JPH03272144A - Semiconductor device and manufacture thereof - Google Patents

Semiconductor device and manufacture thereof

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JPH03272144A
JPH03272144A JP6971390A JP6971390A JPH03272144A JP H03272144 A JPH03272144 A JP H03272144A JP 6971390 A JP6971390 A JP 6971390A JP 6971390 A JP6971390 A JP 6971390A JP H03272144 A JPH03272144 A JP H03272144A
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Abstract

PURPOSE:To obtain a bipolar transistor, which is good in characteristics, by a method wherein the junction depth of an emitter region is formed roughly constant at the central part under an emitter opening and the periphery of the central part. CONSTITUTION:In the case of diffusion of an impurity in an emitter region, as an impurity diffusion source comes into contact to a sidewall 19'' of a concentration identical with that of an impurity in the diffusion source, an impurity sucking-out rate of the wall 19'' is low in the case of diffusion. Accordingly, even if the diffusion of the impurity in the emitter region is thin and an emitter width is narrow, the amount of the impurity, which is diffused in the wall 19'', of a doped impurity can be ignored and the amount of diffusion in a substrate can be sufficiently obtained. Thereby, a diffused layer can be formed in a normal depth even on the side which is near the wall 19'' in the emitter region E, a junction depth of the region E is formed roughly constant at the central part under an emitter opening and the peripheral part of the central part and there is not the fact that a switching time takes long and a current amplification factor and a cut-off frequency are reduced. Thereby, good characteristics are obtained for a bipolar transistor.

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明は、半導体装置およびその製造方法に係り、特に
バイポーラトランジスタにおけるエミッタ領域、または
、絶縁ゲート型(MOS))ランジスタにおけるドレイ
ン領域あるいはソース領域およびその形成方法に関する
[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] (Industrial Application Field) The present invention relates to a semiconductor device and a method for manufacturing the same, and particularly relates to an emitter region of a bipolar transistor or an insulated gate type (MOS) transistor. The present invention relates to a drain region or a source region and a method for forming the same.

(従来の技術) 第4図は、従来のバイポーラトランジスタの一例として
、二層ポリシリコン構造のセルファライン型のNPN 
トランジスタの断面構造を示している。ここで、40は
P型半導体基板、41はN+埋込み層、42はN−エピ
タキシャル層、43はディープN+領域、44は素子分
離用のフィールド絶縁膜、EBはP+型の外部ベース領
域、IBはP−型の内部ベース領域、EはN+型のエミ
ッタ領域、45はP型ポリシリコン膜からなる外部ベー
ス引出し電極、46は外部ベース引出し電極45を覆う
絶縁膜、47はエミッタ開口側壁部に形成されたノンド
ープ・ポリシリコンからなるエミッタ開口規定用のサイ
ドウオール、48はN型ポリシリコン膜からなるエミッ
タ引出し電極である。上記サイドウオール47は、エミ
ッタ開口内の基板上の絶縁膜をエツチングするためのマ
スクとなり、結果的にエミッタ引出し電極48とエミッ
タ領域Eとのコンタクトの大きさを規定している。なお
、前記外部ベース領域EBは、外部ベース引出し電極(
P型ポリシリコン膜)からのP型不純物の拡散により形
成され、前記エミッタ領域Eは、エミッタ引出し電極(
N型ポリシリコン膜)からのN型不純物の拡散により形
成される。
(Prior art) Figure 4 shows an example of a conventional bipolar transistor, which is a self-line type NPN with a double-layer polysilicon structure.
It shows a cross-sectional structure of a transistor. Here, 40 is a P type semiconductor substrate, 41 is an N+ buried layer, 42 is an N- epitaxial layer, 43 is a deep N+ region, 44 is a field insulating film for element isolation, EB is a P+ type external base region, and IB is E is a P- type internal base region, E is an N+ type emitter region, 45 is an external base extraction electrode made of a P-type polysilicon film, 46 is an insulating film covering the external base extraction electrode 45, and 47 is formed on the side wall of the emitter opening. A sidewall 48 for defining an emitter opening is made of non-doped polysilicon, and 48 is an emitter extraction electrode made of an N-type polysilicon film. The sidewall 47 serves as a mask for etching the insulating film on the substrate within the emitter opening, and consequently defines the size of the contact between the emitter extraction electrode 48 and the emitter region E. Note that the external base region EB has an external base extraction electrode (
The emitter region E is formed by diffusion of P-type impurities from the P-type polysilicon film), and the emitter region E is formed by the emitter extraction electrode (
It is formed by diffusion of N-type impurities from the N-type polysilicon film.

上記構造によれば、エミッタ領域とベース領域とはマス
ク合わせを必要とせずに自己整合的に形成することが可
能であり、外部ベース領域EBとエミッタ領域Eとの間
にマスク合わせ余裕が不要であり、外部ベース抵抗が小
さくなる。また、エミッタ領域Eは、サイドウオール4
7の存在により、ガラスマスク上の外部ベース引出し電
極45の間隔よりも狭められるので、内部ベース抵抗も
小さくなる。これにより、極めて優れた特性が得られる
According to the above structure, the emitter region and the base region can be formed in a self-aligned manner without requiring mask alignment, and no mask alignment margin is required between the external base region EB and the emitter region E. Yes, the external base resistance is reduced. Furthermore, the emitter region E is formed by the sidewall 4.
7 makes the interval narrower than the interval between the external base extraction electrodes 45 on the glass mask, so that the internal base resistance also becomes small. This provides extremely excellent properties.

