JP3257497B2 - Manufacturing method of bipolar semiconductor device - Google Patents
Manufacturing method of bipolar semiconductor deviceInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、バイポーラ型半
導体装置の製造方法に係り、詳しくは、SiGeべース
を用いた自己整合型のバイポーラ型半導体装置の製造方
法に関する。The present invention relates to a method of manufacturing a bipolar semiconductor device, and more particularly, to a method of manufacturing a self-aligned bipolar semiconductor device using a SiGe base.
【0002】[0002]
【従来の技術】マルチメディア通信、移動体通信等の普
及に伴い、データ処理装置、通信機器等の電子装置にお
いてデータを高速処理する要求が従来に比して増々、高
まってきている。このような状況に対応するために、電
子装置に使用される電子回路のより一層の高速化を実現
することが必要であり、このため、電子回路を構成する
半導体装置の高周波特性を改善することが待ち望まれて
いる。この要求に応えるべく、従来から、SiGeべー
スを用いた自己整合型バイポーラトランジスタが提案さ
れている。2. Description of the Related Art With the spread of multimedia communication, mobile communication, and the like, demands for high-speed data processing in electronic devices such as data processing devices and communication devices have been increasing more and more than before. To cope with such a situation, it is necessary to further increase the speed of an electronic circuit used in the electronic device, and therefore, it is necessary to improve the high-frequency characteristics of a semiconductor device forming the electronic circuit. Is eagerly awaited. In order to meet this demand, a self-aligned bipolar transistor using a SiGe base has been conventionally proposed.
【0003】この種のバイポーラトランジスタの製造技
術としては、高エネルギイオン注入法により埋設コレ
クタ層を形成し、CMP(Chemical Mechanical Poli
shing、化学機械研磨)法による選択ポリシングで表面を
平坦化して、素子分離領域を形成し、さらに、エミッ
タ電極用コンタクトホールとコレクタ電極用コンタクト
ホールを多結晶シリコン膜で埋め込んで、エミッタ電極
とコレクタ電極とを同時に形成するようにすれば、製造
工程を簡素化・短縮化できることが、T.Tashiro 等によ
って報告されている(T.Tashiro et al.,“7-Mask Self
-Aligned SiGeBase Bipolar Transistors with fT of 8
0GHz" IEICE TRANS.ELECTRON.,VOL.E80-C,NO.5 MAY 199
7,P.707〜P.713)。As a manufacturing technique of this type of bipolar transistor, a buried collector layer is formed by a high-energy ion implantation method, and a CMP (Chemical Mechanical Polishing) method is used.
(shing, chemical-mechanical polishing) method to flatten the surface by selective polishing to form an element isolation region, and furthermore, embed a contact hole for the emitter electrode and a contact hole for the collector electrode with a polycrystalline silicon film. It has been reported by T. Tashiro et al. (T. Tashiro et al., “7-Mask Self-
-Aligned SiGeBase Bipolar Transistors with fT of 8
0GHz "IEICE TRANS.ELECTRON., VOL.E80-C, NO.5 MAY 199
7, P.707-P.713).
【0004】T.Tashiro等によるバイポーラトランジス
タの製造方法について詳述すると、まず、図9(A)に
示すように、シリコン基板(支持基板)1−膜厚略5μ
mの酸化膜(絶縁膜)2−膜厚略1μmの単結晶シリコ
ン膜3の3層構成からなるSOI(Silicon-On-Insulat
or)基板を用意し、このSOI基板の単結晶シリコン膜
3中に、注入エネルギ略700keV、ドーズ量略5×
1014cm-2で、リンを注入することにより、n+型の
埋設コレクタ層4を形成する(同図(B))。次に、単結
晶シリコン膜3を熱酸化することで、膜厚40nm程度
のシリコン酸化(SiO2)膜80を形成する(同図
(B))。次いで、フォトリソグラフィ法により、シリコ
ン酸化膜80の上にフォトレジストのマスクを形成し
て、素子分離領域となる部分のシリコン酸化膜80、単
結晶シリコン膜3及び埋設コレクタ層4を、酸化膜2の
表面が露出するまでエッチング除去して、溝22、22
を形成する(同図(C))。次いで、図10(D)に示す
ように、全面に、素子間分離絶縁膜としてBPSG(Bo
ro-Phospho-Silicate-Glass)膜24を膜厚略2μmま
で堆積させ、溝22,22を埋めた後、950℃程度の
熱処理で、BPSG膜24をリフローする。次に、CM
P法による選択ポリッシングを行って、シリコン酸化膜
80の表面が露出するまで、BPSG膜24を平坦化
し、さらに、HF系エッチング液を用いてシリコン酸化
膜80をウエットエッチング除去する(同図(E))。A method of manufacturing a bipolar transistor by T. Tashiro et al. Will be described in detail. First, as shown in FIG.
SOI (Silicon-On-Insulat) having a three-layer structure of an oxide film (insulating film) 2 m in thickness and a single crystal silicon film 3 having a thickness of about 1 μm.
or) A substrate is prepared and an implantation energy of about 700 keV and a dose of about 5 × are formed in the single crystal silicon film 3 of the SOI substrate.
By implanting phosphorus at 10 14 cm -2 , an n + -type buried collector layer 4 is formed (FIG. 1B). Next, a silicon oxide (SiO 2 ) film 80 having a thickness of about 40 nm is formed by thermally oxidizing the single crystal silicon film 3 (FIG. 1 ).
(B)). Next, a photoresist mask is formed on the silicon oxide film 80 by a photolithography method, and the silicon oxide film 80, the single crystal silicon film 3, and the buried collector layer 4 in a portion to be an element isolation region are converted to the oxide film 2 Is removed by etching until the surface of the groove is exposed.
Is formed (FIG. 2C). Next, as shown in FIG. 10D, BPSG (Bo
A ro-Phospho-Silicate-Glass) film 24 is deposited to a thickness of about 2 μm, and after filling the grooves 22, 22, the BPSG film 24 is reflowed by a heat treatment at about 950 ° C. Next, CM
By performing selective polishing by the P method, the BPSG film 24 is flattened until the surface of the silicon oxide film 80 is exposed, and the silicon oxide film 80 is removed by wet etching using an HF-based etchant (see FIG. )).
