JPH02151037A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents
半導体装置の製造方法Info
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- JPH02151037A JPH02151037A JP30390988A JP30390988A JPH02151037A JP H02151037 A JPH02151037 A JP H02151037A JP 30390988 A JP30390988 A JP 30390988A JP 30390988 A JP30390988 A JP 30390988A JP H02151037 A JPH02151037 A JP H02151037A
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Landscapes
- Bipolar Transistors (AREA)
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。
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〕
本発明は、半導体装置の製造方法、特に集積度、動作速
度の向上を図ったバイポーラトランジスタの製造方法に
関し、 ベース引き出し電極を低抵抗化でき、微細なエミッタ領
域をセルファラインに形成でき、動作速度を向上できる
半導体装置の製造方法を提供することを目的とし、 バイポーラトランジスタの製造において、シリコン基板
上に第1の絶縁膜で素子分離したベース領域を形成する
工程と、前記シリコン基板上に該基板と反対極性の第1
の導電型シリコンエピタキシャル層を形成する工程と、
前記ベース領域の一部を第2の絶縁膜で覆いエミッタ形
成領域を覆う工程と、第2の導電型シリコンエピタキシ
ャル層を前記第2の絶縁膜を横方向から覆うよう成長さ
せる工程と、前記第2の導電型シリコンエピタキシャル
層の一部を第3の絶縁膜に形成する工程と、前記第3の
絶縁膜をマスクにして第2の絶縁膜をエツチングする工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を含
み構成する。
度の向上を図ったバイポーラトランジスタの製造方法に
関し、 ベース引き出し電極を低抵抗化でき、微細なエミッタ領
域をセルファラインに形成でき、動作速度を向上できる
半導体装置の製造方法を提供することを目的とし、 バイポーラトランジスタの製造において、シリコン基板
上に第1の絶縁膜で素子分離したベース領域を形成する
工程と、前記シリコン基板上に該基板と反対極性の第1
の導電型シリコンエピタキシャル層を形成する工程と、
前記ベース領域の一部を第2の絶縁膜で覆いエミッタ形
成領域を覆う工程と、第2の導電型シリコンエピタキシ
ャル層を前記第2の絶縁膜を横方向から覆うよう成長さ
せる工程と、前記第2の導電型シリコンエピタキシャル
層の一部を第3の絶縁膜に形成する工程と、前記第3の
絶縁膜をマスクにして第2の絶縁膜をエツチングする工
程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を含
み構成する。
本発明は、半導体装置の製造方法、特に集積度、動作速
度の向上を図ったバイポーラトランジスタの製造方法に
関する。
度の向上を図ったバイポーラトランジスタの製造方法に
関する。
〔従来の技術]
近年のバイポーラトランジスタの高速化及び高集積化に
伴って、シリコンのエピタキシャル成長膜を利用してベ
ース活性層及びベース引き出し電極を一体化形成するバ
イポーラトランジスタが提供されている。このバイポー
ラトランジスタにおいては、ベース活性層の形成にイオ
ン注入技術を含む拡散法による従来技術に対しては、浅
いベース層を形成する点で非常に有効である。
伴って、シリコンのエピタキシャル成長膜を利用してベ
ース活性層及びベース引き出し電極を一体化形成するバ
イポーラトランジスタが提供されている。このバイポー
ラトランジスタにおいては、ベース活性層の形成にイオ
ン注入技術を含む拡散法による従来技術に対しては、浅
いベース層を形成する点で非常に有効である。
第2図は従来例のバイポーラトランジスタの断面図であ
る。同図において、21はn型シリコン基板、22はフ
ィールド酸化膜、23はn型シリコン基板21及びフィ
ールド酸化膜22上に成長したp型シリコンエピタキシ
ャルN(n型シリコン基板21上にはシリコン単結晶層
、フィールド酸化膜22上にはポリシリコン層が成長)
、24は化学気相成長法(CVD法)により堆積した酸
化シリコン膜などの絶縁膜、25はエミッタ電極用のポ
リシリコン膜、26はベース電極用のアルミニュウム膜
、27はエミッタ拡散領域である。
る。同図において、21はn型シリコン基板、22はフ
ィールド酸化膜、23はn型シリコン基板21及びフィ
ールド酸化膜22上に成長したp型シリコンエピタキシ
ャルN(n型シリコン基板21上にはシリコン単結晶層
、フィールド酸化膜22上にはポリシリコン層が成長)
、24は化学気相成長法(CVD法)により堆積した酸