しかし、上記構造では、ノンドープ・ポリシリコンから
なるエミッタ開口規定用のサイドウオール47にエミッ
タ不純物拡散源となるエミッタ引出し電極48が接触し
ているので、文献(Digest of IEEB 1
987. Bipolar C1rcuits and
Technology MeeLing、 p、I78
 B、Y、)Twang etc、)で指摘される如く
、エミッタ不純物拡散に際してサイドウオール47がエ
ミッタ引出し電極48から不純物を吸い出す。この場合
、エミッタ引出し電極48が薄<、シかも、エミツタ幅
が狭いと、エミッタ引出し電極48にドープされた不純
物のうちサイドウオール47に拡散する量が無視できず
、基板への拡散量が小さくなる。これにより、エミッタ
領域Eのうちでサイドウオール47に近い側ではエミッ
タ不純物濃度が低下し、あるいは、エミッタ接合深さが
浅くなり、トランジスタのスイッチ時間が長くなり、電
流増幅率や遮断周波数が低下する等の不都合が生じる。
However, in the above structure, the emitter extraction electrode 48, which serves as an emitter impurity diffusion source, is in contact with the emitter opening defining sidewall 47 made of non-doped polysilicon.
987. Bipolar C1rcuits and
Technology MeeLing, p, I78
B, Y, ) Twang, etc.), the sidewall 47 sucks out impurities from the emitter extraction electrode 48 during emitter impurity diffusion. In this case, the emitter extraction electrode 48 may be thin or thin, but if the emitter width is narrow, the amount of impurities doped in the emitter extraction electrode 48 that diffuses into the sidewall 47 cannot be ignored, and the amount of diffusion into the substrate becomes small. Become. As a result, the emitter impurity concentration decreases on the side of the emitter region E closer to the sidewall 47, or the emitter junction depth becomes shallower, the switching time of the transistor increases, and the current amplification factor and cutoff frequency decrease. Such inconveniences may occur.

第5図は、第4図中のエミッタ領域の付近を取り出して
拡大して示しており、エミッタ領域の接合深さがエミッ
タ開口下の中央部に比べて周辺部で著しく浅くなってい
る様子が分かる。
FIG. 5 shows an enlarged view of the vicinity of the emitter region in FIG. 4, and shows that the junction depth of the emitter region is significantly shallower at the periphery than at the center below the emitter opening. I understand.

なお、従来のMO3型トランジスタにおけるドレイン領
域あるいはソース領域においても、上記と同様に、領域
の接合深さがドレイン開口あるいはソース開口下の中央
部に比べて周辺部で著しく浅くなっている。
Note that in the drain region or source region of a conventional MO3 type transistor, similarly to the above, the junction depth of the region is significantly shallower in the peripheral region than in the central region under the drain or source opening.

(発明が解決しようとする課題) 上記したように従来の半導体装置は、エミッタ領域のう
ちでエミッタ・サイドウオールに近い側では接合深さが
浅くなり、ドレイン領域あるいはソース領域のうちでド
レイン・サイドウオールあるいはソース・サイドウオー
ルに近い側では接合深さが浅くなるという問題がある。
(Problems to be Solved by the Invention) As described above, in conventional semiconductor devices, the junction depth is shallow on the side of the emitter region close to the emitter sidewall, and the junction depth is shallow on the side of the emitter region close to the emitter sidewall, and There is a problem in that the junction depth becomes shallower on the side closer to the wall or source sidewall.

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたもので、そ
の目的は、エミッタ領域の接合深さがエミッタ開口下の
中央部と周辺部とでほぼ一定になる、または、ドレイン
領域あるいはソース領域の接合深さがドレイン開口下あ
るいはソース開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定にな
り、特性の良い半導体装置およびその製造方法を提供す
ることにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and its purpose is to make the junction depth of the emitter region approximately constant between the central part and the peripheral part under the emitter opening, or to It is an object of the present invention to provide a semiconductor device and a method for manufacturing the same, in which the junction depth is approximately constant between the central portion under the drain opening or the source opening and the peripheral portion, and the characteristics are good.

[発明の構成] (課題を解決するための手段) 本発明の半導体装置は、エミッタ開口を規定するサイド
ウオールを有するバイポーラトランジスタにおけるエミ
ッタ領域の接合深さが、エミッタ開目下の中央部と周辺
部とでほぼ一定であることを特徴とする。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) In the semiconductor device of the present invention, the junction depth of the emitter region in a bipolar transistor having a sidewall defining an emitter opening is equal to that in the central part below the emitter opening and in the peripheral part. It is characterized by being almost constant.

また、本発明の半導体装置は、2つのゲート電極間のド
レイン開口あるいはソース開口を規定するサイドウオー
ルを有するMOSトランジスタにおけるドレイン領域あ
るいはソース領域の接合深さが、ドレイン開口あるいは
ソース開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定であること
を特徴とする。
Further, in the semiconductor device of the present invention, the junction depth of the drain region or the source region in a MOS transistor having a sidewall defining a drain opening or a source opening between two gate electrodes is at a central portion below the drain opening or the source opening. It is characterized by being almost constant between the area and the periphery.