【0005】次に、全面に、CVD(Chemical Vapor D
eposition)法により、シリコン酸化膜82を膜厚100
nm程度まで堆積させる(同図(F))。次に、図11
(G)に示すように、多結晶シリコン(Poly-si)膜を
膜厚200nm程度まで堆積させ、堆積した多結晶シリ
コン膜中にボロン(B)をイオン注入して、シート抵抗
が50Ω/□程度のP++型の多結晶シリコン膜26と
し、再び、フォトリソグラフィ法により、多結晶シリコ
ン膜26の上にフォトレジストのマスクを形成した後、
異方性エッチングを行って、P++型の多結晶シリコン膜
26のベース引き出し電極を形成する(同図(H))。こ
の後、多結晶シリコン膜26及び酸化シリコン膜82が
露出している部分の全面にシリコン窒化(Si3N4)膜8
4を150nm程度の膜厚に形成する(同図(I))。次
に、フォトリソグラフィ法により、シリコン窒化膜84
の上にレジストマスクを形成した後、図12(J)に示
すように、シリコン窒化膜84、多結晶シリコン膜26
を異方性エッチングによりシリコン酸化膜82の表面が
露出するまで除去し、エミッタコンタクトホール28を
形成する。[0005] Next, CVD (Chemical Vapor D)
The silicon oxide film 82 has a thickness of 100
It is deposited to about nm (FIG. (F)). Next, FIG.
As shown in (G), a polycrystalline silicon (Poly-si) film is deposited to a thickness of about 200 nm, boron (B) is ion-implanted into the deposited polycrystalline silicon film, and the sheet resistance is 50Ω / □. the degree of P ++ type polycrystalline silicon film 26, again, by photolithography, after forming a photoresist mask on the polycrystalline silicon film 26,
By performing anisotropic etching, a base lead electrode of the P ++ type polycrystalline silicon film 26 is formed (FIG. 1H). Thereafter, a silicon nitride (Si 3 N 4 ) film 8 is formed on the entire surface where the polycrystalline silicon film 26 and the silicon oxide film 82 are exposed.
4 is formed to a thickness of about 150 nm (FIG. 1I). Next, the silicon nitride film 84 is formed by photolithography.
After forming a resist mask on the silicon nitride film 84 and the polycrystalline silicon film 26 as shown in FIG.
Is removed by anisotropic etching until the surface of the silicon oxide film 82 is exposed, and an emitter contact hole 28 is formed.
【0006】この後、マスクを除去して、シリコン窒化
膜30をLPCVD(Low PressureChemical Depositio
n)法で膜厚60nm程度に堆積させ(同図(K))、次い
で、このシリコン窒化膜30をエッチバック(異方性エ
ッチング)して、コンタクトホール28の側面にのみ、
シリコン窒化膜30を残す(同図(L))。次に、図13
(M)に示すように、HF系エッチング液に浸して、コ
ンタクトホール28の底部において露出しているシリコ
ン酸化膜82をウェットエッチング除去する。このと
き、多結晶シリコン膜26の下面が、奥行き150nm
程度露出するまで横方向エッチングを行う。横方向エッ
チングの完了後、コンタクトホール28の底部において
露出状態となった単結晶シリコン膜3上面とp++型の多
結晶シリコン膜26の下面とに、自己整合的エピタキシ
ャル成長法により、それぞれ、p型単結晶SiGe膜3
2、p型多結晶SiGe膜34を成長させる(同図
(N))。この選択エピタキシャル成長は、ベース領域を
形成するp型単結晶SiGe膜32と、p型多結晶Si
Ge膜34が接続するまで行う。After that, the mask is removed and the silicon nitride film 30 is formed by LPCVD (Low Pressure Chemical Depositio).
Then, the silicon nitride film 30 is etched back (anisotropically etched) to a thickness of about 60 nm by the method (n), and only the side surface of the contact hole 28 is etched.
The silicon nitride film 30 is left (FIG. 3 (L)). Next, FIG.
As shown in (M), the silicon oxide film 82 exposed at the bottom of the contact hole 28 is immersed in an HF-based etchant and removed by wet etching. At this time, the lower surface of the polycrystalline silicon film 26 has a depth of 150 nm.
The lateral etching is performed until it is exposed to the extent. After completion of the lateral etching, the upper surface of the single crystal silicon film 3 exposed at the bottom of the contact hole 28 and the lower surface of the p ++ -type polycrystalline silicon film 26 are respectively formed by a self-aligned epitaxial growth method. Type single crystal SiGe film 3
2. A p-type polycrystalline SiGe film 34 is grown (see FIG.
(N)). In this selective epitaxial growth, the p-type single-crystal SiGe film 32 forming the base region and the p-type polycrystalline Si
The process is performed until the Ge film 34 is connected.
【0007】次に、エミッタコンタクトホール28が形
成されたシリコン窒化膜84の全面にLPCVD法によ
りシリコン窒化膜36を膜厚50nm程度まで堆積させ
(同図(O))、堆積したシリコン窒化膜36の上にフォ
トリソグラフィ法によりフォトレジストのマスクを形成
した後、図14(P)に示すように、シリコン窒化膜3
6、シリコン酸化膜84、単結晶シリコン膜3をn+型
の埋設コレクタ層4に到達するまで異方性エッチング除
去して、コレクタコンタクトホール38を形成する。Next, a silicon nitride film 36 is deposited to a thickness of about 50 nm by LPCVD on the entire surface of the silicon nitride film 84 in which the emitter contact hole 28 is formed (FIG. 2 (O)). After a photoresist mask is formed on the silicon nitride film by photolithography, as shown in FIG.
6. The silicon oxide film 84 and the single-crystal silicon film 3 are anisotropically etched until reaching the n + -type buried collector layer 4 to form a collector contact hole 38.
【0008】次に、エミッタ領域・ベース領域間を分離
するために、マスクを除去して、シリコン窒化膜36を
エッチバック(異方性エッチング)し、エミッタコンタ
クトホール28の側壁のみ残す(同図(P))。続いて、
リンがドーピングされた導電膜であるn+型の多結晶シ
リコン膜40をシリコン窒化膜84の全面に膜厚500
nm程度まで堆積させた後、エッチバック(異方性エッ
チング)して、リンドープ多結晶シリコン膜40をエミ
ッタコンタクトホール28及びコレクタコンタクトホー
ル38内にのみ残す(同図(Q))。このように、エミッ
タコンタクトホール28が、リンドープ多結晶シリコン
膜40で埋められることで、P型のエミッタ領域が形成
される。次に、シリコン窒化膜84の上面にシリコン酸
化膜86をCVD法により膜厚200nm程度まで堆積
させる(同図(R))。さらに、フォトリソグラフィ法に
より、シリコン酸化膜86の上にマスクを形成した後、
シリコン酸化膜86及びシリコン窒化膜84を異方性エ
ッチング除去して、ベースコンタクトホール42を穿設
する。このコンタクトホール42により、p++型のボロ
ン(B)ドープ多結晶シリコン膜26の表面の一部を露
出させる。最後に、シリコン酸化膜86の上にアルミを
主成分とする金属膜を堆積させ、フォトリソグラフィ法
により、堆積した金属膜の上にレジストマスクを形成し
た後、エッチングにより選択除去して、ベース電極4
6、エミッタ電極48及びコレクタ電極50を形成する
(同図(R))。Next, in order to separate the emitter region and the base region, the mask is removed and the silicon nitride film 36 is etched back (anisotropically etched) to leave only the side wall of the emitter contact hole 28 (FIG. 1). (P)). continue,
An n + -type polycrystalline silicon film 40, which is a conductive film doped with phosphorus, is formed on the entire surface of the silicon nitride film 84 to a thickness of 500 nm.