化シリコン膜などの絶縁膜、25はエミッタ電極用のポ
リシリコン膜、26はベース電極用のアルミニュウム膜
、27はエミッタ拡散領域である。
従来例の構造のバイポーラトランジスタでは、p型シリ
コンエピタキシャル層3により、ベース引き出し電極が
ベース活性層と一体化形成されるために、ベース引き出
し電極の膜厚(b)がベース活性層のエピタキシャル層
の膜厚(a)に依存しくa=b)、ベース引き出し電極
の抵抗もこの膜厚(b)によって変動する。ベース活性
層を薄く形成することは、高速化のために有効であるが
、抵抗が高くなってしまう欠点がある。
コンエピタキシャル層3により、ベース引き出し電極が
ベース活性層と一体化形成されるために、ベース引き出
し電極の膜厚(b)がベース活性層のエピタキシャル層
の膜厚(a)に依存しくa=b)、ベース引き出し電極
の抵抗もこの膜厚(b)によって変動する。ベース活性
層を薄く形成することは、高速化のために有効であるが
、抵抗が高くなってしまう欠点がある。
従来例では、シリコンエピタキシャル層3により、ベー
ス引き出し電極とベース活性層とを一体化形成している
ため、ベース活性層を薄くして高速化を達成しようとす
ると、ベース引き出し電極の膜厚が薄くなって抵抗が高
くなる欠点があった。
ス引き出し電極とベース活性層とを一体化形成している
ため、ベース活性層を薄くして高速化を達成しようとす
ると、ベース引き出し電極の膜厚が薄くなって抵抗が高
くなる欠点があった。
また、エミッタ領域の大きさは、フォトリソグラフィ技
術によるため微細化に限界があり、かつエミッタ領域を
セルファライン(自己整合的)に形成することができな
かった。そのため、トランジスタの動作速度を向上でき
なかった。
術によるため微細化に限界があり、かつエミッタ領域を
セルファライン(自己整合的)に形成することができな
かった。そのため、トランジスタの動作速度を向上でき
なかった。
そこで本発明は、ベース引き出し電極を低抵抗化でき、
微細なエミッタ領域をセルファラインに形成でき、動作
速度を向上できる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
微細なエミッタ領域をセルファラインに形成でき、動作
速度を向上できる半導体装置の製造方法を提供すること
を目的とする。
上記課題は、バイポーラトランジスタの製造において、
シリコン基板上に第1の絶縁膜で素子分離したベース領
域を形成する工程と、前記シリコン基板上に該基板と反
対極性の第1の導電型シリコンエピタキシャル層を形成
する工程と、前記ベース領域の一部を第2の絶縁膜で覆
いエミッタ形成領域を覆う工程と、第2の導電型シリコ
ンエピタキシャル層を前記第2の゛絶縁膜を横方向から
覆うよう成長させる工程と、前記第2の導電型シリコン
エピタキシャル層の一部を第3の絶縁膜に形成する工程
と、前記第3の絶縁膜をマスクにして第2の絶縁膜をエ
ツチングする工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法によって達成される。
シリコン基板上に第1の絶縁膜で素子分離したベース領
域を形成する工程と、前記シリコン基板上に該基板と反
対極性の第1の導電型シリコンエピタキシャル層を形成
する工程と、前記ベース領域の一部を第2の絶縁膜で覆
いエミッタ形成領域を覆う工程と、第2の導電型シリコ
ンエピタキシャル層を前記第2の゛絶縁膜を横方向から
覆うよう成長させる工程と、前記第2の導電型シリコン
エピタキシャル層の一部を第3の絶縁膜に形成する工程
と、前記第3の絶縁膜をマスクにして第2の絶縁膜をエ
ツチングする工程とを含むことを特徴とする半導体装置
の製造方法によって達成される。
本発明では、シリコン基板上のベース領域に第1の導電
型シリコンエピタキシャル層を形成後、ベース領域の一
部を第2の絶縁膜で覆いエミッタ形成領域を確保し、選
択的にエピタキシャル成長させた第2の導電型シリコン
エピタキシャル層を第2の絶縁膜の周縁から横方向に成
長させるため、ベース電極の抵抗低減を容易に実現でき
、かつ微細なエミッタをセルファラインで形成すること
ができる。従って、トランジスタの動作速度を向上でき
る。
型シリコンエピタキシャル層を形成後、ベース領域の一
部を第2の絶縁膜で覆いエミッタ形成領域を確保し、選
択的にエピタキシャル成長させた第2の導電型シリコン
エピタキシャル層を第2の絶縁膜の周縁から横方向に成
長させるため、ベース電極の抵抗低減を容易に実現でき
、かつ微細なエミッタをセルファラインで形成すること
ができる。従って、トランジスタの動作速度を向上でき
る。
以下、本発明を図示の一実施例により具体的に説明する
。
。
第1図(a)〜(f)は本発明実施例のバイポーラトラ
ンジスタの製造工程断面図である。
ンジスタの製造工程断面図である。
まず、同図(a)に示す如く、比抵抗が1Ω程度のn型
シリコン基板11上にベース領域を有する膜厚が300
nm程度のフィールド酸化膜12を形成し、続いて例え
ばジシラン(SizH6)の光分解による600〜80
0°C程度の低い温度でシリコンエピタキシャル層13
を50nm程度の薄い膜厚に堆積する。このシリコンエ
ピタキシャル層13は、n型シリコン基板11上では単
