、(a)は拡散チェックトランジスタの縦断面図、
(b)は製品の縦断面図である。
FIGS. 11A and 11B are cross-sectional views of main processes of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, showing the results of an N + type polysilicon 12 deposition process, FIG.
(B) is a longitudinal sectional view of the product.

【図12】本発明半導体装置製造方法に使用される拡散
チェックトランジスタの第2の実施例の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a second embodiment of a diffusion check transistor used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図13】本発明半導体装置製造方法に使用される拡散
チェックトランジスタの第3の実施例の断面図である。
FIG. 13 is a sectional view of a third embodiment of a diffusion check transistor used in the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention.

【図14】本発明半導体装置製造方法に使用される拡散
チェックトランジスタの第4の実施例の平面図である。
FIG. 14 is a plan view of a fourth embodiment of the diffusion check transistor used in the semiconductor device manufacturing method of the present invention.

【図15】従来技術による半導体装置製造の工程を示す
縦断面図である。
FIG. 15 is a longitudinal sectional view showing a step of manufacturing a semiconductor device according to a conventional technique.

【図16】従来技術による半導体装置の断面図である。FIG. 16 is a cross-sectional view of a conventional semiconductor device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 P-型シリコン基板 2 N+型埋め込み層 3 コレクタ用N-型シリコンエピタキシャル層 31 シリコンコレクタ層 32 シリコンコレクタ層 4 チャネルストッパー用P+層 5 絶緑物埋設トレンチ 6 シリコン酸化膜 7 P+型ベース電極用ポリシリコン膜 8 絶緑膜 9 シリコン真性ベース膜 10 ポリシリコン 11 シリコン酸化膜 12 N+型ポリシリコン 12a N+型エミッタ電極用ポリシリコン 12b N+型コレクタ電極用ポリシリコン 13 単結晶エミッタ領域 14 LOCOSシリコン酸化膜 15 N+型コレクタ引き出し 16 N型単結晶エミッタ領域 17 シリコン酸化膜 18a エミッタ電極 18b ベース電極 18c コレクタ電極 20 フォトレジスト 29 無添加単結晶SiGe膜・p型単結晶SiGe
膜から成る真性ベース層 30 無添加多結晶SiGe膜・p型多結晶SiGe
膜・無添加多結晶Si膜から成る層 37 P+型ベース電極用ポリシリコン膜 38 絶縁膜 39 グラフトベース 40 シリコン真性ベース膜 41 シリコン酸化膜 42 単結晶エミッタ領域 100 シリコン基体 101 エミッタ開口 102 開口 103 エミッタ開口 104 開口 201 コレクタ探針用開口 301 エミッタ探針用開口 401 ベース探針用開口
Reference Signs List 1 P type silicon substrate 2 N + type buried layer 3 N type silicon epitaxial layer for collector 3 1 silicon collector layer 3 2 silicon collector layer 4 P + layer for channel stopper 5 green trench buried trench 6 silicon oxide film 7 P Polysilicon film for + type base electrode 8 Green film 9 Silicon intrinsic base film 10 Polysilicon 11 Silicon oxide film 12 N + type polysilicon 12 a N + Polysilicon for emitter electrode 12 b N + Polysilicon for collector electrode 13 Single Crystal emitter region 14 LOCOS silicon oxide film 15 N + type collector lead 16 N-type single crystal emitter region 17 Silicon oxide film 18 a Emitter electrode 18 b Base electrode 18 c Collector electrode 20 Photoresist 29 Additive-free single-crystal SiGe film / p-type single-crystal SiGe
Intrinsic base layer composed of a film 30 Additive-free polycrystalline SiGe film / p-type polycrystalline SiGe
Layer composed of a film and undoped polycrystalline Si film 37 P + -type polysilicon film for base electrode 38 Insulating film 39 Graft base 40 Silicon intrinsic base film 41 Silicon oxide film 42 Single crystal emitter region 100 Silicon base 101 Emitter opening 102 Opening 103 Emitter opening 104 Opening 201 Collector probe opening 301 Emitter probe opening 401 Base probe opening