After being deposited to about nm, etch back (anisotropic etching) is performed to leave the phosphorus-doped polycrystalline silicon film 40 only in the emitter contact hole 28 and the collector contact hole 38 (FIG. 1 (Q)). By filling the emitter contact hole 28 with the phosphorus-doped polycrystalline silicon film 40 in this manner, a P-type emitter region is formed. Next, a silicon oxide film 86 is deposited on the upper surface of the silicon nitride film 84 to a thickness of about 200 nm by a CVD method (FIG. 3 (R)). Further, after forming a mask on the silicon oxide film 86 by photolithography,
The silicon oxide film 86 and the silicon nitride film 84 are removed by anisotropic etching to form a base contact hole 42. Through this contact hole 42, a part of the surface of the p ++ type boron (B) -doped polycrystalline silicon film 26 is exposed. Finally, a metal film mainly composed of aluminum is deposited on the silicon oxide film 86, a resist mask is formed on the deposited metal film by a photolithography method, and then selectively removed by etching to form a base electrode. 4
6, an emitter electrode 48 and a collector electrode 50 are formed (FIG. 1 (R)).
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来における自己整合型バイポーラトランジスタの製造方
法では、次のような問題がある。すなわち、自己整合型
バイポーラトランジスタの従来構造では、ベース引き出
し電極として機能する多結晶シリコン膜26の側端部に
沿って、上層のシリコン窒化膜84に表面段差が生じる
ため、その後工程で成膜されるリンドープ多結晶シリコ
ン膜40をエッチバック(異方性エッチング)しても、
上述の段差部にリンドープ多結晶シリコン膜40が残
り、この残滓により、コレクタ・ベース間に短絡状態が
発生し易くなる。これを防止するために、上記したよう
に、ベース、エミッタ及びコレクタの各電極46,4
8,50を形成する前に、多結晶シリコン膜26を被覆
するシリコン窒化膜84の上に、さらに余分に、シリコ
ン酸化膜86(同図(R))を成膜しなければならず、こ
の成膜工程にとどまらず、続いて、堆積した多結晶シリ
コン膜26の上に、フォトリソグラフィ法によりフォト
レジストのマスクを形成する工程、シリコン酸化膜86
を選択的にエッチング除去する工程も必要となる。However, the conventional method of manufacturing a self-aligned bipolar transistor has the following problems. That is, in the conventional structure of the self-aligned bipolar transistor, a surface step is formed in the upper silicon nitride film 84 along the side edge of the polycrystalline silicon film 26 functioning as a base extraction electrode, and thus the film is formed in a subsequent step. Even if the phosphorus-doped polycrystalline silicon film 40 is etched back (anisotropic etching),
The phosphorus-doped polycrystalline silicon film 40 remains on the above-mentioned step, and a short circuit state easily occurs between the collector and the base due to the residue. To prevent this, as described above, the base, emitter, and collector electrodes 46, 4
Before forming the layers 8 and 50, an extra silicon oxide film 86 (FIG. 9 (R)) must be formed on the silicon nitride film 84 covering the polycrystalline silicon film 26. A step of forming a photoresist mask on the deposited polycrystalline silicon film 26 by a photolithography method without being limited to the film forming step, and a step of forming a silicon oxide film 86
Is also required to selectively etch away.
【0010】また、従来の製造方法では、上記したよう
に、各電極を形成するために、シリコン酸化膜86の上
にマスクを形成する際、エミッタ及びコレクタコンタク
トホール28,38に対する位置合わせマージンが必要
になるため、その分、素子の微細化が制約を受け易い。
さらにまた、素子間分離絶縁膜としてのBPSG膜24
の表面を平坦化する際の選択ポリッシングの制御が難し
いという問題もある。すなわち、図10(E)におい
て、選択ポリッシングによる研磨量が不足すれば、シリ
コン酸化膜80上にBPSG膜24が残ってしまうし、
逆に研磨量が多いと単結晶シリコン膜3まで削られてし
まうことになるためである。Further, in the conventional manufacturing method, as described above, when forming a mask on the silicon oxide film 86 to form each electrode, the alignment margin for the emitter and collector contact holes 28 and 38 is limited. Because of the necessity, miniaturization of the device is easily restricted.
Furthermore, a BPSG film 24 as an element isolation insulating film
There is also a problem that it is difficult to control selective polishing when flattening the surface. That is, in FIG. 10E, if the polishing amount by the selective polishing is insufficient, the BPSG film 24 remains on the silicon oxide film 80,
Conversely, if the amount of polishing is large, the single-crystal silicon film 3 will be shaved.
【0011】この発明は、上述の事情に鑑みてなされた
もので、構造上、工程数を増加させることなく、多結晶
シリコン膜を被覆する絶縁膜の表面段差を解消し、か
つ、選択ポリッシングの制御を容易にするバイポーラ型
半導体装置の製造方法を提供することを目的としてい
る。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and eliminates a surface step of an insulating film covering a polycrystalline silicon film without increasing the number of steps in structure. It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a bipolar semiconductor device that facilitates control.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項1記載の発明は、基板の上に、コレクタ領域
をなす第1導電型の埋設層を有する半導体層を形成する
工程と、上記半導体層の上に第1の絶縁膜を形成する工
程と、上記第1の絶縁膜の上にベース引き出し電極をな
す第2導電型の第2の導電膜を形成する工程と、素子分
離領域となる部分の上記第1の絶縁膜及び上記半導体層
を上記基板の表面が露出するまでエッチング除去して溝
を形成する工程と、上記溝及び上記第2の導電膜をガラ
ス質の絶縁膜で被覆した後、該ガラス質の絶縁膜の表面
を平坦化する工程と、上記ガラス質の絶縁膜及び上記第
2の導電膜を上記第1の絶縁膜の表面が露出するまでエ
ッチング除去して、ベース領域及びエミッタ領域形成用
のコンタクトホールを形成する工程とを含んでなること
を特徴としている。In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 includes a step of forming a semiconductor layer having a buried layer of a first conductivity type as a collector region on a substrate. Forming a first insulating film on the semiconductor layer; forming a second conductive type second conductive film serving as a base lead electrode on the first insulating film; Forming a groove by etching and removing the first insulating film and the semiconductor layer in a portion to be a region until the surface of the substrate is exposed; and forming a vitreous insulating film on the groove and the second conductive film. And then flattening the surface of the vitreous insulating film, and etching and removing the vitreous insulating film and the second conductive film until the surface of the first insulating film is exposed. For forming a base region and an emitter region It is characterized in that it comprises a step of forming a.
