JPH0395934A - 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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JPH0395934A
JPH0395934A JP23243189A JP23243189A JPH0395934A JP H0395934 A JPH0395934 A JP H0395934A JP 23243189 A JP23243189 A JP 23243189A JP 23243189 A JP23243189 A JP 23243189A JP H0395934 A JPH0395934 A JP H0395934A
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JP
Japan
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film
insulating film
polycrystalline silicon
oxidizing
mask
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Pending
Application number
JP23243189A
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English (en)
Inventor
Satoru Fukano
深野 哲
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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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】 〔{既要] 本発明は単結晶シリコン層と多結晶シリコン層とを同時
に成長する技術を利用したバイポーラ半導体装置の製造
方法に関し, ベース活性層と一体成形される薄いベース引出し電極の
多結晶シリコンを,自己整合的に厚い多結晶シリコンに
置き換えることによって,浅いベース幅を維持するとと
もに,ベース抵抗を下げることを目的とし, 一導電型の半導体基板に第1の絶縁膜及び非酸化性絶縁
膜を順次積層し,トランジスタ動作領域を残して該第1
の絶縁膜及び非酸化性絶縁膜をパタニングする工程と,
該第1の絶縁膜及び非酸化性絶縁膜をマスクとして,該
半導体基板をメサ型にエッチングする工程と,該非酸化
性絶縁膜をマスクとして選択酸化法により第2の絶縁膜
を選択的に形成する工程と,該非酸化性絶縁膜をベース
活性領域を残してパタニングした後,該非酸化性絶縁膜
をマスクとして選択酸化法により第3の絶縁膜を選択的
に形成する工程と,該非酸化性絶縁膜及び該第1の絶縁
膜をエッチング除去した後,該半導体基板上に反対導電
型のシリコン単結晶層を,第2の絶縁膜及び第3の絶縁
膜上に第1の多結晶シリコン膜を一体形成する工程と,
該シリコン単結晶層と該第1の多結晶シリコン膜の上に
第4の絶縁膜を形成する工程と,フォトレジストをマス
クとして,該第4の絶縁膜と該第1の多結晶シリコン膜
とを順次,異方性エッチングにて除去した後,引き続き
,該第1の多結晶シリコン膜の上下面の該第4の絶縁膜
及び該第3の絶縁膜をウエットエッチングする工程と,
第2の多結晶シリコン膜を該半導体基板上に該第1の多
結晶シリコンの上面を覆う厚さまで全面形威して.該第
1の多結晶シリコン膜と該第2の多結晶シリコン膜とを
結合せしめる工程とを含むように横戒する。
〔産業上の利用分野] 本発明は単結晶シリコン層と多結晶シリコン膜(ポリS
i膜)とを同時に成長する技術を利用したバイボーラ半
