JPH01248560A - Manufacture of semiconductor device - Google Patents

Manufacture of semiconductor device

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JPH01248560A
JPH01248560A JP7712688A JP7712688A JPH01248560A JP H01248560 A JPH01248560 A JP H01248560A JP 7712688 A JP7712688 A JP 7712688A JP 7712688 A JP7712688 A JP 7712688A JP H01248560 A JPH01248560 A JP H01248560A
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JP
Japan
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base
region
film
layer
oxide film
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JP7712688A
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Japanese (ja)
Inventor
Reiji Takashina
高階 礼児
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NEC Corp
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NEC Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To exclude a collector-base junction capacity which does not perform a transistor function, and to improve high frequency characteristic by burying an oxide film in a semiconductor substrate of a high frequency transistor. CONSTITUTION:After an n-type epitaxial layer 1B is formed on an n<+> type silicon substrate 1A, the layer 1B is thermally oxidized to form a silicon oxide film, part of which is removed by etching to form a buried oxide film 2. Then, after an n-type epitaxial layer 3 is formed on the oxide 2 and the layer 1B, p-type impurity ions are implanted to form a p-type active base region 4. After a silicon oxide film 5 is then again formed on the surface, an opening 8E and an opening 8B are formed. Then, after an n<+> type polycrystalline silicon layer 6 and a nitride film 7 are formed, the opening 8E, the film 7 of the peripheral edge of the opening and the layer 6 are sequentially removed by etching, and the surface of the base region is exposed. Thereafter, a base contact is diffused in the opening 8B to form a region 9 and a region 10, and the region 4 is simultaneously made to arrive at the film 2. Subsequently, the film 7 is entirely removed by etching, and electrodes E and B are shaped and isolated. Thus, the device is obtained whose collector-base junction capacity is small, and whose high frequency characteristic is good.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関する。[Detailed description of the invention] [Industrial application field] The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

最近のバイポーラトランジスタ及び集積回路の高周波化
に伴い、コレクタ・ベース接合容量がますます問題とな
ってきた。
With the recent trend toward higher frequencies of bipolar transistors and integrated circuits, collector-base junction capacitance has become increasingly problematic.

第3図(a)〜(c)は従来の半導体装置の製造方法を
説明するための工程順に示した半導体チップの断面図で
ある。
FIGS. 3(a) to 3(c) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in order of steps for explaining a conventional method of manufacturing a semiconductor device.

まず、第3図(a) K示すように1♂型のシリコン基
板IAと、薄いn型エピタキシャル層19の表面にp型
活性ベース領域4を形成した後、ベース領域40表面に
シリコン酸化膜5を形成する。
First, as shown in FIG. 3A, a p-type active base region 4 is formed on the surfaces of a 1♂-type silicon substrate IA and a thin n-type epitaxial layer 19, and then a silicon oxide film 5 is formed on the surface of the base region 40. form.

次に、通常のホトリソグラフィ技術によりエミッタ凡用
エミッタ開孔部8E及びベース・コンタクト用のベース
開孔部8Bヲ設ける。
Next, an emitter aperture 8E for general use as an emitter and a base aperture 8B for a base contact are formed using a normal photolithography technique.

次に第3図(b)に示すように、半導体チップの表面に
n中型多結晶シリコン層6と窒化膜7を形成する。
Next, as shown in FIG. 3(b), an n medium polycrystalline silicon layer 6 and a nitride film 7 are formed on the surface of the semiconductor chip.

次に通常のホトリソグラフィ技術により、ベース開孔部
8Bとその周縁のシリコン酸化膜5の上層部の窒化膜7
と多結晶シリコン層6を順次にエツチング除去した後、
950℃40分の熱拡散を行なってベース・コンタクト
領域lOとn型エミッタ領域9を形成する。
Next, the base opening 8B and the nitride film 7 on the upper layer of the silicon oxide film 5 around the periphery are formed using a normal photolithography technique.
After sequentially etching and removing the polycrystalline silicon layer 6,
A base contact region IO and an n-type emitter region 9 are formed by thermal diffusion at 950° C. for 40 minutes.

