JPH012361A

JPH012361A - 半導体装置の製造方法

Info

Publication number: JPH012361A
Application number: JP62-158281A
Authority: JP
Inventors: 清入野
Original assignee: 富士通株式会社
Filing date: 1987-06-24
Publication date: 1989-01-06
Anticipated expiration: 2011-03-27

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］ベース引出し電極を設け、外部と内部のベース領域に分
けて形成する製造方法において、内部べ−ス領域および
エミッタ領域を形成するための窓を開けた際、発生ずる
基板の段差部の側面に、不純物含有膜から不純物を拡散
させて外部と内部のベース９１域の接続を確実にする。

そうすれば、信頬性・歩留が向上する。

［産業上の利用分野］本発明は半導体装置の製造方法に係り、そのうち、特に
ベース引出し電極形バイポーラ′トランジスタの製造方
法に関する。

最近、ＩＣ，ＬＳＩなどの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
められている。

従って、半導体装置は微細化するためのセルファライン
（自己整合：　５ｅｌｆ　Ａｌｉｇｎ）方式の製造方法
が採られており、上記のベース引出し電極形バイポーラ
トランジスタもセルファライン方式であるが、このよう
な微細化トランジスタは当然、従来より作製が困難にな
り、従って、−層信頼性・歩留に留意した製造方法が望
まれている。

［従来の技術］セルファライン技術を利用して、ベース引出し電極形に
し、ベース・エミッタをセルファラインで形成して微細
化し、高速に動作させる方式の著名なトランジスタ構造
に、Ｓ　Ｓ　Ｔ　（Ｓｕｐｅｒ　５ｅｌｆ　ａｌｉｇｎ
　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　）構造が知られている。

第３図はそのＳＳＴ構造に作製したベース引出し電極形
トランジスタの概要断面図を示しており、ｌはｐ型シリ
コン基板、２はフィールド絶縁膜。

３はコレクタ領域、４はベース引出し電極、５はｐ型外
部ベース領域、６はｐ型内部ベース領域。

７はｎ型エミッタ領域、Ｂはベース電極、Ｅはエミッタ
電極、Ｃはコレクタコンタクト電極である。

第４図（ａ）〜（ｆ）はその従来の形成方法の工程順断
面図を示しており、同図にはベース・エミッタ形成領域
の断面図のみ図示している。同図により順を追って説明
すると、第４図（ａ）参照；まず、ｐ型シリコン基板にｎ型埋没
層を熱拡散し、ｎ型エピタキシャル成長層を成長して、
これらの層からなるｎ型コレクタ領域３を画定し、更に
、選択酸化して酸化シリコン（Ｓｉ０２　）膜からなる
フィールド絶縁膜２を形成する。

第４図（ｂ）参照；次いで、その上面に気相成長（ＣＶ
Ｄ）法によって多結晶シリコン膜を被着し、これにボロ
ンを注入してｐ型の多結晶シリコン膜４（ベース引出し
電極）とし、更に上面に５ｉ０２膜８を被着し、熱処理
して外部ベース領域５を画定する。尚、この形成工程途
中において、多結晶シリコン膜がベース引出し電極とな
るようにパターンニングをおこなうが、本図には現われ
ていない。

ｙｓ４図＜ｃ＞参照−次いで、フォトプロセスによって
内部ベース形成領域上の５ｉ０２膜８およびベース引出
し電極４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４図（ｄ）参照；次いで、熱処理して窓Ｗの底面およ
び側面に５ｉＯ２１）９９を形成した後、上面から５ｉ
０２膜９を透過させてボロンをイオン注入し、熱処理し
てｐ型内部ベース領域６を画定する。

第４図（ｅ）参照；次いで、窓Ｗを含む上面にＣＶＤ法
で５ｉ０２膜１０を被着し、次に、多結晶シリコン膜１
）を被着し、次に、ＲＩＥ法でエツチングして窓Ｗの側
面のみに多結晶シリコン膜１）を残存させ、更に、フォ
トプロセスによってエミッタ形成領域上の５ｉ０２膜１
０および９をＲＩＥ法で工、チングしてエミッタ電極窓
Ｖを開ける。

第４図（ｆ）参照；次いで、多結晶シリコン膜１２を被
着しパターンニングして、エミッタ電極窓■の中に多結
晶シリコン膜からなる電極を形成した後、多結晶シリコ
ンＩＩ！２１２．１）の中に燐をイオン注入し熱処理し
てｎ型エミッタ領域７を画定する。

以上が従来から実施されているＳＳＴ構造のベース引出
し電極形バイポーラトランジスタの形成方法の一例であ
る。

［発明が解決しようとする問題点］ところで、上記の形成方法において、第４図（Ｃ１で説
明した窓Ｗを窓開けする形成工程は、Ｓｉ０２膜８．ｐ
型多結晶シリコン膜４（ベース引出し電極）とシリコン
基板（正しくはｐ型外部ベース領域５）とのエツチング
選択比が小さいために、シリコン基板のエツチングが避
けられず、シリコン基板がエツチングされて深い段差部
が形成される。