導体装置の製造方法に関する。
近年,高集積,微細化した半導体装置の開発が進み,装
置内の微細構造の素子が要求されている。
このため,これに対応した素子の開発を行う必要がある
〔従来の技術〕
第3図は従来例の説明図である。
図において, 16はSt基板, 17はコレクタ埋込
み層,18はコレクタ層,19はヘース活性層, 20
は工旦ツタ層,21は素子分離領域,22は酸化膜,2
3はエミッタボリSi, 24はベース引出し電極,2
5はエミッタ外部電極,26はベース外部電極,27は
コレクタ外部電極である。
第3図に示すシリコンエビタキシャル或長膜を利用して
,ベース活性層19及びベース引出し電極24を一体形
成していた従来のエビタキシャル・ペース型のバイボー
ラトランジスタにおいては.ベース活性層19として戒
長ずるシリコン単結晶の膜厚を50〜70nn+とする
ことにより性能の向上に不可欠とされている浅いヘース
幅を実現していた。
ところが,ベース引出し電極24がベース活性層19と
一体形威されるが故にベース引出し電極24の膜厚も薄
くなってしまう。
〔発明が解決しようとする課題〕
従ってベース抵抗の増大を招き,動作性能の向上を妨げ
るといった問題を生しる欠点があった。
本発明は,ベース抵抗に関し,ベース活性層と一体或形
される薄いベース引出し電極のポリSi膜を,自己整合
的に厚いボリSi膜に置き換えることによって,浅いベ
ース幅を維持するとともに,ベース抵抗を下げることを
目的として提供されるものである. 〔課題を解決するための手段〕 第1図は本発明の原理説明図である。
図において,1は半導体基板,2は第1の絶縁膜,3は
非酸化性絶縁膜,4は第2の絶縁膜,5は第3の絶縁膜
.6はシリコン単結晶,7は第1のボリSi膜,8は第
4の絶縁膜,9はフォトレジスト, 10は第2のボリ
Si膜である。
本発明は,第1図(a)に示すように,一導電型の半導
体基板工に第1の絶縁膜2及び非酸化性絶縁膜3を順次
積層し,トランジスタ動作領域を残して該第1の絶縁膜
2及び非酸化性絶縁膜3をパタニングする工程と, 該第1の絶縁膜(2)及び非酸化性絶縁膜(3)をマス
クとして,該半導体基板Iをメサ型にエッチングする工
程と, 第1図(b)に示すように.該非酸化性絶縁膜3をマス
クとして選択酸化法により第2の絶縁膜4を選択的に形
成する工程と, 第1図(C)に示すように,該非酸化性絶縁膜3をベー
ス活性領域を残してパタニングした後,該非酸化性絶縁
膜3をマスクとして3JA択酸化法により第3の絶縁膜
5を選択的に形成する工程と,第1図(d)に示すよう
に,該非酸化性絶縁膜3及び該第1の絶縁膜2をエノチ
ング除去した後,該半導体基板l上に反対導電型のシリ
コン単結晶層6を,第2の絶縁膜4及び第3の絶縁膜5
上に第1のポリSi膜7を一体形成する工程と,該シリ
コン単結晶層6と該第1のボリSi膜7の上に第4の絶
縁IIM8を形成する工程と,第1図(e)に示すよう
に.フォトレジスト9をマスクとして,該第4の絶縁膜
8と該第1のポリSi膜7とを順次.異方性エッチング
にて除去した後,引き続き.該第1のポリSt膜7の上
下面の該第4の絶縁膜8及び該第3の絶縁膜5をウェッ
トエッチングして除去する工程と, 第1図(f)に示すように.第2のポリSi膜lOを該
半導体基板l上に全面形威して,該第1のボリSi膜7
と該第2のボリSi膜IOとを結合せしめる工程とを含
むことにより達成される。
(作用〕 シリコン単結晶と一体形成された薄いポリSi膜の上下
面を囲んで厚いポリSi膜を形威し.この厚いポリSt
膜をベースの引出し電極とすることで,ベース・電極の
抵抗値の著しい低減が図られる。
又,このヘース引出し電極は自己整合的に形威され,ト
ランジスタの微細化により適している。
?実施例] 第2図は本発明の一実施例の工程順模式断面図である。
図において,1はSi基板,2は第1のSiO■膜,3
