JPH0155585B2 - - Google Patents

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JPH0155585B2
JPH0155585B2 JP57090082A JP9008282A JPH0155585B2 JP H0155585 B2 JPH0155585 B2 JP H0155585B2 JP 57090082 A JP57090082 A JP 57090082A JP 9008282 A JP9008282 A JP 9008282A JP H0155585 B2 JPH0155585 B2 JP H0155585B2
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JP
Japan
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film
conductivity type
semiconductor
insulating film
region
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Application number
JP57090082A
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English (en)
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JPS58206158A (ja
Inventor
Kazuyoshi Shinada
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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Publication date
Application filed by Tokyo Shibaura Electric Co Ltd filed Critical Tokyo Shibaura Electric Co Ltd
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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〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、詳しく
はバイポーラメモリーデバイス等のバイポーラ集
積回路に適したエミツタ領域の形成方法に係る。
〔発明の技術的背景〕
バイポーラ集積回路は主として酸化膜分離技
術、浅い接合形成技術、多層配線技術を適用する
ことにより高速化、高集積化が達成される。特
に、バイポーラトランジスタのエミツタ領域形成
のための不純物として砒素を用いれば、高濃度で
分布の均一な浅い接合を形成することができ、エ
ミツタシリーズ抵抗を低減することができるの
で、砒素はバイポーラデバイスの高性能化に極め
て有効となる。
ところで、従来のバイポーラトランジスタは第
1図に示す構造を有した、いわゆるウオツシユト
エミツタトランジスタであり、以下のような方法
により製造されている。
まず、図示しないP-型シリコン基板に部分的
にN+型埋込領域を形成した後、全面にN型エピ
タキシヤル層(コレクタ領域)1を成長させる。
次に、該エピタキシヤル層(コレクタ領域)1上
の全面に絶縁膜2を形成した後、イオン注入によ
りP型ベース領域3を形成する。つづいて、該P
型ベース領域3の一部に対応する前記絶縁膜2に
開孔部4を形成し、As+イオン注入あるいはAs
拡散により該開孔部4から露出した前記P型ベー
ス領域3にN+型エミツタ領域5を形成する。つ
づいて、AlあるいはAl−Siを用いてエミツタ電
極6及び他の電極を形成し、NPNバイポーラト
ランジスタを製造する。
〔背景技術の問題点〕
第1図図示の従来のバイポーラトランジスタに
おいては、エミツタ領域の接合深さが浅く、横方
向の拡散も少ないため、絶縁膜2の開孔部4の端
部でエミツタ電極6がエミツタ−ベース接合に触
れて短絡を起す恐れがあるという問題点があつ
た。
〔発明の目的〕
本発明は電極によるエミツタ−ベース接合の短
絡を防止して信頼性の高いバイポーラトランジス
タを有する半導体装置の製造方法を提供しようと
するものである。
〔発明の概要〕
通常、半導体基板の表面保護膜としては厚さ
0.5μm程度の比較的厚い酸化膜が使用されている
が、厚さ0.1μm以下の薄い酸化膜と厚さ0.1μm程
度の窒化膜からなる二層構造は極めてパツシベー
シヨン効果があることが知られており、最近の
LSIデバイスには広く用いられようとしている。
本発明はパツシベーシヨン膜として使用される上
記二層構造を利用したものである。以下、本発明
の概要を第2図を参照して説明する。
まず、第1導電型の半導体層、例えばN型エピ
タキシヤル層11表面に順次第1及び第2の絶縁
膜12,13を形成した後、イオン注入により第
2導電型の不純物領域、例えばP型ベース領域1
4を形成する。つづいて、該P型ベース領域14
の一部上に対応する前記第2の絶縁膜13に第1
