JPH03142825A - 半導体装置の製造方法 - Google Patents

半導体装置の製造方法

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JPH03142825A
JPH03142825A JP28019889A JP28019889A JPH03142825A JP H03142825 A JPH03142825 A JP H03142825A JP 28019889 A JP28019889 A JP 28019889A JP 28019889 A JP28019889 A JP 28019889A JP H03142825 A JPH03142825 A JP H03142825A
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JP
Japan
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emitter
insulating film
contact hole
base
interlayer insulating
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Application number
JP28019889A
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English (en)
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Shinji Sugaya
慎二 菅谷
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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Publication date
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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】 〔概要〕 コンタクトホールを通してイオン注入を行なってエミッ
タを形成するバイポーラトランジスタの製造方法に圓し
、 簡単な工程で、ベース・エミッタ間ショートを生じるこ
となく微細な1ミツタを形成することを目的とし、 層間絶縁膜によって影ができないような角度で、かつ、
後工程における層r1絶縁膜の膜減り邑よりも大なる距
離だけコンタクトホールのエツジより内側に入り込むよ
うに斜めイオン注入を行なう。
〔産業上の利用分野〕
゛本発明は、コンタクトホールを通してイオン注入を行
なってエミッタを形成するバイポーラトランジスタの製
造方法に関する。
近年の半導体デバイスの複合化に伴ない、CMOSプロ
セスとバイポーラプロセスとを一つにまとめたいわゆる
Bi CMOSデバイスが開発されている。このBi 
CMOSプロセスではイオン注入法によりエミッタを形
成することが多く、この場合、エミッタサイズを微細に
形成するためにコンタクトホールを通して1ミツタを形
成することが要求されている。
(従来の技術) 従来のエミッタ形成方法の一例として、第2図に示す如
く、N形半導体基板1(コレクタ)にP形拡故層のベー
ス2を形成し、コンタクトホール3a(破線)を有する
PSG層間絶縁膜3(破線)をその表面に形成し、絶縁
膜3をマスクとしコンタクトホール3aを通してイオン
注入を行なってN形拡散層のエミッタ4を形成する方法
がある。
この方法は、コンタクトホールを設けられた酸化膜表面
に多結晶シリコン層を堆積し、イオン注入を行なうこと
によってコンタクトホール下にエミッタを形成する方法
に比して工程が簡単で、かつ、多結晶シリコン層とシリ
コン基板との界面に自然酸化膜を形成せずに済むことか
ら考えられた方法である。
第2図においてエミッタ4形成後、コンタクトホール3
aにアルミニウム配線層5を形成するためにフッ酸等で
前処理を行なって表面を洗浄する。
このため、絶縁膜3が前処理によって実線に示すように
膜減りを生じ、コンタクトホール3aのエツジが後退し
てベース2が表面に露出し、この結果、ベース2・エミ
ッタ4間が配線層5を介してショートしてしまう不都合
を生じる。
そこで、このようなベース・エミッタ間のショートをな
くすため、リンイオン注入を用いることによって横方向
へ十分拡散したエミッタを形成する方法がある。この方
法によれば、エミッタ形成後に絶縁膜3が膜減りを生じ
てもベース・エミッタ間ショートを防ぐことができる。
然るにこの方法によると、横方向への十分な拡散と共に
縦方向にも拡散を生じ、これにより、エミッタが深くな
りすぎてエミッタ・コレクタ間ショートとなってしまう
不都合を生じる。
このため、従来、第3図において説明するようにPSG
層間絶縁膜6形成前にエミッタ9を形成する方法がとら
れている。第3図において、N形半導体基板7(コレク
タ)にP形拡散層のベース8を形成し、エミッタ形成用
マスク〈図示せず〉を用いてイオン注入によってエミッ
タ9を形成する。次に、コンタクトホール6a(破線)
を有するPSG層間絶縁i!16(破線)を絶縁膜形成
用マスク(図示せず〉を用いて形成し、しかる後、フッ
酸で前処理を行ない、アルミニウム配線層10を形成す
る。
この場合、絶縁膜6の形成前にエミッタ9を構成してい
るので、フッ酸による絶縁116の膜減り(実線)を予
め考慮に入れてエミッタ9を形成することができ、これ
により、コンタクトホール6aのエツジが後退(実線)
してもベース・エミッタ間ショートを生じることはない
。又、リンイオン注入も必要ないのでエミッタ・コレク
タ間シコートも生じることはない。
〔発明が解決しようとする課題〕
第3図に示す従来方法は、エミッタ9を形成するための
マスク及びコンタクトホール6aを有する絶縁116を
形成するためのマスクを必要とする。
この場合、2つのマスクの7ラインメント余裕〈第3図
中、Aで示す〉は100OA〜100OOA程度必要で