また、本発明の半導体装置の製造方法は、バイポーラト
ランジスタの形成工程でエミッタ開口規定用のサイドウ
オールを形成する際、後で形成されるエミッタ不純物拡
散源の不純物と等しい濃度となるように同じ不純物を導
入することを特徴とする。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when forming a sidewall for defining an emitter opening in the process of forming a bipolar transistor, the same impurity is added so as to have the same concentration as the impurity of an emitter impurity diffusion source that will be formed later. It is characterized by the introduction of

また、本発明の半導体装置の製造方法は、MOS)ラン
ジスタの形成工程でドレイン開口あるいはソース開口規
定用のサイドウオールを形成する際、後で形成されるド
レイン不純物拡散源あるいはソース不純物拡散源の不純
物と等しい濃度となるように同じ不純物を導入すること
を特徴とする。
Further, in the method of manufacturing a semiconductor device of the present invention, when forming a sidewall for defining a drain opening or a source opening in the process of forming a MOS transistor, impurities of a drain impurity diffusion source or a source impurity diffusion source that will be formed later can be removed. It is characterized in that the same impurity is introduced so as to have a concentration equal to that of .

(作 用) 第1の発明の半導体装置は、エミッタ領域の接合深さが
エミッタ開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定であり、
特性の良いバイポーラトランジスタが実現される。
(Function) In the semiconductor device of the first invention, the junction depth of the emitter region is almost constant between the central part and the peripheral part under the emitter opening,
A bipolar transistor with good characteristics is realized.

また、第2の発明の半導体装置は、ドレイン領域あるい
はソース領域の接合深さがドレイン開口あるいはソース
開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定であり、特性の良
いMOS)ランジスタが実現される。
Further, in the semiconductor device of the second invention, the junction depth of the drain region or the source region is almost constant between the central part under the drain opening or the source opening and the peripheral part, and a MOS transistor with good characteristics is realized. .

また、第3の発明の半導体装置の製造方法は、バイポー
ラトランジスタの形成工程でのエミッタ不純物拡散に際
して、エミッタ不純物拡散源の不純物と等しい濃度とな
るように同じ不純物が導入されたサイドウオールにエミ
ッタ不純物拡散源が接触しているので、サイドウオール
がエミッタ不純物拡散源から不純物を吸い出す度合いが
低い。
Further, in the method for manufacturing a semiconductor device according to the third aspect of the invention, when diffusing an emitter impurity in the step of forming a bipolar transistor, the emitter impurity is introduced into the sidewall so as to have the same impurity concentration as the impurity of the emitter impurity diffusion source. Since the diffusion sources are in contact, the sidewalls are less likely to suck out impurities from the emitter impurity diffusion source.

このため、エミッタ不純物拡散源が薄く、しかも、0 エミツタ幅が狭くても、エミッタ不純物拡散源にドープ
された不純物のうちサイドウオールに拡散する量を無視
でき、基板への拡散量が十分に得られる。これにより、
エミッタ領域のうちでサイドウオールに近い側でも正常
な深さに拡散層を形成でき、エミッタ領域の接合深さが
エミッタ開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定になる。
Therefore, even if the emitter impurity diffusion source is thin and the emitter width is narrow, the amount of impurities doped in the emitter impurity diffusion source that diffuses into the sidewalls can be ignored, and the amount diffused into the substrate can be sufficiently obtained. It will be done. This results in
A diffusion layer can be formed at a normal depth even on the side of the emitter region close to the sidewall, and the junction depth of the emitter region is approximately constant between the central portion under the emitter opening and the peripheral portion.

また、第4の発明の半導体装置の製造方法は、MOS)
ランジスタの形成工程でのドレイン拡散あるいはソース
拡散に際して、ドレイン不純物拡散源あるいはソース不
純物拡散源の不純物と等しい濃度となるように同じ不純
物が導入されたサイドウオールにドレイン不純物拡散源
あるいはソース不純物拡散源が接触しているので、サイ
ドウオールがドレイン不純物拡散源あるいはソース不純
物拡散源から不純物を吸い出す度合いが低い。このため
、ドレイン不純物拡散源あるいはソース不純物拡散源が
薄く、しかも、ドレイン開口あるいはソース開口が狭く
ても、ドレイン不純物拡散源あるいはソース不純物拡散
源にドープされた不純1 物がサイドウオールに拡散することを防止でき、基板へ
の拡散量が十分に得られる。これにより、ドレイン領域
あるいはソース領域のうちでサイドウオールに近い側で
も正常な深さに拡散層を形成でき、ドレイン領域あるい
はソース領域の接合深さがドレイン開口あるいはソース
開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定になる。
Further, the method for manufacturing a semiconductor device according to the fourth invention is a MOS)
During drain diffusion or source diffusion in the transistor formation process, the drain impurity diffusion source or source impurity diffusion source is placed in the sidewall into which the same impurity is introduced so as to have the same impurity concentration as that of the drain impurity diffusion source or source impurity diffusion source. Because of the contact, the sidewalls are less likely to suck out impurities from the drain impurity diffusion source or the source impurity diffusion source. Therefore, even if the drain impurity diffusion source or source impurity diffusion source is thin and the drain or source opening is narrow, impurities doped in the drain impurity diffusion source or source impurity diffusion source will not diffuse into the sidewall. can be prevented, and a sufficient amount of diffusion to the substrate can be obtained. As a result, a diffusion layer can be formed at a normal depth even on the side of the drain or source region near the sidewall, and the junction depth of the drain or source region can be adjusted between the central part under the drain opening or the source opening and the peripheral part. becomes almost constant.