次に第3図(c)に示すように、窒化膜7を全面除去し
た後、全面KAfiを堆積させた後、通常のホトリソグ
ラフィ技術によりエミッタ電極Eとベース電極Bを整形
分離する。
Next, as shown in FIG. 3(c), after the nitride film 7 is completely removed and KAfi is deposited on the entire surface, the emitter electrode E and the base electrode B are shaped and separated using the usual photolithography technique.

ここで、n型エピタキンヤル層IBとpm活性ベース領
域4間にコレクタ・ベース接合JCBが形成されている
Here, a collector-base junction JCB is formed between the n-type epitaaxial layer IB and the pm active base region 4.

〔発明が解決しようとする課題〕 一般に高周波トランジスタの高周波特性を向上させるた
めには、素子の微細化をはかることによって、コレクタ
・ベース接合容量やベース抵抗を低減させることが重要
である。
[Problems to be Solved by the Invention] Generally, in order to improve the high frequency characteristics of a high frequency transistor, it is important to reduce the collector-base junction capacitance and base resistance by miniaturizing the element.

それ故エミッタ・エミッタ間ピッチやエミッタ1に極及
びベース電極巾を狭くすることが要求される。
Therefore, it is required to narrow the emitter-to-emitter pitch and the width of the emitter 1 pole and base electrode.

一方、高周波トランジスタにおいて大電流動作時には、
周辺効果により電流は直流的にも交流的にもエミッタ領
域の周辺部に集中して流れることは一般的によく知られ
ている。
On the other hand, when high-frequency transistors operate at large currents,
It is generally well known that current, both direct current and alternating current, flows in a concentrated manner around the emitter region due to the peripheral effect.

したがって大電流を扱い、高周波で効率よく動作させる
ためには、前記周辺部の長さを大きくしかつトランジス
タ機能を行使せしめる有効部分の面積はできるだけ小さ
くする構造が必葡となる。
Therefore, in order to handle large currents and operate efficiently at high frequencies, it is necessary to have a structure in which the length of the peripheral portion is increased and the area of the effective portion that exercises the transistor function is made as small as possible.

上述した従来の半導体装置の製造方法は、素子の微細化
にもおのずと限界があり、どうしてもトランジスタ機能
を有効に行使していないコレクタ・ベース接合部分を生
じてしまうので、その分の接合容量分だけ無駄に高周波
特性を劣化させるという問題があった。
The above-mentioned conventional semiconductor device manufacturing method naturally has a limit to the miniaturization of elements, and inevitably creates a collector-base junction that does not effectively exercise the transistor function. There was a problem in that the high frequency characteristics were unnecessarily deteriorated.

本発明の目的は、コレクタ・ベース接合容量が小さく高
周波特性のよい半導体装置の製造方法を提供することに
ある。
An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device with small collector-base junction capacitance and good high frequency characteristics.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の半導体装置の製造方法は、 (A)  一導電型の半導体基板のコレクタ領域の表面
を絶縁膜で覆った後、ホトリソグラフィ技術によりベー
ス電極に対応する埋込絶縁膜を残して形成する工程、 (B)  前記半導体基板および前記埋込絶縁膜の表面
を覆って一導電型のエピタキシャル層を形成する工程、 (C)  前記エピタキシャル層の少なくとも一部に逆
導電型の不純物を拡散し、前記埋込絶縁膜の表面に到達
しない深さまで拡散して逆導電型のベース領域を形成す
る工程、 (D)  前記ベース領域の表面を絶縁膜で覆った後、
前記埋込絶縁膜に対応する開孔部を形成し前記ベース領
域を露出する工程、 (E)  前記ベース領域の表面から逆導電型の不純物
を拡散してベース・コンタクト層を形成し、かつ前記ベ
ース領域の深さを前記埋込絶縁膜の少なくとも表面に到
達するまで広げる工程、を含んで構成されている。
The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention includes: (A) After covering the surface of a collector region of a semiconductor substrate of one conductivity type with an insulating film, a buried insulating film corresponding to a base electrode is formed using photolithography technology. (B) forming an epitaxial layer of one conductivity type covering the surfaces of the semiconductor substrate and the buried insulating film; (C) diffusing impurities of the opposite conductivity type into at least a portion of the epitaxial layer; (D) After covering the surface of the base region with an insulating film,
forming an opening corresponding to the buried insulating film and exposing the base region; (E) forming a base contact layer by diffusing impurities of opposite conductivity type from the surface of the base region; The method includes the step of increasing the depth of the base region until it reaches at least the surface of the buried insulating film.