【0013】請求項2記載の発明は、コレクタ領域をな
す第1導電型の埋設層を有する半導体層の上に第1の絶
縁膜を形成する工程と、上記第1の絶縁膜の上にベース
引き出し電極をなす第2導電型の第2の導電膜を形成す
る工程と、素子分離領域となる部分の上記第1の絶縁膜
及び上記半導体層をエッチング除去して溝を形成する工
程と、全面にガラス質の絶縁膜を形成した後、該ガラス
質の絶縁膜の表面を平坦化する工程と、上記ガラス質の
絶縁膜及び上記第2の導電膜をエッチング除去してエミ
ッタコンタクトホールを形成する工程と、上記エミッタ
コンタクトホールの側面に絶縁膜を形成する工程と、表
面を露出した上記第1の絶縁膜をエッチング除去し、上
記半導体層の表面及び上記第2の導電膜の下面を露出さ
せる工程と、露出させた上記半導体層の上にベース領域
となる第2導電型の第1の導電膜を成長させると同時
に、露出させた上記第2の導電膜の下面に第2導電型の
他の導電膜を成長させる工程と、上記ガラス質の絶縁
膜、上記第1の絶縁膜及び上記半導体層をエッチング除
去し、上記第1導電型の埋設層に到達するコレクタコン
タクトホールを形成する工程と、上記エミッタコンタク
トホール及び上記コレクタコンタクトホール内にそれぞ
れ第1導電型の第3の導電膜を形成する工程とを含んで
なることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, a step of forming a first insulating film on a semiconductor layer having a buried layer of a first conductivity type forming a collector region, and a step of forming a base on the first insulating film. Forming a second conductive film of a second conductivity type serving as a lead electrode, forming a groove by etching away the first insulating film and the semiconductor layer in a portion to be an element isolation region, Forming a vitreous insulating film on the substrate, planarizing the surface of the vitreous insulating film, and forming an emitter contact hole by etching and removing the vitreous insulating film and the second conductive film. A step of forming an insulating film on the side surface of the emitter contact hole; and etching away the first insulating film with the exposed surface to expose the surface of the semiconductor layer and the lower surface of the second conductive film. Process and exposure A first conductive film of a second conductivity type serving as a base region is grown on the semiconductor layer thus formed, and another conductive film of the second conductivity type is formed on the exposed lower surface of the second conductive film. A step of growing, a step of etching and removing the vitreous insulating film, the first insulating film and the semiconductor layer to form a collector contact hole reaching the buried layer of the first conductivity type; Forming a third conductive film of the first conductivity type in each of the hole and the collector contact hole.
【0014】請求項3記載の発明は、請求項1又は2記
載のバイポーラ型半導体装置の製造方法に係り、上記ガ
ラス質の絶縁膜としてBPSG膜又はPSG膜を用いる
ことを特徴としている。According to a third aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bipolar semiconductor device according to the first or second aspect, wherein a BPSG film or a PSG film is used as the vitreous insulating film.
【0015】請求項4記載の発明は、請求項2又は3記
載のバイポーラ型半導体装置の製造方法に係り、上記エ
ミッタコンタクトホールの側面の上記絶縁膜として積層
した複数の絶縁膜を用いることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bipolar semiconductor device according to the second or third aspect, wherein a plurality of laminated insulating films are used as the insulating film on the side surface of the emitter contact hole. And
【0016】[0016]
【0017】[0017]
【0018】[0018]
【0019】[0019]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して、この発明
の実施の形態について説明する。説明は、実施例を用い
て具体的に行う。図1は、この発明の一実施例であるバ
イポーラ型半導体装置の製造方法により製造されたバイ
ポーラ型半導体装置の構成を示す断面図、また、図2乃
至図8は、この発明の一実施例であるバイポーラ型半導
体装置の製造方法の構成を工程順に示す工程図である。
同バイポーラ型半導体装置は、図1に示すように、シリ
コン基板(支持基板)1−酸化膜(絶縁膜)2−単結晶
シリコン膜3の3層構成からなるSOI基板と、単結晶
シリコン膜3内に設けられたn+型の埋設コレクタ層4
と、単結晶シリコン膜3の上に設けられたシリコン酸化
膜5と、このシリコン酸化膜5の上に設けられて、ベー
ス引き出し電極となるP++型の多結晶シリコン膜6と、
単結晶シリコン膜3とP++型の多結晶シリコン膜6との
間に設けられて、ベース領域をなすp型の単結晶SiG
e膜12、多結晶SiGe膜13と、エミッタコンタク
トホール10を埋めて、エミッタ領域をなすn+型の多
結晶シリコン膜16と、P++型の多結晶シリコン膜6と
シリコン酸化膜5とを被覆すると共に素子間分離絶縁膜
も兼ねるBPSG膜8とから概略構成され、このBPS
G膜8の表面は、平坦化処理がなされている。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The description will be specifically made using an embodiment. FIG. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a bipolar semiconductor device manufactured by a method for manufacturing a bipolar semiconductor device according to one embodiment of the present invention. FIGS. FIG. 3 is a process chart showing a configuration of a manufacturing method of a certain bipolar semiconductor device in a process order.
As shown in FIG. 1, the bipolar semiconductor device has an SOI substrate having a three-layer structure of a silicon substrate (supporting substrate) 1 -oxide film (insulating film) 2 -single-crystal silicon film 3, and a single-crystal silicon film 3. N + type buried collector layer 4 provided therein
A silicon oxide film 5 provided on the single crystal silicon film 3, a P ++ -type polycrystalline silicon film 6 provided on the silicon oxide film 5 and serving as a base lead electrode,
P-type single-crystal SiG provided between single-crystal silicon film 3 and P ++ -type polycrystalline silicon film 6 to form a base region
e film 12, polycrystalline SiGe film 13, n + -type polycrystalline silicon film 16 filling emitter contact hole 10 to form an emitter region, P ++ -type polycrystalline silicon film 6 and silicon oxide film 5. And a BPSG film 8 which also serves as an element isolation insulating film.