(実施例) 以下、図面を参照して本発明の一実施例を詳細に説明す
る。
(Example) Hereinafter, an example of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

第1図(a)乃至(e)は、二層ポリシリコン構造のセ
ルファライン型のNPN )ランジスタの製造工程にお
ける半導体基板の断面構造を示しており、以下、第1図
(a)乃至(e)を参照しなからNPN )ランジスタ
の形成方法を説明する。
FIGS. 1(a) to (e) show the cross-sectional structure of a semiconductor substrate in the manufacturing process of a self-line type NPN transistor with a two-layer polysilicon structure. ), a method of forming an NPN) transistor will be described.

まず、第1図(a)に示すように、P型半導体基板10
の表面にN−エピタキシャル層11を有し、内部にN+
型の埋込み層12を有する半導体基板13を形成する。
First, as shown in FIG. 1(a), a P-type semiconductor substrate 10
has an N- epitaxial layer 11 on the surface, and an N+ layer inside.
A semiconductor substrate 13 having a mold-shaped buried layer 12 is formed.

この半導体基板13の主表面(N−エピタキシャル層1
1の表面)に素子形 2 或予定領域を取り囲む形でフィールド絶縁膜13を選択
酸化法により形成し、N−エピタキシャル層11の一部
に前記N′埋込み層12に達するディープN+領域]4
を形成する。次に、基板上の全面に比較的薄い酸化膜1
5を形成し、さらに、素子形成予定領域表面の酸化膜1
5を除去し、N−エピタキシャル層11表面の少なくと
も素子形成予定領域上に、外部ベース引出し電極および
外部ベース拡散源となるP型不純物(例えばボロン)が
添加された第1半導体膜(本例では第1ポリシリコン膜
)16と、CVD (気相成長)法による酸化膜よりな
る第1絶縁膜17を順次形成する。
The main surface of this semiconductor substrate 13 (N-epitaxial layer 1
1), a field insulating film 13 is formed by selective oxidation in a manner surrounding a certain predetermined region, and a deep N+ region reaching the N' buried layer 12 is formed in a part of the N- epitaxial layer 11]4
form. Next, a relatively thin oxide film 1 is applied to the entire surface of the substrate.
Further, an oxide film 1 is formed on the surface of the area where the element is to be formed.
5 is removed, and a first semiconductor film (in this example, a P-type impurity (e.g., boron) is added to at least the region where an element is to be formed on the surface of the N-epitaxial layer 11 to serve as an external base extraction electrode and an external base diffusion source) is removed. A first polysilicon film 16 and a first insulating film 17 made of an oxide film by CVD (vapor phase growth) are sequentially formed.

次に、第1図(b)に示すように、前記第1絶縁膜17
および第1ポリシリコン膜16をパターニングしてセル
ファライン開口を形成した後、アニール処理する。これ
により、第1ポリシリコン膜が外部ベース引出し電極1
6”になると共に、半導体基板主表面の素子形成予定領
域にP”外部ベース領域EBが形成される。この後、セ
ルファ3 ライン開口に露出した前記第1絶縁膜17、外部ベース
引出し電極16”および半導体基板主表面の各表面を覆
うように、基板上の全面に第2絶縁膜18を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(b), the first insulating film 17
After patterning the first polysilicon film 16 to form self-line openings, annealing is performed. As a result, the first polysilicon film is exposed to the external base extraction electrode 1.
6'', and a P'' external base region EB is formed in the element formation area on the main surface of the semiconductor substrate. Thereafter, a second insulating film 18 is formed on the entire surface of the substrate so as to cover the first insulating film 17, the external base extraction electrode 16'', and the main surface of the semiconductor substrate exposed in the SELF 3 line opening.

次に、エミッタ開口を規定するサイドウオールを形成す
るため、基板上の全面に第2半導体膜(本例では第2ポ
リシリコン膜)19を形成する。この場合、後で形成さ
れるエミッタ引出し電極の不純物と同じ不純物および等
しい濃度となるように、上記第2ポリシリコン膜1つに
不純物を導入する。この不純物の導入方法としては、■
第2ポリシリコン膜1つをCVD法により形成する際に
不純物を含むガスを導入するか、■第2ポリシリコン膜
1つを堆積した後にイオン注入により膜中に不純物を導
入し、熱拡散により膜中不純物濃度を均一化するか、■
第2ポリシリコン膜1つを堆積した後に不純物を含む絶
縁膜(図示せず)を堆積し、この絶縁膜から熱拡散によ
り膜中に不純物を導入するなどの方法がある。
Next, a second semiconductor film (second polysilicon film in this example) 19 is formed over the entire surface of the substrate to form a sidewall that defines the emitter opening. In this case, impurities are introduced into one of the second polysilicon films so that the impurities are the same and have the same concentration as the impurities of the emitter extraction electrode that will be formed later. As for the method of introducing this impurity, ■
Either by introducing a gas containing impurities when forming one second polysilicon film by CVD method, or by introducing impurities into the film by ion implantation after depositing one second polysilicon film, and then by thermal diffusion. Is the impurity concentration in the film uniform?■
There is a method in which, after depositing one second polysilicon film, an insulating film (not shown) containing impurities is deposited, and the impurities are introduced into the film from this insulating film by thermal diffusion.