なお、このエツチングには塩素系ガスを反応ガスとした
ＲＩＥが用いられている。

そのような段差部が形成されると、この窓Ｗから内部ベ
ース領域６をイオン注入し熱処理して形成しても、深い
段差のために外部ベース領域５と内部ベース領域６とが
接続しにくいと云う問題があり、これがＳＳＴ構造トラ
ンジスタの信顧性および歩留上からの重要な問題となっ
ている。

本発明は、このような問題点を解消させる形成方法を提
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、内部ベース領域およびエミッタ領域を形成
するための窓を開けた後、窓開けした段差部を含む半導
体基板上に不純物含有膜を被着し、上面より垂直にエツ
チングして、前記段差部の側面のみに前記不純物含有膜
を残存させる工程、あるいは、窓開けした段差部を含む
半導体基板上に不純物含有膜を被着してそのまま残存さ
せる工程を経て、次に、内部ベース領域形成用の不純物
をイオン注入し、熱処理して内部ベース領域を形成する
と同時に、前記不純物含有膜から不純物を段差部側面に
拡散させ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ＳＳＴ構造の製造方法において、窓開け
した際に生じた段差部の側面に、不純物含有膜から不純
物を拡散させて外部と内部のベース領域の接続をはかる
。そうすれば、トランジスタの信頼性・歩留が向上する
。

［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）〜（＋３）は本発明にかかる形成方法の工
程順断面図を示している。

第１図（ａ）参照；まず、従来法と同様に、公知の製法
によって、ｐ型シリコン基板にｎ型埋没層を熱拡散し、
ｎ型エピタキシャル成長層を成長してｎ型コレクタ領域
３を画定し、更に、選択酸化して５ｉ０２膜からなるフ
ィールド絶縁膜２を形成する。

第１図（ｂ）参照；次いで、その上面にＣＶＤ法によっ
て膜厚３０００人程度０多結晶シリコン膜を被着し、こ
れにボロンを注入してｐ型の多結晶シリコン膜４（ベー
ス引出し電極）とし、更に上面に５ｉ０２膜８を被着し
、熱処理して外部ベース領域５を画定する。

第１図（Ｃ）参照：次いで、フォトプロセスによって内
部ベース形成領域上の５ｉ０２膜８およびベース引出し
電極４を塩素系ガスを反応ガスとしたＲＩＥ法でエツチ
ングして窓Ｗを開ける。その時、シリコン基板（ｐ型外
部ベース領域５）に２０００人程度０段差が生じる。

第１図（ｄ）参照；次いで、膜厚５００〜１ｏｏｏ人の
ボロン有機膜（ポリボロンフィルム膜）２０を被着する
。

第１図（ｅ）参照；次いで、塩素系ガスを用いたＲＩＥ
法でボロン有機膜２０を垂直にエツチングして、窓Ｗの
段差側面のみにボロン有機膜２０を残存させ、更に、ソ
ノ上にＣＶＤ法で膜厚２０００〜３０００人のＳｉ０２
１）１）０ヲｌＷｔ　ル。次ニ、５ｉ０２　ｖｊ、ＩＱ
を透過させてボロンをイオン注入し、熱処理してｐ型内
部ベース領域６を画定すると共に、ボロン有１）Ａ　膜
２０から窓Ｗの側面に熱拡散させてｐ型接続領域２１を
形成する。

第１図（ｆ）参照；次いで、窓Ｗを含む上面にＣＶＤ法
で多結晶シリコン膜１）を被着し、更に、ＲＩＥ法でエ
ツチングして窓Ｗの側面のみに多結晶シリコン膜１）を
残存させる。次に、フォトプロセスによってエミッタ形
成領域上の５ｉ０２膜１０をＲＩＥ法でエツチングして
エミッタ電極窓Ｖを開ける。

第１図（ｇ）参照；次いで、多結晶シリコン膜１２を被
着しパターンニングして、エミッタ電極窓Ｖの中に多結
晶シリコン膜からなるエミッタ電極を形成した後、多結
晶シリコン膜１２．１）の中に燐をイオン注入し熱処理
してｎ型エミッタ領域７を画定する。

上記のようにな形成方法によれば、外部ベース領域５と
内部ベース領域６を接続領域２１によって確実に接続す
ることができ、トランジスタの信頼性・歩留を向上させ
て、安定化することができる。

次に、第２図（ａ）、　（ｂ）は本発明にかかる他の形
成方法の工程順断面図を示している。本例は第１図に示
す形成方法において、第１図（ｄ）、　（ｅ）で説明し
た形成工程を第２図（ａ）に示す形成工程で置き換えた
形成方法で、被着したボロン有機膜２０をＲＩＥ法でエ
ツチングせずに、そのまま全面に残存させる形成方法で
ある。即ち、第２図（ａ）参照；ｎ型コレクタ領域３を画定し、フィ
ールド絶縁膜２を形成し、その上にベース引出し電極４
および５ｉ０２膜８を形成し、熱処理して外部ベース領
域５を画定し、ＲＩＥ法でエツチングして窓Ｗを開ける
。次いで、窓を含む全面にボロン有機膜２０を被着する
。