The surface of the G film 8 has been flattened.
【0020】次に、図2乃至図8を参照して、この例の
バイポーラ型半導体装置の製造方法について説明する。
まず、図2(A)に示すように、シリコン基板(支持基
板)1−膜厚略5μmの酸化膜(絶縁膜)2−膜厚略1
μmの単結晶シリコン膜3の3層構成からなるSOI基
板を用意し、このSOI基板の単結晶シリコン膜3中
に、注入エネルギ略700keV、ドーズ量略5×10
14cm-2で、リンを注入することにより、n+型の埋設
コレクタ層4を形成する(同図(B))。ここまでは、上
述した従来の製造方法と略同様である。この後、単結晶
シリコン膜3の上にCVD法によりシリコン酸化膜5を
形成する(同図(C))。Next, a method for manufacturing the bipolar semiconductor device of this embodiment will be described with reference to FIGS.
First, as shown in FIG. 2A, a silicon substrate (supporting substrate) 1-an oxide film (insulating film) having a thickness of about 5 μm 2-a thickness of about 1
An SOI substrate having a three-layer structure of a single-crystal silicon film 3 having a thickness of μm is prepared, and an implantation energy of about 700 keV and a dose of about 5 × 10
By implanting phosphorus at 14 cm -2 , an n + -type buried collector layer 4 is formed (FIG. 1B). Up to this point, it is substantially the same as the above-described conventional manufacturing method. Thereafter, a silicon oxide film 5 is formed on the single crystal silicon film 3 by a CVD method (FIG. 3C).
【0021】次に、図3(D)に示すように、LPCV
D法により、シリコン酸化膜5の上に多結晶シリコン膜
6を膜厚300nm程度まで堆積させ、堆積した多結晶
シリコン膜中にボロンをイオン注入して、シート抵抗が
50Ω/□程度のP++型の多結晶シリコン膜6とし、さ
らに、フォトリソグラフィ法により、多結晶シリコン膜
6の上にレジストマスクを形成した後、異方性エッチン
グを行って、P++型の多結晶シリコン膜6のベース引き
出し電極を形成する(同図(E))。再び、フォトリソグ
ラフィ法により、シリコン酸化膜5や多結晶シリコン膜
6の表面にフォトレジストのマスクを形成して、同図
(F)に示すように、素子分離領域となる部分のシリコ
ン酸化膜5、単結晶シリコン膜3及び埋設コレクタ層4
を、酸化膜2の表面が露出するまでエッチング除去し
て、溝7,7を形成する(同図(F))。次いで、図4
(G)に示すように、全面に、素子間分離絶縁膜として
BPSG膜8を膜厚略2μmまで堆積させ、溝7,7を
埋めた後、950℃程度の熱処理で、BPSG膜8をリ
フローする。Next, as shown in FIG.
By a D method, a polycrystalline silicon film 6 is deposited on the silicon oxide film 5 to a thickness of about 300 nm, boron ions are implanted into the deposited polycrystalline silicon film, and P + having a sheet resistance of about 50Ω / □ is formed. + a polycrystalline silicon film 6 of the mold, further, by photolithography, after forming a resist mask on the polycrystalline silicon film 6, anisotropic etching is performed, P ++ type polycrystalline silicon film 6 (FIG. 10E). Again, a photoresist mask is formed on the surface of the silicon oxide film 5 or the polycrystalline silicon film 6 by the photolithography method, and as shown in FIG. , Single crystal silicon film 3 and buried collector layer 4
Is removed by etching until the surface of the oxide film 2 is exposed, thereby forming grooves 7 and 7 (FIG. 4F). Then, FIG.
As shown in FIG. 2G, a BPSG film 8 is deposited on the entire surface as an element isolation insulating film to a thickness of about 2 μm, and after filling the grooves 7, 7, the BPSG film 8 is reflowed by a heat treatment at about 950 ° C. I do.
【0022】次に、CMP法による選択ポリッシングに
より、BPSG膜8の表面の凸部を平坦化する(同図
(H))。この例の選択ポリッシングでは、研磨レートが
早い凸部(膜厚略0.5μm)のみを研磨すれば目的が
達成されるので、平坦化するのに2μm程度の厚さまで
BPSG膜を研磨しなければならない従来法に較べて、
研磨時間を大幅に短縮できる。Next, the convex portions on the surface of the BPSG film 8 are flattened by selective polishing by the CMP method (FIG.
(H)). In the selective polishing of this example, the purpose is achieved by polishing only the convex portions (thickness: about 0.5 μm) having a high polishing rate. Therefore, the BPSG film must be polished to a thickness of about 2 μm to planarize. Compared to the conventional method
The polishing time can be greatly reduced.
【0023】続いて、平坦化したBPSG膜8の表面に
シリコン窒化膜9をLPCVD法により100nm程度
堆積させる(同図(I))。次に、フォトリソグラフィ法
により、シリコン窒化膜9の上にマスクを形成した後、
図5(J)に示すように、シリコン窒化膜9、BPSG
膜8及び多結晶シリコン膜6を異方性エッチングにより
シリコン酸化膜5の表面が露出するまで除去し、エミッ
タコンタクトホール10を形成する。この後、マスクを
除去して、シリコン窒化膜11をLPCVD法で膜厚6
0nm程度に堆積させ(同図(K))、次いで、このシリ
コン窒化膜11をエッチバック(異方性エッチング)し
て、コンタクトホール10の側面にのみ、シリコン窒化
膜11を残すようにする(同図(L))。次に、HF系エ
ッチング液に浸して、図6(M)に示すように、コンタ
クトホール10の底部において露出しているシリコン酸
化膜5をウェットエッチング除去する。このとき、同図
に示すように、多結晶シリコン膜6の下面が、例えば奥
行き150nm程度露出するまで横方向エッチングを行
う。Subsequently, a silicon nitride film 9 is deposited on the flattened BPSG film 8 to a thickness of about 100 nm by LPCVD (FIG. 1I). Next, after forming a mask on the silicon nitride film 9 by photolithography,
As shown in FIG. 5J, the silicon nitride film 9 and the BPSG
The film 8 and the polycrystalline silicon film 6 are removed by anisotropic etching until the surface of the silicon oxide film 5 is exposed, and an emitter contact hole 10 is formed. Thereafter, the mask is removed, and the silicon nitride film 11 is formed to a thickness of 6 by LPCVD.