結晶層、フィールド酸化膜12上ではポリシリコン層と
して成長する。この時、例えばボロン(B)を不純物濃
度が5〜10 X 10” /cm3になるようジボラ
ン(B2116)ガスを混入させ、n型のベース活性層
を形成するとともに、ポリシリコンの抵抗を低減する。
シリコン基板11上にベース領域を有する膜厚が300
nm程度のフィールド酸化膜12を形成し、続いて例え
ばジシラン(SizH6)の光分解による600〜80
0°C程度の低い温度でシリコンエピタキシャル層13
を50nm程度の薄い膜厚に堆積する。このシリコンエ
ピタキシャル層13は、n型シリコン基板11上では単
結晶層、フィールド酸化膜12上ではポリシリコン層と
して成長する。この時、例えばボロン(B)を不純物濃
度が5〜10 X 10” /cm3になるようジボラ
ン(B2116)ガスを混入させ、n型のベース活性層
を形成するとともに、ポリシリコンの抵抗を低減する。
次に、同図(b)に示す如く、ベース領域の一部にエミ
ッタ領域を確保するため、CVD法またはスパッタ法な
どで膜厚が300nm程度の絶縁膜となる窒化膜14を
パターン形成する。そして、シリコンエピタキシャル層
13のベース引き出し電極面を露出する。
ッタ領域を確保するため、CVD法またはスパッタ法な
どで膜厚が300nm程度の絶縁膜となる窒化膜14を
パターン形成する。そして、シリコンエピタキシャル層
13のベース引き出し電極面を露出する。
次に、同図(C)に示す如く、選択的に露出した薄い層
のベース引き出し電極面にシリコンエピタキシャル層1
5を成長させると、窒化膜14面上には周囲から覆うよ
うに横方向にもシリコンが成長する。
のベース引き出し電極面にシリコンエピタキシャル層1
5を成長させると、窒化膜14面上には周囲から覆うよ
うに横方向にもシリコンが成長する。
この時のシリコンエピタキシャル層15の成長条件は、
温度が800°C1圧力が30Torr前後の減圧、使
用ガスがジクロルシラン(SillzC1□)−塩素(
IICI)−水素(H2)、成長速度が500人/mi
n程度である。このとき、窒化膜14面上のシリコンエ
ピタキシャル層15が成長しない領域(開口部)がエミ
ッタ領域になるよう制御することが可能である。この時
、ボロン(B)を不純物濃度が10”/cm3以上にな
るようジボラン(B2H6)ガスを混入させ、ベース引
き出し活性層を形成する。
温度が800°C1圧力が30Torr前後の減圧、使
用ガスがジクロルシラン(SillzC1□)−塩素(
IICI)−水素(H2)、成長速度が500人/mi
n程度である。このとき、窒化膜14面上のシリコンエ
ピタキシャル層15が成長しない領域(開口部)がエミ
ッタ領域になるよう制御することが可能である。この時
、ボロン(B)を不純物濃度が10”/cm3以上にな
るようジボラン(B2H6)ガスを混入させ、ベース引
き出し活性層を形成する。
次に、同図(d)に示す如く、シリコンエピタキシャル
膜15を800″C程度の高圧酸化により選択的に酸化
し、表面に300nm程度の膜厚の酸化膜16を形成す
る。
膜15を800″C程度の高圧酸化により選択的に酸化
し、表面に300nm程度の膜厚の酸化膜16を形成す
る。
次に、同図(e)に示す如く、酸化膜16をマスクにし
て窒化l!14をエツチング除去する。
て窒化l!14をエツチング除去する。
次に、同図(f)に示す如く、エミッタ電極形成用のn
3ポリシリコン膜17をバタンーン形成し、熱処理によ
りエミッタ領域18を形成し、酸化膜16にベース電極
窓及び図示しないコレクタ電極窓を開口し、アルミニュ
ウム配線層19を形成する。
3ポリシリコン膜17をバタンーン形成し、熱処理によ
りエミッタ領域18を形成し、酸化膜16にベース電極
窓及び図示しないコレクタ電極窓を開口し、アルミニュ
ウム配線層19を形成する。
上記バイポーラトランジスタの製造方法によれば、ベー
ス層を形成するシリコンエピタキシャル層13を薄く形
成したまま、ベース引き出し電極面を露出して、厚い膜
厚のシリコンエピタキシャル層15を成長させることに
より、ベース引き出し電極の抵抗を低くできる。また、
窒化膜14面上には周囲から覆うようにシリコンエピタ
キシャル層15を横方向に成長させるため、リソグラフ
ィ技術では困難な微細なエミッタ領域をセルファライン
で、しかもその開口幅を再現性良く制御して形成するこ
とが可能になる。従って、ベース層を薄くしたままベー
ス抵抗を低くでき、かつエミッタ領域も微細化できるた
め、動作速度が向上できた。従来のベース抵抗が250
Ω程度であったのが、本実施例では30Ω程度になった
。また、従来のフォトリソグラフィ技術では、エミッタ
領域の幅が1μm程度であったのが、本実施例では例え
ば、0.3〜0゜4μm程度にまで微細に形成すること
が可能になった。
ス層を形成するシリコンエピタキシャル層13を薄く形
成したまま、ベース引き出し電極面を露出して、厚い膜
厚のシリコンエピタキシャル層15を成長させることに
より、ベース引き出し電極の抵抗を低くできる。また、
窒化膜14面上には周囲から覆うようにシリコンエピタ
キシャル層15を横方向に成長させるため、リソグラフ
