JPH0136709B2 - - Google Patents

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JPH0136709B2
JPH0136709B2 JP19277382A JP19277382A JPH0136709B2 JP H0136709 B2 JPH0136709 B2 JP H0136709B2 JP 19277382 A JP19277382 A JP 19277382A JP 19277382 A JP19277382 A JP 19277382A JP H0136709 B2 JPH0136709 B2 JP H0136709B2
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film
oxide film
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silicon substrate
mask
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JP19277382A
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Tadashi Hirao
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Mitsubishi Electric Corp
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Mitsubishi Electric Corp
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching, or capacitors or resistors with at least one potential-jump barrier or surface barrier, e.g. PN junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof  ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/70Bipolar devices
    • H01L29/72Transistor-type devices, i.e. able to continuously respond to applied control signals

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 この発明は半導体集積回路装置、特にバイポー
ラ形集積回路装置におけるベース抵抗の小さい高
周波トランジスタの製造方法に関するものであ
る。
〔従来技術〕
一般に、バイポーラ形集積回路装置(以下単に
BIP・ICと言う)のトランジスタはp―n接合分
離、選択酸化技術を使つた酸化膜分離、また三重
拡散による方法などによつて電気的に独立した島
内に形成されるが、ここでは酸化膜分離法によつ
てnpnトランジスタを形成する製造方法について
説明する。
第1図a〜第1図eは従来のバイポーラ形集積
回路装置の製造方法を製造工程順に示す断面図で
ある。同図において、1は低不純物濃度のp形シ
リコン基板、2はコレクタ埋込層となる高不純物
濃度n形層(以下単にn+層と言う)、3は低不純
物濃度n形(以下n-と言う)のエピタキシヤル
層、4はチヤネルカツト用のp層、5は下敷酸化
膜、6は厚い酸化膜、7はこの下敷酸化膜5上に
形成した窒化膜、8はイオン注入保護用の酸化
膜、9は外部ベース層となるp+層、10はレジ
スト膜、11は活性ベース層となるp層、12は
一般にPSG(ホスシリケート・ガラス膜)を用い
るパツシベーシヨン膜、13および14は高ドー
スのイオン注入を行なつた領域、13aはエミツ
タ層、14aはコレクタ電極取り出し層、15
a,15bおよび15cはそれぞれ開口部、16
a〜16cは一般にPt―Si、Pd―Siなどの金属
シリサイド、17a〜17cは電極配線である。
次に、上記構成によるバイポーラ形集積回路装
置の製造工程について説明する。まず、第1図a
に示すように、低濃度のp形シリコン基板1にコ
レクタ埋込層となるn-形のエピタキシヤル層3
を成長させる。次に、第1図bに示すように、下
敷酸化膜5上に形成した窒化膜7をマスクとして
選択酸化技術によつて分離帯に厚い酸化膜6を形
成し、分離酸化膜直下にはチヤンネルカツト用の
p層4が同時に形成される。次の第1図cに示す
ように、選択酸化用のマスクを除去し、再度イオ
ン注入保護用の酸化膜8を形成し、レジスト膜
(図示してない)をマスクとして外部ベース層と
なるP+層9をイオン注入法で形成し、レジスト
膜除去後、再度レジスト膜10をマスクとして活
性ベース層となるp層11をイオン注入法によつ
て形成する。次に、第1図dに示すように、パッ
シベーシヨン膜12をデポジシヨンし、ベース、
イオン注入層9,11のアニールとパツシベーシ
ヨン膜12の焼しめとをかねた熱処理をおこなつ
たのち、パツシベーシヨン膜12に所要の開口部
15aおよび15bを形成して、n形不純物の高