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 他の領域と絶縁物によって電気的に絶縁
された第1の導電型の第1の単結晶領域(31)をコレ
クタとし、第1の単結晶領域(31)の上に、第2の導
電型の第3の単結晶領域(9)を真正ベースとし、第3
の単結晶領域(9)上に第1の導電型の第4の単結晶
(13)をエミッタとする測定用の拡散チェックトラン
ジスタにおいて、 第1の単結晶領域(31)に探針接触可能な第1の開口
(201)を有し、 第1の単結晶領域に接し、第1の単結晶領域と電気的に
絶縁された第2の単結晶領域(32)に探針接触可能な
第2の開口(301)を有し、 第1の開口の側面の上部と、第2の開口の側面の上部と
第4の単結晶領域(13)と第2の開口とを結ぶ溝の内
部とに、それぞれ拡散トランジスタの測定探針接触用電
極として第1の導電型の第1の多結晶シリコン(12−
b,12a)を有し、 前記第1および第2の開口の測定探針接触用電極を直接
探針することによる電気的特性の測定結果に基づく、第
1の導電型の第1の多結晶シリコンからの第1の導電型
の不純物の拡散によって、第2の導電型の第3の単結晶
領域(9)の表面に形成される第1の導電型の第4の単
結晶領域(13)のエミッタ押し込みが所定量に調整さ
れることを特徴とする測定用拡散チェックトランジス
タ。
A first conductive type first single crystal region (3 1 ) electrically insulated from another region by an insulator is used as a collector, and a first single crystal region (3 1 ) is formed on the first single crystal region (3 1 ). The third single crystal region (9) of the second conductivity type is used as an authentic base,
In a diffusion check transistor for measurement using a fourth single crystal (13) of the first conductivity type as an emitter on a single crystal region (9), a probe can be brought into contact with the first single crystal region (3 1 ) A first opening (201), which is in contact with the first single crystal region, and is capable of contacting the probe with a second single crystal region (32) electrically insulated from the first single crystal region. a second opening (301), and an upper side of the first opening, the upper and <br/> fourth single crystal region of the side surface of the second opening (13) and a second opening Inside the connecting groove, the first conductive type first polycrystalline silicon (12-
b, 12a) , based on the measurement results of the electrical characteristics by directly probing the measurement probe contact electrodes of the first and second openings, and a first polycrystal of the first conductivity type. A fourth single crystal region of the first conductivity type (13) formed on the surface of the third single crystal region of the second conductivity type by diffusion of impurities of the first conductivity type from silicon. Characterized in that the indentation of the emitter is adjusted to a predetermined amount.
【請求項2】 前記第1の導電型単結晶領域(31)内
に第1の導電型の第1の多結晶シリコン(12)によっ
て埋設されたベース探針用の第3の開口(401)を前
記拡散チェックトランジスタ上に有する請求項1記載の
測定用拡散チェックトランジスタ。
2. A third opening (401) for a base probe which is buried in the first conductivity type single crystal region (3 1 ) by a first conductivity type first polycrystalline silicon (12). 3. The diffusion check transistor for measurement according to claim 1, further comprising:
【請求項3】 前記第2の導電型の第3の単結晶領域
(9)がボロン無添加のSiGe合金層と、ボロン添加
のSiGe合金層と、ボロン無添加のSi層との多層膜
からなる請求項1または2に記載の測定用拡散チェック
トランジスタ。
3. The method according to claim 1, wherein the third single crystal region of the second conductivity type has a boron-free SiGe alloy layer and a boron-doped SiGe alloy layer.
The diffusion check transistor for measurement according to claim 1, comprising a multilayer film of a SiGe alloy layer and a Si layer to which boron is not added .
【請求項4】 前記第1、第2および第3の単結晶領域
を埋設する多結晶シリコン(12a,12b,12)
が、同時に形成される請求項1乃至3のいずれか一項に
記載の測定用拡散チェックトランジスタ。
4. Polycrystalline silicon (12a, 12b, 12) burying said first, second and third single crystal regions
The diffusion check transistor for measurement according to any one of claims 1 to 3, wherein are formed simultaneously.
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