〔実施例〕〔Example〕

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら説明
する。
Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

第1図(a)〜(f)は本発明の第1の実施例を説明す
るだめの工程順に示した半導体チップの断面図である。
FIGS. 1(a) to 1(f) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps for explaining a first embodiment of the present invention.

まず、第1図(a)K示すように、n十型シリコン基板
1人の表面に、厚さ1μmのn型エピタキシャル層IB
を形成する。
First, as shown in FIG.
form.

次にエピタキシャル層IBを熱酸化して厚さ1100n
のシリコン酸化膜を形成した後、通常のホトリソグラフ
ィ技術によりシリコン酸化膜の一部をエツチング除去し
て埋込酸化膜2を形成する。
Next, the epitaxial layer IB is thermally oxidized to a thickness of 1100 nm.
After forming a silicon oxide film, a part of the silicon oxide film is etched away using a normal photolithography technique to form a buried oxide film 2.

次に、通常のMBE法により埋込酸化膜2及びエピタキ
シャル層IBの表面に厚さ200nmのn型エピタキシ
ャル層3を形成する。
Next, an n-type epitaxial layer 3 having a thickness of 200 nm is formed on the surface of the buried oxide film 2 and the epitaxial layer IB by a normal MBE method.

次に、第1図(b)に示すように、エピタキシャル層3
0表面からp型の不純物のイオンを強度20keV、 
2X 1013/cnlで注入し、埋込酸化膜2に到達
しない程度の深さのp型活性ベース領域4を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), an epitaxial layer 3 is formed.
p-type impurity ions from the 0 surface with an intensity of 20 keV,
The p-type active base region 4 is implanted at a depth of 2×10 13 /cnl to a depth that does not reach the buried oxide film 2 .

次に、第1図(c)に示すように、表面に再びシリコン
酸化膜5を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(c), a silicon oxide film 5 is again formed on the surface.

次に、第1図(d)に示すように1通常のホトリソグラ
フィ技術によりエミッタ開孔開孔部8E1及び埋込酸化
膜2に対応するベース・コンタクト用のベース開孔部8
Bを形成する。
Next, as shown in FIG. 1(d), a base aperture 8 for a base contact corresponding to an emitter aperture aperture 8E1 and a buried oxide film 2 is formed by a normal photolithography technique.
Form B.

次に、気相成長法によりn+型多結晶シリコン層6とそ
の表面に窒化膜7を形成する。
Next, a nitride film 7 is formed on the n+ type polycrystalline silicon layer 6 and its surface by a vapor phase growth method.

次に、第1図(e)に示すように1通常のホトリソグラ
フィ技術によりベース開孔部8B及びその周縁のシリコ
ン酸化膜7と多結晶シリコン層6を順次エツチング除去
して埋込酸化膜2の上のベース領領域の表面を霧出する
Next, as shown in FIG. 1(e), the base opening 8B and the silicon oxide film 7 and the polycrystalline silicon layer 6 at its periphery are sequentially etched away using a normal photolithography technique, and the buried oxide film 2 is removed. Atomize the surface of the base area above the surface.

次に、ベース開孔部8Bに950℃で30分間のベース
・コンタクト拡散を行なうことにより、n型エミッタ領
域9とベース・コンタクト領域10を形成すると同時に
、ベース領域4を埋込酸化膜2に到達させる。
Next, by performing base contact diffusion at 950° C. for 30 minutes in the base opening 8B, an n-type emitter region 9 and a base contact region 10 are formed, and at the same time, the base region 4 is formed in the buried oxide film 2. reach it.

従って、ベース・コンタクト領域1°0と埋込酸化膜2
の間にあったエピタキシャル層3とベース領域4との間
のコレクタ・ベース接合JCBは無くなる。
Therefore, base contact region 1°0 and buried oxide film 2
The collector-base junction JCB between the epitaxial layer 3 and the base region 4 that existed between them disappears.