ドーズのイオン注入を行ない、n+領域13およ
び14を形成する。次に第1図eに示すように、
イオン注入層13,14をアニールして、エミツ
タ層13a、コレクタ電極取り出し層14aを形
成したのち、ベース電極取り出し用の開口部15
cを形成し、電極ぬけ防止のため、金属シリサイ
ド16a〜16cを開口部15a〜15cにそれ
ぞれ形成したのち、低抵抗金属(一般にAlの使
用が多い)による電極配線17a〜17cをおこ
なう。なお、第1図eに示すトランジスタの平面
パターンを第2図に示す。
しかしながら、従来の半導体集積回路装置の製
造方法では、トランジスタの周波数特性はベー
ス・コレクタ容量CTCやベース抵抗rbbなどに依存
するので、ベース抵抗を下げるためのp+層(ベ
ース電極取り出し領域)9を形成することはベー
ス・コレクタ容量の増大をまねく。また、ベース
抵抗はエミツタ層であるn+層13aとベース電
極開口15cとの距離Dc(第2図参照)にも依存
しているが、電極配線17bおよび17cの間隔
および開口と電極の重ね合せ分との合計の距離と
なつて、写真製版およびエツチングの向上によつ
て電極間隔が小さくなつても重ね合わせ分が残る
などの欠点があつた。
〔発明の概要〕
したがつて、この発明の目的はエミツタ拡散と
ベース電極取り出し領域がセルフアライン(自己
整合)されることによつて、ベース抵抗の小さい
高周波トランジスタを製造することができる半導
体集積回路装置の製造方法を提供するものであ
る。
このような目的を達成するため、この発明は基
板表面に直接シリコン膜をデボジシヨンし、選択
酸化法によつてこのシリコン膜のエミツタ拡散領
域およびコレクタ電極取り出し領域を形成すべき
部位の上の部分を除いて酸化する工程と、この酸
化膜をマスクにエミツタ拡散領域およびコレクタ
電極取り出し領域上に形成されたシリコン膜に高
濃度不純物拡散を行なう工程と、前記基板への前
記シリコン膜から拡散によつてエミツタ層を形成
したのち、前記酸化膜を全面除去し、低温酸化を
行なう工程と、前記高濃度拡散を行なつたシリコ
ン膜表面に厚く酸化膜を形成し、異方性エツチン
グを行なつてこのシリコン膜の側壁にのみ酸化膜
が残るように、この低温酸化膜を除去する工程
と、金属シリサイド膜を基板およびシリコン膜表
面に形成したのち、パツシベーシヨン膜をデポジ
シヨンし、次いで低抵抗金属配線する工程とを備
えるものであり、以下実施例を用いて詳細に説明
する。
〔発明の実施例〕
第3図a〜第3図fはこの発明に係る半導体集
積回路装置の製造方法の一実施例を製造工程順に
示す断面図である。同図において、21はポリシ
リコン膜、22は窒化膜、23および24はそれ
ぞれエミツタ領域およびコレクタ電極取り出し領
域の上のポリシリコン膜、25はポリシリコン膜
を酸化して形成した酸化膜、26および27は低
温酸化によつて形成した酸化膜である。
次に上記構成による半導体集積回路装置の製造
工程について説明する。まず、従来例の第1図a
〜cの工程とほぼ同様にして第3図aに示すよう
に分離酸化膜6を形成し、ベース領域11をイオ
ン注入で形成したのち、酸化膜8を全面除去し
て、ポリシリコン膜21をデポジシヨンする。さ
らに、窒化膜22をデポジシヨンとして、エミツ
タ領域およびコレクタの電極取り出し領域を形成
すべき部位上に残るようにパターニングする。次
に、第3図bに示すように、前記窒化膜22をマ
スクとして選択酸化を行ない、エミツタ領域ポリ
シリコン膜23、コレクタ電極取り出し領域ポリ
シリコン膜24を残して選択的にポリシリコン膜
21を酸化し、酸化膜25を形成する。ここで、
窒化膜マスクとして下敷酸化膜を形成したのち、
窒化膜22をデポジシヨンして複合マスクとして
使うこともできる。さらに、次工程のイオン注入
に際して、前記下敷酸化膜を注入保護膜として使
うこともできる。次に、第3図cに示すように、
エミツタ領域ポリシリコン膜23およびコレクタ
電極取り出し領域ポリシリコン膜24にn形不純
物を高濃度にイオン注入する。このとき、注入領
域は酸化膜25によつて決まる。そして、酸化膜
25はイオン注入マスクとして高々3000Å程度で
よいので、ポリシリコン膜21が厚い時はポリシ
リコン膜21を少しエツチングしたのちに、選択
酸化してポリシリコン膜21を完全に酸化してし
まう。次に、前記ポリシリコン膜23,24から
n形不純物をそれぞれ拡散させて、エミツタ層1
3a、コレクタ電極取り出し領域14aを形成し
たのち、前記酸化膜25を全面除去する。次に、
第3図dに示すように、低温酸化して酸化膜26
および27を形成する。このとき、よく知られて
いるように、低温で酸化すればn+形ポリシリコ
ン膜23,24の側壁上の酸化膜27は厚く、基
体のp形ベース領域11上の酸化膜26は薄く形
成される。その後に選択酸化に用いた窒化膜22
を除去し、リアクテイブ・イオン・エツチング
(RIE)などの異方性エツチングを施してポリシ
リコン膜23,24の側壁の酸化膜27を残して
p形ベース領域11上の酸化膜26を除去する。
ここで、RIEで酸化膜27を残すように酸化膜エ
ツチングしたが、通常のエツチング法でp形ベー
ス領域11上の酸化膜26のみを除去することも
可能である。次に、第3図eに示すように、金属