Then, the silicon nitride film 11 is etched back (anisotropically etched) so that the silicon nitride film 11 is left only on the side surfaces of the contact holes 10 (FIG. 9 (K)). FIG. (L). Next, as shown in FIG. 6 (M), the silicon oxide film 5 exposed at the bottom of the contact hole 10 is immersed in an HF-based etchant and removed by wet etching. At this time, as shown in the figure, the lateral etching is performed until the lower surface of the polycrystalline silicon film 6 is exposed to a depth of, for example, about 150 nm.
【0024】横方向エッチングの完了後、コンタクトホ
ール10の底部において露出状態となった単結晶シリコ
ン膜3上面とp++型の多結晶シリコン膜6の下面とに、
自己整合的エピタキシャル成長法により、それぞれ、p
型単結晶SiGe膜12、p型多結晶SiGe膜13を
成長させる。この選択エピタキシャル成長は、ベース領
域を形成するp型単結晶SiGe膜12と、p型多結晶
SiGe膜13が接続するまで行う(同図(N))。After completion of the lateral etching, the upper surface of the single crystal silicon film 3 exposed at the bottom of the contact hole 10 and the lower surface of the p ++ type polycrystalline silicon film 6
By the self-aligned epitaxial growth method, p
A monocrystalline SiGe film 12 and a polycrystalline SiGe film 13 are grown. This selective epitaxial growth is performed until the p-type single-crystal SiGe film 12 forming the base region is connected to the p-type polycrystalline SiGe film 13 (FIG. 3 (N)).
【0025】次に、エミッタコンタクトホール10が形
成されたシリコン窒化膜9の全面にLPCVD法により
シリコン窒化膜14を膜厚50nm程度まで堆積させ
(同図(O))、さらに、堆積したシリコン窒化膜14の
上にフォトリソグラフィ法によりフォトレジストのマス
クを形成した後、シリコン窒化膜14,9、BPSG膜
8、シリコン酸化膜5、単結晶シリコン膜3をn+型の
埋設コレクタ層4に到達するまで異方性エッチングで除
去して、図7(P)に示すように、コレクタコンタクト
ホール15を形成する。Next, a silicon nitride film 14 is deposited on the entire surface of the silicon nitride film 9 on which the emitter contact hole 10 is formed by LPCVD to a thickness of about 50 nm (FIG. 3 (O)). After a photoresist mask is formed on the film 14 by photolithography, the silicon nitride films 14 and 9, the BPSG film 8, the silicon oxide film 5, and the single crystal silicon film 3 reach the buried n + -type collector layer 4. The collector contact hole 15 is formed as shown in FIG.
【0026】次に、エミッタ領域・ベース領域間を分離
するために、マスクを除去して、シリコン窒化膜11を
エッチバック(異方性エッチング)し、エミッタコンタ
クトホール10の側壁のみに残す(同図(Q))。続い
て、リンがドーピングされた導電膜であるn+型の多結
晶シリコン膜16をシリコン窒化膜9の全面に膜厚50
0nm程度まで堆積させた後、エッチバック(異方性エ
ッチング)して、リンドープ多結晶シリコン膜16をエ
ミッタコンタクトホール10及びコレクタコンタクトホ
ール15内にのみ残す(同図(R))。このように、エミ
ッタコンタクトホール10が、リンドープ多結晶シリコ
ン膜16で埋められることで、P型のエミッタ領域が形
成される。Next, in order to separate the emitter region and the base region, the mask is removed, and the silicon nitride film 11 is etched back (anisotropically etched) to leave it only on the side wall of the emitter contact hole 10 (the same as in the first embodiment). Figure (Q)). Subsequently, an n + -type polycrystalline silicon film 16, which is a conductive film doped with phosphorus, is deposited on the entire surface of the silicon nitride film 9 to a thickness of 50 nm.
After being deposited to a thickness of about 0 nm, etch back (anisotropic etching) is performed to leave the phosphorus-doped polycrystalline silicon film 16 only in the emitter contact hole 10 and the collector contact hole 15 (FIG. 3 (R)). By filling the emitter contact hole 10 with the phosphorus-doped polycrystalline silicon film 16 in this manner, a P-type emitter region is formed.
【0027】次に、フォトリソグラフィ法により、マス
クを形成し、シリコン窒化膜9、BPSG膜8を異方性
エッチングにより除去して、図8(S)に示すように、
ベースコンタクトホール17を形成する。このコンタク
トホール17により、p++型のボロンドープ多結晶シリ
コン膜6の表面の一部を露出させる。最後に、アルミを
主成分とする金属膜の堆積とフォトリソグラフィ法によ
るそのパターニングにより、ベース電極18、エミッタ
電極19及びコレクタ電極20を形成する(同図
(T))。Next, a mask is formed by a photolithography method, and the silicon nitride film 9 and the BPSG film 8 are removed by anisotropic etching, as shown in FIG.
A base contact hole 17 is formed. This contact hole 17 exposes a part of the surface of the p ++ -type boron-doped polycrystalline silicon film 6. Finally, a base electrode 18, an emitter electrode 19, and a collector electrode 20 are formed by depositing a metal film containing aluminum as a main component and patterning the same by a photolithography method (FIG. 1).
(T)).
【0028】このように、この例の構成によれば、ベー
ス引き出し電極となる多結晶シリコン膜6の上にBPS
G膜8を堆積させ、堆積したBPSG膜8を選択ポリシ
ングにより平坦化することで、多結晶シリコン膜6によ
る表面段差の影響を解消したので、電極間ショートを防
止するための特別な工程が不要となる。したがって、全
体として工程数を削減できる。また、余計な工程が不要
となる分、マスク形成時の位置合わせマージンによる制
約が減るので、素子の微細化が可能となる。また、BP
SG膜8に対する選択ポリッシングでは、研磨レートが
早い凸部のみを研磨すれば良いので、研磨時間を大幅に
短縮でき、しかも、BPSG膜8自体を残したまま、こ
れを平坦化するための研磨なので、研磨の制御が一段と
容易である。As described above, according to the structure of this example, the BPS is formed on the polycrystalline silicon film 6 serving as the base lead electrode.
By depositing the G film 8 and flattening the deposited BPSG film 8 by selective polishing, the influence of the surface step due to the polycrystalline silicon film 6 is eliminated, so that a special process for preventing a short circuit between the electrodes is unnecessary. Becomes Therefore, the number of steps can be reduced as a whole. In addition, since unnecessary steps are not required, restrictions due to an alignment margin at the time of forming a mask are reduced, so that the element can be miniaturized. Also, BP
In the selective polishing of the SG film 8, only the convex portions having a high polishing rate need be polished, so that the polishing time can be greatly reduced, and the polishing is performed to flatten the BPSG film 8 while leaving the BPSG film 8 itself. In addition, control of polishing is much easier.