次に第1図(f)IC示すように1窒化膜7を全面エツ
チング除去し、最後に全表面にM層を堆積させた後、通
常のホトリソグラフィ技術によりエミッタ電極E及びベ
ース電極I3f:整形分離する。
Next, as shown in FIG. 1(f) IC, the 1 nitride film 7 is etched away from the entire surface, and finally the M layer is deposited on the entire surface, and then the emitter electrode E and the base electrode I3f are shaped by ordinary photolithography technology. To separate.

本実施例によるバイポーラトランジスタは、コレクタ・
ベース接合JCBが主としてトランジスタ作用が有効に
動作するエミッタ領域9の真下とななつ、トラ/ジス2
作用の少なかったベース・コンタクト領域10の真下に
はコレクタ・ベース接合’Tcnが存在しないので、そ
の接合面績の減少分に対応してベース・コレクタ接合容
1ccBが20〜30%減少する効果がある。
The bipolar transistor according to this embodiment has a collector
The base junction JCB is directly under the emitter region 9 where the transistor action mainly operates effectively, and the transistor/distributor 2
Since the collector-base junction 'Tcn does not exist directly below the base-contact region 10 where the effect was small, the base-collector junction capacitance 1 ccB is reduced by 20 to 30% corresponding to the reduction in the joint surface area. be.

第2図(a)〜(f)は本発明の第2の実施例を説明す
るだめの工程順に示した半導体チップの断面図である。
FIGS. 2(a) to 2(f) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps for explaining a second embodiment of the present invention.

バイポーラICの製造は、まず第2図(a)に示すよう
に、通常のホトリソグラフィ技術により上層に埋込コレ
クタ領域IDを設けたn型シリコン基板ICの表面に、
第1図(a)と同様の工程でn型エピタキシャル層IB
とその表面に埋込酸化膜2を形成する。
To manufacture a bipolar IC, first, as shown in FIG. 2(a), a layer is formed on the surface of an n-type silicon substrate IC with a buried collector region ID provided in the upper layer using normal photolithography technology.
In the same process as in FIG. 1(a), the n-type epitaxial layer IB is formed.
and a buried oxide film 2 is formed on its surface.

次に1第2図(b) K示すように、通常のMBE法に
より薄いエピタキシャル層3を形成する。
Next, as shown in FIG. 2(b), a thin epitaxial layer 3 is formed by the usual MBE method.

次に半導体基板全体を熱酸化してシリコン酸化膜15を
形成した後、通常のホトリソグラフィ技術により酸化膜
15の一部をエツチング除去し、エピタキシャル層3の
一部金露出させる。
Next, the entire semiconductor substrate is thermally oxidized to form a silicon oxide film 15, and then a part of the oxide film 15 is etched away using a normal photolithography technique, thereby exposing a part of the epitaxial layer 3 to gold.

次に第2図(c)に示すように%p型不純物を多量に熱
拡散して絶縁拡散層16を形成する。
Next, as shown in FIG. 2(c), a large amount of p-type impurity is thermally diffused to form an insulating diffusion layer 16.

次に、酸化膜15を全面エツチング除去する。Next, the entire surface of the oxide film 15 is removed by etching.

次に、n型不純物を多tK熱拡散してコレクタ拡散層1
7″f、形成した後、再び半導体基板を熱酸化し、クリ
コン酸化膜18fK:形成した後、通常のホトリゾグラ
フィ技術によりシリコン酸化111!18のトランジス
タ形成領域に対応する一mをエツチング除去し、エピタ
キシャル層3の一部ヲ露出させる。
Next, the n-type impurity is thermally diffused for many tK to form the collector diffusion layer 1.
After forming 7"f, the semiconductor substrate was thermally oxidized again to form a silicon oxide film 18fK. Then, 1 m of silicon oxide 111!18 corresponding to the transistor formation region was etched away using ordinary photolithography technology. , a part of the epitaxial layer 3 is exposed.

(し しかる後、第2図(d)〜(f)に示すように、従来製
法と同様にし【活性ベース佃域4.″j6結晶シリコン
!f46.n型エミッタ領域9.ベース・コンタクト領
域10.エミッタ電極E、ベース電極B及びコレクタ電
極Cを形成する。
(After that, as shown in FIGS. 2(d) to 2(f), the active base area 4.''J6 crystal silicon!f46. .An emitter electrode E, a base electrode B, and a collector electrode C are formed.