なお、上記第2ポリシリコン膜19の膜中不純物濃度は
均一である必要があり、不純物を導入する 4 際、第2絶縁膜18により下地側への拡散が止められる
ので、通常の熱拡散炉により膜中不純物濃度を容易に均
一化することが可能である。
Note that the impurity concentration in the second polysilicon film 19 needs to be uniform, and when introducing the impurity, the second insulating film 18 prevents diffusion to the underlying side. Accordingly, it is possible to easily equalize the impurity concentration in the film.

なお、前記第2絶縁膜18の形成前あるいは形成後に、
前記外部ベース引出し電極16”により囲まれた内側領
域の基板にP型不純物をイオン注入してP−内部ベース
領域IBを形成する。
Note that before or after forming the second insulating film 18,
A P-type impurity is ion-implanted into the substrate in the inner region surrounded by the external base extraction electrode 16'' to form a P- internal base region IB.

次に、第1図(C)に示すように、前記第2ポリシリコ
ン膜19をエッチバックし、サイドウオール19“を形
成する。なお、本工程のエツチングは、トランジスタの
寸法を精密に規定するため、異方性エツチング法で行な
う。
Next, as shown in FIG. 1(C), the second polysilicon film 19 is etched back to form a side wall 19''. Note that the etching in this step is performed to precisely define the dimensions of the transistor. Therefore, an anisotropic etching method is used.

次に、第1図(d、)に示すように、上記サイドウオー
ル19”をマスクにして、露出している第2絶縁膜18
(その下地に酸化膜15がある場合にはこの酸化膜15
も含む。)を異方性エツチングによりエッチバックして
エミッタ開口を設けると共に前記ディープN+領域14
を露出させる。
Next, as shown in FIG. 1(d), the exposed second insulating film 18 is removed using the sidewall 19'' as a mask.
(If there is an oxide film 15 under it, this oxide film 15
Also included. ) is etched back by anisotropic etching to provide an emitter opening and also to form the deep N+ region 14.
expose.

次に、第1図(e)に示すように、エミッタ1出し電極
ならびにエミッタ拡散源となる第3ポリ5 シリコン膜20を堆積する。この場合、エミッタ拡散源
となる第3ポリシリコン膜20への不純物導入は、イオ
ン注入法によりN型不純物として例えば砒素を導入する
が、イオン注入性以外でも構わない。次に、基板上面に
砒素の外拡散防止保護膜としてCVD法による酸化膜(
図示せず)を形成した後、熱処理を行ってエミッタ拡散
を行ってエミッタ領域Eを形成する。この後、第3ポリ
シリコン膜20をパターニングしてエミッタ引出し電極
20”を形成する。
Next, as shown in FIG. 1(e), a third poly-5 silicon film 20 which will serve as the emitter 1 output electrode and emitter diffusion source is deposited. In this case, the impurity is introduced into the third polysilicon film 20 serving as the emitter diffusion source by introducing, for example, arsenic as an N-type impurity by an ion implantation method, but other impurities may be used. Next, on the top surface of the substrate, an oxide film (
(not shown), heat treatment is performed to perform emitter diffusion to form an emitter region E. Thereafter, the third polysilicon film 20 is patterned to form an emitter extraction electrode 20''.

次に、外部ベース引出し電極16”上の第1酸化膜17
を選択除去してベース電極開口(図示せず)を設け、金
属配線(通常、アルミニウム配線)を形成することによ
り、NPN )ランジスタが完成する。
Next, the first oxide film 17 on the external base extraction electrode 16''
A base electrode opening (not shown) is provided by selectively removing the base electrode, and a metal wiring (usually aluminum wiring) is formed to complete the NPN transistor.

第2図は、第1図(e)中のエミッタ領域Eの付近を取
り出して拡大して示しており、エミッタ領域Eの接合深
さがエミッタ開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定にな
っている。
FIG. 2 shows an enlarged view of the vicinity of the emitter region E in FIG. It has become.