ィ技術では困難な微細なエミッタ領域をセルファライン
で、しかもその開口幅を再現性良く制御して形成するこ
とが可能になる。従って、ベース層を薄くしたままベー
ス抵抗を低くでき、かつエミッタ領域も微細化できるた
め、動作速度が向上できた。従来のベース抵抗が250
Ω程度であったのが、本実施例では30Ω程度になった
。また、従来のフォトリソグラフィ技術では、エミッタ
領域の幅が1μm程度であったのが、本実施例では例え
ば、0.3〜0゜4μm程度にまで微細に形成すること
が可能になった。
なお、本実施例では、n型シリコン基板11上にP型シ
リコンエピタキシャル層13を成長させて、npn型ト
ランジスタを形成しているが、本発明の適用範囲はこの
場合に限らずn型とn型の極性を逆にしたpnp型トラ
ンジスタを製造する場合も含む。
リコンエピタキシャル層13を成長させて、npn型ト
ランジスタを形成しているが、本発明の適用範囲はこの
場合に限らずn型とn型の極性を逆にしたpnp型トラ
ンジスタを製造する場合も含む。
また、ベース引き出し電極面及び窒化膜14面上には周
囲から覆うように横方向に成長するシリコンエピタキシ
ャルJlli15は、その成長条件を制御することによ
りベース引き出し抵抗を小さくするに必要な任意の膜厚
に形成でき、かつ窒化膜14面上に成長する量を制御し
てエミッタ領域の大きさを制御することができる。
囲から覆うように横方向に成長するシリコンエピタキシ
ャルJlli15は、その成長条件を制御することによ
りベース引き出し抵抗を小さくするに必要な任意の膜厚
に形成でき、かつ窒化膜14面上に成長する量を制御し
てエミッタ領域の大きさを制御することができる。
以上説明した様に本発明によれば、シリコン基板上のベ
ース領域に第1の導電型シリコンエピタキシャル層を形
成し、その上に選択的にエピタキシャル成長させた第2
の導電型シリコンエピタキシャル層を第2の絶縁膜の周
縁から横方向に成長させることで、ベース引き出し電極
の抵抗を低くすることができ、かつ横方向の選択エピタ
キシャル成長を用いることで微細なエミッタ領域が得ら
れる。従って、動作速度の向上に寄与するところが大き
い。
ース領域に第1の導電型シリコンエピタキシャル層を形
成し、その上に選択的にエピタキシャル成長させた第2
の導電型シリコンエピタキシャル層を第2の絶縁膜の周
縁から横方向に成長させることで、ベース引き出し電極
の抵抗を低くすることができ、かつ横方向の選択エピタ
キシャル成長を用いることで微細なエミッタ領域が得ら
れる。従って、動作速度の向上に寄与するところが大き
い。
第1図(a)〜(f)は本発明実施例のバイポーラトラ
ンジスタの製造工程断面図、 第2図は従来例のバイポーラトランジスタの断面図であ
る。 図中、 11はn型シリコン基板、 12はフィールド酸化膜、 13はシリコンエピタキシャル層、 14は窒化膜、 15はシリコンエピタキシャル層、 16は酸化膜、 17はn3ポリシリコン膜、 18はエミッタ領域、 19はアルミニュウム配線層 を示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 久木元 彰 同 大菅義之 1−・−n型シ1jコン基級 2−−−”’)a−ルド西創ヒ膜 3−−−シリコン1ビタキシイル層 4−−一窒イしル葵 5−一−シリコンLC9キシイル層 6−−− 西址イ乙膜 7・−n+ボリシIJフン八へ 8−一一エミッダ冷負1或 9、−・7ルミニユワム自己絹(沓 本号こ用実歳イ41のバ°イボ−ラドうンジスタの復8
1工程訂痘m1犯第1図
ンジスタの製造工程断面図、 第2図は従来例のバイポーラトランジスタの断面図であ
る。 図中、 11はn型シリコン基板、 12はフィールド酸化膜、 13はシリコンエピタキシャル層、 14は窒化膜、 15はシリコンエピタキシャル層、 16は酸化膜、 17はn3ポリシリコン膜、 18はエミッタ領域、 19はアルミニュウム配線層 を示す。 特許出願人 富士通株式会社 代理人弁理士 久木元 彰 同 大菅義之 1−・−n型シ1jコン基級 2−−−”’)a−ルド西創ヒ膜 3−−−シリコン1ビタキシイル層 4−−一窒イしル葵 5−一−シリコンLC9キシイル層 6−−− 西址イ乙膜 7・−n+ボリシIJフン八へ 8−一一エミッダ冷負1或 9、−・7ルミニユワム自己絹(沓 本号こ用実歳イ41のバ°イボ−ラドうンジスタの復8
1工程訂痘m1犯第1図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 バイポーラトランジスタの製造において、シリコン基板
(11)上に第1の絶縁膜(12)で分離したベース領
域を形成する工程と、 前記シリコン基板(11)上に該基板(11)と反対極
性の第1の導電型シリコンエピタキシャル層(13)を
形成する工程と、 前記ベース領域の一部を第2の絶縁膜(14)で覆いエ
ミッタ形成領域を覆う工程と、 第2の導電型シリコンエピタキシャル層(15)を前記
第2の絶縁膜(14)を横方向から覆うよう成長させる
工程と、 前記第2の導電型シリコンエピタキシャル層(15)の
一部を第3の絶縁膜(16)に形成する工程と、前記第
3の絶縁膜(16)をマスクにして第2の絶縁膜(14