の開孔部15を形成した後、例えばNH4Fのよう
な湿式のエツチヤントを用いて等方的なエツチン
グを行ない、前記第1の絶縁膜12に第1の開孔
部15より大きい第2の開孔部16を形成し、前
記第2の絶縁膜13に砒部13aを形成する。つ
づいて、少なくとも前記第1及び第2の開孔部1
5,16を覆うように例えば減圧CVD法にて第
1導電型、例えばN型不純物Asをドープした半
導体膜を堆積した後、反応性イオンエツチング
(RIE)により該半導体膜をエツチング除去する
と、反応性イオンは直進性があるため、前記第2
の絶縁膜13の庇部13a下の陰の部分のみに残
存半導体膜17が形成される。つづいて、第1導
電型の不純物、例えばN型不純物Asを前記第1
及び第2の絶縁膜12,13を透過しないエネル
ギーでイオン注入した後、熱処理を施してイオン
注入層を電気的に活性にするとともに前記残存半
導体膜17中のAsを拡散させて第1導電型の不
純物領域、例えばN+エミツタ領域18を形成す
る。以上の工程の後に、例えばエミツタ電極を形
成すれば、該エミツタ電極はエミツタ−ベース接
合に触れることがないので、信頼性の高い半導体
装置を製造することができる。
〔発明の実施例〕
以下、本発明をNPNバイポーラトランジスタ
の製造に適用した実施例を第3図a〜gを参照し
て説明する。
まず、比抵抗5〜10Ω−cmのP-型シリコン基
板21に部分的にρs=20Ω/口のN+型埋込領域
22を設けた後、気相成長法により比抵抗0.2Ω
−cm、厚さ1.0μmのN型エピタキシヤル層を成長
させた。次に、選択酸化技術に従い、前記N型エ
ピタキシヤル層上に順次形成された図示しないバ
ツフア酸化膜及びシリコン窒化膜をマスクとして
熱酸化を施して前記N+型埋込領域22に達する
厚さ1.2μmの分離酸化膜23を形成するととも
に、該分離酸化膜23によつて分離されたN型島
領域(コレクタ領域)24を形成した(第3図a
図示)。
次いで、ドライ酸素雰囲気中、1000℃で2時間
熱処理を施すことにより、前記N型島領域(コレ
クタ領域)24表面に厚さ800Åの熱酸化膜25
を形成した。つづいて、減圧CVD法により全面
に厚さ0.1μmのシリコン窒化膜を堆積した後、パ
ターニングして前記熱酸化膜25上にシリコン窒
化膜パターン26を形成した。つづいて、図示し
ないホトレジストパターンをマスクとして前記N
型島領域(コレクタ領域)24の一部にB+をエ
ネルギー120KeV、ドーズ量1×1014cm-2の条件
でイオン注入した後、前記ホトレジストパターン
を除去し、窒素雰囲気中、1000℃で60分間熱処理
を施すことによりイオン注入層を電気的に活性と
し、ρs=600Ω/口、Xj=0.5μmのP型ベース領
域27を形成した(第3図b図示)。
次いで、前記P型ベース領域27のエミツタ形
成領域上及び前記N型コレクタ領域24のコレク
タコンタクト形成領域上に対応する前記シリコン
窒化膜パターン26をCF4,O2,N2からなるプ
ラズマによつて選択的にエツチング除去して第1
の開孔部28,28を形成した。つづいて、
NH4F中に90秒浸すことにより、該第1の開孔部
28,28から露出した前記熱酸化膜25を選択
的にエツチング除去した。NH4Fによるエツチン
グは等方的であるので、前記第1の開孔部28,
28より大きい第2の開孔部29,29が形成さ
れ、前記シリコン窒化膜パターン26に庇部26
aが形成された(第3図c図示)。
次いで、減圧CVD法により全面に厚さ0.2μmの
Asドープト多結晶シリコン膜30を堆積させた。
減圧CVD法によれば多結晶シリコンのまわり込
みが極めてよいため、前記シリコン窒化膜パター
ン26の庇部26a下にもAsドープト多結晶シ
リコン膜30が堆積される(第3図d図示)。
次いで、CF3BrとCl2の反応性イオンガス中に、
流量比CF3Br/Cl2=0.6、パワー300W、圧力
0.1Torrの条件で4分間曝すことにより前記Asド
ープト多結晶シリコン膜30をエツチング除去し
た。反応性イオンは直進性を有するので、前記シ
リコン窒化膜パターン26の庇部26a下にのみ
残存Asドープト多結晶シリコン膜30′が形成さ
れた(第3図e図示)。
次いで、酸素アツシヤーにより前記第1及び第
2の開孔部28,28,29,29から露出した
夫々の半導体層表面の有機物を除去した後、
KOH系のエツチヤントにより表面層を100Åエツ
チング除去することにより反応性イオンエツチン
グによる表面ダメージ層を除去した。つづいて、
As+をエネルギー60KeV、ドーズ量5×1015cm-2
の条件でイオン注入した。上記エネルギーであれ
ばAs+が熱酸化膜25及びシリコン窒化膜パター
ン26からなる二層構造を透過することはない。
つづいて、窒素雰囲気中、1000℃で10分間熱処理
することにより、イオン注入層を電気的に活性と
するとともに前記シリコン窒化膜パターン26の
庇部26a下の残存Asドープト多結晶シリコン
膜30′中のAsを熱拡散させて、ρs=40Ω/口、
Xj=0.2μmのN+型エミツタ領域31及びN+型コ
レクタコンタクト領域32を形成した(第3図f
図示)。
次いで、前記P型ベース領域27のコンタクト
形成領域上に対応する前記シリコン窒化膜パター
ン26及び熱酸化膜25を順次エツチング除去し