即ち、上記実施例のNPNトランジスタの形成6 工程においては、エミッタ不純物拡散に際して、エミッ
タ不純物拡散源の不純物と等しい濃度となるように同じ
不純物が導入されたサイドウオール19″にエミッタ不
純物拡散源が接触しているので、エミッタ不純物拡散に
際してサイドウオール19″がエミッタ不純物拡散源か
ら不純物を吸い出す度合いが低い。このため、エミッタ
不純物拡散源が薄<、シかも、エミツタ幅が狭くても、
エミッタ不純物拡散源にドープされた不純物のうちサイ
ドウオール1つ”に拡散する量を無視でき、基板への拡
散量が十分に得られる。これにより、エミッタ領域Eの
うちでサイドウオール19″に近い側でも正常な深さに
拡散層を形成でき、エミッタ領域の接合深さがエミッタ
開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定になり、トランジ
スタのスイッチ時間が長くなったり、電流増幅率や遮断
周波数が低下したりする等の不都合が生じることはない
That is, in the step 6 of forming the NPN transistor in the above embodiment, when diffusing the emitter impurity, the emitter impurity diffusion source is brought into contact with the sidewall 19'' into which the same impurity is introduced so as to have the same impurity concentration as that of the emitter impurity diffusion source. Therefore, the degree to which the sidewall 19'' sucks out impurities from the emitter impurity diffusion source during emitter impurity diffusion is low. Therefore, even if the emitter impurity diffusion source is thin or the emitter width is narrow,
Of the impurities doped in the emitter impurity diffusion source, the amount diffused into the sidewall 19'' can be ignored, and a sufficient amount of diffusion into the substrate can be obtained. A diffusion layer can be formed at a normal depth even on the side, and the junction depth of the emitter region is almost constant between the center and the periphery under the emitter opening, which increases the switching time of the transistor and reduces the current amplification factor and cutoff. Inconveniences such as a decrease in frequency do not occur.

第3図は本発明の他の実施例に係るMOSトランジスタ
の断面構造を示しており、30は半導体7 基板、31は基板表面上のゲート絶縁膜、32および3
3はそれぞれゲート電極、34はゲート電極・基板表面
上の絶縁膜、35は上記2つのゲート電極32および3
3に挾まれたドレイン開口あるいはソース開口を規定す
るためのサイドウオールであり、上記2つのゲート電極
32および33の側壁に前記絶縁膜34を介して形成さ
れている。
FIG. 3 shows a cross-sectional structure of a MOS transistor according to another embodiment of the present invention, in which 30 is a semiconductor 7 substrate, 31 is a gate insulating film on the surface of the substrate, 32 and 3
3 is a gate electrode, 34 is an insulating film on the gate electrode/substrate surface, and 35 is the above two gate electrodes 32 and 3.
3, and is formed on the side walls of the two gate electrodes 32 and 33 with the insulating film 34 interposed therebetween.

36はドレイン領域あるいはソース領域、37はドレイ
ン配線あるいはソース配線(ポリシリコン)、38は保
護絶縁膜である。
36 is a drain region or source region, 37 is a drain wiring or source wiring (polysilicon), and 38 is a protective insulating film.

上記MOSトランジスタを形成するためには、半導体基
板30の主表面上の素子形成予定領域周辺にフィールド
絶縁膜(図示せず)を形成する工程と、上記半導体基板
主表面上の素子形成予定領域上にゲート絶縁膜31を形
成する工程と、上記半導体基板主表面上の素子形成予定
領域上でゲート絶縁膜31上にゲート電極32.33・
・・を形成する工程と、上記ゲート電極32.33・・
・上および基板表面上に第1絶縁膜34を形成する工程
と、前記ゲート電極32.33・・・のうちの隣り合う
所8 定のゲート電極32.33の相対向する側壁部に、後で
形成されるドレイン配線あるいはソース配線37の不純
物と等しい濃度となるように同じ不純物が導入されたサ
イドウオール35を形成する工程と、このサイドウオー
ル35をマスクとして前記第1絶縁膜34、ゲート絶縁
膜31を除去してドレイン開口あるいはソース開口を形
成する工程と、上記ドレイン開口あるいはソース開口に
接するドレイン拡散用あるいはソース拡散用の第3半導
体膜を形成し、ドレイン拡散あるいはソース拡散を行っ
てドレイン領域あるいはソース領域36を形成し、上記
第3半導体膜をパターニングしてドレイン配線あるいは
ソース配線37を形成する工程とを順次実施すればよい
In order to form the MOS transistor, there are two steps: forming a field insulating film (not shown) around the area on the main surface of the semiconductor substrate 30 where the element is to be formed; A step of forming a gate insulating film 31 on the main surface of the semiconductor substrate, and forming gate electrodes 32, 33, and 32 on the gate insulating film 31 on a region where an element is to be formed on the main surface of the semiconductor substrate.
. . and the step of forming the gate electrodes 32, 33 .
・A step of forming a first insulating film 34 on the top and substrate surface, and a step of forming a first insulating film 34 on the opposing sidewalls of the gate electrodes 32, 33 at adjacent locations 8 of the gate electrodes 32, 33... A process of forming a sidewall 35 doped with the same impurity as the impurity concentration of the drain wiring or source wiring 37 formed in the first insulating film 34 and the gate insulating film 34 using the sidewall 35 as a mask. A step of removing the film 31 to form a drain opening or a source opening, forming a third semiconductor film for drain diffusion or source diffusion in contact with the drain opening or source opening, and performing drain diffusion or source diffusion to form a drain. The steps of forming a region or source region 36 and patterning the third semiconductor film to form a drain wiring or source wiring 37 may be sequentially performed.

