JPH01123473A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH01123473A
JPH01123473A JP28166387A JP28166387A JPH01123473A JP H01123473 A JPH01123473 A JP H01123473A JP 28166387 A JP28166387 A JP 28166387A JP 28166387 A JP28166387 A JP 28166387A JP H01123473 A JPH01123473 A JP H01123473A
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film
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polycrystalline silicon
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si3n4
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Shunji Nakamura
俊二 中村
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [概要] 半導体装置の製造方法のうち、特にベース引出し電極形
トランジスタ素子の形成方法に関し、品質の維持・安定
化を目的とし、 フィールド絶縁膜を設けた半導体基板上に第1絶縁膜と
ベース引出し電極になるべき多結晶シリコン膜と酸化シ
リコン膜と第2絶縁膜とを順次に積層する工程、次いで
、前記第2絶縁膜、酸化シリコン膜および多結晶シリコ
ン膜を選択的にエツチングしてエミッタ形成領域を窓開
けする工程、次いで、該窓の内部側面に露出した前記多
結晶シリコン膜を酸化して酸化シリコン膜を生成する工
程、次いで、該窓の内部底面に露出した前記第1絶縁膜
をエツチングし、更に該窓の内部側面の該第1絶縁膜を
もサイドエツチングし、同時に表面に露出した前記第2
絶縁膜を全面エツチング除去する工程が含まれることを
特徴とする。
[産業上の利用分野] 本発明は半導体装置の製造方法のうち、特に、ベース引
出し電極形トランジスタ素子の形成方法に関する。
最近、IC,LSIなど半導体装置は高性能化するため
にすべて高集積化、高密度化する方向に技術開発が進め
られており、そのためのセルファライン(自己整合: 
5elf Align)方式の製造方法が採られている
!シかし、そのような製造方法においては品質の維持に
ついて十分に配慮されなければならない。
[従来の技術] さて、セルファライン技術を利用して、多結晶シリコン
ベース引出し電極形のベース・エミッタをセルファライ
ンで形成し、微細化して高速に動作させるバイポーラト
ランジスタの形成方法に、S S T (Super 
5elf align Technology )方式
があり、重用されている。
第2図(a)〜(1)はそのSST方式バイポーラトラ
ンジスタの形成工程順断面図を示しており、同図によっ
て順を追って説明すると、 第2図(a)参照;p型シリコン基板1にn++埋没層
2.  p++チャネルカット層3を設け、n型エピタ
キシャル成長1i4 (コレクタ領域となる)を成長し
、更に、5i02膜5(膜厚500人程度;酸化シリコ
ン膜)を介したSi3 N4膜6(膜厚1000人程度
;窒化シリコン膜)パターンをマスクにしてLOCO5
法により膜厚数千人の5i02膜からなるフィールド絶
縁膜7を形成する。
第2図(b)参照;次いで、5i02膜5/5iaN4
膜6パターンのマスクを除去した後、Si 021pJ
 8(膜厚500人程度)を介したSi3N4膜9(膜
厚1500人程度)を全面に被着し、更に、ボロンをド
ープしたp+型の多結晶シリコン膜10(膜厚3000
人;ベース引出し電極となる)を被着する。
第2図(C)参照;次いで、フォトプロセスを適用して