シリサイド16a,16b,16cをそれぞれコ
レクタ電極引き出し部ポリシリコン膜24、エミ
ツタ部ポリシリコン膜23およびp形ベース層1
1の上に形成する。ここで、ポリシリコン膜2
3,24はその表面に金属シリサイド16b,1
6aが500Å程度の厚さに形成され、それだけポ
リシリコン膜厚が減少するので2000Å程度の厚さ
にしておく必要がある。また、この膜厚は段差の
問題や、厚さ方向の抵抗値の点から、できるだけ
薄いことが望ましく、上述程度の値が適当であ
る。次に、第3図fに示すように、パツシベーシ
ヨン膜12を形成したのち、所要の開口部を設け
たのち、アルミニウム電極配線17a,17b
(図示せず)、17cを形成する。第4図はこの実
施例の方法によつて得られるトランジスタの平面
図である。
なお、第3図aの段階で選択酸化用マスクとし
ての窒化膜22のエミツタ領域形成部位上の部分
の幅を変えることによつて、エミツタ領域13a
の幅を任意の値にすることができるのは勿論であ
る。また、以上pnpトランジスタについて説明し
たがnpnトランジスタの製造にもこの発明は適用
できる。さらに、素子分離については酸化膜分離
法による場合を示したが、前述のように各種分離
技術が適用できる。
〔発明の効果〕
以上詳述したように、この発明の方法によれ
ば、エミツタ層はその拡散形成に用いた高不純物
濃度のシリコン膜の上の金属シリサイド膜によつ
てエミツタ電極に接続され、ベース電極はエミツ
タ領域から上記シリコン膜の側壁の酸化膜の厚さ
だけ離れた位置まで延びる金属シリサイド膜に接
続されたセルフアライン構造となつているので、
ベース抵抗を極めて小さくすることができる。さ
らに、エミツタ拡散がシリコン膜へ導入された不
純物を拡散させることによつて行なうので、制御
性がよく、浅く形成することができ、また、シリ
コン膜の形状を容易に小さくできるので、エミツ
タ幅も従来より狭くできる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のバイポーラ形集積回路装置の製
造方法を説明するためのその主要段階における状
態を示す断面図、第2図は第1図eに示す従来の
方法で得られたトランジスタの平面図、第3図は
この発明の一実施例の方法を説明するためのその
主要段階における状態を示す断面図、第4図は第
3図fに示すこの実施例になるトランジスタの平
面図である。 図において、1はシリコン基板、3はコレクタ
層を形成するエピタキシヤル成長層、11はベー
ス層、12はパツシベーシヨン膜、13aはエミ
ツタ層、14aはコレクタ電極取り出し領域、1
6a〜16cは金属シリサイド膜、17a〜17
cは電極配線、21はポリシリコン膜、22はマ
スク用窒化膜、23はコレクタ層形成部位の上の
ポリシリコン膜、24はコレクタ電極取り出し領
域形成部位の上のポリシリコン膜、25は酸化
膜、26は薄い酸化膜、27はポリシリコン膜2
3,24の側壁の厚い酸化膜である。なお、図中
同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 シリコン基板の表面に直接シリコン膜をデポ
    ジシヨンし、エミツタ層およびコレクタ電極取り
    出し領域を形成すべき部位の上を除く上記シリコ
    ン膜の部分を選択酸化法によつて酸化させる第1
    の工程、この第1の工程で得られた酸化膜をマス
    クとして上記エミツタ層およびコレクタ電極取り
    出し領域を形成すべき部位の上の上記シリコン膜
    に高濃度に不純物を拡散させる第2の工程、上記
    シリコン基板へ上記シリコン膜から上記不純物を
    拡散させて上記エミツタ層を形成したのち、上記
    酸化膜を除去する第3の工程、上記第1の工程の
    選択酸化に用いたマスクを再度マスクとして低温
    酸化を施して上記シリコン膜の側壁に厚い酸化膜
    を、上記第3の工程によつて露出したシリコン基
    板の表面に薄い酸化膜を形成する第4の工程、上
    記第4の工程で用いた上記マスクを除去した後
    に、上記シリコン膜の側壁には酸化膜を残して上
    記シリコン基板の表面の上記薄い酸化膜を除去す
    る第5の工程、上記第5の工程で露出した上記シ
    リコン膜の上面および上記シリコン基板の表面に
    金属シリサイド膜を形成する第6の工程、及び全
    上面にパツシベーシヨン膜をデポジシヨンしたの
    ち上記金属シリサイド膜の上に所要の電極窓を開
    孔させ、この電極窓を介して上記金属シリサイド
    膜につながる低抵抗金属配線を形成する第7の工
    程を備えたことを特徴とする半導体集積回路装置
    の製造方法。 2 シリコン膜としてポリシリコン膜を用いるこ
    とを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の半導
    体集積回路装置の製造方法。 3 第5の工程では異方性エツチング法でシリコ
    ン基板の表面の薄い酸化膜を除去することを特徴
    とする特許請求の範囲第1項または第2項記載の
    半導体集積回路装置の製造方法。
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