上記MO8)ランジスタの形成工程においても、ドレイ
ン拡散あるいはソース拡散に際して、ドレイン不純物拡
散源あるいはソース不純物拡散源の不純物と等しい濃度
となるように同じ不純物が導入されたサイドウオール3
5にドレイン不純物拡散源あるいはソース不純物拡散源
が接触している9 ので、サイドウオール35がドレイン不純物拡散源ある
いはソース不純物拡散源から不純物を吸い出す度合いが
低い。このため、ドレイン不純物拡散源あるいはソース
不純物拡散源が薄く、しかも、ドレイン開口あるいはソ
ース開口が狭くても、ドレイン不純物拡散源あるいはソ
ース不純物拡散源にドープされた不純物がサイドウオー
ル35に拡散することを防止でき、基板への拡散量が十
分に得られる。これにより、ドレイン領域あるいはソー
ス領域36のうちでサイドウオール35に近い側でも正
常な深さに拡散層を形成でき、ドレイン領域あるいはソ
ース領域36の接合深さがドレイン開口あるいはソース
開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定になる。
In the above MO8) transistor formation process, the same impurity is introduced into the side wall 3 so as to have the same concentration as the impurity of the drain impurity diffusion source or the source impurity diffusion source during drain diffusion or source diffusion.
Since the drain impurity diffusion source or the source impurity diffusion source 9 is in contact with the drain impurity diffusion source 5, the degree to which the sidewall 35 sucks out impurities from the drain impurity diffusion source or the source impurity diffusion source is low. Therefore, even if the drain impurity diffusion source or the source impurity diffusion source is thin and the drain or source opening is narrow, the impurity doped in the drain impurity diffusion source or the source impurity diffusion source is prevented from diffusing into the sidewall 35. This can be prevented and a sufficient amount of diffusion to the substrate can be obtained. As a result, a diffusion layer can be formed at a normal depth even on the side of the drain region or source region 36 that is close to the sidewall 35, and the junction depth of the drain region or source region 36 is at the center below the drain or source opening. It becomes almost constant between the area and the periphery.

なお、上記実施例は、ディスクリート・デバイスについ
て説明を行ったが、本発明は、バイポーラ型、あるいは
、MOS (CMOS)型、あるいは、バイポーラ・M
OS (CMOS)型の半導体集積回路およびその製造
方法にも適用できる。
Although the above embodiments have been described with respect to discrete devices, the present invention also applies to bipolar type, MOS (CMOS) type, or bipolar M
The present invention can also be applied to OS (CMOS) type semiconductor integrated circuits and methods of manufacturing the same.