コレクタ・ベース接合容量の減少効果に笛1の実施例と
同様である。
The effect of reducing the collector-base junction capacitance is similar to that of the whistle 1 embodiment.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上説明したように本発8Aは、高周波トランジスタに
適用すると、半導体基板内に酸化膜を埋込むことにより
、トランジスタ機能を行使していないコレクタ・ベース
接合容置を排除することかり能となるので、高周波特性
が大幅罠向上できる効果がある。
As explained above, when applied to a high-frequency transistor, the present invention 8A becomes effective by embedding an oxide film in the semiconductor substrate to eliminate the collector-base junction space that does not perform the transistor function. , has the effect of significantly improving high frequency characteristics.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

8g1図(a)〜(f)は本発明の第1の実施例を説明
するための工程順に示した半導体チップの断面図、第2
図(a)〜げ)は本発明の第2の実施例を説明するだめ
の工程順に示した半導体チップの断面図、第3図(a)
〜(c)は従来の半導体装置の製造方法を説明するだめ
の工程順に示した半導体チップの断面図である。 1人・・・・・・n十型シリコン基板、IB・・・・・
・n型エピタキシーrル層、2・・・・・・違a峠1(
娑譚膜、3・・・・・・n型エピタキシャルI9.4・
・・・・・p世情性ベース領域、5・・・・・・シリコ
ン絶縁膜、8B・・・・・・ベース開孔部、10・・・
・・・ベース・コンタクト層、18a・・・・・・シリ
コン酸化膜。 代理人 弁理士  内 原   音 月 1 口 32 図 M、3図
8g1 Figures (a) to (f) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps for explaining the first embodiment of the present invention;
Figures (a) to (e) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps to explain the second embodiment of the present invention, and Figure 3 (a).
-(c) are cross-sectional views of a semiconductor chip shown in the order of steps to explain a conventional method of manufacturing a semiconductor device. 1 person... n-type silicon substrate, IB...
・N-type epitaxial layer, 2...Different a pass 1 (
Satan film, 3...N-type epitaxial I9.4.
...p-sensitive base region, 5... silicon insulating film, 8B... base opening, 10...
...Base contact layer, 18a...Silicon oxide film. Agent Patent Attorney Otsuki Uchihara 1 Portion 32 Figures M and 3

Claims (1)

【特許請求の範囲】 (A)一導電型の半導体基板のコレクタ領域の表面を絶
縁膜で覆った後、ホトリソグラフィ技術によりベース電
極に対応する部分を残して埋込絶縁膜を形成する工程、 (B)前記半導体基板および前記埋込絶縁膜の表面を覆
って一導電型のエピタキシャル層を形成する工程、 (C)前記エピタキシャル層の少なくとも一部に逆導電
型の不純物を拡散し、前記埋込絶縁膜の表面に到達しな
い深さまで拡散して逆導電型のベース領域を形成する工
程、 (D)前記ベース領域の表面を絶縁膜で覆った後、前記
埋込絶縁膜に対応する開孔部を形成し前記ベース領域を
露出する工程、 (E)前記ベース領域の表面から逆導電型の不純物を拡
散してベース・コンタクト層を形成し、かつ前記ベース
領域の深さを前記埋込絶縁膜の少なくとも表面に到達す
るまで広げる工程、 を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
[Claims] (A) After covering the surface of the collector region of a semiconductor substrate of one conductivity type with an insulating film, a step of forming a buried insulating film by leaving a portion corresponding to the base electrode using photolithography technology; (B) forming an epitaxial layer of one conductivity type covering the surfaces of the semiconductor substrate and the buried insulating film; (C) diffusing impurities of the opposite conductivity type into at least a portion of the epitaxial layer; (D) After covering the surface of the base region with an insulating film, forming an opening corresponding to the buried insulating film. (E) forming a base contact layer by diffusing impurities of opposite conductivity type from the surface of the base region, and forming a base contact layer in the depth of the base region to expose the base region; A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the step of spreading the film until it reaches at least the surface of the film.
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