【0029】以上、この発明の実施例を図面により詳述
してきたが、具体的な構成はこの実施例に限られるもの
ではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計の変
更等があってもこの発明に含まれる。例えば、上述の実
施例では、BPSG膜を用いたが、これに代えて、PS
G(Phospho-Silicate-Glass膜でも良く、あるいは、亜
鉛ガラスや砒素ガラスでも良い。要は、CMP法による
選択ポリシング等で平坦化が容易なガラス質の絶縁膜
(パッシベーション膜)であれば、上記以外のものでも
良い。また、上述の実施例では、npn型のバイポーラ
トランジスタについて述べたが、もちろん、pnp型の
バイポーラトランジスタについても、この発明は適用で
きる。Although the embodiment of the present invention has been described in detail with reference to the drawings, the specific configuration is not limited to this embodiment, and there are design changes and the like that do not depart from the gist of the present invention. Is also included in the present invention. For example, in the above embodiment, the BPSG film was used.
G (Phospho-Silicate-Glass film may be used, or zinc glass or arsenic glass may be used. The point is that if it is a vitreous insulating film (passivation film) which can be easily planarized by selective polishing by a CMP method or the like. In the above embodiment, the npn-type bipolar transistor has been described, but the present invention can be applied to a pnp-type bipolar transistor.
【0030】[0030]
【発明の効果】以上説明したように、この発明の構成に
よれば、ベース引き出し電極となる第2導電型の第2の
導電膜(好適な例としては、多結晶シリコン膜6)の上
にガラス質の絶縁膜(好適な例としては、BPSG膜
8)を堆積させ、堆積したガラス質の絶縁膜を選択ポリ
シング等により平坦化することで、上記第2の導電膜に
よる表面段差の影響を解消したので、電極間ショートを
防止するための特別な工程が不要となる。したがって、
全体として工程数を削減できる。また、余計な工程が不
要となる分、マスク形成時の位置合わせマージンによる
制約が減るので、素子の微細化が可能となる。また、ガ
ラス質の絶縁膜に対する選択ポリッシングでは、研磨レ
ートが早い凸部のみを研磨すれば良いので、研磨時間を
大幅に短縮でき、しかも、ガラス質の絶縁膜自体を残し
たまま、これを平坦化するための研磨なので、研磨の制
御が一段と容易である。As described above, according to the configuration of the present invention, the second conductive type second conductive film (preferably, the polycrystalline silicon film 6) serving as the base lead electrode is formed. By depositing a vitreous insulating film (BPSG film 8 as a preferable example) and flattening the deposited vitreous insulating film by selective polishing or the like, the influence of the surface step caused by the second conductive film is reduced. This eliminates the need for a special process for preventing a short circuit between the electrodes. Therefore,
The number of steps can be reduced as a whole. In addition, since unnecessary steps are not required, restrictions due to an alignment margin at the time of forming a mask are reduced, so that the element can be miniaturized. In addition, in the selective polishing of the glassy insulating film, only the projections having a high polishing rate need be polished, so that the polishing time can be greatly reduced, and the polishing is performed flat while the glassy insulating film itself is left. Since the polishing is to be performed, the control of the polishing is much easier.
【図1】この発明の一実施例であるバイポーラ型半導体
装置の製造方法により製造されたバイポーラ型半導体装
置の概略構成を示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of a bipolar semiconductor device manufactured by a method of manufacturing a bipolar semiconductor device according to an embodiment of the present invention.
【図2】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 2 is a process sectional view showing the method for manufacturing the same semiconductor device in the order of processes.
【図3】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 3 is a process sectional view showing the method for manufacturing the same semiconductor device in the order of processes.
【図4】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 4 is a process sectional view showing the method of manufacturing the same semiconductor device in the order of steps.
【図5】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 5 is a process sectional view showing the method of manufacturing the same semiconductor device in the order of steps.
【図6】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 6 is a process sectional view showing the method of manufacturing the same semiconductor device in the order of steps.
【図7】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 7 is a process sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device in order of process.
【図8】同半導体装置の製造方法を工程順に示す工程断
面図である。FIG. 8 is a process sectional view showing the method of manufacturing the semiconductor device in order of process.
【図9】従来におけるバイポーラ型半導体装置の製造方
法を工程順に示す工程断面図である。FIG. 9 is a process cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a bipolar semiconductor device in the order of processes.
【図10】従来におけるバイポーラ型半導体装置の製造
方法を工程順に示す工程断面図である。FIG. 10 is a process sectional view showing a conventional method of manufacturing a bipolar semiconductor device in the order of processes.
【図11】従来におけるバイポーラ型半導体装置の製造
方法を工程順に示す工程断面図である。FIG. 11 is a process sectional view showing a conventional method of manufacturing a bipolar semiconductor device in the order of processes.
【図12】従来におけるバイポーラ型半導体装置の製造
方法を工程順に示す工程断面図である。FIG. 12 is a process cross-sectional view showing a conventional bipolar semiconductor device manufacturing method in the order of processes.
【図13】従来におけるバイポーラ型半導体装置の製造
方法を工程順に示す工程断面図である。FIG. 13 is a process sectional view showing a conventional method of manufacturing a bipolar semiconductor device in the order of processes.
【図14】従来におけるバイポーラ型半導体装置の製造
方法を工程順に示す工程断面図である。FIG. 14 is a process cross-sectional view showing a conventional method of manufacturing a bipolar semiconductor device in the order of processes.