 0 [発明の効果] 上述したように本発明によれば、エミッタ領域の接合深
さがエミッタ開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定にな
る、または、ドレイン領域あるいはソース領域の接合深
さがドレイン開口下あるいはソース開口下の中央部と周
辺部とてほぼ一定になる特性の良い半導体装置およびそ
の製造方法を実現することができる。
0 [Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, the junction depth of the emitter region is approximately constant between the central part and the peripheral part under the emitter opening, or the junction depth of the drain region or the source region is It is possible to realize a semiconductor device and a method for manufacturing the same, which have good characteristics in which the characteristics are substantially constant between the central portion under the drain opening or the source opening and the peripheral portion.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図(a)乃至(e)は本発明の一実施例に係るバイ
ポーラトランジスタの形成方法における各工程での半導
体基板の断面構造を示す図、第2図は第1図(e)中の
エミッタ領域の付近を取り出して拡大して示す断面図、
第3図は本発明の他の実施例に係るMOSトランジスタ
の断面構造を□□□□□山 10・・・P型半導体基板、11・・・N+埋込み層、
12・・・N−エピタキシャル層、13・・・フィール
ド絶縁膜、14・・・ディープN+領域、15・・・酸
化膜、1 16・・・第1ポリシリコン膜、16”・・・外部ベー
ス引出し電極、]7・・・第1絶縁膜、18・・・第2
絶縁膜、1つ・・・第2ポリシリコン膜、19”・・・
サイドウオール、20#・・・エミッタ引出し電極、E
B・・・外部ベース領域、IB・・・内部ベース領域、
E・・・エミッタ領域。
FIGS. 1(a) to (e) are diagrams showing the cross-sectional structure of a semiconductor substrate at each step in a method for forming a bipolar transistor according to an embodiment of the present invention, and FIG. A cross-sectional view showing an enlarged view of the vicinity of the emitter region,
FIG. 3 shows the cross-sectional structure of a MOS transistor according to another embodiment of the present invention.
12... N- epitaxial layer, 13... Field insulating film, 14... Deep N+ region, 15... Oxide film, 1 16... First polysilicon film, 16''... External base Extraction electrode, ]7... first insulating film, 18... second
Insulating film, one...second polysilicon film, 19"...
Side wall, 20#... Emitter extraction electrode, E
B...external base area, IB...internal base area,
E...Emitter area.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)エミッタ開口を規定するサイドウォールを有する
バイポーラ半導体装置において、バイポーラトランジス
タのエミッタ領域の接合深さが、上記エミッタ開口下の
中央部と周辺部とでほぼ一定であることを特徴とする半
導体装置。
(1) A bipolar semiconductor device having a sidewall defining an emitter opening, characterized in that the junction depth of the emitter region of the bipolar transistor is approximately constant between a central portion under the emitter opening and a peripheral portion. Device.
(2)2つのゲート電極間のドレイン開口あるいはソー
ス開口を規定するサイドウォールを有する絶縁ゲート型
半導体装置において、電界効果トランジスタのドレイン
領域あるいはソース領域の接合深さが、上記ドレイン開
口あるいはソース開口下の中央部と周辺部とでほぼ一定
であることを特徴とする半導体装置。
(2) In an insulated gate semiconductor device having a sidewall defining a drain opening or source opening between two gate electrodes, the junction depth of the drain region or source region of a field effect transistor is below the drain opening or source opening. A semiconductor device characterized in that the temperature is almost constant between a central portion and a peripheral portion.
(3)バイポーラトランジスタの形成に際して、半導体
基板主表面上の素子形成予定領域周辺にフィールド絶縁
膜を形成する工程と、 上記半導体基板主表面上の少なくとも素子形成予定領域
上にベース引出し電極と外部ベース拡散源とを兼ねる第
1半導体膜を形成する工程と、上記第1半導体膜上に第
1絶縁膜を形成する工程と、 エミッタ形成予定領域上で上記第1絶縁膜、前記第1半
導体膜を順次除去し、セルフアライン開口を形成する工
程と、 上記セルフアライン開口に露出した前記第1絶縁膜、前
記第1半導体膜および半導体基板主表面の各表面に、第
2絶縁膜を形成する工程と、前記セルフアライン開口の
内側に、後で形成されるエミッタ引出し電極の不純物と
等しい濃度となるように同じ不純物が導入されたサイド
ウォールを形成する工程と、 このサイドウォールをマスクとしてセルフアライン開口
底面の前記第2絶縁膜を除去してエミッタ開口を設ける
工程と、 上記第2絶縁膜の形成前あるいは形成後に、前記外部ベ
ース引出し電極により囲まれた内側領域の基板表面に内
部ベース領域を形成する工程と、上記エミッタ開口に接
するエミッタ拡散用の第3半導体膜を形成し、エミッタ
拡散を行い、上記第3半導体膜をパターニングしてエミ
ッタ引出し電極を形成する工程 とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(3) When forming a bipolar transistor, a step of forming a field insulating film around a region where an element is to be formed on the main surface of the semiconductor substrate; forming a first semiconductor film that also serves as a diffusion source; forming a first insulating film on the first semiconductor film; forming the first insulating film and the first semiconductor film on a region where an emitter is to be formed; forming a second insulating film on each of the first insulating film, the first semiconductor film and the main surface of the semiconductor substrate exposed in the self-aligning opening; , forming a sidewall doped with the same impurity as the impurity of the emitter extraction electrode to be formed later, inside the self-aligned opening; and using this sidewall as a mask, the bottom surface of the self-aligned opening. forming an emitter opening by removing the second insulating film, and forming an internal base region on the substrate surface in an inner region surrounded by the external base extraction electrode before or after forming the second insulating film; and a step of forming a third semiconductor film for emitter diffusion in contact with the emitter opening, performing emitter diffusion, and patterning the third semiconductor film to form an emitter extraction electrode. A method for manufacturing a semiconductor device.
(4)絶縁ゲート型電界効果トランジスタの形成に際し
て、 半導体基板主表面上の素子形成予定領域周辺にフィール
ド絶縁膜を形成する工程と、 上記半導体基板主表面上の素子形成予定領域上にゲート
絶縁膜を形成する工程と、 上記半導体基板主表面上の素子形成予定領域上でゲート
絶縁膜上にゲート電極を形成する工程と、上記ゲート電
極上および基板表面上に第1絶縁膜を形成する工程と、 上記ゲート電極のうちの隣り合う所定のゲート電極の相
対向する側壁部に、後で形成されるドレイン配線あるい
はソース配線の不純物と等しい濃度となるように同じ不
純物が導入されたサイドウォールを形成する工程と、 このサイドウォールをマスクとして前記第1絶縁膜、ゲ
ート絶縁膜を除去してドレイン開口あるいはソース開口
を形成する工程と、 上記ドレイン開口あるいはソース開口に接するドレイン
拡散用あるいはソース拡散用の第3半導体膜を形成し、
ドレイン拡散あるいはソース拡散を行ってドレイン領域
あるいはソース領域を形成し、上記第3半導体膜をパタ
ーニングしてドレイン配線あるいはソース配線を形成す
る工程 とを具備することを特徴とする半導体装置の製造方法。
(4) When forming an insulated gate field effect transistor, a step of forming a field insulating film around a region where an element is to be formed on the main surface of the semiconductor substrate, and a step of forming a gate insulating film on the region where an element is to be formed on the main surface of the semiconductor substrate. a step of forming a gate electrode on a gate insulating film on a region where an element is to be formed on the main surface of the semiconductor substrate; and a step of forming a first insulating film on the gate electrode and the surface of the substrate. , Forming sidewalls doped with the same impurity so as to have the same concentration as the impurity of the drain wiring or source wiring to be formed later, on the opposing sidewalls of adjacent predetermined gate electrodes among the gate electrodes. a step of removing the first insulating film and the gate insulating film using the sidewall as a mask to form a drain opening or a source opening; and a step of forming a drain opening or a source opening in contact with the drain opening or the source opening. forming a third semiconductor film;
A method for manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of forming a drain region or a source region by performing drain diffusion or source diffusion, and patterning the third semiconductor film to form a drain wiring or a source wiring.
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KR100520169B1 (en) * 1999-04-21 2005-10-10 주식회사 하이닉스반도체 Fabricating method for semiconductor device

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