JPH02113534A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は半導体装置の製造方法に関し、特にバイポーラ
トランジスタを含む半導体装置の製造方法に関する。

〔従来の技術〕

従来、ベース抵抗及びその接合容量を低減して高速のバ
イポーラトランジスタ（以降単にトランジスタと称す）
を実現するために、ベースの多結晶シリコン膜を拡散源
としてグラフトベースを自己整合的に形成したトランジ
スタが提案されている。

第２図は従来のこの種の半導体装置を説明するための一
部の断面図である。

この構造では、先ず、表面にｎ°型の埋込層２′を備え
たｐ型のシリコン基板ビ上にｎ型のエピタキシャル層３
′を形成し、かつこのエピタキシャル層３′を素子分離
用の絶縁領域５　ａｌで絶縁分離してコレクタを構成す
る。このコレクタの上に絶縁膜５′、ｐ型の不純物を含
有した多結晶シリコン膜６′、及び絶縁膜７′を順次形
成した後絶縁膜７′に窓を開孔する。

次に、絶縁膜７′をマスクとして、多結晶シリコン膜６
′と絶縁膜５′をサイドエツチングして、より広い窓を
開孔する。そして、絶縁膜７′の庇の下にｐ型の不純物
を含有した多結晶シリコン膜８′を形成し、この多結晶
シリコン膜８′を拡散源として自己整合的にエピタキシ
ャル層３′の表面にグラフトベース領域１１′を形成す
る。

続いて、エピタキシャル層３′の開孔部表面にイオン注
入法等により、ｐ型及びｎ型の不純物を順次導入してベ
ース領域１４′及びエミッタ領域１６′を形成する。更
に、絶縁膜９′及びエミッタ６ｅ’を形成してトランジ
スタを完成している。

〔発明が解決しようとする課題〕

上述した従来のトランジスタでは、多結晶シリコンＩｆ
！８’を用いて自己整合的にグラフトベース領域１１′
を形成しているのでベース抵抗及び接合容量の低減等が
可能であるが、この多結晶シリコン膜８′が絶縁膜７′
のエツチング用の窓よりも広い開孔部の側面に形成され
るため、グラフトベース１１′を含むベース領域の面積
がエツチング用の窓よりも広くなる。このため、リソグ
ラフィ技術によって絶縁膜７′に開孔したエツチング用
の窓よりも縮小された面積でがっベース抵抗のより小さ
いベース領域を形成することが困難になり、トランジス
タにおける接合容量の低減としゃ断固波数等高周波特性
の向上とを図るのが難しいという問題がある。

本発明はグラフトベース領域を含むベース領域の面積を
縮小しかつベース抵抗を低減させたトランジスタを含む
半導体装置の製造方法を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の半導体装置の製造方法は、第１導電型の埋込層
上に形成したエピタキシャル層上に第１の絶縁膜、第２
導電型の不純物を含む第１の多結晶シリコン膜、及び第
２の絶縁膜を順次形成する工程と、異方性エツチングに
よって前記第２の絶縁膜、第１の多結晶シリコン膜、及
び第１の絶縁膜を選択的に除去して第１の窓を開設する
工程と、該第１の窓を覆いかつこの第１の窓側面で前記
第１の多結晶シリコン膜と接続する第２の多結晶シリコ
ン膜及びこれを覆う第３の絶縁膜を順次形成する工程と
、この第３の絶縁膜を異方性エンチングして前記１の窓
内の第２の多結晶シリコン膜内面にのみ残す工程と、こ
の第３の絶縁膜をマスクにして前記第２の多結晶シリコ
ン膜を一部を残して酸化して第４の絶縁膜を形成する工
程と、前記第１の多結晶シリコン膜から第２の多結晶シ
リコン膜を通して前記エピタキシャル層表面に不純物を
導入して第２導電型のグラフトベース領域を形成する工
程と、前記第４の絶縁膜を除去して第１の窓内に第２の
窓を開設する工程と、少なくとも前記第２の多結晶シリ
コン膜及び第２の窓内を覆う第５の絶縁膜を形成すると
ともに、第２の窓内のエピタキシャル層表面に不純物を
導入して前記グラフトベース領域に接続した第２導電型
のベース領域を形成する工程と、前記第５の絶縁膜を少
なくとも前記第２の窓側面の部分が残るように異方性エ
ツチングにより除去して前記第２の窓内に第３の窓を開
孔する工程と、この第３の窓を第３の多結晶シリコン膜
で覆い、この第３の多結晶シリコン膜を通して前記ベー
ス領域の表面に不純物を導入してエミッタ領域を形成す
る工程を含んでいる。