)をエッチングする工程とを含むことを特徴とする半導
体装置の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30390988A JPH02151037A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP30390988A JPH02151037A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH02151037A true JPH02151037A (ja) | 1990-06-11 |
Family
ID=17926728
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP30390988A Pending JPH02151037A (ja) | 1988-12-02 | 1988-12-02 | 半導体装置の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH02151037A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5286996A (en) * | 1991-12-31 | 1994-02-15 | Purdue Research Foundation | Triple self-aligned bipolar junction transistor |
US5604374A (en) * | 1994-03-15 | 1997-02-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
US5721147A (en) * | 1995-09-29 | 1998-02-24 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming bipolar junction transistors |
US5814538A (en) * | 1996-03-19 | 1998-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming BiCMOS devices having dual-layer emitter electrodes and thin-film transistors therein |
US5994196A (en) * | 1997-04-01 | 1999-11-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming bipolar junction transistors using simultaneous base and emitter diffusion techniques |
-
1988
- 1988-12-02 JP JP30390988A patent/JPH02151037A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US5382828A (en) * | 1991-12-31 | 1995-01-17 | Purdue Research Foundation | Triple self-aligned bipolar junction transistor |
US5434092A (en) * | 1991-12-31 | 1995-07-18 | Purdue Research Foundation | Method for fabricating a triple self-aligned bipolar junction transistor |
US5604374A (en) * | 1994-03-15 | 1997-02-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Semiconductor device and manufacturing method thereof |
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US5814538A (en) * | 1996-03-19 | 1998-09-29 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming BiCMOS devices having dual-layer emitter electrodes and thin-film transistors therein |
US5994196A (en) * | 1997-04-01 | 1999-11-30 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Methods of forming bipolar junction transistors using simultaneous base and emitter diffusion techniques |
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