Si3N4膜11(膜厚700人程度)パターンを形成
し、これをマスクにして露出した多結晶シリコン膜10
を選択的に熱酸化して5i02膜12を生成する。
第2図(d)参照;次いで、Si3N4膜11を除去し
た後、上部全面に5i02膜13(膜厚3000人程度
)を被着する。
第2図(e)参照;次いで、再びフォトプロセスを適用
してエミッタ形成領域(内部ベース形成領域でもある)
上の5i02膜13とp+型多結晶シリコン膜10とを
RIE (リアクティブイオンエッチ)法でエツチング
して窓Wを開ける。
第2図(f)参照;次いで、熱酸化して窓W内部側面の
多結晶シリコン膜を5i02膜14(膜厚2000〜3
000人)に変成する。
第2図(g)参照;次いで、熱燐酸液でエツチングして
、窓W内部のSi3N4膜9を除去し、更に、窓W内部
側面に故意にSi3 N4膜のサイドエツチングを進行
させる。次に、その下層の5i02膜8は弗酸でエツチ
ング除去する。なお、この5i02膜8のエツチングに
よって5i02膜13.14もエツチングされるが、そ
の5i02膜13.14の膜厚が十分に厚いので問題は
ない。
第2図(hl参照;次いで、窓W内に高純度な多結晶シ
リコン膜を被着して、上記窓側面のサイドエツチング部
分にも多結晶シリコン膜を充填する。
そうすると、充填した窓側面の多結晶シリコン膜(サイ
ドエツチング部分)にはp+型多結晶シリコン膜10か
らボロンが拡散してp型化する。従って、次に、苛性カ
リ液によってエツチングすると、p型多結晶シリコン膜
はエツチングされずに、高純度な多結晶シリコン膜のみ
をエツチング除去することできる。更に、熱処理してp
1型多結晶シリコン膜10からボロンを拡散しp+型郊
外部ベース領域15画定し、且つ、窓W内側面に充填し
た多結晶シリコン膜の表面に5i02膜を生成する。こ
の熱宛理時間は比較的に短い。
第2図(1)参照;次いで、窓W内にボロンイオンを注
入してp++内部ベース領域16を画定し、更に、燐ド
ープしたn+型型詰結晶シリコンらなるエミッタ電極1
7を被着し、熱処理してn++エミッタ領域18を画定
する。且つ、5i02膜13に窓を開けて引出しベース
電極19を形成する。
以上が従来から実施されているバイポーラトランジスタ
のSST方式の形成方法である。
[発明が解決しようとする問題点] ところで、上記のSST方式の形成方法において問題と
なるのは、第2図(f)の形成工程で説明した熱酸化に
よるSiO□膜14の生成である。その際、比較的に厚
い5i02膜13が上面に被覆されてはいるが、この5
i02膜13はポーラス(多孔質)であるため、ベース
引出し電極となる多結晶シリコン膜10の酸化が進行し
てその膜厚が減少し、ベース電極の抵抗が増加する問題
がある。特に変動の激しい場合は、膜厚3000人程度
0多結晶シリコン膜10が約膜厚2000人程度に減少
する。
本発明にかかる形成方法は、このような問題点を解消さ
せ、品質の維持・安定化を目的とした半導体装置の製造
方法を提案するものである。
[問題点を解決するための手段] その目的は、フィールド絶縁膜を設けた半導体基板上に
第1絶縁膜(例えばSi3N4膜)とベース引出し電極
になるべき多結晶シリコン膜と酸化シリコン膜と第2絶
縁膜(例えばSi3N4膜)とを順次に積層する工程、
次いで、前記第2絶縁膜。
酸化シリコン膜および多結晶シリコン膜を選択的にエツ
チングしてエミッタ形成領域を窓開けする工程、次いで
、該窓の内部側面に露出した前記多結晶シリコン膜を酸
化して酸化シリコン膜を生成する工程、次いで、該窓の
内部底面に露出した前記第1絶縁膜をエツチングし、更
に該窓の内部側面の該第1絶縁膜をもサイドエツチング
し、同時に表面に露出した前記第2絶縁膜を全面エツチ
ング除去する工程が含まれる半導体装置の製造方法によ
って達成される。
[作用] 即ち、本発明は、第2絶縁膜(例えばSi3N4膜)を
多結晶シリコン膜上の5i02膜の上に被覆し、この第
2絶縁膜を酸化防止膜としてベース引出し電極となるべ