〔作用〕

上述した製造方法では、第１の窓内にのみグラフトベー
ス領域を形成でき、かつこれより小さい第２の窓内にベ
ース領域を形成でき、更に小さい第３の窓内にエミッタ
領域を形成でき、微小面積のベース領域及びエミッタ領
域を形成することが可能となる。

〔実施例〕

次に、本発明を図面を参照して説明する。

第１図（ａ）乃至（ｈ）は本発明の一実施例を説明する
ための工程順に示した半導体装置の要部断面図である。

先ず、第１図（ａ）に示すように、ｐ型のシリコン基板
１にｎ゛型の埋込Ｎ２を形成し、この上に０．５〜１．
０μｍの厚さにｎ型のエピタキシャル層３を成長する。

そして、前記ｐ型シリコン基板１に達する深さの絶縁領
域５ａで素子間分離を行い、また同様の絶縁領域５ｂで
ｎ゛型のコレクタ接続領域４を絶縁分離する。また、全
面に第１の絶縁膜５を形成する。

更に、ｐ型の不純物を含有する第１の多結晶シリコン膜
６を前記エピタキシャル層３上に形成し、その一部でコ
レクタ６ｃを形成する。

次に、第１図（ｂ）に示すように、全面に第２の絶縁膜
７を形成する。そして、第２の絶縁膜７゜第１の多結晶
シリコン膜６及び第１の絶縁膜５を異方性エツチングに
より順次選択的に除去して前記エピタキシャル層３の一
部を露呈する第１の窓を開孔する。また、この第１の窓
を含む全面に不純物を含有しない第２の多結晶シリコン
膜８を形成する。更に、この上にシリコン窒化膜からな
る第３の絶縁膜９を堆積する。

次いで、第１図（ｃ）に示すように、第３の絶縁膜９を
異方性エツチングし、第１の窓内の第２の多結晶シリコ
ン膜８の内側面にのみ第３の絶縁膜９を残す。

続いて、第１図（ｄ）のように、第３の絶縁膜９をマス
クにして第２の多結晶シリコン膜８を一部を除いて酸化
処理し、第３の絶縁膜９の内側にのみ第２の多結晶シリ
コンを残して他の部分を酸化膜からなる第４の絶縁膜１
０として形成する。

また、この酸化の際の熱処理によって第１の多結晶シリ
コン膜６中のｐ型の不純物を第２の多結晶シリコン膜８
を通して拡散しエピタキシャル層３表面に自己整合的に
グラフトベース領域１１を形成する。また、これにより
第１の多結晶シリコン膜６と第２の多結晶シリコン膜８
でベース６ｂを形成する。

次に、第１図（ｅ）に示すように、前記第４の絶縁膜１
０を除去して第１の窓内に第２の窓を開設してエピタキ
シャル層３の表面を露呈した後、ベース６ｂ及びエピタ
キシャル層３の表面に熱酸化によって絶縁膜１２及び１
３を形成した後、エピタキシャルＮ３にホウ素をイオン
注入してベース領域１４を形成し、更にシリコン窒化膜
を堆積して絶縁膜１５を形成する。これら絶縁膜１２゜
１３．１５は第５の絶縁膜として構成される。

次に、第１図＜ｒ＞に示すように、異方性エツチングに
よって第５の絶縁膜１５．１３及び１２を除去し、窓側
面の第３の絶縁膜９を残して第３の窓を開孔しベース領
域１４の表面を露出する。

次に、ｎ型の不純物を含有した第３の多結晶シリコン膜
を堆積しかつこれからｎ型不純物をベース領域１４に拡
散させてエミッタ領域１６を形成する。同時に前記第３
の多結晶シリコン膜をパターニングしてエミッタ６ｅを
形成する。

最後に、第１図（ｈ）に示すように、全面に絶縁１＊１
７を形成した後、ベース６ｂ及びコレクタ６Ｃ上の絶縁
膜１７及び絶縁膜７を選択的に開孔した後に、金属膜を
形成しかつこれをバターニングすることでベース、エミ
ッタ及びコレクタの電極１８ｂ、１８ｅ及び１８ｃを形
成する。