はSiJn膜,4は第2のSing膜,5は第3のSi
02膜,6はSi単結晶,7は第1のボリSi膜,8は
第4のSiOz膜.9はフォトレジスト, 10は第2
のポリSi膜, 11は第5のSiO■膜, 12は第
6のSing膜,13は第3のポリSi膜,14はn゛
層,15はAffi膜である。
第2図により,本発明を適用したハイボーラトランジス
タの一実施例のエミッタ・ベース領域の部分の形成につ
いて,工程順に説明する。
尚,コレクタ領域,素子分離領域.その他の素子につい
ては,通常の方法にて形成されるため省略する。
先ず,第2図(a)に示すように,半導体基板?あるn
型0.1ΩcmのSi基Fi.1上に酸素(02)雰囲
気中で, 1,000゜Cで第1の絶縁膜であるSiO
■膜2を500人の厚さに形威し,続いてCVD法によ
って,非酸化性絶縁膜であるSi3N.膜3を800’
Cで1 , 000大の厚さに被覆した後,トランジス
タの動作領域のみに第1の5:02膜2とSiJ4H’
J3が残るようにフォトリソグラフィ技術及びRIE技
術を用いて,トランジスタの動作領域以外の第1のSi
02膜2とSi.N.膜3を除去する。
第2図(b)に示すように,引続き, Si基Fi1を
2.500人程の深さにメサエッチングする。
第2図(c)に示すように,Si3N4膜3をマスクと
して,ウエット酸化により,l.,000゜Cで5,0
00人の厚さに第2の絶縁膜であるSiO■膜4を選択
的に形成する。
第2図(d)に示すように,フォトリソグラフィ技術及
びRIB技術を用いて,ベース活性領域となる領域にS
izN.膜3が残るようにエッチングした後,再びSi
3N.膜3をマスクとして第3の絶縁膜であるSiO■
膜5をウエット酸化により,1,000゜C?2,00
0人の厚さに選択的に形成する。
第2図(e)に示すように,ヘース活性領域に残ったS
i3N4膜3及び第1のSiOz膜2を燐酸系及び弗酸
系のエッチング液により除去した後,ジシラン(Siz
H6)を用いた光励起反応を利用して,540〜600
゜Cの温度でSt単結晶6を500人の厚さに或長させ
る。
この時, St単結晶6の濃度が5〜10xlO” /
cm”になるようにジボラン(Bznh)をドーブして
,p゛型ベース層を形成する。
同時に,第2のSing膜4並びに第3のSing膜5
の上に500入の厚さの第1のポリSi膜7が.Si単
結晶6に接続して一体形威される。
続いて,第2図(f)に示すように, Si単結晶6及
びボリSi膜7の上に, CVD法により,400″C
でi,ooo入の厚さに第4の絶縁膜であるSiO■膜
8を形成する。
第2図(g)に示すように.フォトレジスト9をフォト
リソグラフィ技術によりベース動作領域を覆って形威し
た後,フォトレジスト9をマスク?して, RIBの異
方性ドライエッチングにより,第4のSiO■膜8と第
1のボリSi膜7を除去する。
続いて,第2図(h)に示すように,再び,フォトレジ
スト9をマスクとして,弗酸系の等方性ウエットエッチ
ングにより, 2,000人のサイドエッチングを行い
,第3のStO■If! 5 .及び第4のSiO2膜
8を除去して1第1のボリSi膜7の上下面のSiOz
膜を取り去り,第1のボリSi膜7を露出させる。
第2図(i)に示すように, Si基板1の全面にCV
D法により,第2のポリSi膜10を3,000人の厚
さに650℃で堆積して,第1のボリSi膜7の上下を
第2のポリSt膜10で覆ってしまった後,イオン注入
法により硼素イオン(B゜)を加速電圧4QkeVドー
ズlt5X10” / c一で注入して,第2のボリS
i膜IOのベース引出し電極としての抵抗値を軽減する
続いて,第2図(j)に示すように.第5のSiO■膜
l1を第2のボリSi膜10の上にCVD法により40
0゜Cで3.000人の厚さに積層した後,フォトリ?