あり、例えば5000A程度の7ラインメント余裕がな
いとベース8が表面に露出してしまう。
このため、エミッタ9のサイズとしては、エツジ後退し
たコンタクトホール6aの径(第3図中、Bで示す)と
7ラインメント余裕(A)とを見込んだ大きさにならざ
るを得ヂ、即ち、エミッタ9を微細に形成できず、バイ
ポーラトランジスタの高速化、高集積化を阻害する問題
点があった。
本発明は、簡単な工程で、ベース・エミッタ間ショート
を生じることなく微細なエミッタを形成できる半導体装
置の製造方法を提供することを目的とする。
(課題を解決するための手段) 上記問題点は、層間絶縁膜によって影ができないような
角度で、かつ、後工程における上記層間絶縁膜の膜減り
量(C)よりも大なる距離(X)だけ上記コンタクトホ
ールのエツジより内側に入り込むように斜めイオン注入
を行なう工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造
方法によって解決される。
〔作用〕
角度θの斜めイオン注入を行なうことにより、コンタク
!・ホールのエツジからe(イオン注入された部分の斜
め方向の距離〉・COSθ=Xだけ内側まで入り込んだ
エミッタを形成できる。この場合距離Xを層間絶縁膜の
膜減り!ICよりも大にしているので、前処理によって
絶縁膜が躾減りしてもベースが表面に露出することはな
く、エミッタ・ベース間ショートを生じることはない。
又、コンタクトホールを通してエミッタを形成している
ので、エミッタ形成用、層間絶縁膜用の2つのマスクを
用いたものに比してアラインメント余裕を見込む必要は
なく、この方法によるものよりもエミッタを微細に形成
でき、高速化、高集積化を行なうことができる。更に、
多結晶シリコン層を堆積してこの後でイオン注入を行な
う方法よりも工程が簡単であり、しかも基板界面に自然
酸化膜が形成されてしまう心配がない。
〔実施例〕
第1図は本発明の一実施例の製造I程図を示す、1同図
(A>において、N形半導体基板20(コレクタ)にP
形拡散層のベース21を形成し、その表面に、例えば0
.8μ−の径(b)のコンタクトホール22a(破II
)を有する例えば0.8μm厚さ(a)のPSG層間絶
縁膜22(破線)を形成・する。
次に、同図(B)において、斜め方向から、エネルギ1
40keV、ドーズ量5×10I5Crn(でヒ素を用
いたイオン注入(回転イオン注入、又は、ステップイオ
ン注入)を行ない、N形拡散層のエミッタ23を形成す
る。この場合、基板20に対するイオン注入の角度をθ
とすると、tanθ≧a/bとなる最大のθはtan 
’ (a/b)=45°であるが、余りθが小さすぎる
と絶縁1!22の影になってイオン注入ができないので
余裕をとってθ=50°の角度で斜めイオン注入を行な
う。前処理における絶縁膜22の膜減りlcは0.05
μm見込まれるので、Rp (プロジェクション・レン
グス:イオン投影飛程〉としてRp −cos 50’
= O,OSμ論を満足するRpを仮定するとRp=0
.0778μ−である。そこで、イオン注入された部分
の斜め方向の距離をeとすると、e −cosθ〉Cと
なるような距離eをプロジェクション・レングスRpと
して持つようなエネルギ(140keV)を設定する。
このようにして形成されたエミッタ23は、コンタク1
−ホール22aのエツジからe −cosθ=X(例え
ば100A〜1000^程度)だけ内側まで入り込んだ
形となる。従って、同図(C)に示す如く、前処理にて
絶Rm22が膜減りを生じても(実線の絶1!1102
2’ )、x>cに認定しであるのでベース21が表面
に露出するようなことはなく、第2図において説明した
ようなエミッタ・ベース間ショートを生じることはない
。又、第3図に示すような2つのマスクを用いているの
ではないのでアラインメント余裕(100OA〜100
00A程度)を考慮に入れる必要はなく、Xは高々10
0A〜IGOOAのオーダであるので第3図に示すエミ
ッタよりも大幅に微細に形成でき、高速化、高集積化を
行ない得る。
〔発明の効果〕
以上説明した如く、本発明によれば、コンタクトホール
を通して斜めイオン注入を行なってエミッタを形成して
いるので、後][程によってlia1m絶縁膜が躾減り
してもベースが表面に露出することはなく、ベース・エ
ミッタ間ショートを防止でき、又、2つのマスクによる
アラインメント余裕を必要とする従来例に比してエミッ
タを大幅に微細化でき、高速化、高集積化でき、更に、
多結晶シリコンを用いた従来例に比して工程が簡単であ
り、しかも基板表面に不必要な自然酸化膜が形成されず
に済む。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の製造工程図、第2図は従来
の一例の構成図、 第3図は従来の他の例の構成図である。 図において、 20は半導体基板、 21はベース、 22は層間絶縁膜、 22′は膜減りした居間絶縁膜、 22aはコンタクトホール、 23はエミッタ を示す。 2 2a 〜20 、本、売1月の一突昶シ沖1の製造工程図第1図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  層間絶縁膜(22)のコンタクトホール (22a)を通してイオン注入を行なってバイポーラト
    ランジスタのエミッタ(23)を形成する方法において
    、 上記層間絶縁膜(22)によって影ができないような角
    度で、かつ、後工程における上記層間絶縁膜(22)の
    膜減り量(C)よりも大なる距離(X)だけ上記コンタ
    クトホール(22a)のエッジより内側に入り込むよう
    に斜めイオン注入を行なう工程を含むことを特徴とする
    半導体装置の製造方法。
JP28019889A 1989-10-27 1989-10-27 半導体装置の製造方法 Pending JPH03142825A (ja)

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