このように形成されたトランジスタでは、第１の多結晶
シリコン膜６から第２の多結晶シリコン膜８を通してエ
ピタキシャル層３に不純物を拡散して形成するグラフト
ベース領域１１を、開孔窓の内側内にのみ形成すること
ができ、グラフトベース領域１１の面積を縮小し、更に
これに伴ってベース領域１４．エミッタ領域１６を縮小
して接合容量及びベース抵抗の低減を図り、かつしゃ断
周波数等高周波特性の向上を達成することが可能となる
。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明は、第１の窓内にのみグラフ
トベース領域を形成し、これより小さい第２の窓内にベ
ース領域を形成し、更に小さい第３の窓内にエミッタ領
域を形成しているので、微小面積のベース領域及びエミ
ッタ領域を形成することが可能となり、ベース及びエミ
ッタ領域の面積を縮小して接合容量及びベース抵抗を低
減でき、かつ一方ではしゃ断周波数等高周波特性の向上
を達成したトランジスタを製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）乃至（ｈ）は本発明の一実施例を製造工程
順に示した半導体装置の縦断面図、第２図は従来の製造
方法の一例を説明するための半導体装置の縦断面図であ
る。 １．１′・・・シリコン基板、２．２′・・・埋込み層
、３．３′・・・エピタキシャル層、４・・・コレクタ
接続領域、５．５′・・・第１の絶縁膜、５ａ、５ａ’
５ｂ・・・絶縁領域、６．６′・・・第１の多結晶シリ
コ７Ｆ（，６ｂ、　　６　ｂ’　・・・ベース、６ｃ・
・・コレクタ、６ｅ、６ｅ’・・・エミッタ、７．７′
・・・第２の絶縁膜、８，８′・・・第２の多結晶シリ
コン膜、９・・・第３の絶縁膜、９′・・・絶縁膜、１
０・・・第４の絶縁膜、１１．１１’・・・グラフトベ
ース領域、１４．１４’・・・ベース領域、１２，１３
．１５・・・第５の絶縁膜、１６・・・エミッタ領域、
１７・・・絶縁膜、１８ｂ、１８ｃ、Ｌｅｅ−”電極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、第１導電型の埋込層上に形成したエピタキシャル層
   上に第１の絶縁膜、第２導電型の不純物を含む第１の多
   結晶シリコン膜、及び第２の絶縁膜を順次形成する工程
   と、異方性エッチングによって前記第２の絶縁膜、第１
   の多結晶シリコン膜、及び第１の絶縁膜を選択的に除去
   して第１の窓を開設する工程と、該第１の窓を覆いかつ
   この第１の窓側面で前記第１の多結晶シリコン膜と接続
   する第２の多結晶シリコン膜及びこれを覆う第３の絶縁
   膜を順次形成する工程と、この第３の絶縁膜を異方性エ
   ッチングして前記１の窓内の第２の多結晶シリコン膜内
   面にのみ残す工程と、この第３の絶縁膜をマスクにして
   前記第２の多結晶シリコン膜を一部を残して酸化して第
   ４の絶縁膜を形成する工程と、前記第１の多結晶シリコ
   ン膜から第２の多結晶シリコン膜を通して前記エピタキ
   シャル層表面に不純物を導入して第２導電型のグラフト
   ベース領域を形成する工程と、前記第４の絶縁膜を除去
   して第１の窓内に第２の窓を開設する工程と、少なくと
   も前記第２の多結晶シリコン膜及び第２の窓内を覆う第
   ５の絶縁膜を形成するとともに、第２の窓内のエピタキ
   シャル層表面に不純物を導入して前記グラフトベース領
   域に接続した第２導電型のベース領域を形成する工程と
   、前記第５の絶縁膜を少なくとも前記第２の窓側面の部
   分が残るように異方性エッチングにより除去して前記第
   ２の窓内に第３の窓を開孔する工程と、この第３の窓を
   第３の多結晶シリコン膜で覆い、この第３の多結晶シリ
   コン膜を通して前記ベース領域の表面に不純物を導入し
   てエミッタ領域を形成する工程を含むことを特徴とする
   半導体装置の製造方法。