き多結晶シリコン膜の窓内部側面に露出した部分を酸化
して5i02膜を生成する。
そうすれば、多結晶シリコン膜の酸化が抑制され膜厚が
減少せずに、ベース電極が一定の低抵抗に維持される。
[実施例] 以下、図面を参照して実施例によって詳細に説明する。
第1図(a)〜(1)は本発明にかかるSST方式バイ
ポーラトランジスタの形成工程順断面図を示している。
第1図(a)参照;従来と同じ(公知の製法によって、
p型シリコン基板1にn++埋没層2.p++チャネル
カット層3を設け、n型エピタキシャル成長層4 (コ
レクタ領域となる)を成長し、更に、5i02膜5(膜
厚500人程0)を介したSi3N4膜6(膜厚100
0人程度人程ターンをマスクにしてLOCO3法により
膜厚数千人の5i02膜からなるフィールド絶縁膜7を
形成する。
第1図山)参照;次いで、5i02膜5/Si3N4膜
6パターンのマスクを除去した後、5i02膜8(膜厚
500人程0)を介したSi3N4膜9(膜厚1500
人程度人程1絶縁膜)を全面に被着し、更に、ボロンを
ドープしたp+型の多結晶シリコン膜10(膜厚300
0人;ベース引出し電極となる)を被着する。
第1図(C)参照;次いで、フォトプロセスを適用して
Si3N4膜11(膜厚700人程0)パターンを形成
し、これをマスクにして多結晶シリコン膜10を選択的
に熱酸化して5i02膜12を生成し、不要な多結晶シ
リコン膜を絶縁体化する。
第1図(d)参照;次いで、Si3N4膜11を除去し
た後、上部全面に5i02膜13(膜厚3000人程度
0多被着し、更に、その上面にSi3N4膜21(膜厚
700Å以下;第2絶縁膜)を被覆する。
第1図(El)参照;次いで、再びフォトプロセスを適
用してレジストマスク22を形成し、゛これをマスクに
してエミッタ形成領域(内部ベース形成領域でもある)
上のSi3N4膜21と5i02膜13とp+型多結晶
シリコン膜10とをRIE法でエツチングして窓Wを開
ける。反応ガスは弗素系ガスを用いるが、その時、Si
3N4膜のエツチングレイトが5i02膜のそれより劣
るが、膜厚が薄いために同ガスによって除去が可能であ
る。
第1図(f)参照;次いで、Si3N4膜21を被覆し
たまま、窓W内部側面の多結晶シリコン膜を熱酸化して
5i02膜14(膜厚2000〜3000人)を生成す
る。そうすれば、Si3N4膜21が酸化防止の役目を
して、従来のような多結晶シリコン膜10の酸化が防止
され、その膜厚の減少が抑制される。
第1図(g)参照;次いで、レジストマスク22を除去
した後、熱燐酸液でエツチングして、窓W内部のSi3
N4膜9を除去し、更に、窓W内部側面のSi3N4膜
をもサイドエツチングし、同時に上面のSi3N4膜2
1をすべてエツチング除去する。次に、その下層の5i
02膜8を弗酸でエツチング除去する。なお、Si3 
N4膜をエツチングする際、Si3N4膜9(第1絶縁
膜)とSi3N4膜21(第2絶縁膜)を同時にエツチ
ング除去するため、Si3 N4膜21の膜厚をSi3
N4膜9の膜厚よりも薄く形成しておき、Si3N4膜
21が完全に除去されるようにする。
第1図(h)参照;次いで、従来法と同様に、窓W内に
高純度な多結晶シリコン膜を被着して、上記窓側面のサ
イドエツチング部分にも多結晶シリコン膜を充填する。
そうして、充填した窓側面の多結晶シリコン膜をp型化
し、残りの窓内の高純度な多結晶シリコン膜を苛性カリ
液でエツチング除去する。更に、熱処理してp+型多結
晶シリコン膜10からボロンを拡散してp+型郊外部ベ
ース領域15画定し、同時に、その熱処理(酸化雰囲気
中)によって窓W内側面に充填した多結晶シリコン膜の
表面に5i02膜を生成する。
第1図(1)参照;次いで、窓W内にボロンイオンを注
入してp++内部ベース領域16を画定し、更に、燐ド
ープしたn+型型詰結晶シリコンらなるエミッタ電極1
7を被着し、熱処理してn++エミッタ領域18を画定
する。且つ、5i02膜13に窓を開けて引出しベース
電極19を形成する。
以上が本発明にかかるバイポーラトランジスタの形成方