1 シリコン基板(基板) 2 酸化膜 3 単結晶シリコン膜(半導体層) 4 埋設コレクタ層(第1導電型の埋設層) 5 シリコン酸化膜(第1の絶縁膜) 6 多結晶シリコン膜(第2導電型の第2の導電膜) 7 溝 8 BPSG膜(ガラス質の絶縁膜) 9 シリコン窒化膜 10 エミッタコンタクトホール 11 シリコン窒化膜(第2の絶縁膜) 12 単結晶SiGe膜(第2導電型の第1の導電膜) 13 多結晶SiGe膜 14 シリコン窒化膜(第2の絶縁膜) 15 コレクタコンタクトホール 16 リンドープ多結晶シリコン膜(第1導電型の第3
の導電膜) 17 ベースコンタクトホール 18 ベース電極 19 エミッタ電極 20 コレクタ電極Reference Signs List 1 silicon substrate (substrate) 2 oxide film 3 single crystal silicon film (semiconductor layer) 4 buried collector layer (first conductivity type buried layer) 5 silicon oxide film (first insulating film) 6 polycrystalline silicon film (second A conductive type second conductive film) 7 groove 8 BPSG film (glassy insulating film) 9 silicon nitride film 10 emitter contact hole 11 silicon nitride film (second insulating film) 12 single crystal SiGe film (second conductive type) 13 polycrystalline SiGe film 14 silicon nitride film (second insulating film) 15 collector contact hole 16 phosphorus-doped polycrystalline silicon film (third of first conductivity type)
17 Base contact hole 18 Base electrode 19 Emitter electrode 20 Collector electrode
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平2−140938(JP,A) 特開 平7−193026(JP,A) 特開 平3−296222(JP,A) 特開 平4−93032(JP,A) 特開 平5−243256(JP,A) 特開 平8−203994(JP,A) T.Tashiro,et.a l.,”7−MaskSelf−Ali gned SiGe Base Bip olar Transistors w oth fT of 80GHz”,IE ICE TRANS.ELECTRO N.,VOL.E80−C,No.5, 1997年,p.707−713 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01L 21/33 - 21/331 H01L 21/8222 - 21/8228 H01L 21/8232 H01L 27/06 - 27/06 101 H01L 27/08 - 27/08 101 H01L 27/082 H01L 29/68 - 29/737 ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-2-140938 (JP, A) JP-A-7-193026 (JP, A) JP-A-3-296222 (JP, A) JP-A-4- 93032 (JP, A) JP-A-5-243256 (JP, A) JP-A-8-203994 (JP, A) Tashiro, et. a l. , "7-Mask Self-Aligned SiGe Base Bipolar Transistors with fT of 80 GHz", IEICE TRANS. ELECTRO N. , VOL. E80-C, No. 5, 1997, p. 707-713 (58) Field surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) H01L 21/33-21/331 H01L 21/8222-21/8228 H01L 21/8232 H01L 27/06-27/06 101 H01L 27 / 08-27/08 101 H01L 27/082 H01L 29/68-29/737
Claims (4)
電型の埋設層を有する半導体層を形成する工程と、 前記半導体層の上に第1の絶縁膜を形成する工程と、 前記第1の絶縁膜の上にベース引き出し電極をなす第2
導電型の第2の導電膜を形成する工程と、 素子分離領域となる部分の前記第1の絶縁膜及び前記半
導体層を前記基板の表面が露出するまでエッチング除去
して溝を形成する工程と、 前記溝及び前記第2の導電膜をガラス質の絶縁膜で被覆
した後、該ガラス質の絶縁膜の表面を平坦化する工程
と、 前記ガラス質の絶縁膜及び前記第2の導電膜を前記第1
の絶縁膜の表面が露出するまでエッチング除去して、ベ
ース領域及びエミッタ領域形成用のコンタクトホールを
形成する工程とを含んでなることを特徴とするバイポー
ラ型半導体装置の製造方法。A step of forming a semiconductor layer having a buried layer of a first conductivity type forming a collector region on a substrate; a step of forming a first insulating film on the semiconductor layer; A second base lead electrode on the first insulating film;
Forming a conductive type second conductive film; and forming a groove by etching and removing the first insulating film and the semiconductor layer in a portion serving as an element isolation region until the surface of the substrate is exposed. Covering the groove and the second conductive film with a vitreous insulating film, and then planarizing the surface of the vitreous insulating film; and removing the vitreous insulating film and the second conductive film. The first
Forming a contact hole for forming a base region and an emitter region by etching until the surface of the insulating film is exposed.
を有する半導体層の上に第1の絶縁膜を形成する工程
と、 前記第1の絶縁膜の上にベース引き出し電極をなす第2
導電型の第2の導電膜を形成する工程と、 素子分離領域となる部分の前記第1の絶縁膜及び前記半
導体層をエッチング除去して溝を形成する工程と、 全面にガラス質の絶縁膜を形成した後、該ガラス質の絶
縁膜の表面を平坦化する工程と、 前記ガラス質の絶縁膜及び前記第2の導電膜をエッチン
グ除去してエミッタコンタクトホールを形成する工程
と、 前記エミッタコンタクトホールの側面に絶縁膜を形成す
る工程と、 表面を露出した前記第1の絶縁膜をエッチング除去し、
前記半導体層の表面及び前記第2の導電膜の下面を露出
させる工程と、 露出させた前記半導体層の上にベース領域となる第2導
電型の第1の導電膜を成長させると同時に、露出させた
前記第2の導電膜の下面に第2導電型の他の導電膜を成
長させる工程と、 前記ガラス質の絶縁膜、前記第1の絶縁膜及び前記半導
体層をエッチング除去し、前記第1導電型の埋設層に到
達するコレクタコンタクトホールを形成する工程と、 前記エミッタコンタクトホール及び前記コレクタコンタ
クトホール内にそれぞれ第1導電型の第3の導電膜を形
成する工程とを含んでなることを特徴とするバイポーラ
型半導体装置の製造方法。2. A step of forming a first insulating film on a semiconductor layer having a buried layer of a first conductivity type forming a collector region, and a second step of forming a base lead electrode on the first insulating film.
Forming a conductive type second conductive film; forming a groove by etching away the first insulating film and the semiconductor layer in a portion to be an element isolation region; and forming a vitreous insulating film on the entire surface. After forming, a step of flattening the surface of the vitreous insulating film, a step of etching and removing the vitreous insulating film and the second conductive film to form an emitter contact hole, Forming an insulating film on the side surface of the hole; and etching away the first insulating film exposing the surface,
Exposing a surface of the semiconductor layer and a lower surface of the second conductive film; and growing a first conductive film of a second conductivity type serving as a base region on the exposed semiconductor layer. Growing another conductive film of the second conductivity type on the lower surface of the second conductive film, and etching and removing the vitreous insulating film, the first insulating film, and the semiconductor layer; Forming a collector contact hole reaching a buried layer of one conductivity type; and forming a third conductive film of a first conductivity type in each of the emitter contact hole and the collector contact hole. A method for manufacturing a bipolar semiconductor device, comprising:
又はPSG膜を用いることを特徴とする請求項1又は2
記載のバイポーラ型半導体装置の製造方法。3. The method according to claim 1, wherein a BPSG film or a PSG film is used as the vitreous insulating film.
The manufacturing method of the bipolar semiconductor device described in the above.
前記絶縁膜として積層した複数の絶縁膜を用いることを
特徴とする請求項2又は3記載のバイポーラ型半導体装
置の製造方法。4. The method for manufacturing a bipolar semiconductor device according to claim 2, wherein a plurality of insulating films laminated as said insulating film on the side surface of said emitter contact hole are used.
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T.Tashiro,et.al.,"7−MaskSelf−Aligned SiGe Base Bipolar Transistors woth fT of 80GHz",IEICE TRANS.ELECTRON.,VOL.E80−C,No.5,1997年,p.707−713 |
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