第２図（ｂ）参照；次いで、５ｉ０２膜１０を被着し、
５ｉ０２膜ｌＯを透過させてボロンをイオン注入し、熱
処理してｐ型内部ベース領域６を画定すると同時に、ボ
ロン有機膜２０から窓Ｗの側面に熱拡散させてｐ型接′
ｔＥ領域２１を形成する。次いで、多結晶シリコン膜１
）を被着し、更に、ＲＩＥ法でエツチングして窓Ｗの側
面のみに多結晶シリコン膜１）を残存させ、次に、５ｉ
０２膜ｌＯをＲＩＥ法でエツチングしてエミッタ電極窓
Ｖを開ける。次いで、上記と同様にしてエミッタ電極窓
■の中に多結晶シリコン膜からなるエミッタ電極を形成
した後、多結晶シリコン膜１２．１）の中に燐をイオン
注入し熱処理してｎ型エミッタ領域７を画定する。これ
らの工程は第１図で説明した工程とほぼ同様である。

このようにして、接Ｖｔ”ｐＨ域２１を形成して確実に
外部ベース領域５と内部ベース領域６とを接続するもの
である。なお、このボロン有機膜２０は比較的絶縁性が
良いので、そのまま介在させても悪影響はない。

且つ、上記実施例では不純物含有膜としてボロン有機膜
２０を使用したが、その代わりにボロンシリケートガラ
ス（ＢＳＧ）膜を使用しても良い。

また、上記の形成法はｎｐｎ　ｌ−ランジスタの例であ
るが、ｐｎｐトランジスタにも利用が可能なことは勿論
である。その場合には、不純物含有膜として燐シリケー
トガラス（ＰＳＧ）膜、砒素ガラス膜、ボロン砒素ガラ
ス膜が考えられる。

［発明の効果］以上の説明から明らかなように、本発明によればベース
引出し形バイポーラトランジスタの信頼性および歩留が
向上して、ＩＣの品質・歩留の安定に貢献するものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａｌ〜（川は本発明にかかる形成方法の工程順
断面図、第２図＋８）、　（ｂ）は本発明にかかる他の形成方法
の工程順断面図、第３図は本発明を適用するベース引出し形トランジスタ
の概要断面図、第４図（ａ）〜（ｆ）は従来の形成方法の形成工程順断
面図である。図において、１はｐ型シリコン基板、２はフィールド絶縁膜、３はｎ
型コレクタ領域、４はベース引出し電極（ｐ型子結晶シリコン膜）、５は
外部ベース領域、　６は内部ベース領域、７はエミッタ
領域、８．９．１０は５ｉ０２膜、１）、１２は多結晶シリコン膜、２０はボロン有機膜、　　２１は接続領域を示している
。手透ｇＪ４Ｉ：ｐｏｊ形八′ガ法祷工狩り所市図第　１
　図ＭＩＥリリｒ＝ａ・ｐ３　ｆｒ９Ａｉ；Ａｎ　ｒ群Ｑ！
Ｊｔ’ｆＴｆｎ’ｌＪ第１図不発ａ月−二々・８有とｎ形だに′う「りｈτオτト膚
餠面図ＳＳＴ矛ｉ月１トラ〉ン°ス１／１ｇ’Ｌ宇＃Ｉ
ｆ１図第３図８５ｉＯｚ榎従−ｔ、ｈＹｊ八方へめＬネｆ傾眸面図第４図第　４　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ベース引出し電極を設け、ベース領域を外部と内
部とに分けて形成する半導体装置の製造方法において、ベース引出し電極および外部ベース領域を形成し、前記
ベース引出し電極をエッチングして、内部ベース領域お
よびエミッタ領域を形成するための窓を開ける工程、次いで、窓開けした段差部を含む半導体基板上に不純物
含有膜を被着し、上面より垂直にエッチングして、前記
段差部の側面のみに前記不純物含有膜を残存させる工程
、次いで、内部ベース領域形成用の不純物をイオン注入し
、熱処理して内部ベース領域を形成すると同時に、前記
不純物含有膜から不純物を段差部側面に拡散させる工程
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）ベース引出し電極を設け、ベース領域を外部と内
部とに分けて形成する半導体装置の製造方法において、ベース引出し電極および外部ベース領域を形成し、前記
ベース引出し電極をエッチングして、内部ベース領域お
よびエミッタ領域を形成するための窓を開ける工程、次いで、窓開けした段差部を含む半導体基板上に不純物
含有膜を被着する工程、次いで、内部ベース領域形成用の不純物をイオン注入し
、熱処理して内部ベース領域を形成すると同時に、前記
不純物含有膜から不純物を段差部側面に拡散させる工程
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
。