法である。
上記は第2絶縁膜としてSi3 N4膜を用いたが、酸
化防止膜として役立って、且つ、第1絶縁膜と同時にエ
ツチング除去できる膜であれば、他の材料膜を使用して
も良い。
このように、本発明にかかる形成方法は、ペース引出し
電極となる多結晶シリコン膜10の酸化による膜厚減少
が防止され、ベース引出し電極を低抵抗化して、且つ、
一定に維持できる。実施結果によれば、従来、ベース電
極の抵抗値は100〜300Ω程度に変動していたが、
本発明を実施した後はその抵抗の変動値が50Ω内に納
まってきた。
更に、ベース電極の抵抗値がこのように固定されると、
多結晶シリコン膜10の膜厚はその膜厚減少を見込んで
規定膜厚以上に厚くする必要がなくなり、それだけ表面
が平坦化される利点も得られる。
[発明の効果] 以上の説明から明らかなように、本発明にかかる製造方
法によれば、ベース電極の抵抗が低下して安定化し、半
導体装置の品質向上に顕著に寄与するものである。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(1)は本発明にかかるSST方式バイ
ポーラトランジスタの形成工程順断面図、第2図+8)
〜(1)は従来のSST方式バイポーラトランジスタの
形成工程順断面図である。 図において、 1はp型シリコン基板、 2はn++埋没層、 3はp++チャネルカット層、 4はn型エピタキシャル成長層(コレクタ領域)、5、
 8.12.13.14は5i02膜、6.11はSi
3N4膜、 7はフィールド絶縁膜、 9はSi3 N4膜(第1絶縁膜)、 10はp+型型詰結晶シリコン膜 15はp+髪型外ベース領域、 16はp++内部ベース領域、 17はエミッタ電極、 18はn++エミッタ領域、 19はベース電極、 21はSi3N4膜(第2絶縁膜)、 22はレジストマスク を示している。 65;3N411 第1図(¥711) ≧トゲ3g耳にかかJ  SST六ノζIでイオJ−9
h浸°Z9pガ5へ゛工≠¥11更諸牟σ0Cり第 1
 図  (ヤ/13ン 第2 図 (’fnf) ■            ニ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)フィールド絶縁膜を設けた半導体基板上に第1絶
    縁膜とベース引出し電極になるべき多結晶シリコン膜と
    酸化シリコン膜と第2絶縁膜とを順次に積層する工程、 次いで、前記第2絶縁膜、酸化シリコン膜および多結晶
    シリコン膜を選択的にエッチングしてエミッタ形成領域
    を窓開けする工程、 次いで、該窓の内部側面に露出した前記多結晶シリコン
    膜を酸化して酸化シリコン膜を生成する工程、 次いで、該窓の内部底面に露出した前記第1絶縁膜をエ
    ッチングし、更に該窓の内部側面の該第1絶縁膜をもサ
    イドエッチングし、同時に表面に露出した前記第2絶縁
    膜を全面エッチング除去する工程が含まれてなることを
    特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. (2)前記第1絶縁膜および第2絶縁膜が窒化シリコン
    膜であることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の
    半導体装置の製造方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115692197A (zh) * 2022-12-30 2023-02-03 深圳市创芯微微电子有限公司 一种三极管及其制造方法

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CN115692197A (zh) * 2022-12-30 2023-02-03 深圳市创芯微微电子有限公司 一种三极管及其制造方法

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