て開孔窓33を形成した。つづいて、全面にAl
−Siを1.0μm堆積した後、パターニングしてエミ
ツタ電極34、ベース電極35、コレクタ電極3
6を夫々形成してNPNバイポーラトランジスタ
を製造した(第3図g図示)。
しかして、上述した製造方法によれば第3図f
図示の工程で形成されるN+型エミツタ領域31
の接合深さを浅くしてもシリコン窒化膜26の庇
部26a下の残存Asドープト多結晶シリコン膜
30′からのAs拡散によりコンタクトホールとな
る第1の開孔部28に比べて充分に面積を広くで
きるので、第3図g図示の工程で形成されるエミ
ツタ電極34はエミツタ−ベース接合に触れるこ
とはない。したがつて、エミツタ−ベース接合の
短絡を防止することができ、信頼性の高いNPN
バイポーラトランジスタを製造することができ
る。
なお、エミツタ形成用のN型不純物は上記実施
例の如くAsに限らず、P,Sbでもよいことは勿
論である。
〔発明の効果〕
本発明によれば電極によるエミツタ−ベース接
合の短絡を防止して信頼性の高いバイポーラトラ
ンジスタを有する半導体装置の製造方法を提供で
きるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来のバイポーラトランジスタの要部
断面図、第2図は本発明の概要を説明するための
バイポーラトランジスタの要部断面図、第3図a
〜gは本発明の実施例におけるNPNバイポーラ
トランジスタの製造方法を工程順に示す断面図で
ある。 21……P-型シリコン基板、22……N+型埋
込領域、23……分離酸化膜、24……N型島領
域(コレクタ領域)、25……熱酸化膜、26…
…シリコン窒化膜パターン、26a……庇部、2
7……P型ベース領域、28……第1の開孔部、
29……第2の開孔部、30……Asドープト多
結晶シリコン膜、31……N+型エミツタ領域、
32……N+型コレクタコンタクト領域、33…
…開孔窓、34……エミツタ電極、35……ベー
ス電極、36……コレクタ電極。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 第1導電型の半導体層上に順次第1及び第2
    の絶縁膜を形成する工程と、イオン注入により前
    記半導体層に部分的に第2導電型の不純物領域を
    形成する工程と、該第2導電型の不純物領域の一
    部上に対応する前記第2の絶縁膜に選択的に第1
    の開孔部を形成する工程と、該第1の開孔部下の
    前記第1の絶縁膜に第1の開孔部より大きい第2
    の開孔部を形成し、該第2の開孔部付近の前記第
    2の絶縁膜を庇状に延出させる工程と、少なくと
    も前記第1及び第2の開孔部を覆うように第1導
    電型の不純物をドープした半導体膜を堆積する工
    程と、反応性イオンエツチングにより前記半導体
    膜を除去し、前記第2の絶縁膜の庇部下にのみ前
    記半導体膜を残存させる工程と、第1及び第2の
    絶縁膜を透過しないエネルギーで第1導電型の不
    純物をイオン注入した後、熱処理を施してイオン
    注入層を活性にするとともに前記第2の絶縁膜の
    庇部下に残存した半導体膜に含まれる第1導電型
    の不純物を拡散させることにより前記第2導電型
    の不純物領域に第1導電型の不純物領域を形成す
    る工程とを具備したことを特徴とする半導体装置
    の製造方法。 2 第1及び第2の絶縁膜が夫々酸化膜及び窒化
    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。 3 減圧CVD法により半導体膜を堆積すること
    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。 4 半導体膜が多結晶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。 5 第1導電型の不純物が砒素であることを特徴
    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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JPS58206158A JPS58206158A (ja) 1983-12-01
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS60153164A (ja) * 1984-01-20 1985-08-12 Nec Corp 半導体装置
JPS61208262A (ja) * 1985-03-13 1986-09-16 Sanyo Electric Co Ltd トランジスタ
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JPS52141573A (en) * 1976-05-20 1977-11-25 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of semiconductor device
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