グラフィ技術及びRTE技術により,工くソタ領域の第
5のSiO■膜11と第2のポリSi膜10を除去する
更に,第2図(k)に示すように,第6のSin,II
I 12をCVO法により.400’Cテ4.000人
の厚さに堆積する。
次に,第2図(1)に示すように, RIE技術を用い
て,第6のSiO■膜12を異方性エッチングすると,
工くツタ領域のパターン側壁に第6のSiO■膜l2を
残したまま開口ができ,エミソタ領域を自己整合的に縮
小することになり,微細化が図られる.第2図(m)に
示すように,第3のポリSi膜13をCVD法により6
50゜Cで3.000人の厚さに形成し次に,イオン注
入法により砒素イオン(As ” )を加速電圧120
keν, ドーズ量3X10′″/c−で注入した後,
工ξツタ電極にバタニングする。
続いて,窒素(N2)雰囲気中1800゜Cで30分間
の熱処理を行い+ Si単結晶6のp型ベース内にn゛
層14を形成する。
最後に,第2図(n)に示すように,l膜l5をスパッ
タ法によりa,ooo人の厚さに堆積し,バタニングし
て,エミッタ・ヘース電極とし,ハイボーラトランジス
タを完或する。
〔発明の効果〕
上述の方法により,低抵抗化された厚いポリSi膜によ
るベース引出し電極かヘース活性領域近くまで自己整合
的に形成でき,ヘース引出し電極の厚さ戒分の抵抗を下
げることが可能となり.パイボーラ型トランジスタの高
速性能を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理説明図, 第2図は本発明の一実施例の工程順模式断面図,第3図
は従来例の説明図 である。 図において, lは半導体基板,   2は第1の絶縁膜3は非酸化性
絶縁膜,4は第2の絶縁膜,5は第3の絶縁膜. 7は第1のボリSi膜. 9はフォトレジスト, l1は第5のSi02膜 l3は第3のポリSi膜, I5はAl膜 6はSt単結晶, 8は第4の絶縁膜, IOは第2のポリSi膜, l2は第6のSin2膜, l4はn゛層, ’F発B@ /)− 実@4Fl /)Ln y’tA
 #X IMW B野2口 <1fの1) オI套B月の7箒ヂ里説efJ口 冨 1 図 本発明0一電弛例の工咥順榎六町面口 事2a (イ/)2> 不eaR の一実う1±イクil /)工寸ゴLlリζ
17)1テ\32ケT面a冨 2 口 (”r/)3)

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】  一導電型の半導体基板(1)に第1の絶縁膜(2)及
    び非酸化性絶縁膜(3)を順次積層し、トランジスタ動
    作領域を残して該第1の絶縁膜(2)及び非酸化性絶縁
    膜(3)をパタニングする工程と、 該第1の絶縁膜(2)及び非酸化性絶縁膜(3)をマス
    クとして、該半導体基板(1)をメサ型にエッチングす
    る工程と、 該非酸化性絶縁膜(3)をマスクとして選択酸化法によ
    り第2の絶縁膜(4)を選択的に形成する工程と、該非
    酸化性絶縁膜(3)をベース活性領域を残してパタニン
    グした後、該非酸化性絶縁膜(3)をマスクとして選択
    酸化法により第3の絶縁膜(5)を選択的に形成する工
    程と、 該非酸化性絶縁膜(3)及び該第1の絶縁膜(2)をエ
    ッチング除去した後、該半導体基板(1)上に反対導電
    型のシリコン単結晶層(6)を、第2の絶縁膜(4)及
    び第3の絶縁膜(5)上に第1の多結晶シリコン膜(7
    )を一体形成する工程と、 該シリコン単結晶層(6)と該第1の多結晶シリコン膜
    (7)の上に第4の絶縁膜(8)を形成する工程と、フ
    ォトレジスト(9)をマスクとして、該第4の絶縁膜(
    8)と該第1の多結晶シリコン膜(7)とを順次、異方
    性エッチングにて除去した後、引き続き、該第1の多結
    晶シリコン膜(7)の上下面の該第4の絶縁膜(8)及
    び該第3の絶縁膜(5)をウェットエッチングする工程
    と、 第2の多結晶シリコン膜(10)を該半導体基板(1)
    上に該第1の多結晶シリコン膜(7)の上面を覆う厚さ
    まで全面形成して、該第1の多結晶シリコン膜(7)と
    該第2の多結晶シリコン膜(10)とを結合せしめる工
    程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
JP23243189A 1989-09-07 1989-09-07 半導体装置の製造方法 Pending JPH0395934A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11054308B2 (en) 2017-06-01 2021-07-06 Konica Minolta, Inc. Spectrophotometer

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11054308B2 (en) 2017-06-01 2021-07-06 Konica Minolta, Inc. Spectrophotometer

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